KR20050016393A - 파단을 일으키지 않는 유리 절단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파단력을 필요로 하지 않는 유리 시트를 절단하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 다음 단계, 즉 유리 시트에 처리를 가해서, K 인자가 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2이 되도록 2축 분산을 갖는 응력을 생성하는 단계로, 상기 인자 K는 K = [∫_z σ_z ².H(σ_z).dz]^1/2로 정의되고, z는 두께 내 위치이고, σ_z는 위치 z에서 기본적으로 등방성인 2축 응력의 세기이며, H(σ_z)는 σ_z가 0보다 크면 1이고, σ_z가 0 이하이면 0이고, 확장은 양의 값으로 표시되고 압축은 음의 값으로 표시되는 규칙을 갖는, 유리 시트에 처리를 가하는 단계와, 이어서, 10㎛보다 더 깊은 하부 균열이 원하는 절단선을 따라 스코어링되는 단계로, 상기 하부균열은 유리의 확장 영역에 도달하는, 하부균열을 스코어링하는 단계를 포함한다. 본 발명은, 예를 들어, 곡률 반경이 작은 곡선을 따라 상기 유리를 파단시키지 않으면서, 유리, 두께와 동일한 폭을 갖는 유리 스트립, 또는 예를 들어 편평한 전계 방사 스크린에서 스페이서로 사용될 수 있는 프레임 형태를 절단하는데 사용될 수 있다.

Description

파단을 일으키지 않는 유리 절단 방법{GLASS CUTTING METHOD WHICH DOES NOT INVOLVE BREAKING}

본 발명은 파단력을 가할 필요 없이 글레이징 유닛 (glazing unit)을 절단하는 방법에 관한 것이다.

유리는 일반적으로 다음 연속 단계, 즉

- 원하는 절단선을 따라 하부균열(subcrack)을 스코어링(scoring)하는 단계와,

- 하부균열이 유리의 두께를 통해 균열(crack)로 전파되어, 예측한 대로 유리를 파단하도록 (파단하는) 힘을 가하는 단계를

따라 절단된다.

그러나, 유리가 절단된 후, 유리의 기계 강도, 예를 들어 유리의 에지 굽힘 강도 (edge bending strength)를 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 이를 행하기 위해서는, 일반적으로 절단된 유리를 용융된 질산 나트륨 배쓰에 담금으로써, 절단된 유리에 화학 강화 (또는 템퍼링) 처리를 수행할 수 있다. 따라서, 화학적으로 강화된 유리는 화학 강화 처리 전 이들의 일정한 모양을 갖고, 강화가 실행된 후에는 절단되지 않는다.

WO 98/46537은 항공 분야에서 창문을 제조하기 위해 화학 강화 (칼륨 이온 교환)를 통해 얻은 유리 조성물을 특히 교시한다. 화학 강화 후 절단은 관찰되지 않는다.

EP 793 132는 표면에 전극을 구비한 한 쌍의 유리판으로부터 형성된 셀(cell)을 교시하는데, 유리판 중 적어도 한 장의 유리판은 화학 강화 처리를 거쳤다. 이러한 셀에 결합하고자 하는 유리는 화학적으로 강화된 다음 노치되고, 셀에 결합될 많은 개별 요소로 파단된다. 화학 강화 처리는 본 명세서에서 최대 20㎛의 두께로 실행된다. 상기 문헌은 유리를 노치한 후, 유리를 파단하기 위해 일반적으로 압력을 가할 필요가 있고, 화학적으로 강화된 유리의 경우에는, 화학적으로 강화된 층이 지나치게 두꺼울 경우에는 유리를 파단하는 것이 매우 어려울 수 있다는 점을 교시한다. EP 793 132의 목적은, 종래의 방법으로 유리를 파단하는 화학 강화 처리를 실행하는 것이다. 이를 행하기 위해서, 최대 2mm의 두께를 갖는 유리는 최대 20㎛의 두께 위에서 화학적으로 처리된다.

EP 875 490은 화학 강화를 통해 강화된 유리를 제조하는 연속 공정을 개시한다. 유리는 최대 1.2mm의 최대 두께를 가져야 하고 두 시간 이내로 강화된다. 화학 강화 처리는 최대 30㎛의 두께 위에서 실행된다. 유리는 감길 수 있다. 유리는 스퍼터링을 통해 제조된 층, 예를 들어 금속층으로 덮일 수 있고, LCD 또는 DTR의 용도를 가질 수 있다. 화학적으로 처리된 유리는 플레이트 또는 시트로 절단될 수 있다. 이 문서는 유리를 파단하지 않으면서 유리를 절단하는 특별한 조건을 교시한다.

EP 982 121은 3층 구조를 개시하는데, 표면 위에 있는 이 중 적어도 한 층은 유리로 만들어지고 노치(notch)를 포함한다. 이 노치는 폭이 0일 수 있다. 노치된 유리 바로 아래의 층은 구부러질 수 있다 (예를 들어, 중합체이다). 따라서, 3층은 노치로 인해 더 큰 가요성(flexibility)을 갖는다. 노치된 유리는 화학적으로 강화될 수 있다. 노치의 폭이 0이 아니라면, 노치는 노치된 유리의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 중합체로 충전될 수 있다. 구상된 용도는, 보안 카드, 건물용 창문, 스마트 카드, 포토마스크이다. 이 노치는 거울 효과 (mirror effect)를 갖도록 눈에 보일 수 있다.

EP 964 112는, 두께부 전체에 수평으로 서로 평행하게 배열된 그루브(groove)가 있는 유리 시트를 포함한 패널을 교시한다. 이러한 절단은 레이저에 의해 만들어지는 것이 바람직하다. 이 문서는 유리의 화학적인 강화는 교시하지 않는다.

FR 1 598 242, FR 2 053 664, FR 2 063 482는 강화로부터 특정 영역을 보호하는 스크린 존재시의 화학적인 강화를 교시한다. 다음으로 이러한 영역에서 절단이 일어난다. 이 처리는 스크린을 구비하지 않은 화학 강화 창유리와 비교해서, 필연적으로 두께에서 응력의 불균형을 초래한다. 그래서, 이러한 글레이징 유닛은 두께에서 자체 평형 상태에 있지 않다. 또한, 이렇게 처리된 리본(ribbon)은 균질하지 않고, 스크린으로 보호된 영역에서 절단되어야만 한다. 따라서, 이러한 문서는, 표면의 어떤 지점에서도 스코어링(scoring) 후 유리를 파단하지 않으면서 절단될 수 있는 글레이징 유닛을 제조하는 방법을 교시하는 반면, 이는 균질성으로 인해 본 발명에 따른 글레이징 유닛에 대한 경우이다. 또한, 이러한 문서에 의해 추천된 스크린은, 일반적으로 강화 처리에 의한 강화를 예측할 수 있는 지점의, 에지에서 열적 강화 효과를 손상시킨다.

특정한 방법으로 처리된 후 절단된 경우, 유리의 특이한 작용이 현재 밝혀졌다.

본 발명의 필수 파라미터를 얻을 경우, 스코어링을 통해 발생한 균열은 처리된 글레이징을 통해 모두 자동으로 전파된다. 즉, 파단력을 가할 필요가 없다. 본 명세서의 범위 내에서, "글레이징(glazing)"이라는 용어는, 임의의 모양을 한정하지 않으면서, 유리를 주성분으로 한 모든 물품을 포함하고, 두 개의 보통 평행한 주면과, 특히 도 8에 도시된 프레임을 일반적으로 포함하는, 매우 일반적인 의미를 갖는다.

본 발명에 따라, 0.05 내지 0.4 MPa.m.^1/2의 K 인자를 갖도록 처리된 유리는 파단력을 가할 필요 없이 절단될 수 있는 것으로 밝혀졌고, K 인자는,

K = [∫_z σ_z ².H(σ_z).dz]^1/2로 정의되는데,

z는 두께 내 위치이고, σ_z는 위치 z에서 대략 등방성인 2축 응력의 세기이며, H(σ_z)는 σ_z가 0보다 크면 1이고, σ_z가 0 이하이면 0이고, 확장은 양의 값으로 표시되고 압축은 음의 값으로 표시되는 규칙을 갖는다.

사실상, 이러한 유리를 위해, 하부균열 자체는, 파단력이 없는 경우에도 유리의 두께를 통과하는 균열로 전파된다. 하부균열은 확장된 글레이징 영역에 도달하고, 10㎛보다 더 깊이 들어갈 필요가 있다. 특히, 본 발명은, 특히 500㎛ 미만의 임의의 두께뿐만 아니라, 본 발명을 벗어난 글레이징 유닛의 경우 레이저에 의해 직접 절단하는 것이 알려져 있지 않은 두께인 1.2mm와 2.6mm보다 더 큰 두께의 유리 시트를 파단하지 않으면서 절단할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 절단은 또한 일반적으로 손을 절단하지 않는 에지를 만들고, 이는 안전의 관점에서 유리한 점이다. 일반적으로, 본 발명에 따라 파단하지 않으면서 절단하는 것은 두께가 5.2mm 이하인 유리에서 실행된다.

도 1은, 유리에서 깊이의 함수로 응력 σ의 변화를 나타내는 (x축은 글레이징에 수직) 응력 세기 프로파일 (stress intensity profile)을 제공하는 도면.

도 2a는, 절단 후 화학적으로 처리된 글레이징 유닛의 에지를 단면으로 도시한 도면.

도 2b는, 화학 강화 처리 후 절단된 본 발명에 따른 글레이징 유닛을 도시한 도면.

도 3은, 두 개의 주면(7과 8)이 있는 글레이징 유닛과, 많은 구멍(10)이 있는 플레이트(9)를 도시한 도면.

도 4는, 스코어링 휠의 각도를 나타낸 도면.

도 5는, 글레이징 유닛(11)에 생긴 한 가지 형태의 절단을 도시한 도면.

도 6은, 절단을 통해 오목한 각(α₁)을 갖는 단편이 만들어지고 볼록한 각(α₂)을 갖는 단편이 얻어지는 것을 도시한 도면.

도 7은, 종래 기술에 따라 보통 유리를 절단하는 방법을 도시한 도면.

도 8은, 글레이징을 네 개의 90° 각을 갖도록 절단한 후의 모습을 나타낸 도면.

도 9는, 글레이징 유닛이 각 균열의 거울 효과 때문에 이를 지나는 광에 대한 반사체로 작용하는 것을 나타낸 도면.

따라서, 본 발명은 두 개의 주면을 갖는 유리 시트를 포함한 글레이징 유닛을 절단하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 파단력을 가하는 것을 필요로 하지 않고, 상기 방법은,

- 응력을 일으키고, 압축된 적어도 하나의 영역과 확장된 적어도 하나의 영역을 생성하는 유리 시트에 처리를 하는 단계로, 응력의 분포는 2축으로, 대략 등방성이고, 그 두께에서 자체 균형을 이루며, 상기 응력은 K 인자가 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2이 되도록 하는, 유리 시트에 처리를 하는 단계와,

- 원하는 절단선을 따라 10㎛ 이상의 깊이로 하부균열을 스코어링하는 단계로, 상기 하부균열은 확장된 글레이징의 영역에 도달하는, 하부균열을 스코어링하는 단계를 포함한다.

파단하지 않으면서 절단될 수 있는 특성을 유리에 부여하는 응력은 적절한 처리, 그리고 특히,

- 화학적인 강화 처리 또는

- 적어도 하나의 얇은 층의 제조 또는

- 스코어링 작업 중 유리를 대략 등방성인 2축 굽힘을 거치게 함으로써,

어떠한 유형의 유리에도 가해질 수 있다.

앞에서 명시된 처음 두 개의 처리는, 본질적으로 대략 등방성인 2축 응력 분포를 일으킨다. 이러한 처음 두 개의 처리는 또한 절단 후 잔류하는 응력을 일으킨다. 세 번째 처리 (2축 굽힘 처리)는 절단 후 잔류 응력을 일으키지 않는데, 이는 유리가 파단되자마자 굽힘력(flexural force)이 사라지기 때문이다.

이 처리는 유리에 대략적으로 등방성인 2축 응력 분포를 제공하는데, 이는 글레이징에 평행한 방향으로 응력이 가해지고, 주어진 깊이에 대해서, 글레이징에 평행한 모든 방향으로 대략 동일한 세기를 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 2축 응력은 글레이징에 평행한 평면에서 일반적으로 등방성이다. 이러한 응력은 글레이징의 두께에서 자체 균형을 이루고, 이는 확장 응력 (extensional stress)이 압축 응력과 균형을 이루고, 이는 또한 ∫σ(z)dz = 0에 달한다는 것을 의미하는데, 여기서 σ(z)는 글레이징 두께에서 위치 z의 응력을 나타낸다. 본 발명은, 어떠한 지점에서도 본 발명에 따라 절단될 수 있는 글레이징 유닛을 제조할 수 있도록 한다. 이러한 글레이징 유닛은, 주면 (편평한 글레이징의 경우)에 평행한 모든 방향에서 큰 표면, 특히 10cm보다 크거나, 또는 20cm보다 더 크고, 또는 50cm보다 크거나, 1m보다 큰 표면을 가질 수 있다.

상기 처리 전, 유리는 내부 응력을 갖지 않을 수 있다. 이는 특히 플로트 유리일 수 있다. 유리는 임의의 조성일 수 있고, 특히 소다 석회 유형일 수 있으며, 또는 FR 97/04508 또는 WO 96/11887에 기술된 조성 중 하나를 가질 수 있다.

화학 강화에 의해 처리를 수행하도록 선택된다면, 유리는 알칼리 금속 산화물을 함유해야만 한다. 이 산화물은 Na₂O 또는 Li₂O일 수 있고, 유리에, 예를 들어 1 내지 20 중량%의 양만큼 존재할 수 있다. 화학 강화 처리는 유리에 처음 있는 알칼리 금속 이온을 다른 보다 큰 알칼리 금속 이온으로 교체하는 것이다. 초기 산화물이 Na₂O라면, Na⁺ 이온을 적어도 부분적으로 K⁺ 이온으로 교체하기 위해서, KNO₃로 처리하는 화학 강화가 사용된다. 초기 산화물이 Li₂O라면, 경우에 따라 Li⁺ 이온을 적어도 부분적으로 Na⁺ 또는 K⁺ 이온으로 교체하기 위해서, NaNO₃ 또는 KNO₃로 처리하는 화학 강화가 사용된다. 특히, 처리가 화학 강화 처리라면, 본 발명에 따른 유리 절단은 보다 나은 에지 강도 (edge strength)를 갖는다. 이에 따라, 강화는 주면 중 적어도 하나에 대해 수직이고, 상기 주면으로부터 감소하는 K⁺ 또는 Na⁺ 이온 농도 변화도를 초래한다.

유리의 K 인자를 측정하기 위해, 바이애쏘그래프 (biasograph) 기술이 사용될 수 있다. 이 기술은 당업자에게 잘 알려져 있고, 특히 H. Aben과 C. Guillemet가 저술한 "유리의 광탄성" (Springer-Verlag, 1993년, 150 페이지)이라는 작품을 참조할 수 있다.

바이애쏘그래프 기술은, 예를 들어 도 1에 도시된 곡선과 같이, 유리에서 깊이의 함수로 응력 σ의 변화를 나타내는 (x축은 글레이징에 수직) 응력 세기 프로파일 (stress intensity profile)을 제공한다. 따라서, 두께 (dz_i)에 해당하는 모든 응력 (σ_i)은 전체 곡선(1) 위에서 측정되고, 예를 들어 dz_i의 값은 8㎛이다. 실제, K 인자는 다음으로 다음 식으로부터 측정된다.

K = (∑σ_i ².dz_i)^1/2

바이애쏘그래프 기술은 글레이징의 에지에 대한 접근을 필요로 한다. 이 기술을 사용하기 위해서, 글레이징의 폭은 그 두께와 동일하거나 적어도 다섯 배인 것이 바람직하다. 스트라토굴절계 (stratorefractometer)와 같은 다른 광탄성 방법이 또한 사용될 수 있다.

K 인자가 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2인 글레이징 유닛을 얻기 위해, 화학 강화를 거칠 수 있다. 이 화학 강화는 K 인자가 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2가 되도록 충분히 오랜 시간 동안 충분히 높은 온도에서 실행되어야만 한다. 일반적인 시험을 통해, 당업자는 이러한 값을 얻을 수 있는 시간과 온도를 찾을 수 있다. 일반적으로, 화학 강화는 처리하고자 하는 글레이징 유닛을 선택된 염 (일반적으로, NaNO₃ 또는 KNO₃)의 뜨거운 배쓰에 담금으로써 실행된다. 이 배쓰는 진한 염을 함유한다. 화학 강화는 일반적으로 380℃ 내지 520℃와, 처리하고자 하는 유리의 연화점보다 낮은 온도에서 임의의 방법으로 실행된다. 화학 강화는, 예를 들어 최대 50㎛까지 변동될 수 있는 깊이의, 처리된 유리의 표면에서 이온 교환을 일으킨다. 이러한 이온 교환은 알칼리 금속 이온 농도 변화도의 원인이다. 일반적으로, 이러한 변화도는 주면으로부터 글레이징의 중심을 향해 화학 강화를 통해 제공된 이온 (일반적으로 K⁺ 또는 Na⁺)의 농도 감소를 특징으로 한다. 이러한 변화도는 표면과, 예를 들어 최대 50㎛의 깊이 사이에서 존재하다. 이러한 변화도는 도 2에서 점으로 도시되는데, 이 밀도는 글레이징의 안쪽으로 더 진행하면서 감소한다. 변화도의 깊이는 이해를 돕기 위해 도면에서 과장되었다.

종래 기술의 화학적으로 강화된 글레이징 유닛은, 이들 유닛이 화학적인 강화 후 절단되지 않는다는 사실을 가정할 때, 에지를 포함하는 이들의 전체 표면에서 동일한 조성을 갖는다. 도 2a는 절단 후 화학적으로 처리된 글레이징 유닛의 에지를 단면으로 도시한다. 하부균열(3)의 스코어 선을 에지에서 볼 수 있고, 두꺼운 선으로 도 2a에 도시된다 (글레이징이 충분히 두꺼운 경우에는 맨눈으로, 또는 과도하게 얇은 글레이징의 경우, 예를 들어 500㎛ 미만의 두께를 갖는 경우에는 현미경을 이용해서, 글레이징의 절단 에지에서 항상 하부균열을 볼 수 있다는 사실이 상기될 것이다). 절단 후 글레이징의 화학 강화는 글레이징과 강화 매질 사이에서 알칼리 금속 이온 교환을 일으킨다. 이 교환은 글레이징의 표면으로부터 글레이징의 내면 쪽으로 알칼리 금속 이온 농도 변화도를 일으켰고, 이러한 변화도는 글레이징의 평행한 주면 (도 2의 (4)와 (5))으로부터, 에지 ((2)로 표시된 것을 포함해서)에서 충분한 거리까지, 예를 들어 주면의 표면 위에 있고 이 면에 수직인 지점(6)으로부터 글레이징의 중심까지 존재한다. 이 지점(6)은 일반적으로 에지로부터 적어도 1mm일 수 있다. 이 변화도는 주면에 수직인 방향으로 에지를 따라 존재하지 않지만, 글레이징의 주면에 평행한 방향이고, 상기 주면으로부터 충분한 거리에 있는 에지에 존재한다.

도 2b는 화학 강화 처리 후 절단된 본 발명에 따른 글레이징 유닛을 도시한다. 이러한 경우, 본 발명에 따라 절단된 에지(2)는 글레이징의 평행한 주면에 가까운지 또는 멀리 떨어져 있는지에 따라 변하는 조성을 갖는다. 본 발명에 따라 절단된 에지 절단의 표면은, 하부균열이 형성된 주면과 글레이징의 중심 사이에서 알칼리 금속 이온의 표면 농도 변화도를 갖는다. 이는 사실상, 에지를 따라 이러한 변화도가 존재하지 않는, 화학 강화를 통해 처리되기 전 유리 절단(도 2a에 도시된 경우)과의 근본적인 차이이다. 본 발명의 경우, 본 발명에 따라 절단된 에지는 이러한 변화도를 갖고, 하부균열의 자국이 있지만, 예를 들어 마모 또는 광택내기를 통해 이러한 자국은 이후 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 하부균열이 보이지 않는 이러한 에지를 갖는 글레이징 유닛에 관한 것이다.

질산 칼륨 배쓰에서 화학 강화가 수행된다면, 칼륨 이온의 표면 농도는 에지의 단부, 즉 에지와, 하부균열이 형성된 주면 사이의 코너에서 에지를 따라 최대이다. 에지를 따른 표면 이온 농도 C_이온의 이러한 변화도는, 도 2b의 좌측에 있는 곡선을 통해 개략적으로 도시되어 있다. 그러나, 이러한 에지는 글레이징의 주면 (도 2a의 4와 5로 표시된 면)에 평행한 방향에서는 농도 변화도를 갖지 않는다. 이에 따라, 하부균열을 갖는 에지는 상기 에지에 수직인 방향에서 알칼리 금속 이온 농도를 갖지 않는다.

유리에 응력을 부여하는 처리는 또한 적어도 하나의 박막을 부착하는 것일 수 있다. 이 막은 스코어링시 압축되도록 증착되어야 한다. 이는 특히 팽창 계수가 기판의 팽창 계수보다 작은 막을 고온 증착 (일반적으로 400 내지 700℃)함으로써 이루어질 수 있다. 이 막은 다음으로 냉각 중 압축된다. 코팅된 유리가 실온으로 복귀한 후 절단이 이루어진다. 이 막은 특히 졸-겔 또는 스크린 인쇄 또는 CVD 공정을 통해 제조될 수 있다. 막은 또한, 마그네트론 스퍼터링 또는 플라즈마 CVD 공정을 통해, 특히 막이 규소 질화물로 제조된 경우, 저온에서 제조될 수 있다. 막을 구비한 면에서 보면 코팅된 기판에 볼록부(convexity)를 제공하는 것이 자연스러운 경향이기 때문에, 막이 압축되어 있는지를 검사할 수 있다.

막은 원하는 응력 세기 인자가 얻어질 수 있도록 하는 두께를 갖는다. 일반적으로, 막의 두께는 1 내지 20㎛이다. 막은 200 MPa 내지 5 GPa, 예를 들어 약 300 MPa의 응력을 갖는 것이 바람직하다. 당업자는 유리 위의 막의 응력을 측정하는 방법을 알 것이다. 필름의 이러한 응력은 특히 유리의 곡률 변화, 또는 이것이 유리에서 유발하는 응력으로부터 측정될 수 있고, 이러한 응력은 일반적으로 광탄성에 의해 평가된다.

막은, 특히 규소 질화물, 규소 카보질화물, 규소 탄화물, 규소 옥시탄화물, 규소 옥시카보질화물, 티타늄 산화물, 티티늄 질화물, 티타늄 카보질화물, 티타늄 탄화물, 티타늄 옥시탄화물 또는 티타늄 옥시카보질화물로 만들어질 수 있다.

기판의 각 면에 압착을 통해 막을 또한 부착할 수 있다. 유리의 한 면에만 압착을 통해 막이 코팅된 경우, 스코어링은 막을 구비한 이 면에 수행될 수 있다. 스코어링을 하기 위해, 코팅된 유리에 막에 의해 제공된 볼록부를 감소시키는 경향이 있는 글레이징에 힘을 가할 수 있지만, 이는 필수적이 아니다. 압착을 통해 유리 양면이 막으로 코팅된 경우, 스코어링은 면의 한 면 또는 이와 다른 면에 수행될 수 있다.

유리에 응력을 가하는 처리는 또한 대략 등방성인 2축 굽힘력을 가하는 것일 수 있다. 글레이징의 두 개의 주면을 서로 다른 온도로 가열하고, 글레이징에 힘을 가함으로써 이러한 온도 차이가 자연스럽게 유발할 수 있는 변형을 차단함으로써, 적절한 2축 굽힘력이 가해질 수 있다. 온도 차이와 변형을 막는 힘이 존재하는 한, 스코어링이 실행되고, 이에 따라 파단이 실행된다. 이러한 경우, 한편, 주면에 서로 다른 온도를 가하고, 다른 한편, 이러한 온도 차이가 유발하는 변형을 막는 힘을 가하는 것을 결합함으로써 굽힘력이 생성된다. 도 3은 이러한 원리에 따른 한 가지 실시예를 도시한다. 이 도면은 두 개의 주면(7과 8)이 있는 글레이징 유닛과, 많은 구멍(10)이 있는 플레이트(9)를 도시한다. 이 글레이징 유닛은 플레이트에 압착될 수 있는데, 이는 구멍을 통해 가해지는 흡인을 통해 글레이징 유닛이 플레이트에 흡인되기 때문이다. 면(8)이 면(7)과 다른 온도를 갖도록 글레이징의 출발 온도와 다른 온도까지 플레이트가 가열된다. 글레이징의 두 면 사이에서 이러한 온도 차이의 생성은, 글레이징이 플레이트에 압착되는 동안 글레이징에 응력이 생성되는 이유이다. 이는, 글레이징이 그 평형 모양을 띠도록 유지되면, 어떠한 응력도 갖지 않기 때문이다. 면(8)이 면(7)보다 뜨거우면, 글레이징이 압착되어 있는 한 압착되어 있는 것은 면(8)이다. 이러한 경우, 스코어링은 면(7), 즉 확장된 면에 수행될 수 있다. 따라서, 이 면의 하부균열은 확장된 영역에 즉시 도달하고, 10㎛보다 더 깊이 있을 수 있지만 매우 얕은 깊이의 하부균열이 충분할 수 있다. 면(8)이 면(7)보다 더 차면, 글레이징이 압착되어 있는 한 압축 상태로 있는 면은 면(7)이다. 이 경우, 스코어링은 면(7), 즉 압축 상태로 있는 면에 수행될 수 있고, 이 경우, 확장된 영역에 도달하기 위해 하부 균열은 압축된 두께보다 더 깊어야만 하기 때문에, 글레이징 두께의 절반보다 더 깊어야만 한다.

굽힘력을 가할 경우, 상기 굽힘력을 가하는 동안 스코어링을 수행해야 한다. 유리에 응력을 일으키기 위해 가해진 힘은 종래의 파단력보다 훨씬 더 작다. 예를 들어, 두께가 0.1 내지 5.2mm인 글레이징 유닛에 대해서, 이러한 굽힘력은 3 내지 70 MPa일 수 있고, 글레이징이 더 얇을수록 힘은 더 커야 하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 두께가 1 내지 5.2mm인 글레이징에 대해, 이러한 굽힘력은 3 내지 20 MPa일 수 있다. 사실상, 스코어링이 수행되자마자, 하부균열은 유리의 두께에 수직으로 전파되고, 파단에 아무런 영향도 미치지 않으면서 스코어링 바로 후에 굽힘력을 즉시 중단시킬 수 있다.

유리를 파단시키지 않으면서 적절한 K 인자를 갖는 유리를 절단하기 위해, 유리 표면은 원하는 절단의 선에 해당하는 선을 따라 스코어링된다. 이러한 스코어링은 하부균열을 일으킨다 {당업자에 의해 블라인드 균열(blind crack)이라고도 불림}. 스코어링은 특히, 스코어링 휠을 이용해서, 또는 다이아몬드 또는 레이저에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 그리고 보다 구체적으로 두께가 1 내지 3mm인 글레이징에 대해, 하부균열은 깊이가 100 내지 1000㎛이다. 일반적으로, 하부균열은 글레이징 두께의 10% 내지 20%, 예를 들어 약 15%의 깊이를 갖는다.

스코어링 휠 또는 다이아몬드가 사용된 경우, 스코어링은, 파단력을 가하지 않고도 전파될 수 있어야만 하는 충분한 깊이의 하부균열을 얻는데 충분한 하중으로 수행된다. 스코어링 휠 또는 다이아몬드가 사용된 경우, 스코어링은 절단용 오일 {당업자에 의해 "가솔린(petrol)"이라고도 불림}을 이용해서 수행되는 것이 바람직하다. 스코어링 휠이 사용된 경우, 예를 들어 145°의 큰 각을 갖는 스코어링 휠을 이용하는 것이 바람직하다. 스코어링 휠의 각도는 도 4에 도시된 바와 같이 각(α)이다. 주어진 스코어링 휠이나 다이아몬드에 대해서, 스코어링에 적절한 하중을 발견하는 것은 또한 일반 시험을 통해서 가능하다. 이는, 불충분한 하중은 균열을 일으키지 않는 반면, 지나치게 높은 하중은 제어되지 않는 균열, 즉 스코어링 선을 항상 따르지는 않는 균열을 일으킨다.

본 발명의 필수 파라미터가 얻어지면, 스코어링을 통해 발생한 균열은 모두 자동으로 처리된 글레이징을 통해 전파되고, 즉 파단력을 가할 필요가 없다. 다음 수단 중 적어도 한 가지 수단을 통해, 즉

- 물을 이용: 약간의 물이 하부균열에 있을 수 있다. 이를 행하기 위해서는, 예를 들어 절단하기 전, 스코어링의 단부에 해당하는 글레이징의 부분만을 (일반적으로 수 mm) 적실 수 있다.

- 스코어링의 단부에서 스코어링 하중을 증가시킴으로써,

균열의 전파를 가속화시킬 수 있다.

스코어링은 하부균열을 일으켜야만 한다. 스코어링은 압축된 글레이징의 주면, 또는 존재할 경우, 확장된 글레이징의 주면에서 수행될 수 있다. 스코어링이 압축된 주면 (특히 화학 강화를 통해 처리되거나 압축된 막으로 처리된 표면의 경우)에서 실행되면, 하부균열은 확장된 영역에 도달하기 위해 압축된 두께(e_c)보다 더 깊어야만 한다. 특히, 이 처리가 화학 강화 처리인 경우, 하부 균열은 압축된 두께(e_c)의 값보다 5 내지 20배의 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

화학 강화 처리의 경우, 압축된 두께는 이온 교환 깊이 (P_e)로부터 측정될 수 있고, 이온 교환 깊이는,

a) 에 의해 측정되거나,

여기서, a는 유리에서 알칼리 금속 산화물의 초기 몰% (예를 들어 Na₂O 또는 Li₂O)를 나타내고,

mi는 유리의 전체 초기 질량 (강화 전)을 그램 단위로 나타내며,

Mv는 유리의 몰 질량을 g/mol 단위로 나타내고.

△m은 강화 중 유리의 흡수 속도를 그램 단위로 나타내며,

ev는 유리의 두께를 마이크로미터 단위로 나타낸다.

P_e는 따라서 마이크로미터 단위로 얻어진다.

b) 마이크로프로브 프로파일 (microprobe profile)에 의해 측정될 수 있고, 이 경우, 강화에 의해 제공된 이온의 함량이 유리 매트릭스와 5% 이내로 동일한 깊이로 한정된다.

막을 형성함으로써 처리한 경우, 압축된 두께는, 막이 압축되어 있고 외부의 힘이 실질적으로 글레이징을 변형시키지 않을 경우 막의 두께와 동일하다.

굽힘력을 가해서 처리하는 경우, 압축된 면에 스코어링이 수행된다면, 압축된 두께는 글레이징 두께의 절반과 동일하다. 굽힘력을 가해서 처리하는 경우, 확장된 면에 스코어링이 수행된다면, 하부균열은 10㎛보다 더 깊은 곳에 있지만, 더 얕을 수 있다.

본 발명은 특히 두께가 적어도 0.3mm, 또는 적어도 0.7mm, 또는 적어도 1.2mm, 또는 1.5mm 이상, 또는 적어도 2.6mm 이상인 유리 시트를 파단하지 않으면서 절단할 수 있도록 한다. 일반적으로, 유리 시트의 두께는 20mm 미만, 예를 들어 최대 5.2mm이다. 글레이징의 두께는 특히 0.7mm 내지 5.2mm, 예를 들어 2.6 내지 5.2mm일 수 있다.

본 발명에 따른 절단은 유리 표면에 하부균열을 스코어링함으로써 시작되고, 절단을 거친 글레이징의 무기부 (inorganic part)의 전체 두께를 통한 균열의 전파가 관찰된다. 사실상, 유리 시트 중 한 장은 본 발명에 따라 처리되고, 본 발명에 따라 스코어링된, 중합체 중간층의 어느 한 면에 위치한 적어도 두 장의 유리 시트의 결합물인 적층 글레이징 유닛의 경우, 균열은 스코어링된 시트만을 통해 전파되고, 중합체 중간층의 다른 면에 있는 다른 유리 시트를 통해서는 전파되지 않는다는 것이 분명하다.

본 발명은 또한 두 개의 주면과 적어도 하나의 에지가 있는 유리 시트를 포함한 글레이징 유닛에 관한 것으로, 상기 글레이징 유닛은 그 두께를 통한 응력의 분포를 갖고, 상기 응력은 이축으로, 대략 등방성이고 자체 균형을 이루었으며, K 인자는 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2이다.

본 발명의 종래 기술에 의해 제조될 수 없는 절단 프로파일을 제조할 수 있도록 한다.

본 발명에 따라, 곡률 반경이 매우 작은 곡선을 따라 유리를 절단할 수 있고, 두꺼운 유리의 경우에도 이와 같이 유리를 제조할 수 있다. 절단선을 따라 적어도 한 지점에서, 곡률 반경은 40mm 미만, 또는 심지어 30mm 미만, 또는 심지어 20mm 미만, 또는 심지어 10mm 미만, 또는 심지어 5mm 미만일 수 있다. 일반적으로, 곡률 반경은 3mm보다 크다. 이러한 절단의 곡률 반경은 두께가 1mm보다 더 크고, 2.6mm보다 큰 글레이징에 대해 얻어질 수 있다. 일반적으로, 10mm 미만의 곡률 반경을 만들기 위해, 글레이징은 5.2mm 미만의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 특히, 이에 따라 자기 기록 디스크를 절단할 수 있으며, 즉 이들의 주변 원형 절단과 이들의 중심 원형 구멍을 동시에 만들 수 있다.

본 발명에 따라, 오목부가 변하는 곡선, 그리고 방금 제시된 것과 같이 곡률 반경이 매우 작은 역 오목부를 연결하는 곡선을 따라 절단할 수 있다. 도 5는 글레이징 유닛(11)에 생긴 절단의 한 가지 형태를 도시하는데, 상기 절단은 점(12)에서 오목부의 변화를 갖는다. 점(12)에는 두 개의 서로 다른 오목부 곡선이 연결된다. 도 5에서, 점(12)의 어느 한 측의 곡선은 절대값으로 동일한 곡률 반경을 갖고, 이는 이미 설명된 바와 같이 매우 작을 수 있다.

본 발명에 따라, 매우 작은 폭으로 유리를 절단할 수 있다. 글레이징 유닛은 일반적으로 두께, 폭, 길이 (적어도 폭과 동일한)를 갖는다. 일반적으로, 본 발명에 따라 절단하고자 하는 글레이징은 대략 일정한 두께를 갖는다. 일반적으로 글레이징은 편평하다. 본 발명에 따라, 글레이징 절단부의 폭은 심지어 두께의 1.5배 미만, 심지어 두께의 1.2배 미만, 심지어 두께의 1배 미만, 심지어 두께의 0.7배 이하일 수 있다. 일반적으로, 글레이징 절단부의 폭은 두께의 0.1배보다 크다. 따라서, 본 발명은 특히 앞에서 제공된 폭, 특히 두께와 유사하거나 두께보다 더 작은 크기의 폭을 갖는 정사각형 또는 직사각형 단면의 유리 스트립을 제조할 수 있도록 한다.

본 발명에 따라, 하나의 각을 포함하는 절단선을 따라 글레이징 유닛을 절단할 수 있다. 이 각은, 예를 들어 60°내지 120°이고, 특히 90°이다. 두드러지게, 절단은 오목한 각(α₁)을 갖는 단편을 만들고 볼록한 각(α₂)을 갖는 단편이 얻어진다 (도 6 참조). 이를 행하기 위해서, 절단은 서로 만나는 두 개의 서로 다른 절단선의 교차 결과가 되지 말아야 하고, 상기 교차는 원하는 각을 형성하고, 두 개의 절단선은 이들의 교점 위에서 계속된다. 본 발명에 따른 각을 만들기 위해서는 다음 두 가지 선택사항이 존재한다.

1) 절단 전 각을 위해 선택된 지점에 구멍이 만들어진 다음, 구멍의 자리에서 서로 만나는 두 개의 서로 다른 스코어 선을 만들어서 절단을 실행하고, 구멍은 예를 들어 0.2 내지 2mm의 직경을 가질 수 있다.

2) 구멍은 각을 위해 선택된 위치에서 만들어지지 않고, 오히려 곡률 반경에 관해 앞에서 명시된 조건을 만족시키는 모든 지점에서 스코어 선이 만들어지므로, 이는 적어도 3mm가 되어야만 한다. 따라서, 이 각은 사실상 매우 작은 곡률 반경의 곡선이다. 여러 스코어 선의 접선이 교점에서 일치하도록 여러 스코어 선이 서로 만날 경우, 스코어링을 여러 번 반복할 수 있다.

손으로 스코어링을 수행하는 것이 바람직할 경우, 각에 바람직한 위치에 구멍을 만드는 것이 바람직할 수 있다. 기계를 이용해서 스코어링을 수행할 경우, 스코어링이 앞에서 제시된 최소 곡률 반경을 따른다면, 구멍은 스코어링 전에 만들어질 필요가 없다. 이러한 유형의 기계를 이용해서, 트레이싱(tracing)은 일반적으로 하나의 단일 단계를 통해 수행되는데, 즉 스코어링 물체가 일단 유리 위에 위치하고, 스코어링이 끝날 때까지 유리를 떠나지 않는다.

도 6은 본 발명에 따라 절단된 후 두 개의 글레이징 단편을 도시한다. 절단은 두 개의 절단된 부분에서, 서로 완벽하게 들어맞는 두 개의 각을 만드는 작은 곡률 반경의 둥근 각을 갖는 것으로 볼 수 있다. 이 각은 절단 전에 구멍을 형성하지 않고 만들어졌다. 종래 기술에 따라, 서로 교차하는, 즉 교점 후에도 계속되는 절단선의 교차를 통해 90°의 각을 만드는 방법이 알려졌다. 도 7은 종래 기술에 따라 보통 유리를 절단하는 방법을 도시하는데, 절단선(13)은 글레이징의 전체 표면을 가로질러서, 정사각형이나 직사각형의 단편(14)을 만든다. 이러한 방법으로 절단된 모든 단편의 각은 볼록하고, 절단된 단편은 오목한 각을 갖지 않는다.

본 발명에 따라, 유리 플레이트의 안쪽으로부터 완전한 모양을 절단해서 분리할 수 있는데, 상기 절단은 글레이징의 원래 바깥 경계를 가로지르지 않는다. 따라서, 바깥 경계가 절단 모양을 갖는 완전한 모양은, 글레이징의 나머지 부분으로부터 분리되고, 다음으로 이 나머지 부분은 절단 모양을 갖는 안쪽 경계와, 원래 바깥 경계 (절단 전)에 대해 변하지 않고 유지되는 바깥 경계를 갖는다. 이를 행하기 위해서, 글레이징의 바깥 경계와 교차하지 않고 자체적으로 접한 선을 따라 스코어링이 실행되어, 한편, 완전한 모양을 절단하고, 다른 한편으로, 구멍이 뚫린 모양을 절단하는데, 구멍이 뚫린 모양의 바깥 윤곽은 글레이징의 원래 바깥 윤곽에 해당하고, 구멍이 뚫린 모양의 안쪽 윤곽은 완전한 모양의 바깥 윤곽에 해당된다. 이러한 완전한 모양은 원일 수 있고, 또는 이미 명시된 곡률 반경을 가질 수 있다. 도 8은 이러한 가능성을 나타낸다. 이 도면에서, 완전한 모양(15)은 플레이트의 안쪽으로부터 절단되었고, 이는 다음으로 구멍이 뚫린 모양(16)으로 나타난다. 완전한 모양의 바깥 윤곽은 구멍이 뚫린 모양의 안쪽 윤곽(17)에 해당된다. 구멍이 뚫린 모양의 바깥 윤곽(18)은 절단 전 원래 플레이트와 동일하다. 완전한 모양은 원이거나 또는 이미 명시된 바와 같이 작은 곡률 반경을 포함할 수 있다. 완전한 모양은 또한 이미 명시한 바와 같이 하나 이상의 각을 포함할 수 있고, 이러한 각은 앞에서 명시된 조건, 즉 절단 전에 구멍이 형성되거나, 미리 구멍이 형성되지 않고, 스코어링은 3mm의 최소 곡률 반격을 따른다는 조건에 따라 만들어져야 하는 것으로 이해된다. 따라서, 완전한 모양은 다각형 윤곽을 갖고 절단될 수 있다. 특히, 다각형 모양은, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개, 또는 이보다 많은 각을 포함할 수 있다. 그래서, 네 개의 90° 각을 갖도록 절단한 후에 (이는 도 8에 도시된 절단 모양에 대한 경우), 정사각형이나 직사각형의 모양을 갖는 완전한 모양을 절단할 수 있다. 그러므로, 구멍이 뚫린 모양은 프레임의 모양을 갖고, 상기 프레임 모양은 정사각형 또는 직사각형 모양의 안쪽 경계와, 정사각형 또는 직사각형 모양의 바깥 경계를 갖는다. 이 프레임은 또한 정사각형이나 직사각형 모양의 단면을 갖는다. 이렇게 얻어진 구멍이 뚫린 모양 (또는 프레임)은 특히 편평한 FED (전계 방사 디스플레이)와 같은 두 개의 글레이징 유닛 사이의 삽입물 단편으로 적용 가능하다. 구멍이 뚫린 모양은 매우 작은 에지 폭 (도 8에서 19), 즉 얇은 조각에 관해서 이미 명시된 것에 해당하는 것을 가질 수 있다. 완전한 모양은 구멍이 뚫린 모양으로부터, 바람직하게는 초기 스코어링으로 이 면으로부터 추출함으로써 분리될 수 있다. 완전한 모양은 일반적으로 손으로 추출될 수 있다. 추출을 보다 쉽게 하기 위해서, 특히 보다 큰 글레이징 두께에 대해서, 열에 의한 추출 작업이 또한 수행될 수 있는데, 이는 완전한 모양과 구멍 뚫린 모양이 아직 분리되지 않은 전체 절단 글레이징을 우선 가열하고 (예를 들어, 90 내지 220℃), 두 번째로 추출하고자 하는 완전한 모양을 포함하는 창유리의 중앙 부분을 냉각시키는 것이다. 냉각에 의해 일어난 수축은 완전한 모양이 보다 쉽게 추출되도록 한다.

본 발명에 따른 절단은 본 발명에 따라 처리된 (화학, 막, 또는 굽힘 처리) 유리 시트의 표면을 스코어링함으로써 실행될 수 있고, 상기 시트는 적층 글레이징 유닛의 부분을 형성한다. 이 경우, 스코어링을 통해 일어난 균열은 처리된 시트의 두께를 통해 전파되고, 일반적으로 적층 글레이징 유닛의 시트 사이에 위치한 중합체 중간층에서 멈춘다. 이러한 방식으로, 많은 평행한 선형 균열이 적층 글레이징 유닛의 처리된 시트를 통해 만들어져서, 중합체 중간층까지 상기 시트를 통과한다. 이렇게 생성된 균열은 글레이징을 통과하는 광을 위한 거울로 작용한다. 이렇게 얻어진 미적으로 훌륭한 글레이징은 광 편향체로 작용할 수 있다. 도 9는 이러한 애플리케이션을 나타낸다. 이 도면은, 중합체 층(24)으로 분리된 두 장의 유리 시트의 결합물을 포함하는 적층 글레이징 유닛(23)의 처리 시트(22)를 통해, 광선(20)이 본 발명에 따라 생성된 균열의 경계면(21)에서 반사되는 것을 나타낸다. 이러한 애플리케이션에서, 균열은, 예를 들어 2 내지 10mm의 거리만큼 서로 분리될 수 있다. 일반적으로, 두 개의 균열 사이의 거리는, 균열이 일어난 시트의 두께의 40 내지 80%를 차지하는 것이 바람직하다.

물론, 정사각형이나 직사각형 모양을 절단하기 위해, 글레이징의 전체 표면을 관통하는 종래의 절단을 실행하는 것이 또한 가능하다. 이러한 유형의 단편은 LCD (액정 디스플레이) 셀을 위한 차단 글레이징으로 작용할 수 있다.

본 발명은, 특히 화학 강화 처리를 포함한 경우, 전기장에서 글레이징을 절단하는데 매우 유리하다. 이러한 화학 강화 기술은, 특히 이온 교환을 할 수 있는 유리에 적용 가능한데, 이는 특히 높은 변형점을 갖는 유리, 예를 들어 쌩-고벵 글래스 프랑스 사에 의해 판매되는 CS77 유리를 위한 전자장치의 경우이다. 이러한 유리의 조성은 예를 들어 EP 0 914 299에 기술되어 있다. 따라서, 절단 기술은 전자장치용 액세서리 (스페이서 또는 삽입물과 같은), 스크린 (플라즈마, LCD, TFT, FED 스크린), 전계 디스플레이를 제조하기 위한 라인과, 진공 글레이징을 제조하기 위한 라인에서 적용할 수 있다. 화학 강화의 사용은 에지, 특히 절단된 에지, 높은 기계 강도를 제공한다. 종래 기술의 절단 기술을 사용할 경우, 유리를 절단하기 위해, 스코어링 및/또는 파단을 하기 위해서, 구성요소들을 유리 표면에 접하게 하고 이 위에 고정시키는 것이 필요하다. 이는 유리 표면에 이미 인쇄가 되어 있을 경우, 이러한 인쇄와의 접촉은 손상을 입힐 수 있기 때문에, 단점이다. 본 발명에 따른 기술 때문에, 보다 구체적으로는 화학 강화를 사용할 경우, 응력 생성 처리를 한 다음 유리를 인쇄하고, 다음으로 구성요소와 최소한으로 접하면서 이를 절단할 수 있다. 특히, 이에 따라, 모체 유리 (motherglass)를 제조하고, 이 표면 위에 패턴을 인쇄한 다음, 이후로만 각각의 스크린 (전화, 팜탑 또는 휴대용 컵퓨터 스크린)을 절단하기 위해서 사이클 제조를 실행할 수 있다.

모든 예는 다음과 같이 제조된 유리 플레이트를 화학적으로 강화함으로써 시작하고, 상기 강화의 필수 파라미터 (시간과 온도)가 표 1에 제시되어 있다. 사용된 출발 유리는 다음과 같다.

CS77: 쌩-고벵 글래스 프랑스 사에 의해 판매되는 유리,

PX: 쌩-고벵 글래스 프랑스 사에 의해 판매되는 PLANILUX라는 상표명의 유리,

C0211: 코닝 사에 의해 판매되는 유리.

화학 강화의 예

치수가 300 ×200 ×e mm인 편평한 유리가 취해졌다. "e"는 시간 "t" 동안 온도(T)의 질산 칼륨 배쓰에서 강화되었다. 이러한 처리는 코어 응력을 일으켰다.

절단 원리의 예

다이아몬드나 스코어링 휠을 사용해서, 유리 플레이트는 여러 용도에 해당하는 여러 절단 모양으로 절단되었다. 스코어링 휠을 이용한 절단은 모두 아래 원리에 따라 만들어졌다. Adler 사에 의해 판매되는 VITRUM이라는 상표명의 스코어링 휠로 스코어링이 수행되었고, 상기 스코어링 휠은 145°의 각과 5mm의 직경을 갖고, 하부균열이 교환 깊이 P_e보다 더 깊도록 절단 유체와 하중을 갖는다. 본 발명을 도시하는 예에 대해, 하부 균열은 유리의 전체 두께를 통해 전파되고, 파단력을 가할 필요가 없는 것으로 주목되었다 (표 1의 "전파" 선 참조). 특정한 경우, 물을 첨가함으로써 스코어 선의 끝에서 전파가 시작되었고, 이 물은 모세관 효과를 통해 하부균열로 침투했다. 다른 경우에, 스코어 선의 끝에 하중을 증가시킴으로써 전파가 개시되었다.

모든 예에 대해, 유리의 K 인자는 폭이 10mm인 유리 조각에서 바이애쏘그래프를 통해 측정되었다 (유리 조각의 폭이 3mm인 예 5와 6의 경우는 제외).

표 1에서, 다음 표현과 약어가 사용된다.

- P_e: 이온 교환 깊이,

- △하중: 하중의 증가,

- 전파와 유형: 균열 전파가 올바르게 진행되는지 (안내 전파), 또는 조절되지 않는지 (이는 유리가 스코어링 선을 따라 파단되지 않음을 의미), 또는 전파가 일어나지 않는지 (이는 유리가 결국 파단되지 않음을 의미)가 판단되었다.

예 1과 2: 프레임

화학적인 강화 처리 전에, 직경이 1mm인 네 개의 구멍이 다이아몬드 드릴 비트를 이용해서 플레이트의 코너에 만들어졌다. 상기 구멍은 상기 플레이트의 에지로부터 4mm에 위치한다. 화학 강화 처리 후, 플레이트의 에지에 평행하고 구멍 사이에 있는 직선을 따라 플레이트가 절단되어, 프레임을 만들었다. 구멍 사이의 유리 직사각형은 프레임을 복구하기 위해 추출될 수 있다 (도 8 참조).

예 3: 일광 반사

적층 글레이징 유닛은, 한편 화학적으로 처리된 플레이트와, 다른 한편으로, 두께가 2mm인 일반적인 소다 석회 유리 (화학적으로 처리되지 않은) 창유리와, 이들 사이에, 종래의 방법으로, 폴리비닐 부티랄 (PVB)의 막을 배열해서 제조되었다.

글레이징 유닛의 한 단부를 물에 담근 후에 (약 5mm), 화학적으로 강화된 글레이징의 면에 스코어링 휠을 통해 제 1 열의 곧고 평행한 스코어 선이 만들어졌고, 상기 스코어 선은 서로 8mm만큼 떨어져 있고, 물에 담긴 단부에서 끝이 난다. 물은 각 균열의 전파를 개시함으로써 그 역할을 수행한다. 다음으로, 제 2 열의 스코어 선이 제 1 열의 스코어 선 사이에 만들어져서, 결국 플레이트는 약 4mm마다 스코어 선을 가졌다. 스코어 선에 의해 발생한 모든 균열은 PVB 막까지 전파되고, 즉 이들은 화학적으로 강화된 창유리의 전체 두께를 관통했다. 다음으로 글레이징 유닛은 각 균열의 거울 효과 때문에 이를 지나는 광에 대한 반사체로 작용한다 (도 9 참조).

예 4: 원 절단

Adler 사에 의해 판매되는 VITRUM이라는 상표명의 스코어링 휠을 사용해서 직경이 60mm인 원이 절단되었고, 상기 스코어링 휠은 각이 145°이고 직경이 5mm이며, 상기 스코어링 휠은 핸들을 구비한 원형 유리 절단기에 장착되고, reference Bohle 530.0 section 1.19를 갖는다. 유리 디스크는 디스크나 플레이트의 나머지 부분이 파단되지 않고 열 추출을 통해 추출될 수 있었다.

예 5: 막 유리 절단

물을 이용하거나, 하중을 증가를 통한 개시 없이, 다이아몬드를 이용해서, 두께가 300㎛인 유리 시트가 화학적으로 강화된 후 절단되었다. 이 절단은 제어되지 않는 파단 없이 스코어 선을 따라 쉽게 행해졌다. 유리에서 K 인자는 폭이 3mm인 조각 위에 바이애쏘그래프를 통해 측정되었다.

예 6 (비교예)

K 인자가 표 1에 명시된 값에 도달하도록 화학 강화가 수행된 것을 제외하고, 절차는 예 5의 경우와 동일했다.

예 7 내지 9 (비교예)

K 인자가 표 1에 명시된 값에 도달하도록 화학 강화가 수행된 것을 제외하고, 절차는 예 2의 경우와 동일했다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 파단력을 가할 필요 없이 글레이징 유닛 (glazing unit)을 절단하는 방법에 사용된다.

Claims (31)

1. 두 개의 주면이 있는 유리 시트를 포함한 글레이징 유닛 (glazing unit)을 절단하는 방법으로서,

   상기 방법은 파단력 (breaking force)을 가하는 것을 필요로 하지 않고, 상기 방법은 다음 단계, 즉

   - 응력을 일으키고, 압축된 적어도 하나의 영역과 확장된 적어도 하나의 영역을 생성하는 유리 시트에 처리를 가하는 단계로, 응력의 분포는 2축으로, 대략 등방성이고, 그 두께에서 자체 균형을 이루며, 상기 응력은 K 인자가 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2이 되도록 하고, 상기 K 인자는,

   K = [∫_z σ_z ².H(σ_z).dz]^1/2로 정의되는데,

   z는 두께 내 위치이고, σ_z는 위치 z에서 대략 등방성인 2축 응력의 세기이며, H(σ_z)는, σ_z가 0보다 크면 1이고, σ_z가 0 이하이면 0이며, 확장은 양의 값으로 표시되고 압축은 음의 값으로 표시되는 규칙을 갖는, 유리 시트에 처리를 가하는 단계와,

   - 원하는 절단선을 따라 10㎛ 이상의 깊이로 하부균열(subcrack)을 스코어링(scoring)하는 단계로, 상기 하부균열은 확장된 상기 글레이징의 영역에 도달하는, 하부균열을 스코어링하는 단계를

   포함하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
2. 제 1항에 있어서, 처리 전, 상기 유리는 알칼리 금속 산화물을 함유하고, 상기 처리는 화학 강화 처리 (chemical toughening treatment)인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 화학 강화는, 상기 주면 중 적어도 한 면에 수직이고 상기 주면으로부터 감소하는 K⁺ 또는 Na⁺ 이온 변화도를 초래하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 화학 강화는 최대 50㎛의 깊이에서 이온 교환을 일으키는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 처리는 압축된 막을 부착하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 막의 두께는 1 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 막은 200 MPa 내지 5 GPa의 응력을 갖는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 처리는 대략 등방성인 2축 굽힘력 (isotropic biaxial bending force)을 가하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 굽힘력은, 한편, 상기 주면에 서로 다른 온도의 인가, 다른 한편, 상기 온도 차이가 유발하는 변형을 막는 힘의 결합을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 굽힘력은 3 내지 20 MPa인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징의 두께는 0.7 내지 5.2mm인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징의 두께는 2.6 내지 5.2mm인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스코어링은 압축된 주면에 실행되고, 확장된 상기 영역에 도달하기 위해 압축된 상기 영역을 통과하는 하부균열을 생성하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
14. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스코어링은 확장된 주면 위에 실행되는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스코어링은, 상기 글레이징의 상기 바깥 경계와 교차하지 않고 자체적으로 접한 선을 따라 실행되어, 한편, 완전한 모양을, 다른 한편으로, 구멍이 뚫린 모양을 절단하는데, 상기 구멍이 뚫린 모양의 상기 바깥 윤곽은 상기 글레이징의 원래 바깥 윤곽에 해당하고, 상기 구멍이 뚫린 모양의 상기 안쪽 윤곽은 상기 완전한 모양의 상기 바깥 윤곽에 해당하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스코어링은, 적어도 한 점에서 5mm 미만의 곡률 반경을 갖는 선을 따라 실행되는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛의 절단 방법.
17. 두 개의 주면과 적어도 하나의 에지를 갖는 유리 시트를 포함하는 글레이징 유닛으로서,

    상기 글레이징 유닛은 그 두께에서 응력 분포를 갖고, 상기 응력은 2축으로, 대략 등방성이고 자체 균형을 이루고 있으며, 그 K 인자는 0.05 내지 0.4 MPa.m^1/2으로, 상기 K 인자는,

    K = [∫_z σ_z ².H(σ_z).dz]^1/2로 정의되는데,

    z는 두께 내 위치이고, σ_z는 위치 z에서의 응력이며, H(σ_z)는 σ_z가 0보다 크면 1이고, σ_z가 0 이하이면 0이고, 확장은 양의 값으로 표시되고 압축은 음의 값으로 표시되는 규칙을 갖는, 글레이징 유닛.
18. 제 17항에 있어서, 상기 글레이징 유닛은, 상기 주면 중 적어도 한 면에 수직이고, 상기 주면으로부터 감소하는 알칼리 금속 이온 변화도를 갖는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
19. 제 18항에 있어서, 상기 주면 중 적어도 한 면에 수직인 상기 변화도는 적어도 하나의 에지의 표면에 존재하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
20. 제 19항에 있어서, 상기 에지는 절단 하부균열의 스코어 선을 갖는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
21. 제 17항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 에지는 상기 에지에 수직 방향으로 알칼리 금속 이온 변화도를 갖지 않는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
22. 제 17항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징 유닛의 두께는 0.7 내지 5.2mm인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
23. 제 22항에 있어서, 상기 글레이징 유닛의 두께는 2.6 내지 5.2mm인 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
24. 제 17항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징 유닛의 경계 중 하나는, 적어도 한 지점에서, 5mm 미만의 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
25. 특히 제 17항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로, 폭이 두께의 1.5배 미만인 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 스트립(strip) 형태인, 글레이징 유닛.
26. 제 25항에 있어서, 적어도 부분적으로, 폭이 두께의 1배 미만인, 글레이징 유닛.
27. 특히 제 17항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 프레임 모양을 갖고, 상기 프레임 모양은 정사각형 또는 직사각형 모양의 안쪽 경계와, 정사각형 또는 직사각형 모양의 바깥 경계를 갖는, 글레이징 유닛.
28. 편평한 전계 방사 디스플레이로서, 제 27항의 글레이징 유닛을 포함하는 삽입물을 포함하는, 편평한 전계 방사 디스플레이.
29. 유리 시트 중 하나가 제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 기재된 글레이징 유닛일 수 있는 적층 글레이징 유닛으로서,

    중합체 중간층까지 상기 유리 시트를 통과하는 많은 평행한 선형 균열을 포함하는, 적층 글레이징 유닛.
30. 제 29항에 있어서, 상기 균열은 2mm 내지 10mm의 거리만큼 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 적층 글레이징 유닛.
31. 제 29항 또는 제 30항에 있어서, 두 개의 균열 사이의 거리는 상기 균열 시트 두께의 40 내지 80%를 차지하는 것을 특징으로 하는, 적층 글레이징 유닛.