KR20090074000A

KR20090074000A - 회전 숫돌

Info

Publication number: KR20090074000A
Application number: KR1020087030046A
Authority: KR
Inventors: 나오키 니시무라
Original assignee: 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-07-03
Also published as: TWI429507B; WO2008044408A1; KR101429044B1; JP2008093744A; TW200827100A; CN101500755B; CN101500755A; JP5305214B2

Abstract

[과제] 본 발명의 목적은 생산성을 저하시키는 일 없이 판유리의 끝부를 모따기 가공해도 결손이나 파손을 방지할 수 있는 회전 숫돌, 및 판유리의 끝면 가공 방법을 제공하는 것이다.

[해결 수단] 이 회전 숫돌(10)은 알루미늄제이고, 중심에 구멍부(10a')를 갖는 원반상 베이스 메탈(10a)(외경 120mm, 내경 80mm, 두께 40mm)과, 이 원반상 베이스 메탈(10a)의 외주면에 접합된 원환상의 예를 들면 페놀 수지제의 충격 흡수층(10b)(두께 10mm)과, 이 충격 흡수층(10b)의 외주면에 접합된 원환상의 연마입자층(10c)(두께 5mm)으로 구성되어 있다.

회전 숫돌

Description

회전 숫돌{GRINDSTONE}

본 발명은 유리, 세라믹 등의 취성 재료로 이루어지는 판형상물을 연삭하는데 적합한 회전 숫돌에 관한 것으로서, 특히 액정 디스플레이용 판유리(두께 0.1∼0.7mm)나 플라즈마 디스플레이용 판유리(두께 1.0∼3.0mm) 등의 디스플레이용 판유리를 모따기 가공하는데 적합한 회전 숫돌에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이는 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화 등 다방면의 용도에 사용되고 있다. 또한, 플라즈마 디스플레이는 대화면 텔레비전에 많이 사용되고 있다.

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 디스플레이에 사용되는 판유리는 그 주요면에 내부 결함(기포, 이물 혼입 등)이나 외부 결함(요철, 흠집, 이물 부착, 오염 등)이 존재하면 상의 변형이나 흐릿함, 혼탁, 휘점 등이 발생하여 표시를 불선명하게 한다는 치명상이 되기 때문에 제조 공정부터 마무리 공정까지 높은 정밀도와 정밀성을 유지하도록 엄밀한 관리 하에서 제조되고 있다.

또한, 디스플레이용 판유리는 유리 제조 업체에 있어서 성형한 후에 소정 치수로 절단한 뒤 출하되지만, 그 절단면은 조면이기 때문에 후공정에서 결손이나 파손이 발생하기 쉬워 그것을 방지하기 위해서 모따기 가공이 실시된다.

종래, 디스플레이용 판유리의 모따기 가공은 판유리의 두께보다 약간 넓은 홈폭의 환상 홈을 갖는 조연삭용 회전 숫돌을 판유리의 끝면에 압박함으로써 조연삭을 행하고, 이어서 같은 형상의 환상 홈을 갖는 마무리 연삭용 회전 숫돌을 판유리의 끝면에 압박함으로써 마무리 연삭을 행하는 것이 일반적이었다.

통상, 조연삭용 회전 숫돌로서는 중심에 구멍부를 갖는 원반상(도넛상) 베이스 메탈(base metal)의 외주면에 메탈 본드에 의해 유지된 다이아몬드 연마입자층을 부착해서 이루어지는 휠(메탈 본드 다이아몬드 휠)이 사용되고, 또한 마무리 연삭용 회전 숫돌로서는 베이스 메탈의 외주면에 탄화규소 등의 미세한 연마입자를 폴리우레탄 수지 등에 의해 결합시킨 휠(레진 본드 휠)이 사용되고 있다.

상기 방법은 각 회전 숫돌에 형성된 환상 홈을 이동하는 판유리의 끝면에 압접함으로써 모따기 가공을 행하는 것이지만, 마무리 연삭용 회전 숫돌로 판유리를 연삭할 때에 판유리가 결손되거나, 파손되는 경우가 있었다. 그 이유는, 마무리 연삭용 회전 숫돌은 외주면이 연마입자를 수지로 결합시킴으로써 제작되고 있어 조연삭용 회전 숫돌에 비해서 강도가 낮고, 연삭력이 떨어지기 때문에 유리판에 대한 부하가 커져 유리판에 충격이 가해지기 쉽기 때문이라고 생각된다.

또한, 판유리의 이동 속도를 크게 하거나, 마무리 연삭용 회전 숫돌의 회전 속도를 크게 할수록 판유리에 가해지는 충격력이 커져 판유리의 결손이나 파손이 보다 한층 발생하기 쉬워지기 때문에 생산성의 향상을 꾀하는 것은 곤란했다.

이러한 사정으로 인해 종래로부터 판유리의 끝부를 모따기 가공할 때에 발생하는 이지러짐이나 파손을 방지하는 각종 방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문 헌 1).

특허문헌 1 : 일본 특허공개 평9-235145호 공보

특허문헌 1에는 판유리의 끝부에 미리 액상 수지의 층을 피복, 경화시킨 후에 숫돌에 의해 모따기 가공하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 미리 판유리 끝부의 표면에 응고성 수지를 코팅해 두고, 이 수지와 함께 판유리의 끝부를 모따기 가공함으로써 결손 등의 결점이 나오지 않도록 할 수 있다.

그러나, 이 방법에서는 판유리의 모따기 가공해야 할 끝부의 표면 전체에 걸쳐서 액상 수지를 코팅하는 공정이 필요하고, 또한 모따기 가공한 후에 판유리의 표면에 잔존한 수지를 제거하는 공정도 필요해지기 때문에 생산 효율이 대폭적으로 저하된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 생산 효율을 저하시키는 일 없이 판유리의 끝부를 모따기 가공해도 결손이나 파손을 방지할 수 있는 회전 숫돌, 및 판유리의 끝면 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 여러 가지 실험을 반복한 결과, 판유리의 끝부를 회전 숫돌로 모따기 가공할 때에 판유리에 가해지는 충격력을 저하시킬 수 있는 회전 숫돌을 사용함으로써, 판유리의 결손이나 파손을 억제할 수 있는 것을 찾아내어 본 발명을 제안하는데 이르렀다.

즉, 본 발명의 회전 숫돌은 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌은 충격 흡수층이 열경화성 수지로 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌은 열경화성 수지가 페놀 수지, 실리콘 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지의 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌은 연마입자층이 다수의 연마입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 결합제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판유리의 끝면 가공 방법은 판유리의 끝면을 회전 숫돌을 따라 상대 이동시킴으로써 가공하는 판유리의 끝면 가공 방법으로서, 상기 회전 숫돌이 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층이 접합한 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판유리의 끝면 가공 방법은 판유리가 두께 3.0mm 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판유리의 끝면 가공 방법은 판유리가 두께 0.7mm 이하인 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명의 회전 숫돌은 원반상 베이스 메탈과 연마입자층 사이에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 개재되어 있기 때문에, 회전 숫돌에 피가공물이 접촉했을 때에 피가공물에 가해지는 충격을 충격 흡수층의 탄성 변형을 이용함으로써 완화하게 된다. 그 때문에 이 회전 숫돌을 사용해서 판유리의 끝부를 모따기 가공했을 경우, 회전 숫돌로부터 판유리에 가해지는 충격력을 완화시켜서 미세 가공할 수 있게 되기 때문에 결손이나 파손을 방지할 수 있고, 편차가 없으며, 균일하게 연마된 원호상(R상) 모따기 가공면이 얻어진다. 또한, 일반적으로 회전 숫돌의 유리판에 대한 부하가 커지면 유리판의 끝면에서 타는 불량, 즉 연삭에 의한 마찰열에 의해 유리 표면이 연화 변형되는 현상이 발생하지만, 본 발명의 회전 숫돌은 유리판에 대한 부하가 작기 때문에 타는 불량을 방지할 수도 있다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌은 고속 회전시켜도 판유리에 가해지는 충격력이 작기 때문에 결손이나 파손을 발생시키는 일 없이 모따기 가공 시간을 단축할 수 있어 생산성의 대폭적인 향상을 꾀할 수도 있게 된다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌은 유리판의 끝면을 균일하게 미세 가공할 수 있기 때문에 환상 홈에 막히는 유리분 등의 이물을 극소로 억제할 수 있어 이들 이물에 기인하는 발진이 적어 청정한 표면을 갖는 유리판을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 판유리의 끝면 가공 방법에 의하면 결손이나 파손이 없는 청정한 판유리를 효율적으로 생산할 수 있다. 그 때문에 치수 정밀도나 표면 품위에 대한 요구 레벨이 높은 디스플레이용 판유리의 모따기 가공에 적합하고, 특히 두께가 0.7mm 이하이며 약간의 충격에도 깨지기 쉬운 액정 디스플레이용 판유리의 모따기 가공에 적합하다.

도 1은 본 발명의 회전 숫돌을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 회전 숫돌과 구동원의 연결 구조를 나타내는 설명도이다.

도 3은 본 발명의 판유리의 모따기 가공 방법을 나타내는 요부 개략 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 회전 숫돌 10a : 원반상 베이스 메탈

10a' : 원반상 베이스 메탈의 구멍부 10b : 충격 흡수층

10c : 연마입자층 10d : 환상 홈

11 : 회전축 12 : 벨트차

13 : 벨트 14 : 모터

15 : 조연삭용 회전 숫돌 16 : 마무리 연삭용 회전 숫돌

G : 판유리

본 발명의 회전 숫돌은 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 것이며, 그 중심부를 구성하는 원반상 베이스 메탈의 재질은 알루미늄, 강철, 초경합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 서멧, 티타늄 또는 세라믹 등을 사용할 수 있다. 또한, 강철 재료로서는 예를 들면 탄소공구강, 합금공구강, 고속도강 등을 사용할 수 있다.

또한, 최외층부를 구성하는 연마입자층은 결합재와 다수의 연마입자의 혼합 물을 소성함으로써 제작된다. 결합재로서는, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 레진 본드 등을 사용할 수 있고, 또한 연마입자로서는 다이아몬드 입자, 산화알루미늄 입자, 탄화규소 입자, 입방정 질화붕소 입자, 금속 산화물 입자, 금속 탄화물 입자, 금속 질화물 입자 등을 사용할 수 있다. 연마입자층을 구성하는 결합재와 연마입자의 비율은 결합재가 30∼97체적%, 연마입자가 3∼70체적%가 적당하고, 연마입자층의 외표면으로부터 연마입자의 일부가 노출되도록 제작한다. 또한, 연마입자의 입경은 그 연삭량이나 마무리 표면조도의 요구 레벨에 따라서 선택하면 되고, 예를 들면 #100∼3000, 바람직하게는 #600∼1000의 범위에서 적당하게 결정하면 좋다.

또한, 원반상 베이스 메탈과 연마입자층 사이에 개재되는 충격 흡수층의 재질로서는 피가공물이 회전 숫돌에 접촉했을 때에 피가공물에 가해지는 충격력을 저하시키는 높은 탄성을 구비하고, 또한 고온 하에서 장시간 노출되어도 변형되지 않는 재료가 적합하다. 구체적으로는, 페놀 수지, ABS 수지, 실리콘 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 열경화성 수지가 적합하다. 특히 페놀 수지는 변형되기 어렵고, 저렴하기 때문에 최적이다. 또한, 충격 흡수층의 두께가 작으면 충분한 충격 흡수 성능이 얻어지지 않고, 한편 두께가 두꺼우면 회전 숫돌이 변형되기 쉬워지기 때문에 5∼30mm, 바람직하게는 10∼20mm의 범위로 규제해야 한다.

또한, 본 발명의 회전 숫돌의 회전 주속도는 회전 숫돌 및 피가공물의 재질이나 형상, 피가공물의 이동 속도, 연삭량 등에 따라서 적당하게 조정되지만, 예를 들면 액정 디스플레이용 판유리의 마무리 연삭 가공을 행하는 경우에는 1000∼3000m/분, 바람직하게는 1800∼2000m/분의 회전 주속도로 조정하면 좋다.

본 발명의 회전 숫돌을 제작하기 위해서는 우선 원반상의 베이스 메탈을 준비한다. 다음에, 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층을 접착제로 접합한다. 이 충격 흡수층의 형상은 원환상이고, 그 내주면이 원반상 베이스 메탈의 외주면에 접촉하도록 제작한다. 다음에, 충격 흡수층의 외주면에 연마입자층을 접착제로 접합한다. 이 연마입자층의 형상도 원환상이고, 그 내주면이 충격 흡수층의 외주면에 접촉하도록 제작한다. 그 후, 연마입자층에 트루잉, 드레싱을 실시하고, 그 외주면에 단수개 또는 복수개의 환상 홈을 형성함으로써 회전 숫돌이 완성된다.

본 발명의 판유리의 끝면 가공 방법은 판유리의 끝면을 회전 숫돌을 따라 상대 이동시킴으로써 가공하는 판유리의 끝면 가공 방법으로서, 상기 회전 숫돌이 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층이 접합된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 것이며, 사용하는 판유리로서는 두께 3.0mm 이하, 또는 0.7mm 이하인 것이 바람직하다.

실시예 1

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 회전 숫돌(10)을 나타내는 사시도이다. 이 회전 숫돌(10)은 알루미늄제이고, 중심에 구멍부(10a')를 갖는 원반상 베이스 메탈(10a)(외경 120mm, 내경 80mm, 두께 40mm)과, 이 원반상 베이스 메탈(10a)의 외주면에 접합된 원환상의 예를 들면 페놀 수지제의 충격 흡수층(10b)(두께 10mm)과, 이 충격 흡수층(10b)의 외주면에 접합된 원환상의 연마입자층(10c)(두께 5mm)으로 구성되어 있다.

상기 원반상 베이스 메탈(10a)과 충격 흡수층(10b)은 내열성 접착제에 의해 접합되고, 충격 흡수층(10b)과 연마입자층(10c)도 내열성 접착제에 의해 접합되어 있다. 또한 연마입자층(10c)은 다수의 다이아몬드 연마입자(예를 들면 입경이 #600∼1000)와 메탈 본드(결합재)의 혼합물을 원환상으로 소성함으로써 제작하고 있다. 또한, 이 연마입자층(10c)에는 트루잉, 드레싱이 실시되고, 그 외표면에는 복수개(예를 들면 10∼30개)의 환상 홈(10d)(홈폭 1.0mm)이 형성되어 있다.

도 2는 상기 회전 숫돌(10)과 구동원의 연결 구조를 나타내는 설명도이다. 회전 숫돌(10)은 그 중심에 형성된 구멍부를 통해서 회전축(11)에 같은 축으로 연결되고, 이 회전축(11)이 벨트차(12)에 부착된 벨트(13)를 통해서 모터(14)에 연결되어 있으며, 모터(14)가 작동하여 회전축(11)이 회전 구동됨으로써 회전 숫돌(10)이 주회전하게 되어 있다.

다음에, 상기 회전 숫돌(10)을 사용해서 판유리의 모따기 가공을 행하는 방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 판유리(G)의 모따기 가공 방법의 실시형태 개념을 나타내는 요부 개략 사시도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 판유리(G)는 벨트 컨베이어 등의 반송 기구(도면 생략)에 의해 끝면을 따른 방향(도면 중의 화살표 방향)으로 일정 속도로 이동하고, 반송로 도중 양측에 설치된 회전 숫돌(15, 16)에 압접 맞물린다. 반송 방향의 상류측에 위치하는 조연삭용 회전 숫돌(15)로서는 일반적으로 사용되는 메탈 본드 다이아몬드 휠을 사용하고, 또한 하류측에 위치하는 마무리 연삭용의 회전 숫돌(16)로서는 상기한 본 발명의 회전 숫돌(10)을 사용한다.

이들 회전 숫돌(15, 16)의 회전 방향은 판유리(G)의 이동 속도에 역행하는 방향으로 하고 있다. 또한 각 회전 숫돌(15, 16)의 회전 축선의 경동은 0∼45°의 범위 내에서 행할 수 있고, 통상은 0∼30° 정도의 범위에서 사용하는 것이 적당하다.

본 발명은 특히 박육의 액정 디스플레이용 판유리의 모따기 가공에 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 1100×1250×0.7mm의 치수를 갖는 액정 디스플레이용 판유리의 끝면의 마무리 연삭을 행할 때에 판유리(G)를 4m/분의 속도로 반송하면서, 우선 조연삭 회전 숫돌(15)로 보냄으로써 판유리(G)의 양 끝면을 조연삭하고, 이어서 판유리(G)를 마무리 연삭용 회전 숫돌(16)로 보냄으로써 판유리(G)의 양 끝면을 마무리 연삭했다. 또한, 조연삭용 회전 숫돌(15)은 직경 150mm, 높이(축선 방향 폭) 10∼40mm, 숫돌 입도 #300∼600이며, 회전 주속도를 1500∼3500m/분의 조건으로 설정하고, 또한 마무리 연삭용 회전 숫돌(16)은 직경 150mm, 높이(축선 방향 폭) 30∼100mm, 숫돌 입도 #600∼1000이며, 회전 주속도를 1800∼2000m/분의 조건으로 설정했다. 또한, 연삭 개소에는 물을 뿜어서 숫돌면의 막힘을 방지하도록 했다. 그 결과, 결손이나 파손이 없고, 또한 편차가 없으며 균일하게 연마된 원호상의 모따기 가공면을 갖는 판유리(G)가 얻어졌다. 또한, 상기와 마찬가지의 액정 디 스플레이용 판유리 10000매를 연속으로 모따기 가공했지만, 결손이나 파손이 발생하는 일은 없었다.

이와 같이 본 발명의 회전 숫돌은 충격 흡수층을 구비하기 때문에 판유리를 연삭할 때, 판유리에 대한 충격력을 완화시키므로 판유리의 결손이나 파손을 방지할 수 있고, 또한 유리분 등에 의한 오염을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 회전 숫돌은 치수 정밀도나 표면 품위에 대한 요구 레벨이 매우 높은 디스플레이용 판유리에 적합하고, 특히 액정 디스플레이용 유리 기판과 같이 박육이며 파손되기 쉬운 판유리의 마무리 연삭용 회전 숫돌로서 적합하다.

Claims

원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 회전 숫돌.
제 1 항에 있어서, 상기 충격 흡수층은 열경화성 수지로 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 숫돌.
제 2 항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지, 실리콘 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지,에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 회전 숫돌.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마입자층은 다수의 연마입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 결합제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 숫돌.
판유리의 끝면을 회전 숫돌을 따라 상대 이동시킴으로써 가공하는 판유리의 끝면 가공 방법으로서, 상기 회전 숫돌은 원반상 베이스 메탈의 외주면에 탄성 재료로 이루어지는 충격 흡수층이 형성되고, 상기 충격 흡수층의 표면에 연마입자층 이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 판유리의 끝면 가공 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 판유리의 두께는 3.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 판유리의 끝면 가공 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 판유리의 두께는 0.7㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 판유리의 끝면 가공 방법.