KR100484511B1

KR100484511B1 - 불투명 판유리의 제조방법 및 그의 제조를 위한 부식액조성물

Info

Publication number: KR100484511B1
Application number: KR1020040040958A
Authority: KR
Inventors: 김정근; 황수환; 김도윤
Original assignee: (주) 비봉유리
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-04-22

Abstract

본 발명은 불투명 판유리의 제조방법 및 그의 제조를 위한 부식액 조성물에 관한 것으로서, 원판 판유리를 세척하는 제 1단계, 상기 원판 판유리의 한 면을 보호막으로 코팅하는 제 2단계, 상기 원판 판유리에서 보호막으로 코팅되지 않은 다른 면에, 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 부식액 조성물 - 여기서, 상기 부식액 조성물은 균일하게 교반되어 30~45℃로 유지된 것임 - 을 스프레이 도포하는 제 3단계, 상기 부식액 조성물을 원판 판유리 상에 6~10분간 유지시킨 후, 흡입하여 회수하는 제 4단계, 및 상기 보호막을 떼어내고 판유리를 세척하는 제 5단계를 포함하는 불투명 판유리의 제조방법 및 상기와 같은 조성의 부식액 조성물을 제공한다.

본 발명에 의하면, 판유리를 수평으로 진행시키면서 본 발명의 부식액 조성물을 상기 판유리 상에 직접 스프레이 도포하여 부식시키는 것에 의해 우수한 품질의 대형 불투명 판유리를 제조할 수 있다.

Description

불투명 판유리의 제조방법 및 그의 제조를 위한 부식액 조성물{METHOD FOR PREPARING THE FROST GLASS AND ETCHING REAGENT FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 불투명 판유리의 제조방법 및 그의 제조를 위한 부식액 조성물에 관한 것이다.

불투명한 유리는 투명한 유리를 물리적 및/또는 화학적으로 처리하여 유리의 본질적인 기능은 유지시키고 단조로운 외관에 변화를 준 것으로서, 건축물 내ㆍ외장재, 테이블용 유리, 장식용 유리 등의 평판 유리 제품 뿐만 아니라, 화장품 용기, 유리병 등의 용기, 전구 등의 조명 기구 등 소형 유리 제품에도 널리 사용되고 있다. 이러한 불투명한 유리 제품을 생산하기 위하여, 종래에는 유리 표면에 모래를 분사(sand blasting)하여 요철을 형성시켜 불투명하게 제조하는 방법(쓰리에칭)이나, 이에 부가적으로 쓰리에칭 처리된 유리를 불화 수소산(HF)을 포함하는 부식 용액에 침지시켜 요철 부위를 부식ㆍ완화시킴으로써, 상기 요철의 틈새에 먼지, 이물질 등이 끼지않아 오염이 방지될 뿐만 아니라, 유리의 질감 및 강도를 향상시키는 방법(대한민국 특허공개 제2001-99021호) 등을 이용하여 왔다. 그러나 상기 대한민국 특허공개 제2001-99021호에 개시된 방법은, 불화 수소산, 농축 황산 등 취급이 위험하고 인체에 유해한 물질을 부식 용액의 주성분으로서 사용하며, 또한 이들 물질은 반응 부산물로서 규불화물의 발생량이 과다하여 품질 문제와 함께 그 처리로 인한 생산 지연, 폐수 처리 비용 증가 등의 문제점이 있다. 또한, 이러한 방법에는 부식 용액의 이탈을 방지하기 위한 함실 등의 부수적인 장치가 요구되며, 제품 생산에 따라 부식 용액이 소모됨으로 인해 부식 정도의 차이가 유발되어, 생산되는 제품의 품질이 균일하게 유지되지 못한다는 단점도 지적된다. 따라서, 상기 대한민국 특허공개 제2001-99021호에 개시된 방법에 의해 생산된 제품은 주로 가구용 또는 건물용 내장재로서 사용하기에 적합한 것이다.

이러한 종래 방법의 문제점을 개선하기 위한 방법으로서, 유해한 불화 수소산 대신 불화 암모늄(NH₄HF₂)을 반응제로 사용하고, 전분 및 유리 가루 등을 반응 조절제로 사용한 혼합 용액에 유리를 침지시켜 불투명 유리를 제조하는 방법이 개발되었다. 이러한 방법은, 유리를 혼합 용액에 침지시켜 한번에 반응시키는 것에 의해 유리 표면에 직접 미세한 요철을 형성할 수 있으므로, 화장품 용기, 주류 용기와 같이 외적인 미려함과 부드러운 질감을 가지는 불투명 유리 제품을 제조하는데 적합하며, 생산성이 높고, 작업 환경을 개선시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 반응 조절제의 분포에 따라 유리 표면에서의 부식 반응이 불균일해질 수 있다는 문제점도 지적된다. 또한, 상기 방법은 유리를 부식시키기 위한 용액에 유리를 침지하는 방법을 사용하므로, 침지용 탱크의 설치를 위한 공간을 고려했을때 판유리와 같은 대형 제품의 생산에는 적합하지 않으며, 주로 소형 제품의 생산에 적합한 방법이라는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 균일하고 우수한 질감을 가지는 대형의 불투명 판유리를 제조하는데 적합한 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 불투명 판유리를 제조하는데 적합한 부식액 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 공지의 방법과 같이 불투명하게 제조하고자 하는 유리를 부식 용액에 침지하는 대신, 판유리를 수평으로 진행시키면서 특정 화합물들의 혼합 용액인 본 발명의 부식액 조성물을 상기 판유리 상에 직접 스프레이 도포하여 부식시키는 것에 의해 우수한 품질의 대형 불투명 판유리를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은, 원판 판유리를 세척하는 제 1단계, 상기 원판 판유리의 한 면을 보호막으로 코팅하는 제 2단계, 상기 원판 판유리에서 보호막으로 코팅되지 않은 다른 면에, 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 부식액 조성물 - 여기서, 상기 부식액 조성물은 균일하게 교반되어 30~45℃로 유지된 것임 - 을 스프레이 도포하는 제 3단계, 상기 부식액 조성물을 원판 판유리 상에 6~10분간 유지시킨 후, 흡입하여 회수하는 제 4단계, 및 상기 보호막을 떼어내고 판유리를 세척하는 제 5단계를 포함하는 불투명 판유리의 제조방법을 제공한다. 상기 제 3단계에서는, 상기 원판 판유리를 수평으로 진행시키면서 스프레이 도포하는 것이 바람직하며, 제 2단계에서 원판 판유리를 코팅하는 보호막은 폴리에틸렌 필름, 염소화 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중 어느 것을 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 불투명하게 하고자 하는 판유리의 일부분에 물, 불화 암모늄, 불화 수소산, 탄산 나트륨, 황산 바륨, 및 아연으로 이루어진 부식액 조성물을 스프레이 도포하는 단계를 포함하는 불투명 판유리의 제조방법을 제공한다. 상기 부식액 조성물은, 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 것으로서, 균일하게 교반되어 30~45℃로 유지된 것이 바람직하다. 상기 부식액 조성물을 스프레이 도포한 후에는, 그 상태를 6~10분간 유지하여 부식액 조성물이 판유리를 부식시키도록 하고, 이러한 부식반응에 사용된 상기 부식액 조성물은 이후에 흡입 방식으로 회수하여 재사용할 수 있다. 불투명하게 하고자 하는 유리의 일부분 이외의 부분은 보호막으로 코팅하여 보호한 후 스프레이 도포를 진행하는 것이 바람직하고, 여기서 보호막으로서는 폴리에틸렌 필름, 염소화 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중 어느 것을 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 불투명 판유리용 부식액 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 부식액 조성물 중에서, 상기 불화 암모늄(NH₄HF₂) 및 불화 수소산(HF)은 탄산 나트륨(Na₂CO₃)과 반응하여 나트륨염(NaF)을 생성하고, 이와 같이 생성된 나트륨염은 부식액 조성물의 점성 및 유리의 부식반응을 1차적으로 조절하는 역할을 한다. 따라서, 불화 수소산이 10~15중량부 보다 적거나, 불화 암모늄이 25~30중량부 보다 많으면 낮은 부식반응에 의해 빛(가시광선)의 투과도가 저하되어 제품의 질감이 떨어지게 되고, 반면에 불화 수소산이 다량 함유되면 부식반응이 과다하게 진행되어 유리가 투명에 가까운 상태가 되므로 바람직하지 않다. 또한, 탄산 나트륨이 6~10중량부 보다 적을 경우에는 부식반응이 불안정해져서 불균일한 부식면이 야기되고, 부식액 조성물의 점도가 낮아지며, 탄산 나트륨이 과다할 경우에는 부식반응이 지나치게 억제되어 부식반응이 미약해지고, 부식액 조성물의 점도가 높아지므로 바람직하지 않다. 한편, 본 발명의 부식액 조성물에 대해 10~15중량부의 조성비로 첨가하는 황산 바륨(BaSO₄)도 탄산 나트륨과 같이 점성 조절제 및 반응 조절제로 작용하기 때문에, 상기에 제시한 범위 내로 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 부식액 조성물에서 아연은 전체 조성물의 표면 장력을 증가시켜 작업성을 양호하게 하는 역할을 하며, 약 1중량부 이하로 첨가하는 것으로 충분하다.

이하, 본 발명을 구현한 일실시예를 나타낸 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 불투명 판유리의 제조방법 및 그의 제조를 위한 부식액 조성물을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 도면 및 설명은 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 청구 범위에 기재된 사항을 바탕으로 적절한 변형 및 수정이 가능하다.

도1은 본 발명에 따른 불투명 판유리의 제조방법의 일실시예를 순차적으로 도시한 도면이다. 먼저, 물로 깨끗이 세정한 원판 판유리(101)를 롤러(201) 상에 올려두고 수평으로 진행시킨다. 상기 롤러(201)는 원판 판유리(101)를 수평으로 진행시키기 위한 장치로서, 원판 판유리(101)를 수평으로 진행시킬 수 있다면 롤러(201) 이외의 장치, 예를 들면 컨베이어 벨트 등을 대신 사용하여도 좋다. 이어서, 수평으로 진행되는 상기 원판 판유리(101)를 폴리에틸렌 필름, 염소화 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중 어느 하나의 보호막(102)이 마련된 보호막 코팅기(202)를 통과시켜, 상기 원판 판유리(101)의 하부에 보호막(102)을 부착한다. 이때 부착하는 보호막(102)의 두께는 약 20~30㎛ 정도인 것이 적당하다. 상기 보호막(102)은 다음 단계에서 원판 판유리(101)의 상부면으로 스프레이 도포되는 부식액 조성물(103)이 하부로 침투하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이와 같이 불투명하게 하고자 하는 부분 이외의 부분은 보호막(102)으로 코팅함으로써, 부식액 조성물(103)로 부식되어 불투명하게 되는 것을 방지할 수 있다. 보호막(102)으로서 사용되는 필름의 종류는 상기로 제한되는 것은 아니며, 부식액 조성물(103)에 대한 차단성이 있는 것이면 좋다.

보호막(102)이 코팅된 원판 판유리(101)는 이어서 부식액 스프레이 장치(203)를 거치고, 원판 판유리(101)의 상부면은 본 발명의 부식액 조성물(103)로 직접 스프레이 도포된다.

상기 부식액 스프레이 장치(203)는 가열 장치(204), 교반 장치(205), 용기(206), 스프레이 도포 장치(207), 용액 회수조(208) 및 흡입 장치(209)를 포함하여 이루어진 것으로서, 필요에 따라 밸브 등의 부수 장치를 더 포함시킬 수 있다. 미리 제조한 본 발명의 부식액 조성물(103)은 부식액 스프레이 장치(203)의 용기(206)로 옮겨진 후, 교반 장치(205)로 균일하게 혼합되고 가열 장치(204)에 의해 적정 온도로 유지된다. 바람직하게는, 본 발명의 부식액 조성물(103)을, 효율적인 부식반응에 적합한 온도인 약 30~45℃로 일정하게 유지시킨다. 이러한 부식액 조성물(103)은 원판 판유리(101)의 투입에 관계없이 스프레이 도포 장치(207)를 통해 연속적으로 일정하게 공급되도록 조정할 수 있고, 원판 판유리(101)의 투입 전에 공급된 부식액 조성물(103)이나, 원판 판유리(101) 투입 후 원판 판유리(101)의 상부면에서 흘러내린 부식액 조성물(103)은 용액 회수조(208)에서 모아 다시 용기(206)로 회수하여 재사용할 수 있다. 한편, 원판 판유리(101)의 상부면에 스프레이 도포된 부식액 조성물(103)은 6~10분간 그대로 두어 부식반응이 진행되도록 하고, 일정 시간이 경과되면 강력한 흡입 장치(209)로 흡입하여 역시 재사용하기 위해 용기(206)로 회수한다. 상기와 같이 부식반응 시간을 6~10분간 유지함으로써, 부식반응은 원활하게 진행되어, 불투명이면서 빛이 자연스럽게 통과되어 은은하고 부드러운 질감을 나타내는 미세한 요철면을 가지는 불투명 판유리(104)가 완성된다.

이와 같이 모든 반응이 완료된 불투명 판유리(104)에서 마지막으로 보호막(102)을 떼어내고, 불투명 판유리(104)를 세척 장치(210)로 깨끗이 수세함으로써 최종 완성품을 수득할 수 있다.

실시예 1 불투명 판유리용 부식액 조성물의 제조

교반 장치와 가열 장치가 구비된 200ℓ 크기의 폴리에틸렌 용기에 물을 80kg 붓고, 약 50℃로 가열한 후, 불화 수소산 45% 수용액 26kg 및 불화 암모늄 45kg을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 이어서, 아연 분말을 1.8kg 첨가하여 약 24시간 동안 교반하면서 완전히 용해시킨 후, 14kg의 탄산 나트륨을 천천히 가하였다. 이때, 탄산 나트륨이 물 및 불화 수소산과 중화 반응을 일으켜, 나트륨염을 생성하는 동시에 다량의 이산화탄소(CO₂)를 발생시키므로, 탄산 나트륨의 첨가는 반응을 육안으로 확인하면서 천천히 행하여야 한다. 탄산 나트륨의 첨가 및 나트륨염 생성 반응이 완료된 후, 마지막으로 황산 바륨을 27kg 첨가하여 12시간~1일 이상 교반하여 용액을 안정시키고, 완성된 부식액 조성물의 온도는 30~45℃로 일정하게 유지시켰다.

실시예 2 불투명 판유리의 제조

가로×세로를 2m×3m로 절단한 대형 원판 판유리를 롤러 상에 올려두고 수평으로 진행시키면서, 물로 깨끗이 세정한 후, 보호막 코팅기를 통과시켜 상기 판유리의 하부면에 20㎛ 두께의 폴리에틸렌 필름을 부착하였다. 이어서, 보호막이 코팅된 원판 판유리를, 상기 본 발명의 실시예1에 따라 제조한 부식액 조성물이 담긴 부식액 스프레이 장치를 통과시켜, 그 상부면을 상기 부식액 조성물로 스프레이 도포하였다. 상기 원판 판유리의 상부면에 스프레이 도포된 부식액 조성물을 약 6분간 유지시킨 후, 상기 부식액 조성물을 흡입 장치로 흡입하여 부식액 스프레이 장치로 회수하였다. 이어서, 상기 원판 판유리 하부면의 보호막을 떼어내고, 상기 원판 판유리에 잔류하는 부식액 조성물을 물로 깨끗이 세정하여 완성품을 수득하였다.

본 발명에 따른 부식액 조성물에 의하면, 불화 암모늄을 주성분으로 하고 불화 수소산의 사용을 최소화함으로써, 작업 환경 개선 효과 및 폐수 발생 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 부식액 조성물은, 자체의 점성 및 표면 장력만으로도 반응 시간 동안 원판 판유리 상에 유지될 수 있기 때문에, 조성물의 이탈을 방지하기 위한 함실 등의 부수적인 장치가 요구되지 않으며, 부식액 조성물을 직접 판유리에 스프레이 도포하여 미세한 요철 부위를 판유리 표면에 직접 형성시킴으로써, 종래의 방법에 비해 보다 미려하고 부드러운 질감의 불투명 판유리를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 부식액 조성물에 의한 부식반응은 그 정도가 미세하여 약품 소진에 따른 초기 생산품 및 이후 생산품 간의 품질 차이도 크지 않으므로, 부식액 조성물의 재사용에 의한 연속 순환 공정을 통해 대량의 제품을 보다 용이하고 보다 빠르게 생산하면서 품질 관리가 가능하다. 특히, 본 발명의 방법은 종래의 침지 방법과는 달리 수평으로 진행되는 유리의 단면을 부식시켜 불투명화하기 때문에, 공간상 제약이 크지 않아 건축용 내ㆍ외장재와 같이 대면적의 불투명 유리 제품을 생산하는데 적합하다.

도1은 본 발명에 따른 불투명 판유리의 제조방법의 일실시예를 순차적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101: 원판 판유리 102: 보호막

103: 부식액 조성물 104: 불투명 판유리

201: 롤러 202: 보호막 코팅기

203: 부식액 스프레이 장치 204: 가열 장치

205: 교반 장치 206: 용기

207: 스프레이 도포 장치 208: 용액 회수조

209: 흡입 장치 210: 세척 장치

Claims

원판 판유리를 세척하는 제 1단계;

상기 원판 판유리의 한 면을 보호막으로 코팅하는 제 2단계;

상기 원판 판유리에서 보호막으로 코팅되지 않은 다른 면에, 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 부식액 조성물 - 여기서, 상기 부식액 조성물은 균일하게 교반되어 30~45℃로 유지된 것임 - 을 스프레이 도포하는 제 3단계;

상기 부식액 조성물을 원판 판유리 상에 6~10분간 유지시킨 후, 흡입하여 회수하는 제 4단계; 및

상기 보호막을 떼어내고 판유리를 세척하는 제 5단계;

를 포함하는 불투명 판유리의 제조방법.
제1항에 있어서,

제 3단계는 상기 원판 판유리를 수평으로 진행시키면서 행하는 것을 특징으로 하는

불투명 판유리의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 보호막은 폴리에틸렌 필름, 염소화 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중 선택된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는

불투명 판유리의 제조방법.
불투명 판유리의 제조방법에 있어서,

불투명하게 하고자 하는 판유리의 일부분에, 물, 불화 암모늄, 불화 수소산, 탄산 나트륨, 황산 바륨, 및 아연으로 이루어진 부식액 조성물을 스프레이 도포하는 단계를 포함하는 불투명 판유리의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 부식액 조성물은, 물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는

불투명 판유리의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 부식액 조성물은 균일하게 교반되어 30~45℃로 유지된 것이며,

상기 스프레이 도포된 상태를 6~10분간 유지하여 부식액 조성물이 판유리를 부식시키도록 한 후, 상기 부식액 조성물을 흡입 방식으로 회수하여 재사용하는 것을 특징으로 하는

불투명 판유리의 제조방법.
제4항에 있어서,

불투명하게 하고자 하는 판유리의 일부분 이외의 부분은, 폴리에틸렌 필름, 염소화 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중 선택된 필름으로 코팅하여 보호한 후, 스프레이 도포를 진행하는 것을 특징으로 하는

불투명 판유리의 제조방법.
물 35~45중량부, 불화 암모늄 25~30중량부, 불화 수소산 10~15중량부, 탄산 나트륨 6~10중량부, 황산 바륨 10~15중량부, 및 아연 1중량부 이하를 포함하여 이루어진 불투명 판유리용 부식액 조성물.