KR20150049159A - 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법은 모바일 기기의 상부 표면에 설치되어 하부에 설치된 디스플레이 패널을 보호하는 보호용 강화유리인 윈도우글라스를 성형로에서 곡면 형태로 만드는 것으로, 원판 유리를 성형하고자 하는 모바일 기기의 윈도우 크기에 알맞은 유리셀 크기로 자르는 절단단계인 제1단계와; 절단된 상기 유리셀의 평면과 에지면을 연마하는 연마단계인 제2단계와; 성형할 상기 유리셀을 세정기를 이용하여 깨끗하게 세정하는 세정단계인 제3단계와; 세정된 상기 유리셀을 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드 위로 위치시켜 세팅하는 유리세팅단계인 제4단계와; 유리셀이 세팅된 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드를 상기 성형로 내부로 이송시키는 유리 이송단계인 제5단계와; 상하로 위치한 상기 가열기를 성형할 유리셀의 일정 높이까지 이동시키는 가열기 이동단계인 제6단계와; 상기 가열기로 유리셀을 글라스의 연화점 이하 어닐링온도 이상으로 가열시키는 가열단계인 제7단계와; 가열된 유리셀을 상기 성형부에서 곡면으로 성형시켜 곡면 윈도우글라스로 만드는 성형단계인 제8단계와; 상기 성형로 내에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 1차냉각시키는 서냉단계인 제9단계와; 1차냉각된 상기 곡면 윈도우글라스를 상기 성형로에서 배출하는 배출단계인 제10단계와; 배출한 상기 곡면 윈도우글라스를 상온에서 급냉시키는 급냉단계인 제11단계와; 냉각된 상기 곡면 윈도우글라스의 표면을 연마하고 연마 후 세정, 건조하는 최종 표면처리단계인 제12단계와; 완성된 상기 곡면 윈도우글라스를 최종 검사하는 제품검사단계인 제13단계로 구성된다.
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따르면 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 글라스의 상단 일부, 하단 일부, 양 측면 일부 중 적어도 어느 한 부분 또는 전체적으로 곡면형상으로 이루어지는 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 가스 블로잉 성형방법이나 진공 성형방법을 이용하여 수치 정밀도가 높고, 생산성과 수율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따르면 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 글라스의 상단 일부, 하단 일부, 양 측면 일부 중 적어도 어느 한 부분 또는 전체적으로 곡면형상으로 이루어지는 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 가스 블로잉 성형방법이나 진공 성형방법을 이용하여 수치 정밀도가 높고, 생산성과 수율이 향상되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 모바일 기기의 상부 표면에 설치되어 하부의 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우글라스를 곡면 형태로 만드는 곡면 윈도우글라스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면 글라스를 성형하고자 하는 모바일기기의 윈도우 글라스 크기로 자르고 자른 면을 표면 연마 및 에지(edge) 가공한 후 세정하고, 가열로에서 글라스 연화점 이하, 어닐링온도 이상으로 가열한 후, 고온 고압의 가스를 블로잉하여 몰드의 형태대로 성형하는 가스가압성형방법이나 진공으로 하여 글라스가 몰드에 밀착되게 하여 성형하는 진공성형방법을 이용하여 제조하는 곡면 윈도우글라스의 제조방법에 관한 것이다.
정보통신의 급격한 발달과 더불어 이들의 신호를 무선으로 송수신하기 위한 모바일 디바이스의 보급이 확대되고 있다.
이러한 모바일 디바이스(핸드폰, 스마트폰, PDA, 테블릿PC 등)는 초창기 플립타입에서 시작하여 폴더타입과 슬라이드타입으로 발전하고 있으며, 특히, 최근에 개발되는 모바일 디바이스의 디스플레이장치에는 터치스크린이 구비되어, 터치스크린의 조작에 따라 각종 정보를 입력하고 그에 따라 각종 화면이 디스플레이되는 구조로 이루어져 있었다.
터치스크린의 터치 방식으로는, 윈도우글라스를 일정한 압력으로 눌러서 신호가 입력되도록 하는 감압식과, 윈도우글라스의 표면에 손가락을 살짝 대어 인체에 흐르는 미세한 전류를 이용하여 신호가 입력되도록 하는 정전용량식이 있는데, 최근에는 터치 감이 우수하여 반응성이 뛰어난 정전용량식 터치스크린의 공급이 증가되고 있다.
이와 같이, 모바일 디바이스의 터치스크린용 윈도우글라스는, 0.7mm 이하로 최근에는 0.55mm까지 얇아지고 있으며 디스플레이되는 화면의 왜곡이 없어야 하는 이유로 인하여 주로 판재유리 공법에 의해 박막의 평판형으로 제조되며 충격에 의한 파손을 방지하기 위하여 강화처리하여 사용되고 있다.
또한, 소비자의 눈높이를 충족하는 디자인 구현 및 유연한 디스플레이의 개발에 의해 단순 평면이 아닌 곡면 형태의 스마트기기가 출현하면서 곡면 윈도우글라스가 요구되고 있다.
곡면 윈도우글라스를 제작하는 종래의 기술은 전통적인 선반 및 CNC를 이용한 기계가공, 원하는 곡면 글라스 형상을 가진 상부 및 하부 금형을 사용해 글라스와 금형을 일정 온도로 가열한 후 가압하는 프레스 가압 방법 및 하부 금형만 사용해 글라스를 금형위에 놓고 글라스 연화점이하로 가열한 후 글라스 자중에 의해 주저앉히는 슬럼핑 방법 등이 있으나 제품의 품질이 좋지 않고 생산성 및 수율이 낮은 점 등이 문제점으로 지적되고 있다.
등록특허 10-1121449로 게시된 곡면을 갖는 휴대단말기용 윈도우글라스 밴딩성형방법과 이를 위한 윈도우글라스 밴딩 성형장치에서의 윈도우글라스 밴딩성형방법은 글라스 양면이 곡면이 아닌 한면은 곡면이고 반대면은 평면인 반곡면 커버 글라스 성형 방법으로 프레스에 의한 곡면 성형 후 곡면부를 수평 기계가공하는 즉, 평판형태의 소재를 준비하는 단계와; 소재를 상부금형과 하부금형으로 이루어지는 금형체에 넣어 고온의 환경에서 밴딩 성형시켜 상부면이 오목하게 유선형으로 휘어지도록 밴딩하는 단계와; 밴딩된 소재의 저면을 수평상으로 절단하여 저면은 평탄하고 상부면은 오목하게 파여진 곡면부를 갖는 윈도우글라스를 완성하는 단계로 구성되어 상부금형과 하부금형을 사용하여 프레스로 가압하는 프레스 가압식이고 밴딩 성형 후 저면을 수평상으로 절단하는 기계가공을 병행하므로 본 발명과는 상이하다.
공개특허 10-2009-0089848로 게시된 유리판의 굽힘 성형 방법 및 유리판의 굽힘 성형 장치에서 굽힘 성형 방법은 고정 프레임과 그 적어도 일방의 단부에 회전가능하게 설치된 가동 프레임을 구비한, 틸트 앤드 시프트 기구가 장착된 성형용 링의 내측에 나란히 형성된 내형에 미리 굽힘 성형 가능 온도까지 가열된 유리판을 탑재하여 자중에 의한 예비 성형을 실시하는 공정과, 상기 내형 상의 자중에 의해 예비 성형된 유리판을, 상기 내형으로부터 상기 틸트 앤드 시프트 기구가 장착된 성형용 링에 옮겨 싣는 공정과, 상기 유리판을 소정의 성형면을 갖는 성형용 몰드로 누르고 또한 상기 가동 프레임을 틸팅 앤드 시프팅하는 공정을 포함하며, 상기 자중에 의한 예비 성형을 실시하는 공정은, 상기 내형에 탑재된 상기 유리판을 상기 내형에 구비된 내형고정 프레임의 적어도 일방의 단부에 회전가능하게 설치된 내형 가동 프레임으로 틸팅 앤드 시프팅함으로써 예비 성형을 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하나 이 또한 프레스 가압식의 일종이다.
공개특허 10-2011-0043633로 게시된 성형 유리 제품의 제조 방법은 성형 유리 제품의 원하는 표면 프로파일을 갖는 성형 표면이 구비된 몰드 상에 유리 시트를 위치시키는 단계; 가열 동안 상기 몰드가 상기 유리 시트보다 실질적으로 낮은 온도에 있도록, 상기 유리 시트가 상기 몰드의 근처에 있는 동안 복사에 의하여 상기 유리 시트를 우선적으로, 그리고 급격히 가열하는 단계; 상기 몰드의 성형 표면 상에 유리 시트를 새깅하여 상기 새깅된 유리 시트의 적어도 일부분이 원하는 표면 프로파일을 나타내도록 하는 단계; 및 새깅 및 성형 후에, 상기 새깅되고 성형된 유리 시트를 상기 몰드로부터 제거하는 단계로 구성되는 유리 슬럼핑 성형 방법이다.
특 0137894로 게시된 유리시이트 굽힘 방법은 (a) 일련의 시이트를 가열하는 단계와; (b) 성형 스테이션의 양 측면에 제 1 및 제 2 반송 스테이션을 위치시키는 단계와; (c) 성형대상 시이트의 최종적인 원하는 형상에 대체로 대응하는 형상으로 각기 성형된 제 1 및 제 2 시이트 결합면으로 갖는 상측진공모올드를 제공하는 단계와; (d) 상기 제 1 시이트 결합면이 상기 성형 스테이션내에 있도록 상기 상측진공모올드 조립체를 위치시키는 단계와; (e) 제 1 시이트를 상기 성형 스테이션내로 반송하는 단계와; (f) 상기 제 1 시이트를 상기 상측진공모올드의 상기 제 1 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서, 상기 제 1 시이트를 성형하는 단계와; (g) 상기 제 1 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여, 상기 제 1 성형 시이트를 그것에 대해 고정하는 단계와; (h) 상기 제 1 시이트 결합면과 상기 제 1 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 1 반송 스테이션으로 이동하도록 상기 모올드를 이동시키는 단계와; (i) 상기 제 1 시이트 결합면을 따른 상기 진공을 해제하여, 상기 제1 시이트를 상기 제 1 반송 스테이션의 제 1 기성형 시이트 지지부재 위로 낙하시키는 단계와; (j)상기 기성형 시이트와 상기 시이트 지지부재를 상기 제 1 냉각 스테이션으로 반송하는 단계와; (k)상기 제 1 기성형 시이트를 조절 냉각하는 단계와; (l) 상기 성형 스테이션 내에 상기 제 2 시이트 결합면을 위치시키는 단계와; (m) 제 2 시이트를 상기 성형 스테이션내로 반송하는 단계와;(n) 상기 제 2 시이트를 상기 상측진공모올드의 상기 제 2 시이트 결합면과 결합하도록 들어올려서, 상기 제2 시이트를 성형하는 단계와; (o) 상기 제 2 시이트 결합면을 따라 진공을 인가하여, 상기 제 2 성형 시이트를 그것에 대해 고정하는 단계와; (p) 상기 제 2 시이트 결합면과 상기 제 2 시이트가 상기 성형 스테이션으로부터 상기 제 2 반송 스테이션으로 이동하도록 상기 진공모올드를 이동시키는 단계와; (q) 상기 제 2 시이트 결합면을 따른 상기 진공을 해제하여, 상기 제 2 기성형 시이트를 상기 제 2 반송 스테이션의 제 2 기성형 시이트 지지부재 위로 낙하시키는 단계와; (r) 상기 제 2기성형 시이트와 시이트 지지부재를 상기 냉각 스테이션으로 반송하는 단계와; (s) 상기 제 2 시이트를 조절 냉각하는 단계를 포함하나 프레스 가압식의 일종이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 글라스의 상단 일부, 하단 일부, 양 측면 일부 중 적어도 어느 한 부분이 곡면형상 또는 전체적으로 곡면형상으로 이루어지게 하기 위하여, 평면 글라스를 원하는 윈도우 형상에 알맞은 크기로 자르고 자른 면을 연마 및 에지(edge) 가공한 후 세정하며, 가열로에서 글라스 연화점 이하, 어닐링온도 이상으로 가열한 후, 하부 금형위에 올려놓고 고온 고압의 가스를 블로잉하여 몰드의 형태대로 성형하는 가스성형방법이나 진공으로 하여 글라스가 몰드에 밀착되게 하여 성형하는 진공성형방법을 이용하여 성형한 후 냉각속도 1~10℃/초로 300℃까지 서냉하고 상온에서 급냉하는 단계로 제조하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법은 모바일 기기의 상부 표면에 설치되어 하부에 설치된 디스플레이 패널을 보호하는 보호용 강화유리인 윈도우글라스를 성형로에서 곡면 형태로 만드는 것으로, 원판 유리를 모바일 기기에 알맞은 곡면 윈도우 크기로 유리을 자르는 절단단계인 제1단계와; 상기 유리셀의 평면과 에지면을 연마하는 연마단계인 제2단계와; 성형할 상기 유리셀을 세정기를 이용하여 깨끗하게 세정하는 세정단계인 제3단계와; 세정된 상기 유리셀을 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드 위로 위치시켜 세팅하는 유리 세팅단계인 제4단계와; 상기 유리셀이 세팅된 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드를 상기 성형로 내부로 이송시키는 유리 이송단계인 제5단계와; 상하로 위치한 상기 가열기를 성형할 유리셀의 일정 높이까지 이동시키는 가열기 이동단계인 제6단계와; 상기 가열기로 상기 유리셀을 유리의 연화점 이하, 어닐링온도 이상으로 가열시키는 가열단계인 제7단계와; 가열된 상기 유리셀을 상기 성형부에서 곡면으로 성형시켜 곡면 윈도우글라스로 만드는 성형단계인 제8단계와; 상기 성형로 내에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 1차냉각시키는 서냉단계인 제9단계와; 1차냉각된 상기 곡면 윈도우글라스를 상기 성형로에서 배출하는 배출단계인 제10단계와; 배출한 상기 곡면 윈도우글라스를 상온에서 급냉시키는 급냉단계인 제11단계와; 냉각된 상기 곡면 윈도우글라스의 표면을 연마하고 연마 후 세정, 건조하는 최종 표면처리단계인 제12단계와; 완성된 상기 곡면 윈도우글라스를 최종 검사하는 제품검사단계인 제13단계로 구성된다.
상기 성형로는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 블로잉 몰드 또는 진공 몰드를 가지며, 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드를 이용하여 유리셀을 곡면으로 성형하는 성형부와; 성형할 유리셀이 세팅된 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 이송부와; 상기 블로잉 몰드 또는 진공 몰드와의 이격거리를 조절하는 위치조절로드가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로 내부의 유리셀을 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기로 이루어진 가열부와; 외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부와 가열부와 이송부의 일부가 내부에 설치되는 노체부와; 상기 노체부의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부, 성형부 및 이송부를 운전하고 제어하는 제어부로 구성된다.
상기 제8단계는 가스를 상기 블로잉 몰드에 분사하여 가스의 분사력으로 성형하는 가스블로잉 성형법을 이용하거나, 상기 진공 몰드 내로 공기를 흡입하여 흡입력에 의해 상기 유리셀이 상기 진공 몰드에 흡착되어 성형되는 진공 성형법을 이용하거나 상기 가스블로잉 성형법과 진공 성형법을 두가지 다를 적용한 하이브리드 성형법을 이용한다.
상기 가스블로잉 성형법을 이용할 때의 상기 성형부는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 외부에서 가스를 불어주는 힘에 의해 유리셀을 성형하는 블로잉 몰드와; 상기 블로잉 몰드에 성형할 유리셀을 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로를 통해 공급받아 분사헤드에서 분사하는 분사장치부로 구성되며, 상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이어야 한다.
상기 진공 성형법을 이용할 때의 상기 성형부는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 내부에서 공기를 흡입하는 흡입력에 의해 유리셀을 성형하는 진공 몰드와; 성형할 유리셀을 상기 진공 몰드에 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부로 구성되며, 상기 진공 몰드에는 외부에서 상기 몰드 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로와, 상기 공기유통로를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더와, 상기 공기헤더의 하부에 형성되어 상기 공기헤더 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구가 구비된 흡입헤더가 형성되며, 상기 흡입헤드에는 공기배출구가 형성되어 배출라인을 통해 진공펌프로 배출하고, 상기 진공 몰드의 내부에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되어야 한다.
상기 하이브리드 성형법을 이용할 때의 상기 성형부는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 가스의 분사력과 내부에서의 흡입력에 의해 상기 유리셀을 성형하는 진공 몰드와; 상기 진공 몰드에 성형할 상기 유리셀를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로를 통해 공급받아 분사헤드에서 분사하는 분사장치부로 구성된다.
상기 진공 몰드는 상기 유리셀을 곡면으로 만들 수 있게 곡면을 가진 몰드부, 상기 유리셀이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽으로 이루어지며, 상기 몰드부에는 외부에서 상기 몰드부 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로와, 상기 공기유통로를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더와, 상기 공기헤더의 하부에 형성되어 상기 공기헤더 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구가 구비된 흡입헤더가 형성되고, 상기 흡입헤더에는 공기배출구가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인을 통해 진공펌프로 배출되며, 상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 온도는 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이고, 상기 진공 몰드의 공기헤더에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입한다.
상기 가열기는 상기 유리셀을 가열시키는 열원을 공급하는 전기히터와; 상기 전기히터의 하부에 설치되어 히터의 열을 분산하여 고르게 열을 유리에 가하는 역할을 하는 히터커버와; 상기 전기히터와 히터커버가 내장되고 단열재로 보온하여 열이 히터커버 측으로만 방열되게 만든 히터케이싱과; 상기 히터케이싱의 중앙 외부에 결합되어 상기 가열기의 위치를 조정할 수 있는 위치조절로드와; 상기 위치조절로드를 상하로 이동시키는 서보모터 장치로 구성된다.
상기 전기히터(31)는 탄화규소(SiC), 이규화몰리(MoSi2)를 주원료로 제조된 비금속 발열체로서 발열체를 플레이트 타입 또는 플레이트 어셈블리로 만들어 사용하거나, 원적외선 세라믹 히터 또는 메탈열선 히터 타입인 것이 바람직하다.
상술한 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따르면 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 글라스의 상단 일부, 하단 일부, 양 측면 일부 중 적어도 어느 한 부분 또는 전체적으로 곡면형상으로 이루어지는 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 가스 블로잉 성형방법, 진공 성형방법 또는 하이브리드 성형방법을 이용하여 수치 정밀도가 높고, 생산성과 수율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 순서도
도 2는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형로 개략도
도 3은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형부 개략도
도 4는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 블로잉 몰드 개략도
도 5는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입 성형로 개략도
도 6은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입의 진공 몰드 개략도
도 7은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 하이브리드 성형 타입 성형로 개략도
도 8은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가열기 정면 개략도
도 2는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형로 개략도
도 3은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형부 개략도
도 4는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 블로잉 몰드 개략도
도 5는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입 성형로 개략도
도 6은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입의 진공 몰드 개략도
도 7은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 하이브리드 성형 타입 성형로 개략도
도 8은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가열기 정면 개략도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 " 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 " 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 순서도이며, 도 2는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형로 개략도이고, 도 3은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가스블로잉 성형 타입 성형부 개략도이며, 도 4는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 블로잉 몰드 개략도이고, 도 5는 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입 성형로 개략도이며, 도 6은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 진공성형 타입의 진공 몰드 개략도이고, 도 7은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 하이브리드 성형 타입 성형로 개략도이며, 도 8은 본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따른 가열기 정면 개략도이다.
도 1에 도시되어 있는 것 같이 본 발명은 모바일 기기의 상부 표면에 설치되어 하부에 설치된 디스플레이 패널을 보호하는 보호용 강화유리인 윈도우글라스를 성형로(A)에서 곡면 형태로 만드는 곡면 윈도우글라스의 제조방법에 관한 것이다.
상기 제조방법은 원판 유리를 모바일 기기에 알맞은 곡면 윈도우 크기로 유리셀(B)을 자르는 절단단계인 제1단계와; 상기 유리셀(B)의 평면과 에지면을 연마하는 연마단계인 제2단계와; 성형할 상기 유리셀(B)을 세정기를 이용하여 깨끗하게 세정하는 세정단계인 제3단계와; 세정된 상기 유리셀(B)을 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14) 위로 위치시켜 세팅하는 유리 세팅단계인 제4단계와; 상기 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 상기 성형로(A) 내부로 이송시키는 유리 이송단계인 제5단계와; 상하로 위치한 상기 가열기(3a, 3b)를 성형할 유리셀의 일정 높이까지 이동시키는 가열기 이동단계인 제6단계와; 상기 가열기(3a, 3b)로 상기 유리셀(B)을 유리의 연화점 이하, 어닐링온도 이상으로 가열시키는 가열단계인 제7단계와; 가열된 상기 유리셀(B)을 상기 성형부(1)에서 곡면으로 성형시켜 곡면 윈도우글라스로 만드는 성형단계인 제8단계와; 상기 성형로(A) 내에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 1차냉각시키는 서냉단계인 제9단계와; 1차냉각된 상기 곡면 윈도우글라스를 상기 성형로(A)에서 배출하는 배출단계인 제10단계와; 배출한 상기 곡면 윈도우글라스를 상온에서 급냉시키는 급냉단계인 제11단계와; 냉각된 상기 곡면 윈도우글라스의 표면을 연마하고 연마 후 세정, 건조하는 최종 표면처리단계인 제12단계와; 완성된 상기 곡면 윈도우글라스를 최종 검사하는 제품검사단계인 제13단계로 구성된다.
상기 성형로(A)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 가지며, 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 이용하여 유리셀(B)을 곡면으로 성형하는 성형부(1)와; 성형할 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 이송부(2)와; 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)와의 이격거리를 조절하는 위치조절로드(34)가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로(A) 내부의 유리셀(B)을 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기(3a, 3b)로 이루어진 가열부(3)와; 외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부(1)와 가열부(3)와 이송부(2)의 일부가 내부에 설치되는 노체부(4)와; 상기 노체부(4)의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부(3)와 성형부(1) 및 이송부(2)를 운전하고 제어하는 제어부(5)로 구성된다.
상기 성형로(A)는 가열부와 성형부를 분리하여 연속로로 하여 상기 유리셀(B)를 이동하면서 점점 가열해서 일정 온도에 이르게 할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제9단계에 있어서, 상기 성형로(A)의 성형부에서 1차 서냉시키는 것을 냉각부를 별도로 두어 상기 성형부에서 배출하여 냉각부에서 냉각시킬 수도 있다.
가열부, 성형부, 냉각부를 별도로 두는 일련의 장치에서 연속적으로 진행할 시 유리셀(B)만 이동시키고 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 성형로에 고정 시킬 수도 있다.
즉, 본 발명에서는 상기 4단계에서 상기 유리셀(B)를 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14) 위로 위치시켜, 상기 제5단계에서 상기 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 상기 성형로(A) 내부로 이송시키는 것으로 되어 있으나, 생산성과 품질의 향상을 위하여 상기 유리셀(B)만 상기 이송부(2)에서 이송시키고, 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)는 상기 성형부(1) 내부에 고정시킬 수도 있으며, 이때에는 가열부, 성형부, 냉각부를 별도로 두는 일련의 장치에서 연속적으로 진행하는 연속식 성형로인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송부(2), 노체부(4) 및 제어부(5)는 공지의 기술를 적용할 수 있으므로 본 발명에서는 상세한 내용을 생략한다.
곡면 윈도우글라스의 제조방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
상기 제1단계는 원판 유리를 모바일 기기에 알맞은 곡면 윈도우 크기로 유리셀(B)을 자르는 절단단계이며, 상기 유리셀(B)는 곡면으로 성형하기 전에 모바일 기기의 곡면 윈도우에 알맞은 크기로 자른 유리를 말한다.
0.4~0.8mm 두께의 원판 유리를 모바일 기기의 윈도우에 사용하고, 대개 상기 유리셀(B)의 대각선 길이는 디스플레이 화면 크기 기준 5~10인치가 대부분을 차지한다.
상기 제1단계는 원판 유리의 상,하부면에 보호필름을 부착하는 제1-1단계와, 상기 보호필름에 레이져빔으로 가공부 및 유리셀부로 구획하는 가공패턴을 형성하는 제1-2단계와, 상기 가공부의 보호필름을 제거하는 제1-3단계와, 상기 보호필름이 제거된 원판 유리를 지그에 고정하여 가공부를 절단하여 원판 유리를 다수 개의 유리셀로 만드는 제1-4단계로 구성된다.
상기 제1-4단계의 가공부의 절단은 상기 보호필름이 제거된 원판 유리의 가공부에 백색계열의 용융알루미나로 이루어진 소립자의 연마재를 분사하여 상기 원판글라스를 다수의 1차 셀로 절단하여 유리셀(B)를 만든다.
상기 보호필름은 작업시에 글라스 표면에 발생될 수 있는 스크래치 등과 같은 불량을 방지 및 최종 목적대상물인 윈도우글라스를 보호하기 위하여 원판 유리의 상,하부면에 부착되는 것으로, 원판 유리가 회전되는 로울러 사이를 통과될 때 그와 동시에 상,하부에서 로울러 사이로 인입되는 각각의 보호필름이 원판 유리의 상,하부면에 각각 부착 또는 마스킹된다.
상기 가공패턴 형성은 원판 유리의 상,하부면 중 어느 하나의 면에만 형성되는 것으로, 레이져빔을 조사하여 상기 연마재에 의해 절단 가공되는 부분인 가공부 및 유리셀부를 구획하기 위하여 형성하는 것이며, 이때 레이져빔은 원판 유리 표면에는 영향을 미치지 않으면서 상기 보호필름만 식각되도록 조사한다
상기 유리셀부는 절단 가공시에 부착된 보호필름에 의해 연마재로부터 보호되어 가공되지 않고 남아있게 되는 부분으로 절단하면 유리셀(B)가 된다.
상기 제2단계는 상기 유리셀(B)의 자른 면을 고르게 하기 위하여 평면과 에지면을 연마하는 연마단계로, 상기 유리셀(B)의 외곽 둘레에 레이져빔으로 연마부 및 윈도우글라스부로 구획하는 연마패턴을 형성하는 제2-1단계와, 연마패턴이 형성되면 보호필름을 제거하는 제2-2단계와, 연마부를 연마하는 제2-3단계로 구성된다.
상기 제2-1단계는 레이져빔으로 유리셀부의 표면에는 영향을 미치지 않으면서 상기 보호필름만 식각되도록 조사한다.
상기 제2-2단계의 보호필름 제거는 고속회전하는 그라인딩 툴로 모서리 및 절단가공면을 연마시에 보호필름의 점착성 찌꺼기에 의한 불량 발생, 가공율 저하, 그라인딩 툴의 수명 단축을 방지하기 위하여 반드시 연마 단계에 앞서 선행되어야 한다.
상기 제2-3단계는 연마부의 보호필름이 제거된 각 셀의 외곽 테두리 및 절단가공면을 면취하는 것으로, 다이아몬드가 전착된 그라인딩 툴을 고속회전시키면서 모서리 또는 절단가공면과 일정 각도로 마찰시켜 매끄럽게 만들어주는 것이다. 이때, 그라인딩 툴은 150,000rpm 이상의 회전속도를 유지함이 이상적이다.
상기 제3단계는 성형할 상기 유리셀(B)을 세정기를 이용하여 깨끗하게 세정하는 세정단계로서, 세정기로 세정하는 제3-1단계와, 세정된 유리셀(B)을 건조시키는 제3-2단계로 구성된다.
상기 세정기는 초음파의 진동을 주어서 그 힘을 이용하여 세정하는 초음파세정기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제4단계는 세정된 상기 유리셀(B)을 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14) 위로 위치시켜 세팅하는 유리 세팅단계이다.
상기 유리셀(B)을 상기 성형로(A) 내부로 이송하기 위해서는 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)에 세팅해야 한다. 본 발명에서는 세팅방법의 상세한 내용은 생략한다.
상기 제5단계는 상기 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 상기 이송부(2)를 이용하여 상기 성형로(A) 내부로 이송시키는 유리 이송단계이다. 본 발명에서는 상기 이송부(2)에 대한 상세한 내용은 공지의 기술이므로 생략한다.
상기 제6단계는 상하로 위치한 상기 가열기(3a, 3b)를 성형할 유리셀의 일정 높이까지 이동시키는 가열기 이동단계이다.
상기 가열기(3a, 3b)는 도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 유리셀(B)을 가열시키는 열원을 공급하는 전기히터(31)와; 상기 전기히터(31)의 하부에 설치되어 히터의 열을 분산하여 고르게 열을 유리에 가하는 역할을 하는 히터커버(32)와; 상기 전기히터(31)와 히터커버(32)가 내장되고 단열재로 보온하여 열이 상기 히터커버(32) 측으로만 방열되게 만든 히터케이싱(33)과; 상기 히터케이싱(33)의 중앙 외부에 결합되어 상기 가열기(3a, 3b)의 위치를 조정할 수 있는 위치조절로드(34)와;상기 위치조절로드(34)를 상하로 이동시키는 서보모터 장치(35)로 구성되는 구조이므로 상기 서보모터 장치(35)를 작동시켜 상기 위치조절로드(34)를 밀어 일정 위치까지 이동시킨다.
상기 가열부(3)와 성형부(1)를 분리할 시 가열기는 고정시켜 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제7단계는 상기 가열기(3a, 3b)로 상기 유리셀(B)을 글라스의 연화점 이하 어닐링 이상으로 가열시키는 유리셀 가열단계이다.
가열온도는 750~900℃로 가열시키는 것이 바람직하다.
상기 가열부(3) 내의 유리셀(B)의 온도 상승 속도는 5 ~ 50℃/sec 인 것이 바람직하다.
상기 제8단계는 가열된 상기 유리셀(B)을 상기 성형부(1)에서 곡면으로 성형시켜 곡면 윈도우글라스로 만드는 성형단계이다.
상기 유리셀(B)를 성형시켰을 때를 윈도우글라스라고 칭한다.
본 발명에서의 상기 제8단계는 도 2의 가스블로잉 성형 타입 성형로를 이용한 제1실시예의 성형단계와, 도 5의 진공 성형 타입 성형로를 이용한 제2실시예와, 도 7의 하이브리드 성형 타입의 성형로를 이용한 제3실시예의 성형단계로 구분될 수 있다.
상기 제1실시예의 성형단계는 가스를 상기 블로잉 몰드(11)에 분사하여 가스의 분사력으로 성형하는 가스블로잉 성형법을 이용한다.
가스블로잉 성형 타입 상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 외부에서 가스를 불어주는 힘에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 블로잉 몰드(11)와; 상기 블로잉 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부(도면에 미도시)와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성된다.
상기 블로잉 몰드(11)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하게 제작되며, 상기 블로잉 몰드(11)를 이용하여 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1111)을 가진 몰드부(111), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(111)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(112)으로 이루어진다.
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 유리 연화점 이하 어닐링 온도 이상이어야 한다.
온도 750 ~ 900℃이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/min)이며, 가스분사시간은 1 ~ 30초인 것이 바람직하다.
상기 제2실시예의 성형단계는 상기 진공 몰드(14) 내로 공기를 흡입하여 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)이 상기 진공 몰드(14)에 흡착되어 성형되는 진공 성형법을 이용한다.
진공 성형 타입 상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 내부에서 공기를 흡입하는 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 진공 몰드(14)와; 성형할 상기 유리셀(B)을 상기 진공 몰드(14)에 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부(도면에 미도시)로 구성된다.
상기 진공 몰드(14)는 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어진다.
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성되고, 상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출된다.
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하는 것이 바람직하다.
상기 제3실시예의 성형단계는 가스를 상기 진공 몰드(14) 위에 위치한 유리셀(B)에 분사하고 상기 진공 몰드(14)에서 공기를 흡입하는 방법으로, 가스의 분사력을 이용하는 가스블로잉 성형법과 진공 흡입력을 이용하는 진공 성형법의 두가지 방법을 동시에 적용하여 상기 유리셀(B)이 상기 진공 몰드(14)에 흡착되어 성형되는 하이브리드 성형법을 이용한다.
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 가스의 분사력과 내부에서의 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 진공 몰드(14)와; 상기 진공 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부(도면 미도시)와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성된다.
상기 진공 몰드(14)는 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어진다.
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성된다.
상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출된다.
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 온도는 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/min)이어야 한다.
가스 온도 750 ~ 900℃이고, 가스분사시간은 1 ~ 30초인 것이 바람직하다.
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하는 것이 바람직하다.
상기 제9단계는 상기 성형로(A) 내에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 1차냉각시키는 서냉단계이다.
상기 제9단계에서 1차냉각하는 서냉속도는 1 ~ 10℃/sec 이며, 상기 1차냉각은 300℃까지 서냉하는 것이 바람직하다.
상기 제9단계를 상기 성형로(A)의 성형부(1)에서 1차냉각하지 않고 별도의 냉각부를 두어 냉각할 시는 상기 성형부(1)에서 상기 냉각부로 이송시키는 단계와 상기 냉각부에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 냉각시키는 1차 서냉단계와, 1차 서냉된 상기 곡면 윈도우글라스를 2차 냉각시키는 2차 서냉단계로 구성된다.
상기 1차 서냉단계에서 냉각하는 속도는 1 ~ 10℃/sec 이며, 유리 어닐링온도까지 서냉하는 것이 바람직하다.
상기 2차 서냉단계에서 냉각하는 속도는 1 ~ 10℃/sec 이며, 300℃까지 서냉하는 것이 바람직하다.
상기 제10단계는 1차냉각된 상기 곡면 윈도우글라스를 상기 성형로(A)에서 배출하는 배출단계이다.
상기 제11단계는 배출한 상기 곡면 윈도우글라스를 상온에서 급냉시키는 급냉단계이다.
상기 제12단계는 성형 시 변형된 표면을 매끄럽게 복원하기 위하여 냉각된 상기 곡면 윈도우글라스의 표면을 연마하고 연마 후 세정, 건조하는 최종 표면처리단계이다.
최종 표면 연마는 다이아몬드가 전착된 그라인딩 툴을 고속회전시켜 연마하거나 적합한 장비로 시행한다.
상기 제13단계는 완성된 상기 곡면 윈도우글라스를 최종 검사하여 완제품 판정을 하는 제품검사단계이다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 가스블로잉 성형법을 이용한 제1실시예의 가스블로잉 성형 타입 성형로는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 블로잉 몰드(11)를 가지며, 상기 블로잉 몰드(11)를 이용하여 유리를 곡면으로 성형하는 성형부(1)와; 성형할 유리가 세팅된 상기 블로잉 몰드(11)를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 컨베이어 시스템을 가진 이송부(2)와; 위치를 조절하는 위치조절로드(34)가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로(A) 내부의 유리셀(B)를 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기(3a, 3b)로 이루어진 가열부(3)와; 외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부(1)와 가열부(3)와 이송부(2)의 일부가 내부에 설치되는 노체부(4)와; 상기 노체부(4)의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부(3)와 성형부(1)와 이송부(2)를 운전하고 제어하는 제어부(5)로 구성된다.
상기 노체부(4)에는 상부에 상기 가열기(3a)가 설치되고, 하부에 상기 가열기(3b)가 설치되며 상기 성형로(A)가 바닥에서 일정 높이에 설치되게 하는 프레임(41)과, 유리가 세팅된 상기 블로잉 몰드(11)와 이송부(2)의 일부 장치가 입출입할 수 있도록 입출입 오픈부(42)가 형성된다.
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 외부에서 가스를 불어주는 힘에 의해 유리를 성형하는 블로잉 몰드(11)와; 상기 블로잉 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부(도면에 미표기)와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성된다.
상기 가열기(3a, 3b)는 상기 유리셀(B)을 가열시키는 열원을 공급하는 전기히터(31)와; 상기 전기히터(31)의 하부에 설치되어 히터의 열을 분산하여 고르게 열을 유리에 가하는 역할을 하는 히터커버(32)와; 상기 전기히터(31)와 히터커버(32)가 내장되고 단열재로 보온하여 열이 상기 히터커버(32) 측으로만 방열되게 만든 히터케이싱(33)과; 상기 히터케이싱(33)의 중앙 외부에 결합되어 상기 가열기(3a, 3b)의 위치를 조정할 수 있는 위치조절로드(34)와; 상기 위치조절로드(34)를 상하로 이동시키는 서보모터 장치(35)로 구성되는 구조이다.
도 3에 도시되어 있는 것 같이 가스블로잉 성형 타입 성형로의 상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 외부에서 가스를 불어주는 힘에 의해 유리를 성형하는 블로잉 몰드(11)와; 상기 블로잉 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)을 세팅할 수 있는 하는 세팅장치부와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성된다.
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 유리 연화점 이하 어닐링 온도 이상이어야 한다.
가스의 온도는 750 ~ 900℃이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/m)이며, 가스분사시간은 1 ~ 30초인 것이 바람직하다.
도 4에 도시되어 있는 것 같이 상기 블로잉 몰드(11)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하게 제작되며, 상기 블로잉 몰드(11)를 이용하여 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1111)을 가진 몰드부(111), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(111)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(112)으로 이루어지며, 필요 시 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 하는 장치가 형성될 수도 있다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 진공 성형법을 이용한 진공 성형 타입 성형로는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 상기 진공 몰드(14)를 가지며, 상기 진공 몰드(14)를 이용하여 유리를 곡면으로 성형하는 성형부(1)와; 성형할 유리가 세팅된 상기 진공 몰드(14)를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 이송부(2)와; 위치를 조절하는 위치조절로드(34)가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로(A) 내부의 유리셀(B)을 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기(3a, 3b)로 이루어진 가열부(3)와; 외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부(1)와 가열부(3)와 이송부(2)의 일부가 내부에 설치되는 노체부(4)와; 상기 노체부(4)의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부(3)와 성형부(1)와 이송부(2)를 운전하고 제어하는 제어부(5)로 구성된다.
상기 노체부(4)에는 상부에 상기 가열기(3a)가 설치되고, 하부에 상기 가열기(3b)가 설치되며 상기 성형로(A)가 바닥에서 일정 높이에 설치되게 하는 프레임(41)과, 유리가 세팅된 상기 블로잉 몰드(11)와 이송부(2)의 일부 장치가 입출입할 수 있도록 입출입 오픈부(42)가 형성된다.
진공 성형법을 이용한 상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 내부에서 공기를 흡입하는 흡입력에 의해 유리를 성형하는 진공 몰드(14)와; 성형할 상기 유리셀(B)을 상기 진공 몰드(14)에 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부로 구성된다.
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 진공펌프에서 흡입하는 것이 바람직하다.
도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 진공 몰드(14)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하게 제작되며, 상기 진공 몰드(14)를 이용하여 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어지며, 필요 시 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 하는 장치가 형성될 수도 있다.
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성된다.
상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출된다.
상기 배출라인(1415)는 상기 진공 몰드(14)가 입출입할 때 같이 움직여야 하므로 플렉시블로 라인으로 하거나 다른 방법을 적용하여 상기 진공 몰드(14)의 입출입에 문제가 없도록 해야 한다.
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하여야 한다.
도 7에 도시되어 있는 것 같이 가스의 분사력과 흡입력을 이용해 성형하는 하이브리드 성형법을 이용한 하이브리드 성형 타입 성형로는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 상기 진공 몰드(14)를 가지며, 상기 진공 몰드(14)를 이용하여 유리를 곡면으로 성형하는 성형부(1)와; 성형할 유리가 세팅된 상기 진공 몰드(14)를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 이송부(2)와; 위치를 조절하는 위치조절로드(34)가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로(A) 내부의 유리셀(B)을 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기(3a, 3b)로 이루어진 가열부(3)와; 외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부(1)와 가열부(3)와 이송부(2)의 일부가 내부에 설치되는 노체부(4)와; 상기 노체부(4)의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부(3)와 성형부(1)와 이송부(2)를 운전하고 제어하는 제어부(5)로 구성된다.
상기 노체부(4)에는 상부에 상기 가열기(3a)가 설치되고, 하부에 상기 가열기(3b)가 설치되며 상기 성형로(A)가 바닥에서 일정 높이에 설치되게 하는 프레임(41)과, 유리가 세팅된 상기 블로잉 몰드(11)와 이송부(2)의 일부 장치가 입출입할 수 있도록 입출입 오픈부(42)가 형성된다.
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 가스의 분사력과 내부에서의 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 진공 몰드(14)와; 상기 진공 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부와; 가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성된다.
상기 진공 몰드(14)는 도 6에 도시되어 있는 것 같이 필요한 곡면에 따라 교체 가능하게 제작되며, 상기 진공 몰드(14)를 이용하여 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어지며, 필요 시 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 하는 장치가 형성될 수도 있다.
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성된다.
상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출된다.
상기 배출라인(1415)는 상기 진공 몰드(14)가 입출입할 때 같이 움직여야 하므로 플렉시블로 라인으로 하거나 다른 방법을 적용하여 상기 진공 몰드(14)의 입출입에 문제가 없도록 해야 한다.
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하여야 한다.
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 온도는 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/min)인 것이 바람직하다.
가스의 온도는 750 ~ 900℃이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/m)이며, 가스분사시간은 1 ~ 30초인 것이 바람직하다.
도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 가열기(3a, 3b)는 상기 유리셀(B)을 가열시키는 열원을 공급하는 전기히터(31)와; 상기 전기히터(31)의 하부에 설치되어 히터의 열을 분산하여 고르게 열을 유리에 가하는 역할을 하는 히터커버(32)와; 상기 전기히터(31)와 히터커버(32)가 내장되고 단열재로 보온하여 열이 상기 히터커버(32) 측으로만 방열되게 만든 히터케이싱(33)과; 상기 히터케이싱(33)의 중앙 외부에 결합되어 상기 가열기(3a, 3b)의 위치를 조정할 수 있는 위치조절로드(34)와; 상기 위치조절로드(34)를 상하로 이동시키는 서보모터 장치(35)로 구성된다.
상기 서보모터 장치(35)는 서보모터 장치 지지부(351)에 의해 지지된다.
상기 전기히터(31)는 탄화규소(SiC), 이규화몰리(MoSi2)를 주원료로 제조된 비금속 발열체로서 발열체를 플레이트 타입 또는 플레이트 어셈블리로 만들어 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전기히터(31)는 원적외선 세라믹 히터 또는 메탈열선 히터 타입를 사용할 수도 있다.
본 발명의 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 따르면 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 글라스의 상단 일부, 하단 일부, 양 측면 일부 중 적어도 어느 한 부분 또는 전체적으로 곡면형상으로 이루어지는 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 가스 블로잉 성형방법, 진공 성형방법 또는 하이브리드 성형방법을 이용하여 수치 정밀도가 높고, 생산성과 수율이 향상되는 효과가 있다.
A : 성형로 1 : 성형부
11 : 블로잉 몰드 111 : 몰드부
1111 : 곡면 112 : 몰드벽
13 : 분사장치부 131 : 가스공급로
132 : 분사헤더 14 : 진공 몰드
141 : 몰드부 1411 : 곡면
1412 : 공기유통로 1413 : 공기헤더
1414 : 흡입헤더 14141 : 흡입구
1415 : 배출라인 142 : 몰드벽
2 : 이송부
3 : 가열부 3a, 3b : 가열기
31 : 전기히터 32 : 히터커버
33 : 히터케이싱 34 : 위치조절로드
35 : 서보모터 장치 351 : 서보모터 장치 지지부
4 : 노체부 41 : 프레임
42 : 입출입 오픈부 5 : 제어부
B : 유리셀
11 : 블로잉 몰드 111 : 몰드부
1111 : 곡면 112 : 몰드벽
13 : 분사장치부 131 : 가스공급로
132 : 분사헤더 14 : 진공 몰드
141 : 몰드부 1411 : 곡면
1412 : 공기유통로 1413 : 공기헤더
1414 : 흡입헤더 14141 : 흡입구
1415 : 배출라인 142 : 몰드벽
2 : 이송부
3 : 가열부 3a, 3b : 가열기
31 : 전기히터 32 : 히터커버
33 : 히터케이싱 34 : 위치조절로드
35 : 서보모터 장치 351 : 서보모터 장치 지지부
4 : 노체부 41 : 프레임
42 : 입출입 오픈부 5 : 제어부
B : 유리셀
Claims (7)
- 모바일 기기의 상부 표면에 설치되어 하부에 설치된 디스플레이 패널을 보호하는 보호용 강화유리인 윈도우글라스를 성형로(A)에서 곡면 형태로 만드는 곡면 윈도우글라스의 제조방법에 있어서,
상기 성형로(A)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능한 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 가지며, 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 이용하여 유리셀(B)을 곡면으로 성형하는 성형부(1)와;
성형할 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 내부로 이송시키거나 성형 후 내부에서 외부로 배출시키는 이송부(2)와;
상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)와의 이격거리를 조절하는 위치조절로드(34)가 있어 상하로 위치를 조정할 수 있고 상기 성형로(A) 내부의 유리셀(B)을 일정 온도까지 가열시키는 상하 2개의 가열기(3a, 3b)로 이루어진 가열부(3)와;
외부를 감싸 노의 형태를 이루며, 내화재와 단열재 및 프레임으로 제작되어 열이 외부로 배출되는 것을 막으며, 상기 성형부(1)와 가열부(3)와 이송부(2)의 일부가 내부에 설치되는 노체부(4)와;
상기 노체부(4)의 내부에 설치된 온도센서를 포함하며, 상기 가열부(3)와 성형부(1) 및 이송부(2)를 운전하고 제어하는 제어부(5)로 구성되며,
상기 제조방법은 원판 유리를 모바일 기기에 알맞은 곡면 윈도우 크기로 유리셀(B)을 자르는 절단단계인 제1단계와;
상기 유리셀(B)의 평면과 에지면을 연마하는 연마단계인 제2단계와;
성형할 상기 유리셀(B)을 세정기를 이용하여 깨끗하게 세정하는 세정단계인 제3단계와;
세정된 상기 유리셀(B)을 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14) 위로 위치시켜 세팅하는 유리 세팅단계인 제4단계와;
상기 유리셀(B)이 세팅된 상기 블로잉 몰드(11) 또는 진공 몰드(14)를 상기 성형로(A) 내부로 이송시키는 유리 이송단계인 제5단계와;
상하로 위치한 상기 가열기(3a, 3b)를 성형할 유리셀의 일정 높이까지 이동시키는 가열기 이동단계인 제6단계와;
상기 가열기(3a, 3b)로 상기 유리셀(B)을 유리의 연화점 이하, 어닐링온도 이상으로 가열시키는 가열단계인 제7단계와;
가열된 상기 유리셀(B)을 상기 성형부(1)에서 곡면으로 성형시켜 곡면 윈도우글라스로 만드는 성형단계인 제8단계와;
상기 성형로(A) 내에서 고온의 상기 곡면 윈도우글라스를 서서히 1차냉각시키는 서냉단계인 제9단계와;
1차냉각된 상기 곡면 윈도우글라스를 상기 성형로(A)에서 배출하는 배출단계인 제10단계와;
배출한 상기 곡면 윈도우글라스를 상온에서 급냉시키는 급냉단계인 제11단계와;
냉각된 상기 곡면 윈도우글라스의 표면을 연마하고 연마 후 세정, 건조하는 최종 표면처리단계인 제12단계와;
완성된 상기 곡면 윈도우글라스를 최종 검사하는 제품검사단계인 제13단계로 구성되는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
- 제 1항에 있어서,
상기 제8단계는 가스를 상기 블로잉 몰드(11) 위에 위치한 유리셀(B)에 분사하여 가스의 분사력으로 성형하는 가스블로잉 성형법을 이용하고,
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 외부에서 가스를 불어주는 힘에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 블로잉 몰드(11)와;
상기 블로잉 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부와;
가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성되며,
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 온도는 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/min)인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
- 제 1항에 있어서,
상기 제8단계는 상기 진공 몰드(14) 내로 공기를 흡입하여 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)이 상기 진공 몰드(14)에 흡착되어 성형되는 진공 성형법을 이용하고,
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 내부에서 공기를 흡입하는 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 진공 몰드(14)와;
성형할 상기 유리셀(B)을 상기 진공 몰드(14)에 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부로 구성되고,
상기 진공 몰드(14)는 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어지며,
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성되고,
상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출되며,
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법 - 제 1항에 있어서,
상기 제8단계는 가스를 상기 진공 몰드(14) 위에 위치한 유리셀(B)에 분사하고 상기 진공 몰드(14)에서 공기를 흡입하는 방법으로, 가스의 분사력을 이용하는 가스블로잉 성형법과 진공 흡입력을 이용하는 진공 성형법의 두가지 방법을 동시에 적용하여 상기 유리셀(B)이 상기 진공 몰드(14)에 흡착되어 성형되는 하이브리드 성형법을 이용하고,
상기 성형부(1)는 필요한 곡면에 따라 교체 가능하며, 가스의 분사력과 내부에서의 흡입력에 의해 상기 유리셀(B)을 성형하는 진공 몰드(14)와;
상기 진공 몰드(11)에 성형할 상기 유리셀(B)를 세팅할 수 있게 하는 세팅장치부와;
가스공급원에서 상기 가스를 가스공급로(131)를 통해 공급받아 분사헤드(132)에서 분사하는 분사장치부(13)로 구성되며,
상기 진공 몰드(14)는 상기 유리셀(B)을 곡면으로 만들 수 있게 곡면(1411)을 가진 몰드부(141), 상기 유리셀(B)이 움직이지 않게 세팅되도록 상기 몰드부(141)의 사방 가장자리에 형성된 몰드벽(142)으로 이루어지고,
상기 몰드부(141)에는 외부에서 상기 몰드부(141) 내부로 공기를 흡입할 수 있는 다수 개의 공기유통로(1412)와, 상기 공기유통로(1412)를 통해 흡입된 공기가 모이는 공기헤더(1413)와, 상기 공기헤더(1413)의 하부에 형성되어 상기 공기헤더(1413) 내의 공기를 균일하게 흡입하기 위해 다수 개의 흡입구(14141)가 구비된 흡입헤더(1414)가 형성되며,
상기 흡입헤더(1414)에는 공기배출구(14142)가 형성되어 흡입한 공기를 배출라인(1415)을 통해 진공펌프로 배출되고,
상기 가스는 불활성 가스로서 압력 1 ~ 3atm이며, 온도는 유리 연화점 이하 어닐링온도 이상이고, 가스분사량은 5~20LPM(ℓ/min)이며,
상기 진공 몰드(14)의 공기헤더(1413)에서의 압력이 50~750토르(torr)가 되도록 상기 진공펌프에서 흡입하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
- 제 1항에 있어서,
상기 가열기(3a, 3b)는 상기 유리셀(B)을 가열시키는 열원을 공급하는 전기히터(31)와;
상기 전기히터(31)의 하부에 설치되어 히터의 열을 분산하여 고르게 열을 유리에 가하는 역할을 하는 히터커버(32)와;
상기 전기히터(31)와 히터커버(32)가 내장되고 단열재로 보온하여 열이 상기 히터커버(32) 측으로만 방열되게 만든 히터케이싱(33)과;
상기 히터케이싱(33)의 중앙 외부에 결합되어 상기 가열기(3a, 3b)의 위치를 조정할 수 있는 위치조절로드(34)와;
상기 위치조절로드(34)를 상하로 이동시키는 서보모터 장치(35)로 구성되는 구조인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
- 제 5항에 있어서,
상기 전기히터(31)는 탄화규소(SiC), 이규화몰리(MoSi2)를 주원료로 제조된 비금속 발열체로서 발열체를 플레이트 타입 또는 플레이트 어셈블리로 만들어 사용하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
- 제 5항에 있어서,
상기 전기히터(31)는 원적외선 세라믹 히터 또는 메탈열선 히터 타입인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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