KR101030886B1

KR101030886B1 - 박판유리의 곡강화용 성형몰드

Info

Publication number: KR101030886B1
Application number: KR1020100073025A
Authority: KR
Inventors: 김한곤
Original assignee: 김한곤
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2011-04-22

Abstract

본 발명은 박판유리의 곡강화용 성형몰드에 관한 것으로서, 내열성인 흑연재를 이용하여 성형몰드를 형성하고 그 성형몰드에 열을 가하여 박판유리를 곡강화 가공하도록 하기 위하여, 박판유리가 안착되는 수평부와 그 수평부의 일부가 휘어지게 형성되는 곡면부로 구성되고 박판유리에 대응되는 다각 형태로 형성되어 테두리에 적어도 하나 이상의 변형방지홈이 연장 형성되며 표면에 내열성 코팅필름이 부착되는 성형홈을 갖는 형틀과, 상기 형틀의 상부에 이격 구비되며 하부면이 상기 수평부 및 곡면부에 대응되게 형성되고 하부면의 표면에 내열성 코팅필름이 부착되어 상기 성형홈에 안착된 박판유리의 상부면을 밀착 가압하는 가압틀과, 상기 가압틀의 상부에 이격 구비되어 가압틀을 수직 하부방향으로 가압하는 가중체로 이루어진다.

Description

박판유리의 곡강화용 성형몰드{Forming mold for curved surface tempered thin glass}

본 발명은 박판유리의 곡강화에 관한 것으로서, 특히 흑연재를 사용한 성형몰드를 사용하여 박판유리를 곡강화 시키도록 하는 박판유리의 곡강화용 성형몰드에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PC, PDA, 네비게이션, 건축용 및 각종 산업용 유리 등에 박판유리가 흔히 사용된다. 박판유리는 통상 두께가 얇기 때문에 외부의 충격이나 분위기에 따라 쉽게 파손되거나 긁히는 단점이 있어 그 단점을 보완하기 위해 강화 열처리를 하게 된다.

특히 강화 열처리 과정에서 사용되는 용도에 따라 박판유리의 일부 또는 전체에 곡면처리를 할 필요가 발생하게 되는데, 종래에는 3㎜ 이상의 비교적 두꺼운 유리를 곡강화하는 장치 및 방법은 널리 알려져 사용되어 지고 있으나 3㎜ 이하의 비교적 얇은 박판유리의 경우에는 두꺼운 유리를 곡강화시키는 장치 또는 방법을 적용하기 힘들고, 두께가 매우 얇기 때문에 쉽게 곡강화처리하지 못하고 있는 실정이다. 또한 박판유리를 곡강화시키더라도 조직의 균열 및 파손을 제대로 막지 못하여 사용하기 힘든 문제점이 있다.

하지만 특히 소형의 휴대폰이나 기타 장비 및 부품에 곡강화 열처리된 박판유리의 필요성이 대두되고 있는 바 이의 개발이 필요한 실정에 이르고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 3㎜ 이하의 비교적 얇은 박판유리의 내부 조직이 파손되지 않고 안정적이면서도 표면을 매끈하게 곡강화 열처리 할 수 있는 박판유리의 곡강화용 성형몰드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 두께가 0.5∼3.0㎜인 평면 형태의 박판유리를 곡강화시키는 성형부재에 있어서, 상기 박판유리가 안착되는 수평부와 그 수평부의 일부가 휘어지게 형성되는 곡면부로 구성되고 박판유리에 대응되는 다각 형태로 형성되어 테두리에 적어도 하나 이상의 변형방지홈이 연장 형성되며 표면에 내열성 코팅필름이 부착되는 성형홈을 갖는 형틀과, 상기 형틀의 상부에 이격 구비되며 하부면이 상기 수평부 및 곡면부에 대응되게 형성되고 하부면의 표면에 내열성 코팅필름이 부착되어 상기 성형홈에 안착된 박판유리의 상부면을 밀착 가압하는 가압틀과, 상기 가압틀의 상부에 이격 구비되어 가압틀을 수직 하부방향으로 가압하는 가중체로 이루어짐을 특징으로 하는 박판유리의 곡강화용 성형부재를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 박판유리의 곡강화용 성형몰드는 흑연재를 이용하여 곡강화 몰드를 압축 성형함으로써 제작이 용이하며 내열성, 내산성, 내알칼리성 등의 성질이 우수하므로 박판유리를 곡강화 성형하는데 적합한 이점이 있다.

또한 성형몰드의 일부 또는 전체의 필요부분에 곡면부를 형성하고, 성형몰드 내에 형성되는 성형홈부에 다수의 유리변형방지홈을 형성함으로써 박판유리가 고온의 상태로 가열되는 과정에서 유리의 인장으로 인한 균열 및 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 곡강화성형되는 박판유리의 형상에 맞게 상부에 가압틀을 구비하고, 그 상부에 가압체를 더 구비함으로써 박판유리의 변동을 방지하고 일정압으로 가압되도록 함으로써 곡강화 부분이 매끈하면서도 정확한 수치의 곡강화유리를 얻을 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 박판유리의 곡강화 성형몰드의 평면도,
도 2는 도 1의 가-가'선 단면 사용 상태도,
도 3은 도 2에 의한 박판유리의 곡강화 단계를 알 수 있는 측단면도,
도 4는 본 발명의 가압틀 상부에 가압체를 얹은 상태를 알 수 있는 측단면도,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 다양한 다른 실시예들의 평면도 및 단면 사용 상태도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 보면 본 발명에 의한 박판유리의 곡강화용 성형몰드는 박판유리(2)를 곡강화시키기 위한 성형홈(15)이 형성된 형틀(10)과, 형틀(10)의 상부에 이격 구비되어 박판유리(2)의 상부에 안착되는 가압틀(20)과, 가압틀(20)의 상부에 이격 구비되는 가중체(30)로 이루어진다.

상기 형틀(10)은 일정한 크기의 박판유리(2)를 곡강화시키기 위해 구성되는 것으로서 그 상부측에 성형홈(15)이 형성되어지되, 성형홈(15)은 평면 형태의 박판유리에 대응되는 편편한 형태로 이루어지며, 박판유리(2)가 안착되는 수평부(16)와, 수평부(16)의 일부가 박판유리(2)의 곡면 형상에 대응되게 형성되는 곡면부(17)로 구성된다. 이때 곡면부(17)는 수평부(16)의 단부에서 휘어지거나 절곡되는 형태로 형성되며, 전체가 만곡형상으로 이루어지는 박판유리(2)를 얻기 위해서는 수평부(16) 없이 전체가 곡면부(17)로 이루어지게 구성할 수도 있다.

통상 곡강화를 위해 사용되는 박판유리(2)는 사각형태이므로, 상기 수평부(16)도 사각형태로 구성되는 것이 일반적이나, 박판유리(2)의 형태 변화에 따라 다각의 형태로 구성될 수 있고, 그 수평부(16)에 다각 평면형태의 박판유리(2)가 안착된다.

또한 본 발명에서 사용되는 박판유리(2)는 주로 0.5∼3.0㎜의 것이 사용된다. 유리의 두께가 3.0㎜ 이상이면 본 발명에서 실시되는 형틀(10)과 가압틀(20)로는 곡강화시키기에 그 두께가 두껍기 때문에 곡강화 공정이 어렵게 된다.

곡면부(17)는 도 2 및 도 6에서와 같이 수평부(16)의 일측 또는 양측에 일부 절곡되는 형태로 형성되기도 하고, 또한 도 8에서와 같이 수평부(16) 전체가 만곡형태로 이루어 질 수도 있고, 그 외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 3에서와 같이 수평부(16)와 곡면부(17)로 이루어진 성형홈(15)에 박판유리(2)를 안착시킨 후 형틀(10)을 서서히 가열하여 유리의 변형온도까지 다다르게 하면 곡면부(17) 측에 위치된 박판유리(2)가 곡면부(17)를 따라 휘어지거나 절곡된다. 이때 박판유리(2)의 상부에 가압틀(20)을 구비하여 밀착 가압시키면 박판유리(2)의 곡강화부를 정확하게 일정하도록 형성시킬 수 있으며, 박판유리(2)의 전체변형을 방지할 수 있게 된다.

상기한 가압틀(20)은 형틀(10)의 상부에 이격 구비되며, 하부면이 상기 수평부(16) 및 곡면부(17)에 대응되는 형태로 형성되어 성형홈(15)에 안착된 박판유리(2)의 상부면을 밀착 가압하게 된다.

가압틀(20)의 형상의 일예는 도 2, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같다.

가압틀(20)은 특히 도 2에 도시된 바와 같이 형틀(10)의 성형홈(15)에 적합한 크기로 구성되기도 하나, 박판유리(2)가 성형홈(15)의 크기보다 작을 경우에는 박판유리(2)의 크기에 맞게 작게 구성할 수도 있고, 곡면부(17) 부근에만 집중되도록 도 2의 (b)에서와 같이 구성되게 할 수도 있다.

상기 가압틀(20)은 박판유리(2)의 상부에 안착되어 곡강화되는 박판유리(2)의 상부를 가압하게 되는데, 이때 박판유리(2)를 가압하는 가압틀(20)의 압도가 낮을 경우 박판유리(2)의 표면전체에 압을 균형적으로 전달하지 못하는 경우가 발생될 수도 있으므로 이를 방지하기 위하여 도 4에서와 같이 가압틀(20)의 상부에 수직 하부방향으로 가압틀(20)을 가압시키도록 가중체(30)를 더 구비하여 구성되게 한다.

상기 가압틀(20) 만으로 곡강화처리되는 박판유리(2)의 가압을 충분히 하게 할 수도 있으나, 보다 확실하고 안정된 곡강화처리를 위해 가중체(30)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 형틀(10)과 가압틀(20)은 흑연재로 압축 성형된다. 흑연은 열 및 전기의 양도체이며 내산성, 내알칼리성, 내열성 등이 우수하고, 이러한 특성을 지닌 흑연을 가압하여 원하는 형틀(10) 및 가압틀(20)을 성형한 다음, 세정처리(특히 초음파 세척)와 강화처리를 별도로 수행함으로써 형틀(10) 및 가압틀(20)의 표면을 깨끗하게 하여 접촉되는 박판유리(2)의 표면이 깨끗하게 처리되게 할 수 있을 뿐만 아니라 내산성, 내알칼리성, 내열성 등을 더욱 우수하게 만들 수 있다.

상기 흑연재 외에도 세라믹재, SIC(탄화규소), 동 등 열전도가 우수한 재질로도 사용 가능하다.

가중체(30) 또한 흑연재로 구성되게 하여도 무방하나, 가중체(30)는 박판유리(2)의 표면에 영향을 끼치지 않으므로 내산성, 내알칼리성, 내열성 등을 만족하는 다른 재질이어도 무방하다.

한편 형틀(10)의 성형홈(15)에 안착되는 박판유리(2)의 크기와 성형홈(15)의 크기는 거의 동일하게 제작되어 박판유리(2)가 성형홈(15) 내에서 유동되지 않게 되는데, 이때 형틀(10)이 고온 가열되어 박판유리(2)가 녹으면서 서서히 변형이 시작되면 박판유리(2)가 인장되면서 형틀(10)의 내측벽에 닿아 내부조직의 균열로 인해 박판유리(2)에 금이 가거나 깨지는 등의 현상이 발생될 우려가 있다.

이를 방지하기 위해 성형홈(15)의 테두리에 적어도 하나 이상의 변형방지홈(13a,13b)을 연장 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 변형방지홈(13a,13b)은 도 1 및 도 5에서와 같이 수평부(16) 및 곡면부(17)로 이루어지는 성형홈(15)의 각 모서리(도 1에서 13a 위치)에 형성되는 것이 바람직하고, 성형홈(15)의 가장자리(도 1에서 13b 위치)에 추가적으로 더 형성되어지도록 하면 더욱 안정된 작업을 할 수 있게 된다. 여기에서 모서리는 도 1의 13a의 위치로 각 면이 만나는 경계를 지칭하는 것이고(코너 또는 구석이라 하기도 함.), 가장자리는 도 1의 13b의 위치로 각 면을 지칭하는 것이며, 테두리는 모서리와 가장자리를 모두 포함하는 것을 지칭하는 것으로 정의한다.

이와 같이 변형방지홈(13a,13b)을 형성함으로써 박판유리(2)가 고온의 열로 인해 인장되면서 형틀(10)의 내벽에 의해 내부조직이 균열되는 것을 방지할 수 있어 박판유리(2)의 파손을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 형틀(10)과 가압틀(20) 사이에 박판유리(2)가 구비되면 박판유리(2)의 두께에 따라 550∼850℃의 온도로 10∼25분 정도 가열하여 박판유리(2)가 곡강화 열처리되도록 하고, 이를 냉각 처리함으로써 곡강화처리된 박판유리(2)를 얻을 수 있다.

이렇게 곡강화 열처리되는 박판유리(2)의 표면을 더욱 깨끗하게 하면서 열처리 후 형틀(10) 및 가압틀(20)에서 박판유리(2)의 분리가 용이하도록 도 8에서와 같이 수평부(16) 및 곡면부(17)의 표면에 내열성 코팅필름(31)을 부착하여 사용할 수도 있다.

상기 코팅필름(31)을 부착 사용함으로써 매끈하고 우수한 품질의 곡강화 박판유리(2)를 얻을 수 있다. 이때 마찬가지로 박판유리(2)의 상부면에 밀착되는 가압틀(20)의 하부면에도 부착하여 사용할 수도 있다.

2 : 박판유리 10 : 형틀
13a,13b : 변형방지홈 15 : 성형홈
16 : 수평부 17 : 곡면부
20 : 가압틀 21 : 곡면 가압부
30 : 가중체 31 : 코팅필름

Claims

두께가 0.5∼3.0㎜인 평면 형태의 박판유리를 곡강화시키는 성형부재에 있어서,
상기 박판유리(2)가 안착되는 수평부(16)와, 수평부(16)의 일부가 휘어지게 형성되는 곡면부(17)로 구성되고, 박판유리(2)에 대응되는 다각 형태로 형성되어 테두리에 적어도 하나 이상의 변형방지홈(13a,13b)이 연장 형성되며, 수평부(16) 및 곡면부(17)의 표면에 내열성 코팅필름(31)이 부착되는 성형홈(15)을 갖는 형틀(10)과;
상기 형틀(10)의 상부에 이격 구비되며, 하부면이 상기 수평부(16) 및 곡면부(17)에 대응되게 형성되고, 하부면의 표면에 내열성 코팅필름(31)이 부착되어 상기 성형홈(15)에 안착된 박판유리(2)의 상부면을 밀착 가압하는 가압틀(20)과;
상기 가압틀(20)의 상부에 이격 구비되어 가압틀(20)을 수직 하부방향으로 가압하는 가중체(30)로 이루어짐을 특징으로 하는 박판유리의 곡강화용 성형부재.
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제1항에 있어서,
상기 변형방지홈(13a,13b)은 성형홈(15)의 각 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 박판유리의 곡강화용 성형부재.
제4항에 있어서,
상기 변형방지홈(13a,13b)은 추가적으로 성형홈(15)의 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 박판유리의 곡강화용 성형부재.
제1항에 있어서,
상기 형틀(10) 및 가압틀(20)은 흑연재로 구성됨을 특징으로 하는 박판유리의 곡강화용 성형부재.
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