KR20100130642A - 제품으로의 유리 제조 및 가공용 보호 코팅 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운송 동안 유리 표면을 보호하기 위한 방법 및/또는 유리 시트의 표면을 보호하기 위해 코팅되는 아크릴 물질 수용액을 사용하여 가공하는 방법에 관한 것이다. 상기 아크릴 보호 코팅은 pH≥9의 수용액을 사용하여 유리에 상기 코팅을 딥핑, 롤러 도포 또는 분무에 의해 도포된다. 그 다음 상기 코팅은 오븐에서 경화, 건조, 또는 베이킹된다. 후속하여, 상기 유리 시트는 추가 가공, 예를 들면, 부드러운 가장자리를 제조하기 위하여 가장자리 그라인딩 및 유리의 표면에 홀과 같은 개구부를 제조하기 위하여 드릴링/밀링을 위하여 개별 유리 제품 블랭크로 스코어링 및 분리될 수 있다. 유리 제품의 가공이 완료된 경우, 보호 코팅은 제거될 수 있거나 또는 상기 제품은 코팅을 제거하기 위하여 pH>12의 수용액을 사용하여 코팅을 제거할 수 있는데 이용되는 마지막까지 선적될 수 있다.

Description

제품으로의 유리 제조 및 가공용 보호 코팅{PROTECTIVE COATING FOR GLASS MANUFACTURING AND PROCESSING INTO ARTICLES}

본 출원은 2008년 4월 10일에 출원된 미국 가 출원 시리얼 넘버 제 61/123,713호에 대하여 우선권을 주장한다.

본 발명은 수송(transportation) 동안 유리 표면을 보호하기 위하여 유리 표면에 도포될 수 있는 보호 코팅(protective coating)에 관한 것이며, 추가로 제품으로 가공하는 것에 관한 것이다.

LCD 유리를 포함하는 유리의 많은 이용은 입자 및 유기 오염물이 실질적으로 없는 매우 깨끗한 유리 표면을 필요로 한다. 환경에 노출되는 경우, 유리는 수 분 안에 관측될 수 있는 오염물, 유기 오염물로 빠르게 오염될 수 있다. LCD 유리를 클리닝(cleaning)하기 위하여 사용되는 현재 클리닝 공정은 종종 수 개의 단계를 포함하고 다양한 화학물질을 필요로 한다. 그러므로, 깨끗한 유리 표면을 보호하기 위하여 화학 물질을 최소화 또는 제거할 필요가 있는 제조, 선박(shipping), 및 저장 동안 주위 오염 물질로부터 유리 표면을 보호하기 위한 방법이 필요하다.

환경/유기-물질 오염에 더하여, 유리 표면 및 가장자리를 커팅하고 그라이딩(grinding)하는데 이용되는 절차에서 작은 유리 칩(예컨대, 1 마이크론 초과 약 100 마이크론 미만의 크기를 갖는 칩(chip))을 종종 발생시킨다. 일부 이러한 입자는 비가역적으로 깨끗한 유리 표면에 달라붙어 대부분 이용에서 유리를 사용할 수 없게 만든다. 이는 주로 LCD 유리 표면의 경우에서 심각한 문제가 있다.

LCD 유리는 용융 드로잉 공정(fusion draw process)에 의하여 제조될 수 있는데, 이는 바람직한 크기로 컷팅 또는 그라인딩할 수 있는 평평하고 매끄러운 유리 표면을 산출한다. 커팅 공정으로부터 발생된 일부 유리 칩은 유리의 표면으로부터 유래된다. 상기 칩의 평평한 표면과 유리 기판의 표면을 접촉시키는 경우, 칩과 강한 접착을 촉진시키는 유리 표면 사이의 넓은 접촉 영역이 있을 수 있다. 수막(water film)이 이러한 두 개의 표면 사이에 집중(condenses) 또는 집중하는 경우, 영구 화학 결합이 표면에 대한 유리 칩의 접착력이 비가역적으로 되는 경우에 일어날 수 있다. 이는 유리를 LCD 적용에서 사용할 수 없게 만들 수도 있다.

유리 시트, 상세하게는 LCD 유리 시트를 보호하기 위한 공지된 하나의 방법은 스코어링(scoring), 브레이킹(breaking) 및 베벌링(beveling) 공정 동안 유리를 보호하기 위하여 유리의 주요한 표면 모두에 폴리머 필름을 도포하는 것이다. 전형적인 방법에서, 하나의 주요 표면은 접착제(adhesive)로 부착된 폴리머 필름을 가지며, 다른 주요 표면은 정전기(static charge)에 의하여 부착된 필름을 가진다. 제 1 필름은 시트의 가장자리 마무리처리(컷팅 또는 그라인딩)가 완성된 후 제거되고, 제 2 필름은 상기 마무리처리 공정 전에 제거된다. 후면-접착제 필름(adhesive-backed film)이 핸들링 장비 (handling equipment)에 의한 스크래칭(scratching)으로부터 표면을 보호하더라도, 이는 또 다른 문제를 일으킨다. 예를 들면, 폴리머 필름은 마무리처리 공정 동안 만들어진 유리 칩을 예를 들면, 상기 폴리머 필름은 상기 마무리처리 공정 동안 제조된 유리 칩을 고정화(entrap)할 수 있으며, 유리 칩을 빌드 업(build up)하도록 하고 유리 표면, 특히 표면의 가장자리 부근에 스크래칭을 유발한다. 상기 후면-접착제 필름의 또 다른 문제점은 유리 표면에 접착제 잔여물이 남아있을 수 있다는 것이다. 그러므로 유리 표면에 어떤 잔여 코팅이 남지 않는 칩 접착제로부터 유리 표면을 보호하기 위한 방법 및 유리 표면을 일시적으로 보호하기 위한 방법이 필요하며, 여기서 깨끗하고 코팅물질이 남아 있지 않은 표면을 갖는 유리 제품이 용이하게 추가 이용을 위하여 얻어질 수 있다.

LCD 유리를 일시적으로 보호하기 위하여 사용된 코팅의 제거는 또 다른 중요한 고려사항이 있다. 액정 디스플레이의 제조는 복잡한 제조 공정에 대한 출발점으로서 LCD 유리를 사용하고, 이는 전형적으로 반도체 디바이스, 예컨대, 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 공정에 불리한 영향을 미치지 않게 하기 위하여, LCD 유리를 보호하기 위하여 사용된 모든 코팅은 LCD 생산 공정을 시작하기 전에 쉽게 제거될 수 있어야 한다.

그래서, 이는 하기의 특성을 갖는 코팅이 바람직할 수 있다:

(1) 코팅은 전반적인 유리 형성 공정에서, 상세하게는 형성 공정의 마지막에서 쉽게 혼입될 수 있으며, 유리가 제조된 후 즉시 새롭게 형성된 유리를 실질적으로 보호할 수 있으며, 상기 코팅은 환경적으로 안전하고 통상의 기술(예컨대, 분무(spraying), 딥핑(dipping), 플러딩(flooding), 메니스커스(meniscus), 등)을 사용하여 유리 전반에 걸쳐 쉽게 퍼질 수 있으며, 방수성이 있는 것이어야 한다;

(2) 상기 코팅은 유리 시트의 컷팅(cutting) 및/또는 그라인딩 뿐만 아니라 사용하기 전에 스토리지(storage) 및 적하(shipment) 동안 유리와 접촉할 수 있는 다른 오염물질, 예컨대, 입자의 접착으로부터 생길 수 있는 칩 접착으로부터 유리를 보호할 수 있는 것이어야 한다.

(3) 상기 코팅은 컷팅 및/또는 그라인딩 공정 동안 상당한 양의 물에 노출시킨 후 보호를 지속적으로 제공하도록 충분히 강건한 것이어야 한다.

(4) 상기 코팅은 세제(detergent) 또는 비-세제에 의하여 유리 표면에 존재하는 입자의 수를 최소화하기 위하여 코팅의 최종적인 사용 전에 유리로부터 실질적으로 또는 완전히 제거가능할 수 있는 것이어야 한다.

(5)유리에 도포시 코팅은 일단 코팅된 유리가 쌓아지면 유리의 시트 사이의 간지 종이에 달라붙지 않거나 또는 상기 간지 종이가 사용되지 않는 경우에 그 자체 즉, 블록 업(block up)에 상기 코팅이 달라붙지 않는다. 필요한 경우, 비드(bead)를 구비한 코팅의 사용이 간지 종이의 필요성을 제거할 수 있다.

본 명세서에서 기술된 방법은 해당 기술 분야에서 오랜 필요성을 충족시킨다.

일 구체예에서, 상기 발명은 유리 시트를 형성하는 단계, 형성 단계 후 상기 시트에 보호 코팅 물질을 도포하여 드로잉 유리 시트(drawn glass sheet)의 표면을 보호하는 단계, 여기서, 상기 코팅 물질은 아크릴 산 및/또는 메타크릴 산 코폴리머를 포함하는 아크릴(acrylic) 또는 메타크릴(methacrylic) 물질로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 유리에 보호 코팅을 경화시키는 단계, 제품 블랭크(article blank)를 형성하기 위하여 스코어 마크(score marks)를 따라 상기 유리의 가장자리를 마무리 처리하는 단계, 및 유리 제품으로부터 상기 보호 코팅을 제거하는 단계를 포함하는 유리 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 유리 제품의 표면으로부터 파편(debris) 또는 스크래치를 제거하기 위한 랩핑(lapping), 그라인딩 또는 폴리싱 단계를 포함하지 않는다. 추가의 구체예에서, 상기 보호 코팅은 pH　≥　9 수용액으로 유리에 도포되고, 여기서 상기 코팅 물질은 예를 들면, 상기 선택된 코팅 물질의 용해도, 바람직한 코팅의 두께, 상기 코팅이 도포되는 온도에 의존하여 1 wt % 내지 50 wt %의 범위에서의 설정 농도(set concentration)로 용해된다. 또 다른 구체예에서, 상기 보호 코팅은 아크릴 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되고 pH　≥　9 수용액으로 유리에 도포되며, 바람직하게는 pH　≥　10이다. 추가의 구체예에서, 건조 후 상기 보호 코팅은 세제, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 및 수산화 암모늄, 이들의 수용성 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 pH　≥　12 수용액, 40-100℃, 바람직하게는 50-80℃, 더욱 바람직하게는 60-70℃의 온도 범위를 사용하여 유리로부터 제거된다. 코팅을 제거하기 위하여 사용된 용액은 코팅 제거 단계의 시간 및 온도 뿐만 아니라 코팅이 용해 및 세척되기 때문에 유리를 갓 제조된(fresh) 용액으로 공급하여 코팅 제거 용액의 혼합물의 순도가 증가함에 따라 가속되는 코팅 용해 메카니즘을 구비한 수용-계(aqueous-based)이다. 그러므로, 수용성 코팅 용액은 pH　>　12에서 유리 표면에 도포될 수 있으며, 이는 또한 코팅을 제거하기 위하여 사용된 용액이 깨끗하거나 코팅 물질이 아주 조금 또는 거의 없는 갓 제조된 용액인 경우(즉, 함유한 코팅 물질의 양에 대하여 제거 용액이 상대적으로 순수한(pure) 경우) pH　>　12에서 제거될 수 있다.

본 발명은 유리 시트를 형성시키는 단계, 상기 형성 단계 후 상기 시트에 보호 코팅 물질을 도포하여 드로잉된(drawn) 유리 시트의 표면을 보호하는 단계, 상기 코팅 물질은 아크릴 산 및/또는 메타크릴 산 코폴리머를 포함하는 아크릴(acrylic) 또는 메타크릴(methacrylic) 물질로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 유리상의 상기 보호 코팅을 경화시키는 단계, 상기 유리를 스코어링(scoring)하고 스코어 마크를 따라 유리를 브레이킹(breaking)하여 제품 블랭크를 형성하는 단계, 상기 유리에서 하나 또는 복수의 개구부(opening)를 생산하도록 그라인딩, 밀링(milling), 드릴링(drilling) 중 하나 또는 복수의 단계를 사용하여 제품 블랭크를 추가로 가공하는 단계, 상기 유리의 가장자리(edge)를 마무리 처리하여 이에 따라 유리 제품을 형성하는 단계, 상기 유리 제품으로부터 상기 경화된 보호 코팅을 제거하는 단계를 포함하는 유리 제품을 제조하는 방법을 추가로 제공한다. 상기 방법은 상기 유리 제품의 표면으로부터 파편 또는 스크래치를 제거하기 위한 랩핑, 그라인딩, 또는 폴리싱 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 또 다른 구체예에서, 상기 보호 코팅은 pH≥9 수용액으로 유리에 도포된다. 추가 구체예에서, 상기 보호 코팅은 아크릴 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되고, pH≥9, 바람직하게는 pH≥10 수용액으로 유리에 도포된다. 상기 보호 코팅은 세제, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 및 수산화 암모늄, 이들의 수용성 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 pH≥12 수용액을 사용하여 유리로부터 제거된다. 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 및 수산화 암모늄, 이들의 혼합물은 또한 필요에 따라, 아크릴 물질 수용액이 유리에 도포되기 전에 pH를 조절하기 위하여 사용된다.

또한, 본 발명은 0.3㎜을 초과하는 두께를 가지며 적어도 하나의 특징을 포함하는 컷팅/스코어링 및 랩핑되지 않은 용융 드로잉 유리(fusion drawn glass)로 제조된 소규모 유리 제품에 관한 것이며, 상기 형상은 유리 표면을 통과하는 개구부(opening), 유리의 표면상에 형성된 임의 형상의 캐비티(cavity), 및 유리의 표면상의 "라이팅(wrighting)"으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 하나의 구체예에서, 상기 유리의 두께는 0.3㎜ 내지 0.7㎜이다. 또 다른 구체예에서, 상기 유리의 두께는 0.3㎜ 내지 0.7㎜이다.

도 1은 코팅 욕에서 유리 시트의 딥핑 및 오븐에서 상기 코팅된 유리를 건조하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 2는 코팅 욕에서 사용된 아크릴 코팅 물질의 점도 대 농도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 코팅 욕에서 사용된 아크릴 코팅 물질(12% 아크릴 농도)의 점도 대 온도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 유리 시트의 롤러 코팅을 나타낸 개략도이다.
도 5는 유리 시트상에 코팅을 분무하기 위한 분무총의 사용을 나타낸 개략도이다.
도 6은 폴리싱된(polished) 유리 표면의 뉴필드 뷰(Newfield view)를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따라 폴리싱되지 않은 용융 유리 표면의 뉴필드 뷰를 나타낸다.
도 8은 폴리싱된 유리 표면에 대한 AFM 결과를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 폴리싱되지 않은 용융 유리 표면에 대한 AFM 결과를 나타낸다.
도 10은 10%　HF 용액에 의해 공격받은 경우 더 두꺼운 필름이 더 얇은 필름보다 더 서서히 필-오프(peel-off)되는 것을 나타낸 사진이다.
도 11은 광학 현미경을 사용하여 50X 확대로 본 유리 표면상에 보호 코팅을 구비한 코팅된 유리 제품을 나타낸다.

본 발명은 용융 드로잉 유리의 마무리 처리(즉, 엣징(edging), 드릴링, 랩핑, 폴리싱)의 제조 비용을 절감하기 위하여 보호 코팅의 사용에 관한 것이며, 이는 핸드폰 커버 및 터치 스크린과 같은 모바일 또는 비-모바일 디스플레이 어플리케이션에서 사용하기 위한 유리에 사용하는 것이다. 본 명세서에서 사용된 "유리"는 디스플레이 어플리케이션에서 사용될 수 있는 모든 유리를 말하고, 바람직한 구체예에서, 용융 드로잉(fusion drawn) 및 슬롯 드로잉(slot drawn) 유리를 말한다. 본 명세서에서 사용된 용융 드로잉 유리는 본 발명을 예시하기 위하여 사용된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "컷팅" 및 "스코어링 및 브레이킹"은 큰 유리 시트를 형성하고 톱(saw) 또는 워터 제트(water jet) [컷팅]을 사용하거나 또는 도구(예를 들면. 다이아몬드 또는 실리콘 카바이드 팁 도구(tipped tool))로 표면을 스크래칭하여 더 작은 시트 또는 유리 블랭크로 형성한 후, 더 작은 피스 [스코어링 및 브레이킹]로 상기 스코어링된 유리를 분리하거나 스크래치에 의한 스코어링 개시(score initiation)를 구비하거나 구비하지 않고 공기 또는 액체에 의하여 열 쇼크 쿨링(thermal shock cooling)을 구비하거나 또는 구비하지 않는 레이저에 의해 가열하였다.

특히 모바일 디스플레이 어플리케이션에 사용하기 위한 유리의 전형적인 마무리처리는 높은 작업량 제조 프로세스에 대한 엄격한 기하학적 필요조건을 만족시키고, 하루에 수만의 부품(parts)을 제조하는 것이 요구된다. 이러한 작업량 필요조건을 만족시키기 위하여, 중요한 핸들링 문제점은 전송하는(transmitting) 표면의 최종 폴리싱을 통하여 시트 유리의 최초 스코어링/브레이킹으로부터 제조공정에서 분명히 나타난다. 이러한 핸들링 뿐만 아니라 분리된 프로세스 단계는 최종 수율에 상당한 영향을 미치는 표면 스크래치 및 금(checks)을 유발한다. 예를 들면, 해당 기술 분야에서 알려진 현재 마무리 기술은 15-20% 정도의 최종 생산품 스크래치 손실의 결과를 초래한다.

본 발명은 공정 동안 유리 표면을 보호하기 위한 방법을 기술하고, 핸들링 손상으로부터 표면을 보호하여 상당한 비용을 절감시키며, 가장자리 그라인딩 및 홀/슬롯 드릴링/머시닝(machining) 동안 생기는 손상으로부터 표면을 보호하고, 스크래칭없이 표면으로부터 유리 칩을 제거하여 클리닝성(cleanability)을 쉽게 가능하게 하며, 대량 생산으로 코팅이 가능하게 하고, 후-가장자리 랩핑 및 폴리싱이 없도록 제한하는 결과를 가져온다. 마지막 이점인 후-가장자리 랩핑 및 폴리싱이 없도록 제한하는 것은 유입하는 유리를 더욱 얇게 이용하는 것(그리고 그 결과 평방 피트 당 가격에 의하여 유리 비용을 감소시킴)과 함께 공정 단계의 비용을 절감시키는 것을 가능하게 하는데 중요하다.

본 발명은 투명 보호 커버 및 터치 스크린을 포함하나 이에 제한되지 않는 모바일 및 비-모바일 디스플레이 어플리케이션을 위한 개별 부품 제조에서 사용되는 분리 및 머시닝 공정 단계 동안 용융 드로잉 유리 표면을 보호하기 위한 높은 pH, 수용성에 용해할 수 있는 코팅 물질(예를 들면, 아크릴 및 아크릴 산 코폴리머, 예를 들면, 에틸렌 아크릴 산 코폴리머, 메타크릴레이트 및 메타크릴 산 코폴리머, 셀룰로오스 코팅(cellulosic coatings), 수용성 폴리에스테르 코팅, 및 수-계, 비-접착성 클리닝 방법을 사용하여 제거될 수 있는 해당분야에서 공지된 그 밖의 수용성 물질)에 관한 것이다. 아크릴 물질이 바람직하다. 상기 물질은 중성 pH의 물에 용해되지 않거나 난용성일 수 있으나, pH≥9에서는 적어도 20wt%까지 용해될 수 있다. 이에 더하여, 상기 물질이 유리 표면에 경화(건조, 베이킹, 적외선 가열, 전자파 가열 등)된 후, 이는 본 명세서에 기술된 바와 같이 pH≥12 수용액을 사용하여 제거될 수 있다. 상기 경화된 코팅은 또한 pH> 9-10의 염기성 세제 용액(또는 본 명세서에 기술된 바와 같이 다른 용액)을 사용하여 제거될 수 있으나, 이러한 용액은 낮은 비율의 폴리머 용해를 가지며, 폴리머를 제거하는데 장시간이 소요된다. 그러므로 폴리머를 제거하는데는 pH≥12의 수용액이 바람직하다. 또한, 제거율 및 제거 완료도는 연속적으로 유리 표면에 갓 제조된 세제(또는 그 밖의 명시된) 용액을 공급 및 용해된 코팅을 헹궈내서 헹굼 용액 순도에 의해 작동된다.

이론적으로 상기 코팅 물질의 사용은 스코어링/브레이킹 전에 시트 형태로 유리 코팅에서 시작할 것이다. 스코어링/브레이킹 단계 또는 가공 단계 동안 코팅된 표면은 전형적으로 핸들링(handling)을 통하여 유발된 스크래치로부터 보호된다. 후속하는 가장자리 그라인딩 및 (가능한 경우) 홀/슬롯 드릴링/밀링 단계 동안, 상기 코팅은 전형적으로 고정 척(holding chuck) 및 파편으로부터 유발된 손상으로부터 표면을 보호한다. 이러한 성능 결과로서 코팅, 후속하는 랩핑 및 폴리싱 단계의 사용으로부터 생기는 장점은 제거하지 않더라도 감소시킬 수 있다. 이에 더하여, 표면 코팅은 유리의 복수의 피스가 이의 가장자리 그라인딩 및/또는 폴리싱이 동시에 수행되는 저-비용 가장자리 그라인딩/폴리싱 운전에서 사용되는 것과 같은 스태킹(stacking) 동안 부분 표면을 보호하기 위하여 이용된다.

개별 디스플레이 및/또는 커버 클래스(cover class)를 제조하기 위한 가공 공정 전에 유리에 보호 폴리머 코팅을 사용한 결과로서, 상당한 비용 절감은 하기로부터 실현된다:

(1) 표면 스크래치 및 금으로 인한 수율 손실의 감소

(2) 랩핑 및 폴리싱과 같은 가공 단계의 제거, 및

(3) 더 얇은 도입 유리를 사용하므로써 평방 피트 당 더 낮은 비용을 산출.

상기 보호 코팅은 예를 들면, 딥핑(dipping), 분무(spraying), 또는 회전(spinning)을 이용하여 대규모 시트 또는 개별 부분에 대량으로 도포될 수 있다. 상기 코팅은 또다시 대량으로 높은 pH 물에 용해되어 쉽게 제거될 수 있다. 상기 코팅, 코팅 처리, 제거 처리, 및 폐기는 비 독성이며, 환경친화적이다. 상기 코팅의 두께는 추가 가공 처리를 할 수 있는 바람직한 모든 두께일 수 있으며, 이는 단일 공정 단계 또는 복수의 공정 단계로 도포될 수 있다. 사용되는 대부분의 코팅의 두께는 1 내지 10 ㎛의 범위이다. 유리 제품 또는 유리 시트가 구매자에 의해 선적(ship)되는 경우, 더 두꺼운 코팅 두께인 5 내지 20㎛로 도포될 수 있으며, 이는 선적 동안 유리를 보호 및 완충작용을 도울 수 있다. 일반적으로, 더 두꺼운 코팅이 두 번 이상 코팅 단계(예를 들면, 딥핑, 롤러 도포, 또는 분무)를 사용하여 도포되는 경우, 유리의 표면 전반에 걸쳐 더욱 균일하게 코팅하여 안전하게 하는 것이 바람직하다.

도 1은 후속하여 바람직한 크기로 절단될 대규모 시트 또는 이미 바람직한 크기로 절단된 시트일 수 있는 유리 시트 (10)를 코팅하기 위하여 딥핑 공정을 나타낸다. 상기 시트는 이의 상부 가장자리를 따라 유지되고 상기 보호 코팅을 함유하는 욕 (12)에 딥핑된다. 코팅 단계 후, 상기 시트는 터널 오븐 (tunnel oven, 14)으로 이동되고, 여기서 25-200℃, 바람직하게는 50-160℃ 온도 범위에서, 10-30분, 바람직하게는 10-20분의 시간 범위 동안 건조되어 보호 코팅(16)을 구비한 유리 시트를 제조한다.

도 4는 드로우(draw)의 바닥부 (21)("BOD")로부터 유래하는 유리 시트(20)로서 유리시트에 롤러(22)(코팅 욕(24)으로 들어가고 나오는 연속 회전을 함)를 사용하여 유리 시트(20)에 코팅을 도포하기 위한 공정을 나타낸다. 코팅을 도포한 후, 상기 시트를 유리상의 코팅을 건조하는 오븐(26)에 통과시킨다. 그 후 유리 시트를 예를 들면, 전화기, ATM 기계, 개인 음악 플레이어 또는 그 밖의 디바이스용 디스플레이 및/또는 터치 스크린에 사용될 수 있는 어플리케이션을 위하여 바람직한 크기의 유리 제품으로 스크라이브(scribe) 및 분리(숫자 (28)로 나타남)한다. 그 후 개별 유리 제품은 최종 완결 제품을 제공하기 위하여 추가 단계로 가공된다. 이러한 추가 단계는 유리에 어떤 바람직한 개구부(opening)를 생산하기 위하여 그라인딩, 밀링 및 드릴링 및/또는 유리의 가장자리를 마무리처리(finishing) 단계를 포함한다.

도 5는 분무총(23)을 사용하여 유리 시트(20)(BOD (21)로부터 유래함)에 코팅이 도포되는 공정을 나타낸다. 코팅이 유리에 도포된 후, 이는 유리가 예를 들면, 전화기, ATM 기계, 개인 음악 플레이어 또는 그 밖의 디바이스용 디스플레이 및/또는 터치 스크린에 사용될 수 있는 어플리케이션을 위하여 바람직한 크기의 유리 제품으로 스크라이브(scribe) 및 분리(숫자 (28)로 나타남)되기 전에 오븐(26)에서 건조된다. 그 후 개별 유리 제품은 최종 완결 제품을 제공하기 위하여 추가 단계로 가공된다. 이러한 추가 단계는 유리에 어떤 바람직한 개구부를 생산하기 위하여 그라인딩, 밀링 및 드릴링 및/또는 유리의 가장자리를 마무리처리 단계를 포함한다.

또한, 유리 제품은 회전 코팅법을 사용하여 코팅될 수 있다. 회전 코팅 공정에서, 유리 제품은 회전가능한 테이블에 위치되고, 코팅액이 피스(piece)의 중심부에 도포되고, 상기 피스는 중심부에서부터 가장자리로 코팅이 이동할 수 있도록 로테이션(회전)되어서 제품을 코팅한다. 이에 더하여 코팅액은 제품이 회전하는 동안 도포될 수 있다. 제품이 코팅되고 나면, 이는 오븐에서 건조되거나 예를 들면, 열을 사용(가열 송풍기 또는 가열 총) 또는 적외선 또는 전자파를 사용하여 한 테이블에서 건조될 수 있다. 건조 후 유리에 폴리머층의 두께가 충분히 두껍지 않은 경우, 제품은 제 2 코팅 단계로 재코팅될 수 있다. 회전 코팅은 주로 원형 또는 타원형 제품 또는 유리 시트에 적합하나, 딥핑 및 분무 공정은 큰 타원형, 직사각형, 정사각형, 육각형, 삼각형, 또는 그 밖의 다각형과 같은 유리의 복수의 형태에 더욱 적합하다.

도 2는 본 발명을 실시하여 사용된 전형적인 수용성 아크릴 코팅에 대한 점도 대 농도를 나타낸 그래프이다. 아크릴 폴리머의 농도는 3-25% 범위이고 최종 용액의 점도는 4-300poise 범위이다. 상기 점도는 사용되는 엄격한 폴리머에 의존하여 변화할 수 있다. 또한, 고점도를 갖는 물질이 사용될 수 있으나, 3-25% 범위의 농도에서 500 poise 미만의 점도를 갖는 물질이 바람직하다. 도 3은 물에서 농도가 12wt%인 아크릴 폴리머의 점도 대 온도를 나타내는 그래프이다. 도 6에서의 온도 범위는 15-40℃이다. 도 3에서 나타난 데이터 점(검은색 원형)은 온도가 증가함에 따라 점도의 범위가 7.4에서 6.0으로 감소한다. 플롯된 데이터는 각 점에 대한 온도 및 점도를 나타내는데, 예를 들면, "19.0, 7.4"는 온도가 19.0℃이였고, 점도가 7.4 poise이였음을 의미한다.

하기의 표 1 및 표 2는 단일 또는 이중 코팅 두께로 딥 코팅법을 사용하여 유리에 도포한 후 경화(오븐 건조)된 폴리머층의 두께를 나타낸다. 농도 3%, 6%, 9% 및 12%의 아크릴 물질이 사용되었고, 그 두께는 마이크로미터("㎛")로 측정되었다.

단일 두께, 아크릴 폴리머

경화		아크릴수용액 농도, wt%,
온도, ℃	시간, 분	12%	9%	6%	3%
160	12	2.4 ㎛	1 ㎛	1.2 ㎛	0.4 ㎛
180	15	1.5 ㎛	0.95 ㎛	--	--
200	20	2.0 ㎛	1.3 ㎛	--	--
220	20	1.4 ㎛	1.3 ㎛	--	--
250	20	0.4 ㎛	0.3 ㎛	--	--

이중 두께, 아크릴 폴리머

경화		아크릴수용액 농도, wt%,
온도, ℃	시간, 분	12%	9%
160	12	5.5 ㎛	--
160	15	5.2 ㎛	3.8 ㎛
160	20	5.0 ㎛	3.0 ㎛
180	15	5.0 ㎛	2.8 ㎛
220	15	2.0 ㎛	--

전형적인 유리 제조 공정은 스크래치로부터 유리 표면을 보호하기 위하여 상당한 주의를 필요로 하고, 중요한 다운스트림 공정(즉, 유리 형성 후 단계에서--예를 들면, 그라인딩, 밀링, 드릴링 등)동안 점검이 필요하다. 파편이 유리에 존재하는 경우, 이는 다운-스트림 공정 동안 압입(indentation)으로부터 스크래치 또는 슬라이딩 접촉을 예방하기 위하여 제거되어야만 한다. 제거되지 않거나 제거될 수 없는 경우, 그 다음 최종 검사에서 부품 거부(part rejection)가 가능하다. 반대로, 보호 라미네이트(protective laminate) 또는 커버 필름은 입자/파편 오염 및 표면의 마찰/마손/스크래치/압입으로 표현되는 다운-스트림 손상으로부터 표면을 보호할 수 있다. 보호의 이러한 유형에 대하여, 필름은 가공 동정 동안 표면을 충분히 보호해야하고 가공이 완료된 후 제거될 수 있어야 한다. 결과적으로, 그 밖의 성질(예를 들면, 어떤 잔여물을 이탈시키지 않고 쉽게 제거)과 함께 접착 강도가 중요하다.

라미네이트처럼 도포된 접착 필름이 그라인딩/드릴링/밀링을 포함하는 머시닝 단계동안 접착 강도 및 성능의 정도를 변화시켜 제공하면서, 이들은 충분히 만족스럽지 못했는데, 이는 홀을 드릴링하거나 가장자리를 그라인딩/밀링이 필요한 경우와 같은 작업장에서 라미네이트 필름은 필 백(peel back) 또는 제거될 수 있기 때문이다. 일부 상업적으로 이용가능한 라미네이트 물질이 예를 들면, 대규모 시트 에징(edging)에서 유용함을 발견하였고, 이러한 유용성이 제한될 수 있음을 발견하였다. 예를 들면, 하나의 상업적으로 이용가능한 라미네이트 물질(laminate material)(물질 1)은 한정된 접착 성질을 제공하고, 에징 동안 표면으로부터 수용가능한 필 백의 어떤 정도를 나타내고, 최종 생산물이 고객에게 배송되는 경우 고객이 쉽게 제거할 수 있다. 제 2의 상업적으로 이용가능한 라미네이트 물질(물질 2)은 상당한 접착 성능을 제공하고, 에징 공정에서 허용가능하나, 고객으로부터 바람직하지않게 제거에 어려움이 있다. 그러나, 라미네이트는 최종 부품 표면(final part surface)을 통과하여 홀 또는 슬롯 머시닝을 적당히 수행할 수 없다. 저 접착 성능 때문에, 비트(bit)를 공구 세공(tooling)에 의하여 통과되는 경우 물질 1은 박리(delaminate)하고, 라미네이트 물질로부터 파편은 도구 비트에 삽입(imbed)되며, 이의 효율성은 감소된다. 본 발명은 머시닝 동안 유리 표면을 보호하기 위한 제조 방법을 제공하고 핸들링으로부터의 스크래치, 예를 들면, 유리에서부터 유리까지의 접촉, 또한 전형적으로 유리와 직접 접촉을 픽스처링(fixturing)으로부터 손상을 제거한다.

또한, 본 발명의 방법의 사용은 하기의 결과와 같이 상당한 비용 절감을 초해한다:

(1) 표면 스크래치를 유발하는 핸들링 및 가공 공정으로부터 보호하여, 그 결과 스크래치로부터 수율 손실을 감소시키고, 이러한 손실은 15-20% 범위일 수 있다.

(2) 본 발명의 코팅이 사용되는 경우, 랩핑 및 폴리싱과 같은 공정의 제거는 코팅에 의하여 제공된 유익한 표면 보호에 기인하는 가장자리 그라인딩, 홀 드릴링, 및 슬롯 밀링 후 표면 손상을 제거하는데 불필요함을 알아냈다.

(3) 감소된 유입 유리 두께 즉, 더 얇은 유리의 사용을 가능하게 하여서, 랩핑/폴리싱 및 초과 유리 두께를 제거하기 위하여 필요한 다른 공정의 필요성을 제거시켜 유리 비용을 절감시킨다.

pH≥9에서 용해되는 수용성 아크릴 또는 메타크릴 코팅 물질에 대하여 코팅 물질의 필요 조건은 200℃ 이하의 온도, 바람직하게는 160℃ 이하의 온도에서 열로 경화될 수 있어, 1-15 마이크로미터(㎛), 바람직하게는 2-10 마이크로미터의 범위의 두께를 갖는 단단한 보호층을 형성할 수 있는 것이어야 한다. 이에 더하여, 코팅 물질은 오일, 중성수(즉, pH　~7), 약간의 최대 대략 pH 9를 갖는 알카리성 수용성 세제 용액에서 용해되어서는 안 된다. 더욱이, 건조 후 폴리머 필름은 pH≥10의 수용액을 사용하여 제거될 수 있어야한다. 딥핑, 분무, 또는 회전을 통하여 유리 표면에 도포될 수 있고, 코팅 및 모든 도포/제거 용제를 위생 배수구(sanitary drain)를 통하여 가공할 수 있는 화학 폐기물 스트림이 없는 적당한 아크릴물질(제품코드 MP-4983R, Michelman, Inc. (Cincinnati, Ohio)로부터 구입)의 예일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 일반적으로 3 개 파트를 갖는다:

(1) 코팅 물질.

(2) 드로우의 바닥부(BOD)에서 유리 표면 오프-라인 또는 온라인상에 아크릴 물질을 도포 및 제거하는 공정.

(3) 보호 코팅의 도포.

코팅 물질 :

보호 코팅에 이용할 수 있는 광범위의 물질이 있다. 대부분은 하기와 같은 통상의 물질이다:

A. 아크릴 및 아크릴 산 코폴리머 물질; 예를 들면, 상기 언급한 Michelman MP4983R-PL 물질. 이러한 값싼 물질은 3-25% 농도로 딥핑에 의하여 유리에 도포될 수 있으며, 그 후 25-250℃ 온도 범위에서 열적으로 경화될 수 있다. 이러한 코팅은 고 pH 용제예를 들면, SEMICLEAN^TM 및 Conrad 70^TM 세제 (Decon Labs, Inc.로부터 구입, Bryn Mawr, Pennsylvania)에 의하여 40-100℃, 바람직하게는 50-80℃에서 용이하게 제거된다. 온도는 코팅을 제거하는데 사용되는 물질에 따라 다를 것이다.

B. 액체와 유사한 점도를 갖는 용제-계 매우 기능화된 불소화 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether,PFPE). 이러한 물질은 단단하고, 매우 영구성있는 엘라스토머로 경화될 수 있어서, 테플론과 같은 플루오로폴리머의 현저한 화학 저항성을 나타낸다. 이러한 물질은 다양한 유기 용매로 제거될 수 있다; 예를 들면, 아세톤 및 메틸 에틸 케톤.

C. 상업적으로 구입가능한 페인트. 대부분의 페인트는 25-100℃에서 열적으로 경화될 수 있다. 상기 경화된 페인트는 유기 용제(예를 들면, 아세톤)에 의해 또는 뜨거운 물에서 끓여서 코팅을 부풀려 쉽게 떨어질 수 있도록 만들어서 제거될 수 있다.

유리 마무리 보호를 위하여, 상기 코팅은 도구 비트(tool bits)를 냉각시키는데 사용되는 워터 제트 압력을 견디고 휠 그라인딩 및 CNC 머시닝 공정 단계 동안 부품/도구 경계로부터 파편을 제거하도록 유리에 우수한 접착력을 가져야 한다. 또한, 상기 코팅은 상기 마무리 공구 세공(finishing tooling)의 재밍(jamming)을 예방하기 위하여 충분히 깨지기 쉬워야한다. 아크릴제(acrylics), 에틸렌 아크릴 산 코폴리머 및 메타크릴레이트와 같은 물질이고, 이러한 물질은 경화 온도가 증가됨에 따라 코팅 모듈러스(coating modulus)가 증가한다. 더욱이, 상기 아크릴/ 에틸렌 아크릴 산 코폴리머 코팅이 다음 연속 공정 후에도 존재 및 손상 없이 잔존한다는 것을 알아냈다:

1. 유리를 스크라이빙하는 단계 및 스크라이빙된 크기로 이를 브레이킹하는 단계.

2. 홀 및/또는 슬롯을 구비한 복잡한 형태를 형성하기 위한 CNC 머시닝하는 단계.

3. 가장자리 및 홀 폴리싱을 위하여 복수의 유리 제품 또는 시트의 스태킹(Stacking)하는 단계.

유리 제품 또는 시트가 상기 공정을 거친 후, 아크릴 코팅은 70℃에서 10분 동안 탈이온수로 5% SEMICLEAN 세제 수용액으로 상기 제품 또는 시트를 딥핑시켜 제거되었다. 유리 표면에 스크래치가 발견되지 않았고, 상기 표면은 어떤 파편 또는 그 밖의 물질없이 깨끗하였다.

드로우의 바닥부(BOD)에 유리 표면 오프 -라인 또는 온- 라인상에 아크릴 물질을 도포/제거하기 위한 공정:

아크릴 코팅의 도포는 코팅 도포 단계 및 후-도포 베이킹 또는 건조 단계를 필요로한다. 드로우의 바닥부에서의 유리 시트에 아크릴 코팅을 도포하기에 적합한 수 개의 방법이 있다. 이들 방법은 상기 아크릴 코팅을 BOD에 도포한 후 딥핑, 롤러 코팅 및 분무 코팅, 건조/베이킹 단계와 함께 모든 방법이다.

딥핑 + 베이킹

(1) 크기별로 커팅된 유리(Cut size glass)가 보호 코팅 용제로 채워진 용제욕을 거친 후, 상기 코팅된 유리는 베이킹을 위하여 터널 오븐을 거친다. 도 1 참조.

(2) 코팅 두께는 용제 점도 및 유리 인상 속도(glass pulling speed)에 의하여 조절된다. 오븐 베이킹 온도 및 시간은 코팅 경도(coating hardness) 및 접착력을 측정한다. 전형적인 아크릴 딥핑 파라미터는 도 2, 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(3) 유리상에 코팅의 접착력은 코팅 공정에 민감하다. 접착력은 10% HF 수용액에서 유리를 딥핑시켜 실험하여 워터 제트하에서 유리 마무리 처리 공정에서 아크릴 코팅이 얼마나 존재하는지를 측정하였다. 상기 샘플은 3%, 6%, 9% 및 12% 수용액을 사용하여 코팅하고, 12분 동안 160℃에서 베이킹한 후 30 초 동안 10%　HF로 처리되었다. 폴리머 코팅이 10%　HF 공격으로부터 보호되지 않는 동안, 폴리머 필름이 공격받고 유리로부터 떨어져나가는 속도가 폴리머 코팅의 두께가 증가함에 따라 감소하였다.

롤러 코팅

(1) 유리 표면을 보호하기 위한 또 다른 방법은 롤러를 사용하여 코팅하는 것이다.

(2) 보호 코팅된 유리는 그 다음 바람직한 피스/제품 크기로 절단되고 선적을 준비하거나 및/또는 추가로 그라인딩, 밀링 및/또는 홀/슬롯 드릴링 가공과 같은 공정을 거친다.

(3) 롤러 코팅의 예는 도 4를 참조한다.

분무+건조

(1) 보호 코팅 용제의 분무 및 BOD 연속 유리 시트 제조 라인에서 그 후 베이킹에 의한 유리 시트는 제조된 후 즉시 보호가 제공된다.

(2) 보호 코팅된 유리는 그 다음 바람직한 피스/제품 크기로 절단되고 선적을 준비하거나 및/또는 추가로 그라인딩, 밀링 및/또는 홀/슬롯 드릴링 가공과 같은 공정을 거친다.

(3) 분무 코팅 예는 도 5를 참조한다.

유리 머시닝을 위한 보호 코팅

상기 보호 코팅을 사용하여 바람직한 크기의 유리 제품을 형성한 후, 상기 제품은 CNC (컴퓨터 수치 제어, computer numerical control) 쉐이핑(shaping), 정밀 그라인딩, 가장자리 챔퍼(chamfer), 챔퍼를 구비한 홀 및 스롯 드릴에 의하여 마무리처리되었다. 보호 코팅으로 표면에 코팅된 유리 제품은 도 11에 도시된 바와 같이 광학 현미경을 사용하여 50X배 보기를 하였다. 도 10은 상기 공정 단계를 거쳐 존재하는 코팅을 나타낸다. 도 10에서, 번호 (110)은 유리 외부로부터 붙잡힌 검은 영역을 나타내고, 영역 (120)은 보호된 유리 영역(보호 유리 코팅은 컬러 사진으로 볼 수 있으나, 그레이 스케일 또는 흑/백 사진에서는 볼 수 없음)을 나타낸다. 또한, 제품의 가장자리 부근의 커버되지않은 유리(CNC 머시닝으로부터)의 매우 작은 영역도 볼 수 있다. (110)과 (120)사이에서 머시닝 동안 얼마나 보호 코팅이 유리를 보호하고 있는지를 볼 수 있다. 컬러 사진에서, 블루 컬러는 코팅 필름이고, 블루 필름 외부의 반짝이는 가장자리는 유리 가장자리의 영상이다. 유리 가장자리 외부의 영상은 점차적으로 수직축으로부터 초점이 흐려진 영상이다. 코팅 상부의 "원형" 점은 냉각제 드롭(coolant drops)(유리의 가열을 방지하기 위하여 사용되는 냉각제)이고, CNC 머시닝 동안 제조되며, 보호 코팅 또는 보호 코팅 공정과 관련이 없다. 유리 제품의 공정 완료시 상기 코팅은 예를 들면, 70℃에서 10분 동안 5% 수용성 SEMICLEAN 세제, pH> 12를 사용하여 제거되었다. 유리의 원래의 용융 표면은 매우 잘 보존되었고 스크래치가 없었다.

5. 실시예: 물질 및 도포/제거 방법:

물질: Michelman, Inc.로부터 구입한 MP-4983R

도포 방법: 물에 6-9% 아크릴 물질로 딥핑 코팅

코팅 두께: 2마이크로미터

제 2 코팅: Id 바람직하고, 추가로 코팅 두께를 증가시키기 위하여 딥핑 코팅을 반복.

열적 경화: 박리없이 절삭성을 향상시키기 위하여 160　℃에서 경화

제거 방법: 4% SemiClean KG 세제, pH　>　12, 71℃에서, 15 분 동안; 또는 71℃에서, 15분 동안 노르말("1N") KOH(pH=12) 용액.

본 발명에 따르면 후술할 장점을 제공하며, 비용 절감 및 그 결과 더 낮은 제조 비용을 제공한다.

핸들링 및 표면 스크래치 및 손상을 유발하는 공정으로부터 보호

(1) 상기 코팅은 유리 대 유리의 접촉으로부터 스코어링/브레이킹/스토리지(storage) 동안 핸들링 손상으로부터 보호를 제공할 뿐만 아니라 그라인딩/드릴링/밀링 공정 동안 보호를 제공한다. 특히, 상기 코팅은 공정 동안 유리와 접촉하는 파편 및 픽스쳐(fixtures)로부터 유리의 손상을 예방한다.

(2) 그 결과, 공정 수율 손실을 최소화하고 최종 마무리 공정 동안 현재 손실되는 15-20% 정도의 극산품(그라인딩/드릴링/밀링 후 선택된 피스 또는 제품)을 절약한다.

공정 단계의 제거

(1) 스크래치 및 손상으로부터 유리 표면을 보호하여 완전하게 제거되지 않는 경우 랩핑 및 폴리싱 단계를 최소화할 수 있다.

(2) 덜 빈번하고 덜 얕은 손상과 함께, 폴리싱(필요한 경우)에 대비하여 표면으로부터 랩핑될 물질(어떤 경우)이 덜 필요하다.

(3) 이러한 랩핑 및 폴리싱 단계의 최소화/제거에 의하여, 디바이스 및 시설물 투자의 상당한 비용 절감 뿐만 아니라 이들 공정으로부터의 수율 손실 (예컨대, 랩핑/폴리싱 동안 부품 파손)을 감소시킬 수 있다.

감소된 유입 유리 두께

랩핑 및 폴리싱 단계를 제거/최소화하여, 더 얇은 유입 유리 두께를 이용할 수 있다. 유리는 이러한 공정 동안 제품으로부터 제거된다. 더 얇은 유리를 이용하기 위한 능력은 제품의 비용을 감소시키는데, 이는 랩핑/폴리싱 단계의 비용을 제거시키는데 더하여 유리를 덜 사용하기 때문이다.

(2) 드로우로 설정 전달률(set delivery rate)을 갖는 용융 프로세스에 기인하는 더 얇은 유리에서 시작으로 상당한 비용 절감을 실현할 수 있으며, 이는 더 빠른 인상 비율(pull rate) 및 더 높은 드로잉 유리 처리량에 의하여 더 얇은 유리가 저렴하게 됨을 의미한다.

제조의 용이성

용융 유리의 높은 표면 품질은 바로 생산물에 이용할 수 있고, RMS 거칠기를 산출한다(서브-0.5㎚ 딥(deep) 고 공간 주파수 스크래치 및 디그(dig)로 ~0.2㎚의 AFM 대 ~0.5㎚ RMS 거칠기 및 >2.0㎚ 깊이의 고 공간 주파수 스크래치 및 디그를 전형적으로 나타내는 폴리싱된 유리).

또한, 본 발명은 0.3㎜ 초과의 두께를 가지며, 적어도 하나의 형상을 포함하며, 상기 적어도 하나의 형상은 유리의 표면을 통과하는 개구부(opening), 유리의 표면에 어떤 형상의 캐비티(cavity), 및 유리의 표면상의 "라이팅"으로 이루어진 군으로부터 선택된 컷팅/스코어링 및 랩핑되지 않은 용융 드로잉 유리로 제조된 소규모 유리 제품에 관한 것이다. 상기 유리의 두께는 전형적으로 0.3-0.7㎜, 바람직하게는 0.3-0.5㎜ 범위이다. "라이팅"은 스크립트, 블록 또는 그 밖의 형식의 레터 뿐만 아니라 심볼, 로고 및 홀 또는 슬롯과 같은 유리를 통과하는 개구부(opening)를 형성하는 유리를 경험하지 않으나 유리의 표면에 쓰여진 그 밖의 아이템을 의미한다. 캐비티는 유리의 표면에서 움푹한 곳을 의미하고, 예를 들면, 열 또는 압력 센서, 예를 들면 사람의 손가락에 의한 열 또는 압력과 같은 제품에 이용할 수 있고 개구부를 형성하는 유리를 통하여 모든 길(all the way)로 가지는 않는다. 상기 제품은 서브-0.5 ㎚ 깊이의 고 공간 주파수 스크래치 및 디그로 ≤0.4㎚의 AFM 표면 거칠기를 갖는다. 바람직한 구체예에서, AFM 표면 거칠기는 ≤0.2㎚이다. 유리 제품은 수많은 디바이스에 사용될 수 있다. 예를 들면, 개인용 음악 플레이어(personal music players), 전자책 리더기, 개인 데스크 어시스턴트, 소형 랩탑 또는 노트북 컴퓨터, 휴대폰, GPS 장치 및 그 밖의 전기 디바이스.

도 6 및 6은 각각 본 발명에 따라 폴리싱된 유리 표면 및 폴리싱되지 않은 용융 유리 표면의 뉴필드 뷰(Newfield view) (스캔 크기 120　x　180㎛)를 나타낸다. 도 8 및 9는 각각 본 발명에 따라 폴리싱된 유리 표면 및 폴리싱되지 않은 용융 유리 표면의 AFM (atomic force microscopy) 결과이다. 표 3은 뉴필드(Newfield) 및 AFM 영상 결과를 요약하여 나타낸다.

		거칠기 (㎚ rms)
기법	스캔 크기	용융	폴리싱
뉴필드	120 x 180 ㎛	0.25	1.40
AFM	20 x 20 ㎛	0.38	1.44

본 명세서에 기술된 물질, 방법, 및 제품은 다양한 수정 및 변형할 수 있다. 본 명세서에 기술된 물질, 방법, 및 제품의 또 다른 양상은 명세서의 고려 및 여기에 기술된 물질, 방법, 및 제품의 실시에 의해 명백해질 것이다. 본 명세서 및 실시예는 예시적으로 본 발명을 설명할 의도이다.

Claims (14)

1. 하기의 단계를 포함하는 유리의 제조 방법:
   유리 시트를 형성시키는 단계;
   상기 형성 단계 후 상기 시트에 보호 코팅 물질을 도포하여 드로잉된(drawn) 유리 시트의 표면을 보호하는 단계, 여기서, 상기 코팅 물질은 아크릴 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되며, pH≥9인 수용액으로서 상기 유리에 도포됨;
   상기 유리상의 상기 보호 코팅을 경화시키는 단계;
   상기 유리를 스코어링(scoring)하고 스코어 마크를 따라 유리를 브레이킹(breaking)하여 제품 블랭크(article blank)를 형성하는 단계;
   상기 유리의 가장자리(edge)를 마무리 처리하고, 이에 따라 유리 제품을 형성하는 단계; 및
   상기 유리 제품으로부터 상기 경화된 보호 코팅을 제거하는 단계;
   여기서, 상기 방법은 상기 유리 제품의 표면으로부터 파편 또는 스크래치를 제거하기 위한 랩핑(lapping), 그라인딩(grinding), 또는 폴리싱(polishing) 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 함.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보호 코팅은 아크릴 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되고, pH≥10 수용액으로서 유리에 도포되는 것을 특징으로 하는 유리의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 보호 코팅은 세제, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 및 수산화 암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 pH≥12 수용액을 사용하여 상기 유리로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 유리의 제조 방법.
4. 하기의 단계를 포함하는 유리 제품의 제조 방법:
   0.3-0.7㎜ 범위의 두께로 유리 시트를 형성시키는 단계;
   상기 형성 단계 후 상기 시트에 보호 코팅 물질을 도포하여 드로잉된 유리 시트의 표면을 보호하는 단계, 여기서, 상기 코팅 물질은 아크릴 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되고, pH≥9 수용액으로서 상기 유리에 도포됨;
   상기 유리상의 상기 보호 코팅을 경화시키는 단계;
   상기 유리를 스코어링하고 스코어 마크를 따라 유리를 브레이킹하여 제품 블랭크를 형성하는 단계;
   상기 유리내에 하나 또는 복수의 개구부(opening)를 형성하도록 그라인딩, 밀링(milling), 드릴링(drilling) 중 하나 또는 복수의 단계를 이용하여 제품 블랭크를 추가로 가공하는 단계;
   상기 유리의 가장자리를 마무리 처리하고, 이에 따라 유리 제품을 형성하는 단계; 및
   상기 유리 제품으로부터 상기 경화된 보호 코팅을 제거하는 단계;
   여기서, 상기 방법은 상기 유리 제품의 표면으로부터 파편 또는 스크래치를 제거하기 위한 랩핑, 그라인딩, 또는 폴리싱 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 함.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 보호 코팅은 아크릴, 아크릴 산 코폴리머, 에틸렌 아크릴 산 코폴리머, 메타크릴 산, 및 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되고, pH=10-12 수용액으로서 유리에 도포되는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 보호 코팅은 세제, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 및 수산화 암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 pH≥12 수용액을 사용하여 상기 유리로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
7. 0.3㎜을 초과하는 두께를 가지며, 유리의 표면을 통과하는 개구부(opening), 유리의 표면상에 형성된 임의 형상의 캐비티(cavity), 및 유리의 표면상의 "라이팅(wrighting)"으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 특성을 포함하는 컷팅/스코어링 및 랩핑되지 않은 용융 드로잉 유리(fusion drawn glass)로 제조된 소규모 유리 제품.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 유리 제품은 유리 두께가 0.3-0.5㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 유리 제품은 서브-0.5 ㎚ 깊이의 고 공간 주파수 스크래치 및 디그를 갖는 0.4≤㎚의 표면 거칠기(surface roughness)를 보유하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
10. 청구항 7에 있어서, 상기 유리 제품은 ≤0.2㎚의 표면 거칠기 및 서브-0.5㎚ 깊이의 고 공간 주파수 스크래치 및 디그를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
11. 하기의 단계를 포함하는 공정에 의하여 제조되며 휴대용 전자 디바이스(hand-held electronic device), 소형 랩탑 컴퓨터(small laptop computer), 그리고 터치스크린으로서 사용하기 위한 유리 제품;
    0.3-0.7㎜ 범위의 두께로 유리 시트를 형성시키는 단계;
    상기 형성 단계 후 상기 시트에 보호 코팅 물질을 도포시켜 드로잉된 유리 시트(drawn glass sheet)의 표면을 보호하는 단계, 여기서, 상기 보호 코팅 물질은 아크릴 또는 메타크릴 물질로 이루어진 군으로부터 선택되며, pH≥9 수용액으로서 유리에 도포됨;
    상기 유리에 상기 보호 코팅을 경화시키는 단계;
    상기 유리를 스코어링시키고 스코어 마크를 따라 유리를 브레이킹하여 유리 제품 블랭크(glass article blank)를 형성하는 단계;
    상기 유리 블랭크내에서 하나 또는 복수의 개구부(openings)를 형성하도록 그라인딩, 밀링, 드릴링 단계 중 하나 또는 복수 단계를 사용하여 상기 제품 블랭크를 더욱 가공하는 단계;
    유리 제품을 제조하도록 상기 유리의 가장자리를 마무리 처리하는 단계; 및
    pH≥12 수용액을 사용하여 상기 유리 제품으로부터 상기 경화된 보호 코팅을 제거시키는 단계;
    여기서, 상기 방법은 상기 유리 제품의 표면으로부터 파편 또는 스크래치를 제거하도록 랩핑, 그라인딩 또는 폴리싱 단계를 포함하지 않는다.
12. 청구항 11에 있어서, 유리 시트를 형성시키는 단계는 유리 시트의 두께를 0.3　-　0.7㎜의 범위로 유리 시트를 용융 드로잉하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
13. 청구항 11에 있어서, 유리 시트를 드로잉하는 단계는 유리 시트의 두께를 0.3-0.5㎜의 범위로 유리 시트를 용융 드로잉하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
14. 청구항 12에 있어서, 청구항 12에 따른 단계를 가공한 후, 상기 유리 제품은 ≤ 0.4㎚의 표면 거칠기 및 서브-0.5㎚ 깊이의 고 공간 주파수 스크래치 및 디그를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
    

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