KR20110107181A - 박판유리의 효율적인 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판유리 효율적인 가공방법에 관련한 것으로서, 적층되는 유리원판들 사이 사이에, 고체화 또는 경화되면서 점착성 내지 접착성을 갖는 접합물질이 층을 이루면서 유리원판이 서로 간에 접합되도록 한 다음, 접합된 유리원판을 블록 단위로, 설정 형상을 따라 워터젯으로 모든형상을 일괄적으로 재단하는 공정과, 재단된 블록 단위의 박판소재를 면삭가공하는 공정과, 상기 블록 단위의 박판소재들을 면삭공정을 수행 후, 브러시의 회전력을 이용하여 폴리싱하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

박판유리의 효율적인 가공방법{Thin plate glass processing method}

본 발명은 통상 휴대폰, 게임기와 같은 소형 전자제품의 표시창, 기타 박판의 투명 유리창 등에 사용되는 박판유리를 가공함에 있어서, 필요한 유리원판의 두께가 얇아서 한 장씩 가공하는 것이 비효율적이고 취급이 어려운 경우를 대비한 가공방법에 관련한 것으로서, 특히, 여러 장의 유리원판을 적층시키면서 서로 간에 접합되도록 하는 접합물질을 이용하여 여러장의 유리원판을 접합되도록 하고, 이러한 접합에 의한 블록화 상태에서 필요한 크기와 다양한 형상으로 한꺼번에 재단하는 공정과 재단된 소재의 면삭, 폴리싱까지의 공정을 적층된 상태로 진행토록 한 다음 접합물질을 제거하여 낱장으로 사용할 수 있도록 함으로써 능률적이면서 편리하고 불량없이 강화유리를 제조할 수 있도록 하는 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰, 네비게이션, 게임기 등과 같은 소형 전자제품에서 화면을 보여주는 표시창이나, 기타 소형 투명창은 얇은 유리재질이 사용되고 있으며 강도강화를 위해 열강화가 어려운 통상 3mm이내의 유리를 박판유리라 칭한다.

최근에는 휴대폰을 비롯한 전자제품의 무게 감량과 전력소모를 줄이기 위한 투과율 증대필요, 선명도 향상 등의 목적과 친환경의 범사회적인 관심으로 박판유리 재질의 사용이 증대되고 있으며, 사용되어지는 박판 유리의 충격 및 굽힘 변형에 대한 강도 문제가 중요하게 대두되어 특히 박판 강화유리에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 강화유리는 일반적으로 크기가 큰 원판유리의 재료를 원하는 형상대로 재단하고 면삭, 면취한 한 후 다시 이를 화학적 강화(또는 열강화)를 통하여 강도를 높이고 경질화하여 제조하게 된다.

이와 같이 얇은 두께의 강화유리를 제조하는 데 있어서의 최대의 문제는 취급의 어려움에 따르는 형상 가공상의 문제로인한 생산성의 저하와 불량의 발생 등이다.

즉, 종래의 일반적인 가공방법에 의하면, 크기가 큰 대형의 원판유리를 한 장씩 일정한 치수와 형상으로 재단한 후, 이를 다시 낱장단위로 면삭 및 면취를 하여 원하는 치수 및 형태로 가공한 후 화학적인 강화공정을 거쳐 가공이 완료되는 것이다.

상기 종래의 가공 과정에 의하면 여러 가지 많은 문제가 발생하였는데, 우선 두께가 얇은 원판유리 한 장씩을 재단하여 작은 크기의 소재로 만들고 이를 다시 면삭과 면취를 거치는 과정에서 너무 많은 인력과 시간의 낭비가 있었고, 이에 따라서 가공에 따르는 비용의 과다지출되는 큰 문제가 대두되었으며, 절단면의 거칠기가 커서 고객이 원하는 품질의 제품을 만드는 데 한계가 있었다.

또한, 다른 문제로는 재단과 면삭 및 면취 공정에서 두께가 매우 얇은 유리를 가공하다보니 소재에 많은 충격과 스트레스가 가해지므로 파손율이 높은 것이고, 이는 곧바로 제품의 불량률 증대 등으로 나타난다.

그리고, 소재를 가공하는 과정에서 가공에 의해 발생하는 미세한 유리조각이나 기타의 이물질 등이 소재의 표면에 부착되어 표면을 긁게 됨으로써 표면에 흠집을 만들게 되고 이 또한 불량률을 높이는 중대한 원인이 되었던 것이다.

가공방법상의 새로운 대안으로 크기가 큰 원판유리를 적층하여 효율적으로 가공하는 방법의 제시가 시급한 상황이다.

적층 가공 방식의 다른 한 예로는 원판유리를 점착제 또는 접착제로 적층한 후 다이아몬드 휠로써 장방형으로 쏘잉 재단 후, 각종 제품의 형태에 맞추어 직선부 면삭, 곡면 가공 및, 홈 가공, 홀가공 등을 별도로 수행한 다음 가공된 블록을 물리적힘으로 분리하여 낱장단위로 외곽 면삭 및 홀과 홈의 면취 및 면삭을 하는 공정이 있을 수 있으나 이 역시 문제점을 내포하고 있다.

즉, 형상가공의 공수가 많음에 따라 가공 시간 과다, 많은 인원 투입 및 취급상의 불량 요인이 발생 등이 있으며, 한 장씩 물리적인 분리과정에서의 파손 및 스크래치 발생, 분리된 적층면의 잔여 점착물 내지 접착물의 두께 불균일에 따른 면삭가공의 오차 발생과 면삭장비지그의 오염으로 가공오차 발생의 단점을 내포하고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래 두께가 얇은 원판유리 한 장씩 또는 블록 단위로 재단한 후, 별도의 형상 가공을 위한 연삭 가공 단계와 별도의 홀가공 공정이 소요됨에 따라, 표출되는 과다 공정 수행에 수반되는 비효율을 해결하고자 하는 것이며, 또한 재단과 면삭공정에서 얇은 유리소재를 가공함에 의해 소재에 가해지는 충격과 스트레스를 해소함과 동시에, 개별적으로는 가공이 어려운 폴리싱 가공을 블록 단위로써 워터젯으로 일괄적으로 모든 형상재단 가공을 수행한 다음, 면삭 후, 브러시의 회전력을 이용하여 폴리싱하는 공정을 채용함에 따라, 형상가공, 면삭 및 폴리싱을 블록 단위로 일괄적으로 수행토록 함으로써, 각각의 공정에서 수반되던 공정과다, 가공 스트레스와 박판소재의 개별 폴리싱 가공에 따른 표준화작업을 수행하지 못함으로써, 제품의 불량률이 발생하던 종래의 단점을 일거에 해소할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 가공방법은,

적층되는 유리원판들 사이 사이에, 고체화 또는 경화되면서 점착성 내지 접착성을 갖는 접합물질이 층을 이루면서 유리원판이 서로 간에 접합되도록 한 다음, 접합된 유리원판을 블록 단위로, 설정 형상을 따라 워터젯 재단하는 공정과,

재단된 블록 단위의 박판소재를 면삭가공하는 공정과,

상기 블록 단위의 박판소재들을 면삭공정을 수행 후, 브러시의 회전력을 이용하여 폴리싱하는 공정,

을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래 두께가 얇은 원판유리 한 장씩 또는 다이아몬드휠이나 와이어커팅 방법으로 직선으로 가공된 블록 단위로 재단한 후, 곡면 가공 및, 홈 가공을 위한 연삭 가공 단계가 소요되며, 홀가공 시에는 별도의 가공장비가 사용됨에 따라, 표출되는 과다 공정 수행에 수반되는 가공 비용의 과다한 상승을 해결하고자 하는 것이며, 또한 재단과 면삭 공정에서 얇은 유리소재를 가공함에 의해 소재에 가해지는 충격과 스트레스를 해소함과 동시에, 박판이기 때문에 낱장 단위로는 가공이 어려운 절단면을 블록 단위로 워터젯 형상재단 가공을 수행한 후, 이 상태에서 면삭후 브러시의 회전력을 이용하여 폴리싱하는 공정을 채용함에 따라, 재단과 형상가공, 면삭 및 폴리싱을 블록 단위로 일괄적으로 수행토록 함으로써, 각각의 공정에서 수반되던 스트레스와 박판소재의 개별 폴리싱 가공에 따른 표준화작업을 수행하지 못함으로써 발생하는 제품의 충격강도 및 굽힘강도 저하와, 스크래치 불량이 발생하던 종래의 단점을 일거에 해소할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 의해 유리원판이 블록화된 상태를 보여주는 공정도,
도 2는 본 발명에 의해 소재가 재단 및 면삭되는 공정을 보여주는 공정도,
도 3은 본 발명에 의해 소재가 폴리싱 및 세척되는 공정을 보여주는 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 확대 강조될 수 있음은 물론이다.

하기에는 도면의 좌측부분을 후단으로 도면의 우측부분을 전단으로 그리고, 도면의 윗부분을 상단으로, 도면의 아랫부분을 하단으로 하여 설명한다.

먼저 본 발명에 의하면 얇고 크기가 큰 유리원판(10) 여러 장을 접합시켜 일체화된 상태로 가공할 수 있도록 함을 주요한 특징으로 하는데, 본 발명에서는 그러한 기능을 하는 접합물질을 이용한다.

이러한 접합물질은 온도나 시간의 변화 또는 화학적인 성질의 변화를 통하여 고체상태 내지 경화상태가 되면서 유리원판 간에 분리되지 않도록 하는 힘을 갖도록 점착성 내지 접착성을 갖는 물질이다.

이러한 물질이 적층되는 여러 장의 유리원판(10) 사이 사이에 위치하면서 그 점착성 내지 접착성으로 인하여 유리원판(10)이 인위적인 힘에 의하지 않고는 분리되지 않고 접합된 상태를 유지하게 하는 것이다.

그 하나의 예로는 유리보다 낮은 온도에서 용해가 이루어지고 점착성 내지 접착성을 가지며 온도가 내려가면 경화되면서 유리가 서로 쉽게 분리되지 않는 형태의 접합물질을 이용하는 것으로, 구체적으로는 살펴보면, 접합물질을 용해할 수 있는 용해조를 구성한 후 그 내부에 접합물질을 넣고 가열함으로써 용액상태가 되게 하며, 이러한 상태에서 유리원판(10)을 한 장씩 차례로 경사면으로 투입하여 유리원판(10)이 접합물질(11)에 둘러싸이면서 용액 중에 있는 기포의 배출이 용이하도록 하며, 인근한 유리원판들 사이에 접합물질이 층을 이루면서 존재하도록 한다.

상기에 의해 여러 장의 유리원판(10)이 적층된 상태로 유리원판(10)을 꺼내 프레스기로 압착하여 유리원판의 완전한 밀착을 보장하고,두께를 조절하여 서서히 냉각시킴으로서 접합물질이 유리원판(10) 사이에서 굳어 고체화됨과 동시에 유리원판들을 접합시킨 상태가 되는 것이다.

또 다른 방법으로는 UV수지등의 수지류를 사용하는 예로, 가열에 의하지 않고 접합물질 자체는 유리를 접합시킬 기능이 없으나, 경화기능을 갖는 별도의 물질을 추가함에 의해 접착 내지 점착력이 생기면서 유리원판을 접합토록 하는 것인데, 이러한 경우에는 용해가 필요치 않으므로 적당한 크기의 용기에 접합물질을 채우고침적 방식으로 한 장씩 접합물질을 도포하거나, 스프레이 또는 롤러코팅 등의 방법으로 도포하면서 하나씩 적층하여 경화가 이루어지기 전에 프레스 또는 진공가압 방식으로 압착하여 유리원판이 접합되어 일체화되도록 하는 것이다.

경화방법은 접합물질에 따라 자연경화, 열경화, UV 조사등의 방법을 적용한다.

상기에서의 접합물질은 그 대상을 특정하지 않으나 대체적으로 접착 내지 접착력을 가진 모든 종류의 물질들이 그 대상이 된다.

구체적으로 그 종류를 나열하여 보면, 동물이나 식물에서 얻을 수 있는 녹말계, 전분계, 단백질, 혈청, 어교, 송진, 옻, 아라비아고무, 다당류 등이 있고, 기타 천연물에서 얻을 수 있는 것들로 센다락, 스틱락, 셀락, 라텍스, 검류가 있다.

합성 접착제로는 UV수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 에폭시 등의 수지류와 폴리에스테르계, 폴리비닐알콜계, 아크릴레이트계, 합성고무계, 실리콘 등을 예로 들 수 있다.

이와 같이 접합물질을 이용하여 여러 장의 유리원판(10)이 일체가 된 블록화 상태에서 다음의 가공공정을 실시하게 되는데, 서로 간에 분리되지 않는 블록화로 인하여 한꺼번에 이송, 운반, 보관 등의 취급이 가능하게 되므로 편리하게 되는 것이며, 설정 형상에 맞춰 일정하게 워터젯 절단하는 재단시에도 한꺼번에 재단 가능하게 되고, 재단공정에 의해 일정한 크기이면서 여러 장의 유리가 접합된 블록 형태의 소재(20) 측면을 매끈하게 가공하면서 필요한 치수를 완성하는 연삭숫돌차(30)에 의한 면삭공정도 블록화된 상태에서 한꺼번에 가공하게 된다.

그리고 면삭공정을 실시한 뒤에는 소재(20)를 일 묶음씩 날카로운 모서리를 제거함과 더불어 충격강도 및 굽힘강도를 높이기 위해 절단면을 보다 깨끗하게 연마/광택하는 폴리싱 공정을 실시하여야 하는데, 수작업 또는 기계화에 의한 자동으로 박판소재(20)들이 상호 가접합된 블록 단위에서 브러시(40)에 의한 폴리싱 가공 작업을 하게 된다.

여기에서, 상기 폴리싱 가공 공정에서는 상기 블록 단위의 박판소재(20)들에 대하여, 상기 브러시(40) 주변에서, 공압이나 수압을 매개로 연마사를 토출하는 인젝터(60)에 의해 연마재를 토출시키는 토출공정을 동시에 수행토록 함이 바람직하다.

이어서, 상기한 폴리싱 공정이 완료되면, 블록 형태로 접합된 소재(20)들을 분리할 때는 수작업 또는 기계적인 작업을 통하여 여러 층이 보이는 측면에서 비스듬한 방향으로 압력을 가하면 각각의 소재(20)가 차례차례 연속으로 분리하는 경우소재의 파손과 분리과정에서 발생되는 마찰에 의한 스크래치 발생의 문제가 있고 또한 가공과정에서 발생된 이물질이 다음 공정으로 넘어가게 되어 새로운 불량을 발생시키는 요인이 된다. 본 발명에서는, 상기 폴리싱 가공된 블록 단위의 박판소재들을 온수 또는 알카리계 세정제 등과 같은, 화학적인 침지 상태로 두어, 자연적으로 상호 분리되도록 함과 동시에 상기 접합물질 및 과 재단,연마 공정에서 발생한 이물질을 세정하는 공정을 수행함으로써, 분리와 세정을 동시에 수행토록 하여 다음공정으로 진행 하도록 바람직한 방법을 제시하였다.

상기 폴리싱 가공 단계에서는, 블록 단위의 박판소재(20)들의 표면에는 당연히 접합물질이 층을 이루며 남아있게 된다.

한편, 상기 폴리싱 가공 단계에서, 상기 브러시는, 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 블록단위의 박판소재(20)의 측단면부를 폴리싱할 시, 상기 박판소재(20) 묶음 블록에 대하여 화살표(B) 방향으로 진퇴(상하 이동 포함) 이동 및 진동하면서 상기 브러시가 화살표(A) 향으로 회전하면서 블록단위 박판소재의 가장자리를 따라서 폴리싱 연마되도록 한다. 물론, 상기 진퇴 이동함과 아울러, 상기 브러시가 상기 박판소재의 측단면부를 따라 이동되게 하면서, 폴리싱 가공 단계를 수행한다.

이러한 폴리싱 가공 작업에서도 소재(20)의 표면에는 접합물질이 층을 이루고 있기 때문에 가공 시에 발생하는 유리조각이나 이물질이 표면에 붙어 흠집을 내는 것이 방지되고, 가공을 위하여 소재를 고정시키는 과정에서도 미끄러짐도 방지하고 흠집이 발생하는 것도 방지할 수 있다.

단면부 폴리싱이 완료된 소재는 접합물질(11)을 제거하는 세척공정을 진행하여야 하는데, 접합물질을 제거하는 방법으로는 접합물질의 특성을 감안하여 접합물질이 잘 용해될 수 있는 제거물질에 소재(20)를 담가 주거나, 또는 가열/냉각하여 주는 등 처음의 상태로 환원시키는 공정으로 접합물질이 소재와 화학적으로 분리 또는 제거되도록 하는 것이다.

이와 같이 가공이 완료된 소재는, 종래 별도로 수행하던, 홈이나 곡면, 홀 등과 같은 형상화 가공 단계를 따로 수행함 없이, 미세한 부분의 마무리 연마작업후 바로 화학적 강화 등의 다음공정을 통하여 강화작업을 하게 되며, 세정과 최종 검사 과정을 거쳐 제조가 완료된다.

본 발명의 실시를 위하여 구체적인 접합물질(11)의 한 예로는 송진을 이용하는 것이다. 상기 송진만을 100% 사용할 수도 있고 때로는 유리의 두께나 온도 등 계절적인 여건과 워터젯의 특성을 감안하여 파라핀을 50%(중량부) 범위 내로 혼합한 물질을 사용할 수도 있다.

파라핀은 점성을 형상시키는 역할을 하여 접착할 소재 간의 접착성을 향상시키는 역할을 한다.

상기와 같이 접합물질(11)이 용해되는 방식의 것이라면 온도는 150℃ 이내가 적당할 것으로 판단되며, 그 이상의 온도에서 용해하는 물질이라면 유리의 물성에 변화를 줄 수가 있어서 바람직하지 못한 것이다.

그 외에는 UV수지 등의 수지류를 포함 상기 재료들과 유사한 조건을 가진 접착제 종류를 사용할 수도 있다.

바람직한 접합물질의 층 두께는 개별소재 두께의 50%이내 이며, 따라서 면삭가공 후 폴리싱작업 시 가공면의 모서리의 날카로움을 없앨 수 있기 때문에

제품의 사용 목적에 따라 낱장으로 재 가공되는 면삭 공정을 없앨 수도 있다.

상기한 폴리싱 작업을 실시한 후 접합물질 제거 시에는 접합물질(11)이 잘 용해되는 용액에 침지시켜 제거할 수 있는데, 파라핀의 경우에 적합한 예로는 알콜이나 톨루엔 등이다.

상기 접합물질이 별도의 다른 물질을 혼합하여 점착 내지 접착력을 얻는 것인 경우에도 그러한 접합물질의 점착 내지 접착력이 제거될 수 있는 물질을 선택하여 혼합함으로써 제거가 가능할 것이다.

이하 소형 전자제품의 박판 유리 및 투명 유리창으로 사용되기 위해 필요한 화학 강화공정과 세정 및 검사공정을 거쳐 강화유리의 제조를 완료한다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10 : 유리원판 20 : 박판소재
11 : 접합물질 30 : 연삭 숫돌차
40 : 브러시 60 : 인젝터

Claims (5)

1. 적층되는 유리원판들 사이 사이에, 고체화 또는 경화되면서 점착성 내지 접착성을 갖는 접합물질이 층을 이루면서 유리원판이 서로 간에 접합되도록 한 다음, 접합된 유리원판을 블록 단위로, 설정 형상을 따라 워터젯으로 일괄 재단하는 공정과,
   재단된 블록 단위의 박판소재를 면삭가공하는 공정과,
   상기 블록 단위의 박판소재들을 면삭공정을 수행 후, 브러시의 회전력과 연마재를 이용하여 절단된 단면을 폴리싱하는 공정,
   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박판유리 효율적인 가공방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴리싱 가공된 블록 단위의 박판소재들을 온수 또는 화학적인 침지 상태로 두어, 자연적으로 상호 분리되도록 함과 동시에 상기 접합물질을 세정하는 분리공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박판유리 효율적인 가공방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴링싱 가공 공정에서는 상기 블록 단위의 박판소재들에 대하여, 상기 브러시 주변에서, 연마재를 토출시키는 토출공정을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박판유리 효율적인 가공방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리싱 가공 단계에서, 상기 브러시는 상기 블록단위의 박판소재의 측단면부를 폴리싱할 시, 상기 박판소재에 대하여 진퇴 이동함과 아울러, 상기 박판소재의 측단면부를 따라 이동하면서, 상기 브러시가 회전하여 적층된 소재의 가장자리를 따라서 폴리싱 연마되도록 하는 것을 특징으로 하는 박판유리 효율적인 가공방법.
   
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리싱 가공 단계에서, 상기 브러시가 진동하면서 폴리싱 연마되도록 하는 것을 추가로 포함하는 박판유리 효율적인 가공방법.

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