KR101305487B1

KR101305487B1 - 대형 박판 강화유리용 지그 장치

Info

Publication number: KR101305487B1
Application number: KR1020130027469A
Authority: KR
Inventors: 박영규; 김성진
Original assignee: 서창 주식회사
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-09-17

Abstract

대형 박판 강화유리용 지그장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 대형 박판 강화유리용 지그장치는 프레임; 상기 프레임의 양 측부에 상하로 구비되는 판재의 내측단에 길이방향을 따라 일정 간격으로 유리의 측단을 끼우는 끼움홈을 형성하며, 각 끼움홈의 폭은 3∼8㎜, 깊이는 18∼23㎜로 형성하는 지그판; 상기 프레임의 하부에 복수로 구비되고, 외주면을 따라 일정간격으로 지지홈이 형성되어 유리의 밑단을 지지하는 지그봉;을 포함한다.

Description

대형 박판 강화유리용 지그 장치{ZIG APPARATUS FOR LARGE SIZED THIN GLASS USING CHEMICAL REINFORCEMENT}

본 발명은 유리의 화학강화공정에서 유리를 지지하는 지그 장치에 관한 것으로서, 특히, 대형 박판 유리를 안전하게 지지하여 화학강화 처리할 수 있는 대형 박판 강화유리용 지그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유리는 표면에 미소한 흠이 나면 약해지고 잘 파괴되는 속성을 지니고 있어서, 산업에서 사용될 경우 유리 표면부를 압축하고 내부를 인장시켜 보통의 유리보다 몇 배나 강하고 잘 파괴되지 않도록 강화 처리하여서 사용한다.

이러한 유리의 강화법은 크게 물리적 강화법과 화학적 강화법으로 분류된다.

물리적 강화, 그 중에서도 가장 많이 이용되고 있는 열강화법은 유리 표면을 650℃ 내지 700℃로 가열한 후, 초저온 냉각가스를 이용하여 표면을 급랭시킴으로써 유리의 강도를 강화시키는 방식으로 이루어진다.

이러한, 열강화법은 높은 열 및 초저온 냉각 가스의 높은 압력 때문에 두께 3 mm 이하의 유리 또는 일정 사이즈 이하의 작은 유리에는 적용이 불가능하여 건축용 유리, 자동차용 유리 등으로 주로 사용되고 있다.

그리고, 화학적 강화법은 500℃ 정도의 KNO3 용액에 유리를 담그고 유리의 표면층에 있는 Na+ 이온을 K+ 이온으로 치환시켜 냉각시켰을 때 일어나는 수축에 의해 표면층에 압축변형력을 만들어 내는 방식으로 이루어진다.

그러나, 이러한 화학적 강화법은 아직까지 대량 생산 기술이 확립되어 있지 않고, 대부분 소규모의 수작업을 통해 두께 3㎜이하의 휴대폰 액정, 시계 유리 등의 아주 작은 유리에만 적용되어 오고 있는 실정이다.

최근에는 경량화, 대형화를 선호하는 소비자의 요구에 부응하여 대형 디스플레이용으로 사용되는 대형 박판 유리의 개발에 관심이 고조되고 있는데, 대형 박판 유리를 제조하기 위해서는 유리의 강도를 강화시키는 강화가공처리가 필수적이다.

그러나, 열강화법은 두께 3㎜이상의 유리에만 사용 가능하여 두께 3㎜이하의 대형 박판 유리의 강화처리방법으로는 적합하지 않다.

또한, 화학적 강화법은 유리를 유리 적재용 카세트에 설치된 지그들 사이에 장착한 후 액상의 KNO3를 포함하고 있는 침지로 내에 침지시켜 강화처리를 하게 되는데, 이 과정에서 유리가 파손되지 않기 위해서는 유리를 지지해주는 지그의 역할이 매우 중요하다.

일반적으로 화학적 강화법에 사용되는 지그 장치(102)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 나사산(34)과 나사골(32)이 형성된 막대형태로 형성된 지그(130)들을 유리 적재용 카세트(110)에 일정간격으로 설치하고 유리 양측단을 양측 지그(130)들의 나사골(132) 사이에 끼워서 장착하게 된다.

그러나, 이러한 형태의 지그(130)에 대형 박판 유리를 장착할 경우, 나사골(132)의 깊이와 피치(p)의 너비가 충분치 못할 뿐만 아니라 지그(130)를 형성하는 금속도 유리와 상이하게 선팽창하게 되므로 선팽창하는 유리를 충분히 지지하지 못하게 되고, 특히 대형 박판 유리가 선팽창하게 되어 지그(130)의 나사골(132) 내벽면에 접촉시 파손될 우려가 매우 크다.

또한, 지그(30)에 형성된 나사골(32)의 피치 간격도 너무 촘촘하게 형성되어 상호 인접하여 지지되는 대형 박판 유리들이 열팽창할 경우 서로 부딪혀서 파손될 우려가 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 화학강화공정 중 고온 가열 및 냉각과정을 거치면서 유리가 열팽창 및 수축하더라도 60인치 이상의 대형 박판 유리를 안전하게 지지가능하고, 생산수율을 높혀 주는 대형 박판 강화유리용 지그 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 유리의 화학 강화 공정에서 유리를 지지해주는 지그 장치에 있어서, 프레임; 상기 프레임의 양 측부에 상하로 구비되는 판재의 내측단에 길이방향을 따라 일정 간격으로 유리의 측단을 끼우는 끼움홈을 형성하며, 각 끼움홈의 폭은 3∼8㎜, 깊이는 18∼23㎜로 형성하는 지그판; 상기 프레임의 하부에 복수로 구비되고, 외주면을 따라 일정간격으로 지지홈이 형성되어 유리의 밑단을 지지하는 지그봉;을 포함하는 대형 박판 강화유리용 지그장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 프레임은 상기 지그판을 볼트 체결하기 위한 설치장공을 가지며 모서리부를 형성하는 4개의 수직빔; 상기 수직빔의 상단을 상호 연결하는 상측 수평빔; 상기 수직빔의 하단을 상호 연결하는 하측 수평빔; 상기 지그봉에 나란하게 배치되어 2개의 하측 수평빔을 연결하는 복수의 지지대;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 끼움홈은 20∼30㎜ 범위 내의 간격으로 형성되며, 내단면이 곡면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지홈은 상기 끼움홈과 동일한 간격으로 형성되며, 2∼3㎜ 범위 내의 폭과 깊이로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 화학강화공정 중 고온 가열 및 냉각과정을 거치면서 유리가 선팽창 및 수축하더라도 60인치 이상의 대형 박판 유리를 충분히 안전하게 지지해주어 강화유리의 불량률을 줄이고 생산수율을 높혀줄 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 지그 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 지그 장치에 장착된 지그의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지그 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 지그 장치에 장착된 지그판의 구성도이다.
도 5는 도 3의 지그 장치에 장착된 지그봉의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 지그 장치에 유리가 적재되는 모습을 나타낸 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지그 장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 지그 장치에 장착된 지그판의 구성도이며, 도 5는 도 3의 지그 장치에 장착된 지그봉의 구성도이다.

도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치(2)는 프레임(4)에 유리(G)의 양 측단을 지지하는 지그판(10)과 유리(G)의 밑단을 지지하는 지그봉(12)이 결합되어서 구성된다.

상기 프레임(4)과, 지그판(10)과, 지그봉(12)은 KNO3 용액에 담그더라도 부식이 일어나지 않도록 스테인리스 소재로 형성할 수 있다.

스테인리스는 강철에 Cr, Mo 등을 혼합하여서 표면에 부동태피막을 형성한 것으로서, 일반 강철금에 비하여 장시간 사용하여도 부식이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

지그 장치(2)의 프레임(4)은 상하측 수평빔(6a)(6b)과 수직빔(8)이 육면체 형상으로 결합되어서 구성된다.

수직빔(8)은 "ㄱ" 자 형태로 형성되어 프레임(4)의 전후측과 좌우측을 연결하는 4개의 모서리부를 형성한다.

상측 수평빔(6a)은 수직빔(8)의 상단을 상호 연결하고, 하측 수평빔(6b)은 수직빔(8)의 하단을 상호 연결하도록 각각 4개씩 구비된다.

또한, 프레임(4)의 하부에는 전후측에 배치된 하측 수평빔(6b)을 연결하는 지지대(14)가 더 구비될 수 있다.

지지대(14)는 지그봉(12)의 외측부에서 지그봉(12)과 나란히 배치되며, 지그봉(12)이 바닥면에 직접적으로 접촉되지 않도록 하측 수평빔(6b)의 하부에 결합될 수 있다.

또한, 프레임(4)의 상단에는 삼각대(16)와 걸이봉(18)이 더 부착될 수 있다.

삼각대(16)는 프레임(4)의 양측 상단에 부착되고, 걸이봉(18)은 삼각대(16)에 지지되어서 고정된다.

프레임(4)의 좌측과 전후측의 모서리부에 있는 2개의 수직빔(8)과 프레임(4)의 우측과 전후측의 모서리부에 있는 2개의 수직빔(8)은 각각 프레임(4)의 좌우측으로 배치되는 지그판(10)을 지지하도록 구성된다.

수직빔(8)이 프레임(4)의 전후측과 접하는 부분에는 지그판(10)을 장착할 수 있는 설치장공(20)이 형성된다.

설치장공(20)은 수직빔(8)의 상하측에 가로방향으로 길게 형성되어 프레임(4)의 좌우측으로 배치되는 지그판(10)들 간의 간격을 조절가능하도록 구성된다.

지그판(10)은 프레임(4)의 좌우측에 상하로 배치되어 양 단부가 수직빔(8)의 설치장공(20)에 볼트 체결될 수 있다.

지그판(10)은 판재의 일측면에 끼움홈(24)이 형성되어서 구성된다.

지그판(10)의 길이는 프레임(4)의 좌우측의 너비에 맞춰서 형성할 수 있다.

끼움홈(24)은 지그판(10)의 내측면에 길이방향을 따라 일정간격마다 형성된다.

이 경우, 끼움홈(24)의 깊이는 화학 강화 공정시 유리(G)의 선팽창과 지그판(10)의 선팽창을 함께 고려하여 충분히 여유를 두는 것이 좋다.

일반적으로, 화학 강화공정은 유리(G)를 예열하는 단계, 강화액에 침지시켜 강화 처리하는 단계, 강화 처리된 유리(G)를 서냉, 수분 및 잠열하는 단계를 포함하여서 이루어진다.

유리(G)는 상기와 같은 화학강화공정을 거치면서 500℃ 이상으로 가열되고 다시 냉각되면서 열팽창 및 수축이 일어난다. 특히, 유리(G)는 열을 가할 경우 선팽창계수가 9×10^-6으로 체적 팽창보다는 길이방향으로 많이 팽창하게 되며, 자칫 선팽창하다가 지그판(10)의 끼움홈(24) 내벽면에 부딪힐 경우는 파손될 우려가 매우 높다.

더구나, 스테인리스 소재로 된 지그판(10)은 선팽창계수가 11∼12×10^-6으로 유리(G)보다 높으므로, 열을 가할 경우 지그판(10)의 끼움홈(24)의 깊이(h₁)는 더 줄어들 수 있고 오히려 유리(G)는 선팽창하여 길어지므로 유리(G)의 단부가 지그판(10)의 끼움홈(24) 내벽면에 부딪힐 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 유리(G)의 선팽창과 지그판(10)의 선팽창을 함께 고려하여 지그판(10)의 끼움홈(24)의 깊이(h₁)를 18∼23㎜로 형성할 수 있다.

상기의 수치는 지그판(10)과 유리(G)의 선팽창을 모두 고려한 수치로서, 본 발명의 출원인이 반복적인 실험을 통하여 화학강화공정 중 500℃ 이상으로 가열되어 선팽창하더라도 유리(G)가 파손되지 않고 안전하게 지지될 수 있는 수치이다.

끼움홈(24)의 깊이(h₁)가 상기의 수치 범위내에서 하한치에 미치지 못하면 유리(G)가 선팽창하면서 지그판(10)의 끼움홈(24) 내벽에 부딪혀 파손될 우려가 있으며, 상한치를 초과할 경우는 여유공간이 너무 커서 유리(G)를 충분히 지지하지 못할 수 있다.

또한, 지그판(10)의 끼움홈(24)의 폭(w₁)은 3㎜ 이하인 대형 박판 유리의 두께를 고려하여 3∼8㎜로 형성할 수 있다.

또한, 유리 수용홈(24)은 내측 밑면이 둥글게 형성되어서 유리(G)와의 마찰을 줄일 수 있도록 할 수 있다.

한편, 유리(G)는 면적이 작을수록 강도는 강해지므로, 20인치가 넘는 대형 박판 유리의 경우는 휴대폰용 액정과 같은 작은 면적을 가진 유리에 비하여 강도가 약하다.

따라서, 대형 박판 유리를 지그판(10)에 너무 빽빽하게 배치될 경우는 고온에서 상호 열팽창하여 부딪히게 되면 파손될 염려가 있다.

본 발명의 실시예에서는 이를 고려하여 끼움홈(24)의 간격(d₁)을 20∼30㎜으로 형성할 수 있다.

끼움홈(24)의 간격(d₁)이 상기의 수치 범위내에서 하한치에 미치지 못하면 유리(G)가 열팽창하면서 상호 부딪혀 파손될 우려가 있으며, 상한치를 초과할 경우는 여유간격이 너무 커서 생산수율이 떨어진다.

프레임(4)의 하부에는 유리(G)의 밑단을 지지하는 지그봉(12)이 복수로 구비된다. 본 발명의 일 예에서는, 지그봉(12)을 2개로 구비하여 프레임(4)의 하부 양측에 구비할 수 있다.

지그봉(12)은 프레임(4)의 전후측에 있는 하측 수평빔(6b) 사이에 결합되어 설치대(14)와 나란히 설치된다.

지그봉(12)은 일정 간격마다 지지홈(26)이 형성되어서 복수 개의 마디들로 구성된다.

지그봉(12)의 지지홈(26)은 지그판(10)에 의해 양 측단이 지지된 유리(G)의 밑단을 안전하게 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 유리(G)를 지그봉(12)으로부터 용이하게 분리시킬 수도 있어야 한다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 유리(G)는 60인치 이상의 대형 유리를 사용하므로, 지그판(10)을 프레임(4)의 하부에도 설치할 경우는 유리(G)를 분리시키는 과정에서 파손될 우려가 있다.

지지홈(26)은 지그봉(12)의 외주면을 따라서 2∼3㎜의 폭(w₂)과 깊이(h₂)로 형성될 수 있다.

지지홈(26)의 폭(w₂)과 깊이(h₂)가 이 상기의 수치 범위내에서 하한치에 미치지 못하면 유리(G)가 잘 지지되지 않으며, 상한치를 초과할 경우는 유리(G)를 쉽게 분리시킬 수 없다.

상기와 같은 지지홈(26)은 상기 끼움홈(24)과 동일한 20∼30㎜ 간격(d₂) 마다 형성할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명의 실시 예에 따른 지그 장치(2)는 60인치 이상의 대형 박판 유리도 안전하게 지지하여 화학강화공정을 거치면서 유리(G)가 선팽창 및 수축하더라도 파손되지 않고, 생산수율을 높힐 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

2 : 지그 장치 4 : 프레임
6a,6b : 수평빔 8 : 수직빔
10 : 지그판 12 : 지그봉
14 : 지지대 20 : 설치장공
24 : 끼움홈 26 : 지지홈

Claims

유리의 화학 강화 공정에서 유리를 지지해주는 지그 장치에 있어서,
프레임;
상기 프레임의 양 측부에 상하로 구비되는 판재의 내측단에 길이방향을 따라 20∼30㎜ 범위 내의 간격으로 유리의 측단을 끼우는 끼움홈을 형성하고, 각 끼움홈의 폭은 3∼8㎜, 깊이는 18∼23㎜로 형성하며, 상기 끼움홈의 내단면은 곡면으로 형성하는 지그판;
상기 프레임의 하부에 복수로 구비되고, 외주면을 따라 상기 끼움홈과 동일한 간격으로 지지홈이 형성되어 유리의 밑단을 지지하며, 각 지지홈은 2∼3㎜ 범위 내의 폭과 깊이로 형성하는 지그봉;
을 포함하는 대형 박판 강화유리용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임은
상기 지그판을 볼트 체결하기 위한 설치장공을 가지며 모서리부를 형성하는 4개의 수직빔;
상기 수직빔의 상단을 상호 연결하는 상측 수평빔;
상기 수직빔의 하단을 상호 연결하는 하측 수평빔;
상기 지그봉에 나란하게 배치되어 2개의 하측 수평빔을 연결하는 복수의 지지대;
를 포함하는 대형 박판 강화유리용 지그장치.
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