KR102071351B1 - 유리기판 연마공정용 코팅 직물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

대면적 유리기판의 표면 연마를 위한 코팅 직물로서, 고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물(Polyaramid Textile)을 포함하는 대면적 유리기판 연마공정용 코팅 직물을 제공한다.

Description

유리기판 연마공정용 코팅 직물 및 이의 제조방법{COATED TEXTILE FOR POLISHING GLASS BASE PLATE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 유리기판의 표면 연마를 위한 코팅 직물로서, 고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물(Polyaramid Textile)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판 연마공정용 코팅 직물에 관한 것이다.

최근 디스플레이 장치의 대형화 경향으로 인해, 화상장치를 구성하는 디스플레이용 유리기판을 대형으로 제작하는 기술이 요구되고 있다. 유리기판의 두께는 유지되면서 유리기판의 면적이 커짐에 따라, 고품질의 유리기판을 제조 난이도가 더욱 증가하였다.

특히, 유리기판 표면의 요철이나 티끌은 디스플레이 제품의 불량 원인이 되는 점에서, 고품질의 유리기판을 제조하는 것이 디스플레이의 품질과 직결되는 문제라고 볼 수 있다. 디스플레이 장치에 사용되는 유리기판의 표면 조도 허용 수준은 100 내지 150 Å(옹스트롱)으로, 상기와 같은 허용 범위의 표면 조도를 얻기 위해서는 연마 장치에 의해 유리기판의 표면을 연마하는 공정이 반드시 필요하다.

연마 공정에 사용되는 연마장치는 크게 구동모터, 구동모터에 의해 작동되는 구동부 및 구동부에 연결되어 실제 연마작용을 일으키는 연마부와 유리기판을 지지하는 지지체로 구성된다. 연마부와 구동부는 서로 연결되어 있으며, 구동부에는 구동모터에 의해 실제 움직이는 부분인 연마지그가 포함되어 있다.

도 1은 유리기판 연마공정용 지지체를 나타낸 모식도이다.

도 1을 참조하면, 유리기판을 지지하는 연마공정 지지체용 직물을 포함하고, 직물의 외주변을 고정할 수 있는 프레임으로 포함하고 있다. 연마공정 지지체용 직물의 하면에는 발포 우레탄 폼과 같은 연질소재를 개재하여 연마장치가 유리기판에 접촉한 상태에서 유리기판에 충격이 가해져 파손되는 문제를 방지하고, 일정 수준의 지지대의 한가운데를 지지하는 힘을 보강하기 위한 알루미늄 플레이트 등을 추가로 구비할 수 있다.

상기 연마공정 지지체용 직물은 프레임으로 고정된 상태에서 직물에 접하도록 연마공정을 수행하기 위한 유리기판이 위치하게된다.

상기 연마공정 지지체용 직물은 유리기판을 연마하는 공정에서 유리기판에 손상을 입히지 않으면서 유리기판을 고정하는 역할을 해야하므로, 직물의 탄성이 우수해야 하고, 중량이 큰 유리기판을 지지할 수 있도록 내구성이 큰 소재로 구성되어야 한다. 또한, 유리기판을 정밀하게 연마하는 것이 가능하도록 반복적인 연마공정에서 변형이 일어나지 않는 소재로 구성되어야 한다.

특히, 구동모터에 의해 구동부의 자전과 공전이 반복적으로 일어나기 때문에, 섬유 소재의 원단의 변형을 방지하는 것이 연마 공정의 정밀도에 있어서도 매우 중요한 요소이다. 직물의 비틀림이나 손상에 의해 유리기판이 손상될 우려가 있고, 나아가, 장기간의 사용에 의한 직물의 파단이 일어날 우려가 있으므로, 내구성과 탄성 특성이 우수한 소재를 사용하는 것이 필요하다.

한편, 합성 섬유 소재의 개발에 따라, 천연섬유 및 종래 합성섬유의 물성에 비해 매우 뛰어난 특성을 가지는 소위, 슈퍼섬유 소재가 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히, 폴리아라미드 섬유(Polyaramide fiber)는 슈퍼섬유의 하나로서, 강철보다 높은 인장강도와 탄성률을 가지며, 내열성과 내화학성이 우수한 특성을 가진다.

폴리 아라미드 섬유는 방향족 고리 사이에 아마이드 결합이 형성되어 있는 고분자 섬유 소재로서, 방향족 고리를 기준으로 아마이드 결합이 형성된 위치에 따라 메타계와 파라계 아라미드 섬유로 나누어 진다. 주로 고강도의 특성을 갖는 아라미드 섬유는 파라계 아라미드 섬유로서, 분자간의 수소 결합과 액정성에 의해 치밀한 결정구조를 가짐에 따라 강도 및 내화학성이 매우 우수한 것으로 평가되고 있다.

상기와 같은 고강도의 슈퍼섬유인 폴리아라미드 섬유(Polyaramide)를 연마 공정 지지체용 원단 소재로 사용하고 있으나, 폴리아라미드 섬유는 아마이드 결합(Amide)을 포함하고 있어 섬유 자체의 수분흡수율이 높다는 문제점이 있고, 박리강도와 탄성률의 한계가 있었다. 연마공정용 원단의 내구성과 탄성률을 향상시키기 위한 연구가 계속되고 있음에도 아직까지 만족할만한 물성을 가지는 원단 소재는 개발되지 않은 상황이다.

이에 따라, 연마장치의 정밀도를 향상시키기 위해, 내구성과 탄성률이 우수한 유리기판 연마공정용 소재에 관한 기술 개발이 시급한 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위해 수많은 실험과 연구를 반복한 끝에, 고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물을 포함하는 유리기판 연마공정용 코팅 직물은 내마모성이 우수하고, 박리강도와 탄성률이 우수하여, 일정 위치에 유리기판이 고정되도록 하는 유리기판 연마공정용 코팅 직물을 개발하기에 이르렀다.

더욱이, 대면적의 유리기판을 연마하는 과정에서 연마공정의 반복에도 연마공정 지지체의 코팅 직물이 변형되지 않으므로, 유리기판의 연마공정 지지체 직물에 의해 유리기판이 손상되지 않으며, 연마공정의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유리기판 연마공정용 코팅 직물을 제조하는 방법의 제공한다.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유리기판의 표면 연마를 위한 코팅 직물은 고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물(Polyaramid Textile)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리 아라미드 직물은 800 내지 1100 d(데니어)의 원사로 직조된 것일 수 있다.

상기 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane), 실리콘 수지(Silicon Resin) 및 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.

상기 유리기판 연마공정용 코팅 직물의 수직 단면 두께는 1.00 내지 1.30 mm(밀리미터)인 것일 수 있다.

본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물의 제조방법으로서, 직조된 폴리아라미드 직물을 고분자 수지에 함침시켜 코팅시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane), 실리콘 수지(Silicon Resin) 및 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있고, 상기 고분자 수지는 연마제를 더 포함할 수 있다.

도 1은 유리기판 연마공정용 지지체를 나타낸 모식도이다.

이하에서, 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.

본 발명은 고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물(Polyaramid Textile)을 포함하는 유리기판 연마공정용 코팅 직물을 제공한다.

상기 폴리 아라미드 직물은 800 내지 1100 d(데니어)의 원사로 직조된 것일 수 있다. 폴리 아라미드 직물의 직조방법은 크게 제한되지 않고, 평직, 능직 또는 수자직 등의 직조 방법에 따라 직조될 수 있다.

다만, 바람직하게는 평직으로 직조된 것일 수 있고, 일반적으로 널리 알려진 바와 같이 평직의 경우에 질기고 강도가 보다 향상되기 때문에 본 발명의 목적에 부합하는 직조방법으로 제안된다.

상기 폴리 아라미드 직물로 직조되는 원사는 800 내지 1100 d(데니어)의 섬도를 가진다. 바람직하게는 950 내지 1050 d(데니어)일 수 있다.

본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물의 경우, 대형 디스플레이에 사용되는 유리기판을 연마하기 위해 유리기판을 지지하는 지지체를 구성하는 것이므로, 디스플레이의 크기 이상으로 제조되는 것이 필요하다. 특히, 본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물은 2000 mm 이상의 폭을 갖는 것을 특징으로 하며, 최대 3800 mm 이하의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다. 이는 현재 실제 생산 중이거나 앞으로 개발될 예정인 디스플레이의 연마공정에 사용될 수 있는 정도의 크기에 해당된다. 본 발명에 따른 코팅 직물이 상기 폭보다 넓은 폭으로 형성되는 경우에는, 원단의 중량이 원단의 탄성력에 비해 과다하여, 쳐짐현상이 발생됨에 따라, 연마공정에서 유리기판이 손상될 우려가 있고, 코팅 직물 자체의 손상에 의한 유리기판의 표면 정밀도가 떨어질 우려가 있다. 상기 폭보다 작은 폭을 갖는 경우에는, 굳이 본 발명에 따른 코팅 직물을 사용하지 않고도 연마공정을 수행할 수 있으므로, 본 발명에 따른 코팅 직물은 대면적의 디스플레이용 유리기판의 연마공정에 특히 적합한 특성을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물은 상기 폭을 갖는 직물인 것과 동시에 코팅 직물의 수직 단면 두께가 0.50 내지 0.70 mm인 것을 특징으로 한다. 상기 두께범위보다 얇은 경우에는, 코팅 전의 직물 두께와 비슷한 수준으로 직물표면에 코팅을 입혀 코팅 직물의 제조가 불가능한 문제점이 있고, 상기 범위보다 두꺼운 두께로 형성되는 경우에는 코팅 직물의 중량에 의해 연마공정용 지지체에 끼워진 상태에서 코팅 직물의 중앙부분의 쳐짐현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물을 구성하는 상기 고분자 수지는 상기 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane), 실리콘 수지(Silicon Resin) 및 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는 폴리우레탄일 수 있다.

또한, 상기 고분자 수지는 연마제를 추가로 포함할 수 있다. 연마제의 성분은 공지된 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 알루미나 분말 또는 산화세륨 등의 공지된 연마제를 포함할 수 있다.

상기 고분자 수지에 첨가되는 연마제는 고분자 수지의 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%로 첨가될 수 있다.

상기 연마제가 고분자 수지 전체 중량 대비 과량으로 첨가되는 경우에는 코팅 직물 자체의 표면 조도에 영향을 미치므로, 지지하고 있는 유리기판과 대면한 면에 스크래치 등의 미세한 흠집을 발생시킬 수 있는 문제가 있다. 연마제가 상기 중량보다 소량으로 첨가되는 경우에는 유리기판과 접한 면에서의 연마 효과가 연마제를 첨가하지 않은 것과 큰 차이가 없으므로, 소정의 함량 이상으로 첨가하는 것이 필요하다.

한편, 본 발명에 따른 유리기판 연마공정용 코팅 직물의 제조방법은 유리기판 연마공정용 코팅 직물의 제조방법으로서, 직조된 폴리아라미드 직물을 고분자 수지에 함침시켜 코팅시키는 과정을 포함한다.

상기 고분자 수지에 관해서는 앞서 설명한 각 구성에 대한 설명을 참조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

1000d의 폴리 아라미드 원사를 평직으로 직조하여 얻어진 직물에 폴리우레탄수지(HS-1006H, 화승인더스트리)를 코팅한 코팅 직물을 제조하였다.

<비교예 1>

1000d의 폴리 아라미드 원사를 평직으로 직조하여 얻어진 직물을 제조하였다.

<비교예 2>

1000d의 폴리 아라미드 원사를 평직으로 직조하여 얻어진 직물에 폴리에틸렌을 코팅한 코팅 직물을 제조하였다.

인장강도 시험

KS K 0521에 따른 인장강도 시험방법에 따라, 인장시험기를 사용하여 스트립 법에 의한 1축 인장강도를 측정하였다(시험편 폭 50 mm, 클램프 간격 200 mm, 시험속도 50mm/ min).

구분	실시예	비교예 1	비교예 2
(N/5cm)	9000	4000	6000

박리강도 시험

KS K 0533에 따른 박리강도(접착강도) 시험방법에 따라, 인장시험기를 사용하여, 펜듈럼법에 의한 박리강도를 측정하였다(시험편 50 mm(W) X 150 mm(L), 인장속도(박리속도) 300 mm/min).

구분	실시예	비교예 1	비교예 2
(N)	85	-	65

직물 두께 측정

KS K ISO 5084에 따라, 실시예 및 비교예에 따른 섬유 제품의 두께를 측정하여 하기 표 3에 나타냈다.

구분	실시예	비교예 1	비교예 2
mm	1.10	0.85	1.51

상기 표 1을 참조하면, 폴리 아라미드 직물 표면에 폴리우레탄 코팅된 실시예의 경우, 비교예들에 비해 인장강도가 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히, 코팅하지 않은 폴리 아라미드 직물에 비해서 두배 가량 인장강도의 크기가 큰 것을 확인할 수 있다.

따라서, 폴리 아라미드 직물에 폴리우레탄을 코팅한 코팅 직물이 다른 코팅 직물이나 코팅하지 않은 직물보다 매우 우수한 인장강도를 가지므로, 대면적의 유리기판을 지지하는 경우에도 직물의 처짐이 없어 연마공정 중에도 유리기판이 큰 변형이나 이동이 없도록 지지하여, 연마공정 중에 유리기판이 손상되거나, 파손되는 우려를 방지할 수 있고, 유리기판의 두께 및 표면 조도에 있어서도 치수 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

표 2는 실시예와 비교예의 박리강도를 나타낸 것으로, 실시예의 코팅 직물이 비교예 2의 코팅 직물에 비해 우수한 박리강도를 나타냄을 알 수 있다. 유리기판의 연마공정에서 유리기판 지지용 코팅 원단은 유리기판과 반복적인 마찰이 일어나므로, 코팅 직물에 손상이 일어나지 않는 것 또한, 유리기판의 치수 정밀도와 직결되는 문제이다. 박리강도가 우수한 실시예의 코팅직물의 경우에는 동일한 횟수의 연마공정을 다른 비교예들의 직물을 유리기판 지지용 원단으로 사용한 경우와 대비할 때, 코팅층의 손상이 적고, 이에 따른 직물 자체의 손상 또한 적으므로, 코팅 직물의 코팅층의 손상 등에 의한 유리기판의 표면 흡집 발생 등의 문제가 현저히 적다.

또한, 이러한 코팅 직물은 제작이 용이하지 않고, 폴리 아라미드 자체가 고가의 재료이므로, 잦은 교체가 쉽지 않은 재료인 바, 본 발명에 따른 코팅 직물을 사용함으로써, 유리기판의 제조공정 및 연마공정에 소모되는 비용을 현저히 절감시켜 대화면 디스플레이 장치의 제조 비용 또한 현저히 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

표 3은 실시예의 코팅 직물과, 코팅되지 않은 직물 및 폴리에틸렌으로 코팅된 코팅직물의 두께 측정값을 나타내고 있다.

실시예의 코팅 직물은 비교예 2의 코팅 직물에 비해, 코팅되지 않은 직물의 두께에 가까운 정도로 코팅층이 형성되어 있어, 표 1에서 살펴 본 바와 같이 우수한 인장 강도를 가짐에도 코팅되지 않은 폴리 아라미드 직물보다 크게 두껍지 않다는 장점이 있다. 동일한 직물을 사용할 때, 코팅층의 두께는 코팅 직물의 중량과도 직결되는 문제로서, 유리기판의 지지체를 제작함에 있어, 직물 자체의 중량이 큰 경우에는 가운데 부분의 원단에 쳐짐 현상이 발생될 수 있고, 이러한 문제점은 대화면 디스플레이용 유리기판을 제조하기 위한 지지체의 경우에서 더욱 심하게 발생된다.

따라서, 실시예의 코팅 직물과 같이 폴리 아라미드 직물에 우레탄 코팅을 한 경우에 우수한 인장강도와 내구성을 가지면서도, 폴리 아라미드 직물의 두께에 가까운 두께를 가짐을 확인할 수 있다.

Claims (8)

1. 대면적 유리기판의 표면 연마를 위한 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체로서,
   고분자 수지로 코팅된 폴리 아라미드 직물(Polyaramid Textile)을 포함하는 대면적 유리기판 지지용 코팅 직물을 포함하고,
   상기 폴리 아라미드 직물은 800 내지 1100 d(데니어)의 섬도를 가지는 원사를 평직으로 직조한 것이며,
   상기 코팅직물은 2000 내지 3800 mm의 폭을 가지고,
   상기 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane)이며,
   상기 코팅직물의 수직 단면 두께는 1.00 내지 1.30 mm(밀리미터)인 것을 특징으로 하는 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 고분자 수지는 연마제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체.
5. 삭제
6. 제1항에 따른 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체의 제조방법으로서,
   직조된 폴리아라미드 직물을 고분자 수지에 함침시켜 코팅시키는 과정을 포함하는 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체의 제조방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   상기 고분자 수지는 연마제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판 연마장치의 유리기판 지지체의 제조방법.

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