KR20110099826A

KR20110099826A - 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치

Info

Publication number: KR20110099826A
Application number: KR1020100018764A
Authority: KR
Inventors: 김한곤
Original assignee: 김한곤
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-09
Also published as: KR101132869B1

Abstract

본 발명은 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치에 관한 것으로서, 열처리용액의 온도를 짧은 시간에 올려줄 뿐만 아니라 진동을 부여하여 열처리되는 유리의 이온교환반응을 촉진시키주기 위하여, 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서, 열처리용액이 충전되는 상기 열처리로의 내부에 간접 가열을 위한 용기가 설치되고, 상기 용기 내부에 교반부가 구비되고, 교반부를 작동시키는 가동부가 용기 외부에 연결 구비되는 교반수단이 설치되어, 상기 교반수단에 의해 본체로내에 충전되는 질산칼륨용액을 교반시켜 침지되는 유리와의 이온교환반응이 촉진되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치{Agitator installed in a glass tempering heat treatment apparatus}

본 발명은 유리강화 열처리장치에 관한 것으로서, 특히 이온교환이 이루어지는 열처리로인 본체로 내에 교반수단을 설치하여 이온교환반응이 촉진되도록 한 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PC, PDA, 네비게이션, 건축용 및 각종 산업용 유리 등에 사용되는 유리를 화학적 강화법으로 열처리하기 위해 열처리 장치를 설치하게 되는데, 열처리 장치는 그 일예로 본원 출원인의 한국 등록특허 0866844호에서와 같이 예열로, 본체로, 냉각로와 그 상에 설치된 레일, 레일 상에 설치된 지지롤러, 주행휠 및 이송대차를 포함하여 이루어져 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하게 된다.

유리의 통상적인 화학적 강화법은 유리 표면을 강화하기 위해 그 표면에 분포하는 이온 반경이 작은 나트륨 이온(Na⁺)과 이온교환반응이 발생되도록 열처리로 내에 열처리용 분말인 질산칼륨(KNO₃)을 충전한 후 액상화시켜 된 질산칼륨(KNO₃) 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온(K⁺)이 서로 치환되어 유리 표면에 이온교환반응에 의한 압력응력층이 형성되어 유리의 표면밀도가 강화되도록 하는 것이다.

상기 유리를 화학적 강화법으로 열처리하기 위한 열처리로(본원 출원인의 선발명특허에서 ‘본체로’에 해당됨) 내의 열처리용액의 온도를 올리기 위해 본체로 내벽에 스트립히터가 설치되어진다. 하지만 열처리되어지는 유리의 두께 및 크기에 따라 온도가 350∼500℃의 범위에서 가변하는데 이때 열처리용액의 온도를 올릴때 마다 간접가열 수단인 스트립히터를 작동시켜야 하기 때문에 에너지가 많이 소모될 뿐 아니라 효율성까지 떨어져 일정온도를 올리는데 많은 에너지와 시간이 낭비되는 문제점이 있었다.

또한 초기의 열처리분말을 액상화시키는데에도 많은 시간이 소모되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 유리가 강화 열처리되는 본체로 내의 열처리용액의 온도를 올리는데 짧은 시간과 적은 에너지로 실현 가능하게 하고 열처리분말을 짧은 시간에 액상화 시킬수 있도록 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서, 열처리용액이 충전되는 상기 열처리로의 내부에 간접 가열을 위한 용기가 설치되고, 상기 용기 내부에 교반부가 구비되고, 교반부를 작동시키는 가동부가 용기 외부에 연결 구비되는 교반수단이 설치되어, 상기 교반수단에 의해 열처리로내에 충전되는 질산칼륨용액을 교반시켜 침지되는 유리와의 이온교환반응이 촉진되게 하는 것을 특징으로 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치는 유리를 침지시켜 이온교환반응 시키는 본체로 내의 열처리용액을 교반작용시킴으로써 질산칼륨용액의 적정온도에 빠른 시간과 적은 에너지로 도달할 수 있게 하는 이점이 있다.

아울러 열처리용액 내에 침지된 유리에 열과 파동이 동시에 가해지게 함으로써 이온교환반응이 더욱 촉진되어지는 효과가 발생하게 된다.

또한 교반장치를 구도시킴으로써 초기의 열처리분말을 액상화 시키는데 드는 시간을 줄일 수 있는 효과까지 따르게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 유리강화 열처리장치의 전체 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 열처리장치의 본체로 내에 일실시예의 교반수단이 설치된 측단면 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 다른실시예의 교반수단이 설치된 측단면 구성도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 유리강화 열처리장치의 전체 측면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 열처리장치의 본체로 내에 일실시예의 교반수단이 설치된 측단면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 다른실시예의 교반수단이 설치된 측단면 구성도이다.

본 발명에 의한 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치는 유리를 이동대차(65)에 의해 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하도록 예열로(61), 본체로(62), 냉각로(63)가 설치되며, 이러한 상기 유리강화 열처리장치는 본원 출원인의 선등록특허 제0866844호에 이미 설명된 바 있다..

상기 예열로(61), 본체로(62), 냉각로(63) 중에서 특히 열처리로(60)인 본체로(62)에서는 유리 표면을 강화하기 위해 그 표면에 분포하는 이온 반경이 작은 나트륨 이온(Na⁺)과 이온교환반응이 발생되도록 본체로(62)내에 열처리용 분말인 질산칼륨(KNO₃)을 충전하게 된다.

상기 질산칼륨(KNO₃)은 본체로(62)에 구비되는 가열수단에 의해 액화되어 350∼500℃의 상태의 유리 표면의 나트륨 이온(Na⁺)과 질산칼륨(KNO₃) 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온(K⁺)이 서로 치환되어지고, 이때 유리 표면에 이온교환반응에 의한 압력응력층이 형성되어 표면밀도가 큰 강화유리가 형성되는 것이다.

상기 내용들을 참조하면서 도 1 내지 도 3을 더 참조하여 보면 본 발명에 의한 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치는, 유리를 강화열처리 하기 위한 열처리용액(2)을 수용하는 용기(10)와, 용기(10)상에 설치되는 교반수단(20)으로 이루어진다.

상기 열처리용액(2)은 통상 상술된 바와 같은 질산칼륨(KNO₃) 용액이 사용된다.

상기 열처리용액(2)이 충전되는 용기(10)는 열처리로(60) 내에 수용공간을 갖도록 형성되어 설치되며, 내면에 액상이 존재하게 되므로 주로 스테인레스 스틸 재질로 제작되어 진다.

상기 용기(10)는 열처리로(60)의 내벽에 설치되는 스트립히터(36)에 의해 간접가열 되며 그에 따라 초기 충전된 열처리분말을 가열하여 액화시켜 열처리용액(2)으로 만들고, 필요한 적정 온도로 조절하게 된다.

상기 열처리로(60) 중 특히 본체로(62)를 통해 열처리되는 유리는 늘 일정한 크기와 두께로 열처리용액(2) 내로 침지되어지는 것이 아니고 생산계획에 따라 다양한 크기와 두께의 유리가 공급되어 진다.

상기 유리의 크기와 두께에 따라 약 350∼500℃의 상태로 본체로(62)내의 열처리용액(2) 온도를 조절할 필요가 있는데, 상기 간접가열 방식만을 사용하게 되면 적정 온도로 올리는데 많은 시간과 에너지를 필요로 하게 될 뿐만 아니라 필요에 따른 온도의 가변시에도 간접가열 방식만을 채택하게 되면 많은 시간과 에너지가 소모된다.

이에 상기 용기(10)상에 간접가열 방식을 보조하면서 유리의 강화열처리시 이온교환반응을 촉진할 수 있도록 교반수단(20)을 설치 구성한다.

상기 교반수단(20)은 액상의 열처리용액(2)을 자극시켜 온도를 올려주는 것 뿐만 아니라 초기 열처리분말을 액상화 시키는데 보조역할을 하는 것으로서, 용기(10) 내부에 구비되는 교반부(21)와, 교반부(21)에 연결되어 작동시키도록 용기(10) 외부에 구비되는 가동부(25)로 구성된다.

상기 교반부(21)와 가동부(25)로 이루어지는 교반수단(20)은 다양한 방식으로 구성될 수 있는데, 본 발명에서는 그 실시예로서 도 2 및 도 3에서와 같이 도시 설명하였다.

그 일실시예로서 도 2에서와 같이 교반수단(20)은 다수 분사공(22a)이 형성된 에어분사관(22b)을 본체로(62)의 바닥부에 구비한 교반부(21)와, 에어분사관(22b)에 연결되어 에어를 공급하도록 본체로(62)의 외측에 설치되는 에어공급기(26)로 이루어진다.

또한 다른 실시예로서 도 3에서와 같이 교반수단(20)은 본체로(62) 내에 설치되는 팬(23)과, 팬(23)에 축연결되어 본체로(62) 외측에 설치되는 구동모터(27)로 이루어진다.

상기와 같이 에어공급기(26)로부터 에어가 공급되어 에어분사관(22b)의 분사공(22a)으로 분출되어지는 방식으로, 또는 구동모터(27)를 가동시켜 축연결된 팬(23)을 회전구동시키는 방식으로 본체로(62)상 용기(10)내의 열처리용액(2)을 자극시킴으로써 적정 온도로 짧은 시간에 적은 에너지를 사용하여 온도를 올릴 수 있게 되는 것이다.

아울러 상기한 자극으로 인해 열처리용액(2)의 진동이 유리에 전해짐으로써 유리와 열처리용액(2)의 이온교환반응이 더욱 촉진되는 기대 이상의 효과를 가지게 되는 것이다.

또한 초기 열처리분말을 액상화시키는데 보조역할을 함으로써 액상화 시키는데 드는 시간 및 에너지를 절감할 수 있게 된다.

한편 미도시되었으나 상기 교반수단(20)에 아울러 열처리용액(2)에 침지되는 유리가 적재된 랙(67)에 미세진동이 부여되도록 구성할 수 있다. 상기와 같은 구성을 갖추게 되면 유리의 강화열처리 공정시 유리에 자체 미세진동이 부여됨으로써 열처리용액(2)과의 이온교환반응이 촉진된다.

이때에는 랙(67) 자체에 진동, 특히 미세진동을 부여하면 되므로 랙(67)상에 진동수단을 부여하거나, 랙(67)을 걸림하는 걸이대(68)상에 진동수단을 부여할 수 있는 다양한 구성으로 구현될 수 있다.

또한 상기 걸이대(68)가 용기(10)의 상부 절곡된 안착면에 놓여지도록 할 수 있는데 이때에는 용기(10)상에 진동수단을 부여하는 방식을 채택할 수도 있다.

미설명부호 (31)은 도어, (32)는 실리더임.

10 : 용기 20 : 교반수단
21 : 교반부 25 : 가동부
62 : 본체로 67 : 랙

Claims

유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서,
열처리용액(2)이 충전되는 열처리로(60)의 내부에 간접 가열을 위한 용기(10)가 설치되고,
상기 용기(10) 내부에 교반부(21)가 구비되고, 교반부(21)를 작동시키는 가동부(25)가 용기 외부에 연결 구비되는 교반수단(20)이 설치되어,
상기 교반수단(20)에 의해 열처리로(60)내에 충전되는 열처리용액(2)을 교반시켜 침지되는 유리와의 이온교환반응이 촉진되게 하는 것을 특징으로 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제1항에 있어서,
상기 교반부(21)는 다수 분사공(22a)이 형성되어 본체로(62)의 바닥부에 설치되는 에어분사관(22b)이고, 가동부(25)는 에어분사관(22b)에 에어를 공급하는 에어공급기(26)임을 특징으로 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제1항에 있어서,
상기 교반부(21)는 본체로(62) 내에 설치되는 팬(23)이고, 가동부(25)는 팬(23)에 축연결되어 회전구동시키는 구동모터(27)임을 특징으로 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제1항에 있어서,
상기 용기(10)내 열처리용액(2)에 침지되는 유리가 적재된 랙(67)에 미세진동을 부여하여 구성함을 특징으로 하는 교반수단이 구비된 유리강화 열처리장치.