KR20160048927A

KR20160048927A - 유리 물품의 뱃치의 에지 코팅 방법

Info

Publication number: KR20160048927A
Application number: KR1020167008220A
Authority: KR
Inventors: 쉬흐-민 창; 쳉-타 첸; 우에이지에 린; 흐시엔 루
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-05-04
Also published as: WO2015031411A1; TW201518233A; JP2016533315A; US20150060401A1; CN105683114A; EP3038986A1

Abstract

유리 물품들의 뱃치의 에지 코팅의 방법은 유리 시트의 표면들 상에 마스크들을 프린팅하는 단계를 포함하고, 상기 마스크들 중 적어도 하나는 분리 경로들의 망을 정의하는 패턴화된 마스크이다. 상기 프린팅된 마스크들을 갖는 유리 시트를, 상기 분리 경로들을 따라 다수의 유리 물품들로 나눈다. 적어도 상기 유리 물품들의 뱃치에 대해, 상기 유리 물품들의 에지들에서 거칠기를 감소시키기 위해, 상기 뱃치에서 상기 에지들은 마무리된다. 각각의 마무리된 에지는 그 이후에 마무리된 에지에 흠을 감소시키고 그리고/또는 무디게 하기 위해 에칭 매질로 에칭된다. 경화 가능한 코팅은 상기 에칭된 에지들에 동시에 도포된다. 상기 경화 가능한 코팅은 예비-경화된다. 그 이후에, 프린팅된 마스크들은 경화 가능한 코팅을 갖는 유리 물품들로부터 제거된다. 상기 프린팅된 마스크들을 제거한 이후에, 예비-경화된 경화 가능한 코팅은 후-경화된다.

Description

유리 물품의 뱃치의 에지 코팅 방법{METHOD OF EDGE COATING A BATCH OF GLASS ARTICLES}

본 출원은 35 U.S.C.§ 119 하에, 2013년 8월 29일 자로 출원된 미국 가출원 제61/871367호의 우선권 주장 출원이고, 상기 가출원의 내용은 전반적으로 참조로서 본원에 병합된다.

본 발명은 분리 및 기계 가공 등의 연화 공정들 (weakening processes)을 받게 되는 유리 기판들을 강화시키는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유리 에지에 흠들을 감소시키며, 그리고 유리 에지에 보호 코팅을 도포함으로써, 유리 기판의 에지를 강화시키는 공정에 관한 것이다.

유리 물품들을 만들어 내는 한 방법은 유리 시트를 형성하는 단계, 유리 시트를 이온-교환 공정에 받게 하는 단계, 유리 시트를 다수의 유리 물품들로 분리시키는 단계, 및 각각의 유리 물품의 에지들을 기계 가공하는 단계를 수반한다. 기계 가공은, 유리 에지들의 거칠기를 줄이고 원하는 프로파일, 예를 들면 챔퍼링된 (chamfered) 프로파일 또는 원형 프로파일로 유리 에지들을 형상화시키기 위해 사용된다. 분리 및 기계 가공 공정들은 통상적으로 유리 에지들에 다양한 형상, 크기 및 치수를 가진 흠들, 예컨대, 크랙들 및 칩들을 남긴다. 이러한 흠들은 유리 에지들의 강도를 감소시키고, 마무리된 유리 물품들에서 크랙들을 발생시킬 수 있다. 또한, 유리 시트의 내부에 이전에 있는 유리 에지들의 일 부분들은 이온-교환 공정으로부터 보호 잔여 압축 응력이 거의 없을 수 있어, 마무리된 유리 물품들은 모 (parent) 유리 시트보다 약해질 수 있다.

유리 물품의 에지를 강화시키는 한 방법은 에지를 산으로 에칭시키는 단계를 수반한다. 에칭은 유리 에지에서 흠의 수 및 크기를 감소시키는 효과를 가질 수 있다. 유리 물품의 에지를 강화시키는 또 다른 방법은 보호 코팅 또는 물질을 에지에 도포시키는 단계를 포함한다.

본원에 개시된 주제 내용은 유리 물품들의 에지들을 보호하는 방법에 관한 것이다. 배경기술에서 기술된 바와 같이, 분리 및 기계 가공 공정들은 유리 에지들에 흠들을 유도한다. 이러한 흠들은 유리 에지들의 산 에칭에 의해 감소되고 그리고/또는 무뎌질 수 있다. 그러나, 흠들은 유리 에지들에 여전하게 있을 것이다. 코팅은 에지들 상의 흠들을 덮기 위해 사용될 수 있다. 에지 코팅 공정 이후에, 에지들에 흠들의 직접적인 영향은 방지될 것이며, 유리 에지들의 에징에 의해 달성된 바를 넘어 유리 물품들의 에지 강도를 추가로 향상시키는 효과도 가질 것이다. 본원에서 개시된 주제 내용은 특히 유리 물품들의 대량 생산에 사용되기에 적합한 유리 에지들을 코팅하는 방법에 관한 것이다.

본원의 일 예시 실시예에서, 유리 물품들의 뱃치 (batch)를 에지 코팅하는 방법은 유리 시트의 표면들 상에 마스크들을 프린팅하는 단계를 포함한다. 상기 마스크들 중 적어도 하나는 분리 경로들의 망을 정의하는 패턴화된 마스크이다. 상기 프린팅된 마스크들을 갖는 유리 시트는 상기 분리 경로들을 따라 다수의 유리 물품들로 분리되고, 유리 물품 각각은 상기 표면들 상의 프린팅된 마스크들의 일부를 가진다. 적어도 상기 유리 물품들의 뱃치에 대해, 상기 뱃치에서 각각의 유리 물품의 에지는 그 후에 상기 에지의 거칠기를 감소시키며, 그리고 가능하다면 상기 에지를 형상화하도록 마무리된다. 상기 방법은 상기 마무리된 에지에서 흠들의 크기를 감소시키고, 그리고/또는 무디게 하기 위해 각각의 유리 물품의 마무리된 에지를 에칭하는 단계를 포함한다. 경화 가능한 코팅은 상기 에칭된 에지들에 동시에 도포되고, 그 다음에 상기 에지들 상에 상기 경화 가능한 코팅을 예비-경화시킨다. 예비-경화 이후에, 상기 표면 마스크들은 상기 유리 물품들로부터 제거된다. 그 후에, 상기 예비-경화된 경화 가능한 코팅은 후-경화된다.

본원에 기술된 바와 같이 유리 에지들을 코팅하는 방법 중 하나의 이익은 코팅된 유리 물품들의 개선된 에지 강도를 포함한다. 일부 실시예들에서, 에지 강도에서의 개선은 에지 코팅이 없는 유리 물품들과 비교하여 80 MPa 내지 300 MPa일 수 있다. 다른 이익은 유리 물품들 상의 표면 마스크들의 사용으로 인한 것이다. 예를 들면, 표면 마스크들은 마무리 및 에칭 공정 속도가 증가되도록 하고, 이는 궁극적으로 처리량을 증가시킨다. 상기 표면 마스크들은 또한 유리 표면들 상에 코팅 물질이 직접적으로 넘쳐 흐르는 것을 방지한다. 상기 표면 마스크들은 또한 직선을 따라 디스펜서 (dispenser)로 유리 에지들을 따르는 것 없이, 유리 에지들을 코팅하는 것을 가능케 한다. 이는 다양한 형상 및 크기를 갖는 유리 물품들의 에지들을 코팅하는 것을 가능케 한다.

이해하여야 하는 바와 같이, 상술된 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 예시적이며, 청구한 바와 같이, 본원의 주재 내용의 특성 및 특징을 이해시키려는 개요 또는 구성 틀을 제공하려는 의도를 갖는다. 첨부된 도면은 본원의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서의 일부에 병합되고 그 일부를 구성하기 위해 포함된다. 도면은 본원의 다양한 실시예들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본원의 원리 및 동작을 기능을 한다.

다음은 첨부된 도면에 관한 설명이다. 도면은 반드시 축척될 필요는 없고, 도면의 소정의 특징들 및 소정의 모양은 명료함과 간결성을 위해 비율적으로 또는 개략적으로 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 유리 에지들의 뱃치를 코팅하는 공정 흐름을 도시한다.
도 2는 유리 시트의 표면들 상에 프린팅된 패턴화 마스크들을 도시한다.
도 3은 유리 시트의 표면 상에 마스크를 프린팅하는 방법을 도시한다.
도 4a는 패턴화된 마스크 및 스코어 라인들을 갖는 유리 시트의 상부도이다.
도 4b는 도 4a의 유리 시트로부터 분리된 유리 물품을 도시한다.
도 5는 딥-엔-스핀 (dip-and-spin) 코팅 공정을 도시한다.
도 6a는 다수의 유리 물품들을 유지하는 카셋트의 측면도이다.
도 6b는 도 6a의 섹션 6B의 확대도이다.
도 6c는 도 6a의 카셋트에 포함된 플레이트의 상부도이다.
도 7은 또 다른 딥-엔-스핀 코팅 시스템을 도시한다.
도 8a는 도 7의 딥-엔-스핀 코팅 시스템의 카셋트에 포함된 플레이트의 상부도를 도시한다.
도 8b는 도 8a의 플레이트의 하부도를 도시한다.
도 9는 스프레이 코팅 시스템을 도시한다.
도 10은 딥-엔-스핀 코팅 공정에 의한 에지 코팅의 SEM 이미지이다.
도 11은 스프레이 코팅 공정에 의한 에지 코팅의 SEM 이미지이다.
도 12는 에지 코팅에 의한 에지 강도의 개선을 도시한다.

다음 상세한 설명에서, 다양한 특정 세부 사항들은 본원의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명될 수 있다. 그러나, 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 본원의 실시예들이 이러한 소정의 세부 사항들 일부 또는 모두 없이 실시될 수 있다, 다른 예시에서, 잘 알려진 특징 또는 공정은 본원을 불필요하게 모호하지 않기 위해 상세하게 기술되지 않을 수 있다. 게다가, 유사하거나 동일한 참조 번호는 공통 또는 유사한 요소들을 식별하기 위해 사용될 수 있다.

도 1은 유리 물품들의 뱃치의 에지들을 보호 물질로 코팅하는 예시적인 공정 흐름을 도시한다. 유리 물품들의 뱃치는 한 세트의 유리 물품들을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 일반적으로, 유리 물품들의 뱃치는 3 개 이상의 유리 물품들을 포함할 것이다. 통상적으로, 유리 물품들의 뱃치는 5 내지 20 개의 유리 물품들을 가질 것이다. 공정은 유리 시트의 표면들 상의 마스크들을 프린팅하는 10에서 시작한다 ("표면 마스킹"). 표면 마스킹 (10) 이후에, 표면 마스크들을 갖는 유리 시트는 12에서 다수의 유리 물품들로 분리된다 ("시트 분리"). 시트 분리 (12) 이후에, 유리 물품들의 에지들은 14에서 마무리된다 ("에지 마무리"). 마무리는 유리 에지들로부터 거친 물질을 제거하고 유리 에지들을 원하는 에지 프로파일로 형상화하도록 설계된 기계 가공 공정들 (machining processes)을 수반한다. 통상적으로, 에지 프로파일은 유리 물품들의 에지 강도를 개선시키기 위해 선택된다. 에지 마무리 (14) 이후에, 산 에칭은 16에서 흠들의 크기를 줄이고 유리 에지들에서 흠들의 팁들을 무디게 하기 위해 사용된다 ("에지 에칭"). 에지 에칭 (16) 이후에, 경화 가능한 코팅은 18에서 유리 물품들의 뱃치의 에지들에 동시에 도포된다 ("에지 코팅"). 유리 물품의 용어 "에지"는 유리 물품의 주변 에지를 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 에지 코팅 (18) 이후에, 경화 가능한 코팅은 20에서 예비-경화된다 ("예비-경화, pre-curing"). 예비-경화 (20) 이후에, 마스크들은 22에서 유리 물품들의 표면들로부터 제거된다 ("표면 마스킹 제거 (unmasking)"). 표면 마스킹 제거 (22) 이후에, 유리 물품들의 에지들 상의 예비-경화된 코팅은 24에서 후-경화된다 ("후-경화, post-curing").

표면 마스킹 - 도 2는 유리 시트 (34)의 표면들 (30, 32) 상에 프린팅된 마스크들 (26, 28)을 도시한다. 일 실시예에서, 유리 시트 (34)는 이온-교환에 의해 강화된 유리 시트이다. 일 실시예에서, 이온-교환 깊이는 적어도 29 μm이다. 마스크들 (26, 28)은 에지 마무리 (도 1의 14) 및 에지 에칭 (도 1의 16) 동안 유리 표면들을 보호하기 위해 제공된다. 이러한 이유로, 마스크들 (26, 28)은 에지 에칭 (도 1의 16) 동안 사용된 산 (들)에 저항력이 있어야 하며, 그리고 에지 마무리 (도 1의 14) 동안 떨어져 나가야 한다 (peeling off). 바람직하게, 마스크들 (26, 28)은 또한 에지 코팅 (도 1의 18) 동안 유리 에지들에 도포된 경화 가능한 코팅과 반응하지 않을 것이다. 유리 표면들을 보호하는 것과 더불어, 마스크들 (26, 28)은 또한 유리 시트 (34)를 분리시키는 경로들, 예를 들면 42, 44 각각에 도시된 바와 같은 경로들을 정의하기 위해 패턴화된다. 통상적으로, 각각의 마스크 (26, 28)의 두께는 30 μm 내지 50 μm의 범위에 있을 것이다. 30 μm 미만 및 50 μm 초과의 두께들은 또한 마스크들 (26, 28)에 대해 가능하다. 또한, 마스크들 (26, 28)의 두께들이 동일한 반드시 동일하지 않아도 된다.

일 예시 실시예에서, 표면 마스크들 (26, 28)은 스크린 프린팅에 의해 유리 표면들 (30, 32) 상에 프린팅된다. 스크린 프린팅은 우수한 정확성 및 상대적으로 낮은 비용으로 큰 표면에 관한 설계를 프린팅하기 위해 사용될 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 유리 시트 (34)의 표면들 상에 프린팅될 마스크 패턴을 가진 유리 시트 (34)는 스크린 (36) 아래에서 장착된다. 마스크 패턴은 스크린 (36)의 선택 구역 내의 구멍들을 마스킹 오프함으로써, 스크린 (36) 상에서 생성되면서, 스크린 (36)의 잔류 구역 내의 구멍들은 개방된다. 잉크 (또는 용액 타입 마스크 물질) (38)은 스크린 (36) 상에 증착되며, 그리고 유리 표면 (30) 상으로 스크린 (36)의 개방 구멍들을 통해 푸싱된다. 기계 또는 오퍼레이터는 스크린 (36)을 통해 잉크 (38)를 푸싱하기 위해 스크린 (36)에 걸쳐 스퀴지 (squeegee) (40)를 드로잉한다. 스퀴지 (40)는 유리 표면 (30)에 매우 근접하게 스크린 (36)을 구부릴 것이며, 그리고 잉크 (38)는 유리 표면 상으로 모세관 작용 (capillary action)에 의해 스퀴징될 것이며, 이때 구부려진 스크린 (36)과 유리 표면 (30) 사이의 간격은 유리 표면 (30) 상에서 잉크 두께를 결정할 것이다. 유리 표면 (30) 상에 증착된 잉크는 유리 표면 (30) 상의 마스크 (26) (도 2)의 스크린 프린팅을 완료하기 위해 경화된다. 스크린 프린팅 공정은 유리 표면 (32)에 대해 반복되고, 유리 표면 (32) 상의 마스크 (28) (도 2)를 초래한다.

도 2의 마스크들 (26, 28)의 프린팅을 위해 사용된 잉크 (38)의 속성들은 마스크들의 특성을 결정할 것이다. 잉크는 상기에서 언급된 바와 같이, 내산성 (acid-resistant)일 필요가 있을 것이다. 잉크가 모든 산들에 저항력이 있을 필요는 없을 수 있다. 그러나, 잉크는 에지 에칭 (도 1의 16)에 사용될 산 (들)에 대해 저항력이 있어야 한다. 잉크는 열-경화 가능한 잉크 또는 UV-경화 가능한 잉크일 수 있다. 열-경화 가능한 잉크들은 고온에서, 일반적으로 80 ℃ 내지 180 ℃에서 구워짐으로써 경화된다. 굽는 시간은 통상적으로 30 분 내지 60 분이다. UV-경화 가능한 잉크들은 UV 광에 의해 경화된다. UV 경화는 열 경화보다 일반적으로 매우 빠르다. 일 예시 실시예에서, 잉크는 올리고머 (oligomer), 모노머 (monomer), 경화제 (hardener), 및 첨가제 (additive)로 구성된 열-경화 가능한 잉크이다. 또 다른 예시 실시예에서, 잉크는 올리고머, 모노머, 광개시제 (photoinitiator), 및 첨가제로 구성된 UV-경화 가능한 잉크이다. 광개시제는 UV 경화 동안 중합을 트리거링 (triggering) 또는 자극시키기 위해 필요하다. UV-경화 가능한 잉크는 양이온 중합에 의해 경화된 타입의, 또는 자유 라디칼 중합에 의해 경화된 타입일 수 있다. 열- 및 UV-경화 가능한 잉크들은 상업적으로 구입 가능하거나, 마스크들 (26, 28) (도 2)의 원하는 속성들에 기반하여 특별하게 포뮬레이팅될 수 있다 (formulated).

일 예시 실시예에서, UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (formulation) (F)는 10 중량% 내지 60 중량%의 올리고머, 10 중량% 내지 40 중량%의 모노머, 및 1 중량% 내지 15 중량%의 광개시제를 포함한다. UV-경화 가능한 잉크 포메이션 (formation)은 잉크의 최대 30 볼륨%의 총 양으로 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)은 자유 라디칼 타입 또는 양이온 타입일 수 있다. UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)이 양이온 타입인 일 실시예에서, 올리고머는 에폭시 수지 올리고머로부터 선택된다. UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)이 자유 라디칼 타입인 또 다른 실시예에서, 올리고머는 불포화 폴리에스테르 (polyester) 수지 및 아크릴 수지 올리고머로부터 선택된다.

예시의 아크릴 수지 올리고머는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 및 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머이다. 표 1은 이러한 아크릴 수지의 속성들을 비교한다. 에폭시 아크릴레이트는 짧은 경화 시간 및 우수한 화학 저항을 가진다. 예시의 에폭시 아크릴레이트는 비스페놀 A 에폭시, 알킬 타입 에폭시 아크릴레이트, 및 PE 타입 에폭시 아크릴레이트이다. 우레탄 아크릴레이트는 가요적이며, 그리고 에폭시 아크릴레이트에 비해 단단하다. 우레탄 아크릴레이트는 이소포론 디이소시아네이트 (isophorone diisocyanate, IPDI), 톨루엔 디이소시아네이트 (toluene diisocyanate, TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (hexamethylene diisocyanate, HDI), 메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 (methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI), 및 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate, MDI) 등의 이소시아네이트 (isocyanates)에 기반할 수 있다. 폴리에스테르 아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트 및 에폭시 아크릴레이트와 비교하여 낮은 분자량 및 낮은 점도를 가진다. 에폭시 아크릴레이트는 동일 분자량으로 폴리에스테르 아크릴레이트의 점도에 대략 5 내지 6 배의 점도를 가진다. 표 1은 이러한 아크릴 수지의 속성들을 비교한다.

UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (formulation) (F)에서의 모노머는 UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)에 올리고머를 희석하기 위해 사용된다. 모노머는 UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)이 유기 솔벤트의 사용 없이 준비되도록 한다. 예시의 모노머는 비닐 모노머, 프로필렌 모노머, 및 아크릴 모노머이다. 모노머는 관능기의 양에 따라 단일 또는 다관능성일 수 있다. 다관능성 모노머는 잉크에서 통상적으로 사용된다. 예시의 다관능성 아크릴 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexaacrylate, DPHA), 및 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트 (dipentaerythritol pentaacrylate, DPEPA)이다. 예시 실시예에서, UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)은 모노머로서 폴리비닐 클로라이드 (PVC)를 포함한다.

UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)에서의 광개시제는 UV 광을 흡후한 이후에 분해되어야 하며, 그리고 실온에서 열 안정성을 가져야 한다. 광개시제는 라디칼 광개시제 또는 양이온 광개시제일 수 있다. 라디칼 광개시제는 UV 광을 흡수한 이후에, 자유 라디칼로 분해될 것이며, 이는 올리고머 및 모노머의 빠른 중합을 일으킬 것이다. 라디칼 중합은, UV 조사가 정지될 시에 정지된다. 양이온 광개시제는 UV 광의 흡수 이후에, 중합을 자극시키는 양이온을 남길 것이다. 양이온 중합은, UV 광에 대한 노출이 종료된 후에도 계속되며, 일반적으로 중합이 완료될때까지 계속된다. 양이온 광개시제들은 에폭시 수지 올리고머로 사용될 수 있다. 예시의 양이온 광개시제들은 페로세늄 (ferrocenium) 염, 트리아리설포늄 (triarysulfonium) 염, 및 디아릴이오도늄 (diaryliodonium) 염이다. 라디칼 광개시제들은 아크릴 수지 올리고머로 사용될 수 있다. 예시의 라디칼 광개시제들은 트리클로로아세토페논 (trichloroacetophenones), 벤조펜 (benzophene), 및 벤질 디메틸 케탈 (benzil dimethyl ketal)이다.

UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)에 사용된 첨가제는 충전제, 실란 커플링제 (silane coupling agent), 광 차단제 등으로부터 선택될 수 있다. 충전제는 잉크의 점도를 향상시키기 위해 사용된다. 예시의 충전제는 실리케이트, 실리카, 산화 티타늄, 및 클레이 (clay)이다. 실란 커플링제는, 유리 등의 무기 물질과 폴리머 등의 유기 물질 사이에 안정된 결합을 제공하기 위해 사용된 실란 화합물 (organofunctional silanes)이다. 일반적인 구조는 (RO)₃Si-X이며, 여기서 X는 유기 물질, 예컨대, 비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴옥시 (methacryloxy)기, 멜갑토 (mercapto)기, 및 다른 것들과의 화학 결합을 형성하는 반응성기이며, 그리고 RO는 무기 물질, 예컨대, 메톡시기, 에폭시기, 및 다른 것과 화학 결합을 형성하는 반응성기 (reactive groups)이다.

일 예시 실시예에서, 열-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (G)은 10 중량% 내지 60 중량%의 올리고머 및 10 중량% 내지 40 중량%의 모노머를 포함한다. 열-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (G)은 잉크의 최대 30 볼륨%의 총 양으로 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 열-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (G)은 총 양의 대략 10 중량% 내지 20 중량%에 경화제를 더 포함할 수 있다. 일반 (common) 경화제들, 예를 들면 에폭시, 디에틸렌트리아민 (diethylenetriamine, DETA), 및 트리메틸 헥사메틸렌 디아민 (trimethyl hexamethylene diamine, TMD)이 사용될 수 있다. 올리고머, 모노머, 및 첨가제들은 UV-경화 가능한 잉크 포뮬레이션 (F)에 대해 상술된 바와 같을 수 있다.

잉크 및 스크린 프린팅 공정 레시피 (recipe)의 특성은 프린팅된 마스크들의 품질에 영향을 줄 것이다. 프린팅 속도는 일반적으로 잉크의 점도에 따라 변화된다. 점도가 너무 크면, 프린팅은 느려질 것이다. 점도가 작으면, 프린팅은 빨라질 것이지만, 잉크는 그 이후에 스크린을 통해 떨어질 수 있다. 이로써, 점도는 프린팅 속도를 최적화시키면서 스크린을 통한 잉크의 떨어짐을 방지하기 위해 선택되어야 한다. 일부 실시예들에서, 잉크의 점도는 7,000 cps 내지 30,000 cps 범위에 있으며, 그리고 프린팅 속도는 100 mm/s 내지 200 mm/s의 범위에 있다.

시트 분리 - 도 2에 도시된 표면 마스크들 (26, 28)을 갖는 유리 시트 (34)는 임의의 분리 기법, 예를 들면 레이저 분리 기법 또는 기계 분리 기법을 사용하여 다수의 유리 물품들로 분리될 수 있다. 개별적인 유리 물품들 각각은 그의 표면들 상에서 마스크들 (26, 28)의 일부를 가질 것이다. 일 예시 실시예에서, 분리 경로들 (42, 44)은 프린팅된 마스크들 (26, 28)을 포함한 층에 정의된다. 분리 경로들 (42, 44)은 유리 표면들 (30, 32) 상의 프린팅된 마스크들 (26, 28)의 패턴에 의해 정의된다. 패턴화로 인해, 분리 경로들 (42, 44)에는 마스크 물질이 없으며, 그리고 유리 시트 (34)는 분리 경로들 (42, 44)에 노출된다. 이러한 예시 실시예에서, 유리 시트 (34)의 분리는 분리 경로들 (42, 44)을 따라, 그리고 단지 유리 시트 (34)의 두께를 통해 수행된다. 대안 실시예에서, 분리 경로들 (42, 44) 중 하나는 생략될 수 있는데, 즉, 마스크들 (26, 28) 중 하나가 분리 경로로 패턴화될 수 있는 반면 다른 것은 그렇지 않다.

일 실시예에서, 레이저 분리 기법은 유리 시트 (34)를 분리시키기 위해 사용된다. 이러한 기법에서, 레이저 소스는 분리 경로들 (42 및/또는 44) (도 2에서 44 참조)을 따라 유리 시트 (34)를 가열시키기 위해 사용된다. 냉각 유체는 그 후에 분리 경로들을 따라 유리 시트 (34)에 열 충격을 생성하기 위해 가열된 분리 경로들에 적용되고, 분리 경로들을 따라 스코어 라인들 (score lines)을 초래한다. 도 4a는 예시 목적을 위해 스코어 라인들 (46)을 도시한다. 주목하여야 하는 바와 같이, 도 4a에 도시된 분리 경로들 (42)의 망은 유리 시트로부터 분리될 유리 물품들의 형상들을, 필요에 따라 맞추기 위해 변화될 수 있다. 유리 시트는 레이저 스코어링 이후에, 스코어 라인들 (46)을 따라 손쉽게 분리될 것이다. 대안적으로, 기계 분리 기법은 유리 시트 (34)를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 기계 분리 기법은 유리에 스코어 라인들을 형성하기 위해, 분리 경로들 (42 또는 44)에 유리를 따라 스코어링 휠을 드로잉하는 것을 수반할 수 있다. 유리 시트는 그 이후에 스코어 라인들을 따라 손쉽게 분리될 수 있다.

표면 마스크 층들에서의 분리 경로들은 유리 시트 (34)의 분리가 손쉽고 깨끗하게 한다. 상기에서 설명된 바와 같이, 표면 마스크 층들에 정의된 분리 경로들이 없는 경우, 유리 시트는 그의 분리 동안 고르지 못하게 파손될 수 있거나, 또는 분리 기법에 의해 형성된 스코어 라인들을 따라 파손되지 않을 수 있다.

도 4b는 유리 시트 (34)로부터 분리된 유리 물품 (52)의 예시를 도시한다. 주목해야 하는 바와 같이, 유리 물품 (52)의 형상은 단지 예시 목적을 위해 직사각형이다. 즉, 유리 물품 (52)은 유리 물품의 의도된 사용을 위해 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 유리 물품 (52)은 그의 표면들 상에 마스크들 (26, 28)의 일 부분들 (마스크 (26)의 일 부분 (26a)만 도 4b에 볼 수 있음)을 가진다.

에지 마무리 - 유리 시트 (34)로부터 분리된 유리 물품들의 에지들 (도 4b에서 53)은 마무리된다. 마무리는 유리 에지들에 형성된 크랙들 및 칩들을 제거하는 것, 및 원하는 에지 프로파일로, 보통 평탄한 에지 프로파일로부터 비-평탄한 에지 프로파일로, 예를 들면, 챔퍼링된 (또는 베벨링된 (beveled)) 프로파일 또는 라운딩된 (또는 블노우즈된 (bullnose)) 프로파일로 유리 에지들을 형상화하는 것을 수반한다. 기계 기법들, 예를 들면, 그라인딩 (grinding), 랩핑 (lapping), 및 폴리싱 (polishing)은 에지들을 마무리하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 마무리는 연마용 (abrasive) 물질, 예를 들면, 알루미나, 실리콘 카바이드, 다이아몬드, 입방정계 질화 붕소 (cubic boron nitride), 또는 부석 (pumice)으로 구성된 그라인딩 도구를 사용하여 유리 에지들을 그라인딩하는 것을 수반한다. 그라인딩은 여러 번 단계들 (passes)로 이행되고, 이때 각각의 연속적인 단계는 적당한 석질 (grit) 크기를 사용한다. 일반적으로, 그라인딩은 큰 석질 크기로 시작하여, 작은 석질 크기로 종료된다. 석질 수가 높을수록, 물질 제거는 덜 활동적이다 (aggressive). 예시 시퀀스의 석질 크기는 280 석질, 그 다음에 600 석질이다. 또 다른 예시는 320 석질, 그 다음에 600 석질이다. 유리 에지들은 그라인딩 동안에 원하는 프로파일로 형상화된다. 그라인딩 이후에, 에지들은 휠, 패드, 또는 브러쉬의 형태를 할 수 있는 폴리싱 도구를 사용하여 폴리싱된다. 연마용 입자들은 폴리싱 도구 상에 실릴 수 있고, 폴리싱은 그 이후에 유리 물품들의 에지들에 맞서 연마용 입자들을 러빙 (rubbing) 또는 브러싱하는 것을 수반할 수 있다. 폴리싱 이후에, 유리 물품들의 에지들은 매끄럽게 될 것이다. 일 예시에서, 에지들의 표면 거칠기는 마무리 이후에, ZYGO® Newview 3D 광 표면 프로파일러에 의해 측정된 바와 같이, 100 nm 미만이다.

유리 에지들의 마무리 또는 기계 가공은 컴퓨터 수지 제어 기계 상에서 수행될 수 있다. 적합한 CNC 기계의 한 예시는 Chuan Liang Industrial Co., Ltd로부터 구입 가능한 CL-3MGC C-2Z CNC 기계이다. 유리 물품들은 한번에 하나 마무리될 수 있다. 대안적으로, 여러 개의 또는 모든 유리 물품들은 동시에 마무리될 수 있다. 이러한 동시 마무리는 유리 물품들의 에지들을 노출시키는 적합한 고정부 (fixture)에 유리 물품들을 적층시키고, 기계 상의 작업 위치에 상기 고정부를 고정시킴으로써 달성될 수 있다. 마무리 또는 기계 도구들, 예를 들면 그라인딩 도구들 및 폴리싱 도구들은 그 후에, 필요에 따라 유리 물품들의 에지들로부터 물질을 제거시켜, 원하는 거칠기 레벨을 달성하고 에지들에서 프로파일을 형상화하기 위해, 유리 물품들에 적용될 수 있다. 미국 출원 제13/803,994호는 여러 개의 유리 시트들을 동시에 마무리하는 방법을 기술한다. 이 특허 출원의 설명 내용은 전반적으로 참조로 본원에서 병합된다.

에지 에칭 - 유리 물품들의 마무리된 에지들은, 시트 분리 (도 1에서 12) 및 에지 마무리 (도 1에서 14) 중 하나 또는 둘 다에 의해 유도될 수 있는, 마이크론 내지 서브-마이크론 레벨에 이는 흠들을 가질 가능성이 클 것이다. 일 예시 실시예에서, 산 에칭은 흠들을 제거하거나, 실질적으로 흠들의 길이 및/또는 팁의 반경을 줄이기 위해 사용된다. 에칭은 유리 물질과 반응할 수 있는 무기산을 함유한 에칭 매질 (etching medium)에 마무리되거나 기계 가공된 에지들을 담그는 것을 수반한다. 에칭 매질은 수용성 또는 젤 형태로 있을 수 있다. 통상적으로, 무기산은 플루오르화수소산 (hydrofluoric acid, HF)일 것이다. 에칭 매질은 하나 이상의 미네랄 산 (mineral acids), 예를 들면, 염산 (HCl), 질산 (HNO₃), 황산 (H₂SO₄), 또는 인산 (H₂PO₄)을 더 포함할 수 있다. 무기산은 약 1 볼륨% 내지 최대 50 볼륨%의 양으로 수용성 매질에 존재할 수 있다. 미네랄 산은 최대 50 볼륨%의 양으로 에칭 매질에 존재할 수 있다. 일 예시에서, 에칭 매질은 실온에서 5 wt% HF 및 5 wt% HCl로 구성된다.

에칭의 지속기간 (duration)은 유리 에지들에서 흠의 수의 원하는 감소 또는 흠의 길이 및/또는 팁 반경에서의 원하는 감소에 따라 달라진다. 하나의 예시적인 예시에서, 유리 에지들은 32 분 동안 에칭 매질, 예컨대, HF/HCl을 함유한 배스 (bath)에 담기게 되며, 그 이후에, 초음파 교반 (ultrasonic agitation)으로 5 분 동안 물로 씻어낸다. 전체 유리 물품이 에칭 매질에 담기게 될 수 있다. 이러한 이유로, 유리 물품들 상의 표면 마스크들은 에칭 매질과 상호작용하지 않아야 하거나, 상호작용 비율은 표면 마스크들의 유효 두께가 에칭 이후에 유리 물품들 상에 남아있도록 매우 느려야 한다. 유리 물품들은 한 번에 하나 에칭 매질에서 처리될 수 있다. 대안적으로, 여러 개의 유리 물품들은 에칭 매질에 동시에 처리될 수 있다. 동시 처리 동안에, 유리 물품들은 에칭 매질을 함유한 배스에 다수의 유리 물품들을 유지시키도록 구성되기에 적합한 에칭 고정부에 지지될 수 있다. 상기와 같은 고정부의 예시는 미국 가출원 제61/731,955호에 개시된다.

에지 코팅 - 보통, 에지 에칭 이후에 유리 물품들의 에지들에 흠들이 있을 것이다. 이러한 흠들의 직접적인 영향을 방지하기 위해, 그리고 이로 인한 유리 물품들의 충격 저항을 향상시키기 위해, 경화 가능한 코팅은 흠들 상을 덮기 위하여 유리 에지들에 도포된다. 일 실시예에서, 경화 가능한 코팅은 딥-엔-스핀 코팅 공정에 의해 유리 에지들에 도포된다. 또 다른 실시예에서, 경화 가능한 코팅은 스프레이 코팅 공정에 의해 유리 에지들에 도포된다. 경화 가능한 코팅은 또한 딥 코팅에 의해, 즉, 스핀 공정 없이 도포될 수 있다.

도 5는 유리 물품들의 뱃치의 에지들을 코팅하는 딥-엔-스핀 코팅 시스템의 예시 실시예이다. 시스템은 유리 물품들 (52)의 뱃치, 코팅 물질 (56)을 유지시키는 카셋트 (cassette) (50), 및 탱크 (62) 내에 위치된 스피너 (spinner) (60)를 포함한 스핀 코터 (spin coater) (58)를 포함한다. 스핀 코터들은 상업적으로 예컨대, Tien Shiang Trade & Engineering Co., Ltd로부터 구입할 수 있다. 도 6a에서, 카셋트 (60)는 여러 개의 적층 가능한 플레이트들 (64)로 이루어진다. 예를 들면, 카셋트 (60)는 5 내지 20 개의 플레이트들을 가질 수 있다. 정렬 탭들 (alignment tabs) (65) 및 슬롯들 (67)은 플레이트들을 적층할 시에 도움을 주기 위해 플레이트들 (64) 상에 제공될 수 있다. 정렬 핀들 (65a) (도 6c)은 또한 플레이트들을 적층할 시에 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 적층된 플레이트들 (64)은 볼트들 등과 같은 수단을 사용하여 함께 더 고정될 수 있다. 각각의 플레이트 (64)는 유리 물품 (52)이 배치될 수 있는 슬롯 (66)을 포함한다. 슬롯 (66)은 측면들에서 개방되고, 그 결과 코팅 물질은 슬롯 (66)을 통하여 슬롯 (66)에 배치된 유리 물품 (52)의 에지 주위로 흐를 수 있다. 각각의 유리 물품 (52)의 모서리들은 모서리 고정부들 (68) 내의 슬롯들 (도 6b의 63)에 삽입된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 유리 물품 (52)의 모서리는 고정부 (68)의 슬롯 (63)에 꼭 맞게 (snugly) 유지되지만, 그러나 도 6c의 화살표들 (69)에 의해 나타난 바와 같이, 유리 물품 (52)의 모서리 주위에 코팅 물질의 흐름을 허용하기 위해 슬롯 (63)에 남은 공간 (71)이 있다. 카셋트 (50) (도 5 및 6a)에서, 플레이트 (64)의 각각의 슬롯 (66)은 유리 물품 (52) 및 모서리 고정부들 (68) (도 6a 및 6b)의 조립체를 포함한다. 플레이트들 (64)이 적층되어 함께 고정될 시에, 고정부들 (68)은 제자리에서 클램핑될 것이다. 고정부들 (68)은 딥-엔-스핀 코팅 공정의 스피닝 부분 (spinning portion) 동안, 유리 물품들 (52)이 카셋트 (50) 주위에서 이동하지 못하도록 하거나, 떨어지지 않도록 할 것이다. 플레이트들 (64)는 임의의 적합한 물질로 구성될 수 있지만, 그러나 일부 불소 (fluoride)로 코팅될 필요가 있을 수 있다. 적합한 플레이트 물질의 예시는 스테인리스강 및 아크릴 물질이다.

도 5로 되돌아가서, 에지 코팅은 카셋트 (50)에 유리 물품들 (52)의 뱃치를 조립하고 탱크 (62)에서 카셋트 (50)를 스피너 (60)에 부착시킴으로써, 수행될 수 있다. 이때, 스피너 (60)는 정지되고, 코팅 물질은 카셋트 (50)가 잠기기에 탱크 (62)에 충분히 있지 않다. 탱크 (62)는 그 후에, 코팅 물질 (56)로 충전되고 그 결과 카셋트 (50) 및 유리 물품들 (52)은 코팅 물질에 잠기게 된다. 코팅 물질은, 유리 물품들 (52)이 배치되고 유리 물품들 (52)의 에지들, 나아가 유리 물품들 (52) 상의 표면 마스크들을 코팅하는 카셋트 슬롯들 (도 6a의 66)에 들어갈 것이다. 그 후에, 코팅 물질 (56)은 탱크 (62)에서 비워진다. 이는 코팅 공정의 딥핑 부분 (dipping portion)을 완료한다. 대안 실시예에서, 딥핑은 유리 물품 (52)을 포함한 카셋트 (50)의 슬롯 각각에 코팅 물질을 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 유리 물품 (52)은 슬롯 내의 코팅 물질에 잠길 것이다. 필요하다면, 양쪽 딥핑 방법들에서, 카셋트 (50)는 유리 물품들 (52)의 에지들을 완전하게 코팅하는 것을 허용하기 위해 다양한 방향들로 틸팅될 수 있다.

딥핑 이후에, 스피너 (60)는 카셋트 (50)가 스핀되도록 하는 선택 속ㄱ도로 회전하기 위해 동작된다. 이러한 스피닝 동안, 과도한 코팅 물질은 원심력에 의해 유리 물품들 (52)로부터 제거될 것이다. 스피닝 속도 및 시간은 유리 물품들 (52)의 에지들에 관해 원하는 두께 및 코팅 품질을 달성하기 위해 제어될 수 있다. 일반적으로, 회전 속도가 높을수록, 코팅 두께가 얇아질 것이다. 또한, 스피닝 지속기간이 길수록, 코팅 두께는 얇아져서 매끄럽게 될 것이다. 스피닝 이후에, 유리 물품들 (52)을 갖는 카셋트 (50)는 코팅 물질의 예비-경화 (도 1에서 20)를 위해 오븐으로 이동된다.

도 7은 유리 물품들의 뱃치의 에지들을 코팅하기 위해 사용될 수 있는 서로 다른 딥-엔-스핀 코팅 시스템을 도시한다. 시스템은 유리 물품들 (52)의 뱃치를 유지시키기 위해 카셋트 (70)를 포함한다. 카셋트 (70)는 딥-엔-스핀 코팅 공정의 스피닝 부분에 대해 카셋트 (70)를 회전하기 위해 동작될 수 있는 로터리 모터 (rotary motor) (71)에 연결된다. 카셋트 (70)는, 딥-엔-스핀 코팅 공정의 딥 부분에 대한 코팅 물질로 충전될 수 있는 챔버 (73)에 배치된다. 카셋트 (70)는 여러 개의 적층 가능한 플레이트들 (72)로 구성되고, 상기 플레이트들 중 하나는 도 8a 및 8b에 도시된다. 도 8a 및 8b에서, 플레이트 (72)는 중심 바디 (74), 및 중심 바디 (74)로부터 뻗어나간 방사상 암들 (76)을 가진다. 도 8b에서, 스페이서 (spacer) (78)는 중심 바디 (74)의 바닥 측면에 제공된다. 스페이서 (78)는 또한 플레이트들의 균형잡힌 적층을 위한 방사상 설계를 가질 수 있다. 유리 물품 (52)은 플레이트 (72)의 상부 측면, 즉 도 8b에 도시된 바와 같이, 스페이서 (78)를 포함하지 않은 측면 상에 배치된다. 플레이트들 (72)이 적층되어 배치될 시에, 하나의 플레이트 (72)의 스페이서 (78)는 인접한 플레이트 (72) 상에 지지된 유리 물품 (52)과 접촉될 것이다. 또한, 유리 물품들 (52)의 에지들은 카셋트의 주변부에서 노출될 것이다. 적층된 플레이트들 (72)은 방사상 암들 (76)에서의 홀들 (80)을 통하여 삽입된 볼트들과 같은 임의의 적합한 수단을 사용하여 함께 고정될 수 있다.

도 7에 도시된 시스템은 또한 딥 코팅 공정에 대해 사용될 수 있다. 이러한 경우에서, 카셋트 (70)는 코팅 물질에 잠기지 않을 것이며 - 상기 코팅 물질은 카셋트 (70) 내의 유리 물품들의 바닥 에지들을 터치하기에 충분한 양만 필요할 뿐이다. 로터리 모터 (71)는 카셋트 (70) 내의 유리 물품들 (52)의 전체 에지들이 코팅 물질로 코팅되도록 하기 위해, 카셋트 (70)를 회전시키기 위해 동작될 수 있다.

도 9는 뱃치 에지 코팅에 대한 스프레이 코팅 시스템을 도시한다. 시스템은 유리 물품들의 뱃치를 유지하기 위해 카셋트 (90)를 포함한다. 카셋트 (90)는 도 7의 카셋트 (70)와 동일하지만, 그러한 다른 타입들의 카셋트들, 예를 들면, 도 6a에 사용된 카셋트가 사용될 수 있거나, 또는 진공 척 (vacuum chuck)이 사용될 수 있다. 시스템은 또한 코팅 물질을 함유한 저장부 (92), 캐리어 가스 (94)의 소스, 및 미스트 발생기 (mist generator) (스프레이 기계 또는 분무기) (96)를 포함한다. 스프레이 코팅을 위해, 코팅 물질은 미스트 발생기로 전달되고, 상기 미스트 발생기는 코팅 물질을 작은 방울로 분무한다. 소스 (94)로부터 캐리어 가스는 카셋트 (90) 내의 유리 물품들 (52)의 에지들로 작은 방울 (99)을 전달한다. 미스트 발생기 (96)의 스프레이 말단과 카셋트 (90) 간의 거리는 선택될 수 있고 그 결과 스프레이된 작은 방울은 카셋트 (90)에 대해 미스트 발생기 (96)의 위치를 조정할 필요 없이 카셋트 (90)의 길이를 따라 유리 에지들 모두를 덮을 것이다. 대안적으로, 미스트 발생기 (96)는 화살표 (98)에 의해 도시된 바와 같이, 카셋트 (90)의 길이를 따라 전후로 병진운동을 하고, 그 결과 카셋트 (90)의 길이를 따른 유리 에지들 모두는 코팅 물질로 스프레잉된다. 또한, 코팅 물질이 유리 에지들 상에 스프레잉되고 있느 동안, 카셋트 (90)는 예컨대, 카셋트 (90)에 연결된 로터리 모터 (100)를 사용하여 회전됨으로써, 카셋트의 원주를 따라 유리 에지들 상의 균일한 코팅을 허용할 수 있다.

일 예시 실시예에서, 경화 가능한 코팅 물질은 고분자 수지이다. 고분자 수지는 높은 투명도, 유리 표면에 관한 우수한 습윤성을 가지며, 그리고 액상으로 이용 가능하다. 일 예시 실시예에서, 경화 가능한 코팅 물질은 아크릴, 에폭시, 실리콘, 투명한 폴리이미드, 및 단단한 코팅 물질로 선택된다. 경화 가능한 코팅은 딥-엔-스핀, 스프레잉, 또는 딥 코팅 공정에 의해 유리 에지들에 도포될 수 있다. 대량의 유리 에지 코팅에 있어서, 유리 물품들은 코팅 공정에 대해 적절한 카트리지에 배치되며, 그리고 코팅 물질은 유리 에지들 모두에 동시 도포된다. 딥-엔-스핀 공정에서, 유리 물품들이 코팅 물질에 딥핑된다. 적어도 이러한 코팅 공정에 대해, 바람직한 바와 같이, 코팅 물질은 에지 코팅 동안 마스크들이 유리 표면들을 보호하도록 하기 위해, 유리 표면들 상의 마스크들과 상호작용하지 않는다.

바람직하게, 코팅 물질에는, 폴리머에 스며들고 폴리머가 부어오르도록 할 수 있는 유기 솔벤트가 없다. 코팅 물질이 솔벤트를 포함하는 경우, 코팅 물질 내의 솔벤트는 마스크들에 스며들어가며, 마스크들이 부어올라 주름이 생기도록 할 수 있다. 이는 에지 코팅 동안 유리 표면들을 보호할 시에 마스크들의 효과가 없게 할 것이다. UV 경화 가능한 코팅 물질은 유기 솔벤트 없이 준비될 수 있다. 코팅 물질이 UV 경화 가능한 코팅 물질이 아닌 경우, 예컨대 열 경화 가능한 코팅 물질인 경우, 또는 여전하게 유기 솔벤트를 필요로 하는 경우, 마스크들 및 코팅 물질의 용해성 파라미터들은 고려되어야 한다. 관측되어야 하는 바와 같이, 폴리머의 용해성 파라미터가 솔벤트의 용해성 파라미터의 ± 1.5 이하일 시에, 폴리머는 이러한 솔벤트에서 용해될 수 있다. 그렇지 않으면, 폴리머는 용해되지 않는다. 그러므로, 코팅 물질에 사용된 임의의 솔벤트는, 마스크들이 솔벤트에 용해되지 않도록 선택되어야 한다.

예비-경화 - 코팅 물질을 유리 물품들에 도포시킨 이후에, 유리 물품들은 코팅 물질의 예비-경화를 위해 오븐으로 이동된다. 실리콘 코팅 물질에 있어서, 예를 들면, 예비-경화는 1 분 동안 150 ℃에서 일어날 수 있다. UV 광은, 코팅 물질이 UV 경화 가능한 코팅 물질인 경우 경화되기 위해 사용된다.

표면 마스킹 제거 - 예비-경화 이후에, 표면 마스크들은 유리 물품들로부터 제거된다. 표면 마스크들은 마스크들의 응집력이 높기 때문에, 전체적으로 수동으로 제거될 수 있다.

후-경화 - 표면 마스크들을 제거시킨 이후에, 유리 물품들은 코팅 물질의 경화를 위해 다시 오븐으로 이동된다. 경화는 예비-경화와 동일한 온도에서 일어날 수 있지만, 보다 긴 지속기간, 예컨대, 9 분 동안 일어날 수 있다. 다시, UV 광은, 코팅 물질이 UV 경화 가능한 코팅 물질인 경우 경화를 위해 사용된다.

예시 1 - Built-In Precision Machine Co. Ltd, Taiwan로부터의 자동 스크린 프린터 Model No. CG1CF0510은 유리 기판의 표면 상에 마스크를 프린팅하기 위해 사용되었다. 스크린 프린터 및 스크린 속성들은 표 2에 도시된 것과 같다. 스크린 프린팅에 대해 사용된 잉크 (마스크 물질)는 400 Pa.s의 점도를 가지며, 그리고 프린팅 속도는 80 mm/s이었다. 스퀴지 경도는 70H이며, 그리고 프린팅 각도, 즉, 스크린에 관한 스퀴지 블레이드의 각도는 18°이었다. 잉크의 경화 조건은 1 시간 동안 150 ℃이었다. 프린팅된 마스크의 두께는 약 80 μm이었다.

예시 2 - 예시 1의 유리 기판이 다수의 유리 물품들로 분리되었다. 각각의 유리 물품은 기계 가공으로 마무리되었다. 마무리된 유리 물품들 각각은 C-챔퍼 (chamfer) 에지 프로파일을 가졌다.

예시 3 - 예시 2의 유리 물품들을 유리 에지들의 에칭용 에칭 메질에 담갔다. 에칭 매질은 5 중량% HF 및 5 중량%의 HCl를 포함한 수용성 용액이었다. 유리 물품들은 에칭 매질을 포함한 배스에 32 분 동안 담기게 되고 그 후에 5 분 동안 초음파 교반을 이용하여 물로 씻어냈다.

예시 4 - 예시 3의 여러 개의 유리 물품들은 카셋트에 적재되었다. 경화 가능한 코팅은 그 이후에 딥-엔-스핀 코팅 공정을 사용하여 카셋트 내의 유리 물품들의 에지들에 도포되었다. 80 cps의 점도를 가진 실리콘은 경화 가능한 코팅 물질로 사용되었다. 스핀 속도는 300 rpm이며, 그리고 스핀 시간은 10 초이었다. 스핀 이후에, 카셋트는 1 분 동안 150 ℃로 예비-경화시키기 위해 오븐으로 이동되었다. 그 이후에, 유리 물품들을 오븐으로부터 꺼내고 표면 마스크들을 유리 물품들로부터 제거하였다. 유리 물품들은 그 이후에 다시 9 분 동안 150 ℃로 경화되었다. 에지 코팅의 두께는 약 16 μm이었다. 도 10은 딥-엔-스핀에 의한 에지 코팅의 SEM 이미지이다. 딥-엔-스핀 코팅 공정으로 유리 표면들 상에서 넘쳐 흐름 (overflow)은 관측되지 않았다.

예시 5 - 예시 4는 다른 유리 물품들에 대해 반복되고, 유리 물품들의 에지들에 경화 가능한 코팅을 도포하는 방법으로서 스프레이처리를 이용하였다. 에지 코팅의 두께는 약 18 μm이었다. 도 11은 스프레이처리에 의해 에지 코팅의 SEM 이미지이다. 일부 버블들이 스프레이처리에 의해 얻어진 에지 코팅에서 관측되었다. 후-처리 공정을 사용하여 버블들을 제거하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 예시 5에 대해서는, 버블들을 제거하지 않았다.

표 3은 에지 코팅되지 않은 유리 샘플 (비-코팅된 유리 샘플), 에지 코팅의 방법으로서 딥-엔-스핀으로 상술된 바와 같이 준비된 유리 샘플 (딥-엔-스핀으로 코팅된 유리 샘플), 및 에지 코팅의 방법으로서 스프레이처리로 상술된 바와 같이 준비된 유리 샘플 (스프레이로 코팅된 유리 샘플)에 대한 수직 낙추 테스트 (vertical ball drop test) 결과들을 보여준다. 유리 샘플들 각각은 에지 두께 또는 1.1 m의 높이를 가졌다. 낙추의 질량은 0.5 kg이었다.

표 3은 비-코팅된 유리 샘플이 최대 6 cm의 낙하 높이 (43.6 MPa 충격에 해당)에서 파손되지 않음을 보여준다. 딥-엔-스핀-코팅된 유리 샘플은 최대 16 cm의 낙하 높이 (67.88 MPa 충격에 해당)에서 파손되지 않았다. 스프레이-코팅된 유리 샘플은 최대 12 cm의 낙하 높이 (60 MPa 충격에 해당)에서 파손되지 않았다. 비-코팅된 유리 샘플에 비해 딥-엔-스핀-코팅된 유리 샘플의 충격 저항은 56%가 개선된다. 비-코팅된 유리 샘플에 비해 스프레이-코팅된 유리 샘플의 충격 저항은 38%가 개선된다. 스프레이-코팅된 유리 에지에는 버블들이 있었고, 이는 딥-엔-스핀으로 코팅된 유리 에지에 비해 충격 저항에서 개선이 낮은 이유가 될 수 있다.

표 4는 유리 에지들의 피스-바이-피스 코팅 (piece-by-piece coating) (PC)과, 상술된 바와 같은 유리 에지들의 뱃치 코팅 (BC)을 비교한다. 피스-바이-피스 코팅에서, 제팅 (jetting), 롤러, 및 디스펜싱 (dispensing)은 유리 에지들에 코팅 물질을 도포하기 위해 사용되었다. 분석은 3 개의 부분들로 나뉜다: 두께 및 균일성, 넘쳐 흐름, 기계적 공차. 표 4로부터, 뱃치 코팅은 유리 에지 코팅 성능의 면에서 피스-바이-피스 코팅보다 높은 점수를 얻었다. 또한, 딥-엔-스핀 및 스프레이처리 둘 다가 에지 코팅에 대해 사용될 수 있는 반면, 딥-엔-스핀 에지 코팅은 일반적으로 유리 에지 코팅 성능 면에서 스프레이 에지 코팅보다 높은 점수를 얻었다.

도 12는 코팅된 에지들을 가진 유리 물품들과, 코팅된 에지들 없는 유리 물품들의 에지 강도를 비교한다. 라인 (110)은 코팅된 에지들이 없는 유리 물품들의 에지 강도를 나타낸다. 라인 (112)은 손상 입은 후에 코팅된 에지들을 갖는 유리 물품들의 에지 강도를 나타낸다. 라인 (114)은 손상 전에 코팅된 에지들을 갖는 유리 물품들의 에지 강도를 나타낸다. 코팅은 딥 코팅에 의해 코팅된 에지들에 도포된다. 코팅된 에지들을 갖는 유리 물품들이 코팅된 에지들이 없는 유리 물품들에 비해 에지 강도가 80 MPa 내지 300 MPa로 개선되었음을 보여준다.

본원이 제한된 실시예에 대해 기술되었지만, 본원의 이익을 가진 기술 분야의 통상의 기술자라면, 다른 실시예들이 본원에서 개시된 바와 같이 본원의 권리 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 본원의 권리 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims

유리 물품들의 뱃치의 에지 코팅의 방법에 있어서,
유리 시트의 표면들 상에 마스크들을 프린팅하는 단계 - 상기 마스크들 중 적어도 하나는 분리 경로들의 망 (network)을 정의하는 패턴화된 마스크임 -;
상기 프린팅된 마스크들을 갖는 유리 시트를, 상기 분리 경로들을 따라 다수의 유리 물품들로 나누는 단계 - 상기 유리 물품들 각각은 상기 표면들 상의 프린팅된 마스크들의 일부를 가짐 -;
적어도 상기 유리 물품들의 뱃치에 대해, 상기 유리 물품들의 에지들에서 거칠기를 감소시키기 위해, 상기 뱃치에서 상기 에지들을 마무리하는 단계;
상기 마무리된 에지에서 적어도 하나의 흠의 길이 및 팁 반경 중 적어도 하나를 감소시키기 위해 적어도 하나의 무기산 (inorganic acid)을 포함한 에칭 매질로 각각의 마무리된 에지를 에칭하는 단계;
상기 에칭된 에지들에 경화 가능한 코팅을 동시에 도포하는 단계;
상기 에칭된 에지들에 도포된 경화 가능한 코팅을 예비-경화하는 단계;
상기 경화 가능한 코팅을 갖는 유리 물품들로부터 상기 마스크들을 제거하는 단계; 및
상기 마스크들을 제거한 이후에, 상기 예비 경화된 경화 가능한 코팅을 후-경화하는 단계를 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 마스크들을 프린팅하는 단계는 스크린 프린팅에 의해 이루어지는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 마스크들은 상기 적어도 하나의 무기산에 저항력이 있는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크들은 10 중량% 내지 60 중량%의 올리고머 및 10 중량% 내지 40 중량%의 모노머를 포함한 잉크로부터 프린팅되는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 마스크들을 프린팅할 시에 사용된 잉크는 1 중량% 내지 15중량%의 광개시제를 더 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 마스크들을 프린팅할 시에 사용된 잉크는, 충전제, 실란 커플링제, 및 광 차단제로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 최대 30 볼륨%의 총 양으로 더 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 마스크의 두께는 30 μm 내지 50 μm의 범위에 있는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅은 폴리머 수지인, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅은 유기 솔벤트가 없는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에지들을 마무리하는 단계는 상기 에지들을 비-평탄 프로파일로 형상화하는 단계를 더 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 무기산은 플루오르화수소산인, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 에칭 매질은 적어도 하나의 미네랄 산 (mineral acids)을 더 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅을 동시에 도포하는 단계는 상기 유리 물품들의 뱃치를, 상기 유리 물품들의 뱃치를 유지하도록 구성된 카셋트에 적재하는 단계, 및 상기 유리 물품들이 카셋트에 있는 동안, 상기 경화 가능한 코팅을 상기 유리 물품들의 에칭된 에지들에 도포하는 단계를 포함하는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅은 딥-엔-스핀 공정 (dip-and-spin process)에 의해 도포되는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅은 딥 공정에 의해 도포되는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 가능한 코팅은 스프레잉 공정에 의해 도포되는, 유리 물품 뱃치 에지 코팅 방법.