KR102462339B1 - 내충격성이 강화된 초박막 유리 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 유리판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내충격성 강화된 초박막 유리판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초박막 유리판은 경사진 측면을 가지는 초박막 유리판을 제공하는 단계; 및 상기 초박막 유리의 경사면을 가열하는 단계;를 포함하는 초박막 유리판 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의해서 초박막 유리판재의 측면이 열처리되어 내충격성 강도가 강화된 초박막 유리 기판이 제공되었다.

Description

내충격성이 강화된 초박막 유리 및 그 제조 방법{Ultra-thin glass with enhanced impact resistance and method for manufacturing thereof}

본 발명은 초박막 유리 및 그 제조 방법에관한 것으로서, 보다 상세하게는 내충격성 강화된 막 유리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

폴더블 스마트폰의 표면 보호를 위한 보호막으로, 높은 표면 강도를 구현할 수 있는 100 마이크론 이하의 두께를 가지는 초박막 유리(Ultra Thin Glass)가 사용되고 있다. 얇을수록 쉽고 안전하게 접힐 수 있기 때문에, 최근에는 30 마이크론 정도의 두께를 가지는 초박막 유리에 대한 요구가 계속되고 있다. 하지만, 유리의 두께가 얇아질수록 쉽게 파손되는 문제가 발생한다.

본 발명자는 대한민국 특허 공개 10-2014-0017855호를 통해서, 고주파 유도 가열된 봉침형 가열 부재를 냉각된 유리의 모서리에 가압 접촉시켜 모서리 부위를 절삭하는 방법을 개시한 바 있다. 이러한 방식은 일반 스마트폰의 커버유리와 같이 충분한 두께를 가지는 경우 가능하지만, 30마이크론 내외의 두께를 가지는 초박막 유리의 모서리만을 선택적으로 절삭하기 위해서는 봉침형 가열 부재의 초정밀 제어가 요구된다는 문제가 있다. 또한, 초박막 유리의 내충격성을 높이기 위해서는 상하 에지를 전부 가공해야 하기 때문에 어려움이 배가되며, 이로 인해 가공중 충격에 의한 파손이 발생하여 수율이 떨어지는 문제가 발생한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 내충격성이 강화된 초박막 유리를 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 내충격성이 강화된 초박막 유리의 제조 방법을 제공하는 것이다.

용어

용어, '초박막'은 1~100 마이크론의 두께를 의미한다.

용어, '경사'는 5~65°의 경사를 의미한다.

발명의 요약

본 발명은

경사진 측면을 가지는 초박막 유리판을 제공하는 단계;

상기 초박막 유리의 경사면을 가열하는 단계;

를 포함하는 내충격성이 강화된 초박막 유리판의 제조 방법을 제공한다.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 경사진 측면을 가지는 초박판 유리의 측면을 가열하면, 넓은 표면적을 가지는 경사면이 줄어들면서 가열과정에서 둥글어지는 상하 모서리를 잡아당겨, 상하 모서리가 초박판 유리의 상면 및 하면 방향으로 돌출되는 것을 방지하게 된다.

본 발명에 있어서, 초박막 유리판은 100 마이크론 이하의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 80 마이크론 이하의 두께, 보다 바람직하게는 60 마이크론 이하의 두께, 가장 바람직하게는 1~50 마이크론 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 10 마이크론, 약 20 마이크론, 약 30 마이크론, 또는 약 40마이크론의 두께를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 경사진 측면은 65°이하의 경사를 가질 수 있으며, 바람직하게는 55 °이하의 경사, 보다 바람직하게는 50°이하의 경사, 가장 바람직하게는 10~45°의 경사를 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 10°, 약 20°, 약 30°, 약 40 °의 경사를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 경사진 측면은 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선의 조합일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 경사진 측면을 가지는 초박막 유리판은 경사진 측면을 제공할 수 있는한 특별한 제한은 없으나, 실질적으로는 초박막 유리판을 경사지게 절단하는 과정에서 파손되는 것을 방지하기 위해서, 레이저 절단기와 같은 정밀한 절단장치를 이용해서 수직하는 측면을 가지도록 절단 후, 절단면을 따라서 형성된 초박막 유리판의 모서리를 경사면을 가지는 고온의 가열부재로 접촉해서 절삭하여 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 경사면은 상면으로부터 측면의 일부, 예를 들어, 두께의 50~90% 두께에 걸쳐서 형성되거나 또는 상면에서 하면까지 형성될 수 있으며, 바람직하게는 보다 큰 표면 장력을 제공할 수 있도록 상면에서 하면까지 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 경사면의 가열은 접촉에 의한 파손을 방지할 수 있도록 비접촉식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 경사면 가열은 적외선 조사 장치에서 조사되는 적외선을 사용할 수 있으며, 800 ℃ 이상까지 가열될 수 있으며, 바람직하게는 900℃ 이상, 보다 바람직하게는 1,000 ℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 1,100 ℃, 가장 바람직하게는 1,200 ℃ 이상 가열되며, 예를 들어, 1,200 ~ 2,000 ℃로 가열될 수 있다.

본 발명은 일 측면에 있어서,

열처리된 경사진 측면을 가지는 것을 특징으로 하는 초박막 유리 기판을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해서 내충격성이 향상된 새로운 초박막 유리 및 그 제조 방법이 제공되었다.

도 1은 수직하는 측면을 가열 부재로 가열하여 경사면을 가지는 초박막 유리판을 제조하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 따라 제조된 경사면을 가지는 초박막 유리판의 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 경사면을 가지는 초박막 유리판의 경사면을 적외선 장치로 가열하는 것을 보여주는 도면이다.
도 4는 경사면을 가지는 초박막 유리판의 경사면이 가열되는 상태에서 표면에 발생하는 힘의 방향을 보여주는 도면이다.
도 5는 경사면을 가지는 초박막 유리판이 가공된 상태의 측단면을 보여주는 도면이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명은 예시하기 위한 것이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 초박막 유리판(10)은 유리용 이동 베드(20) 위에 적치되어, 유리용 이동 베드(20)의 상면에 초박막 유리판(10)의 절단 영역이 돌출되도록 적치된다.

유리용 이동 베드(20)는 박막 유리판(10)이 적치될 수 있도록 상부에 수평면(21)이 형성되고, 수평면(21)에는 박막 유리판(10)을 고정하기 위한 진공홀(22)이 형성된다. 이 진공홀(22)은 유리용 이동 베드(20)를 상면에서부터 하면까지 관통하는 관통구이며, 진공을 걸어주는 진공 펌프(도시되지 않음)와 연결되어 있다.

상기 유리용 이동 베드(20)는 필요시 표면 온도의 조절이 가능하도록 내부에는 유체 순환통로(23)를 가질 수 있으며, 유체 순환통로(23)를 유동하는 유체의 온도를 조절함으로서, 이동 베드(20)의 표면 온도와 이와 접하는 박막 유리의 온도를 조절할 수 있다. 물을 유체로 사용할 경우, 0~100 ℃ 사이, 예를 들어, 10~30 ℃의 온도로 조절할 수 있다.

가열 부재(40)는 봉 형태의 몸체부(41)와 상기 몸체부(41)의 상단에 형성된 원뿔 형태의 접촉부(42)로 이루어진다. 가열부재(40)는 몸체부(41)의 다른 말단이 별도의 이동 부재(도시되지 않음)에 고정되어 유리 모서리와의 접촉시 움직이지 않도록 고정되며, 고주파 유도 가열기에 연결된 유도 코일(43)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.

냉각 베드의 온도를 15 ℃로 유지하고, 가열 부재(40)의 온도를 1,200 ℃ 로 유지한 상태에서, 가열부재(40)을 이동시켜 초박막 유리판(10)의 상면(11)과 수직하는 측면(15)의 경계선인 상부 모서리(16)를 소정의 압력으로 접촉하면 상부 모서리(16)을 따라서 이동시켰다. 초박막 유리판(10)의 두께가 얇아 가열 부재(40)의 온도차와 접촉압력에 의해서 모서리와 함께 측단이 절삭되어 유리판(10)의 측면이 경사지게 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직사각형의 초박막 유리판(10)은 약 30 마이크론의 두께를 가지며, 상부면(11)에서부터 하부면(12)까지 직선형으로 경사진 경사면(13)을 가진다. 경사면과 하면의 내각은 30°이며, 경사면과 상면 사이의 내각은 150°를 이룬다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 초박막 유리판(10)의 경사면(13)에 적외선 가열 장치(30)을 이용해서 경사면(13)의 온도를 1,200 ℃까지 가열하였다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 경사면(13)이 유리가 유동가능하게 가열되면서, 표면적을 줄이려는 힘이 경사면(13)과, 상면(11)과 경사면(13)의 경계를 이루는 상단 모서리(17) 및 하면(12)과 경사면(13)의 경계를 이루는 하단 모서리(18)에 작용하게 되며, 경사면(13)의 표면적을 줄이려는 힘이 가열된 상단 모서리(17)와 가열된 하단 모서리(18)에 작용하게 된다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 이러한 가열과 힘의 작용에 의해서, 상단 모서리(17)과 하단 모서리(18)의 에지가 없어지면서, 곡면화되여 내충격 강도가 증가하게 된다.

10: 박막 유리판
20: 유리용 이동 베드
30: 적외선 가열장치
40: 가열 부재

Claims (12)

1. 측면 전체가 경사면을 이루는 초박막 유리판을 제공하는 단계; 및
   상기 초박막 유리판의 경사면에 광을 조사하여 가열하여, 상하 모서리가 초박막 유리판의 상면 및 하면 방향으로 돌출되지 않으면서, 상면과 경사면 사이와 및 하면과 경사면 사이에 곡면 모서리를 가지는 초박막 유리판을 제조하는 단계;를 포함하는 초박막 유리판 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 초박막 유리판은 10~40 마이크론의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 초박막 유리판의 경사면는 10~45°인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가열은 적외선 조사에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 경사진 측면을 가지며, 상면과 경사면 사이 및 하면과 경사면 사이에 곡면 모서리를 가지며, 상하 모서리가 초박막 유리판의 상면 및 하면 방향으로 돌출되지 않으며, 10~45°의 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 초박막 유리 기판.
11. 제10항에 있어서,
    상기 경사면은 열처리된 경사면인 것을 특징으로 하는 초박막 유리 기판.
12. 삭제

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