KR100769240B1 - 무광택 유리기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리기판 상에 반사광을 산란시킬 수 있는 요철이 형성되어 있고, 필기도구의 색소가 침착될 미세공극은 모두 매끈하게 메워져 있어서, 유리기판 상에 필기된 내용을 어떤 각도에서도 선명하게 확인할 수 있고, 동시에 필기내용은 용이하게 지워지는 특성을 갖는 무광택 유리기판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 강화유리의 열처리 온도와 유사한 융점을 가지되 입경이 서로 다른 미세 유리입자와 거대 유리입자로 구성되는 프리트(frit) 조성물을 제조하고, 통상적인 유리기판에 상기 프리트 조성물을 도포한 다음, 이를 소정의 온도로 열처리하는 것을 특징으로 한다.

무광택, 유리기판, 유리칠판

Description

무광택 유리기판의 제조방법{A preparing method of non-glared glass board}

본 발명은 무광택 유리기판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리기판의 표면에 반사광을 산란시킬 수 있는 요철이 형성되어 있고 필기도구의 색소 등이 침착될 미세공극은 모두 매끈하게 메워져 있어서, 어떤 각도에서나 필기 내용을 선명하게 확인할 수 있고, 각종 필기도구에 대한 지움 특성이 우수한 무광택 유리기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 분필을 사용하는 종래 칠판의 경우, 분필 가루의 비산으로 인해 필기자의 건강을 저해하는 문제점이 있었다. 그래서 최근에는 분필을 사용하지 않고, 수성펜이나 유성펜과 같은 전용 필기도구를 사용하는 화이트 보드(white board)가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 화이트 보드는 바탕 색상이 흰색인데다 표면 광택도가 높기 때문에 이를 장시간 주시하게 되면, 눈이 쉽게 피로를 느끼는 단점이 있다. 또한, 화이트 보드 대신에 녹색 등을 바탕색으로 사용하여 눈의 피로를 덜어주는 제품도 개발되어 있으나, 이러한 제품은 표면처리 물질로서 내구 성이 약한 고분자 재료를 사용해야 하기 때문에 특히 표면이 쉽게 마모되고 필기내용이 잘 지워지지 않는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 유리기판을 이용한 칠판도 개발되어 있다. 예컨대 국내 실용신안등록 제406753호(공고일자; 2006.01.24.)에는 일정한 두께를 갖는 유리기판의 배면에 도색층을 도색하여 유리본체를 제조하고, 상기 유리본체와 벽면 사이에 완충부재를 삽입하고 접착제로 접착한 다음, 유리본체의 테두리 면에는 장식부재를 부착하고, 장식부재의 저면에는 받침대를 설치한 유리칠판이 소개되어 있다. 이러한 유리칠판은 화이트 보드와 마찬가지로 전용 필기도구를 사용하기 때문에 분필가루가 날릴 우려가 없고, 바탕 색상을 다양하게 구성할 수 있으며, 내구성이 강한 장점은 있으나, 표면의 광택도가 높기 때문에 필기 내용이 잘 보이지 않는 사각지대가 생기기도 하고, 눈이 쉽게 피로해 지는 문제점은 여전히 해결할 수가 없었다.

그래서 유리칠판의 표면에 미세한 요철을 형성하여 표면의 반사광을 난반사 시키려는 노력이 시도되어 왔다. 예컨대, 불산 등과 같은 화학물질로 유리 표면을부식 시키거나, 작은 모래입자를 고압, 고속으로 유리표면에 분사하여 요철을 형성하기도 하였다. 그러나 이러한 종래의 방법으로 무광택 처리된 유리칠판은 그 표면에 무수한 미세공극이 형성되어 있고, 이들 미세공극에 필기도구의 색소가 침착되어 필기 내용이 잘 지워지지 않는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명은 유리기판 상에 반사광을 산란시킬 수 있는 요철이 형성되어 있고 필기도구의 색소 등이 침착될 미세공극은 모두 매끈하게 메워져 있어서, 어떤 각도에서도 필기 내용을 선명하게 확인할 수 있고, 동시에 각종 필기도구에 대한 지움 특성이 매우 우수한 무광택 유리기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 강화유리의 열처리 온도와 유사한 융점을 가지되 입경이 서로 다른 미세 유리입자와 거대 유리입자로 구성되는 프리트(frit) 조성물을 제조하고, 통상적인 유리기판에 상기 프리트 조성물을 도포한 다음, 이를 소정의 온도로 열처리하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 미세 유리성분은 열처리 시 용해되어 거대 유리성분들을 결합시키는 동시에 미세공극들을 매끈하게 메워주고, 거대 유리성분은 열처리 후에도 용해되지 않고 유리기판의 표면에 요철을 형성하여 반사광을 산란시키는 역할을 한다.

본 발명에 따른 유리기판은 배면에 필요에 따라 시력보호용 색상필름이나, 눈금줄이나 문자, 도안 등이 인쇄된 인쇄필름, 그리고 비산방지용 강화필름 등을 선택적으로 적층하여 유리칠판, 사무실 파티션 부재, 실내 마감제, 회의실 스크린 등의 용도로 다양하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 무광택 유리기판의 제조방법은 융점이 640~720℃이고 열팽창 계수가 80~ 95 ^-7/℃ 인 유리입자를 사용하되 입자크기가 0.5~5 ㎛ 인 미세 유리입자 40~70 중량부와 입자크기가 5~15 ㎛ 인 거대 유리입자 10~30 중량부 및 비히클(vehicle) 20~40 중량부로 이루어진 프리트 조성물을 제조하는 단계와, 유리기판의 일면에 상기 프리트 조성물을 20~45 ㎛의 두께로 도포하는 단계와, 상기 유리기판을 640~720℃의 온도에서 열처리하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 유리기판 상에 도포되는 프리트 조성물은 미세 유리입자와 거대 유리입자 및 비히클로 이루어진다. 이때, 미세 유리입자 및 거대 유리입자의 구성성분은 SiO₂ 55~75%, B₂O₃ 1~25%, Al₂O₃ 1~12%, RO 또는 R₂O 3~30%(여기서, R은 Na, Ca 또는 K 중에서 선택된 어느 하나 임)로 이루어진 것을 사용하되, 경우에 따라서는 RO 또는 R₂O 대신에 TiO₂, ZrO₂, ZnO 또는 BaO 1~10% 가 포함된 것을 사용할 수도 있다.

본 발명에서 미세 유리입자는 열처리시 완전히 융해되는데 비하여, 거대 유리입자는 상대적으로 덜 융해되어 그 형태를 유지하기 때문에 유리기판의 표면에 난반사를 시킬 수 있는 요철을 형성한다. 상기 미세 유리입자의 함량이 70 중량부 이하이면 상대적으로 거대 유리입자의 함량이 적어져서 표면 요철효과가 부족하게 되고, 반대로 40 중량부 이하이면 프리트 코팅층의 결합력이 약화되거나 표면에 미세공극이 발생할 우려가 있다.

또한 비히클(vehicle)은 프리트 조성물, 즉 저융점 유리분말과 고융점 유리분말 또는 미세유리구를 물리적으로 결합시켜 도포작업이 가능한 페이스트(paste) 상태로 만들어 주는 기능을 하는 것으로서, 예컨대 테르핀유나 송진유를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 비히클의 함량이 20 중량부 이하이면 프리트 조성물이 균일하게 혼합되지 않고 일부가 분말상태로 남게 될 우려가 있고, 반대로 40 중량부 이상이면, 층 분리가 일어날 우려가 있어서 좋지 않다.

상기와 같은 방법으로 프리트 조성물을 제조한 다음에는 통상적인 유리기판의 일면에 상기 프리트 조성물을 20~45 ㎛의 두께로 도포하여 프리트 코팅층을 형성한다. 프리트 조성물을 도포하는 방법은 통상적인 방법을 사용할 수 있으나, 바람직하기로는 상기 프리트 조성물에 알코올류나 광유 등 적당한 희석유를 첨가하여 점도를 10,000 센티포아즈 정도로 조절한 다음, 예컨대 스크린 인쇄방법으로 도포하는 것이 편리하다.

본 발명에서 상기 프리트 코팅층의 두께가 20 ㎛ 이하이면, 표면의 요철이 부족하여 반사광의 산란효과가 부족하게 될 우려가 있고, 반대로 두께가 45 ㎛ 이상이면, 유리기판과 프리트 코팅층 사이의 미세한 열적 성질의 차이에 의해서 프리트 코팅층이 박리 또는 열 파손 될 우려가 있다.

다음 단계에서는 프리트 코팅층이 도포된 유리기판을 열처리한다. 열처리 온도는 유리입자의 융점과 동일한 온도, 즉 640~720 ℃의 온도로 이루어진 연속 강화로를 5~10분에 걸쳐 통과시키면서 열처리한다. 여기서 연속식 강화로는 투입구부터 인출부까지 온도 구배가 존재하는 것을 의미한다. 이렇게 하면, 미세 유리입자는 용해되어 거대 유리입자 사이의 미세공극을 채워주면서 동시에 이들을 유리기판의 표면에 융착 시킨다. 그리고, 거대 유리입자는 열처리 후에도 날카로운 모서리 부 분만 용해되고 크기는 그대로 유지되므로 부드러운 요철을 형성하여 난반사 표면을 형성한다.

본 발명에 따라 제조된 무광택 유리기판은 유리기판의 표면에 반사광을 난반사 시키는 요철이 형성되어 있고, 미세공극은 매끄럽게 메워져 있어서 필기 내용을 어느 방향에서나 선명하게 볼 수 있고, 동시에 필기내용이 쉽게 지워지는 특성이 있다. 따라서 상기 무광택 유리기판의 배면에 시력보호용 색상필름이나, 눈금줄, 문자 또는 도안이 인쇄된 인쇄필름 및 비산방지용 강화필름 중 어느 하나 또는 둘 이상이 적층하여 유리칠판, 사무실 파티션 부재, 실내 마감재, 회의실 스크린 등의 용도로 다양하게 사용할 수 있고, 특히 유리칠판으로 사용하기에 적합하다.

본 발명의 유리칠판에 대한 첫 번째 제조 예는 상기 무광택 유리기판의 배면에 접착필름을 도포하고, 그 접착필름 상에 백보드(back board), 즉 플라스틱판이나 합판 등을 접착하는 것이다. 이때, 필요에 따라서는 상기 접착 필름을 두장 이상 적층하고, 그 사이에 눈금줄이나 문자, 도안 등이 인쇄된 인쇄필름을 삽입하거나, 시력을 보호할 수 있는 색상필름을 삽입할 수도 있다.

본 발명의 유리칠판에 대한 두 번째 제조 예는 유리 기판이 파손될 경우, 유리파편이 비산하는 것을 방지하기 위하여 유리기판의 배면에 비산방지용 강화필름을 접착하는 것이다. 이때, 상기 유리기판과 강화필름 사이에는 시력보호를 위한 색상필름이나 눈금줄 등이 표시된 인쇄필름을 적층할 수 있다. 그리고 상기 강화필름은 실리콘이나 합성수지 또는 고무재질의 물질을 소정의 두께로 롤 코팅하거나 스프레이 코팅하고 경화시켜서 형성한다.

또한, 본 발명의 유리칠판에 대한 세 번째 제조 예는 상기 무광택 유리기판과 이면 유리기판 사이에 접착필름을 두장 이상 적층하고, 그 사이에 눈금줄이나 문자, 도안 등이 인쇄된 인쇄필름을 삽입하거나, 시력을 보호할 수 있는 색상필름을 삽입한 후, 각 필름의 특성에 따라 진공감압 방법, 혹은 고온가압 방법으로 90~140℃의 온도에서 30분~1시간 가압하여 접착한다. 상기 접착필름은 폴리비닐부티랄, 에틸렌 비닐아세테이트 또는 폴리우레탄 필름과 같은 자동차용 안전유리나 건축용 접합 안전유리 제조시 사용되는 접합필름을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에 대한 실시예를 들어보면 다음과 같다.

[실시예]

용융온도가 680℃ 이고 평균 입경이 3 ㎛ 인 유리분말 60g 과, 용융온도가 680℃ 이고 평균입경이 10 ㎛인 유리분말 25g, 그리고 송진유 30g을 혼합기에 투입하고, 약 2시간 동안 혼합하여 페이스트 상태의 프리트 조성물을 제조하였다.

상기 프리트 조성물에 적당량의 희석유를 첨가하여 점도가 10,000 센티포아즈인 인쇄용 프리트 조성물을 제조하고, 통상적인 유리기판 상에 상기 프리트 조성물을 스크린 인쇄하여 프리트 코팅층을 형성하였다. 이때, 인쇄용 스크린으로는 150 메쉬 폴리에스터를 사용하였고, 프리트 코팅층의 두께는 건조 전 두께가 약 40 ㎛, 건조 후 두께가 약 25 ㎛ 정도 되도록 하였다.

다음으로 상기 유리기판을 건축용 강화 유리로에 넣어 열처리하였다. 이때, 강화로의 온도조건은 620 ~ 720℃의 온도에서 7개의 열처리 영역으로 나누어서 진행하고, 투입부터 인출까지의 열처리 시간은 5분으로 하였다.

상기 실시예에 따라 제조된 무광택 유리기판에 대하여 물성을 시험한 결과, 표면 광택도가 10 이고, 유성 필기구 혹은 수성 필기구를 사용하였을 때 모두 원활하게 필기가 되는 것으로 나타났다. 또한, 통상적인 지우개로 두세번 정도 문질러 주었을 때 필기내용이 자국을 남기지 않고 깨끗하게 지워졌다.

[제조예]

상기 실시예에 따라 제조된 무광택 유리기판과 이면 유리기판 사이에 유리 접합용 필름인 0.38 mm 두께의 이브이에이(EVA) 필름 2장을 삽입하고, 그 사이에 시력보호를 위해 초록색 바탕 위에 눈금줄이 인쇄되어 있는 인쇄필름을 삽입하였다. 이어 상기 유리기판을 가열하면서 진공이 가능한 진공가열 유리접합기에 넣고, 2 x 10 ^-2 토르(Torr) 까지 감압하면서 가열하여 1시간 만에 120℃까지 도달하게 한 후, 30분간 유지하였다. 이후 실온까지 냉각 후 진공상태를 해소하여 상압으로 회복한 후 인출하여 유리칠판을 완성하였다.

상기 실시예 및 제조예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 무광택 유리기판은 표면 광택도가 3 내지 10 정도인 것으로 나타났다. 일반 적인 유리표면의 광택도가 60~100 정도라는 점을 고려해 볼 때, 본 발명에 따라 제조된 유리기판은 현저히 낮은 표면 광택도를 갖는다는 사실이 입증되었다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 국한되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 목적과 동일한 범위 내에서 무광택 유리기판의 제조공정은 물론, 유리칠판의 구조를 다양하게 변형시킬 수도 있을 것이다. 그러나 이러한 설계변경으로 인해 본 발명에서 전혀 예견할 수 없는 효과가 나타나지 않는 한, 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 무광택 유리기판은 표면에 요철이 형성되어 있으면서도 미세공극이 매끈하게 매워져 있어서 반사광이 산란되어 표면 광택도가 낮고, 동시에 필기도구에 의한 색소가 침착되지 않기 때문에 각종 필기도구에 대한 지움 특성이 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 무광택 유리기판의 배면에 시력보호용 색상필름이나, 눈금줄 또는 여러 가지 도안이 인쇄된 인쇄필름, 그리고 비산방지용 강화필름 등을 선택적으로 적층함으로서 필요에 따라 다양한 기능과 특성을 갖는 유리칠판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사무실 등에 유리 칸막이를 설치할 때, 벽면 전체 또는 일부에 본 발 명의 무광택 유리기판을 사용하면, 프로젝터의 벽면 일체형 스크린 또는 칠판으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 융점이 640~720℃이고 열팽창 계수가 80~ 95 ^-7/℃ 인 유리입자를 사용하되 입자크기가 0.5~5 ㎛ 인 미세 유리입자 40~70 중량부와 입자크기가 5~15 ㎛ 인 거대 유리입자 1 ~30 중량부 및 비히클(vehicle) 20~40 중량부로 이루어진 프리트(frit) 조성물을 제조하는 단계와; 유리기판의 일면에 상기 프리트 조성물을 20~45 ㎛의 두께로 도포하는 단계와; 상기 유리기판을 640~720℃의 온도에서 열처리하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무광택 유리기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 미세 유리입자와 거대 유리입자의 구성성분은 SiO₂ 55~75%, B₂O₃ 1~25%, Al₂O₃ 1~12%, RO 또는 R₂O 3~30%(여기서, R은 Na, Ca 또는 K 중에서 선택된 어느 하나 임)로 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 무광택 유리기판의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비히클(vehicle)은 테르핀유나 송진유를 사용하 는 것을 특징으로 하는 무광택 유리기판의 제조방법.