KR100826846B1 - 적층 접합방식 박판 강화유리 제조방법 및 그러한 방법에 의한 접합로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통상 휴대폰과 같은 소형 전자제품의 표시창으로 사용되는 소형 강화유리를 제조하는 방법과 그러한 방법을 달성하기 위해 강화유리를 접합하는 접합로의 구성에 관한 것이다.

방법의 요지를 살펴보면, 유리보다 낮은 온도에서 용해가 이루어지고 점착성을 갖는 접합물질(10)을 구비하고 접합물질(10)을 가열함으로써 용액상태가 되게 하며, 유리원판(1)을 용해조에 투입하여 유리원판(1)이 접합물질(10)에 의해 층을 이루면서 존재하도록 하고 상기에 의해 여러 장의 유리원판(1)이 적층된 상태로 접합물질이 유리원판(1) 사이에서 굳어 고체화됨과 동시에 유리원판들을 접합시킨 상태가 되도록 하고, 이러한 상태에서 가공공정과 접합물질 제거공정과 강화공정을 거쳐 제조함을 특징으로 한다.

강화유리, 박판유리, 송진, 접합로, 중탕로, 화학강화

Description

적층 접합방식 박판 강화유리 제조방법 및 그러한 방법에 의한 접합로{Adhesion type tempered glass manufacture method and adhesion furnace}

본 발명은 통상 휴대폰과 같은 소형 전자제품의 표시창으로 사용되는 소형 강화유리를 제조함에 있어서, 필요한 유리원판의 두께가 얇아서 한 장씩 가공하는 것이 비효율적이고 취급이 어려운 경우에 적합한 제조방법을 제공하려는 것으로, 좀 더 구체적으로는 접합과 제거가 용이한 접합물질을 이용하여 여러 장의 원판 소재를 적층하여 접합하고, 이러한 접합에 의한 블록화 상태에서 필요한 크기로 재단과 재단된 소재의 면삭까지의 공정을 진행함은 물론 접합물질을 용이하게 제거할 수 있도록 함으로써 능률적이면서 편리하고 불량없이 강화유리를 제조할 수 있도록 하는 가공방법에 관한 것이며, 아울러 이러한 원활한 공정을 이루어지도록 원판유리를 효과적으로 접합하기 위한 접합로의 구성에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 휴대폰, 네비게이션, PDF, MP3 등과 같은 소형 전자제품에서 작동상태 등을 표시하는 디스플레이 창으로서 얇은 유리재질이 사용되고 통상 LCD가 3mm이고 BLU 3mm를 포함하여 6mm정도의 두께로 구성된다.

그런데 최근에는 휴대폰을 비롯한 전자제품의 두께 절감이 휴대성과 디자인 개선에서 최대의 과제로 떠올랐으나 상기와 같은 일반적인 유리나 아크릴 등의 재질로는 더 이상 두께를 줄일 수가 없으므로 강화유리를 사용하는 것이 두께 절감의 해결책이고, 환경보호와 선명도 등에서 유리한 방안이다.

이러한 강화유리를 제조하려면 원판유리의 재료를 재단하고 면삭, 면취 한 후 다시 이를 화학적 강화(또는 열강화)를 통하여 강도를 높이고 경질화하여 제조하게 된다.

이와 같이 얇은 두께의 유리원판을 강화공정을 통하여 두께를 줄이는데 있어서의 최대의 문제는 취급의 어려움에 따르는 생산성의 저하와 불량의 발생 등이다.

즉 종래의 일반적인 가공방법에 의하면, 크기가 큰 대형의 원판유리를 가공공차를 감안한 일정한 크기로 재단한 후, 이를 다시 면삭하여 원하는 치수 및 형태로 가공하며, 다시 면취공정을 통하여 모서리의 날카로운 부분을 제거함으로써 가공이 완료되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 가공 과정에 의하면 여러 가지 많은 문제가 발생하였는데, 우선 두께가 얇은 원판유리 한 장씩을 재단하여 작은 크기의 소재로 만들고 이를 다시 면삭과 면취공정을 거치는 과정에서 너무 많은 인력과 시간의 낭비가 발생하였고, 따라서 가공에 따르는 비용의 과다한 상승이 큰 문제로 대두되었다.

또한 다른 문제로는 재단과 면삭 및 면취공정에서 두께가 매우 얇은 유리를 가공하다보니 소재에 많은 충격과 스트레스가 가해지므로 파손율이 높은 것이고, 이는 곧바로 제품의 불량률 향상으로 나타난다.

그리고 소재를 가공하는 과정에서 가공에 의해 발생하는 미세한 유리조각이 소재의 표면에 부착되어 표면을 긁게 됨으로써 표면에 흠집을 만들게 되고 이 또한 불량률을 높이는 중대한 원인이 되었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 원판 유리를 재단하기 전에 유리보다 상당히 낮은 온도에서 손쉽게 용해되고 점착성으로 유리소재의 표면에 잘 밀착되면서 층을 이루는 재질의 접합물질을 이용하여 여러 장의 유리원판을 접합하도록 하며, 다음 이러한 접합상태로 재단과 면삭공정을 진행하고 그 후 분리하여 면취공정을 진행한 다음 접합물질을 용이하게 제거토록 함으로써 재단과 면삭 및 면취 등의 가공공정을 편리하면서도 능률적으로 진행하고, 가공에 의한 유리가루가 표면에 부착되어 불량이 발생하는 등을 방지하여 효율적인 생산을 가능하도록 함을 목적을 하는 것이다.

본 발명에 의한 제조방법을 첨부된 도면에 의거 살펴본다.

먼저 본 발명에 의하면 얇고 크기가 큰 유리원판(1) 여러 장을 접합시켜야 하는데, 본 발명에서는 유리보다 낮은 온도에서 용해가 이루어지고 점착성을 가져서 유리가 접합되었을 때 접합물질(10)이 용해되거나 물리적인 힘을 가하지 않으면 분리되지 않는 점착성을 갖는 접합물질(10)을 이용한다.

구체적인 접합방법을 보면, 접합물질(10)을 용해할 수 있는 용해조(101)를 구성한 후 그 내부에 접합물질(10)을 넣고 가열함으로써 용액상태가 되게 한다.

이러한 상태에서 유리원판(1)을 한 장씩 차례로 투입하여 유리원판(1)이 접합물질(10)에 둘러싸이면서 인근한 유리원판들 사이에 접합물질이 층을 이루면서 존재하도록 한다.

상기에 의해 여러 장의 유리원판(1)이 적층된 상태로 유리원판(1)을 꺼내 서서히 냉각시킴으로써 접합물질이 유리원판(1) 사이에서 굳어 고체화됨과 동시에 유리원판들을 접합시킨 상태가 된다.

이와 같이 여러 장의 유리원판(1)이 일체가 된 블록화 상태에서 다음의 가공공정을 실시하게 되는데, 서로 간에 분리되지 않는 블록화로 인하여 한꺼번에 이송, 운반, 보관 등의 취급이 가능하게 되므로 편리하게 되는 것이며, 일정한 크기로 절단하는 재단시에도 한꺼번에 재단 가능하게 되고, 재단공정에 의해 일정한 크기이면서 여러 장의 유리가 접합된 블록 형태의 소재(2) 측면을 매끈하게 가공하면서 필요한 치수를 완성하는 면삭공정도 블록화된 상태에서 한꺼번에 가공하게 된다.

그리고 면삭공정을 실시한 뒤에는 소재(2)를 한 장씩 낱장으로 분리하여 날카로운 모서리를 제거하는 면취공정을 실시하여야 하는데, 수작업 또는 기계화에 의한 자동으로 불록화된 낱장의 소재(2)를 분리하고 이러한 상태에서 면취작업을 하게 된다.
블록형태로 접합된 소재(2)들을 분리하는 예로는, 수작업 또는 기계적인 작업을 통하여 여러 층이 보이는 측면에서 비스듬한 방향으로 압력을 가하면 맨 먼저 압력이 가해지는 소재부터 차례로 각각의 소재(2)가 연속으로 분리되는 것이며, 이는 본 발명에 의한 접합물질의 접착력이 접착제와 같은 정도로 크지 않기 때문에 용이하게 분리가 가능하다. 이와 같이 물리적으로 분리된 소재(2)의 표면에는 당연히 접합물질이 층을 이루며 남아 있게 된다.

이러한 면취작업에서도 소재(2)의 표면에는 접합물질이 층을 이루고 있게 때문에 가공시에 발생하는 유리조각이 표면에 붙어 흠집을 내는 것이 방지되고, 가공을 위하여 소재를 고정시키는 과정에서도 미끄러짐도 방지하고 흠집이 발생하는 것도 방지할 수 있다.

면취가 완료된 소재는 접합물질(10)을 제거하는 세척공정을 진행하여야 하는 데, 접합물질의 특성을 감안하여 접합물질이 잘 용해될 수 있는 제거물질에 소재(2)를 담가 줌으로써 제거물질에 접합물질이 용해되어 제거되도록 하는 것이다.

이와 같이 가공이 완료된 소재는 열강화 또는 화학적 강화 등을 통하여 강화작업을 하게 되며, 세정과 최종 검사 과정을 거쳐 제조가 완료된다.

이러한 방법에 의한 본 발명은 용이하게 용해하여 원판유리를 담근 다음 꺼내 냉각시키기만 하면 일체화가 이루어지고 일체화된 상태에서 재단과 면취작업을 실시하므로 생산량이 크게 향상되는 등 매우 효율적인 작업을 할 수 있는 것이며, 특히 블록화가 된 상태에서 재단 및 면삭작업을 하게 되면 소재에 가해지는 충격과 스트레스가 분산되고 누적되지 않으므로 가공 과정에서 발생하던 소재의 손상이 최소화할 수 있게 되므로 불량률을 획기적으로 낮출 수 있는 것이다.

또한 면취공정에서도 소재를 낱장으로 분리를 한 후에 면취가공을 하지만 이러한 경우에도 표면에 접합물질이 층을 이루고 있는 상태가 되므로 가공시의 유리 가루가 표면에 묻어 소재의 표면에 흠집을 내는 경우를 방지할 수 있어서 이 또한 강화유리 제조 공정에서의 불량률을 크게 낮출 수 있는 요인이 된다.

결국 이러한 효과에 의하여 휴대폰 등 소형 전자제품을 생산시 두께를 크게 줄이는 효과를 얻으면서도 이러한 두께의 절감에 따르는 강화 글라스 제조를 효율적으로 할 수 있으므로 그에 따르는 비용의 부담을 최소화하면서 두께가 얇은 소형 전자제품을 제조할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시를 위하여 구체적인 접합물질(10)의 예로는 송진을 이용하는 것이다. 상기 송진만을 100% 사용할 수도 있고 때로는 유리의 두께나 온도 등 계절적인 여건을 감안하여 파라핀을 30%(중량부) 범위 내로 혼합한 물질을 사용할 수도 있다.

파라핀은 점성을 형상시키는 역할을 하여 접착할 소재 간의 접착성을 향상시키는 역할을 한다.

접합물질(10)이 용해되는 온도는 150℃ 이내가 적당할 것으로 판단되며, 그 이상의 온도에서 용해하는 물질이라면 유리의 물성에 변화를 줄 수가 있어서 바람직하지 못한 것이다.

유리원판(1)을 접합물질(10)에 담가 일체화시키기 위하여 적절한 접합로(100)의 구성이 필요한데, 그 구성실시 예를 첨부된 도 1에 의해 살펴보면 다음과 같다.

본 발명을 위한 접합로(100)는 접합물질이 타는 것을 방지하기 위하여 중탕방식을 취하는데, 중앙에 접합물질(10)이 용해된 상태에서 유리원판(1)이 삽입되는 크기의 용해조(101)가 구성되고 용해조(101)를 감싸는 형태로의 가열조(102)가 구성되며 가열조(102)에는 물이나 열매유 등이 채워진 후 가열조(102)의 내부로 설치한 히터(103)의 의해 가열하도록 구성된 것이다.

용해조(101)의 상부에는 유리원판(10)을 얹어 용해조(101)의 용해된 접합물 질(10)에 담가주는 투입장치(110)를 구성하는데, 유리원판(1)을 얹는 안착대(111)를 승강 가능하도록 구성하여 유리원판(1)이 적재되면, 차츰 용해조(101)의 내부로 하강토록 하면서 유리원판 사이 사이에 접합물질(10)이 층을 이루도록 하는 것이다.

안착대(111)를 승강시키는 구성의 예로는 도면과 같이 모터(113)에 의해 회전하는 스크류(114)에 의해 승강판(115)이 승강하는 구성이고 이러한 승강판(115)에 안착대(111)가 고정되는 구성이다.

안착대(111)의 바로 위에는 실린더(112')에 의해 승강하면서 압착작용을 하는 가압판(112)을 구성하였는데, 이는 정해는 수량의 유리원판(1)을 안착대(111)에 안착시켜 용해조(101)에 투입한 후 일정한 압력으로 눌러주기 위한 것이다.

이러한 구성의 접합로(100)에 원판유리(1)를 투입할 때는 접합물질(10)을 완전히 용해시킨 다음에 안착대(111)에 유리원판(1)을 한 장씩 투입하는데 처음에는 안착대(1)가 접합물질의 수면 바로 아래 위치하여 유리원판(10)이 살짝 침지되는 형태이다가 한 장씩 유리원판(1)을 적재하면서 점차 안착대(111)를 하강시켜 주는 것이다.

정해진 숫자의 유리원판(1)이 모두 침지되면 가압판(112)을 작동시켜 유리원판(1)을 압착하여 주는데, 이는 정해진 힘으로 유리원판을 가압하여 줌으로써 유리원판의 사이 사이에 균일한 두께의 접합물질(10) 층이 이루어지도록 하는 것이다.

바람직한 접합물질의 층 두께는 20미크론 정도이며, 따라서 면삭가공 후 면 취작업을 위하여 소재를 분리하였을 때 분리되는 양측의 각 소재에 10 미크론 정도의 접합물질 층이 생기는 것이다.

이와 같이 가압판(112)이 가압을 한 상태에서 용해조(101)의 외부로 유리원판(10)을 꺼내 냉각시키면 유리원판(1)의 접합이 완료되는 것이고, 이러한 상태에서 재단을 실시하여 블록화된 소재(2) 상태에서 면삭작업을 실시하는 것이다.

면취작업을 실시한 후에는 접합물질의 제거하여야 하는데, 제거는 접합물질(10)이 잘 용해되는 용액에 침지시켜 제거하는 것으로, 적합한 예로는 알콜이나 톨루엔 등이다.

이하 강화공정과 세정 및 검사공정을 거쳐 제조를 완료한다.

도 1은 본 발명에 의한 접합로의 전체 구성도

도 2는 본 발명에 의한 유리원판이 블록화되는 상태를 보여주는 공정도

도 3은 본 발명에 의한 재단 및 면삭공정을 보여주는 공정도

도 4는 본 발명에 의한 면취 및 세척공정을 보여주는 공정도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 유리원판

2: 소재

10: 접합물질

100: 접합로

101: 용해조

102: 가열조

103: 히터

110: 투입장치

111: 안착대

112: 가압판

Claims (3)

1. 유리보다 낮은 온도에서 용해가 이루어지고 유리가 접합되도록 점착성을 갖는 접합물질(10)을 구비하고,

   접합물질(10)을 용해할 수 있는 용해조(101)를 구성한 후 그 내부에 접합물질(10)을 넣고 가열함으로써 용액상태가 되게 하며,

   유리원판(1)을 용해조(101)에 한 장씩 차례로 투입하여 유리원판(1)이 접합물질(10)에 둘러싸이면서 인근한 유리원판들 사이에 접합물질이 층을 이루면서 존재하도록 하며,

   상기에 의해 여러 장의 유리원판(1)이 적층된 상태로 유리원판(1)을 꺼내 냉각시킴으로서 접합물질이 유리원판(1) 사이에서 굳어 고체화됨과 동시에 유리원판들을 접합시킨 상태가 되도록 하고,

   이러한 상태에서 재단, 면삭 공정을 실시하고 낱장으로 분리 후 면취하는 공정과, 접합물질 제거공정과 강화공정을 거쳐 제조함을 특징으로 하는 적층 접합방식 박판 강화유리 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   접합물질은 송진이거나 또는 송진에 30중량부 이내의 파라핀이 혼합된 것을 특징으로 하는 적층 접합방식 박판 강화유리 제조방법.
3. 중앙에 접합물질(10)이 용해된 상태에서 유리원판(1)이 삽입되는 크기의 용해조(101)가 구성되고,

   용해조(101)를 감싸는 형태로의 가열조(102)가 구성되며 가열조(102)에는 물이나 열매유가 채워진 후 가열조(102)의 내부로 설치한 히터(103)의 의해 가열하도록 구성되며,

   용해조(101)의 상부에는 유리원판(10)을 얹어 용해조(101)의 용해된 접합물질(10)에 담가주는 투입장치(110)를 구성하되, 유리원판(1)을 얹는 안착대(111)가 승강 가능하도록 구성하여 유리원판(1)이 적재되면 차츰 용해조(101)의 내부로 하강토록 구성하며,

   안착대(111)의 바로 위에는 실린더(112')에 의해 승강하면서 압착작용을 하는 가압판(112)을 구성하는 것을 특징으로 하는 적층 접합방식 박판 강화유리 제조방법을 위한 접합로.

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