KR20120136589A - 강화유리의 표면재생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불량이 발생한 전자기기의 표시창으로 사용되는 강화유리의 표면재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰, PDA, 네비게이션, 랩북 등의 터치패널로 사용되는 강화유리의 제조공정에서 발생되는 불량 강화유리를 먼저 에칭처리하여 연마되는 표면적을 줄인 후 연마하여 재생함으로써 연마시간과 소모되는 고가의 연마재의 양을 획기적으로 줄여 생산성을 향상시키고 폐기되던 불량 강화유리를 재사용할 수 있도록 한 강화유리의 표면재생방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 불량 강화유리의 표면재생방법은 크게 불량 강화유리의 표면을 에칭처리하여 연마되는 표면의 표면적을 줄이는 에칭공정과, 에칭처리된 불량 강화유리를 연마기의 지그에 장착한 후 불량 강화유리 표면을 연마하고 세척하는 연마공정 두 단계로 이루어지며, 상기한 에칭공정은 구체적으로 불량 강화유리 표면을 수세하는 단계와, 수세한 불량 강화유리 표면에 마스킹 지그를 부착하는 단계와, 에칭액에 상기 마스킹 지그가 부착된 불량 강화유리를 담그는 1차 디핑단계와, 디핑이 끝난 불량 강화유리를 꺼내 수세하는 단계와, 수세한 불량 강화유리를 다시 에칭액에 담그는 2차 디핑단계 및 2차 디핑이 끝난 불량 강화유리를 꺼내 세정하는 단계로 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 불량 강화유리의 표면을 에칭처리하여 연마를 실시함으로써 연마되는 부분의 면적이 작아져 연마시간이 획기적으로 줄어들게 되고, 연마에 사용되는 고가의 연마재의 사용량도 감소하게 되어 경제성이 향상되는 효과가 발생된다.

Description

강화유리의 표면재생방법 {Method for recycling surface of tempered grass}

본 발명은 불량이 발생한 전자기기의 표시창으로 사용되는 강화유리의 표면재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰, PDA, 네비게이션, 랩북 등의 터치패널로 사용되는 강화유리의 제조공정에서 발생되는 불량 강화유리를 먼저 에칭처리하여 연마되는 표면적을 줄인 후 연마하여 재생함으로써 연마시간과 소모되는 고가의 연마재의 양을 획기적으로 줄여 생산성을 향상시키고 폐기되던 불량 강화유리를 재사용할 수 있도록 한 강화유리의 표면재생방법에 관한 것이다.

종래 휴대폰, 넷북 등 전자기기의 표시창으로는 아크릴수지 등의 합성수지 재질이 많이 사용되었으나 최근에는 일반유리를 화학적으로 강화한 강화유리가 대부분 사용되고 있다.

이러한 강화유리의 제조공정은 통상적으로 원판유리를 연마하여 평탄화하는 공정, 평탄화된 원판유리를 용도에 맞는 사이즈로 절단하고 세척건조하는 공정, 절단된 단위유리의 측면을 연마하고 측면 상하부 모서리부분을 면취하고 세척건조하는 공정, 단위유리를 강화용액에 투입하여 화학적 강화를 행하는 강화공정 및 검사 세척공정으로 이루어진다.

이와 같이 제조공정이 복잡하고 까다롭기 때문에 현재 강화유리를 제조하여 판매하는 회사는 전 세계적으로 두세 곳에 불과할 정도이며 그에 따라 강화유리는 상당히 고가로 판매되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같이 복잡한 제조공정을 거치는 동안 강화유리의 표면에는 스크래치, 표면부식, 칩핑, 핀홀 등의 불량이 발생하는 경우가 많은데 이렇게 불량이 발생된 강화유리는 전자기기의 표시창으로 사용할 수 없기 때문에 거의 대부분 폐기되고 있는 실정이다.

한편, 이러한 불량 강화유리를 재생하기 위한 방법으로 불량 강화유리의 표면에 투명한 코팅액을 증착하여 재생하는 방법이 있기는 하나 이러한 종래 재생방법은 증착의 방법을 사용하기 때문에 강화유리의 표면으로부터 약 0.2㎛까지 불량(스크래치, 부식 등)이 난 강화유리만 재생할 수 있어 재생범위가 매우 좁으며, 고가의 특수증착장비를 사용해야 하는 경제적인 문제점도 있어 잘 사용되지 않고 있다.

그 외에 불량 강화유리를 재생하는 방법으로 강화유리의 불량부분이 제거될 때까지 강화유리의 표면을 연마하는 방법이 있었는데 이러한 종래의 연마에 의한 재생방법은 일부분에 불과한 불량부분을 제거하기 위해 강화유리의 표면 전체를 연마해야 하기 때문에 연마시간이 길어질 수밖에 없고 그에 따라 연마 시 고가의 연마재가 많이 소모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 강화유리 표면재생방법의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 불량 강화유리를 먼저 에칭처리하여 표면적을 줄인 후 표면을 연마하여 재생함으로써 연마시간과 소모되는 고가의 연마재의 양을 획기적으로 줄여 생산성을 향상시키고 폐기되던 불량 강화유리를 용이하게 재사용할 수 있도록 한 강화유리의 표면재생방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강화유리의 표면재생방법은, 크게 불량 강화유리의 표면을 에칭처리하여 연마되는 표면의 표면적을 줄이는 에칭공정과; 에칭처리된 강화유리를 연마기의 지그에 장착한 후 강화유리 표면을 연마하고 세척하는 연마공정; 두 단계로 이루어진다.

그리고, 상기한 에칭공정은 구체적으로 불량 강화유리 표면을 수세하는 단계와; 수세한 강화유리 표면에 마스킹 지그를 부착하는 단계와; 에칭액에 상기 마스킹 지그가 부착된 강화유리를 담그는 1차 디핑(diping)단계와; 디핑이 끝난 강화유리를 꺼내 수세하는 단계와; 수세한 강화유리를 또 다시 에칭액에 담그는 2차 디핑단계와; 2차 디핑이 끝난 불량 강화유리를 꺼내 세정하는 단계로 이루어진다.

이러한 본 발명에 따른 강화유리의 표면재생방법에 의하면 불량 강화유리의 표면을 에칭처리하여 연마를 실시함으로써 연마되는 부분의 면적이 작아져 연마시간이 획기적으로 줄어들게 되고, 연마에 사용되는 고가의 연마재의 사용량도 감소하게 되어 경제성이 향상되는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 전체공정도.
도 2는 본 발명에 따른 에칭공정의 공정도.
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 엠보싱형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면.
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 에칭공정 후의 강화유리 단면도.
도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 폭이 넓은 삼각파형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면.
도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 에칭공정 후의 강화유리 단면도.
도 5a는 본 발명의 제3실시예에 따른 폭이 좁은 삼각파형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면.
도 5b는 본 발명의 제3실시예에 따른 에칭공정 후의 강화유리 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 연마공정에 사용되는 연마기에 강화유리가 장착된 모습을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 연마공정을 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강화유리의 표면재생방법은 크게 에칭공정(S10)과 연마공정(S20)으로 이루어지는데, 상기 에칭공정은 불량 강화유리의 표면을 연마하기 전에 불량 강화유리를 에칭액에 디핑하여 상하 표면 일부를 녹여 연마되는 표면적을 줄이는 공정이며, 상기 연마공정은 상기 에칭공정을 통해 표면적이 줄어든 불량 강화유리의 표면을 연마하여 평탄화함으로써 정상품질의 강화유리로 재생하는 공정이다.

상기한 에칭공정(S10)은 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 불량 강화유리(10)의 표면의 이물질을 제거하기 위해 물로 세척하는 수세단계(S11)와, 수세한 불량 강화유리에 엠보싱형태 또는 삼각파형태의 마스킹 지그를 부착하는 마스킹 지그 부착단계(S12)와; 에칭액에 상기 마스킹 지그가 부착된 불량 강화유리들을 2~3분 동안 담그는 1차 디핑(diping)단계(S13)와; 상기 1차 디핑이 끝난 불량 강화유리를 꺼내 표면을 물로 세척하는 수세단계(S14)와; 상기 수세한 불량 강화유리를 다시 에칭액에 2~3분 동안 담그는 2차 디핑단계(S15)와; 상기 2차 디핑이 끝난 불량 강화유리를 꺼내 세정하고 검사하는 세정 및 검사단계(S16)로 이루어진다.

상기에서 불량 강화유리(10)의 상하 표면에 엠보싱형태 또는 삼각파형태의 마스킹 지그(20, 30 ,40)를 부착하는 이유는 불량 강화유리의 상하 표면을 엠보싱형태 또는 삼각파형태로 만들기 위해 마스킹 지그가 부착된 부위가 에칭이 되지 않도록 하기 위함으로 상기 마스킹 지그는 에칭처리 후 세정이 끝나면 불량 강화유리로부터 탈착시킨다.

상기 마스킹 지그는 얇은 불량 강화유리 표면에 용이하게 부착할 수 있는 마스킹 테이프를 사용해도 된다.

그리고, 상기 1, 2차 디핑단계에서 사용되는 에칭액의 주재료로는 유리와 금속을 녹이는 불산(플루오린화 수소산 또는 불화수소산이라고도 함)이 사용되며 첨가제로 묽은 염산과 같은 산화합물과 수산화칼륨과 같은 알칼리화합물이 사용된다. 상기한 불산과 산화합물 및 알칼리화합물은 92 : 6 : 2의 중량비로 혼합하여 사용한다.

상기 에칭공정에서 디핑을 1, 2차로 나누어 실시하는 것은 에칭의 깊이가 2~3㎛에 불과하기 때문에 에칭시간을 불량부분의 깊이에 따라 2~3분 정도로 짧게 하고 2회에 나누어 디핑을 실시하는 것이 가장 안정적인 에칭 품질을 얻을 수 있기 때문이다.

다음으로, 상기한 연마공정에 대해 살펴보면, 상기 에칭공정을 통해 상하 표면이 엠보싱형태 또는 삼각파형태로 형성된 각각의 불량 강화유리의 표면을 연마하는 연마기는 유리 등의 연마에 사용되는 종래 연마기를 사용하면 되는데, 종래 연마기 중 한 연마기가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 것처럼 에칭공정을 마친 각각의 불량 강화유리가 연마지그(80)에 장착되어 연마기의 하부 연마숫돌(70) 위에 놓여지면 상부 연마숫돌(60)이 하강하여 상하부의 연마숫돌이 회전하면서 상기 연마지그 상에 장착된 각각의 불량 강화유리(10)의 상하 표면을 연마하여 평탄하게 만들어 재생 강화유리(50)를 완성하게 된다.

이때, 연마되는 부분의 두께는 강화유리 표면에 발생하는 불량의 종류와 그 깊이에 따라 달라지는데, 통상적으로 강화유리 표면의 스크래치, 표면부식, 칩핑, 핀홀 등의 불량은 표면으로부터 약 2~3㎛ 정도의 깊이까지 발생하므로 강화유리에서 연마되는 부분의 두께도 약 2~3㎛(T) 정도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 엠보싱형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면이며, 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따라 불량 강화유리(10) 표면의 에칭을 엠보싱형태로 실시한 후의 불량 강화유리 표면의 단면도를 나타낸 것으로, 상기 에칭공정에서 불량 강화유리의 표면에 엠보싱형태의 마스킹 지그(20)를 부착하여 1, 2차 디핑을 실시하여 마스킹 지그가 부착된 부분 이외의 표면부분이 에칭액에 의해 녹아 표면이 엠보싱형태로 형성된 것을 보여주고 있다.

그 다음, 도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 폭이 넓은 삼각파형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면이며, 도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따라 불량 강화유리 표면의 에칭을 폭이 넓은 삼각파형태로 실시한 후의 불량 강화유리 표면의 단면도를 나타낸 것으로, 상기 에칭공정에서 불량 강화유리의 표면에 폭이 넓은 삼각파형태의 마스킹 지그(30)를 부착하여 1, 2차 디핑을 실시하여 마스킹 지그가 부착된 부분 이외의 표면부분이 에칭액에 의해 녹아 표면이 폭이 넓은 삼각파형태로 형성된 것을 보여주고 있다.

마지막으로, 도 5a는 본 발명의 제3실시예에 따른 폭이 좁은 삼각파형태의 마스킹 지그를 부착한 불량 강화유리를 보여주는 도면이며, 도 5b는 본 발명의 제3실시예에 따라 불량 강화유리 표면의 에칭을 폭이 좁은 삼각파형태로 실시한 후의 불량 강화유리 표면의 단면도를 나타낸 것으로, 상기 에칭공정에서 불량 강화유리의 표면에 폭이 좁은 삼각파형태의 마스킹 지그(40)를 부착하여 1, 2차 디핑을 실시하여 마스킹 지그가 부착된 부분 이외의 표면부분이 에칭액에 의해 녹아 표면이 폭이 좁은 삼각파형태로 형성된 것을 보여주고 있다.

상기와 같은 본 발명의 제1, 2 및 3실시예에 따라 각각 엠보싱형태, 폭이 넓은 삼각파형태, 폭이 좁은 삼각파형태로 표면이 에칭된 불량 강화유리 각 500개의 표면을 동일한 연마기와 연마재를 사용하여 3㎛만큼 연마한 결과가 아래 [표 1]과 같이 나타났다.

에칭형태	연마시간	불량률
엠보싱	2분	4%(20개 불량)
폭이 넓은 삼각파	7분	20%(100개 불량)
폭이 좁은 삼각파	5분	14%(70개 불량)

(통상적으로 에칭을 하지 않은 강화유리를 3㎛ 연마하는데 걸리는 시간은 약 10분이며, 이 경우 불량률은 약 40~50%에 달한다.)

이와 같이, 불량 강화유리의 표면을 엠보싱형태로 에칭한 후 연마할 경우에는 연마숫돌(60, 70)과 접촉하는 표면의 형상이 수직압력을 가장 잘 분산시키는 아크형태와 유사한 엠보싱형태가 되어 연마숫돌의 압력을 중앙의 강화유리 부분에 골고루 분산시켜 전달하게 되므로 강화유리의 손상이 줄어들어 불량률이 현저하게 낮아지게 되고, 표면적의 감소와 연마기의 부하가 감소해 연마시간도 8분이나 단축된다.

이에 반해, 불량 강화유리의 표면을 폭이 넓고 좁은 삼각파형태로 에칭한 후 연마할 경우에는 연마시간은 각각 3분, 5분으로 단축되었으나, 연마숫돌돌(60, 70)이 삼각파의 뾰족한 부분과 접촉하게 되어 연마숫돌의 압력이 중앙의 강화유리 부분에 골고루 분산되지 않고 일부분에 집중적으로 전달되어 강화유리의 손상이 증가하여 불량률이 다소 높아지는 결과가 나타났다.

따라서, 본 발명의 가장 바람직한 실시예는 불량 강화유리의 표면을 엠보싱형태로 에칭하여 연마를 실시하는 것임을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

10 : 불량 강화유리
20 : 엠보싱형태의 마스킹 지그
30 : 폭이 넓은 삼각파형태의 마스킹 지그
40 : 폭이 좁은 삼각파형태의 마스킹 지그
50 : 재생 강화유리
60 : 상부 연마숫돌
70 : 하부 연마숫돌
80 : 연마지그

Claims (3)

1. 불량이 발생한 전자기기의 표시창으로 사용되는 강화유리의 표면을 재생하는 방법에 있어서,
   상기한 불량 강화유리(10)의 표면을 연마하기 전에 불량 강화유리를 에칭액에 디핑하여 상하 표면 일부를 녹여 연마되는 표면적을 줄이는 에칭공정(S10)과;
   상기 상기 에칭공정(S10)을 통해 표면적이 줄어든 불량 강화유리(10)의 표면을 연마하여 평탄화함으로써 재생 강화유리(50)로 가공하는 연마공정(S20);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 강화유리의 표면재생방법
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 에칭공정(S10)은, 불량 강화유리(10)의 표면의 이물질을 물로 세척하는 수세단계(S11)와;
   상기 수세한 불량 강화유리(10)에 엠보싱형태의 마스킹 지그(20)를 부착하는 마스킹 지그 부착단계(S12)와;
   에칭액에 상기 마스킹 지그(20)가 부착된 불량 강화유리(10)를 2 내지 3분 동안 담그는 1차 디핑단계(S13)와;
   상기 1차 디핑이 끝난 불량 강화유리(10)를 꺼내 표면을 물로 세척하는 수세단계(S14)와;
   상기 수세한 불량 강화유리(10)를 다시 에칭액에 2 내지 3분 동안 담그는 2차 디핑단계(S15); 및 상기 2차 디핑이 끝난 불량 강화유리(10)를 꺼내 세정하고 검사하는 세정 및 검사단계(S16);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화유리의 표면재생방법
   
3. 제 1항 및 제 2항에 있어서,
   상기 에칭공정(S10)에 사용되는 에칭액은 불산과 묽은 염산 및 수산화칼륨이 92 : 6 : 2의 중량비로 혼합된 것임을 특징으로 하는 강화유리의 표면재생방법
   

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