KR20170098565A - Strengthened glass and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

The objective of the present invention is to provide a method of strengthening cutting glass while simultaneously strengthening a cut cross section. A method of fabricating strengthened glass according to the present invention is a method for manufacturing strengthened glass through glass strengthening using ion exchange, which makes the glass surface divided into a low-temperature section and a high-temperature section having a higher temperature than that of the low-temperature section, so that the glass surface is ion-exchanged at different temperatures.

Description

강화 유리 및 그 제조 방법{Strengthened glass and method of fabricating the same}[0001] Strengthened glass and method of fabricating the same [0002]

본 발명은 강화 유리 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 커팅 용이성을 향상시킨 강화 유리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tempered glass and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a tempered glass having improved cutting easiness and a method of manufacturing the same.

강화 유리는 유리의 강도를 높이고 내충격성, 내열성, 내탄력성 등을 부여한 것으로, 물리적 열을 이용한 열 강화 유리와 화학적 이온교환을 이용한 화학 강화 유리가 있다. 이 중 화학 강화 유리는 주로 안경과 같은 광학 유리나 휴대폰이나 내비게이션과 같은 기판 유리 또는 PDP TV와 같은 왜곡이 없어야 하는 박판 유리 등에 많이 사용되며, 근래에 들어서는 중대형 스마트 유리에의 적용 등 그 사용 범위가 넓어지고 있다. Toughened glass is made of heat-strengthened glass using physical heat and chemically tempered glass using chemical ion exchange to increase the strength of glass and impart impact resistance, heat resistance and resilience. Among them, chemically tempered glass is mainly used in optical glass such as glasses, substrate glass such as mobile phone or navigation, or thin plate glass which should not be distorted such as PDP TV, and recently its application range to medium and large type smart glass have.

알려진 화학 강화 유리의 제조 방법 중에서 질산칼륨(KNO3)을 넣고 가열하여 안정화된 액체 상태를 만든 이온교환조(bath)에 소정 시간 동안 유리를 담가 두는 방법이 대표적이다. 이를 통해 유리 표면에 있는 나트륨 이온(Na+)이 빠져 나오고 이온 반경 및 부피가 보다 더 큰 칼륨 이온(K+)이 그 자리로 이동하여, 즉 이온교환을 하여, 유리 표면에 압축 응력을 발생시켜 강도를 높이게 된다. A known method is to immerse the glass in an ion exchange bath in which a potassium nitrate (KNO 3 ) is added and heated in a stabilized liquid state in a known chemical tempered glass manufacturing method. Through this, sodium ions (Na + ) on the glass surface escape and potassium ions (K + ) with larger ionic radius and volume migrate to the place, that is, ion exchange is performed to generate compressive stress on the glass surface The strength is increased.

특히 최근에는 디스플레이 분야에서 이러한 강화 유리의 수요가 많으며 공정 및 비용 측면에서 유리한 커버글라스 일체형 OGS(one glass solution)이 주목받고 있다. Recently, OGS (one glass solution) with cover glass has attracted much attention because of the demand for such tempered glass in the display field and favorable process and cost.

하지만, OGS 기술에서는 두 가지 문제점이 있다.However, OGS technology has two problems.

한 가지는 원판 유리 강화 후 커팅 시, 강화된 표면에 스크라이빙(scribing)하여야 하는데, 표면이 강화가 되어 있기 때문에 스크라이빙 자체가 어렵고 커팅이 되더라도 원하지 않은 모양으로 깨져버리는 문제가 발생하는 것이다. 유리 표면에 존재하는 큰 압축 응력에 기인하여 유리가 의도된 형태가 아닌 무질서한 파편으로 파손하게 되는 것이다. One is scribing on the hardened surface at the time of cutting after the strengthening of the disk glass. Since the surface is strengthened, the scribing itself is difficult, and even if the cutting is done, it is broken into an undesired shape. Due to the large compressive stresses present on the glass surface, the glass is destroyed by the disordered debris rather than the intended shape.

다른 한 가지는 원판 유리 강화 후 커팅 시, 강화가 되지 않은 부분이 단면 상에 노출되게 된다는 점이다. The other is that when cutting after reinforcing the glass plate, the unenhanced portion is exposed on the cross section.

도 1은 종래 강화 유리에서 강화 후 커팅을 실시할 때에 문제점을 보이기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for showing a problem in performing cutting after reinforcement in a conventional tempered glass.

도 1에서와 같이 표면에 압축 응력이 걸리고 내부에 인장 응력이 걸림으로써 강화된 유리(10)에 대하여 넓은 면에 수직으로 커팅부(L)를 따라 커팅하는 경우를 예로 들면, 커팅 후에는 도면의 A 부분에서 보는 바와 같이 단면 안쪽 인장 응력 부위가 노출되고 만다.As shown in FIG. 1, when a compressive stress is applied to a surface and a tensile stress is applied to the surface of the glass 10 to cut the cut 10 along a cutting plane L perpendicular to a wide surface of the glass 10, As shown in section A, the tensile stress area inside the section is exposed.

이러한 경우 강화되지 않은 부분이 노출된 부위는 취약점으로 작용하게 되므로 이를 강화하기 위해서는 다시 다른 기술을 적용해야 하며, 그렇다면 커팅 후 강화하는 것과 큰 차별화를 두기 어렵게 된다. In this case, the area where the unenhanced part is exposed becomes a vulnerability. Therefore, in order to strengthen it, it is necessary to apply another technique again, and it is difficult to differentiate it from the post-cutting reinforcement.

따라서, 원판 유리 강화와 동시에 커팅 단면 강화를 진행하는 기술이 필요하며, 이와 동시에 강화 유리 커팅을 용이하게 할 수 있는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for strengthening the cutting glass at the same time as strengthening the glass plate, and at the same time, a technique for facilitating tempered glass cutting is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명은 원판 유리를 강화하면서, 동시에 커팅 단면을 강화할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for strengthening a cutting glass while simultaneously strengthening a cutting glass.

본 발명은 커팅이 용이한 강화 유리를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a tempered glass which is easy to cut.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법은, 이온교환을 이용한 유리 강화를 통해 강화 유리를 제조하는 방법으로서, 유리 표면을 저온부와 이보다 온도가 높은 고온부로 나누어 상기 유리 표면이 상이한 온도에서 이온교환이 이루어지도록 하는 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tempered glass by ion-exchanging glass, the method comprising: dividing a glass surface into a low temperature portion and a high temperature portion having a temperature higher than the glass surface; So that the ion exchange is performed.

이 때, 상기 저온부는 상기 유리 표면에서 이온교환이 이루어지도록 하는 온도이고 상기 고온부는 상기 유리 두께 전체에 걸쳐 이온교환이 이루어지도록 하는 온도임이 바람직하다.At this time, it is preferable that the low-temperature portion is a temperature at which ion exchange is performed on the glass surface, and the high-temperature portion is a temperature at which ion exchange is performed over the entire glass thickness.

상기 저온부와 고온부는 동시에 이온교환이 이루어지도록 하거나 순차적으로 이온교환이 이루어지도록 할 수 있다.The low-temperature part and the high-temperature part may be simultaneously ion-exchanged or sequentially ion-exchanged.

상기 저온부의 이온교환은 이온교환을 위한 염의 용액이 있는 이온교환조 안에서 상기 유리 전체에 대해 수행하고 상기 고온부의 이온교환은 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 하는 것일 수 있다.The ion exchange at the low temperature portion is performed for the entire glass in an ion exchange chamber having a solution of salt for ion exchange and the ion exchange at the high temperature portion is performed at a heated region by heating the glass using a local heating device have.

하나의 실시예로, 상기 고온부의 이온교환 후 상기 저온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 상기 유리 표면에 상기 이온교환을 위한 염이나 용액이 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 한다.In one embodiment, the ion exchange of the low temperature portion is performed after the ion exchange of the high temperature portion, and the ion exchange of the high temperature portion is performed by using a local heating device in the state that the glass surface has the salt or solution for ion exchange, So as to be carried out at the heated area.

다른 실시예로, 상기 저온부의 이온교환 후 상기 고온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 상기 유리가 상기 이온교환조 안에 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 한다.In another embodiment, the ion exchange of the high temperature part is performed after ion exchange of the low temperature part, and the ion exchange of the high temperature part is performed by heating the glass by using a local heating device in a state where the glass is in the ion exchange chamber .

또 다른 실시예로, 상기 저온부의 이온교환 후 상기 고온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 상기 유리를 상기 이온교환조 안에서 꺼내고 상기 유리 표면에 상기 이온교환을 위한 염이나 용액이 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 한다.In another embodiment, the ion exchange of the high temperature part is performed after the ion exchange of the low temperature part, and the ion exchange of the high temperature part is carried out by taking out the glass from the ion exchange bath, In a state where the glass is heated by using a local heating device.

이러한 고온부는 제조된 강화 유리의 커팅 예정 위치일 수 있다.Such a high-temperature portion may be a predetermined cutting position of the manufactured tempered glass.

이와 같은 이온교환 후 상기 고온부를 따라 상기 유리를 커팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.And cutting the glass along the high temperature portion after the ion exchange.

상기 고온부의 온도는 상기 저온부의 온도 이상 ~ 상기 유리의 스트레인점(Ts)+100℃의 온도범위일 수 있다. 상기 유리의 Ts-100℃ ~ Ts+50℃의 온도범위인 것이 바람직하다.The temperature of the high temperature part may be in the range of the temperature of the low temperature part to the strain point (Ts) of the glass + 100 ° C. It is preferable that the temperature of the glass is in the range of Ts-100 deg. C to Ts + 50 deg.

본 발명에 따른 강화 유리는 표면에 이온교환층이 형성된 강화 유리로서 상기 유리 두께 방향으로 이온 농도 구배가 없는 추가이온교환층이 상기 강화 유리의 적어도 일부에 상기 유리 두께 전체에 걸쳐 더 형성되어 있는 것이다.The tempered glass according to the present invention is a tempered glass having an ion-exchange layer formed on its surface, wherein a further ion-exchange layer without an ion concentration gradient in the thickness direction of the glass is further formed on at least a part of the tempered glass over the entire thickness of the glass .

이러한 추가이온교환층은 상기 유리 두께 방향에 수직으로 상기 유리 내부로 들어감에 따라 이온 농도 구배가 있는 것이 바람직하다.The additional ion-exchange layer preferably has an ion concentration gradient as it enters the inside of the glass perpendicular to the glass thickness direction.

상기 추가이온교환층을 따라 커팅하면 커팅시 깨지는 일이 없이 강화 유리를 깨끗하게 커팅할 수 있다. 커팅 후에 상기 추가이온교환층은 상기 강화 유리의 측면에 형성되는 모양이 된다. 상기 측면은 추가의 작업을 통해 베벨링 가공될 수 있다.Cutting along the additional ion exchange layer allows the tempered glass to be cleanly cut without breaking during cutting. After the cutting, the additional ion exchange layer is formed on the side surface of the tempered glass. The side can be beveled through further work.

본 발명에 의하면, 유리 표면을 저온부와 이보다 온도가 높은 고온부(커팅 예정 위치)로 나누어 유리 표면이 상이한 온도에서 이온교환이 이루어지도록 한다. 이러한 방법에 의하면 커팅 단면에서의 이온교환 속도를 향상시켜 표면 강화와 동시에 커팅 단면 강화가 가능해진다. 커팅 단면은 레이저를 이용하지 않아도 스크라이빙만으로도 커팅 가능하며, 깨지는 문제 발생도 감소하게 된다. 이에 따라 유리의 절단시 강화 유리가 깨지는 현상을 방지하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존 강화 유리 제조를 위한 이온교환조를 그대로 이용하는 것이 가능하며, 적은 비용으로 적용 가능한 장점이 있다.According to the present invention, the glass surface is divided into a low-temperature portion and a high-temperature portion (a planned cutting position) higher in temperature than the glass portion, so that the glass surface is ion-exchanged at different temperatures. According to this method, the ion exchange rate at the cutting cross section can be improved, and the cutting cross section can be strengthened simultaneously with the surface strengthening. Cutting cross section can be cut only by scribing without using laser, and the occurrence of cracking problem is also reduced. As a result, it is possible to prevent the tempered glass from being broken when the glass is cut, and to improve the reliability of the product. Further, it is possible to use the ion exchange tank for manufacturing the conventional tempered glass as it is, and there is an advantage that it can be applied at a low cost.

이와 같이 본 발명을 통하여, 기존 OGS의 문제점 해결이 가능하고, 커팅 용이성이 확보되는 효과가 있으며, 기존의 강화 유리 제조 조건과 동일한 조건 및 장비를 사용하면서도 이러한 효과를 구현할 수 있다는 것이 본 발명의 장점이다.As described above, the present invention has the effect of solving the problems of the conventional OGS and securing the easiness of cutting, and it is possible to realize these effects while using the same conditions and equipments as the existing tempered glass manufacturing conditions. to be.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 강화 유리에서 강화 후 커팅을 실시할 때에 문제점을 보이기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법에 따른 강화 유리 및 이러한 강화 유리에 대해 커팅을 실시할 때의 단면을 보이기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 동시 강화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 선 커팅 단면 이온교환 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 후 커팅 단면 이온교환 방식을 설명하기 위한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further augment the technical spirit of the invention. And should not be construed as limiting.
FIG. 1 is a view for showing a problem in performing cutting after reinforcement in a conventional tempered glass.
FIG. 2 is a view showing a tempered glass according to the method for manufacturing tempered glass according to the present invention and a section when cutting is performed on the tempered glass.
FIG. 3 is a view for explaining a simultaneous tempering method in the tempered glass manufacturing method according to the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a method of ion-exchanging a section of a line cutting end in the method of manufacturing tempered glass according to the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining a posterior cutting section ion exchange method in the tempered glass manufacturing method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the embodiments of the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법의 핵심 방법은 커팅 예정 위치(커팅부)에 대해서는 국소부위를 가열할 수 있는 열선, 예컨대 금속 와이어 혹은 다른 국소 가열 방법을 이용하는 것이다. 표면을 강화하는 온도가 예컨대 400℃인 경우, 커팅부는 예컨대 500℃ 이상으로 해서 표면 강화 온도보다 높은 온도에서 강화를 한다면, 커팅부를 따라 커팅함으로써 커팅 후 드러나는 면(커팅 단면)에서의 이온교환 속도는 다른 부분에 비해서 수~수십배 빠르고, 유리 두께 전체에 걸쳐서 이온교환이 진행되게 된다. 이 경우, 표면과 내부의 이온 농도 차이가 없기 때문에 표면과 내부에 압축과 인장 응력이 형성되지 않고, 표면에 강화가 되지 않기 때문에 쉽게 스크라이빙이 된다. A key method of the tempered glass manufacturing method according to the present invention is to use a hot wire, such as a metal wire or other localized heating method, which is capable of heating the localized parts for the intended cutting position (cutting part). If the temperature for strengthening the surface is, for example, 400 DEG C, the cutting portion is strengthened at a temperature higher than the surface strengthening temperature, for example, at 500 DEG C or higher, and the ion exchange rate at the surface (cutting end face) exposed after cutting by cutting along the cutting portion is The ion exchange is progressed several tens to ten times faster than the other portions and the entire thickness of the glass is progressed. In this case, because there is no difference in ion concentration between the surface and the inside, no compressive and tensile stresses are formed on the surface and inside, and the surface is not hardened, so scribing is easy.

이와 같이 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법은 이온교환을 이용한 유리 강화를 통해 강화 유리를 제조하는 방법으로서, 유리 표면을 저온부와 이보다 온도가 높은 고온부로 나누어 상기 유리 표면이 상이한 온도에서 이온교환이 이루어지도록 하는 데에 특징이 있다. As described above, the method for manufacturing tempered glass according to the present invention is a method for manufacturing a tempered glass through glass strengthening using ion exchange, wherein the glass surface is divided into a low temperature portion and a high temperature portion having a higher temperature, And the like.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법에 따른 강화 유리 및 이러한 강화 유리에 대해 커팅을 실시할 때의 단면을 보이기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a tempered glass according to the method for manufacturing tempered glass according to the present invention and a section when cutting is performed on the tempered glass.

도 2에 도시한 바와 같이 강화 유리(100)는 표면에 이온교환층(110)이 형성된 강화 유리로서 상기 유리 두께 방향으로 이온 농도 구배가 없는 추가이온교환층(120)이 상기 강화 유리(100)의 적어도 일부에 상기 유리 두께 전체에 걸쳐 더 형성되어 있게 된다. As shown in FIG. 2, the tempered glass 100 is a tempered glass having an ion-exchange layer 110 formed on its surface, and an additional ion-exchange layer 120 having no ion concentration gradient in the glass thickness direction is formed on the tempered glass 100, Is formed over at least part of the glass thickness.

이러한 추가이온교환층(120)은 앞서 언급한 바와 같이 표면을 강화하는 온도보다 커팅부(L)를 더 높은 온도에서 강화함으로써 형성된 것이다. This additional ion exchange layer 120 is formed by strengthening the cutting portion L at a higher temperature than the temperature for strengthening the surface as mentioned above.

추가이온교환층(120)을 유리 두께 방향으로 따라 가면 표면과 내부의 이온 농도차이가 없기 때문에 표면과 내부에 압축과 인장 응력이 형성되지 않고, 표면에 강화가 되지 않기 때문에 쉽게 스크라이빙이 된다. When the additional ion exchange layer 120 is disposed along the thickness direction of the glass, there is no difference in ion concentration between the surface and the interior, so that compression and tensile stress are not formed on the surface and the inside, and the surface is not hardened. .

추가이온교환층(120) 또는 커팅 예정 부위(L)를 따라 커팅한 후 단면 모습을 보면 도면의 A 부분에서 보는 바와 같이 상기 유리 두께 방향으로는 농도 구배가 없어 응력이 발생되어 있지 않다. 도면의 B 부분을 보면 유리 두께 방향에 수직으로 상기 유리 내부로 들어감에 따라 이온 농도 구배가 있게 된다. 이것은 압축 응력을 유발하므로 커팅 단면이 종래와 달리 전혀 취약한 문제가 없다.Sectional view after cutting along the additional ion exchange layer 120 or the to-be-cut region L, there is no concentration gradient in the thickness direction of the glass as shown in part A, and no stress is generated. In the portion B in the drawing, there is an ion concentration gradient as the glass enters the inside of the glass perpendicularly to the glass thickness direction. Since this causes compressive stress, there is no problem that the cutting cross-section is completely weak as compared with the conventional one.

이와 같이 커팅된 후의 강화 유리(100')도 본 발명에 따른 강화 유리로서, 이 경우의 강화 유리(100')는 추가이온교환층(120)이 측면에 형성되어 있는 모양이 된다. 이후, 추가의 작업을 통하여 상기 측면을 도면과 같이 베벨링시킬 수도 있다.The tempered glass 100 'thus cut is also a tempered glass according to the present invention. In this case, the tempered glass 100' has a shape in which the additional ion exchange layer 120 is formed on the side surface. Thereafter, the side surface may be beveled as shown in the drawing through an additional operation.

이상 설명한 바와 같이, 전체 강화에 의해서는 강화 유리(100) 표면에 압축 응력이 걸리고 내부에 인장 응력이 걸리지만 국소가열된 커팅부(L)는 두께 방향으로 내부까지 완전 이온교환이 되어 추가이온교환층(120)을 형성하면서 응력이 발생하지 않는다. 그리고 500℃와 같은 고온에서는 스트레인점(Ts)과 인접하여 응력이 발생하였더라도 곧 제거되기도 한다. 추가이온교환층(120) 안쪽 방향으로는 이온 농도 구배가 있어 압축 응력이 형성된다. As described above, the entire reinforcement causes compressive stress on the surface of the tempered glass 100 and tensile stress is applied to the inside thereof. However, the locally heated cutting portion L is completely ion-exchanged to the inside in the thickness direction, Stress does not occur while forming the layer 120. At a high temperature such as 500 ° C, even if a stress occurs adjacent to the strain point Ts, it may be removed soon. There is an ion concentration gradient in the inner direction of the additional ion exchange layer 120 to form a compressive stress.

이에 따라 강화 유리(100)에 대하여 넓은 면에 수직으로 추가이온교환층(120)을 따라 커팅한 다른 강화 유리(100')는, 도 2에서 보는 바와 같이 3차원적으로 볼 때, 커팅 단면에서 유효면으로 들어감에 따라서 이온 농도 구배가 발생하고 단면의 강화가 가능하게 된다. 혹시 커팅 단면에 응력이 형성될 수 있으나, 표면강화보다 온도가 높기 때문에 유리의 Ts와 근접 또는 이상이 될 수 있으며, 자연적으로 응력 감소가 되어 커팅에 유리한 상태가 되는 이점이 있다. 2, the other tempered glass 100 'cut along the additional ion-exchange layer 120 perpendicularly to the wide surface of the tempered glass 100 is cut at the cutting end surface As the surface enters the effective surface, an ion concentration gradient occurs and the cross section can be strengthened. Stress can be formed at the cutting edge, but it can be close to or more than Ts of the glass because the temperature is higher than that of the surface reinforcement. There is an advantage that the stress is reduced naturally and the cutting is favorable.

강화 조건은 유리 종류 및 목적에 맞게 다양하게 적용 가능하나, 크게 동시 강화와 단계적 강화 방법으로 나눌 수 있다. The strengthening condition can be applied variously according to the type and purpose of glass, but it can be broadly divided into simultaneous strengthening and step strengthening.

도 3은 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 동시 강화 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a view for explaining a simultaneous tempering method in the tempered glass manufacturing method according to the present invention.

도 3을 참조하면, 동시 강화는 기존의 강화 방법과 동일하게, 이온교환을 위한 염의 용액이 있는 이온교환조(130)를 그대로 이용할 수 있으며, 여기에 국소가열장치(140)만 더 추가하여 진행할 수 있다. 이온교환조(130)에 원판 유리(90)를 담가 이온 강화를 실시하는 동시에 커팅부를 가열할 수 있는 구조의 국소가열장치(140)를 원판 유리(90)에 두어 국소 부위만 더 높은 온도로 가열하는 것이다. 국소가열장치(140)를 이온교환조(130) 내의 KNO3 액체보다 높은 온도로 유지하는 것 이외에는 기존 강화 조건을 그대로 사용할 수도 있다.Referring to FIG. 3, in the simultaneous strengthening, an ion exchange tank 130 having a salt solution for ion exchange can be used as it is in the same manner as the existing strengthening method, and the local heating apparatus 140 is further added thereto . A local heating device 140 having a structure capable of heating the cutting portion while immersing the disk glass 90 in the ion exchange bath 130 is ion-strengthened and heated to a higher temperature only on the disk glass 90 . Existing tempering conditions may be used as is, except that the local heating device 140 is maintained at a temperature higher than the KNO 3 liquid in the ion exchange tank 130.

예를 들어 표면을 강화하는 온도가 400℃(저온부)라면, 커팅부는 500℃ 이상(고온부)으로 가열될 수 있도록 국소가열장치(140)를 구동하면서 표면 강화와 동시에 커팅 단면 강화를 진행한다. 앞서 언급한 바와 같이, 더 높은 온도로 가열된 부분에서의 이온교환 속도는 다른 부분에 비해서 수~수십배 빠르고, 원판 유리(90) 두께 전체에 걸쳐서 이온교환이 진행되게 되어 도 2에 도시한 것과 같은 강화 유리(100)를 얻을 수 있다. 이 경우, 표면과 내부의 이온 농도 차이가 없기 때문에 표면과 내부에 압축과 인장 응력이 형성되지 않고, 표면에 강화가 되지 않기 때문에 쉽게 스크라이빙이 된다. 3차원적으로 볼 때, 커팅 단면에서 유효면으로 들어감에 따라서 이온 농도 구배가 발생하고 단면의 강화가 가능하게 된다. 혹시 커팅 단면에 응력이 형성될 수 있으나, 표면강화보다 온도가 높기 때문에 유리의 Ts와 근접 또는 이상이 될 수 있으며, 자연적으로 응력 감소가 되어 커팅에 유리한 상태가 되는 이점이 있다. For example, if the temperature for strengthening the surface is 400 占 폚 (low temperature portion), the cutting section can strengthen the cutting section while enhancing the surface while driving the local heating device 140 so that the cutting portion can be heated to 500 占 폚 or higher (high temperature portion). As described above, the ion exchange rate in the portion heated to a higher temperature is several to several times faster than the other portions, and the ion exchange proceeds throughout the entire thickness of the disk glass 90, The tempered glass 100 can be obtained. In this case, because there is no difference in ion concentration between the surface and the inside, no compressive and tensile stresses are formed on the surface and inside, and the surface is not hardened, so scribing is easy. From the three-dimensional viewpoint, the ion concentration gradient occurs as the cutting surface enters the effective surface, and the cross-section can be strengthened. Stress can be formed at the cutting edge, but it can be close to or more than Ts of the glass because the temperature is higher than that of the surface reinforcement. There is an advantage that the stress is reduced naturally and the cutting is favorable.

단계적 강화는 다시 2가지로 분류할 수 있으며, 선 커팅 단면 이온교환 방식과, 후 커팅 단면 이온교환 방식이 있다. Staged reinforcement can be divided into two types: ion-exchange method of the line cutting section and ion exchange method of the rear cutting section.

도 4는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 선 커팅 단면 이온교환 방식을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a view for explaining a method of ion-exchanging a section of a line cutting end in the method of manufacturing tempered glass according to the present invention.

이 방법은 커팅 단면, 즉 고온부 이온교환을 먼저 진행한 후 전체면, 즉 저온부에 대하여 강화를 진행하는 방법이다. This method is a method in which the strengthening is performed on the entire surface, that is, the low temperature portion after the cutting section, that is, the high temperature portion ion exchange, is advanced first.

먼저 (a)에서와 같이 원판 유리(90) 커팅부에 KNO3 염을 도포한 후 커팅부를 가열할 수 있는 구조의 국소가열장치(140)를 이용해 원판 유리(90)를 가열함으로써 고온에서 이온교환을 일으킨다. 이 때 가열 온도가 Ts 이상의 경우, 강화 시간 감소가 가능하다. First, as shown in (a), the disk glass 90 is heated by applying a KNO 3 salt to the cutting portion of the disk glass 90 and then heating the cutting portion using a local heating device 140 having a structure, ≪ / RTI > At this time, if the heating temperature is Ts or more, the strengthening time can be reduced.

이후 (b)에서와 같이 이온교환조(130)에 원판 유리(90)를 담가 전체면에 대하여 강화를 진행하면, 강화 유리(100)를 제조할 수 있다.After that, the reinforcing glass 100 can be manufactured by immersing the disc glass 90 in the ion exchange bath 130 and then strengthening the entire surface.

이 방법은 동일 커팅 사이즈를 대량 생산시 유리하다.This method is advantageous in mass production of the same cutting size.

다음 도 5는 본 발명에 따른 강화 유리 제조 방법 중 후 커팅 단면 이온교환 방식을 설명하기 위한 도면이다. Next, FIG. 5 is a view for explaining a posterior cutting section ion exchange method in the tempered glass manufacturing method according to the present invention.

이 방법은 위 선 커팅 단면 이온교환 방식과 반대의 순서로 진행한다. 즉, 전체면에 대하여 강화를 진행한 후 커팅 단면에 대하여 이온교환을 진행한다.This method proceeds in the reverse order to the cutting line section ion exchange method. That is, after the strengthening is performed on the entire surface, ion exchange is performed on the cutting end face.

먼저 (a)에서와 같이 이온교환조(130)에 원판 유리(90)를 담가 전체면에 대하여 강화를 진행한다. First, as shown in (a), the disk glass 90 is immersed in the ion exchange tank 130, and the whole surface is strengthened.

이후 (b)에서와 같이 원판 유리(90) 커팅부만 국소가열장치(140)를 이용해 재가열하여 커팅 단면을 강화한다. 이 때, 원판 유리(90)를 이온교환조(130)에 그대로 둔 상태에서 국소가열장치(140)를 이용해 추가 가열하거나, 원판 유리(90)를 이온교환조(130) 안에서 꺼낸 후 필요하다면 이온교환을 위한 염을 해당 부위에 도포하고 나서 국소가열장치(140)를 이용해 추가 가열하는 것이 가능하다.As shown in (b), only the cutting portion of the disk glass 90 is reheated using the local heating device 140 to reinforce the cutting edge. At this time, the disk glass 90 is left in the ion exchange bath 130 and is further heated by using the local heating device 140, or the disk glass 90 is taken out from the ion exchange bath 130, It is possible to apply a salt for exchange to the site and then to further heat using the local heating device 140.

도 5와 같은 방법은 커팅하고자 하는 크기, 모양이 다를 경우 대응 가능하다는 장점이 있다.The method as shown in FIG. 5 has an advantage that it can be handled when the size and shape to be cut are different.

이상의 방법들에서 국소가열장치(140)는 국부적으로 가열할 수 있는 열선 등과 같은 것이며, 특정 장비로 한정하지 않는다. In the above methods, the local heating device 140 is such as a hot wire or the like which can be locally heated, and is not limited to a specific equipment.

소다 라임 유리 및 상용 강화 유리에 대해서 실험 결과, 계산된 온도별 칼륨 이온 확산속도는 다음 표 1과 같다. (상용 강화 유리의 경우, 모델명은 따로 표기하지 않고 기호 A 내지 E로 대체함. 단위 : um/hr)Soda lime glass and commercial tempered glass were measured and the calculated potassium ion diffusion rates by temperature were as shown in Table 1 below. (In the case of commercial tempered glass, the model name shall be replaced by the symbols A to E without being marked separately.) Unit: um / hr)

Figure pat00001
Figure pat00001

만약 500um 두께의 유리에 대하여, 표면 강화를 400℃ 6시간을 한다고 가정할 경우, 6시간 동안 500um 이상 이온교환이 되는 조건을 선정하면 된다.If 500-m-thick glass is assumed to have a surface temper- ature of 400 ° C for 6 hours, select a condition for 500-m or more ion exchange for 6 hours.

예를 들어, 유리 C의 경우, 커팅부를 약 680℃로 가열한다면, 각 표면에서 약 300um 이상씩 확산되어, 유리 두께에 대하여 완전 교환 상태가 된다. 따라서 응력없는 상태가 된다. 또한 680℃는 대부분의 강화 유리에서 Ts 부근 또는 이상의 온도이기 때문에, 자연적으로 응력이 제거되는 이점도 있다.For example, in the case of glass C, if the cutting portion is heated to about 680 캜, the glass is diffused by about 300 탆 or more on each surface, and the glass is completely exchanged for the thickness. This results in a stress-free state. Also, since 680 캜 is a temperature around Ts or higher in most tempered glass, there is an advantage that stress is naturally removed.

강화 유리를 커팅 후 사용을 위해서는 베벨링을 해야 하며, 베벨링 두께를 고려해야 한다. 이는 국소 가열의 크기(폭), 시간 등을 조절하여 적용 가능하다.For use after cutting tempered glass, bevel ringing is required and bevel ring thickness must be considered. This can be applied by adjusting the size (width), time, etc. of local heating.

커팅부의 가열 범위, 즉, 국소 가열부의 가열 온도 및 시간 조건은 유리 두께 및 강화 조건에 따라 다르나, 일반적 강화 유리인 0.5mm 두께의 유리에 대해서는 표면 강화온도 이상 ~ Ts+100℃의 온도범위가 가능하다. Ts-100℃ ~ Ts+50℃의 온도범위가 바람직하고, Ts-50℃ ~ Ts의 온도범위가 보다 바람직하다. 만약 Ts 이상으로 국소 가열을 한다면 과도한 이온교환 및 유리의 변형이 없는 범위의 온도에서 사용 가능하다.The heating range of the cutting part, that is, the heating temperature and time conditions of the local heating part, depends on the glass thickness and the reinforcing conditions, but the temperature range from the surface tempering temperature to Ts + 100 ° C Do. A temperature range of Ts-100 DEG C to Ts + 50 DEG C is preferable, and a temperature range of Ts-50 DEG C to Ts is more preferable. If local heating above Ts, it can be used at a range of temperatures without excessive ion exchange and glass deformation.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

90: 원판 유리 100, 100': 강화 유리
110: 이온교환층 120: 추가이온교환층
130: 이온교환조 140: 국소가열장치90: Disc glass 100, 100 ': Tempered glass
110: ion exchange layer 120: additional ion exchange layer
130: Ion exchange bath 140: Local heating device

Claims (16)

이온교환을 이용한 유리 강화를 통해 강화 유리를 제조하는 방법으로서,
유리 표면을 저온부와 이보다 온도가 높은 고온부로 나누어 상기 유리 표면이 상이한 온도에서 이온교환이 이루어지도록 하는 강화 유리 제조 방법.A method of making tempered glass through glass reinforcement using ion exchange,
Wherein the glass surface is divided into a low temperature part and a high temperature part having a higher temperature than the glass surface so that the glass surface is ion-exchanged at different temperatures. 제1항에 있어서, 상기 저온부는 유리 표면에서 이온교환이 이루어지도록 하는 온도이고 상기 고온부는 상기 유리 두께 전체에 걸쳐 이온교환이 이루어지도록 하는 온도인 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.The method of claim 1, wherein the low-temperature portion is a temperature at which ion exchange is performed on the glass surface, and the high-temperature portion is a temperature for allowing ion exchange to be performed over the entire glass thickness. 제1항에 있어서, 상기 저온부와 고온부는 동시에 이온교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.The method of claim 1, wherein the low-temperature portion and the high-temperature portion are simultaneously ion-exchanged. 제1항에 있어서, 상기 저온부와 고온부는 순차적으로 이온교환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.The method of claim 1, wherein the low-temperature portion and the high-temperature portion are sequentially ion-exchanged. 제1항에 있어서, 상기 저온부의 이온교환은 이온교환을 위한 염의 용액이 있는 이온교환조 안에서 상기 유리 전체에 대해 수행하고 상기 고온부의 이온교환은 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법. The method according to claim 1, wherein the ion exchange at the low temperature part is performed for the entire glass in an ion exchange chamber containing a salt solution for ion exchange, and the ion exchange for the high temperature part is performed by heating the glass using a local heating device Wherein said step of making said tempered glass comprises the steps of: 제5항에 있어서, 상기 고온부의 이온교환 후 상기 저온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 유리 표면에 상기 이온교환을 위한 염이나 용액이 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.6. The method according to claim 5, wherein the ion exchange of the low temperature portion is performed after the ion exchange of the high temperature portion, and the ion exchange of the high temperature portion is performed by using a local heating device, Wherein the heating is performed at a heated area by heating. 제5항에 있어서, 상기 저온부의 이온교환 후 상기 고온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 상기 유리가 상기 이온교환조 안에 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법. 6. The method of claim 5, wherein ion exchange of the high temperature portion is performed after ion exchange of the low temperature portion, and ion exchange of the high temperature portion is performed by heating the glass using the local heating device in a state where the glass is in the ion exchange chamber In the region of the glass surface. 제5항에 있어서, 상기 저온부의 이온교환 후 상기 고온부의 이온교환이 이루어지며, 상기 고온부의 이온교환은 상기 유리를 상기 이온교환조 안에서 꺼내고 상기 유리 표면에 상기 이온교환을 위한 염이나 용액이 있는 상태에서 국소가열장치를 이용해 상기 유리를 가열함으로써 가열된 부위에서 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.6. The method according to claim 5, wherein ion exchange of the high temperature part is performed after ion exchange of the low temperature part, and ion exchange of the high temperature part is carried out by taking out the glass from the ion exchange bath, And heating the glass by using a local heating device in a state where the glass is heated. 제1항에 있어서, 상기 고온부는 제조된 강화 유리의 커팅 예정 위치인 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법. The method of manufacturing a tempered glass according to claim 1, wherein the high temperature portion is a predetermined cutting position of the manufactured tempered glass. 제1항에 있어서, 상기 이온교환 후 상기 고온부를 따라 상기 유리를 커팅하는 단계를 더 포함하는 강화 유리 제조 방법.The method of claim 1, further comprising cutting the glass along the high temperature portion after the ion exchange. 제1항에 있어서, 상기 고온부의 온도는 상기 저온부의 온도 이상 ~ 상기 유리의 스트레인점(Ts)+100℃의 온도범위인 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법. The tempered glass manufacturing method according to claim 1, wherein the temperature of the high temperature part is in a range of a temperature higher than the temperature of the low temperature part to a strain point (Ts) of the glass + 100 ° C. 제1항에 있어서, 상기 고온부의 온도는 상기 유리의 스트레인점(Ts)-100℃ ~ 상기 유리의 스트레인점(Ts)+50℃의 온도범위인 것을 특징으로 하는 강화 유리 제조 방법.The tempered glass manufacturing method according to claim 1, wherein the temperature of the high temperature part is in a temperature range of a strain point (Ts) of the glass to -100 ° C to a strain point (Ts) of the glass + 50 ° C. 표면에 이온교환층이 형성된 강화 유리로서 상기 유리 두께 방향으로 이온 농도 구배가 없는 추가이온교환층이 상기 강화 유리의 적어도 일부에 상기 유리 두께 전체에 걸쳐 더 형성되어 있는 강화 유리.Wherein a tempered glass having an ion-exchange layer formed on its surface is further formed on at least a part of the tempered glass over the entire thickness of the glass, the additional ion-exchanged layer having no ion concentration gradient in the glass thickness direction. 제13항에 있어서, 상기 추가이온교환층은 상기 유리 두께 방향에 수직으로 상기 유리 내부로 들어감에 따라 이온 농도 구배가 있는 것을 특징으로 하는 강화 유리.The tempered glass according to claim 13, wherein the additional ion-exchange layer has an ion concentration gradient as it enters the inside of the glass perpendicular to the glass thickness direction. 제14항에 있어서, 상기 추가이온교환층은 상기 강화 유리의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강화 유리.15. The tempered glass according to claim 14, wherein the additional ion exchange layer is formed on a side surface of the tempered glass. 제15항에 있어서, 상기 측면은 베벨링 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 강화 유리.The tempered glass according to claim 15, wherein the side face is beveled.
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