KR100467477B1 - 축광성 유리 타일 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축광성 유리타일에 관한 것으로, 유리기판의 일면에 안료 프릿을 인쇄하여 소성시킨 인쇄층과 상기 인쇄층의 외면에 축광 프릿을 도포하여 소성시킨 형광층이 포함된 축광성 유리 타일 및 유리기판에 안료 프릿으로 스크린 인쇄를 하고 750∼800℃로 소성하여 인쇄층을 형성시키는 단계와 상기 단계가 완료된 유리기판의 인쇄층에 축광 프릿을 도포하고 400∼500℃로 소성하여 형광층을 형성시키는 단계를 포함하는 제조방법을 특징으로 한다.

이에, 본 발명에서는 화재시 유독가스를 발생하지 않으면서, 고휘도의 축광성 형광체를 갖는 유리타일을 제공함으로써, 어둠속에서 방향을 지시하여 인명 피해 및 대형사고를 예방할 수 있고, 안전 예방을 위해 지속적으로 전등을 켜야되는 장소에서 전력손실을 줄이는 등 어두운 공간에서 표시해야할 다양한 물체나 구조물에 활용할 수 있으며, 다양한 형상을 표현할 수 있는 인쇄층을 포함하고 있으므로, 구조물의 미적 장식제로 사용할 수 있고, 폐유리를 재활용한 유리타일을 사용하여, 친환경적이고 제조비용이 저렴한 효과가 있다.

따라서, 본 발명의 축광성 유리타일은 국내에 수입되는 축광 타일을 대체하면서 유리타일 분야의 신규시장에 진출할 수 있고, 국제적인 경쟁력을 갖추었기 때문에 국내 및 해외 시장에 진출하여, 축광 타일 분야에 파급효과가 클 것으로 예상된다.

Description

축광성 유리 타일 및 이의 제조방법{A PHOTOLUMINESCENT GLASS TILE AND A METHOD FOR PREPARING THIS}

본 발명은 축광성 유리타일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리기판의 일면에 안료 프릿을 인쇄하여 소성하고, 이의 상면에 축광 프릿을 도포하여 다시 소성시켜서 제조되는 축광성 유리 타일 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 타일은 바닥, 벽 등의 표면을 피복하기 위하여 만든 평판상(平板狀)의 소성제품으로, 보통은 표면적에 비하여 매우 얇고, 시유(施釉) 또는 무유로 제조공정 중에 적열(赤熱)이상의 온도에서 소성하여 특별한 물리적 성질 및 특징을가지게 한 것을 말하는 데, 타일은 그 소지(素地)에 따라, 자기타일, 석기타일, 반자기질타일, 도기타일 , 점토타일, 유리타일 등으로 분류될 수 있다.

한편, 현대 생활에 있어서, 빛이 차단되었을때의 안전대책과 안전 확보를 위해서는 암흑 속에서 밝고 장시간 빛을 발하는 물질, 즉 축광성 형광체의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

따라서, 지하 구조물이나 구조물의 내부에 전원 차단 등으로 인해 빛의 공급이 중단되는 경우를 대비하여 비상 탈출구 경로 등을 표시하거나, 어둠속에서 사물의 식별을 용이하게 할 필요가 있는 물체, 또는 낮은 조명하에서 미적 효과를 나타내고자 하는 각종 구조물에 적용할 수 있는 형광재료가 적층된 형광 타일이 개발되고 있는 실정이다.

형광 재료는 크게 자발성 형광과 축광성 형광 두 종류가 있는 데, 자발성 형광 재료는 축광성 재료에 비해 발광성이 우수하나 방사성 물질이 포함되어 있으며, 방사선에 의해 발광을 하는 재료이기 때문에 사용상 엄격한 제한이 있는 문제점이 있다.

그러나, 축광성 형광재료는 태양광이나 전기 등의 빛을 받아 에너지를 흡수한 후 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하는 성질을 가진 재료로 알려져 있어, 최근 널리 사용되고 있다.

그러나, 형광 타일의 대부분은 외국에서 수입해서 사용되고 있는 실정이며, 주문제작에 의한 생산이 이루어지기 때문에, 가격이 비싸고 다양한 디자인이 구비되어 있지 못하는 문제점이 있다.

이를 해결하고자, 대한민국 특허 등록 번호 제0268605호는 시유 또는 무유타일에 야광물질을 포함한 유약을 도포하고 소정의 온도에서 소성하여 제조한 야광타일의 제조방법이 공지되어 있고, 대한민국 실용실안 등록 번호 제0322522호는 축광성 분말 유약을 특정 형상으로 홈이 파인 타일에 충진시킨 다음, 그 위에 프릿을 도포하여 소정의 온도에서 소성하여 제조된 야광타일의 제조방법이 알려져 있다.

그러나, 상기 방법은 야광성 분말 유약을 타일에 융착시키기 위해 600℃ 이상의 고온에서 소성을 해야 하기 때문에, 축광물질의 휘도가 본래 제품의 휘도보다 저하되는 문제점이 있다.

이는 일반적으로 형광물질은 소성온도가 높을수록 형광특성을 나타내는 희토류금속산화물들이 산화되어 형광기능이 떨어지기 때문이며, 특히 온도가 800℃이상에서는 형광특성이 나타나지 않는 특성을 가지고 있기 때문이다.

그래서, 상기 방법의 문제점인 축광물질의 휘도를 높이기 위해, 타일에 무기물질을 소성하여 융착하는 대신 축광물질을 아크릴계 수지와 솔벤트의 바인더와 혼합하여 타일에 도포하고, 상온이나 200℃이하에서 건조시켜서 축광 타일을 제조할 수 있으나, 이 방법은 화재시 유독가스를 방출하는 문제점을 가지고 있다.」

또한, 상기 공지된 방법에서 사용되는 시유 또는 무유의 타일은 불투명하기 때문에, 타일의 외면에 축광물질의 형광층이 융착되어야만 하고, 이에 상기 형광층이 외부에 직접 노출됨으로써, 특히 바닥타일로 이용시 표면 오염이나 파손으로 인해 축광기능이 상실되는 문제점을 가지고 있다.

이에, 본 발명자는 축광물질의 휘도가 저하되지 않고, 가격이 저렴하며, 다양한 디자인이 가능하여 미려한 기능을 가지면서, 축광물질이 표면에 노출되지 않기 때문에 반영구적으로 사용이 가능한 축광성 유리타일을 개발하고자 하였으며, 이를 완성하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐유리를 원료로 제조하여 친환경적이고 가격이 저렴한 유리타일에 축광성 형광체를 적층한 축광성 유리타일 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유리기판에 다양한 형상을 인쇄할 수 있고, 600℃ 이하에서 축광물질을 소성하여 융착시킬 수 있는 고휘도의 축광성 유리타일및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유리타일의 투명성으로 인하여, 타일을 구조물에 부착할 시, 축광성 유리타일의 형광층이 구조물의 부착면과 직접 부착되기때문에 축광물질의 손상이 발생하지 않는 축광성 유리타일 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 간단한 제조공정도와 이에 부합되는 시제품을 단계별로 나타낸 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10: 본 발명의 축광성 유리타일 11: 유리기판

12: 인쇄층 13: 형광층

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리기판(11)의 일면에 안료 프릿을 인쇄하여 소성시킨 인쇄층(12)과 상기 인쇄층(12)의 상부에 축광 프릿을 도포하여 소성시킨 형광층(13)이 포함된 축광성 유리 타일을 제공한다.

또한, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (ⅰ) 유리기판(11)에 안료 프릿으로 문양을 스크린 인쇄하고 소성하여 인쇄층(12)을 형성시키는 단계와 (ⅱ)상기 (ⅰ)단계가 완료된 유리기판의 인쇄층에 축광 프릿을 도포하고 소성하여 형광층(13)을 형성시키는 단계를 포함하는 축광성 유리타일의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 축광성 유리타일은 태양광이나 전등 등의 빛을 받아 에너지를 흡수한 다음, 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 발광하는 성질을 가지고 있으므로, 야광 기능과 미적 기능을 동시에 필요로하는 고속도로, 항만, 빌딩 등의 여러분야에 이용할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 상기 유리기판의 소재로는 이화학용 유리인 붕규산계 유리뿐 아니라 일반 판유리용 소다라임계 등 모든 유리들의 사용이 가능하며, 생산원가를 낮추기 위해 폐유리를 재활용하여 사용할 수 있다.

이때, 상기 폐유리는 판유리 제조시 절단되고 남은 폐유리를 유리타일로 활용한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 안료 프릿(frit)은 안료와 프릿(frit) 및 오일로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 안료는 아연, 티탄, 납, 철, 구리,크롬, 바나듐, 지르코늄 계통의 금속 산화물 착색제에서 적어도 1개 이상 선택된 세라믹 안료립(顔料粒)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 프릿은 상기 유리기판을 분쇄한 동일조성의 프릿을 사용하는 것이 가장 바람직하나, 유리타일에 적용할 수 있는 750∼800℃용 프릿을 미분쇄(微粉碎)하여 사용할 수 있다. 하지만, 상술한 안료 프릿의 구성성분으로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 유리기판에 인쇄를 하고 소성하여 융착을 시킬 수있다면, 어떠한 프릿과 안료를 사용해도 무방하다.

그리고, 스크린 인쇄를 용이하게 하기위해서, 상기 오일을 상기 세라믹 안료립과 프릿분과 균일하게 혼합하여 페이스트(paste)화하는 데, 이때 오일은 셀룰로오즈계의 스크린용 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 인쇄층을 다층으로 형성시켜 입체적 형상 등 다양한 표현을 가능하게 할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 축광 프릿은 축광 안료와 프릿 및 오일로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 축광 안료는 잔광휘도, 잔광시간 및 내광성 등의 축광성능이 우수한 스트론튬 알루미나 산화물계(Al₂O₃-SrO₃-B₂O₃) 축광안료를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 프릿은 400∼500℃용 프릿을 미분쇄(微粉碎)하여 사용하는 것이 바람직하다.

이는 타일에 축광물질을 융착시키기 위해, 600℃ 이상의 온도에서 축광물질을 가열하게 되면, 축광기능은 어느정도 발휘할 수 있으나 휘도가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.

하지만, 상술한 축광 프릿의 구성성분으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 안료 프릿과 축광 프릿의 조성비는 세라믹 안료 및 축광 안료 30∼70%와 프릿 30∼70%를 혼합하고, 상기 혼합물 중량에 대해, 오일 25∼75%를 사용하는 것이 바람직하다.

이는, 세라믹 안료가 30% 이상이 되면 인쇄된 문양의 선명도가 저하되며, 70% 이상이 되면 프릿의 양이 적어 소성후 손에 묻어나는 형상이 발생하기 때문이고, 오일의 양도 25% 이하가 되면 점도가 과다하고, 75% 이상이 되면 점도가 낮아 선명한 인쇄를 할 수 없기때문이다.

또한, 축광 안료가 30%이하가 되면, 유리표면에 융착성은 좋으나 축광성이 떨어지고, 축광안료의 양이 70%이상이 되면 축광성은 증가되나 유리표면의 융착성이 떨어지기때문이다.

그러나, 원하는 색상 및 형광색의 종류와 농담(濃淡)에 따라 사용할 안료의 종류와 양이 크게 달라질 수가 있기때문에, 통상적으로 본 발명의 분야에서 공지된 조성비를 사용한다.

한편, 본 발명의 유리타일의 인쇄층이 벽면 또는 바닥면에 직접 부착되게 하는 것이 바람직하다. 이는 축광물질에 의한 유리타일의 형광층이 외면으로 노출됨으로써 야기되는 직접적인 파손의 영향을 최소화할 수 있기 때문이다.

이하, 본 발명의 축광성 유리타일 및 이의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 단, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

[실시예]

본 발명의 안료 프릿은 세라믹 안료 50g과 유리기판과 동일 조성의 유리분쇄품 50g 을 넣어 혼합한 후, 스크린용 오일 40g을 넣고 균일한 페이스트를 제조하여 사용하였다.

축광 프릿은 장축광 기능을 가진 스트론튬 알루미나계 축광안료 40g과 400∼500℃용 프릿 60g을 넣어 혼합한 후, 상기 스크린용 오일 40g을 첨가하고 균일한 페이스트를 제조하여 사용하였다.

이때, 유리타일에 인쇄하기 위해여, 월인석보의 「세종어제 훈민정음」이 새겨진 실크 스크린을 준비하였다.

그리고, 준비된 판유리(가로10 ×세로10 ㎝)의 후면에 상기 실크 스크린을 놓고, 상기 안료 프릿로 인쇄를 하였다.

상기 인쇄된 판유리는 800℃의 온도로 유지되는 연속식 소성로에 넣고, 120분간 소성을 하고 상온에서 식혔다.

그런다음, 상기 완성된 판유리의 인쇄층에 상기 축광 안료를 고루게 도포하고, 500℃로 유지되어있는 연속식 소성로에 넣고 60분간 소성하여 본 발명의 축광성 유리타일을 완성하였다.

도 2에 도시된 것은, 본 발명의 실시예의 간단한 제조공정도와 이에 부합되는 시제품의 사진을 단계별로 나타낸 것이다.

이와같이, 본 발명에 따른 축광성 유리타일은 화재시 유독가스를 발생하지 않으면서, 400∼500℃의 낮은 온도에서 소성하기 때문에, 고휘도의 축광성 형광체를 가짐으로써, 건축물, 통로 및 비상구 등에 빛이 차단될 시, 어둠속에서 방향을 지시해 줄 수 있어 인명 피해 및 대형사고를 예방할 수 있을뿐만아니라, 안전 예방을 위해 지속적으로 전등을 켜야되는 장소에서 전력손실을 줄이는 등 어두운 공간에서 표시해야할 다양한 물체나 구조물에 활용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 타일은 다양한 형상을 표현할 수 있는 인쇄층을 포함하고 있으므로, 구조물의 미적 장식제로 사용할 수 있고, 폐유리를 재활용하여 친환경적이면서 생산원가를 낮출 수가 있기때문에, 타제품에 비해 경쟁력이 우수한 제품을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 축광성 유리타일은 국내에 수입되는 축광 타일을 대체하면서 유리타일 분야의 신규시장에 진출할 수 있고, 국제적인 경쟁력을 갖추었기 때문에 국내 및 해외 시장에 진출하여, 축광 타일 분야에 파급효과가 클 것으로 예상된다.

Claims (7)

1. 유리기판(11)의 일면에 세라믹 안료, 750∼800℃용 프릿 및 오일로 이루어진안료 프릿을 인쇄하여 750∼800℃에서 소성시킨 인쇄층(12)과;

   상기 인쇄층(12)의 외면에 축광 안료, 400∼500℃용 프릿 및 오일로 이루어진 축광 프릿을 도포하여 400∼500℃에서 소성시킨 형광층(13)이 포함된 축광성 유리 타일.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유리기판은 폐유리를 사용하여 제조된 유리타일인 것을 특징으로 하는 축광성 유리타일.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄층(12)이 다층구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 축광성 유리타일.
6. 제 1항에 있어서, 상기 유리타일의 형광층(13)이 벽면 또는 바닥면에 부착되는 것을 특징으로 하는 축광성 유리타일.
7. (ⅰ) 유리기판(11)에 세라믹 안료, 750∼800℃용 프릿 및 오일로 이루어진 안료 프릿으로 스크린 인쇄를 하고 750∼800℃에서 소성하여 인쇄층 (12)을 형성시키는 단계와;

   (ⅱ) 상기 (ⅰ)단계가 완료된 유리기판의 인쇄층에 축광 안료, 400∼500℃용 프릿 및 오일로 이루어진 축광 프릿을 도포하고 400∼500℃에서 소성하여 형광층(13)을 형성시키는 단계를 포함하는 축광성 유리타일의 제조방법.