KR100568771B1 - 유리 시트를 보호하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 시트를 보호하기 위한 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유리 시트용 보호층을 제공하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 보호층은 20℃이하 온도의 물에 불용성인 층을 제공하기 위해 충분한 온도에서 물과 고분자의 용액을 유리 시트에 도포시켜 제공된다. 상기 보호층이 뜨거운 물로 세척하여 제거될 수 있도록, 상기 층은 60℃이상의 온도의 물에 용해된다.

유리 시트, 폴리비닐알콜, 보호층, 분사, 물과 고분자 용액

Description

유리 시트를 보호하기 위한 방법{Method for protecting glass sheets}

본 발명은 유리 시트를 보호하기 위한 방법에 관한 것으로, 유리 시트용 보호 코팅에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 유리 시트를 제조하는 동안 유리 시트에 임시 보호 코팅을 적용하고 또한 이를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.

제조공정동안 유리 시트를 보호하는 것은 상기 유리의 주표면에 긁힘 및 손상을 방지하기 위해 필요하다. 통상적으로 유리 시트의 긁힘 및 손상은 장비를 조작하거나 절단하는 동안 및 모서리 연마(edge grinding) 단계에 의해 발생한다. 또한, 상기 시트를 처음 절단하고 조작하는 단계동안 상기 시트의 표면에 접촉하는 입자들이나 조각(chip)들에 의해 손상이 발생한다. 상기 유리 시트를 보호하는 공지의 방법은 상기 유리 시트의 두 주표면들상에 고분자 필름을 적용하는 것이다. 하나의 주표면은 접착제(adhesive)로 상기 시트에 부착된 고분자 필름을 갖고, 이러한 시트는 시트의 모서리 마무리 공정(edge finishing)이 완료된 후에 제거된다. 다른 주표면은 정전하(static charge)에 의해 부착된 필름을 갖는다. 이러한 필름은 마무리 공정 전에 제거된다.

상기 접착제로 부착된 필름은 장비의 조작에 의해 발생하는 긁힘으로부터 상기 표면을 보호하는 반면, 다른 문제들을 발생시킨다. 상기 접착제로 부착된 필름에 관계된 하나의 문제는, 마무리 장비에 붙은 고분자에 의해 포획된 조각들 때문에 모서리 부근에서 유리의 긁힘을 일으키는, 모서리 마무리 공정동안의 유리 조각들의 집중이다. 상기 접착제로 부착된 고분자가 갖는 또 다른 문제는 접착제의 잔류이다.

따라서, 유리 시트 제조 공정의 초기에, 유리의 공정후에 용이하게 제거될 수 있는 임시 보호 코팅을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 개별적이고 추가적인 제조 단계가 요구되지 않는 제조공정에 있어서 만일 상기 코팅이 한 지점에서 적용될 수 있다면 유용할 것이다.

캐나다 특허 제811,098호에는 유리상에 임시 코팅을 제조하기 위해 하이드록시에틸셀룰로오스 및 폴리비닐알콜(PVA)을 사용하는 방법이 기재되어 있다. 특히 이 특허에는 상기 고분자 용액이 분사(spaying)에 의해 적용될 때, 상기 유리는 물의 섬광 증발(flash evaporation) 및 이에 따라 열악한 특성을 갖는 필름을 형성하는 것을 막기 위해 약 95℃이하의 온도에 놓여야 한다고 기재되어 있다. 즉, 이 특허에는 상기 유리가 물의 끓는점 미만의 온도를 가져야 한다고 기재되어 있다.

이와 대조적으로, 본 발명에 따라서는 물의 온도가 20℃ 미만인 물로 세척될 때 견딜 수 있는 코팅을 제조하기 위해서는, 상기 유리의 온도는 실질적으로 물의 끓는점 이상일 필요가 있음을 발견하였다.

하기 실시예 6에서 알 수 있는 바와 같이, 실내온도에서 유리에 적용되는 PVA 용액은 10℃의 온도를 갖는 물을 이용하여 제거될 수 있는 코팅을 초래하였다. 실시예 4-5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 PVA 용액이 200℃ 이상의 온도를 갖는 유리에 적용되었을 때, 상기 코팅은 10℃의 물로 세척하여도 제거되지 않았지만, 90℃의 온도를 갖는 물로는 제거되었다. 하기 표 1에는 캐나다 특허 제811,098호의 기재와 본 발명을 구별하는 이러한 결과들을 요약하였다.

유리온도	20℃미만의 온도를 갖는 물로 코팅을 세척	60℃이상의 온도를 갖는 물로 코팅을 세척
약 200℃이상	제거안됨	제거됨
100℃이하	제거됨	제거됨

따라서, 본 발명은 유리 시트를 형성한 후에 상기 유리 시트의 적어도 하나의 주표면상에 물과 고분자 용액을 도포(depositing)시키는 단계를 포함하는, 일반적으로 긁힘, 마손, 및 유리 조각들 및 다른 오염물들의 도포로부터 유리 시트를 보호하는 방법을 제공한다. 바람직하게, 상기 도포단계동안, 상기 시트는 고분자를 가교시키고 약 10℃이하, 바람직하게는 약 20℃이하의 온도의 물에 불용성인 보호층을 형성하기에 충분한 온도에 놓인다. 또한, 상기 보호층은 보호층이 요구되지 않는 생산공정의 한 지점에서는 유리 시트로부터 세척될 수 있도록, 약 60℃이상, 바람직하게는 약 80℃의 온도의 물에 용해됨이 바람직하다. 또한, 이것은 상기 유리의 최종 검사 전에 즉시 실시될 수 있다. 또한, 원한다면 상기 보호층은 운반(shipping)동안 시트에 남겨져서 운반이 끝난 후에 세척될 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 용액은 분사에 의해 도포되고, 상기 고분자는 폴리비닐알콜로 이루어진다. 바람직하게, 상기 용액은 상기 유리 시트를 형성한 후에 즉시 도포되며, 이 유리 시트의 온도는 약 200℃이상 및 약 450℃이하이다.

몇가지 중요한 잇점은 전술한 요약으로부터 알 수 있을 것이다. 본 발명의 하나의 잇점은, 임시 보호 코팅이 유리 제조 공정, 특히 절단 및 모서리 연마동안 긁힘, 마손, 및 오염물로부터 유리 시트를 보호하기 위해 유리 시트에 제공될 수 있다는 것이다. 또 다른 잇점은, 상기 코팅이 약 60℃이상의 온도, 바람직하게는 약 80℃이상의 온도의 물로 세척하여 비교적 쉽게 제거될 수 있다는 것이다.

본 발명의 추가적인 특징 및 잇점은 하기 상세한 설명에서 진술될 것이다. 또한 전술한 종래 설명 및 하기 설명된 상세한 설명은 모두 일례이며 설명을 위해 예시된 것이고, 하기 발명의 구성에서 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하고자 한다.

본 발명은 유리 시트상에 보호층을 제공하는 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 보호층은 상기 시트가 차후 공정 단계들 동안에 긁힘, 마손, 및 오염물로부터 보호되도록 제조공정의 초기에 제공된다. 예를 들어, 유리 시트가 인발 장치에 의해 인발되는 공정에서, 상기 용액은 인발 후에 즉시 도포되는 것이 바람직하다.

차후에 뜨거운 물로 세척되었을 때 제거될 수 있지만, 따뜻한 물이나 차가운 물로 제거될 수 없는 보호층을 형성하기 위해 상기 용액이 한 온도에서 도포되는 것이 요지이다. 여기서 사용된 바와 같이, 뜨거운 물은 약 60℃, 바람직하게는 80℃이상의 온도를 갖는 물이고, 따뜻하거나 차가운 물은 약 10℃이하, 바람직하게는 20℃이하의 온도를 갖는 물이다.

물과 고분자의 용액은 모든 편리한 방법으로 유리 시트에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 용액은 회전되거나, 칠해지거나, 또는 닥터 브래드(doctor blade)에 의해 적용될 수 있다. 유리 시트를 폴리비닐알콜 및 물의 용액에 침지하였던 실험에 있어서, 상기 코팅들은 1분내에 10℃의 물에 모두 용해되었다. 바람직한 실시예에서, 상기 코팅은 용액의 형태로 분사되었다.

본 발명의 출원인은 유독성 화학약품을 사용하지 않거나, 유리의 손상없이 제거될 수 있는, 평평한 유리 시트상에 임시 보호 코팅을 제공하기 위해 효과적인 몇가지 물질로 실험하였다. 무기 코팅의 반응성이 유리의 표면을 공격하기 때문에, 무기 물질은 배제하였다. 또한, 나트륨이 평평한 유리의 특정 말단의 용도, 예를 들어 박막 트랜지스터에 문제를 일으키기 때문에, 나트륨을 함유하는 물질도 배제하였다. 실험은 단일 및 복합 설탕 및 녹말을 이용하여 수행되었지만, 이 물질들은 고온에서 분해되거나, 약 10℃이하의 온도에서 물에 용해된다.

하기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 예시되었지만, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 각 실시예에서, 에어라인(air line)에 부착된 빈크스 스프레시 건(Binks spray gun)이 가열된 유리 기판상에 폴리비닐알콜(PVA) 용액을 도포시키는데 사용되었다. 상기 유리 기판은 코닝(corning) 1737 유리 샘플이었다. 각 실시예에서, 상기 용액은 탈이온화된 물에 3중량%의 PVA로 제조되었다. 상기 유 리 샘플은 각 실시예에서 지시된 온도로 가열되었다.

세 개의 다른 가수분해된 등급의 PVA가 각 실시예에서 사용되었다. 각 등급의 PVA는 미국, 펜실베니아, 알렌타운의 에어 프로덕트 및 케미컬스(Air Products and Chemicals)에 의해 시판된다. 에어볼(Airvol) 125는 99.3% 가수분해된 것이고, 에어볼 325은 98.0% 내지 98.8% 가수분해된 것이며, 에어볼 523은 87.0 내지 89.0 가수분해된 것이다. 수용해도는 10℃ 및 90℃에서 탈이온수에 상기 코팅된 유리 시트를 담지하여 결정되었다.

실시예 1-3

3% 용액의 에어볼 125 및 탈이온수가 혼합되고, 빈크스 스프레이어로 500℃, 400℃, 및 300℃에서 소성된 세 세트(set)의 유리 시트상에 분사되었다. 500℃에서 소성된 샘플은 분해되었고, 용해도를 측정하기 위해 실험되지 못했다. 한 세트의 시트는 10℃에서 탈이온수에 2분동안 두었고, 하나의 세트는 90℃에서 탈이온수에 2분동안 두었다. 두 세트의 샘플들(300℃에서 소성된 하나 및 400℃에서 소성된 하나)은 10℃ 또는 90℃ 탈이온수에 모두 용해되지 않았다.

실시예 4-5

3% 용액의 에어볼 325 및 탈이온수가 혼합되고, 빈크스 스프레이어로 300℃ 및 400℃에서 소성된 두 세트의 유리 시트상에 분사되었다. 각 세트의 유리 시트들로부터의 하나의 샘플은 10℃의 탈이온수에 두었고, 각 세트로부터의 다른 샘플은 90℃의 탈이온수에 두었다. 300℃ 및 400℃에서 소성된 샘플들은 10℃의 물에는 용해되지 않았지만, 90℃의 물에는 용해되었다.

실시예 6

3% 용액의 에어볼 325가 혼합되고, 빈크스 스프레이어로 실내온도에서 한 세트의 유리 시트를 적용하였다. 상기 세트로부터의 샘플은 10℃의 탈이온수에 두었다. 상기 시트상에는 10℃의 물에 용해되는 코팅이 발견되었다.

실시예 7-8

3% 용액의 에어볼 523이 혼합되고, 빈크스 스프레이어로 300℃ 및 400℃에서 소성된 두 세트의 유리 시트상에 분사되었다. 각 세트의 유리 시트들로부터의 하나의 샘플은 10℃의 탈이온수에 두었다. 10℃ 물에 두었던 시트는 용해되었다. 따라서, 샘플들이 10℃ 물에 용해되었기 때문에 90℃ 물에 두지 않았다.

상기 실시예들은 본 발명의 코팅 고정의 주요 관점이 유리 시트가 뜨거울 때 코팅을 적용시킨다는 것임을 볼 수 있다. 만약 상기 PVA 용액이 실내온도에서 유리 시트에 적용되었다면, 상기 코팅은 차가운 물에 용해되었다. 적용 동안의 유리 시트 온도의 하한값은 약 200℃이고, 적용 동안의 유리의 온도는 바람직하게는 300℃이상이다. 상기 적용동안의 유리 온도의 상한값은 약 450℃이며, 바람직하게는 400℃이하이다.

상기 실시예로부터 증명된 또 다른 주요관점은 PVA의 가수분해의 정도이다. 상기 98.0-98.8% PVA는 최상의 결과를 갖는다. 더 높은 정도의 가수분해를 갖는 PVA는 90℃ 물에서 용해되지 않았고, 따라서 본 발명의 방법에 있어서 너무 영구적이다. 그 이하의 가수분해를 갖는 PVA는 10℃에서 용해되었고, 따라서, 본 발명에 있어서 유용하지 않다.

조사된 또 따른 변수는 수용액에서 PVA의 중량%이다. 에어볼 325는 바람직한 용해특성을 갖기 때문에, 실험들이 이 PVA를 이용하여 실시되었고 용액에서 PVA의 최적의 중량%가 결정되었다. 용액은 탈이온수에 3%, 6%, 및 10% 용해된 PVA로 처방되었다. 모든 상기 조성들은 바람직한 용해특성을 나타내었다. 그러나, 3% 용액은 얇고 적용하기에 적합치 않은 코팅을 초래하였다. 10% 용액은 분사에 의해 효율적으로 적용하기에는 너무 점성이 높다. 에어볼 325의 6% 용액은 적절한 두께를 제공하였고, 상기 유리 시트의 적절한 피복을 제공하였으며, 현재 바람직한 분사 방법에 의해 비교적 쉽게 적용되었다. 물론, 6%보다 높거나 낮은 농도도 원한다면 사용할 수 있다. 원래, 3% 미만의 농도 또는 10%를 초과하는 농도는 사용하기 위해서는 분사 장비, 예를 들어, 노즐 구조, 압력, 및 유속을 바꾸어 사용될 수 있다.

본 발명은 당업자들에 의해 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경, 변형 및 변조가 가능하다. 예를 들어, 폴리비닐알콜 뿐만 아니라 다른 고분자 및 폴리비닐알콜을 결합시킨 고분자들도 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 또한, 가교제들이 사용되어 뜨거운 물에 용해되는 보호층을 형성하는데 보조역할을 할 수 있다. 예를 들어, 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 잘 실시할 수 없었던 고분자는 메틸셀룰로오스이었다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 영역내 및 그들의 균등물들을 포함하는 다양한 변형 및 변조를 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 임시 보호 코팅은 유리 제조 공정, 특히 절단 및 모서리 연마동안 긁힘, 마손, 및 오염물로부터 유리 시트를 보호할 수 있고, 또 한, 코팅이 약 60℃이상의 온도, 바람직하게는 약 80℃이상의 온도의 물로 세척하여 비교적 쉽게 제거될 수 있다.

Claims (10)

1. 유리 제조 공정에서 유리 시트의 형성 후 유리 시트의 온도를 고분자를 가교결합시키고 20℃ 이하의 온도의 물에서는 불용성이고 80℃ 이상의 온도의 물에서는 용해되는 보호층을 형성하기에 충분하도록 200℃ 내지 450℃로 유지시키면서 상기 유리 시트의 적어도 하나의 주표면 상에 물과 고분자의 용액을 도포시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 긁힘, 마손 및 오염물로부터 유리 시트를 보호하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 보호층이 60℃ 이상의 온도의 물에 용해되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용액이 분사에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐알콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용액은 상기 유리 시트의 온도가 300℃ 내지 400℃의 온도로 유지될 때 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 삭제
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용액은 6중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 포함하며, 상기 용액이 분사에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 삭제