KR101244033B1 - 박판 유리의 몰딩 방법 및 그 성형 거푸집 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박판 유리의 몰딩 방법에 관한 것으로, 스탬퍼와 주형공동부가 구비되도록 설계된 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 다수 개의 지지부재를 형성하되, 지지부재의 가소성 임계온도가 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 되도록 한다; 가열온도가 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 상기 다수 개의 지지부재를 이용하여 상기 상부 거푸집을 지지하되, 상기 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 간격이 형성되도록 하고, 가열온도가 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하게 될 경우, 상기 상부 거푸집에 대하여 1차 압력을 가하여 상기 다수 개의 지지부재가 변형되면서, 상기 스탬퍼가 상기 박판 유리를 상기 주형공동부 방향으로 삽입시켜 변형시킴으로써, 상기 박판 유리가 유리 제품으로 성형되도록 한다. 또한 본 발명은 성형 거푸집을 제공한다. 전술한 박판 유리의 몰딩 방법에 의할 경우 박판 유리가 보호되어 상부 거푸집의 과도한 압력으로 인해 파열되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 박판 유리가 서서히 변형되어 품질이 양호한 곡면 박판 유리제품을 성형할 수 있게 된다.

Description

박판 유리의 몰딩 방법 및 그 성형 거푸집{Method and mould for molding sheet glass}
본 발명은 박판 유리의 몰딩 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 박판 유리가 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 상부 거푸집의 과도한 압력으로 인해 파열되는 것을 막을 수 있는 박판 유리의 몰딩 방법 및 그 성형 거푸집에 관한 것이다.
곡면 유리는 일반적으로 거푸집을 이용하여 성형되는데, 종래 사용되었던 유리 거푸집은 상,하부 거푸집을 포함하여 구성되고, 유리 반제품을 상기 상,하부 거푸집 사이에 넣고, 상기 상,하부 거푸집과 유리 반제품의 온도를 가소성 임계온도까지 상승시킨 후, 상,하부 거푸집으로 상기 유리 반제품을 가압하여 그 형상을 변형시키고, 다시 온도를 하강시켜 유리 반제품을 냉각시킴으로써, 유리의 표면이 상,하부 거푸집 표면의 형상에 따라 성형되도록 한다.
여기서 주의해야할 사항은, 종래 기술에 따른 유리 거푸집 장치를 다른 형상의 곡면 유리 몰딩 성형에 응용할 경우, 하부 거푸집에 놓여지는 박판 유리 반제품의 중앙부분은 계합 초기에 많은 부분이 공중에 떠있는 상태가 되는데, 이때 두께가 얇은 박판 유리 반제품이 상부 거푸집의 중량을 감당하지 못하게 될 수 있으며, 이 경우 만일 상부 거푸집이 가소성 임계온도에 도달하지 못한 박판 유리 반제품에 접촉된다면 상기 박판 유리 반제품이 쉽게 파열될 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 박판 유리가 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 지지부재를 이용하여 상부 거푸집을 지지하면서 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 간격이 형성되도록 하여, 박판 유리가 보호되어 상부 거푸집의 과도한 압력으로 인해 파열되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 박판 유리가 서서히 변형되어 품질이 양호한 곡면 박판 유리 제품을 성형할 수 있는 박판 유리의 몰딩 방법 및 그 성형 거푸집을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법은 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 장착되는 다수 개의 지지부재를 포함하되, 상부 거푸집과 하부 거푸집에는 각각 서로 대응되는 하나 이상의 스탬퍼와 하나 이상의 주형공동부를 형성하고, 박판 유리는 하부 거푸집 상에 놓되, 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도가 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 형성하는 단계; 가열을 진행하되, 가열온도가 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 다수 개의 지지부재를 이용하여 상부 거푸집을 지지하되, 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 간격이 형성되도록 하고, 가열온도가 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하게 될 경우, 상부 거푸집에 대하여 1차 압력을 가하여 다수 개의 지지부재가 변형되면서, 스탬퍼가 박판 유리를 주형공동부 방향으로 삽입시켜 변형시킴으로써, 박판 유리가 유리 제품으로 성형되도록 하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 거푸집은 제 1 표면, 상기 제 1 표면 상에 형성되는 하나 이상의 스탬퍼 및 다수 개의 제 1 지지부재 형성구역을 포함하는 제 1 거푸집; 상기 제 1 표면과 마주 보는 제 2 표면, 상기 제 2 표면 상에 형성되되 상기 스탬퍼에 대응되는 하나 이상의 주형공동부 및 상기 제 1 지지부재 형성구역에 대응되게 상기 제 2 표면 상에 형성되는 다수 개의 제 2 지지부재 형성구역을 포함하는 제 2 거푸집; 및 서로 대응되는 상기 제 1 지지부재 형성구역과 상기 제 2 지지부재 형성구역에 각각 형성되어 상기 제 1 거푸집과 제 2 거푸집 사이에 간격을 형성하는 다수 개의 지지부재를 포함하여 구성되되, 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도는 상기 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 보여주는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 사용하여 제작된 박판 유리를 보여주는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 사용하여 제작된 곡면 박판 유리제품을 보여주는 설명도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 보여주는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 거푸집의 입체 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 거푸집의 입체 설명도이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 보여주는 설명도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 사용하여 제작된 박판 유리를 보여주는 설명도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 사용하여 제작된 곡면 박판 유리제품을 보여주는 설명도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 박판 유리의 몰딩 방법은 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이에 장착되는 다수 개의 지지부재(14)를 포함하되, 지지부재(14)의 가소성 임계온도는 박판 유리(16)의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 된다. 도 1a와 도 2를 동시에 참조하여 보면, 본 실시예에서, 상부 거푸집(10)에는 스탬퍼(101)가 형성되어 있고, 하부 거푸집(12)에는 상기 스탬퍼(101)에 대응되는 주형공동부(121)가 형성되어 있다. 박판 유리(16)는 두께가 얇은 평면유리인데, 상기 박판 유리(16)는 하부 거푸집(12)의 주형공동부(121)에 놓여진다. 다음으로 가열을 진행하되, 가열온도가 지지부재(14)의 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 지지부재(14)를 이용하여 상부 거푸집(10)을 지지하되, 상기 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이에 간격(18)이 형성되도록 하여, 상기 스탬퍼(101)가 박판 유리(16)로부터 분리되거나 또는 접촉하되, 박판 유리(16)에 직접 힘이 가해지지 않도록 한다. 가열온도가 상승되어 지지부재(14)의 가소성 임계온도에 도달하게 될 경우, 상부 거푸집(10)에 대하여 1차 압력을 가하여 지지부재(14)가 변형되도록 하고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 스탬퍼(101)가 박판 유리(16)에 접촉되도록 한다. 박판 유리(16)의 가소성 임계온도가 지지부재(14)의 가소성 임계온도보다 작거나 같기 때문에, 상부 거푸집(10)에 다시 압력을 가하여, 지지부재(14)가 변형시키고, 상부 거푸집(10)의 부분중량 및 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이의 결합력에 의해 스탬퍼(101)가 박판 유리(16)를 주형공동부(121) 방향으로 삽입시켜 변형시킬 때까지 상,하부 거푸집을 계합시킨다.
스탬퍼(101)의 작동으로, 당초 평판 형상을 하고 있던 박판 유리(16)는 스탬퍼(101)에 의해 주형공동부(121)로 완전하게 압입(壓入)되고, 스탬퍼(101)와 주형공동부(121)의 윤곽에 따라 곡면 박판 유리 제품(20)이 제작되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 곡면 박판 유리제품(20)의 온도를 낮추어 경화시킨 후 꺼낸다. 한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 이미 변형된 지지부재(14)를 빼내고, 다시 새로운 지지부재(14)를 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이에 형성된 간격(18)에 삽입하여 다음 박판 유리(16)의 몰딩 과정을 진행한다.
여기서, 지지부재(14)의 재료는 박판 유리(16)와 동일한 재료를 사용하여 동일한 가소성 임계온도를 갖도록 할 수 있으며, 또는 지지부재(14)를 박판 유리와는 다른 재료로 사용하되 그 가소성 임계온도가 박판 유리(16)의 가소성 임계온도보다 높은 재료를 사용할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박판 유리의 몰딩 방법을 보여주는 설명도이다. 도 4a에서 도 1a와 다른 점은, 스템퍼(101)가 하부 거푸집(12)에 형성되고, 주형공동부(121)가 상부 거푸집(10)에 형성되어 있다는 것이다. 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이에는 다수 개의 지지부재(14)가 장착되어 있는데, 지지부재(14)의 가소성 임계온도는 박판 유리(16)의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 된다. 박판 유리(16)는 하부 거푸집(12)의 스탬퍼(101)의 표면에 놓여진다. 가열온도가 상승하여 지지부재(14)의 가소성 임계온도에 도달했을 때, 1차 압력을 가하여 지지부재(14)가 변형되도록 하고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상부 거푸집(10)의 부분중량 및 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이의 결합력에 의해 스탬퍼(101)가 박판 유리(16)를 주형공동부(121) 방향으로 삽입시켜 변형시킬 때까지 상,하부 거푸집을 계합시킨다.
전술한 박판 유리의 몰딩 방법에서는 지지부재(14)를 사용하고 있는데, 박판 유리(16)가 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 지지부재(14)가 거푸집(10)의 중량 및 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이의 결합력을 감당함으로써, 박판 유리(16)가 압력으로 인해 손상되는 것을 방지하여, 박판 유리(16)가 과도한 압력으로 파열되지 않는 장점이 있을 뿐만 아니라, 박판 유리(16)가 천천히 변형되어 양호한 곡면 박판 유리제품(20)이 성형될 수 있게 된다.
본 발명이 박판 유리의 성형을 위해 사용하는 성형 거푸집에 대하여 더욱 자세하게 설명하자면, 성형 거푸집은 제 1 거푸집, 제 2 거푸집 및 상기 제 1 거푸집과 제 2 거푸집 사이에 장착되는 다수 개의 지지부재를 포함하여 구성된다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 거푸집과 제 2 거푸집의 입체 설명도인데, 이를 참조한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 거푸집(100)은 제 1 표면(102), 상기 제 1 표면(102) 상에 형성되는 스탬퍼(101) 및 다수 개의 제 1 지지부재 형성구역을 포함하여 구성된다. 본 실시예에서, 제 1 지지부재 형성구역에는 하나의 제 1 오목홈부(103)가 형성되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 거푸집(120)은 제 2 표면(122), 상기 제 2 표면(122) 상에 형성되는 주형공동부(121) 및 다수 개의 제 2 지지부재 형성구역을 포함하여 구성된다. 본 실시예에서, 제 2 지지부재 형성구역에는 하나의 제 2 오목홈부(123)가 형성되어 있다.
본 실시예에서, 스템퍼(101)를 구비한 제 1 거푸집(100)은 상부 거푸집(10)의 기능을 하고, 주형공동부(121)를 구비한 제 2 거푸집(120)은 하부 거푸집(12)의 기능을 한다. 도 1a를 다시 참조하여 보면, 상부 거푸집(10)의 제 1 표면(102)은 하부 거푸집(12)의 제 2 표면(122)과 대면되고, 스탬퍼(101)는 주형공동부(121)에 대응되며. 제 1 오목홈부(103)는 제 2 오목홈부(123)에 대응된다. 또한, 제 1 오목홈부(103)와 제 2 오목홈부(123)의 윤곽은 지지부재(14)의 외형에 따라 형성된다. 본 실시예에서, 지지부재(14)는 다수 개의 구체(球體)가 되는데, 각각의 구체의 상부 외연 및 하부 외연은 각각 서로 대응되는 두 개의 제 1 오목홈부(103)와 제 2 오목홈부(123) 내에 위치하게 되어, 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12) 사이에 형성되는 간격(18)을 지지한다. 여기서, 지지부재(14)의 재료는 박판 유리(16)와 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 또는 지지부재(14)를 다른 재료로 사용하되 그 가소성 임계온도가 박판 유리(16)의 가소성 임계온도보다 높은 재료를 사용한다.
다른 실시예에 따를 경우, 스템퍼(101)를 구비한 제 1 거푸집(100)은 하부 거푸집(12)의 기능을 하고, 주형공동부(121)를 구비한 제 2 거푸집(120)은 상부 거푸집(10)의 기능을 한다. 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(12)의 배치 관계는 도 4a에 도시되어 있는데, 상부 거푸집(10)의 제 2 표면(122)은 하부 거푸집(12)의 제 1 표면(102)과 대면되고, 스탬퍼(101)는 주형공동부(121)에 대응되며, 제 1 오목홈부(103)는 제 2 오목홈부(123)에 대응된다. 또한, 제 1 오목홈부(103)와 제 2 오목홈부(123)의 윤곽은 지지부재(14)의 외형에 따라 형성된다.
여기서, 상부 거푸집(10)의 스탬퍼(101)와 하부 거푸집(12)의 주형공동부(121)의 수량은 하나에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다수 개의 스탬퍼와 이에 대응되는 다수 개의 주형공동부가 형성되어, 다수 개의 곡면 박판 유리제품을 제작할 수 있도록 설계할 수 있다. 한편, 지지부재(14)의 형상 역시 구체에 한정되지 않으며, 기둥체 또는 덩어리체 등으로 설계될 수 있다.
전술한 내용을 종합하여 보면, 본 발명은 지지부재를 상,하부 거푸집 사이에 장착시키되, 지지부재의 가소성 임계온도가 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 하는데, 박판 유리를 몰딩할 때 다음과 같은 장점을 가지게 된다:
1. 지지부재와 박판 유리가 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 지지부재가 상부 거푸집의 중량 및 상,하부 거푸집 사이의 결합력을 감당하도록 함으로써, 박판 유리가 스탬퍼의 압력으로 인해 파열되지 않는다.
2. 박판 유리가 부담해야 하는 상부 거푸집의 중량 및 상,하부 거푸집 사이의 결합력이 지지부재에 의해 분산되어, 박판 유리가 보호되어 과도한 압력으로 인해 파열되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 박판 유리가 서서히 변형되어 품질이 양호한 곡면 박판 유리제품을 성형할 수 있으며, 곡면 박판 유리제품의 성형 조건을 향상시키고, 불량률을 줄일 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 설명하기 위하여 예로서 든 실시태양에 불과한 것으로, 청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위를 제한하기 위하여 사용되는 것이 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 상부거푸집 101 : 스탬퍼 102 : 제 1 표면
103 : 제 1 오목홈부 12 : 하부거푸집 121 : 주형공동부
122 : 제 2 표면 123 : 제 2 오목홈부 14 : 지지부재
16 : 박판 유리 18 : 간격
20 : 곡면 박판 유리 제품 100 : 제 1 거푸집
120 : 제 2 거푸집

Claims (11)

  1. 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 장착되는 다수 개의 지지부재를 포함하되, 상기 상부 거푸집과 하부 거푸집에는 각각 서로 대응되는 하나 이상의 스탬퍼와 하나 이상의 주형공동부를 형성하고, 박판 유리는 상기 하부 거푸집 상에 놓되, 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도가 상기 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 형성하는 단계; 및
    가열을 진행하되, 가열온도가 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하기 전에, 상기 다수 개의 지지부재를 이용하여 상기 상부 거푸집을 지지하되, 상기 상부 거푸집과 하부 거푸집 사이에 간격이 형성되도록 하고, 가열온도가 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도에 도달하게 될 경우, 상기 상부 거푸집에 대하여 1차 압력을 가하여 상기 다수 개의 지지부재가 변형되면서, 상기 스탬퍼가 상기 박판 유리를 상기 주형공동부 방향으로 삽입시켜 변형시킴으로써, 상기 박판 유리가 유리제품으로 성형되도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 박판 유리의 몰딩 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 다수 개의 지지부재의 재료는 상기 박판 유리와 동일한 재료를 사용하는 박판 유리의 몰딩 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 다수 개의 지지부재는 구체, 기둥체 또는 덩어리체가 되는 박판 유리의 몰딩 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 유리 제품의 온도를 낮추어 경화시킨 후 상기 유리 제품을 꺼내고, 변형된 상기 다수 개의 지지부재를 교체하는 단계를 더 포함하는 박판 유리의 몰딩 방법.
  5. 박판 유리를 몰딩하는데 사용되는 성형 거푸집으로서, 상기 성형 거푸집은 제 1 표면, 상기 제 1 표면 상에 형성되는 하나 이상의 스탬퍼 및 다수 개의 제 1 지지부재 형성구역을 포함하는 제 1 거푸집;
    상기 제 1 표면과 마주 보는 제 2 표면, 상기 제 2 표면 상에 형성되되 상기 스탬퍼에 대응되는 하나 이상의 주형공동부 및 상기 제 1 지지부재 형성구역에 대응되게 상기 제 2 표면 상에 형성되는 다수 개의 제 2 지지부재 형성구역을 포함하는 제 2 거푸집; 및
    서로 대응되는 상기 제 1 지지부재 형성구역과 제 2 지지부재 형성구역에 각각 형성되어 상기 제 1 거푸집과 제 2 거푸집 사이에 간격을 형성하는 다수 개의 지지부재를 포함하여 구성되되,
    여기서, 상기 다수 개의 지지부재의 가소성 임계온도는 상기 박판 유리의 가소성 임계온도보다 크거나 같게 되는 성형 거푸집.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 거푸집은 상부 거푸집이 되고, 상기 제 2 거푸집은 하부 거푸집이 되는 성형 거푸집.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 거푸집은 하부 거푸집이 되고, 상기 제 2 거푸집은 상부 거푸집이 되는 성형 거푸집.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 다수 개의 지지부재는 구체, 기둥체 또는 덩어리체가 되는 성형 거푸집.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 다수 개의 지지부재의 재료는 상기 박판 유리와 동일한 재료를 사용하는 성형 거푸집.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 지지부재 형성구역과 상기 제 2 지지부재 형성구역 각각에는 제 1 오목홈부와 제 2 오목홈부가 형성되어, 상기 다수 개의 지지부재의 위치를 정해주는 성형 거푸집.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제 1 오목홈부와 제 2 오목홈부의 윤곽은 상기 지지부재의 외형에 따라 형성되는 성형 거푸집.
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