KR20150076617A

KR20150076617A - 강화유리 제조장치의 세척장치

Info

Publication number: KR20150076617A
Application number: KR1020130165035A
Authority: KR
Inventors: 김호권
Original assignee: 김호권
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-07
Also published as: KR101542225B1

Abstract

본 발명은 강화유리 제조장치의 세척장치에 관한 것으로, 본 발명은 강화유리 제조장치에서 화학 강화된 판유리(110)의 표면을 물로 세정하는 공정을 수행하기 위하여 세척조(910)를 갖춘 강화유리 제조장치의 세척장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따르면, 상기 세척조(910)의 외측벽(911)에는 블로워(913)와 연결되는 에어이송관(914)이 분기되는 구조로 배치되어 세척조(910) 내부로 에어를 공급할 수 있게 배관 연결됨과 아울러, 세척조(910)의 외측벽(911) 하단 부위에도 블로워(913)와 연결되는 다수의 블로워연결배관(912)이 구비되며, 상기 세척조(910)의 내부 바닥면에는 다수의 에어공(918)을 갖는 타공판(917)이 설치되는 강화유리 제조장치의 세척장치를 제공한다.

Description

강화유리 제조장치의 세척장치{Washing Apparatus of Glass Plate using Chemical Reinforcement}

본 발명은 강화유리 제조장치의 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세척부의 세척조에서 블로워에 의해 물의 순환 및 기포 발생을 통해 강화유리의 표면에 묻은 질산칼륨용액 잔류물을 보다 빠르게 세정함과 동시에 강화유리의 잔류응력을 제거하여 강하유리의 안정화를 향상시킬 수 있도록 한 강화유리 제조장치의 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 강화유리는 디스플레이 장치의 화면으로 많이 사용되는 것으로, 경도 및 강도가 우수한 강화유리를 제조하기 위해서는 유리의 강화 공정이 필요하다.

통상적으로 유리의 강화는 크게 물리적 강화와 화학적 강화로 나뉘는데, 일반적으로 물리적 강화는 유리의 두께 5mm이상의 유리를 사용하여 온도를 550℃에서 700℃ 사이에서 유리를 가열하여 급냉하는 방식으로 유리의 내부 강도를 강화하는 방식으로 이는 강화 유리문, 자동차용 유리 등에 주로 사용된다.

한편, 화학적 강화는 박판유리를 450℃의 질산칼륨용액이 담긴 강화로에서 3시간 이상 침지시킴에 따라 유리에 포함된 나트륨 이온과 질산칼륨용액의 칼륨 이온을 서로 치환시켜 유리를 강화하는 것으로, 주로 2.0mm 이하의 박판유리를 강화하는데 이용된다.

최근에는 용융칼륨염을 함유한 용융물중에 용융석염을 미량 함유시켜 이온교환시킴에 따라 유리표면층의 나트륨이온과 칼륨이온의 이온교환 반응속도를 촉진시키는 방법을 통해 강화유리를 제조할 수 있는 제조장치가 제안되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제0659558호, 대한민국 등록특허공보 제0914628호, 대한민국 등록특허공보 제0966025호 등의 선행문헌들에는 다양한 강화유리 제조장치에 대한 기술이 개시되어 있고, 이러한 강화유리 제조장치에서 화학 강화가 이루어진 강화유리의 표면에 묻은 질산칼륨을 세정하는 세척 공정에 대한 다양한 실시양태가 개시되어 있다.

그 중에서 등록특허공보 제0914628호의 선행문헌에는 강화유리 제조장치에 대한 종래 기술이 도 1로 도시되어 있다.

즉, 도 1 은 이러한 종래의 강화유리 제조장치를 도시한 정면도로서, 이를 참조하면, 종래의 강화유리 제조장치는 원판유리를 미리 예열시킬 수 있는 예열로(10)와, 이온치환을 통해 원판유리의 강화가 이루어지도록 하는 염욕로(20)와, 강화된 원판유리를 서서히 냉각시켜 응력을 제거하는 서냉로(30)와, 서냉된 원판유리를 세정하도록 하는 온수로(40) 및 열수로(50)와, 세정된 유리를 열풍으로 건조시키는 건조로(60) 등 다수의 로(爐)를 구비한 후 상기 다수의 로(爐)를 수직 및 수평방향으로 움직이는 이송유닛(70)으로 구성되어, 유리의 화학적 강화가 자동으로 이루어지도록 된 구성을 갖는다.

이와 같이 종래 개시된 대부분의 강화유리 제조장치는, 기본적으로 염욕로(20)에서 강화된 유리의 온도를 서서히 냉각하여 응력을 제거하는 서냉로(30), 서냉로(30)에서 냉각된 강화유리를 세정하는 온수로(40)와 열수로(50)를 구비함으로써, 원판유리를 염욕로(20)에서 질산칼륨(KNO₃)에 침지하여 화학 강화 처리하며, 서냉로(30), 온수로(40) 및 열수로(50)에서 냉각 및 세정 등에 의한 후처리하여 두께가 얇으면서도 이온교환반응에 의하여 강도 및 경도가 강화됨으로써 강화유리를 얻을 수 있도록 하고 있는 것이다.

그런데, 종래 기술에 따르면, 상기 온수로(40) 및 열수로(50)에서 1,2차에 걸쳐 세정작업을 수행하는 관계로, 강화유리 표면에 묻은 질산칼륨용액과 같은 잔류물을 깨끗하게 세정할 수 있다는 장점을 가지고 있는 반면에, 세정 작업이 반복됨에 따른 공정시간이 길어지고, 온수로(40) 및 열수로(50)를 별도로 구비함에 따라 제조장치의 규모가 커지는 단점 및 설치 장소의 제약을 받는 단점이 노출되고 있었다.

이에 최근에는 세정 작업을 위한 온수로(40) 및 열수로(50)를 통합하여 하나의 세척로를 구성하고, 이와 동시에 세정 효율을 향상시키기 위해 초음파 세척장치를 설치하는 경우가 제시되고 있으나, 이러한 초음파 세척장치는 설비 비용을 증대시키는 단점과 함께 초음파 세척에 따른 세정 공정시간이 다소 길어지는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제0659558호(2006.12.20. 공고, 명칭: 표시창용 강화유리의 제조장치) 대한민국 등록특허공보 제0914628호(2009.9.2. 공고, 명칭: 강화유리 제조장치) 대한민국 등록특허공보 제0966025호(2010.6.24. 공고, 명칭: 디스플레이 화면보호용 강화유리필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 강화유리필름)

이에 본 발명은 종래 기술에 따른 강화유리 제조장치에 있어서, 화학 강화된 판유리를 세정하는 세척조를 단순화시키면서도 세정 공정시간 및 세정효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제공하자고 연구 개발된 것으로써, 본 발명의 목적은 세척조에서 블로워에 의해 물의 순환 및 기포 발생을 통해 강화유리의 표면에 묻은 질산칼륨용액 잔류물을 보다 빠르게 세정함과 동시에 강화유리의 잔류응력을 제거하여 강하유리의 안정화를 향상시킬 수 있도록 한 강화유리 제조장치의 세척장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 강화유리 제조장치에서 화학 강화된 판유리의 표면을 물로 세정하는 공정을 수행하기 위하여 세척조를 갖춘 강화유리 제조장치의 세척장치에 있어서, 상기 세척조의 외측벽에는 블로워와 연결되는 에어이송관이 분기되는 구조로 배치되어 세척조 내부로 에어를 공급할 수 있게 배관 연결됨과 아울러, 세척조의 외측벽 하단 부위에도 블로워와 연결되는 다수의 블로워연결배관이 구비되며, 상기 세척조의 내부 바닥면에는 다수의 에어공을 갖는 타공판이 설치되는 강화유리 제조장치의 세척장치를 제공하는 데 그 특징을 갖는다.

본 발명에 따르면, 세척조의 외측벽 및 하단 부위로 에어를 공급할 수 있도록 블로워에 연결되는 배관을 구성함으로써, 세척조 내부에 블로워를 통해 공급되는 에어로 인해 물의 순환 및 기포 발생이 이루어지면서 강화유리의 표면에 묻은 질산칼륨용액 잔류물을 버블세척에 의해 보다 빠르게 세정됨과 동시에 세정 효율이 향상되고, 세정과 동시에 냉각이 이루어지면서 강화유리의 잔류응력을 쉽게 제거할 수 있어 강화유리의 안정화를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 강화유리 제조장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 화학적으로 강화 유리를 제조하는 강화유리 제조장치의 배치 상태를 보여주는 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 화학적으로 강화 유리를 제조하는 강화유리 제조장치의 배치 상태를 보여주는 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 세척부에 배치되는 세척조를 보여주는 개략적인 일측면도.
도 5는 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 세척부에 배치되는 세척조를 보여주는 개략적인 타측면도.
도 6은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치에서 세척조의 바닥면에 설치되는 타공판을 보여주는 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 강화유리 제조장치에서 세척조의 사용 상태를 개략적으로 보여주는 사용 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치는, 크게 이송유닛부(200,201), 지그공급부(300), 제1,2차예열부(400,500), 화학강화부(600), 제1,2차서냉부(700,800), 세척부(900), 지그배출부(301)와 같이 각 공정을 수행하기 위해서 필요한 일련의 장치를 일렬로 순차 배치하는 구조물(100)을 포함한다.

여기서, 상기 제1,2차예열부(400,500), 화학강화부(600), 제1,2차서냉부(700,800), 세척부(900)는 판유리(110)를 강화유리로 제조하기 위한 각 공정을 수행하는 부위로써, 상기 각 부위는 노(爐, furnace 혹은 조(bath)) 형태로 구성되어 지그(120)에 적재된 판유리(110)를 수용할 수 있는 공간을 제공하고 있다.

그리고, 상기 구조물(100)의 1층에 배치된 제1,2차예열부(400,500), 화학강화부(600), 제1,2차서냉부(700,800), 세척부(900)는 상부에 출입구를 갖는 상자형의 함체로 이루어진 노(爐) 형태를 가지며 일렬로 나란히 배치되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 구조물(100)의 2층에는 가이드레일(103)이 수평하게 설치되고, 이 가이드레일(103)을 따라서 저면에 개구된 상자형 이송유닛부(200,201)가 이동 가능하도록 좌우측에 대향되게 배치된다.

이때, 상기 구조물(100)의 1층과 2층 사이에는 개폐수단(150)을 설치하여 제1,2차예열부(400,500), 화학강화부(600), 제1,2차서냉부(700, 800)의 각 출입구를 선택적으로 개폐할 수 있게 설치되어 있다.

이처럼, 본 발명이 적용되는 강화유리 제조장치는, 통상적인 종래의 강화유리 제조장치에서 보여주는 바와 마찬가지로, 강화 대상 판유리(110, 도 7 참조)가 지그(120, 도 7 참조)에 적재되어 이송유닛부(200)에 의해 공정 순서에 따라 이동되고, 이렇게 이동된 판유리(110)를 제1,2차예열부(400,500)에서 미리 예열시키고, 예열된 판유리(110)를 화학강화부(600)에서 질산칼륨(KNO₃)에 침지하여 이온치환을 통해 판유리(110)의 화학 강화가 이루어지도록 하며, 강화된 판유리(110)를 제1,2차서냉부(700,800)에서 서서히 냉각시켜 잔류 응력을 제거한 다음, 서냉된 판유리(110)를 세척부(900)의 세척조(910)에서 깨끗하게 세정하는 일렬의 작업 공정을 수행할 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 강화유리 제조장치에 있어서, 본 발명은 판유리(110)를 제1,2차서냉부(700,800)에서 서냉을 통해 단계별로 냉각시킨 이후, 세척부(900)에서 온수로 세정할 때, 세정 공정에 따른 공정시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 세정 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 장치를 제공하고자 하는 데 그 장치적 특징을 갖고 있다.

즉, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강화유리 제조장치의 세척장치는, 화학 강화된 판유리(110; 즉, 강화유리)를 적재한 지그(120)를 세척조(910)에 수용하여 물(온수 상태)의 순환 및 기포 발생을 통해 판유리(110)의 표면에 묻은 질산칼륨용액 잔류물을 보다 빠르게 세정함과 동시에 강화유리의 잔류응력을 제거할 수 있도록 구성되어 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 세척조(910)는 화학 강화된 판유리를 적재한 지그를 수용함과 동시에 온수를 수용할 수 있는 상단이 개구된 상자형 함체로 이루어진다.

그리고, 상기 세척조(910)의 외측벽(911) 하단 부위에는 다수의 블로워연결배관(912)이 연결 배치되어 세척조(910)의 바닥면을 통해 에어가 세척조(910) 내부로 공급되도록 되어 있다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 세척조(910)의 바닥면에는 다수의 미세한 에어공(918)이 형성된 타공판(917)이 배치됨으로써, 세척조(910)의 하단 부위에 연결된 블로워연결배관(912)을 통해 공급되는 에어가 타공판(917)의 에어공(918)으로 분산 유입되는 과정에서 다수의 기포(921, 혹은 버블) 형태로 공급됨에 따라 기포(921)에 의한 세정(일명, 버블세척)이 가능하게 된다.

특히, 상기 세척조(910) 내부의 온수(920)에 의해 판유리(110)가 세정됨과 동시에 냉각이 이루어지기 때문에 강화 과정에서 형성된 판유리(110)의 잔류응력을 쉽게 제거할 수 있어 강화유리의 안정화를 향상시킬 수 있다.

물론, 상기 블로워연결배관(912)은 모터(916)에 의해 구동되는 블로워(913)와 연결됨으로써, 외부에서 세척조(910) 하단 부위로 에어를 공급할 수 있도록 구성됨은 당연하다.

또한, 상기 세척조(910)의 외측벽(911)을 따라 블로워(913)에 연결된 에어이송관(914)이 다수개로 분기된 구조로 배관됨으로써, 세척조(910)의 바닥면을 통해서 에어가 공급됨과 동시에 세척조(910)의 외측벽(911)을 통해서도 에어가 세척조(910) 내부로 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론, 상기 에어이송관(914)의 분기 부위에는 각각 개폐밸브(915)를 장착함으로써, 에어 공급 상태를 개폐 조절하거나 혹은 에어 공급량을 조절하는 데 있어서 사용자가 필요에 따라 개폐밸브(915)를 수동 혹은 자동으로 조작 제어할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 개폐밸브(915)의 개폐조작은 수동 제어 혹은 자동 제어가 가능하도록 선택적으로 구현할 수 있으며, 상기 개폐밸브(915)의 자동 제어 기술은 매우 보편적인 기술로서, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 구현하는 데 큰 어려움이 없는 관계로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

이렇게 세척조(910)의 외측벽(911)을 통해 에어를 공급하게 되면, 세척조(910) 내부에 수용된 온수(920) 내부에 다수의 기포(921)가 발생함과 동시에 온수(920)가 순환하게 되면서 판유리(110)의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 강화유리 제조장치에 대하여 설명하였지만 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

100 : 구조물 101,102 : 뼈대
103 : 가이드레일 110 : 판유리
120 : 지그 150 : 개폐수단
200,201 : 이송유닛부 300 : 지그공급부
301 : 지그배출부 400, 500 : 제1,2차예열부
600 : 화학강화부 700,800 : 제1,2차서냉부
900 : 세척부 910 : 세척조
911 : 세척조외주면 912 : 블로워연결배관
913 : 블로워 914 : 에어이송관
915 : 개폐밸브 916 : 모터
917 : 타공판 918 : 에어공
920 : 온수 921 : 기포

Claims

강화유리 제조장치에서 화학 강화된 판유리(110)의 표면을 물로 세정하는 공정을 수행하기 위하여 세척조(910)를 갖춘 강화유리 제조장치의 세척장치에 있어서,
상기 세척조(910)의 외측벽(911)에는 블로워(913)와 연결되는 에어이송관(914)이 분기되는 구조로 배치되어 세척조(910) 내부로 에어를 공급할 수 있게 배관 연결됨과 아울러, 세척조(910)의 외측벽(911) 하단 부위에도 블로워(913)와 연결되는 다수의 블로워연결배관(912)이 구비되며, 상기 세척조(910)의 내부 바닥면에는 다수의 에어공(918)을 갖는 타공판(917)이 설치되는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조장치의 세척장치.