WO2016085175A1 - 유리 기판 모서리 가공 장치 - Google Patents

유리 기판 모서리 가공 장치 Download PDF

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WO2016085175A1
WO2016085175A1 PCT/KR2015/012275 KR2015012275W WO2016085175A1 WO 2016085175 A1 WO2016085175 A1 WO 2016085175A1 KR 2015012275 W KR2015012275 W KR 2015012275W WO 2016085175 A1 WO2016085175 A1 WO 2016085175A1
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WO
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glass substrate
heating element
edge
contact
processing device
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PCT/KR2015/012275
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손동진
김동환
김종민
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동우화인켐 주식회사
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate edge processing apparatus.
  • glass substrates used in flat panel displays have been manufactured in such a way that after cutting glass to a desired shape and size, the edges of the cut glass substrate are ground or polished to remove sharp edges.
  • the method of grinding or polishing the edges of the glass substrate has several disadvantages. Firstly, particles generated during edge machining can be a major contaminant on the surface of the glass substrate, requiring an additional process of cleaning and drying the glass substrate after edge machining. Secondly, particles trapped between the transfer device and the glass substrate during the transfer of the glass substrate may damage the surface of the glass substrate, resulting in a higher defect rate of the glass substrate.
  • the glass substrate edge processing apparatus includes a heating element, and a coil wound around the heating element.
  • the heating element emitting high temperature contacts the edge of the glass substrate, heat is transferred to the glass substrate.
  • the portion of the glass substrate to which the heat is transferred is thermally expanded, resulting in a gap due to a volume difference from the rest of the glass substrate to which the heat is not transferred.
  • the portion including the edge of the glass substrate is separated from the rest of the glass substrate along the cut surface.
  • the portion including the upper edge of the glass substrate and the portion including the lower edge are subjected to the primary processing, and the portion including the side surface of the glass substrate is subjected to the secondary processing, so that the machining process for the glass substrate is achieved.
  • the heat generating element transfers heat in point contact with the glass substrate, contact with the glass substrate may not be stably made. If the contact between the glass substrate and the heating element is not continuous, the strip separated by the glass substrate is broken in the middle, and cracks are generated in the glass substrate. Therefore, the intensity
  • the glass substrate edge processing apparatus which concerns on this invention intends to shorten the edge processing time of a glass substrate.
  • the glass substrate edge processing apparatus which concerns on this invention intends to process the edge of a glass substrate stably.
  • the device for processing the edge of the glass substrate the heating element which can be in contact with the edge of the glass substrate; And a coil wound around the heating element, and a glass substrate edge processing apparatus provided with a groove is formed in a portion of the heating element in contact with the edge of the glass substrate so that the edge of the glass substrate is inserted to a certain degree.
  • the heating element may include a body portion in which the coil is wound and a contact portion in which the groove is formed.
  • the portion in which the groove is formed in the contact portion the first contact surface which can be in contact with the upper or lower surface of the glass substrate; And a second contact surface that may contact the side surface of the glass substrate.
  • each of the width of the first contact surface and the width of the second contact surface may be 1 ⁇ m or more, and less than 1/2 of the thickness of the glass substrate.
  • the contact area between the edge of the glass substrate and the heating element may be increased. Thereby, time to process the edge of a glass substrate can be shortened and productivity of a glass substrate can be improved.
  • edge processing of a glass substrate can be performed stably, and production yield and efficiency can be increased.
  • FIG. 2 is a view for explaining a step of processing the edge of the glass substrate by a heat treatment method
  • FIG. 3 is a view showing a glass substrate edge-processed by a heat treatment method
  • FIG. 4 is a view showing a glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a heating element of the glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the heating element of the glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention in contact with the glass substrate
  • FIGS. 1 is a view schematically showing a glass substrate edge processing apparatus by a heat treatment method
  • Figure 2 is a view for explaining a process of processing the edge of the glass substrate by the heat treatment method
  • Figure 3 is a corner by the heat treatment method It is a figure which shows the processed glass substrate.
  • the glass substrate edge processing apparatus includes a heating element 10 and a coil 20 wound around the heating element 10.
  • the heat generator 10 is made of a material such as MoSi2, for example, and when a current flows therein, the heat generator 10 can generate high temperature heat in a resistive heat generation method.
  • an eddy current which is an induced current, is generated in the heating element 10, so that the heating element 10 generates high temperature heat.
  • the heating element 10 has a cylindrical shape as a whole, and the lower end of the heating element 10 is in the shape of a cone having an inclined surface 15.
  • the heating element 10 when the inclined surface 15 of the heating element 10 that generates high temperature heat contacts the edge of the glass substrate 30, the heating element 10 may be formed at a predetermined portion 30a of the glass substrate 30. Heat is transferred from. The portion 30a of the glass substrate 30 to which heat is transferred is thermally expanded to generate a gap due to a volume difference from the rest of the glass substrate 30 to which heat is not transferred. Thus, the portion 30a including the edge of the glass substrate 30 is separated from the rest of the glass substrate 30 along the cut surface 35. When the heating element 10 passes along the edge of the organic substrate 30, the edge portion is processed from the glass substrate 30 in the form of a strip.
  • the portion 30a including the upper edge and the portion 30b including the lower edge of the glass substrate 30 are first processed, and the portion 30c including the side surface of the glass substrate 30. ) Is subjected to secondary processing, so that the processing step for the glass substrate 30 is performed.
  • FIG. 4 is a view showing a glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the heating element 110 of the glass substrate edge processing apparatus may include a body portion 111 having a cylindrical shape and a contact portion 112 contacting the glass substrate.
  • a coil (not shown) may be wound around the body 111.
  • the contact portion 112 may be in the form of a cone as a whole, and may have a shape in which grooves are dug along the sides of the cone to form a contact surface contacting the glass substrate.
  • FIG. 5 is a view showing a heating element of the glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a view showing a state in which the heating element of the glass substrate edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention in contact with the glass substrate.
  • the contact portion 112 of the heating element 110 includes a first contact surface 112a and a second contact surface (so that the edge of the glass substrate 50 can be inserted into the inner portion by a predetermined degree). 112b) may be formed.
  • the first contact surface 112a and the second contact surface 112b correspond to the shapes of the edges of the glass substrate 50 and may be formed along the circumference of the contact portion 112.
  • the first contact surface 112a may contact the upper or lower surface of the glass substrate 50, and the second contact surface 112b may contact the side surface of the glass substrate 50. If the width of the first contact surface 112a is a and the width of the second contact surface 112b is b, the lengths of a and b may be the same or different. As the length of a and b increases, the contact area between the contact portion 112 of the heating element 110 and the glass substrate 50 may increase.
  • the equation regarding the amount of heat conducted to the glass substrate 50 by the heating element 110 is as follows.
  • the calorific value is proportional to the temperature difference between the heating element 110 and the glass substrate 50 and is proportional to the contact area of the heating element 110 and the glass substrate 50. Therefore, when the contact area between the heating element 110 and the glass substrate 50 is increased, the contact time between the heating element 110 and the glass substrate 50 can be shortened, and thus, the glass substrate edge processing time can be shortened, thereby improving productivity. Can be improved.
  • the width a of the first contact surface 112a and the width b of the second contact surface 112b may be changed depending on the amount of the strip formed by processing the glass substrate 50, but the width of the glass substrate 50 It is preferably set to less than 1/2 of the thickness. For example, when the thickness of the glass substrate 50 is 2 mm, it is preferable that the length of a and b is less than 1 mm. In addition, it is preferable that a and b are 1 micrometer or more.
  • the conventional heating element 10 and the heating element 110 After setting the conventional heating element 10 and the heating element 110 according to an embodiment of the present invention to the same temperature (1400 °C), the conventional heating element 10 and the heating element 110 according to an embodiment of the present invention Due to this, the processing speed of each heating element is adjusted to generate the same amount of strips. In addition, the processing speed at which the amount of strips generated by each of the heating elements 10 and 110 becomes 150 ⁇ m, 200 ⁇ m, or 250 ⁇ m is determined.
  • the width a of the first contact surface 112a and the width b of the second contact surface 112b are each 100 ⁇ m.

Abstract

유리 기판 모서리 가공 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치는, 유리 기판의 모서리를 가공하는 장치로서, 상기 유리 기판의 모서리와 접촉할 수 있는 발열체; 및 상기 발열체의 둘레를 감고 있는 코일을 포함하고, 상기 발열체 중 상기 유리 기판의 모서리와 접촉하는 부분에는, 상기 유리 기판의 모서리가 일정 정도 삽입되도록 홈이 형성되어, 유리 기판 모서리 가공 시간을 단축시킬 수 있다.

Description

유리 기판 모서리 가공 장치
본 발명은 유리 기판 모서리 가공 장치에 관한 것이다.
종래, 평판표시장치에 사용되는 유리 기판은 원하는 형태 및 크기로 유리를 절단한 후에 절단된 유리 기판의 모서리를 연삭 또는 연마하여 날카로운 모서리를 제거하는 방식으로 제조되었다.
그러나, 유리 기판의 모서리를 연삭 또는 연마하는 방식은 여러 가지 단점이 존재한다. 첫째로, 모서리를 가공하는 동안 발생되는 입자들이 유리 기판의 표면의 주된 오염원이 될 수 있어서, 모서리 가공 후에 유리 기판을 세정하고 건조하는 추가 공정이 요구된다. 둘째로, 유리 기판의 이송 중에 이송 장치와 유리 기판 사이에 끼이는 입자들이 유리 기판의 표면을 손상시킬 수 있어서, 유리 기판의 불량율이 높아지는 결과를 발생시킬 수 있다.
유리 분진의 발생을 방지하기 위하여, 대한민국 특허출원 제2012-0002573호에서와 같이, 유리 기판의 모서리를 열처리하는 방식으로 가공하는 방법 및 장치가 제안되었다. 유리 기판 모서리 가공 장치는 발열체, 및 발열체 주위를 감고 있는 코일을 포함한다. 고온의 열을 내고 있는 발열체가 유리 기판의 모서리에 접촉하면, 유리 기판에 열이 전달된다. 열이 전달된 유리 기판의 부분은 열팽창하게 되어 열이 전달되지 않은 유리 기판의 나머지와는 부피 차이에 의한 틈이 발생하게 된다. 그래서, 유리 기판의 모서리를 포함하는 부분은 절단면을 따라서 유리 기판의 나머지로부터 분리된다. 유리 기판의 상부 모서리를 포함하는 부분 및 하부 모서리를 포함하는 부분이 1차 가공되고, 유리 기판의 옆면을 포함하는 부분이 2차 가공되어서, 유리 기판에 대한 가공 공정이 이루어진다.
발열체는 유리 기판과 점 접촉하여 열을 전달하기 때문에, 유리 기판과의 접촉이 안정적으로 이루어지지 않을 수 있다. 만약, 유리 기판과 발열체 간의 접촉이 연속적으로 이루어지지 않으면, 유리 기판으로 분리되는 스트립이 도중에 끊기게 되어 유리 기판에 크랙(crack)이 발생하게 된다. 따라서, 유리 기판의 강도가 저하된다.
반대로, 유리 기판의 열을 충분히 전달하기 위해서 유리 기판과 발열체 간의 접촉 시간을 증가시키면 전체 가공 시간이 증가되어 유리 기판의 생산성이 저하된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 등록특허공보 제10-1345587호 (2013.12.27)
본 발명에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치는, 유리 기판의 모서리 가공 시간을 단축시키고자 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치는, 유리 기판의 모서리를 안정적으로 가공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유리 기판의 모서리를 가공하는 장치로서, 상기 유리 기판의 모서리와 접촉할 수 있는 발열체; 및 상기 발열체의 둘레를 감고 있는 코일을 포함하고, 상기 발열체 중 상기 유리 기판의 모서리와 접촉하는 부분에는, 상기 유리 기판의 모서리가 일정 정도 삽입되도록 홈이 형성되는 유리 기판 모서리 가공 장치가 제공된다.
또한, 상기 발열체는, 상기 코일이 감겨 있는 몸체부 및 상기 홈이 형성된 접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 접촉부에 상기 홈이 형성된 부분은, 상기 유리 기판의 상면 또는 하면과 접촉할 수 있는 제1 접촉면; 및 상기 유리 기판의 옆면과 접촉할 수 있는 제2 접촉면으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 접촉면의 폭 및 상기 제2 접촉면의 폭 각각은 1μm 이상이며, 상기 유리 기판의 두께의 1/2 미만일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 유리 기판의 모서리와 발열체 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이로써, 유리 기판의 모서리를 가공하는 시간을 단축할 수 있어서, 유리 기판의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 유리 기판의 모서리 가공을 안정적으로 행하여, 생산 수율 및 효율성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 열처리 방식에 의한 유리 기판 모서리 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면
도 2는 열처리 방식에 의해 유리 기판의 모서리가 가공되는 공정을 설명하기 위한 도면
도 3은 열처리 방식에 의해 모서리가 가공된 유리 기판을 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치의 발열체를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치의 발열체가 유리 기판에 접촉한 상태를 나타내는 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여 열처리 방식에 의해서 유리 기판의 모서리를 가공하는 방식을 설명한다. 도 1은 열처리 방식에 의한 유리 기판 모서리 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 열처리 방식에 의해 유리 기판의 모서리가 가공되는 공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 열처리 방식에 의해 모서리가 가공된 유리 기판을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 유리 기판 모서리 가공 장치는 발열체(10), 및 발열체(10) 주위를 감고 있는 코일(20)을 포함한다. 발열체(10)는, 예를 들어 MoSi2와 같은 재질로 이루어져서, 그 내부에 전류가 흐르면 저항 발열 방식으로 고온의 열을 발생시킬 수 있다. 발열체(10) 주위를 감고 있는 코일(20)에 전류가 흐르면, 발열체(10) 내에 유도 전류인 와전류(渦電流)가 발생하여 발열체(10)가 고온의 열을 발생시키도록 한다. 발열체(10)는 전체적으로 원기둥의 형상이되, 발열체(10)의 하단은 경사면(15)을 갖는 원뿔의 형상이다.
도 2를 참조하면, 고온의 열을 내고 있는 발열체(10)의 경사면(15)이 유리 기판(30)의 모서리에 점 접촉하면, 유리 기판(30)의 일정 부분(30a)에 발열체(10)로부터 열이 전달된다. 열이 전달된 유리 기판(30)의 부분(30a)은 열팽창하게 되어 열이 전달되지 않은 유리 기판(30)의 나머지와는 부피 차이에 의한 틈이 발생하게 된다. 그래서, 유리 기판(30)의 모서리를 포함하는 부분(30a)은 절단면(35)을 따라서 유리 기판(30)의 나머지로부터 분리된다. 유기 기판(30)의 모서리를 따라 발열체(10)가 지나가게 되면, 유리 기판(30)으로부터 스트립의 형태로 모서리 부분이 가공된다.
도 3을 참조하면, 유리 기판(30)의 상부 모서리를 포함하는 부분(30a) 및 하부 모서리를 포함하는 부분(30b)이 1차 가공되고, 유리 기판(30)의 옆면을 포함하는 부분(30c)이 2차 가공되어서, 유리 기판(30)에 대한 가공 공정이 이루어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 유리 기판 모서리 가공 장치의 발열체(110)는 원기둥의 형상의 몸체부(111) 및 유리 기판에 접촉하는 접촉부(112)를 포함할 수 있다. 몸체부(111)의 주위는 코일(미도시됨)이 감고 있을 수 있다. 접촉부(112)의 형태는 전체적으로 원뿔의 형태이되, 유리 기판에 접촉하는 접촉면을 형성하기 위하여 원뿔의 옆면을 따라서 홈이 파져 있는 형상일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치의 발열체를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 모서리 가공 장치의 발열체가 유리 기판에 접촉한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발열체(110)의 접촉부(112)에는, 유리 기판(50)의 모서리가 일정 정도만큼 그 내측으로 삽입될 수 있도록, 제1 접촉면(112a) 및 제2 접촉면(112b)이 형성될 수 있다. 제1 접촉면(112a) 및 제2 접촉면(112b)은 유리 기판(50)의 모서리의 형태에 대응되며, 접촉부(112)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 제1 접촉면(112a)은 유리 기판(50)의 상면 또는 하면과 접촉하고, 제2 접촉면(112b)은 유리 기판(50)의 옆면과 접촉할 수 있다. 제1 접촉면(112a)의 폭을 a, 제2 접촉면(112b)의 폭을 b라고 한다면, a와 b의 길이는 같거나 다를 수 있다. a와 b의 길이가 커질수록 발열체(110)의 접촉부(112)와 유리 기판(50) 간의 접촉 면적이 넓어질 수 있다.
발열체(110)에 의해 유리 기판(50)에 전도되는 열량에 관한 식은 다음과 같다.
[관계식 1]
ΔQ/Δt= -kA ΔT/Δx
(Q: 열량, t: 접촉 시간, k: 열전도율, A: 접촉 면적, T: 온도, x: 변위)
관계식 1에 따르면, 열량은 발열체(110)와 유리 기판(50)의 온도차와 비례하며, 발열체(110)와 유리 기판(50)의 접촉 면적과 비례한다. 따라서, 발열체(110)와 유리 기판(50)의 접촉 면적이 증가하면, 발열체(110)와 유리 기판(50) 간의 접촉 시간을 단축시킬 수 있어서, 결국 유리 기판 모서리 가공 시간을 줄일 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있다.
제1 접촉면(112a)의 폭(a)과 제2 접촉면(112b)의 폭(b)은 유리 기판(50)을 가공하여 형성되는 스트립의 양에 따라서 변경될 수 있으나, 유리 기판(50)의 두께의 1/2 미만으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유리 기판(50)의 두께가 2mm인 경우, a와 b의 길이는 1mm 미만인 것이 바람직하다. 또한, a와 b는 1μm 이상인 것이 바람직하다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예
가. 실험 방법
종래의 발열체(10)와 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체(110)를 동일한 온도(1400℃)로 설정한 후에, 종래의 발열체(10)와 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체(110)로 인하여 동일한 양의 스트립이 발생하도록 각각의 발열체의 가공 속도를 조절한다. 또한, 각각의 발열체(10, 110)에 의해서 발생되는 스트립의 양이 150μm, 200μm, 250μm이 되는 가공 속도를 구한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열체(110)에 있어서, 제1 접촉면(112a)의 폭(a) 및 제2 접촉면(112b)의 폭(b)은 각각 100μm으로 한다.
나. 실험 결과
표 1
Figure PCTKR2015012275-appb-T000001
실험 결과와 같이, 종래의 발열체(10)에 비하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체(110)의 가공 속도가 향상된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 실용신안등록청구범위뿐만 아니라 이 실용신안등록청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
[부호의 설명]
110: 발열체
111: 몸체부
112: 접촉부
112a: 제1 접촉면
112b: 제2 접촉면

Claims (4)

  1. 유리 기판의 모서리를 가공하는 장치로서,
    상기 유리 기판의 모서리와 접촉할 수 있는 발열체; 및
    상기 발열체의 둘레를 감고 있는 코일을 포함하고,
    상기 발열체 중 상기 유리 기판의 모서리와 접촉하는 부분에는, 상기 유리 기판의 모서리가 일정 정도 삽입되도록 홈이 형성되는
    유리 기판 모서리 가공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열체는,
    상기 코일이 감겨 있는 몸체부 및 상기 홈이 형성된 접촉부를 포함하는
    유리 기판 모서리 가공 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉부에 상기 홈이 형성된 부분은,
    상기 유리 기판의 상면 또는 하면과 접촉할 수 있는 제1 접촉면; 및
    상기 유리 기판의 옆면과 접촉할 수 있는 제2 접촉면으로 구성되는
    유리 기판 모서리 가공 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 접촉면의 폭 및 상기 제2 접촉면의 폭 각각은 1μm 이상이며, 상기 유리 기판의 두께의 1/2 미만인
    유리 기판 모서리 가공 장치.
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