(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブに力を加えて、前記ウェブの張力を調節するダンサーを含み、
前記ダンサーは、第１の超音波振動部を含み、
前記第１の超音波振動部は、超音波振動し、その超音波振動による高圧の空気層の反撥力を前記ウェブに加えて、非接触状態で前記ウェブに前記力を加え、
前記ウェブの搬送方向であって、前記ダンサーの上側の前方と後方に位置する固定位置で前記ウェブを支持する支持部を含み、
それぞれの前記支持部は第２の超音波振動部を含み、
前記ダンサーの幅方向の一端にヒンジ結合されるリンクＬと、他端にヒンジ結合されるチルトリンクと、前記チルトリンクにヒンジ結合されるリンクＲをさらに含み、
前記第１の超音波振動部は前記ウェブの第１の面に反撥力を加え、
前記第２の超音波振動部は、超音波振動し、その超音波振動による高圧の空気層の反撥力を前記第１の面の裏面である第２の面に加えて、非接触状態で前記ウェブを支持することを特徴とする張力調節装置。
【請求項２】
前記ウェブは薄板ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の張力調節装置。
【請求項３】
前記リンクＬは、前記ダンサーに一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬのピストンに結合され、
前記チルトリンクは、前記ダンサーに一端がヒンジ結合され、
前記リンクＲは、前記チルトリンクの他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲのピストンに結合されることを特徴とする請求項１に記載の張力調節装置。
【請求項４】
前記張力調節装置において、
前記リンクＬはリンクＬＴとリンクＬＢを含み、前記リンクＲはリンクＲＴとリンクＲＢを含み、
前記リンクＬＴと前記リンクＬＢは、前記ウェブの幅方向に沿った前記ダンサーの幅方向の一端にヒンジ結合され、前記ウェブの両面に向かう互いに反対方向からそれぞれ前記ダンサーの幅方向の一端にヒンジ結合され、
前記ダンサーの幅方向の他端にヒンジ結合されるチルトリンクを含み、
前記リンクＲＴと前記リンクＲＢは、前記チルトリンクにヒンジ結合され、
前記リンクＬＴは、前記ダンサーの幅方向の一端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬＴのピストンに結合され、
前記リンクＬＢは、前記ダンサーの幅方向の一端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬＢのピストンに結合され、
前記チルトリンクは、前記ダンサーの幅方向の他端に一端がヒンジ結合され、
前記リンクＲＴは、前記チルトリンクの他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲＴのピストンに結合され、
前記リンクＲＢは、前記チルトリンクの他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲＢのピストンに結合されることを特徴とする請求項１に記載の張力調節装置。
【請求項５】
請求項１に記載の張力調節装置を利用して前記ウェブの張力を調節する段階と、
張力が調節された前記ウェブを処理する段階と、を含むことを特徴とするウェブ連続処理方法。
【請求項６】
前記処理は、前記ウェブの成形、カッティング、研磨、印刷、コーティング、洗浄、及び検査の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載のウェブ連続処理方法。
【請求項７】
ロール・ツー・ロールまたはロール・ツー・シート工程で遂行されることを特徴とする請求項５に記載のウェブ連続処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力調節装置及びこれを利用したウェブ連続処理方法に係り、より詳しくは、ウェブに超音波振動によって生成された反撥力を加えて、非接触でウェブの張力を調節する張力調節装置及びこれを利用したウェブ連続処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブとは、柔軟で且つ長手方向に連続した素材のことを意味し、このようなウェブを連続して処理するための連続処理システムは、ワインダ（ｗｉｎｄｅｒ）、アンワインダ（ｕｎｗｉｎｄｅｒ）、複数の従動ローラ（ｄｒｉｖｅｎ ｒｏｌｌｅｒ）、及びアイドルローラ（ｉｄｌｅ ｒｏｌｌｅｒ）などを含んでいてよい。連続処理工程は、一般に、ロール・ツー・ロールまたはロール・ツー・シート工程で進行される。ロール・ツー・ロールまたはロール・ツー・シート工程で張力を制御する方法の一つとして、ダンサーメカニズムが用いられ、加圧装置としてのバネ、空気圧、錘などによって一定の方向に一定の大きさの力を加え、その位置の変動に係わらずウェブに一定の張力が印加されるように構成する装置である。
【０００３】
図１は、従来の張力調節装置を概略的に示す図である。
【０００４】
同図に示すように、ダンサーローラ３１１がウェブＷと機械的接触（摩擦）して張力調節を行う。支持ローラ３１２、３１３が固定位置でウェブＷを支持する。
【０００５】
ウェブ、特に薄板ガラスウェブまたはこれより得られる薄板ガラスシートは、ディスプレイ、電子素材（太陽電池、タッチセンサー、ウエハなど）、建築、家電などの様々な分野で使用可能である。薄板ガラスウェブは、保護膜でコートされる前に機械的な接触によって損傷されやすい。そのため、保護膜のコーティング前の非コーティングガラスウェブは機械的接触を避ける必要がある。また、薄板ガラスウェブは、高硬度物質のガラスからなるものであって、ローラの表面を傷つけることがある。従来の張力調節装置の場合、ローラの損傷を抑えるために、高価のクロムコーティングなどの方法を用いていたが、これは設備コストの上昇要因になっていた。
【０００６】
従来、接触（摩擦）ダンサーローラによって支持し、または非接触技術でアーチ状のダンサーローラの外面に流体ベントを放出してウェブを支持する方式があった。しかし、前者は、機械的な接触によって薄型ガラスウェブの表面が損傷されやすく、後者は、圧縮空気の流速だけでウェブの均一な高さ調節が難しく且つウェブと非接触状態で維持する力（ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が非常に弱いため、ウェブの不安定な状態（揺れなど）が生じた場合、接触しやすいという問題点がある。（非接触ダンサーメカニズム  ＫＲ２０１１-００９５１９１）
【０００７】
また、薄型ガラスウェブは、脆性材料特性を持ち、従来の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）で制御する方式では割れやすいという特性を持っている。また、従来のウェブ搬送では、左右偏差が発生するとウェブ自体の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）を用いて、ダンサーローラを上下だけに駆動してウェブ自体を延伸して張力の制御を行っているが、脆性材料の薄型ガラスウェブは、伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）が小さいことから、機械的接触や破損される可能性が高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ウェブの搬送中に張力外乱を、機械的接触をすることなくウェブに均一な力（圧力）を加えて、ウェブを均一な張力に保持するダンサーメカニズムを提供することである
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するために、本発明は、ウェブに力を加えて、前記ウェブの張力を調節するダンサーを含み、前記ダンサーは、第１の超音波振動部を含み、前記第１の超音波振動部は、超音波振動し、その超音波振動による反撥力を前記ウェブに加えて、非接触状態で前記ウェブに前記力を加えることを特徴とする張力調節装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記張力調節装置を利用して前記ウェブの張力を調節する段階と、張力が調節された前記ウェブを処理する段階と、を含むことを特徴とするウェブ連続処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
前記のように構成される本発明は、ウェブを安定して搬送するための非接触ダンサーメカニズム（搬送中に発生する張力制御及び機械的接触の除去）を具備した装置及びこれを利用するための方法を提供することができる。
【００１２】
したがって、本発明により薄型ガラスウェブのような脆性材料の機械的な接触による損傷を避けることができると共に、機械的なコーティングなどのような追加的なダンサーローラの処理を不要とし、且つウェブを均一な高さで搬送し張力調節が可能な方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の張力調節装置を示す図である。
【図２】本発明の張力調節の基本原理を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図８】本発明の第６の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図９】本発明の第７の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第８の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の第９の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の第１０の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の第１１の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の第１２の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１５】本発明の第１２の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１６】本発明の第１３の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１７】本発明の第１３の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１８】本発明の第１３の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【図１９】本発明の第１４の実施例に係るウェブ連続処理方法を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１５】
ウェブの連続処理のためのロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）またはロール・ツー・シート（Ｒｏｌｌ ｔｏ ｓｈｅｅｔ）工程において、ウェブの搬送中に発生する張力外乱を、非接触ダンサー（Ｄａｎｃｅｒ）を使用して制御する。
【００１６】
本発明は、特に、薄型ガラスウェブのように脆性材料（ｂｒｉｔｔｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）のウェブ（ｗｅｂ）の処理に関するものであって、特に脆性材料のウェブを搬送するための非接触ダンサー３２０を具備した張力調節装置及びこれを利用するウェブＷの連続処理方法に関するものである。
【００１７】
図２は、本発明の張力調節の基本原理を概略的に示す図である。
【００１８】
本発明の張力調節装置はダンサー３２０を含む。図２のダンサー３２０は、第１の超音波振動部３２１、超音波発生部３２２、振動吸収部３２４、及び固定フレーム３２５を含む。ダンサー３２０は、ウェブＷに力を加えて、ウェブＷの張力を調節する。ダンサー３２０は第１の超音波振動部３２１を含む。第１の超音波振動部３２１は超音波振動する。第１の超音波振動部３２１は、超音波振動によって発生した高圧の空気層の反撥力をウェブＷに加えて、非接触状態でウェブＷに力を加える。
【００１９】
また、ダンサー３２０は超音波発生部３２２を含む。超音波発生部３２２は、超音波を発生させ、第１の超音波振動部３２１を振動させる。また、ダンサー３２０は、第１の超音波振動部３２１の振動が張力発生装置の他の構成部に伝わることを防止するための振動吸収部３２４を含んでいてよい。
【００２０】
ダンサー３２０の外面から離隔するように超音波加振技術（韓国公開特許 ＫＲ２０１０−００５７５３０）が適用される。超音波による周期的な空気圧縮現象によってウェブＷを押し出す力がダンサー３２０の外面に発生して、脆性材料のウェブＷとの機械的な接触及び損傷を防止する。
【００２１】
従来の流体ベントを利用した非接触張力調節装置とは異なり、ウェブＷの不安定な状態（振動、揺れなど）が発生すると、それに応じて力（Ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）の大きさが自動的に調節されるため、押し出す力が表面の全体に均一に発生して、薄型ガラスウェブＷとの非接触状態が一定に保持可能になる。
【００２２】
張力制御のためにウェブＷに一定の力を外部から持続的に加えることで、ウェブＷに一定の張力が保持されるようにする。速度制御のために、巻取りと巻出しのうちの一方がマスターで他方がスレーブであれば、ダンサー３２０の高さをリアルタイムで測定しフィードバックしてスレーブの巻き速度を加減することで、巻取り及び巻出し速度の差をリアルタイムで制御して同期化することができる。
【００２３】
ここで、ウェブＷは、典型的に薄板ガラスであってよいが、本発明がこれに限定されるものではない。本発明のウェブＷは、その他の種々の材質からなるものであってよい。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００２５】
図３の張力調節装置は、ダンサー３２０を支持するためのリンク３３１を含む。リンク３３１の一端はダンサー３２０にヒンジ結合され、他端は固定点にヒンジ結合される。これにより、ダンサー３２０は固定点を回転中心にして回転自在となり、ダンサー３２０は該ダンサー３２０重量に該当する均一な力をウェブＷに加える。その結果、張力調節装置は、ウェブＷの張力を能動的に調節することができる。
【００２６】
図４乃至図５は、本発明の第２の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００２７】
第１の超音波振動部３２１の外面は、図４に示すように、ウェブＷと対向する部位が前記ウェブＷの長手方向に沿って開曲線をなすか、図５に示す円をなしていてよい。従来の接触ダンサー３２０では、ウェブＷとの摩擦によってダンサーローラが回転しなければならないが、本発明のダンサー３２０は、圧縮された空気で押し出す非接触力で摩擦が発生しないことから、ウェブＷと共に回転する必要がない。そのため、従来の円形のダンサーローラとは異なり、第１の超音波振動部３２１の外面が必ずしも円をなす必要はない。
【００２８】
図４及び図５の張力調節装置は、固定位置でウェブＷを支持する支持部を含む。支持部は、第２の超音波振動部３４１、３４２を含む。第２の超音波振動部は超音波振動する。第１の超音波振動部３２１はウェブＷの第１の面に反撥力を加えるのに対し、第２の超音波振動部３４１、３４２はその超音波振動による反撥力を前記第１の面の裏面である第２の面に加えて、非接触状態で前記ウェブＷを支持する。
【００２９】
図４及び図５に示すように、ダンサー３２０及びアーチ状支持部を利用して薄型ガラスウェブＷを緩く拘束することで、脆性材料である薄型ガラスウェブＷのストレスを最小化して破損されないように構成した。
【００３０】
必要に応じて、前記固定位置支持部に代えて、ダンサー３２０を使用することも可能である。
【００３１】
図６乃至図９は、本発明の第４の実施例乃至第７の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００３２】
図６乃至図９の張力調節装置はリンク３３２を含む。リンク３３２の一端はダンサー３２０に結合され、他端はシリンダー３３３（例えば、油圧シリンダー、空圧シリンダーなど）のピストンに結合される。シリンダー３３３の内部圧力は一定に保持され、その内部圧力と外部の大気圧との差圧がリンク３３２を介してダンサー３２０に加えられる。すなわち、ダンサー３２０は、シリンダー３３３に機械的に連結され、一定の圧力をウェブＷに均一に加える。
【００３３】
その他、種々の加圧手段が使用されていてよい。例えば、バネを具備し、該バネの一端がダンサー３２０に結合され、他端は固定点に結合された構造を有していてよい。すなわち、ダンサー３２０は、バネに機械的に連結され、一定の弾性力をウェブＷに均一に加える。
【００３４】
図１０及び図１１は、本発明の第８の実施例及び第９の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００３５】
同図に示すように、ダウン水平または水平アップウェブ（Ｗｅｂ）プロセスにおいてシリンダー３３３を利用した非接触上下ダンサー３２０メカニズムの実施例である。
【００３６】
図１２及び図１３は、本発明の第１０の実施例及び第１１の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００３７】
同図では、シリンダー３３３Ｔ、３３３Ｂを上下に構成した非接触ダンサー３２０メカニズムを示す。ウェブＷを緩く構成して脆性材料の反りストレスを最小化し、上下の張力調節を微細に調節することができる。
【００３８】
図１２及び図１３の張力調節装置は、ウェブＷの両面に向かう互いに反対方向からそれぞれ前記ダンサー３２０に結合されるリンクＴ（３３２Ｔ）とリンクＢ（３３２Ｂ）をさらに含む。リンクＴ（３３２Ｔ）は、ダンサー３２０に一端が結合され、他端はシリンダーＴ（３３３Ｔ）のピストンに結合される。リンクＢ（３３２Ｂ）は、ダンサー３２０に一端が結合され、他端はシリンダーＢ（３３３Ｂ）のピストンに結合される。
【００３９】
図１４及び図１５は、本発明の第１２の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００４０】
同図に示すように、ウェブＷを搬送する際に左右張力偏差が発生することによって非接触ダンサー３２０の左右位置が上下に変動する。そのため、薄板ガラスを延伸（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）することなく、左右張力偏差に個別に対応することができる。
【００４１】
図１４及び図１５の張力調節装置は、ダンサー３２０の左右位置を個別調節可能にするために、ウェブＷの幅方向に沿った両側からそれぞれダンサー３２０に結合されるリンクＬ（３３２Ｌ）とチルトリンク３３４と、チルトリンク３３４に結合されるリンクＲ（３３２Ｒ）をさらに含む。リンクＬ（３３２Ｌ）はダンサー３２０に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬ（３３３Ｌ）のピストンに結合される。チルトリンク３３４は、ダンサー３２０に一端がヒンジ結合される。リンクＲ（３３２Ｒ）は、チルトリンク３３４の他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲ（３３３Ｒ）のピストンに結合される。
【００４２】
例えば、シリンダーＬ（３３３Ｌ）及びシリンダーＲ（３３３Ｒ）が、ウェブＷに一定の下方力１０を加えると仮定する。これに対応して、ウェブＷは、その張力によって上方力１０をシリンダー３３３Ｌ、３３３Ｒに加えて、力の均衡を合わせる。ここで、ウェブＷの左側端の張力は変化がないが、右側端の張力が低下する場合を考える。この場合、ダンサー３２０の左側端の位置変動はないはずである。しかし、シリンダー３３３Ｒによってダンサー３２０の右側端に加えられる下方力とウェブＷの張力によってダンサー３２０に加えられる上方力との均衡が崩れて、新しい力の均衡が成立するまでダンサー３２０は下方に位置移動するはずである。このため、ダンサー３２０は右側端が左側端よりも低い位置を有するようになるはずである。
【００４３】
図１６乃至図１８は、本発明の第１３の実施例に係る張力調節装置を概略的に示す図である。
【００４４】
ダンサー３２０の両端にシリンダー３３３ＬＴ、３３３ＬＢ、３３３ＲＴ、３３３ＲＢを左右、上下から結合して、ウェブＷの左右張力偏差が発生しても、より微細に張力を調節することができる。
【００４５】
図１６乃至図１８の張力調節装置は、リンクＬＴ（３３２ＬＴ）とリンクＬＢ（３３２ＬＢ）と、チルトリンク３３４と、リンクＲＴ（３３２ＲＴ）とリンクＲＢ（３３２ＲＢ）を含む。
【００４６】
リンクＬＴ（３３２ＬＴ）とリンクＬＢ（３３２ＬＢ）は、ウェブＷの幅方向に沿ったダンサー３２０の幅方向の一端にヒンジ結合され、前記ウェブＷの両面に向かう互いに反対方向からそれぞれ前記ダンサー３２０の幅方向の一端にヒンジ結合される。前記リンクＬＴ（３３２ＬＴ）は、前記ダンサー３２０の幅方向の一端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬＴ（３３３ＬＴ）のピストンに結合される。前記リンクＬＢ（３３２ＬＢ）は、前記ダンサー３２０の幅方向の一端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＬＢ（３３３ＬＢ）のピストンに結合される。
【００４７】
チルトリンク３３４は、ウェブＷの幅方向に沿った前記ダンサー３２０の幅方向の他端にヒンジ結合される。前記チルトリンク３３４は、前記ダンサー３２０の幅方向の他端に一端がヒンジ結合される。
【００４８】
リンクＲＴ（３３２ＲＴ）とリンクＲＢ（３３２ＲＢ）はチルトリンク３３４にそれぞれ結合される。前記リンクＲＴ（３３２ＲＴ）は前記チルトリンク３３４の他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲＴ（３３３ＲＴ）のピストンに結合され、前記リンクＲＢ（３３２ＲＢ）は前記チルトリンク３３４の他端に一端がヒンジ結合され、他端はシリンダーＲＢ（３３３ＲＢ）のピストンに結合される。
【００４９】
図１９は、本発明の第１４の実施例に係るウェブ連続処理方法を概略的に示す図である。
【００５０】
本発明は、前記したような張力調節装置３００を利用してウェブＷの張力を調節しながら処理するウェブ連続処理方法を提供する。当該ウェブ連続処理方法は、張力調節装置３００を利用してウェブＷの張力を調節する段階と、張力が調節された前記ウェブＷを処理する段階と、を含む。前記処理は、前記ウェブＷの成形、カッティング、研磨、印刷、コーティング、洗浄、及び検査の少なくとも一つを含む。前記ウェブ連続処理方法は、好ましくは、ロール・ツー・ロールまたはロール・ツー・シート工程で遂行される。図１９は、ウェブＷの連続洗浄及び検査方法を示している。ここで、ウェブＷの処理とは、洗浄及び検査のことを意味する。
【００５１】
巻出しローラ７１５からウェブＷと保護フィルムが巻き出される。保護フィルムは、保護フィルム巻取りローラ７１６に巻き取られる。ウェブＷは張力調節装置３００によって張力が調節され、搬送部１００によって搬送される。ウェブＷは、洗浄部８００）で洗浄され、検査部９００で検査される。その後、巻取りローラ７１７に巻き取られる。このとき、保護フィルム巻出しローラ７１８から供給される保護フィルムが一緒に巻き取られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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