KR100966025B1 - 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름 - Google Patents

디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박판유리를 이온교환반응에 의한 화학강화유리를 제작하여 디스플레이 장치의 화면에 부착하도록 함으로써 두께가 얇으면서도 굽힘강도, 충격강도, 경도, 탄력성, 투시도 등이 우수하고, 또한 탄력성과 밀착성이 탁월하여 부착시나 사용 중에 접합면에 기포가 발생되지 않도록 함으로써 스크래치나 충격 등에 의한 화면을 보호하면서 제품의 훼손을 방지할 수 있도록 한 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름은 예열로, 본체로, 냉각로를 연속으로 구비한 열처리 장치를 이용하여 강화유리필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 강화유리필름을 제조하기 위하여 0.1∼1.0㎜ 두께를 갖는 박판유리(10)를 준비하는 단계(S1)와; 상기 박판유리(10)를 예열로(20)에서 350∼400℃의 온도로 30분∼1시간 30분 동안 예열하는 단계(S2)와; 상기 본체로(30)에 질산칼륨(KNO3)을 충진한 후, 350∼500℃의 온도로 액화된 질산칼륨(KNO3) 용액에 상기 예열 처리된 박판유리(10)를 침지시켜 3시간 30분∼5시간 동안 화학강화처리하는 단계(S3)와; 상기 냉각로(40)는 서냉로(42), 온수로(44), 냉수로(46) 순으로 구비되며, 화학강화처리된 박판유리(10)를 서냉로(42)에서 70∼130℃의 온도로 냉각시킨 다음, 온수 로(44)에서 정온으로 10∼30분 동안 유지시키고, 냉수로(46)에서 박판유리(10)의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 제거하는 냉각 및 세척 단계(S4)를 포함하여 이루어진다.
디스플레이, 화면보호, 강화유리필름, 박판유리, 보호필름

Description

디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름{Manufacturing process of a tempered glass film for display screen protection and a tempered glass film thereby}
본 발명은 화면보호용 강화유리필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 박판유리를 이온강화기법을 이용하여 두께가 얇으면서도 굽힘강도, 경도, 투시도 등의 물리적 성질이 우수한 박판강화유리를 제작하여 액정표시창 등 각종 디스플레이용 화면의 표면에 부착하도록 한 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름에 관한 것이다.
일반적으로 모바일(휴대폰, PDA), LCD TV, LCD 모니터, 네비게이션, MP3, PMP, 노트북 등과 같은 터치스크린 제품에 사용되는 디스플레이용 화면의 보호를 위해 보호필름이 사용되어 지고 있다. 디스플레이 제품을 사용하는 중에 화면에 문제가 발생하면 교체가 가능하지만, 비용이 많이 들고 번거롭기 때문에 이런 문제점을 최대한 방지하기 위해 보호필름을 많이 사용한다.
통상적으로 시중에서 판매되고 있는 보호필름을 사용하면 제품에 따라 약간의 차이가 있으나 화면 긁힘이나 손상을 방지할 수 있는데, 보호필름은 표면 경도 가 취약하기 때문에 스크래치에 의한 필름손상, 투시도, 내열성, 내충격성 등의 물성이 미흡하고, 이에 따라 수시로 새로운 보호필름으로 교체해야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라 보호필름을 부착하는 중 또는 사용 중에 보호필름과 화면의 접합면에 기포가 발생하여 시인성이 불량해지는 단점도 있다.
상기 보호필름은 PVC, PE, 아크릴, PET 등의 수지로 된 플라스틱 재질의 투명기판 또는 필름이 사용되고 있지만, 이는 플라스틱 재질의 특성상 내열성 및 경도 등의 물성이 취약하고, 또한 최근에는 폴리우레탄 멀티코팅필름 등 더욱 강화된 플라스틱 보호필름이 출시되고 있지만, 이에 의하더라도 취약한 물성으로 인하여 소비자의 요구를 충족하지 못하고 있는 실정이다.
또한, 플라스틱 재질의 투명기판은 액정화면 등의 모니터 파손을 방지하기 위해서는 화면으로부터 소정의 간격 이격되게 배치하여야 하므로 제품의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있고, 더욱이 근래 들어서는 모바일(휴대폰, PDA), LCD TV, LCD 모니터, 네비게이션, MP3, PMP, 노트북 등의 제품은 점점 얇아져 가고 있는 추세이기 때문에 이에 따라 얇으면서도 필요한 강도 및 경도 등을 지니는 박판의 보호필름 대용 부품이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
한편, 본 발명의 기술적 사상과 관련하여 박판유리의 강화법에 관하여 종래의 기술을 살펴보면, 디스플레이 장치의 화면은 선명성이 요구되고 더욱 박판화되고 있는 사회적인 요구의 변화로부터 강화유리의 박판화와 강도 증진이 다각도로 진행되고 있다. 일반적으로 이용되고 있는 물리강화법에서는 3.0mm 이하의 판두께를 가진 유리의 생산이 어렵기 때문에 3.0mm 이하의 유리에서는 화학강화법이 많이 이용되고 있다. 또, 화학강화유리는 물리강화법에 의한 강화유리보다 높은 강도를 얻을 수 있다고 하는 특징도 시장에서 받아들여지고 있는 큰 이유이다.
참고로, 유리의 강화는 크게 물리강화법과 화학강화법으로 구분된다. 물리강화법은 통상 두께 5.0mm 이상의 유리를 550℃ 내지 700℃ 사이의 온도로 가열한 후 급냉시킴에 따라 유리의 내부 강도를 강화하는 방식으로, 유리문, 자동차용 유리 제조에 주로 사용되는 방법이다. 그러나 이러한 고온에 의한 물리강화는 유리 표면층과 중심층 사이의 온도차가 거의 없는 3.0mm 이하의 박판유리에는 적용이 불가능하고, 열팽창 계수가 작은 유리의 경우에도 강화가 이루어지기 어려우며, 복잡한 형상을 갖는 유리의 경우에는 각 부위마다 온도차가 발생될 뿐만 아니라 고온가열 및 급냉에 의한 열처리로 인하여 변형 및 파손이 발생하기 쉽다.
이에 비해 화학강화법은 박판유리를 질산칼륨 등의 용액이 담긴 열처리로에서 3시간 이상 침지시킴에 따라 유리에 포함된 이온 반경이 작은 나트륨 이온과 질산칼륨 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온을 서로 치환시켜 유리 표면층에 압축응력을 발생시켜 유리를 강화하는 것으로, 주로 3.0mm 이하의 박판유리를 강화하는데 이용된다.
상기 화학강화법은 이온교환을 통해 유리를 강화하는 것으로 박판유리와 복잡한 형상의 유리에 모두 강화 가능하며, 처리조작 중 변형의 우려가 거의 없고 정밀도가 높다. 그리고 강도면에서 물리적 강화보다 우수하며, 화학강화처리 후 절단 및 면취가공 등이 가능한 장점이 있다.
이에 본 발명에서는 수많은 실험을 거듭한 결과, 상기와 같은 박판유리 중에 서 고도의 정밀성이 요구되는 두께 1.0mm 이하의 박판유리를 화학강화법에 의해 강화하는 방법을 완성하게 된 것이다.
본 발명은 1.0㎜ 이하의 박판유리를 이온교환반응에 의한 화학강화유리를 제작하여 디스플레이 장치의 화면에 부착하도록 함으로써 두께가 얇으면서도 굽힘강도, 충격강도, 경도, 탄력성, 투시도 등이 우수하고, 또한 탄력성과 밀착성이 탁월하여 부착시나 사용 중에 접합면에 기포가 발생되지 않도록 함으로써 스크래치나 충격 등에 의한 화면을 보호하면서 제품의 훼손을 방지할 수 있도록 한 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 예열로, 본체로, 냉각로를 연속으로 구비한 열처리 장치를 이용하여 강화유리필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 강화유리필름을 제조하기 위하여 0.1∼1.0㎜ 두께를 갖는 박판유리(10)를 준비하는 단계(S1)와; 상기 박판유리(10)를 예열로(20)에서 350∼400℃의 온도로 30분∼1시간 30분 동안 예열하는 단계(S2)와; 상기 본체로(30)에 질산칼륨(KNO3)을 충진한 후, 350∼500℃의 온도로 액화된 질산칼륨(KNO3) 용액에 상기 예열처리된 박판유리(10)를 침지시켜 3시간 30분∼5시간 동안 화학강화처리하는 단계(S3)와; 상기 냉각로(40)는 서냉로(42), 온수로(44), 냉수로(46) 순으로 구비되며, 화학강화처리된 박판유리(10)를 서냉로(42)에서 70∼130℃의 온도로 냉각시킨 다음, 온수로(44) 에서 정온으로 10∼30분 동안 유지시키고, 냉수로(46)에서 박판유리(10)의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 제거하는 냉각 및 세척 단계(S4)를 포함하여 이루어지는 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 본체로(30)에서 화학강화처리하는 단계(S3)에서의 박판유리(10)는 두께가 0.1∼1.0㎜인 박판유리(10)를 350∼400℃의 온도로 30분∼1시간 30분 동안 예열시키고, 질산칼륨(KNO3) 용액에 침지시켜 350∼500℃의 온도로 3시간 30분∼5시간 동안 가열하여 화학강화처리하되, 상기 박판유리(10)의 두께가 0.1∼0.3㎜ 일 경우 내부온도를 350∼420℃로 하여 3시간 30분∼4시간 동안 침지하고(S3-1), 0.3∼0.5㎜ 일 경우 내부온도를 370∼440℃로 하여 3시간 40분∼4시간 10분 동안 침지하며(S3-2), 0.5∼0.7㎜ 일 경우 내부온도를 400∼470℃로 하여 4시간∼4시간 30분 동안 침지하며(S3-3), 0.7∼1.0㎜ 일 경우 내부온도를 440∼500℃로 하여 4시간 20분∼5시간 동안 침지하는(S3-4) 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서냉로(42) 내부에는 송풍기(57)가 구비 연결되고, 온수로(44) 내부에는 열판히터(56)가 구비되며, 냉수로(46) 내부에는 열판히터(56') 및 세척용 노즐(47)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법에 의해 제공된 강화유리필름은 그 두께가 0.1∼1.0㎜인 박판유리(10)를 350∼400℃의 온도로 0.5∼1.5시간 동안 예열시키고, 질산칼륨(KNO3) 용액에 침지시켜 350∼500℃의 온도로 가열하여 화학강화처리한 것을 특징으로 하는 것으로, 상기 필름의 배면에 실크스 크린 인쇄기법 또는 워터제트 기법으로 문자, 그림 등을 새길 수도 있을 뿐만 아니라 투명필름을 접착하는 구성을 포함하고 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름은, 이온교환반응에 의한 화학강화기법을 이용하여 균일한 품질을 유지하면서 대량생산이 가능하고, 열처리 과정을 통하여 두께가 얇으면서도 강도 및 경도가 강화되어 스크래치 등에 의한 파손 및 디스플레이 장치의 화면 훼손을 방지하며, 교체를 자주 하지 않아도 되기 때문에 한 번의 부착으로 장기간 지속적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 강화유리필름은 굽힘강도 및 충격강도가 우수하여 외부의 압력 및 충격에 의해 쉽게 파손되거나 구부러지지 않고 내면에 위치하는 액정표시창 등의 디스플레이에 영향을 주지 않기 때문에 제품의 두께를 더욱 얇게 제작할 수 있게 되며, 부착시나 사용 중에라도 접합면에 기포가 발생되지 않고 밀착성이 우수하고 디스플레이에 대한 화면 투시도와 선명성이 탁월한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 강화유리필름은 다양한 표면처리기법을 이용하여 방오 기능 및 미러(mirror) 기능을 추가할 수가 있으며, 필름의 배면에 실크스크린 인쇄기법 또는 워터제트 기법으로 문자, 그림 등을 새길 수도 있을 뿐만 아니라 투명필름을 접착시켜 안전유리로서 다양한 용도에 적용할 수 있으며, 향후 가공방법 등의 후처리 기술을 보완하여 휴대폰 등의 케이스 대용으로도 제작이 가능하다.
이하에서는, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명은 박판유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하여 열처리하는 장치를 이용하여 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름에 관련된다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법으로서, 강화유리필름을 제조하기 위하여 준비된 박판유리(10)를 예열로(20)에서 예열하고, 본체로(30)에서 질산칼륨(KNO3)에 침지하여 화학강화처리하며, 냉각로(40)에서 후처리하여 두께가 얇으면서도 이온교환반응에 의하여 강도 및 경도가 강화됨으로써 디스플레이 장치의 화면보호용으로 사용되는 강화유리필름을 얻을 수 있게 된다.
상기 강화유리필름을 얻기 위한 열처리 장치는 도 1에서와 같이 예열로(20), 본체로(30), 냉각로(40)가 연속 구비되고 그 상부측에 이송대차(40)가 구비되어 이루어지는 것으로서, 열처리 장치에 관한 상세한 설명은 본원 출원인의 특허등록 제0866844호에 기재되어 있으나, 본 발명은 1.0㎜ 이하의 두께를 갖는 강화유리필름을 제조방법으로서 하기와 같이 좀 더 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용으로 사용되는 강화유리필름을 제조하 기 위한 제1단계(S1)로 우선 1.0㎜ 이하의 두께를 갖는 박판유리(10)를 준비한다. 이때 박판유리(10)는 Mobile(휴대폰, PDA), LCD TV, LCD 모니터, 네비게이션, MP3, PMP, 노트북 등과 같은 터치스크린 제품에 사용되는 디스플레이용 화면의 보호필름을 대용하기 위한 것으로 그 두께는 0.1∼1.0㎜ 정도의 것을 준비한다. 이때 약 0.3㎜ 정도 두께의 박판유리(10)는 휴대폰 등과 같은 소형제품에, 약 1.0㎜ 정도 두께의 박판유리(10)는 LCD TV, LCD 모니터, 노트북 등과 같은 비교적 대형제품에 주로 사용된다.
상기와 같이 박판유리(10)의 두께를 0.1∼1.0㎜로 한정하는 것은 제품의 두께가 점차 얇아지는 추세에 부응하기 위해 제조 공정상 요구되는 최소한의 수치 범위로서, 만일 0.1㎜ 이하이면 유리의 제조 과정이나 사용 중에 강도(굽힘 강도 및 충격 강도)를 유지하기 어려워 파손되기 쉽고, 1.0㎜ 이상이면 소비자들에게 요구되는 디스플레이 제품의 무게와 두께를 충족시키기 어려우며, 또한 1.0㎜ 이상의 두께를 갖는 막판유리(10)는 디스플레이 화면에 접합시 표면장력에 의한 부착력보다 유리의 중량이 무거워 화면과 밀착성을 유지하기 어려울 뿐만 아니라 부착되더라도 강화유리필름 자체의 탄력성이 유지되기 어렵기 때문에 배면 접착제 또는 별도의 체결수단에 의하지 않고서는 쉽게 떨어지기 때문이다.
본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용으로 사용되는 강화유리필름을 제조하기 위한 제2단계(S2)는 먼저 상기 박판유리(10)를 예열로(20)에서 350∼400℃의 온도로 30분 내지 1시간 30분 동안 예열처리를 수행한다. 이때 열처리 온도가 350℃ 이하이면 박판유리(10)가 충분이 예열되지 않아 다음 공정인 본체로(30)에서 박판 유리(10) 표면의 나트륨 이온이 전이되기 어려우므로 질산칼륨(KNO3) 용액과의 이온치환반응이 이루어지기 곤란하거나 반응시간이 더 걸리게 되는 문제가 생기게 되고, 400℃ 이상으로 하면 예열시 열충격에 의해 파손의 위험이 있고, 본체로(30)에서 나트륨 이온과 칼륨 이온의 급격한 이온치환반응이 발생되어 박판유리(10)의 탄성이 저하되는 등의 품질에 나쁜 영향을 미치게 되는 것이므로, 본 발명에서는 박판유리(10)의 두께에 따라 최소 350℃에서 최대 400℃의 온도로 정하는 것이 바람직하다.
또한, 예열로(20)를 구비하는 것은 상기 박판유리(10)가 후술되는 본체로(30) 내에서 급격히 고온으로 가열되면 박판유리(10) 조직에 손상 및 파손을 초래할 수 있으므로 이를 방지토록 하기 위함이다.
상기 예열로(20)는 도 2에서와 같이 상측으로 설치된 도어(21)와 실린더(22)에 의해 개폐 가능한 단열벽 구조로서 송풍을 병용하여 가열 기능을 수행하도록 구비되며, 예열로(20)는 파이프히터(24)와 원적외선히터(25)를 교대로 구비하고 송풍기(27)를 이용하여 온도를 조절하도록 구성된다. 이때 정밀한 제어를 위해서 예열로(20)의 내부에 온도센서(미도시됨)를 설치하여 온도가 설정치를 초과하면 송풍기의 송풍량을 증가시키고 반대로 미달하면 송풍량을 감소시키도록 한다.
본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용으로 사용되는 강화유리필름을 제조하기 위한 제3단계(S3)로 상기 예열처리된 박판유리(10)를 질산칼륨(KNO3)이 액화되어 내재된 본체로(30)에 침지시킨 후, 박판유리(10)의 두께에 따라 350∼500℃의 온도 로 약 3시간 30분 내지 5시간 동안 간접 가열처리를 수행한다.
상기 본체로(30)는 도 3에서와 같이 상측으로 설치된 도어(31)와 실린더(32)에 의해 개폐 가능한 복수의 내화벽 구조로서 적어도 일측에서 간접 가열을 수행하도록 설치하기 위하여 본체로(30) 내부에 스테인레스 스틸강의 용기(33)를 구비하고 그 하측으로 스트립히터(36)를 구비한다. 또한 본체로(30)는 도 1에서 도시된 것처럼 3단으로 구성하는 것이 좋으나 이에 국한되지는 않는다.
상기 본체로(30)에는 도 4에서와 같이 박판유리(10)를 강화유리필름으로 제조하기 위한 질산칼륨(KNO3) 분말(녹는점 : 333℃)을 내부 용기(33)에 충진하고, 350∼500℃의 온도로 가열하여 질산칼륨(KNO3)을 액화시킨 후 액화된 질산칼륨(KNO3) 용액 내에 박판유리(10)를 침지시키면, 상기 박판유리(10) 표면에 분포하는 이온 반경이 작은 나트륨 이온(Na+)과 질산칼륨(KNO3) 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온(K+)이 서로 치환하게 되는 것이므로, 이때 박판유리(10) 표면에 이온교환반응에 의한 압축응력층이 형성되어 표면밀도가 큰 강화유리필름이 형성되는 것이다.
위와 같은 제조과정에 의해 화학강화법으로 제조된 박판유리(10)는 물리강화법에 의한 유리와는 달리 균일한 품질을 유지하면서 대량생산이 가능하고, 여러 가지 용도에 맞게 필요한 크기대로 절단하여 사용될 수 있다.
상기 본체로(30)에서의 가열 온도 및 가열 시간은 박판유리(10)의 두께에 따라 달라지게 되는데, 이하 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명한다.
<실시예 1 내지 실시예 4>
도 8에서와 같이 박판유리(10)의 두께가 0.125㎜일 경우(실시예 1), 0.3㎜일 경우(실시예 2), 0.7㎜일 경우(실시예 3), 1.0㎜일 경우(실시예 4) 각각에 대하여 예열로에서 약 1시간 동안 내부온도를 달리하여 예열한 후, 본체로에 침지하여 상기 박판유리(10)를 화학강화 열처리하는 온도와 시간을 하기 표로 나타내었다.
[표 1] 예열로의 내부온도, 본체로에서의 열처리 온도 및 시간
실시예 박판유리(10)의 두께(㎜) 예열 온도(℃) 열처리 온도(℃) 열처리 시간
1 0.125 350 380 3시간 40분
2 0.3 360 400 4시간 00분
3 0.7 380 420 4시간 20분
4 1.0 400 450 4시간 40분
상기와 같은 열처리 방법에 의해 상기 박판유리(10)는 본 출원인의 박판글라스 강화 열처리장치(특허 제10-0866844호)를 이용하여 자동으로 수행하는 과정에서 대량 생산이 가능하고 공정간 품질이 매우 안정적이었다.
그리고 상기 본체로(30) 내부에 도 4의 (a)에서와 같이 에어공급기(37a)에 연결된 에어공급관(37b)을 통해 그 내부에 에어를 공급하거나, 도 4의 (b)에서와 같이 모터(39a)에 연결된 팬(39b)을 회전토록 하여 질산칼륨(KNO3)을 교반시키면 이온교환반응을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의한 디스플레이 화면보호용 사용되는 강화유리필름을 제조하기 위한 제4단계(S4)로 질산칼륨(KNO3)에 침지된 박판유리(10)를 냉각로(40)를 통해 냉각 및 세척 작업을 수행한다.
상기 냉각로(40)는 도 5 내지 도 7에서와 같이 도어(51)와 실린더(52)에 의 해 개폐 가능한 복수의 단열벽 구조로서 서냉로(42), 온수로(44), 냉수로(46)로 각각 차례대로 분리 구성된다.
첫번째 위치되는 서냉로(42)에는 도 5에서와 같이 그 내부에 파이프히터(54)와 복수의 송풍기(57)를 구비하여 본체로(30)에서 질산칼륨(KNO3) 이온과의 이온치환 과정에서 가열된 박판유리(10)의 온도를 약 100℃ 정도(70∼130℃)까지 되도록 냉각시킨다. 이렇게 서냉시킴으로써 이온치환된 박판유리(10)의 변형을 방지하는 동시에 잔류하는 응력을 제거하게 되는 것이다.
두번째 위치되는 온수로(44)에는 도 6에서와 같이 그 내부에 열판히터(56)를 구비하여 상기 서냉로(42)에서 냉각되어 옮겨진 박판유리(10)의 온도를 정온으로 10∼30분 동안 유지시킴으로써 박판유리(10)의 표면이 화학적으로 안정한 구조로 강화되어 박판유리(10)로 된 강화유리필름의 강도 등의 물성과 화학적 성질이 장기간 동안 변화되지 않게 되는 것이다.
마지막에 위치되는 냉수로(46)에는 도 7에서와 같이 그 내부에 열판히터(56')와 노즐(57)을 구비하여 내부온도를 정온으로 유지시키면서 박판유리(10)의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 세척하게 된다.
상기와 같이 예열로(20), 본체로(30), 냉각로(40)로 구성되는 열처리 장치는 진입측 컨베이어(7)를 통해 공급되는 박판유리(10)를 이송대차(60)의 내실(61,62)에 연결된 랙(63)에 탑재하고, 이송대차(60)를 레일(65)을 따라 이송시켜가며 예열로(20), 본체로(30), 냉각로(40)를 순차적으로 거침으로써 열처리를 수행한 다음, 배출측 컨베이어(8)를 통해 외부로 이송되게 한다. 이와 같이 제조된 강화유리필름은 동일한 두께의 박판유리에 비해 굽힘강도는 약 3∼5배, 내충격성은 약 6∼8배 강하게 되고 경도, 내열성, 투명성 등의 물리적, 화학적 성질에 탁월한 효과를 나타내었다.
상기한 디스플레이 화면보호용 강화유리필름은 예를 들면, 도 9에서와 같이 휴대폰(70)의 디스플레이용 화면(71)에 부착되어 사용되는 것으로, 주로 0.15㎜ 이하의 두께를 갖는 강화유리필름을 사용할 수 있는바, 두께가 얇으면서도 강도 및 경도가 강화되어 스크래치 및 파손의 위험이 현격히 줄어들게 된다. 또한 외부의 압력 및 충격 등에도 강하며, 투시도와 화면 선명성이 우수하여 강화유리필름 내부에 위치하는 디스플레이에 불편한 영향을 주지 않게 되므로 제품의 전체 두께를 최소한으로 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 강화유리필름은 배면에 실크스크린 인쇄기법 또는 워터제트 기법 등으로 문자, 그림 등을 새겨서 광고 및 표시기능을 추가할 수 있음은 물론, 특히 파손의 위험이 있는 부위에 적용할 시 강화유리필름의 배면에 투명필름을 접착시킴으로써 안전 유리와 같은 작용을 나타낼 수도 있다.
상기와 같이 구성된 강화유리필름은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하고, 현재 모바일 제품은 물론 기타 터치스크린 제품에 생산시부터 장착함으로써 별도의 보호필름을 부착할 필요없이 제품의 두께를 줄일 수도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 박판강화유리 열처리 장치를 전체적으로 나타내는 정면 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 예열로의 측단면도 및 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 본체로의 측단면도 및 평면도,
도 4는 본 발명에 의한 본체로에서 질산칼륨을 교반하는 과정을 나타낸 측단면 구성도,
도 5는 본 발명에 의한 냉각로 중 서냉로의 측단면도 및 평면도,
도 6은 본 발명에 의한 냉각로 중 온수로의 측단면도 및 평면도,
도 7은 본 발명에 의한 냉각로 중 냉수로의 측단면도 및 평면도,
도 8은 본 발명에 의한 강화유리필름의 제조 공정도,
도 9는 본 발명에 의한 강화유리필름의 사용 상태도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
7,8 : 컨베이어 10 : 박판유리
20 : 예열로 21,31,51 : 도어
22,32,52 : 실린더 24 : 파이프히터
25 : 원적외선히터 27 : 송풍기
30 : 본체로 33 : 용기
36 : 스트립 히터 37a: 에어공급기
37b : 에어공급관 39a : 모터
39b : 팬 40 : 냉각로
42 : 서냉로 44 : 온수로
46 : 냉수로 47 : 노즐
54 : 파이프히터 56,56' : 열판히터
57 : 송풍기 60 : 이송대차
61,62 : 내실 63 : 랙
65 : 레일 70 : 휴대폰
71 : 디스플레이용 화면

Claims (6)

  1. 예열로, 본체로, 냉각로를 연속으로 구비한 열처리 장치를 이용하여 디스플레이 화면보호용 강화유리필름을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 강화유리필름을 제조하기 위하여 0.1∼1.0㎜ 두께를 갖는 박판유리(10)를 준비하는 단계(S1)와; 상기 박판유리(10)를 예열로(20)에서 350∼400℃의 온도로 30분∼1시간 30분 동안 예열하는 단계(S2)와; 상기 본체로(30)에 질산칼륨(KNO3)을 충진한 후, 350∼500℃의 온도로 액화된 질산칼륨(KNO3) 용액에 상기 예열처리된 박판유리(10)를 침지시켜 3시간 30분∼5시간 동안 화학강화처리하는 단계(S3)와; 상기 냉각로(40)는 서냉로(42), 온수로(44), 냉수로(46) 순으로 구비되며, 화학강화처리된 박판유리(10)를 서냉로(42)에서 70∼130℃의 온도로 냉각시킨 다음, 온수로(44)에서 정온으로 10∼30분 동안 유지시키고, 냉수로(46)에서 박판유리(10)의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 제거하는 냉각 및 세척 단계(S4)를 포함하여 이루어지되,
    상기 본체로(30)에서 화학강화처리하는 단계(S3)에서의 박판유리(10)는 그 두께가 0.1∼0.3㎜ 일 경우 내부온도를 350∼420℃로 하여 3시간 30분∼4시간 동안 침지하고(S3-1), 0.3∼0.5㎜ 일 경우 내부온도를 370∼440℃로 하여 3시간 40분∼4시간 10분 동안 침지하며(S3-2), 0.5∼0.7㎜ 일 경우 내부온도를 400∼470℃로 하여 4시간∼4시간 30분 동안 침지하며(S3-3), 0.7∼1.0㎜ 일 경우 내부온도를 440∼500℃로 하여 4시간 20분∼5시간 동안 침지하는(S3-4) 것이며,
    상기 서냉로(42) 내부에는 송풍기(57)가 구비 연결되고, 온수로(44) 내부에는 열판히터(56)가 구비되며, 냉수로(46) 내부에는 열판히터(56') 및 세척용 노즐(47)이 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 디스플레이 화면보호용 강화유리필름에 있어서,
    두께가 0.1∼1.0㎜인 박판유리(10)를 350∼400℃의 온도로 30분∼1시간 30분 동안 예열시키고, 질산칼륨(KNO3) 용액에 침지시켜 350∼500℃의 온도로 3시간 30분∼5시간 동안 가열하여 화학강화처리하되,
    상기 박판유리(10)의 두께가 0.1∼0.3㎜ 일 경우 내부온도를 350∼420℃로 하여 3시간 30분∼4시간 동안 침지하고, 0.3∼0.5㎜ 일 경우 내부온도를 370∼440℃로 하여 3시간 40분∼4시간 10분 동안 침지하며, 0.5∼0.7㎜ 일 경우 내부온도를 400∼470℃로 하여 4시간∼4시간 30분 동안 침지하며, 0.7∼1.0㎜ 일 경우 내부온도를 440∼500℃로 하여 4시간 20분∼5시간 동안 침지하며,
    상기 강화유리필름의 배면에 실크스크린 인쇄기법 또는 워터제트 기법으로 문자 또는 그림을 새긴 것을 특징으로 하는 디스플레이 화면보호용 강화유리필름.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 강화유리필름은 그 배면에 투명필름을 접착시킨 것을 특징으로 하는 디스플레이 화면보호용 강화유리필름.
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