KR101046050B1

KR101046050B1 - 유리 절단 휠

Info

Publication number: KR101046050B1
Application number: KR1020080092668A
Authority: KR
Inventors: 하인리크 오스텐다르프
Original assignee: 뵐르 아게
Priority date: 2007-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2011-07-01
Also published as: DE202007013307U1; TW200914387A; PL2203393T3; US20090235802A1; DE112008003159A5; WO2009036742A1; KR20080114635A; EP2203393B1; US8844421B2; EP2203393A1; TWI460138B

Abstract

본 발명은 소정의 절단선을 형성하기 위한 유리 절단 휠에 관한 것으로서, 상기 절단 휠은 그의 외주면을 한정하여 주평면에 위치하며 적어도 일부에 절단 에지부를 형성하는 방사형 원주 라인을 포함하고, 상기 절단 에지부는 치형부 간극(8)을 통해 원주 방향으로 서로 이격 배치되며 그 높이 및/또는 원주 연장부가 임의의 불균일한 표면 조도를 갖는 절단 치형부(7)를 포함한다. 특히 에지부 품질이 개선된 평면 디스플레이를 제공할 수 있고, 유리판 부분의 필요한 분리 공정에서 돌출부의 형성을 감소시킬 수 있도록 치형부 간극(8)의 적어도 일부 또는 바람직하게는 전체에 절단 에지부(9)를 포함하는 유리 절단 휠을 제공한다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부 및 상기 치형부의 절단 에지부는 상기 휠의 동일한 주 평면에 배치되는 것이 바람직하다(도 1c).

유리 절단 휠, 치형부, 절단 에지부, 디스플레이

Description

유리 절단 휠 {GLASS CUTTING WHEEL}

본 발명은 유리 재료 상에 소정의 절단선을 형성하기 위한 유리 절단 휠으로서, 상기 절단 휠은 상기 휠의 외주면을 한정하여 상기 휠의 주 평면에 위치하고 적어도 일부에 절단 에지부를 형성하는 방사형 원주 라인을 포함하고, 상기 주 평면의 양측에는 주 평면으로 수렴하는 상기 휠의 경사진 측면이 제공되며, 상기 절단 에지부는 치형부 간극을 통해 원주 방향으로 서로 이격 배치되며 그 높이 및/또는 원주 연장부가 임의의 불균일한 표면 조도를 갖는 절단 치형부를 포함하는 유리 절단 휠에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 독립 청구항인 청구범위 제14항에 따른 절단기 및 청구범위 제17항에 따른 휴대용 유리 절단기에 관한 것이다.

예를 들면, 유리판, 중공 재료와 같은 매우 다양한 유리 재료에 절단선을 형성하기 위해 사용할 수 있는 다수의 유리 절단 휠이 공지되어 있다. 이러한 유리 재료는 각각의 유리 형태와 관련하여, 특히 화학적 조성물, 재료 두께 등과 관련하여 다양할 수 있다. 나아가, 소정의 절단선을 통해 수득되는 유리 분리면의 품질에 대한 많은 요건이 제기되고 있다. 사용된 휠에 따라 소정 라인을 따라 유리 재료의 가장 자리가 다소 심하게 분할되기 때문에, 유리 분리면의 품질은 사용된 절단 휠 에 의해 공지의 한계 내에서 제어될 수 있을 뿐이다. 특히, 예를 들면 디스플레이 또는 기타 전자 소자 또는 다른 용도의 초박형 유리판과 관련하여, 상기 유리판의 정면 분리면의 품질에 대한 요건들이 특히 많이 제기되고 있다. 이 경우, 대개 필수적으로 절단선 형성 공정을 통해 일정 깊이의 절단선이 새겨지며, 이러한 절단선은 바람직하게는 유리판의 전체 두께에 걸쳐 연장되어 유리판 조각으로 분리시 돌출부의 형성이 최대한 방지될 수 있다. 한편으로는, 에지부의 적정 품질을 달성하는 것이 매우 중요하다. 절단선 형성 공정에서, 유리판의 재료 응력을 토대로 절단선을 따라 표면을 분할시킨다. 그러나, 원치 않는 돌출부 형성이 증가될 수 있다. 실제로, 이러한 분할은 유리판에 대해 보다 적은 힘으로 유리 절단 휠을 압착하여 방지할 수 있지만, 절단선의 깊이를 작게 함으로써 유리판 조각이 제대로 분리되지 않거나 돌출부가 실질적으로 증가하게 된다.

평면 디스플레이용 유리판 조각들의 분리를 위해 레이저 빔 절단 기술이 부분적으로는 채택되고 있으나, 이러한 기술은 높은 장치 비용에 때문에 제한적으로 사용된다. 게다가, 레이저 빔 절단 방법의 생산성 또한 제한적이다.

한편, 매우 깊은 절단선을 형성할 수 있고, 평면 스크린과 같은 평면 디스플레이의 제조에 적합한 유리 절단 휠이 공지되어 있다. EP 773 194 B1에는 절단 휠이 기재되어 있는 바, 상기 절단 휠의 수렴하는 경사진 측면을 통해 형성된 리브에는 돌출부 및 오목부가 번갈아 나타나며, 상기 오목부는 방사형으로 휠의 최외측의 원주 라인의 안쪽으로 연장되어 있다. 상기 립의 오목부는 상기 휠의 중심면에 수직으로 연장된 홈으로서 제공되며, U- 또는 V-자형으로 형성될 수 있다. 상기 돌출부는 그의 종방향 연장부와 관련하여 다양한 형태를 갖는다. 상기 절단 휠의 단점은 파단 에지부에 형성된 유리판의 절단선이 최근의 용도에 있어 에지부 품질이 더 이상 적합하지 않다는 점이다. 이에 반해, 절단 에지부로 표면의 조도 하에서 절단 휠의 수렴하는 측면이 마모되는 기타 다른 표준 휠은 부분적으로 파단 에지부의 충분한 품질을 얻을 수 있으며, 일정 깊이의 절단선은 종래의 절단 휠에 의해 통상적으로 얻을 수 있다. 이러한 절단선은 전체 유리 두께에 걸쳐 연장되지 않는다. 절단선에 부적합한 파단 에지부는 평면 디스플레이의 제조시 품질 악화로 이어진다.

본 발명의 목적은 개선된 에지부 품질을 가진 평면 디스플레이를 제공할 수 있고 평면 디스플레이 제조시 유리판 부분의 필요한 분리에 의해 돌출부의 형성을 감소시킬 수 있는 유리 절단 휠을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적은 그 사이에 높이 및/또는 원주 연장부에서 임의의 불균일한 표면 조도를 갖는 치형부가 제공되어 있는 치형부 간극의 일부 또는 바람직하게는 전체가 적어도 절단 에지부를 포함하는 유리 절단 휠을 제공함으로써 해결될 수 있다. 이러한 유리 절단 휠을 이용한 절단선 형성에 의해 비교적 큰 깊이를 가진 절단선이 형성될 수 있으며, 평면 디스플레이 기판의 전체 두께에 걸쳐 실질적으로 돌출되고 실제로 완전히 분할되며, 특히 절단 휠에 의한 절단선 형성에 의해 형성되는 파단 에지부는 최근의 용도에 대해 적합한 품질을 갖는다. 상기 파단 에지부에서 유리판 내부로 분할은 거의 완전히 방지될 수 있다. 이 경우, 상기 유리판은 통상적으로 약 0.2 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 0.3 mm 내지 1.1 mm의 두께를 갖는다. 이러한 유리판은 특히 평면 스크린, 휴대폰, 디지털 카메라 또는 기타 전자 소자 또는 다른 용도의 평면 디스플레이의 제조를 위해 사용 가능하다. 본 발명에 따른 유리 절단 휠을 이용하면, 실제로 무시할만한 돌출부와 현저한 에지 품질을 갖는 평면 디스플레이를 측상 분할없이 제조할 수 있다. 소위 "개방 단면"에서 유리 재료의 분리는 절단선 형성 공정을 통해 분리된 재료 파편을 분리한다.

상기 유리 절단 휠의 치형부 간극의 영역에서 절단 작용을 통해 유리 성형체의 영역에서 측상 분할의 형성이 최소화될 수 있으며, 이러한 작용은 절단 치형부의 영역에서 명백하게 진행되어 파단 에지부의 매우 높은 품질을 전체적으로 달성할 수 있게 된다. 이에 반해, EP 773 194 A1에 따른 휠을 사용하면, 치형부 간극은 어떠한 절단 에지부를 포함하지 않게 되며, 상대적으로 넓은 절단선이 형성됨으로써 필연적으로 에지부 품질이 저하된다.

상기 치형부의 형태는 원주 라인이 휠의 주 평면, 특히 중심면에 매우 정확하게 위치해 있는 치형 형태를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부는 일반적으로 상기 휠의 측면 및/또는 치형부 측면으로부터 측상으로 이격 배치되고, 상기 휠의 중심면으로 이동될 수 있다. 상기 치형부의 폭과 관련하여, 치형부 간극의 절단 에지부는 바람직하게는 중심 영역에 배치되어 있다. 상기 휠은 상기 휠의 원주 라인을 포함하는 중심면으로부터 ≤ 4 내지 5 ㎛, 바람직하게는 ≤ 2 내지 3 ㎛ 또는 ≤ 1 ㎛의 측상 거리만큼 치형부 및 치형부 간극의 절단 에지부가 위치되는 방식으로 형성될 수 있다.

상기 치형부 간극의 절단 에지부 및 상기 치형부의 절단 에지부가 적어도 상기 휠의 거의 동일한 주평면, 즉 상기 휠의 회전축에 수직인 면, 바람직하게는 상기 휠의 중심을 통과하는 중심면에 배치되는 것이 특히 바람직하다.

바람직한 일실시형태에 따르면, 상기 휠의 경사진 측면이 상단면에 수렴하며, 상기 절단 치형부는 상기 상단면에 위치하며, 상기 상단면은 치형부 간극의 영역에서 절단 에지부로서 형성됨으로써, 상기 치형부의 내마모성이 특히 우수해지며 수명 또한 길어진다. 이 경우, 상기 절단 치형부는 지붕 형태를 가지며, 치형부 표면은 휠의 경사진 측면의 인접 영역으로부터 방사형으로 이격되어 있다. 상기 치형부 표면은 측면에 대해 예를 들면 ≤ 30°, ≤ 20° 또는 ≤ 5-10°의 각도로 굴곡되어 있거나 실질적으로 평행할 수 있다. 상기 치형부의 측면은 상기 휠의 측면과 일정 각도를 형성할 수 있다. 이때, 상기 치형부 측면은 휠의 중심면에 대해 적어도 실질적으로 평행하거나 휠의 중심면과 일정 각을 형성할 수 있으며, 그 정점은 휠의 측면과 중심면의 각도이다.

상기 절단 치형부의 폭은 원주 연장부보다 큰 것이 유효할 수 있다. 상기 절단 치형부는 원주 방향의 홈에 배치될 수 있다. 상기 치형부 표면은 홈이 배치된 휠의 영역에 직선으로 측상 배치될 수 있다. 이로 인해, 전체적으로 상기 절단 휠은 특히 제한된 치수 공차(dimension tolerance)로 제조될 수 있고, 그의 기하학 구조는 용도에 따라 단순하고 적절하게 변형될 수 있다.

이와 달리, 상기 치형부 간극은 휠의 적어도 일측면 또는 양측면에 오목부를 통해 형성될 수도 있다. 경우에 따라, 유리 절단 휠에 절단 치형부가 함께 휠의 경사진 측면을 통해 형성된 상단면이 위치될 수 있으며, 휠의 일측면 또는 양측면의 오목부를 통해 동시에 상기 치형부 간극이 형성될 수 있음은 물론이다.

바람직하게는, 상기 치형부 간극은 상기 휠의 경사진 측면의 포켓형 홈으로서 형성된다. 상기 홈은 휠의 중심면까지 측상 방향으로 연장되거나 휠로부터 측상으로 일정 거리만 연장된다. 특히 바람직하게는, 상기 치형부 간극 또는 포켓 형태의 홈은 경사진 측면에 대해 측방향으로 연장되어 그 말단 영역이 절단선 형성 공정시 유리판에 침투하게 된다. 상기 휠의 중심면으로부터 상기 치형부 간극 또는 홈은 ≥ 10-15 ㎛ 또는 ≥ 20-25 ㎛ 또는 바람직하게는 ≥ 30-50 ㎛만큼 측상 연장될 수 있다. 중심면의 영역 및/또는 중심면의 대향 말단 영역에서 홈의 폭, 즉 휠의 원주 방향 홈의 연장부의 폭은 ≥ 10-15 ㎛, ≥ 20-25 ㎛ 또는 ≥ 30 ㎛일 수 있으며, 그 폭은 ≤ 30-40 ㎛ 또는 ≤ 50-75 ㎛ 또는 ≤ 100 ㎛ 일 수 있다. 상기 포켓 형태의 홈은 적어도 실질적으로 평평한 바닥면을 가질 수 있다. 상기 바닥면은 경사진 측면 및/또는 인접한 치형부 표면의 한정된 영역의 표면에 대해 평행하여 상기 포켓 형태의 홈이 일정한 깊이를 실질적으로 가질 수 있다. 상기 포켓의 깊이는 일반적으로 치형부 높이에 해당한다. 상기 바닥면은 측면의 표면에 대해 바람직하게는 ≤ 20-30° 또는 ≤ 10-15° 또는 ≤ 5°의 작은 각도로 굴곡될 수도 있으며, 휠의 중심면에 대해 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 포켓 형태의 홈의 측벽은 홈의 바닥 및/또는 휠의 경사진 측면의 한정된 영역의 표면에 대해 적어도 실질적으로 수직일 수 있으며, 예를 들면 ≤ 20-30° 또는 ≤ 10-15° 또는 ≤ 3-5°의 각을 이룰 수 있다.

치형부 간극의 폐쇄 측면 각도는 적어도 치형부의 폐쇄 측면 각도와 적어도 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 이것은 적어도 치형부 간극의 영역 상에서 유리판에 휠이 예를 들면 치형부의 배면으로부터 ≤ 5-10 ㎛ 또는 15-20 ㎛의 깊이로 침입하는 것을 의미한다. 이때, 상기 치형부 간극의 폐쇄 측면 각도 뿐 아니라 치형부의 측면 각도는 휠의 측면의 경사도에 해당할 수 있다. 경우에 따라, 치형부 간극의 폐쇄 측면 각도는 ≤ ±25° 내지 30° 또는 ≤ ±25° 내지 20°, 경우에 따라 ≤±5°내지 10° 또는 치형부의 폐쇄 측면 각도보다 작거나, 예를 들면 ≤ ±2° 내지 3° 또는 ≤ ±1°일 수 있다. 이를 통해, 상기 절단 휠은 매우 양호한 절단 효과와 함께 단순한 방법으로 제조할 수 있다.

경우에 따라, 치형부 간극의 폐쇄 측면 각도의 일부 용도에 대해, 치형부의 측면 각도보다 작아 치형부 간극의 측면이 치형부 측면보다 급경사로 형성될 수 있고, 휠의 주평면과 함께 작은 각을 형성할 수 있다. 이러한 형태는 보다 비용이 많이 들지만, 유리판의 에지부 형성은 보다 개선될 수 있다.

절단 치형부 및/또는 치형부 간극의 측면을 적어도 실질적으로 평면으로 제공하여 상기 휠의 제조를 매우 단순하게 하고 그 수명을 증가시킬 수 있다. 이때, 치형부 간극의 측면은 일반적으로 볼록 형태 또는 다른 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 절단 치형부의 측면은 적어도 실질적으로 평면, 볼록 또는 오목하게 제공될 수 있다.

치형부 간극의 절단 에지부는 치형부의 절단 에지부로부터 ≥ 0.5-1 ㎛ 또는 ≥ 1.5-2 ㎛, 예를 들면 ≥ 3-4 ㎛ 또는 ≥ 5-10 ㎛ 만큼 방사형으로 후방에 배치되어 있으며, 경우에 따라 ≤ 20-30 ㎛, 바람직하게는 ≤ 15-20 ㎛, 예를 들면 ≤ 10-12 ㎛ 또는 ≤ 8 ㎛로 배치될 수 있다. 치형부의 절단 에지부로부터 치형부 간극의 절단 에지부의 방사형 거리는 측정법에 따라 유리 절단 휠에 대해 힘을 가하여 절단선 형성 공정시 치형부 간극의 절단 에지부가 유리판의 표면에 침투시키는 방식으로 측정될 수 있다. 이때, 적용되는 접촉 압력은 ≤ 10 N, 특히 ≤ 5-7 N 또는 ≤ 3-4 N, 경우에 따라 ≤ 1-2 N일 수 있다. 이 경우, 필요한 접촉 압력은 절단선이 형성되는 유리판의 재료에 따라 다를 수 있다. 바람직하게는, 일정 깊이의 절단선이 유리판 두께에 대해 완전히 연장 형성시킬 수 있는 접촉 압력이 선택된다. 경우에 따라, 치형부 간극의 절단 에지부가 절단 치형부의 높이 또는 휠의 방사형 원주 라인의 높이에 대해 대략적으로 또는 정확하게 종료됨으로써 방사형 연장부를 동일하게 형성시킬 수 있다. 이는 치형부 간극의 원주 연장부의 일부에 대해 적용되거나 전체 원주 연장부에 대해 동일하다. 이렇게 함으로써 상기 치형부가 한정되어 적어도 외주면 및/또는 휠의 외주면의 약 5-10 ㎛의 방사형 거리로 치형부 간극보다 더 큰 폭을 갖게 된다.

상기 절단 치형부는 원주 방향으로 ≥ 2-5 ㎛의 종방향 연장부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 절단 치형부는 10-150 ㎛ 또는 10-100 ㎛, 특히 바람직하게는 10-50 또는 내지 75 ㎛, 특히 휠의 원주 방향으로 약 10-30 ㎛의 종방향 연장부를 포함한다. 상기 치형부의 원주 방향의 종방향 연장부는 ≤ 250-300 ㎛, 바람직하게는 ≤ 175-200 ㎛일 수 있다.

상기 치형부 간극의 휠 원주 방향으로의 종방향 연장부는 ≥ 2-5 ㎛, 바람직하게는 5-150 ㎛ 또는 10-100 ㎛, 특히 바람직하게는 약 10-75 ㎛ 또는 20-50 ㎛일 수 있다. 바람직하게는, 상기 치형부 간극의 종방향 연장부는 ≤ 250-300 ㎛, 특히 ≤ 175-200 ㎛일 수 있다.

휠 원주를 따라 일부 또는 전체 치형부의 종방향 연장부는 상기 원주 방향으로 치형부 간극의 종방향 연장부와 작거나/동일한 것이 바람직하다. 일반적으로, 상기 간극의 길이 대 치형부 또는 치형부 배면의 길이의 비율은 5 내지 0.5 또는 4 내지 0.75 또는 3 내지 0.75의 범위일 수 있으며, 특히 바람직하게는 2 내지 1 또는 1.75 내지 1 또는 1.5 내지 1의 범위일 수 있다. 상기 치형부 간극의 바닥부로부터 치형부 높이 대 치형부 배면의 종방향 연장부의 비율은 0.5:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:1 내지 1:5, 특히 바람직하게는 약 1:2 내지 1:4의 범위일 수 있다.

상기 절단 휠은 절단 치형부의 일형태 및 치형부 간극의 일형태를 포함할 수 있음은 당연하다. 상기 절단 휠은 경우에 따라 다양한 형태의 절단 치형부 및/또는 다양한 형태의 치형부 간극을 포함할 수 있으며, 연달아 규칙적으로 이어지는 다수 개의 치형부를 포함하는 동등 주기(identity period)를 형성할 수 있다. 상기 다양한 형태의 치형부 및/또는 치형부 간극은 원주 연장부에서 각각 다양한 높이, 폭 및/또는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 다양한 형태가 잇달아 형성될 수 있으며, 첫번째 치형부 형태는 대부분 일정 깊이의 절단선을 형성하고, 바로 후속의 치형부 형태는 유리판 표면을 관통 절단하여 전체적으로 적정한 파단 에지부를 얻을 수 있도록 구성될 수 있다. 유리판 위에서 치형부 휠이 미끄러지는 것을 방지하기 위해 추가적으로 또는 선택적으로 제1 및 경우에 따라 제2 치형부 형태(또는 후속 제2 치형부 형태) 사이에 또 다른 치형부가 제공될 수 있다. 상기 치형부 간극은 각각의 다양한 치형부 사이에 다양하게 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 치형부 간극은 동일한 방법으로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 절단 치형부는 절단 방향으로 중심면에 대한 전방 및/또는 후방 정면에 웨지(wedge)-형으로 형성된 정면 또는 정면 영역을 포함함으로써 치형부의 정면은 주평면, 특히 중심면으로부터 측상 거리로 증가하거나, 정면으로부터 후방으로 들 어가는 형태일 수 있다.

특히, 상기 절단 치형부는 절단 방향으로 전방 및/또는 후방의 정면(즉, 절단 방향 또는 소정의 반대 방향으로)에 절단 에지부를 포함하며, 상기 절단 에지부는 각각의 치형부 정면 높이의 적어도 일부 또는 전체 높이로 연장되어 있다. 이러한 절단 에지부는 휠의 중심면에 위치할 수 있으며, 일반적으로 휠의 정면 및/또는 측면의 치형부 측면을 측상 이격 배치하고, 휠의 중심면으로 이동된다. 상기 절단 에지부는 그 높이가 증가하는 치형부 간극의 이동 영역에서 치형부 배면으로 변화한다. 상기 절단 에지부는 휠의 중심부 방향으로 휠의 원주 라인에 대해 실질적으로 수직으로 돌출되어 있다. 상기 정면의 절단 에지부는 바람직하게는 치형부 배면의 절단 에지부까지 연장되어 있다. 상기 절단 에지부는 휠 원주 방향에 웨지형으로 형성된 치형부의 정면에 형성될 수 있다. 상기 휠의 방사형 원주 라인은 원호 형태일 수 있다.

상기 절단 치형부는 평면도 상에서 실질적으로 다각형 형태, 예를 들면 사각형(특히, 정사각형, 직사각형 또는 적어도 실질적으로 마름모 형태), 육각형 또는 삼각형의 형태를 가질 수 있으며, 이러한 다각형은 바람직하게는 규칙적으로 형성되고/또는 중심면에 대해 대칭적으로 배치된다. 상기 치형부가 다각형 형태인 경우, 일반적으로 그 평면도에서 각각 적어도 하나의 꼭지점이 중심면에 배치된다. 각각, 다각형의 모서리는 중심면에 대해 가로 방향 또는 수직할 수 있다. 상기 꼭지점으로부터 -상술한 바와 같이- 절단 에지부가 시작하여 휠의 중심부로 연장되거나 치형부 간극의 이동 영역으로 연결될 수 있다. 적어도 하나 이상의 치형부 꼭지 점이 각각 절단 방향으로 또는 그 역방향으로 전방에 위치될 수 있다. 상기 다각형은 경우에 따라 인접한 치형부 간극의 바닥부로부터 치형부 높이의 ≥ 1/2, ≥ 3/4 또는 ≥ 1 배의 넓이를 갖는다. 상기 치형부 폭은 특히 상단면에 위치된 치형부를 포함해서 치형부 표면을 인접한 치형부 간극의 바닥부의 하부까지 연장함으로써 측정할 수 있다.

상기 치형부 표면 및/또는 치형부 측면은 경우에 따라 거친 치형부 및/또는 미세 치형부를 포함하며, 이들은 절단선 형성 공정시 유리판 표면에서 휠의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 상기 거친 치형부는 예를 들면 적절한 연마제를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 거친 치형부 또는 미세 치형부의 구조 높이는 치형부 높이보다 작을 수 있으며, 예를 들면 ≤ 1/4, ≤ 1/8 또는 ≤ 1/16일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 표면 조도 Rz는 ≤ 4.5-5 ㎛ 또는 ≤ 3.5-4 ㎛ 또는 ≤ 2.5-3 ㎛일 수 있으며, 예를 들면 0.5 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.75 내지 2 ㎛의 범위 내일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 조도 Ra는 ≤ 0.4-0.5 ㎛, 예를 들면 0.05-0.5 ㎛ 또는 0.1-0.4 ㎛, 바람직하게는 0.1-0.3 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 미세 치형부는 규칙 또는 불규칙적일 수 있으며, 치형 리브 형태일 수 있고, 상기 리브 형태는 절단 에지부로 수렴하거나 적어도 절단 에지부로 방향성을 가지고 진행할 수 있으며, 분리된 형태 또는 실질적으로 점 형태의 집합체 또는 그와 유사한 형태로 제공될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 치형부 간극도 거친 치형부 및/또는 미세 치형부를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 상술한 바와 같으며, 바람직하게는 치형부 간극의 절단 에지부로부터 약간 이격되거나, 절단 에지부까지 연장될 수 있어 절단 휠의 통상적인 용도에서 상기 미세 치형부는 절단선이 새겨진 유리판에 작용하게 된다.

상기 휠의 원주와 관련하여, 상기 치형부 간극의 바닥면으로부터 인접한 치형부 배면까지 이동 영역에서 높이가 상승하고, 상기 이동 영역은 그 종방향 연장부 상에서 바람직하게는 일부 또는 전체적으로 절단 영역으로서 형성된다. 유리판 표면에 절단선을 형성시키는 공정은 치형부 간극 영역에서 특히 효과적으로 수행되어 측상 분할이 방지되며, 특히 높은 에지부 품질을 갖는 파단면이 얻어진다. 상기 이동 영역에서 절단 영역은 바닥부 영역 내 치형부 및/또는 치형부 간극의 절단 영역과 같이 적어도 동일한 측면 각도를 가진다. 이로 인해, 경우에 따라서는 상기 휠의 전체 원주가 절단 영역, 즉 치형부의 역절단부 사이의 전체 영역으로서 형성될 수 있다. 상기 치형부 간극(또는 그의 바닥부) 사이의 이동 영역은 휠 원주를 따라 적어도 실질적으로 선형, 오목 또는 볼록하게 형성될 수 있다. 경우에 따라, 상기 인접한 치형부의 치형부 간극 및/또는 그의 이동 영역에 치형 형태로 작용하는 집합체가 제공될 수 있으며, 상기 집합체는 인접한 치형부 배면로부터 방사형 방향으로 후방에 위치한다.

상기 치형부 간극에서 절단 에지부의 배치는 절단 에지부가 절단선이 형성된 재료로 침투될 때 유리한 것으로 밝혀졌다. 상기 절단 에지부는 재료 표면에 제공된 입자, 즉 절단선의 분할에 의해 존재하는 입자를 이동시킴으로써, 재료 표면 위의 치형부 간극에서는 상기 표면을 손상시킬 수 있는 입자의 압축이 발생하지 않는다. 이러한 경우, 상기 절단 에지부는 예리한 각을 가져서는 안 된다.

본 발명에 따라 제조된 휠은 종래의 휠에 비해 일정 형태의 절단 라인을 얻고자 할 때 유리한 것으로 판명되었다. 형태 절단시, 절단선 또는 절단선 형성 라인은 선형이 아니고 예를 들면 곡선형이다. 본 발명에 따라 제조된 휠은 한정된 곡률반경에서 원하는 형태를 매우 쉽고 정확하게 얻을 수 있다. 더욱이, 상기 휠은 폐쇄 형태(즉, 원호와 같은 폐쇄형 라인 형태) 절단시 사용하기에 유리할 수 있으데, 이러한 형태가 제한된 재료로부터 보다 용이하고 정확하게 분리될 수 있기 때문이다.

일반적으로, 상기 휠은 그의 주 평면 또는 중심면에 배치되고 적어도 일부에 절단 에지부를 형성하는 방사형 원주 라인을 포함할 수 있으며, 상기 주 평면의 양측에 주 평면으로 수렴하는 휠의 측면이 배치된다. 상기 원주 라인은 원호 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 유리 절단 휠은 다결정성 다이아몬드(PKD) 또는 바람직하게는 코팅부를 가진 고경도 금속 재료로 구성될 수 있으며, 상기 코팅부는 내마모 특성을 가질 수 있다. 이러한 코팅부는 특히 나노-구조의 경성 재료 코팅일 수 있으며, 절단부의 절단 측면은 마이크로미터 단위로부터 홈 넓이까지 연마될 수 있다. 이러한 유형의 코팅이 WO 2004/101455에 기재되어 있으며, 그 내용이 본 명세서에 완전히 포함되어 있다.

상기 휠은 일반적으로 1 내지 20 mm, 바람직하게는 2 내지 10 mm 또는 2 내지 6 mm 범위의 외경을 갖는다. 상기 휠의 폭은 0.3 내지 5 mm, 바람직하게는 0.6 내지 4 mm 또는 1 내지 2 mm의 범위 내일 수 있다.

상기 휠의 원주 측면의 주평면에 대한 굴곡도는 특히 휠 중심을 통해 측면으로 통과하는 중심면에 대한 굴곡도는 ≤ ±60-75°, ≤ ±50-45° 또는 ≤ ±30일 수 있으므로, 상기 측면은 ≥ 30-60°의 각을 갖는다. 절단에 적합한 치형부가 휠 본체로부터 가공될 수 있다면, 상기 휠의 침투 깊이에 따라 측상 원주면은 적어도 거의 0°를 가질 수 있음은 당연하다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 절단 휠을 갖는 청구범위 제15항에 따른 절단기 및 상기 절단기를 이용하여 유리 절단 휠 및 유리 재료의 분리에 의한 유리 재료의 절단선 형성을 통해 절단선을 따라 개별적인 작은 유리 재료에서 유리 재료를 제조하기 위한 방법을 포함한다. 상기 절단기의 접촉 압력은 절단선 형성 공정시 절단 휠의 전진 운동에 의해 치형부 간극의 절단 에지부가 유리판에 침투하도록 하는 방식으로 조절할 수 있다. 이를 통해, 상기 유리판 분리의 특히 높은 에지부 품질을 달성할 수 있다. 특히 까다로운 요건을 요하는 평면 스크린 등과 같은 디스플레이 전자 장치의 제조를 위해 적합하다. EP 77319314 B1의 유리 절단 휠은 일정 깊이의 절단선의 형성과 관련하여 양호한 결과를 나타내지만, 그의 에지부 품질은 최근의 디스플레이의 전체적인 용도로는 적합하지 않다. 이에 반해, 본 발명에 따른 절단 휠을 사용하는 절단기는 높은 생산 속도 및 매우 얇은 유리 재료 또는 유리판, 높은 에지부 품질을 분할없이 달성할 수 있고, 돌출부 형성을 실질적으로 방지할 수 있다. 또한, 접촉 압력은 형성된 유리 재료에서 치형부 간극의 절단 에지부가 유리 재료와 적어도 실질적으로 방해받지 않고 절단선을 형성하여 치형부 간극의 영역에서 치형부 배면의 압착의 연장선을 통해 절단선이 얻어지도록 하는 방식으로 조절될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 절단 휠에 의해 유리 두께의 상부 영역에서 접촉 압력을 조절하여 유리 박판에 절단선을 새겨 실질적으로 유리 디스크의 전체 두께에 걸쳐 일정 깊이의 연장된 절단선을 얻는다.

본 발명에 따른 절단 휠은 일반적으로 유리관, 중공 유리 재료 또는 기타 만곡형 스크린 또는 디스플레이와 같이 만곡된 표면을 가진 유리 재료에 절단선을 형성하기 위해 사용될 수 있음은 물론이다. 본 발명은 본 발명에 따른 절단 휠 및 절단선, 특히 재료 두께를 통해 관통하는 절단선의 형성 후 유리 재료를 분리하기 위한 방법을 이용하여 상기 제품의 절단선 형성을 위한 방법을 포함한다. 이때 상기 절단선은 특히 유리 재료의 만곡 영역에 형성될 수 있다. 상기 유리 재료는 일반적으로 경도가 크고, 표면 개질되고/또는 에칭된 유리로 구성된 것일 수 있다.

일반적으로, 상기 유리 재료는 표면 코팅되거나 표면에 호일이 제공된 유리로 구성될 수 있다. 상기 호일은 보호 호일 또는 기능성 호일일 수 있다. 상기 호일은 접착을 위해 유리 표면에 물리적 및/또는 화학적 방법으로 마련될 수 있다. 상기 코팅은 금속 증착층, 수지 코팅, 광학적 코팅일 수 있으며, 예를 들면 반사 방지 코팅, 발수 코팅 또는 기타 기능성 또는 보호 코팅일 수 있다. 절단선 형성 공정은 변수에 따라 치형부 및 치형부 간극의 절단 에지부가 유리 재료에 절단선을 형성하지 않고 상기 코팅에 부분적으로 또는 거의 전체적으로 침투하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부는 적어도 실질적으로 절단선이 형성되도록 상기 호일에 또한 상기 유리 재료에 침투하지 않을 수 있다. 이와 달 리, 유리 재료를 전적으로 침투할 수 있는 치형부 및 치형부 간극에 의해 유리 재료 위에 일정 깊이의 절단선을 얻을 수도 있다. 상기 치형부 간극에서 절단 에지부를 통해 호일 또는 코팅에 선명하고 좁은 관통 분리선을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명을 예시적으로 기재하고 첨부 도면을 참조로 하여 설명한다.

도 1은 유리판 위에 소정의 절단선을 형성하기 위해 본 발명에 따른 유리 절단 휠(1)이 도시되어 있으며, 상기 휠의 회전축에 수직으로 형성되어 상기 휠의 외주면을 한정하는 방사형 원주 라인(2), 상기 휠의 중심을 통과하는 상기 휠의 중심면(3)이 형성되어 있다. 상기 휠의 중심에는 축이 도입되는 오목부(4)가 제공되어 있다. 상기 휠은 약 3 mm의 외경 및 약 0.6 mm의 폭을 갖는다. 경사진 측면(6)은 중심면(3)으로 수렴되며, 중심면(3)에서 절단된다. 원주 라인(2)은 그 위에 위치한 절단 에지부(5)를 가지며 원주 방향으로 치형부 간극(8)을 통해 서로 이격 배치되어 있는 다수의 절단 치형부(7)를 포함한다. 상기 휠은 바람직하게는 내마모성 코팅을 가진 고경도 금속 재료 또는 다결정성 다이아몬드로 구성될 수 있다. 치형부 표면(7a) 및 경우에 따라 상기 휠의 측면(6)은 예를 들면 연마 공정에 의해 거칠게 형성될 수 있으며, 이러한 연마 공정에 의해 상기 절단 치형부의 방사형 높이는 임의의 불균일한 표면 조도를 갖는다. 표면 조도 Rz (DIN/ISO에 의거)는 약 1.5 ㎛일 수 있으며, 이는 조도 약 0.15 ㎛에 해당하는 수치이다. 경우에 따라, 상기 치형부 표면 및/또는 측면도 연마될 수 있다.

본 발명에 따르면, 치형부 간극(8)에는 적어도 일부 또는 전체에 절단 에지부(9)가 제공되어 있어 상기 치형부 간극의 영역이 절단선 형성 공정시 유리판(100)에 침투하여 절단한다. 도 1g에 도시된 바와 같이. 상기 치형부 간극의 절단 에지부는 상기 휠의 경사진 측면 및/또는 상기 절단 치형부의 측면에 의해 포위된 영역으로부터 내부로 측상 이격되어 있으며, 바람직하게는 상기 휠의 중심면의 영역에 배치된다. 이로 인해 매우 큰 깊이의 절단선이 형성됨과 동시에 파단 에지부는 고품질을 갖지며, 실질적으로 측상 분할이 일어나지 않는다. 디스플레이와 같은 유리 박판에서 돌출부가 실질적으로 감소될 수 있다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부(9) 및 상기 치형부의 절단 에지부(5)는 상기 휠의 동일한 주평면에, 보다 정확하게는 중심면(3)에 위치함으로써, 매우 깊이 관통하면서 특히 좁은 직선형의 절단선을 얻을 수 있다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부(9)는 일반적으로 치형부 측면(7b)으로부터 측상 이격되고, 중심면(3)을 향해 내부로 이동된다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부(9)를 통해, 절단선이 형성된 유리가 상기 치형부 간극의 영역에서 절단선이 형성되고, 상기 휠로부터 측상으로 이동됨으로써 일정 깊이의 절단선 형성이 진행된다.

이때, 양측 경사진 측면(6)에 의하여 한정된 상기 치형부 간극의 둘러싼 측면 각도(W2)는 치형부 배면(7c)의 높이에서 적어도 대략 또는 정확히 동일하게 상기 치형부의 측면 각도(W1)이다. 절단 에지부를 형성하는, 상기 치형부 및 치형부 간극의 측면(7b, 9b)은 적어도 실질적으로 평면으로 제공된다. 경우에 따라, 상기 치형부 및 치형부 간극의 측면 각도(W1, W2)는 서로 상이할 수 있으며, 예를 들면 상기 치형부 간극의 측면(9b)는 상기 치형부 측면보다 작은 각도를 가질 수 있다.

일실시형태에 따르면, 상기 절단 치형부는 원주 방향으로 약 20 ㎛의 종방향 연장부를 포함하며, 상기 치형부 간극(8)은 약 30 ㎛의 종방향 연장부를 포함한다. 상기 치형부 간극의 종방향 연장부는 상기 치형부 또는 치형부 배면보다 크며, 그 비율은 약 1.5이다. 상기 치형부 간극의 바닥부로부터 치형부 높이 대 상기 치형부의 절단 에지부의 종방향 연장부의 비율은 약 1:3이다. 상기 치형부 및 치형부 간극은 상기 휠의 주평면(3)에 대해 대칭 배치되어 있다.

일실시형태에 따르면, 상기 휠의 본체와 일체로 결합된 절단 치형부는 상기 휠의 경사진 측면(6) 위에 "접촉" 되어 있고, 중심면(3)에 대해 수렴하는 상기 휠의 측면(6)으로부터 방사형으로 외부 돌출되어 있다. 절단 치형부(7)는 상기 휠의 중심면(3)에 위치해 있는 치형부 배면의 절단 에지부(5)로부터 측상으로 정확히 말해서 약 90°로 돌출해 있는 정면 절단 에지부(12)를 포함한다. 또한, 상기 치형부는 측상으로 한정되고 휠의 경사진 측면(6)으로부터 방사형으로 이격되며 휠의 중심면(3)에 평행한 절단 에지부(13)를 포함함으로써 치형부가 블록 형태로 형성된다. 상기 절단 치형부는 실질적으로 직사각형의 표면을 갖는다. 일실시형태에 따르면, 치형부 측면(7b)은 적어도 거의 치형부 간극의 바닥부까지 연장될 수 있으며, 각각 절단 에지부로서 형성될 수 있다.

도 1f에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 절단 치형부는 휠 원주에 가공된 홈(18)에 상기 절단 치형부가 배치되어 있다. 치형부 측면(7b)은 홈(18)에 의해 한정되어 있는 경사진 측면(6a)과 같이 주면(3)에 동일한 각도를 갖는다. 치형부 측면(7d)이 상기 홈의 바닥면까지 연장되어 있다.

도 1g에 도시된 바와 같이, 유리판 형태의 유리 재료(100)의 표면(101) 내로 상기 치형부 및 치형부 간극이 위치하고 침투된다. 상기 치형부 간극의 절단 에지부의 침투 깊이(T1)는 상기 치형부의 침투 깊이(T2)의 ≥ 5 내지 10% 또는 ≥ 15 내지 20%이고, 바람직하게는 ≤50 내지 75%일 수 있다. 상기 치형부 간극의 바닥부 위에 외부로 연장되는 치형부의 높이는 도 1f에 의하면 상술한 치형부와 유리 재료 표면(101)과의 제1접촉부에서 절단 방향으로 직접 후속 치형부 간극과 그 바닥부 또는 그 전체 길이, 그러나 유리 재료 표면(101)과는 접촉하지 않는 방식으로 측정될 수 있다. 상기 절단 휠은 유리 재료 표면(101)의 침투 영역의 전방 말단, 상기 치형부 배면 또는 제1치형부의 절단 에지부, 특히 제1 양측 치형부, 상기 유리 재료 표면을 지지함으로써, 먼저 상기 치형부 간극의 절단 에지부가 제2의 치형부를 따라 침투하거나 또는 후방 위치하는 다른 치형부가 상기 유리 재료 표면에 최초로 작용하게 된다. 이로 인해, 절단선 형성 공정은 목표로 하는 에지부 품질 및 일정 깊이의 절단선 형성 효과와 관련하여 특히 적절하게 수행될 수 있다. 이때, 상기 치형부 간극의 바닥부 위로 연장되는 절단 치형부의 높이는 절단 휠의 직경에 맞게 조정된다. 호일이나 코팅부(105)가 유리판 또는 일반적으로 유리 재료에 표면 도포되는 경우, 소정에 용도에 따라 상기 절단 휠은 치형부 및 치형부 간극의 절단 에지부는 상기 호일 또는 코팅부는 절단되도록 위치되어 유리 재료에 침투하지 않고 정확하고 직선형의 절단선을 얻을 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 절단 휠의 변형 형태로서, 상술한 바와 관련하여 후속 도면에서 동일한 참조 번호를 가진 동일한 구성 요소가 제공되어 있다. 절단 치형부(7)는 절단 방향으로 전방 영역(21)이 중심면(3)으로부터 측면 방향으로는 거리가 증가하고 후방으로는 오목해지는 형태로 제공되어 있다. 절단 방향으로 상기 절단 치형부의 최전방 영역은 정면의 절단 에지부(22)로서 형성되어 중심면(3)에 위치되어 있다. 치형부 배면(7c)을 통해 상기 치형부의 정면 절단 에지부(22) 및 치형부 간극(8)의 절단 에지부(9)는 관통하는, 바람직하게는 평면으로 위치해 있는 절단 에지부를 형성한다. 절단 에지부(26)를 가진 치형부의 절단 방향으로 후방 위치해 있는 정면(24)과 관련하여, 평면도에는 상기 치형부가 마름모꼴로 도시되어 있고, 상기 중심면에는 절단 치형부 꼭지점이 위치하게 된다. 상기 정면의 절단 에지부는 도시되어 있는 절단 치형부의 기하학 구조에 따라 제공될 수 있으며, 이를 통해 매우 양호한 절단선 형상이 얻어질 수 있다. 주평면(3)의 양측에 대각 방향으로 설치되어 있는 상기 치형부의 정면 영역(27a, b)은 ≤ 170-175° 및 ≥ 45-60°, 바람직하게는 90-160°, 예를 들면 110-150°, 특히 약 135°의 각도를 가질 수 있다(도 2e 참조). 이는 절단 방향으로 전방 및/또는 후방의 정면에도 적용될 수 있다.

도 2g는 상기 절단 휠의 유리판(100)의 침투 영역을 도시하고 있다. 정면 절단 에지부(22) 및 상기 치형부 간극의 절단 에지부(9)는 절단선 형성 공정시 유리판(100)에 침투된다. 치형부 측면(7b)은 상기 유리판에 부분적으로 침투되어 상기 치형부 측면 또는 측상의 치형부 에지부(28) 및 홈(18)의 바닥면은 상기 유리판 표면의 상부에 머무르게 된다. 또한, 절단 방향으로 상기 유리판에 제1치형부가 침투하기 시작할 때, 치형부 간극의 절단 에지부(9)는 유리판에 그 다음 다음의 후속 치형부를 따라 침투함을 알 수 있다.

도 3은 또 다른 실시형태로서, 도 1에서와 같이 동일한 참조 번호를 가진 동일한 구성 요소가 제공되어 있다. 상기 휠의 경사진 측면(6)의 양측에 치형부 간극(8)을 형성하는 포켓 형태의 오목부(31)를 통해 치형부(7)가 형성되어 있다. 이를 통해, 상기 절단 치형부는 상기 휠의 경사진 측면(6)을 구성하므로, 치형부 측면(7b)은 상기 측면의 연장부가 된다. 따라서, 방사형으로 외부에 위치해 있는 측면(6)과 같이 상기 치형부 측면은 상기 주평면에 대해 동일한 경사를 가진다. 상기 치형부의 측면 각도(W1)는 적어도 대략 또는 정확히 상기 치형부 간극의 측면 각도(W2)에 상응한다. 중심면(3)의 양측에 배치되어 있는 오목부는 각각 절단 에지부(9) 또는 치형부 간극(8)의 바닥면에 수렴한다. 상기 오목부의 바닥면(32)은 적어도 실질적으로 평면일 수 있다. 상기 오목부의 바닥면(32)은 상기 휠의 중앙 또는 중심면(3)으로 상승할 수 있으며, 적어도 실질적으로 측면(6)에 평행하다. 상기 오목부의 깊이는 중심면(3)에 대해 평행한 연장부에 대해 적어도 실질적으로 일정할 수 있다. 절단 에지부(9)는 오목부(31)의 말단 영역(31a)을 통해 한정되는 상기 치형부의 측상 말단 영역으로부터 측상 이격되고, 중심면(3)에 배치되어 있다.

측벽(33)은 바람직하게는 적어도 실질적으로 평면이다. 측벽(33)은 적어도 상기 휠의 경사진 측면(6)에 대해 적어도 실질적으로 수직이고/또는 상기 휠의 중심면에 대해서는 적어도 실질적으로 평행하다. 상기 오목부의 단면 및/또는 깊이는 예를 들면 길이의 ≥ 25-50%로 상기 휠의 측방향의 연장부에 대해 또는 상기 오목부의 전체 연장부에 대해 적어도 실질적으로 일정할 수 있다. 상기 오목부는 중심면으로부터 측면 방향으로 ≥ 10-20 ㎛, ≥ 25-50 ㎛ 또는 ≥ 100 ㎛의 연장부를 갖는다.

도 3c에서 예를 들면 오목부에 대해 도시된 바와 같이, 상기 오목부의 깊이 및/또는 단면은 상기 휠의 원주 방향으로 다양할 수 있으므로, 바닥면(32)은 측면의 표면(6a)에 외부로 상승하며 상기 치형부 간극의 이동 영역(35)에 측상 배치될 수 있는 영역(32a)을 포함한다. 이동 영역(35)은 상기 치형부 간극의 바닥부(9c)로부터 치형부 배면(7c)으로 그 높이가 상승할 수 있으며, 상기 이동 영역 및 상기 치형부 간극의 바닥부는 각각 관통 절단 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 이동 영역은 선형 또는 비선형으로 상승할 수 있다. 이러한 형태는 상기 휠의 전체 치형부 간극에서 제공되며, 다른 실시형태에서도 제공될 수 있다.

도 3f에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 치형부 및/또는 상기 치형부 간극은 추가적으로 미세 구조물(36)을 포함할 수 있으며, 예를 들면 추가적인 리브 형태, 그 방사형 높이 및/또는 원주 폭이 대략 연마홈보다 크다. 상기 휠의 다른 실시형태에 동일한 미세 구조물이 제공될 수 있음은 물론이다.

도 3g는 유리판에 도 3에 따른 휠이 침투하는 영역을 보여주고 있다.

도 4는 연마 공정에 의해 경사진 측면이 약 1.5 ㎛의 매우 거친 조도(Rz)를 갖게 되는 종래의 절단 휠(도 4a) 및 상기 휠의 경사진 측면(6)에 의해 형성된 리브에 오목부가 형성되어 있는 EP 773 194의 절단 휠의 절단선 형상을 비교하는 도면이다. 상기 오목부는 예를 들면 회전축이 유리 절단 휠의 회전 축에 수직인 연마 휠이나 전기 방전에 의해 형성될 수 있다. 도 4c는 본 발명의 절단 휠에 의한 절단선 형상을 도시하고 있다. 본 발명의 절단 휠에 의해 균일하고 좁게 관통하는 절단선이 얻어지며, 상기 절단선에 의해 분리된 유리판 부분의 파단 형상이 개선되고 에지 품질 또한 개선된다. 상기 절단 휠의 치수는 다른 절단 휠의 치수와 일치한다. 접촉 압력은 절단선 형성 공정을 통해 상기 유리판이 최대한 단순하게 분할될 수 있도록 적절히 선택된다.

도 5는 절단선이 형성될 유리 재료(100)를 탑재하기 위한 테이블(51), 절단선이 형성될 만곡 영역(106) 및 절단 휠(53)을 수용하기 위한 절단 헤드(52)를 포함하는 절단기(50)의 개략도이다. 절단 헤드(52)는 유리판으로부터 이격된 상태의 정치 위치(54) 및 유리판 위에 위치되어 절단 휠의 소정의 접촉 압력을 전달할 수 있는 작동 위치(55)에 있게 된다. 또한, 유리판에 제공되는 절단 휠의 접촉 압력을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 상기 절단기는 안내부(57)를 포함하여 절단 헤드(52)와 유리판에 절단선을 형성하기 위한 절단 휠(53)을 소정의 라인을 따라 유도할 수 있다. 상기 절단 휠은 그의 외주면에 원주 방향으로 서로 이격 배치되고 임의의 불균일한 표면 조도를 가지며 휠의 측면에 가공되는 오목부에 의해 서로 분리되는 절단 치형부를 포함한다. 그 결과, 치형부 간극이 형성된다. 상기 절단 휠은 본 발명의 일실시형태에 따른 휠일 수 있다. 유리판(100)에 대한 휠(53)의 접촉 압력은 절단선 형성 공정시 절단 휠의 전진 운동에 의해 치형부 간극의 바닥부가 유리판에 침투하도록 하는 방식으로 조절된다. 본 발명에 따른 휠에 의하면, 충분히 높은 접촉 압력이 ≥ 1.5mm의 두께를 갖는 유리판에 적용되어 전체 두께에 걸쳐 연장되는 일정 깊이의 절단선 및 그 결과 우수한 소정의 에지부가 형성된다.

도 6은 본 발명에 따른 방법의 실시 및 도 2 및 도 3에 따른 휠의 제조를 위한 장치를 도시하고 있다. 축(D) 둘레로 회전가능하게 설치되어 있는 절단 휠(1)이 회전하는 모터(50)에 의해 이동한다. 절단 에지부의 영역에서 상기 휠 외주면의 구조화를 위해, 짧은 펄스 레이저(60), 특히 피코-초 레이저를 사용한다. 레이저 빔은 방향 전환 거울로서 형성될 수 있는 방향 전환기(65) 및 방사형 원주 라인(2)의 영역 내 상기 휠의 외주면상에 초점 광학 렌즈(70)를 거친다. 이때, 상기 레이저 빔은 상기 휠의 경사진 측면(6)에서 조절되어 치형 구조를 형성하면서 휠 본체의 재료를 침식한다. 상기 모터에 의해 상기 절단 휠이 회전하는 동안 레이저 빔 초점이 상기 휠의 회전축(D)에 평행하게 이동될 수 있어 치형부 구조의 형성을 위해 상기 휠의 외주면에 홈이 형성된다. 레이저 빔의 방향 전환기(65) 및/또는 초점 광학 렌즈(70)를 위해 이동 장치(53)가 예를 들면 이동 축의 형태로 제공되어 있다. 모터(50) 및/또는 휠의 회전 조절을 위해 구비되어 있는 회전 변환기(51) 및 이동 장치(53)가 제어부(52)에 의해 제어되어 절단 표면의 영역, 즉 절단 에지부를 포함하는 영역을 구조화하기 위해 레이저 빔에 대해 상기 휠의 방사형 원주 라인을 정렬시킨다.

상기 휠의 중심면(3) 또는 방사형 원주 라인(2)에 대한 레이저 빔의 측상 위치는 레이저 빔이 측상으로 위치되도록 상기 방향 전환기의 이동축(53) 상에서 작동하는 위치 변환기를 제어한다(화살표 표시). 이러한 위치화는 상기 휠의 원주 위치화, 예를 들면 회전축 주위를 상기 휠의 회전 위치에 따라 레이저 빔의 조사 장치를 중심으로 위에 위치시키거나 교차시켜 상기 휠의 구조화된 원주 표면 전체에 레이저 빔을 출사할 수 있다. 레이저 빔의 측상 위치를 감지하는 위치 변환기(54) 및 모터(50)에 마련되어 상기 휠의 회전 위치를 감지하는 회전 변환기(51)의 위치 신호는 레이저(60)의 펄스 결과를 제어하는 레이저 제어부(8)에 전송되어, 치형부 간극(8) 및 기타 휠 원주면을 구조화한다. 물론, 상기 휠의 원주면은 다른 방법을 이용하여 레이저 빔에 대해 상대 이동할 수 있도록 하여 레이저 빔으로부터 재료를 침식할 수 있게 주사될 수도 있다.

상기 휠에 대한 레이저 빔의 위치에 따라, 짧은 펄스 레이저의 펄스화 또는 펄스 결과가 변조될 수 있다. 이로 인해, 부식 깊이가 ≤ 1/10 ㎛ 또는 10분의 수 ㎛ 범위로 매우 정확하게 제어됨으로써 휠 본체로부터 기하학적으로 매우 정확하게 정의된 치형부 측면이 가공될 수 있다. 이때, 레이저 빔은 휠 원주의 침식 위치 상에 초점 장치를 통해 초점이 맞춰진다. 이러한 레이저 빔은 ≤ 30-50 ㎛ 또는 ≤ 25-20 ㎛, 바람직하게는 ≤ 15-20 ㎛ 또는 ≤ 12-15 ㎛, 특히 바람직하게는 ≤ 8-10 ㎛, 예를 들면 2-20 ㎛ 또는 5-12 ㎛ 범위의 초점 직경을 가질 수 있다.

레이저 제어부(80)에 의한 레이저의 출력 제어는 위치 변환기(54) 및 회전 변환기(51)의 위치 신호에 따라 펄스 결과를 측정하는 룩-업-테이블을 사용하여 수행되어 원하는 구조화를 위해 원하는 레이저 출력을 휠 원주면 상에 조사하고, 휠 본체의 재료를 원하는 원주의 위치에 증착시킨다. 레이저 빔이 주사된 위치에 구조화가 원하지 않는 부위, 예를 들면 치형부 배면에는 레이저가 비활성화 상태, 즉 어떠한 펄스도 출사하지 않음은 물론이다. 레이저 빔은 상기 휠의 외주면 또는 경사진 측면 상의 방사형 원주 라인의 측상으로 매우 정확하게 진행하여 적절한 펄스 결과를 통해 원하는 치형 구조 형성을 위해 필수적인 재료 침식을 수행할 수 있다. 일반적으로, 상기 상기 휠의 주평면(3)에서 상기 치형부 간극의 바닥부로서 회전축에 방사형으로 근접하여 배치되어 있는, 예를 들면 상기 원주면의 이격된 영역의 주평면으로부터 측상으로 배치되어 있는 휠의 원주면 영역이 구조화될 수 있어 단순한 방법으로 예를 들면 상기 치형부 간극이 구조화되거나 상기 치형부 간극에서 절단 에지부가 형성될 수 있다.

휠 원주를 구조화하기 위해 레이저 빔은 경사진 측면에서 주평면으로 거의 평행하게 진행하여 일정 각도로 상기 측면에 충돌하여, 충분한 에너지 결합 또는 실질적인 방해가 없는 에너지 결합이 일어난다. 이러한 배치는 구조적으로 특히 단순하다. 레이저 빔은 상기 휠의 주평면에 대해 일정 각도로 구조화된 측면으로 유도되거나 이에 수직으로 유도될 수 있으며, 이를 위해 적절한 광학적 방향 전환기가 제공될 수 있다.

도 1은 제1실시형태에 따른 절단 휠을 도시하고 있는 측면도(도 1a), 정면도(도 1b), 측면 상세도(도 1c), 단면도(도 1d), 정면도(도 1e) 및 사시도(도 1f), 및 상기 휠이 유리판에 침투된 절단 영역을 도시하고 있는 도면(도 1g)이다.

도 2는 또 다른 실시형태의 절단 휠을 도시하고 있는 측면도(도 2a), 정면도(도 2b), 측면 상세도(도 2c), 단면도(도 2d), 정면도(도 2e) 및 사시도(도 2f), 및 상기 휠이 유리판에 침투된 절단 영역을 도시하고 있는 도면(도 2g)이다.

도 3은 또 다른 실시형태의 절단 휠을 도시하고 있는 측면도(도 3a), 정면도(도 3b), 측면 상세도(도 3c), 단면도(도 3d), 정면도(도 3e) 및 사시도(도 3f), 및 상기 휠이 유리판에 침투된 절단 영역을 도시하고 있는 도면(도 3g)이다.

도 4는 예리한 절단 에지부를 가진 종래의 절단 휠, 거친 치형부를 가진 종래의 절단 휠 및 본 발명에 따른 절단 휠에 의해 형성된 절단선을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 절단 휠을 가진 절단기의 개략도이다.

도 6은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치의 개략도이다.

Claims

소정의 절단선을 형성하기 위한 유리 절단 휠로서, 절단 휠은 휠의 외주면을 한정하는 방사형 원주 라인(2)을 갖되, 방사형 원주 라인은 휠의 주 평면(3)에 위치하고 적어도 부분적으로 치형부 간극(8)만큼 원주 방향으로 서로 이격된 절단 치형부(7)를 갖는 절단 에지부(5)를 형성하며, 절단 치형부는 불균일한 표면 조도를 갖고, 상기 치형부 간극(8)의 적어도 일부 또는 전체가 절단 에지부(9)를 포함하며, 절단 치형부(7)는 절단 방향 또는 절단 방향의 반대 방향 또는 양방향으로 정면 절단 에지부(22, 26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 치형부 간극(8)의 절단 에지부(9) 및 절단 치형부(7)의 절단 에지부는 휠의 동일 주 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)은 휠의 적어도 일 측면 또는 양 측면(6) 상의 요부에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)의 절단 에지부(9)의 적어도 일부는 인접한 각 치형부 배면(7c)을 향하여 상승하는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 휠의 경사진 측면들(6)이 상단부(ridge)로 집중되며, 상기 절단 치형부(7)는 상단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)의 둘러싼 측면 각도(W2)가 적어도 절단 치형부(7)의 측면 각도(W1)와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)의 측면이 적어도 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)의 절단 에지부(9)가 절단 치형부(7)의 절단 에지부로부터 0.5 ㎛ 내지 25 ㎛ 만큼 반경 방향으로 후방으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 절단 치형부(7)와 치형부 간극(8) 중 적어도 하나가 원주 방향으로의 5 ㎛ 내지 200 ㎛의 종방향 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 치형부 간극(8)이 천이 영역을 통하여 그 바닥면으로부터 치형부 배면을 향하여 높이가 증가하고, 상기 천이 영역이 적어도 부분적으로 절단 에지부(38)로서 형성된 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 절단 치형부(7)의 원주 연장부는 그 폭이 치형부 간극(8)의 원주 연장부의 폭보다 작거나/동일한 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
제 1항에 있어서, 상기 휠은 다결정성 다이아몬드(PKD) 또는 코팅부를 구비할 수 있는 고경도 금속 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 유리 절단 휠.
절단선이 형성될 유리 재료를 탑재하기 위한 테이블 및 절단 휠을 수용하기 위한 절단 헤드를 포함하는 절단기로서, 상기 절단 헤드는 절단 휠의 접촉 압력 하에서 유리 재료와 접촉하는 작동 위치로 이동 가능하고, 접촉 압력을 조절하기 위한 수단이 제공되며, 유리 재료에 절단선을 형성하기 위해 상기 절단 헤드는 유리 재료에 대하여 가해진 절단 휠과 함께 소정의 라인을 따라 안내될 수 있고, 상기 절단 헤드(56)에는 제 1항에 따른 유리 절단 휠(53)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 절단기.
제 14항에 있어서, 상기 접촉 압력은 (I) 지지된 위치에서의 유리 재료(100)와 치형부 간극(9)의 절단 에지부가 절단 접촉하거나 또는 (II) 지지된 위치에서의 유리 재료(100)와 치형부 간극(8)의 절단 에지부가 실질적으로 절단 접촉하지 않도록 설정된 것을 특징으로 하는 절단기.
제 14항 또는 제 15항에 있어서, 유리 재료(100)의 표면 상에는 필름 또는 코팅부가 제공되고, 접촉 압력은 지지된 위치에서의 유리 재료(100)에서 치형부 간극(8)의 절단 에지부(9)가 상기 필름 또는 코팅을 절단하고, (I) 유리 재료(100)와 절단 접촉하지 않거나 또는 (II) 유리 재료(100)와 절단 접촉하도록 설정된 것을 특징으로 하는 절단기.
유리 절단기를 수동으로 안내하기 위한 핸들 및 유리 절단 휠을 위한 시트를 갖는 수동 유리 절단기로서, 제 1항에 따른 유리 절단 휠이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 절단기.