KR20050041901A - 유리 또는 유리 세라믹스로 이루어지는 돌기판의제조방법과, 그 방법으로 제조된 제품 및 제조용 공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리판 또는 유리 세라믹스판(이하 “유리판”이라고 약칭한다)의 제조방법에 관한 것으로서 우툴두툴한 철부(凸部) 및/또는 요부(凹部, 3)가 형성되어있는 지지대(2) 위에 유리판(1)을 올려놓는 단계와, 상기 유리판(1)과 지지대(支持臺)(2)를 변태온도 이상으로 초과하여 동시에 가열하는 단계 및 상기 유리판(1)을 실내온도로 냉각하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 돌기(8, 8')들이 형성된 유리판 또는 유리 세라믹스판에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 유리판을 특히 빵 굽는 오븐과 같은 발열장치의 각종 고온 공간부위들의 단열을 위하여 사용될 뿐만 아니라, 특히 공조설비 안에 살균용으로 이용하는 사용법이 제시된다.

Description

유리 또는 유리 세라믹스로 이루어지는 돌기판의 제조방법과, 그 방법으로 제조된 제품 및 제조용 공구{MANUFACTURING METHOD OF PROTRUSION PLATE OF GLASS 0R GLASS CERAMIC, PRODUCT MANUFACTURED THEREBY AND TOOL FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 우툴두툴한 돌기면(突起面)이 형성된 유리판 또는 유리 세라믹스판의 제조방법과, 그 방법으로 제조된 제품 및 그러한 제품의 제조용 총형(總形) 바이트에 관한 것이다. 상기 우툴두툴한 유리 세라믹스판은 빵 굽는 가마 속에서 뜨거운 내부공간을 차가운 외부주방(廚房)으로부터 단절시키기 위하여 사용되거나, 또한 공조설비(空調設備) 속에 세균의 멸균소독을 위하여 사용될 수 있다.
일반적인 선행기술에 따르면, 유리판에 구멍들을 내는 방법은 여러 가지가 있다. 예를 들어 종래의 천공방법으로서는 다이아몬드 드릴을 사용하여 유리판에 구멍을 내는 것이다.
또 다른 일반적으로 공지된 공법은 초음파진동 래핑 기법으로서, 이 방법은 최대 25.4 cm (10인치) 크기의 구멍을 낼 수 있다. 이 래핑 방법에 있어서 구멍크기는 매우 제한되어 있다.
그 밖에 일반적으로 공지된 것으로서, 유리판에 한정된 수의 구멍들을 내는 샌드블라스트 공법과, 유리에 하나씩 직경이 작은 구멍을 내는 레이저 천공기법이 있다.
본 발명의 과제는 임의의 형상으로 다수의 구멍들을 뚫은 유리판 또는 유리 세라믹스판을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 해결문제는 우툴두툴한 유리판의 제조와, 그 유리판의 제조에 적합한 총형 바이트를 준비하는 것이다.
전술한 바와 같이, 유리판 또는 유리 세라믹스판의 제조를 위한 상기 기술적 문제의 방법론적 부분은 본 발명에 따라 상기 방법이 다음과 같은 단계를 포함함으로써 가능하다는 것이 확인되었는바, 즉,
- 우툴두툴한 요철부(凹凸部)가 있는 지지대 위에 유리판을 올려놓는 단계와,
- 상기 유리판과 지지대를 변태온도(變態溫度) 이상으로 동시에 가열하는 단계와,
- 상기 유리판을 실내온도로 냉각하는 단계를 포함한다.
상기 유리판의 제조는 유리판을 평탄한 지지대 위에 올려놓고, 지지대와 유리판의 충분한 고온 하에 소성변형이 일어남으로써 이루어진다. 상기 지지대에 우툴두툴한 돌기부가 형성되어 있다면, 상기 유리 또는 유리 세라믹스 재료의 점성유동(粘性流動)에 의하여 상기 돌기물들 사이의 공간부분 안으로 충전된다. 반대로, 상기 지지대의 형상이 우툴두툴한 요부들이 형성되어 있을 경우에는 상기 유리 또는 유리 세라믹스 재료가 충분히 높은 온도 하에서 상기 요부들 속으로 유입된다. 이와 같은 방법으로 상기 지지대의 표면은 상기 유리판에 의하여 본떠진다. 이러한 의미에서 볼 때 상기 지지대는 일종의 음화(陰畵)이고, 상기 유리판은 일종의 양화(陽畵)인 셈이다.
상기 평탄 지지대는 우툴두툴한 돌기부 또는 요입부(凹入部)가 형성된다. 제조공정을 통하여 상기 돌기부 또는 요입부 위치에서 유리판에 돌기부가 형성된다.
본 발명의 의미로서는 한 개의 돌기(突起)는 근본적으로 상기 유리판의 표면에서 수직으로 재료가 크라우딩(crowding)되어 혹 모양으로 형성되는 것이라고 이해하면 된다. 상기 유리판의 한쪽 면에서 볼 때 상기 재료 크라우딩은 전적으로 임의의 모양으로 형성된 표면을 갖는 돌기부로서 나타나고, 다른 쪽 면에서는 볼 때는 요부(凹部)로서 나타난다.
상기 지지대는 유리 또는 유리 세라믹스로 이루어진 유리판에 있어서 정확한 돌기구조를 위하여 온도에 기인하는 변형이 일어나지 않아야 하며, 환언하여 충분히 치수가 안정되어야 하는 것이다. 그밖에 상기 유리판은 지지대로부터 쉽게 분리될 수 있도록 유리가 지지대에 가능한 한 덜 눌어붙도록 하여야 한다. 이러한 목적에서 볼 때, 크롬-닉켈-강이 지지대 재료로서 정평이 있으며, 특히 탄소함량이 0.20 내지 0.25 중량%인 재료 No. 1,4122의 크롬-닉켈-강이 사용된다. 가장 양호한 결과는 크롬-닉켈-강을 800 - 1000 N/mm2 에서 추가적으로 열처리하여 얻어진다.
상기 유리판/지지대의 보다 나은 분리를 보장하기 위하여, 마지막에 이형제(離型劑)를 도포한다. 상기 크롬-닉켈-강에 있어서는 질화붕소(窒化硼素) BN A 01로 양호한 결과를 얻어진다.
상기 유리판과 지지대를 동시에 변태온도를 초과하도록 가열하면 공정처리를 위하여 충분하다. 상기 유리판을 더욱 고온상태에서 상기 지지대 위에 올려놓고, 이어서 함께 변태온도 이상으로 동시에 가열하면 충분하다.
제조공정의 속도는 물론 유리판뿐만 아니라 지지대도 역시 가열해야 하는 상황에 의하여 제한을 받는다. 그러한 이유에서 유리판을 예열된 지지대 위에 올려놓으면, 제조 속도가 빨라진다.
지지대 위에 혹 모양의 돌기들 사이의 모든 공간부분을 충전시키거나 또는 혹 모양의 요부들 속으로 재료의 유입을 향상시키기 위하여, 변태온도 이상의 설정온도를 초과한 후에 냉각할 때 까지 일정한 대기시간이 유지될 수 있다. 다시 말해서, 유리가 혹 모양의 돌기들 사이에 또는 혹 모양의 요부들 속으로 도달하기 위하여 일정한 시간을 필요로 한다. 이 점에서, 대기시간의 유지는 유리 또는 유리 세라믹스에 의한 지지대의 정확한 본뜨기(복제)를 향상시킨다.
상기 유리 또는 유리 세라믹스에 의하여 지지대 표면의 정확한 본뜨기를 보장하기 위하여, 유리 또는 유리 세라믹스가 혹 모양의 지지대의 돌기들 사이의 모든 공간부위를 완전히 충전하는 것이 중요하다. 이러한 효과를 향상시키기 위하여, 상기 지지대의 혹 모양 돌기들 사이의 공간부위를 저압(低壓)을 가하는 장치를 할 수 있다. 이때 상기 저압은 약 0.4 바(bar) 내지 약 0.6바 범위로 설정할 수 있다. 혹 모양의 요부들의 경우에는, 요부들에 대하여 저압이 가해진다. 이 경우에는 판재료가 상기 공간부위로 들어가게 된다.
저압의 부가(附加)는 상기 지지대 위에 혹 모양의 돌기들 또는 요부들 사이의 모든 공간부위에 관통구멍들을 형성시키고, 유리판의 반대쪽 지지대의 면(面)에 저압을 가함으로써 이루어질 수 있다. 이와 같은 방법으로 상기 유리 또는 유리 세라믹스 재료가 지지대의 뒷면으로부터 상기 관통구멍들을 통하여 흡인된다. 이러한 방법으로 상기 재료가 지지대 표면 쪽으로 혹 모양의 돌기들 또는 요부들 속으로 흡인력을 받아 상기 지지대 표면의 공간부위들을 상기 유리재료로 충전시키는 효과가 향상된다.
상기 재료로 지지대 표면의 정확한 본뜨기를 보장하기 위하여, 추가적으로 상기 판에 압력을 가하는 장치를 할 수 있다. 그러한 방법으로 상기 판의 재료가 지지대 표면의 혹 모양 돌기들 또는 요부들의 부위 속으로 압입된다.
냉각된 유리판의 돌기들을 부분적으로 연마하여 주는 장치를 할 수도 있다. 이러한 방법으로 상기 돌기부에 구멍 또는 관통구멍이 형성된다. 연마는 연마판, 다이아몬드 연마 휠, 연마벨트, 다이아몬드 바이트가 장착된 컴퓨터 수치제어연마기, 또는 레이저를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 연마공정이 동시에 판 표면에 대해서도 실시될 때에는 동일한 돌기 구멍에 있어서는 동일한 모서리 윤곽을 얻을 수 있다.
본 발명의 방법에 의하여 돌기부가 형성되는 유리 또는 유리 세라믹스판이 만들어진다. 이때 상기 돌기들은 임의의 형상을 갖는 표면으로 이루어지고, 속이 빈 중공형태로 형성된다. 한편 돌기들을 또한 양쪽으로 개방된 형태로 형성될 수 있다. 이 경우에는 돌기들 내부에 관통구멍이 형성되는 것이다. 이때 구멍의 형상은 한편으로는 돌기의 기하학적 형상에 의하여, 다른 한편으로는 돌기의 일부분이 마멸되는 마모종류에 의하여 좌우된다. 상기 유리판에는 그때그때 경우에 따라 여러 가지 모양으로 이루어져 상이한 구멍형상을 갖는 돌기들이 형성된다.
돌기들을 형성시킬 수 있는 유리판의 두께는 약 0.5 mm 내지 약 60 mm이다. 상기 혹 모양의 돌기들이 판 두께 보다 약간 더 높으면, 즉, 예를 들어 10분의 1 mm 만큼 더 높을 경우 좋은 결과가 달성되었다.
마모에 의하여 생기는 구멍들은 약 0.5 mm 내지 약 100 mm 사이의 직경으로 선택될 수 있다. 상기 돌기의 입체적 형상은 상당히 가변적으로 형성시킬 수 있다. 유리판의 평면도 상에서 상기 돌기는 둥근 또는 다각형의 가장자리 형상을 하고 있다. 상기 돌기들은 또한 절두원추체 또는 다면체의 형상으로 형성될 수 있다. 절두원추체 돌기들의 경우에, 돌기의 밑면에 대하여 돌기의 외피면은 지지대의 밑면에 대하여 약 20° 내지 약 85°의 각도만큼 경사지게 하는 것이 효과적이라고 증명되었다. 그보다 큰 각도에 대하여는 지지대의 돌기 표면이 커져서, 유리 또는 유리 세라믹스 재료의 분리가 점점 어렵게 된다.
전술한 바와 같이, 상기 유리판은 기본형태가 반드시 평탄할 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 즉, 아치형 판으로 만들어, 돌기들을 형성시킬 수도 있다.
상기 우툴두툴한 유리판을 제조하기 위해서는 내고온성 및 치수안정성 재료로 이루어진 지지대를 필요로 하는 바, 이때 크롬-닉켈-강을 사용할 수 있다. 상기 지지대 표면에 정확한 형상복제를 보장하기 위하여 상기 평면 공구 위에 혹 모양의 돌기들 사이에 관통구멍들이 형성된다.
본 발명의 방법에 따라, 예를 들어 1500 x 1500 mm 크기의 큰 판 안에 단시간 내에 1000개의 많은 구멍을 뚫을 수 있다. 한 판에 구멍들을 뚫는데 소요되는 시간은 겨우 약 50분 걸린다.
상기 돌기들이 형성된 유리판은 또한 예를 들어 진공증착법을 사용하여 금속산화물피복층(금, 크롬 또는 티타늄과 같은)으로 피복할 수 있다. 유리표면이 크기 때문에 상기 그와 같은 형태의 적절한 살균층을 갖는 유리판은 공조설비 내의 공기의 청정유지를 위하여 적합한 것이다.
본 발명을 실시예를 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 지지대(2)에는 요부(3)들이 형성되어 있으며, 이 요부(3)들은 각각 1개의 관통구멍(4)을 가지고 있다. 상기 지지대(2)는 나사(5', 5'')를 이용하여 기초대(基礎臺)(7)와 결합되어 있다. 상기 요부(凹部)(3)들은 진공흡입관(眞空吸入管, 6)을 통하여 약 0.8바의 저압을 받는다.
제2도는 상기 지지대(2)를 측방에서 본 측면도이다. 상기 지지대(2)에는 혹 모양의 돌기(8, 8')들이 형성되어 있다. 제2도는 상기 지지대(2)를 측방에서 본 측면도로서, 최전면은 돌기(8)들의 단면을 보여주고, 그 뒤쪽에 또 다른 돌기(8')들의 윤곽을 보여주는 도면이다. 상기 돌기들은 높이가 5 mm이고, 원뿔각이 45°인 절두원추형으로 형성되어 있다.
630℃의 변태온도를 갖는 소다 석회유리로 이루어진 두께 2 mm의 평탄한 유리판을 크롬-닉켈-강으로 이루어져 450℃로 예열된 지지대 위에 올려놓는다. 상기 지지대에는 높이가 5 mm이고, 원뿔각이 45°인 절두원추체형 돌기들이 형성되어 있다. 상기 지지대와 유리판을 함께 오븐 속에 넣고, 740℃의 목표온도로 올리고, 약 10분간 오븐 속에 놔둔다. 이어서 설정된 냉각처리를 실시하여 유리의 열응력을 제거한다.
상기 방법으로 소다 석회유리에 혹 모양의 돌기들이 형성된다. 제3도는 도면상에서 앞뒤에 돌기(8, 8')들이 형성되어 있는 것을 보여주고 있다. 상기 돌기(8, 8')들은 관통구멍들이 나타날 때 까지 벨트 연마기(9)로 부분 연마를 실시한다. 이를 위하여 꼭대기 부분을 벨트 연마기로 2.1 mm 깎아낸다.
제1도의 절취부분(A)은 제3도에 도시된 유리판을 제4도에서 위쪽의 측면도와 아래쪽의 평면도로 도시하고 있다. 제4도 아래쪽 평면도에서 규칙적으로 배열된 원뿔형 돌기들의 둥근 가장자리 윤곽을 뚜렷하게 알 수 있다.
상기 우툴두툴한 유리판은 빵 굽는 오븐의 고온 및 저온 공간부위 사이에, 특히 주방 내부의 고온 부분과 외부 사이의 단열을 위하여 사용된다.
상기 우툴두툴한 유리 세라믹스판은 빵 굽는 가마 속에서 뜨거운 내부공간을 차가운 외부주방(廚房)으로부터 단절시키기 위하여 사용되거나, 또한 공조설비(空調設備) 속에 세균의 멸균소독을 위하여 사용될 수 있다.
제1도는 본 발명에 따른 지지대(支持臺)와 기초대(基礎臺)가 결합되어 있는 것을 보여주는 단면도이다.
제2도는 상기 지지대를 측방에서 본 측면도로서, 최전면(最前面)은 돌기들의 단면을 보여주고, 그 뒤쪽에 위치하는 또 다른 돌기들의 윤곽을 보여주고 있다.
제3도는 유리판 위에 돌기들이 형성되어 있는 것을 보여준다.
제4도는 제1도의 절취부분(A)을 제3도에 도시된 유리판의 측면도(위쪽 도면)와 평면도(아래쪽 도면)로 도시하고 있다

Claims (20)

  1. 유리판 또는 유리 세라믹스판(이하 “유리판”이라고 약칭한다)의 제조를 위하여
    - 우툴두툴한 철부 및/또는 요부(3)가 형성되어있는 지지대(2) 위에 유리판(1)을 올려놓는 단계와,
    - 상기 유리판(1)과 지지대(2)를 변태온도 이상으로 초과하여 동시에 가열하는 단계 및
    - 상기 유리판(1)을 실내온도로 냉각하는 단계
    들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 또는 유리 세라믹스판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유리판(1)을 예열된 지지대(2) 위에 올려놓는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  3. 제1 또는 2항에 있어서, 설정온도에 도달한 후에 냉각될 때 까지 대기시간을 유지하는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  4. 제1 내지 3항 중 한 항에 있어서, 상기 혹 모양의 돌기들 및/또는 혹 모양의 요부(3)들 사이의 부위에 저압을 인가(印加)하는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 지지대의 돌기(3)들 사이의 부위에는 관통구멍(4)들이 형성되어 있고, 상기 유리판 반대편 지지대의 이면(裏面) 부위에 저압을 가하는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  6. 제1 내지 5항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  7. 제1 내지 6항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판의 돌기(8, 8')들을 부분적으로 연마하는 것을 특징으로 하는 유리판 제조방법.
  8. 상기 유리판에 돌기(8, 8')들이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판 또는 유리 세라믹스판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 돌기들은 양쪽 면으로 뚫려 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 양쪽면의 돌기구멍들 중 구멍이 비교적 작은 쪽의 직경이 약 0.5 mm 내지 약 100 mm가 되는 것을 특징으로 하는 유리판.
  11. 제8 내지 10항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판을 위쪽에서 내려다 본 평면도에서, 상기 돌기는 둥글거나 또는 다각형의 가장자리 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 유리판.
  12. 제8 내지 11항 중 한 항에 있어서, 상기 돌기들이 절두원추체 또는 다면체 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리판.
  13. 제8 내지 12항 중 한 항에 있어서, 상기 돌기의 외피면은 돌기의 기초면에 대하여 약 20° 내지 약 85°의 각도로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 유리판.
  14. 제8 내지 13항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판이 아치형으로 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 유리판.
  15. 제1 내지 14항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판은 표면피복층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 유리판.
  16. 혹 모양의 돌기들 및/또는 요부들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평탄한 강철제 공구.
  17. 제15항에 있어서, 상기 강철은 크롬-닉켈-강인 것을 특징으로 하는 평탄한 공구.
  18. 제15 또는 16항에 있어서, 상기 혹 모양의 돌기들 사이에 관통구멍들을 형성하거나, 또는 상기 혹 모양의 요부들이 관통구멍들을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 평탄한 공구.
  19. 제8 내지 15항 중 한 항에 있어서, 특히 빵굽는 오븐과 같은 발열기(發熱器)에 있어서, 각종 고온 공간부분의 단열을 위한 상기 유리판의 이용법.
  20. 제15항에 있어서, 특히 공조설비 내의 살균용으로 상기 유리판의 사용법.
KR1020040085577A 2003-10-31 2004-10-26 유리 또는 유리 세라믹스로 이루어지는 돌기판의제조방법과, 그 방법으로 제조된 제품 및 제조용 공구 KR20050041901A (ko)

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