KR20160093128A - 글래스 성형 장치 및 이를 이용한 글래스 성형 방법 - Google Patents

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KR20160093128A
KR20160093128A KR1020150013246A KR20150013246A KR20160093128A KR 20160093128 A KR20160093128 A KR 20160093128A KR 1020150013246 A KR1020150013246 A KR 1020150013246A KR 20150013246 A KR20150013246 A KR 20150013246A KR 20160093128 A KR20160093128 A KR 20160093128A
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heating
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장진석
조종환
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

글래스 성형 장치 및 이를 이용한 글래스 성형 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치는 일면 및 타면을 포함하는 글래스의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 적층된 발열체층을 발열시키기 위한 발열 유닛 및 상기 발열체층의 발열로 인해 온도가 상승된 상기 글래스의 형상을 변형시키는 가공 유닛을 포함한다.

Description

글래스 성형 장치 및 이를 이용한 글래스 성형 방법{BENDING APPARATUS OF GLASS AND BENDING MEHTOD OF GLASS USING THE SAME}
본 발명은 글래스 성형 장치 및 이를 이용한 글래스 성형 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이, 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)나 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting diode: OLED)가 표시 장치로서 적용된 다양한 모바일 전자 기기들이 사용되고 있다.
이러한 모바일 기기에 사용되는 통상의 표시 장치에서 표시 패널의 전방에는 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 투명하게 구성된 투명 커버 윈도우가 구비되어 있다. 투명 커버 윈도우는 장치의 가장 외부에 형성된 구성이기 때문에 기기 내부의 표시 패널 등을 보호할 수 있도록 외부 충격에 강해야 한다.
나아가 스위치나 키보드를 입력 장치로 사용하던 종래의 방식 대신, 최근에는 표시 화면과 일체로 이루어진 터치 패널을 사용하는 구조가 널리 보급되어, 종래의 모바일 기기에 비해 투명 커버 윈도우의 표면이 손가락 등과 접촉하는 일이 많아지게 되어 보다 강한 강도가 요구되고 있다. 또한, 곡면을 가지는 휴대 장치들이 개발되면서 곡면을 포함하는 윈도우의 필요성이 증가하고 있다.
한편, 곡면을 포함하는 윈도우는 일반적으로 열성형 방식을 통해 제작된다. 고강도의 곡면 형상 윈도우를 제작하기 위해서는 윈도우의 소재로 고강도 글래스(glass)를 사용한다. 고강도 글래스의 경우 성형을 위한 연화점이 일반 글래스(glass)에 비해 높기 때문에 가열 시간이 오래 걸리고, 또한 일반 글래스에 비해 상대적으로 고온으로 가열해야 하므로 성형을 위한 금형의 수명이 단축될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있는 글래스 성형 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있는 글래스 성형 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치는 일면 및 타면을 포함하는 글래스의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 적층된 발열체층을 발열시키기 위한 발열 유닛, 및 상기 발열체층의 발열로 인해 상기 글래스에서 가공 대상이 되는 부분의 온도가 소정 온도 이상으로 상승되면, 상기 가공 대상이 되는 부분의 형상을 변형시키는 가공 유닛를 포함한다.
상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면과 직접적으로 접촉하고, 상기 발열체층에서 발생한 열은 상기 글래스에 전도될 수 있다.
상기 발열체층과 상기 글래스 사이에는 열 전달 부재가 배치되고, 상기 발열체층에서 발생한 열은 상기 열 전달 부재를 통해 상기 글래스에 전달될 수 있다.
상기 발열체층은 카본(carbon)을 포함할 수 있다.
상기 발열부는, 상기 발열체층을 발열시키기 위한 적외선 히터를 포함할 수 잇다.
상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 전체에 적층될 수 있다.
또한, 상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 일부에 적층될 수 있다.
상기 가공부는, 상기 글래스에서 상기 발열체층이 적층된 부분의 적어도 일부분의 형상을 변형킬 수 있다.
상기 발열체층은 제1 발열체층 및 제2 발열체층을 포함하고, 상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층은 상호 분리될 수 있다.
상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층은 상기 글래스의 일면에 적층될 수 있다.
상기 제1 발열체층을 상기 글래스의 일면의 일부에 적층하고, 상기 제2 발열체층을 상기 글래스의 타면의 일부에 적층하되, 상기 제1 발열체층과 상기 제2 발열체층은 적어도 일부가 중첩할 수 있다.
상기 글래스에서 상기 발열체층을 제거하는 세정 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법은 일면 및 타면을 포함하는 글래스의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 발열체층을 적층하는 단계, 상기 발열체층을 발열시키는 단계, 및 상기 발열체층의 발열로 인해 상기 글래스가 소정 온도로 상승되면, 상기 글래스의 형상을 변형시키는 단계를 포함한다.
상기 발열체층은 카본(carbon)을 포함할 수 있다.
상기 발열체층을 적외선 히터를 이용하여 발열시킬 수 있다.
상기 발열체층을 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 전체에 적층할 수 있다.
상기 발열체층을 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 일부에 적층할 수 있다.
상기 발열체층은 제1 발열체층 및 제2 발열체층을 포함하고, 상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층을 상호 분리하여 적층할 수 있다.
상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층을 상기 글래스의 일면에 적층할 수 있다.
상기 제1 발열체층을 상기 글래스의 일면의 일부에 적층하고, 상기 제2 발열체층을 상기 글래스의 타면의 일부에 적층하되, 상기 제1 발열체층과 상기 제2 발열체층은 적어도 일부가 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치는 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있어 금형이 열화로 인해 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법은 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있어 금형이 열화로 인해 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법은 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있어 글래스 성형을 위한 가열 처리 공정을 보다 간소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법은 글래스 성형을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있어 글래스 성형을 위한 공정 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 적층 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 발열 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 가공 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치를 통해 글래스 세정을 완료한 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
첨부된 도면에서 여러 막과 영역들의 두께는 명료성을 위해서 강조되었다. 소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치(100)는 적층 유닛(110), 발열 유닛(120), 가공 유닛(130), 및 세정 유닛(140)을 포함한다.
적층 유닛(110)은 글래스(glass)에 발열체층을 적층한다. 구체적으로 설명하면, 글래스는 일면 및 타면을 포함하고, 적층 유닛(110)은 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 발열체층을 적층할 수 있다. 적층 유닛(100)은 코팅, 도포, 라미네이팅(laminating) 등 다양한 방식으로 발열체층을 글래스에 적층할 수 있다.
글래스는 용해된 무기물이 비결정 상태로 고형화된 것일 수 있다. 글래스는 투명한 기판 형태일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 글래스는 열처리 등으로 인하여 성질이 변할 수 있다. 예를 들어, 글래스는 연화점 이상의 온도로 가열되면 구부러진(curved) 형태 등으로 가공될 수 있다.
발열체층은 글래스에서 가공 대상이 되는 부분의 온도를 소정 온도(예를 들어, 연화점) 이상으로 상승시키기 위한 것으로, 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면에 적층될 수 있다. 발열체층은 광 에너지에 의해 발생한 열을 외부로 방출할 수 있다. 이 경우, 발열체층은 카본 또는 카본 화합물을 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 발열체층은 전기 에너지에 의해 발생한 열을 외부로 방출할 수 있다. 이 경우, 발열체층은 전열(electric heat) 부재를 포함하여 구현될 수 있다.
발열체층은 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면과 직접적으로 접촉하여 적층될 수 있다. 이 경우, 발열체층에서 발생한 열은 글래스에 전도될 수 있다. 이하에서는 발열체층이 글래스와 직접 접촉하여 적층되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 발열체층은 글래스와 직접 접촉하지 않고, 발열체층과 글래스 사이에는 열 전달 부재가 위치할 수도 있다. 이 경우, 발열층에서 발생한 열은 상기 열 전달 부재를 통해 글래스에 전달될 수 있다.
발열체층은 적층 유닛(110)에 의해 자동 적층될 수 있다. 이하에서는 예시적으로 적층 유닛(110)을 통해 발열체층을 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면에 적층하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 발열체층은 수동으로 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 적층될 수도 있다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 적층 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 일면에 발열체층(300)을 적층할 수 있다. 보다 구체적으로, 적층 유닛(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 일면 전체에 발열체층(300)을 적층할 수 있다.
글래스(200)는 일면 및 타면을 포함하는 직육면체의 플레이트 형상일 수 있다. 이에 따라, 글래스(200)에 적층되는 발열체층(300)도 직육면체의 플레이트 형상일 수 있다.
글래스(200)의 일면 및 타면은 평평한 면을 포함할 수 있다. 다만, 이에 국한되지 않고, 글래스(200)의 일면 및 타면은 소정 패턴이나 굴곡이 있는 면을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 적층 유닛(110)은 발열체층(300)을 도 2에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 일면에만 적층할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 적층 유닛(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 발열체층(300a)을 글래스(200)의 일면 및 타면에 적층할 수도 있다. 도 3을 참조하면, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 일면에 제1 발열체층(300a-1)을 적층하고, 글래스(200)의 타면에 제2 발열체층(300a-2)를 적층할 수 있다. 보다 구체적으로, 적층 유닛(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 일면 전체에 제1 발열체층(300a-1)을 적층하고, 글래스(200)의 타면 전체에 제2 발열체층(300a-2)를 적층할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 적층 유닛(110)은 발열체층(300)을 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 일면 또는 타면의 전체에 적층할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 적층 유닛(110)은 발열체층(300)을 글래스(200)의 일면 또는 타면의 일부에만 선택적으로 적층할 수 있다.
도 4를 참조하면, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 일면에 발열체층(300b)을 적층하되, 발열체층(300b)을 글래스(200) 일면의 일부에만 적층할 수 있다. 예를 들어, 적층 유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 발열체층(300b)을 글래스(200)의 가장자리부에 적층할 수 있다. 보다 구체적으로, 적층 유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 가장자리를 따라 균일한 폭(Wb)을 갖는 발열체층(300b)을 적층할 수 있다.
본 실시예에서, 적층 유닛(110)은 발열체층(300b)을 글래스(200)의 가장자리부에 적층하는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 가장자리 부분 이외의 부분에 발열체층을 적층할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서, 적층 유닛(110)은 균일한 폭(Wb)을 갖는 발열체층(300b)을 글래스(200)에 적층하는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 적층 유닛(110)은 비균일한 폭을 갖는 발열체층을 글래스(200)에 적층할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서, 적층 유닛(110)은 발열체층(300b)을 글래스(200) 일면의 일부에 적층하는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 적층 유닛(110)은 도시하지는 않았으나 발열체층을 글래스(200) 타면의 일부 또는 타면의 전체에 추가 적층할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 적층 유닛(110)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 어느 한 면에 일체형으로 이루어진 발열체층을 적층할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 적층 유닛(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 글래스(200)의 어느 한 면에 분리된 형태의 발열체층을 적층할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 일면에 상호 분리된 형태의 발열체층(300c)을 적층할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 적층 유닛(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 발열체층(300c-1)을 글래스(200) 일면의 일측 가장자리를 따라 소정 폭(Wc1)으로 적층할 수 있고, 제2 발열체층(300c-2)을 글래스(200) 일면의 상기 일측과는 대향되는 타측 가장자리를 따라 소정 폭(Wc2)으로 적층할 수 있다. 적층 유닛(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 발열체층(300c-1) 및 제2 발열체층(300c-2)을 일 방향(1DR)으로 연장된 형상으로 글래스(200)에 적층할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 발열체층(300c-1)의 폭(Wc1)은 제2 발열체층(300c-2)의 폭(Wc2)과 동일할 수 있다. 다만, 이에 국한되는 것은 아니며, 제1 발열체층(300c-1)의 폭(Wc1)과 제2 발열체층(300c-2)의 폭(Wc2)은 상이할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 발열체층(300c-1) 및 제2 발열체층(300c-2)은 도 5에 도시된 바와 같이 일 방향(1DR)으로 연장된 형상으로 구현될 수 있다. 다만, 이러한 형상에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 발열체층(300c-1) 및 제2 발열체층(300c-2)은 상호 상이한 방향으로 연장된 형상으로 구현될 수도 있다.
본 실시예에서, 발열체층(300c)은 분리된 두 개의 서브 발열체층, 즉 제1 발열체층(300c-1) 및 제2 발열체층(300c-2)을 포함하여 구현되는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 발열체층(300c)은 이 보다 더 많은 개수의 서브 발열체층을 포함하여 구현될 수도 있다.
본 실시예에서 적층 유닛(110)은 제1 발열체층(300c-1) 및 제2 발열체층(300c-2)을 글래스(200) 일면의 일부에 적층하는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 적층 유닛(100)은 발열체층을 글래스(200) 타면의 일부 또는 타면의 전체에 추가 적층할 수 있다.
예를 들어, 적층 유닛(110)은 글래스(200) 일면의 일부에 서브 발열체층을 적층하고, 위 서브 발열체층과 적어도 일부가 중첩하도록 글래스(200) 타면의 일부에 다른 서브 발열체층을 적층할 수 있다.
이와 관련하여 도 6울 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 적층 유닛(110)은 글래스(200)의 일면 및 타면에 상호 분리된 형태의 발열체층(300d)을 적층할 수 있다. 적층 유닛(110)은 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 발열체층(300d-1)을 글래스(200) 일면의 일측 가장자리를 따라 소정 폭(Wd1)으로 적층할 수 있고, 제2 발열체층(300d-2)을 글래스(200) 타면의 일측 가장자리를 따라 소정 폭(Wd2)으로 적층할 수 있다. 적층 유닛(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 발열체층(300d-1) 및 제2 발열체층(300d-2)을 일 방향(1DR)으로 연장된 형상으로 글래스(200)에 적층할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 발열체층(300d-1)과 제2 발열체층(300d-2)은 도 6에 도시된 바와 같이 글래스(200)를 사이에 두고 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 발열체층(300d-1)의 폭(Wd1)은 제2 발열체층(300d-2)의 폭(Wd2)과 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 발열체층(300d-1)과 제2 발열체층(300d-2)은 완전히 중첩될 수 있다.
발열 유닛(120)은 발열체층(300)을 발열시킬 수 있다. 예를 들어, 발열 유닛(120)은 광 에너지 또는 전기 에너지를 발열체층(300)으로 제공할 수 있고, 발열체층(300)은 발열 유닛(120)으로부터 제공받은 광 에너지 또는 전기 에너지에 의해 열을 발생시켜 이를 외부에 방출시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 발열 유닛을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 7은 도 2에 도시된 발열체층(도 2의 300)을 발열시키는 경우를 측면에서 바라본 경우를 나타낸다.
발열체층(300)이 카본 또는 카본 화합물을 포함하여 구현된 경우, 발열 유닛(122)은 도 7에 도시된 바와 같이 적외선 히터(122)를 이용하여 발열체층(300)을 발열시킬 수 있고, 이를 통해 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 가열할 수 있다.
본 실시예에서, 발열체층(300)이 카본 또는 카본 화합물을 포함하여 구현된 경우, 발열 유닛(120)은 적외선 히터(Infrared heater)(122)를 포함하여 구현될 수 있다. 이 경우, 적외선 히터(122)로부터 방출된 광 에너지에 의해 발열체층(300)은 열을 발생시키고, 이를 외부에 방출할 수 있다. 발열체층(300)에서 방출된 열은 글래스(200)에 전달될 수 있다. 발열체층(300)이 글래스(200)의 일부에 적층된 경우, 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)의 일부 영역에 집중적으로 열이 전달될 수 있다.
이렇게 발열체층(300)을 이용하여 글래스(200)를 가열하게 되면, 발열체층(300)을 적층하지 않고 글래스(200)를 가열하는 경우에 비해, 보다 빠르게 글래스(200)를 소정 온도(예를 들어, 연화점)까지 가열시킬 수 있다.
또한, 이렇게 발열체층(300)을 이용하여 글래스(200)를 가열하게 되면, 발열체층(300)을 적층하지 않고 글래스(200)를 가열하는 경우에 비해, 글래스의 특정 부분을 선택적으로 더 높은 온도로 가열시킬 수 있다.
또한, 이렇게 발열체층(300)을 이용하여 글래스(200)를 가열하게 되면, 발열체층(300)을 적층하지 않고 글래스(200)를 가열하는 경우에 비해, 글래스(200) 가공을 위한 분위기 온도를 낮출 수 있다.
이렇게 글래스(200) 성형을 위한 분위기 온도를 낮춤에 따라, 발열체층(300)을 적층하지 않고 글래스(200)를 가열하는 경우에 비해, 글래스 가공을 위한 금형이 열화로 인하여 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이렇게 글래스(200) 성형을 위한 분위기 온도를 낮춤에 따라, 발열체층(300)을 적층하지 않고 글래스(200)를 가열하는 경우에 비해, 글래스(200) 성형을 위한 공정 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
본 실시예에서 적외선 히터(122)는 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)의 일측에 배치된 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 적외선 히터(122)는 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)의 타측에 배치되거나 양측으로 배치될 수도 있다.
본 실시예에서 발열체층(300)의 발열을 통해 글래스(200)를 가열시키는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치(100)는 글래스(200)를 가열하기 위한 별도의 장치를 추가적으로 더 포함하여 구현될 수도 있다.
가공 유닛(130)은 글래스(200)의 형상을 가공한다. 구체적으로, 가공 유닛(130)은 발열 유닛(120)에 의해 연화점 이상의 온도로 가열된 글래스(200)를 구부러진(curved) 형상 등으로 가공할 수 있다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치의 가공 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에서 가공 유닛(130)은 하부 금형(132) 및 상부 금형(134)을 포함한다. 하부 금형(132)은 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 지지하기 위한 지지 구조를 포함할 수 있다. 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 하부 금형(132)의 지지 구조에 위치시킨 상태에서, 상부 금형(134)을 하강시켜 글래스(200)의 양측 가장자리부에 곡면부를 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이 하부 금형(132)의 지지 구조 상에 발열체층(300)이 글래스(200)의 상부에 오도록 위치시킬 수 있다. 이 경우, 글래스(200)는 상부 금형(134)과 직접적으로 접촉하지 않을 수 있어, 글래스(200)를 외부 충격으로부터 보호하는데 유리할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에서 가공 유닛(130)은 소정의 홀이 형성된 금형(136)을 포함한다. 금형(136)은 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 지지하기 위한 지지 구조를 포함할 수 있다. 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 금형(136)의 지지 구조에 위치시킨 상태에서, 금형(136)에 형성된 홀을 통해 금형(136)과 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)에 의해 정의되는 공간의 공기(V)를 진공 장비(미도시)를 이용하여 흡입함으로써, 글래스(200)의 양측 가장자리부에 곡면부를 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이 금형(136)의 지지 구조 상에 글래스(200)가 발열체층(300)의 상부에 오도록 위치시킬 수 있다. 이 경우, 글래스(200)는 진공 장비에 의한 영향을 직접적으로 받지 않을 수 있어, 글래스(200)를 보호하는데 유리할 수 있다.
도 8 및 도 9의 실시예를 통해 글래스(200)의 양측 가장자리부에 곡면부를 형성하기 위한 금형 구조(도 8의 132, 134 및 도 9의 136)를 예시하였으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 글래스(200)의 성형 부위 및 성형의 정도(예를 들어, 구부러짐의 정도)에 따라 하부 금형(132) 및 상부 금형(134)의 구조는 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
몇몇 실시예에서, 가공 유닛(130)은 도 8 및 도 9를 통해 설명한 바와 같이 가압 방식 또는 공기 흡입 방식의 가공 유닛(130)일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이 외 다양한 방식의 가공 유닛이 적용될 수 있음은 물론이다.
세정 유닛(140)은 글래스(200)에 적층된 발열체층(300)을 제거한다. 구체적으로, 세정 유닛(140)은 가공 유닛(130)을 통해 글래스(200)의 가공이 완료된 상태에서, 글래스(200)에 잔존하는 발열체층(300)을 제거하기 위한 세척 공정을 수행할 수 있다. 발열체층(200)은 발열 유닛(120)에 의한 열처리 공정 및 가공 유닛(130)에 의한 가공 공정에서 일부가 제거될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치를 통해 글래스 세정을 완료한 상태를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 10은 글래스의 양측 가장자리부에 곡면부를 형성한 상태에서 글래스 세정을 실시하여 발열체층을 제거한 형상을 나타낸다.
구체적으로, 가공 유닛(130)을 통해 글래스(200)의 성형이 완료된 상태에서, 글래스(200)에는 발열체층(300)이 잔존할 수 있는데, 세정 유닛(140)의 소정 세척 공정을 통해 글래스(200)를 세척하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이 발열체층(300)만을 선택적으로 제거하고, 글래스(200)만 남게 된다.
다음으로, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 장치를 이용한 글래스 성형 방법에 대해 설명한다.
도 11 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 성형 방법은 시간 순으로 처리되는 일련의 단계를 포함하여 수행될 수 있는 것으로, 도 11을 참조하면, 먼저 일면 및 타면을 포함하는 글래스(200)의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 발열체층(300e)을 적층한다.
발열체층(300e)을 글래스(200)의 가공 대상이 되는 부분을 포함하여 선택적으로 적층할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 글래스(200)는 가공 대상 부분(A1)과 가공 비대상 부분(A2)을 포함할 수 있다. 가공 대상 부분(A1)은 구부러지는 등의 형태 가공이 예정된 부분을 지칭하고, 가공 비대상 부분(A2)은 형태 가공이 예정되지 않은 부분을 지칭한다.
보다 구체적으로, 글래스(200) 일면의 가공 대상 부분(A1)을 포함하여 제1 발열체층(300e-1)을 적층하고, 글래스(200) 타면의 가공 대상 부분(A1)을 포함하여 제2 발열체층(300e-2)을 적층할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 발열체층(300e-1)과 제2 발열체층(300e-2)은 글래스(200)를 사이에 두고 완전히 중첩될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 제1 발열체층(300e-1)과 제2 발열체층(300e-2)을 도 11에 도시된 바와 같이 일 방향(1DR)으로 연장된 형상으로 글래스(200)에 적층할 수 있다.
본 실시예에서, 글래스(200) 일면 및 타면 즉, 양면의 가공 대상 부분(A1)에 발열체층(300e)을 적층하는 경우를 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 글래스(200)의 일면 또는 타면 중 어느 하나 면의 가공 대상 부분(A1)에만 발열체층을 적층할 수도 있다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 글래스(200)에 적층된 발열체층(300e)을 발열시킨다. 발열체층(300e)은 외부로부터 제공받은 광 에너지 또는 전기 에너지에 의해 열을 발생시켜 이를 외부에 방출시킬 수 있다.
발열체층(300)이 카본 또는 카본 화합물을 포함하여 구현된 경우, 발열 유닛(122)은 도 12에 도시된 바와 같이 적외선 히터(122)를 이용하여 발열체층(300)을 발열시킬 수 있고, 이를 통해 발열체층(300)이 적층된 글래스(200)를 가열시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 적외선 히터(122)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 발열체층(300e-1)의 상부에 위치하여 발열체층(300e)을 가열할 수 있다. 보다 구체적으로, 적외선 히터(122)는 발열체층(300e)이 적층된 위치와 대응되는 위치에 배치되어 발열체층(300e)을 가열할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 적외선 히터(122)는 제2 발열체층(300e-2)의 하부에/하부에도 배치될 수 있다.
다음으로, 글래스(200)를 연화점 이상의 온도까지 가열시킨 상태에서 소정 형태로 가공한다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 발열체층(300e)이 적층된 글래스(200) 일측 가장자리부에 곡면부를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 글래스(200)의 가공 대상 부분(A1)을 구부리는 등의 가공 과정을 통해 상기 곡면부를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하면, 글래스(200)의 가공이 완료된 상태에서, 글래스(200)에 잔존하는 발열체층(300)을 제거한다. 구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 글래스(200) 일측 가장자리부에 곡면부가 형성된 상태에서 소정의 세척공정 수행을 통해 글래스(200)에서 발열체층(300)만을 선택적으로 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 글래스 성형 장치
110: 적층 유닛
120: 발열 유닛
130: 가공 유닛
140: 세정 유닛
200: 글래스
300: 발열체층

Claims (20)

  1. 일면 및 타면을 포함하는 글래스의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 적층된 발열체층을 발열시키기 위한 발열 유닛; 및
    상기 발열체층의 발열로 인해 상기 글래스에서 가공 대상이 되는 부분의 온도가 소정 온도 이상으로 상승되면, 상기 가공 대상이 되는 부분의 형상을 변형시키는 가공 유닛를 포함하는 글래스 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면과 직접적으로 접촉하고,
    상기 발열체층에서 발생한 열은 상기 글래스에 전도되는 글래스 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발열체층과 상기 글래스 사이에는 열 전달 부재가 배치되고,
    상기 발열체층에서 발생한 열은 상기 열 전달 부재를 통해 상기 글래스에 전달되는 글래스 성형 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발열체층은 카본(carbon)을 포함하는 글래스 성형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는,
    상기 발열체층을 발열시키기 위한 적외선 히터를 포함하는 글래스 성형 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 전체에 적층된 글래스 성형 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발열체층은 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 일부에 적층된 글래스 성형 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가공부는,
    상기 글래스에서 상기 발열체층이 적층된 부분의 적어도 일부분의 형상을 변형시키는 글래스 성형 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 발열체층은 제1 발열체층 및 제2 발열체층을 포함하고,
    상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층은 상호 분리된 글래스 성형 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층은 상기 글래스의 일면에 적층된 글래스 성형 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 발열체층은 상기 글래스의 일면의 일부에 적층되고,
    상기 제2 발열체층은 상기 글래스의 타면의 일부에 적층되며,
    상기 제1 발열체층과 상기 제2 발열체층은 적어도 일부가 중첩된 글래스 성형 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 글래스에서 상기 발열체층을 제거하는 세정 유닛을 더 포함하는 글래스 성형 장치.
  13. 일면 및 타면을 포함하는 글래스의 상기 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에 발열체층을 적층하는 단계;
    상기 발열체층을 발열시키는 단계; 및
    상기 발열체층의 발열로 인해 상기 글래스가 소정 온도로 상승되면, 상기 글래스의 형상을 변형시키는 단계를 포함하는 글래스 성형 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발열체층은 카본(carbon)을 포함하는 글래스 성형 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발열체층을 적외선 히터를 이용하여 발열시키는 글래스 성형 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 발열체층을 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 전체에 적층하는 글래스 성형 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 발열체층을 상기 글래스의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 일부에 적층하는 글래스 성형 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발열체층은 제1 발열체층 및 제2 발열체층을 포함하고,
    상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층을 상호 분리하여 적층하는 글래스 성형 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 발열체층 및 상기 제2 발열체층을 상기 글래스의 일면에 적층하는 글래스 성형 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 발열체층을 상기 글래스의 일면의 일부에 적층하고,
    상기 제2 발열체층을 상기 글래스의 타면의 일부에 적층하되,
    상기 제1 발열체층과 상기 제2 발열체층은 적어도 일부가 중첩하는 글래스 성형 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190060373A (ko) * 2017-11-24 2019-06-03 주식회사 엘지화학 곡면 유리의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 곡면 유리

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