KR101808725B1 - 판재의 단부 처리 방법 및 블라스트 가공 장치 - Google Patents

Abstract

슬릿 모양의 개구를 갖춘 슬릿 노즐을, 상기 슬릿 모양의 개구의 길이 방향이 판재의 단부에 형성된 엣지의 길이 방향을 따르도록 하고, 또한, 상기 슬릿 노즐 선단과 상기 엣지의 정부(頂部) 간의 거리가 3mm이하가 되도록 배치해, 상기 슬릿 노즐을 통해 메디안 지름이 20μm이하인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 상기 엣지를 향해 분사 함과 동시에, 분사된 연마재 및 상기 판재에 부착된 연마재 및 절삭가루를 연마재의 분사 방향 전방으로부터 평균풍속 30m/sec 이상으로 흡인하여 회수한다.

Description

판재의 단부 처리 방법 및 블라스트 가공 장치 {PLATE-END PROCESSING METHOD AND BLASTING DEVICE}

본 발명은 판재의 단부 처리 방법 및 이 방법에 사용하는 블라스트 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 판재, 특히 유리판 등의 경질 취성 재료(hard, brittle material)로 이루어진 판재의 단부에 생긴 엣지(edge)의 실모따기(slight-chamfering)나 디버링(deburring) 등의 엣지 처리에 적절한 단부 처리의 방법, 및 이것을 실시하기 위한 블라스트 가공 장치에 관한 것이다.

금속이나 유리, 그 외의 판재, 특히 대형 판재로부터 잘라내 얻은 판재에서는, 그대로의 상태에서는 단부에 예리한 엣지가 형성되어 있거나, 금속판 등에서는 버(burr)가 부착되어 있어, 이 부분에 직접 손이 닿으면 상처를 입을 우려가 있고, 또, 이 부분에 접촉한 것을 손상시킬 우려가 있다. 따라서, 엣지의 모퉁이를 깎는 모따기나, 디버링 등이라는 단부 처리가 일반적으로 행해진다.

특히, 유리나 석영, 사파이어, 세라믹스, 실리콘 웨이퍼 등의 경질이고, 또한, 취성을 가지는 재료로 만들어진 판재에 있어서는, 측면을 경면으로 했다고 해도, 예리한 형상의 엣지가 남아 있으면, 이 엣지 부분이 깨져 떨어지기 쉬워진다. 이 때문에, 이러한 경질 취성 재료의 판재에 휘는 응력을 가하면, 엣지 부분에 생긴 흠결부를 기점으로 하여 전체가 간단하게 깨져버린다.

그 때문에, 이러한 경질 취성 재료인 판재에 대해서, 모따기나 실모따기 등의 엣지 처리를 실시하는 것은, 판재의 강도를 개선하는데 있어서도 중요하다.

여기서, 상술한 판재 중, 유리판에 대해서 보면, 이 유리판은, 액정 디스플레이나 플라스마 디스플레이 등의 플랫 디스플레이용 기판으로서의 용도가 있으며, 이러한 용도로는, 얇은 유리판에 대한 수요가 높아지고 있는 결과, 엣지 등의 단부 처리에 대해서도 미소(微小)하고 정확한 가공, 예를 들면 0.5mm 폭 이하의 실모따기를 오차 없이 정확하고 정밀하게 실시하는 것이 요구되어지고 있다.

이러한 판재의 실모따기는, 종래, 도 9에 나타나 있듯이 회전하는 홈(溝)이 있는 숫돌(110)의 홈(111) 내에 판재(100)의 단부를 삽입하여 연마하는 방법이나, 도 10에 나타나 있듯이, 회전하는 숫돌바퀴(120)의 평면(121)에 처리 대상인 판재(100) 단부의 엣지(101)를 접촉시킴으로써 일반적으로 행해지고 있다. 이 회전하는 숫돌바퀴(120)의 평면(121)에 접촉시키는 것에 의한 모따기로써는, 일례로써 도 11에 나타나 있듯이, 유리판(100)의 각 평면(102, 103)에 대해 각각 경사된 2매의 숫돌바퀴(120, 120)를 설치하여, 이 숫돌바퀴(120, 120) 간에서 유리판(100)의 단부를 협지하도록 하여 연마하는 것으로, 엣지(101)의 모따기를 실시하는 방법도 제안되고 있다(Japanese Patent LOPI No. 2011-26195).

또한, 절삭 가공의 일종으로서 피가공물의 가공면에 대해 압축 기체와 함께 연마용 입자를 분사하는 가공 방법으로써 샌드 블라스트가 잘 알려져 있다. 이러한 샌드 블라스트를 판재의 단부에 대해서 실시함으로써, 날카로운 엣지를 제거하여 라운딩(rounding)된 단부를 얻는데 사용되는 경우도 있다.

상술한 연마 방법 중, 도 9에 나타난 바와 같은 홈이 있는 숫돌(110)에 의해 모따기를 실시하는 경우, 숫돌(110)과 판재(100)의 엣지(101)와의 접촉은 점접촉(点接觸)이 되기 때문에, 이 접촉 부분에서 숫돌(110)이 비교적 빨리 마모하거나, 막힘(jam)을 일으킨다.

이러한 마모나 막힘이 생긴 숫돌(110)을 계속 사용하면, 변형이나 막힘이 생기기 전후로 가공된 제품 간에 큰 격차가 생겨 버리기 때문에, 미세한 가공을 고정밀도로 실시하는 것이 요구되는 플랫 디스플레이 등의 분야에서 이용되는 유리 기판의 가공에 대응할 수 없다.

그 때문에, 이와 같이 판재와의 접촉 부분에 마모나 막힘이 생긴 숫돌은, 그 외의 부분에 마모나 막힘이 생기지 않은 경우에도, 숫돌 그 자체의 교환이 필요하다. 따라서, 이 방법에 의한 연마에서 가공 정밀도를 올리려고 하면, 빈번하게 숫돌을 교환할 필요가 있어, 비용이 높아진다.

한편, 도 10을 참조해 설명한 것처럼, 회전하는 숫돌바퀴(120)의 평면(121)에 대해 판재(100)의 엣지(101)를 밀어 넣어 모따기를 실시하는 방법에서는, 숫돌바퀴(120)가 국부적으로 마모하는 것을 방지할 수 있으며, 도 9를 참조해 설명한 홈을 갖춘 숫돌(110)을 사용해 연마하는 경우와 비교해, 숫돌의 수명을 길게 할 수 있다.

그러나 이 방법에서는, 숫돌바퀴(120)의 평면(121)에 대해서 엣지(101)를 바싹 밀어 대려하면 판재(100)에 가공 압력이 걸릴 수 있기 때문에, 판재(100)가 휘어버리는 문제가 있으며, 또, 판재(100)의 표리에 존재하는 엣지(101, 101)의 쌍방에 대해서 각각 가공을 실시할 필요가 있어, 양엣지를 동시에 처리할 수 있는 도 9에 기재된 방법과 비교해 작업성이 뒤떨어진다

또한, 앞서 언급한 일본 특허공개공보 No. 2011-26195에 기재된 방법에서는, 2개의 숫돌바퀴(120, 120) 간에서 협지하여 판재(100)의 표리에 생긴 엣지(101, 101)를 동시에 제거함으로써, 효율적으로 모따기를 실시할 수 있음과 동시에, 판재(100)에 걸리는 가공 압력이 상쇄되어 판재(100)에 휨이 생기는 것을 방지할 수 있어, 도 10을 참조해 설명한 연마 방법의 상술한 결점이 해소되고 있다.

그러나, 앞서 언급한 일본 특허공개공보 No. 2011-26195에 기재된 방법에서는, 2개의 숫돌바퀴(120, 120)에 의해 생기는 가공 압력(F1, F2)의 밸런스가 좋지 않으면, 양엣지(101, 101)에 대해 균일한 가공을 실시하지 못하고, 또, 판재(100)에 대해 휨을 생기게 할 가능성이 있다.

또, 숫돌을 사용한 경질 취성 재료의 연마 전반에 대해 말할 수 있는 것이지만, 유리판과 같은 경질 취성 재료로 이루어진 판재를 연마하면, 크고 작은 크랙이나 결절(欠け) (이하, 이러한 크랙이나 결절의 발생을 총칭해 「치핑(chipping)」이라고 한다. )이 생기기 쉽고, 또, 절삭 시의 충격에 의해 크랙이나 마이크로 크랙이라고 불리는 미소한 크랙이 발생하기 쉽다. 이러한 결절이나 크랙의 발생은, 판재에 휘는 응력이 더해졌을 때에 파단의 기점이 되어 판재의 굴곡강도를 현저하게 저하시키는 한편, 연마에 의해 결절이나 크랙을 완전하게 제거하는 것은 곤란하다.

또한, 이러한 치핑이나 크랙의 발생은, 물이나 기름 등의 연마액을 숫돌과 피가공물의 간에 공급하는 것에 의해 어느 정도 억제하는 것은 가능하다. 그렇지만, 이와 같이 해 연마액의 공급을 실시하면, 연마액과 절삭 조각과의 혼합물이 피가공물의 표면에 부착해 피가공물을 더럽히게 되기 때문에, 연마 후의 피가공물을 세정하기 위한 별도의 공정을 마련할 필요가 있으며, 작업 공정수가 증가하는 분, 노력 부담이 증가해 판재의 단부 처리에 걸리는 비용을 상승시키게 된다.

또한, 상술한 것처럼, 샌드 블라스트는, 판재의 엣지 부분을 제거해 라운딩(rounding) 처리를 할 때에 사용되는 경우도 있다.

그러나, 기존의 일반적인 샌드 블라스트 가공에서는, 가공 후의 피가공물 표면이 배껍질처럼 거칠게 되는 등으로 인해, 표면을 고정밀도로 평탄화 할 수 없었고, 또, 연마용 입자가 충돌했을 때의 충격에 의해, 가공면에 크랙이나 마이크로 크랙을 일으키게 함으로써, 기존의 일반적인 샌드 블라스트 가공을 유리판 등의 경질 취성 재료로 이루어진 판재의 연마에 사용하는 것은, 오히려 굴곡강도 등의 저하로 연결된다. 따라서, 경질 취성 재료로 이루어진 판재의 강도 향상을 목적으로 한 모따기 가공이나, 크랙, 마이크로 크랙의 제거를 목적으로 한 연마에 샌드 블라스트는 적용되고 있지 않다.

또한, 기존의 일반적인 샌드 블라스트 가공에서는, 압축 기체와 함께 분사된 연마재를 정확하게, 한정된 범위로 충돌시켜 가공하는 것이 어렵고, 따라서, 상술한 엣지의 모따기 등에 사용하려고 하면, 모따기 부분뿐 만 아니라 그 주변에 대해서도 수 밀리(mm)에서 수십 밀리(mm)의 범위에까지 가공이 미쳐 버려, 고정밀도의 가공을 실시할 수 없다.

그 때문에, 이러한 샌드 블라스트에 의한 절삭에서, 실모따기와 같이 미소한 가공 범위로 한정해 피가공물의 절삭을 실시하려고 하면, 가공이 미쳐서는 안 되는 부분을 마스킹(masking)에 의해 보호하는 것이 필요하다. 따라서, 피가공물에 대한 마스크재의 첩착이나 연마 작업 후의 마스크재의 제거 등, 번잡한 작업이 필요하다.

게다가, 기존의 일반적인 샌드 블라스트에서는, 피가공물에 연마용 입자나 절삭가루가 부착되기 때문에, 많은 경우, 절삭 가공 후에 피가공물을 세정하는 공정을 마련할 필요가 있어, 작업 공정수가 증가한다.

본 발명은, 상기 종래 기술에 있어서의 결점을 해소하기 위해서 만들어진 것이다. 즉, 본 발명은, 각종 재질의 판재에 대해 넓게 적용할 수 있는 것이면서, 경질 취성 재료의 판재를 처리 대상으로 한 경우에도 치핑나 크랙의 발생이 없고, 또, 마스킹 등 하처리(下處理)를 실시하지 않고 필요 부분으로 한정해 미세한 가공(일례로써 폭 0.5mm 이하의 실모따기, 바람직하게는 폭 0.1mm 정도의 아주 가는 실모따기)에 대해서도 고정밀도로 균일하게 실시할 수 있으며, 또한, 숫돌이나 연마용 입자 등의 소모가 적고 경제적으로 처리를 실시할 수 있고, 게다가, 피가공물에 대한 오염물의 부착을 방지할 수 있어, 가공 후의 세정 공정을 생략 할 수 있는 판재의 단부 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하에, 과제를 해결하기 위한 수단을, 발명을 실시하기 위한 형태에서 사용하는 부호와 함께 기재한다. 이 부호는, 특허 청구의 범위의 기재와 발명을 실시하기 위한 형태의 기재와의 대응을 분명히 하기 위한 것이며, 말할 필요도 없이, 본원 발명의 기술적 범위의 해석에 제한적으로 이용되는 것은 아니다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 판재의 단부 처리 방법은,

노즐 팁(22)에 슬릿 모양의 개구(21)가 형성된 슬릿 노즐(20)을, 상기 슬릿 모양의 개구(21)의 길이 방향이 판재(10)의 단부에 형성된 처리 대상으로 하는 엣지(11)의 길이 방향을 따르도록 하고, 또한, 상기 슬릿 노즐(20) 선단과 상기 엣지(11)의 정부(頂部) 간의 거리(D)〔도 2(A) 참조〕가 3mm 이하가 되도록 배치해, 상기 슬릿 노즐(20)을 통해 메디안(madian) 지름이 20μm 이하인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 상기 엣지(11)를 향해 분사 함과 동시에,

분사된 연마재 및 상기 판재(10)에 부착된 연마재 및 절삭가루를, 상기 연마재의 분사 방향 전방으로부터 평균 풍속 30m/sec 이상으로 흡인해 회수하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 판재의 단부 처리 방법에서, 상기 연마재의 분사 방향을, 상기 판재의 평면에 대해 45°~85°의 경사각(θ)〔도 2(A), 도 3(A) 참조〕으로 경사시킬 수 있다.

또, 상기 슬릿 노즐(20)의 상기 노즐 팁(22)을, 다이아몬드, 코런덤(corundum)(루비, 사파이어), 탄화 붕소, 입방정질화(立方晶窒化) 붕소, 탄화 규소, 초경합금, 또는 산화 지르코늄으로 형성하는 것이 바람직하다.

이 슬릿 노즐(20)의 개구폭(W)은, 0.1~3mm, 바람직하게는 0.2~1.0mm이다.

또한, 상기 판재(10)의 단부 측면(12)의 폭방향 양단에 형성된 엣지(11, 11)에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 것이어도 좋다(도 4 참조).

또한, 상기 엣지(11, 11)에 대한 연마재의 분사에 더해, 상기 판재(10)의 단부 측면(12)에 대해, 메디안 지름이 20μm 이하, 또는 번수(番手)가 ＃600이상인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 것이어도 좋다(도 5 참조).

또한, 상술한 판재의 단부 처리에 사용하는 본 발명의 블라스트 가공 장치(1)는, 노즐 팁(22)에 슬릿 모양의 개구(21)가 형성된 슬릿 노즐(20)을 구비하고, 상기 슬릿 노즐(20)을 통해 메디안 지름이 20μm 이하인 연마재를 압축 기체와 함께 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 연마재 분사 수단(3)과,

상기 슬릿 모양의 개구(21)의 길이 방향이, 피가공물인 판재(10)의 단부에 형성된 처리 대상으로 하는 엣지(11)의 길이 방향을 따르도록 하고, 또한, 상기 슬릿 노즐(20) 선단과 상기 엣지(11)의 정부(頂部) 간의 거리가 3mm 이하가 되도록 상기 판재를 상기 슬릿 노즐(20)의 분사 방향 전방에 배치 가능하게 이루어진 워크(work)대(4)와,

상기 연마재의 분사 방향 전방에 개구된 흡입구(51a)를 구비하고, 상기 슬릿 노즐(20)로부터 분사된 연마재 및 피가공물에 부착된 연마재 및 절삭가루를 상기 연마재의 분사 방향 전방으로부터 평균 풍속 30m/sec 이상으로 흡인하여 회수하는 흡인 수단(5)을 갖춘 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 블라스트 가공 장치(1)에서, 상기 슬릿 노즐(20)을 상기 판재(10)의 단부에 형성된 엣지(11)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 했을 경우, 상기 흡인 수단의 상기 흡입구를 상기 슬릿 노즐(20)의 이동에 따라 상기 연마재의 분사 방향 전방으로 이동시키는, 도시하지 않은 링크를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬릿 노즐(20)의 상기 노즐 팁(22)은, 이것을 다이아몬드, 코런덤, 탄화 붕소, 입방정질화 붕소, 탄화 규소, 초경합금, 또는 산화 지르코늄으로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 슬릿 노즐(20)의 개구폭은 0.1~3mm의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구성을 갖춘 블라스트 가공 장치(1)에서, 상기 판재(10)의 단부 측면의 폭방향 양단에 형성된 엣지(11, 11)에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 복수의 상기 슬릿 노즐(20)(도 4에 나타낸 예에서는 2개의 슬릿 노즐(20, 20))을 갖춰도 좋고, 이 구성에 있어서, 상기 판재(10)의 단부 측면(12)에 대해, 메디안 지름이 20μm 이하, 또는 번수가 ＃600 이상의 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 또 다른 블라스트 노즐(도 5 참조)을 설치해도 좋다.

이상 설명한 본 발명의 구성에 의해, 본 발명의 판재의 단부 처리 방법 및 블라스트 가공 장치에 의하면, 이하의 현저한 효과를 얻을 수 있었다.

노즐을 슬릿 노즐(20)로 한 것, 이 슬릿 노즐(20)을 피가공물에 충분히 가깝게 해 연마재를 분사한 것, 비교적 소입경(小粒徑)인 미분(微粉) 연마재를 소정의 분사 압력으로 분사한 것, 및 연마재의 분사 시, 분사된 연마재를 분사 방향의 전방으로부터 소정의 풍속으로 흡인함으로써, 마스킹 등을 실시하는 일 없이, 필요한 범위 내로 한정해 고정밀도, 일례로써 모따기에 의해서 형성되는 면(15)의 폭(Wp)〔도 2(A) 중의 확대 도 참조〕이 0.5mm 이하의 실모따기, 최소로 폭(Wp)이 0.1mm 정도의 아주 가는 실모따기까지도 정확, 또한, 고효율로 실시할 수 있으며, 게다가, 유리판과 같이 경질 취성 재료로 이루어진 판재(10)를 처리 대상으로 했을 경우에도, 치핑이나 크랙을 발생시키는 일 없이, 또한, 스크라이브(Scribe) 등의 전가공으로 생긴 크랙 등을 제거해, 판재의 굴곡강도를 향상시킬 수 있는 단부 처리를 실시할 수 있었다.

또, 상술한 것처럼 압축 기체에 의한 연마재의 분사라고 하는 건식의 처리 방법으로 판재의 단부 처리를 실시하기 때문에, 물이나 기름 등의 연마액이나 이것들에 혼입한 연마재나 절삭가루가 피가공물에 부착될 일이 없고, 게다가, 분사된 연마재 및 피가공물에 부착된 연마재 및 절삭가루를 비교적 빠른 풍속으로 흡인해 회수하는 것으로 했기 때문에, 판재(10)에 연마재나 절삭가루의 부착이 없고, 단부 처리 후의 판재(10)를 세정하는 등의 공정이 불필요해졌다.

또한, 길이가 긴 판재(10)를 가공하는 경우 등, 슬릿 노즐(20)을 판재(10)에 형성된 엣지(11)의 길이 방향으로 이동시키는 경우에는, 이 슬릿 노즐의 이동에 연동해 상기 흡인을 실시하는 흡인 수단(5)의 흡입구(51a)를 링크(도시하지 않음)를 사용해 똑같이 이동시킴으로써, 상술한 위치 관계를 용이하게 유지할 수 있었다.

상기 연마재의 분사 방향을, 상기 판재(10)의 평면(13)(또는 14)에 대해 45°~85°의 경사각(θ)으로 실시하는 것으로, 이 경사각(θ)의 선택에 따라 모따기에 의해 형성된 면(15)의 상기 평면(13)(또는 14)에 대한 경사각을 제어할 수 있었다.

또한, 경사각(θ)이 45°보다 예각인 경우에는, 엣지(11)의 제거는 가능하지만, 모따기에 의해 형성된 면(15)이 완전한 평면이 되지 않고, 만곡(?曲)한 단면 형상이 된다(도 7 참조).

슬릿 노즐(20)의 노즐 팁(22)을, 다이아몬드, 코런덤(루비, 사파이어), 탄화 붕소, 입방정질화 붕소, 탄화 규소, 초경합금, 또는 산화 지르코늄이라고 하는 내구성이 있는 초경 재료로 제조함으로써, 고경도의 연마재를 사용했을 경우에도 노즐 팁(22)이 마모되기 어렵게 할 수 있었다. 그 결과, 노즐의 분사구를 장시간에 걸쳐 일정한 치수로 유지할 수 있어, 제품 간에 생기는 가공 정밀도의 격차를 더욱 저감 시킬 수 있었다.

상기 슬릿 노즐(20)의 개구폭을 0.2~1.0mm로 한 구성에 있어서는, 보다 고정밀도에서의 가공이 가능해졌다.

또한, 상기 판재(10)의 단부 측면(12)의 폭방향 양단에 형성된 엣지(11, 11)에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 구성(도 4 참조)에서는, 2개의 엣지(11, 11)를 동시에 처리할 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있었다.

또한, 상기 엣지(11, 11)에 대한 연마재의 분사에 더해, 판재(10)의 단부 측면(12)에 대해서도, 동일한 정도의 입경의 연마재를 동일한 정도의 분사 압력으로 분사함으로써(도 5 참조), 측면(12)의 면 거칠기를 개선하고, 전(前)공정의 예를 들면 스크라이브 등으로 이 부분에 생긴 크랙이나 마이크로 크랙의 제거를, 실모따기와 동시에 실시할 수 있었다.

도 1은 본 발명으로 사용하는 슬릿 노즐의 일례를 나타내는 사시 설명도.
도 2는 본 발명의 방법에 있어서의 판재(단부가 직선인 판재)와 슬릿 노즐의 위치 관계의 설명도이며, (A)는 측면시, (B)는 평면시.
도 3은 본 발명의 방법에 있어서의 판재(단부가 곡선인 판재)와 슬릿 노즐의 위치 관계의 설명도이며, (A)는 측면시, (B)는 평면시.
도 4는 본 발명의 방법에 의해 판재 단부의 2개의 엣지를 2방향으로부터의 연마재의 분사에 의해 동시에 실모따기 하는 경우의 가공예를 나타낸 설명도.
도 5는 본 발명의 방법에 의해 판재 단부의 2개의 엣지와 측면을 3방향으로부터의 연마재의 분사에 의해 동시에 처리하는 경우의 가공예를 나타낸 설명도.
도 6은 본 발명의 블라스트 가공 장치의 개략 설명도.
도 7은 본 발명의 방법으로 가공한 유리판(실시예 1：분사각 30°)의 단부 단면 모식도.
도 8은 본 발명의 방법으로 가공한 유리판(실시예 5)의 단부를 촬영한 사진.
도 9는 종래의 판재 단부 처리 방법의 설명도 (홈이 있는 숫돌에 의한 연마).
도 10은 종래의 판재 단부 처리 방법의 설명도 (숫돌바퀴의 평면에 의한 연마).
도 11은 종래의 판재 단부 처리 방법의 설명도 (일본 특허공개공보 No. 2011-26195의 도 2 A에 대응).

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 이하 설명한다.

〔피가공물〕

본 발명의 방법에서 처리 대상으로 하는 피가공물은, 판재라면 각종 재질의 것이 대상이 되고, 금속, 세라믹스, 유리, 석영, 사파이어, 아크릴 등의 합성 수지판 등의 각종 재질의 판재를 대상으로 할 수가 있으며, 이러한 것들의 적층 구조를 취해도 좋다.

무엇보다, 본 발명의 방법에 의한 단부 처리 방법은, 세라믹스, 유리, 석영, 사파이어, 실리콘 웨이퍼나, 텅스텐 카바이드(tungsten carbide) 등의 초경합금과 같이, 경질이지만 취성을 가지는 재질, 따라서, 숫돌에 의한 연마에 대해 치핑이나 크랙이 생기기 쉬운 재질로 이루어진 판재에, 치핑이나 크랙을 발생시킴이 없이, 또한, 실모따기나 사전 처리(예를 들면 스크라이브 등)로 생긴 크랙 등을 제거하기 위해서 연마하는 단부 처리에 적합하다.

판재의 평면 형상은 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 원판형과 같이 처리 대상으로 하는 판재(10)의 평면시(視)에 있어서의 윤곽이 곡선만으로 구성된 것, 또는 선형(扇形)과 같이 일부에 곡선을 포함한 형상이어도 본 발명의 방법에 의해 처리 대상으로 할 수 있다.

무엇보다, 가공 정밀도를 일정하게 유지하기 쉽고, 또, 동시에 비교적 넓은 범위를 처리할 수 있기 때문에, 처리 대상으로 하는 판재(10) 단부는 직선에 의해 구성되어 있는 것, 예를 들면 구형판(矩形板)과 같은 형상이 바람직하다.

단, 윤곽이 곡선에 의해 구성되어 있는 것이어도, 로봇(robot)에게 노즐 및 후술하는 흡인관을 보관 유지시켜 가공함으로써 용이하게 모따기 하는 것이 가능하다.

〔연마재〕

연마에 사용하는 연마재의 재질은, 처리 대상으로 하는 판재의 재질에 따라 각종 재질로부터 선택 가능하다. 일례로써 유리판을 가공 대상으로 하는 경우, 유리를 연마할 때 일반적으로 사용되고 있는 다이아몬드의 분체나, 산화 세륨의 분체 외, 알란덤(Alundum)이나 카보런덤(carborundum), 그 밖에 세라믹스계의 연마재 등이 사용 가능하다.

사용하는 연마재의 입경은, 입경이 커지면 절삭량이 커지기 때문에 미세한 가공을 실시하는 것이 어려워짐과 동시에, 유리판 등의 경질 취성 재료로 이루어진 판재를 피가공물로 했을 때에 크랙이나 마이크로 크랙을 일으키게 하는 등, 판재(10)에 데미지를 주어 버려, 단부 처리에 의해 오히려 판재의 굴곡강도를 저하시켜 버리게 되기 때문에, 입도가 ＃600 이상의 번수(소입경)의 미분 연마재, 보다 바람직하게는, ＃1000 이상의 번수(소입경)의 미분 연마재를 사용한다.

〔분사 장치〕(블라스트 가공 장치)

상기 연마재의 분사는, 압축 기체, 예를 들면 압축 공기와 함께 연마재를 분사하는 형식의 기존의 각종 에어식의 블라스트 가공 장치를 사용해 실시하는 것이 가능하기 때문에, 그 기본 구조의 설명은 생략 한다.

단, 기존의 일반적인 블라스트 가공 장치에서는, 노즐 선단에 형성된 개구가 원형(円形)인, 소위 「환형(丸型)노즐」을 사용한 분사가 일반적이다. 이것에 대해, 본 발명의 방법에서 사용하는 블라스트 가공 장치에서는, 분사 노즐로써 선단 개구가 슬릿 모양인 슬릿 노즐을 갖춘 블라스트 가공 장치를 사용한다는 점에서 다르다.

또한, 본 발명의 처리 방법에 사용하는 블라스트 가공 장치에서는, 상술한 슬릿 노즐에서부터 분사된 연마재나 연마 시에 생긴 절삭가루를 높은 풍속으로 흡인하는 흡인 수단을 갖추고 있는 점에서도, 기존의 일반적인 분사 장치와는 상위하다.

(1) 슬릿 노즐

일반적인 블라스트 가공 장치에서는, 노즐 팁에 원형의 개구를 설치한 환형노즐을 사용해 연마재의 분사를 실시한다. 하지만, 본 발명의 처리 방법에서는, 이러한 환형노즐이 아닌, 예를 들면 도 1에 나타나 있듯이 노즐 팁(22)에 슬릿 모양의 개구(21)가 형성된 슬릿 노즐(20)을 사용해 연마재의 분사를 실시한다.

이 슬릿 노즐(20)에 설치하는 슬릿 모양의 개구(21)의 폭(W)은, 너무 넓으면 가공 범위가 넓어져 고정밀도의 가공이 어려워지는 한편, 너무 좁으면 개구(21) 내를 통과하는 압축 기체의 유속이 높아져 개구(21) 내벽의 마모가 격렬해진다. 또, 슬릿 모양의 개구(21)의 폭이 넓은 경우, 연마재의 분사립층이 두꺼워지고 가공에 도움이 되지 않는 불필요한 분사립이 많아져 쓸모 없어지게 되고, 슬릿 모양의 개구(21)의 폭이 과도하게 좁은 경우, 연마재와 압축 기체와의 혼합 유체의 통과 저항이 커지고, 컴프레서(compressor) 등의 압축 기체 공급원으로서 과도하게 고성능의 것이 필요해져 쓸모없게 된다. 따라서, 슬릿 노즐(20)에 설치하는 슬릿 모양의 개구(21)의 폭(W)은, 바람직하게는 0.1~3.0mm, 보다 바람직하게는 0.2~1.0mm의 범위이다.

또, 슬릿 모양 개구(21)의 통로 길이(L)는, 피가공물인 판재(10)의 한 변의 길이나 형상에 따라 결정할 수가 있다. 하지만, 개구 길이(L)가 너무 짧으면 동시에 가공할 수 있는 범위가 좁아져 가공 효율이 저하하는 한편, 슬릿 모양 개구(21)의 길이(L)가 너무 길면, 슬릿으로부터의 연마재의 유속을 슬릿 길이 방향으로 균일하게 하는 것이 용이하지 않고, 가공 얼룩을 생기게 한다. 또한, 슬릿 모양이 길어짐에 따라 노즐의 중량이 커져, 그 때문에 가공 정밀도를 유지하기 위해서는, 강성(剛性)이 있는 구조로 하지 않으면 안 된다.

일례로써 슬릿 모양 개구(21)의 바람직한 개구 길이는, 2~50mm, 보다 바람직하게는 3~20mm정도이다.

슬릿 노즐(20)의 노즐 팁(22)은, 기존의 블라스트 가공 장치의 분사 노즐의 노즐 팁의 재질로써 사용되고 있는 담금질강철이나 텅스텐 카바이드 등의 초경합금, 알루미나(alumina) 등이나 세라믹스 등의 재질로 형성해도 좋다. 하지만, 피가공물인 판재가 경질 재료인 경우, 따라서, 연마재로써도 고경도의 연마재를 사용하는 경우, 슬릿 노즐(20)의 노즐 팁(22)은, 상술한 일반적인 노즐 팁의 재질과 비교해 보다 내구성이 있는 재료로 형성함으로써, 분사 시에 통과하는 연마재에 의한 마모를 억제해 슬릿 모양 개구가 확대 변형하는 것을 방지해, 시간 경과에 따라 가공 조건이 변화하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이러한 내구성이 있는 노즐 팁의 재질로서는, 다이아몬드, 탄화 붕소, 입방정질화 붕소, 탄화 규소, 코런덤(루비, 사파이어), 산화 지르코늄이라고 하는 초경 재료를 사용할 수 있으며, 그 중에서 특히, 다이아몬드의 사용이 바람직하다.

일례로써 다이아몬드제의 노즐 팁을 사용했을 경우, ＃1000의 WA연마재를, 0.3MPa의 분사 압력으로 60시간 분사한 후에도, 슬릿 모양 개구의 한 변 측에 있어서의 마모량을 20μm로 억제할 수 있으며, 예를 들면 탄화 붕소제의 노즐 팁과 비교해 수명을 10배로 늘릴 수 있었다.

(2) 흡인 수단

상기 구성의 슬릿 노즐(20)로부터 분사된 연마재는, 이 연마재의 분사 방향 전방에 배치된 흡입구(51a)를 가지는 흡인 수단(5)에 의해, 평균풍속 30m/sec 이상으로 흡인하여 회수된다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 6에 나타나 있듯이, 블라스트 가공 장치(1)의 가공실 (2) 내에 배치한 흡입 호스(51)의 일단(一端)의 개구를 슬릿 노즐(20)의 개구(21)로 향하게 배치하여 상술한 흡입구(51a)로 하고 있다. 또한, 이 흡입 호스(51)의 타단(他端)을, 가공실(2) 외에 설치한 블로어(52)에 연결해, 상기 흡입구(51a)에서 평균풍속 30m/sec 이상의 흡인력을 발생시킬 수 있도록 하고 있다.

또한, 도시한 예에서는, 가공실(2) 내에 상술한 흡입 호스를 설치하는 것으로 설명했지만, 분사된 연마재를 흡인할 수 있는 것이면, 흡입 호스를 대신해 덕트(duct), 그 외의 구성을 채용해도 좋다.

흡인 수단에 설치하는 상술한 흡입 호스(51)나 흡입 덕트의 형상은, 상술한 흡인력을 발휘 할 수 있는 것이면, 원통형, 사각통형 등, 그 단면 형상에 있어서는 특히 한정되지 않는다. 하지만, 슬릿 노즐(20)로부터 분사된 연마재가, 가공실(2) 내에서 비산(飛散)하지 않고, 이것을 확실하게 회수할 수 있도록, 흡입구(51a)를 슬릿 노즐(20)에 설치한 슬릿 모양의 개구(21)의 개구 길이(L)보다 큰 개구경, 바람직하게는 슬릿 모양의 개구(21)의 개구 길이(L)의 1.5~2.5배의 개구경(開口徑)으로 형성해, 주위에 연마재를 비산시키는 일 없이, 확실하게 흡인해 회수할 수 있도록 하고 있다.

또한, 흡인 수단(5)에 설치한 흡입구(51a)의 개구경을, 슬릿 모양 개구(21)의 개구 길이에 대해 2.5배를 넘어 크게 하면, 평균풍속 30m/sec 이상의 흡인을 실시하기 위해서는 대형의 블로어(blower)가 필요해, 경제적이지 않다.

또한, 흡입구(51a)를 슬릿 노즐이나 피가공물로부터 과도하게 떼어 놓아 배치하는 경우에도, 슬릿 노즐(20)로부터 분사된 연마재를 전량 회수할 수 없는 경우가 생길 수 있기 때문에, 슬릿 노즐(20)의 선단으로부터 흡입구(51a)까지의 거리는, 10mm~50mm로 하는 것이 바람직하다.

또한, 흡인 수단(5)은, 슬릿 노즐(20)에 의한 분사 방향 연장선상의 정확한 위치에 흡입구를 개구하고 있을 필요가 있다. 따라서, 길이가 긴 피가공물을 가공하는 경우와 같이 슬릿 노즐(20)을 이동시키면서 가공을 실시하는 경우에는, 일례로써 슬릿 노즐(20)과 상술한 흡입 호스(51)를, 링크(도시하지 않음)에 의해 연결해, 슬릿 노즐(20)의 이동에 대응하여 흡입 호스(51)의 흡입구(51a)를 이동시킬 수 있도록 구성해, 슬릿 노즐(20)에 의해 행해지는 연마재의 분사 방향 전방으로 항상 흡입구(51a)가 배치되도록 구성한다.

(3) 그 외의 구성 (연마재 분사 수단 등)

또한, 도 6 중의 부호(32)는, 연마재 가압 탱크이며, 연마재가 투입된 연마재 가압 탱크(32) 내에, 컴프레서 등의 압축 기체 공급원(31)으로부터의 압축 기체를 도입해 내부를 가압 함과 동시에, 연마재 가압 탱크(32)로부터 압축 기체와 연마재와의 혼합 유체를 상술한 슬릿 노즐(20)에 공급함으로써, 연마재의 분사를 실시할 수 있도록 구성하고 있다.

따라서, 도 6에 나타나 있는 블라스트 가공 장치(1)의 구성에서는, 연마재 가압 탱크(32), 압축 기체 공급원(31), 및 연마재 가압 탱크(32) 내의 연마재 및 압축 공기를 슬릿 노즐(20)로 도입하는 고무 호스 등의 배관류에 의해, 연마재 분사 수단(3)이 구성되어 있다.

또한, 도 6에 나타나 있는 예에서는, 연마재 분사 수단(3)이 연마재 가압 탱크(32)를 갖춘, 소위 「직압식」의 구성으로써 나타나지만, 압축 기체의 유로(流路) 중에 설치한 이젝터(ejector)에서 생긴 부압에 의해 연마재 탱크 내의 연마재를 흡인해 압축 기체류에 합류시켜 분사하는, 소위 「석션(suction)식」의 구성을 갖춘 연마재 분사 수단을 설치해도 좋다.

또, 상술한 슬릿 노즐(20)과 흡입 수단(5)의 흡입구(51a) 간에, 피가공물인 판재(10)의 엣지(11)를 소정 상태로 배치할 수 있도록, 블라스트 가공 장치(1)에는, 워크대(4)나, 이 워크대(4)에 판재(10)를 고정하기 위한 치구(治具)(도시하지 않음) 등을 설치한다.

또한, 블라스트 가공 장치(1)에는, 상술한 흡입구(51a)에 의한 흡인과는 별도로, 상기 흡인 수단(5)을 구성하는 블로어(52), 또는 상기 블로어(52)와는 다른 블로어에 의해, 가공실(2) 내 전체를 15m/sec 정도의 풍속으로 흡인할 수 있도록 해, 흡입구(51a)로부터 회수할 수 없었던 연마재나 절삭가루 등을 회수할 수 있도록해도 좋다.

〔처리 방법〕

이상에서 설명한 피가공물인 판재(10)에 대한 상술한 연마재의 분사는, 도 2(B) 및 도 3(B)에 나타나 있듯이, 슬릿 노즐(20)의 슬릿 모양 개구(21)의 길이 방향(슬릿 노즐(20)의 폭방향)이, 판재(10)의 단부에 형성된 엣지(11)의 길이 방향에 따르도록 배치 함과 동시에, 슬릿 노즐(20)의 선단과 엣지(11)의 선단 간의 거리(D)가 3mm이하가 되도록 배치한 상태로 연마재의 분사를 실시한다.

여기서, 일반적인 블라스트 가공에서는, 노즐과 피가공물 간의 거리(분사 거리)는, 50~200mm정도로 하는 것이 일반적이지만, 본 발명의 방법에서는, 이것에 대해 3mm이하라고 하는 지극히 근접한 위치에서 연마재의 분사를 실시함으로써, 마스킹 등을 실시하는 일 없이, 고정밀도로 실모따기를 실시할 수 있도록 하고 있다.

피가공물인 판재(10)의 단부가 도 2(B)에 나타나 있듯이 직선으로 형성된 것인 경우에는, 슬릿 모양 개구(21)의 길이(L) 방향과 엣지(11)의 길이 방향이 평행이 되도록 배치한다. 또, 도 3(B)에 나타나 있듯이 판재(10)의 단부가 곡선으로 형성된 것인 경우에는, 일례로써 이 곡선에 대한 접선(t)를 상정해, 이 접선(t)와 평행으로, 접점(p)이 슬릿 모양 개구(21)의 길이(L) 방향의 중간 위치(m)와 대응하는 위치가 되도록 슬릿 노즐(20)을 배치한다.

이와 같이 판재(10)의 단부가 곡선으로 형성되고 있는 경우, 슬릿 노즐(20)의 선단과 엣지 정부(頂部) 간의 거리인 3mm이하는, 슬릿 모양 개구(21)의 길이(L) 방향의 중간 위치(m)와 상기 접점(p) 간의 거리로써 설정한다.

또한, 판재 표면(13)에 대해, 모따기에 의해 형성되는 면(15)이 이루는 각도에 대응한 각도로 연마재가 투사 되도록, 경사각(θ)을 설정한다.

이와 같이 경사각(θ)은, 모따기에 의해 형성되는 면(15)을 어떤 경사각으로 형성할지에 의해 설정되는 것이며, 가공 대상으로 하는 판재(10)에 쓰이는 최종적인 가공 상태에 따라 선택되는 것이지만, 일례로써 이 경사각(θ)의 범위는, 45°~85°이며, 45°보다 예각으로 해 분사를 실시하는 경우, 모따기에 의해 형성되는 면(15)이, 도 7에 나타나 있듯이 완전히 평탄하게는 되지 못하고 만곡한 단면 형상이 되기 때문에, 보다 고정밀도의 평탄면을 형성하기 위해서는, 바람직하게는 45°이상의 분사 각도로 연마재를 분사한다.

또, 모따기에 의해 형성되는 면(15)의 폭(Wp)에 따라 슬릿 노즐(20)의 위치를 도 2(A) 기준으로 볼 때, 지면(紙面) 좌우 방향으로 조정한다. 도 2(A) 중, 지면 우측으로 슬릿 노즐(20)을 이동하면 모따기에 의해 형성되는 면(15)의 폭(Wp)은 좁고, 도 2(A) 중 좌측으로 슬릿 노즐(20)을 이동시키면 면(15)의 폭(Wp)은 넓어져, 일례로써 도 2(A) 중 확대도에 나타나 있듯이, 모따기에 의해 형성되는 면(15)의 연장선상에, 상기 개구(21)의 폭방향의 일단(21a)(판재(10)에 가까운 쪽의 일단)이 위치하도록, 슬릿 노즐(20)의 위치를 조정한다.

따라서, 상술한 것처럼 슬릿 노즐(20)의 슬릿 모양 개구(21)가 마모에 의해 확대된 경우, 이 확대 후 슬릿 모양 개구(21)의 폭방향의 일단(21a)이 모따기에 의해 형성되는 면(15)의 연장선상에 위치하도록 슬릿 노즐(20)의 배치를 조정할 수 있도록, 가공 시간과 노즐 팁(22)의 마모량과의 관계를 미리 알아둠으로써, 이것에 대응해 슬릿 노즐(20)의 위치를 가공 시간에 대응해서, 예를 들면 자동 보정하는 것으로, 노즐 팁(22)의 마모에 의한 가공 조건(분사 위치)의 변화를 보정할 수 있도록 해도 좋다.

이상과 같이 피가공물인 판재(10)와 슬릿 노즐(20)의 위치를 조정한 후, 상술한 슬릿 노즐(20)에서 연마재를 0.1MPa~0.3MPa의 분사 압력으로 압축 기체, 본 실시 형태에 있어서는 압축 공기와 함께 분사 함과 동시에, 상술한 흡인 수단에 의해 분사된 연마재와 이 연마재가 판재(10)의 단부에 충돌함으로써 생긴 절삭가루를 풍속 30m/sec이상으로 흡인해 회수한다.

처리 대상으로 하는 판재(10)가 비교적 소형이고, 한 변의 길이가 짧은 경우, 슬릿 노즐(20)의 개구(21) 길이(L)를 판재(10)의 한 변 이상의 길이로 형성해, 슬릿 노즐(20)과 판재(10)의 위치를 고정한 상태로 가공을 실시해도 좋다. 또, 판재(10)의 단부가, 슬릿 노즐(20)의 개구(21) 길이(L)보다 긴 경우에는, 상술한 슬릿 노즐(20)과 판재(10)의 위치 관계를 유지하면서, 도 2(B), 도 3(B) 중에 화살표가 가리키듯이, 슬릿 노즐(20)을 엣지(11)의 길이 방향으로 상대적으로 이동시켜, 단부의 전체 길이에 걸쳐 실모따기 가공을 실시하도록 해도 좋다.

슬릿 노즐(20)로부터 분사된 연마재는, 판재(10)의 단부에 있어서의 엣지(11)를 정확하게 연마해, 모따기에 의해 형성되는 면(15)의 폭(Wp)이 0.5mm이하, 최소로 0.1mm정도의 극미세(極微細)한 실모따기라도, 고정밀도로 가공할 수 있다.

게다가, 통상의 블라스트 가공에서는, 마스킹을 실시하지 않고 가공을 실시했을 경우, 가공 부분과 미가공 부분 간에 명확한 경계가 생기지 못하여, 경계가 희미해진 것이 되지만, 본 발명의 방법으로 실모따기를 실시한 판재(10)을 관찰하면, 모따기에 의해 형성된 면(15)과 판재(10)의 원래의 평면(13)과의 경계선이 명확하게 나타나고 있음과 동시에, 모따기되지 않은 남은 평면 부분에 대해서, 연마가 미치고 있는 모습은 확인할 수 없었다.

또, 유리판에 대해 실시한 가공에서도, 상기 입경, 상기 분사 압력으로의 연마재의 분사에 의해 판재(10)에 치핑이나 크랙이 생기지 않고, 또, 이 가공 시에 판재(10)의 가공부에 더해지는 힘은, 0.3N정도이기 때문에, 이 가공에 의해 판재가 휠 걱정도 없다.

또, 분사된 연마재, 및 연마에 의해 생긴 절삭가루는, 흡인 수단에 의한 평균풍속 30m/sec이상의 고속 흡인에 의해 회수되기 때문에, 가공 후의 판재(10)에 대한 연마재나 절삭가루의 부착도 없다.

따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 마스킹 등을 실시하지 않고, 또, 치핑이나 크랙을 발생시키는 일 없어, 고정밀의 실모따기를 고효율로 실시할 수 있으며, 게다가 가공 후의 판재에 연마재나 절삭가루의 부착이 없고, 가공 후의 세정 공정을 생략 할 수 있다.

〔변경예〕

도 2및 도 3을 참조해 설명한 실시 형태에서는, 판재(10)의 한쪽 편에 형성된 엣지(11)에 대한 실모따기에 관해 설명했지만, 본 발명의 단부 처리 방법은, 도 4에 나타나 있듯이, 판재(10)의 측면(12) 폭방향 양단에 형성된 엣지(11, 11)에 대해, 2방향에서 연마재를 분사해 동시에 실모따기를 실시하도록 구성해도 좋다.

이와 같이 2개의 엣지(11, 11)에 대해 2방향에서 동시에 처리를 실시함으로써, 가공 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있음과 동시에, 연마재의 분사 시에 판재(10)의 가공부에 양면(13, 14) 측으로부터 균등하게 힘이 가해지기 때문에, 판재(10)에 휨이 생기는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다.

게다가, 도 4에 기재된 구성에 덧붙여, 판재(10)의 측면(12)에 대해서도 ＃600이상의 번수의 연마재를 0.1~0.3MPa의 분사 압력으로 분사함으로써, 3방향에서 동시에 연마재를 분사해, 엣지(11, 11)의 실모따기와 판재의 측면(12)의 연마를 동시에 실시하도록 해도 좋다.

이 경우, 측면(12)에 대한 연마재의 분사에 대해서도, 엣지(11, 11)에 대한 연마재의 분사와 같이 슬릿 노즐을 사용해, 같은 분사 거리에서 연마재를 분사해도 좋다. 하지만, 측면(12)에 대한 분사에 있어서는, 판재(10)에 대해서 크랙의 발생이나 마이크로 크랙의 발생 등의 데미지를 주는 것을 방지할 수 있는 상술한 입경, 및 분사 압력에서의 연마재의 분사이면, 기존의 환형노즐을 사용해 분사를 실시해도 좋고, 또한, 기존의 일반적인 분사 거리에서 연마재의 분사를 실시해도 좋다.

이와 같이, 측면(12)에 대한 연마를 동시에 실시함으로써, 유리판 등의 경질 취성 재료의 판재(10)를 처리 대상으로 했을 경우에도, 스크라이브 등을 실시했을 때에 측면(12)에 생기는 크랙 등을 실모따기와 동시에 효율적으로 제거할 수 있어, 판재의 굴곡강도를 큰 폭으로 개선할 수 있다.

[실시예]

유리판에 대해, 본 발명의 방법에 의해 모따기를 실시한 예를, 비교예와 함께 가공 실시예로서 이하에 나타낸다.

〔피가공물〕

실시예 및 비교예 모두, 기계적인 방법에 의해 스크라이빙(scribing)한 소다 라임 유리판(80mm×50mm×1.8mm)을 처리 대상으로 했다.

〔공통되는 가공 조건〕

도 5에 나타나 있듯이, 피가공물의 단부에 대해, 3방면에서 동시에 연마재의 분사를 실시해, 엣지부의 실모따기와 유리판의 측면 연마를 동시에 실시했다. 이 때의 유리판의 엣지와 슬릿 노즐 선단 간의 거리는, 어느 예에 있어서도 모두 3mm로 고정했다. 또한, 이 거리가 3mm를 넘은 것은 엣지부 이외에 까지 가공이 미쳐, 모따기 가공 자체를 실시할 수 없었기 때문에, 실험 예의 기재를 생략한다.

〔각 가공 조건과 실험 결과〕

실시예 및 비교예의 각각에 대한 가공 조건과 가공 후의 피가공물에 대한 평가 결과를, 각각 아래의 표 1에 나타낸다.

아래의 표 1에 있어서 「항절강도(抗折强度)」는, 기준편의 항절강도를 100%로 했을 때의 각 시험편의 항절강도를 퍼센티지(percentage)로 나타낸 것이며, 기준편으로서 상술한 유리판에 대해, ＃1000의 숫돌로 각 단면을 가공함과 동시에, 각 엣지에 대해, C0.2mm의 실모따기를 실시한 것을 사용했다.

또, 항절강도의 측정은, 인스트론사(社) 제품인 「5582형 만능 시험기」를 사용하여 실시하고, 시험편(유리판)의 양단을 60mm 피치(pitch)로 지지해, 시험편의 중앙에 0.5mm/min로 하중을 걸어, 파단한 하중(N)을 측정해, 시험편 10매의 평균치를 구했다.

또한, 「연마재」에 있어서의 「d50(μm)」이란, 메디안 지름을 가리키며, 연마재의 입도의 누계(개수 분포)가 50%인 점의 입자 지름을 나타낸다.

〔시험 결과에 대한 고찰〕

이상의 시험 결과로부터, 연마재의 입경이, ＃600보다도 낮은 번수인(입경이 크다) ＃320인 연마재를 사용한 비교예에서는, 본원 소정의 노즐 거리 및 분사 압력으로 연마재를 분사했을 경우에도, 항절강도가 63%로 기준편에 비해 큰 저하를 나타내고 있는 것이 확인되었다.

이것으로부터, 비교예의 시험편에서는, 입경이 큰 연마재를 사용했기 때문에 유리판에 크랙이나 마이크로 크랙이 발생하고 있으며, 이것들이 파단의 기점이 되어 항절강도를 저하시키고 있는 것이라고 생각된다.

이것에 대해, 실시예 1~5에서는, 95%~110%라고 하는 높은 항절강도를 나타내는 것이 확인되고 있으며, 입경이＃600이상의 높은 번수(소입경)의 연마재를 사용함으로써, 파단의 기점이 되는 크랙이나 마이크로 크랙의 발생을 억제할 수 있어, 유리판에 대해서 데미지를 주지 않고 모따기 가공을 할 수 있었다고 생각된다.

또, 이러한 항절강도의 유지 내지 향상은, 분사 압력 0.1~0.5MPa의 전범위에 있어서 확인되었다.

더욱, 기준편에 대해서 항절강도가 유지 내지 향상되고 있는 실시예 1~5의 가공예를 비교하면, 분사 각도가 45°인 실시예 3에서는, 모따기에 의해, 평탄한 면이 형성 되어 있다. 한편, 분사 각도를 30°로까지 감소시킨 실시예 1의 방법으로 가공한 유리판에서는, 유리판의 주연(周緣)에 있어서 엣지의 제거에 의해 항절강도는 105%로, 기준편을 웃돌고 있지만, 모따기 후에 형성된 면이 깨끗한 평탄이 되지 못하고, 도 7에 나타나 있듯이 만곡한 단면 형상을 가지게 되었다.

이것으로부터, 분사 각도를 45°미만으로 해도, 파단의 발생 원인이 되는 예리한 엣지의 제거라고 하는, 모따기의 주요한 목적은 달성할 수 있지만, 모따기에 의해 아름다운 평탄면을 형성하려고 했을 경우에는, 분사 각도를 45°이상의 각도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 분사 각도는, 85°까지 증대시켰을 경우에도, 모따기에 의해 고정밀도의 평탄면이 형성되는 것을 확인할 수 있었다(실시예 4).

또한, 도 8은, 실시예 5에 기재된 방법으로 가공을 실시한 유리판을 폭방향으로 스크라이브하여 얻은 절단면을 촬영한 확대 사진이다.

도 8로부터 분명한 것처럼, 본 발명의 방법에서는, 블라스트 가공에 의해 모따기를 실시하는 것이면서, 절제(切除) 부분 이외에는 가공이 미치지 않고, 게다가, 모따기에 의해 형성되는 면을, 고정밀도의 평탄면으로 할 수 있었다.

1　블라스트 가공 장치
2　가공실
3　연마재 분사 수단
4　워크대
5　흡인 수단
10　판재
11　엣지
12　단부 측면
13, 14 평면
15　모따기에 의해 형성되는 면
20　슬릿 노즐
21　(슬릿 모양) 개구
22　노즐 팁
31　압축 기체 공급원
32　연마재 가압 탱크
51　흡입 호스
51a　흡입구
52　블로어
L　개구(21)의 길이
W　개구(21)의 폭
θ　경사각
D　노즐 선단과 엣지 간의 거리
Wp　면(15)의 폭
t　접선
p　접점
m　개구(21) 길이 방향의 중간 위치
100　판재(유리판)
101　엣지
102, 103 평면(판재의)
110　홈이 있는 숫돌
111　홈
120　숫돌바퀴
121　평면(숫돌바퀴의)

Claims (15)

1. 노즐 팁에 슬릿 모양의 개구가 형성된 슬릿 노즐을, 상기 슬릿 모양의 개구의 길이 방향이 판재의 단부에 형성된 처리 대상으로 하는 엣지의 길이 방향을 따르도록 하고, 또한 상기 슬릿 노즐 선단과 상기 엣지의 정부(頂部) 간의 거리가 3mm이하가 되게끔 배치해, 상기 슬릿 노즐을 통해 메디안 지름이 20μm 이하인 연마재를 0.1~0.5 MPa의 분사 압력으로 상기 판재의 외주방향을 향하여 상기 엣지에 분사함과 동시에,
   분사된 연마재 및 상기 판재에 부착된 연마재 및 절삭가루를, 상기 연마재의 분사 방향 전방으로부터 평균풍속 30m/sec 이상으로 흡인하여 회수하는 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연마재의 분사 방향을, 상기 판재의 평면에 대해 45°~85°의 경사각으로 경사시킨 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬릿 노즐의 상기 노즐 팁을, 다이아몬드, 코런덤, 탄화 붕소, 입방정질화 붕소, 탄화 규소, 초경합금, 또는 산화 지르코늄으로 형성한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬릿 노즐의 개구폭을 0.1~3mm로 한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 판재의 단부 측면의 폭방향 양단에 형성된 엣지에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 판재의 단부 측면에 대해, 메디안 지름이 20μm이하, 또는 번수가 ＃600이상인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리 방법.
7. 노즐 팁에 슬릿 모양의 개구가 형성된 슬릿 노즐을 구비하고, 상기 슬릿 노즐을 통해 메디안 지름이 20μm이하인 연마재를 압축 기체와 함께 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 연마재 분사 수단과,
   상기 슬릿 모양의 개구의 길이 방향이 피가공물인 판재의 단부에 형성된 처리 대상으로 하는 엣지의 길이 방향을 상기 판재의 내주측에서 따르도록 하고, 또한, 상기 슬릿 노즐 선단과 상기 엣지의 정부(頂部) 간의 거리가 3mm 이하가 되도록 상기 판재를 상기 슬릿 노즐로부터의 연마재의 분사 방향 전방에 배치 가능하게 이루어진 워크대와,
   상기 연마재의 분사 방향 전방에 개구된 흡입구를 구비하고, 상기 슬릿 노즐로부터 분사된 연마재 및 피가공물에 부착된 연마재 및 절삭가루를 상기 연마재의 분사 방향 전방으로부터 평균풍속 30m/sec이상으로 흡인하여 회수하는 흡인 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 슬릿 노즐을 상기 판재의 단부에 형성된 엣지의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 만든 동시에, 상기 흡인 수단의 상기 흡입구를 상기 슬릿 노즐의 이동에 따라 상기 연마재의 분사 방향 전방으로 이동시키는 링크를 설치한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 슬릿 노즐의 상기 노즐 팁을, 다이아몬드, 코런덤, 탄화 붕소, 입방정질화 붕소, 탄화 규소, 초경합금, 또는 산화 지르코늄으로 형성한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 슬릿 노즐의 개구폭을 0.1~3mm로 한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 슬릿 노즐의 개구폭을 0.1~3mm로 한 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
12. 청구항 7에 있어서,
    상기 판재의 단부 측면의 폭방향 양단에 형성된 엣지에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 복수의 상기 슬릿 노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
13. 청구항 8에 있어서,
    상기 판재의 단부 측면의 폭방향 양단에 형성된 엣지에 대해, 각각 동시에 연마재를 분사하는 복수의 상기 슬릿 노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 판재의 단부 측면에 대해, 메디안 지름이 20μm이하, 또는 번수가 ＃600이상인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 블라스트 노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 판재의 단부 측면에 대해, 메디안 지름이 20μm이하, 또는 번수가 ＃600이상인 연마재를 0.1~0.5MPa의 분사 압력으로 분사하는 블라스트 노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 판재의 단부 처리용의 블라스트 가공 장치.

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