KR100736654B1 - 판유리의 무늬 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 판유리에 조각 무늬를 성형시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판유리 단면에 조각 무늬를 성형시키는 다양한 방법을 하나의 장치로 가능하게 하는 판유리의 무늬 성형장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 판유리의 무늬 성형장치는, 유압을 가하여 제1 성형부재(113)로 제1 성형틀(114)에 소정의 패턴을 형성시켜, 가열로(130)로 인입시키는 성형틀 형성장치(110)와; 상기 가열로(130)로부터 이송되어 온 제2 성형틀(124)과 판유리(125)에 일정한 압력으로 상기 판유리(125)에 입체무늬를 형성시켜 제2 조각 판유리(315A)를 성형시키는 무늬 형성장치(120)와; 상기 성형틀 형성장치(110)로부터 이송된 패턴이 형성된 제1 성형틀(114) 및 제1 판유리(115)에 소정의 열을 가해 상기 제1 판유리(115)의 일면이 상기 제1 성형틀(114)의 패턴에 밀착되도록 하여 입체무늬가 형성된 제1 조각 판유리(215A)를 성형시키거나, 제2 성형틀(124) 및 제2 판유리(125)를 가열하여 상기 무늬 형성장치(120)로 이송시키는 가열로(130);를 포함하는 이루어진다.
성형틀 형성장치, 무늬 형성장치, 가열로, 판유리, 성형부재, 성형틀

Description

판유리의 무늬 성형장치{Apparatus for Forming Pattern on Sheet Glass Surface}
도 1은 본 발명에 따른 판유리 무늬 성형장치를 도시한 것이며,
도 2는 도 1에 도시된 성형틀 형성장치에 의한 판유리 무늬 성형 공정을 설명하기 위한 성형 공정도이며,
도 3은 도 1에 도시된 무늬 형성장치에 의한 판유리 무늬 성형 공정을 설명하기 위한 성형 공정도이며,
도 4는 종래의 판유리 무늬 형성장치를 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 성형틀 형성장치 120 : 무늬 형성장치
130 : 가열로 111, 121 : 유압호스
112, 122 : 유압펌프 113, 123 : 성형부재
114, 124 : 성형틀 115, 125 : 판유리
115A, 125A : 조각 판유리 130 : 가열로
131 : 판유리 가열구조 132 : 롤러
133 : 히터 137 : 센서
본 발명은 판유리에 조각 무늬를 성형시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판유리 단면에 조각 무늬를 성형시키는 다양한 방법을 하나의 장치로 가능하게 하는 판유리의 무늬 성형장치에 관한 것이다.
종래에는, 하나의 가열로(爐)에서 단일 공정에 의해 하나의 조각 판유리를 성형하는 것이 일반적이었다. 그러나, 조각 판유리의 생산성 저하 및 생산코스트 상승이라는 문제들을 안고 있었다.
이러한 종래의 문제을 개선하기 위해 대한민국 실용신안등록출원 제20-2005-0028069호(조각 판유리 성형방법 및 장치)에서는 다음과 같은 기술을 개시하고 있다.
도 4는 종래의 실용신안등록출원 제20-2005-0028069호에 개시된 조각 판유리 성형장치를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 실용신안등록출원 제20-2005-0028069호에 개신된 조각 판유리 성형장치는, 20조각 판유리 성형 장치조각 판유리 하단부의 무늬를 성형하기 위해 소정 입체무늬가 형성되어진 하부 성형 틀(460)과, 조각 판유리의 상단부의 무늬를 성형하기 위해 소정 입체무늬 또는 평면으로 형성되어진 상부 성형 틀(440) 로 구비되어지는 하나 이상의 성형 틀(460, 440);과 성형 틀 중 하부 성형 틀(460)이 올려져서 거치되어지며, 소정 사용자 또는 제어장치로부터 지정받은 소정 온도의 열을 발생시키거나 전도하는 기능을 수행하는 가열패널(450);과 조각 판유리를 형성하기 위한 재료인 소정 판유리가 상기 가열패널에 거치된 상태로 인입되면, 판유리의 슬럼핑점(Slumping Point; 약 섭씨 650도 ~ 섭씨 800도)까지 단계별로 온도를 상승시키며 판유리가 하부 성형 틀(460)에 밀착되어지도록 하는 제 1 노(410);와 판유리가 하부 성형틀(460)에 밀착되어진 상태로 이송되어오면 판유리의 온도를 소프트닝 포인트 (Softening Point; 약 섭씨 575도)까지 빠르게 하강시킨 후, 상부의 일 측단에 구비되어 있는 상부 성형 틀(440)을 하강시켜 소프트닝 상태의 판유리를 압착하며 상부 조각을 성형하는 제 2 노(420);로 구성되어진다.
여기서, 제1노(410)는 판유리의 하면에 입체무늬를 조각하기 위한 가열로이고, 제2노(420)는 판유리의 상면에 입체무늬를 조각하기 위한 가열로이다.
하지만, 실용신안등록출원 제20-2005-0028069호는 다음과 같은 문제점들을 내포하고 있다.
첫째, 제2노(420)에서 상부 성형틀(440)과 하부 성형틀(460)과의 압착시 판유리를 성형시키고자 하는 정확한 위치에서 셋팅이 되어야 하나, 용이하지 않으며 또한 셋팅 오류시 제2노(420) 내의 상당한 고온에 의해 임의 수동 조작이 불가능하다는 문제가 있다.
둘째, 상부 성형틀(440)에 따라 판유리의 단면 또는 양면 또는 다른무늬를 성형시킬 경우 상부 성형틀(440)을 교체해주어야 하나, 제2노(420)의 사용중인 경 우에는 서냉시켜 온도가 내려가도록 많은 시간을 기다려야 한다는 문제가 있고, 가열로의 내부 공간의 한계상 사람이 내부로 들어가 작업해야 하는 불편이 존재한다.
셋째, 개선에 의해 생산성이 향상된다고는 하나, 작업의 다양성 측면에서 획일적이기 때문에 판유리의 조각 성형작업이 하나의 패턴만을 가질 수 밖에 없다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 판유리의 일면 조각을 위한 성형장치의 다양한 성형방법이 가능하도록 가열로 전후단에 각각 별도의 성형장치를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 목적은, 가열로 외부에서 성형작업을 할 수 있도록 하는 판유리 무늬 성형장치을 제공하는 데 있다.
상술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판유리의 무늬 성형장치는, 유압을 가하여 제1 성형부재(113)로 제1 성형틀(114)에 소정의 패턴을 형성시켜, 가열로(130)로 인입시키는 성형틀 형성장치(110)와; 상기 가열로(130)로부터 이송되어 온 제2 성형틀(124)과 판유리(125)에 일정한 압력으로 상기 판유리(125)에 입체무늬를 형성시켜 제2 조각 판유리(315A)를 성형시키는 무늬 형성장치(120)와; 상기 성형틀 형성장치(110)로부터 이송된 패턴이 형성된 제1 성형틀(114) 및 제1 판유리(115)에 소정의 열을 가해 상기 제1 판유리(115)의 일면이 상기 제1 성 형틀(114)의 패턴에 밀착되도록 하여 입체무늬가 형성된 제1 조각 판유리(215A)를 성형시키거나, 제2 성형틀(124) 및 제2 판유리(125)를 가열하여 상기 무늬 형성장치(120)로 이송시키는 가열로(130);를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 가열로(130) 내부에는 구간별로 제1 히터(133a) 내지 제4 히터(133d)가 장착되며, 상기 제2 히터(133b) 및 제3 히터(133c)의 온도는 제1 히터(133a)의 온도보다 높고 제4 히터(133d)의 온도보다 낮도록 제어되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 성형틀(114) 또는 제2 성형틀(124)의 이송은 가열로(130) 내의 롤러(132)에 의해 이송되며, 상기 롤러(132)는 제1 롤러부(132a) 내지 제3 롤러부(132c)를 포함하며, 제1 롤러부(132a)의 회전속도 보다 제3 롤러부(132c)의 회전속도가 더 빠르도록 제어되며, 제2 롤러부(132b)의 회전속도는 제1 롤러부(132a)의 회전속도에서 제3 롤러부(132c)의 회전속도로 변속되도록 제어되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 판유리 무늬 성형장치를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 판유리 무늬 성형장치는, 성형틀 형성장치(110), 무늬 형성장치(120) 및 가열로(130)를 포함하여 이루어진다.
성형틀 형성장치(110)는, 유압실린더(미도시)와 제1 유압펌프(112)를 연결하는 유압호스(111), 유압호스(111)와 제1 성형부재(113)를 연결하는 유압펌프(112), 유압펌프(112)와 연결되어 유압에 의해 제1 성형틀(114)에 틀을 형성시키는 제1 성 형부재(113) 및 제1 판유리(115)의 일면에 무늬를 형성시키는 제1 성형틀(114)를 포함하여 구성된다.
무늬 형성장치(210)는, 유압실린더(미도시)와 제2 유압펌프(122)를 연결하는 유압호스(121), 유압호스(121)와 제2 성형부재(123)를 연결하는 유압펌프(122), 유압펌프(122)와 연결되어 유압에 의해 제2 판유리(125)에 무늬를 형성시키는 제2 성형부재(123), 제2 판유리(125)가 거치되는 제2 성형틀을 포함하여 구성된다.
가열로(130)는 판유리 가열구조(131)를 이송시키는 롤러(132) 및 내부의 온도를 설정하기 위한 제1 내지 제4 히터(133a 내지 133d)가 소정 위치에 장착되어진다.
여기서, 제1 내지 제4 히터(133a 내지 133d)의 설정온도는 각각 다르며 바람직한 설정온도는 하기에서 다시 설명한다. 또한, 롤러(132)는 제1 롤러부(132a), 제2 롤러부(132b), 제3 롤러부(132c)로 구성되는데, 각각의 회전수 역시 다르게 설정된다.
본 발명의 판유리 무늬 성형장치를 이용하여 판유리의 일면에 무늬를 조각시키는 방법은 성형틀 형성장치(110)와 가열로(130)를 이용하는 제1 성형방법과, 가열로(130)와 무늬 형성장치(120)를 이용하는 제2 성형방법으로 나뉜다.
제1 성형방법은 도 1 및 도 2를 통하여, 제2 성형방법은 도 1 및 도 3를 통하여 하기에서 다시 상세하게 설명한다.
<제1 성형방법>
도 2는 도 1에 도시된 성형틀 형성장치에 의한 판유리 무늬 성형 공정을 설 명하기 위한 성형 공정도이다.
먼저, 210 공정에서 제1 성형틀(114)를 제1 성형부재(113)와 정확하게 셋팅되도록 성형틀 형성장치(110)에 올려 놓는다. 제1 성형틀(114)은 세라믹 소재로서, 특히 압력에 의해 소정의 틀을 형성시킬 수 있는 연성재질의 세락믹을 사용하는 것이 바람직하다. 셋팅이 완료되면, 제1 유압펌프(112)를 화살표 방향으로 하강시켜 일정한 압력(100 내지 150kgf)으로 제1 성형틀(114)를 가압한다.
220 공정은 210 공정이 완료된 후, 제1 성형틀(114)에 소정의 입체 무늬(116)가 형성된 상태를 나타낸 것이다.
220 공정 후 230 공정과 같이, 제1 판유리(115)를 입체 무늬가 성형된 제1 성형틀(114) 위에 올려 놓는다. 이후, 성형틀 형성장치(110)로부터 이탈시켜 가열로(130)의 롤러(132) 위에 올려 놓는다.
240 공정을 살펴보면, 제1 판유리 가열구조(131a)가 가열로(130)를 통과하면서, 온도에 의한 변형을 시작하고 중력 또는 무게에 의해 처지게 된다. 이때 변형이 된 판유리의 하면은 제1 성형틀(114)의 입체 무늬에 따라 그대로 내려앉게 되고, 제1 성형틀(114)의 입체 무늬의 빈 공간들에 판유리가 채워지게 된다.
가열로(130) 내에는 제1 판유리 가열구조(131a)를 이송시키는 롤러(132)가 장착되어 있다. 또는 가열로(130) 상부의 소정 위치에는 4개의 히터들이 나란히 장착되어 있는데, 제1 히터(133a)의 설정온도는 750 내지 850℃로, 제2 히터(133b) 및 제3 히터(133c)의 설정온도는 800 내지 900℃로, 제4 히터(133d)의 설정온도는 810 내지 910℃로 제어되어진다. 이러한 온도는 유리의 슬럼핑 점(Slumping Point)에 해당하는 온도(즉, 판유리가 중력 또는 무게에 의해 처지면서 성형틀에 밀착되게 되는 온도)이다. 또한, 제1 히터(133a)로부터 제4 히터(133d)로 갈수록 온도를 일정정도 높게 제어하는 것은 외부로부터 유입되는 찬 공기에 의해 외부에 근접한 히터의 주위의 온도가 낮아지는 것을 보정하기 위한 것이다.
250 공정은, 가열로(130) 내에서 작업이 완료된 후, 가열로(130) 외부로 유출하여 서냉시킨 후 입체 무늬가 형성된 판유리를 탈형시킨 형태의 조각 판유리(115A)를 나타낸 것이다. 여기서, 점선안(A) 부분을 확대시킨 부분을 살펴보면, 입체 무늬의 모서리 부분들이 날까롭게 각진 상태가 아니라 부드럽게 곡선(117)처리된 것을 알 수 있는데, 이는 판유리를 가열한 후 유압펌프 등으로 강압적으로 누르지 않고 가열되는 온도에 따라 판유리 자체의 무게 및 중력에 의해 입체 무늬를 형성시키기 때문이다.
<제2 성형방법>
도 3은 도 1에 도시된 무늬 형성장치에 의한 판유리 무늬 성형 공정을 설명하기 위한 성형 공정도이다.
먼저, 310 공정과 같이 제2 성형틀(124)을 준비한다. 제1 성형방법과 달리 제2 성형틀(314)은 판유리가 닿는 면이 수평면이며 어떠한 입체 무늬 틀이 성형되어 있지 않는다. 또한, 제1 성형틀(114)과 달리 제2 성형틀(124)은 강성세라믹 재질로 이루어진다.
320 공정을 참조하면, 제2 성형틀(124) 위에 제2 판유리(125)를 올려 놓는다. 그런 다음에, 제2 판유리(125)가 올려진 제2 성헝틀(124)의 제2 판유리 가열 구조(131b)을 가열로(130) 내의 롤러(132) 위에 올려 놓고 이송을 시킨다.
330 공정을 참조하면, 가열로(130) 내의 히터들(133a 내지 133d)에 의해 제2 판유리(125)는 변형되고 젤 상태로 된다.
여기서, 제2 판유리 가열구조(131b)가 센서(137) 위치에 근접하면, 센서(137)는 이를 감지하여 제2 롤러부(132b)의 회전속도를 변속시킨다.
제1 롤러부(132a)의 회전속도는 제3 롤러부(132c)의 회전속도보다 느리게 제어되며, 제2 롤러부(132b)의 회전속도는 처음에는 제1 롤러부(132a)의 회전속도와 동일하게 회전하다가 센서(137)의 감지신호에 따라 제3 롤러부(132c)의 회전속도로 변속하게 된다.
제2 롤러부(132b)와 제3 롤러부(132c)의 빠른 회전속도에 의해 제2 판유리 가열구조(131b)는 가열로(130)에서 무늬 형성장치(120)로 용이하게 이송된다.
이렇게 이송된 제2 판유리 가열구조(131b)는 무늬 형성장치(120) 위에 놓이게 되고, 사람이나 기계에 의해 제2 성형부재(123) 위치로 정확히 셋팅되어 진다.
즉, 가열로(130) 외부에서 셋팅작업이 이루어지므로 셋팅 오류시 등에 보정이 용이한 면이 있다.
340 공정을 참조하면, 제2 유압펌프(122)에 의해 제2 성형부재(123)는 제2 판유리(125)를 가압하게 된다.
350 공정을 참조하면, 340 공정 후 냉각하여 탈형시킨 입체 무늬가 형성된 조각 판유리(125A)를 나타내고 있다.
조각 판유리(125A)는 제1 성형방법에 의해 형성된 조각 판유리(115A)와 달리 입체 무늬의 모서리 부분들이 제2 성형부재(123)의 형상과 동일하게 되어 있음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 판유리 무늬 성형장치는 제1 성형방법과 제2 성형방법을 선택적으로 사용할 수 있는 장점이 있으며, 제1 성형방법에 의해 형성된 조각 판유리와 제2 성형방법에 의해 형성된 조각 판유리는 입체 무늬를 어떻게 형성시키느냐에 따라 입체무늬의 형상에 차이를 발생시키게 된다.
또한, 제1 성형방법 및 제2 성형방법은 고온으로 제어되는 가열로(130) 내에서는 판유리를 가열시키는 것 외에 어떠한 공정도 추가되지 않도록 하고, 유압에 의해 성형틀을 형성시키거나 판유리에 무늬를 성형시키는 공정은 가열로(130) 외에서 이루어지도록 된다.
이렇게 함으로써, 조각 판유리의 대량생산을 가능하게 함과 동시에, 입체무늬의 형상의 다양한 성형방법을 제공하고, 공정의 편의성을 제공하고, 오차 보정등의 간편성을 제공하는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 판유리의 일면 조각을 위한 성형장치의 다양한 성형방법이 가능하도록 가열로 전후단에 각각 별도의 성형장치를 제공하여 판유리 조각 무늬의 성형 다양화를 이룰 수 있다.
또한, 가열로 외부에서 성형작업을 할 수 있도록 하여 판유리 무늬 성형시의 성형부재와 성형틀의 셋팅을 보다 정확하게 하여 제품의 품질을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 유압을 가하여 제1 성형부재(113)로 제1 성형틀(114)에 소정의 패턴을 형성시켜, 가열로(130)로 인입시키는 성형틀 형성장치(110)와;
    상기 가열로(130)로부터 이송되어 온 제2 성형틀(124)과 판유리(125)에 일정한 압력으로 상기 판유리(125)에 입체무늬를 형성시켜 제2 조각 판유리(315A)를 성형시키는 무늬 형성장치(120)와;
    상기 성형틀 형성장치(110)로부터 이송된 패턴이 형성된 제1 성형틀(114) 및 제1 판유리(115)에 소정의 열을 가해 상기 제1 판유리(115)의 일면이 상기 제1 성형틀(114)의 패턴에 밀착되도록 하여 입체무늬가 형성된 제1 조각 판유리(215A)를 성형시키거나, 제2 성형틀(124) 및 제2 판유리(125)를 가열하여 상기 무늬 형성장치(120)로 이송시키는 가열로(130);를 포함하고,
    상기 제1 또는 제2 성형틀(114, 124)은 롤러(132)에 의해 이송되고,
    상기 롤러(132)는 제1 롤러부(132a) 내지 제3 롤러부(132c)를 포함하며, 제1 롤러부(132a)의 회전속도 보다 제3 롤러부(132c)의 회전속도가 더 빠르도록 제어되며, 제2 롤러부(132b)의 회전속도는 제1 롤러부(132a)의 회전속도에서 제3 롤러부(132c)의 회전속도로 변속되도록 제어되는, 판유리의 무늬 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열로(130) 내부에는 구간별로 제1 히터(133a) 내지 제4 히터(133d)가 장착되며, 상기 제2 히터(133b) 및 제3 히터(133c)의 온도는 제1 히터(133a)의 온도보다 높고 제4 히터(133d)의 온도보다 낮도록 제어되는, 판유리의 무늬 성형장치.
  3. 삭제
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