KR20110038775A - 유리판 연마 시스템용 하정반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리판 연마 시스템용 하정반에 관한 것으로서, 소정 두께로 적층되어 있으며, 아라미드 섬유로 제직된 다수의 직포들; 및 상기 다수의 직포들을 서로 결착하여 일체화하며, 상기 직포들의 내부 공극 및 외면에 위치한 경화 매트릭스 수지를 포함하는 제1 복합재료를 구비한다. 본 발명에 따른 하정반은 가벼우면서도 탄성이 양호하여 대형 하정반으로 특히 유용하다.

유리판, 연마, 하정반, 아라미드 섬유, 복합재료

Description

유리판 연마 시스템용 하정반{Glass setting plate for glass polishing system}

본 발명은 유리판 연마 시스템용 하정반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 디스플레이에 사용되는 유리판을 연마하기 위한 유리판 연마 시스템에서 유리판의 하면을 지지하는 하정반에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 디스플레이에 적용되는 유리판(유리기판)은 화상을 정확히 구현하기 위해 그 평탄도를 일정 수준으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 유리판의 표면에 존재하는 미세한 요철 또는 기복은 연마 공정에 의해 제거되어야 한다.

이러한 유리판의 연마 공정은 개별 유리판을 하나씩 연마하는 소위, '오스카' 방식과 일련의 유리판들을 연속적으로 연마하는 소위, '인라인' 방식으로 나눌 수 있고, 유리판의 일면만을 연마하는 '단면 연마'와 유리판의 양면을 모두 연마하는 '양면 연마'로 구분된다.

종래기술에 따른 유리판 연마 장치를 개략적으로 도시한 구성도인 도 1을 참조하면, 알려진 연마 장치(10)는 회전되는 연마 스테이지(2) 위에 캐리어(4)를 이 용하여 연마될 유리판(G)을 유지시킨 상태에서 연마 패드(6)가 설치된 연마 플레이트(8)를 유리판(G)에 접촉시킴과 동시에 연마 플레이트(8)를 수평 방향으로 이동시키는 과정에서 연마 플레이트(8)와 유리판(G) 사이에 연마액을 공급하여 유리판(G)을 연마하게 된다. 이를 위해, 종래의 연마 장치(10)는 연마 플레이트(8)에 형성된 다수의 슬롯 구멍들(8a)과, 연마 플레이트(8)와 떨어져 그 상부에 설치된 호스(3)를 이용하여 자연 낙하에 의해 연마액을 공급한다.

그런데, 유리기판의 대형화 추세에 부응하여 유리기판을 연마하기 위한 연마장치 또한 대형화되고 그에 따른 플레이트 형태의 하정반도 대형화되는 상황이다. 여기서, 연마 완료된 유리기판의 평탄도를 확보하기 위해서는 하정반 자체의 평탄도가 먼저 확보되어야 한다. 그리고, 하정반은 영구적 변형이 발생되지 않도록 변형에 대한 회복특성인 탄성이 충분해야 한다. 이러한 요구조건에 부응하기 위해서 보다 용이하게 대형의 플레이트를 확보할 수 있고, 가벼우면서 탄성이 뛰어난 소재를 이용한 하정반의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

종래기술에 따른 하정반은, 8세대 유리기판을 연마하기 위해 탄소 스틸 등을 이용함으로써 변형에 대한 탄성은 확보하였지만 무게에 대한 부담(예, 약 10톤)이 상존하는 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 그 무게를 현저히 줄이면서 탄성이 양호한 유리판 연마 시스템용 하정반을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유리판 연마 시스템용 하정반은, 소정 두께로 적층되어 있으며, 아라미드 섬유로 제직된 다수의 직포들; 및 상기 다수의 직포들을 서로 결착하여 일체화하며, 상기 직포들의 내부 공극 및 외면에 위치한 경화 매트릭스 수지를 포함하는 제1 복합재료를 구비한다.

본 발명의 하정반에 있어서, 경화 매트릭스 수지는 에폭시 수지 또는 페놀수지인 것이 바람직하고, 제1 복합재료를 구성하는 다수의 직포들(a)과 경화 매트릭스 수지(b)의 중량비(a:b)는 90:10 내지 70:30인 것이 바람직하다. 바람직하게, 제1 복합재료는 직육면체 형상을 갖는다.

본 발명의 하정반에 있어서, 제1 복합재료는 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 제2 복합재료의 내부에 배치될 수 있다. 바람직하게, 상기 화강암 입자들과 상기 경화성 수지는 약 8.5:1.5 내지 약 9.5:0.5의 중량비로 혼합된다. 이 때, 제1 복합재료는 상기 제2 복합재료와의 결합력을 증가시키기 위해 측벽들에 형성된 다수의 관통공들을 포함할 수 있다.

바람직하게, 하정반의 표면은 그라인딩(grinding) 또는 랩핑(lapping) 또는 폴리싱(polishing) 가공 처리된다.

본 발명에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 금속 재질이 아닌 고분자로 된 제1 복합재료를 이용하여 하정반을 구성함 으로써, 종래의 탄소 스틸 하정반에 비해 그 중량을 현격하게 감소(약 1/3 이하)시킬 수 있다. 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물로 성형된 제2 복합재료 역시 탄소 스틸 하정반에 비해 현저히 가벼우므로, 제2 복합재료에 제1 복합재료가 내재된 하정반 역시 동일한 효과를 나타낸다.

둘째, 본 발명의 복합재료로 구성된 하정반은 변형에 대한 탄성특성이 양호하여, 장기간 사용시에도 영구변형이 잘 일어나지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 하정반은 소정 두께로 적층되어 있으며, 아라미드 섬유로 제직된 다수의 직포들; 및 상기 다수의 직포들을 서로 결착하여 일체화하며, 상기 직포들의 내부 공극 및 외면에 위치한 경화 매트릭스 수지를 포함하는 제1 복합재료를 구 비한다.

이러한 제1 복합재료를 제조하는 방법을 예시하면 다음과 같다.

먼저, 아라미드 섬유로 제직된 직포를 준비한다. 아라미드 섬유는 잘 알려진 바와 같이, 열에 강하고 튼튼한 방향족 폴리아마이드 섬유이다. 항공우주 분야나 군사적으로 많이 이용되는 섬유로서, 아마이드 결합(-CONH)이 벤젠 고리와 같은 방향족 고리를 결합시켜 고분자 폴리아마이드를 형성하고 있다. 인장강도, 강인성, 내열성이 뛰어나며 고강력 및 고탄성률을 갖는다. 직포는 평직포, 능직포, 수자직포, 삼축직포 등과 같이 아라미드 섬유로 된 경사 및 위사를 이용하여 제직한 직포라면 모두 사용이 가능하다.

이어서, 직포를 경화성 수지, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀수지, 시아네이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지 등과 같은 열경화성 수지에 함침시켜 프리프레그 직포를 준비한다. 경화성 수지는 필요에 따라 메탄올 등의 용매에 용해시켜 적용할 수 있으며, 내충격성 및 인성을 향상시키기 위하여 고무 또는 수지의 미세입자를 포함할 수 있다.

그런 다음, 프리그레그 직포들을 적층하여 원하는 소정 두께가 되도록 적층한다. 예를 들어 직포들을 300매 정도로 적층하여 원하는 하정반 두께에 준하도록 적층한다. 교호적으로, 경화성 수지는 직포 각각에 적용하는 대신 직포들을 먼저 적층한 후 그 적층체에 적용하는 방법도 가능하다. 직포들을 적층하는 방법으로는 인접하는 직포들의 경사들이 평행하게 위치하거나 소정 각도를 이루도록 적층할 수 있다.

이어서, 준비된 적층체들을 진공 백에 삽입하여 가열하거나, 몰드에 투입하여성형하면서 경화성 수지를 경화시켜 제1 복합재료를 제조한다.

도 2는 전술한 방법으로 제조한 제1 복합재료의 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 제1 복합재료(20)는 아라미드 섬유로 제직된 다수의 직포들(11)이 소정 두께가 되도록 적층되어 있다. 한편, 경화 매트릭스 수지(12)는 직포들을 서로 결착하여 일체화하므로서 제1 복합재료(20)의 강도를 보강하고 있다. 경화 매트릭스 수지(12)는 직포들(11)의 내부 공극, 즉 경사와 위사의 사이뿐만 아니라 직포들(11) 외면에 위치하며, 제1 복합재료(20)의 외면을 형성한다. 제1 복합재료(20)를 구성하는 다수의 직포들(11)과 경화 매트릭스 수지(12)의 중량비는 90: 10 내지 70:30인 것이 제1 복합재료(20)의 물성 및 표면 특성을 고려할 때 바람직하며, 가장 바람직한 중량비는 80:20이다. 그 형상은 하정반의 형상과 일치하도록 형성하는 것이 바람직한데, 예를 들어 직육면체 형상으로 제조할 수 있다.

제1 복합재료(20)는 그 자체로 하정반으로 이용될 수 있으나, 다음과 같이 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 제2 복합재료의 내부에 배치되어 보강재로서 사용될 수 있다.

도 3은 제1 복합재료를 보강재로서 구비한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 제조하기 위한 개략적 공정도이다.

도 3을 참조하면, 먼저, 화강암 입자들과 경화성 수지를 준비한다(S10). 화강암 입자들은 업계에 알려진 분쇄기(미도시)를 이용하여 화강암을 분쇄한 후 선별/분리기(미도시)를 이용하여 분리한다. 분쇄기에 의해 분쇄된 화강암 입자들 중, 예를 들어 입자가 10mm 이상인 것은 성형성이 불량 하므로 분리/선별 과정에서 제거하는 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지 등과 같은 경화성 수지를 준비한다. 이러한 열경화성 수지는 일종의 첨가제로서, 성형 시, 전술한 바와 같은 화강암 입자들을 분산시키거나 화강암 입자들을 서로 결착시키기 위한 것이다.

이어서, 소정의 자체 혼합비를 가진 화강암 입자들과 경화성 수지를 밀폐되거나 바람직하게 진공이 형성된 챔버(미도시)에서 소정의 혼합비로 혼합한다(S20). 여기서, 화강암 입자들과 경화성 수지는 약 8:2 내지 9.5:0.5의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 9:1인 것이 가장 바람직하다. 혼합 공정에서 진공을 형성하는 것은 미세한 기공 형성을 사전에 방지함으로써 완성된 하정반에서 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

다음, 제1 복합재료와, 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물을 몰드(미도시)에 투입하여 제1 복합재료가 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물에 내재되도록 위치시킨 다음 성형 및 경화하여 하정반을 제조한다(S30). 바람직하게, 약 70 ℃ 이상의 온도에서 평균 72시간 동안 성형 및 경화한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이렇게 제조된 하정반(30)은 제1 복합재료(20)가 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 제2 복합재료(21)의 내부에 배치되어 있다. 금속 재질이 아닌 고분자로 된 제1 복합재료(20)는 물론, 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물로 성형된 제2 복합재료(21) 역시 종래의 탄소 스틸 하정반에 비해 현저히 가벼우므로, 제2 복합재료(21)에 제1 복합재료(20)가 내재된 하정반(30) 역시 그 중량이 현격하게 감소된다. 또한, 제1 복합재료와 제2 복합재료 모두 열 팽창율이 탄소 스틸에 비해 작아 연마시 발생하는 마찰열에 의한 하정반의 변형율을 줄일 수 있다.

제1 복합재료(20)의 형상은 직육면체는 물론, 하정반에 가해지는 외력, 하중 등에 의한 변형을 더욱 방지하기 위하여 원형 등 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 제2 복합재료(21)와의 결합력을 증가시키기 위해 제1 복합재료(20)의 측벽들에는 관통공들(미도시)을 마련할 수 있다. 즉, 제1 복합재료(20)의 관통공들 사이로 제2 복합재료(21)가 위치하여 성형 및 경화됨으로써, 제1 복합재료(20)와 제2 복합재료(21) 사이의 결합력 및 결착력을 증대시키게 된다.

이어서, 성형 및 경화 공정이 완료된 하정반(100)의 표면을 처리한다(S40). 이 과정에서, 하정반(100)의 표면은 몰드에 의한 부스러기들을 1차적으로 제거하기 위해 그라인딩(grinding) 공정을 거치고, 이어서 사포 등과 같은 연마부재를 이용하여 하정반(100)의 표면을 매끄럽게 하는 랩핑(lapping) 공정을 거친 후 하정반(100)의 표면을 최종적으로 매끄럽게 하는 폴리싱(polishing) 가공을 거치게 된다. 이러한 표면 처리 공정은 하정반(100)의 표면의 정도에 따라 취사 선택될 수 있음은 물론이다. 제1 복합재료 만으로 구성된 하정반 역시 이와 같은 표면 처리를 할 수 있다.

표면 처리 공정을 거치게 되면 하정반(100)의 제조가 완성되는데, 그러한 공정을 거친 하정반(100)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실질적으로 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 원형 등 다양한 형상으로 구현할 수 있음은 물론이다. 보 다 구체적으로, 하정반(100)은 가로 2550mm, 세로 2250mm, 및 높이 100mm의 크기를 가지며, 하정반(100)의 측면에는 각각 2개의 측면 홈들(102)이 마련되고, 하정반(100)의 하면에는 3개의 지지 홈들(104)이 마련된다. 측면 홈들(102)은 성형 시 몰드와 결합되거나 연마 시스템의 스테이지(미도시)에 설치하기 위해 하정반(100)을 이동시키기 위한 것이며, 지지 홈들(104)은 스테이지에 하정반(100)을 안정되게 안착시켜 위치 고정하기 위한 것이다.

이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 제한되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상의 정신과 범위 및 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면들에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 유리판 연마 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 복합재료의 개략적인 단면도이다.

도 3은 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 복합재료를 보강재로서 구비한 유리판 연마 시스템용 하정반을 제조하기 위한 개략적 공정도이다.

도 4는 은 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 복합재료를 보강재로서 구비한 유리판 연마 시스템용 하정반의 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템용 하정반을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 6은 도 5의 저면도이다.

Claims (9)

1. 소정 두께로 적층되어 있으며, 아라미드 섬유로 제직된 다수의 직포들; 및

   상기 다수의 직포들을 서로 결착하여 일체화하며, 상기 직포들의 내부 공극 및 외면에 위치한 경화 매트릭스 수지를 포함하는 제1 복합재료를 구비한 유리판 연마 시스템용 하정반.
2. 제1항에 있어서,

   상기 경화 매트릭스 수지는 에폭시 수지 또는 페놀수지인 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 복합재료를 구성하는 다수의 직포들과 경화 매트릭스 수지의 중량비는 90:10 내지 70:30인 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 복합재료는 직육면체 형상을 가진 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 복합재료는 화강암 입자들과 경화성 수지의 혼합물이 성형 및 경화된 제2 복합재료의 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
6. 제5항에 있어서,

   상기 화강암 입자들과 상기 경화성 수지는 8:2 내지 9.5:0.5의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
7. 제5항에 있어서,

   상기 경화성 수지는 에폭시 수지 또는 페놀수지인 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
8. 제5항에 있어서,

   상기 제1 복합재료는 상기 제2 복합재료와의 결합력을 증가시키기 위해 측벽들에 형성된 다수의 관통공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.
9. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 하정반의 표면은 그라인딩(grinding) 또는 랩핑(lapping) 또는 폴리싱(polishing) 가공 처리된 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템용 하정반.

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