KR20060102308A

KR20060102308A - 표시창용 강화유리의 제조장치

Info

Publication number: KR20060102308A
Application number: KR1020060084847A
Authority: KR
Inventors: 김영도; 김재홍
Original assignee: (주)한국나노글라스
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2006-09-27
Also published as: KR100659558B1

Abstract

본 발명은 표시창용 강화유리의 제조장치에 관한 것으로, 이송유닛에 의해 예열로와 염욕로, 서냉로, 온수로, 열수로 및 건조로를 순차적으로 거친 후 이동유닛에 의해 운반되는 전체적인 구성이 자동으로 이루어져 강화유리의 일정한 강도와 두께 및 투과율을 가지는 강화유리를 제작할 수 있는 표시창용 강화유리의 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 크게 여덟 개의 장치로 이루어지는바, 원판유리가 내부로 투입되면 380℃ 내지 500℃의 온도로 상승시킨 후 30분 내지 120분간 온도를 유지시키도록 하는 예열로(10)와, 상기 예열된 원판유리를 450℃로 가열된 질산칼륨용액에 4 내지 6시간 담가두어 이온치환에 의해 강화가 이루어지도록 한 염욕로(20)와, 강화가 완료된 원판유리를 100℃에 이르도록 서서히 냉각시켜 응력을 제거하는 서냉로(30)와, 내부에 온수가 내재되어 있어 상기 서냉된 원판유리를 세정하도록 하는 온수로(40)와, 내부에 열수가 내재되어 있어 상기 세정된 원판유리를 열수로 다시 한번 세정하는 열수로(50)와, 상기 열수로 세정된 유리를 열풍으로 건조시키는 건조로(60)와, 상기 강화가 완료된 강화유리를 컨베이어의 형태로 자동 운반되도록 하는 이동유닛(70)과, 상기 모든 공정이 자동으로 수행되도록 각 장치의 상부에서 수직 및 수평방향으로 움직이는 이송유닛(80)으로 구성되어, 유리의 화학적 강화가 자동으로 이루어지도록 한 대략적인 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 원판유리가 내재된 래크를 이송유닛을 통해 순차적으로 이동시키되, 원판유리를 예열로에서 가열한 후, 염욕로에서 이온치환을 통해서 강화하며, 이를 서냉로에서 서서히 냉각시켜 잔류 응력을 제거한 다음, 이 유리를 온수로와 열수로에 차례로 투입하여 세정하며, 세정된 유리를 건조한 후 이동유닛으로 운반함으로써 표시창용 강화유리로 사용되기에 적합한 강도를 가지는 강화유리를 제작할 수 있으며, 모든 공정이 자동으로 이루어짐으로써 균일한 품질로 불량률을 최소화할 수 있으며, 작업자의 안전이 보장될 수 있는 효과가 있다.

휴대폰, 강화유리, 예열로, 염욕로, 서냉로, 온수로, 열수로, 건조로

Description

표시창용 강화유리의 제조장치 { TEMPERED GLASS MANUFACTURING APPARATUS OF DISPLAY WINDOW }

도 1은 본 발명의 평면도

도 2는 본 발명의 정면도

도 3은 본 발명의 측면도

도 4는 본 발명 작동상태 정면도

[ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ]

10: 예열로 20: 염욕로

30: 서냉로 40: 온수로

50: 열수로 60: 건조로

70: 이동유닛 80: 이송유닛

81: 이송레일 82: 모터

83: 감속기 84: 보온 박스

90: 래크

본 발명은 표시창용 강화유리의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 소다라임 실리카 계열의 박판유리를 이용하여, 휴대폰, Navigation, MP3등의 휴대용 전자기기 및 가정용 전자기기의 외부 표시창용 강화유리를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 이송유닛에 의해 예열로와 염욕로, 서냉로, 온수로, 열수로 및 건조로를 순차적으로 거친 후 이동유닛에 의해 운반되는 전체적인 구성이 자동으로 이루어져 강화유리의 일정한 강도와 두께 및 투과율을 가지는 강화유리를 제작할 수 있는 표시창용 강화유리의 제조장치에 관한 것이다.

통상적으로 유리의 강화는 크게 물리적 강화와 화학적 강화로 나뉘는데, 일반적으로 물리적 강화는 유리의 두께 5mm이상의 유리를 사용하여 온도를 550℃에서 700℃ 사이에서 유리를 가열하여 급냉하는 방식으로 유리의 내부 강도를 강화하는 방식으로 이는 강화 유리문, 자동차용 유리 등에 주로 사용된다.

한편, 화학적 강화는 일반 소다라임 실리카 계열의 박판유리를 이용하여 450℃의 KNO₃용액에서 3시간 이상 담가두면, 소다라임 실리카 유리에 있는 NA⁺이온과 KNO₃용액의 K⁺이온을 서로 치환시켜 유리를 강화하는 것으로, 이러한 방법은 주로 2.0mm 이하의 박판유리를 강화하는 것에 이용된다.

기존의 강화유리 제작기술은 대체로 소규모로 이루어지고 있으며, 제작장치 또한, 수작업을 통해 이루어지는 형태로, 주로 시계유리에 사용되는 강화유리를 생산 및 제조하였다.

이렇게 강화유리의 제조가 소규모의 수작업으로 진행되므로 인해 제조된 강화유리의 품질의 균일성을 얻을 수 없고, 제조 시 불량품의 발생이 과도하게 많이 발생되며, 제조하는 작업자가 위험에 노출된 상태로 작업에 임함으로써 크고 작은 사고가 빈번하게 발생되는 문제점을 내포하고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 원판유리를 이송유닛을 통해 순차적으로 이동시키되, 원판유리를 예열로에서 가열한 후, 염욕로에서 이온치환을 통해서 강화하며, 이를 서냉로에서 서서히 냉각시켜 잔류 응력을 제거한 다음, 이 유리를 온수로와 열수로에 차례로 투입하여 세정하며, 세정된 유리를 건조한 후 이동유닛으로 운반함으로써 표시창용 강화유리로 사용되기에 적합한 강도를 가지는 강화유리를 제작할 수 있으며, 모든 공정이 자동으로 이루어짐으로써 균일한 품질로 불량률을 최소화할 수 있으며, 작업자의 안전이 보장될 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이하 본 발명의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명이 사용되는 강화유리의 제조단계를 살펴보면, 원판유리를 평탄화 공정을 거친 다음 절단기를 이용하여 형태 · 크기에 맞게 절단하는 공정을 완료한 후, 절단된 제품에 유리 가루나 이물을 제거하는 1차 세정공정을 완료하며, 연삭기를 이용하여 이를 치수와 형상에 맞게 절단된 제품을 면삭과 상하 C면취한 다음, 연마된 제품에 묻은 유리 가루나 연마재 가루를 제거하기 위한 2차 세정공정을 완료하며, 세정된 원판유리를 건조한 후 제품을 강화하게 되는데 이때 사용되는 본 발명의 장치가 사용된다.

도 1은 본 발명의 평면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 정면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 측면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 작동상태 정면도를 나타낸 것으로, 우선 본 발명에 사용되는 예열로(10)를 살펴보면, 직육면체 형태로 형성된 통상의 가열로 형태로 형성되되, 원판유리가 내재된 래크(90)가 이송유닛(80)에 의해 예열로(10)의 내부로 투입되면, 약 25℃의 상온에서 380℃ 내지 500℃의 고온으로 온도를 상승시킨 후 30분 내지 120분 동안 온도를 유지시키며, 일정시간 경과 후에는 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 예열로(10)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하도록 구성된다.

상기 예열로(10)로부터 인출된 래크(90)는 이송유닛(80)에 의해 그와 인접한 염욕로(20)의 상부로 이송되는바, 염욕로(20)는 직육면체 형태의 통상의 수조형태로, 염욕로(20)의 내부에는 질산칼슘용액(KNO₃)이 내재되어 있으며, 질산칼륨용액을 450℃로 가열한 후, 그 내부에 원판유리가 내재된 래크(90)를 4 내지 6시간 동안 담가두면 이온치환에 의해 강화가 이루어지게 된다.

다시 말해, 원판유리가 내재된 래크(90)를 상기 염욕로(20)에 내재된 질산칼륨용액에 담그게 되면, 원판유리 표면의 나트륨(Na+) 이온과 질산칼륨용액의 칼륨(K+) 이온이 서로 이온치환이 이루어지는바, 상기 유리표면에 분포하는 작은 이온(나트륨 이온: 원자크기 0.98Å)은 빠져나오고, 그 자리에 질산칼륨용액 내의 큰 이온(칼륨 이온: 원자크기 1.33Å)이 들어가게 됨으로써, 유리표면에 압축 응력 층을 형성하게 되어 큰 표면 밀도를 갖는 강화유리가 형성되게 된다.

염욕로(20)의 내부에서 일정시간 경과 후에는 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 염욕로(20)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하도록 구성된다.

상기 염욕로(20)로부터 인출된 래크(90)는 이송유닛(80)에 의해 그와 인접한 서냉로(30)의 상부로 이송되는바, 서냉로(30)는 직육면체 형태로 형성된 통상의 발열로 형태로, 서냉로(30)에 구비된 발열 매체를 통해 서냉로(30)의 내부 온도가 200 내지 400℃로 예열되어 있는 구성을 갖는다.

상기 예열된 서냉로(30)의 내부로 원판유리가 내재된 래크(90)를 투입하게 되면, 서냉로(30)의 온도가 200℃ 내지 400℃의 온도에서 1시간에 걸쳐 서서히 온도를 하강시켜 100℃에 이르도록 함으로써 가열된 원판유리를 서냉시킬 수 있도록 구성된다.

상기 서냉로(30)를 통해 가열된 원판유리를 서냉시킴으로써 원판유리에 변형이 발생하지 않고, 또한 원판유리에 잔류하는 응력을 제거하는 구성을 갖는다.

상기 서냉로(30)의 내부에서 일정시간 경과 후에는 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 서냉로(30)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하도록 구성된다.

상기 서냉로(30)로부터 인출된 래크(90)는 이송유닛(80)에 의해 그와 인접한 온수로(40)의 상부로 이송되는바, 온수로(40)는 직육면체 형태로 형성된 통상의 수조 형태로, 온수로(40)의 내부에는 약 80℃의 온수가 내재되어 원판유리에 묻은 이물질을 세정하는 구성을 갖는다.

상기 래크(90)의 내재된 박판유리를 온수로(40)에 투입하여 약 20 내지 40분간 세정을 거치도록 하며, 원판유리뿐만 아니라 래크(90)나 지그 등에 묻은 질산칼륨용액의 분진물을 세정토록 구성된다.

상기 온수로(40)의 내부에서 일정시간 경과 후에는 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 온수로(40)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하도록 구성된다.

상기 온수로(40)로부터 인출된 래크(90)는 이송유닛(80)에 의해 그와 인접한 열수로(50)의 상부로 이송되는바, 열수로(50)는 직육면체 형태로 형성된 통상의 수조 형태로, 열수로(50)의 내부에는 약 90℃ 이상의 열수가 내재되어 원판유리에 묻은 이물질을 한번 더 세정하는 구성을 갖는다.

상기 열수로(50)에서는 20 내지 40분간 세정되도록 하며, 세정이 완료되면 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 열수로(50)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하도록 구성된다.

상기 열수로(50)로부터 인출된 래크(90)는 이송유닛(80)에 의해 그와 인접한 건조로(60)의 상부로 이송되는바, 건조로(60)는 직육면체 형태로 형성된 통상의 건조로 형태로, 건조로(60)의 내부로는 발열장치가 내재되어 약 80℃의 열풍을 통해 건조시킬 수 있도록 하는 구성을 갖는다.

상기 건조로(60)는 세정을 완료한 박판유리를 완전히 건조시키는 역할을 하는 것으로 약 20분간 열풍을 공급함으로써 제품이 완전건조될 수 있도록 하며, 건조가 완료되면 PLC Program에 의하여 신호가 이송유닛(80)에 전달되면, 건조로(60)로부터 원판유리가 내재된 래크(90)를 인출하여 후술하는 이동유닛(70)에 재치되도록 구성된다.

상기 이동유닛(70)은 상기와 같이 제작된 강화유리를 운반하는 것으로, 완성된 화학강화유리를 운반하기 위해 컨베이어벨트의 형태로 제작되어 작업이 완료된 강화유리를 용이하게 회수할 수 있도록 하는 구성을 갖는다.

한편, 상기 강화유리를 제작하기 위한 여러 장치인 예열로(10)와 염욕로(20), 서냉로(30), 온수로(40), 열수로(50), 건조로(60)의 상부에는 이송레일(81)과 이송유닛(80)이 형성되어 있어서, 각각의 장치에 원판유리가 내재된 래크(90)를 순차적으로 투입 · 인출할 수 있도록 구성된다.

상기 이송유닛(80)으로는 수직방향과 수평방향으로 움직일 수 있도록 모터(82)와 감속기(83)가 각각 구비되어 있어서 모터의 정역회전에 따라 이송유닛(80)이 작동하도록 구성되며, 이송유닛(80)에는 온도 편차를 줄이기 위해서 보온용 박스(84)가 구비된 구성을 갖는다.

한편, 래크(90)는 원판유리를 적재할 수 있도록 구성된 직육면체 형태로 제작된 프레임으로, 그 내부에는 지그가 형성되어 있어서 약 900여 개의 원판유리를 한꺼번에 적재하여 이송시킬 수 있도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 원판유리가 내재된 래크를 이송유닛을 통해 순차적으로 이동시키되, 원판유리를 예열로에서 가열한 후, 염욕로에서 이온치환을 통해서 강화하며, 이를 서냉로에서 서서히 냉각시켜 잔류 응력을 제거한 다음, 이 유리를 온수로와 열수로에 차례로 투입하여 세정하며, 세정된 유리를 건조한 후 이 동유닛으로 운반함으로써 표시창용 강화유리로 사용되기에 적합한 강도를 가지는 강화유리를 제작할 수 있으며, 모든 공정이 자동으로 이루어짐으로써 균일한 품질로 불량률을 최소화할 수 있으며, 작업자의 안전이 보장될 수 있는 효과가 있다.

Claims

표시창용 강화유리의 제조장치에 있어서,

직육면체 형태로 형성된 가열로의 형태로 형성되되, 원판유리가 내부로 투입되면 380℃ 내지 500℃의 온도로 상승시킨 후 30분 내지 120분간 온도를 유지시키도록 하는 예열로(10)와,

직육면체 형태로 형성된 수조의 형태로 형성되되, 상기 예열된 원판유리를 450℃로 가열된 질산칼륨용액에 4 내지 6시간 담가두어 이온치환에 의해 강화가 이루어지도록 한 처리로(20)와,

직육면체 형태로 형성된 가열로의 형태로 형성되되, 강화가 완료된 원판유리를 100℃에 이르도록 서서히 냉각시켜 응력을 제거하는 서냉로(30)와,

직육면체 형태로 형성된 수조의 형태로 형성되되, 내부에 온수가 내재되어 있어 상기 서냉된 원판유리를 세정하도록 하는 온수로(40)와,

직육면체 형태로 형성된 수조의 형태로 형성되되, 내부에 열수가 내재되어 있어 상기 세정된 원판유리를 열수로 다시 한번 세정하는 열수로(50)와,

상기 열수로 세정된 유리를 열풍으로 건조시키는 건조로(60)와,

상기 강화가 완료된 강화유리를 컨베이어의 형태로 자동 운반되도록 하는 이동유닛(70)과,

상기 모든 공정이 자동으로 수행되도록 각 장치의 상부에서 수직 및 수평방향으로 움직이는 이송유닛(80)으로 구성되어,

원판유리의 화학적 강화가 자동으로 이루어짐을 특징으로 하는 표시창용 강화유리의 제조장치.
제 1항에 있어서,

이송유닛(80)은, 각 장치의 상부에 설치된 이송레일(81)을 따라 작동되되, 모터(82)와 결합된 감속기(83)의 정역회전에 따라 수직 및 수평방향으로 작동되며, 이송 시 온도의 편차를 줄이기 위해서 보온용 박스(84)가 구비된 것을 특징으로 하는 표시창용 강화유리의 제조장치.
제 1항에 있어서,

각 장치로 이송되는 원판유리는, 프레임을 이용하여 직육면체 형태의 제작된 래크(90)를 통해 이송되는바, 래크(90)의 내부에는 지그가 수평방향으로 설치되어 원판유리를 한꺼번에 적재하여 이송시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 표시창용 강화유리의 제조장치.