KR100864956B1 - Manufacture apparatus for tempered glass and manufacture method for tempered glass - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강화유리 제조장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 경도 및 강도가 우수한 휴대전화기나 휴대정보단말기(PDA), 네비게이션 등과 같은 각종 디스플레이 장치의 액정 표시창에 사용되는 강화유리를 제조할 수 있는 강화유리 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing tempered glass, and more particularly, tempered glass capable of manufacturing tempered glass, which is used in liquid crystal display windows of various display devices such as mobile phones, portable information terminals (PDAs), navigation, etc., which have excellent hardness and strength. It relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method using the same.
일반적으로 유리의 강화는 크게 물리적 강화와 화학적 강화로 나뉜다.In general, glass reinforcement is divided into physical reinforcement and chemical reinforcement.
물리적 강화는 두께, 5mm이상의 유리를 550℃ 내지 700℃ 사이의 온도로 가열한 후 급냉함에 따라, 유리의 내부 강도를 강화하는 방식으로 이는 강화 유리문, 자동차용 유리 등의 제조에 주로 사용되는 방법이다. 그러나, 이러한 물리적 강화는 유리 표면층과 중심층 사이의 온도차를 충분히 낼 수 없는 박판유리(3mm)에는 적용이 불가능하고, 열팽창 계수가 작은 유리의 경우에는 강화가 잘 안되며, 복잡한 형상을 갖는 유리의 경우에는 각 부분이 균일한 온도차를 가지지 않는 단점을 가지며, 비교적 고온(연화온도 부근)에서 작업이 수행되기 때문에 변형의 발생가능 성이 있다.Physical reinforcement is a method mainly used in manufacturing tempered glass doors, automotive glass, etc. as a method of strengthening the internal strength of the glass as it is quenched after heating a glass having a thickness of 5 mm or more to a temperature between 550 ° C. and 700 ° C. . However, this physical reinforcement is not applicable to thin glass (3mm), which cannot make a sufficient temperature difference between the glass surface layer and the center layer, and the glass has a low coefficient of thermal expansion. There is a disadvantage that each part does not have a uniform temperature difference, there is a possibility of deformation because the operation is performed at a relatively high temperature (near softening temperature).
한편, 화학적 강화는 박판유리를 450℃의 질산칼륨용액에서 3시간 이상 침지함에 따라 유리에 있는 나트륨 이온과 질산칼륨용액의 칼륨 이온을 서로 치환시켜 유리를 강화하는 것으로, 주로 2.0mm이하의 박판유리를 강화하는데 이용된다. On the other hand, chemical strengthening is to strengthen the glass by replacing the sodium ions in the glass and the potassium ions in the potassium nitrate solution by immersing the thin glass in the potassium nitrate solution at 450 ° C. for at least 3 hours. It is used to strengthen.
상기 화학적 강화는 이온교환을 통해 유리를 강화하는 것으로 박판유리와 복잡한 형상의 유리 모두 강화 가능하며, 조작중 변형의 우려가 없으며 정밀도가 높은 장점과 함께, 강도면에서 물리적 강화보다 우수하며, 강화 후 절단 가공 등이 가능한 장점이 있다.The chemical strengthening is to strengthen the glass through ion exchange, both thin glass and glass of complex shape can be strengthened, there is no fear of deformation during operation, with the advantage of high precision, superior in physical strength in terms of strength, after strengthening There is an advantage in that cutting and the like are possible.
상기와 같은 화학적 강화 방법은 먼저 강화시키고자 하는 유리를 300∼450℃ 범위의 전이온도 이하에서 가열시키고, 다른 한편으로는 질산칼륨염을 380℃ 이상의 온도에서 용융시켜 이 용융염에 미리 가열된 유리를 침지한 후 일정시간 이상 유지시킴으로써 유리의 표면에 압축응력층을 형성하여 강화시켰다The above-mentioned chemical strengthening method first heats the glass to be strengthened below the transition temperature in the range of 300 to 450 ° C., and on the other hand, the potassium nitrate salt is melted at a temperature of 380 ° C. or higher to preheat the glass. After immersing in, the compressive stress layer was formed on the surface of the glass and maintained for a predetermined time.
그러나 이러한 방법에 따르면, 실용적인 표면 압축응력을 얻기 위해서는 수시간 내지 수십 시간의 장시간이 요구되어 생산성이 상당히 저하되는 문제점을 가지고 있으며, 질산칼륨염에 약간의 불순물이 함유되거나 오염되어도 이 불순물이 유리 표면층에 흡착되어 이온교환을 극히 저하시키는 문제점이 있었다.However, according to this method, a long time of several hours to several tens of hours is required in order to obtain a practical surface compressive stress, which has a problem in that the productivity is considerably lowered. Even though some impurities are contained or contaminated in the potassium nitrate salt, the impurities are contained in the glass surface layer. There is a problem in that it is adsorbed on the extremely low ion exchange.
즉, 기존의 강화유리 제작기술은 대체로 소규모로 이루어지고 있으며, 제작장치 또한, 수작업을 통해 이루어진 형태로서, 강화유리의 제조가 소규모 수작업으로 진행되므로 인해 제조된 강화유리 품질의 균일성을 얻을 수 없고, 제조시 불량품의 발생이 과도하게 많이 발생되며, 제조하는 작업자가 위험에 노출된 상태로 작업에 임함으로써, 크고 작은 사고가 빈번하게 발생되는 문제점을 내포하고 있었다.That is, the existing tempered glass manufacturing technology is generally made on a small scale, and the manufacturing apparatus is also made by hand, the uniformity of the tempered glass quality cannot be obtained because the manufacturing of the tempered glass is carried out by a small manual work. Too many occurrences of defective products are produced during manufacture, and the manufacturing workers are exposed to dangers, and thus work involves large and small accidents.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 최근에는 용융칼륨염을 함유한 용융물중에 용융석염을 미량 함유시켜 이온교환시킴에 따라 유리표면층의 나트륨이온과 칼륨이온의 이온교환 반응속도를 촉진시키는 방법을 통해 강화유리를 제조할 수 있는 제조장치가 제안되고 있다.Therefore, in order to solve this problem, tempered glass has been recently improved through a method of promoting the ion exchange reaction rate between sodium ions and potassium ions on the glass surface layer by ion exchange by containing a small amount of molten stone salt in the molten potassium salt-containing melt. A manufacturing apparatus which can manufacture is proposed.
도 1 은 이러한 종래의 강화유리 제조장치를 도시한 정면도로서, 이를 참조하면, 종래의 제조장치는 원판유리를 미리 예열시킬 수 있는 예열로(10)와, 이온치환을 통해 원판유리의 강화가 이루어지도록 하는 염욕로(20)와, 강화된 원판유리를 서서히 냉각시켜 응력을 제거하는 서냉로(30)와, 서냉된 원판유리를 세정하도록 하는 온수로(40) 및 열수로(50)와, 세정된 유리를 열풍으로 건조시키는 건조로(60) 등 다수의 로(爐)를 구비한 후 상기 다수의 로(爐)를 수직 및 수평방향으로 움직이는 이송유닛(70)으로 구성되어, 유리의 화학적 강화가 자동으로 이루어지도록 하였다.1 is a front view showing such a conventional tempered glass manufacturing apparatus, referring to this, the conventional manufacturing apparatus is a preheating
그러나, 상기와 같은 제조장치(1)는 강화유리를 제조하기 위해 다수의 로(爐)를 구비함으로써 제조장치의 대형화를 초래하였으며, 상기 제조장치의 대형화로 인해 복잡한 구성을 갖는 동시에 설치장소에 많은 제약을 받는 단점이 있었으며, 상기 제조장치의 제작비용 상승을 초래하였다.However, the manufacturing apparatus 1 as described above has a large number of furnaces for producing tempered glass, resulting in an enlargement of the manufacturing apparatus. There was a disadvantage to be restricted, resulting in an increase in the manufacturing cost of the manufacturing apparatus.
또한, 상기 이송유닛에 의해 다수의 로(爐)로 이동되는 원판유리는 각 로(爐)로 이동중 유리의 표면층에 미량의 불순물이 흡착됨으로써, 유리표면을 오염시켜 품질이 저하되는 단점이 있었다.In addition, the original glass which is moved to a plurality of furnaces by the transfer unit has a disadvantage in that a small amount of impurities are adsorbed to the surface layer of the glass during movement into each furnace, thereby contaminating the glass surface and degrading the quality.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 다수의 로(爐)로 구성되어 강화유리를 제조하던 제조장치를 통합하여 단일 로(爐)에서 모든 공정이 수행되도록 함으로써, 제조장치의 소형화 및 상기 제조장치의 제작비용을 절감하는 동시에 강화유리를 제조하기 위한 공정 수행시 유리표면에 불순물이 흡착되는 것을 방지하여 불량률을 최소화할 수 있도록 한 강화유리 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems described above, the object of the present invention is to consist of a plurality of existing furnaces (통합) by integrating the manufacturing apparatus for manufacturing tempered glass all processes in a single furnace (爐) Tempered glass manufacturing apparatus for minimizing the defect rate by minimizing the manufacturing apparatus and reducing the manufacturing cost of the manufacturing apparatus and at the same time to prevent the adsorption of impurities on the glass surface during the process for producing tempered glass and It is an object to provide a manufacturing method using the same.
본 발명의 목적 및 장점들은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.The objects and advantages of the present invention will be described in more detail below, and will be further embodied by the examples. Further objects and advantages of the invention may be realized by the means indicated in the claims and combinations thereof.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 강화유리 제조장치로서, 판유리를 강화시키기 위한 강화로와, 상기 강화로 내부에 투입되어 강화될 판유리가 거치되는 지그와, 상기 지그를 상방으로부터 걸어 지지한 상태로 수직 상하 방향으로 승하강 이동되는 지그걸이대와, 상기 지그걸이대를 수직 상하방향으로 이동시키는 승하강구동부를 포함하되, 상기 강화로는 하반부가 내부에 질산칼륨용액을 저장하고 외벽 둘레를 따라 발열히터가 구비되어 상기 질산칼륨용액을 가열함에 따라 질산칼륨용액에 침지되는 판유리를 이온교환에 의해 강화시키는 히팅부로 구 성되고, 상반부는 그 하부의 히팅부에서 가열된 질산칼륨용액으로부터 전달되는 증기열에 의해 판유리를 예열 또는 냉각하는 예열냉각부로 구성되는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is a tempered glass manufacturing apparatus, a reinforcing furnace for reinforcing plate glass, a jig in which the plate glass to be put into the reinforcement furnace is reinforced, and the jig is hanged from above It includes a jig hanger that is moved up and down in a vertical up and down direction while supporting, and a lift drive unit for moving the jig hanger up and down in a vertical up and down direction, the reinforcing passage is stored in the lower half of the potassium nitrate solution inside the outer wall circumference The heating part is provided with a heating part for strengthening the plate glass immersed in the potassium nitrate solution by ion exchange as it heats the potassium nitrate solution, and the upper half is transferred from the potassium nitrate solution heated in the lower heating part. Reinforced oil, characterized in that consisting of a preheat cooling unit for preheating or cooling the plate glass by steam heat The present invention provides a production device.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지그는 서로 마주보는 한 쌍으로 이루어지며 상부에는 각각 상기 지그걸이대의 단부에 걸려 지지될 수 있도록 걸림홈이 형성된 직사각형 형상의 측판과, 상기 한 쌍의 측판을 연결하는 다수개의 고정봉과, 상기 판유리를 흔들림 없이 지지할 수 있도록 그 단면이 V형상인 안착홈이 일정간격으로 형성된 봉 형태의 슬롯바를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the jig is made of a pair facing each other and a rectangular side plate formed with a locking groove so as to be supported at the end of the jig hanger, respectively, and a plurality of connecting the pair of side plates And a fixed bar and a slot bar having a rod-shaped slot having a V-shaped seating groove formed at a predetermined interval so as to support the plate glass without shaking.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지그걸이대는 상기 지그의 양 측판 상부를 걸어지지 하기 위한 한 쌍의 수직암과, 상기 수직암을 상부에서 연결 고정하기 위한 "ㄷ"자 형상의 수평브라켓과, 상기 한 쌍의 수직암 각 말단부에 상기 지그를 걸어지지 하기 위한 걸고리를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the jig hanger is a pair of vertical arms for holding the upper side of both side plates of the jig, a "B" shaped horizontal bracket for connecting and fixing the vertical arm from the top, the one It characterized in that it comprises a hook for hanging the jig at each end of the vertical arm of the pair.
또한 본 발명에 있어서, 상기 승하강구동부는 구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터에 회전가능하게 결합되는 모터풀리와, 외주면에 나사산을 구비하고, 자체 회전 가능하도록 유니트베어링에 의해 지지되며, 상기 모터의 회전에 의해 회전될 수 있도록 상기 고정브라켓을 통해 수직으로 직립 배열된 이송스크류와, 상기 이송스크류의 하부 말단에 결합되는 벨트풀리와, 상기 모터풀리와 벨트풀리를 연결하는 벨트와, 내주면에 상기 이송스크류의 외주면 나사산에 상응하는 나사선이 구비된 너트블록과, 전면에는 상기 지그걸이대의 수평브라켓이 고정연결되고, 배면에는 상기 너트블록이 고정설치되는 지지플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.하는 강화유리 제조장치.In addition, in the present invention, the elevating drive unit is provided with a motor providing a driving force, a motor pulley rotatably coupled to the motor, a screw thread on the outer circumferential surface, is supported by a unit bearing so as to be self-rotating, the motor A transfer screw arranged vertically upright through the fixing bracket, a belt pulley coupled to the lower end of the transfer screw, a belt connecting the motor pulley and the belt pulley, and an inner circumferential surface thereof so as to be rotated by the rotation of the screw; The nut block is provided with a screw thread corresponding to the thread of the outer peripheral surface of the transfer screw, the front bracket is fixed to the horizontal bracket of the jig, characterized in that it comprises a support plate on which the nut block is fixed. Glass manufacturing equipment.
또한 본 발명에 있어서, 승하강구동부는 상기 지지플레이트의 좌우 양측 끝단에 결합되어 상기 지지플레이트의 수직 이동을 가이드 가이드봉을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the elevating driving unit is coupled to the left and right both ends of the support plate is characterized in that it further comprises a guide guide rod for vertical movement of the support plate.
또한 본 발명에 있어서, 상기 발열히터는 강화로의 하반부 좌우 양 측면부와, 저면부에 매립 설치되는 매몰히터인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the heating heater is characterized in that the buried heater is embedded in the lower left and right sides of the reinforcement furnace, and embedded in the bottom surface.
또한 본 발명은 중앙을 기준으로 하반부 내벽 및 저면에만 발열히터가 매설된 강화로 내부에 질산칼륨용액을 하반부 수위까지만 충진하는 단계와, 강화시킬 판유리를 지그에 거치하고 상기 강화로 내부에 투입하는 단계와, 상기 발열히터에 전원을 인가하여 질산칼륨용액을 가열하는 단계와, 상기 강화로의 상반부 공간에 지그를 일정 시간 정지시킴으로써, 강화로의 하반부에서 가열된 질산칼륨용액으로부터 전달되는 증기열에 의해 상기 판유리를 예열시키는 단계와, 상기 지그를 강화로의 하반부로 하강시켜 판유리를 가열된 질산칼륨용액에 일정 시간 침지하여 판유리를 강화시키는 단계와, 상기 지그를 상승시킨 후 강화로의 상반부 공간에서 일정 시간 정지시키고 질산칼륨용액의 가열을 중단시킴으로써 상기 판유리를 서서히 냉각시키는 단계를 포함하는 강화유리 제조방법를 제공한다.In another aspect, the present invention is the step of filling the inside of the reinforcing furnace in which the heating heater is embedded only in the inner wall and bottom of the lower half of the center to the water level of the lower half of the reinforcement furnace, and mounting the plate glass to be strengthened in the jig and put into the reinforcing furnace And heating the potassium nitrate solution by applying power to the exothermic heater, and stopping the jig for a predetermined time in the upper half space of the reinforcing furnace, by the steam heat delivered from the heated potassium nitrate solution in the lower half of the reinforcing furnace. Preheating the plate glass; lowering the jig to the lower half of the reinforcing furnace; immersing the plate glass in a heated potassium nitrate solution for a certain time to strengthen the plate glass; and after raising the jig for a predetermined time in the upper half space of the reinforcing furnace. Gradually cooling the pane by stopping and stopping heating of the potassium nitrate solution It provides a method for producing tempered glass comprising a.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치는 기존 다수의 로(爐)로 구성되어 강화유리를 제조하던 제조장치를 통합하여 단일 로(爐)에서 모든 공정이 수행되도록 함으로써, 제조장치의 소형화 및 제조장치의 제작비용을 절감할 수 있는 동시에 단일 로에서 모든 공정이 수행됨으로써, 외부로부터 유리표면에 불순물이 흡착되는 것을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 그 공정이 단순하고 생산성이 높은 고강도의 유리를 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.As described above, the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention consists of a plurality of furnaces (기존) existing by integrating the manufacturing apparatus for manufacturing tempered glass so that all the processes are performed in a single furnace, the manufacturing apparatus The miniaturization and manufacturing cost of the manufacturing apparatus can be reduced, and all processes are performed in a single furnace, thereby improving the quality of the product by preventing impurities from adsorbing onto the glass surface from the outside. There is an advantage that the glass of high strength can be easily manufactured.
이하, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 구성 및 작용 효과를 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and effect of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 전체사시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 이송유닛을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 이송유닛이 하강한 상태를 개략적으로 나타난 사시도이고, 도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 승하강구동부를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 7 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치에 사용된 지그를 도시한 사시도이고, 도 8 은 도 7 의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도 9 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 강화로를 개략적으로 도 시한 사시도이고, 도 10 은 이송유닛에 지그가 결합된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 11 은 지그가 강화로 내에 위치된 상태를 나타낸 사시도 및 도 12a 내지 도 12e 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치가 작동되는 상태를 개략적으로 나타낸 정면도이다.2 is an overall perspective view of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 3 is a perspective view schematically showing a transfer unit of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 4 is a tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention 5 and 6 are perspective views schematically showing the elevating driving unit of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 7 is a tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention Figure 8 is a perspective view showing the jig used, Figure 8 is a side view schematically showing the side of Figure 7, Figure 9 is a perspective view schematically showing a reinforcing furnace of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 10 is a transfer unit Is a perspective view showing a state in which the jig is coupled, Figure 11 is a perspective view showing a state where the jig is located in the reinforcing furnace and Figures 12a to 12e is a tempered glass according to the present invention It is a front view which shows schematically the operating state of a manufacturing apparatus.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치는 크게 이송유닛(110)과, 강화로(160)를 포함한다.As shown in Figures 2 to 4, the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention includes a
이송유닛(110)은 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 강화시키고자 하는 판유리(A)를 후술하는 강화로(160) 내부에서 상하방향으로 이송시키기 위한 부분으로서, 대체로 직사각형 형상의 금속재 케이싱(110a) 내에 위치되어 사용자의 선택에 따라 미리 성형된 판유리(A)를 강화로(160) 내부에서 승하강 이동시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 이송유닛(110)은 지그(120), 지그걸이대(130), 그리고 승하강 구동부(140)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 4, the
상기 지그(120)는 도 3 및 도 4 그리고 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 강화로 내부에 투입되어 강화될 판유리(A)를 흔들림 없도록 견고하게 거치하여 지지하는 부분으로, 서로 마주보게 위치된 한 쌍의 직사각형 형상의 측판(122)과, 상기 한 쌍의 측판(122)을 연결하는 다수개의 고정봉(124)과, 상기 판유리(A)를 흔들림 없이 지지할 수 있도록 그 단면이 V형상인 안착홈(126a)이 일정간격으로 형성된 봉 형태의 슬롯바(126)를 포함한다. 여기서, 상기 한 쌍의 각 측판(122) 상부에는 후술하는 지그걸이대(130)의 단부, 구체적으로 지그걸이대(130)의 단부 걸고리(136)에 걸려 지지될 수 있도록 한 걸이홈(122a)이 형성된다.As shown in FIGS. 3 and 4 and 7 and 8, the
또한, 상기 슬롯바(126)는 마주보게 위치된 한 쌍의 측판(122) 사이에 다수개가 결합되어 상기 판유리(A)를 끼움 지지하는 것으로, 상기 판유리(A)가 용이하게 끼움 되도록 소정의 각도를 갖는 V형상의 안착홈(126a)이 길이방향을 따라 다수개가 형성되어 상기 판유리(A)의 강화 공정시 판유리(A)가 이탈되지 않도록 하는 동시에 표면이 손상되는 것을 방지하게 된다.In addition, a plurality of
상기 지그걸이대(130)는 상방으로부터 상기 지그(120)를 걸어 지지하는 부분으로, 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 지그(120)의 양 측판(122) 상부를 걸어지지 하기 위한 한 쌍의 수직암(132)과, 상기 수직암(132)을 상부에서 연결 고정하기 위한 "ㄷ"자 형상의 수평브라켓(134)을 포함한다. The
여기서, 상기 수직브라켓(134)은 후술하는 승하강구동부(140)의 지지플레이트(148) 일측에 고정연결되어 상기 강화로(160) 내부로 승하강되는 수직암(132)을 고정하되, 상기 지지플레이트(148)와 결합되는 일단은 케이싱(110a)의 내측에 위치되고, 상기 수직암(132)과 고정되는 타단은 상기 케이싱(110a)의 전면에 형성된 장홈(110b)을 통해 외부로 노출되게 형성된다. Here, the
또한, 상기 수직암(132)의 말단부에는 각각 상기 지그(120)의 양 측판(122)에 형성된 걸이홈(122a)에 삽입되어 상부로부터 상기 지그(120)를 걸어지지 하기 위한 걸고리(136)가 구비된다. 상기 지그걸이대(130)의 수직암(132) 하부 말단에 구비되는 걸고리(136)는 상기 지그(120)가 탈착 가능하게 결합될 수 있도록 U자 형상으로 형성되어 상기 지그(120)의 양 측판(122)에 형성된 걸이홈(122a)에 삽입되도록 결합함으로써, 상기 지그(120)를 상방향으로부터 걸어 지지하는 것이다.In addition,
상기 승하강구동부(140)는 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 고정브라켓(141)에 의해 상기 케이싱(110a)의 내측에 고정설치되어 상기 지그걸이대(130)를 수직방향으로 이송시키는 부분으로서, 구동력을 제공하는 모터(142)와, 상기 모터(142)에 회전가능하게 결합되는 모터풀리(143)와, 외주면에 나사산을 구비하되, 그 일단은 케이싱(110a)의 상면 일측에 관통 설치되고, 자체 회전 가능하도록 유니트베어링(U)에 의해 지지되며, 타단에는 상기 모터(142)의 회전에 의해 회전될 수 있도록 상기 고정브라켓(141)을 통해 수직으로 직립 배열된 이송스크류(144)와, 상기 이송스크류(144)의 하부 말단에 결합되는 벨트풀리(145)와 상기 모터풀리(143)와 벨트풀리(145)를 연결하는 벨트(146)와, 내주면에 상기 이송스크류(144)의 외주면 나사산에 상응하는 나사선이 구비된 너트블록(147)과, 전면에는 상기 지그걸이대(130)의 수평브라켓(134)이 고정연결되고, 배면에는 상기 너트블록(147)이 고정설치되는 지지플레이트(148)를 포함한다.As shown in FIGS. 4 and 5, the
이와 같은 구성을 통하여, 상기 모터(142)가 회전되면, 모터풀리(143)가 회전되면서 상기 모터풀리(143)에 권취된 벨트(146)가 회전되어 반대편의 벨트풀리(145)를 회전시키게 된다. 이에 따라, 상기 벨트풀리(145)에 결합된 이송스크류(144)가 자체 회전함에 따라 상기 너트블록(147)이 나사작용에 의해 무회전 승하강 된다. 이미 언급한 바와 같이 상기 너트블록(147)은 지지플레이트(148)의 배면에 고정결합되므로 상기 너트블록(147)이 승하강 됨에 따라. 지지플레이트(148)도 함께 승하강 되며, 상기 지지플레이트(148)의 전면에 지그걸이대(130)가 고정결합되므로 지지플레이트(148)의 승하강시 지그걸이대(130)가 함께 승하강 되는 것이다. Through this configuration, when the
여기서 상기 승하강구동부(140)는 상기 지지플레이트(148)의 수직이동을 가이드하는 가이드봉(149)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가이드봉(148)은 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(148)의 좌우 양측 끝단에 결합되어 상기 지지플레이트(148)의 수직 이동을 가이드 하는 것으로서, 상기 이송스크류(144)와 평행하게 설치되되, 일단은 케이싱(110a)의 내측 상면에 부착되고 타단은 고정브라켓(141)과 인접한 부분에 고정설치된다.Here, the elevating
그리고, 상기 승하강구동부(140)는 케이싱(110a) 내측에 위치되며, 상기 승하강구동부(140)의 지지플레이트(148) 전면측에 결합되는 지그걸이대(130)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(110a)의 일측 전면에 형성된 장홈(110b)을 통해 케이싱(110a) 외측에 위치되어 수직으로 승하강 될 수 있도록 구성된다.And, the elevating
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 이송유닛(110)은 전원에 의해 모터(142)가 회전하게 되면 벨트(146)에 의해 연결된 이송스크류(144)가 회전하게 되고, 이에 따라 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 이송스크류(144) 상에 너트블록(147)을 통해 결합된 지지플레이트(148)가 가이드봉(149)에 의해 안내되어 수직으로 무회전 승ㆍ하강 되게 된다. 이때, 판유리(A)를 끼움결합하여 안전하게 지지할 수 있도록 한 지그(120)를 상기 지그걸이대(130)의 하부 말단에 구비된 걸고리(136)에 걸리도록 함으로써, 상기 지그(120)와, 지그(120)에 거치된 판유리(A)를 강화로(160) 내로 승하강 되도록 하는 것이다. In the
한편, 강화로(160)는 도 9 내지 도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 이송유닛(110)의 전면 일측에 위치되어 승하강구동부(140)에 의해 수직방향으로 상ㆍ하 이송되는 판유리(A)를 강화하는 부분으로서, 통상적인 가열로와 같이 대체로 직육면체 형태의 함체로 구성되되 중앙을 기준으로 하부의 히팅부(170)와, 상부의 예열냉각부(180)로 구성된다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 9 to 11, the reinforcing
상기 강화로(160)는 이송유닛(110)을 감싸는 케이싱(110a) 외부 일측에 위치되되, 상부가 개구되고 내부에 일정한 수용공간부를 구비하는 본체하우징(150)과 상기 본체하우징(150)의 상부개구부를 덮는 덮개(152)를 포함한다. 상기 덮개(152)는 도 10 에 도시된 바와 같이, 상기 지그걸이대(130)의 수직암(132)이 관통결합되어 상기 지그걸이대(130)가 상승할 경우 수직암(132)의 끝단에 구비되는 걸고리(136)에 의해 지그걸이대(130)와 함께 상승하게 되고, 하강할 경우에는 도 11 에 도시된 바와 같이, 본체하우징(150)의 상면까지 하강한 후 상면에 형성된 개구부에 안착되는 구조로 이루어진다. 이때, 상기 덮개(152)가 본체하우징(150)의 상면에 안착된 이후에도 상기 이송유닛(110)은 본체하우징(150)의 내부에 구비된 강화로(160)의 하반부, 바람직하게는 후술하는 히팅부(170)까지 하강하는 구조이다.The reinforcing
아울러, 상기 덮개(152)의 상면에는 사용자의 선택에 따라 사용자가 직접 상기 덮개(152)를 들어올릴 수 있도록 손잡이(152a)를 구비함으로써, 강화로(160) 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 할 수도 있다.In addition, the upper surface of the
이미 언급한 바와 같이, 상기 강화로(160)는 히팅부(170)와 예열냉각부(180)로 구성된다.As already mentioned, the reinforcing
상기 히팅부(170)는 상기 본체하우징(150)의 강화로(160) 하반부 구역으로서, 내부에 강화약품인 질산칼륨용액을 저장하고, 상기 질산칼륨용액을 450℃의 고온으로 가열한 후 상기 이송유닛(110)에 의해 침지되는 판유리(A)를 이온치환을 통해 강화시키는 구역이다.The
이와 같이, 내부에 저장된 질산칼륨용액을 가열하기 위해 상기 강화로(160)의 히팅부(170) 둘레 바람직하게는 강화로(160)의 하반부 좌우 양 측면부와, 저면부에 각각 발열히터(172)가 구비된다.As such, in order to heat the potassium nitrate solution stored therein, the
상기 발열히터(172)는 내부에 전원에 의해 열을 발생할 수 있는 다수의 열선(172a)이 권취되어 있으며, 상온에서 약 400℃~500℃의 고온으로 히팅부(170) 내부 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 발열히터(172)는 통상의 전기로 등에 사용되는 모든 히터들이 사용될 수 있으며, 특히 칸탈 와이어 매몰히터인 것이 바람직하다. 이러한 히터들은 이미 공지된 구성으로서, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
한편, 이미 언급한 바와 같이, 상기 발열히터(172)가 위치된 히팅부(170) 내부에는 질산칼륨용액(KNO₃)이 저장된다. 상기 질산칼륨용액(KNO₃)은 상기 판유리(A) 표면에 분포하는 나트륨(Na+) 이온과 질산칼륨용액의 칼륨(K+) 이온이 서로 이온교환 되도록 하기 위한 것으로, 상기 질산칼륨용액을 발열히터(172)에 의해 약 450℃ 정도의 온도로 히팅된다. 상기 온도에서 유리의 나트륨 이온은 빠져나오고, 질산칼륨용액의 칼륨 이온이 투입되어 이온교환이 일어나도록 함으로써, 유리표면에 압축 응력층이 형성되어 표면 밀도가 큰 강화유리가 형성될 수 있도록 한다.Meanwhile, as already mentioned, potassium nitrate solution (KNO 3) is stored in the
이와 같이, 판유리(A)는 히팅부(170)에서 450℃ 온도로 가열된 질산칼륨용액내에 침지되어 강화가 이루어지는데, 상온 상태의 판유리(A)가 갑작스럽게 450℃의 고온으로 급가열되거나, 급냉되는 경우 유리조직의 손상 및 파손을 가져올 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위해 본 발명에 따른 강화로(160)는 예열냉각부(180)를 포함한다. As such, the plate glass (A) is immersed in the potassium nitrate solution heated to the 450 ℃ temperature in the
상기 예열냉각부(180)는 상기 질산칼륨용액이 저장된 히팅부(170)의 상부에 위치된 강화로(160) 상반부 구역으로서, 이송유닛(110)에 의해 이송되는 판유리(A)를 예열 또는 냉각한다.The
상기 예열냉각부(180)의 강화로(160) 내측면에는 히팅부(170)와 같은 별도의 발열히터(172)는 구비하지 않고, 상기 강화로(160)의 히팅부(170)에서 가열된 질산칼륨용액으로부터 발생되는 증기열을 판유리(A) 표면에 쬐어줌으로써, 이온교환 반응 온도인 450℃ 보다 낮은 350℃~380℃의 온도에서 판유리(A)의 예비 가열 및 냉각이 가능하다 The inner surface of the reinforcing
즉, 상기 예열냉각부(180)는 히팅부(170)에 구비된 발열히터(172)에 의해 질산칼륨용액을 450℃ 정도로 가열하면 질산칼륨용액으로부터 발생되는 증기에 의해 내부 온도가 상온으로부터 약 350℃~380℃의 온도로 상승하게 된다. 이 상태에서 상기 이송유닛(110)에 의해 판유리(A)가 상기 예열냉각부(180)로 이송되면 상기 예 열냉각부(180)에서 판유리(A)가 일정시간 정지되도록 함으로써, 판유리(A)가 예열 되도록 한다. 이후 예열된 판유리(A)는 이송유닛(110)에 의해 하강되어 히팅부(170)에 저장된 고온의 질산칼륨용액에 침지됨에 따라 질산칼륨용액의 칼륨 이온과 유리표면의 나트륨 이온의 이온교환에 의해 강화가 이루어진다. 이후 강화된 유리는 상기 이송유닛(110)에 의해 강화로(160)의 상부, 즉 예열냉각부(180)로 상승 이송되도록 한 후 상기 질산칼륨용액에서 발생하는 증기열에 의해 형성된 약 350℃~380℃의 온도에서 서서히 내려 약 100℃에 이르도록 함으로써, 가열된 유리를 냉각시켜 유리의 변형을 방지하는 동시에 유리에 잔류하는 응력을 제거하는 구조이다.That is, when the
이와 같이, 본 발명에 사용된 강화로(160)는 단일 로를 통해 예열과, 가열 그리고 냉각이 이루어지며, 강화로(160) 내부에서 질산칼륨용액의 증기에 의해 냉각 및 세정이 이루어지도록 함으로써, 이송유닛(110)의 지그(120) 등에 묻은 질산칼륨용액의 분진물을 세정할 수 있게 된다. 즉, 기존 강화유리 제조장치는 예열로와, 가열로, 그리고 냉각로를 이송함에 따라 유리표면에 흡착되었던 이물질과 질산칼륨용액의 분진물을 온수로 및 열수로를 통해 세정한 후 건조로를 이용하여 건조하도록 하였으나, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치는 단일 로에서 모든 공정이 수행되도록 함으로써 로와 로를 이송함에 따라 유리표면에 이물질이 흡착되는 것을 방지하였으며, 질산칼륨용액의 분진물을 예열냉각부(180)의 증기를 통해 냉각과 동시에 세정되도록 함으로써, 별도의 세정로가 필요없게 된다.As such, the reinforcing
한편, 이송유닛(110)가 내부에 구비된 케이싱(110a)의 전면 일측에는 사용자의 설정치에 따라 상기 이송유닛(110)의 구동 및 히팅부(170)의 발열히터(172) 동작을 제어하는 제어부(190)가 구비된다.On the other hand, the control unit for controlling the operation of the heating and
상기 제어부(190)는 승하강구동부(140)의 모터(142) 동작을 제어할 수 있도록 승하강되는 지지플레이트(148)의 위치에 따라 상기 제어부(190)에 위치정보신호를 보내는 리미트스위치(미도시)가 상기 지지플레이트(148)를 가이드하는 가이드봉(149)의 양 끝단에 설치된다. 즉, 리미트스위치는 상기 지지플레이트의 위치를 감지하여 위치정보신호를 제어부에 전달함에 따라 모터의 정지 및 구동하여 지그를 원하는 위치에 이송시키게 된다. 아울러 상기 히팅부(170)의 발열히터(172) 동작을 제어할 수 있도록 강화로(160) 내의 일측에는 온도센서(미도시)가 구비된다. 상기 온도센서(미도시)는 강화로(160) 내부의 온도를 실시간으로 감지하고, 온도정보신호를 제어부(190)에 전달함에 따라 강화로(160) 내부의 온도를 판유리 강화에 요구되는 온도로 조절하여 일정하게 유지시키게 된다.The
상기 제어부(170)는 상기 이송유닛부(110)의 이송블럭(134) 위치를 감지할 수 있는 리미트스위치(미도시)와, 가열로(140)의 히팅부(150) 온도를 감지할 수 있는 온도센서(미도시)를 구비하되, 상기 리미트스위치는 상기 가이드봉(134c)을 따라 이송되는 이송블럭(134)과 접촉될 수 있는 위치에 설치하여 이송블럭(134)의 위 치에 따라 상기 구동수단(120)의 모터(122)를 회전 또는 역회전시키거나 일시 정시시키는 역할을 하고, 상기 온도센서는 가열로(140)의 내부에 설치되어 히팅부(150)의 발열히터(152)를 제어함으로써, 가열로(140)의 내부 온도를 조절하는 역할을 하게 된다. The
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 작용 및 , 도 12a 내지 도 12e를 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강화유리 제조장치를 이용한 제조방법을 설명한다.The operation of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention made of such a configuration, and with reference to Figure 12a to 12e will be described a manufacturing method using a tempered glass manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
우선 강화로(160)의 중앙을 기준으로 하반부 내벽 및 저면에만 발열히터(172)가 매설된 강화로(160) 내부에 질산칼륨용액을 하반부 수위까지만 충진한다.First, the potassium nitrate solution is filled up to the lower half level only in the
이후, 다수의 판유리(A)를 지그(120)의 안착홈(126a)에 안전하게 끼움 결합한 후 강화로 내부에 상기 지그(120)를 투입한다. 이때, 승하강구동부(140)의 모터(142)가 회전함에 따라 상기 모터(142)와 벨트(146)에 의해 연결된 이송스크류(144)가 회전을 하여 지지플레이트(148)를 하강시키고 이에 따라 지지플레이트(148)의 일측에 결합된 지그걸이대(130) 및 지그(120)가 강화로(160)의 예열냉각부(180)로 이동되게 된다. Thereafter, the plate glass A is securely fitted to the
이후, 상기 발열히터(172)에 전원을 인가하여 질산칼륨용액이 저장된 히팅부를 가열한 후 상기 강화로(160)의 상반부 공간에 지그(120)를 일정 시간 정지시킴으로써, 강화로(160)의 하반부에서 가열된 질산칼륨용액으로부터 전달되는 증기열에 의해 상기 판유리(A)를 예열시킨다. 즉, 강화로(160)의 하반부 즉 히팅부(170)에 구비된 발열히터(172)를 이용하여 질산칼륨용액이 저장된 강화로(160)의 양 측벽과 저면부를 가열함으로써 400℃~500℃의 온도로 상승시켜 질산칼륨용액에서 발생하는 증기열에 의해 판유리를 예열시킬 수 있도록 한다. 이때, 상기 예열냉각부(180)의 온도는 약 350℃~380℃의 온도이다.Thereafter, the power is applied to the
이후, 상기 예열냉각부(160)에서 예열된 판유리(A)는 이송유닛(110)에 의해 강화로의 하반부로 하강하여 히팅부(150)에 저장된 질산칼륨용액에 일정시간 침지하여 이온교환을 통해 상기 판유리(A)가 강화되도록 한다. 즉, 제어부(190)에 입력된 설정치를 토대로 상기 예열냉각부(180)에서 일정시간 동안 예열된 판유리(A)는 제어부(190)의 신호에 따라 승하강구동부(140) 및 지그걸이대(130)에 의해 하부로 이송되어 히팅부(170)에 저장된 질산칼륨용액에 침지된다. 이때, 400℃~500℃의 온도로 상승된 질산칼륨용액에 판유리(A)가 일정시간 동안 침지되면 상기 판유리(A) 표면의 나트륨 이온과 질산칼륨용액의 칼륨 이온이 서로 교환되는 바, 상기 판유리(A) 표면에 분포하는 작은 나트륨 이온은 빠져나오고, 그 자리에 질산칼륨용액 내의 칼륨 이온이 삽입됨으로써, 유리표면에 압축 응력층을 형성하여 표면 밀도가 증가된 강화유리가 형성되게 된다.Subsequently, the plate glass A preheated in the
이후, 상기 지그(120)를 상승시킨 후 강화로(160)의 상반부 공간에서 일정 시간 정지시켜 질산칼륨용액의 가열을 중단시킴으로써 상기 질산칼륨용액에서 발생되는 증기에 의해 상기 판유리(A)를 서서히 냉각 및 세정시킨다. 즉, 상기 모터(142)와 연결된 이송스크류(144)를 역회전시켜 지그걸이대(130) 및 지그(120)가 수직으로 상승하도록 함으로써, 상기 강화된 판유리(A)가 예열냉각부(180)로 이송되도록 한다. 이후, 질산칼륨용액이 저장된 히팅부(170)의 발열히터(172) 동작을 정시시켜 질산칼륨용액에서 발생되는 증기를 서서히 줄여 낮아지는 증기열에 의해 판유리(A)가 냉각 및 세정되게 되는 것이다. 이때, 상기 고온으로 강화된 판유리(A)는 급속 냉각을 할 경우 유리 표면이 변형되는 등 파손을 초래할 수 있으므로 상기 예열냉각부(160)의 온도를 350℃~380℃에서 서서히 낮추어 100℃에 이르도록 함으로써, 가열된 판유리(A)를 냉각시키는 동시에 증기에 의해 변형없이 안전하게 세정을 할 수 있게 된다.Thereafter, the plate glass A is gradually cooled by steam generated in the potassium nitrate solution by stopping the heating of the potassium nitrate solution by raising the
이후, 강화된 유리는 이송유닛(110)에 의해 강화로(160) 외부로 인출되도록 한 후 상기 지그걸이대(130)에서 지그(120)를 분리하여 건조 및 보관한다.Thereafter, the tempered glass is drawn out to the outside of the
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 강화유리 제조장치에 대하여 설명하였지만 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.Although the tempered glass manufacturing apparatus of the present invention has been described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that modifications, changes, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
도 1 은 이러한 종래의 강화유리 제조장치를 도시한 정면도;1 is a front view showing such a conventional tempered glass manufacturing apparatus;
도 2 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 전체사시도;2 is an overall perspective view of a tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 이송유닛을 개략적으로 도시한 사시도;Figure 3 is a perspective view schematically showing a transfer unit of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 이송유닛이 하강한 상태를 개략적으로 나타난 사시도;Figure 4 is a perspective view schematically showing a state in which the transfer unit of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention is lowered;
도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 승하강구동부를 개략적으로 나타낸 사시도;Figure 5 and Figure 6 is a perspective view schematically showing the elevating driving unit of the tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치에 사용된 지그를 도시한 사시도;7 is a perspective view showing a jig used in the apparatus for producing tempered glass according to the present invention;
도 8 은 도 7 의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도;8 is a side view schematically showing the side of FIG. 7;
도 9 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 강화로를 개략적으로 도시한 사시도;9 is a perspective view schematically showing a strengthening furnace of a tempered glass manufacturing apparatus according to the present invention;
도 10 은 이송유닛에 지그가 결합된 상태를 나타낸 사시도, 10 is a perspective view showing a state in which the jig is coupled to the transfer unit,
도 11 은 지그가 강화로 내에 위치된 상태를 나타낸 사시도; 및11 is a perspective view showing a state in which the jig is located in the reinforcing furnace; And
도 12a 내지 도 12e 는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치가 작동되는 상태를 개략적으로 나타낸 정면도이다. 12A to 12E are front views schematically showing a state in which the apparatus for producing tempered glass according to the present invention operates.
〈도면의 주요부분에 대한 부호 설명〉<Explanation of symbols on the main parts of the drawing>
110 : 이송유닛 110a : 케이싱110:
110b : 장홈 120 : 지그110b: long groove 120: jig
122 : 측판 122a : 걸이홈122:
124 : 고정봉 126 : 슬롯바124: fixing rod 126: slot bar
126a : 안착홈 130 : 지그걸이대126a: settling groove 130: jig hanger
132 : 수직암 134 : 수평브라켓132: vertical arm 134: horizontal bracket
136 : 걸고리 140 : 승하강구동부136: hook 140: lifting and lowering drive
141 : 고정브라켓 142 : 모터141: fixing bracket 142: motor
143 : 모터풀리 144 : 이송스크류143: motor pulley 144: transfer screw
145 : 벨트풀리 146 : 벨트145: belt pulley 146: belt
147 : 너트블록 148 : 지지플레이트147: nut block 148: support plate
149 : 가이드봉 150 : 본체하우징149: guide rod 150: main body housing
152 : 덮개 152a : 손잡이152: cover 152a: handle
160 : 강화로 170 : 히팅부160: reinforcement furnace 170: heating unit
172 : 발열히터 172a : 열선172:
180 : 예열냉각부 190 : 제어부180: preheat cooling unit 190: control unit
A : 판유리 U : 유니트베어링A: Plate glass U: Unit bearing
Claims (7)
Priority Applications (1)
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