KR102625134B1

KR102625134B1 - 복수의 열처리 챔버를 포함하여 공정 효율이 향상된 글라스 화학 강화 설비 시스템 및 이를 이용한 초박형 글라스의 강화 방법

Info

Publication number: KR102625134B1
Application number: KR1020200104295A
Authority: KR
Inventors: 최대규
Original assignee: (주) 엔피홀딩스
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2024-01-15
Also published as: KR20220022964A

Abstract

글라스의 열처리 및 화학 강화를 위한 글라스 화학 강화 설비 시스템 및 글라스의 화학 강화 방법이 제공된다. 상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은 수평 방향으로 연장된 가이드 유닛, 상기 가이드 유닛을 따라 이송 가능하게 구성된 복수의 열처리 챔버, 및 글라스를 강화하는 강화 용액을 내부에 수용하도록 구성된 하나 이상의 강화 챔버를 포함한다.

Description

복수의 열처리 챔버를 포함하여 공정 효율이 향상된 글라스 화학 강화 설비 시스템 및 이를 이용한 초박형 글라스의 강화 방법{GLASS CHEMICAL STRENGTHENING APPARATUS SYSTEM WITH IMPROVED PROCESS EFFICIENCY INCLUDING MULTIPLE THERMAL PROCESSING CHAMBER AND METHOD FOR STRENGTHENING ULTRA THIN GLASS USING THE SAME}

본 발명은 글라스의 열처리 및 화학 강화를 위한 글라스 화학 강화 설비 시스템 및 글라스의 화학 강화 방법에 관한 것이다. 상세하게, 복수의 열처리 챔버를 포함하여 공정 효율이 향상된 글라스 화학 강화 설비 시스템 및 이를 이용한 초박형 글라스의 강화 방법에 관한 것이다.

기술발전에 힘입어 스마트폰, 태블릿 PC 등의 전자 기기는 점차 박형화되고 있다. 뿐만 아니라 수요자들은 전자 기기의 넓은 화면 및 심미감 측면에서 높은 스크린 투 바디 비율(screen to body ratio)을 요구하고, 이에 따라 전자 기기의 전면(全面)을 글라스로 형성하는 경우가 많아지는 추세이다.

글라스(glass) 소재는 높은 광 투과율로 인해 오랫동안 디스플레이의 전면부 커버 윈도우 소재로 적용되어 왔다. 그러나 일반적인 글라스는 외부 충격에 취약하여 쉽게 깨지거나 스크래치가 발생할 수 있기 때문에 스마트폰 등의 전자 기기 전면을 글라스로 형성하기 위해서는 기계적 강도가 향상된 강화 글라스의 적용이 필수적이다.

한편, 최근 폴더블 디스플레이(foldable display) 및 롤러블 디스플레이(rollable display)에 대한 연구가 이루어지고 있으며 이러한 특수 디스플레이가 적용된 전자 기기 또한 출시되고 있다.

폴더블 디스플레이 등을 구현하기 위해 글라스 대신에 유연성을 갖는 소재, 예컨대 폴리이미드 필름(polyimide film) 등의 플라스틱 소재를 디스플레이의 커버 윈도우로 적용하기도 한다. 그러나 폴리이미드 필름 등은 글라스에 비해 광 투과율이 낮아 광손실이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라 폴더블 디스플레이는 커버 윈도우의 특정 위치가 반복적으로 접어지기 때문에 폴딩 라인이 형성된 부분에 크랙이 발생하거나 영구적인 접힘 자국이 남는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-1143303호 (2012.05.14) (특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1298236호 (2013.08.22)

이러한 측면에서 높은 기계적 강도를 가지면서도 폴더블 디스플레이 또는 롤러블 디스플레이 등의 특수 디스플레이에 적용 가능한 초박형 글라스(Ultra Thin Glass, UTG)의 개발이 절실히 요구되고 있다. 초박형 글라스는 일반적으로 100㎛ 이하의 두께를 갖는 글라스 소재를 의미한다. 초박형 글라스는 플라스틱 소재에 비해 광 투과율이 높고, 얇은 두께를 가져 폴딩 라인의 접힘이 잘 시인되지 않을 수 있으며, 특정 조건 하에서 벤딩 내지는 폴딩이 가능할 수 있다.

특허문헌 1 및 특허문헌 2는 글라스를 강화하는 공정 및 글라스의 화학 강화 설비를 개시한다. 종래의 글라스 화학 강화 공정은 글라스를 질산칼륨 용액 등의 강화 용액에 침지시켜 글라스의 나트륨 이온과 질산칼륨의 칼륨 이온을 치환하여 수행한다.

특히 특허문헌 2는 순차대로 이루어지는 예열 공정, 강화 공정 및 서냉 공정을 개시하며, 예열 단계는 30분에서 2시간 동안, 강화 단계는 2시간에서 8시간 동안, 그리고 서냉 단계는 30분에서 2시간 동안 수행됨을 개시한다. 종래의 글라스 강화 공정의 경우 그 전처리에 해당하는 예열 및 후처리에 해당하는 서냉 단계에 비해 본공정인 강화 단계가 상대적으로 시간이 많이 걸렸다. 앞서 설명한 것과 같이 글라스의 화학 강화는 글라스 내 나트륨 이온과 강화액의 칼륨 이온을 치환하는 반응에 의하기 때문에, 종래의 글라스의 경우 그 두께로 인해 충분한 시간 동안 화학적 이온 치환을 수행하는 것이 바람직하였다.

이와 달리 초박형 글라스는 그 두께가 매우 얇기 때문에 나트륨 이온과 칼륨 이온의 치환에 소요되는 시간이 상대적으로 매우 짧다. 예열 단계, 강화 단계 및 서냉 단계에 소요되는 각 시간은 기타 공정 조건 및 요구되는 글라스의 강화 물성 등을 고려하여 제어 가능하나, 초박형 글라스의 경우 강화 단계를 예열 단계 및/또는 서냉 단계 보다 짧은 시간 동안 수행하는 것도 가능하다.

예를 들어, 예열 단계에 소요되는 시간은 강화 단계에 소요되는 시간의 약 7배 이상, 또는 약 8배 이상, 또는 약 9배 이상, 또는 약 10배 이상, 또는 약 11배 이상, 또는 약 12배 이상일 수 있다. 그러나 공정 순서 상 강화 단계 보다 앞에 위치하는 예열 단계의 시간이 현저하게 오래 걸릴 경우, 종래의 화학 강화 설비, 예컨대 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 것과 같은 설비로는 공정 효율이 극도로 낮아질 수 있다.

즉, 예열 단계가 강화 단계에 비해 현저히 오래 걸리기 때문에 예열을 수행하는 챔버가 동작하는 동안 강화를 수행하는 챔버는 예열 단계가 완료되기를 기다리게 되어 공정 흐름이 적체될 수 있다.

또, 강화 용액은 소정의 온도로 가열되어 화학 강화를 수행할 수 있다. 그러나 앞서 설명한 것과 같이 예열이 완료되기를 기다리는 동안 강화 챔버는 내부 온도를 일정하게 유지하기 위해 불필요한 에너지를 소모하게 되며, 이는 전체 공정 비용의 증가를 야기할 수 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초박형 글라스(ultra thin glass)의 화학 강화 공정에 대응 가능하고, 전처리, 본공정 및 후처리로 이루어지는 공정에 있어서 공정 흐름의 적체를 감소시키고 물류 간섭을 회피할 수 있는 글라스 화학 강화 설비 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공정 흐름의 적체를 감소시키고 물류 간섭을 회피할 수 있는 글라스의 화학 강화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템은 수평 방향으로 연장된 가이드 유닛, 상기 가이드 유닛을 따라 이송 가능하게 구성된 복수의 열처리 챔버, 및 글라스를 강화하는 강화 용액을 내부에 수용하도록 구성된 하나 이상의 강화 챔버를 포함한다.

상기 복수의 열처리 챔버와 하나의 강화 챔버는 공정 단위를 구성할 수 있다.

하나의 공정 단위에서, 상기 열처리 챔버는 3개 내지 12개일 수 있다.

또, 상기 가이드 유닛을 따른 상기 열처리 챔버의 이송 경로 상에서, 어느 열처리 챔버와 상기 강화 챔버는 중력 방향으로 중첩할 수 있다.

이 때 상기 열처리 챔버는 개방된 하부를 가지고, 상기 강화 챔버는 개방된 상부를 가질 수 있다.

상기 열처리 챔버는 각각, 열처리를 위한 내부 공간을 제공하는 챔버 본체, 및 상기 챔버 본체의 개방된 하부를 밀폐하는 하부 도어를 포함할 수 있다.

또 상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은, 각 열처리 챔버 상부에 배치되어 열처리 대상을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 열처리 챔버는 각각, 상기 수평 방향 일측에 위치한 측면 도어를 더 포함할 수 있다.

상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은, 상기 열처리 챔버의 측면 도어를 통해 상기 열처리 챔버 내에 열처리 대상을 인입하기 위한 로딩 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 가이드 유닛의 상기 이송 경로는 폐곡선을 형성하고, 상기 복수의 열처리 챔버, 하나의 강화 챔버 및 하나의 로딩 유닛은 공정 단위를 구성할 수 있다.

상기 로딩 유닛은, 상기 열처리 챔버로의 열처리 대상의 인입 및 상기 열처리 챔버로부터의 열처리 대상의 인출을 모두 수행할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 가이드 유닛의 상기 이송 경로는 폐곡선을 형성하고, 상기 복수의 열처리 챔버, 하나의 강화 챔버, 하나의 로딩 유닛 및 하나의 언로딩 유닛은 공정 단위를 구성할 수 있다.

상기 하부 도어는 상기 수평 방향으로 슬라이딩 되어 상기 열처리 챔버를 개방하며, 상기 하부 도어의 슬라이딩 방향은 상기 가이드 유닛의 연장 방향과 교차할 수 있다.

상기 열처리 챔버는 각각, 열처리를 위한 내부 공간을 제공하는 챔버 본체, 상기 챔버 본체의 개방된 하부를 밀폐하는 하부 도어, 및 상기 챔버 본체의 상기 수평 방향 일측에 위치한 측면 도어를 포함할 수 있다.

여기서 상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은, 상기 열처리 챔버의 측면 도어를 통해 상기 열처리 챔버 내에 열처리 대상을 인입하기 위한 로딩 유닛으로서, 상기 수평 방향으로 이동하도록 구성되고, 중력 방향으로 열처리 대상을 승강시키도록 구성된 로딩 유닛을 더 포함하되, 상기 로딩 유닛의 수평 이동 방향은 상기 가이드 유닛의 연장 방향과 교차할 수 있다.

상기 로딩 유닛은 적어도 상기 강화 챔버와 중력 방향으로 중첩할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 복수의 열처리 챔버와 상기 강화 챔버는 상기 수평 방향으로 중첩하고, 상기 열처리 챔버는 개방된 상부 또는 측면을 가질 수 있다.

이 때 상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은, 상기 열처리 챔버의 개구를 통해 열처리 대상을 인입하기 위한 로딩 유닛을 더 포함하되, 상기 로딩 유닛은 수평 방향으로 이동하도록 구성되고, 중력 방향으로 열처리 대상을 승강시키도록 구성될 수 있다.

또는 평면 시점에서 상기 가이드 유닛의 상기 이송 경로는 폐곡선을 형성하고, 상기 로딩 유닛은 오직 하나의 열처리 챔버와 중력 방향으로 중첩할 수 있다.

또한 평면 시점에서, 상기 강화 챔버는 상기 폐곡선의 외측에 위치할 수 있다.

또는 평면 시점에서 상기 가이드 유닛의 상기 이송 경로는 폐곡선을 형성하고, 상기 로딩 유닛은 복수의 열처리 챔버와 중력 방향으로 중첩하고, 평면 시점에서, 상기 강화 챔버는 상기 폐곡선의 내측에 위치할 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 열처리 챔버 및 제2 열처리 챔버를 포함하는 복수의 열처리 챔버에, 제1 글라스 로더 및 제2 글라스 로더를 포함하는 복수의 글라스 로더를 각각 순차적으로 인입하고 예열하는 단계, 상기 복수의 열처리 챔버를 가이드 유닛을 따라 수평 방향으로 이송하는 단계, 상기 제1 열처리 챔버 내의 예열된 상기 제1 글라스 로더를 인출하여 강화 챔버에 인입하고 화학 강화를 수행하는 단계, 및 상기 강화 챔버 내의 상기 제1 글라스 로더를 인출하여 상기 제1 열처리 챔버에 인입하고 서냉하는 단계를 포함하되, 상기 제1 글라스 로더가 상기 강화 챔버 내에 위치하는 동안, 상기 제2 글라스 로더는 상기 제2 열처리 챔버 내에서 예열이 수행된다.

상기 방법은, 상기 제2 글라스 로더를 상기 제2 열처리 챔버에 인입한 후에, 제3 열처리 챔버에 제3 글라스 로더를 인입하고 예열하는 단계, 상기 제1 글라스 로더를 상기 강화 챔버에서 인출한 후에, 상기 제2 열처리 챔버 내의 예열된 상기 제2 글라스 로더를 인출하여 상기 강화 챔버에 인입하고 화학 강화를 수행하는 단계, 및 상기 제1 열처리 챔버 내의 서냉된 상기 제1 글라스 로더를 인출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 글라스 로더를 열처리하는 시간은, 상기 제1 글라스를 화학 강화하는 시간의 5배 이상일 수 있다.

또, 복수의 열처리 챔버는 각각 상기 수평 방향 일측에 위치한 측면 도어를 포함하고, 상기 글라스 로더의 상기 열처리 챔버로의 로딩 및 언로딩은 상기 측면 도어를 통해 수행될 수 있다.

상기 글라스 로더의 상기 로딩 및 언로딩은, 상기 가이드 유닛의 연장 방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 글라스 로더를 중력 방향으로 승강하도록 구성된 로딩 유닛을 이용하여 수행될 수 있다.

또한 상기 열처리 챔버 내의 글라스 로더를 인출하여 상기 강화 챔버에 인입하는 단계는, 상기 로딩 유닛을 이용하여 수행될 수 있다.

상기 글라스 로더의 상기 로딩 및 언로딩은 로딩 유닛을 이용하여 수행되고, 어느 하나의 로딩 유닛은, 상기 제1 글라스 로더의 상기 제1 열처리 챔버로의 인입, 상기 제2 글라스 로더의 상기 제2 열처리 챔버로의 인입, 상기 제3 글라스 로더의 상기 제3 열처리 챔버로의 인입 및 상기 제1 글라스 로더의 상기 제1 열처리 챔버로부터의 인출을 모두 수행할 수 있다.

평면 시점에서, 상기 가이드 유닛의 상기 열처리 챔버의 이송 경로는 폐곡선을 형성하고, 상기 복수의 열처리 챔버는 상기 가이드 유닛을 따라 이송될 수 있다.

또, 상기 제1 열처리 챔버를 이용하여 예열이 수행되는 이송 경로 구간은, 상기 제1 열처리 챔버를 이용하여 서냉이 수행되는 이송 경로 구간 보다 길 수 있다.

상기 복수의 열처리 챔버는 각각, 열처리를 위한 내부 공간을 제공하는 챔버 본체, 및 상기 챔버 본체의 개방된 하부를 밀폐하는 하부 도어를 포함할 수 있다.

여기서 상기 글라스 로더의 상기 열처리 챔버로의 로딩 및 언로딩은 상기 하부 도어를 통해 수행될 수 있다.

상기 복수의 열처리 챔버는 각각 개방된 상부 또는 측면을 가지고, 상기 글라스 로더의 상기 열처리 챔버로의 로딩 및 언로딩은 상기 개구를 통해 수행될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 글라스 화학 강화 설비 시스템이 복수의 열처리 챔버를 포함하되, 제1 열처리 챔버 내의 글라스 예열이 완료되어 화학 강화가 수행되는 동안, 제2 열처리 챔버도 글라스의 예열을 수행함으로써 예열 단계와 강화 단계에 소요되는 시간의 차이로 인한 공정 흐름 적체를 완화할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도이다.
도 4는 도 3의 글라스 화학 강화 설비 시스템의 정면도이다.
도 5는 도 3의 글라스 화학 강화 설비 시스템의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 글라스 화학 강화 설비 시스템의 단면사시도이다.
도 7은 도 6의 글라스 로더의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 방법의 순서도이다.
도 9 내지 도 15는 도 8의 글라스 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도이다.
도 17 내지 도 23은 도 16의 글라스 화학 강화 설비 시스템을 이용한 글라스 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.
도 24 내지 도 34는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도들이다.
도 35 내지 도 47은 도 34의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템을 이용한 글라스의 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

또, 본 명세서에서, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하는 다른 방향을 의미한다. 또, 제3 방향(Z)은 상기 평면과 수직한 방향을 의미한다.

다르게 정의되지 않는 한, '평면'은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면을 의미한다. 용어 '평면 방향'은 상기 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)이 속하는 평면 내의 임의의 일 방향을 의미한다. 상기 '평면 방향'은 '수평면', '수평면 방향', '수평 방향' 등과 혼용될 수 있으며, 지면에 대해 대략 평행한 방향을 의미할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제3 방향(Z)은 용어 '중력 방향', '상하 방향', 또는 '수직 방향'과 혼용될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템의 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)은 복수의 열처리 챔버(100)와 강화 챔버(200) 및 가이드 유닛(500)을 포함한다. 한편, 열처리 챔버(100)의 개수에 따라 강화 챔버(200)는 복수개로 구성되거나 강화 용액 등의 교환을 위한 예비 또는 대기 기능을 갖는 강화 챔버를 추가로 포함할 수도 있다.

가이드 유닛(500)은 열처리 챔버(100)의 이송 경로를 제공할 수 있다. 가이드 유닛(500)은 평면상 폐곡선을 형성할 수 있다. 가이드 유닛(500)은 공정 공간의 천정에 설치된 이송 유닛, 예컨대 OHT(Overhead Hoist Transport) 등일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 가이드 유닛(500)은 크레인, 레일 등으로 다양하게 구현될 수 있다.

열처리 챔버(100)는 가이드 유닛(500)이 제공하는 이송 경로를 따라 이동할 수 있다. 가이드 유닛(500)의 이송 경로가 폐곡선을 형성할 경우, 열처리 챔버(100)는 동일 지점을 반복해서 통과할 수 있다. 도 1은 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)이 6개의 열처리 챔버(100)로 이루어진 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 열처리 챔버(100)는 3개 이상, 또는 4개 이상, 또는 5개 이상이거나, 또는 7개 이상일 수도 있다. 열처리 챔버(100)의 개수는 후술할 바와 같이 예열 공정과 강화 공정의 시간을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 열처리 챔버(100)는 12개 이하, 10개 이하, 8개 이하, 또는 7개 이하일 수 있다.

열처리 챔버(100)의 내부 공간은 열처리 대상, 예컨대 초박형 글라스가 적재된 글라스 로더(미도시)가 인입되고 열처리되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 열처리는 글라스의 화학 강화 공정에 있어서, 전처리로서의 예열 처리(pre-heating treatment, warm-up treatment), 본공정으로서의 열처리 및 후처리로서의 서냉 처리(slow cool-down treatment)를 포함하는 의미일 수 있다. 다른 측면에서, 상기 열처리는 열처리 대상의 승온(temperature rising), 정온, 강온(temperature drop) 및 이들의 조합을 수행하는 것을 포함하는 의미일 수 있다. 즉, 열처리 챔버(100)는 글라스의 예열, 가열, 서냉 및/또는 냉각이 수행되는 챔버일 수 있다.

열처리 챔버(100)는 개방된 하부를 가질 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 열처리 챔버(100)는 개방된 측부 또는 개방된 하부를 가지거나, 이들의 조합 형태로 개구될 수도 있다. 열처리 챔버(100)가 개방된 하부를 갖는 실시예에서, 도어(150)는 열처리 챔버(100)의 하부에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 도어(150)는 열처리 챔버(100)에 포함된 구성으로 이해될 수 있으며, 도어(150)는 열처리 챔버(100)와 함께 가이드 유닛(500)을 따라 이동할 수 있다. 도어(150)는 열처리 챔버(100)의 내부 공간을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 또, 도어(150)와 강화 챔버(200)가 제3 방향(Z)으로 중첩하는 경우, 도어(150)는 열처리 챔버(100) 뿐 아니라 강화 챔버(200)도 개폐할 수 있다.

강화 챔버(200)는 가이드 유닛(500)을 따라 이동하는 열처리 챔버(100)의 이송 경로와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 강화 챔버(200)는 그 위치가 고정된 상태일 수 있다. 즉, 가이드 유닛(500)을 따라 이송되는 어느 열처리 챔버(100)와 강화 챔버(200)는 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 어느 하나의 강화 챔버(200)는 복수의 열처리 챔버(100)와 공정 단위를 구성할 수 있다. 도 1은 하나의 강화 챔버(200)와 6개의 열처리 챔버(100)가 공정 단위를 구성한 경우를 예시한다. 다른 실시예에서, 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)은 2개의 강화 챔버(200)와 12개의 열처리 챔버(100)를 포함하여, 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)이 두개의 공정 단위로 구성될 수도 있다.

강화 챔버(200)의 내부 공간에는 글라스 화학 강화 용액, 예를 들어 초박형 글라스를 침지시켜 글라스를 화학적으로 강화하기 위한 강화 용액이 수용될 수 있다. 상기 강화 용액은 실리케이트 함유 글라스와 이온 치환 내지는 이온 교환을 통해 글라스에 굽힘 강도, 내충격성, 내열성 등을 부여할 수 있다. 화학 강화 용액의 예로는 질산칼륨(KNO₃) 용액 등을 들 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 강화 챔버(200)는 개방된 상부를 가질 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)을 이용한 글라스의 화학 강화 공정은 글라스의 예열 단계, 화학 강화 용액을 이용한 화학적 강화 단계 및 강화된 글라스의 서냉 단계 순서로 수행될 수 있다. 이 경우 글라스는 열처리 챔버(100)에서 예열되고, 강화 챔버(200) 내 강화 용액에 침지되어 화학 강화될 수 있다. 또 열처리 챔버(100) 내에서 서냉될 수 있다. 즉, 도어(150)를 이용하여 서로 유체 연통 가능한 공간 내에서 연속적인 공정이 이루어져 강화 공정 과정에서의 글라스의 외부 노출 및 로딩과 언로딩을 최소화할 수 있다. 위와 같은 공정을 수행하기 위해 글라스의 로딩과 언로딩은 열처리 챔버(100)로 직접 수행될 수 있다.

특히 초박형 글라스의 강화 공정에 있어서, 예열 공정이 강화 공정 및/또는 서냉 공정에 비해 현저하게 많은 시간이 소요되는 경우, 예를 들어 예열 공정에 소요되는 시간이 강화 공정에 소요되는 시간의 약 7배 이상, 또는 약 8배 이상, 또는 약 9배 이상, 또는 약 10배 이상, 또는 약 11배 이상, 또는 약 12배 이상인 경우, 강화 대상인 글라스가 열처리 챔버(100) 내에 머무르는 시간과 강화 챔버(200) 내에 머무르는 시간에 차이가 크기 때문에 물류 간섭으로 인한 전체 공정 시간이 길어질 수 있다.

그러나 본 실시예와 같이 복수의 열처리 챔버(100)를 가이드 유닛(500)을 따라 이송하고, 이송과 동시에 예열 처리를 수행하되, 위치가 고정된 강화 챔버(200)와 제3 방향(Z)으로 중첩되는 위치에서 강화 챔버(200)로의 인입을 수행하여 위와 같은 물류 간섭 문제를 최소화할 수 있다. 즉, 상대적으로 시간이 오래 소요되는 예열 공정은 열처리 챔버(100)의 이송 과정 동안 수행하고, 상대적으로 시간이 적게 소요되는 강화 공정은 위치가 고정된 강화 챔버(200)에서 수행하여 물류 적체를 회피할 수 있다.

또한 열처리 챔버(100)가 가이드 유닛(500)을 따라 폐곡선 이동 경로를 형성하며 이동 가능하기 때문에 글라스가 열처리 챔버(100)로 인입, 즉 로딩되는 위치와 글라스가 열처리 챔버(100)에서 인출, 즉 언로딩되는 위치를 고정할 수 있다. 따라서 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)이 차지하는 공간 면적을 감소시킬 수 있고, 글라스의 로딩과 언로딩에 필요한 설비 구조를 단순화하여 비용을 절감하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 다만 전술한 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템과 동일하거나, 유사한 구성에 대한 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(10')의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(10')은 열처리 챔버(100)가 이동하는 것이 아니라 가이드 유닛(500)을 따라 강화 챔버(200)가 이동하는 점이 도 1의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(10)과 상이한 점이다.

열처리 챔버(100)는 공정 공간의 천정, 레일 등에 고정 배치된 상태일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열처리 챔버(100)는 천정 상에 설치된 제2 가이드 유닛(500')을 따라 이동 가능할 수도 있다. 또, 도 2는 가이드 유닛(500)이 바닥 상에 배치된 경우를 예시하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 강화 챔버(200)의 이동 경로를 제공하는 가이드 유닛(500)은 열처리 챔버(100)와 강화 챔버(200) 사이에 제공될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)의 모식도이다. 도 4는 도 3의 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)의 정면도이다. 도 5는 도 3의 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)의 분해사시도이다. 도 6은 도 5의 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)의 단면사시도이다. 도 7은 도 6의 글라스 로더(700)의 사시도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)은 복수의 열처리 챔버(101)와 강화 챔버(201) 및 가이드 유닛(501)을 포함하고, 글라스 로더(700) 및 로딩 유닛(601)을 더 포함할 수 있다. 열처리 챔버(101)는 가이드 유닛(501) 상에 배치되어 가이드 유닛(501)을 따라 이송되도록 구성될 수 있다.

도 3 등에서 가이드 유닛(501)이 제1 방향(X)으로 연장된 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 도 3의 가이드 유닛(501)은 곡선 또는 폐곡선을 형성하는 이동 경로의 일부를 표현한 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 가이드 유닛(501)은 양 단부가 개방된 직선 형태로 이동 경로를 형성할 수도 있다. 본 실시예에서, 가이드 유닛(501)은 제2 방향(Y)으로 이격된 한 쌍으로 구비될 수 있다.

복수의 열처리 챔버(101)는 서로 제1 방향(X)을 따라 이격 배치된 제1 열처리 챔버(101a), 제2 열처리 챔버(101b), 제3 열처리 챔버(101c) 및 제4 열처리 챔버(101d)를 포함할 수 있다. 도 3은 열처리 챔버(101)가 총 4개인 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 열처리 챔버(101)는 3개이거나, 또는 5개 이상, 또는 6개 이상일 수 있다.

열처리 챔버(101)(예컨대, 예열 챔버, 또는 서냉 챔버)는 수평 방향, 즉 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면 내 임의의 방향으로 연장된 가이드 유닛(501) 상에서 가이드 유닛(501)을 따라 이송되도록 구성될 수 있다. 이하, 어느 열처리 챔버, 예컨대 제1 열처리 챔버(101a)를 예로 하여 열처리 챔버의 상세한 구성에 대해 설명하나, 제2 열처리 챔버(101b) 내지 제4 열처리 챔버(101d)는 제1 열처리 챔버(101a)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

제1 열처리 챔버(101a)는 개방된 하부를 가질 수 있다. 제1 열처리 챔버(101a)는 가이드 유닛(501) 상에 배치될 수 있다. 도 3은 가이드 유닛(501)이 지면 상에 배치되고, 제1 열처리 챔버(101a)가 가이드 유닛(501) 상에 배치된 경우를 예시한다. 가이드 유닛(501)이 제1 방향(X)으로 연장된 직선 형상인 경우, 제1 열처리 챔버(101a)는 가이드 유닛(501)을 따라 제1 방향(X)으로 이동할 수 있다. 전술한 바와 같이, 가이드 유닛(501)은 곡선 구간을 가질 수도 있고, 폐곡선 내지는 폐경로를 형성할 수도 있음은 물론이다.

제1 열처리 챔버(101a)의 내부 공간은 대략 원통 형상일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 열처리 챔버(101a)의 내부 공간은 열처리 대상, 즉 강화 대상인 글라스(G)가 실장된 글라스 로더(700)에 균일하게 열을 제공할 수 있는 형상이면 무방하다. 예를 들어, 제1 열처리 챔버(101a)의 내부 공간은 대략 사각통, 육각통 또는 팔각통 등의 다각통 형상일 수도 있다.

제1 열처리 챔버(101a)는 열처리 챔버 본체(111), 측면 도어(131)(예컨대, 서브 도어, 인입/인출 도어) 및 도어(151)(예컨대, 메인 도어, 하부 도어)를 포함할 수 있다. 열처리 챔버 본체(111)는 개방된 측면을 더 가질 수 있다. 도 3 등은 열처리 챔버 본체(111)의 제2 방향(Y) 일측이 개방되고, 측면 도어(131)는 적어도 부분적으로 열처리 챔버 본체(111)에 삽입되어 상기 측면 개구를 밀폐하는 경우를 예시한다. 열처리 챔버 본체(111)와 측면 도어(131)의 내측벽은 각각 오목한 곡면을 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이 제1 열처리 챔버(101a)는 글라스(G)의 예열, 가열, 서냉 및/또는 냉각이 수행되는 챔버일 수 있다. 이를 위해 제1 열처리 챔버(101a)는 열원(151)을 더 포함할 수 있다. 열원(151)은 열처리 챔버 본체(111)의 내측벽 및 측면 도어(131)의 내측벽 상에 배치될 수 있다. 열원(151)은 열선을 포함할 수 있다.

도어(151)는 수평 방향, 예컨대 제1 방향(X)으로 슬라이딩 되어 제1 열처리 챔버(101a)의 내부 공간을 개방하거나, 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 후술할 바와 같이 제1 열처리 챔버(101a) 등이 가이드 유닛(501)을 따라 이동함에 따라 제1 열처리 챔버(101a)는 강화 챔버(201)와 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있고, 이 경우 도어(151)는 제1 열처리 챔버(101a) 뿐 아니라 강화 챔버(201)의 개구를 개폐할 수도 있다. 도어(151)는 제1 방향(X)으로 연장되고 제2 방향(Y)으로 이격된 한 쌍의 도어 가이드(330)를 따라 이동할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 도어 가이드(330)를 따라 도어(151)가 이동하기 위해 실린더 및/또는 모터 등의 구동 유닛(미도시)이 더 구비될 수도 있다.

강화 챔버(201)는 개방된 상부를 가질 수 있다. 어느 하나의 강화 챔버(201)는 복수의 열처리 챔버(101)들과 공정 단위를 구성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 어느 하나의 강화 챔버(201)는 2개의 로딩 유닛(601), 3개 내지 8개, 또는 4개 내지 6개, 또는 5개의 열처리 챔버(101), 그리고 열처리 챔버(101)의 개수에 상응하는 승강 유닛(401)과 함께 공정 단위를 구성할 수 있다.

강화 챔버(201)는 가이드 유닛(501)을 따른 열처리 챔버(101)들의 이송 경로와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 위치할 수 있다. 즉, 가이드 유닛(501)을 따라 이송되는 어느 열처리 챔버(101)는 강화 챔버(201)와 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 또, 어느 열처리 챔버(101)와 강화 챔버(201)가 제3 방향(Z)으로 중첩한 상태에서 도어(151)가 개방된 경우, 열처리 챔버(101)와 강화 챔버(201)의 내부 공간은 서로 유체 연통될 수 있다.

전술한 바와 같이 강화 챔버(201) 내에는 글라스(G)를 화학적 강화하기 위한 강화 용액(SS)이 수용될 수 있다. 강화 챔버(201)의 내부 공간은 대략 원통 형상일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 강화 챔버(201)의 내부 공간은 강화 대상인 글라스(G)가 적재된 글라스 로더(700)를 강화 용액(SS)에 고르게 침지할 수 있으면 무방하다. 예를 들어, 강화 챔버(201)의 내부 공간은 사각통, 육각통 또는 팔각통 등의 다각통 형상일 수 있다. 강화 챔버(201)는 측벽부(211), 바닥부 및 센터 칼럼(231)을 포함할 수 있다. 센터 칼럼(231)은 평면상 강화 챔버(201)의 대략 중심에 위치할 수 있다. 센터 칼럼(231)의 제3 방향(Z)으로의 높이는 측벽부(211)의 높이 보다 작을 수 있다.

도면으로 표현하지 않았으나, 강화 챔버(201)는 제2 가이드 유닛(미도시) 등을 통해 이동 가능하게 구성될 수 있다. 제2 가이드 유닛이 형성하는 이송 경로는 가이드 유닛(501)의 이송 경로와 동일하거나, 상이하거나, 평행하거나, 또는 교차할 수 있다.

이를 통해, 열처리 챔버(101)는 고정된 강화 챔버(201)를 기준으로 강화 챔버(201)의 상단에서 제1 방향(X)을 기준으로 도면 상에 도시된 바와 같이 좌우 방향으로 슬라이딩 될 수 있다. 또한, 강화 챔버(201)는 고정된 열처리 챔버(101)를 기준으로 열처리 챔버(101)의 하단에서 제1 방향(X)을 기준으로 도면 상에 도시된 바와 같이 좌우 방향으로 슬라이딩될 수도 있다. 한편, 열처리 챔버(101)와 강화 챔버(201)는 모두 제1 방향(X)을 기준으로 상호 간에 좌우 방향으로 슬라이딩 될 수 있다.

글라스 로더(700)는 열처리 및 화학 강화 대상인 글라스(G)를 로딩하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 글라스 로더(700)는 로더 본체(710), 로더 본체(710)의 상부에 위치한 록킹 유닛(730) 및 복수의 카세트(750)를 포함할 수 있다. 글라스 로더(700)는 지그(jig) 등으로 호칭될 수도 있다.

로더 본체(710)는 평면 시점에서 대략 육각형 형상일 수 있다. 다른 실시예에서, 로더 본체(710)는 평면 시점에서 대략 사각형, 또는 팔각형 등의 다각형 형상이거나, 또는 원형일 수 있다. 로더 본체(710)는 하부 개구를 가지고 내부가 비어있는 형상일 수 있다. 로더 본체(710)는 강화 챔버(201)의 센터 칼럼(231)에 제3 방향(Z)으로 삽입되어 수평 방향으로의 위치가 고정될 수 있다.

록킹 유닛(730)은 일 방향으로 연장된 한 쌍의 봉 또는 로드를 포함할 수 있다. 록킹 유닛(730)은 승강 유닛(401)의 로딩 고리(451) 및/또는 글라스 로더(700)를 열처리 챔버(101)로 인입하기 위한 로봇 아암 등의 로딩 유닛(601)과 체결될 수 있다.

로더 본체(710)의 측면 상에는 복수의 카세트(750)가 고정되어 착탈 가능하게 구성될 수 있다. 카세트(750)는 로더 본체(710)의 측면 방향을 따라, 그리고 제3 방향(Z)을 따라 복수개 구비될 수 있다. 도 7은 로더 본체(710)의 일 측면에 카세트(750)가 측면 방향으로 2개, 제3 방향(Z)으로 4개 배치된 경우를 예시하나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

하나의 카세트(750)에는 복수의 글라스(G)가 적재 내지는 실장될 수 있다. 글라스(G)는 원장 글라스가 소정의 크기로 절단된 글라스 셀(glass cell) 상태일 수 있다. 글라스(G)는 칼륨 이온을 실질적으로 포함하지 않거나, 또는 칼륨 이온에 비해 나트륨 이온을 풍부하게 함유하는 글라스, 즉 화학 강화 전 글라스일 수 있다. 글라스(G)는 약 100㎛ 이하, 또는 약 90㎛ 이하, 또는 약 80㎛ 이하, 또는 약 70㎛ 이하, 또는 약 60㎛ 이하, 또는 약 50㎛ 이하의 두께를 갖는 초박형 글라스일 수 있다. 복수의 글라스(G)는 서로 접착제 등을 개재하여 글라스 라미네이트를 형성하고, 글라스 라미네이트가 카세트(650)에 탑재될 수 있다. 도 7은 하나의 카세트(750) 내에 글라스 라미네이트가 방사 방향으로 2개 배치된 경우를 예시한다.

승강 유닛(401)은 열처리 챔버(101) 및/또는 강화 챔버(201) 내에 위치하는 글라스 로더(700)를 제3 방향(Z)으로 상승시키거나, 하강시키기 위한 수단일 수 있다. 본 실시예에서, 글라스 로더(700)를 제3 방향(Z)으로 하강시키는 주된 목적은 강화 챔버(201)로의 인입 또는 열처리 챔버(101)로부터의 인출이고, 글라스 로더(700)를 제3 방향(Z)으로 상승시키는 주된 목적은 열처리 챔버(101)로의 인입 또는 강화 챔버(201)로부터의 인출일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

예시적인 실시예에서, 승강 유닛(401)은 열처리 챔버(101)와 상응하는 개수로 마련될 수 있다. 즉, 어느 하나의 강화 챔버(201)는 3개 내지 8개, 또는 4개 내지 6개, 또는 5개의 승강 유닛(401)과 함께 공정 단위를 구성할 수 있다.

승강 유닛(401)은 열처리 챔버(101)들 각각의 상부에 배치되고, 열처리 챔버(101)와 고정되어 열처리 챔버(101)와 함께 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 하나의 열처리 챔버(101)와 그 상부의 승강 유닛(401)은 일체화되어 하나의 설비 세트를 구성할 수 있다.

승강 유닛(401)은 승강 로드(431) 및 로딩 고리(451)를 포함할 수 있다. 승강 로드(431)는 열처리 챔버(101)의 천정에 형성된 홀을 관통하여 적어도 부분적으로 열처리 챔버(101) 내부 공간에 삽입될 수 있다. 승강 로드(431)는 대략 제3 방향(Z)으로 연장되어 제3 방향(Z)으로 이동하거나, 또는 제3 방향(Z)으로의 길이가 연장되거나, 단축되도록 구성될 수 있다. 즉, 승강 로드(431)는 상단부의 레벨이 고정되고, 하단부의 레벨이 제3 방향(Z)으로 변화하도록 할 수 있다. 승강 로드(431)는 승강 구동기(미도시)에 의해 동작될 수 있다. 승강 구동기는 실린더, 모터, 도르래 및/또는 호이스트 등의 구동 유닛일 수 있다. 로딩 고리(451)는 승강 로드(431)의 제3 방향(Z) 하단부에 배치되어 글라스 로더(700) 등과 장착 및 탈착 가능하게 구성될 수 있다.

로딩 유닛(601)은 열처리 챔버(101) 내에 글라스 로더(700)를 인입하거나, 열처리 챔버(101)로부터 글라스 로더(700)를 인출하기 위한 수단일 수 있다. 구체적으로, 로딩 유닛(601)은 제1 로딩 유닛(601a) 및 제2 로딩 유닛(601b)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 용어 '로딩' 또는 '로딩 유닛'은 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 기능을 모두 수행하는 구성으로 이해될 수 있다. 또, 로딩 및 언로딩은 열처리 챔버와 강화 챔버를 포함하는 챔버 설비로부터 대상을 인입 또는 인출하는 것을 의미한다.

제1 로딩 유닛(601a)과 제2 로딩 유닛(601b)은 각각 어느 열처리 챔버(101)와 인접하여 위치할 수 있다. 열처리 챔버(101)의 측면 도어(131)가 제2 방향(Y) 측으로 형성된 실시예에서, 제1 로딩 유닛(601a)과 제2 로딩 유닛(601b)은 각각 제4 열처리 챔버(101d) 및 제1 열처리 챔버(101a)와 제2 방향(Y)으로 인접하여 배치될 수 있다.

제1 로딩 유닛(601a) 및 제2 로딩 유닛(601b)은 그 위치가 고정될 수 있다. 즉, 제1 로딩 유닛(601a) 및 제2 로딩 유닛(601b)은 가이드 유닛(501)과의 상대적인 위치가 고정되며, 가이드 유닛(501)을 따라 각 로딩 유닛(601)들과 인접한 열처리 챔버(101)가 변경될 수 있다. 또, 예시적인 실시예에서, 제1 로딩 유닛(601a) 부근은 로딩 존을 형성하고, 제2 로딩 유닛(601b) 부근은 언로딩 존을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 로딩 유닛(601a)은 인접한 열처리 챔버, 예컨대 제4 열처리 챔버(101d)에 강화 전의 글라스가 적재된 글라스 로더(700)를 로딩하고, 제2 로딩 유닛(601b)은 인접한 열처리 챔버, 예컨대 제1 열처리 챔버(101a)로부터 강화가 종료된 글라스가 적재된 글라스 로더(700)를 언로딩할 수 있다.

전술한 바와 같이 가이드 유닛(501)을 따라 복수의 열처리 챔버(101)들을 이송시키며 열처리, 예컨대 예열 공정을 수행함으로써 물류 간섭을 최소화할 뿐 아니라, 열처리 챔버(101)들이 이동하며 제1 로딩 유닛(601a) 및 제2 로딩 유닛(601b)과 작업을 수행하도록 구성하여 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)이 차지하는 부피를 최소화하고, 로딩 및 언로딩에 필요한 설비를 단순화할 수 있다.

도 3 등은 로딩 유닛(601)으로 로봇 아암을 이용한 경우를 예시한다. 앞서 설명한 것과 같이 열처리 챔버(101)가 힌지 구조가 아닌 삽입 및 슬라이딩 형태의 측면 도어(131)를 포함하도록 구성하여 기계적 간섭 등을 최소화하며 로봇 아암을 이용해 로딩과 언로딩을 수행할 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 15를 더 참조하여 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)을 이용하여 글라스를 화학 강화하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 화학 강화 방법의 순서도이다. 도 9 내지 도 15는 도 8의 글라스 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.

우선 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 열처리 챔버(101a)에 제1 글라스 로더(700a)를 인입 내지는 로딩한다(S111). 제1 글라스 로더(700a)의 로딩은 제1 로딩 유닛(미도시)을 이용할 수 있다. 그리고 제1 열처리 챔버(101a)에 인입된 제1 글라스 로더(700a)의 예열을 수행한다.

후술할 바와 같이, 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스들의 예열은 제1 열처리 챔버(101a)의 이동과 함께 수행될 수 있다. 예열 온도, 예컨대 최종 예열 온도는 약 300℃ 이상, 또는 약 350℃ 이상, 또는 약 400℃ 이상, 또는 약 450℃ 이상, 또는 약 500℃ 이상일 수 있다. 예열 단계에서의 승온은 연속적으로 이루어지거나, 또는 정온과 승온을 반복하며 비연속적으로 이루어질 수 있다. 예열 단계에 소요되는 총 시간은 약 100분 이상, 또는 약 110분 이상, 또는 약 120분 이상, 또는 약 130분 이상일 수 있다.

이어서 도 10을 더 참조하면, 제1 글라스 로더(700a)의 예열과 함께 제1 글라스 로더(700a)가 인입된 제1 열처리 챔버(101a)를 이송하고(S112), 제2 열처리 챔버(101b)에 제2 글라스 로더(700b)를 인입 내지는 로딩한다(S121).

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 예열(S112)과, 제2 글라스 로더(700b)의 인입 내지는 로딩, 그리고 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스의 예열(S121)이 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이 제2 글라스 로더(700b)의 로딩은 제1 로딩 유닛(미도시)을 이용할 수 있으며, 제1 로딩 유닛의 위치는 고정된 상태일 수 있다.

이어서 도 11을 더 참조하면, 제2 글라스 로더(700b)의 예열과 함께 제2 글라스 로더(700b)가 인입된 제2 열처리 챔버(101b)를 이송하고(S122), 제3 열처리 챔버(101c)에 제3 글라스 로더(700c)를 인입 내지는 로딩한다(S131).

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스의 예열(S122)과, 제3 글라스 로더(700c)의 인입 내지는 로딩, 그리고 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스의 예열(S131)이 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이 제3 글라스 로더(700c)의 로딩은 제1 로딩 유닛(미도시)을 이용할 수 있으며, 제1 로딩 유닛의 위치는 고정된 상태일 수 있다.

또, 도 11에 도시된 것과 같이, 본 단계에서, 제1 열처리 챔버(101a)는 강화 챔버(201)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이송될 수 있고, 제1 글라스 로더(700a)는 여전히 예열이 수행될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 글라스 로더(700a), 제2 글라스 로더(700b) 및 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스들이 동시에 예열될 수 있다.

이어서 도 12를 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(101a)의 도어(151a)를 개방하고, 제1 열처리 챔버(101a) 내의 제1 글라스 로더(700a)를 하방 이동시켜 강화 챔버(201)에 인입한다. 그리고 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스를 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화한다(S113).

본 단계에서 제1 글라스 로더(700a)의 하방 이동은 제1 열처리 챔버(101a)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

화학 강화 단계에서의 온도, 예를 들어 강화 용액의 가열 온도는 약 300℃ 이상, 또는 약 350℃ 이상, 또는 약 400℃ 이상, 또는 약 450℃ 이상, 또는 약 500℃ 이상일 수 있다. 화학 강화 단계의 수행 시간은 예열 단계의 총 수행 시간 보다 짧을 수 있다. 예를 들어 화학 강화 공정은 약 30분 이하, 또는 약 25분 이하, 또는 약 20분 이하, 또는 약 15분 이하, 또는 약 10분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.

본 단계에서, 제2 글라스 로더(700b) 및 제3 글라스 로더(700c)는 여전히 예열이 수행되는 상태일 수 있다.

이어서 도 13을 더 참조하면, 강화 챔버(201) 내의 제1 글라스 로더(700a)를 상방 이동시켜 제1 열처리 챔버(101a)에 인입한다(S114). 그리고 제1 열처리 챔버(101a)에 인입된 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 서냉을 수행한다.

본 단계에서 제1 글라스 로더(700a)의 상방 이동은 제1 열처리 챔버(101a)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

서냉 온도, 즉 최종 냉각 온도는 약 50℃ 이하, 또는 약 100℃ 이하, 또는 약 150℃ 이하일 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 서냉 단계에서의 강온은 연속적으로 이루어지거나, 또는 정온과 강온을 반복하며 비연속적으로 이루어질 수 있다. 또, 서냉 단계의 수행 시간은 예열 단계의 수행 시간 보다 짧을 수 있다. 예를 들어 서냉 공정은 약 30분 이하, 또는 약 25분 이하, 또는 약 20분 이하, 또는 약 15분 이하, 또는 약 10분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.

이어서 도 14를 더 참조하면, 제3 글라스 로더(700c)의 예열과 함께 제3 글라스 로더(700c)가 인입된 제3 열처리 챔버(101c)를 이송하고(S132), 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스를 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화한다(S123).

구체적으로, 제1 글라스 로더(700a)의 서냉(S114) 및 제3 글라스 로더(700c)의 예열(S132)과 함께 제2 글라스 로더(700b)가 인입된 제2 열처리 챔버(101b)를 강화 챔버(201)와 중첩하도록 이송한다. 그 다음 제2 열처리 챔버(101b)의 도어(151b)를 개방하고, 제2 열처리 챔버(101b) 내의 제2 글라스 로더(700b)를 하방 이동시켜 강화 챔버(201)에 인입한다. 그리고 제2 글라스 로더(700b)를 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화한다(S123).

본 단계에서 제2 글라스 로더(700b)의 하방 이동은 제2 열처리 챔버(101b)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 서냉(S114)과, 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스의 화학 강화(S123) 및 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스의 예열(S132)이 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 단계에서 제4 열처리 챔버(101d)에 제4 글라스 로더(700d)를 인입 내지는 로딩할 수 있다. 그리고 제4 열처리 챔버(101d)에 인입된 제4 글라스 로더(700d)의 예열을 수행할 수 있다.

이어서 도 15를 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(101a)에서 제1 글라스 로더(700a)를 인출 내지는 언로딩한다(S115). 또, 강화 챔버(201) 내의 제2 글라스 로더(700b)를 상방 이동시켜 제2 열처리 챔버(101b)에 인입한다(S124).

제1 글라스 로더(700a)의 언로딩은 제2 로딩 유닛(미도시)을 이용할 수 있다. 언로딩된 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스는 세척 등의 후처리 공정이 수행될 수 있다.

제2 열처리 챔버(101b)에 인입된 제2 글라스 로더(700b)는 제2 열처리 챔버(101b)에서 서냉 공정이 수행될 수 있다. 본 단계에서 제2 글라스 로더(700b)의 상방 이동은 제2 열처리 챔버(101b)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

본 단계에서, 제3 글라스 로더(700c) 및 제4 글라스 로더(700d)는 여전히 예열이 수행되는 상태일 수 있다.

도면으로 표현하지 않았으나, 이어서 제2 열처리 챔버(101b)로부터 서냉이 충분히 수행된 제2 글라스 로더(700b)를 인출할 수 있다(S125).

마찬가지로, 제3 열처리 챔버(101c)를 이송시키고, 강화 챔버(201)에 제3 글라스 로더(700c)를 인입하여 화학 강화를 수행(S133)한 후, 제3 열처리 챔버(101c)에서 제3 글라스 로더(700c)를 서냉하고(S134), 서냉이 충분히 수행된 제3 글라스 로더(700c)를 인출할 수 있다(S135).

가이드 유닛(501)이 폐곡선을 형성하는 몇몇 실시예에서, 제1 열처리 챔버(101a)는 제1 로딩 유닛(미도시)이 위치하는 초기 위치로 되돌아올 수 있다. 이 경우 제5 글라스 로더(미도시)가 제1 열처리 챔버(101a)에 인입되어 예열되고(S116), 강화 챔버(201)에서 화학 강화되고, 제1 열처리 챔버(101a)에서 서냉되는 공정이 반복될 수 있다.

또한, 가이드 유닛(501)이 폐곡선을 형성하는 몇몇 실시예에서, 제2 열처리 챔버(101b)와 제3 열처리 챔버(101c)도 초기 위치로 되돌아올 수 있다. 제2 열처리 챔버(101b)와 제3 열처리 챔버(101c)도 제1 열처리 챔버(101a)와 유사한 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제6 글라스 로더(미도시)가 제2 열처리 챔버(101b)에 인입되어 예열되고, 강화 챔버(201)에서 화학 강화되고, 제2 열처리 챔버(101b)에서 서냉되는 공정이 반복될 수 있다. 또한, 제7 글라스 로더(미도시)가 제3 열처리 챔버(101c)에 인입되어 예열되고, 강화 챔버(201)에서 화학 강화되고, 제3 열처리 챔버(101c)에서 서냉되는 공정이 반복될 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(12)의 모식도이다.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(12)은 열처리 챔버(102)가 측면 도어를 포함하지 않는 점이 도 3 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)과 상이한 점이다.

복수의 열처리 챔버(102)는 서로 제1 방향(X)을 따라 이격 배치된 제1 열처리 챔버(102a), 제2 열처리 챔버(102b), 제3 열처리 챔버(102c) 및 제4 열처리 챔버(102d)를 포함할 수 있다.

각 열처리 챔버(102)는 개방된 하부를 가지고, 상기 개방된 하부를 개방하거나 폐쇄하는 도어(152)를 포함할 수 있다. 또, 열처리 챔버(102)의 내부 공간은 원통 형상이며, 개방된 측부를 갖지 않을 수 있다. 이 경우, 도어(152)가 위치하는 하부 개구를 통해 열처리 챔버(102)로의 인입 및 열처리 챔버(102)로부터의 인출이 수행될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(12)은 로봇 아암 등의 로딩 유닛을 불포함할 수 있다.

그 외 강화 챔버(202), 승강 유닛(402), 가이드 유닛(502) 및 복수의 열처리 챔버(102)들의 위치 관계 및 기능 등은 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 17 내지 도 23은 도 16의 글라스 화학 강화 설비 시스템(12)을 이용한 글라스 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.

우선 도 17을 참조하면, 제1 열처리 챔버(102a)의 도어(152a)를 개방하고, 제1 글라스 로더(700a)의 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 제1 열처리 챔버(102a)를 이송한다. 제1 글라스 로더(700a)의 배치 위치는 로딩 영역을 형성할 수 있다.

이어서 도 18을 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(102a)에 제1 글라스 로더(700a)를 인입 내지는 로딩한다. 제1 글라스 로더(700a)의 로딩은 제1 열처리 챔버(102a) 상부의 승강 유닛을 이용할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 승강 유닛은 로딩 유닛의 기능을 겸할 수 있다. 그리고 제1 열처리 챔버(102a)에 인입된 제1 글라스 로더(700a)의 예열을 수행한다.

이어서 도 19를 더 참조하면, 제2 열처리 챔버(102b) 및 제3 열처리 챔버(102c)에 각각 제2 글라스 로더(700b) 및 제3 글라스 로더(700c)를 인입하고, 각각 예열을 수행한다. 또, 이송된 제1 열처리 챔버(102a)는 강화 챔버(202)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이송될 수 있다. 제1 글라스 로더(700a)는 여전히 예열이 수행될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 글라스 로더(700a), 제2 글라스 로더(700b) 및 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스들이 동시에 예열될 수 있다.

이어서 도 20을 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(102a)의 도어(152a)를 개방하고, 제1 열처리 챔버(102a) 내의 제1 글라스 로더(700a)를 하방 이동시켜 강화 챔버(202)에 인입한다. 그리고 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스를 강화 챔버(202) 내에서 화학 강화한다.

본 단계에서 제1 글라스 로더(700a)의 하방 이동은 제1 열처리 챔버(102a)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다. 본 단계에서, 제2 글라스 로더(700b) 및 제3 글라스 로더(700c)는 여전히 예열이 수행되는 상태일 수 있다.

이어서 도 21을 더 참조하면, 강화 챔버(202) 내의 제1 글라스 로더(700a)를 상방 이동시켜 제1 열처리 챔버(102a)에 인입한다. 그리고 제1 열처리 챔버(102a)에 인입된 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 서냉을 수행한다. 본 단계에서, 제1 글라스 로더(700a)의 상방 이동은 제1 열처리 챔버(102a)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

이어서 도 22를 더 참조하면, 제3 글라스 로더(700c)의 예열과 함께 제3 글라스 로더(700c)가 인입된 제4 열처리 챔버(102d)를 이송하고, 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스를 강화 챔버(202) 내에서 화학 강화한다. 본 단계에서, 제2 글라스 로더(700b)의 하방 이동은 제2 열처리 챔버(102b)와 함께 일체화된 승강 유닛을 이용할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법은 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 서냉과, 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스의 화학 강화 및 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스의 예열이 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 단계에서 제4 열처리 챔버(102d)에 제4 글라스 로더(700d)를 인입 내지는 로딩할 수 있다. 그리고 제4 열처리 챔버(102d)에 인입된 제4 글라스 로더(700d)의 예열을 수행할 수 있다.

이어서 도 23을 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(102a)에서 제1 글라스 로더(700a)를 하방 이동시켜 제1 열처리 챔버(102a)로부터 인출 내지는 언로딩한다. 또, 강화 챔버(202) 내의 제2 글라스 로더(700b)를 상방 이동시켜 제2 열처리 챔버(102b)에 인입하고 서냉한다.

제1 글라스 로더(700a)의 언로딩은 제1 열처리 챔버(102a) 상부의 승강 유닛을 이용할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 승강 유닛은 로딩 유닛 및 언로딩 유닛의 기능을 겸할 수 있으며, 제1 글라스 로더(700a)의 위치는 언로딩 영역을 형성할 수 있다.

도면으로 표현하지 않았으나, 이어서 제2 열처리 챔버(102b)로부터 서냉이 충분히 수행된 제2 글라스 로더(700b)를 인출할 수 있다. 마찬가지로, 제3 열처리 챔버(102c)를 이송시키고, 강화 챔버(202)에 제3 글라스 로더(700c)를 인입하여 화학 강화를 수행한 후, 제3 열처리 챔버(102c)에서 제3 글라스 로더(700c)를 서냉하고, 서냉이 충분히 수행된 제3 글라스 로더(700c)를 인출할 수 있다.

도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(13)의 모식도이다.

도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(13)은 복수의 열처리 챔버(103)들의 상면 상에 가이드 유닛(503)이 배치되는 점이 도 3 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)과 상이한 점이다. 즉, 본 실시예에 따른 열처리 챔버(103)는 도 1의 실시예에 표현된 것과 같이 공정 공간의 천정 등에 설치된 가이드 유닛(503)의 하부에 매달려 이송될 수 있다.

그 외 강화 챔버(203), 승강 유닛(403), 가이드 유닛(503) 및 복수의 열처리 챔버(103)들, 그리고 로딩 유닛(603)들의 위치 관계 및 기능 등은 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(14)의 모식도이다.

도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(14)은 각 열처리 챔버(104)의 도어(154)가 제1 방향(X)이 아닌 제2 방향(Y)으로 슬라이딩하여 이동하는 점이 도 3 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)과 상이한 점이다.

본 실시예에 따를 경우, 즉 도어(154)의 이동 방향과 가이드 유닛(504)의 연장 방향을 교차하도록 형성하여 글라스 화학 강화 설비 시스템(14)이 차지하는 공간 면적을 감소시킬 수 있다.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(15)의 모식도이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(15)은 각 열처리 챔버(105) 상부에 승강 유닛이 배치되지 않은 점이 도 3 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)과 상이한 점이다.

복수의 열처리 챔버(105)는 서로 제1 방향(X)으로 이격 배치된 제1 열처리 챔버(105a), 제2 열처리 챔버(105b), 제3 열처리 챔버(105c) 및 제4 열처리 챔버(105d)를 포함할 수 있다.

각 열처리 챔버(105)는 개방된 하부를 가지고, 상기 개방된 하부를 개방하거나 폐쇄하는 도어(155)를 포함할 수 있다. 또, 각 열처리 챔버(105)들은 개방된 측부를 가지고, 힌지 구조를 갖는 측면 도어를 포함할 수 있다. 상기 측부 개구를 통해 열처리 챔버(105)로의 인입 및 열처리 챔버(105)로부터의 인출이 수행될 수 있다.

로딩 유닛(605)은 열처리 챔버(105) 내에 글라스 로더를 인입하거나, 글라스 로더를 인출하기 위한 수단일 수 있다. 구체적으로, 로딩 유닛(605)은 제1 로딩 유닛(605a) 및 제2 로딩 유닛(605b)을 포함할 수 있다. 제1 로딩 유닛(605a)과 제2 로딩 유닛(605b)은 각각 어느 열처리 챔버(105)와 인접하여 위치할 수 있다.

각 로딩 유닛(605)들은 프레임부 및 상기 프레임부를 따라 이동하는 로딩부를 포함할 수 있다. 프레임부는 대략 제2 방향(Y)으로 연장되고, 그 위치가 고정될 수 있다. 또, 상기 로딩부는 상기 프레임부를 따라 제2 방향(Y)으로 이동 가능하고, 거치된 글라스 로더를 제3 방향(Z)으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 상기 로딩부는 로봇 아암 등이 아닌, OHT 등의 이송 및 승하강 설비를 이용할 수 있다.

또, 예시적인 실시예에서, 제1 로딩 유닛(605a)은 로딩 존을 형성하고, 제2 로딩 유닛(605b)은 언로딩 존을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 로딩 유닛(605a)은 제3 방향(Z)으로 중첩하는 열처리 챔버, 예컨대 제4 열처리 챔버(105d)에 강화 전의 글라스가 적재된 글라스 로더를 로딩하고, 제2 로딩 유닛(605b)은 제3 방향(Z)으로 중첩하는 열처리 챔버, 예컨대 제1 열처리 챔버(105a)로부터 강화가 종료된 글라스가 적재된 글라스 로더를 언로딩할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 각 열처리 챔버(105) 내에는 글라스 로더를 거치할 수 있는 수단이 마련되고, 제1 로딩 유닛(605a)은 상기 거치 수단에 글라스 로더를 장착하고, 제2 로딩 유닛(605b)은 상기 거치 수단으로부터 글라스 로더를 탈착할 수 있다.

승강 유닛(405)은 로딩 유닛(605)과 마찬가지로 프레임부 및 상기 프레임부를 따라 이동하는 승강부를 포함할 수 있다. 상기 승강부는 상기 프레임부를 따라 제2 방향(Y)으로 이동 가능할 수 있다. 승강 유닛(405)은 강화 챔버(205)와 제3 방향(Z)으로 중첩하게 배치될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 로딩 유닛(605a)이 어느 열처리 챔버(105)에 글라스 로더를 로딩한 후, 글라스 로더가 인입된 열처리 챔버(105)는 제1 방향(X) 일측, 예컨대 도 26 기준 우측으로 이송될 수 있다. 이송 과정에서 글라스 로더에 적재된 글라스는 충분히 열처리되고, 글라스 로더가 인입된 열처리 챔버(105)가 강화 챔버(205) 상부에 위치하는 경우, 승강 유닛(405)의 승강부를 이용해 글라스 로더를 강화 챔버(205)에 인입하여 강화할 수 있다. 그리고 화학 강화된 글라스 로더를 열처리 챔버(105)에 인입하고, 글라스 로더가 인입된 열처리 챔버(105)는 제1 방향(X) 일측으로 이송되고, 제2 로딩 유닛(605b)을 이용하여 언로딩될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(15)은 각 열처리 챔버(105)와 대응되는 승강 유닛을 마련하는 대신에, 로딩 유닛(605) 및/또는 승강 유닛(405)이 가이드 유닛(505)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하게 구성하여 설비를 단순화할 수 있다.

도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)의 모식도이다. 도 28은 도 27의 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)의 평면도이다.

도 27 및 도 28을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)은 가이드 유닛(506)이 폐곡선을 형성하고, 로딩 유닛(606)이 하나만 존재하는 점이 도 3 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11)과 상이한 점이다.

복수의 열처리 챔버(106)들은 제1 열처리 챔버(106a), 제2 열처리 챔버(106b), 제3 열처리 챔버(106c), 제4 열처리 챔버(106d), 제5 열처리 챔버(106e) 및 제6 열처리 챔버(106f)를 포함할 수 있다. 각 열처리 챔버(106)들은 가이드 유닛(506)이 제공하는 이송 경로를 따라, 도 28에 도시된 것과 같이 반시계 방향으로 이송될 수 있다. 또, 승강 유닛은 열처리 챔버(106)들과 상응하는 개수로 마련되고, 하나의 열처리 챔버(106)와 하나의 승강 유닛은 설비 세트를 구성할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 어느 하나의 강화 챔버(206)는 복수의 열처리 챔버(106)와 공정 단위를 구성할 수 있다. 도 27은 하나의 강화 챔버(206)와 6개의 열처리 챔버(106)가 공정 단위를 구성한 경우를 예시한다. 또, 하나의 강화 챔버(206)는 오직 하나의 로딩 유닛(606)과 공정 단위를 구성할 수 있다.

로딩 유닛(606)은 어느 하나의 열처리 챔버(106)와 인접하여 위치할 수 있다. 본 실시예에서 로딩 유닛(606)은 열처리 챔버(106)에 글라스 로더를 로딩하거나, 열처리 챔버(106)로부터 글라스 로더를 언로딩하는 기능을 모두 수행할 수 있다. 즉, 가이드 유닛(506)을 폐곡선으로 형성하고, 열처리 챔버(106)가 이동 후에 다시 원래 자리로 돌아오도록 구성하여 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)이 차지하는 공간 면적을 감소시키고, 로딩 유닛(606)을 하나만 구비할 수 있다.

구체적으로, 초기 상태에서 제1 열처리 챔버(106a)에 로딩된 글라스 로더는 반시계 방향으로 이동하며 예열 존(pre-heating zone)에서 예열되고, 강화 존(strengthening zone)에서 화학 강화된 후 서냉 존(cool-down zone)에서 서냉되어 다시 제1 열처리 챔버(106a)의 위치로 복귀하여 언로딩될 수 있다.

또, 가이드 유닛(506)이 폐곡선을 형성하는 실시예에서, 로딩 유닛(606)의 어느 일측 방향으로 강화 챔버(206)까지의 경로 길이, 예컨대 반시계 방향의 이송 경로 구간의 길이는, 로딩 유닛(606)의 타측 방향으로 강화 챔버(206)까지의 경로 길이, 예컨대 시계 방향으로의 이송 경로 구간의 길이 보다 길 수 있다.

본 실시예에서, 상기 반시계 방향의 이송 경로 구간 내에 위치하는 제2 열처리 챔버(106b), 제3 열처리 챔버(106c) 및 제4 열처리 챔버(106d)에서는 예열이 수행되는 예열 존(pre-heating zone)을 형성하고, 상기 시계 방향의 이송 경로 구간 내에 위치하는 제6 열처리 챔버(106f)에서는 서냉이 수행되는 서냉 존(cool-down zone)을 형성할 수 있다. 즉, 가이드 유닛(506)이 폐곡선을 형성하고 가이드 유닛(506)을 따라 열처리 챔버(106)들이 이송되는 경우, 예열 구간을 서냉 구간 보다 길게 형성하여 물류 간섭을 완화할 수 있다.

또한 제1 열처리 챔버(106a) 부근은 로딩 존 및 언로딩 존을 형성할 수 있다. 제1 열처리 챔버(106a)는 적어도 부분적으로, 또는 적어도 순간적으로 예열 존 및/또는 서냉 존에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 제1 열처리 챔버(106a)에 로딩이 수행된 직후부터 예열이 수행될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 열처리 챔버(106b)로부터 언로딩이 수행되기 직전까지 서냉이 수행될 수 있다.

또, 강화 챔버(206)와 중첩하는 제5 열처리 챔버(106e)는 글라스의 화학 강화 존을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제5 열처리 챔버(106e)는 적어도 부분적으로, 또는 적어도 순간적으로 예열 존 및/또는 서냉 존에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제5 열처리 챔버(106e)가 강화 챔버(206)와 중첩 배치되고, 글라스 로더가 강화 챔버(206)에 인입되기 직전까지 예열이 수행될 수 있다. 다른 예를 들어, 글라스 로더가 강화 챔버(206)에서 인출되어 제5 열처리 챔버(106e)에 인입된 직후부터 서냉이 수행될 수 있다.

다른 실시예에서, 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)은 두개의 로딩 유닛(606), 두개의 강화 챔버(206) 및 6개 내지 16개, 또는 8개 내지 12개, 또는 10개의 열처리 챔버(106)를 포함하여, 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)이 두개의 공정 단위로 이루어질 수도 있다.

도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16')의 모식도이다.

도 29를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16')은 언로더(606a)와 로더(606b)를 각각 포함하는 점이 도 27 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)과 상이한 점이다.

복수의 열처리 챔버들은 제1 열처리 챔버(106a'), 제2 열처리 챔버(106b'), 제3 열처리 챔버(106c'), 제4 열처리 챔버(106d'), 제5 열처리 챔버(106e') 및 제6 열처리 챔버(106f')를 포함할 수 있다. 각 열처리 챔버들은 가이드 유닛(506)이 제공하는 이송 경로를 따라, 도 29에 도시된 것과 같이 반시계 방향으로 이송될 수 있다. 또, 승강 유닛은 열처리 챔버들과 상응하는 개수로 마련되고, 하나의 열처리 챔버와 하나의 승강 유닛은 설비 세트를 구성할 수 있다.

초기 상태에서 제2 열처리 챔버(106b')에 로딩된 글라스 로더는 반시계 방향으로 이동하며 예열 존에서 예열되고, 강화 존에서 화학 강화된 후 서냉 존에서 서냉되어 제1 열처리 챔버(106a')의 위치로 복귀하고 글라스 로더가 언로딩되고, 다시 제2 열처리 챔버(106b')의 위치에서 글라스 로더가 로딩되는 공정을 반복할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 언로딩 유닛(606a)은 제1 열처리 챔버(106a')와 인접하여 위치하고, 로딩 유닛(606b)은 제2 열처리 챔버(106b')와 인접하여 위치할 수 있다. 즉, 제1 열처리 챔버(106a') 부근은 언로딩 존을 형성하고, 제2 열처리 챔버(106b') 부근은 로딩 존을 형성할 수 있다.

제2 열처리 챔버(106b') 부근은 로딩 존 뿐 아니라 적어도 부분적으로, 또는 적어도 순간적으로 예열 존에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 열처리 챔버(106b')에 로딩이 수행된 직후부터 예열이 수행될 수 있다.

또, 제1 열처리 챔버(106a') 부근은 언로딩 존 뿐 아니라 적어도 부분적으로, 또는 적어도 순간적으로 예열 존에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 열처리 챔버(106a')로부터 언로딩이 수행되기 직전까지 서냉이 수행될 수 있다.

도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(17)의 모식도이다.

도 30을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(17)은 가이드 유닛(507)이 평면 시점에서 대략 원형의 이송 경로를 제공하는 점이 도 27 등의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(16)과 상이한 점이다.

본 실시예에 따를 경우 글라스 화학 강화 설비 시스템(17)이 차지하는 공간 면적을 더욱 감소시킬 수 있다.

도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(18)의 모식도이다.

도 31을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(18)은 복수의 열처리 챔버(108)를 포함하되, 열처리 챔버(108)와 강화 챔버(208)가 수평 방향, 즉 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면 방향으로 중첩하는 점이 도 26의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(15)과 상이한 점이다.

복수의 열처리 챔버(108)는 서로 제1 방향(X)으로 이격된 제1 열처리 챔버(108a), 제2 열처리 챔버(108b), 제3 열처리 챔버(108c) 및 제4 열처리 챔버(108d)를 포함하고, 열처리 챔버(108)들은 가이드 유닛(508)을 따라 제1 방향(X)으로 이송될 수 있다. 또, 각 열처리 챔버(108)는 개방된 상부를 가지고, 상기 상부 개구를 개폐하는 도어(158)를 포함할 수 있다.

강화 챔버(208)는 어느 열처리 챔버(108)와 제2 방향(Y)으로 이격 배치될 수 있다. 도 31은 강화 챔버(208)가 제2 열처리 챔버(108b)와 제2 방향(Y)으로 이격 배치된 경우를 예시한다. 예시적인 실시예에서, 강화 챔버(208)는 강화 챔버(208)를 개폐하기 위한 강화 챔버 도어(290)를 포함할 수 있다.

로딩과 언로딩을 수행하는 로딩 유닛(608)에 대해서는 도 26과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(18)은 글라스 로더(700)를 열처리 챔버(108)에서 인출하여 강화 챔버(208)에 인입하고, 강화 챔버(208)에서 인출하여 열처리 챔버(108)에 인입하기 위한 이송 유닛(408)을 더 포함할 수 있다. 이송 유닛(408)은 로딩 유닛(608)과 마찬가지고 제2 방향(Y)으로 연장된 프레임부 및 상기 프레임부를 따라 이동하도록 구성된 이송부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제1 로딩 유닛(608a)이 어느 열처리 챔버(108)에 글라스 로더(700)를 로딩한 후, 글라스 로더(700)가 인입된 열처리 챔버(108)는 제1 방향(X) 일측으로 이송될 수 있다. 이송 과정에서 글라스 로더(700)에 적재된 글라스는 충분히 열처리되고, 글라스 로더(700)가 인입된 열처리 챔버(108)가 강화 챔버(208)와 제2 방향(Y)으로 중첩하는 위치에 도달한 경우, 이송 유닛(408)의 이송부를 이용해 글라스 로더(700)를 강화 챔버(208)에 인입하여 화학 강화할 수 있다. 그리고 화학 강화된 글라스 로더(700)는 이송 유닛(408)을 이용해 다시 열처리 챔버(108)에 인입되고, 제1 방향(X)으로 이송되어 제2 로딩 유닛(608b)을 이용해 언로딩될 수 있다.

도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(19)의 모식도이다.

도 32를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(19)의 가이드 유닛(509)은 평면 시점에서 대략 원형인 점이 도 31의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(18)과 상이한 점이다. 한편, 가이드 유닛(509)은 원판 형태로 구현되어 턴테이블 방식으로 원판 상단에 배치된 복수의 열처리 챔버(109)를 이동시킬 수도 있다.

이송 유닛(409)은 원형 경로를 따라 이동하는 복수의 열처리 챔버(109)로부터 글라스 로더(미도시)를 인출하여 강화 챔버(209)에 인입하거나, 강화 챔버(209)로부터 글라스 로더를 인출하여 열처리 챔버(109)들에 인입할 수 있다.

평면 시점에서, 이송 유닛(409)은 제2 방향(Y)으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 이송 유닛(409)이 이송 방향은 가이드 유닛(509)의 연장 방향과 적어도 부분적으로 교차할 수 있다. 또, 이송 유닛(409)은 하나의 강화 챔버(209) 및 하나의 열처리 챔버(109)와 중력 방향으로 중첩할 수 있다. 본 실시예에 따른 이송 유닛(409)은 글라스 로더의 강화 챔버(209)로의 이송을 위한 이송 기능과 함께, 로딩 및 언로딩 기능을 모두 수행할 수 있다.

또, 평면 시점에서, 강화 챔버(209)는 가이드 유닛(509)이 형성하는 폐곡선의 외측에 위치할 수 있다.

본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 열처리 챔버(109)들과 강화 챔버(209) 사이의 공간은 글라스 로더의 로딩 존 및/또는 언로딩 존을 형성할 수 있다.

도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(20)의 모식도이다.

도 33을 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(20)은 평면 시점에서 강화 챔버(210)가 가이드 유닛(510)이 형성하는 폐곡선의 내측에 위치하는 점이 도 32의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(19)과 상이한 점이다. 여기서도, 가이드 유닛(509)은 원판 형태로 구현되어 턴테이블 방식으로 원판 상단에 배치된 복수의 열처리 챔버(110)를 이동시킬 수도 있다.

이송 유닛(410)은 강화 챔버(210) 및 복수의 열처리 챔버(110)와 중력 방향으로 중첩할 수 있다. 이송 유닛(410)은 대략 제2 방향(Y)으로 연장되되, 가이드 유닛(510)이 형성하는 폐곡선의 이송 경로를 가로 지를 수 있다. 이를 통해 이송 유닛(410)의 제2 방향(Y) 일측 단부, 예컨대 도 33 기준 하단은 로딩 존을 형성하고, 이송 유닛(410)의 제2 방향(Y) 타측 단부, 예컨대 도 33 기준 상단은 언로딩 존을 형성할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11')의 모식도이다.

도 34를 참조하면, 본 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템(11')은 제1 방향(X)으로 인접한 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b') 및 제1 방향(X)으로 인접한 강화 챔버(201)와 세척 챔버(901)를 포함할 수 있다.

강화 챔버(201)와 세척 챔버(901)는 그 위치가 고정된 상태일 수 있다. 세척 챔버(901) 내에는 세척액(WS)이 수용된 상태일 수 있다.

제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 가이드 유닛(501')을 따라 적어도 제1 방향(X)으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 각각 제1 도어 가이드(330a)와 제2 도어 가이드(330b) 및 제1 도어(151a')와 제2 도어(151b')를 포함할 수 있다.

도 34는 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')가 맞닿아 인접한 경우를 예시하고 있으나, 제1 열처리 챔버(111a')는 좌측으로 이동하고 제2 열처리 챔버(111b')는 우측으로 이동하여 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 이격될 수 있다.

다른 예를 들어, 제2 열처리 챔버(111b')는 강화 챔버(201)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이동하고, 제2 열처리 챔버(111b') 내의 제2 글라스 로더(700b)는 강화 챔버(201) 내에 인입될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 열처리 챔버(111a')는 세척 챔버(901)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이동하고, 제1 열처리 챔버(111a') 내의 제1 글라스 로더(700a)는 세척 챔버(901) 내에 인입될 수 있다.

도 35 내지 도 47은 도 34의 실시예에 따른 글라스 화학 강화 설비 시스템을 이용한 글라스의 화학 강화 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.

우선 도 35를 참조하면, 제1 열처리 챔버(111a')에 제1 글라스 로더(700a)를 인입한다. 제1 글라스 로더(700a)의 로딩은 로봇 아암(미도시) 등의 로딩 유닛을 이용할 수 있다. 그리고 제1 열처리 챔버(111a')에 인입된 제1 글라스 로더(700a)의 예열을 수행한다. 예열 공정의 온도, 시간 등에 대해서는 도 9 등과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

이어서 도 36을 더 참조하면, 제1 글라스 로더(700a)에 실장된 글라스가 충분히 예열된 이후, 제1 도어(151a')를 개방하고, 제1 열처리 챔버(111a') 내의 제1 글라스 로더(700a)를 하방 이동시켜 강화 챔버(201)에 인입한다. 그리고 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스를 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화한다.

화학 강화 공정에 대해서는 도 12 등과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

이어서 도 37을 더 참조하면, 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스가 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화되는 동안에, 제1 승강 유닛(401a)을 상승시키고 제1 도어(151a')를 폐쇄한다.

이어서 도 38을 더 참조하면, 제1 열처리 챔버(111a') 내에 새로운 제2 글라스 로더(700b)를 인입한다. 그리고 제1 열처리 챔버(111a')에 인입된 제2 글라스 로더(700b)의 예열을 수행한다. 예열 공정의 온도, 시간 등에 대해서는 도 9 등과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

이어서 도 39를 더 참조하면, 제2 열처리 챔버(111b')를 이동시켜 제2 열처리 챔버(111b')와 강화 챔버(201)가 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 배치한다. 도 39는 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')가 밀착된 상태에서 제1 방향(X) 좌측으로 이동하는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 이격된 상태일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 고정되고, 강화 챔버(201) 및/또는 세척 챔버(901)가 제1 방향(X)으로 이동하도록 구성될 수도 있다.

이어서 도 40을 더 참조하면, 제2 열처리 챔버(111b')의 제2 도어(151b')를 개방하고, 제2 승강 유닛(401b)을 이용하여 강화 챔버(201) 내의 제1 글라스 로더(700a)를 제2 열처리 챔버(111b') 내에 인입한다.

이어서 도 41을 더 참조하면, 제2 도어(151b')를 이용하여 제2 열처리 챔버(111b')를 폐쇄하고, 제2 열처리 챔버(111b')에 인입된 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 서냉을 수행한다. 서냉 공정의 온도, 시간 등에 대해서는 도 13 등과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 화학 강화 방법에 있어서, 제1 열처리 챔버(111a')는 예열 챔버로 기능하고, 제2 열처리 챔버(111b')는 서냉 챔버로 기능할 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이 가장 먼저 수행되는 예열 공정이 후행되는 강화 공정 및/또는 서냉 공정에 비해 현저하게 많은 시간이 소요되는 경우, 예열 공정의 소요 시간으로 인해 후행 공정들이 적체될 수 있다.

본 실시예와 같이 글라스 화학 강화를 수행할 경우, 열처리 챔버(111a', 111b')와 강화 챔버(201) 또는 세척 챔버(901)가 제1 도어(151a')와 제2 도어(151b')를 이용하여 선택적으로 유체 연통되게 구성함으로써 강화 공정이 수행되는 글라스의 외부 노출을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 글라스의 열처리, 화학 강화가 수행될 수 있어 물류 간섭 내지는 공정 간섭으로 인한 전체 공정 시간이 증가되는 것을 완화할 수 있다.

구체적으로, 제1 글라스 로더(700a)가 화학 강화되는 동안 제2 글라스 로더(700b)의 열처리가 수행될 수 있다. 또, 제1 글라스 로더(700a)가 서냉되는 동안 제2 글라스 로더(700b)는 여전히 열처리가 수행될 수 있다. 즉, 제1 글라스 로더(700a)의 가공 내지는 처리가 완료되기 전에 이미 제2 글라스 로더(700b)의 열처리가 시작될 수 있기 때문에 열처리 공정이 후행 공정에 비해 시간이 더 많이 소요되기 때문에 발생하는 물류 간섭 내지는 물류 적체를 완화할 수 있다.

특히, 후술할 바와 같이, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나 제1 글라스 로더(700a)의 세척이 완료되기 전에 제2 글라스 로더(700b)의 예열이 완료될 수 있고, 이에 따라 전체 공정 시간의 현저한 감소를 기대할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제1 글라스 로더(700a)의 서냉을 시작한 이후에, 또는 제1 글라스 로더(700a)의 서냉과 적어도 부분적으로 또는 적어도 동시에 제1 열처리 챔버(111a')와 제2 열처리 챔버(111b')는 이동할 수 있다. 구체적으로, 제1 열처리 챔버(111a')는 강화 챔버(201)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이동하고, 제2 열처리 챔버(111b')는 세척 챔버(901)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 이동할 수 있다.

이어서 도 42를 더 참조하면, 제2 글라스 로더(700b)의 예열 공정이 수행되는 동안, 제1 글라스 로더(700a)에 실장된 글라스가 충분히 서냉된 이후, 제2 열처리 챔버(111b')의 제2 도어(151b')를 개방하고, 제2 열처리 챔버(111b') 내의 제1 글라스 로더(700a)를 하방 이동시켜 세척 챔버(901)에 인입한다. 그리고 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스를 세척 챔버(901) 내에서 세척한다.

이어서 도 43을 더 참조하면, 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스가 세척 챔버(901) 내에서 세척되는 동안에, 제2 승강 유닛(401b)을 상승시키고 제2 도어(151b')를 폐쇄한다.

이어서 도 44를 더 참조하면, 제2 글라스 로더(700b)에 실장된 글라스가 충분히 예열된 이후, 제1 도어(151a')를 개방하고, 제1 열처리 챔버(111a') 내의 제2 글라스 로더(700b)를 하방 이동시켜 강화 챔버(201)에 인입한다. 그리고 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스를 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화한다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 강화 방법에 따르면, 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 가공 내지는 처리가 완료되기 전에, 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스의 예열이 시작되거나, 또는 예열이 완료되거나, 또는 화학 강화가 시작되거나, 또는 화학 강화가 완료될 수 있다.

이어서 도 45를 더 참조하면, 제2 글라스 로더(700b)에 적재된 글라스가 강화 챔버(201) 내에서 화학 강화되는 동안에, 제1 승강 유닛(401a)을 상승시키고 제1 도어(151a')를 폐쇄한 후, 제1 열처리 챔버(111a') 내에 새로운 제3 글라스 로더(700c)를 인입한다. 그리고 제1 열처리 챔버(111a') 내에 인입된 제3 글라스 로더(700c)의 예열을 수행한다. 예열 공정의 온도, 시간 등에 대해서는 도 9 등과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에 따른 글라스의 강화 방법에 따르면, 제1 글라스 로더(700a)에 적재된 글라스의 가공 내지는 처리가 완료되기 전에, 제3 글라스 로더(700c)에 적재된 글라스의 예열이 시작될 수 있다. 구체적으로, 적어도 3개의 글라스 로더(700a, 700b, 700c)가 동시에 하나의 화학 강화 설비 시스템에 실장되어 가공 내지는 처리가 수행될 수 있다.

이어서 도 46을 더 참조하면, 제2 열처리 챔버(111b')를 이동시켜 제2 열처리 챔버(111b')와 강화 챔버(201)가 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 배치한다. 또, 본 단계에서 세척 챔버(901)는 열처리 챔버들(111a', 111b')과 제3 방향(Z)으로 비중첩하여 그 상부가 노출된 상태일 수 있다.

이어서 도 47을 더 참조하면, 세척 챔버(901)로부터 제1 글라스 로더(700a)를 인출한다. 제1 글라스 로더(700a)의 인출은 로봇 아암(미도시) 또는 호이스트 등의 승강 유닛 또는 로딩/언로딩 유닛을 이용할 수 있다.

이후 도면으로 표현하지 않았으나, 제2 글라스 로더(700b)는 서냉 및 세척 공정이 수행될 수 있다. 또, 제2 글라스 로더(700b)의 가공 내지는 처리가 완료되기 전에, 제3 글라스 로더(700c)의 예열이 완료된 이후, 제4 글라스 로더(미도시)가 추가로 인입될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 글라스 화학 강화 설비 시스템
100: 열처리 챔버
150: 도어
200: 강화 챔버
500: 가이드 유닛

Claims

수평 방향으로 연장된 가이드 유닛;
상기 가이드 유닛을 따라 이송 가능하게 구성되고, 상기 가이드 유닛의 상부에 배치된, 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버를 포함하는 복수의 열처리 챔버;
강화 용액이 수용되는 공간을 제공하고, 상기 가이드 유닛의 하부에 배치된 강화 챔버; 및
세척액이 수용되는 공간을 제공하고, 상기 가이드 유닛의 하부에 배치된 세척 챔버를 포함하되,
상기 제1 열처리 챔버가 강화 챔버와 중력 방향으로 중첩할 때, 상기 세척 챔버와 제2 열처리 챔버가 중력 방향으로 중첩하도록, 상기 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버는 인접 배치되고,
상기 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버의 상기 인접 배치 상태는 고정되어, 상기 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버는 언제나 상기 인접 배치 상태를 유지한 상태로 함께 상기 수평 방향으로 이동하도록 구성된 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제1항에 있어서,
상기 복수의 열처리 챔버는 오직 제1 열처리 챔버 및 제2 열처리 챔버로 구성되어,
상기 제1 열처리 챔버, 제2 열처리 챔버, 하나의 강화 챔버 및 하나의 세척 챔버는 하나의 공정 단위를 형성하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열처리 챔버는 개방된 하부를 가지고,
상기 강화 챔버는 개방된 상부를 갖는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제3항에 있어서,
상기 열처리 챔버는 각각,
열처리를 위한 내부 공간을 제공하는 챔버 본체, 및
상기 챔버 본체의 개방된 하부를 밀폐하는 하부 도어를 포함하고,
상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은, 각 열처리 챔버 상부에 배치되어 열처리 대상을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제4항에 있어서,
상기 열처리 챔버는 각각, 상기 수평 방향 일측에 위치한 측면 도어를 더 포함하고,
상기 글라스 화학 강화 설비 시스템은,
상기 열처리 챔버의 측면 도어를 통해 상기 열처리 챔버 내에 열처리 대상을 인입하기 위한 로딩 유닛을 더 포함하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 열처리 챔버는, 강화 대상 글라스가 강화 챔버 내에 투입되기 전에 예열되는 예열 챔버로 기능하고,
상기 제2 열처리 챔버는, 상기 강화 대상 글라스가 강화 챔버에서 강화된 후 세척 챔버 내에 투입되기 전에 서냉되는 서냉 챔버로 기능하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제6항에 있어서,
상기 세척 챔버로부터 강화 대상 글라스를 직접 인출하는 언로딩 유닛을 더 포함하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
제4항에 있어서,
상기 하부 도어는 상기 수평 방향으로 슬라이딩 되어 상기 열처리 챔버를 개방하며,
상기 하부 도어의 슬라이딩 방향은 상기 가이드 유닛의 연장 방향과 교차하는 글라스 화학 강화 설비 시스템.
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제1 열처리 챔버에 제1 글라스 로더를 인입하고 예열하는 단계;
상기 제1 열처리 챔버 내의 예열된 상기 제1 글라스 로더를 인출하여 강화 챔버에 인입하고 화학 강화를 수행하는 단계;
상기 제1 글라스 로더를 강화 챔버에 인입하는 단계 이후에, 상기 제1 열처리 챔버에 제2 글라스 로더를 인입하고 예열하는 단계;
제2 글라스 로더가 상기 제1 열처리 챔버에서 예열되는 동안에, 상기 제1 열처리 챔버, 및 상기 제1 열처리 챔버와 상대적 위치가 고정된 제2 열처리 챔버를 함께 가이드 유닛을 따라 수평 방향으로 이동시키는 단계로서, 제2 열처리 챔버가 강화 챔버와 중력 방향으로 중첩하도록 이동시키는 단계; 및
상기 강화 챔버 내의 상기 제1 글라스 로더를 인출하여 상기 제2 열처리 챔버에 인입하고 서냉하는 단계를 포함하되,
상기 제1 글라스 로더가 상기 강화 챔버 내에 위치하는 동안, 상기 제2 글라스 로더는 상기 제1 열처리 챔버 내에서 예열이 수행되고,
상기 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버의 인접 배치 상태는 고정되어, 상기 제1 열처리 챔버와 제2 열처리 챔버는 언제나 상기 인접 배치 상태를 유지한 상태로 함께 상기 수평 방향으로 이동하는 글라스의 화학 강화 방법.
제14항에 있어서,
상기 제2 열처리 챔버 내의 서냉된 상기 제1 글라스 로더를 인출하여 세척 챔버에 인입하고 세척하는 단계; 및
상기 강화 챔버 내의 제1 글라스 로더를 인출하는 단계 이후에, 상기 제1 열처리 챔버 내의 예열된 상기 제2 글라스 로더를 인출하여 상기 강화 챔버에 인입하고 화학 강화를 수행하는 단계를 더 포함하되,
상기 제1 글라스 로더가 상기 세척 챔버 내에 위치하는 동안, 상기 제2 글라스 로더는 상기 제1 열처리 챔버 내에서 예열이 수행되고,
상기 제1 글라스 로더가 여전히 상기 세척 챔버 내에 위치하는 동안, 상기 제2 글라스 로더는 상기 강화 챔버 내에서 화학 강화가 수행되는 글라스의 화학 강화 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 글라스 로더를 열처리하는 시간은, 상기 제1 글라스를 화학 강화하는 시간의 5배 이상인 글라스의 화학 강화 방법.
제15항에 있어서,
상기 제1 글라스 로더가 상기 세척 챔버 내에 위치하고, 상기 제2 글라스 로더가 상기 강화 챔버 내에 위치하는 동안, 상기 제1 열처리 챔버에 제3 글라스 로더를 인입하고 예열하는 단계를 더 포함하는 글라스의 화학 강화 방법.
제17항에 있어서,
상기 방법의 어느 순간에,
상기 제1 열처리 챔버는 강화 챔버와 중력 방향으로 중첩하고, 상기 제1 열처리 챔버에는 제3 글라스 로더가 인입된 상태이고, 상기 강화 챔버에는 제2 글라스 로더가 인입된 상태이고, 상기 세척 챔버에는 제1 글라스 로더가 인입된 상태인 글라스의 화학 강화 방법.
제17항에 있어서,
상기 제1 열처리 챔버에 제3 글라스 로더를 인입한 이후에, 상기 제2 열처리 챔버와 강화 챔버가 중력 방향으로 중첩하고, 제1 열처리 챔버와 강화 챔버가 중력 방향으로 비중첩 상태에서, 언로딩 유닛을 이용해 세척 챔버로부터 제1 글라스 로더를 인출하는 단계를 더 포함하는 글라스의 화학 강화 방법.
제19항에 있어서,
상기 세척 챔버에서 제1 글라스 로더를 인출하는 동안, 상기 제2 글라스 로더는 강화 챔버 내에 위치하고, 제3 글라스 로더는 제1 열처리 챔버 내에 위치하는 글라스의 화학 강화 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 열처리 챔버에 제1 글라스 로더를 인입하는 단계, 및 상기 제1 열처리 챔버에 제2 글라스 로더를 인입하는 단계에서, 상기 제1 열처리 챔버는 강화 챔버와 중력 방향으로 중첩하는 상태인, 글라스의 화학 강화 방법.
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