KR20110098362A - 강화유리 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강화유리 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원판 글라스를 셀단위 글라스로 재단한 후 상기 재단된 셀단위 강화유리를 접합제를 이용하여 적층 접합함으로써 접합제 도포의 균일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 접합시간을 단축할 수 있는 강화유리 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명은 디스플레이 패널로 사용되는 유리기판 뿐만 아니라, 휴대폰, PDP, PMP, 전자사전 등 휴대용 전자기기에 사용되는 디스플레이 윈도우 가공 등 모든 디스플레이용 글라스 가공에 적용될 수 있다.

Description

강화유리 가공 방법 {Tempered Glass Manufacture Method}
본 발명은 강화유리 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원판 글라스를 셀 단위 글라스로 재단한 후 상기 재단된 셀 단위 강화유리를 접합제를 이용하여 적층 접합함으로써 접합제 도포의 균일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 접합시간을 단축할 수 있는 강화유리 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명은 디스플레이 패널로 사용되는 유리기판뿐만 아니라, 휴대폰, PDP, PMP, 전자사전 등 휴대용 전자기기에 사용되는 디스플레이 윈도우 가공 등 모든 디스플레이용 글라스 가공에 적용될 수 있다.
휴대용 전자기기가 경량화 박형화되면서 디스플레이 패널의 두께가 점차 얇아지고 있으며, 일반적으로 디스플레이 패널로 사용되는 아크릴 또는 PMMA 등의 합성 수지 재질의 경우 열과 스크래치에 취약하고, 투과율이 유리보다 낮아서 휘도가 떨어지는 문제가 있어서, 유리 재질의 디스플레이 패널이 사용되고 있다.
그러나 일반 유리의 경우 강도가 약하기 때문에 두께를 슬림화하는데 한계가 있으므로 강화 유리를 이용한 디스플레이 패널 및 윈도우가 널리 이용되고 있다.
종래의 강화 유리 가공 공정은 유리 원판을 디스플레이 패널 또는 윈도우 크기에 맞는 셀 단위 글라스로 재단한 후 면삭 가공을 한 후 화학적 강화를 통해 완성되는 낱장 가공 공정이 사용되었으나, 이 경우 재단된 셀 단위 글라스마다 면삭 가공을 수행하여야 하므로 많은 인력과 시간이 소요되므로 생산성이 매우 떨어질 뿐만 아니라, 공정 단가가 높아지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 유리 원판을 접합물질을 이용하여 적층한 후 적층된 유리원판을 셀 단위 글라스가 적층된 블럭형태로 재단하여 면삭가공을 수행하는 접합 가공 공정이 개발되어 사용되고 있다.
그러나 종래의 접합 가공 공정은 유리 원판을 접합하여야 하므로 접합면적이 넓어서 유리 원판 사이에 도포되는 접합물질을 일정하게 도포하기 어렵기 때문에 접합 균일도가 떨어지는 문제가 있었다.
상기와 같이 접합 균일도가 떨어질 경우 적층된 유리원판에 곡률이 발생하여 셀 단위 글라스로 재단의 정확성을 떨어뜨려서 수율이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 원판 유리의 경우 접합시 글라스 표면에 스크래치나 얼룩이 발생하여 유리의 품질을 저하시킬 수 있으므로 역시 생산성 및 수율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 원판 유리를 셀 단위 글라스로 재단한 상태에서 셀 단위 글라스를 접합제를 이용하여 블럭형태로 적층 접합함으로써 접합제가 도포되는 접합면적을 최소화시켜 접합제의 균일성을 확보하여 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있는 강화유리 가공 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 셀 단위 글라스 재단 전에 원판 유리 양면을 보호코팅함으로써 셀 단위 글라스 적층 접합시 원판 유리의 스크래치 및 얼룩 발생을 방지할 수 있는 강화유리 가공 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 강화유리 가공 방법은 원판 유리를 셀 단위 글라스로 재단하는 단계와 상기 재단된 셀 단위 글라스를 접합제를 이용하여 적층 접합하여 셀 단위 글라스 블럭을 형성하는 단계와 상기 셀 단위 글라스 블럭을 면삭가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재단하는 단계 전에 상기 원판 유리의 양면에 보호 코팅층을 형성하는 단계와 상기 면삭가공하는 단계 후 상기 보호 코팅층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 면삭 가공하는 단계는 상기 셀 단위 글라스 블럭을 황삭가공하는 단계와 상기 황삭가공된 셀 단위 글라스 블럭을 낱장 분리하여 정삭가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호코팅층은 보호잉크가 담지된 실크 인쇄기를 이용하여 상기 유리 원판 양면에 인쇄 후 건조하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 보호잉크는 에폭시 레진 또는 에폭시 레진이 함유된 화합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호 코팅층을 제거하는 단계는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 3 ~ 10% 용액을 물 또는 순수에 희석하여 70~90도 온도에서 초음파로 침지하여 상기 보호 코팅층을 제거하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 면삭가공 단계 후 세정 단계를 더 포함하되; 상기 세정 단계는 열풍 건조 또는 고온 순수 건조(HOT DI Water) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 강화유리 가공 방법은 원판 유리를 셀 단위 글라스로 재단한 상태에서 셀 단위 글라스를 접합제를 이용하여 블럭형태로 적층 접합함으로써 접합제가 도포되는 접합면적을 최소화시켜 접합제의 균일성을 확보하여 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 셀 단위 글라스 재단 전에 원판 유리 양면을 보호코팅함으로써 셀 단위 글라스 적층 접합시 원판 유리의 스크래치 및 얼룩 발생을 방지하여 제품의 불량률을 최소화하여 수율을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강화유리 가공 방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2는 도 1의 순서도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강화유리 가공 방법을 개략적으로 도시한 공정도이고, 도 2는 도 1의 순서도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 강화유리 가공 방법은 먼저, 원판 유리(10)를 셀 단위 글라스로 재단한다.(S110)
보다 구체적으로, 상기 원판 유리는 디스플레이 패널 또는 윈도우 크기에 따라 셀 단위 글라스를 재단이 필요하며, 이를 위해 CNC 절단, 레이저 절단 또는 유리커터를 이용한 스크라이빙 절단을 이용하여 셀 단위 글라스로 재단한다.
여기서, 상기 셀 단위 글라스는 디스플레이 패널 또는 휴대용 전자기기의 디스플레이 윈도우 사양에 따른 크기로 절단된 단위 글라스를 의미한다.
이어서, 상기 재단된 셀 단위 글라스를 접합제(30)를 이용하여 적층 접합하여 셀 단위 글라스 블럭(40)을 형성한다.(S120)
상기 접합제(30)는 상기 셀 단위 글라스를 일시적으로 접합할 수 있는 점착성 및 접착력을 가진 물질은 무엇이나 가능하고, 보다 구체적으로 송진, 녹말계, 녹말계, 단백질, 다당류, 라텍스 등의 천연 접합제 또는 에폭시, 멜라민, 요소, 페놀, 실리콘 등의 합성 접합제로 구성될 수 있다.
상기 접합제(30)는 상기 셀 단위 글라스를 영구적으로 접합하는 것이 아니라, 일시적으로 접합하기 때문에 접착력이 지나치게 높을 필요가 없으며 상기 셀 단위 글라스가 떨어지지 않고 작은 힘에 의해 분리될 수 있을 정도의 접착력만이 필요하므로 합성 접합제보다는 송진 등의 천연 접합제를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 접합제(30)를 액체상태로 셀 단위 글라스 사이에 도포한 후 경화 또는 냉각시켜 상기 접합제를 고체상태가 됨과 동시에 상기 셀 단위 글라스가 접합될 수 있다. 이를 통해, 셀 단위 글라스를 수직으로 적층 접합함으로써 셀 단위 글라스 블럭(40)을 형성하게 된다.
상기와 같이 셀 단위 글라스 블럭(40)이 형성되면 블럭 측면에 대한 면삭 가공을 수행한다.
보다 구체적으로, 먼저 상기 셀 단위 글라스 블럭(40)을 1차로 황삭 가공한다.(S130)
상기 재단된 셀 단위 글라스 블럭(40)의 측면은 원판 유리로부터 재단에 의해 거칠기가 높은 상태이므로 측면을 매끄럽게 가공할 필요가 있으며, 이를 위해 먼저 상기 셀 단위 글라스 블럭의 4 측면을 연마기를 통해 매끈하게 가공하는 황삭 가공을 수행한다.
상기와 같은 셀 단위 글라스 블럭(40)에 대한 황삭 가공을 통해 종래의 셀 단위 글라스를 낱장 단위로 황삭 가공하는 것에 비해 가공 속도와 생산성을 높일 수 있다.
황삭 가공이 종료되면, 상기 셀 단위 글라스 블럭을 낱장 분리하여 2차 정삭 가공을 수행한다. (S140)
여기서, 상기 셀 단위 글라스 블럭(40)의 낱장 분리는 수작업 또는 기계적 작업을 통해 수행될 수 있으며, 상기 셀 단위 글라스 사이의 접합제(30)는 인위적인 힘에 의해 분리될 수 있을 정도의 접합력을 가지므로 쉽게 분리되어 제거될 수 있다. 그러나, 상기 인위적인 힘에 의해 셀 단위 글라스 블럭(40)이 낱장 분리될 경우 분리된 글라스에 접합제 성분이 잔존할 수 있으므로 잔존하는 접합제 성분을 제거하는 공정이 추가될 수 있다.
이를 위해, 아세톤 또는 알코올, 알카리 성분(HP 7이상)의 세척제로 초음파 세척으로 접합제 성분이 제거될 수 있다.
또한, 상기 접합제(30)는 경화에 의해 고체상태로 셀 단위 글라스 사이에 접착된 상태이므로 열에 의해 액체상태로 용융하여 세정을 통해 접합제를 글라스 표면으로부터 제거할 수 있다. 여기서, 상기와 같이 접합제를 열에 의해 액체상태로 용융하는 경우 글라스 자체에 영향을 미칠 수 있으므로 상기 접합제는 글라스의 용융온도 보다 낮은 온도에서 용융되도록 제조되어야 한다.
상기 1차 황삭 가공은 셀 단위 글라스 블럭(40) 전체 측면에 대해서 수행하기 때문에 측면 거칠기가 남아있을 수 있으므로 개별 낱장에 대해 2차 정삭 가공을 수행한다. 여기서, 1차 황삭 가공 결과 측면이 글라스의 요구 사양만큼 매끄러울 경우 2차 정삭 가공은 생략될 수 있다.
상기와 같이 면삭가공이 완료되면 셀 단위 글라스를 열처리 강화 또는 화학적 강화를 수행하여 강화 셀 단위 글라스를 생성하고, 세정 및 검사를 통해 최종적으로 셀 단위 강화 유리를 가공하게 된다.(S150)
보다 구체적으로, 열처리 강화는 원판 유리를 연화온도에 가까운 500~600도로 가열하고, 압축된 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축 변형시키고 유리 내부를 인장 변형시켜 강화하는 방식이다.
그리고 화학적 강화는 강화용액(질산칼륨, 안료 등)에 셀 단위 글라스를 넣고 400 ~ 500도의 온도로 침지시켜 유리를 강화시키는 방식으로, 유리에 포함된 나트륨 이온과 강화용액의 칼륨이온이 이온 교환이 발생하여 유리 표면에 분포하는 나트륨 이온은 빠져나오고 그 자리에 칼륨이 들어가게 됨으로 유리 표면의 밀도가 높아져서 유리 표면에 압축 변형이 발생하는 방식이다.
상기와 같이 유리에 대한 강화 처리가 종료되면, 세정 및 검사를 거쳐 최종 셀 단위 강화 유리가 가공된다.
여기서, 상기 세정 공정은 열풍 건조 방법이 사용될 수 있으나, 열풍 건조의 경우 표면에 강화 공정을 통해 물이 잔존한 상태에서 건조되므로 표면에 얼룩이 많이 발생할 수 있으므로, 물의 표면장력을 이용하여 건조하는 HOT DI-Water 방법(고온 순수 건조 방법)을 사용하여 세정하는 것이 바람직하다.
상기 HOT DI-Water 방법은 표면에 잔존하는 물과 고온 순수의 표면 장력 차이로 인해 표면에 잔존하는 물을 제거하여 건조할 수 있으므로 표면에 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 HOT DI-Water 건조 후 IR 건조를 통해 세정 공정이 마무리될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 셀 단위 글라스 재단(S110) 전에 스크래치 또는 얼룩 발생을 방지하기 위해 상기 원판 유리에 보호 코팅층을 형성하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
일반적으로 유리는 원판 유리의 재단, 재단된 셀 단위 글라스 적층 접착 과정을 통해 스크래치가 발생하기 쉬우며, 셀 단위 글라스 사이의 접합제에 의해 글라스 표면에 얼룩이 발생하여 제품의 불량이 발생하기 쉬운 문제가 있다.
따라서, 원판 유리 양면에 보호 코팅층을 형성하여 이후 공정으로부터 발생하는 스크래치 또는 얼룩 발생 불량을 제거할 수 있다.
보다 구체적으로, 원판 유리 양면에 형성되는 보호 코팅층은 보호잉크가 담지된 자동 또는 반자동 실크 인쇄기를 이용하여 원판 유리 양면을 잉크 인쇄한 후 열풍 건조(예를 들어, 100 ~ 150도 건조온도에서 20~40분 건조) 또는 IR 건조기를 이용하여 건조함으로써 생성될 수 있다.
여기서, 상기 보호잉크는 에폭시 레진 또는 에폭시 레진이 함유된 화합물로 구성될 수 있으며, 상기 에폭시 레진에 경화제, 안료, 첨가제, 솔벤트가 혼합되어 제조될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 레진과 경화제의 배합비를 8: 1 ~ 15:1로 배합하여 보호잉크를 제조할 수 있다.
이외에도, 원판 유리 표면 상에 보호층이 형성되어 원판 유리를 보호하는 통상의 코팅 물질이 사용될 수 있다.
그리고 상기 실크 인쇄기(예를 들어, 인쇄제판 NBC 망사 100Mash, 45또는 22.5도 각도)를 통해 상기 원판 유리 양면에 인쇄되는 보호잉크는 8 ~ 12um 범위의 두께로 인쇄되는 것이 바람직하고, 상기 열풍 건조는 140 ~ 160도 범위가 바람직하다.
상기와 같이 원판 유리 양면에 보호 코팅층이 형성된 경우 상기 정삭 가공(S140)후 상기 보호 코팅층을 제거한다.(S141)
여기서, 상기 보호 코팅층 제거는 수산화 나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 3 ~ 10% 수용액을 물 또는 순수에 희석하여 70~90도(바람직하게는 80도) 온도에서 초음파로 5 ~ 15분 침지한 후 물 또는 순수로 수세하여 제거할 수 있다.
상기와 같이 보호 코팅층을 제거할 경우 보호 코팅층 상에 잔존하는 접합제도 동시에 제거할 수 있으므로 셀 단위 글라스 블럭으로부터 낱장 분리시 인위적인 힘에 의한 분리 후 글라스에 잔존하는 접합제 제거를 위한 별도 처리가 불필요하며, 공정으로부터 발생하는 스크래치 또는 얼룩의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 원판 유리 20 : 보호 코팅층
30 : 접합제 40 : 셀 단위 글라스 블럭

Claims (8)

  1. 강화유리 가공 방법에 있어서,
    원판 유리를 셀 단위 글라스로 재단하는 단계와;
    상기 재단된 셀 단위 글라스를 접합제를 이용하여 적층 접합하여 셀 단위 글라스 블럭을 형성하는 단계와;
    상기 셀 단위 글라스 블럭을 면삭가공하는 단계를 포함하는 강화유리 가공 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 재단하는 단계 전에
    상기 원판 유리의 양면에 보호 코팅층을 형성하는 단계와;
    상기 면삭가공하는 단계 후 상기 보호 코팅층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 면삭 가공하는 단계는
    상기 셀 단위 글라스 블럭을 황삭가공하는 단계와;
    상기 황삭가공된 셀 단위 글라스 블럭을 낱장 분리하여 정삭가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 보호코팅층은
    보호잉크가 담지된 실크 인쇄기를 이용하여 상기 유리 원판 양면에 인쇄 후 건조하여 형성되는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보호잉크는
    에폭시 레진 또는 에폭시 레진이 함유된 화합물인 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 보호 코팅층을 제거하는 단계는
    초음파 세척으로 상기 보호 코팅층을 제거하는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 초음파 세척은
    수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 3 ~ 10% 용액을 물 또는 순수에 희석하여 70~90도 온도에서 초음파로 침지하여 상기 보호 코팅층을 제거하는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 면삭가공 단계 후 세정 단계를 더 포함하되;
    상기 세정 단계는 열풍 건조 또는 고온 순수 건조(HOT DI Water) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 가공 방법.





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