KR102166471B1 - 유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 단계, 이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보에 따른 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 단계 및 유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 단계를 포함하는 유리 기판의 제조 방법이 제공된다.

Description

유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치{Apparatus and Method for manufacturing glass substrate}
본 발명은 유리 기판의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 유리 제조 공정 중, 유리 기판의 서냉 공정 시, 유리 기판의 크랙 불량을 최소화하기 위한 유리 기판의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 유리 기판의 제조 장치를 나타내는 개략도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유리 기판의 제조 장치는 약 0.5mm의 박판 유리를 제조하는 유리 기판의 제조 공정에 사용되며, 제조된 유리 기판은 TV 및 노트북 등의 광학 패널의 재료로 사용되기 때문에, 공정 시 광학 특성, 및 물리적 강도 등의 제어가 무척 중요하다.
유리 기판 제조 공정 시, 품질 이슈가 되는 것은 유리 기판 내의 크랙(crack) 불량이다. 기판 내의 크랙으로 인하여 유리 파손 및 광학 물성 저하가 초래된다.
본 발명은 유리 기판 제조 공정 내에 측정되고 있는 데이터들을 활용하여, 크랙 불량 발생 원인 인자들을 도출하고, 크랙 불량률을 예측 및 감소시킬 수 있는 유리 기판의 제조방법 및 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 단계, 이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보에 따른 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 단계 및 유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 단계를 포함하는 유리 기판의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 이송부, 이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측 인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 예측부 및 유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함하는 유리 기판의 제조 장치가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
유리 기판 제조 공정 내에 측정되고 있는 데이터들을 활용하여, 크랙 불량 발생 원인 인자들을 도출하고, 크랙 불량률을 예측할 수 있는 모형 개발이 가능하다.
또한, 이러한 모형을 기초로, 드로스 박스의 각 롤의 회전속도를 조절하여 크랙 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 유리 기판의 제조 장치를 나타내는 개략도들이다.
도 3은 크랙 불량률 모형화를 위한 예측 인자들을 나타내는 구성도이다.
도 4는 크랙 불량률 예측 모델을 통해 예측된 크랙 불량률과 실제 측정된 크랙 불량률을 나타내는 그래프이다.
도 5는 각 롤의 회전속도 오프셋과 크랙 불량률의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 3은 크랙 불량률 모형화를 위한 예측 인자들을 나타내는 구성도이고, 도 4는 크랙 불량률 예측 모델을 통해 예측된 크랙 불량률과 실제 측정된 크랙 불량률을 나타내는 그래프이며, 도 5는 각 롤의 회전속도 오프셋(offset)과 크랙 불량률의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 유리 기판의 제조 장치는, 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 이송부, 이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측 인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 예측부 및 유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함한다.
도 1을 참조하면, 상기 유리 기판의 제조 장치는 서냉 장치(10)를 포함한다. 도 2를 참조하여 상기 유리 성형 및 서냉 장치(10)를 설명하면, 배스(bath), 드로스 박스(Dross box), 레어(Lehr)를 포함한다. 이때, 이송부는 복수 개의 롤(11, 12, 13, 14)를 포함하고, 제어 대상인 복수 개의 롤은 특히, 드로스 박스 측에 위치한다. 복수 개의 롤은 유리 기판을 이송하며, 이송 과정에서, 유리 기판의 냉각(서냉)이 이루어진다. 예를 들어, 상기 복수 개의 롤은 드로스 박스 내 3개의 롤과 레어의 상류 측 1개의 롤을 포함할 수 있다.
한편, 서냉 중에, 유리 기판에 크랙(crack)이 발생할 수 있다. 특히, 유리 기판의 이송 속도에 따라 각 롤(11, 12, 13, 14)의 회전속도도 최적화되어야 한다. 만약, 유리 기판의 이송 속도와 롤의 회전속도가 최적화되지 않으면, 유리기판과 롤(11, 12, 13, 14) 사이의 마찰로 인하여 유리 기판에 크랙이 발생하게 된다. 즉, 유리 기판의 이속 속도에 최적화되도록, 롤의 회전속도에 오프셋(offset)이 발생하지 않도록 조절해야 한다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 유리 기판의 제조 방법은, 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 단계(이하, 냉각단계), 이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보에 따른 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 단계(이하, 예측단계) 및 유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 단계(이하, 조절단계)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 복수 개의 예측인자는, 유리 성형 공정의 운전 조건, 및 유리의 폭을 포함하고, 예측 인자들과, 각각의 롤의 회전속도 정보로 다변량 기술에 의한 통계적 모형화가 가능하다. 복수 개의 예측인자는, 원료 투입량, 유리 두께, 성형 배스(bath) 전력, 성형 배스 온도, 및 외기 온도를 포함할 수 있다. 다만, 복수 개의 예측 인자(운전 조건, 유리의 폭 등)는 크랙 불량률을 줄이기 위해 변화시키기 어려운 조건들이다. 다만, 각각의 롤(11, 12, 13, 14)의 최적화를 통해서 크랙 불량률을 예측 및 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기의 예측 인자는 참고 인자일 수 있고, 각 롤의 회전속도 정보는 최적화 인자에 해당할 수 있다.
이때, 예측 단계는, 복수 개의 예측인자 및 복수 개의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 크랙 불량률을 추정함으로써 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수 개의 예측인자에 기초한 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 의 약 61% 설명할 수 있는 예측 모델을 개발할 수 있다.
또한, 롤(11, 12, 13, 14)의 회전속도 정보는 유리 기판의 이송 속도에 대한 각각의 롤의 회전속도의 오프셋(offset)일 수 있다. 따라서, 오프셋을 줄일 수 있도록, 각각의 롤의 회전속도를 조절할 수 있다.
또한, 예측 단계 및 조절단계는, 실시간으로 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 분석 모형을 통해 특정 운전 시점의 4개의 롤(11, 12, 13, 14)의 롤 회전속도와 최적 방향이 제시될 수 있다. 도 5에서, M1은 11번 부호의 롤을 나타내고, M2는 12번 부호의 롤을 나타내며, M3은 13번 부호의 롤을 나타내고, M4은 14번 부호의 롤을 나타낸다.
또한, 파란색 실선은 특정 운전 시점에서의 롤 속도의 민감도 함수를 나타내며, 파란색 점선은 신뢰구간을 나타낸다. 또한, 빨간색 점은 해당 시점에서의 롤 회전속도이며, 크랙 불량률을 최소화하기 위해서는 어떤 방향(롤 속도 증가/감소)으로 조절되어야 하는지 보여주게 된다.
예를 들어, 도 5의 (a), (b)를 참조하면, 유리 기판의 이송 속도에 비하여 롤의 속도가 빠른 경우에 해당하므로, 해당 롤의 회전속도를 줄여야 한다. 이와는 다르게, 도 5의 (c), (d)를 참조하면, 유리 기판의 이송 속도에 비하여 롤의 속도가 느린 경우에 해당하므로, 해당 롤의 회전속도를 증가시켜야 한다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 유리 기판의 냉각 장치
11, 12, 13, 14: 롤

Claims (7)

  1. 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 단계;
    이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보에 따른 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 단계; 및
    유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 단계를 포함하며,
    복수 개의 예측인자는, 유리 성형 공정의 운전 조건, 유리의 폭, 원료 투입량, 유리 두께, 성형 배스(bath) 전력, 성형 배스 온도, 및 외기 온도를 포함하며,
    예측 단계는, 복수 개의 예측인자 및 복수 개의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 크랙 불량률을 추정함으로써 수행되고,
    롤의 회전속도 정보는 유리 기판의 이송 속도에 대한 각각의 롤의 회전속도의 오프셋(offset)이며,
    오프셋을 줄이도록 롤의 회전속도가 조절되는 유리 기판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    예측 단계 및 조절단계는, 실시간으로 수행되는 유리 기판의 제조 방법.
  7. 소정 속도로 회전하는 복수 개의 롤에 의해 이송되는 유리 기판을 냉각하는 이송부;
    이송 과정에서, 유리 기판의 크랙(crack) 불량과 관련된 복수 개의 예측 인자 및 각각의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 유리 기판의 크랙 불량률을 예측하는 예측부; 및
    유리 기판의 크랙 불량률이 낮아지도록 각각의 롤의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함하며,
    복수 개의 예측인자는, 유리 성형 공정의 운전 조건, 유리의 폭, 원료 투입량, 유리 두께, 성형 배스(bath) 전력, 성형 배스 온도, 및 외기 온도를 포함하며,
    예측 단계는, 복수 개의 예측인자 및 복수 개의 롤의 회전속도 정보의 부분 최소 제곱 회귀분석을 통해 크랙 불량률을 추정함으로써 수행되고,
    롤의 회전속도 정보는 유리 기판의 이송 속도에 대한 각각의 롤의 회전속도의 오프셋(offset)이며,
    오프셋을 줄이도록 롤의 회전속도가 조절되는 유리 기판의 제조 장치.
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