KR20110134207A - 곡면을 가진 글라스의 연마방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치패널용 강화유리를 제조하기 위한 공정 중, 곡면을 갖는 글라스가 절단되어진 후 이를 연마하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 글라스를 세척하는 단계(s10); 상기 글라스를 지그에 부착하는 본딩 단계(s20); 상기 글라스의 곡면에 대응하는 곡률 형상으로 구비됨과 동시에 표면이 천연다이아몬드 혹은 인조다이아몬드로 형성된, 바이트(500)에 의해 상기 글라스 표면을 연마하는 1차 연마단계(s30); 상기 제1차 연마단계가 종료된 후, 상기 글라스의 편평한 부위를 연마하는 2차 연마단계(s40); 곡면연마용회전장치(600)에 의해서, 상기 글라스의 곡면 부위를 추가로 연마하는 3차 연마단계(s50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

곡면을 가진 글라스의 연마방법{The method for grinding glass with curved surface}

본 발명은 휴대폰과 같은 터치패널용 강화 유리(혹은 글라스)를 준비한 후, 이를 연마하여 투명도를 향상시키기 위한 연마방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법에 관한 것인데, 그 개략적인 구성은 다음과 같다.

글라스를 세척하는 단계(s10); 상기 글라스를 지그에 부착하는 본딩 단계(s20); 상기 글라스의 곡면에 대응하는 곡률 형상으로 구비됨과 동시에 표면이 천연다이아몬드 혹은 인조다이아몬드로 형성된, 바이트(500)에 의해 상기 글라스 표면을 연마하는 1차 연마단계(s30); 상기 제1차 연마단계가 종료된 후, 상기 글라스의 편평한 부위를 연마하는 2차 연마단계(s40); 곡면연마용회전장치(600)에 의해서, 상기 글라스의 곡면 부위를 추가로 연마하는 3차 연마단계(s50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법이 개시된다.

종래에는 핸드폰에 사용되는 표시창은 가격이 저렴하고 제작이 간편한 아크릴 수지가 사용되고 있었지만, 최근 터치에 의한 핸드폰 기능 수행 방법이 점차 보급화 됨에 따라서 상기 아크릴과 같은 합성수지 재질로는 스크래치 문제(강도 문제), 열에 대한 취약성, 낮은 투과율, 휘도 유지를 위한 배터리 소모량 문제 등으로 인해서 더 이상이 사용될 수 없다.

그에 따라 강화유리가 터치 패널에 사용되고 있는데, 강화유리를 가공하는 방식은 제조 공정에 수작업이 많아 길고 복잡하며 생산성 및 경제성 문제가 대두되고 있는 실정이다.

통상적인 터치패널용 강화유리의 제작방법은 아래와 같다.

즉 강화유리는 원판 글라스가 입고되면 이를 검사하며, 원판 글라스를 카세트에 적재한 상태로 원판을 절단하여 글라스윈도우의 외관을 갖도록 한다. 그 다음 외각을 그라인딩 하며, 기타 홀가공 및 면취가공, 홀 내면을 연마하여 외형을 가공하는 공정을 거친다.

연이어 외형가공이 마쳐진 글라스윈도우의 양면에 대하여 표면연마하고 수세단계 및 열처리 과정 등 후공정을 함으로써 글라스윈도우의 제조가 종료된다.

상기의 강화유리 제작 공정 중, 글라스윈도우의 양면에 대한 표면연마 방법은 판(plate) 형상의 글라스인 경우, 비교적 단순한 공정으로써, 마무리 될 수 있지만, 글라스윈도우 표면이 곡면일 경우에는 통상적인 판 형태에 대한 연마방법을 적용 하면, 효과적으로 연마가 이루어 질 수 없다.

즉, 글라스의 투명도를 향상시키기 위해서는 곡면에 맞는 연마 방법이 개발되어야 할 필요성이 크게 대두된 것이다.

종전에는 곡면 글라스에 대한 연마 가공작업이 수작업으로 곡면상의 각 부위별로 이루어졌기 때문에 연마 작업으로 인한 작업시간에 매우 길어 생산성이 현저히 저하되었고, 윈도우글라스의 투명도도 균일하지 못하였으며, 작업 중 윈도우글라스가 자주 파손되는 문제점이 다발하고 있었으며, 작업자의 피로도도 매우 가중되고 있었다.

그러나 이러한 문제점을 효과적으로 풀 수 있는 연마방법이 개발되지 못하였고, 당해 기술분야에서 상기 문제점은 장기간 미해결 과제로 남아 있는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 핸드폰에 사용되는 곡면을 가진 글라스를 연마하기 위한 절삭바이트가 글라스의 형상(곡면) 자체에 대응된 형상으로 구비됨으로써, 곡면 전체에 일정한 압력을 가함에 의한 균일한 표면 연마를 할 수 있는, 글라스 연마방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 글라스의 곡면 형상에 대응한 연마용 지그(jig)를 사용하여, 글라스에 대한 균일한 표면 연마를 할 수 있는, 글라스 연마방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 여러 단계를 포함하여 본 발명이 구성된다.

즉 곡면을 갖는 글라스가 준비된 후 이를 연마하는 방법에 있어서, 글라스를 세척하는 단계; 상기 글라스를 지그에 부착하는 본딩 단계; 상기 글라스의 곡면에 대응하는 곡률 형상으로 구비됨과 동시에 표면이 천연다이아몬드 혹은 인조다이아몬드로 형성된, 바이트에 의해 상기 글라스 표면을 연마하는 1차 연마단계; 상기 제1차 연마단계가 종료된 후, 상기 글라스의 편평한 부위를 연마하는 2차 연마단계; 곡면연마용회전장치(600)에 의해서, 상기 글라스의 곡면 부위를 추가로 연마하는 3차 연마단계(s50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 글라스의 곡면의 곡률(curvature)는 상기 바이트 일측의 곡률과 대응d여, 연마 과정 중 바이트로부터 상기 글라스에 가해지는 압력이 가공되는 표면 전체에 걸쳐 균일한 것을 특징으로 한다.

상기 본딩단계은 본드를 핫플레이트에 녹여 부착하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 글라스와 지그 사이에 종이를 삽입하도록 한다.

상기 곡면연마용회전장치는 하면에 연마재가 부착된 상부회전부(300); 글라스가 안착되는 글라스안착판이 상면에 구비되는 하부회전부를 포함하여 구성된다.

상기 상부, 하부회전부와 상기 글라스안착판은 모두 회전되면서, 글라스 표면을 연마하게 되는데, 회전방향은 상부 회전부와 하부 회전부는 상호 반대 방향르로 회전되는 것이 바람직하지만, 이에 반드시 구속되는 것은 아니다.

한편, 상기 글라스안착판은 수평면과 일정한 각도(p)를 이루어 장착되어 회전되되, 상기 각도(p)는 상기 글라스의 곡면이 기울어진 각도에 대응된 각도인 것이 특징이다. 이와 같이 글라스안착판이 장착되는 이유는 연마재에 의해서 연마할 때, 글라스의 곡면부위가 수평편과 나란한 각도를 유지하도록 하여, 보다 글라스의 곡면부위가 안정된 상태에서 균일하게 연마하도록 하며, 나아가 글라스 투명도의 균일성도 보장하기 위함이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 글라스 연마에 대한 단계별 설명을 하였지만, 당해 기술분야의 통상의 지식과 기술을 가진 자에게는 상기 설명한 내용을 용이하게 수정, 변경하여 또다른 연마 방법을 발명할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 변형된 발명이라도 본 발명의 기술적 사상 범위내의 어떠한 변형된 형태의 발명이라도 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다는 것을 밝혀둔다.

본 발명의 글라스 연마 방법에 의해서 다음과 같은 효과가 발휘될 수 있다.

즉, 핸드폰에 사용되는, 곡면을 가진 글라스를 연마하기 위한 바이트가 글라스의 형상(곡면) 자체에 대응된 형상으로 구비됨으로써, 곡면 전체에 일정한 압력을 가함에 의한 균일한 표면 연마를 할 수 있다.

특히 바이트에 의한 가공작업이 자동화 설비에 장착되어 수행될 수 있으므로, 기존의 방식보다 현저하게 가공시간과 비용을 줄일 수 있으며, 다이아몬드 재질의 바이트를 사용함으로써 매우 높은 글라스 투명도를 달성할 수 있다.

또한, 곡면 가공에 따른 파손율은 거의 없게 되며, 작업자의 피로도를 없앨 수 있다.

그리고, 글라스의 곡면 형상에 대응한 연마용 지그(jig)를 사용하여, 글라스에 대한 균일한 표면 연마를 할 수 있어서, 전체적으로 투명도가 매우 높으면서도 균일한 연마 가공이 가능해지게 된다.

도 1은 본 발명의 연마방법 순서를 도시한 도면,
도 2는 본딩 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 바이트에서 글라스를 연마(1차 연마단계)하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 4는 2차 연마단계를 설명하기 위한 도면,
도 5는 3차 연마단계를 설명하기 위한 도면,
도 6은 글라스의 곡면부를 설명하기 위한 도면,
도 7은 3차 연마단계에서 안착판의 장착 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 연마방법 순서를 도시한 도면이고 도 2는 본딩 과정을 설명하기 위한 도면이며 도 3은 바이트에서 글라스를 연마(1차 연마단계)하는 것을 설명하기 위한 도면이고 도 4는 2차 연마단계를 설명하기 위한 도면이며 도 5는 3차 연마단계를 설명하기 위한 도면이고 도 6은 글라스의 곡면부를 설명하기 위한 도면이며 도 7은 3차 연마단계에서 안착판의 장착 상태를 설명하기 위한 도면이다.

터치패널용 강화 유리(글라스)를 제조하기 위한 공정 중, 곡면을 갖는 글라스가 절단 되어진 후 이를 연마하는 방법이 도시되어 있는데, 글라스(100)를 세척하는 단계(s10,미도시); 상기 글라스(100)를 지그(110)에 부착하는 본딩 단계(s20, 도2); 상기 글라스(100)의 곡면부(102,도3) 에 대응하는 곡률 형상으로 구비됨과 동시에 표면이 천연다이아몬드 혹은 인조다이아몬드로 형성된, 바이트(500,도3)에 의해 상기 글라스 표면을 연마하는 1차 연마단계(s30, 도 3); 상기 제1차 연마단계가 종료된 후, 상기 글라스의 편평한 부위를 연마하는 2차 연마단계(s40, 도 4); 곡면연마용회전장치(600)에 의해서, 상기 글라스의 곡면 부위를 추가로 연마하는 3차 연마단계(s50, 도 5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본딩단계(s20)에서는 지그(110, 도 2)에 글라스(100, 도 2)를 부착하여, 글라스(100) 연마 가공을 위한 준비를 하는 단계이다. 바람직하게는 본드를 핫플레이트(hot plate, 미도시) 상에서 녹여서 액화시켜 부착 매개체로 사용하며, 글라스(100)와 지그(110) 사이에는 종이를 삽입하여 글라스 손상 가능성을 최소화한다.

도 3을 참조하면, 상기 글라스(100)의 곡면의 곡률(curvature)은 상기 바이트(500) 일측의 곡률과 대응되도록 가공하여, 연마 과정 중 바이트로부터 상기 글라스에 가해지는 압력이 가공되는 표면 전체에 걸쳐 균일하도록 하는 것을 특징으로 한다.

기존의 곡면 가공 기술은 일일이 수작업으로 곡면 안팎의 부위를 연마 가공하는 수준이었기 때문에 작업자의 힘에 의한 글라스로의 연마 하중(압력)의 균일도가 떨어져, 글라스 투명도가 글라스 전면에 걸쳐 고르게 되기 극히 힘들었으며, 작업 중 글라스 파손도 빈번하였지만, 본 발명의 글라스 연마 전용 바이트를 사용함으로써, 상기와 같은 문제점을 방지할 수 있게 되었다.

특히 바이트에 의한 가공작업이 자동화 설비에 장착되어 수행될 수 있으므로, 기존의 방식보다 현저하게 가공시간과 비용을 줄일 수 있으며, 인조 혹은 천연 다이아몬드 재질의 바이트를 사용함으로써 매우 높은 글라스 투명도를 달성할 수 있다.

도 4는 글라스의 편평한 부위를 가공하는 단계로서(s40,2차연마단계), 기존 기술과 큰 차이가 없으므로, 구체적인 설명을 생략한다.

도 5는 글라스의 곡면부(102, 도 3)에 대한 연마 단계(3차 연마단계)를 도시하고 있는데, 상기 곡면연마용회전장치(600)는 하면에 연마재가 부착된 상부회전부(300); 글라스가 안착되는 글라스안착판(410)이 상면에 구비되는 하부회전부(400)를 포함하여 구성되며, 상기 상부, 하부회전부(300,400)와 상기 글라스안착판(410)이 모두 회전되면서, 글라스 표면을 연마하는 것을 특징으로 한다.

글라스의 곡면부 가공은 상당히 까다로운데, 본 발명에서는 곡면의 형상을 고려한 최적의 연마 방법을 개발하였다.

도 6에서는 글라스의 곡면부를 가공하기 위해 곡면부를 수평면으로 둔 상태의 도면인데, 도 7에서 글라스 만을 발췌하여 도 6에 그 안착된 모습을 도시하고 있다. 글라스 곡면부(102,도 3)는 상부회전부(200) 하면에 장착된 연마재(210)에 의해서 정밀하게 연마되는데, 도 6 내지 도 7과 같은 형태로 글라스 위치를 두어야 수평면과 평행한 면에서 회전하는 연마재(210) 회전면에 평행을 이루며 연마가 될 수 있는 것이다.

도 6에서 글라스(100)의 일측 단부에서는 곡면부를 이루어 형성되어 있다. 도 2 혹은 도 3에 도시된 글라스(100)를 뒤집어서 일정각도 회전하면, 도 6과 같은 글라스 배치를 이룰 수 있으며, 한편 각도 p는, 상기 곡면부(102, 도3)를 수평면과 거의 나란하도록 위치시킬 때, 글라스 타측 단부와 수평면이 이루는 각도를 의미한다.

도 7은 도 6의 3차연마단계(50)의 하부회전부(400), 그 위에 글라스(100)를 연마하기 위해 장착되는 안착판(410)과 연마재(310)이 부착된 상부회전부(300)이 확대 도시되어 있다.

상기 3차 연마단계(s50)에서 사용되는, 상기 글라스 안착판(410)은 수평면과 일정한 각도를 이루어 장착되어 회전되되, 상기 안착판(410)이 기울어져 있는 각도는 상기 글라스의 곡면이 기울어진 각도(p)에 대응된 각도로 되어 있어서, 연마재에 의한 연마시, 수평적으로 접근하여 연마하는 연마재와 평행하게 글라스 곡면부 연마가 이루어질 수 있도록 하는 것이 특징이다.

도 6에서 상부, 하부 회전부(300,400)의 회전방향은 반대방향으로 회전되는 것이 바람직하며, 글라스가 안착되는 안착판(410)의 회전방향은 상기 하부회전부 (400)와 동일한 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 출원에서는 상기 설명된 공정을 포함한 3차원 글라스 제조 방법을 권리범위로 청구하고자 한다.

3차원 디자인 글라스 성형가공 방법에 있어서, 금형에 의한 글라스 성형공정과 성형로에서의 가공 공정 및 가열된 글라스를 냉각시키는 냉각 공정을 거친 후, 상술된 여러 글라스 연마단계 공정을 거치게 되는, 3차원 글라스 제조 방법이 본 발명에 포함된다.

본 발명에 의한 권리범위는 상술된 구체적인 실시에 국한되지 않고, 균등한 발명범위까지 모두 포함될 수 있으며, 당업자 수준에서 변형 가능한 여하한 형태의 발명이라도 모두 본 발명의 권리에 속함은 자명하다.

s10: 세척단계 s20:본딩단계
s30:1차연마단계 s40:2차연마단계
s50:3차연마단계
100:글라스 110: 글라스부착용 지그
102:글라스 곡면부 112:바이트 곡면부
200,300:상부회전부 210,310:연마재
230,400:하부회전부 410:안착판
500:바이트 600:곡면연마용회전장치

Claims (5)

1. 터치패널용 강화유리를 제조하기 위한 공정 중, 곡면을 갖는 글라스가 절단되어진 후 이를 연마하는 방법에 있어서,
   글라스를 세척하는 단계(s10);
   상기 글라스를 지그에 부착하는 본딩 단계(s20);
   상기 글라스의 곡면에 대응하는 곡률 형상으로 구비됨과 동시에 표면이 천연다이아몬드 혹은 인조다이아몬드로 형성된, 바이트(500)에 의해 상기 글라스 표면을 연마하는 1차 연마단계(s30);
   상기 제1차 연마단계가 종료된 후, 상기 글라스의 편평한 부위를 연마하는 2차 연마단계(s40);
   곡면연마용회전장치(600)에 의해서, 상기 글라스의 곡면 부위를 추가로 연마하는 3차 연마단계(s50);를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 글라스의 곡면의 곡률(curvature)는 상기 바이트(500) 일측의 곡률과 대응하여, 연마 과정 중 바이트로부터 상기 글라스에 가해지는 압력이 가공되는 표면 전체에 걸쳐 균일한 것을 특징으로 하는,
   곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본딩단계(s20)은 본드를 핫플레이트에 녹여 부착하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 곡면연마용회전장치(600)는 하면에 연마재가 부착된 상부회전부(300); 글라스가 안착되는 글라스안착판(410)이 상면에 구비되는 하부회전부(400)를 포함하여 구성되며,
   상기 상부, 하부회전부(300,400)와 상기 글라스안착판(410)이 모두 회전되면서, 글라스 표면을 연마하며,
   상기 3차 연마단계(s50)에서 사용되는, 상기 글라스안착판(410)은 수평면과 일정한 각도(p)를 이루어 장착되어 회전되되, 상기 각도(p)는 상기 글라스의 곡면이 기울어진 각도에 대응된 각도인 것을 특징으로 하는,
   곡면을 갖는 글라스를 연마하는 방법.
   
5. 3차원 디자인 글라스 성형가공 방법에 있어서,
   금형에 의한 글라스 성형공정과 성형로에서의 가공 공정 및 가열된 글라스를 냉각시키는 냉각 공정을 거친 후,
   상기 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 의한 글라스 연마단계 공정을 포함하여, 이루어지는 3차원 글라스 제조 방법.
   

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