KR101405442B1 - 고주파 유도 가열기를 이용한 유리 모서리 가공 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 모서리 가공 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 TV등에 사용되는 대형 박판 유리판의 모서리를 열처리하여 가공하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유리기판 모서리 가공 방법은 냉각된 유리 기판의 모서리에 가열된 부재를 접촉하면서 이동시켜 유리 기판의 모서리를 절취하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해서 분진 없이 유리 모서리를 스트립 형태로 제거할 수 있는 새로운 방법이 제공되었다. 또한, 본원 발명에 따른 방법은 유리를 고온으로 가열할 필요가 없어, 대형로가 필요하지 않으며, 예열이나 및 어닐링과 같은 후가공 공정이 필요하지 않아 제조 공정이 매우 단순해지는 효과가 있다.

Description

고주파 유도 가열기를 이용한 유리 모서리 가공 방법 및 장치{METHOD FOR CUTTING OF CORNER OF GLASS USING }

본 발명은 유리 모서리 가공 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리판의 모서리를 고주파 유도 가열기를 이용하여 절단하는 가공 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

WO 2005/044512에 개시된 바와 같이, 평판패널표시장치에 사용되는 것과 같이 표면 마무리를 요구하는 유리박판을 가공하는 데에는 일반적으로 유리박판을 원하는 형태로 절단한 후 절단된 유리박판의 모서리를 연삭 및/또는 연마하여 날카로운 구석을 제거하는 것이 수반된다.

유리박판을 잡고, 가공하고 운송하는 이 방법은 여러 가지 단점을 갖고 있다. 우선, 모서리를 마무리하는 동안 발생된 입자들이 유리박판의 표면의 주된 오염원이 될 수 있다. 따라서, 유리박판은 발생된 입자들을 세척하고 씻어내기 위하여 마무리가공의 마지막에 대규모의 세정과 건조가 요구된다. 물론, 마무리가공의 마지막에 수행되는 세정과 건조의 추가적인 단계들은 마무리라인의 기본비용에 타격을 주고 제조비용을 증가시킨다. 또한, 벨트와 유리박판 사이에 잡힌 입자들과 칩들이 유리박판의 표면을 심각하게 손상시킬 수 있다. 종종 이러한 손상은 일련의 가공단계를 중단시키는 원인이 될 수 있으며 고객에게 선적할 수 있는 정선품의 수가 감소되기 때문에 가공율이 나빠지는 결과를 낳을 수 있다.

이를 막기 위해, 대한민국 특허출원 제2006-7009339호에서는 유리의 두 표면을 지지하기 위한 캡슐화장치와 상기 캡슐화장치의 제1측에 위치하는 재료의 지지된 두 표면에 가까운 모서리를 가공하기 위한 가공장치를 포함하며, 상기 캡슐화장치는 상기 가공장치가 재료의 모서리를 가공할 때 발생하는 입자들과 다른 오염물질들이 상기 캡슐화장치의 제2측에 위치한 재료의 두 표면에 닿는 것을 실질적으로 방지하는 장치를 개시하고 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2007-0047784호에서는 연삭장치에 구비된 다이아몬드 숫돌을 엇갈리는 형태로 진행하여 모서리를 연삭 가공하는 장치를 개시하고 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2001-0085114호에서는 다이아몬드 휠을 이용하여 유리기판의 모따기를 진행하면서, 모따기 가공 부위에 인접하게 노즐을 설치하고, 노즐을 통해서 송풍해서 가루를 날려주고, 모따기 가공 중 발생한 미세 유리입자가 포함된 압축공기를 흡입하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 방식들은 연삭 혹은 모따기를 이용하여 모서리를 가공하는 것이므로, 유리가루의 발생을 피할 수 없고, 또한 연삭과정에서 모서리의 깨짐불량, 유리가루 분진에 의한 표면 긁힘 문제, 및 작업자가 유리 분진에 노출되는 문제등 다양한 문제가 발생하는 것을 피할 수 없다.

이에 따라, 이러한 유리 분진의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 새로운 가공방법 및 장치에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명자는 이를 해결하기 위해서, 대한민국 특허 출원 10-2010-0051062호 “유리박막의 모서리 연삭 방법 및 장치”에서 도 1에서와 같이 유리 박판(100)의 모서리를 다공성(200)의 화염판(300)으로 처리하여 유리박판(100)의 하부(230)를 제외하고 모서리를 선택적으로 용융시켜 제조하는 방법을 제시하였다. 그러나, 이 방식은 셀폰이나 태블릿 PC와 같은 3-10 인치 내용의 제품을 가공하기에는 적합하나, 화염로가 필요하여, 액정 TV와 같은 40 인치 이상의 대형 유리를 가공하는 데는 부적합할 뿐만 아니라, 가공 전 유리의 온도를 예열하고 가공 후에는 어닐링이 필요하여 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있었다.

이에 따라, 소형 유리 박판뿐만 아니라 대형 유리 박판의 모서리를 손쉽게 가공할 수 있는 새로운 방법에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 고주파 유도 가열장치를 이용해서 유리 박판의 모서리를 가공하는 새로운 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 고주파 유도 가열장치를 포함하는 새로운 유리 박판을 커팅장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 이동하는 유리의 모서리를 절취하는 방법은, 냉각된 유리 모서리를 고주파 유도가열된 부재와 접촉시켜 유리 기판의 모서리를 절취하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 "냉각"은 강제적인 방식에 의해서 기판의 온도가 주변부보다 낮은 상태를 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 유리 모서리의 냉각은 유리판을 전체적으로 냉각시키거나, 유리 모서리 부위만을 선별적으로 냉각시키는 것이 가능하지만, 안정적인 제어를 위해서 유리판 전체를 냉각하는 것이 좋다.

본 발명의 실시에 있어서, 유리판의 냉각은 저온으로 유지되는 작업 환경에 유리판을 일정시간 적치하여 이루어질 수 있으며, 또한 저온으로 유지되는 냉각 판에 유리판을 접촉하여 이루어질 수 있다. 바람직하게는 작업 중 유리의 온도가 상승하는 것을 피할 수 있도록 일정온도로 유지되는 냉각 판에 고정한 상태로 절취 작업이 이루어지는 것이 좋다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 냉각판에는 저온의 냉매가 흐르는 관로가 형성되어 바닥에는 냉각판을 관통하는 다수의 흡착구멍들이 형성되어, 유리판을 냉각판에 진공 흡착시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명에서, 상기 저온은 상온(=25 ℃)보다 낮은 온도, 보다 바람직하게는 가열 부재와 접촉된 유리판이 분진 없이 절단되어 분리될 수 있도록 상온보다 10℃이상 낮은 것을 의미한다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 유리판의 온도는 바람직하게는 10 ℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 과다한 냉각에 소비되는 에너지를 줄일 수 있도록 0-10 ℃ 범위가 가장 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 유리판의 온도가 높을 경우에는 모서리로부터 절취되는 양이 많아져 박판 유리에 대한 정밀한 모서리 식각이 어려워지며, 상기 유리판의 온도가 지나치게 낮을 경우 과다한 에너지 소비를 유발하게 되며 일정 공정 제어가 어려워질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 “고주파 유도 가열"은 고주파 전류가 흐르는 코일의 중간에 위치한 유도체가 전자 유도 작용으로 일어나는 와전류(EDDYCURRENT)및 일부의 HYSTERESIS의 열손실에 의해서 급속히 가열되는 현상을 말한다.

본 발명에 있어서, 상기 고주파 유도 가열장치는 코일을 관통하는 가열부재에 에너지를 효과적으로 집중시킬 수 있어, 빠른 온도 상승이 가능하고 냉각 부재와의 접촉에 의한 가열부재의 온도저하를 방지하는데 특히 유리하다.

본 발명에 있어서, 유도체가 냉각된 유리와 접촉하는 가열 부재를 이룬다. 가열된 부재의 온도는 유리의 Tg 이상으로 상승된 것을 의미한다. 유리의 Tg 는 유리의 종류에 따라 750 ℃에서 1300 ℃까지 다양하다.

본 발명의 실시에 있어서, 가열부재의 온도는 모서리의 적절한 절취를 위해서, 유리의 Tg 보다 50 ℃이상, 바람직하게는 100 ℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 200-500 ℃ 정도 높게 유지되는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 접촉은 냉각된 유리와 가열된 부재가 물리적으로 접촉되어있음을 의미하며, 실질적으로는 유리로부터 절취되는 폭을 조절할 수 있도록 약하게 가압되어 접촉된다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 가열부재와 유리의 접촉은 0.1-3.0 Kg_f/㎠, 보다 바람직하게는 0.5-1.5 Kg_f/㎠정도의 압력으로 가압되는 것이 좋다. 압력이 지나치게 높을 경우 절취되는 양이 많아져 박판 유리의 모서리 가공에는 적합하지 않을 수 있으며, 압력이 지나치게 낮을 경우 절취되는 양이 지나치게 작아져 TV등의 대형 박판 유리의 생산성이 떨어질 우려가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 가열부재는 봉형 유도체가 유도 코일을 관통해서 고정되고, 접촉부위가 원뿔형태를 이루는 봉침 형태로 이루어질 수 있으며, 특히 박판 유리의 코너링에 적합하다.

본 발명에 있어서, 상기 유리 기판의 이동은 가열 부재와의 상대적인 이동이며, 유리 기판이 이동하거나, 가열부재가 이동할 수 있으며, 또한 유리 기판과 가열부재가 동시에 이동하는 것도 가능하다. 상기 유리 기판의 이동 속도는 생산성, 절취 깊이, 온도차, 및 압력차를 고려해서 조절될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 유리 모서리의 절취는 수평면과 수직면이 교차되는 모서리에서 수평면과 수직면을 따라서 50 ㎛-5 mm, 보다 바람직하게는 0.1 mm-3 mm 범위에서 절취된다. 절취되는 유리 모서리는 스트립 형태로 절취되어 유리 분진이나 유리 조각에 의한 2차 피해를 방지하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 유리 기판은 유리 모서리가 각각 0.1-3 mm 정도의 범위로 절취될 수 있도록, 유리기판의 온도는 0-10 ℃, 가열부재의 온도는 유리기판 Tg+200℃~유리기판 Tg+500℃, 가열 부재의 압력은 0.1-3 Kg_f/㎠, 유리기판의 이동 속도는 0.5-5 cm/s의 속도로 움직이는 것이 바람직하다.

본 발명은 일 측면에서, 이동하는 냉각된 유리기판의 모서리를 고주파 유도가열된 가열부재와 접촉시켜 스트립 형태로 깍아내는 유리 모서리 가공 방법을 제공한다.

본 발명은 일 측면에서, 유리기판; 상기 유리 기판이 장착되어 이동하는 냉각기판; 상기 이동하는 유리 기판의 모서리에 접촉하는 가열 부재; 상기 가열부재를 가열하는 고주파 유도가열장치를 포함하는 유리 모서리 가공장치를 제공한다.

상기 유리기판과 가열부재는 상대적으로 이동하며, 바람직하게는 유리기판이 이동하는 것이 좋다. 상기 기판의 이동 속도는 가열된 기판의 종류, 가열부재의 온도, 절취 영역에 따라서 조절할 수 있다.

본 발명에 의해서 분진 없이 유리 모서리를 스트립 형태로 제거할 수 있는 새로운 방법이 제공되었다. 또한, 본원 발명에 따른 방법은 유리를 고온으로 가열할 필요가 없어, 대형로가 필요하지 않으며, 예열이나 및 어닐링과 같은 후가공 공정이 필요하지 않아 제조 공정이 매우 단순해지는 효과가 있다.

특히, 코너 부위의 모서리를 가공할 때, 유리판의 회전에 의한 연속적인 작업이 가능해 생산성이 높다.

도 1은 종래 화염을 이용한 유리 박막의 모서리 가공 방법에 관한 것이다.
도 2은 본 발명의 실시에 있어서, 유리판을 냉각시키고 이동하기 위한 냉각 베드의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시에 있어서, 냉각 베드, 유리판과 가열부재의 접촉 상태를 보여주는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시에 따른 모서리가 절취된 유리와 모서리로부터 절취된 절취편을 보여주는 실물 사진이다.
도 5은 본 발명의 실시에 있어서, 코너 부위의 접촉상태를 보여주는 설명도이다.

이하, 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 비록 상세하게 기재되어 있지만, 이는 단순히 발명을 예시하기 것이지 발명의 내용을 한정하기 위한 것은 아니다. 본원 발명의 범위는 함께 기재된 특허청구범위에 의해서 정해져야 한다.

도 2는 본 발명의 실시에 있어서, 유리판을 냉각시키고 이동하기 위한 냉각 베드의 단면을 보여주는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시에 있어서, 냉각 베드, 유리판과 가열부재의 접촉 상태를 보여주는 설명도이며, 도 4는 본 발명의 실시에 따른 모서리가 절취된 유리와 모서리로부터 절취된 절취편을 보여주는 실물 사진이며, 도 5은 본 발명의 실시에 있어서, 코너 부위의 접촉상태를 보여주는 설명도이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 유리판(112)은 냉각 베드(111)의 상단에 위치한다. 냉각베드(111)의 크기는 유리판(112)과 실질적으로 동일한 것이 바람직하지만 실시환경에 따라 더 크거나 적을 수 있다. 상기 냉각 베드(111)의 내부에는 냉각 베드(111)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉매의 순환통로(121)가 형성되어 있다. 또한, 냉각 베드(111)의 표면에는 유리판(112)을 흡착 고정할 수 있는 흡착구(113)이 형성되어 있다. 이 흡착구(113)는 냉각 베드(111)를 상면에서부터 하면까지 관통하는 관통구이며, 진공을 걸어주는 진공 펌프(115)와 연결되어 있다. 유리판 바닥을 통한 진공흡착의 경우, 유리판(112)을 고정하기 위해서 유리판의 측부에 고정부재를 설치할 필요가 없어, 유리판(112) 사면의 모서리를 따라서 가열 부재와의 접촉을 원활하게 진행할 수 있게 된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 가열 부재(114)는 봉 형태의 몸체부(116)와 상기 몸체부(116)의 상단에 형성된 원뿔 형태의 접촉부(117)로 이루어진다.

가열부재(114)는 몸체부(116)의 다른 말단이 고정판(115)에 고정되어 유리 모서리와의 접촉시 움직이지 않도록 고정되며, 고주파 유도 가열기(118)에 연결된 유도 코일(119)에 의해서 가열된다. 고주파 유도가열기는 상업적으로 구입해서 사용할 수 있으며, 유도 가열기의 작동 조건은 유리의 상태나 주변 온도에 따라 달라질 수 있으며, 200~300 V, 20~50 A, 250~500 Hz 범위에서 조절될 수 있고, 파워 효율은 50~90 % 범위에서 조절된다.

유리판(112)은 XZ 평면과 직각인 Y축 방향을 따라서 움직이며, 접촉부(117)의 사면에 접촉하면서 모서리가 띠 형태로 절개된다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 유리판(112)에서 분진 없이 스트립(120) 형태로 모서리가 절취되었다.

도 5에서 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 가열부재(114)로 유리판(112)의 라운드진 코너 부위를 절취하는 상태를 나타낸다. 가열부재(114)가 고정된 상태에서 유리판(112)가 X축을 따라 이동하면 a)에서와 같이 유리판(112)로부터 스트립(120) 형태로 절취된다. b)에서와 같이 유리판(112)의 코너까지 x축을 따라 이동한 후, c)에서와 같이 유리판(112)이 y축을 따라서 이동하게 된다. 가열부재(114)가 z축을 중심으로 좌우 대칭인 원뿔 형태를 이루고 있어 유리판(112)이 가열부재(114)에 접촉된 상태로 쉽게 회전한 후, y축을 따라서 이동할 수 있다.

Claims (7)

1. 이동하는 유리판의 모서리를 가공하는 방법에 있어서, 냉각된 유리 기판의 모서리에 고주파 유도 가열된 가열 부재를 접촉시켜 유리기판의 모서리를 절취하는 것을 특징으로 하는 유리 기판 모서리 가공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리기판의 모서리가 스트립 형태로 절취되는 것을 특징으로 하는 유리 기판 모서리 가공 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가열 부재는 봉침 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 유리 기판 모서리 가공 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판의 온도는 0-10 ℃사이에서 유지되는 것을 특징으로 하는 유리 기판 모서리 가공 방법.
5. 유리기판;
   상기 유리 기판이 장착되어 이동하는 냉각기판;
   상기 이동하는 유리 기판의 모서리에 접촉하는 가열 부재; 및
   상기 가열 부재를 유도가열하는 고주파 유도가열장치
   를 포함하는 유리 모서리 가공장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 가열 부재는 봉침형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유리 모서리 가공 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 가열부재는 하부 고정판에 일측이 고정되고, 코일을 관통하여 돌출된 것을 특징으로 하는 유리 모서리 가공장치.

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