KR101454451B1

KR101454451B1 - 강화 유리의 절단 방법 및 면취 방법

Info

Publication number: KR101454451B1
Application number: KR1020140027121A
Authority: KR
Inventors: 이한배; 손동진; 이동헌; 박대출
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-10-23
Also published as: CN105579409A; CN105579409B; WO2015093727A1; TWI649280B; TW201529498A

Abstract

본 발명은 강화 유리의 절단 방법 및 면취 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 물(H₂O)을 100 내지 800 Bar의 분사 압력으로 120 내지 600 메쉬인 절단용 입자와 함께 분사하고 절단 속도는 1,500 mm/min 이하로 함으로써, 강화 유리를 불량 없이 신속하게 절단하는 방법 및 면취하는 방법에 관한 것이다.

Description

강화 유리의 절단 방법 및 면취 방법{METHOD OF CUTTING AND CHAMFERING STRENGTHENED GLASS}

본 발명은 강화 유리의 절단 방법 및 면취 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 스크린 패널에 사용되는 강화 유리를 손상 없이 높은 강도를 가지도록 절단 및 가공하는 방법에 관한 것이다.

모니터, 카메라, VTR, 휴대폰 등 영상 및 광학장비, 자동차 등 운송장비, 각종 식기류, 건축시설 등 폭넓은 기술 및 산업분야에 있어서 유리제품은 필수 구성요소로 다루어지고 있으며, 이에 따라 각 산업분야의 특성에 맞추어 다양한 물성을 갖는 유리가 제조되어 사용되고 있다.

이들 중 영상 장비의 핵심 구성요소로서 주목 받고 있는 것이 터치스크린이다. 터치스크린이란 단말기용 모니터에 설치하여 손가락이나 펜 등 보조 입력수단을 이용하여 단순 접촉하거나 문자 또는 그림 등을 그려 넣는 등, 각종 데이터를 입력하여 컴퓨터에게 특정 명령을 수행하도록 하는 디스플레이 겸 입력장치로서, 이와 같은 터치 스크린은 스마트폰과 같은 이동통신기기, 컴퓨터, 카메라, 증명서 등 발급기, 산업용 장비 등 일방 또는 쌍방으로 정보를 전달 또는 교환하는 각종 디지털 기기를 위한 핵심 부품으로서 점차 그 중요도가 높아지고 있으며, 사용 범위가 빠르게 확장되고 있다.

이와 같은 터치스크린을 구성하는 부품 중에서 사용자가 직접 접촉하는 상부 투명 보호층은 주로 폴리에스테르 또는 아크릴 등의 플라스틱 유기물질인데, 이러한 재료는 내열성과 기계적 강도가 약하여 지속적이며 반복적인 사용 및 접촉으로 인해 변형되거나 스크래치가 발생되거나 파손되는 등 내구성에 한계가 있다. 따라서 터치스크린의 상부 투명 보호층은 기존의 투명 플라스틱으로부터 내열성, 기계적 강도 및 경도가 우수한 강화 박판유리로 점차 대체되고 있다. 아울러 강화 박판유리는 터치스크린용 외에도 LCD 또는 OLED 모니터의 투명 보호창의 역할을 함으로써 그 사용영역이 점차 확대되고 있다.

강화 유리는 절단을 하면 표면에 존재하는 큰 압축응력에 기인하여 의도된 형태가 아닌 무질서한 파편으로 파괴가 발생하거나 혹시 의도된 형태로 절단이 되어도 절단선 주변 좌우 약 20mm 범위에 해당하는 넓은 지역의 압축응력은 소실되어 강도가 저하하기 때문에, 일단 강화된 후에는 유리의 조성과 상관없이 원하는 크기 또는 형상으로의 절단에 어려운 점이 있다.

따라서, 강화 유리의 절단 방법은 통상적인 유리의 절단 방법에 비해 매우 정밀하고 엄격한 조건이 요구된다. 이러한 강화 유리의 절단 방법으로 소개된 방법은 다음과 같다.

먼저, 기계적 절단 방식이 있다. 상기 방식은 다이아몬드 또는 카바이드 눈새김 휠이 유리 표면을 가로질러 끌림으로써 유리판에 눈금이 기계적으로 새겨지게 되고, 그 후 상기 눈금을 따라 유리판이 휘어짐으로써 절단되어 절단 가장자리가 생성된다. 통상적으로 상기와 같은 기계적 절단 방식은 약 100 내지 150㎛ 깊이의 측방향 균열을 만들게 되며, 상기 균열은 눈새김 휠의 절삭선으로부터 발생한다. 상기 측방향 균열은 윈도우 기판의 강도를 저하시키기 때문에 윈도우 기판의 절단부를 연마하여 제거해줘야 한다.

그러나, 전술한 기계적 절단 방식은 고가의 절단용 휠도 시간이 지남에 따라 교체해야 할 필요가 있고, 정밀한 절단이 용이하지 않은 단점이 있다.

다음으로, 레이저를 통한 비접촉 절단 방식이 있다. 상기 방식은 레이저가 윈도우 기판의 가장자리에 새긴 금(check)을 지나 유리 표면상의 소정 경로를 따라 움직임으로써 유리 표면을 팽창시키면, 냉각기가 그 뒤를 따라 움직이면서 상기 표면을 인장시킴으로써, 레이저의 진행 경로를 따라 균열을 열적으로 전파시켜 윈도우 기판을 절단시킨다.

그러나, 레이저 절단 방식은 설비가 고가인 단점이 있다.

한편, 강화 유리의 절단면은 날카롭고 그 표면이 고르지 못하여 외부 충격에 취약하므로, 면취 공정을 거쳐야 한다.

면취 공정은 일반적으로 상기 절단부의 가공 즉, 면취를 위하여 연마휠을 회전하여 연마를 수행하였다. 이러한 면취 공정을 거치면 절단부의 평활도가 개선되고 강도가 높아지나, 종래의 면취 공정으로는 강도가 우수한 윈도우 기판을 제공하기는 어려웠다.

한국등록특허 제0895830호에는 평판 디스플레이 유리 기판의 에지 가공 방법으로 컵 휠을 사용하는 방법이 개시되어 있으나, 컵 췰을 사용하는 방법은 기계적 면취 방법으로서 원하는 표면 상태를 얻기 위해서는 반복적인 수행이 필요하여 가공에 장시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 최근 레이저를 이용한 면취 가공법이 소개된 바 있으나, 레이저 방식은 면취 가공면을 미세한 크기로 잘라내는 방식(chipping)으로서 역시 가공 표면이 균일하지 못한 문제가 있으며, 가공을 위해서는 절단면 표면에 초점을 맞추는 단계가 필요하다.

특허문헌 1: 한국등록특허 제0895830호

본 발명은 강화 유리를 불량 없으면서도 신속하게 절단할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 강화 유리를 정밀하게 절단할 수 있는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 절단된 강화 유리의 절단면의 미세 크랙부를 효과적으로 제거하고 높은 강도를 나타낼 수 있는 면취 방법을 제공하는 것으로 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 절단된 강화 유리의 절단면을 효과적으로 보강하여 높은 강도를 나타낼 수 있는 면취 방법을 제공하는 것으로 또 다른 목적으로 한다.

1. 물(H₂O)을 100 내지 800 Bar의 분사 압력으로 120 내지 600 메쉬인 절단용 입자와 함께 분사하고 절단 속도는 1,500 mm/min이하인, 강화 유리의 절단 방법.

2. 위 1에 있어서, 상기 절단용 입자는 산화 알루미늄, 가넷 및 텅스텐 카바이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 강화 유리의 절단 방법.

3. 위 1에 있어서, 상기 절단 공정 전에 강화 유리의 적어도 일면에는 보호용 수지막을 형성하는, 강화 유리의 절단 방법.

4. 위 1에 있어서, 상기 강화 유리는 비커스 경도가 600 내지 700 kgf/mm²인, 강화 유리의 절단 방법.

5. 위 1의 방법으로 절단된 강화 유리의 절단면에 700 내지 1,700℃ 의 온도를 가진 열원을 접촉시킨 후 5 내지 300mm/sec의 이동 속도로 이동시켜 수행되는, 강화 유리의 면취 방법.

6. 위 5에 있어서, 상기 강화 유리는 비커스 경도가 600 내지 700 kgf/mm²인, 강화 유리의 면취 방법.

7. 위 5에 있어서, 열원의 접촉에 의해 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부가 경사지게 가공되는, 강화 유리의 면취 방법.

8. 위 7에 있어서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시켜 수행되는, 강화 유리의 면취 방법.

9. 위 7에 있어서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시킨 후 절단면과 평행한 방향으로 열원을 접촉시켜 수행되는, 강화 유리의 면취 방법.

10. 위 5에 있어서, 열원 접촉 후에 절단면에 회전하는 폴리싱휠을 접촉시켜 절단면을 연마하는 단계를 더 포함하는, 강화 유리의 면취 방법.

11. 위 5에 있어서, 열원 접촉 후에 절단면에 불산을 포함하는 식각용 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는, 강화 유리의 면취 방법.

본 발명은 강화 유리를 절단함에 있어 특정한 조건으로 수행되는 워터젯 방식을 사용함으로써, 강화 유리를 불량 없이 신속하게 절단할 수 있을 뿐만 아니라, 종래보다 저가의 방식으로 정밀하게 절단할 수 있다.

또한, 본 발명은 절단된 강화 유리의 절단면에 열원을 특정 조건 하에서 접촉시켜 면취함으로써, 절단면에 생성된 미세 크랙부를 효과적으로 제거하고, 높은 강도를 가지게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 열원이 접촉한 후에 불산이나 폴리싱휠로 연마하여 절단면을 보강함으로써 강화 유리의 강도를 더욱 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 면취 가공된 절단면의 개략적인 단면도(a)와 정면도(b) 이다.
도 2는 본 발명에 따른 면취 방법의 일 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 면취 방법의 다른 일 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명은 물(H₂O)을 100 내지 800 Bar의 분사 압력으로 120 내지 600 메쉬인 절단용 입자와 함께 분사하고 절단 속도는 1,500 mm/min 이하로 하는 강화 유리의

절단 방법을 제공한다.

워터젯 방식은 강화 유리가 아닌 보통의 유리의 절단에는 널리 사용되어 왔던 방식으로서, 경제적이면서도 정밀하게 유리를 절단할 수 있는 방식으로 알려져 있다.

하지만, 절단이 까다로운 강화 유리에는 적용된 예가 소개된 바 없으며, 이에 본 발명은 강화 유리를 절단할 수 있는 워터젯 방식의 특징적인 조건을 제공하여, 강화 유리를 경제적이면서도 정밀하게 유리를 절단할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명의 절단 방법이 적용될 수 있는 강화 유리로는 당분야에 알려진 강화 유리라면 특별히 제한되지는 않으나, 바람직한 일 구현예에서는 강화층 깊이가 10㎛ 내지 200㎛, 다른 구현예에서는 40㎛ 내지 200㎛, 또 다른 구현예에서는 120㎛ 내지 200㎛일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 본 발명의 절단 방법이 적용될 수 있는 강화 유리는 비커스 경도(Vikers hardness)가 600 내지 700 kgf/mm², 바람직하게는 650 내지 690 kgf/mm²일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명의 절단 방법이 적용될 수 있는 강화 유리는 영률(Young's modulus)가 60 내지 90 GPa, 바람직하게는 65 내지 85 GPa일 수 있다.

본 발명의 강화 유리 절단 방법은 물(H₂O)을 100 내지 800 Bar의 분사 압력, 바람직하게는 200 내지 700 Bar의 분사 압력으로 분사하고, 절단 속도는 1,500 mm/min 이하, 바람직하게는 400 내지 1,000 mm/min이다.

물의 분사 압력이 100Bar 미만이거나 800 Bar 초과이면 강화 유리가 절단이 되지 않거나 파손된다. 또한, 본 발명에 있어서 절단 속도란 분사되는 물줄기가 강화 유리의 절단선을 따라 강화유리를 절단하면서 이동하는 속도를 의미한다.

본 발명에 따른 절단 속도가 1,500 mm/min 초과이면 절단이 되지 않거나 강화 유리가 파손 및 파편이 떨어져 나온 부위(Chipping)의 크기 증가 등 절단의 안정성이 저하되는 문제가 있다. 절단 속도가 느린 것은 생산성에만 영향을 줄 뿐이므로 절단 속도의 하한은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 생산성 및 절단 안정성 등을 고려하면 절단 속도가 400 내지 1,000 mm/min인 경우가 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 강화 유리 절단 방법은 물(H₂O)과 함께 절단용 입자를 분사한다.

절단용 입자는 물과 함께 강화 유리를 절단하는 기능을 한다. 본 발명에서 사용되는 절단용 입자는 120 내지 600 메쉬인 것을 사용한다. 상기 절단용 입자가 120 메쉬 미만이면 Chipping 크기 증가 및 강화 유리의 파손 문제가 있고, 600 메쉬 초과이면 절단면의 테이퍼각이 크게 발생하게 되고 후속하는 면취 공정 및 보강 공정 등에서 발생하는 오차가 누적되어 최종 제품의 불량을 야기한다.

절단용 입자로는 당분야에서 사용되는 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 산화 알루미늄, 가넷, 텅스텐 카바이드 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.

절단용 입자를 물과 함께 분사하는 방법으로는, 물과 절단용 입자를 분리된 공간에 저장한 후 물의 분사 경로에 절단용 입자의 출구를 배치하여 물이 높은 분사 압력으로 분사되면 절단용 입자의 출구에 생기는 음압으로 절단용 입자가 배출되어 물과 함께 분사되는 방법, 또는 물과 절단용 입자를 미리 혼합한 상태에서 함께 분사하는 방법 등이 있다. 절단용 입자의 비산 억제, 절단 에너지 밀도 증가, Chipping 감소 및 절단면 Taper 각도 감소의 장점을 가지고 있는 후자의 방식이 보다 바람직하다

필요에 따라, 본 발명의 절단 공정이 수행되기 전에 강화 유리는 적어도 일면에 보호용 수지막을 형성할 수 있다. 보호용 수지막을 형성함으로써, 절단 공정 시 발생하는 파편 등에 의해 유리 표면에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이러한 측면에서, 본 발명에서 절단이 되는 강화 유리는 그 일면에 터치 패널용 전극 적층체가 미리 형성된 것일 수 있다. 단위 윈도우 커버 기판에 개별적으로 터치 패널용 전극 적층체를 형성하는 것보다는 단위 윈도우 커버 기판으로 절단하기 전인 원장 강화 유리 기판의 단위 윈도우 커버 기판으로 절단될 자리에 미리 터치 패널용 전극 적층체를 형성한 후, 절단 공정을 수행하는 것이 생산성을 배가시킬 수 있다. 따라서, 절단될 강화 유리 기판에 터치 패널용 전극 적층체가 형성되어 있다면, 절단 공정 전에 전극의 손상을 방지하기 위해서 보호용 수지막을 형성하는 것이 바람직하다.

보호용 수지막은 당분야에서 사용되는 보호용 수지막이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 고분자 필름의 일면에 점착제를 도포한 후 강화 유리에 부착할 수도 있고, 경화형 수지 조성물을 강화 유리 일면에 도포한 후 경화시켜 형성시킬 수도 있다.

보호용 수지막을 부착하는 경우에는, 절단되는 부위(절단선)의 보호용 수지막은 절단 공정 전에 제거 공정을 진행할 수도 있으나 제거하지 않고 절단 공정을 수행할 수도 있다.

필요에 따라, 보호용 수지막의 형성 및 제거 공정이 절단 공정 이후에도 수행될 수도 있다. 예를 들면 열면취 공정 후에 보호용 수지막의 형성 및 제거 공정을 수행할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 절단 공정을 거친 강화 유리는 강도가 현저하게 저하된 상태이고 절단면에 미세 크랙이 존재하며 절단면이 날카로우므로 면취 공정이 필요하다.

이에 본 발명은 전술한 본 발명의 절단 방법에 이어 연속적으로 수행될 수 있는 면취 방법을 제공한다.

본 발명의 면취 방법이 적용될 수 있는 강화 유리로는 당분야에 알려진 강화 유리라면 특별히 제한되지는 않으나, 바람직한 일 구현예에서는 강화층 깊이가 10㎛ 내지 200㎛, 다른 구현예에서는 40㎛ 내지 200㎛, 또 다른 구현예에서는 120㎛ 내지 200㎛일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 본 발명의 면취 방법이 적용될 수 있는 강화 유리는 비커스 경도(Vikers hardness)가 600 내지 700 kgf/mm², 바람직하게는 650 내지 690 kgf/mm²일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명의 면취 방법이 적용될 수 있는 강화 유리는 영률(Young's modulus)가 60 내지 90 GPa, 바람직하게는 65 내지 85 GPa일 수 있다.

본 발명의 면취 방법은 강화 유리의 절단면에 700 내지 1,700℃의 온도를 가진 열원을 접촉시켜 수행된다.

강화 유리는 절단 공정의 구체적인 조건에 따라 절단면의 상태나 강화 유리의 물성이 현저하게 달라질 수 있다. 이에 본 발명은 전술한 본 발명의 절단 방법에 후속하여 상기 절단 공정에 의해 저하된 강도를 회복시키고 미세 크랙을 제거하며 절단면을 효과적으로 가공할 수 있는 면취 방법으로서, 상기와 같은 조건의 열원의 접촉에 의한 면취 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 온도 범위를 갖는 열원을 강화 유리의 절단면에 접촉시키게 되면, 열전달률이 낮은 유리의 특성 상 절단면 부위에 열응력이 발생하여 열원 접촉 부위로부터 소정 깊이까지의 부분이 떨어져 나가게 된다. 본 발명에 따른 면취 방법에 의해 절단 공정에 의해 현저하게 낮아진 강화 유리의 연신율을 0.4% 이상으로 대폭 상승시킬 수 있다. 또한, 전술한 선행특허의 기계적 면취 방법이나 레이저 방법보다 균일한 표면을 얻을 수 있고 면취 가공 시간도 현저하게 감소시킬 수 있다.

본 발명의 면취 방법에 있어서 열원의 온도가 700℃ 미만이면 면취가 수행되지 않을 수 있고, 1,700℃ 초과이면 강화 유리가 용융될 수 있다.

또한, 본 발명의 면취 방법에 있어서 절단면에 접촉된 열원은 면취 가공될 부분을 따라 이동하게 되는데, 이동 속도는 5 내지 300mm/sec 이다. 이동 속도가 5 mm/sec 미만이면 보호층의 손상, 절삭량 증가 및 강화 유리의 용융 문제가 발생할 수 있고, 300mm/sec 초과이면 경우에 면취면이 거칠고 면취형상이 불균일할 수 있다.

본 발명의 면취 방법에 있어서, 열원으로 사용될 수 있는 소재는 전술한 열원의 온도를 변형 없이 전달할 수 있는 소재라면 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들면, 세라믹 소재 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 면취 방법은 안정적인 면취 품질을 구현하기 위해 압력을 제어하거나 강화 유리 또는 열원의 위치를 제어하는 수단이 추가적으로 더 적용될 수도 있다.

본 발명에 따른 면취 방법은 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부가 경사지게 가공하는 방법으로서, 도 1에는 면취 가공된 절단면의 개략적인 단면도(a)와 정면도(b)가 도시되어 있다.

도 1과 같이 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부를 경사지게 가공하는 방법은, 최종적인 형태가 상부 모서리부와 하부 모서리부가 경사지게 된다면 열원을 접촉시키는 구체적인 순서나 횟수, 경사 각도 등의 상세한 조건에는 특별한 제한이 없다.

보다 구체적인 예를 들면, 본 발명의 일 구현예로서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시켜 수행될 수 있다. 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 열원을 절단면의 상부 모서리부(①)와 하부 모서리부(②)에 접촉시켜 경사면을 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예로서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시킨 후 절단면과 평행한 방향으로 열원을 접촉시켜 수행될 수 있다. 본 구현예는 면취 방법에 의해 제거되는 강화 유리 부분이 많은 경우로서 필요한 경우 채택될 수 있다. 도 2에 본 구현예의 면취 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 도 2를 참고하여 설명하면, 먼저 절단면의 상부 모서리부에 열원을 접촉시켜 소정 부분(①)까지 경사면을 형성한다. 다음으로 절단면의 상부 모서리부에 열원을 접촉시켜 소정 부분(②)까지 경사면을 형성한다. 이어서 절단면과 평행한 방향으로 열원을 접촉시켜 요구되는 부분(③)까지 유리를 제거함으로써 최종 단면 형태를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 구현예에서 면취 가공의 순서는 변경이 가능하며, 따라서 면취 가공은 도 2에 도시된 순서와 다른 순서로 진행될 수도 있다. 예를 들면, ②번, ①번 및 ③번의 순서로 수행될 수도 있으며, 또는 ③번, ②번, 및 ①번의 순서로 수행될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같은 열원에 의한 절단면 가공이 완료되면, 필요에 따라 절단면 표면의 보강 공정을 더 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 보강 공정은 폴리싱휠로 절단면을 연마하거나, 불산을 포함하는 식각액으로 절단면을 식각하는 방법을 들 수 있다.

먼저, 폴리싱 휠로 연마하는 방법은, 열원에 의한 경사면 가공이 완료된 후, 회전하는 폴리싱 휠을 절단면에 접촉시켜 절단면을 보다 고르게 연마하는 방법이다. 이에 의해 표면에 존재하는 미세크랙 등을 연마시켜 절단면을 보강하게 된다.

폴리싱휠은 산화세륨과 같은 연마입자로 제조된 휠을 사용할 수 있다. 연마입자의 크기는 5㎛ 이하인 것이 절단면 보강 효과를 충분히 나타내는 측면에서 바람직하다. 연마 입자의 크기는 작을수록 연마 정밀도를 높일 수 있어 바람직하다. 따라서, 하한은 특별히 제한되지 않으나, 공정 시간 등을 고려하면 0.01㎛ 정도를 사용할 수 있다.

다음으로, 불산을 사용하여 식각하는 방법은, 불산을 포함하는 식각액을 절단면에 도포하여 절단면의 표면 부위를 식각하는 방법이다. 불산을 포함하는 식각액으로 절단면을 식각하게 되면, 절단면이 엠보 패턴을 나타내며 식각되고 표면이 보강된다.

불산을 포함하는 식각액은 불산 수용액으로서, 불산 외에 필요한 산 성분, 예를 들면 염산, 질산, 황산 등 유리 식각 성분으로 당분야에 알려진 성분들이 더 포함될 수 있다.

불산을 포함하는 식각액으로 절단면을 식각하는 시간은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면 30 초 내지 10 분 사이에서 식각하는 것이 절단면을 과도하게 식각하지 않으면서 강도를 상승시킬 수 있다.

불산을 포함하는 식각액의 온도는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면 20 내지 50℃인 것이 바람직하다. 온도가 20℃보다 낮을 경우 공정시간이 길어지고 식각이 불충분하게 진행될 수 있으며, 온도가 50℃보다 높을 경우 공정시간은 짧아지나 식각이 불균일하게 진행될 수 있다.

불산을 포함하는 식각액은, 절단면에 분사되거나 절단면을 상기 식각액에 침지시키는 등 당분야에 공지된 방식으로 절단면에 도포될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1-10 및 비교예 1-11

강화 유리(강화층 깊이: 20~25㎛, 비커스 경도: 649 kgf/mm², 영률: 71.5 GPa)의 표면에 보호용 수지막을 형성한 후, 하기 표 1에 기재된 조건으로 워터젯을 분사하고, 그 절단 여부를 표 1에 기재하였다.

	분사방식	분사압력 (Bar)	절단용 입자(mesh)	절단속도 (mm/min)	절단여부	Taper angle(°)
실시예1	A	100	320	850	가능	0~15
실시예2	B	100	320	850
실시예3	A	600	320	850
실시예4	B	600	320	850
실시예5	B	600	120	850
실시예6	B	600	600	850
실시예7	B	600	320	200
실시예8	B	600	320	1500
실시예9	A	800	320	850
실시예10	B	800	320	850
비교예1	A	90	320	850	불가	측정불가
비교예2	B	90	320	850	불가	측정불가
비교예3	A	95	320	850	불가	측정불가
비교예4	B	95	320	850	불가	측정불가
비교예5	A	805	320	850	파손	측정불가
비교예6	B	805	320	850	파손	측정불가
비교예7	A	810	320	850	파손	측정불가
비교예8	B	810	320	850	파손	측정불가
비교예9	B	600	110	850	불가	측정불가
비교예10	B	600	610	850	가능	18~20
비교예11	B	600	320	1550	불가	측정불가
절단방식 A: 물과 절단용 입자를 따로 저장하고 물의 분사압력에 의해 절단용 입자가 흡입되어 혼합되는 방식 절단방식 B: 물과 절단용 입자를 혼합한 상태에서 함께 분사하는 방식

표 1을 참고하면, 본 발명의 분사압력과 절단 속도 범위인 실시예들은 모두 강화 유리의 절단이 가능했으나, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예들은 절단이 불가능하거나 절단 중에 강화 유리가 파손이 되었다.

실시예 11-15 및 비교예 12-15

강화 유리(강화층 깊이: 20~25㎛, 비커스 경도: 649 kgf/mm², 영률: 71.5 GPa)의 표면에 보호용 수지막을 형성한 후, 하기 표 2에 기재된 조건으로 워터젯을 분사하여 절단한 후에, 하기 표 2에 기재된 조건으로 열을 접촉시켜 면취 공정을 수행하였다. 면취 가능 여부 및 측정된 연신율을 표 2에 기재하였다. 연신율은 강화 유리 50매 이상의 평균값으로 판단하였다.

연신율은 강도를 평가할 수 있는 지표로서, 강화 유리 기판의 하부에 기판 중앙으로부터 양쪽으로 이격된 2개의 지지 스팬을 설치하고, 기판 중앙 상부에 위치한 상부 스팬으로 윈도우 기판 상부에 하중을 가하면서, 상부 스팬이 윈도우 기판에 닿는 지점부터 윈도우 기판이 깨지게 되는 지점까지의 거리(크로스헤드 변위)를 측정하여 하기 수학식 1에 따라 산출하였다.

[수학식 1]

연신율(%)= (6Tδ)/s²

(식 중, T는 윈도우 기판의 두께(mm), δ는 크로스헤드 변위(mm), s는 지지 스팬 사이의 거리(mm)임).

	절단 공정				면취 공정(경사면가공)		경사면 형성	연신율
	분사방식	분사압력 (Mpa)	절단용 입자 (mesh)	절단속도 (mm/min)	열원온도 (℃)	접촉이송속도 (mm/sec)	경사면 형성	연신율
실시예11	B	600	320	850	1200	5	형성	0.4% 이상
실시예12	B	600	320	850	1200	30		0.4% 이상
실시예13	B	600	320	850	1200	300		0.4% 이상
실시예14	B	600	320	850	700	150		0.4% 이상
실시예15	B	600	320	850	1700	150		0.4% 이상
실시예16	B	600	320	850	1200	150		0.4% 이상
비교예12	B	600	320	850	600	150	형성불가	0.4% 미만
비교예13	B	600	320	850	1800	150		0.4% 미만
비교예14	B	600	320	850	1200	3		0.4% 미만
비교예15	B	600	320	850	1200	305		0.4% 미만

표 2를 참고하면, 본 발명의 면취 방법 조건에 따라 수행된 실시예 11 내지 16은 모두 0.4% 이상의 높은 연신율을 나타냈다.

하지만, 본 발명의 조건을 벗어난 비교예들은 경사면 형성 자체가 되지 않았으며, 연신율도 0.4% 미만이었다.

실시예 17-21

강화 유리(강화층 깊이: 20~25㎛, 비커스 경도: 649 kgf/mm², 영률: 71.5 GPa)의 표면에 보호용 수지막을 형성한 후, 하기 표 3에 기재된 조건으로 워터젯을 분사하여 절단한 후에, 하기 표 3에 기재된 조건으로 열을 접촉시켜 경사면 가공을 한 다음, 폴리싱휠로 절단면을 연마하여 보강하였다. 측정된 연마 후 강화 유리의 연신율을 표 3에 기재하였다. 연신율은 강화 유리 50매 이상의 평균값으로 판단하였다.

	절단 공정				면취(경사면 가공)		보강 (폴리싱휠)	연신율
	분사방식	분사압력 (Mpa)	절단용 입자 (mesh)	절단속도 (mm/min)	열원온도 (℃)	접촉이송속도(mm/sec)	휠 입자 Size(㎛)	연신율
실시예17	B	600	320	850	1200	150	1	0.6% 이상
실시예18	B	600	320	850	1200	150	3	0.6% 이상
실시예19	B	600	320	850	1200	150	4	0.6% 이상
실시예20	B	600	320	850	1200	150	7	0.6% 미만
실시예21	B	600	320	850	1200	150	10	0.6% 미만

표 3을 참고하면, 입자의 크기가 5um이하로 구성된 폴리싱휠을 이용하여 절단면을 연마하게 되면 연신율이 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 범위를 벗어난 실시예 20 및 21은 연신율의 상승폭이 다른 실시예들보다 크지는 않았다.

실시예 22-33

강화 유리(강화층 깊이: 20~25㎛, 비커스 경도: 649 kgf/mm², 영률: 71.5 GPa)의 표면에 보호용 수지막을 형성한 후, 하기 표 4에 기재된 조건으로 워터젯을 분사하여 절단한 후에, 하기 표 4에 기재된 조건으로 열을 접촉시켜 경사면 가공을 한 다음, 불산 수용액으로 절단면을 식각하여 보강하였다.

보강이 완료된 후 강화 유리에 대해 측정된 연신율을 표 4에 기재하였다. 연신율은 강화 유리 50매 이상의 평균값으로 판단하였다.

	절단 공정				면취(경사면 가공)		보강 (식각 보강)	연신율
	분사방식	분사압력 (Mpa)	절단용 입자 (mesh)	절단속도 (mm/min)	열원온도 (℃)	접촉이송속도 (mm/sec)	보강 (식각 보강)	연신율
실시예 22	B	600	320	850	1200	5	식각 시간: 3분 식각온도: 24-26℃	0.6% 이상
실시예 23	B	600	320	850	1200	30		0.6% 이상
실시예 24	B	600	320	850	1200	300		0.6% 이상
실시예 25	B	600	320	850	700	150		0.6% 이상
실시예 26	B	600	320	850	1700	150		0.6% 이상
실시예 27	B	600	320	850	1200	150		0.6% 이상
실시예 28	B	600	320	850	1200	5	식각 시간: 20초 식각온도: 24-26℃	0.6% 미만
실시예 29	B	600	320	850	1200	30		0.6% 미만
실시예 30	B	600	320	850	1200	300		0.6% 미만
실시예 31	B	600	320	850	700	150		0.6% 미만
실시예 32	B	600	320	850	1700	150		0.6% 미만
실시예 33	B	600	320	850	1200	150		0.6% 미만

표 4를 참고하면, 불산을 포함하는 식각액으로 절단면을 식각하여 보강한 실시예들의 경우에는 연신율이 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 식각액의 식각 시간 및 온도가 본 발명의 바람직한 범위를 다소 벗어나는 경우에는 연신율의 상승폭이 크지 않음을 확인할 수 있다. 참고로, 식각 시간이 10분 이상인 경우에는 과도한 식각이 진행됨을 확인하였다.

Claims

물(H₂O)을 100 내지 800 Bar의 분사 압력으로 120 내지 600 메쉬의 절단용 입자와 함께 분사하며 1,500 mm/min 이하의 절단 속도로 비커스 경도가 600 내지 700kgf/mm²인 강화유리를 절단하는 단계; 및
상기 강화 유리의 절단면에 700 내지 1,700℃의 온도를 가진 열원을 접촉시킨 후 5 내지 300mm/sec의 이동 속도로 이동시켜 발생하는 열응력으로 상기 절단면을 열원 접촉 부위로부터 소정 깊이까지 떨어져 나가게 하여 상기 절단면을 면취하는 단계;
를 포함하는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 절단용 입자는 산화 알루미늄, 가넷, 텅스텐 카바이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 절단 공정 전에 강화 유리의 적어도 일면에는 보호용 수지막을 형성하는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서, 열원의 접촉에 의해 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부가 경사지게 가공되는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 7에 있어서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시켜 수행되는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 7에 있어서, 절단면의 상부 모서리부와 하부 모서리부에 열원을 접촉시킨 후 절단면과 평행한 방향으로 열원을 접촉시켜 수행되는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 1에 있어서, 열원 접촉 후에 절단면에 회전하는 폴리싱휠을 접촉시켜 절단면을 연마하는 단계를 더 포함하는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.
청구항 1에 있어서, 열원 접촉 후에 절단면에 불산을 포함하는 식각용 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는, 강화 유리의 절단 및 면취 방법.