KR20220010365A

KR20220010365A - 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220010365A
Application number: KR1020200089169A
Authority: KR
Inventors: 김의호; 서기철; 수 카밀레 루이스; 김준우
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-01-25
Also published as: US20230278822A1; EP4182275A1; TW202220937A; CN116137859A; WO2022015641A1

Abstract

유리 롤들을 형성하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 유리 리본을 공급하도록 구성된 유리 리본 공급 시스템, 상기 유리 리본을 제1 부분과 제2 부분으로 절단하도록 구성된 절단 시스템, 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 제1 유리 와인딩(winding) 시스템, 및 제2 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감도록 구성된 제2 유리 와인딩 시스템을 포함할 수 있다.

Description

유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법 {a system and a method for forming glass rolls}

본 개시는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 원하는 폭을 가지는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

얇은 두께를 가지는 유리는 굽힘 가능하고(bendable) 유연할(flexible) 수 있다. 이러한 굽힘 가능하고 유연한 유리는 플렉서블 디스플레이, 웨어러블 전자 장치, 및 건물 내부 및 외부 장식 자재로서 사용될 수 있다. 이러한 유연한 유리는 롤로 감겨져 유리 롤의 형태로 저장 및 운반될 수 있다. 한편, 최종 소비자 용도에 따라 필요한 유리의 폭이 달라질 수 있다. 따라서 원하는 폭을 가지는 유리들의 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법의 개발이 필요하다.

본 개시가 해결하고자 하는 과제는 원하는 폭을 가지는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템은 유리 리본을 공급하도록 구성된 유리 리본 공급 시스템, 상기 유리 리본을 제1 부분과 제2 부분으로 절단하도록 구성된 절단 시스템, 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 제1 유리 와인딩(winding) 시스템, 및 제2 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감도록 구성된 제2 유리 와인딩 시스템을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본 공급 시스템은 초기 유리 롤로부터 상기 유리 리본을 풀도록 구성된 유리 언와인더(unwinder)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본 공급 시스템은 유리 재료로부터 상기 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 리본 제조 시스템을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 절단 시스템은 상기 유리 리본을 조사하도록(irradiate) 구성된 레이저를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 유리 와인딩 시스템은, 상기 제1 유리 롤을 형성하도록 인터 리프(interleaf)와 함께 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 유리 와인더, 및 상기 유리 와인더에 상기 인터리프를 공급하도록 구성된 인터리프 언와인더를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 유리 와인딩 시스템은, 상기 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 유리 와인더, 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치를 감지하도록 구성된 위치 센서, 및 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치에 따라 상기 유리 와인더를 이동시키키도록 구성된 이동 장치를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 유리 와인딩 시스템은, 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 제1 장력을 감지하도록 구성된 제1 장력 센서 및 감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어기를 포함하는 제1 장력 제어 시스템을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력 센서는 댄서 롤러(dancer roller), 상기 댄서 롤러에 부착된 스윙 암(swing arm), 및 상기 스윙 암의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력 센서는 로드 셀 롤러(load cell roller)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력 제어기는 감지된 상기 제1 장력에 따라 유리 와인더의 회전 속도를 제어하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력 제어기는 감지된 상기 제1 장력에 따라 댄서 롤러에 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템은 유리 리본을 절단 구역에 공급하도록 구성된 유리 리본 공급 시스템, 상기 절단 구역에서 상기 유리 리본을 제1 부분 및 제2 부분으로 절단하도록 구성된 절단 시스템, 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력을 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력으로부터 고립시키도록 구성된 고립 롤러(isolation roller), 상기 제1 와인딩 구역에서 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 제1 유리 와인더, 및 상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어 시스템을 포함하는 제1 유리 와인딩 시스템, 제2 와인딩 구역에서 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감도록 구성된 제2 유리 와인딩 시스템, 및 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어 시스템을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력보다 작을 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 장력 제어 시스템은 상기 제2 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제2 부분의 장력을 더 제어하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템은 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 아래로 안내하도록 구성된 제1 가이드 롤러, 및 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 상기 제1 유리 와인딩 시스템 위로 안내하도록 구성된 제2 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

유리 롤들을 형성하기 위한 방법은 공급 구역으로부터 절단 구역으로 유리 리본을 제공하는 단계, 상기 절단 구역에서 상기 유리 리본을 제1 부분과 제2 부분으로 절단하는 단계, 제1 와인딩 구역에서 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계, 및 제2 와인딩 구역에서 제2 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 폭은 50mm 보다 크고 320mm 보다 작을 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본의 두께는 0.05mm 내지 0.3mm일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계는 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감는 단계 중에 수행될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본을 제공하는 단계는 초기 유리 롤로부터 상기 유리 리본을 푸는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본을 제공하는 단계는 유리 재료로부터 상기 유리 리본을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 절단하는 단계는, 정지된 위치에 레이저 빔을 조사하는 단계, 및 상기 유리 리본이 상기 정지된 위치를 통과하도록 상기 유리 리본을 운반하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 리본은 상기 유리 리본의 폭 방향에 수직한 방향으로 운반될 수 있다.

일부 실시예들에서, 유리 롤들을 형성하기 위한 방법은 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계 동안 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치를 감지하는 단계, 및 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계 동안 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치에 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 부분에 대하여 상기 제1 유리 롤을 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 유리 롤들을 형성하기 위한 방법은 상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 제1 장력을 감지하는 단계, 및 감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 제1 장력이 소정의 범위 내로 유지되도록 상기 제1 장력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력보다 작게 유지될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력을 제어하는 단계는 감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 부분이 감기는 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력을 제어하는 단계는 감지된 상기 제1 장력에 따라 댄서 롤러에 인가되는 힘을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력으로부터 고립될 수 있다.

일부 실시예들에서, 유리 롤들을 형성하기 위한 방법은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력을 감지하는 단계, 및 측정된 상기 제2 장력에 따라 상기 제2 장력이 소정의 범위 내로 유지되도록 상기 제2 장력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시의 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법에 따르면, 유리 리본이 원하는 폭을 가지는 제1 부분과 나머지 제2 부분으로 절단될 수 있으며, 유리 리본의 제1 부분은 제1 롤로 감길 수 있고, 유리 리본의 제2 부분은 제2 롤로 감길 수 있다. 유리 리본의 제2 부분이 제1 롤을 형성하는 과정에서 버려지지 않고 제2 롤로 다시 감겨지므로 제2 롤은 다시 원하는 폭을 가지는 부분과 나머지 부분으로 절단될 수 있다. 따라서 하나의 유리 리본으로부터 최종적으로 하나의 유리 롤만 형성되고 유리 리본의 나머지 부분들은 버려지던 종래 기술에 비해 생산 원가가 훨씬 절감될 수 있다.

또한, 원하는 폭을 가지는 유리 리본의 제1 부분으로부터 분리될 수 있는 유리 리본의 제2 부분의 폭이 종래 기술보다 더 클 수 있다. 종래에는 한 번에 제한된 폭을 가지는 유리 리본의 부분만을 제거할 수 있어 좁은 폭을 가지는 하나의 유리 롤을 형성하기 위해 복수회의 유리 롤 형성 공정이 필요하였다. 그러나 본 개시에 따르면, 좁은 폭을 가지는 제1 유리 롤을 형성하기 위해 한 번의 유리 롤 형성 공정만 필요할 수 있다. 따라서 종래 기술에 비해 생산 속도 및 비용이 훨씬 절감될 수 있다.

또한, 본 개시에 따르면, 하나의 절단 장치로 두 개의 롤들이 형성될 수 있으므로, 하나의 롤을 형성하기 위해 두 개의 절단 장치가 필요하며 따라서 두 개의 절단 장치 사이에 필요한 최소 간격에 의해 얻을 수 있는 유리의 폭이 제한되었던 종래 기술보다 훨씬 더 작은 폭을 가지는 유리 롤이 형성될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 유리 와인딩 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 유리 리본 공급 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 장력 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제2 장력 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 장력 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제2 장력 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들이 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 실시예들은 당 업계의 통상의 기술자에게 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해서 제공되는 것으로 해석되어야 한다. 도면들에 걸쳐 동일한 부호는 동일한 요소를 나타낼 수 있다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명이 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 거리에 의해 제한되어지지 않는다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 시스템(1000) 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 시스템(1000)은 유리 리본 공급 시스템(100), 절단 시스템(200), 제1 유리 와인딩(winding) 시스템(300), 및 제2 유리 와인딩 시스템(400)을 포함할 수 있다.

유리 리본 공급 시스템(100)은 유리 리본(GR0)을 공급 구역(Z1)으로부터 절단 구역(Z2)으로 공급하도록 구성될 수 있다. 유리 리본(GR0)은 일정한 폭(W0)으로 폭(W0)의 방향(즉, Y 방향)에 수직한 방향(즉, X 방향)으로 연장될 수 있다. 유리 리본(GR0)의 폭(W0)은 예를 들어 약 100mm 내지 약 5000mm, 예컨대 약 1300mm일 수 있다. 유리 리본(GR0)은 유리 리본(GR0)이 연장되는 방향(즉 X 방향) 및 폭 방향(즉, Y 방향)에 수직한 방향(즉, Z 방향)으로 두께를 가질 수 있다. 유리 리본(GR0)의 두께는 약 0.05mm 내지 약 0.3mm, 예를 들어 약 0.05mm 내지 약 0,25mm, 약 0.05mm 내지 약 0.2mm, 약 0.05mm 내지 약 0.15mm, 약 0.05mm 내지 약 0.1mm, 약 0.1mm 내지 약 0.3mm, 약 0.15mm 내지 약 0.3mm, 또는 약 0.2mm 내지 약 0.3mm일 수 있다. 유리 리본(GR0)의 두께가 약 0.05mm보다 얇은 경우 유리 리본(GRO)은 너무 얇고 가벼워서 핸들링하기 어려울 수 있다. 반면, 유리 리본(GR0)의 두께가 약 0.3mm보다 큰 경우 유리 리본(GR0)이 덜 유연하여 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 어려울 수 있다. 유리 리본(GR0)은 예를 들어, 실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 알루미노실리케이트 유리, 보로알루미노실리케이트 유리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 각각 알칼리 원소(들)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 유리 리본(GR0)은 예를 들어 코닝 사(Corning Incorporated)로부터 입수가능한 Willow^® 유리일 수 있다.

일부 실시예들에서, 유리 리본(GR0)은 초기 유리 롤(R0)을 푸는 단계에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 초기 유리 롤(R0)로 감겨진 유리 리본(GR0)을 모두 푼 상태를 가정했을 때, 유리 리본(GR0)이 연장되는 총 길이는 약 10m 내지 약 1000m, 예컨대 약 300m일 수 있다. 유리 리본(GR0)이 초기 유리 롤(R0)을 푸는 단계에 의해 제공되는 경우, 본 개시의 유리 롤 형성 방법은 초기 유리 롤(R0)로부터 롤들(R1 및 R2)을 형성하는 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정의 일종일 수 있다.

유리 리본(GR0)은 운반 방향(A1)을 따라 공급 구역(Z1)으로부터 절단 구역(Z2)으로 공급될 수 있다. 운반 방향(A1)은 유리 리본(GR0)의 폭(W0)의 방향(즉, Y 방향)에 수직할 수 있다. 즉, 운반 방향(A1)은 유리 리본(GR0)이 연장되는 방향(즉, X 방향)에 평행할 수 있다. 절단 구역(Z2)에서 유리 리본(GR0)은 절단 시스템(200)에 의해 유리 리본의 제1 부분(GR1)과 제2 부분(GR2)으로 절단될 수 있다. 예를 들어, 절단 시스템(200)은 정지된 위치(P1)에 레이저 빔을 조사할 수 있고, 유리 리본(GR0)은 정지된 위치(P1)를 통과하도록 운반 방향(A1)으로 운반될 수 있다.

유리 리본의 제1 부분(GR1) 및 제2 부분(GR2)은 각각 제1 유리 리본 및 제2 유리 리본이 될 수 있다. 유리 리본의 제1 부분(GR1)은 Y 방향으로 제1 폭(W1)을 가지고, 유리 리본의 제2 부분(GR2)은 Y 방향으로 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 폭(W1)은 판매 또는 사용을 위하여 요구되는 폭일 수 있다. 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 폭(W1)은 종래 얻을 수 있었던 폭(예를 들어, 약 320mm)보다 작을 수 있다. 종래에는 원하는 폭으로 유리 리본을 절단할 때 두 개의 절단 장치(예를 들어, 두 레이저 빔)가 사용되었으며 두 개의 절단 장치 사이의 최소 거리의 한계로 인하여 약 320mm보다 작은 폭으로 유리 리본을 절단할 수 없었다. 그러나 본 개시는 하나의 레이저 만으로 원하는 폭의 유리 리본을 얻을 수 있으므로 약 320mm보다 작은 제1 폭(W1)의 유리 리본을 얻을 수 있다. 그러나, 제1 폭(W1)이 50mm 이하인 경우 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 무게가 너무 작아서 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 핸들링하고 제1 유리 롤(R1)을 형성하기 어려울 수 있다. 따라서 일부 실시예들에서 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 폭(W1)은 약 50mm 보다 크고 약 320mm 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 폭(W1)은 약 60nm 내지 약 300nm, 약 70nm 내지 약 300nm, 약 80nm 내지 약 300nm, 약 90nm 내지 약 300nm, 약 100nm 내지 약 300nm, 약 60nm 내지 약 250nm, 약 60nm 내지 약 200nm, 약 60nm 내지 약 150nm, 또는 약 60nm 내지 약 100nm일 수 있다. 물론, 유리 리본의 제1 폭(W1)이 320mm 미만의 범위로 제한되는 것은 아니며, 일부 실시예에서, 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 폭(W1)은 약 320mm 이상일 수 있다.

유리 리본의 제2 부분(GR2)의 제2 폭(W2)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 폭(W1)보다 크거나 같을 수 있다. 제2 폭(W2)은 약 50mm 보다 클 수 있다. 제2 폭(W2)이 50mm 이하인 경우 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 핸들링하고 제2 유리 롤(R2)을 형성하기 어려울 수 있다.

종래 기술에서 1회의 절단을 통해 제거될 수 있는 유리 리본(GR0)의 부분의 폭은 약 300mm로 제한되었다. 따라서 유리 리본(GR0)의 폭보다 훨씬 작은(예를 들어, 유리 리본(GR0)의 폭보다 약 300mm보다 더 작은) 폭을 가지는 유리 리본의 부분을 얻기 위하여 유리 리본(GR0)은 복수 회의 절단 단계, 즉 복수 회의 유리 형성 단계가 필요하였다. 그러나, 본 개시에 따르면, 원하는 제1 폭(W1)을 가지는 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 얻기 위하여 유리 리본(GR0)으로부터 분리될 수 있는 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 최대 제2 폭(W2)은 종래 기술(약 300mm)보다 더 클 수 있다. 따라서 좁은 제1 폭(W1)을 가지는 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 유리 롤(R1)을 형성하기 위해 한 번의 유리 롤 형성 공정만 필요할 수 있다. 따라서 본 개시의 방법 및 시스템을 사용함으로써 종래 기술에 비해 생산 시간 및 비용이 훨씬 절감될 수 있다.

유리 리본의 제1 부분(GR1)은 절단 구역(Z2)으로부터 제1 와인딩 구역(R3)으로 운반 방향(A1)을 따라 운반될 수 있고, 유리 리본의 제2 부분(GR2)은 절단 구역(Z2)으로부터 제2 와인딩 구역(Z4)으로 운반 방향(A1)을 따라 운반될 수 있다. 유리 리본의 제1 부분(GR1)은 제1 와인딩 구역(Z3)에서 제1 유리 와인딩 시스템(300)에 의해 제1 유리 롤(R1)을 형성하도록 감길 수 있고, 유리 리본의 제2 부분(GR2)은 제2 와인딩 구역(Z4)에서 제2 유리 와인딩 시스템(400)에 의해 제2 유리 롤(R2)을 형성하도록 감길 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 감는 단계는 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 감는 단계 중에 수행될 수 있다. 즉, 제1 유리 롤(R1)과 제2 유리 롤(R2)은 순차적이 아니라 동시에 형성될 수 있다. 따라서 생산 시간 및 비용이 휠씬 감소될 수 있다.

본 개시의 일부 실시예들에 따른 방법 및 시스템(1000)을 사용하면 하나의 초기 유리 롤(R0)로부터 두 개의 유리 롤들(R1 및 R2)이 형성될 수 있다. 유리 리본의 제2 부분(GR2)이 제1 유리 롤(R1)을 형성하는 과정에서 버려지지 않고 제2 유리 롤(R2)로 다시 감겨지므로 제2 유리 롤(R2)은 다시 원하는 폭을 가지는 부분과 나머지 부분으로 절단될 수 있다. 따라서 하나의 유리 리본(GR0)으로부터 최종적으로 하나의 유리 롤만 형성되고 유리 리본(GR0)의 나머지 부분들은 버려지던 종래 기술에 비해 생산 원가가 훨씬 절감될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 시스템(1000) 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 시스템(1000)에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 유리 와인딩 시스템(300)을 설명하기 위한 개략도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 유리 롤들(R1 및 R2)을 형성하기 위한 시스템(1000)은 유리 리본 공급 시스템(100), 절단 시스템(200), 제1 유리 와인딩 시스템(300), 및 제2 유리 와인딩 시스템(400)을 포함할 수 있다. 유리 리본 공급 시스템(100)은 공급 구역(Z1)에서 초기 유리 롤(R0)로부터 유리 리본(GR0)을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유리 리본 공급 시스템(100)은 초기 유리 롤(R0)로부터 유리 리본(GR0)을 풀도록 구성된 유리 언와인더(unwinder)(110)를 포함할 수 있다. 또한, 유리 리본 공급 시스템(100)은 초기 유리 롤(R0)로부터 인터리프(interleaf)를 제거하도록 구성된 인터리프 제거기(예를 들어, 인터리프 와인더)(120)를 더 포함할 수 있다.

절단 시스템(200)은 절단 구역(Z2)에서 유리 리본(GR0)을 제1 부분(GR1)과 제2 부분(GR2)으로 절단하도록 구성될 수 있다. 절단 시스템(200)은 예를 들어 유리 리본(GR0)을 조사하여 가열하도록 구성된 레이저(204)를 포함할 수 있다. 레이저(204)는 예를 들어 CO₂ 레이저일 수 있다. 레이저(204)는 레이저 빔(212)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 시스템(200)은 레이저 빔(212)을 변형시키기 위한 광학 요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 절단 시스템(200)은 편광기(206), 빔 익스팬더(beam expander)(208), 및 빔 쉐이핑(beam shaping) 장치(210)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 절단 시스템(200)은 레이저 빔(212)을 레이저(204)로부터 유리 리본(GR0)으로 재지향(redirect)시키도록 구성된 광학 요소들, 예컨대 거울들(214a, 214b, 214c)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 절단 시스템(200)은 레이저 빔(212)이 조사되어 가열된 유리 리본(GR0)의 부분을 냉각시키도록 구성된 냉각 장치(220)를 더 포함할 수 있다. 냉각 장치(220)는 예를 들어 유리 리본(GR0)의 가열된 부분 상으로 냉각제를 공급하도록 구성될 수 있다. 상기 냉각제는 임의의 액체, 기체, 또는 이들의 조합, 예를 들어 물을 포함할 수 있다.

절단 구역(Z2)에서 분리된 유리 리본의 제1 부분(GR1)은 제1 와인딩 구역(Z3)의 제1 와인딩 시스템(300)으로 운반될 수 있고, 절단 구역(Z2)에서 분리된 유리 리본의 제2 부분(GR2)은 제2 와인딩 구역(Z4)의 제2 유리 와인딩 시스템(400)으로 운반될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 시스템(1000)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 아래로 안내하여 제1 와인딩 구역(Z3)의 제1 와인딩 시스템(300)으로 운반하도록 구성된 적어도 하나의 제1 가이드 롤러(830a, 830b, 830c), 및 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 제1 유리 와인딩 시스템(300) 위로 안내하여 제2 와인딩 구역(Z4)의 제2 유리 와인딩 시스템(400)으로 운반하도록 구성된 적어도 하나의 제2 가이드 롤러(730a, 730b, 730c, 730d)를 더 포함할 수 있다.

제1 유리 와인딩 시스템(300)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 제1 유리 롤(R1)로 감도록 구성된 제1 유리 와인더(310)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 유리 와인딩 시스템(300)은 제1 유리 와인더(310)에 인터리프를 공급하는 제1 인터리프 언와인더(320)를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 유리 와인더(310)는 유리 리본의 제1 부분(GR1)과 인터리프를 함께 감아 제1 유리 롤(R1)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 유리 와인딩 시스템(300)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 제1 유리 와인더(310)로 안내하도록 구성된 적어도 하나의 가이드 롤러(330a, 330b, 330c)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드 롤러(330a, 330b, 330c)에 의해 제1 유리 와인더(310)로 운반된 유리 리본의 제1 부분(GR1)은 제1 인터리프 언와인더(320)에 의해 공급된 인터리프와 함께 제1 유리 와인더(310)에 의해 제1 유리 롤(R1)로 감겨질 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 유리 와인딩 시스템(300)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 위치를 감지하도록 구성된 제1 위치 센서(340) 및 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 위치에 따라 제1 유리 와인더(310) 및 제1 인터리프 언와인더(320)를 이동시키도록 구성된 이동 장치(360, 도 3 참조)를 더 포함할 수 있다. 도 3에는 제1 위치 센서(340)가 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 엣지의 위치를 감지하도록 구성된 엣지 위치 제어(edge position control, EPC) 센서를 포함하는 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서, 제1 위치 센서(340)로서 센터 위치 제어(center position control. CPC) 센서가 사용될 수 있다. 이동 장치(360)는 제1 유리 와인더(310) 및 제1 인터리프 언와인더(320)를 폭 방향(X 방향)으로 이동시킬 수 있다. 이동 장치(360)는 예를 들어 폭 방향(X 방향)으로 이동가능한 LM 가이드(linear motion guide)를 포함할 수 있다. 제1 유리 와인더(310)를 사용하여 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 감는 동안 제1 위치 센서(340)는 제1 유리 와인더(310)로 제공되는 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 위치를 감지할 수 있다. 이동 장치(360)는 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 감는 동안 유리 리본의 제1 부분(GR1)이 가지런히 감기도록, 즉 제1 유리 롤(R1)의 양 측면들이 평평해지도록 제1 유리 와인더(310) 및 제1 인터리프 언와인더(320)를 적절히 이동시킬 수 있다.

제2 유리 와인딩 시스템(400)은 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 감아 제2 유리 롤(R2)을 형성하도록 구성된 제2 유리 와인더(410)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 유리 와인딩 시스템(400)은 제2 유리 와인더(410)에 인터리프를 공급하도록 구성된 제2 인터리프 언와인더(420)를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제2 유리 와인더(410)는 유리 리본의 제2 부분(GR2)과 인터리프를 함께 감아 제2 유리 롤(R2)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 유리 와인딩 시스템(400)은 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 제2 유리 와인더(410)로 안내하도록 구성된 적어도 하나의 가이드 롤러(430a, 430b, 430c)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드 롤러(430a, 430b, 430c)에 의해 제2 유리 와인더(410)로 운반된 유리 리본의 제2 부분(GR2)은 제2 인터리프 언와인더(420)에 의해 공급된 인터리프와 함께 제2 유리 와인더(410)에 의해 제2 유리 롤(R2)로 감겨질 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 유리 와인딩 시스템(400)은 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 위치를 감지하도록 구성된 제2 위치 센서(440) 및 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 위치에 따라 제2 유리 와인더(410) 및 제2 인터리프 언와인더(420)를 이동시키도록 구성된 이동 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제2 위치 센서(440)는 EPC 센서 또는 CPC 센서일 수 있다. 상기 이동 장치는 예를 들어 LM 가이드를 포함할 수 있다. 제2 유리 와인더(410)를 사용하여 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 감는 동안 제2 위치 센서(440)는 제2 유리 와인더(410)로 제공되는 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 위치를 감지할 수 있다. 이동 장치(미도시)는 유리 리본의 제2 부분(GR2)을 감는 동안 유리 리본의 제2 부분(GR2)이 가지런히 감기도록, 즉 제2 유리 롤(R2)의 양 측면들이 평평해지도록 제2 유리 와인더(410) 및 제2 인터리프 언와인더(420)를 적절히 이동시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 유리 와인딩 시스템(300)은 제1 와인딩 구역(Z3)에서의 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어 시스템(350)을 더 포함할 수 있다. 제1 장력 제어 시스템(350)은 제1 장력을 일정한 범위 내로 유지시킬 수 있다. 제1 장력 제어 시스템(350)은 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 장력을 감지하도록 구성된 제1 장력 센서 및 감지된 제1 장력에 따라 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어기(355)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 장력 센서는 두 가이드 롤러(330a, 330b) 사이에서 위 아래로(Z 방향으로) 이동 가능한 댄서 롤러(dancer roller)(351), 댄서 롤러(351)에 부착된 스윙 암(352), 및 스윙 암(352)의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서(354)를 포함할 수 있다. 제1 장력에 따라 댄서 롤러(351)가 이동할 수 있고, 댄서 롤러(351)의 이동에 의해 스윙 암(352)이 회전 또는 이동할 수 있다. 스윙 암 위치 센서(354)는 이러한 스윙 암(352)의 회전 또는 이동을 감지함으로써 제1 장력을 감지할 수 있다. 제1 장력 제어기(355)는 스윙 암(352)의 회전 또는 이동이 일정 범위 내로 유지되고 따라서 제1 장력이 일정 범위 내로 유지되도록 감지된 제1 장력에 따라 제1 유리 와인더(310)의 회전 속도, 즉 유리 리본의 제1 부분(GR1)이 감기는 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 유리 와인더(310)는 제1 장력 제어기(355)에 의해 제어되는 서보모터(servomotor)에 의해 구동될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 장력을 증가시키기 위하여 제1 장력 제어 시스템(350)은 하중(weight)(353)을 더 포함할 수 있다. 하중(353)은 스윙 암(352)을 통해 댄서 롤러(351)에 외력을 인가함으로써 제1 장력을 증가시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 와인딩 구역(Z3)에서의 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 장력은 제1 유리 와인딩 시스템(300)이 유리 리본의 제1 부분(GR1)을 가지런히 감을 수 있는 능력에 영향을 미치는 반면, 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력은 유리 리본(GR0)이 절단되는 속도 및 품질에 영향을 미칠 수 있다. 유리 리본(GR0)의 연속적이고 안정적인 절단 및 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 가지런한 감음을 동시에 달성하기 위하여 시스템(1000)은 고립 롤러(isolation roller)(500)를 더 포함할 수 있다. 고립 롤러(500)는 제1 와인딩 구역(Z3)에서의 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 장력을 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력으로부터 고립시키도록 구성될 수 있다. 따라서 고립 롤러(500)는 제1 장력 제어 시스템(350)이 제1 장력을 제2 장력의 범위와 다른 범위로 제어하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 제1 장력의 제어가 제2 장력 및 따라서 절단 공정에 영향을 미치는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 와인딩 구역(Z3)에서의 유리 리본의 제1 부분(GR1)의 제1 장력은 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력보다 작게 유지될 수 있다. 이는 제1 장력이 제2 장력보다 크거나 같은 경우 제1 장력이 유리 리본(GR0)의 절단에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.

일부 실시예에서, 시스템(1000)은 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어 시스템(650)을 더 포함할 수 있다. 제2 장력 제어 시스템(650)은 제2 장력을 일정한 범위 내로 유지시킴으로써 안정적인 고품질의 절단을 달성할 수 있다. 제2 장력 제어 시스템(650)은 유리 리본(GR0)의 제2 장력을 감지하도록 구성된 제2 장력 센서 및 감지된 제2 장력에 따라 제2 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어기(655)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 장력 센서는 두 가이드 롤러(730a, 730b) 사이에서 위 아래로(Z 방향으로) 이동 가능한 댄서 롤러(651), 댄서 롤러(651)에 부착된 스윙 암(652), 및 스윙 암(652)의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서(654)를 포함할 수 있다. 제2 장력에 따라 댄서 롤러(651)가 이동할 수 있고, 댄서 롤러(651)의 이동에 의해 스윙 암(652)이 회전 또는 이동할 수 있다. 스윙 암 위치 센서(654)는 이러한 스윙 암(652)의 회전 또는 이동을 감지함으로써 제2 장력을 감지할 수 있다. 제2 장력 제어기(655)는 스윙 암(652)의 회전 또는 이동이 일정 범위 내로 유지되고 따라서 제2 장력이 일정 범위 내로 유지되도록 감지된 제2 장력에 따라 제2 유리 와인더(410)의 회전 속도, 즉 유리 리본의 제2 부분(GR2)이 감기는 속도를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 장력을 조절하기 위하여 제2 장력 제어 시스템(650)은 하중(653)을 더 포함할 수 있다. 하중(653)은 스윙 암(652)을 통해 댄서 롤러(651)에 외력을 인가함으로써 제2 장력을 조절할 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 장력 제어 시스템(650)은 제2 와인딩 구역(Z4)에서의 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 장력을 더 제어할 수 있다. 즉, 제2 와인딩 구역(Z4)에서의 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 장력은 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력으로부터 고립되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 와인딩 구역(Z4)에서의 유리 리본의 제2 부분(GR2)의 장력은 절단 구역(Z2)에서의 유리 리본(GR0)의 제2 장력과 실질적으로 동일할 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템(1000, 도 1 및 도 2 참조)에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 유리 리본 공급 시스템(100a)을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4를 참조하면, 유리 리본 공급 시스템(100a)은 유리 재료(107)로부터 유리 리본(GR0)을 제조하도록 구성된 유리 리본 제조 시스템을 포함할 수 있다. 즉, 유리 리본(GR0)의 생산, 절단 및 절단된 부분들(GR1, GR2, 도 1 및 도 2 참조)의 감김이 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템(1000, 도 1 및 도 2 참조)에서 연속적 및 순차적으로 이루어질 수 있다. 예시적인 유리 리본 공급 시스템(100a)은 유리 재료(107)를 용융시켜 용융 유리(121)를 형성하는 용융 용기(melting vessel)(175) 및 용융 유리(121)로부터 유리 리본(GR0)을 형성하는 성형 용기(forming vessel)(140)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 리본 공급 시스템(100a)은 유리 재료(107)를 저장하고 저장된 유리 재료(107)를 용융 용기(175)로 전달하는 저장 및 전달 용기(109)를 더 포함할 수 있다. 용융 용기(175)는 유리 재료(107)를 가열하여 용융 유리(121)를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본 공급 시스템(100a)은 용융 용기(175)의 하류에 위치하는 청징 용기(fining vessel)(127)를 더 포함할 수 있다. 청징 용기(127) 내에서 용융 유리(121)로부터 기포가 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본 공급 시스템(100a)은 청징 용기(127)의 하류에 위치하는 혼합 용기(131)를 더 포함할 수 있다. 혼합 용기(131)는 용융 유리(121)를 혼합함으로써 용융 유리(121) 내의 불균일성을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본 공급 시스템(100a)은 혼합 용기(131)의 하류에 위치하며 성형 용기(140)로 용융 유리(121)를 전달하도록 구성된 전달 용기(133)를 더 포함할 수 있다. 전달 용기(133)는 성형 용기(140)로 용융 유리(121)를 일정한 흐름으로 제공하기 위한 축적기(accumulator) 및/또는 유동 제어기로서 기능할 수 있다. 성형 용기(140)는 용융 유리(121)로부터 유리 리본(GR0)을 형성할 수 있다. 도 4에서 성형 용기(140)는 다운 드로우형(down draw type)인 것으로 도시되었으나, 임의의 종류의 성형 용기, 예컨대 슬롯 드로우형(slot draw type), 플로트 배쓰형(float bath type), 또는 업 드로우형(up draw type)형 성형 용기도 사용될 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 장력 제어 시스템(350a)을 설명하기 위한 개략도이다. 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제2 장력 제어 시스템(650a)을 설명하기 위한 개략도이다.

도 5를 참조하면, 제1 장력 제어 시스템(350a)은 도 2에 도시된 제1 장력 제어 시스템(350)과 유사하게 제1 장력을 감지하도록 구성된 제1 장력 센서 및 감지된 제1 장력에 따라 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어기(355a)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 제1 장력 제어 시스템(350)과 유사하게 제1 장력 센서는 댄서 롤러(351), 댄서 롤러(351)에 부착된 스윙 암(352), 및 스윙 암(352)의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서(354)를 포함하는 제1 장력 제어 센서를 포함할 수 있다. 제1 장력 시스템(350a)은 스윙 암(352)을 통해 댄서 롤러(351)에 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치(356)를 더 포함할 수 있다. 힘 인가 장치(356)는 예를 들어 유압 장치일 수 있다. 제1 장력 제어기(355a)는 감지된 제1 장력에 따라 힘 인가 장치(356)를 제어할 수 있다.

유사하게, 도 6을 참조하면, 제2 장력 제어 시스템(650a)은 제2 장력을 감지하도록 구성된 제2 장력 센서 및 감지된 제2 장력에 따라 제2 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어기(655a)를 포함할 수 있다. 제2 장력 센서는 댄서 롤러(651), 댄서 롤러(651)에 부착된 스윙 암(652), 및 스윙 암(652)의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서(654)를 포함하는 제2 장력 제어 센서를 포함할 수 있다. 제2 장력 시스템(650a)은 스윙 암(652)을 통해 댄서 롤러(651)에 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치(656)를 더 포함할 수 있다. 힘 인가 장치(656)는 예를 들어 유압 장치일 수 있다. 제2 장력 제어기(655a)는 감지된 제2 장력에 따라 힘 인가 장치(656)를 제어할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들(R1, R2)을 형성하기 위한 시스템(1000a) 및 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 7을 참조하면, 제1 유리 와인딩 시스템(300)은 제1 장력 제어 시스템(350b)을 포함할 수 있고, 유리 롤들(R1, R2)을 형성하기 위한 시스템(1000a)은 제2 장력 제어 시스템(650b)을 포함할 수 있다. 제1 장력 제어 시스템(350b)은 제1 장력을 감지하도록 구성된 제1 장력 센서 및 감지된 제1 장력에 따라 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어기(355b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 장력 센서는 예를 들어 로드 셀 롤러(load cell roller)(357)를 포함할 수 있다. 제1 장력 제어기(355b)는 로드 셀 롤러(357)에 의해 감지된 제1 장력에 따라 제1 유리 와인더(310)의 회전 속도를 제어할 수 있다.

유사하게, 제2 장력 제어 시스템(650b)은 제2 장력을 감지하도록 구성된 제2 장력 센서 및 감지된 제2 장력에 따라 제2 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어기(655b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 장력 센서는 예를 들어 로드 셀 롤러(657)를 포함할 수 있다. 제2 장력 제어기(655b)는 로드 셀 롤러(657)에 의해 감지된 제2 장력에 따라 제2 유리 와인더(410)의 회전 속도를 제어할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제1 장력 제어 시스템(350c)을 설명하기 위한 개략도이다. 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템에 포함되며 본 개시의 일 실시예에 따른 유리 롤들을 형성하기 위한 방법에 사용되는 제2 장력 제어 시스템(650c)을 설명하기 위한 개략도이다.

도 8을 참조하면, 제1 장력 시스템(350c)은 로드 셀 롤러(357)와 댄서 롤러(351) 둘 모두를 포함할 수 있다. 로드 셀 롤러(357)는 제1 장력을 감지하여 제1 장력 제어기(355c)로 전달할 수 있다. 제1 장력 제어기(355c)는 감지된 제1 장력에 따라 스윙 암(352)을 통해 댄서 롤러(351)에 힘을 인가하는 힘 인가 장치(356)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 장력 시스템(350c)은 스윙 암(352)의 위치를 감지하는 스윙 암 위치 센서(354)를 더 포함할 수 있고, 제1 장력 제어기(355c)는 스윙 암 위치 센서(354)로부터 받은 정보와 로드 셀 롤러(357)로부터 받은 정보를 조합하여 제1 장력을 제어할 수 있다.

유사하게, 제2 장력 시스템(650c)은 로드 셀 롤러(657)와 댄서 롤러(651) 둘 모두를 포함할 수 있다. 로드 셀 롤러(657)는 제2 장력을 감지하여 제2 장력 제어기(655c)로 전달할 수 있다. 제2 장력 제어기(655c)는 감지된 제2 장력에 따라 스윙 암(652)을 통해 댄서 롤러(651)에 힘을 인가하는 힘 인가 장치(656)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 장력 시스템(650c)은 스윙 암(652)의 위치를 감지하는 스윙 암 위치 센서(654)를 더 포함할 수 있고, 제2 장력 제어기(655c)는 스윙 암 위치 센서(654)로부터 받은 정보와 로드 셀 롤러(657)로부터 받은 정보를 조합하여 제2 장력을 제어할 수 있다.

본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 100a: 유리 리본 공급 시스템, 107: 유리 재료, 109: 저장 및 전달 용기, 121: 용융 유리 127: 청징 용기, 131: 혼합 용기, 133: 전달 용기, 140: 성형 용기, 175: 용융 용기, 110: 유리 언와인더, 120: 인터리프 제거기, 200: 절단 시스템, 204: 레이저, 206: 편광기, 208: 빔 익스팬더, 210: 빔 쉐이핑 장치, 212: 레이저 빔, 214a, 214b, 214c: 거울, 220: 냉각 장치, 300: 제1 유리 와인딩 시스템, 310: 제1 유리 와인더, 320: 제1 인터리프 언와인더, 330a. 330b. 330c: 가이드 롤러, 340: 제1 위치 센서, 350, 350a, 350b, 350c: 제1 장력 제어 시스템, 351: 댄서 롤러, 352: 스윙 암, 353: 하중, 354: 스윙 암 위치 센서, 355, 355a, 355b, 355c: 제1 장력 제어기, 356: 힘 인가 장치, 357: 로드 셀 롤러, 360: 이동 장치, 400: 제2 유리 와인딩 시스템, 410: 제2 유리 와인더, 420: 제2 인터리프 언와인더, 430a, 430b, 430c: 가이드 롤러, 440:제2 위치 센서. 500: 고립 롤러, 650, 650a, 650b, 650c: 제2 장력 제어 시스템, 651: 댄서 롤러, 652: 스윙 암, 653: 하중, 654: 스윙 암 위치 센서, 655, 655a, 655b, 655c: 제2 장력 제어기, 656: 힘 인가 장치, 657: 로드 셀 롤러, 730a, 730b, 730c, 730d: 가이드 롤러, 830a, 830b, 830c: 가이드 롤러, 1000: 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템, Z1: 공급 구역, Z2: 절단 구역, Z3: 제1 유리 와인딩 구역, Z4: 제2 유리 와인딩 구역

Claims

유리 리본을 공급하도록 구성된 유리 리본 공급 시스템;
상기 유리 리본을 제1 부분과 제2 부분으로 절단하도록 구성된 절단 시스템;
제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 제1 유리 와인딩(winding) 시스템; 및
제2 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감도록 구성된 제2 유리 와인딩 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 유리 리본 공급 시스템은 초기 유리 롤로부터 상기 유리 리본을 풀도록 구성된 유리 언와인더(unwinder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 유리 리본 공급 시스템은 유리 재료로부터 상기 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 리본 제조 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 절단 시스템은 상기 유리 리본을 조사하도록(irradiate) 구성된 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유리 와인딩 시스템은,
상기 제1 유리 롤을 형성하도록 인터 리프(interleaf)와 함께 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 유리 와인더; 및
상기 유리 와인더에 상기 인터리프를 공급하도록 구성된 인터리프 언와인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유리 와인딩 시스템은,
상기 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 유리 와인더;
상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치를 감지하도록 구성된 위치 센서; 및
상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치에 따라 상기 유리 와인더를 이동시키키도록 구성된 이동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유리 와인딩 시스템은,
상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 제1 장력을 감지하도록 구성된 제1 장력 센서 및 감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 제1 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어기를 포함하는 제1 장력 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 제1 장력 센서는 댄서 롤러(dancer roller), 상기 댄서 롤러에 부착된 스윙 암(swing arm), 및 상기 스윙 암의 위치를 감지하도록 구성된 스윙 암 위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 제1 장력 센서는 로드 셀 롤러(load cell roller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 제1 장력 제어기는 감지된 상기 제1 장력에 따라 유리 와인더의 회전 속도를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제7 항에 있어서,
상기 제1 장력 제어기는 감지된 상기 제1 장력에 따라 댄서 롤러에 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
유리 리본을 절단 구역에 공급하도록 구성된 유리 리본 공급 시스템;
상기 절단 구역에서 상기 유리 리본을 제1 부분 및 제2 부분으로 절단하도록 구성된 절단 시스템;
제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력을 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력으로부터 고립시키도록 구성된 고립 롤러(isolation roller);
상기 제1 와인딩 구역에서 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감도록 구성된 제1 유리 와인더, 및 상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력을 제어하도록 구성된 제1 장력 제어 시스템을 포함하는 제1 유리 와인딩 시스템;
제2 와인딩 구역에서 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감도록 구성된 제2 유리 와인딩 시스템; 및
상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력을 제어하도록 구성된 제2 장력 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 장력보다 작은 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 제2 장력 제어 시스템은 상기 제2 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제2 부분의 장력을 더 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 아래로 안내하도록 구성된 제1 가이드 롤러; 및
상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 상기 제1 유리 와인딩 시스템 위로 안내하도록 구성된 제2 가이드 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 시스템.
공급 구역으로부터 절단 구역으로 유리 리본을 제공하는 단계;
상기 절단 구역에서 상기 유리 리본을 제1 부분과 제2 부분으로 절단하는 단계;
제1 와인딩 구역에서 제1 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계; 및
제2 와인딩 구역에서 제2 유리 롤을 형성하도록 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 폭은 50mm 보다 크고 320mm 보다 작은 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본의 두께는 0.05mm 내지 0.3mm인 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계는 상기 유리 리본의 상기 제2 부분을 감는 단계 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본을 제공하는 단계는 초기 유리 롤로부터 상기 유리 리본을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본을 제공하는 단계는 유리 재료로부터 상기 유리 리본을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 절단하는 단계는,
정지된 위치에 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
상기 유리 리본이 상기 정지된 위치를 통과하도록 상기 유리 리본을 운반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제22 항에 있어서,
상기 유리 리본은 상기 유리 리본의 폭 방향에 수직한 방향으로 운반되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계 동안 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치를 감지하는 단계; 및
상기 유리 리본의 상기 제1 부분을 감는 단계 동안 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 위치에 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 부분에 대하여 상기 제1 유리 롤을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 제1 와인딩 구역에서의 상기 유리 리본의 상기 제1 부분의 제1 장력을 감지하는 단계; 및
감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 제1 장력이 소정의 범위 내로 유지되도록 상기 제1 장력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제25 항에 있어서,
상기 제1 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력보다 작게 유지되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제25 항에 있어서,
상기 제1 장력을 제어하는 단계는 감지된 상기 제1 장력에 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 부분이 감기는 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제25 항에 있어서,
상기 제1 장력을 제어하는 단계는 감지된 상기 제1 장력에 따라 댄서 롤러에 인가되는 힘을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제25 항에 있어서,
상기 제1 장력은 상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력으로부터 고립되는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.
제16 항에 있어서,
상기 절단 구역에서의 상기 유리 리본의 제2 장력을 감지하는 단계; 및
측정된 상기 제2 장력에 따라 상기 제2 장력이 소정의 범위 내로 유지되도록 상기 제2 장력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 롤들을 형성하기 위한 방법.