KR20000037092A - 3차원곡면 강화유리 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원곡면 강화유리를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로,

내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 초기가열실에 수개의 평면유리가 일정거리를 유지하도록 차례로 투입시키며, 상기 초기가열실에 차례로 투입되는 다수의 평면유리를 일정시간 동안 일정거리를 전진한 후 다시 원위치로 후진하는 왕복작동을 1회 내지 3회 반복한 다음 다시 일정시간 동안 일정거리를 전진시킨 다음 다시 상기한 전,후진시키는 왕복작동을 똑같은 횟수로 반복하는 작동을 연속적으로 진행하여 상기 초기가열실에 투입되어 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 500∼550℃ 정도의 표면온도로 가열된 후 다음 단계인 곡면성형실로 투입되게 하는 초기가열단계와; 상기 초기가열실에서 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 표면온도가 500∼550℃ 정도로 가열된 맨 앞쪽의 평면유리는 내부온도가 450∼500℃ 정도를 유지하고 있는 곡면성형실에 투입된 직후부터 서서히 식게 되는 한편 상기 초기가열단계의 초기가열실에서 있는 평면유리들이 일정거리 후진작동하는 시간동안 곡면성형실에 정지된 상태로 머무르고 있는 동안 평면유리의 표면온도가 450∼500℃ 정도로 식게 될 때 상기 곡면성형실 내부에 설치된 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 평면유리를 곡면으로 성형하는 곡면성형단계와; 상기 곡면성형실에서 평면유리를 곡면성형한 상,하부 곡면성형금형 중 하부 곡면성형금형은 곡면성형된 곡면유리를 들고 있도록 하여 전 단계인 상기 초기가열단계에서 다수의 평면유리들을 일정시간 동안 일정거리 전진시키는 이송로울러의 회전작동에 관계없이 계속하여 곡면유리가 곡면성형실에 머무르고 있도록 한 다음 상기 초기가열실의 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 곡면성형실로 투입되는 전진작동이 이루어지기 바로 직전에 들고 있던 곡면유리를 이송로울러에 내려놓아 초기가열실의 맨 앞쪽 평면유리가 곡면성형실로 투입될 때 곡면성형이 완료된 곡면유리를 재가열실로 이송되게 하는 곡면유리 이송단계와; 상기 곡면유리 이송단계로부터 이송된 곡면유리는 내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 재가열실에 투입된 후 일정시간 동안 일정거리를 전,후진 왕복하는 작동을 1회 이상 반복하는 동안 표면온도가 500∼550℃ 정도로 재가열된 후 다음 단계로 이송되게 하는 재가열단계와; 및

상기 재가열단계에서 500∼550℃ 정도의 표면온도로 재가열된 채 이송된 곡면유리의 상,하면 전체를 100mb 노즐압으로 분사되는 냉각된 압축공기에 9∼11초 동안 노출되게 하여 곡면유리의 표면을 강화시키는 급냉강화단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

3차원곡면 강화유리 제조방법 및 그 제조장치{Manufacturing method and device for strengthening glass with 3rd dimension curved surface}

본 발명은 3차원곡면 강화유리를 제조하는 제조방법과 그 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 경우 넓은 후방 지역을 관찰하거나 또는 확대 조망하기 위해서는 볼록 또는 오목한 곡면을 갖는 후사경이 사용되고 있으며, 또한 평면이 아닌 곡면으로 형성되는 2차원곡면 유리제품은 자동차의 좌,우측 유리창문이나 아웃사이드 백미러 또는 남비의 유리뚜껑 등에 다양하게 사용되고 있다.

곡면유리제품은 유리공장에서 제조된 대형의 평면유리를 크기별로 재단해서 사용하게 되는 평면유리제품과는 달리 곡면형상의 규격에 맞추어 재단된 평면유리를 열변형시켜 성형하게 되므로 제작이 어렵다는 특성을 갖고 있으며, 따라서 제작이 어려운만큼 제품의 부가가치가 높다는 장점을 갖는다.

곡면유리제품을 제작하는 종래의 기술은 2차원곡면형상을 갖는 금속형틀 위에 재단된 평면유리를 많은 금형틀 위에 얹어놓고 이를 가열로에 투입하고 가열하는 수단으로 가열된 유리가 자중에 의해 늘어지면서 금속형틀에 밀착되게 하는 방법이 있었으나, 이러한 방법은 에너지의 소모가 크고 또 생산성이 매우 저조하다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

또한 2차원곡면유리를 제작하는 종래 기술로서 진공흡입식과 프레스 가압식이 이용되고 있다.

그러나 상기한 진공흡입식은 유리의 두께가 두껍거나 표면적이 큰 제품의 경우에는 성형이 곤란하므로 통상 2mm 두께 이하의 작은 표면적을 갖는 제품들의 제작에 한정되며, 또한 많은 수의 미세구멍(진공용 흡입구멍)을 금형에 뚫어주어야 하기 때문에 금형의 제작비용이 증가하게 되고, 진공압이 크거나 또는 진공용 흡입구멍이 크면 유리가 금형의 만곡성형면에 밀착하면서 그 밀착면이 진공용 흡입구멍으로 녹은 유리가 흡입되거나 구멍자국이 생기게 되는 현상이 일어나는 문제점이 발생되며, 통상 진공흡입식에서 상기와 같이 금형에 형성된 진공용 흡입구멍으로 녹은 유리가 흡입 또는 구멍자국이 생기는데 따른 불량률은 평균적으로 25% 이상 발생되는 등 불량률이 매우 높기 때문에 2차원곡면 유리제품의 생산성이 저조하다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

또한 상기한 진공흡입식에서는 금형에 형성되는 미세구멍이 1mm 이하로 한정되나 이물질에 의해 미세구멍이 자주 막히고 청소 또한 불편하다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

그리고 상기한 프레스 가압식의 경우는 상기한 진공흡입식의 문제점들을 상당부분 해결하여 널리 사용되고 있기는 하지만 곡면가압금형이 평면유리의 표면에 접촉할 때 온도 차이에 의한 크랙발생을 방지하기 위하여 상기 가압금형도 가열된 평면유리의 가열온도에 맞추어 별도로 가열시켜 주어야 하므로 불편하고 또 에너지 소모가 많으며, 또한 가압금형이 평면유리를 가압할 때 가압금형과 접촉하는 평면유리표면에 상처가 생기는 것을 방지하기 위해 보드럽고 매끈하며 내열성이 우수한 실리카 울로 된 얇은 천 등을 평면금형표면에 깔아 놓고 작업을 해야 하므로 이에 따라 작업성이 현저하게 떨어진다는 것이 문제점으로 지적되고 있으며, 또 유리표면에 직접 접촉하는 실리카 울 천이나 가압금형의 가압면에 이물질이 묻어 있을 경우에는 유리표면에 흠집을 남기게 되므로 작업환경을 청결하게 유지하는데 많은 비용이 소요된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

상기와 같은 종래의 모든 문제점을 고려하여 본 발명인은 공개특허공보 공개번호 제1998-33443호(이하 선공개 특허라 함)를 통하여 새로운 방식의 곡면유리제품을 성형하는 제조장치 및 그 제조방법을 제안한 바 있다.

본 발명인에 의해 선공개 특허는 회전로울러에 의하여 이송되는 금형의 만곡성형면상에 안치된 평면유리를 후드커버를 통하여 외부와 단절된 공간속에 위치시킨 후 그 단절된 공간속에 가열된 압축공기를 공급하여 금형의 만곡성형면에 안치된 평면유리가 압축공기의 의해 만곡성형면에 밀착되도록 하여 곡면유리제품을 제조하는 방식이며, 또한 상기한 선공개 특허는 제품의 크기에 제한이 없으며 성형시간과 비용 및 제품 불량률을 크게 낮출 수 있어 매우 유용한 발명이기는 하나 다음과 같은 일부 문제점을 나타내고 있다.

즉, 앞에서 언급한 프레스 가압식과 같이 공통적으로 나타나는 문제점으로 유리를 운반하는 금형이 규격별로 다량 필요하고, 금형 위에 유리를 얹어주고 내려주는 장치 및 금형의 반송장치 등이 필요하기 때문에 전체적으로 설비비가 크게 증가되며, 성형 후 보온실로부터 금형이 외부로 이송되어 노출될 때 덩치가 커서 잠열효과가 큰 금형은 가열상태를 그대로 유지하고 있는데 반하여 금형 위에 얹혀진 채 성형이 완료된 곡면유리제품은 외부의 차가운 공기와 접촉하면서 순간적으로 급냉되는 관계로 변형이 생기는 등의 불량률이 높게 나타나며, 이러한 냉각온도의 차이에 따른 불량발생을 방지하기 위한 목적으로서 금형이 어느 정도 식을 때까지 보온실에서 오랫동안 머무르게 한 후에 이송시키게 되면 냉각온도의 차이에 따른 제품의 불량은 방지할 수 있는 반면에 제품의 생산속도가 저하되는 문제점이 뒤따르게 된다.

또한 본 발명인은 상기한 선공개 특허에서 나타나는 문제점들을 해결할 목적으로 공개특허공보 공개번호 1999-7755호(이하 후공개 특허라 함)를 통하여 유리를 운반하는 금형을 사용하지 않고 유리 자체를 이송하는 수단으로 곡면유리를 제조하는 장치 및 방법을 제안한 바 있다.

그러나 상기의 후공개 특허는 그 앞에서 설명한 선공개 특허에 비하여 제조장치의 설비를 단순화하고 또 생산성을 높이는 이점을 제공할 수는 있지만 평면유리의 표면온도를 적정온도로 가열하는 유리가열실에서 보온성형실로 이송되는 평면유리가 상,하부 곡면성형금형이 설치된 위치에 이르렀을 때 이를 정확하게 정지시키는 구조를 구비하고 있지 못하고 있기 때문에 보온성형실로 이송된 평면유리가 정위치에서 정확하게 정지하지 못하게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있으며, 설령 보온성형실 내부에 평면유리의 정지위치를 감지하는 센서를 설치하여 보온성형실로 진입된 평면유리가 정지위치에 도달하였을 때 로울러의 회전구동을 순간적으로 정지시키더라도 관성력에 의하여 평면유리가 정지위치를 벗어나게 되는 현상이 나타나게 되며, 또한 관성력에 의한 평면유리의 정지위치도 제각기 다르게 나타나는 관계로 평면유리의 정지거리 편차가 반드시 발생되는데, 이러한 정지거리의 편차로 인하여 곡면유리의 정밀도가 떨어질 뿐 아니라 심한 경우 불량률이 커지는 등의 문제점이 있게 된다.

또한 상기의 후공개 특허는 하향을 향해 볼록한 성형면을 형성하고 있는 상부 성형금형은 정지된 상태이고 상향을 향해 오목한 성형면을 형성하고 있는 하부 성형금형이 상측의 상부 성형금형을 향해 상승하여 평면유리를 곡면으로 성형하도록 구성되어 있는 바, 이와 같이 상,하부 성형금형에 의하여 성형된 곡면유리는 그 주연부가 상향을 향해 벌어진 상태로 성형되므로 곡면성형이 완료된 곡면유리는 그 중앙부분이 로울러에 얹혀진 상태가 되기 때문에 로울러와의 마찰계수가 현격하게 낮아져 로울러의 회전에 따라 원활하게 이송되지 못하고 미끄러지는 현상에 의하여 신속하게 이송되지 못하게 된다는 것 또한 문제점으로 지적되고 있다.

상기한 선,후공개특허는 2차원곡면을 갖는 곡면유리제품을 제조할 수 있도록 발명되었기 때문에 3차원곡면을 갖는 곡면유리제품은 제조하기에는 곤란하고 나아가 곡면강화유리제품을 제조하는 데에도 적용할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 감안하여 창출한 것이며, 특히 본 발명인에 의하여 공개특허공보에 공개된 선발명을 기초하여 두께가 3∼5mm의 평면유리를 3차원곡면을 갖는 곡면유리로 연속적하여 성형하면서 강화시킬 수 있는 방법과 장치를 제공함에 목적을 두고 있으며, 또한 3차원곡면 강화유리를 대량으로 생산할 수 있도록 하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명의 제조방법은,

기대의 상부 프레임 위에 평면 또는 곡면유리를 이송하기에 알맞는 간격으로 설치되어 회전작동하는 이송로울러를 가열실 및 곡면성형실 전반에 걸쳐 설치하여 상기 가열실로 진입된 평면유리를 곡면으로 성형하기에 알맞는 온도로 가열하고, 이어서 가열된 평면유리를 곡면성형실로 이송시킨 다음 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 곡면성형한 후 곡면성형이 완료된 곡면유리를 외부로 이송시키는 것에 있어서,

내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 가열실에 수개의 평면유리가 일정거리를 유지하도록 차례로 투입시키며, 상기 가열실에 차례로 투입되는 다수의 평면유리를 일정시간 동안 일정거리를 전진한 후 다시 원위치로 후진하는 왕복작동을 1회 내지 3회 반복한 다음 다시 일정시간 동안 일정거리를 전진시킨 다음 다시 상기한 전,후진시키는 왕복작동을 똑같은 횟수로 반복하는 작동을 연속적으로 진행하여 상기 가열실에 투입되어 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 500∼550℃ 정도의 표면온도로 가열된 후 다음 단계인 곡면성형실로 투입되게 하는 초기가열단계와;

상기 가열실에서 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 표면온도가 500∼550℃ 정도로 가열된 맨 앞쪽의 평면유리는 내부온도가 450∼500℃ 정도를 유지하고 있는 곡면성형실에 투입된 직후부터 서서히 식게 되는 한편 상기 초기가열단계의 가열실에서 있는 평면유리들이 일정거리 후진작동하는 시간동안 곡면성형실에 정지된 상태로 머무르고 있는 동안 평면유리의 표면온도가 450∼500℃ 정도로 식게 될 때 상기 곡면성형실 내부에 설치된 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 평면유리를 곡면으로 성형하는 곡면성형단계와;

상기 곡면성형실에서 평면유리를 곡면성형한 상,하부 곡면성형금형 중 하부 곡면성형금형은 곡면성형된 곡면유리를 들고 있도록 하여 전 단계인 상기 초기가열단계에서 다수의 평면유리들을 일정시간 동안 일정거리 전진시키는 이송로울러의 회전작동에 관계없이 계속하여 곡면유리가 곡면성형실에 머무르고 있도록 한 다음 상기 가열실의 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 곡면성형실로 투입되는 전진작동이 이루어지기 바로 직전에 들고 있던 곡면유리를 이송로울러에 내려놓아 가열실의 맨 앞쪽 평면유리가 곡면성형실로 투입될 때 곡면성형이 완료된 곡면유리를 재가열실로 이송되게 하는 곡면유리 이송단계와;

상기 곡면유리 이송단계로부터 이송된 곡면유리는 내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 재가열실에 투입된 후 일정시간 동안 일정거리를 전,후진 왕복하는 작동을 1회 이상 반복하는 동안 표면온도가 500∼550℃ 정도로 재가열된 후 다음 단계로 이송되게 하는 재가열단계와; 및

상기 재가열단계에서 500∼550℃ 정도의 표면온도로 재가열된 채 이송된 곡면유리의 상,하면 전체를 100mb 노즐압으로 분사되는 냉각된 압축공기에 9∼11초 동안 노출되게 하여 곡면유리의 표면을 강화시키는 급냉강화단계;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 급냉강화단계에 공급되는 냉각된 압축공기는 콤푸레샤에서 압축된 후 공기냉각장치(dryer)를 통과하는 과정에서 7∼10℃ 정도로 냉각된 상태에서 곡면유리의 표면 전체에 고르게 분사되게 하여 곡면유리를 강화시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제조장치는,

기대의 상부 프레임 위에 평면 또는 곡면유리를 이송하기에 알맞는 간격으로 설치되어 회전작동하는 이송로울러를 초기가열실 및 곡면성형실 전반에 걸쳐 설치하여 상기 가열실로 진입된 평면유리를 곡면으로 성형하기에 알맞는 온도로 가열하고, 이어서 가열된 평면유리를 곡면성형실로 이송시킨 다음 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 곡면성형한 후 곡면성형이 완료된 곡면유리를 외부로 이송시키는 것에 있어서,

상기 가열실의 일측에 형성된 곡면성형실과 연이어서 형성되어 곡면성형실에서 곡면으로 성형된 곡면유리의 표면온도를 강화에 알맞는 고온이 되게 재가열하는 재가열실과;

상기 가열실과 곡면성형실 및 재가열실 각각의 내부에 평면유리 및 곡면유리를 이송시키기에 알맞는 간격을 두고 연속해서 길게 설치된 채 하나의 정역모터에 의하여 동력을 전달받아 정·역으로 회전하도록 형성하되, 상기 가열실 구간은 평면유리를 일정시간 동안 일정거리를 이송시키는 정회전과 원위치로 복귀시키는 역회전을 1회 이상 반복한 후 원위치로 복귀된 상태에서 다시 일정시간 동안 일정거리를 이송시키는 정회전한 다음 연이어서 상기한 정·역회전 작동을 연속적으로 반복하며, 상기 곡면성형실 구간은 가열실에서 이송되는 평면유리가 곡면성형위치에 도달하도록 하는 정회전과 곡면성형이 완료된 곡면유리를 재가열실로 이송시키는 정회전만을 수행하는 반면 역회전은 수행하지 않으며, 상기 재가열실 구간은 상기한 가열실 구간과 똑같은 정·역회전 작동을 반복하도록 설치되어 있는 이송로울러와;

상기 곡면성형실의 저부와 하부 곡면성형금형을 승강가능하게 관통한 상태로 설치되며, 곡면성형실 저부에 노출된 상태로 고정 부착된 스토퍼 실린더의 피스톤 출현작동시에는 상기 이송로울러의 상부보다 낮은 위치로 하강하는 한편 상기 피스톤의 몰입작동시에는 상기 이송로울러의 상부보다 높게 돌출되어 이송로울러를 타고 이송되는 평면유리를 곡면성형위치에 정확하게 정지시키는 스토퍼와;

상기 곡면성형실 상면에 노출된 상태로 설치되어 이송로울러 상방에 설치된 상부 곡면성형금형을 승강작동시키는 상부 금형실린더와;

상기 곡면성형실 저면에 노출된 상태로 설치되어 이송로울러의 하방에 설치된 하부 곡면성형금형을 상승작동시켜 그 곡면성형면이 이송로울러 상부보다 높은 위치에서 상기 상부 곡면성형금형과의 형합작동으로 평면유리를 곡면유리로 성형한 다음 상기 가열실에서 평면유리가 곡면성형실로 이송되기 전까지는 곡면으로 성형된 곡면유리를 들고 있다가 평면유리가 곡면성형실로 이송되는 시점에서 곡면유리를 이송로울러 위에 내려놓는 작동을 수행하는 하부 금형실린더와;

상기 재가열실의 배출구측 외부에 고정 부착된 게이트 실린더에 의하여 재가열실의 배출구를 밀폐하여 열손실을 방지하는 한편 재가열실에서 재가열된 곡면유리가 배출될 때에만 개방작동하는 게이트와;

상기 재가열실의 배축구측에 인접하게 설치되며, 상기 재가열실 구간의 이송로울러와 같은 수평선상에 설치되어 상기 재가열실의 배출구로부터 배출되는 곡면유리를 인수하는 초기에는 순간적으로 빠르게 회전하고 곡면유리가 일단 진입된 후 느리게 회전하면서 곡면유리를 이송시키는 다수의 이송로울러가 일정간격으로 설치되어 있는 급냉강화장치와; 및

상기 급냉강화장치의 이송로울러 상,하측에 설치되며, 상기 이송로울러에 의하여 이송되는 곡면유리의 상,하측 표면 전체에 차가운 압축공기를 고르게 분사하는 분사노즐이 무수히 형성되어 있는 상,하부 에어탱크;

를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 곡면성형실 내부의 상,하측에 서로 대응하도록 설치되는 상부 곡면성형금형은 오목한 성형면으로 형성하는 한편 하부 곡면성형면은 볼록한 성형면으로 형성하는 구조로서 상기 상,하부 곡면성형금형의 형합작동에 의하여 곡면성형이 완료된 곡면유리의 주연부가 이송로울러에 얹혀진 상태로 이송될 수 있게 한 것을 특징으로 하며,

또한 상기 상,하부 에어탱크는 급냉강화장치 내측에 독립적으로 설치되는 네모서리의 수직기둥과 각 수직기둥의 상,하단을 잇는 상,하부 프레임으로 짜여진 육면체상의 지지틀체 내측에 분사노즐들이 서로 마주한 상태로 설치되어 이송로울러로 이송되는 곡면유리의 이송방향과 직교하는 방향으로 왕복운동하면서 곡면유리의 양측 표면 전체를 향해 차가운 압축공기를 분사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 3차원곡면 강화유리의 제조방법을 설명하기 위한

제조장치의 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 일요부인 가열실 내지 재가열실 내부에 길게 설치된

이송로울러의 평면 구성도.

도 3의 (A)∼(P)는 도 2의 이송로울러가 평면유리 및 곡면유리를 이송시키는

과정을 구분하여 연속적으로 도시한 작동상태도.

도 4는 도 1의 X-X선 단면도.

도 5 내지 도 8은 본 고안의 상,하부 곡면성형금형의 작동상태도로서,

도 5는 평면유리를 정지시키는 스토퍼가 상승작동한 상태이며,

도 6은 상부 곡면성형금형이 하강작동한 상태이고,

도 7은 하부 곡면성형금형이 상승작동한 상태이이며,

도 8은 상,하부 곡면성형금형이 상승 및 하강한 상태이다.

도 9는 본 발명의 재가열실의 게이트 작동상태도.

도 10은 본 발명의 급냉강화장치를 다른 각도에서 본 도 1의 Y-Y선 단면도.

도 11은 본 발명의 급냉강화장치의 상,하부 에어탱크를 일방향으로 왕복작동

시키는 모터의 작동상태를 나타낸 평면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기대 2 : 가열실

3 : 곡면성형실 4 : 재가열실

5 : 급냉강화장치 6a,6b : 상,하부 곡면성형금형

7a,7b : 상,하부 에어탱크 8 : 콤푸레샤

9 : 이송기구 11 : 수직 프레임

12 : 상부 프레임 13 : 이송로울러

21,31 : 유입구 32,41 : 배출구

42 : 게이트 실린더 43 : 게이트

51a : 하부 기대 51b : 상부 기대

52a : 하부 지지대 52b : 상부 지지대

53a,53b : 가이드레일 54 : 지지틀체

55 : 모터 55a : 캠기구

55b : 연결링크 61,65 : 상,하부 승강용 실린더

62,66 : 상,하부 작동프레임 63,67 : 상부 작동봉

64 : 가이드 봉 68 : 스토퍼

68a : 작동프레임 69 : 실린더

71 : 분사노즐 72,73 : 유입관

81 : 공급관 82 : 공기냉각장치

83,84 : 연결관 85,86 : 솔레노이드밸브

W₁: 평면유리 W₂: 곡면유리

S₁,S₂,S₃: 제1 내지 제3 구간 M : 전동기

TP : 더블타이밍풀리 TV : 타이밍벨트

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 3차원곡면 강화유리의 제조방법을 설명하기 위한 제조장치의 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일요부인 가열실 내지 재가열실 내부에 길게 설치된 이송로울러의 평면 구성도이고, 도 3의 A∼P는 도 2의 이송로울러가 평면유리 및 곡면유리를 이송시키는 과정을 구분하여 연속적으로 도시한 작동상태도이며, 도 4는 도 1의 X-X선 단면도이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 상,하부 곡면성형금형의 작동상태도이며, 도 9는 본 발명의 재가열실의 게이트 작동상태도이고, 도 10은 본 발명의 급냉강화장치를 다른 각도에서 본 도 1의 Y-Y선 단면도이며, 도 11은 본 발명의 급냉강화장치의 상,하부 에어탱크를 일방향으로 왕복작동시키는 모터의 작동상태를 나타낸 평면도를 도시한 것으로,

도면부호 1은 기대를 나타내는 것으로, 상기 기대(1)의 수직 프레임(11)은 지면에 지지되어 있으며, 상부 프레임(12)은 내화벽돌로 축조된 가열실(2)과 곡면성형실(3) 및 재가열실(4) 내부를 가로지르는 상태로 길게 설치되어 있으며, 상기 재가열실(4)의 배출구(41)에 인접한 곳에는 급냉강화장치(5)가 설치되어 있다.

상기 상부 프레임(12)상에는 평면유리(W₁)와 곡면유리(W₂)를 원활하게 이송할 수 있도록 일정한 간격으로 다수의 이송로울러(13)가 회전가능하게 설치되는데, 이를 위해 상기 이송로울러(13)들의 양단은 가열실(2), 곡면성형실(3), 2차 가열실(4) 각각의 양측벽을 관통하여 외부로 노출된 상태에서 베어링 하우징 등으로 지지되어 있으며, 또한 상기 이송로울러(13)들의 일단에는 동력을 전달받는 더블타이밍풀리(TP)가 각각 축착되어 있고 상기한 더블타이밍풀리(TP)들은 다수의 타이밍벨트(TV)에 의하여 지그재그상으로 연결되어 같은 회전수로 회전하도록 구성되어 있다.

상기 이송로울러(13)들은 하나의 전동기(M)에 의하여 정·역으로 회전하도록 구성되어 있는데, 상기 가열실(2)의 전방에 노출상태로 설치되어 있는 진입부 구간(S₁)과 가열실 구간(S₂) 및 재가열실 구간(S₄)에 설치된 이송로울러(13)들은 상기한 전동기의 정·역회전작동에 따라 일정시간 동안 정회전한 후 다시 일정시간 동안 역회전하는 작동을 1회 이상 반복하는 왕복회전작동을 수행한 다음 한번 더 일정시간 동안 정회전하는 작동으로 평면유리 및 곡면유리를 일정거리로 이송시키는 주기적인 작동을 반복하여 평면유리 및 곡면유리를 일정거리씩 이송시키는 작동을 하는 반면, 상기 곡면성형실 구간(S₃)의 이송로울러(13)들은 일방향 클러치베어링(도시 없음)에 의하여 정회전작동만 수행하고 역회전작동은 하지 않도록 구성되어 있다.

상기와 같이 각 구간의 이송로울러(13)들을 정·역으로 회전작동시키는 전동기(M)는 도시하지 않은 콘트롤장치에 입력된 프로그램에 의하여 이송로울러들의 정·역회전작동을 자동으로 콘트롤하도록 구성되어 있다.

상기한 진입부 구간(S₁)의 이송로울러(13) 밑에는 이송로울러를 수용할 수 있는 다수의 요홈(14)이 형성되어 상면이 이송로울러의 상부보다 높은 위치로 상승한 상태에서 평면유리(W₁)의 공급작동을 대기하는 공급금형(15)이 설치되어 있으며, 상기 공급금형(15)은 공급실린더(16)에 의하여 승강작동하도록 구성되어 있는데, 상기 공급실린더(16)의 피스톤이 출현작동한 상태에서는 공급금형(15)이 상승하여 그 상면이 이송로울러의 상부보다 높은 위치에 머무른 상태에서 평면유리(W₁)를 받쳐주고 있다가 평면유리(W₁)를 가열실(2)로 공급하는 시점에 이르러서는 공급실린더(16)의 피스톤이 몰입작동하여 공급실린더(16)를 하강시켜 그 상면에 놓여있는 평면유리(W₁)를 이송로울러(13) 위에 내려놓도록 구성되어 있다.

상기 가열실(2)의 내부온도는 670∼730℃(바람직하게는 700℃ 전후)의 고온 분위기를 유지하고 있는 상태에서 평면유리(W₁)를 가열하도록 구성되어 있는데, 상기 가열실(2)의 가열실 구간(S₁)에 설치되어 있는 이송로울러(13)는 일정시간 동안 정회전하여 평면유리(W₁)를 일정거리로 이송시킨 다음 다시 일정시간 동안 역회전하여 평면유리(W₁)를 원위치로 복귀시키는 왕복작동을 1회 이상 반복한 후 다시 일정시간 동안 정회전하여 평면유리(W₁)를 일정거리 이송시키는 주기적인 작동을 수차례 반복하여 곡면성형실(3)로 진입시킬 때의 평면유리(W₁)의 표면온도가 500∼550℃를 유지하는 상태로 가열시키는 조건을 만족시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기에서 가열실(2)로 진입한 다음 곡면성형실(3)로 이송되기까지 평면유리(W₁)의 표면온도가 500∼550℃를 유지하도록 가열시키는 이유는 평면유리(W₁)가 너무 낮은 온도로 가열될 경우에는 유리의 취성으로 인하여 휨에 의한 변형압력을 받을 때 깨지는 현상이 나타나 불량률이 많아지며, 이와 반대로 너무 높은 온도로 가열될 경우에는 표면이 녹아 흐르거나 후술하는 곡면성형실(3)에서의 곡면성형작업시 금형자국이 생기게 되어 불량률 또한 많아지게 된다. 따라서 상기 가열실(2)에서의 평면유리(W₁)의 표면온도는 500∼550℃의 온도범위로 가열되게 하였을 때 평면유리(W₁)가 곡면으로의 성형이 이루어지면서 금형자국이 생기지 않게 하는 바람직한 온도범위이다.

다음 상기 곡면성형실(3)의 내부온도는 가열실(2)의 내부온도보다 낮은 4500∼500℃(바람직하게는 470℃ 전후)를 유지하도록 구성되어 있다.

따라서 상기 가열실(2)에서 500∼550℃의 표면온도를 유지하도록 가열된 평면유리(W₁)가 가열실(2) 내부온도보다 낮은 곡면성형실(3)로 유입되게 되면 그 표면온도는 약간 식게 되는 상태가 되며, 상기 곡면성형실(2)에 유입된 후 후술하는 상,하부 곡면성형금형에 의하여 곡면으로 성형될 때의 평면유리의 표면온도는 450∼500℃(바람직하게는 470℃ 전후)를 유지하게 되는데, 이와 같이 곡면성형작업을 하기 전의 평면유리의 표면온도를 450∼500℃으로 유지시키는 이유는 상,하부 곡면성형금형으로 곡면성형할 때 유리의 취성이 작용하지 않고 휨변형이 잘 일어날 수 있고 또 유리표면에 금형자국이 생기지 않는 최적의 가열온도이기 때문이다.

상기 곡면성형실(3)에 설치된 곡면성형실 구간(S₃)의 이송로울러(13)들은 앞에서 설명한 바 있듯이 더블타이밍풀리(TP)가 정회전할 때에만 정회전하는 한편, 더블타이밍풀리(TP)가 역회전할 때에는 정지된 상태를 유지하고 있도록 구성되어 있다.

또한 상기 곡면성형실(3) 내부에는 평면유리(W₁)를 곡면으로 성형하는 상,하부 곡면성형금형(6a)(6b)들은 상,하로 승강작동이 가능하게 설치되어 있으며, 상기 상부 곡면성형금형(6a)은 그 하면의 곡면성형면이 금형의 중심을 향해 오목하게 들어간 오목한 곡면성형면이 형성으로 있는 상태에서 곡면성형실 구간(S₃)의 이송로울러(13) 위에서 승강작동하도록 구성되어 있는 한편 하부 곡면성형금형(6b)는 이송로울러(13) 밑에서 승강작동하도록 구성되어 있는데, 상기 하부 곡면성형금형(6b) 상면의 곡면성형면은 상부 곡면성형금형(6a)의 오목한 곡면성형면과 대응하도록 볼록하게 튀어나온 볼록한 곡면성형면으로 형성되어 있는 상태에서 상기한 이송로울러(13)를 수용할 수 있는 다수의 요홈(60b)이 이송로울러(13)와 같은 간격을 유지한 상태로 형성되어 있으며, 상기한 요홈(60b)들 각각의 폭과 깊이는 이송로울러(13)의 직경보다 크게 형성하므로서 상기 하부 곡면성형금형(6b)을 상승작동시켰을 때 각 요홈(60b)들이 이송로울러(13)를 수용하면서 볼록한 곡면성형면이 이송로울러(13)의 상부보다 높게 상승된 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 상부 곡면성형금형(6a)은 곡면성형실(3) 상부에 노출상태로 고정 설치된 상부 승강용 실린더(61)에 의하여 승강작동되도록 구성되는데, 상기 상부 승강용 실린더(61)의 피스톤은 상방을 향해 출몰작동하도록 구성되어 있으며, 상기한 피스톤의 선단에 고정 부착된 상부 작동프레임(62)의 양측에는 상기 곡면성형실(3)의 단열층을 관통하여 그 내부에 설치된 상부 곡면성형금형(6a)에 연결되는 한쌍의 상부 작동봉(63)이 고정 설치되어 있으며, 또한 상기 상부 작동프레임(62)의 양단은 곡면성형실(3) 상면에 수직상으로 설치된 가이드 봉(64)에 승강작동이 가능하게 설치되어 있다.

따라서 상기 상부 승강용 실린더(61)의 피스톤이 출몰작동하게 되면 상부 작동프레임(62)이 가이드 봉(64)을 타고 수직상으로 승강이동하게 되므로 이에 따라 한쌍의 상부 작동봉(63)이 상부 곡면성형금형(6a)을 곡면성형실(3) 내부에서 승강작동시키게 된다.

또한 상기 하부 곡면성형금형(6b)은 곡면성형실(3) 하방에 설치되어 있는 하부 승강용 실린더(65)에 승강작동되도록 구성되어 있는데, 상기 하부 승강용 실린더(65)는 피스톤이 상향을 향해 출몰작동하도록 구성되어 있으며, 상기 하부 승강용 실린더(65)의 피스톤 선단에는 고정 부착되어 승강작동하는 하부 작동프레임(66)의 양측에 하단이 고정 연결된 상태에서 상기 곡면성형실(3) 저부를 슬라이드 가능하게 관통하는 한쌍의 하부 작동봉(67)의 상단에는 상기 하부 곡면성형금형(6b)이 연결되어 있으며, 또한 상기 하부 작동프레임(66)의 양단 역시 하부 승강용 실린더(65)가 지지되는 기대(1)의 프레임에 지지된 가이드 봉(64)에 승강작동이 가능하게 설치되어 있다.

따라서 상기 하부 승강용 실린더(65)의 피스톤이 수직상으로 출몰작동하게 되면 가이드 봉(64)을 타고 하부 작동프레임(66)이 승강작동을 개시하게 되며, 이에 따라 한쌍의 하부 작동봉(67)이 하부 곡면성형금형(6b)을 승강작동시키게 된다.

또한 상기 곡면성형실(3)의 배출구(32)측에 근접한 위치에는 이송로울러(13)를 타고 이송되는 평면유리(W₁)가 곡면성형위치에 도달하게 되면 더 이상 이송되지 못하도록 정지시키는 한쌍의 스토퍼(68)가 설치되어 있으며, 상기 한쌍의 스토퍼(68)는 곡면성형실(3)의 저부에 고정 설치되어 있는 실린더(69)의 피스톤 선단에 수평상으로 부착된 작동프레임(68a)의 양단에서 곡면성형실(3) 내부를 향해 수직상으로 설치되어 있으며, 상기 한쌍의 스포퍼(68)는 상기 실린더(69)의 피스톤이 출현작동하면 그 상단이 이송로울러(13)보다 낮은 위치로 하강작동하는 한편 상기 실린더(69)의 피스톤이 몰입작동을 하면 그 상단이 이송로울러(13)의 상부보다 높은 위치로 상승작동하여 평면유리(W₁)가 곡면성형위치에 정확하게 정지시킬 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 곡면성형실(3)의 하부 곡면성형금형(6b)는 상승작동하여 곡면성형실(3)로 이송된 평면유리(W₁)를 이송로울러(13)에서 들어올리면서 상부 곡면성형금형(6a)과의 형합작동을 한 다음 곧바로 하강하지 않고 각 구간의 이송로울러들이 1회 이상 정해진 회수를 정·역회전한 다음 다시 1회의 정회전작동을 개시하기 전에 하강하여 곡면성형이 완료된 곡면유리(W₂)를 이송로울러(13) 위에 내려놓도록 하여 상기 가열실(2)의 맨 앞쪽에 위치한 평면유리(W₁)가 곡면성형실(3)로 이송될 때 곡면유리(W₂)가 배출구(32)를 통해 재가열실(4)로 이송시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기에서 상,하부 곡면성형금형(6a)(6b)의 형합작동은 먼저 상부 곡면성형금형(6a)이 하강한 다음 하부 곡면성형금형(6b)이 상승하는 순서로 형합작동하여 평면유리(W₁)를 곡면으로 성형하는 것이며, 또한 이완작동의 순서 역시 상부 곡면성형금형(6a)이 먼저 상승한 다음 하부 곡면성형금형(6b)이 하강하도록 구성되어 있으며, 이와 같이 하부 곡면성형금형(6b)이 하강하여 곡면으로 성형된 곡면유리(W₂)를 이송로울러(13) 위에 내려놓을 때에는 곡면유리(W₂)의 주연부가 이송로울러(13)에 접촉하는 상태가 되므로 이송로울러(13)의 정회전작동시 이송이 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

다음 상기 재가열실(4)은 그 내부온도가 상기 가열실(2)과 같은 내부온도는 670∼730℃(바람직하게는 700℃ 전후)를 유지하고 있도록 하므로서 상기 곡면성형실(3)에서 곡면성형이 완료된 곡면유리(W₂)가 재가열실(4)로 이송된 상태에서 왕복이동을 1회 이상 반복하면서 일정시간 동안 머무르는 과정에서 곡면유리(W₂)의 표면온도를 500∼550℃(바람직하게는 520℃ 전후)가 되게 가열하게 된다.

또한 상기 재가열실(4)의 배출구(41)에는 게이트 실린더(42)에 의하여 작동하는 게이트(43)가 설치되어 있으며, 상기 게이트(43)는 재가열실(4)로 이송된 곡면유리(W₂)가 왕복이동하면서 재가열되는 동안에는 배출구(41)를 밀폐하고 있다가 곡면유리(W₂)가 배출구(41)로 배출되는 순간에만 개방작동하도록 구성되어 있다.

따라서 재가열실(4)의 내부열이 외부로 방출되는 현상을 최소화시켜 열에너지 손실을 촤대한 방지할 수 있는 것이다.

상기와 같은 재가열실(4)의 배출구(41)로 배출되는 곡면유리(W₂)는 곧바로 급냉강화장치(5)로 이송되며, 상기 급냉강화장치(5)는 상기 재가열실(4)의 배출구(41)로부터 배출되는 곡면유리(W₂)를 차가운 압축공기로 급냉시켜 강화시키는 작용을 한다.

상기 급냉강화장치(5)의 하부 기대(51a)는 기대(1)에서 연장된 것처럼 설치될 수도 있지만 본 발명에서는 별개의 구조로 설치된 상태로 도시되어 있으며, 상기 하부 기대(51a)의 상측에는 상부 기대(51b)가 설치되어 있다.

상기 급냉강화장치(5)의 하부 기대(51a)와 상부 기대(51b) 사이에는 상기한 가열실(2)과 곡면성형실(3) 및 재가열실(4)에 설치된 각 구간의 이송로울러(13)와 수평을 이루는 이송로울러(53)가 일정간격으로 다수 설치되어 있으며, 상기 이송로울러(53)들 역시 별도의 동력원인 전동기(도시 없음)로부터 동력을 전달받아 회전구동하도록 구성되어 있는데, 상기한 이송로울러(53)들을 회전구동시키는 모터는 이송로울러들을 빠르게 회전시키고 느리게 회전시키는 기능을 가진 이른바 하이/로우 모터로 구성되어 있다.

즉, 상기한 하이/로우 모터는 재가열실(4)의 배출구(41)에서 배출되는 곡면유리(W₂)가 급냉강화장치(5)의 이송로울러(53) 유입측으로 진입될 때에는 빠르게 구동하여 곡면유리(W₂)가 급냉강화장치(5) 내측으로 빠르게 진입되게 하는 한편, 곡면유리(W₂)가 상기 급냉강화장치(5) 내측으로 일단 진입된 상태가 되면 느리게 구동하여 곡면유리(W₂)를 천천히 이송시키는 것이다.

상기 급냉강화장치(5)의 하부 기대(51a)의 하측에는 수평상으로 형성된 하부 지지대(52a)가 설치되어 있으며, 상부 기대(51b)의 상측에 수평상으로 형성된 상부 지지대(52b)가 설치되어 있는데, 상기 상,하부 지지대(52a)(52b) 각각에는 곡면유리(W₂)의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 각각 두개씩의 가이드레일(53a)(53b)이 서로 마주하도록 고정 설치되어 있으며, 상기 하부 기대(51a)와 상부 기대(51b)의 내측에는 가이드레일(53a)(53b)에 슬라이딩 가능하게 지지된 채 왕복운동을 하는 지지틀체(54)가 설치되어 있고, 또 상기 지지틀체(54)는 모터(55)에 의하여 왕복운동하도록 구성되어 있다.

상기 모터(55)는 하부 기대(51a)의 일측 하부 지지대(52a)의 중간부분에 고정 설치되어 있으며, 그 출력축에 축착된 캠기구(55a)에 편심상태로 연결된 연결링크(55b)의 자유단이 상기 지지틀체(54)의 하부에 연결되는 구조로 되어 있으므로 상기 모터(55)가 구동하게 되면 캠기구(55a)에 연결된 연결링크(55b)가 캠운동을 하면서 상기 지지틀체(54)를 왕복운동시키게 되는 것이며, 이때의 왕복운동은 곡면유리(W₂)의 이송방향과 직교하는 방향이며, 또한 상기 모터(55)는 곡면유리를 강화시키는 작업이 진행되는 동안에는 계속적으로 구동하여 지지틀체(54)와 상,하부 에어탱크(7a)(7b)를 계속하여 왕복운동을 시키도록 구성되어 있는데, 이와 같이 상,하부 에어탱크(7a)(7b)를 왕복운동시키는 이유는 압축공기의 소모량은 줄이면서 강화작업을 진행할 수 있게 하기 위함이다.

상기 급냉강화장치(5)의 내측에 설치된 지지틀체(54)에는 상,하부 에어탱크(7a)(7b)가 설치되는데, 상기 상,하부 에어탱크(7a)(7b) 각각은 이송로울러(53)의 상,하측에 설치된 상태에서 상기 지지틀체(54)와 같이 왕복운동을 하도록 구성되어 있으며, 또한 상기 상,하부 에어탱크(7a)(7b) 각각에는 서로 마주하는 면에 무수히 많은 분사노즐(71)들이 설치되어 이송로울러(53)로 이송되는 곡면유리(W₂) 표면 전체에 냉각된 압축공기를 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 상,하부 에어탱크(7a)(7b) 각각은 콤푸레샤(8)로부터 압축공기를 공급받도록 구성되어 있는데, 상기 콤푸레샤(8)의 공급관(81)에는 압축공기를 7∼10℃로 냉각시키는 공기냉각장치(82 : dryer)가 장설되어 있으며, 또한 상기 공기냉각장치(82)와 연결된 연결관(83)(84)이 연결되는 상,하부 에어탱크(7a)(7b)의 유입관(72)(73)에는 솔레노이드밸브(85)(86)가 장설되어 있다.

상기한 솔레노이드밸브(85)(86)은 곡면유리(W₂)가 급냉강화장치(5)의 이송로울러(53)로 진입하여 이송되는 동안에는 개방되어 차가운 압축공기가 상,하부 에어탱크(7a)(7b)로 공급되어 분사노즐(71)로 분사되게 하므로서 이송로울러(53)로 이송되는 곡면유리(W₂)의 상,하측 표면이 차가운 압축공기에 의해 강화되는 것이며, 정해진 시간동안 강화작업이 완료되면 상기 솔레노이드밸브(85)(86)가 폐쇄작동되어 압축공기의 불피요한 소모를 줄이면서 콤푸레샤(8) 탱크에 압축공기를 저장시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 급냉강화장치(5)에서 곡면유리(W₂)의 표면을 강화시키는 압축공기를 공기냉각장치(82)로서 7∼10℃로 냉각시킨 이유는 재가열실(4)에서 재가열된 곡면유리(W₂)의 표면온도가 통상적으로 유리를 강화시킬 때의 온도보다 낮기 때문이다.

즉, 통상적으로 유리를 강화시킬 때의 유리 표면온도는 650∼700℃ 정도를 유지시킨 상태에서 25∼30℃ 정도의 온도조건을 갖는 압축공기를 분사하여 강화시키고 있다.

그런데 본 발명에서는 재가열실(4)에서 재가열된 후 급냉강화장치(5)의 이송로울러(53)로 이송되는 곡면유리(W₂)의 표면온도가 통상적으로 강화시킬 때의 온도보다 낮은 500∼550℃를 유지하고 있기 때문에 이를 보상하기 위하여 상대적으로 압축공기의 온도를 7∼10℃로 냉각시켜서 분사하도록 하므로서 곡면유리(W₂)를 강화시키는 것이다.

만약 곡면유리(W₂)의 표면으로 분사되는 압축공기의 온도가 7℃ 이하로 냉각된 상태로 분사되면 곡면유리(W₂)의 표면이 급격한 온도변화로 인하여 균열되는 현상이 나타나고 이와 반대로 압축공기의 온도가 10℃ 이상일 경우에는 강화가 제대로 이루어지지 않게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명으로 평면유리를 곡면강화유리로 제조하는데 따른 작용을 실시예를 통하여 설명하기로 한다.

통상 670∼730℃의 고온분위기에서 1mm 두께를 갖는 유리의 표면온도가 500∼550℃ 정도로 가열되는데 소요되는 시간은 대략 40초 전후가 소요되며, 강화시킬 수 있는 유리의 두께는 3mm 이상부터 가능하다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 3mm 정도의 두께를 가지며 직경이 600∼800mm 이하의 크기를 갖는 원형의 평면유리(W₁)를 소재로 하여 3차원곡면 강화유리를 성형하는 것을 실시예로 하여 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이 이송로울러(13)의 가열실 구간(S₂)은 4개의 소구간으로 구획된 상태로 형성되어 있으며, 곡면성형실 구간(S₃)은 1개의 소구간으로만 형성되어 있고, 재가열실 구간(S₄)는 2개의 소구간으로 구획된 상태로 형성되어 있다.

상기 평면유리 및 곡면유리가 이송로울러(13)의 한차례의 정·역회전작동에 따라 각 구간(S_2-4)의 소구간들을 정 또는 역방향으로 이송되는 시간은 대략 7∼8초씩 소요되도록 구성되어 있다.

따라서 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 가열실 구간(S₂)에 구획된 4개의 소구간 각각 4개의 평면유리(W₁)가 진입된 상태에서 이송로울러(13)가 7∼8초 동안 한차례 정회전작동하게 되면 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 맨 앞쪽에 있는 "1번 평면유리"는 곡면성형실 구간(S₃)으로 이송된 상태가 되는데, 이때 곡면성형실 구간(S₃)으로 이송된 "1번 평면유리"는 이미 가열실(2)에서 112∼128초를 머무르는 동안 그 표면온도가 500∼550℃로 가열된 상태에서 곡면성형실 구간(S₃)으로 이송되게 된다.

도 3의 (C)와 같이 이송로울러(13)가 7∼8초 동안 한차례 역회전하게 되면 가열실 구간(S₁)의 각 소구간에 있던 "2번 내지 4번 평면유리"들은 후진이송되는 한편, 상기 곡면성형실 구간(S₃)에 이송된 "1번 평면유리"는 후진하지 않고 곡면성형실 구간(S₃)에 머무르고 있는 상태에서 상,하부 곡면성형금형(6a)(6b)에 의하여 곡면으로 성형되는데, 상기 하부 곡면성형금형(6b)은 상승한 상태에서 곡면성형된 곡면유리(W₂)를 이송로울러(13) 상방으로 들고 있는 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 하부 곡면성형금형(6b)은 도 3의 (D)와 같이 이송로울러(13)가 한차례 정회전하여 "2번 내지 4번 평면유리"들을 7∼8초 동안 전진이송시키는 동안 계속하여 곡면유리(W₂)를 들고 있는 상태를 유지하고 있으며, 도 3의 (E)와 같이 이송로울러(13)가 "2번 내지 4번 평면유리"들을 후진작동시키는 동안에는 상기 하부 곡면성형금형(6b)이 하강하여 곡면유리(W₂)를 이송로울러(13)에 내려놓게 된다.

이어서 도 3의 (F)와 같이 이송로울러(13)가 한차례 정회전작동을 개시할 때에는 진입부 구간(S₁)의 이송로울러(13) 위에는 새로운 "5번 평면유리"가 공급된 상태이며, 이와 같이 "5번 평면유리"가 공급된 상태에서는 이송로울러(13)는 7∼8초 동안 한차례 정회전한 다음 다시 또 7∼8초 동안 또한번 정회전하게 된다. 따라서 각 진입부 구간(S₁)과 가열실 구간(S₂) 및 곡면성형실 구간(S₃)에 있는 모든 평면유리들은 2개의 소구간을 전진이송하게 되는 것이며, 이로 인하여 도 3의 (G)와 같이 "1번 평면유리"는 재가열실 구간(S₄)의 두번째 소구간으로 이송되고 "2번 평면유리"는 곡면성형실 구간(S₃)으로 이송되는 것이다.

상기와 같이 "2번 평면유리"가 곡면성형실 구간(S₃)에 이송된 상태가 되면 앞에서 언급한 상,하부 곡면성형금형(6a)(6b)의 형합작동과 하부 곡면성형금형(6b)이 곡면으로 성형된 곡면유리(W₂)를 들고 있는 상태이며, 그리고 이송로울러(13)의 역회전 후 정회전하는 작동이 도 3의 (H)에서부터 (P)에 도시된 바와 같이 반복해서 진행되는 것이다.

상기와 같이 가열실 구간(S₁)으로 이송된 각 평면유리(W₁)들이 가열실(2)에서 머무는 시간은 대략 112∼128초(바람직하게는 120초 전후)이며, 곡면가열실 구간(S₃)에는 평면유리(W₁)가 하나씩 순차적으로 이송된 상태에서 상,하부 곡면성형금형(6a)(6b)에 의하여 곡면유리(W₂)로 성형되는데 이때 곡면성형실(3)에서 머무는 시간은 대략 28∼32초(바람직하게는 30초 전후) 정도이며, 재가열실 구간(S₄)에는 하나의 곡면유리(W₂)가 이송됨과 동시 앞서 이송되어 재가열되고 있던 곡면유리는 급냉강화장치(5)로 이송되는 상태가 되며, 이때 재가열실(4)에서 곡면유리(W₂)가 머무르는 시간은 42∼48초(바람직하게는 45초 전후) 정도로서 곡면성형실(3)에서 곡면으로 성형될 때 약간 낮은 온도(450∼500℃)로 식었던 곡면유리(W₂)가 급냉강화에 적합한 온도인 500∼550℃ 정도로 재가열된 상태에서 급냉강화장치(5)로 이송되는 것이다.

한편, 급냉강화장치(5)로 이송된 곡면유리(W₂)는 이송로울러(53)로 이송되는 동안 상,하부 에어탱크(7a)(7b) 각각에 무수히 형성되어 있는 분사노즐(71)가 7∼10℃로 냉각된 차가운 압축공기를 100mb의 분사압으로 때리는 작용에 의하여 강화되는데, 이때 차가운 압축공기를 100mb의 분사압으로 때리는 시간은 대략 9∼11초가 바람직하며, 이후에는 대기 중에 노출된 상태에서 서냉되면서 콘베이어 등으로 구성된 이송기구(9)에 의하여 이송되는 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 가열실과 연이어서 설치되어 있는 곡면성형실의 내부에는 평면유리를 곡면성형위치에 정확히 정지시킬 수 있는 스토퍼를 구비하고 있으므로 가열실에서 500∼550℃ 정도의 온도로 가열된 상태에서 곡면성형실로 이송되는 평면유리가 상,하부 곡면성형금형 사이의 곡면성형위치에서 정확히 정지시킬 수 있어 곡면성형작업이 정확하게 이루어지게 하는 효과가 있으며, 또한 상기 평면유리를 곡면으로 성형하는 상부 곡면성형금형의 성형면은 오목한 곡면성형으로 구성하는 한편 하부 곡면성형금형의 성형면은 볼록한 곡면성형면으로 구성하여 곡면성형이 완료된 곡면유리의 주연부가 이송로울러에 접촉하도록 하므로서 곡면유리가 미끄러지는 현상없이 원활하게 이송시킬 수 있는 효과와 함께 흠집이 없는 곡면유리를 성형할 수 있는 효과가 있으며, 특히 곡면성형실에서 곡면으로 성형된 곡면유리를 재차 가열하여 급냉강화에 적합한 최적조건을 갖는 500∼550℃ 정도의 온도로 재차 가열하므로서 급냉강화가 잘 이루어지게 하는 효과가 있으며, 또한 상기 급냉강화장치에서는 곡면유리가 통상의 유리강화조건 보다 조금 낮은 온도이므로 이를 보상하여 강화가 잘 되도록 공기냉각장치를 이용하여 압축공기를 7∼10℃ 정로 차갑게 냉각시킨 상태에서 상,하부 에어탱크의 분사노즐로 정해진 분사압으로 분사하여 곡면유리를 급냉강화시킨 다음 대기 중에 서냉시키면서 이송시키는 수단으로 3차원곡면 강화유리를 연속적으로 생산할 수 있게 하는 효과를 가져다주어 3차원곡면 강화유리의 대량생산에 기여할 수 있게 하는 이점을 제공하는 유용한 발명이다.

Claims (8)

1. 기대의 상부 프레임 위에 평면 또는 곡면유리를 이송하기에 알맞는 간격으로 설치되어 회전작동하는 이송로울러를 가열실 및 곡면성형실 전반에 걸쳐 설치하여 상기 가열실로 진입된 평면유리를 곡면으로 성형하기에 알맞는 온도로 가열하고, 이어서 가열된 평면유리를 곡면성형실로 이송시킨 다음 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 곡면성형한 후 곡면성형이 완료된 곡면유리를 외부로 이송시키는 것에 있어서,

   내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 가열실에 수개의 평면유리가 일정거리를 유지하도록 차례로 투입시키며, 상기 가열실에 차례로 투입되는 다수의 평면유리를 일정시간 동안 일정거리를 전진한 후 다시 원위치로 후진하는 왕복작동을 1회 내지 3회 반복한 다음 다시 일정시간 동안 일정거리를 전진시킨 다음 다시 상기한 전,후진시키는 왕복작동을 똑같은 횟수로 반복하는 작동을 연속적으로 진행하여 상기 가열실에 투입되어 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 500∼550℃ 정도의 표면온도로 가열된 후 다음 단계인 곡면성형실로 투입되게 하는 초기가열단계와;

   상기 가열실에서 가열되고 있던 다수의 평면유리들 중 표면온도가 500∼550℃ 정도로 가열된 맨 앞쪽의 평면유리는 내부온도가 450∼500℃ 정도를 유지하고 있는 곡면성형실에 투입된 직후부터 서서히 식게 되는 한편 상기 초기가열단계의 가열실에서 있는 평면유리들이 일정거리 후진작동하는 시간동안 곡면성형실에 정지된 상태로 머무르고 있는 동안 평면유리의 표면온도가 450∼500℃ 정도로 식게 될 때 상기 곡면성형실 내부에 설치된 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 평면유리를 곡면으로 성형하는 곡면성형단계와;

   상기 곡면성형실에서 평면유리를 곡면성형한 상,하부 곡면성형금형 중 하부 곡면성형금형은 곡면성형된 곡면유리를 들고 있도록 하여 전 단계인 상기 초기가열단계에서 다수의 평면유리들을 일정시간 동안 일정거리 전진시키는 이송로울러의 회전작동에 관계없이 계속하여 곡면유리가 곡면성형실에 머무르고 있도록 한 다음 상기 가열실의 맨 앞쪽에 있는 평면유리가 곡면성형실로 투입되는 전진작동이 이루어지기 바로 직전에 들고 있던 곡면유리를 이송로울러에 내려놓아 가열실의 맨 앞쪽 평면유리가 곡면성형실로 투입될 때 곡면성형이 완료된 곡면유리를 재가열실로 이송되게 하는 곡면유리 이송단계와;

   상기 곡면유리 이송단계로부터 이송된 곡면유리는 내부온도 650∼730℃를 유지하고 있는 재가열실에 투입된 후 일정시간 동안 일정거리를 전,후진 왕복하는 작동을 1회 이상 반복하는 동안 표면온도가 500∼550℃ 정도로 재가열된 후 다음 단계로 이송되게 하는 재가열단계와; 및

   상기 재가열단계에서 500∼550℃ 정도의 표면온도로 재가열된 채 이송된 곡면유리의 상,하면 전체를 100mb 노즐압으로 분사되는 냉각된 압축공기에 9∼11초 동안 노출되게 하여 곡면유리의 표면을 강화시키는 급냉강화단계;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 급냉강화단계에 공급되는 냉각된 압축공기는 콤푸레샤에서 압축된 후 공기냉각장치(dryer)를 통과하는 과정에서 7∼10℃ 정도로 냉각된 상태에서 곡면유리의 표면 전체에 고르게 분사되게 하여 곡면유리를 강화시키는 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조방법.
3. 기대의 상부 프레임 위에 평면 또는 곡면유리를 이송하기에 알맞는 간격으로 설치되어 회전작동하는 이송로울러를 가열실 및 곡면성형실 전반에 걸쳐 설치하여 상기 가열실로 진입된 평면유리를 곡면으로 성형하기에 알맞는 온도로 가열하고, 이어서 가열된 평면유리를 곡면성형실로 이송시킨 다음 상,하부 곡면성형금형의 형합작동으로 곡면성형한 후 곡면성형이 완료된 곡면유리를 외부로 이송시키는 것에 있어서,

   상기 가열실의 일측에 형성된 곡면성형실과 연이어서 형성되어 곡면성형실에서 곡면으로 성형된 곡면유리의 표면온도를 강화에 알맞는 고온이 되게 재가열하는 재가열실과;

   상기 가열실과 곡면성형실 및 재가열실 각각의 내부에 평면유리 및 곡면유리를 이송시키기에 알맞는 간격을 두고 연속해서 길게 설치된 채 하나의 정역모터에 의하여 동력을 전달받아 정·역으로 회전하도록 형성하되, 상기 가열실 구간은 평면유리를 일정시간 동안 일정거리를 이송시키는 정회전과 원위치로 복귀시키는 역회전을 1회 이상 반복한 후 원위치로 복귀된 상태에서 다시 일정시간 동안 일정거리를 이송시키는 정회전한 다음 연이어서 상기한 정·역회전 작동을 연속적으로 반복하며, 상기 곡면성형실 구간은 가열실에서 이송되는 평면유리가 곡면성형위치에 도달하도록 하는 정회전과 곡면성형이 완료된 곡면유리를 재가열실로 이송시키는 정회전만을 수행하는 반면 역회전은 수행하지 않으며, 상기 재가열실 구간은 상기한 초기가열실 구간과 똑같은 정·역회전 작동을 반복하도록 설치되어 있는 이송로울러와;

   상기 곡면성형실의 저부와 하부 곡면성형금형을 승강가능하게 관통한 상태로 설치되며, 곡면성형실 저부에 노출된 상태로 고정 부착된 스토퍼 실린더의 피스톤 출현작동시에는 상기 이송로울러의 상부보다 낮은 위치로 하강하는 한편 상기 피스톤의 몰입작동시에는 상기 이송로울러의 상부보다 높게 돌출되어 이송로울러를 타고 이송되는 평면유리를 곡면성형위치에 정확하게 정지시키는 스토퍼와;

   상기 곡면성형실 상면에 노출된 상태로 설치되어 이송로울러 상방에 설치된 상부 곡면성형금형을 승강작동시키는 상부 금형실린더와;

   상기 곡면성형실 저면에 노출된 상태로 설치되어 이송로울러의 하방에 설치된 하부 곡면성형금형을 상승작동시켜 그 곡면성형면이 이송로울러 상부보다 높은 위치에서 상기 상부 곡면성형금형과의 형합작동으로 평면유리를 곡면유리로 성형한 다음 상기 가열실에서 평면유리가 곡면성형실로 이송되기 전까지는 곡면으로 성형된 곡면유리를 들고 있다가 평면유리가 곡면성형실로 이송되는 시점에서 곡면유리를 이송로울러 위에 내려놓는 작동을 수행하는 하부 금형실린더와;

   상기 재가열실의 배출구측 외부에 고정 부착된 게이트 실린더에 의하여 재가열실의 배출구를 밀폐하여 열손실을 방지하는 한편 재가열실에서 재가열된 곡면유리가 배출될 때에만 개방작동하는 게이트와;

   상기 재가열실의 배축구측에 인접하게 설치되며, 상기 재가열실 구간의 이송로울러와 같은 수평선상에 설치되어 상기 재가열실의 배출구로부터 배출되는 곡면유리를 인수하는 초기에는 순간적으로 빠르게 회전한 후 느리게 회전하면서 곡면유리를 이송시키는 다수의 이송로울러가 일정간격으로 설치되어 있는 급냉강화장치와; 및

   상기 급냉강화장치의 이송로울러 상,하측에 설치되며, 상기 이송로울러에 의하여 이송되는 곡면유리의 상,하측 표면 전체에 차가운 압축공기를 고르게 분사하는 분사노즐이 무수히 형성되어 있는 상,하부 에어탱크;

   를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 곡면성형실 내부의 상,하측에 서로 대응하도록 설치되는 상부 곡면성형금형은 오목한 성형면으로 형성하는 한편 하부 곡면성형면은 볼록한 성형면으로 형성하는 구조로서 상기 상,하부 곡면성형금형의 형합작동에 의하여 곡면성형이 완료된 곡면유리의 주연부가 이송로울러에 얹혀진 상태로 이송될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 상,하부 에어탱크는 급냉강화장치 내측에 독립적으로 설치되는 네모서리의 수직기둥과 각 수직기둥의 상,하단을 잇는 상,하부 프레임으로 짜여진 육면체상의 지지틀체 내측에 분사노즐들이 서로 마주한 상태로 설치되어 이송로울러로 이송되는 곡면유리의 이송방향과 직교하는 방향으로 왕복운동하면서 곡면유리의 양측 표면 전체를 향해 차가운 압축공기를 고르게 분사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 상,하부 에어탱크는 급냉강화장치와는 이격된 채 독립적으로 설치되어 있는 콤푸레샤의 공급관상에 설치된 공기냉각장치로부터 차가운 압축공기를 공급받아 분사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.
7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 상,하부 에어탱크 각각의 유입관측에는 솔레노이드밸브를 장설하여 급냉강화장치의 이송로울러로 곡면유리가 이송될 경우에만 공기냉각장치에서 냉각된 차가운 압축공기가 상,하부 에어탱크로 공급되게 하여 곡면유리를 급냉 강화시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 급냉강화장치의 상,하부 지지대 각각의 양측에 설치된 가이드레일에 왕복이동이 가능하도록 설치된 지지틀체는 상기 하부 지지대에 고정 설치된 모터의 출력축에 축착된 캠기구와 연결링크에 의하여 곡면유리의 이송방향과 직교하는 방향으로 왕복운동을 반복하도록 하므로서 상,하부 에어탱크의 각 분사노즐에서 분사되는 차가운 압축공기가 곡면유리의 양측 표면에 고르게 분사되게 한 것을 특징으로 하는 3차원곡면 강화유리 제조장치.