KR101409947B1 - 유리판 연마 시스템용 하정반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리판 연마 시스템용 하정반에 관한 것으로서, 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 복합재료로 형성된다.
유리판, 연마, 하정반, 화강암, 수지

Description

유리판 연마 시스템용 하정반{Glass setting plate for glass polishing system}
본 발명은 유리판 연마 시스템용 하정반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 디스플레이에 사용되는 유리판 연마하기 위한 유리판 연마 시스템에서 유리판의 하면을 지지하는 하정반에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이에 적용되는 유리판(유리기판)은 화상을 정확히 구현하기 위해 그 평탄도를 일정 수준으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 유리판의 표면에 존재하는 미세한 요철 또는 기복은 연마 공정에 의해 제거되어야 한다.
이러한 유리판의 연마 공정은 개별 유리판을 하나씩 연마하는 소위, '오스카' 방식과 일련의 유리판들을 연속적으로 연마하는 소위, '인라인' 방식으로 나눌 수 있고, 유리판의 일면만을 연마하는 '단면 연마'와 유리판의 양면을 모두 연마하는 '양면 연마'로 구분된다.
종래기술에 따른 유리판 연마 장치를 개략적으로 도시한 구성도인 도 1을 참조하면, 알려진 연마 장치(10)는 회전되는 연마 스테이지(2) 위에 캐리어(4)를 이 용하여 연마될 유리판(G)을 유지시킨 상태에서 연마 패드(6)가 설치된 연마 플레이트(8)를 유리판(G)에 접촉시킴과 동시에 연마 플레이트(8)를 수평 방향으로 이동시키는 과정에서 연마 플레이트(8)와 유리판(G) 사이에 연마액을 공급하여 유리판(G)을 연마하게 된다. 이를 위해, 종래의 연마 장치(10)는 연마 플레이트(8)에 형성된 다수의 슬롯 구멍들(8a)과, 연마 플레이트(8)와 떨어져 그 상부에 설치된 호스(3)를 이용하여 자연 낙하에 의해 연마액을 공급한다.
그런데, 유리기판의 대형화 추세에 부응하여 유리기판을 연마하기 위한 연마장치 또한 대형화되고 그에 따른 플레이트 형태의 하정반도 대형화되는 상황이다. 여기서, 연마 완료된 유리기판의 평탄도를 확보하기 위해서는 하정반 자체의 평탄도가 먼저 확보되어야 한다. 그리고, 하정반은 영구적 변형이 발생되지 않도록 변형에 대한 충분한 강성이 확보되는 것이 중요하다. 이러한 요구조건에 부응하기 위해서 보다 용이하게 대형의 플레이트를 확보할 수 있고, 가벼우면서 강성이 뛰어난 소재를 이용한 하정반의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
종래기술에 따른 하정반은, 8세대 유리기판을 연마하기 위해 탄소 스틸 등을 이용함으로써 변형에 대한 강성은 확보하였지만 무게에 대한 부담(예, 약 10톤)이 상존하는 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 종래의 하정반과 동일한 사이즈를 갖지만 그 무게를 현저히 줄이면서 강도가 개선된 유리판 연마 시스템용 하정반을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반은, 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 복합재료를 구비한다.
바람직하게, 상기 화강암 입자들과 상기 경화성 수지는 약 8.5:1.5 내지 약9.5:0.5 비율로 혼합된다.
바람직하게, 상기 혼합물은 약 70 ℃ 이상의 온도에서 경화된다.
바람직하게, 성형된 후 상기 복합재료의 표면은 그라인딩(grinding) 또는 랩핑(lapping) 또는 폴리싱(polishing) 가공 처리된다.
바람직하게, 상기 복합재료는 실질적으로 직육면체 형상을 가진다.
바람직하게, 상기 복합재료는 가로 2550mm, 세로 2250mm, 및 높이 100mm의 크기를 가진다.
바람직하게, 상기 복합재료는 그 내부에 배치된 보강부재를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 보강부재는 서로 수직으로 결합되어 격자 구조를 형성하는 다수의 플레이트들이 상기 복합재료의 평면과 평행하게 배치된다.
바람직하게, 상기 보강부재는 약 2350mm의 길이 및 약 50mm의 높이를 가지며 길이 방향으로 다수의 제1 슬릿들이 각각 형성된 복수의 제1 플레이트들과, 약 2050mm의 길이 및 약 50mm의 높이를 가지며 길이 방향으로 다수의 제2 슬릿들이 각각 형성된 복수의 제2 플레이트들이 상기 제1 및 제2 슬릿들의 상호 삽입에 의해 격자 구조로 결합된다.
바람직하게, 상기 보강부재는 상기 복합재료 혼합물의 결합력을 증가시키기 위해 상기 격자 구조의 측벽들에 형성된 다수의 관통공들을 포함한다.
본 발명에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 기판의 사이즈가 커짐에 따라, 화강암 입자들과 경화성 수지가 혼합된 복합재료를 이용하여 하정반을 구성함으로써, 하정반의 대형화가 가능한 효과를 가진다.
둘째, 종래의 스틸 재질의 하정반(예, 10톤)에 비해 그 중량을 현격하게 감소(예, 1.3 내지 2.2톤)시킴과 동시에 기계적 강성을 유지하는 효과를 가진다.
셋째, 본 발명에 따른 하정반은 열팽창 계수가 작기 때문에 연마과정에서 발생되는 발열로 인하여 하정반의 변형 정도를 낮출 수 있다.
넷째, 카본 스틸을 사용하는 종래의 하정반은 높은 강도에 비해 벤딩에 약하기 때문에 하정반의 가장 중요한 특성(항복 강도의 증가)을 만족시킬 수 없었지만, 본 발명에 따른 복합재료를 사용하게 되면 항복 강도 특성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 제조하기 위한 개략적 공정도이고, 도 3은 도 2의 공정에 의해 제조된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반의 개략적 사시도이고, 도 4는 도 3의 저면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서, 먼저, 화강암 입자들과 경화성 수지를 준비한다(S10). 화강암 입자들은 업계에 알려진 분쇄기(미도시)를 이용하여 화강암을 분쇄한 후 선별/분리기(미도시)를 이용하여 분리한다. 분쇄기에 의해 분쇄된 화강암 입자들은 통상적으로 6종류의 입자들로 분리될 수 있는데 성형 과정에 필요한 입자들(예를 들어, 약1㎛이하, 1㎛ 내지 10㎛, 약 10㎛ 내지 100㎛, 약 100㎛ 내지 1000㎛, 약 1mm 내지 약 10mm, 약 10mm이상)을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 입자가 너무 작거나 큰 것(예를 들어, 10mm이상)은 성형성이 불리 하므로 분리/선별 과정에서 제거하고 평균 입자 크기를 가진 화강암 입자들을 준비함으로써 성형의 균일도를 증대시킨다.
한편, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 준비한다. 이러한 열경화성 수지(고분자)는 일종의 첨가제로서, 성형 시, 전술한 바와 같은 화강암 입자들을 분산시키거나 화강암 입자들을 서로 결착시키기 위한 것이다.
이어서, 소정의 자체 혼합비를 가진 화강암 입자들과 열경화성 수지를 밀폐되거나 바람직하게 진공이 형성된 챔버(미도시)에서 소정의 혼합비로 혼합하여 복합재료를 마련한다(S20). 여기서, 화강암 입자들과 열경화성 수지가 혼합된 복합재료의 혼합비는 대략 9:1인 것이 바람직하다. 혼합 공정에서 진공을 형성하는 것은 미세한 기공 형성을 사전에 방지함으로써 완성된 하정반(100)에서 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
다음, 화강암 입자들과 경화성 수지가 혼합된 혼합물을 몰드(미도시)에 투입하여 상온에서 성형 및 경화된다(S30). 이러한 성형 및 경화 공정은 도 5에 도시된 보강부재(10)를 이용하는 것이 바람직하고, 복합재료는 약 70 ℃ 이상의 온도에서 평균 72시간 동안 경화된다.
도 5를 참조하면, 상기 보강부재(10)는 하정반(100)에 가해지는 외력, 하중 등에 의한 변형을 방지하기 위한 것으로서, 서로 수직으로 결합되어 격자 구조를 형성하는 다수의 플레이트들을 포함하고, 성형 공정 시, 몰드 내부에 편평하게 배치된다. 보다 구체적으로, 보강부재(10)는 약 2350mm의 길이 및 약 50mm의 높이를 가지며 길이 방향으로 다수의 제1 슬릿들(미도시)이 각각 형성된 복수의 제1 플레이트들(12)과, 약 2050mm의 길이 및 약 50mm의 높이를 가지며 길이 방향으로 다수 의 제2 슬릿들(미도시)이 각각 형성된 복수의 제2 플레이트들(14)이 격자 구조로 결합된다. 여기서, 제1 플레이트(12)와 제2 플레이트(14)는 제1 및 제2 슬릿들의 상호 삽입에 의해 격자 구조를 형성하고, 제1 및 제2 슬릿들의 삽입부(16)에는 접착제 등이 도포된다. 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(12)와 제2 플레이트(14)가 서로 수직되게 결합되면 각각 4각형 모양의 속이 빈 셀들(18)이 형성된다. 또한, 보강부재(10)는 성형 시 복합재료 혼합물의 결합력을 증가시키기 위해 각각의 셀(18)의 측벽들에 관통공들(11)이 마련된다. 즉, 관통공들(11) 사이로 복합재료가 통과되거나 그 곳에 위치되어 성형 및 경화됨으로써, 복합재료 상호간 및 복합재료와 보강부재(10) 사이의 결합력 및 결착력을 증대시키게 된다.
이어서, 성형 공정이 완료된 하정반(100)의 표면을 처리한다(S40). 이 과정에서, 하정반(100)의 표면은 몰드에 의한 부스러기들을 1차적으로 제거하기 위해 그라인딩(grinding) 공정을 거치고, 이어서 사포 등과 같은 연마부재를 이용하여 하정반(100)의 표면을 매끄럽게 하는 랩핑(lapping) 공정을 거친 후 하정반(100)의 표면을 최종적으로 매끄럽게 하는 폴리싱(polishing) 가공을 거치게 된다. 이러한 표면 처리 공정은 하정반(100)의 표면의 정도에 따라 취사 선택될 수 있음은 물론이다.
표면 처리 공정을 거치게 되면 하정반(100)의 제조가 완성되는데, 그러한 공정을 거친 하정반(100)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실질적으로 직육면체 형상을 가진다. 보다 구체적으로, 하정반(100)은 가로 2550mm, 세로 2250mm, 및 높이 100mm의 크기를 가지며, 하정반(100)의 측면에는 각각 2개의 측면 홈들(102)이 마련되고, 하정반(100)의 하면에는 3개의 지지 홈들(104)이 마련된다. 측면 홈들(102)은 성형 시 몰드와 결합되거나 연마 시스템의 스테이지(미도시)에 설치하기 위해 하정반(100)을 이동시키기 위한 것이며, 지지 홈들(104)은 스테이지에 하정반(100)을 안정되게 안착시켜 위치 고정하기 위한 것이다.
아래 표는 본 발명에 따른 복합재료의 밀도, 압축강도 및 열팽창 계수의 값들을 종래의 카본 스틸의 그것들과 비교한 것이다.
카본스틸
 본 발명의 복합재료
(폴리머 콘크리트)
밀도(g/cm3)
6.6 - 7.4
2.3 - 3.5

압축강도(MPa)
≥50 - 120
≥110

열팽창 계수(mm/mm ℃)
9.2 - 11.8 ×10-6
1.31×10-6
이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 제한되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상의 정신과 범위 및 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면들에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 유리판 연마 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 저면도이다.
도 5는 도 3의 하정반 내부에 배치되는 보강 부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.

Claims (10)

  1. 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 복합재료로 형성되고,
    상기 복합재료 내부에 배치된 보강부재를 포함하고,
    상기 보강부재는 서로 수직으로 결합되어 격자 구조를 형성하는 다수의 플레이트들이 상기 복합재료의 평면과 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화강암 입자들과 상기 경화성 수지는 8.5:1.5 내지 9.5:0.5 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 혼합물은 70℃ 이상의 온도에서 경화되는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    성형된 후 상기 복합재료의 표면은 그라인딩(grinding) 또는 랩핑(lapping) 또는 폴리싱(polishing) 가공 처리된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복합재료는 직육면체 형상을 가진 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복합재료는 가로 2550mm, 세로 2250mm, 및 높이 100mm의 크기를 가진 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 길이 방향으로 다수의 제1 슬릿들이 각각 형성된 복수의 제1 플레이트들과, 길이 방향으로 다수의 제2 슬릿들이 각각 형성된 복수의 제2 플레이트들이 상기 제1 및 제2 슬릿들의 상호 결합에 의해 격자 구조로 결합된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 혼합물의 결합력을 증가시키기 위해 상기 격자 구조의 측벽들에 형성된 다수의 관통공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
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