KR20220030622A

KR20220030622A - 유리제품 분리장치 및 이를 이용한 분리방법

Info

Publication number: KR20220030622A
Application number: KR1020200112207A
Authority: KR
Inventors: 백주열; 최권수; 이철형
Original assignee: 주식회사 시스템알앤디
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2022-03-11
Also published as: KR102380777B1

Abstract

본 발명은, 유리원판이 상측면에 배치되는 베이스; 및 가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품을 유리원판으로부터 분리시키기 위해 상기 베이스의 적어도 일측면에 배치되는 초음파진동기;를 포함하는 유리제품 분리장치 및 이를 이용한 분리방법을 제공한다.

Description

유리제품 분리장치 및 이를 이용한 분리방법{APPARATUS FOR SEPERATING GLASS PRODUCT FROM GLASS PLATE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 구조가 개선된 유리제품 분리장치 및 이를 이용한 분리방법에 관한 것이다.

판상의 유리제품은 유리원판으로부터 형성되며, 모니터, 카메라, 휴대폰 등의 영상장비나 광학장비, 차량과 같은 운송장비, 건축분야에서 창문 등 많은 산업분야에서 사용되고 있다.

유리원판으로부터 유리제품을 형성하기 위한 방법으로서 절단기를 이용하는 방법이 있으나, 이러한 기계적 방법에 의해서는 제품 정밀도가 현저하게 떨어지고 가공면에 매우 큰 변형 또는 스트레스가 발생할 수 있다.

특히, 영상장비나 광학장비의 액정을 보호하기 위한 유리, 터치패널의 유리, 또는 폴더블 액정에 사용되는 초박막강화유리(Ultra Thin Glass)와 같은 박판유리는 제품 정밀도가 매우 중요하기 때문에 일반적으로 다음과 같은 공정에 의해 제조되고 있다.

현재 실시되고 있는 상술한 박판유리의 일반적인 가공공정은 1) 폴리싱과 세정공정, 2) 슬리밍과 세정공정, 3) 원판유리를 여러 장 접착하여 적층된 블록을 절단, 4) 절단면 면삭, 5) 블록을 분리하고 세정, 6) 힐링 및 세정, 7) 화학강화 및 세정, 8) 건조 및 최종 제품 검사의 순서를 포함하고 있다.

이러한 방법은 가공공정이 복잡하여 제조효율이 현저하게 떨어질 뿐만이 아니라 이로 인하여 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 상기 3) 내지 5)의 과정을 레이저커팅으로써 단일화시킬 수 있는 방법으로 박판유리를 제조하는 기술이 개발되고 있다.

이러한 레이저커팅 방식은 유리원판에서 유리제품의 가공면을 형성하는 가상의 선을 따라 매우 미세한 간격으로 레이저를 조사하여 홀을 형성하는 방식이다.

도 1은 종래 기술에 따른 박판유리를 분리하는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 유리제품 제조장치는 상술한 레이저커팅 방식에 의해 유리원판에 가공면을 따라 홀이 전부 형성되면, 유리제품의 상측면에 밀착되는 피커(picker)로써 유리제품을 상측으로 이동시켜 유리원판으로부터 유리제품을 분리하고 있다.

그러나, 이러한 종래 분리 방법은 홀과 홀 사이에서 크랙이 미성숙하게 형성되어 유리제품이 유리원판과 분리될 때 가공면에 스트레스로 작용하기 때문에 가공면에 칩(chip)이나 버(burr)가 심하게 발생할 수 있는 문제가 있다.

특히, 종래의 유리제품 분리방법은 상술한 초박막 강화유리(Ultra Thin Glass)에서의 가공정밀도(예를 들어, 유리원판에서 유리제품 방향으로 형성되는 칩을 기준으로 대략 5㎛ 이하)를 만족할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 유리제품의 가공정밀도와 생산성을 향상시킬 수 있는 유리제품 분리장치 및 이를 이용한 분리방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 유리원판이 상측면에 배치되는 베이스; 및 가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품을 유리원판으로부터 분리시키기 위해 상기 베이스의 적어도 일측면에 배치되는 초음파진동기;를 포함하는 유리제품 분리장치를 제공한다.

또한, 상기 베이스는, 유리제품이 형성된 부분을 제외한 유리원판을 진공력으로 상기 베이스에 고정하기 위해 일측이 상기 베이스의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제1 진공홀; 및 유리제품을 진공력으로 상기 베이스에 고정하기 위해 일측이 상기 안치홈의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제2 진공홀;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스의 상측면에는 상기 초음파진동기로써 유리원판에서 분리되는 유리제품이 안치되는 안치홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 진공홀은 상기 안치홈에 형성될 수 있다.

또한, 상기 초음파진동기는 상기 제1 진공홀에 진공력이 부여되었을 때 상기 베이스에 진동을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 베이스에는 하측면으로부터 상측면을 관통하는 리프팅홀이 형성되고, 상기 리프팅홀에서 상, 하 이동됨으로써 상기 베이스 상에 배치된 유리원판을 상기 베이스 상측으로 이격시키는 리프터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 리프터는 유리원판 중 유리제품이 형성되지 않는 위치에 대응되도록 적어도 두 개 이상이 상기 베이스에 배치될 수 있다.

또한, 상기 리프터는 상기 제1 진공홀 및 제2 진공홀에 진공력이 부여되지 않았을 때 상기 베이스에서 상측으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 베이스 상에 배치되는 유리원판이 유체에 잠길 수 있도록 내부에 유체가 수용되는 수조를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품을 포함하는 유리원판을 베이스 상에 배치하는 단계; 및 상기 베이스의 적어도 일측면에 배치된 초음파진동기를 구동시켜 유리제품을 유리원판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 유리제품 분리방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 레이저커팅 방식으로써 가상의 가공선을 따라 인접한 홀이 형성되는 유리원판에 초음파진동기로써 홀과 홀 사이의 크랙을 성장시켜 유리원판으로부터 유리제품을 자연분단되도록 유도하여 유리제품을 자연낙하시키는 방식이며, 이에 의해 가공정밀도를 향상시킴과 동시에, 초박막 유리제품의 가공면의 칩과 크랙의 발생을 현저하게 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 박판유리를 분리하는 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 분리장치로써 유리원판에서 유리제품을 분리하는 것을 시계열적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 분리장치로써 유리원판에서 유리제품을 분리하는 것을 시계열적으로 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 분리장치로써 유리원판에서 유리제품을 분리하는 것을 시계열적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 분리장치로써 유리원판에서 유리제품을 분리하는 것을 시계열적으로 도시한 도면이다.

도 2a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)는 유리원판(10)이 상측면에 배치되는 베이스(110)와, 가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품(11)을 유리원판(10)으로부터 분리시키기 위해 상기 베이스(110)의 적어도 일측면에 배치되는 초음파진동기(120)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스(110)는 유리제품(11)이 형성된 부분을 제외한 유리원판(10)을 진공력으로 상기 베이스(110)에 고정하기 위해 일측이 상기 베이스(110)의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제1 진공홀(111)과, 유리제품(11)을 진공력으로 상기 베이스(110)에 고정하기 위해 일측이 상기 베이스(110)의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제2 진공홀(112)을 포함할 수 있다.

이러한 제1 진공홀(111) 및/또는 제2 진공홀(112)은 전체적 또는 선택적으로 미도시된 진공기로부터 진공력을 부여받아 상기 베이스(110) 상측면에 안치된 유리원판(10) 및/또는 유리제품(11)을 견고하게 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 유리원판(10)이나 유리제품(11)을 클램핑하여 다른 곳으로 이동시키는 피커(130, picker)를 더 포함할 수 있으며, 미도시되었으나, 상기 베이스(110)에 형성된 진공홀에 진공력을 부여할 진공기, 상기 베이스(110) 상에 배치되는 유리원판 및/또는 상기 베이스(110)와 초음파진동기(120)가 유체에 잠길 수 있도록 내부에 유체가 수용되는 수조를 더 포함할 수도 있다.

후술할 실시예들과 함께, 본 발명은 홀과 상기 홀 사이에 형성되는 크랙을 이용한 레이저커팅 방식으로써 형성되는 유리제품(11)을 포함하는 유리원판(10)을 베이스(110) 상에 배치하는 단계와, 상기 베이스(110)의 적어도 일측면에 배치된 초음파진동기(120)를 구동시켜 유리제품(11)을 유리원판(10)으로부터 분리하는 단계를 포함하는 유리제품 분리방법을 제안한다.

여기서, 유리제품(11)은 산업전반에 사용되는 제품의 모든 형상을 가질 수 있으며, 폴더블폰의 액정 상에 배치되는 초박막강화유리(Ultra Thin Glass)와 같은 박판유리를 포함할 수 있다.

또한, 레이저커팅 방식은 유리제품(11) 형성을 위한 가상의 선상에 레이저를 매우 미세한 간격으로 조사하며, 이에 의해 유리원판(10)에는 매우 인접한 홀이 연속되게 형성된다.

유리원판(10)이 초박막강화유리(Ultra Thin Glass)인 경우, 상기한 레이저는 DOF 500㎛ 이상의 Bessel beam 광학계와 IR pico~femto 초 레이저일 수 있다.

이러한 홀 형성 과정 중, 인접한 홀 사이에는 자연적으로 크랙이 생길 수 있으며, 이러한 크랙은 인접한 홀 사이를 잇는 크랙과 그렇지 아니한 크랙으로 대별될 수 있다.

이러한 상태의 유리원판(10)에서 유리제품(11)을 물리적으로 분리할 경우 유리제품(11)의 가공면에 칩(chip)이나 버(burr)가 심하게 발생할 수 있는 문제가 있기 때문에, 본 발명은 후술할 실시예들로써 홀 사이의 크랙을 성장시켜 유리원판(10)에서 유리제품(11)을 자연분리(자연분단)시킬 수 있다.

또한, 상기 초음파진동기(120)의 진동주파수, 진폭, 진동주기 또는 진동방향은 유리원판(10)에 형성되는 홀의 크기, 홀 간 간격, 유리원판(10)의 두께, 재질 등에 따라 가변될 수 있으며, 이러한 이유 등에 따라 상기 초음파진동기(120)는 상기 베이스(110) 상에 유연하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 수조에 수용되는 유체는 물, 기름, 혼합유 등 다양한 매질로써 채택될 수 있다.

도 2a 내지 도 2f를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)를 설명하자면 다음과 같다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)는 상기 베이스(110)의 상측면에 상기 초음파진동기(120)로써 유리원판(10)에서 분리되는 유리제품(11)이 안치되는 안치홈(113)이 형성될 수 있다.

이러한 경우, 상기 제2 진공홀(112)은 상기 안치홈(113)에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 초음파진동기(120)는 상기 제1 진공홀(111)에 진공력이 부여되었을 때 상기 베이스(110)에 진동을 발생시킬 수 있으며, 진동은 상기 베이스(110)를 통해 상기 베이스(110)에 견고하게 고정된 상기 유리원판(10)으로 전달될 수 있다.

전달된 진동은 상기 유리제품(11)의 가공선을 형성하기 위한 홀과 홀 사이의 크랙을 성장시켜 상기 유리원판(10)으로부터 유리제품(11)을 자연분리(자연분단)시킬 수 있다.

구체적으로, 도 2a는 레이저커팅 방식으로써 유리제품(11)을 유리원판(10)에 형성하는 과정을 개략적으로 도시한다.

도 2b는 유리제품(11)이 형성된 유리원판(10)을 피커(130)로써 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)에 이동시키는 과정을 개략적으로 도시한다.

도 2c는 유리제품(11)이 형성된 유리원판(10)이 상기 베이스(110)에 배치되면, 상기 유리원판(10)을 견고하게 고정하기 위해 상기 제1 진공홀(111)에 진공력이 부여되는 형상을 개략적으로 도시한다.

도 2d는 상기 제1 진공홀(111)에 진공력이 부여된 상태에서 상기 초음파진동기(120)를 구동시켜 유리원판(10)으로부터 유리제품(11)이 자연분리됨으로써 이러한 유리제품(11)은 자중에 의해 상기 안치홈(113)에 안치된 것을 개략적으로 도시한다.

상기 유리제품(11)의 분리시 상기 제1 진공홀(111)의 진공력은 해제될 수 있으며, 상기 안치홈(113)에 유리제품(11)이 안치되면 상기 제2 진공홀(112)에 진공력이 부여될 수 있다.

도 2e는 상기 제1 진공홀(111)의 진공력이 해제되고 상기 제2 진공홀(112)의 진공력이 부여된 상태에서 유리제품(11)이 분리된 유리원판(10, 더미)은 제거될 수 있으며, 이 후 상기 제 2 진공홀의 진공력이 해제되면 완성된 유리제품(11)은 피커(130)로써 다른 곳으로 이동될 수 있는 것을 개략적으로 도시한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)를 설명하자면 다음과 같다.

상술한 제1 실시예와는 달리, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)는 안치홈(113)이 형성되지 아니하며, 상기 베이스(110)에는 하측면으로부터 상측면을 관통하는 리프팅홀(114)이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 분리장치(100)는 상기 리프팅홀(114)에서 상, 하 이동됨으로써 상기 베이스(110) 상에 배치된 유리원판(10)을 상기 베이스(110) 상측으로 이격시키는 리프터(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 리프터(140)는 유리원판(10) 중 유리제품(11)이 형성되지 않는 위치에 대응되도록 적어도 두 개 이상이 상기 베이스(110)에 배치될 수 있으며, 이는 유리제품(11)이 상기 리프터(140)에 의해 상측으로 이동된 유리원판(10)에서 자연분리되어 자중에 의해 상기 베이스(110) 상측면에 안치될 수 있기 위함이다.

또한, 상기 리프터(140)는 상기 제1 진공홀(111) 및 제2 진공홀(112)에 진공력이 부여되지 않았을 때 상기 베이스(110)에서 상측으로 이동될 수 있다.

구체적으로, 도 3의 상태 (a)는 레이저커팅 방식으로써 유리제품(11)을 유리원판(10)에 형성하는 과정을 개략적으로 도시한다.

이 경우, 가공정밀도를 고려하여 유리원판(10)을 상기 베이스(110) 상에 견고하게 고정하기 위해 상기 제1 진공홀(111)과 제2 진공홀(112)은 진공력을 부여받아 상기 베이스(110) 상에 안치된 유리원판(10)을 견고하게 고정할 수 있다.

도 3의 상태 (b)는 레이저커팅이 완료되면, 상기 제1 진공홀(111)과 제2 진공홀(112)의 진공력이 해제되고, 이 후, 리프터(140)에 의해 유리원판(10)은 상기 베이스(110) 상측으로 이격되도록 이동될 수 있으며, 이 후, 상기 초음파진동기(120)는 상기 베이스(110)에 진동을 발생시킬 수 있으며, 진동은 상기 베이스(110) 및 리프터(140)를 통해 상기 유리원판(10)으로 전달되는 것을 개략적으로 도시한다.

도 3의 상태 (3)는 자연분리된 유리제품(11)이 상기 베이스(110) 상에 자중에 의해 안치된 이후 상기 제2 진공홀(112)에 진공력이 부여된 상태를 개략적으로 도시한다.

이 후, 미도시되었으나, 상기 제2 진공홀(112)의 진공력이 부여된 상태에서 유리제품(11)이 분리된 유리원판(10, 더미)은 제거될 수 있으며, 이 후, 제2 진공홀(112)의 진공력이 해제되면 완성된 유리제품(11)은 피커(130)로써 다른 곳으로 이동될 수 있다.

요컨대, 본 발명은 레이저커팅 방식으로써 가상의 가공선을 따라 인접한 홀이 형성되는 유리원판(10)에 초음파진동기(120)로써 홀과 홀 사이의 크랙을 성장시켜 유리원판(10)으로부터 유리제품(11)을 자연분단되도록 유도하여 유리제품(11)을 자연낙하시키는 방식이며, 이에 의해 가공정밀도를 향상시킴과 동시에, 초박막 유리제품(11)의 가공면의 칩과 크랙의 발생을 현저하게 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 유리제품 분리장치 110: 베이스
111: 제1 진공홀 112: 제2 진공홀
113: 안치홈 114: 리프팅홀
120: 초음파진동기 130: 피커
140: 리프터

Claims

유리원판이 상측면에 배치되는 베이스; 및
가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품을 유리원판으로부터 분리시키기 위해 상기 베이스의 적어도 일측면에 배치되는 초음파진동기;를 포함하는 유리제품 분리장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스는,
유리제품이 형성된 부분을 제외한 유리원판을 진공력으로 상기 베이스에 고정하기 위해 일측이 상기 베이스의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제1 진공홀; 및
유리제품을 진공력으로 상기 베이스에 고정하기 위해 일측이 상기 베이스의 상측면으로 노출되도록 형성되는 적어도 한 개 이상의 제2 진공홀;을 포함하는 유리제품 분리장치.
제2항에 있어서,
상기 베이스의 상측면에는 상기 초음파진동기로써 유리원판에서 분리되는 유리제품이 안치되는 안치홈이 형성되는 유리제품 분리장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 진공홀은 상기 안치홈에 형성되는 유리제품 분리장치.
제2항에 있어서,
상기 초음파진동기는 상기 제1 진공홀에 진공력이 부여되었을 때 상기 베이스에 진동을 발생시키는 유리제품 분리장치.
제2항에 있어서,
상기 베이스에는 하측면으로부터 상측면을 관통하는 리프팅홀이 형성되고,
상기 리프팅홀에서 상, 하 이동됨으로써 상기 베이스 상에 배치된 유리원판을 상기 베이스 상측으로 이격시키는 리프터를 더 포함하는 유리제품 분리장치.
제6항에 있어서,
상기 리프터는 유리원판 중 유리제품이 형성되지 않는 위치에 대응되도록 적어도 두 개 이상이 상기 베이스에 배치되는 유리제품 분리장치.
제6항에 있어서,
상기 리프터는 상기 제1 진공홀 및 제2 진공홀에 진공력이 부여되지 않았을 때 상기 베이스에서 상측으로 이동되는 유리제품 분리장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 상에 배치되는 유리원판이 유체에 잠길 수 있도록 내부에 유체가 수용되는 수조를 더 포함하는 유리제품 분리장치.
가상의 가공선을 따라 홀을 연속적으로 형성하는 레이저커팅 방식으로써 제조되는 유리제품을 포함하는 유리원판을 베이스 상에 배치하는 단계; 및
상기 베이스의 적어도 일측면에 배치된 초음파진동기를 구동시켜 유리제품을 유리원판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 유리제품 분리방법.