KR101356860B1 - 몰드이송형 곡면유리 제조 장치 - Google Patents

몰드이송형 곡면유리 제조 장치 Download PDF

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Abstract

곡면유리 제조 장치가 개시된다. 소정 길이를 가지는 가열로 내에서 컨베이어에 의해 하부 몰드부가 단계별로 이송되면서 공정이 진행된다. 예열된 후 작업위치로 이송되면 하부 몰드부에는 진공수단이 연결되어 유리판을 하부 몰드부의 코어 상면에 흡착한다. 그와 동시에 상부 몰드부가 하강하여 고온기체를 유리판에 분사함으로써 유리판을 성형하게 된다. 또한 성형이 완료된 후에 컨베이어부는 하부 몰드부를 냉각위치로 이송하여 냉각시키게 된다.

Description

몰드이송형 곡면유리 제조 장치{APPARATUS FOR FORMING CURVED GLASS}
본 발명은 유리 가공분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패널에 이용되는 곡면유리를 제조하는 장치에 관한 것이다.
현재 스마트폰이나 태블릿과 같은 터치패널을 이용하는 스마트기기에 대한 이용이 폭발적으로 증가하고 있다. 상대적으로 작은 사이즈의 터치패널을 구비하는 스마트폰으로부터 시작하여 대형 사이즈의 태블릿까지 생산되는 스마트기기도 다양하다.
최근에는 소위 3D 터치패널로 불리우는 곡면 터치패널에 대한 관심도가 높아지고 있다. 이러한 곡면 터치패널은 심미감은 물론이거니와 실질적으로 패널의 시야 및 터치 면적을 증가시킬 수 있다.
이와 같은 곡면 터치패널을 제조하기 위해서는 터치패널에 커버 글라스로 사용되는 유리를 곡면으로 성형하여야 한다. 기존에 이용되는 유리의 곡면 성형은 글라인드 등으로 글라스 면을 연마하여 곡면으로 제조하는 방식이 많이 이용되었다. 그러나 이러한 연마 방식은 성형할 수 있는 형상에 한계가 있을 뿐만 아니라, 유리 소재의 낭비가 발생한다. 따라서, 연마 방식 보다는 몰드를 이용하여 글라스를 작업온도까지 가열한 후 구부리는 벤딩 방식이 선호되고 있다.
한국특허출원 10-2009-0088292
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여, 몰드에 유리판을 안착시킨 상태에서 이송, 가열, 성형 및 냉각이 이루어지는 몰드이송형 곡면유리 제조 장치를 제공한다.
본 발명은 곡면유리 제조 장치를 제공하며, 이는: 가로방향으로 소정 길이를 가지는 가열로; 상기 가열로 내부에 가열로의 길이방향으로 배치된 컨베이어부; 상기 컨베이어부에 의해 상기 가열로 내에서 이송되고, 성형될 유리판이 코어의 상면에 안착되는 하부 몰드부; 및 상기 가열로 내의 상부에 승강 가능하게 설치되고, 고온기체 제공수단이 연결된 상부 몰드부;를 포함하고, 상기 하부 몰드부가 작업위치에 위치할 때 상기 상부 몰드부로부터 고온 기체가 상기 유리판에 분사되어 상기 유리판이 상기 하부 몰드의 코어면의 형상으로 성형된다.
상기 고온 기체가 분사될 때 상기 상부 몰드부가 하강하여 상기 하부 몰드와 밀접한 간격을 유지한다.
상기 가열로는 양단이 개방되어 상기 하부 몰드부가 일측으로 로딩되고 타측으로 언로딩될 수 있다.
상기 하부 몰드부가 상기 작업위치에 위치할 때, 제2승강구동부에 의해 상승하여 상기 하부 몰드부에 연결되어 흡입함으로써 상기 유리판을 상기 하부 몰드부의 코어면으로 흡착시키는 진공수단을 더 포함한다.
상기 상부 몰드부는: 제1케이스; 상기 제1케이스 내부에 제1공간영역을 형성하면서 장착된 제1코어부재; 및 상기 제1케이스 연결된 축;을 포함하고, 상기 축에는 제1승강구동부가 연결되고, 상기 제1공간영역에는 상기 고온 기체를 분사하도록 상기 고온기체 제공수단이 연결되며, 상기 제1코어부재는 다수개의 구멍이 형성된 다공성이어서 상기 다수개의 구멍을 통해 상기 고온 기체가 분사된다.
상기 하부 몰드부는: 제2케이스; 및 상기 제2케이스 내부에 제2공간영역을 형성하면서 장착되고 다수개의 구멍이 형성된 다공성 제2코어부재;를 포함하고, 상기 제2케이스의 하부에는 상기 진공수단과 상기 제2공간영역의 연결을 위한 진공수단 결합공이 구비된다.
상기 결합공은 외측에서 상기 제2공간영역측으로 갈수록 구멍이 좁아지도록 측벽이 경사지고, 상기 진공수단은 상기 결합공에 삽입되고 삽입부위가 상기 결합공과 대응되는 형상을 가지는 파이프형 연결부재를 통해 상기 제2공간영역과 연결된다.
상기 가열로는 상기 길이방향으로 바라보았을 때 상면, 하면, 및 양측면이 막힌 통형일 수 있다.
상기 제1승강구동부와 상기 제2승강구동부는 상기 가열로의 외부에 설치되고, 적어도 상기 제1케이스에 연결된 축과 상기 진공수단의 파이프형 연결부재가 외부로부터 인입되어 상기 제1케이스와 상기 진공수단에 연결되도록, 상기 가열로에는 각각 연결구가 구비된다.
본 발명에 따르면, 곡면유리를 제조하는 장치가 제공된다. 이러한 곡면유리 제조장치는 컨베이어 시스템을 이용하여 다수의 몰드를 이송하면서 성형 과정을 수행할 수 있기 때문에 다량의 곡면유리를 제작할 수 있다. 또한 진공 흡착과 핫 블로어를 이용하여 신속하게 원하는 형상으로 성형할 수 있다. 하부 몰드부에 형성된 결합공과 진공수단의 파이프형 연결부재가 대응되는 원뿔대 형상을 가짐으로써 결합과 분리가 용이하고 결합시에 정밀하게 밀착하여 결합될 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 곡면유리 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 곡면유리 제조 장치를 이용하는 제조 과정의 각 단계를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 곡면 유리 제조 장치에서 제조 과정의 각 단계를 설명하기 위한 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 곡면유리 제조 장치를 제공한다. 이는 가로방향으로 소정 길이를 가지는 가열로 내부에서 컨베이어가 하부 몰드부를 이송하면서 가열, 성형, 및 냉각이 이루어지도록 한다. 하부 몰드부의 코어 상면에 성형될 유리판을 안착시킨 상태에서 정해진 온도(작업온도까지)로 가열한 후 작업위치로 이송한다. 작업위치에서는 상부 몰드부가 하강하여 유리판에 고온 기체를 분사함과 동시에 하부 몰드부에는 진공수단이 연결되어 유리판을 코어 상면에 흡착한다. 이러한 흡착과 고온기체 분사를 통해 유리판이 하부 몰드부의 코어면 형상으로 성형된다. 진공수단은 파이프형 연결부재가 승강구동부에 의해 상승하여 하부 몰드부의 결합공에 결합되는데, 결합공과 연결부재의 형상이 원뿔대 형상을 가짐으로써 결합과 분리가 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다. 이와 같이, 컨베이어를 이용하여 다수개의 하부 몰드부를 순차로 이송시키면서 작업할 수 있기 때문에 대량 생산이 가능하다. 이렇게 제조된 곡면유리는 터치패널의 글라스로 바람직하게 적용될 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 곡면유리 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2a 내지 2c는 본 발명의 곡면유리 제조 장치를 이용하는 제조 과정의 각 단계를 설명하기 위해 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 곡면 유리 제조 장치에서 제조 과정의 각 단계를 설명하기 위한 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 곡면유리 제조 장치는 가열로(10)와, 가열로(10) 내에 배치된 컨베이어부(20)와, 컨베이어부(20)에 의해 가열로(10) 내에서 이송되는 하부 몰드부(30)와, 가열로(10) 내의 상부에 승강 가능하게 설치되는 상부 몰드부(40)를 포함한다.
가열로(10)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이 가로방향으로 소정 길이를 가짐으로써, 바람직하게는 다수개의 하부 몰드부(30)가 수용된 상태에서 이송되면서 공정이 진행될 수 있도록 한다.
또한 가열로(10)는 길이방향으로 바라볼 때 상면, 하면, 및 양측면이 막힌 구조로서 양단부를 제외한 4개면에서 내부에 수용된 하부 몰드부(30) 및 유리판(G)을 가열할 수 있다(도 2a 내지 2c 참조).
도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 가열로(10)는 바람직하게는 테이블(50)에 의해 소정 높이로 지지될 수 있다. 이러한 테이블(50) 내부에는 아래에서 설명되는 바와 같이 컨베이어부(20)의 일부 요소, 진공수단(60), 및 제2승강구동부(70) 등이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 가열로(10) 내부에는 컨베이어부(20)가 배치되어 하나 이상의 하부 몰드부(30)를 이송한다. 이러한 컨베이어부(20)는 가열로(10)의 길이방향으로 이송가능하도록 설치되며, 이를 위해 바람직하게 컨베이어부(20)는 가열로(10) 내부에서 하부 몰드부(30)를 지지할 수 있는 레일(21)을 포함할 수 있다. 이러한 레일(21)이 이동을 하면서 하부 몰드부(30)를 이송시키거나 레일(21)은 고정된 상태에서 다른 컨베이어부(20)의 이동요소가 하부 몰드부(30)를 이송시킬 수 있다. 가열로(10)의 하면에는 레일(21)이나 다른 이동요소의 이동을 위한 슬릿홈(미도시) 또는 안내홈이 형성된다.
하나 이상의 하부 몰드부(30)가 가열로(10) 내부 컨베이어부(20)의 레일(21)에 로딩된다. 로딩된 하부 몰드부(30)에는 성형될 유리판(G)이 안착된다(도 1a 및 도 1b 참조). 가열로(10) 내 예열위치(도 3 참조)에서 가열로(10)가 유리판(G)과 하부 몰드부(30)를 가열하게 된다. 이때, 가열 목표 온도는 대략 1,000℃이고, 50℃/min의 속도로 예열되도록 할 수 있다.
상부 몰드부(40)는, 도 1a 및 1b에 도시한 바와 같이, 제1케이스(41)와, 제1케이스(41) 내부에 제1공간영역(42)을 형성하면서 장착된 제1코어부재(43) 및 제1케이스(41) 연결된 축(44)을 포함한다.
축(44)에는 제1승강구동부(80)가 연결되어, 상부 몰드부(40)를 승강시키게 된다. 제1승강구동부(80)는 예를 들어 서모모터를 포함하는 구성으로 구현될 수 있다.
또한 상부 몰드부(40)의 제1공간영역(42)에는 고온기체 제공수단(90)이 연결된다. 바람직하게는 제1코어부재(43)가 다수개의 구멍이 형성된 다공성이어서 제1공간영역(42)으로 공급된 고온기체가 제1코어부재(43)의 다수개의 구멍을 통해 분출될 수 있다.
하부 몰드부(30)는, 도 1a 및 1b에 도시한 바와 같이, 제2케이스(31)와, 제2케이스(31) 내부에 제2공간영역(32)을 형성하면서 장착되고 다수개의 구멍이 형성된 다공성 제2코어부재(33)를 포함한다.
바람직하게 제2케이스(31)의 하부에는 진공수단(60)과 제2공간영역(32)의 연결을 위한 진공수단 결합공(311)이 구비된다.
진공수단 결합공(311)은 외측에서 제2공간영역(32)측으로 갈수록 구멍이 좁아지도록 측벽이 경사진다. 바람직하게 진공수단(60)은 결합공(311)에 삽입되는 삽입부위가 진공수단 결합공(311)과 대응되는 형상을 가지는 파이프형 연결부재(61)를 통해 제2공간영역(32)과 연결된다.
이와 같은 진공수단 결합공(311)과 파이프형 연결부재(61)는 결합과 분리가 용이하고 2 부재 간에 자연스러운 밀착이 이루어진다.
진공수단(60)이 제2공간영역(32)에 대한 흡입동작을 수행하면 제2코어부재(33)의 다수개의 구멍을 통해서 그 위에 안착된 유리판이 제2코어부재(33)의 상면으로 흡착된다.
진공수단(60)에 있어서 적어도 파이프형 연결부재(61)는 제2승강구동부(70)에 의해 승강가능하다. 제2승강구동부(70)도 마찬가지로 서모모터를 포함하는 구성으로 구현될 수 있다.
상술한 고온기체 제공수단(90)과 제1승강구동부(80)는 가열로(10)의 외부에 배치되어 축(44)을 통해 상부 몰드부(40)와 연결된다. 이를 위해 가열로(10)의 상면측에는 연결구(131)가 형성된다.
또한, 진공수단(60), 제2승강구동부(70), 및 컨베이어부(20)의 일부 구성요소는 가열로(10)의 외부인 테이블(50) 내부에 배치될 수 있다. 진공수단(60)의 파이프형 연결부재(61)과 하부 몰드부(30)의 연결을 위해, 가열로(10)의 하면측에는 연결구(132)가 형성된다.
바람직하게 가열로(10)는 양단부가 개방되어서 일측으로 하부 몰드부(30)가 로딩되고 타측으로 언로딩될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 곡면유리 제조 장치의 동작을 설명하기로 한다.
먼저, 도 1a에서 좌측의 하부 몰드부(30) 및 도 2a와 같이, 유리판(G)이 안착된 하부 몰드부(30)가 로딩된 후에 가열로(10)에 의해 예열된다. 이때는 상술한 바와 같이 가열 목표 온도 1,000℃, 50℃/min의 속도로 가열될 수 있다.
예열이 되고나면, 컨베이어부(20)는 하부 몰드부(30)를 작업위치(성형위치)로 이송한다. 도 1a에서는 2개의 하부 몰드부(30)를 도시하였고, 상부 몰드부(40)의 직하 위치에 놓여진 하부 몰드부(30)는 예열이 된 후 작업위치로 이송된 하부 몰드부(30)라고 할 수 있다. 하부 몰드부(30)가 작업위치에 놓여지면, 제2승강구동부(70)에 의해 진공수단(60)의 파이프형 연결부재(61)가 상승하여 결합공(311)에 결합되고 진공동작을 개시하여 유리판(G)을 제2코어부재(33)의 상면으로 흡착한다. 그와 동시에 제1승강구동부(80)에 의해 상부 몰드부(40)가 하강하여 하부 몰드부(30)와 인접하는 위치에 놓여진 상태에서 고온기체 제공수단(90)에 의해 고온의 기체가 유리판(G)에 분사된다(도 1b 및 도 2b 참조). 이와 같은 성형동작에 의해 유리판(G)은 하부 몰드부(30)의 제2코어부재(33)의 형상으로 성형된다.
성형이 완료되면, 상부 몰드부(40)가 상승하고, 진공수단(60)의 파이프형 연결부재(61)가 하강 분리된다. 이후, 컨베이어부(20)는 하부 몰드부(30)를 냉각위치로 이송한다(도 2c 및 도 3 참조). 냉각위치에서는 1,000℃에서 상온까지 서냉을 수행하며, 바람직하게는 대략 10℃/min의 속도로 냉각을 수행할 수 있다.
바람직하게, 도 3에 도시한 바와 같이, 냉각위치는 컨베이어부(20)를 가열로(10) 외부로 연장하여 가열로 밖에서 냉각을 수행할 수도 있다.
또한 가열로(10)는 도 2a 내지 도 2c에서 알 수 있는 바와 같이, 가열로(10)에는 단열수단(14)으로서, 예컨대 냉각수라인이 배치되어 단열을 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims (9)

  1. 곡면유리 제조 장치로서:
    가로방향으로 소정 길이를 가지는 가열로;
    상기 가열로 내부에 가열로의 길이방향으로 배치된 컨베이어부;
    상기 컨베이어부에 의해 상기 가열로 내에서 이송되고, 성형될 유리판이 코어의 상면에 안착되는 하부 몰드부; 및
    상기 가열로 내의 상부에 승강 가능하게 설치되고, 고온기체 제공수단이 연결된 상부 몰드부;를 포함하고,
    상기 하부 몰드부가 작업위치에 위치할 때 상기 상부 몰드부로부터 고온 기체가 상기 유리판에 분사되어 상기 유리판이 상기 하부 몰드의 코어면의 형상으로 성형되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고온 기체가 분사될 때 상기 상부 몰드부가 하강하여 상기 하부 몰드와 밀접한 간격을 유지하는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열로는 양단이 개방되어 상기 하부 몰드부가 일측으로 로딩되고 타측으로 언로딩되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 몰드부가 상기 작업위치에 위치할 때, 제2승강구동부에 의해 상승하여 상기 하부 몰드부에 연결되어 흡입함으로써 상기 유리판을 상기 하부 몰드부의 코어면으로 흡착시키는 진공수단을 더 포함하는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 상부 몰드부는:
    제1케이스;
    상기 제1케이스 내부에 제1공간영역을 형성하면서 장착된 제1코어부재; 및
    상기 제1케이스 연결된 축;을 포함하고,
    상기 축에는 제1승강구동부가 연결되고,
    상기 제1공간영역에는 상기 고온 기체를 분사하도록 상기 고온기체 제공수단이 연결되며,
    상기 제1코어부재는 다수개의 구멍이 형성된 다공성이어서 상기 다수개의 구멍을 통해 상기 고온 기체가 분사되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 하부 몰드부는:
    제2케이스; 및
    상기 제2케이스 내부에 제2공간영역을 형성하면서 장착되고 다수개의 구멍이 형성된 다공성 제2코어부재;를 포함하고,
    상기 제2케이스의 하부에는 상기 진공수단과 상기 제2공간영역의 연결을 위한 진공수단 결합공이 구비되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 결합공은 외측에서 상기 제2공간영역측으로 갈수록 구멍이 좁아지도록 측벽이 경사지고,
    상기 진공수단은 상기 결합공에 삽입되고 삽입부위가 상기 결합공과 대응되는 형상을 가지는 파이프형 연결부재를 통해 상기 제2공간영역과 연결되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열로는 상기 길이방향으로 바라보았을 때 상면, 하면, 및 양측면이 막힌 통형인,
    곡면유리 제조 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1승강구동부와 상기 제2승강구동부는 상기 가열로의 외부에 설치되고,
    적어도 상기 제1케이스에 연결된 축과 상기 진공수단의 파이프형 연결부재가 외부로부터 인입되어 상기 제1케이스와 상기 진공수단에 연결되도록, 상기 가열로에는 각각 연결구가 구비되는 것인,
    곡면유리 제조 장치.
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