KR20190059059A - Manufacturing Apparatus of Chemical Reinforcement Glass using Space integral type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학 치환을 통하여 강화 유리를 제조하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 산화알카리가 첨가된 유리의 나트륨 혹은 리튬 성분을 예열, 치환, 냉각, 공냉의 과정을 통하여 질산칼륨의 칼륨과 치환하고 세척, 건조함으로써 유리의 표면을 강도 높은 강화유리로 제조하는 장치에 관한 것으로서, 각 공정을 단일 공간에 집중하여 열손실을 줄여 강도를 더욱 높이고 불량을 줄일 수 있는 강화 유리 제조 장치이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus for producing tempered glass through chemical substitution. More specifically, sodium or lithium component of glass containing alkali oxide is substituted with potassium potassium nitrate through preheating, substitution, cooling, Cleaning, and drying the glass surface to a high-strength tempered glass. The apparatus can concentrate each process in a single space to reduce heat loss, thereby increasing the strength and reducing defects.
강화유리의 필요성은 예전부터 대두되어 왔다. 터치스크린에는 스크래치의 발생을 줄이고, 실내 유리는 파손에 따른 인체의 피해를 줄여야 하며, 고층 건물에는 지진에 따른 파손을 줄여야 하며, 태양광 유리는 우박으로부터의 파손을 줄여야 한다. 또한 관광지의 아래가 훤히 내려다보이는 유리 발판을 사용할 경우나, 비행기, 열차, 자동차의 유리에도 강화유리가 필수적이다.The need for tempered glass has long been evident. It is necessary to reduce scratches on the touch screen, to reduce the damage of the human body due to breakage of the glass, to reduce damage caused by the earthquake in the high-rise buildings, and to reduce damage from the hail. Tempered glass is also essential when using glass scaffolds that look down on sightseeing spots, or on airplanes, trains, and automobiles.
일반 유리의 특성은 충격이나 굽힘 등의 힘에 절대적으로 취약하여 크기가 클수록 그 취약함은 기하급수적으로 늘어난다. 이러한 일반 유리의 표면을 화학치환을 통하여 응력을 부가함으로써 강도를 증가시켜 표면 강도, 내충격성, 내탄력성, 굽힘 응력, 내열성, 인장 강도를 증가시킨 것이 강화유리이다.The characteristics of ordinary glass are absolutely vulnerable to impacts such as impact and bending, and the larger the size, the more exponentially. It is tempered glass with increased surface strength, impact resistance, resilience, bending stress, heat resistance and tensile strength by increasing the strength by adding stress through the chemical substitution of the surface of such ordinary glass.
강화유리는 일반적으로 에칭 강화, 열 강화, 화학 강화 등의 제작 방법이 있는데, 에칭 강화는 유리의 표면을 가공하여 굴곡을 주는데 빛의 투과율을 떨어뜨리는 것 뿐만 아니라 강도가 떨어지기도 한다. 열 강화는 일반적으로 후판 유리에 많이 사용되는 방식인데 유리를 약700도씨 가량의 고온으로 일정시간 가열한 후 다시 유리의 표면에 찬바람으로 급냉시켜 유리의 표면에는 압축응력이 생기게 하고 내부에는 인장응력이 생기도록 하는 방법으로 유리의 강도를 높여준다. 단점으로는 유리두께가 3.2mm 이상의 유리에만 적용이 가능한 한계가 있다. 두께 2.8mm 이하의 얇은 박판 유리는 열 강화에서 사용되는 내부와 외부의 온도차를 이용하는 메커니즘으로 인해 강화의 한계가 있는데다 얇은 두께로 인하여 쉽게 녹아 형태가 변형, 왜곡될 수 있다.Toughened glass is generally manufactured by etching, tempering, chemical strengthening, etc. Etching strengthening not only lowers the light transmittance but also reduces the strength of the glass surface by bending it. Heat strengthening is a method commonly used for thick plate glass. After heating the glass at a high temperature of about 700 degrees Celsius for a certain time, the glass is rapidly quenched by cold wind to cause compressive stress on the surface of the glass, To increase the strength of the glass. The disadvantage is that it can be applied only to glass having a thickness of 3.2 mm or more. Thin sheet glass with a thickness of 2.8mm or less can be strengthened due to the mechanism of utilizing the temperature difference between the inside and the outside which is used in heat strengthening, and because of its thin thickness, it can be easily melted and deformed and distorted.
이온교환법에 의한 화학 강화의 연구는 1960년대에 실시되어 기본 원리가 확립되어 있지만, 근래에는 큰 진전은 보이지 않고 있다. 또한 유리제품이 플라스틱으로 치환되는 경우가 많아 유리 시장이 점점 축소되는 경향이 있다. 근래 큰 진전이 보이지 않는 이유는 여러가지 문제점이 발견되어 불량률이 증가했기 때문이다. 미세한 흠과 강도의 편차가 발생되거나, 인장 응력이 작용하면 Griffith Flaw의 선단에 응력 집중 현상이 발생하고 재료가 균열이 발생하면서 파괴가 일어난다.The study of chemical strengthening by ion exchange was conducted in the 1960s and the basic principles have been established, but no major progress has been made in recent years. In addition, glass products tend to be replaced by plastics, and the market for glass tends to decrease. The reason why we are not making great progress in recent years is that the defect rate has increased due to various problems. If there is a slight deviation of the flaw and the strength, or when tensile stress is applied, stress concentration occurs at the tip of the Griffith flaw and the material breaks as cracks occur.
화학 강화는 산화나트륨이 첨가된 유리에 적용하며 유리 표면의 이온 반경이 작은 나트륨 이온을 이온 반경이 큰 칼륨 이온으로 치환하여 압축 응력을 유리의 표면에 발생시키는 방법이다. 강화염으로 질산염이 사용되며, 이는 알칼리 질산염이 유리의 전이점 이하에서 용융하기 때문이다. 질산염은 주로 타 알칼리염과 혼합하여 사용하는 경우 강도를 높일 수 있다. 질산칼륨에 탄산칼륨을 혼합한 강화염(475℃)에 소다석회유리를 약 3.5시간 침적한 경우의 압축응력 변화를 검토하였다. 실험결과 질산 칼륨 100%보다 탄산칼륨을 수% 치환한 경우가 동일 조건에서 높은 응력을 나타냈다. 화학 강화에서 이온교환은 확산에 의해 일어난다. 따라서 이온 교환의 양은 Fick의 법칙에 따라서 시간의 1/2승에 비례하게 된다. 응력 깊이를 2배로 하기 위해서는 4배의 시간이 필요하며 응력 층의 깊이에 따라서 상당한 강화시간이 필요한 것을 알 수 있다. 예로 소다석회유리를 KNO3 중에서 이온교환 처리한 경우 강화온도와 시간에 따른 굽힘강도의 변화를 측정하였다. 강화시간에 따른 굽 힘강도의 최대치는 강화온도가 높을수록, 단시간에 최대치가 생기는 것을 알 수 있었다. 즉, 시간을 길게 하거나 온도를 높이는 방향으로 생산해야 하는 어려움이 있다.Chemical strengthening is applied to glass with sodium oxide added. It is a method of generating compressive stress on the surface of glass by replacing sodium ion with small ionic radius on glass surface with potassium ion with large ionic radius. Nitrate is used as the reinforcing salt because the alkali nitrate melts below the transition point of the glass. Nitrate can be used to increase strength when mixed with other alkali salts. The change in compressive stress was examined when the soda lime glass was immersed in a reinforcing salt (475 ° C) in which potassium nitrate was mixed with potassium carbonate for about 3.5 hours. As a result of the experiment, the case of replacing potassium carbonate by several% than potassium nitrate of 100% showed high stress under the same condition. In chemical strengthening, ion exchange occurs by diffusion. Therefore, the amount of ion exchange is proportional to 1/2 power of time according to Fick's law. It can be seen that four times as much time is required to double the stress depth and a considerable strengthening time is required depending on the depth of the stress layer. For example, when the soda lime glass was ion-exchanged in KNO3, the change of bending strength with tempering temperature and time was measured. It was found that the maximum value of the bending strength according to the strengthening time was the maximum value in a short time as the strengthening temperature was high. In other words, there is a difficulty to produce in the direction of lengthening the time or increasing the temperature.
그러나, 최근에는 강화 유리의 수요가 날로 증가함으로 화학 강화의 공정을 효율성있게 감소시켜 크기, 두께와 형태에 구애 받지 않는 화학 강화 유리의 제조 장치를 개발하도록 요구되고 있다.In recent years, however, demand for tempered glass has been increasing steadily, and it has been required to effectively reduce the chemical strengthening process and to develop a manufacturing apparatus for chemical tempered glass which is free from the size, thickness and shape.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 일반 유리를 이용하여 고강도, 내충격성, 내탄력성, 고신율의 화학 강화 유리를 제조하는데 목적이 있다. 크기, 두께, 형태 및 자동차용 굴곡 유리, 색상 유리와 같은 일반적이지 않은 특수 유리에도 구애받지 않는 산업의 전분야에 적용이 가능한 강화 유리를 제조하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to manufacture a chemical tempered glass having high strength, impact resistance, elastic resilience and high elongation using ordinary glass. It is aimed to manufacture tempered glass which can be applied to all kinds of industries, regardless of size, thickness, shape, and unconventional special glass such as automobile curved glass and color glass.
특히, 기존의 화학 강화 유리의 제조 방식인 예열, 강화, 냉각, 공냉의 각 공정을 각각의 공간과 설비로 제작하여야 유리를 생산할 수 있으나 본 발명에서는 단일 공간에서 예열, 강화, 냉각, 공냉이 이루어져 공간 및 설비 비용을 감소시키며, 기존의 화학 강화 유리 제조 방식에서의 단점인 공정별 유리의 이송 단계에서 발생하는 열 손실을 줄여 제품의 강도를 더욱 높이고 불량을 더욱 최소화 하는데 목적이 있다.Particularly, it is possible to produce glass by preparing each step of preheating, strengthening, cooling, and air cooling, which is a conventional manufacturing method of chemical tempered glass, in respective spaces and facilities. In the present invention, preheating, tempering, cooling, And it is aimed to reduce the heat loss generated in the process of transferring the glass by each process, which is a disadvantage in the conventional chemical tempered glass manufacturing method, thereby further increasing the strength of the product and further minimizing the defect.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 장치 및 절차를 진행한다.In order to achieve the above object, the present invention proposes the following apparatuses and procedures.
산화알카리(Na2O,Li2O)가 첨가된 유리(10)가 장착되되, 상기 유리(10)와 접하는 측면 접점과 하부 접점에 유리(10)를 안치할 수 있는 요철 모양의 가이드 판(11)이 배치되어 있고, 상기 가이드 판(11)과 접하는 하부에 코일 스프링(12)을 장착하여 충격에 따른 파손을 감소시키는 치구(100);를 구비한다. 상기 코일 스프링(12)은 상기 가이드 판(11) 하부에 접합되되, 가이드 판(11) 하부 면적에 골고루 분산되어 장착되도록 하여 하중의 쏠림이 없도록 구비하여야 한다.A
상면은 노출되어 있고 측면에는 상기 치구(100)가 출입할 수 있는 통로(20)가 있으며 다른 측면에는 바람 및 액체가 통할 수 있는 구멍(21)이 있고, 상기 구멍과 구멍 사이에는 히터(22)를 구비하며 상기 통로(20)를 통하여 상기 치구(100)에 장착된 유리(10)가 삽입되면 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도센서와 외부에서 온도를 조절할 수 있는 온도조절장치(33)가 장착되어 약 40도씨가량의 단위로 승온과 정온을 반복할 수 있으며 상온에서 350~440도씨까지 승온과 감온이 가능한 예열 및 냉각 기능의 예열냉각장치(200);를 구비한다.The upper surface is exposed and the side surface is provided with a
상기 예열냉각장치(200)를 외부에서 둘러싸고 측면에 누수 방지용 자동 개폐식 문(30)이 장착되어 질산칼륨 용액을 4시간이상 침지시키는 강화장치(300);와 상기 강화장치(300)의 외부에 있고 질산칼륨 용액을 사전에 350도씨가량의 온로로 유지하고 저장 및 공급할 수 있는 저장장치(400);를 구비한다. 상기 강화장치(300)와 상기 저장장치(400)의 사이에는 연결된 질산칼륨을 이송시킬 수 있는 이송장치(500);가 구비되며, 상기 이송장치(500)의 중간에는 질산칼륨의 이송을 원활히 하기 위한 펌프(50) 및 밸브(51)가 구비되어, 상기 강화장치(300)에 질산칼륨을 공급할 수 있도록한다. 또한 상기 강화장치(300)의 외부 측면에는 질산칼륨의 유량을 측정할 수 있는 유량게이지(32)가 장착되어 질산칼륨의 양을 측정하고 적정량에 도달하면 상기 이송장치(500)의 밸브(51)를 차단하여 양을 조절한다. 질산칼륨이 공급된 상기 강화장치(300)의 내부 상면에는 저속의 프로펠러(31)가 장착되어 공기 및 질산칼륨을 유동시켜 내부 온도의 편자가 1도씨 이하로 되도록 한다. 상기 강화장치(300)에 질산칼륨을 공급받아 상기 유리(10)를 4시간이상 침지시킬 때는 온도를 질산칼륨의 끓는점인 400도씨보다 40도씨가량 상회한 440도씨가량으로 유지해야 한다.A
상기 강화장치(300)에서 4시간 가량의 침지 작업이 완료되면, 상기 이송장치(500)를 통하여 상기 저장장치(400)로 질산칼륨을 배출시킨다. 이때, 잔류 질산칼륨에 유의해야하며, 배출이 완료되면 상기 강화장치(300)의 온도조절장치(33)를 통하여 상기 예열냉각장치(200)의 내부를 약 40도씨가량의 단위로 감온과 정온을 반복하며 80도씨까지 냉각시킨다.When the immersion operation for about 4 hours is completed in the
상기 예열냉각장치(200)의 내부가 80도씨까지 냉각이되면, 상기 강화장치(300)의 개폐식 문(30)을 열고 자연풍이나 대기 상태에서 30도씨까지 급속 냉각시키는 공냉 시간을 가진다.When the inside of the preheating
물로 세척할 수 있는 세척장치(600)를 구비하되 상기 세척장치(600)에는 외부에 연결된 보조 물탱크를 구비하고 상기 물탱크에는 물, 온도센서 및 온도조절장치(33)가 장착되어 있어 사전에 80도씨 정도의 온도를 유지하여 상기 세척장치(600)에 공급해 둔다. 상기 공냉 시간이 지나 상기 예열냉각장치(200)의 내부가 30도씨까지 급냉이 완료되면 상기 유리(10)가 장착된 상기 치구(100)을 배출하여 물로 세척할 수 있는 상기 세척장치(600)로 이송한다. 이때, 상기 치구(100)는 상기 세척장치(600)의 온수 속에 20분가량 담궈두어 칼륨으로 치환된 유리(10)의 불균형한 응력을 풀어준다. 상기 치구(100)가 온수 속에서 20분가량이 지나면 온수는 보조 물탱크로 다시 내 보낸다.The
상기 세척장치(600)의 상면에는 여러개의 물을 분사할 수 있는 노즐이 장착되어, 세척 및 건조를 할 수 있도록 한다.The upper surface of the
기존의 강화 유리 제조 장치에서는 세척 단계를 제외하고도 예열, 강화, 냉각, 공냉이라는 네단계 이상의 공정에 각각의 공간 및 설비를 확보하여야 제조할 수 있지만 본 발명에서는 단일 공간에서 예열, 강화, 냉각, 공냉을 함으로서 공간 및 설비의 이중 비용이 발생하지 않는다. 또한, 기존의 장치에서 각 공정별로 유리를 이동하는 중간에 발생되는 열손실을 줄여 유리의 내부에 불균형적인 응력 집중 현상을 줄일 수 있고 강도는 더욱 증가한다.In the conventional tempered glass manufacturing apparatus, it is possible to manufacture the tempered glass manufacturing apparatus only by securing the respective spaces and equipments in the four or more steps of preheating, strengthening, cooling, and air cooling except for the washing step. However, Air cooling does not cause double cost of space and equipment. In addition, in conventional devices, it is possible to reduce uneven stress concentration inside the glass by reducing the heat loss generated in the middle of moving the glass by each process, and the strength is further increased.
본 발명의 강화 유리 제조장치에서 생산된 강화 유리는 기존 강화 유리의 표면 강도, 내충격성, 내탄력성, 굽힘 응력, 내열성, 인장 강도보다 더 증가하게 되는데, 일반 유리의 강도보다 9배, 내탄력성 및 인장 강도는 4배로 증가하게 되며, 기존 강화 유리의 강도보다 2배, 내탄력성 및 인장 강도는 1.2배로 증가하게 된다.The tempered glass produced by the tempered glass producing apparatus of the present invention is higher than the conventional tempered glass in terms of surface strength, impact resistance, resilience, bending stress, heat resistance and tensile strength. The tensile strength is increased by a factor of four, and the strength of the conventional tempered glass is doubled, and the elastic resilience and tensile strength are increased by a factor of 1.2.
본 강화 유리 제조 장치에서 제조한 유리는 극악의 환경에서 파손되었다 하더라도 날카로운 모서리가 발생되지 않아 신체에 손상을 줄 수 있는 피해를 최소한으로 줄일 수 있다.The glass produced in this tempered glass manufacturing apparatus can minimize the damage that can damage the body because sharp edges are not generated even if it is damaged in a severe environment.
또한 두께 및 형태에 구애받지 않으며, 색상 유리, 반투명 유리, 자외선 차단 유리 등 특수 유리에도 적용할 수 있다.In addition, it can be applied to special glass such as color glass, translucent glass, ultraviolet shielding glass, regardless of thickness and shape.
도 1은 본 발명의 강화 유리 제조 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 강화 유리 제조 장치의 공간 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예로 제작할 강화 유리의 제조 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 각 공정에 대하여 세부 실시예를 보여주는 세부 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 산화알카리가 첨가된 유리를 장착한 치구의 모습이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 예열냉각장치를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 강화장치를 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 저장장치 및 이송장치를 보여주는 개략도이다.1 is a conceptual diagram of an apparatus for manufacturing tempered glass of the present invention.
2 is a space layout diagram of the tempered glass manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a tempered glass to be manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed process diagram illustrating each process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a jig equipped with a glass to which alkali metal oxide is added according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing a preheating cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram illustrating a reinforcement device in accordance with one embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram showing a storage device and a transfer device according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.
본 발명은 산화알카리(Na2O,Li2O)가 첨가된 유리에서 나트륨 혹은 리튬 분자를 질산 칼륨의 칼륨 분자로 치환하여 강화 유리로 제조하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 치구(100), 예열냉각장치(200), 강화장치(300), 저장장치(400), 이송장치(500), 세척장치(600)를 구비하여 1~20mm의 두께인 유리를 두께 및 형상에 관계없이 강화할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing tempered glass by replacing sodium or lithium molecules with potassium molecules of potassium nitrate in a glass to which alkali oxide (Na 2 O, Li 2 O) is added, 200, tempering
본 발명에서 사용되는 강화 유리의 제조방법에 따른 치환법은 칼륨 치환법이다. 칼륨 치환법은 산화나트륨 혹은 산화리튬과 질산칼륨을 혼합하면 산화나트륨의 나트륨 성분 혹은 산화리튬의 리튬 성분과 질산칼륨의 칼륨성분이 치환되어 질산나트륨 혹은 질산리튬과 산화칼륨으로 이온이 치환되는 방법이다. 나트륨 이온(1.1A)보다 이온반경이 큰 칼륨이온(1.6A)으로 치환시키게 되면 나트륨이 있던 작은 공간에 몸집이 큰 칼륨이 들어가게 되므로 치환되어 들어간 칼륨이온의 주위는 스트레스를 받게 되고, 결국 스트테인이 쌓이게 되어 유리 표면이 강화되는 원리를 이용하는 것이다. 이는 산화리튬과 질산칼륨을 혼합하여 치환하는 방법도 동일하다. 산화리튬이 첨가된 유리를 강화한 후의 강도는 산화나트륨이 첨가된 유리를 강화한 후의 강도보다 두배로 높다. 이는 리튬 이온(0.8A)이 나트륨 이온(1.1A)보다 더 작기 때문이다.The substitution method according to the manufacturing method of the tempered glass used in the present invention is the potassium substitution method. The potassium substitution method is a method in which when sodium oxide or lithium oxide and potassium nitrate are mixed, the sodium component of sodium oxide or the lithium component of lithium oxide and the potassium component of potassium nitrate are substituted and ions are substituted with sodium nitrate or lithium nitrate and potassium oxide . When the potassium ion (1.6A) having a larger ion radius than the sodium ion (1.1A) is substituted, large potassium is contained in a small space where sodium exists, so that the surroundings of the substituted potassium ion are subjected to stress, And the glass surface is strengthened. This is also the same as the method of mixing lithium oxide and potassium nitrate by substitution. The strength after strengthening the glass with lithium oxide is twice as high as the strength after strengthening the glass with sodium oxide. This is because the lithium ion (0.8A) is smaller than the sodium ion (1.1A).
도 1에서는 본 발명의 일실시예에 따라 화학 강화 유리 제조 장치를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 산화알카리가 첨가된 유리(10)를 장착한 치구(100);와 상면은 노출되어 있고 측면에는 상기 치구(100)가 출입할 수 있는 통로(20)가 있으며 다른 측면에는 바람 및 액체가 통할 수 있는 구멍(21)이 있고, 상기 구멍과 구멍 사이에는 히터(22)를 구비하며 상기 통로(20)를 통하여 상기 치구(100)에 장착된 유리(10)가 삽입되면 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도센서와 외부에서 온도를 조절할 수 있는 온도조절장치(33)가 장착되어 약 40도씨가량의 단위로 승온과 정온을 반복할 수 있으며 350~440도씨까지 승온과 감온이 가능한 예열 및 냉각 기능의 예열냉각장치(200);와 상기 예열냉각장치(200)를 둘러싸고 측면에 누수 방지용 개폐식 문(30)이 장착되어 질산칼륨 용액을 4시간이상 침지시키는 강화장치(300);와 상기 강화장치(300)에 질산칼륨 용액을 저장 및 공급할 수 있는 저장장치(400);와 상기 강화장치(300)와 상기 저장장치(400)의 사이에 연결된 질산칼륨을 이송시킬 수 있는 이송장치(500);와 상기 강화장치(300)로부터 배출된 상기 치구(100)에 장착된 유리(10)를 물로 세척할 수 있는 세척장치(600);로 구성되어 있다.1 is a schematic diagram showing a chemical tempered glass manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The upper surface is exposed and the side surface is provided with a
도2는 강화 유리(10) 제조 장치가 설치될 때의 공간 배치도이다. 상기 강화장치(300)의 내부에 상기 예열냉각장치(200)가 배치되고 그 속에 상기 치구(100)가 장착되어 공간 활용의 효율이 높아진다. 상기 저장장치(400)는 상기 강화장치(300)의 외부에 배치되어 질산칼륨을 저장 및 공급하게 된다. 또한, 상기 세척장치(600)도 상기 강화장치(400)의 외부에 배치된다.2 is a space layout diagram when the apparatus for manufacturing tempered
도 3은 화학 강화 유리(10)를 제조하는 공정을 나타내는 공정도이다. 본 발명의 강화 유리 제조 장치를 이용하여 화학 강화 유리를 제조하는 제조 방식을 설명하고 있다. 유리(10)를 치구에 장착(S1)하고 예열(S2)을 거친 다음에 강화(S3) 단계를 거치며 냉각(S4)을 하게 되며 공기 중에 냉각하는 공냉(S5)과정을 거쳐 세척(S6)과정을 거치게 된다.3 is a process diagram showing a process for manufacturing the chemical tempered
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 각 공정에 대하여 세부 실시예를 보여주는 세부 공정도이다. 산화알카리가 첨가된 유리(10)를 상기 치구(100)에 장작(S1)하는 단계, 상기 치구(100)를 상기 예열냉각장치(200)에 장착하고 외부에 있는 상기 강화장치(300)의 개폐식 문(30)을 잠근 다음 350도씨까지 단계별로 예열(S2)하는 단계 , 상기 강화장치(300)에 질산칼륨을 공급하고 440도씨에서 4시간 이상 침지하는 강화(S3)하는 단계, 상기 강화장치(300)의 질산칼륨을 상기 저장장치(400)에 배출하고 80도씨까지 단계별로 서냉하는 냉각(S4)하는 단계, 상기 강화장치(300)의 개폐식 문(30)을 개방하고 대기중 상온이 될 때까지 공냉(S5)하는 단계, 상기 치구(100)를 상기 강화장치(300)에서 상기 세적장치(600)로 배출하고 80도씨의 온수에서 20분가량 풀림 과정을 거친 다음 세척 및 건조하는 세척(S6)단계로 진행된다.FIG. 4 is a detailed process diagram illustrating each process according to an embodiment of the present invention. (S1) the glass (10) to which the alkali oxide is added to the jig (100), mounting the jig (100) to the preheat cooling device (200) (S3) by supplying potassium nitrate to the reinforcing device (300) and immersing it at 440 degrees Celsius for at least 4 hours, locking the door (30) and preheating (S2) (S4) discharging potassium nitrate in the storage device (300) to the storage device (400) and gradual cooling stepwise to 80 degrees (S4); opening the opening and closing door (30) (S5), and the
아래는 본 발명의 일실시예에 따른 화학 강화 유리의 제조 장치에 대한 설명과 제조 과정의 설명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing a chemical-tempered glass according to an embodiment of the present invention will be described in detail and a description of the manufacturing process will be described in detail.
첫째, 도 5에서 보여주는 일실시예와 같이 산화알카리가 첨가된 유리(10)를 치구(100)에 장착한다. 강화 유리를 제조하고자 하는 유리의 크기에 따라 달라질 수 있으나 일반적으로 강화하고자 하는 유리의 크기는 2500X2500X20mm의 대형 유리의 크기여서 치구(100)의 측면 및 하면에 유리(10)를 세워서 안치할 수 있도록 장치한 요철 모양의 가이드 판(11)의 크기는 2800X2800X2500mm 정도이여야 하며 가이드 판(11)의 재질은 충격을 완화할 수 있는 특수 섬유 소재를 사용하도록 한다. 상기 가이드 판(11)과 접하는 하부에 코일 스프링(12)을 장착하여 충격에 따른 파손을 감소시키도록 하고 치구(100)의 전체 크기는 3000X3000X2700mm 정도가 된다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S1의 공정이다.First, the
특히, 상기 가이드 판(11)과 상기 유리(10)가 접함으로 해서 칼륨 치환을 방해받게 되는데, 방해를 최소한으로 하기 위하여 상기 가이드판의 측면 및 하면의 요철 부분에 다시 요철을 구비한다. 상기 가이드 판(11)의 요철 부분의 간격은 상기 유리(10)를 안치할 때에 유리와 유리의 사이가 적어도 40mm이상이 되도록 제작하여 유리(10)를 안치한다. 이는 질산칼륨의 용액이나 공기가 원활히 유통될 수 있도록 하기 위함이다.Particularly, since the
다음, 도 6에서 보여주는 일실시예와 같이 예열냉각장치(200)를 구비한다. 상기 예열냉각장치(200)는 상면이 노출되어 있고 측면에는 상기 치구(100)가 출입할 수 있는 통로(20)가 있으며 다른 측면에는 바람 및 액체가 통할 수 있는 구멍(21)이 있고, 상기 구멍과 구멍 사이에는 히터(22), 온도센서와 외부로 연결된 온도조절장치(33)를 구비한다. Next, a preheating
다음, 도 7에서 보여주는 일실시예와 같이 강화장치(300)를 구비한다. 상기 강화장치(300)는 상기 예열냉각장치(200)를 둘러싸고 측면에 누수 방지용 개폐식 문(30)이 장착되어 있으며, 내부 상면에는 공기 및 질산칼륨을 저속으로 유동시킬 수 있는 프로펠러(31)와 외부 측면에는 질산칼륨의 양을 측정하는 게이지(32)가 달려 있다. 상기 예열냉각장치(200)에 상기 치구(100)가 장착되고 상기 강화장치(300)의 개폐식 문(30)을 닫으면 상기 히터(22) 및 온도조절장치(33)로부터 상기 예열냉각장치(200)의 내부를 상온에서 40도씨가량의 단위로 승온과 정온을 반복하며 350도씨까지 승온시키게 된다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S2의 공정 과정이다.Next, a reinforcing
다음, 도 8에서 보여주는 일실시예와 같이 질산칼륨을 저장 및 공급하는 저장장치(400);와 질산칼륨을 이송시키는 이송장치(500)를 구비한다. 상기 저장장치(400)에는 내부에 히터와 온도센서가 장착되어 있고, 외부에는 온도조절장치(40)가 장착되어 있어 상시 350도가량의 온도를 유지하고 있게 된다. 상기 이송장치(500)에는 질산칼륨의 이송을 돕는 이송펌프(50)와 공급을 개시 및 중단할 수 있는 밸브(51)가 장착되어 있다.Next, a
상기 강화장치(300)의 내부에 있는 상기 예열냉각장치(200)의 내부 온도가 350도씨까지 승온되면, 상기 저장장치(400)와 이송장치(500)를 통하여 상기 강화장치(300)의 내부에 질산칼륨을 공급한다. 상기 강화장치(300)에 상기 치구(100)의 높이만큼 질산칼륨의 양을 충분히 충전하고, 상기 강화장치(300) 및 상기 예열냉각장치(200)의 내부 온도를 440도씨로 유지하며 4시간이상 유리(10)를 침지하게 된다. 이때, 상기 강화장치(300)의 내부 상면에 장착한 프로펠러(31)를 저속으로 회전시켜 질산칼륨의 온도에 대한 편차가 1도씨 미만이 되도록 주의하여야 한다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S3의 공정 과정이다.When the internal temperature of the preheating
다음, 상기 강화장치(300)에서 4시간의 침지 공정이 완료되면 칼륨 치환이 완료된다. 상기 강화장치(300)의 내부에 있는 질산칼륨을 다시 상기 이송장치(500)를 통하여 상기 저장장치(400)로 배출한다. 이때, 잔여 질산칼륨이 내부에 남아 있지 않도록 유의한다. 질산칼륨의 배출이 완료되면 상기 강화장치(300)의 내부에 있는 상기 예열냉각장치(200)의 내부 온도를 40도씨가량의 단위로 감온과 정온을 반복하며 80도씨까지 감온시킨다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S4의 공정 과정이다.Next, when the immersion process for 4 hours is completed in the
다음, 상기 강화장치(300)의 내부에 있는 상기 예열냉각장치(200)의 내부 온도가 80도씨까지 감온되면, 상기 강화장지(300)의 개폐식 문(30)을 개방하여 상기 강화장치(300) 및 상기 예열냉각장치(200)의 내부에 장착된 상기 치구(100)를 공기중 대기 상태로 상온까지 공냉시킨다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S5의 공정 과정이다.Next, if the internal temperature of the
다음, 유리(10)를 물로 세척할 수 있는 세척장치(600);를 구비한다. 상기 세척장치(600)에는 온수를 온수탱크에서 공급받아 80도가량의 온도가 되도록 유지한다. 상기 공냉과정이 완료되면 상기 강화장치(300) 및 상기 예열냉각장치(200)의 내부에 장착된 상기 치구(100)를 배출하고 상기 세척장치(600)의 온수에 담궈 20분가량 풀림 과정을 거친다. 상기 풀림 과정은 유리(10)의 표면에 치환된 칼륨성분으로 유리(10)가 불균형적인 응력 집중현상을 줄여줄 수있다.Next, a
상기 풀림 과정이 완료되면 상기 세척장치(600)의 내부 온수를 온수탱크로 배출하고 상기 세척장치(600)의 상부에 장착된 노즐을 통하여 물로 다시 세척과정을 거친다. 상기 물에 의한 세척과정이 끝나면 에어 분사기로 유리(10)의 표면을 불어 건조시키고 2차 세척과 건조 과정을 진행 한다. 도 3 및 도 4에서 보여지는 S6의 공정 과정이다.When the unwinding process is completed, the internal hot water of the
이상과 같이 본 발명의 강화 유리 제조장치에서 생산된 강화 유리는 기존 강화 유리의 표면 강도, 내충격성, 내탄력성, 굽힘 응력, 내열성, 인장 강도보다 더 증가하게 되는데, 일반 유리의 강도보다 9배, 내탄력성 및 인장 강도는 4배로 증가하게 되며, 기존 강화 유리의 강도보다 2배, 내탄력성 및 인장 강도는 1.2배로 증가한다.As described above, the tempered glass produced by the tempered glass manufacturing apparatus of the present invention is higher than the surface strength, impact resistance, resilience, bending stress, heat resistance and tensile strength of the conventional tempered glass, The elasticity and tensile strength of the glass are increased by a factor of four, twice the strength of the conventional tempered glass, and the resilience and tensile strength of the glass are increased by a factor of 1.2.
10 유리
11 가이드 판
12 코일 스프링
20 통로
21 구멍
22 히터
30 개폐식 문
31 프로펠러
32 유량 게이지
33 온도조절장치
40 온도조절장치
50 이송펌프
51 밸브
100 치구
200 예열냉각장치
300 강화장치
400 저장장치
500 이송장치
600 세척장치10 Glass
11 guide plate
12 coil spring
20 passage
21 holes
22 Heater
30 retractable door
31 Propeller
32 Flow Gauge
33 Thermostats
40 Thermostats
50 feed pump
51 valve
100 jiggies
200 Preheating cooling system
300 reinforcement device
400 storage device
500 Feeding Device
600 Cleaning device
Claims (6)
상면은 노출되어 있고 측면에는 상기 치구(100)가 출입할 수 있는 통로가 있으며 다른 측면에는 바람 및 액체가 통할 수 있는 구멍이 있고, 상기 구멍과 구멍 사이에는 히터를 구비하여 상기 통로를 통하여 상기 치구(100)에 장착된 유리가 삽입되면 승온과 감온이 가능한 예열 및 냉각 기능의 예열냉각장치(200);
상기 예열냉각장치(200)를 둘러싸고 측면에 누수 방지용 개폐식 문이 장착되어 질산칼륨 용액을 4시간이상 침지시키는 강화장치(300);
상기 강화장치(300)에 질산칼륨 용액을 저장 및 공급할 수 있는 저장장치(400);
상기 강화장치(300)와 상기 저장장치(400)의 사이에 연결된 질산칼륨을 이송시킬 수 있는 이송장치(500);
상기 강화장치(300)로부터 배출된 상기 치구(100)에 장착된 유리를 물로 세척할 수 있는 세척장치(600);
를 포함하는 강화유리의 제조 장치.
A glass plate to which an alkali oxide is added is mounted and a concave and convex guide plate for placing the glass on the side contact and the lower contact which are in contact with the glass are disposed and a coil spring is attached to the lower portion in contact with the guide plate, A jig 100 for reducing breakage;
The upper surface is exposed, the side surface has a passage through which the jig 100 can enter and exit, and the other side has a hole through which wind and liquid can pass, and a heater is provided between the hole and the hole, A preheating and cooling device 200 for preheating and cooling the glass 100 mounted therein, the temperature of which is increased when the glass is inserted;
A reinforcing device 300 surrounding the preheating and cooling device 200 and equipped with a door for preventing water leakage so as to immerse the potassium nitrate solution for 4 hours or more;
A storage device 400 capable of storing and supplying a potassium nitrate solution to the tempering device 300;
A transfer device (500) capable of transferring potassium nitrate connected between the tempering device (300) and the storage device (400);
A cleaning device 600 capable of washing the glass mounted on the fixture 100 discharged from the reinforcing device 300 with water;
Wherein the reinforcing glass is made of glass.
Wherein a temperature sensor installed inside the preheating cooling device (200) and a temperature control device connected to the outside of the tempering device (300) are mounted.
And a gauge capable of measuring the flow rate of potassium nitrate is mounted on the outer side of the reinforcing device 300, and a propeller for reducing the temperature deviation by flowing air and potassium nitrate at a low speed on the upper surface of the reinforcing device 300. [ Glass manufacturing device.
Wherein a heater and a temperature sensor are mounted inside the storage device (400), and a temperature control device is attached to the outside of the storage device (400).
Wherein a pump for assisting the conveyance and a valve for stopping the conveyance are installed in the middle of the conveying device (500).
Wherein an auxiliary water tank connected to the outside of the washing apparatus 600 by a lake and equipped with a heater, a temperature sensor, and a temperature controller is provided, and a nozzle capable of spraying water is mounted on an upper surface thereof. Device.
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---|---|---|---|---|
KR20220033099A (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-16 | (주) 엔피홀딩스 | Method for glass chemical strengthening with improved management of strengthening solution and glass chemical strengthening furnace therefor |
KR20220135440A (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-07 | 주식회사 엔피씨이에스 | Glass chemical strengthening apparatus using flow of strengthening solution and method for strengthening glass |
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KR20220135440A (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-07 | 주식회사 엔피씨이에스 | Glass chemical strengthening apparatus using flow of strengthening solution and method for strengthening glass |
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