KR101268956B1 - Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same - Google Patents

Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same Download PDF

Info

Publication number
KR101268956B1
KR101268956B1 KR1020110035281A KR20110035281A KR101268956B1 KR 101268956 B1 KR101268956 B1 KR 101268956B1 KR 1020110035281 A KR1020110035281 A KR 1020110035281A KR 20110035281 A KR20110035281 A KR 20110035281A KR 101268956 B1 KR101268956 B1 KR 101268956B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion exchange
glass
glass substrate
strengthening
display
Prior art date
Application number
KR1020110035281A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120117495A (en
Inventor
최세영
김성열
홍민수
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020110035281A priority Critical patent/KR101268956B1/en
Publication of KR20120117495A publication Critical patent/KR20120117495A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101268956B1 publication Critical patent/KR101268956B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

본 발명은 디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리 기재의 적어도 일면을 에칭하여 유리 기재 표면의 산화막과 미세크랙을 제거하여 유리 기재를 1차 강화하는 단계; 상기 유리 기재의 에칭된 적어도 일면에 칼륨계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재를 2차 강화하는 단계;를 포함하는 디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 유리 기재의 적어도 일면에 에칭 공정을 미리 수행함으로써 유리를 1차 강화한 후, 여기에 이온교환을 수행함으로써 2차 강화하여 유리 기재가 600MPa 이상의 강도값을 갖도록 할 수 있으며, 용융염 침지에 의한 유리의 이온교환 강화방법에서는 침지순서, 침지되는 위치 등에 따라 각 강화된 유리의 물성이 달라지는 것과는 달리, 강화 대상 유리 기재들을 동일한 공정변수 및 조건을 유지하여 동일한 물성을 달성하면서 재현성 있게 강화할 수 있고, 이와 같이 일괄된 공정변수 및 조건하에서 유리 기재를 강화함으로써 불량률을 줄이고 수율을 높이며, 최종 디스플레이용 유리 제품이 동일한 물성을 보유하게 되므로 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
The present invention relates to an ion exchange method for tempered or simultaneous antibacterial treatment of display glass and to a glass for display tempered or concurrently antibacterial treatment by the method, and more particularly, by etching at least one surface of the glass substrate surface First strengthening the glass substrate by removing the oxide film and the microcracks; Ion exchange by contacting or applying a potassium-based material to the etched at least one surface of the glass substrate to strengthen the glass substrate by secondary; ion exchange method for the strengthening or simultaneous antibacterial treatment of the glass for display comprising the Thereby providing a glass for display which is tempered or simultaneously antibacterial.
According to the present invention as described above, the glass substrate may be first strengthened by performing an etching process on at least one surface of the glass substrate in advance, and then secondly strengthened by performing ion exchange thereon, so that the glass substrate may have a strength value of 600 MPa or more. In the ion exchange strengthening method of glass by immersion of molten salt, the properties of each tempered glass are different according to the immersion order, the location of the immersion, etc., while maintaining the same process variables and conditions while maintaining the same physical properties. It can be reproducibly strengthened, and by strengthening the glass substrate under such batched process variables and conditions, it is possible to reduce the defect rate and increase the yield, and to increase the reliability of the product because the glass product for the final display has the same physical properties.

Description

디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리{Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same}Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same}

본 발명은 디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리 기재의 적어도 일면을 에칭하여 유리 기재 표면의 산화막과 미세크랙을 제거하여 유리 기재를 1차 강화하는 단계; 상기 유리 기재의 에칭된 적어도 일면에 칼륨계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재를 2차 강화하는 단계;를 포함하는 디스플레이용 유리의 강화 또는 동시 항균처리를 위한 이온교환 방법 및 그 방법에 의해 강화 또는 동시 항균처리된 디스플레이용 유리를 제공한다.The present invention relates to an ion exchange method for tempered or simultaneous antibacterial treatment of display glass and to a glass for display tempered or concurrently antibacterial treatment by the method, and more particularly, by etching at least one surface of the glass substrate surface First strengthening the glass substrate by removing the oxide film and the microcracks; Ion exchange by contacting or applying a potassium-based material to the etched at least one surface of the glass substrate to strengthen the glass substrate by secondary; ion exchange method for the strengthening or simultaneous antibacterial treatment of the glass for display comprising the Thereby providing a glass for display which is tempered or simultaneously antibacterial.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 유리 기재의 적어도 일면에 에칭 공정을 미리 수행함으로써 유리를 1차 강화한 후, 여기에 이온교환을 수행함으로써 2차 강화하여 유리 기재가 600MPa 이상의 강도값을 갖도록 할 수 있으며, 용융염 침지에 의한 유리의 이온교환 강화방법에서는 침지순서, 침지되는 위치 등에 따라 각 강화된 유리의 물성이 달라지는 것과는 달리, 강화 대상 유리 기재들을 동일한 공정변수 및 조건을 유지하여 동일한 물성을 달성하면서 재현성 있게 강화할 수 있고, 이와 같이 일괄된 공정변수 및 조건하에서 유리 기재를 강화함으로써 불량률을 줄이고 수율을 높이며, 최종 디스플레이용 유리 제품이 동일한 물성을 보유하게 되므로 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the present invention as described above, the glass substrate may be first strengthened by performing an etching process on at least one surface of the glass substrate in advance, and then secondly strengthened by performing ion exchange thereon, so that the glass substrate may have a strength value of 600 MPa or more. In the ion exchange strengthening method of glass by immersion of molten salt, the properties of each tempered glass are different according to the immersion order, the location of the immersion, etc., while maintaining the same process variables and conditions while maintaining the same physical properties. It can be reproducibly strengthened, and by strengthening the glass substrate under such batched process variables and conditions, it is possible to reduce the defect rate and increase the yield, and to increase the reliability of the product because the glass product for the final display has the same physical properties.

유리의 강화방법으로는 열적 강화, 화학적 강화, 물리적 강화방법 등이 있다고 알려져 있다. 이 중 화학적 강화는 결정화 유리와 응력분포가 유사하며, 응력구배는 완만하고, 압축에서 인장으로의 급격한 전이가 발생되지 않는 등의 장점을 갖고 있는 것으로 보고된다.It is known that glass reinforcement methods include thermal reinforcement, chemical reinforcement, and physical reinforcement methods. Among these, chemical strengthening is reported to have the advantages of similar stress distribution to crystallized glass, a moderate stress gradient, and no rapid transition from compression to tension.

이러한 화학적 강화방법으로서 대표적인 것은 이온교환(Ion exchange)법으로서, 이는 판유리 표면의 Li+, Na+ 등의 알카리 이온을 이온반경이 더 크고, 같은 하전을 갖는 Na+, K+ 등의 알카리 이온으로 치환함으로써 유리 표면의 부피 증가에 따라 압축응력을 형성하여 강도를 증진시키는 방법이다.A typical chemical strengthening method is the ion exchange method, which converts alkali ions such as Li + and Na + on the surface of the glass into alkali ions such as Na + and K + having a larger ion radius and the same charge. It is a method of increasing the strength by forming a compressive stress as the volume of the glass surface is increased by substitution.

전술한 이온교환법은 Diffusion-controlled process이므로 온도와 시간의 함수이며, 결과적으로 이온교환의 온도가 높을수록 실질두께의 압축층을 만드는데 필요한 시간이 짧아진다. 이온교환에 의해 달성될 수 있는 강도증가는 처리조건, 즉 온도와 시간에 지배되며, 주어진 유리조성의 경우에 최대강도는 온도가 증가할 때 더 짧은 시간에 달성된다. 압축층의 두께는 정확한 유리조성, 처리조건, 출발유리 두께에 좌우되어 수백 ~ 수천 ㎛로 변화시킬 수 있다. 층이 유리의 전체 두께에 비해 매우 얇다면, 균형을 이루는 강도는 매우 작아서 열적강화 유리(thermal strengthend glass)와는 달리 화학적 강화유리는 처리 후 절단이나 기계가공이 가능한 장점을 갖는다.The ion exchange method described above is a function of temperature and time since it is a Diffusion-controlled process. As a result, the higher the temperature of the ion exchange, the shorter the time required to produce a compressed layer of real thickness. The increase in strength that can be achieved by ion exchange is governed by the processing conditions, namely temperature and time, and for a given glass composition the maximum strength is achieved in a shorter time as the temperature increases. The thickness of the compressive layer can vary from several hundred to several thousand micrometers depending on the exact glass composition, processing conditions, and starting glass thickness. If the layer is very thin relative to the total thickness of the glass, the balance strength is so small that, unlike thermally strengthened glass, chemically tempered glass has the advantage of being able to be cut or machined after treatment.

이와 같은 이온교환법은 통상 용융염 침지법을 사용하는 경우를 말한다. 용융염 침지법은 알칼리 용융염에 유리를 침지하여, 용융염 함유이온과 유리 함유 이온을 교환함으로써 유리를 강화시키는 방법으로서, 먼저 이온교환 하고자하는 유리를 300∼450℃ 범위의 전이온도 이하에서 가열시키고, 다른 한편으로는 알카리염을 380℃ 이상의 온도에서 용융시킨 후, 이 용융염에 미리 가열된 유리를 침적시켜 일정시간 이상 유지함으로써, 유리의 표면에 압축응력층을 형성하여 강화시키는 것이다. Such an ion exchange method generally refers to a case where a molten salt immersion method is used. The molten salt immersion method is a method of strengthening glass by immersing glass in an alkali molten salt and exchanging molten salt-containing ions and glass-containing ions. First, the glass to be ion-exchanged is heated at a transition temperature of 300 to 450 ° C or lower. On the other hand, the alkali salt is melted at a temperature of 380 ° C. or higher, and then the glass preheated to the molten salt is deposited and held for a predetermined time or more to form a compressive stress layer on the surface of the glass to strengthen it.

그러나, 이와 같은 용융염 침지법은 유리를 미리 가열하는 장비와 용융염조를 별도로 구비하여야 하여 장비가 대형화되고 복잡화되며, 이온교환 또는 예열 등 가열공정이 연속성이 없이 단속적으로 이루어질 수 밖에는 없고, 또한 강화 대상 유리의 침지 순서에 따라 강화를 위한 유지시간의 차이가 발생될 수 있어 강화 정도에 차이가 야기될 수 있고, 아울러, 반복되는 강화 공정에 따라 용융염의 치환대상 이온 농도에 차이가 발생되므로, 강화조건을 수정해야 하거나, 용융염을 교체 및 재가열하여야 하여, 공정상 복잡해지는 문제점이 있었다.However, the molten salt immersion method must be equipped with a device for heating the glass in advance and a molten salt bath separately to increase the size and complexity of the equipment, and the heating process such as ion exchange or preheating must be intermittently without continuity, and also strengthened. Depending on the immersion order of the target glass can be a difference in the retention time for strengthening may cause a difference in the degree of strengthening, and also, because a difference in the substitution target ion concentration of the molten salt occurs according to the repeated strengthening process, Conditions had to be corrected or molten salts had to be replaced and reheated, resulting in a complicated process.

또한, 용융염에 의한 이온교환공정은 그 특성상 염을 특정온도에서 가열시킨 후 유리를 침적시켜 이온교환 과정을 진행하게 되는데 염을 가열하여 완전히 용융시킨다고 해도 용융염조의 모든 부분(위치)에서 온도가 동일하다고 보기 힘들고, 따라서 이는 이온교환의 가장 중요한 조건인 온도가 위치에 따라 달라지는 문제를 초래하므로 동일한 최종물성을 안정적으로 구현하기 어려운 문제점도 있었다. In addition, in the ion exchange process using molten salt, the salt is heated at a specific temperature and the glass is deposited to proceed with the ion exchange process. Even though the salt is heated and completely melted, the temperature in all parts (positions) of the molten salt bath is increased. It is difficult to see the same, and thus this causes a problem that the temperature, which is the most important condition of ion exchange, varies depending on the location, and thus, it was difficult to stably implement the same final physical properties.

또한, 공정온도와 유지시간 측면을 고려했을 때 용융염(Molten Salt)에 의한 Ag 또는 Cu 등 항균성분을 침투시키기 위한 이온교환 공정은, 상대적으로 높은 온도와 유지시간인 300~450℃의 범위에서 1시간 가량 진행되어 온도 및 유지시간 측면에서 비경제적인 문제점도 있었다. In addition, considering the process temperature and the holding time, the ion exchange process for infiltrating the antibacterial component such as Ag or Cu by molten salt has a relatively high temperature and holding time in the range of 300 to 450 ° C. There was also an uneconomical problem in terms of temperature and maintenance time for about 1 hour.

아울러, 용융염에 의한 이온교환공정은 그 특성상 용융염조 모든 부분에서 Ag 또는 Cu의 이온의 농도가 고르게 분포되어 있다고 보기 어려운데, 액상 속에서 이온의 이동은 비교적 자유롭고 이를 제어하는 것은 불가능하므로 불균질하게 분포되어있는 상기 이온의 농도는 목표한 물성을 동일하게 구현하기 어렵게 하고, 이는 정상적인 최종 제품에 대한 수율의 저하를 가져오는 문제점도 있었다.In addition, the ion exchange process by molten salt is difficult to see evenly distributed concentration of ions of Ag or Cu in all parts of the molten salt bath. The concentration of the ions distributed is difficult to achieve the same physical properties, which also has a problem of lowering the yield for the normal final product.

한편, 이온교환의 과정을 수행함에 있어서, 이온교환된 유리의 강도 또는 광투과율 측면에서 한계가 분명히 존재하며, 따라서 이러한 한계를 극복하기 위한 보다 바람직한 공정요소를 도출하여야 상용화 영역을 보다 넓힐 수 있는 실정이다.
On the other hand, in performing the ion exchange process, there are certain limitations in terms of strength or light transmittance of the ion-exchanged glass, and thus, it is necessary to derive more desirable process elements to overcome these limitations. to be.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 유리 기재의 적어도 일면에 에칭 공정을 미리 수행함으로써 유리를 1차 강화한 후, 여기에 이온교환을 수행함으로써 2차 강화하여 600MPa 이상의 강도값을 갖는 고강도의 유리 기재를 제조하는 것, 그리고, 에칭공정에 의하여 유리 표면의 flaw를 최대한 제거함으로써 이온교환 이후에도 광투과율의 손실을 줄이거나 이온교환 전후의 광투과율 수준을 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the present invention is to first strengthen the glass by performing an etching process on at least one surface of the glass substrate in advance, and then secondary strengthening by performing ion exchange to 600MPa To prepare a high strength glass substrate having the above strength value, and by removing the flaw of the glass surface as much as possible by the etching process to reduce the loss of light transmittance even after ion exchange or to maintain the light transmittance level before and after ion exchange For the purpose of

또한, 본 발명은 용융염 침지에 의한 이온교환법에서 동일 순번의 공정에 있어서 침지되는 순서, 반복공정에 따른 용융염에서의 치환 대상 이온 농도의 변화 등으로 인해 이온교환의 조건이 달라지는 것과는 달리, 강화 대상 유리 기재들을 동일한 조건을 최대한 유지하면서 강화 또는 항균처리할 수 있고, 이와 같이 동일한 조건하에서 유리 기재를 강화 또는 항균처리함으로써 불량률을 줄이고 디스플레이용 유리의 수율을 높이도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is strengthened, unlike the conditions of the ion exchange is changed due to the order of immersion in the same sequence in the ion exchange method by the molten salt immersion, the change of the ion concentration of the substitution target in the molten salt according to the repeating process, etc. The target glass substrates can be tempered or antibacterial while maintaining the same conditions as much as possible, and the other purpose is to reduce the defect rate and increase the yield of the display glass by strengthening or antibacterial the glass substrate under the same conditions.

또한, 본 발명은 동일한 이온교환 공정에 의하여 강화 또는 항균처리된 최종 유리 기재가 전체적으로 동일한 물성을 보유하도록 함으로써 제품의 신뢰성을 높이도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to increase the reliability of the product by allowing the final glass substrate reinforced or antimicrobial treated by the same ion exchange process to have the same physical properties as a whole.

또한, 친환경, 웰빙이 부각되고 있는 최근의 추세와, 친환경적인 재료인 유리의 속성, 그리고, 모바일 디스플레이 시장의 확대와 그로 인한 스마트폰, 태블릿 PC 등의 보급으로 많은 기기들이 터치를 이용한 작동 시스템을 사용하고 있는 환경에 비추어, 터치를 기반으로 하는 기기에 있어 디스플레이 영역의 청결성을 유리 기재 자체적으로 유지할 수 있도록 하되, 특히 새로운 방법인 이온교환에 의한 최적의 이온 침투 조건을 확립하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, with the recent trend of eco-friendly and well-being, the nature of glass, an eco-friendly material, and the expansion of the mobile display market and the spread of smartphones and tablet PCs, many devices are using touch-based operation systems. In light of the environment in which it is used, it is another object to maintain the cleanliness of the display area itself in touch-based devices, but in particular to establish optimum ion permeation conditions by ion exchange, a new method. do.

또한, 본 발명은 유사한 온도영역에서 유리의 항균과 강화가 모두 가능하도록 하였다는 발명적 특징을 기초로, 두 가지 공정이 아닌 단일의 공정으로 강화와 항균성의 기능을 동시에 부여하도록 하여 공정의 경제성을 추구할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention is based on the invention features that both the antibacterial and strengthening of the glass in a similar temperature range, it is possible to give the function of reinforcement and antimicrobial at the same time in a single process instead of two processes economical of the process It is another purpose to be able to pursue.

또한, 본 발명은 종래의 용융염 침지법이 예열과정과 이온교환을 위한 침지과정까지 단속적으로 진행되는 단점을 인식하고 이를 해결하고자 하는 것으로서, 이온교환을 도포에서 이온교환에 이르기까지 연속으로 진행할 수 있으므로, 공정상 큰 장점을 가지며, 항균처리를 하는 것까지 동시 또는 연속으로 공정을 진행하도록 하는 데 그 특징을 가진다.In addition, the present invention is to recognize and solve the disadvantage that the conventional molten salt immersion method is intermittently proceeded to the preheating process and the immersion process for ion exchange, it can be carried out continuously from the coating to ion exchange. Therefore, it has a great advantage in the process, it has the characteristics to proceed the process simultaneously or continuously until the antibacterial treatment.

이는 산업적으로 보았을 때 한 가지 공정을 줄일 수 있으므로 경제적, 시간적 측면에서 효과를 볼 수 있을 것으로 기대되며, 또한 전술한 바와 같이 휴대용 디스플레이 보급의 확산으로 디스플레이용 유리에 대한 관심이 늘어가고 있는 현실에 비추어, 항균성의 기능성 부여를 통한 친환경의 목적을 이룸과 동시에 디스플레이용 유리의 안전성을 확보하고자 하는 것이다. This is expected to be effective in terms of economics and time as it can reduce one process in the industrial view. In addition, as mentioned above, the interest in display glass is increasing due to the spread of portable display. To achieve the purpose of environment-friendly by providing antimicrobial functionality, at the same time to ensure the safety of the glass for display.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 유리 기재의 적어도 일면을 에칭하여 유리 기재 표면의 산화막과 미세크랙을 제거하여 유리 기재를 1차 강화하는 단계; 상기 유리 기재의 에칭된 적어도 일면에 칼륨계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재를 2차 강화하는 단계;를 포함하는 디스플레이용 유리의 강화를 위한 이온교환 방법을 제공한다. The present invention to achieve the above object, by etching at least one side of the glass substrate to remove the oxide film and fine cracks on the surface of the glass substrate to first strengthen the glass substrate; It provides an ion exchange method for strengthening the glass for a display, comprising the step of ion-exchanging the glass substrate by contacting or applying a potassium-based material on at least one etched surface of the glass substrate.

상기 에칭을 통해 산화막과 미세크랙을 제거한 결과 90 ~ 93%의 광투과율 값을 갖는 유리가 제조된다.As a result of removing the oxide film and the microcracks through the etching, a glass having a light transmittance value of 90 to 93% is manufactured.

상기 칼륨계 물질은 질산칼륨의 분말, 분쇄물 또는 졸(sol)을 포함하는 용액인 것이 바람직하다.The potassium-based material is preferably a solution containing powder, ground powder or sol of potassium nitrate.

상기 이온교환 단계에서, 이온교환온도까지 승온함에 있어서 분당 8 ~ 15℃의 승온속도가 되도록 하고, 440 ~ 460℃의 온도에서 10 ~ 20분 유지하는 가열 이력을 포함하여 가열공정을 수행하는 것이 바람직하다.In the ion exchange step, it is preferable to perform a heating process including a heating history of maintaining a temperature increase rate of 8 to 15 ° C. per minute and heating at a temperature of 440 to 460 ° C. for 10 to 20 minutes in order to increase the temperature to the ion exchange temperature. Do.

상기 유리 기재를 2차 강화하는 단계는, 상기 칼륨계 물질에 은 또는 구리계 물질을 더 혼합하여 유리 기재에 항균성을 부여하면서 동시에 강화하는 단계인 것이 바람직하다.The second step of strengthening the glass substrate is preferably a step of simultaneously strengthening the glass substrate by simultaneously adding silver or a copper material to the glass substrate and providing antimicrobial activity.

상기 유리 기재를 2차 강화하는 단계 이후에, 은 또는 구리계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재에 항균성을 부여하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.After the second step of strengthening the glass substrate, it is preferable to further include the step of ion exchange by contacting or applying a silver or copper-based material to impart antimicrobial properties to the glass substrate.

상기 항균성을 부여하는 단계에서는 이온교환온도까지 승온함에 있어서 분당 8 ~ 15℃의 승온속도가 되도록 하고, 240 ~ 280℃의 온도에서 0분 초과 10분 이하의 유지시간을 적용하는 가열 이력을 포함하여 가열공정을 수행하는 것이 바람직하다.In the step of imparting antimicrobial activity, the heating rate is 8 to 15 ° C. per minute when the temperature is raised to the ion exchange temperature, and a heating history of applying a holding time of more than 0 minutes and 10 minutes or less at a temperature of 240 to 280 ° C. It is preferable to carry out the heating process.

상기 유리 기재의 일면에만 은 또는 구리계 물질을 접촉하거나 도포하는 것이 바람직하다.It is preferable to contact or apply silver or copper-based material only on one surface of the glass substrate.

유리 기재의 양면에서 모두 이온교환을 적용하되, 칼륨계 물질에 대한 은 또는 구리계 물질의 상대량이 0 초과 0.05% 이하인 것이 바람직하다.Ion exchange is applied on both sides of the glass substrate, but it is preferable that the relative amount of silver or copper-based material to potassium-based material is more than 0 and 0.05% or less.

상기 은계 물질과 구리계 물질은 각각 질산은과 질산구리의 분말, 분쇄물 또는 용액인 것이 바람직하다.The silver-based material and the copper-based material are preferably powders, powders or solutions of silver nitrate and copper nitrate, respectively.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되어 90 ~ 93%의 광투과율, 650 ~ 700MPa의 강도값을 갖는 이온교환 강화유리를 제공한다.In addition, the present invention is prepared by the above method to provide an ion exchange tempered glass having a light transmittance of 90 to 93%, an intensity value of 650 ~ 700MPa.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되어 90 ~ 92%의 광투과율, 580 ~ 620MPa의 강도값을 갖는 이온교환 강화 및 항균유리를 제공한다.In addition, the present invention is prepared by the above method to provide an ion exchange strengthening and antibacterial glass having a light transmittance of 90 ~ 92%, an intensity value of 580 ~ 620MPa.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 유리의 강도가 비약적으로 증가하여 취급상 발생되는 파손의 위험을 크게 줄일 수 있다.According to the present invention as described above, the strength of the glass is drastically increased, so that the risk of breakage caused in handling can be greatly reduced.

또한, 본 발명은 연마방법 이외에도 유리의 에칭법을 도입함으로써 유리의 강도를 향상시키거나 항균처리를 위한 이온침투과정에 의해서도 광투과율은 떨어지지 않도록 하거나 오히려 더 높아지도록 할 수 있으며, 광투과율의 유지 또는 향상과 강도의 향상을 모두 도모할 수 있다.In addition to the polishing method, the present invention may improve the strength of the glass by introducing the etching method of the glass, or the light transmittance may not be lowered or increased even by the ion permeation process for the antibacterial treatment. Both the improvement and the strength can be improved.

또한, 장비를 별도로 구축해야 하는 용융염 침지법에 의한 이온강화와는 달리, 열처리 장비 이외에 별도의 복잡하거나 대형의 장비를 구축할 필요가 없으며, 이온교환에 이르기까지의 공정을 연속적으로 수행할 수 있어 장비의 간소화, 공정의 단순화를 이룰 수 있다.In addition, unlike the ion strengthening by the molten salt immersion method, which requires the equipment to be constructed separately, there is no need to construct a separate complex or large equipment other than the heat treatment equipment, and the process up to ion exchange can be continuously performed. This can simplify equipment and simplify the process.

또한, 용융염 침지법에서 용융염조 위치에 따른 농도구배로 인해 유리의 강화정도가 달라지는 문제점을 해결함으로써 강화된 유리 제품의 신뢰성을 제고할 수 있다. In addition, by solving the problem that the degree of strengthening of the glass due to the concentration gradient according to the position of the molten salt bath in the molten salt dipping method, it is possible to improve the reliability of the reinforced glass product.

본 발명에 의한 고상도포법 또는 액상도포법(spreading powder)에 의한 이온교환의 공정은 260℃(Ag+), 230℃(Cu2+)의 상대적으로 더 낮은 온도에서 10분 이내에 이루어지므로 단가 및 수율 면에서 우수한 작용효과가 있다.Since the process of ion exchange by the solid-state coating method or the spreading powder according to the present invention is performed within 10 minutes at a relatively lower temperature of 260 ° C (Ag +) and 230 ° C (Cu2 +), in terms of unit cost and yield, There is an excellent effect.

또한, 고상도포법 또는 액상도포법에 의한 이온교환은 이온교환시 사용되는 로(furnace)의 안정적인 온도구배로 인해서 기존 강화법인 용융염법에 비해서 높은 수율을 나타낸다.In addition, the ion exchange by the solid phase coating method or the liquid phase coating method shows a higher yield than the molten salt method, which is a conventional strengthening method, due to the stable temperature gradient of the furnace used during ion exchange.

종래의 유리의 화학강화 방법인 용융염법은 그 공정이 복잡하고, 실용적인 표면 압축응력 층을 얻기 위해서 수 시간 내지 수십 시간의 장시간이 요구되어 생산성이 낮고, 불순물 흡착에 의한 이온교환반응 저하와 같은 문제점을 가지고 있으며, 특히, LCD유리를 강화하는데 사용하기에는, LCD에 사용되는 유리가 대부분 두께가 0.7mm 정도로 얇고 크기가 크기 때문에 뒤틀림 현상이 발생하는 문제점이 생긴다. 그리고 유리 전체를 이온교환 함으로써 유리 한쪽 표면에 코팅되어 있는 회로에 영향을 미쳐 구동을 어렵게 할 수도 있고, 이온 교환 용액에 함유된 불순물로 인하여 이온교환 후 유리의 표면에 미세한 부식이 일어나기 때문에 디스플레이용 유리의 강화법으로 사용하기에는 제약이 따른다. 또한 대량 생산 공정에서 이온교환에 따른 강화 용액의 농도 변화 발생시 대처할 수 있는 시스템 개발도 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우선 최적화된 이온교환 조건을 찾아내고 생산 공정에서 발생할 수 있는 문제점들을 예측하여 균일한 광학적, 기계적 물성을 갖는 강화유리 또는 항균유리 완제품을 생산할 수 있는 공정 조건을 확립하고자 하였다.The molten salt method, which is a chemical strengthening method of conventional glass, is complicated in its process and requires a long time of several hours to several tens of hours in order to obtain a practical surface compressive stress layer, resulting in low productivity, and problems such as deterioration of ion exchange reaction due to adsorption of impurities. In particular, in order to use to strengthen the LCD glass, the glass used in the LCD is mostly thin because the thickness is about 0.7mm thin and large size causes a problem that the distortion occurs. In addition, the entire glass is ion-exchanged, which may affect the circuit coated on one surface of the glass, making it difficult to drive, and because impurities contained in the ion-exchange solution cause fine corrosion on the surface of the glass after ion exchange, the glass for display There is a restriction to use it as a strengthening method. There is also a need to develop a system that can cope with changes in concentration of reinforcement solutions due to ion exchange in mass production processes. In order to solve these problems, first, we found the optimized ion exchange conditions and anticipated problems in the production process to establish the process conditions for producing tempered glass or antibacterial glass finished products with uniform optical and mechanical properties.

이온교환은 유리강화를 위한 K+이온 교환 후, 항균성을 위한 Ag+, Cu+ 이온을 유리내 침투시켜 이온교환 온도 및 시간에 따라, 유리의 강화 최적조건을 확인하고 생활환경에서 많이 존재하는 세균에 대한 항균성 평가를 병행하여 유리의 강화, 항균, 내스크래치성 등의 다기능성 강화유리를 제작하는 것이 본 발명의 목표이자 그로부터 파생되는 효과이다.After exchange of K + ions for glass strengthening, ion exchange penetrates Ag + and Cu + ions for antimicrobial in glass to check the optimum conditions for strengthening glass according to ion exchange temperature and time and antibacterial activity against many bacteria in living environment It is an object of the present invention and an effect derived therefrom to produce a multifunctional tempered glass such as tempered glass, antibacterial, scratch resistance and the like in parallel with the evaluation.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 유리기재의 가공에서부터 이온교환과정까지 흐름을 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 이온교환조건을 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 표 6에 해당하는 이온교환조건에서의 K+ 이온의 강화된 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프(profile)이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 표 7에 해당하는 이온 교환 조건에서의 K+ 이온 및 Ag+ 이온의 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 표 9에 해당하는 이온 교환 조건에서의 K+ 이온 및 Ag+ 이온의 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하여 유리 기재를 NaOH 용액에서 에칭처리한 결과 도출되는 광투과율에 관한 그래프이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 의하여 유리를 항균처리하고, 이의 항균성 평가결과를 배양된 Salmonella균과 E-coli에 대하여 처리하여 나타낸 사진이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의하여 유리를 고상도포법에 의하여 항균처리하고, 이의 항균성 평가결과를 배양된 Staphylococcus aureus 균에 대하여 처리하여 나타낸 사진이다.
1 is a process chart showing a flow from processing of the glass substrate to the ion exchange process according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing ion exchange conditions according to a preferred embodiment of the present invention.
3 to 6 are profiles of the distribution of K + ions in the surface of the strengthened glass substrate under ion exchange conditions corresponding to Table 6, which is one preferred embodiment of the present invention.
7 to 9 are graphs showing the distribution of K + ions and Ag + ions in the glass substrate surface under ion exchange conditions corresponding to Table 7, which is a preferred embodiment of the present invention.
10 to 12 are graphs showing the distribution of K + ions and Ag + ions in the glass substrate surface under ion exchange conditions corresponding to Table 9, which is a preferred embodiment of the present invention.
13 and 14 are graphs showing light transmittances obtained by etching a glass substrate in a NaOH solution according to a preferred embodiment of the present invention.
15 and 16 are photographs showing the antimicrobial treatment of glass according to one embodiment of the present invention, and the results of the antimicrobial evaluation thereof for the cultured Salmonella bacteria and E-coli.
FIG. 17 is a photograph showing antimicrobial treatment of glass by the solid phase coating method according to an embodiment of the present invention, and treatment of the antimicrobial evaluation result against the cultured Staphylococcus aureus.

이하, 본 발명은 첨부되는 도면과 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

유리의 파괴는 다음과 같은 특성을 가지고 있다. The destruction of glass has the following characteristics.

1. 유리의 강도는 이론값 보다 100 ~ 1000배 정도 작다.1. The strength of glass is 100 ~ 1000 times smaller than the theoretical value.

2. 파괴는 항시 표면에서 시작한다.2. Destruction always starts on the surface.

3. 동일한 시료군에서 관찰된 강도의 평균편차는 15 ~ 20% 이다.3. The average deviation of the intensity observed in the same sample group is 15 to 20%.

4. 이론강도와 실질강도의 불일치는 유리표면상의 흠(flaw) 때문이다.4. The discrepancy between theoretical and real strengths is due to the flaw on the glass surface.

즉, 유리의 파괴는 응력집중 결함의 존재에 의해 표면으로부터 시작된다. 따라서 이런 결함을 제거하거나 최소화하고 또는 표면을 압축상태로 만들어 결함이 인장력 하에 높이기 전에 표면의 압축응력을 생성함으로써 유리를 강화시킬 수 있다. 표면 압축응력을 갖는 유리의 강도는 "미처리 유리의 파괴강도 + 압축응력의 크기"와 같다. That is, the breakdown of the glass begins from the surface by the presence of stress concentration defects. Thus, the glass can be strengthened by eliminating or minimizing these defects or by compressing the surface to create a compressive stress on the surface before the defects increase under tension. The strength of glass with surface compressive stress is equal to "breaking strength of untreated glass plus magnitude of compressive stress".

본 발명에서는 유리의 강화를 극대화하기 위하여 다양한 변수를 고려하였으며, 특히 대량생산 공정을 염두에 두어 처리속도, 처리를 위한 시스템의 규모 등도 고려함과 동시에 유리가 가장 우수한 강도 특성을 갖도록 하는 제조방법을 도출하고자 한 것이며, 따라서, 이하에서 설명되는 본 발명의 유리 강화 공정은 각 공정의 유기적 결합관계를 통하여 유리 강화의 효과가 극대화되도록 한 것이다. In the present invention, various variables were considered in order to maximize the strengthening of glass, especially considering the mass production process, considering the processing speed, the size of the system for the treatment, and at the same time deriving a manufacturing method for the glass having the best strength characteristics. Therefore, the glass strengthening process of the present invention described below is to maximize the effect of the glass strengthening through the organic bonding relationship of each process.

본 발명은 특히 휴대폰, 노트북 등 소형 디스플레이 장치용 유리(20인치 내외의 크기)를 강화하고 항균처리까지 도모하기 위한 것으로서, 형상가공은 완료되었으나, 강화, 항균처리 등이 완료되지 않은 유리의 대량 강화 또는 항균처리 방법을 감안한 것이다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 소형 디스플레이 장치용 유리에만 적용되는 것으로 한정하여 해석되어서는 아니될 것이며, 유리라면 그 용도에 무관하게 적용될 수 있음을 유념하여야 할 것이다. The present invention is to reinforce the glass (size around 20 inches) for small display devices, such as mobile phones, notebooks, and even to antibacterial treatment, the shape processing is completed, but the strengthening, anti-bacterial treatment, such as not complete mass reinforcement of the mass Or antimicrobial treatment method is considered. However, the present invention should not be construed as being limited to the glass for such a small display device, and it should be noted that the glass may be applied regardless of its use.

요컨대, 본 발명은, 이온침투를 위한 용융침지법의 문제점을 개선하여 고상도포법, 액상도포법을 적용하였음과, 광투과율과 같은 광학적 물성, 강도 등 기계적 물성을 강화하기 위한 에칭법을 도입하였음에 그 특징이 있는 것이다.In short, the present invention, by applying the solid phase coating method, the liquid coating method to improve the problems of the melt immersion method for ion permeation, and introduced the etching method to enhance the mechanical properties such as optical properties, strength, such as light transmittance It is characterized by.

여기서 고상도포법은 고체상의 염을 유리와 접촉하여 유리표면으로부터 염과 이온교환을 하는 공정으로 정의되며, 상기 고체상의 염은 분말이 사용되었으나, 분말로만 한정되는 것은 아니다. 또한 액상도포법은 액상을 도포하고 이후에 이온교환하는 공정으로 정의될 수 있다.Here, the solid phase coating method is defined as a process of ion-exchanging salts from a glass surface by contacting a solid salt with glass, and the solid salt is used as a powder, but is not limited to powder. In addition, the liquid coating method may be defined as a process of applying a liquid phase and then ion exchange.

도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이용 유리를 제조하기 위하여 유리기재의 가공에서부터 이온교환에 이르기까지의 공정도를 나타낸 것이다.
1 shows a process chart from processing of a glass substrate to ion exchange in order to manufacture a display glass according to an embodiment of the present invention.

<유리 기재의 제조><Production of Glass Substrate>

본 발명에서 강화 및/또는 항균을 위하여 사용된 모유리 기재의 조성 및 물성적 특징을 아래 표 1과 같이 나타내었다.
The composition and physical properties of the mother glass substrate used for reinforcement and / or antibacterial in the present invention are shown in Table 1 below.

Chemical composition
(wt. %)
Chemical composition
(wt.%)
70~73 SiO2, 13~15 Na2O, 7~12 CaO, 1.0~1.9 Al2O3,
1.0~4.5 MgO, 0.02 TiO2, 0.08~0.14 Fe2O3
70-73 SiO 2 , 13-15 Na 2 O, 7-12 CaO, 1.0-1.9 Al 2 O 3 ,
1.0 ~ 4.5 MgO, 0.02 TiO 2 , 0.08 ~ 0.14 Fe 2 O 3
Glass transition temperature (℃) Glass transition temperature (℃) 500500 Refractive IndexRefractive Index 1.511.51 Softening temperature (℃)Softening temperature (℃) 730730 Hardness (Hv)Hardness (H v ) 549.7549.7 Transmittance (%)Transmittance (%) 91.83 (370-700 nm)91.83 (370-700 nm) Fracture toughness (MPam)Fracture toughness (MPam) 0.7144 0.7144 Reflectance (%)Reflectance (%) 4.13 (single face)4.13 (single face) 3-Point Bending Strength (MPa)3-Point Bending Strength (MPa) 151.5151.5

위와 같은 조성 및 물성을 갖는 모유리 기재를, 강화 또는 항균처리하여 평가하도록 가공하였다. 특히 강도 등 기계적 물성을 측정하기 위하여 강도 측정에 적합하게 가공하였으며, 이와 같이 가공된 시편을 이용하여 이온교환에 의한 강화, 미세구조의 관찰을 병행하였다. 자세한 내용을 분설하면 다음과 같다. The mother glass substrate having the composition and physical properties as described above was processed to be evaluated by reinforcing or antibacterial treatment. In particular, in order to measure the mechanical properties such as strength was processed to suit the strength measurement, using the specimens thus processed, the reinforcement by ion exchange, observation of the microstructure was performed in parallel. The details are as follows.

1. 외형가공1. Processing

3 point bending strength 측정을 감안하여 모유리 기재를 3×0.7×3.6mm의 크기로 가공하였다. In consideration of the 3-point bending strength measurement, the mother glass substrate was processed to a size of 3 × 0.7 × 3.6mm.

2. 세척 및 건조2. washing and drying

절단된 모유리 기재를 에탄올 및 증류수를 이용하여 초음파 세척한 후 N2 gas로 blowing 하고, 건조기에서 100℃에서 10분간 건조하였다. The cut glass substrate was ultrasonically washed with ethanol and distilled water and then blown with N 2 gas and dried at 100 ° C. for 10 minutes in a drier.

3. 연마(Polishing)3. Polishing

절단된 모유리 기재의 모서리에 발생된 미세 크랙을 최대한 제거하기 위해서 절단 모서리와 면을 SiC 연마포 (#400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2400, 4000)를 이용하여 연마하였다.The cutting edges and the surfaces were polished using SiC abrasive cloth (# 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2400, 4000) to remove the fine cracks generated at the edges of the cut glass substrate. .

4. 세척 및 건조4. washing and drying

연마된 모유리 기재를 에탄올 및 증류수를 이용하여 초음파 세척한 후 N2 gas로 blowing 하고, 건조기에서 100℃에서 10분간 건조하였다. The polished mother glass substrate was ultrasonically washed with ethanol and distilled water and then blown with N 2 gas, and dried in a drier at 100 ° C. for 10 minutes.

5. 에칭5. Etching

세척 및 건조된 모유리 기재를 염산(HCl) 약 0.2N 농도의 수용액 속에 약 30초간 침지시켜 에칭을 실시하였다. 여기서, 에칭용액 및 농도는 다양하게 적용할 수 있으므로, 위와 같은 에칭용액 및 농도는 위의 용액 및 농도로 한정되는 것은 아니다.The washed and dried mother glass substrate was etched by immersion in an aqueous solution of about 0.2 N concentration of hydrochloric acid (HCl) for about 30 seconds. Here, since the etching solution and concentration can be applied in various ways, the above etching solution and concentration is not limited to the above solution and concentration.

상기 에칭공정과 관련하여, 0.55mm의 두께를 갖는 모유리기재의 강도는 3점 꺾임강도 기준으로 206.4 MPa에 불과하나, 이온교환(450℃/10min 조건) 시킨 후의 강도는 471.1 MPa로 크게 향상된 결과를 나타냈다. 여기에, 이온교환 전 에칭공정을 더 거치게 되면 이온교환 후 강도는 도시되지는 아니하였으나, 최대 891.4 MPa의 강도를 가지며, 따라서 모유리에 비하여 훨씬 더 높은 강도값을 나타냄을 알 수 있었다. 이와 같은 최대 891.4 MPa의 강도값은 예상치를 훨씬 상회하는 값으로서, 에칭공정의 도입으로부터 파생되는 극명한 효과로 평가될 수 있다. 한편, 에칭공정만을 수행하고 강도값을 측정한 결과 156.9 MPa의 값을 나타내어 에칭만으로는 강도 증가 효과는 없으나, 에칭으로 인한 표면의 미세크랙을 감소시킨 후 후술하는 바와 같이 KNO3 powder를 이용하여 고상도포법 또는 액상의 KNO3를 사용한 액상도포법으로 이온교환을 실시하면 유리 표면내 K+ 이온의 침투로 에칭에 의한 강도상승 효과 극대화를 이룰 수 있었다. 에칭으로 표면 미세크랙 제거로 인해서 표면 압축응력을 균일하게 형성되어 이온교환 온도 및 시간의 미세조절로 강도가 극대화되는 것으로서, 에칭과 이온교환은 그 공정의 유기적 결합으로 예상을 뛰어넘는 매우 우수한 강도효과를 발현하였다.In relation to the etching process, the strength of the base glass substrate having a thickness of 0.55 mm is only 206.4 MPa on the basis of the three-point bending strength, but the strength after the ion exchange (450 ° C./10 min condition) is significantly improved to 471.1 MPa. Indicated. Here, if the etching process before the ion exchange is further shown, the strength after the ion exchange is not shown, but has a maximum strength of 891.4 MPa, and thus it can be seen that the strength value is much higher than that of the mother glass. This strength value of up to 891.4 MPa far exceeds the expected value, and can be evaluated with the obvious effect derived from the introduction of the etching process. On the other hand, after performing only the etching process and measured the strength value shows a value of 156.9 MPa, the etching alone has no effect of increasing the strength, but after reducing the fine cracks of the surface due to the etching, as described later, using a solid-state coating using KNO 3 powder When ion exchange was carried out by the liquid coating method using the method or liquid KNO 3 , the effect of etching can be maximized by the penetration of K + ions into the glass surface. The surface compressive stress is uniformly formed by removing the surface microcracks by etching, and the strength is maximized by fine control of ion exchange temperature and time.Etching and ion exchange is an excellent strength effect exceeding expectations due to the organic bonding of the process. Was expressed.

6. 세척 및 건조6. Washing and drying

에칭된 유리 기재를 에탄올 및 증류수를 이용하여 초음파 세척한 후 N2 gas로 blowing 하고, 건조기에서 100℃에서 10분간 건조하였다.
The etched glass substrates were ultrasonically washed with ethanol and distilled water and then blown with N 2 gas and dried at 100 ° C. for 10 minutes in a drier.

본 발명에서는 유리에 대한 연마 공정과 에칭 공정을 모두 수행하였는데, 에칭과 연마는 모두 유리 기재에 존재하는 flaw를 제거하기 위한 공정에 해당한다. 그러나, 두 공정은 분명한 차이점을 갖는 바, 이러한 차이점을 인지하고, 이와 같이 에칭과 연마 공정을 각각 도입, 적용한 것에 본 발명의 특징이 존재한다. 연마 공정은 유리 기재의 모서리의 crack 및 flaw를 제거하는 공정이고 에칭은 표면의 flaw를 제거하기 위한 목적으로 진행된다. 충격에 의한 유리의 파괴는 crack이 있는 곳에서부터 힘이 전파되고 기본적으로 표면으로부터 시작된다. 그러므로 연마와 에칭의 목적은 모두 flaw 제거라고 할 수 있지만 그 flaw가 같은 flaw를 대상으로 하고 있지 않음은 분명한 차이점을 갖는 것이다. 또한, 연마공정을 통하여 모서리를 연마하여 강도값의 증가 효과를 이루는 것과 에칭을 통해 이러한 강도값의 증가를 더 보강하는 것은 통상의 유리 가공 공정에서 전혀 알려지지 않은 사실임과 동시에 일반적인 현장에서 적용되고 있지 아니한 공정으로서 그 산업적 현실을 감안하면 이러한 두 공정의 수행은 궁극적으로 유리 기재의 강도값의 현저한 증가를 가져오게 된다. 따라서, 이러한 공정의 도입은 본 발명의 핵심적 사상 중 하나를 이룬다. 에칭방법은 후술하는 바와 같이, 항균처리를 위한 이온교환과정을 완료한 이후에도 디스플레이용 유리의 용도에 반하지 않도록 충분한 광투과율을 유지할 수 있도록 하는 역할 또한 수행한다.In the present invention, both a polishing process and an etching process for glass are performed, and both etching and polishing correspond to a process for removing flaw present in the glass substrate. However, the two processes have obvious differences, and the features of the present invention exist in recognizing these differences and in introducing and applying the etching and polishing processes, respectively. The polishing process is to remove cracks and flaws at the edges of the glass substrate, and the etching is carried out for the purpose of removing flaws on the surface. The breakdown of the glass by impact propagates from where the crack is and basically starts from the surface. Therefore, the purpose of polishing and etching are both flaw removal, but the difference is that the flaw does not target the same flaw. In addition, the effect of increasing the strength value by polishing the edges through the polishing process and further reinforcing the increase of the strength value through etching are not known at all in the ordinary glass processing process and are not applied in the general field. Given its industrial reality as a process, the performance of these two processes ultimately results in a significant increase in the strength value of the glass substrate. Therefore, the introduction of such a process forms one of the core ideas of the present invention. As described later, the etching method also serves to maintain sufficient light transmittance so as not to be contrary to the use of the glass for display even after the ion exchange process for the antibacterial treatment is completed.

이와 같은 연마와 에칭 공정을 모두 수행함으로써 유리 기재의 표면 flaw를 제거하면 후술하는 이온교환 스케줄의 정밀한 조정에 따른 강도값의 미세 조절이 가능하며, 불측의 강도저하값 유발요인인 flaw의 제거를 통하여 유리 기재의 강도값을 재현성 있게 구현할 수 있다. 이러한 강도값의 재현성은 본 발명에 의한 공정에서 매우 중요한 점임을 적극 감안하여야 한다.
By removing the surface flaw of the glass substrate by performing both such polishing and etching processes, it is possible to finely adjust the strength value according to the precise adjustment of the ion exchange schedule described later, and to remove the flaw which is the cause of the undesired strength decrease value. The strength value of the glass substrate can be reproducibly implemented. It should be taken into account that the reproducibility of these intensity values is of great importance in the process according to the invention.

<이온교환><Ion exchange>

본 발명은 에칭 공정과 이온 교환 공정의 조합공정으로부터 유리 기재의 강도를 극대화하고, 광투과율을 유지 또는 개선하도록 한 것을 발명의 핵심으로 하고 있으며, 이 과정에서 에칭 공정과 이온 교환 공정 모두에 있어서, 그 공정진행 방법 및 공정 시스템의 단순화를 염두에 두었고, 따라서 대량 생산 공정에 적합하면서도 우수한 강도 및 광투과율을 갖는 유리 기재를 제조하는 것을 목표로 하고 있다. 이에 더 나아가 이온 교환 공정의 확장의 개념으로서 이온 교환 공정을 통해 유리 기재의 항균 특성을 부여하는 것 또한 본 발명의 핵심적 사상이라고 할 수 있다. 이 또한 공정의 경제성을 감안하여 이온교환 강화에 의한 공정을 그대로 채용하였다. 따라서, 에칭 및 이온교환에 의한 강화 공정 및 이온 교환에 의한 유리의 항균특성 부여는 각각 그 발명의 구체적 특징으로 간주되어야 할 것이다. The present invention aims to maximize the strength of the glass substrate and to maintain or improve the light transmittance from the combination process of the etching process and the ion exchange process. In this process, both the etching process and the ion exchange process, With the simplification of the process progress method and the process system in mind, it is therefore aimed to produce a glass substrate having excellent strength and light transmittance while being suitable for mass production processes. Furthermore, it is also a core idea of the present invention to impart antimicrobial properties of the glass substrate through the ion exchange process as a concept of the expansion of the ion exchange process. In addition, the process by ion exchange strengthening was adopted as it is in view of the economical efficiency of the process. Therefore, the strengthening process by etching and ion exchange and the antimicrobial characterization of the glass by ion exchange should be regarded as specific features of the invention, respectively.

본 발명에서는 이온교환에 의한 유리 기재의 강화 과정 또는 유리 기재의 항균처리를 위한 이온교환 과정을 별도로 실시함으로써 각각의 발명적 특징을 살펴보았다. 또한, 위 두 과정을 여러 가지의 조합된 형태로 실시함으로써, 하나의 과정이 다른 하나의 과정에 미치는 영향을 살펴보기로 하였다.
In the present invention, the respective inventive features were examined by separately performing an ion exchange process for strengthening the glass substrate by ion exchange or an antibacterial treatment of the glass substrate. In addition, by performing the above two processes in a combination of the various forms, the effect of one process on the other will be examined.

이온교환법에 의하여 유리 기재를 강화하기 위해, 고상도포법으로서, 알루미나 4각 트레이에 KNO3 분말을 수용한 상태에서 상기 유리 기재를 상기 분말에 임베디드(imbeded) 하였으며, 이로부터 상기 유리 기재의 상면과 하면을 모두 강화하도록 하였다. 이 때, 상기 KNO3 분말을 유리 기재의 양면에 20g씩 도포되도록 하였으며, 이후 아래의 온도 조건에서 이온교환법에 의한 유리 강화 공정을 수행하였다. 다만, KNO3 분말의 도포량은 상기와 같이 한정되는 것은 아니며, 본 실시예에서는 상기 분말을 1회 도포하고 이온 교환이 완료된 이후에는 상기 분말을 전량 폐기하는 것으로 하였다. 이는 하기 AgNO3 분말의 경우도 마찬가지이다.In order to reinforce the glass substrate by the ion exchange method, the glass substrate was embedded in the powder in a state in which KNO 3 powder was accommodated in an alumina square tray as a solid phase coating method. The lower surface was strengthened. At this time, the KNO 3 powder was applied to both sides of the glass substrate by 20g, and then glass tempering was performed by the ion exchange method under the following temperature conditions. However, the coating amount of the KNO 3 powder is not limited as described above, and in this embodiment, the powder is applied once and the entire amount of the powder is discarded after ion exchange is completed. This also applies to the following AgNO 3 powder.

아울러, 이와 같은 고상도포법이 아닌 KNO3, AgNO3 등을 액상으로 제조하여 이를 유리의 표면에 코팅하는 액상도포법으로써 이온교환을 실시할 수도 있다. 이와 같은 액상 도포법은 일 예로 KNO3, AgNO3 등에 관하여 졸을 제조하고, 이를 유리표면에 코팅한 후 이온교환온도 스케줄에 따라서 이온교환을 하는 방법을 강구할 수 있다. 다만, 이러한 도포의 방법은 도포하고자하는 물질의 상태에 대한 것이며, 그 결과로부터 얻어지는 물성은 대동소이하므로 이하에서 구체적인 이온교환과정은 고상도포법을 주로 설명한다.In addition, KNO 3 , AgNO 3, etc., which are not the solid phase coating method, may be prepared in a liquid phase, and ion exchange may be performed by a liquid coating method for coating the surface of the glass. Such a liquid coating method, for example, may be prepared by preparing a sol for KNO 3 , AgNO 3, etc., coating it on a glass surface, and performing ion exchange according to an ion exchange temperature schedule. However, this method of coating is for the state of the material to be applied, and the resulting physical properties are about the same, so the following specific ion exchange process will mainly describe the solid phase coating method.

한편, 이온교환에 의한 강화와는 별도로 또는 함께 항균 유리를 제조하였는데, 항균 유리의 제조를 통한 항균성 시험을 위해서 알루미나 4각 트레이에 유리 기재를 안치한 후, 안치된 유리 기재의 상면에 AgNO3 분말을 10 g씩 단면 도포하여 이온교환 공정을 수행하였다. On the other hand, antibacterial glass was prepared separately or together with strengthening by ion exchange, and after placing the glass substrate in an alumina square tray for antimicrobial test through the production of antibacterial glass, AgNO 3 powder was placed on the upper surface of the placed glass substrate. The cross-coating was performed by 10 g each to carry out an ion exchange process.

여기서, 항균특성을 나타내는 물질로서 Ag를 특히 선정하여 유리 기재에 도입하고자 이를 위한 출발물질로 AgNO3를 사용하였으나, AgNO3로만 한정되는 것은 아니며, 가능한 Ag 염은 모두 출발물질로서 대상이 된다고 할 것이다. 또한, 항균특성을 나타내도록 하기 위하여 Cu 염으로 대체하여 사용할 수도 있으며, 상기 AgNO3에 대응하여 Cu(NO3)2를 사용할 수 있다. 참고로, 제조 원가면에서는 AgNO3 보다는 Cu(NO3)2가 더 유리한 점이 있다. 단, 이온 교환 공정 및 이온 교환 기구는 Ag, 또는 Cu 모두 거의 유사하므로, Ag 이온 교환에 대한 실험 및 결과 데이터로서 Cu 이온 교환에 대한 실험 및 결과 데이터를 갈음하도록 한다.Here, AgNO 3 was used as a starting material for the purpose of specifically selecting Ag as a material exhibiting antimicrobial properties, but it is not limited to AgNO 3 , and all possible Ag salts will be targeted as starting materials. . In addition, in order to exhibit antimicrobial properties, it may be used in place of Cu salts, and Cu (NO 3 ) 2 may be used corresponding to AgNO 3 . For reference, Cu (NO 3 ) 2 is more advantageous than AgNO 3 in terms of manufacturing cost. However, since the ion exchange process and the ion exchange mechanism are almost similar for both Ag and Cu, the experiment and result data for Cu ion exchange are replaced by the experiment and result data for Ag ion exchange.

한편, 본 발명에 의한 항균유리 제조과정에서 특히 도포법(고상, 액상 포함)을 사용하는 경우의 의의는 다음과 같은 내용으로부터 설명될 수 있다. 항균처리용으로 사용되는 물질 중 예를 들어 Ag 이온을 용융염법에 의해 이온교환하게 되면 유리 전체를 이온교환 함으로써 터치 스크린의 유리 한쪽 표면만 코팅이 어렵게되는데, 유리의 한쪽 표면만 코팅을 하는 이유는 디스플레이 유리의 다른 면은 터치면의 반대면에 위치하므로, 굳이 항균처리가 필요없다는 기술적 사상으로부터 비롯된다. 그러므로, 도포법을 사용하게 되면 디스플레이 유리의 한쪽면만 항균처리를 할 수 있기 때문에 공정경제상 보다 유리하게 되는 것이다. 다만, 한쪽면만 항균처리하는 것으로 한정해석되어서는 아니된다.On the other hand, in the manufacturing process of the antimicrobial glass according to the present invention, in particular, the use of the application method (including solid, liquid) can be described from the following contents. Among the materials used for antibacterial treatment, for example, when Ag ions are ion-exchanged by the molten salt method, it is difficult to coat only one surface of the glass of the touch screen by ion-exchanging the entire glass. Since the other side of the display glass is located on the opposite side of the touch surface, it is derived from the technical idea that the antibacterial treatment is not necessary. Therefore, when the coating method is used, since only one side of the display glass can be treated with antibacterial, the process economy becomes more advantageous. However, it should not be limited to antibacterial treatment on only one side.

공정상 살펴보면, 도포법에 의한 이온교환은 강화용 KNO3, 항균용 AgNO3, Cu(NO3)2분말의 용융점(KNO3 : 334℃, AgNO3 : 212℃, Cu(NO3)2 : 256℃) 부근까지 열을 가해서 diffusion process에 의해서 이온교환이 되는데, 만약 많은 양의 powder를 한 면에 도포하더라도 powder 용융시 유리가 가라앉아 유리 기재를 덮기 때문에 결론적으로 한쪽면이 아닌 양쪽면을 이온교환 시키게 된다. 따라서 항균성 부여를 위해 한 면만 도포시킨 이온교환 강화유리의 경우 알루미나 사각 트레이 안에 powder를 도포 후 유리 양 끝부분에 고정 plate를 두어서(미도시) powder melting 후에 유리가 가라앉아 양면이 이온교환 되는 것을 예방하도록 할 수 있을 것이다. 즉, 용융법에 의한 이온교환 방법보다는 일면만 항균처리하는 것이 훨씬 용이한 것이 이와 같은 도포법인 것이다. 하지만 정확하게 한 쪽면만 항균처리된 유리는 KNO3, 항균용 AgNO3, Cu(NO3)2을 졸(sol) 형태를 포함하는 용액으로 제조하고, 이를 유리 기재의 한면에만 spin coater를 사용하여 코팅시켜 열처리함으로써 얻을 수 있다.Looking at the process, the ion exchange by the coating method is the melting point (KNO 3 : 334 ℃, AgNO 3 : 212 ℃, Cu (NO 3 ) 2 : KNO 3 for reinforcement, AgNO 3 for antibacterial activity, Cu (NO 3 ) 2 powder): It is ion exchanged by diffusion process by applying heat up to around 256 ℃). Even if a large amount of powder is applied to one side, the glass sinks and covers the glass substrate when melting the powder. Exchanged. Therefore, in the case of ion exchange tempered glass coated with only one side to give antimicrobial activity, after the powder is applied in the alumina square tray, the fixed plates are placed at both ends of the glass (not shown), so that the glass sinks after powder melting and ion exchanged on both sides. It can be prevented. That is, such an application method is much easier to antibacterial treatment on only one surface than the ion exchange method by the melting method. However, exactly one side of the antibacterial glass is prepared by KNO 3 , AgNO 3 for antibacterial and Cu (NO 3 ) 2 as a solution containing a sol form and coated on one side of the glass substrate using a spin coater. Can be obtained by heat treatment.

또한, Ag+ 이온 뿐만 아니라, 원자재 값이 저렴한 Cu+ 이온을 통해서 이온교환을 도포법으로 실시하면, 강화 후 선택적으로 한면만 이온교환을 실시할 수 있으며, 실생활에 많이 존재하는 Salmonella typhimurium, Escherichi coli, Staphylococcus aureus 등의 세균에 대한 100% 항균성을 나타낸다. 특히 1min, 5min, 60min 등으로 구분하여 단시간내 항균성 효과를 나타내는 이온교환 최적조건을 확보하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다. In addition, if ion exchange is applied not only through Ag + ions but also Cu + ions with low raw materials, the ion exchange can be selectively performed on one side after strengthening. 100% antimicrobial activity against bacteria such as aureus. In particular, by dividing into 1min, 5min, 60min, etc., it is possible to secure the price competitiveness by securing the optimal conditions of ion exchange which shows antimicrobial effect in a short time. This will be described later.

상기와 같은 강화 또는 항균처리를 위한 이온 교환 공정을 수행함에 있어서 이온교환 온도, 이온교환 열처리 스케줄 및 이온 교환 시간을 주요 변수로서 고려하였다. 이에 대해서도 후술하기로 한다.
In performing the ion exchange process for the strengthening or antibacterial treatment, the ion exchange temperature, the ion exchange heat treatment schedule and the ion exchange time were considered as the main variables. This will also be described later.

보다 구체적인 이온 교환 공정 및 이온교환 유리의 평가에 대해서는 다음과 같이 설명될 수 있다.More specific ion exchange process and evaluation of the ion exchanged glass can be described as follows.

- 첫 번째로 KNO3 분말을 이용하여 420 ~ 480℃에서 0 ~ 30 분 동안 열처리를 실시한 후, 모유리(parent glass)기재와 물성값을 비교하였다. -First, using KNO 3 powder was heat-treated for 0 to 30 minutes at 420 ~ 480 ℃, and then compared to the parent glass substrate and physical properties.

- 두 번째로 KNO3 분말과 AgNO3 분말을 일정 mol %로 혼합하여 450℃에서 15 분간 이온교환 후 기계적 성질 및 항균성과 광 투과율을 확인하였다. -KNO 3 second After mixing the powder and AgNO 3 powder in a certain mol%, after 15 minutes ion exchange at 450 ℃ to check the mechanical properties, antibacterial and light transmittance.

- 세 번째는 KNO3 분말로 450℃에서 15 분간 이온교환 시킨 후 AgNO3 분말로 240 ~ 280℃에서 1 ~ 10 분 동안 이온교환 하여 기계적 성질 및 항균성, 광 투과율을 확인하였다. 한편, AgNO3 분말 대신 Cu(NO3)2 분말을 사용하게 되면, 이온교환 온도를 디스플레이용 유리로서의 상용화 가능온도 기준 약 225℃까지 낮출 수도 있다. -Third, KNO 3 powder was ion exchanged at 450 ° C. for 15 minutes and AgNO 3 powder was ion exchanged at 240 to 280 ° C. for 1 to 10 minutes to confirm mechanical properties, antimicrobial activity and light transmittance. Meanwhile, when Cu (NO 3 ) 2 powder is used instead of AgNO 3 powder, the ion exchange temperature may be lowered to about 225 ° C. on the basis of the commercially available temperature as the display glass.

여기서, AgNO3 분말을 독자적으로 사용하여 이온교환하는 공정에 대해서는 이를 수행하지 아니하였는데, 강화공정과 병행한다고 하여서 항균특성에 변화가 오는 것은 아니며, 따라서 강화공정과 병행된 항균처리 공정을 통하여 항균특성을 파악하는 것으로도 충분하기 때문이다. 이러한 항균특성에 관해서는 후술하도록 한다.Here, this process was not performed for the ion exchange process using AgNO 3 powder independently, but the antimicrobial characteristics did not change due to the antimicrobial treatment process in parallel with the reinforcement process. It is enough to figure out. This antimicrobial property will be described later.

이와 같은 이온 교환 공정을 정리하면 다음 표 2와 같다.
This ion exchange process is summarized in Table 2 below.

PowderPowder 이온교환 조건Ion exchange conditions KNO3 PowderKNO 3 Powder 420 ~ 480℃, 0~30 min 420 ~ 480 ℃, 0 ~ 30 min KNO3 : AgNO3 powder mixingKNO 3 : AgNO 3 powder mixing 450℃, 15 min
0.01 ~ 100 mol% AgNO3
450 ° C., 15 min
0.01 to 100 mol% AgNO 3
KNO3 ion exchange
AgNO3 powder
KNO 3 ion exchange
AgNO 3 powder
KNO3 : 450℃, 15 min
AgNO3 : 240 ~ 280℃, 1 ~ 10 min
KNO 3 : 450 ℃, 15 min
AgNO 3 : 240 ~ 280 ℃, 1 ~ 10 min

또한, 본 발명에서 이온교환을 위해 사용된 염의 특성을 정리하여 아래 표 3과 같이 나타내었다. In addition, the properties of the salt used for ion exchange in the present invention are summarized as shown in Table 3 below.

타입type Potassium nitratePotassium nitrate Silver nitrateSilver nitrate Molecular formulaMolecular formula KNO3 KNO 3 AgNO3 AgNO 3 M.P.M.P. 334℃334 ℃ 212℃212 ℃ B.P.B.P. 400℃400 ° C 444℃444 ℃ 물에 대한 용해도Solubility in water 216kg/L(20℃)216kg / L (20 ℃) 0.36kg/L(20℃)0.36kg / L (20 ℃) 밀도density 2.11g/cm3(16℃)2.11 g / cm3 (16 ° C) 4.35g/cm3(16℃)4.35 g / cm3 (16 ° C)

또한, 본 발명에서 특히 예시적으로 실시한 이온교환 조건을 도 2에 나타내었다. (a)는 이온 교환에 의한 유리 기재의 강화에 필요한 열처리 스케줄을, (b)는 이온 교환에 의한 유리기재의 항균성 부여에 필요한 열처리 스케줄을 각각 나타낸다. In addition, the ion exchange conditions carried out by way of example in the present invention are shown in FIG. 2. (a) shows a heat treatment schedule required for strengthening the glass substrate by ion exchange, and (b) shows a heat treatment schedule necessary for imparting antimicrobial properties of the glass substrate by ion exchange.

도시된 바와 같이, 이온 교환 온도까지 도달하는데 필요한 승온속도는 분당 5℃, 10℃, 20℃의 값으로 하였고, 바람직한 승온속도는 분당 8 ~ 15℃의 값으로 유지하는 것이 바람직함을 실험적으로 도출할 수 있었다. 이 때, 광투과율은 에칭처리를 행한 유리를 기준으로 90 ~ 93%, 강도는 650 ~ 700MPa의 값을 갖는 유리를 제조할 수 있었다.As shown, the temperature increase rate required to reach the ion exchange temperature was set to 5 ℃, 10 ℃, 20 ℃ value per minute, and experimentally derived that it is desirable to maintain the preferable temperature increase rate at a value of 8 ~ 15 ℃ per minute Could. At this time, the light transmittance was 90 to 93% based on the glass subjected to the etching treatment, the strength was able to produce a glass having a value of 650 ~ 700MPa.

승온 속도를 빠르게 한다는 것은 목표 온도가 아닌 영역을 빠르게 지나가도록 한다는 것이고 이는 승온 중 목표 온도가 아닌 다른 온도에서의 이온 교환 시간을 줄인다는 뜻이 될 것이다. 이와 마찬가지로 승온 속도를 느리게 하는 것은 승온 중 다른 온도에서의 이온 교환 시간이 좀 더 늘어난다고 생각할 수 있을 것이다. Faster heating rate means faster passage through the non-target temperature, which would mean reducing ion exchange time at a temperature other than the target temperature during heating. Similarly, slowing the rate of heating may be thought to further increase the ion exchange time at other temperatures during the heating.

따라서, 승온 속도 스케줄이 이온 교환에 있어서 중요한 요인이라고 할 수 있는데, 이온교환에 의한 강화는 K+ 이온이 유리 표면에서 압축응력을 형성함으로 생성되는 결과이기 때문에 승온 속도를 빠르게 하여 K+ 이온이 표면 내부 쪽으로 너무 깊이 파고들지 않도록 하는 것이 강화에 있어서 더 좋은 영향을 미친다. 하지만 너무 승온 속도가 빠른 경우 K+ 이온이 충분히 유리 표면에서 교환이 일어나지 않는 경우도 생각해 볼 수 있기 때문에 적절한 승온 속도를 스케줄해주는 것이 좋은 결과를 야기할 것이라고 결론을 내릴 수 있다. Therefore, the temperature raising rate schedule is an important factor in ion exchange. Since the strengthening by ion exchange is the result of K + ions forming a compressive stress on the glass surface, the temperature increase rate is increased so that K + ions move toward the inside of the surface. Not digging too deeply has a better effect on reinforcement. However, if the temperature rises too fast, it can be considered that K + ions do not exchange sufficiently on the glass surface, so it can be concluded that scheduling an appropriate temperature rise will produce good results.

또한, 승온 속도를 변화시키게 되면 목표온도를 향해 온도가 상승하는 동안 이온교환이 일어나는 정도가 달라지게 되는데, 즉, 이온이 침투한 깊이와 양이 변하는 양상을 보이게 되는데, 이는 압축응력층의 위치와 양을 결정할 것이고 이는 최종적으로 강도 물성에 영향을 미치게 되므로, 승온속도 factor는 매우 중요한 요소이다. 즉, 이온이 침투한 깊이와 관련하여 위 승온속도 범위는 그 임계적 의의를 갖는다. In addition, if the temperature rise rate is changed, the degree of ion exchange occurs while the temperature rises toward the target temperature, that is, the depth and amount of ions penetrated are changed, which means that the position of the compressive stress layer The amount will be determined, which will ultimately affect the strength properties, so the rate of temperature increase is a very important factor. That is, the range of temperature rise rate above has a critical meaning in relation to the depth of penetration of ions.

또한, 본 발명에 의한 이온교환 진행온도는 440 ~ 460℃가 바람직하다. 이와 같은 온도범위는 순수하게 이 온도에서 이온을 교환시킨다는 의미일 것이다. 하지만 실질적으로 온도가 점차 올라감에 따라, 낮은 온도에서는 크게 문제가 되지 않지만 위에서 언급한 온도에 가까이 갈수록 440 ~ 460℃가 아닌 약간 낮은 온도에서도 이온교환이 일어날 것이다. 다시 말해, 온도를 상승시키는 과정에서도 그리고 온도를 떨어뜨리는 과정에서도 440 ~ 460℃에 가까운 온도에서는 이온교환이 어느 정도 일어난다고 보아야 할 것이다. In addition, the ion exchange progress temperature according to the present invention is preferably 440 to 460 ° C. Such a temperature range would mean purely ion exchange at this temperature. In practice, however, as the temperature rises, it does not matter much at low temperatures, but closer to the temperatures mentioned above, ion exchange will occur at slightly lower temperatures, not 440 to 460 ° C. In other words, it should be seen that some degree of ion exchange takes place at temperatures close to 440 to 460 ° C. both during the temperature rise and during the temperature drop.

따라서, 본 발명에서는 440 ~ 460℃의 온도범위 및 분당 8 ~ 15℃의 승온속도로 조절하여 이온교환을 실시할 수 있으며, 실험적으로 이와 같은 수치범위는 본 발명의 의의를 이룬다. 이는 전술한 바와 같은 바람직한 광투과율 및 강도값을 도출할 수 있는 열처리 스케줄이기 때문이다.Therefore, the present invention can be carried out by adjusting the temperature range of 440 ~ 460 ℃ and the temperature increase rate of 8 ~ 15 ℃ per minute, experimentally such a numerical range makes the meaning of the present invention. This is because the heat treatment schedule can derive the preferable light transmittance and intensity values as described above.

이와 같은 이온교환 온도와 승온속도에 대해서는 그 임계적 의의를 도출할 수 있는 바, 이는 후술하는 바와 같이 본 발명에 의해 제조되는 강화된 또는 항균처리된 유리를 평가하는 내용에서 살펴보기로 한다.
Such critical ion exchange temperature and temperature increase rate can be derived from the critical significance, which will be described in the evaluation of the reinforced or antimicrobial glass produced by the present invention as described below.

<이온교환에 의한 강화 특성 및 항균 특성 평가><Evaluation of reinforcing and antibacterial properties by ion exchange>

이상과 같이 수행된 이온 교환 공정을 통하여, 강화 및 항균성이 부여된 유리 기재의 특성을 평가하였으며, 평가항목, 평가목적 및 평가에 사용된 장비를 정리하면 아래의 표 4와 같다.
Through the ion exchange process carried out as described above, the properties of the glass substrate given the strengthening and antimicrobial properties were evaluated, and the items used for evaluation items, evaluation purposes and evaluation are shown in Table 4 below.

평가항목Evaluation item 평가목적Purpose of Evaluation 사용장비Equipment used 강 도burglar 굽힘강도 (R.T) : KS L 1591Bending Strength (R.T): KS L 1591 Bending strength Tester
(H-10K, Hounsfield, U.K)
Bending strength tester
(H-10K, Hounsfield, UK)
경 도Hardness 코팅막 표면의 경도 : KS L 1603Hardness of Coating Film Surface: KS L 1603 Vickers Microhardness Tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan) Vickers Microhardness Tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan) 파괴인성Fracture toughness 압흔 주위 크랙길이 측정에 의한 파괴인성 : KS L 1600Fracture Toughness by Measuring Crack Length Around Indentation: KS L 1600 Vickers Microhardness Tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan) Vickers Microhardness Tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan) 광투과율Light transmittance 이온교환에 따른 투과율 측정 (가시광 영역 : 370~800nm)Measurement of transmittance by ion exchange (visible light range: 370 ~ 800nm) UV/Vis./NIR spectrometer
(Jasco, V-570, Japan)
UV / Vis. / NIR spectrometer
(Jasco, V-570, Japan)
이온침투깊이Ion penetration depth 이온교환에 따른 K+, Ag+ 침투깊이 K + , Ag + penetration depth by ion exchange Electron probe micro analyzer
(JXA-8900R, JEOL, Japan)
Electron probe micro analyzer
(JXA-8900R, JEOL, Japan)
미세구조Microstructure 이온교환 계면의 미세 구조Microstructure of Ion Exchange Interface Scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-3000M, Japan)Scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-3000M, Japan) 항균성 시험Antimicrobial test 사용균에 대한 항균성 검토 : ISO 22196Review of antimicrobial activity against used bacteria: ISO 22196 필름밀착형(사용균주 : Salmonella, Escherichia coli 등)Film adhesion type (used strain: Salmonella, Escherichia coli, etc.)

1. 기계적 성질 측정1. Measurement of mechanical properties

가. 강도 (Strength)end. Strength

유리의 강도를 알아보기 위하여 UTM(Universal Testing Machine, Hounsfield Test Equipment, Ltd. UK)을 사용하여 3점 굽힘 강도를 측정하였다. 강도 측정을 위한 시편은 3×0.7×3.6mm의 크기로 제작하였으며, 강도 측정 횟수는 10회로 하였다.In order to determine the strength of the glass, a three-point bending strength was measured using a universal testing machine (UTM), Hounsfield Test Equipment, Ltd. UK. Specimens for strength measurements were made with a size of 3 × 0.7 × 3.6mm and the number of strength measurements was 10 times.

본 발명에 의한 유리 기재의 강도 특성을 살펴봄에 있어서, 비교데이터가 필요하였다.In looking at the strength characteristics of the glass substrate according to the present invention, comparative data were needed.

이를 위하여 본 발명에 의한 이온교환 강화 후 Drop ball tester에서 130g의 볼(ball)의 낙하 높이에 따른 요구 강도를 MPa의 단위로 변환하여 비교 데이터로서 사용하였으며, 이를 아래 표 5에 나타내었다. 변환 방법은 위치에너지 (Ep = mgh)를 N 단위로 환산 후 아래의 굽힘강도 공식으로 계산하였다. To this end, in the drop ball tester after the ion exchange strengthening according to the present invention to convert the required strength according to the drop height of the ball (ball) of 130g in units of MPa was used as comparison data, it is shown in Table 5 below. The conversion method is potential energy (E p = mgh) was converted into N units and calculated by the following bending strength formula.

σ = 3PL / 2wt2 σ = 3PL / 2wt 2

σ : 3접 굽힘강도σ: 3-fold bending strength

P : 시험편의 최대 하중 (N)P: Maximum load of the test piece (N)

L : 외부간격 (40mm)L: External Spacing (40mm)

w : 시험편의 폭 (3mm)w: width of test piece (3mm)

t : 시험편의 두께 (0.7mm)t: thickness of test piece (0.7mm)

130g의 steel ball을 90cm에서 drop 하였을 경우, 3점 굽힘강도는 468 MPa 까지 증가하였다.
When 130g of steel ball was dropped at 90cm, the three-point bending strength increased to 468 MPa.

Drop ball test 조건에 따른 요구 굽힘강도(MPa)Required bending strength (MPa) according to drop ball test conditions Drop ball testDrop ball test 요구 굽힘강도 (MPa)Required bending strength (MPa) 130g, 30cm130g, 30cm 156156 130g, 50cm130g, 50cm 260260 130g, 80cm130g, 80cm 416416 130g, 90cm130g, 90cm 468468

현재 디스플레이용 유리의 강화 후 기계적 물성을 평가하는 방법 중에서 bending strength test, drop ball test 등이 있다. 특히 디스플레이 유리와 같이 0.7mm 두께의 박형의 유리 강도를 측정하는 방법 중에서 drop ball test를 많이 사용한다. Drop ball test는 130g 의 steel ball을 0.3 ~ 1.0m 의 높이에서 낙하시켜 강화유리의 파괴 여부를 확인하는 방법으로 현재 연구실에서 기계적 성질 물성평가에 많이 사용하는 굽힘강도(MPa) 값으로 변환하여 사용한다.Current methods for evaluating mechanical properties after tempering glass for display include bending strength test and drop ball test. In particular, the drop ball test is used a lot of methods to measure the glass strength of the 0.7mm thickness thin like the display glass. Drop ball test is to check the fracture of tempered glass by dropping 130g steel ball at height of 0.3 ~ 1.0m and convert it to the bending strength (MPa) value, which is widely used in the evaluation of mechanical properties. .

나. 경도 (Hardness)I. Hardness

경도는 Micro hardness tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan)를 이용하여 총 10회 측정하였다.Hardness was measured a total of 10 times using a Micro hardness tester (MXD-CX3E, Matsuzawa, Japan).

다. 파괴인성 (Fracture toughness)All. Fracture toughness

위 경도값을 기초로 파괴인성을 측정하였다. 횟수는 경도측정횟수와 동일하게 하였다. Fracture toughness was measured based on the above hardness values. The number of times was the same as the number of hardness measurements.

라. 결과la. result

(1) 유리 기재의 이온교환 강화에 따른 기계적 물성(1) Mechanical Properties by Ion Exchange Reinforcement of Glass Substrate

본 발명의 일 실시예에 따라 KNO3에 의해 강화된 유리 기재의 강도, 경도, 파괴인성 값을 비교하여 다음의 표 6과 같이 나타내었다.
In accordance with an embodiment of the present invention by comparing the strength, hardness, fracture toughness values of the glass substrate reinforced by KNO 3 shown in Table 6 below.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions K+침투깊이(㎛,위/아래)K + penetration depth (μm, up / down) 강도(MPa)Strength (MPa) 경도(Hv)Hardness (Hv) 파괴인성(MPa√m)Fracture Toughness (MPa√m) 1-11-1 450℃/10분/1일450 ℃ / 10 minutes / 1 day 15.7/-15.7 /- 411411 681681 1.22871.2287 1-21-2 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 448448 694694 1.23641.2364 1-31-3 450℃/20분/1일450 ℃ / 20 minutes / day 24.9/-24.9 /- 405405 670670 1.19881.1988 1-41-4 420℃/15분/1일420 ℃ / 15 minutes / day 16.1/17.016.1 / 17.0 251251 633633 1.01191.0119 1-51-5 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 448448 694694 1.23641.2364 1-61-6 480℃/15분/1일480 ℃ / 15 minutes / day 27.8/28.627.8 / 28.6 279279 638638 0.99000.9900 1-71-7 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 448448 694694 1.23641.2364 1-81-8 450℃/15분/7일450 ℃ / 15 minutes / 7 days 18.7/19.118.7 / 19.1 459459 686686 1.23411.2341 1-91-9 450℃/15분/14일450 ℃ / 15 minutes / 14 days 18.6/19.018.6 / 19.0 440440 681681 1.23281.2328 1-101-10 450℃/15분/42일450 ° C / 15 minutes / 42 days 17.8/18.517.8 / 18.5 433433 677677 1.19761.1976 1-111-11 450℃/10분/1일450 ℃ / 10 minutes / 1 day 15.7/-15.7 /- 411411 681681 1.22871.2287 1-121-12 450℃/10분/7일450 ℃ / 10 minutes / 7 days 15.5/-15.5 /- 404404 678678 1.19851.1985

여기서, 이온 교환 조건으로서 온도는 이온 교환 온도를, 분 단위의 시간은 이온 교환에 필요한 유지시간을, 일 단위의 시간은 이온 교환 후 시간의 경과에 따른 강도 저하를 측정하기 위한 경과 시간을 각각 의미한다. Here, as the ion exchange conditions, the temperature means the ion exchange temperature, the time in minutes means the holding time required for ion exchange, and the time in days means the elapsed time for measuring the decrease in strength with time after the ion exchange. do.

위 표 6의 값은 유리 기재에 에칭공정을 수반하지 않은 상태에서 이온교환 강화하고 측정한 데이터로서, 강도값은 400MPa 대에서 측정되고 있다. The values in Table 6 above are data measured by ion exchange strengthening in a state in which the glass substrate is not accompanied by an etching process, and strength values are measured at 400 MPa.

이는 420℃ 및 480℃에서 이온교환한 강화유리의 강도가 200MPa대에 머물고 있다는 점과 대비된다. 여기서, 최적의 이온교환온도 조건을 도출할 수 있다.This contrasts with the fact that the strength of the ion-exchanged tempered glass at 420 ° C and 480 ° C remains at 200 MPa. Here, optimal ion exchange temperature conditions can be derived.

이에, 유리 기재에 에칭공정을 더 수반한 이후에 이온교환 강화하여 측정한 강도값을 다시 아래 표 7에 나타내었다. 여기서, 측정된 값은 표 6의 데이터 중 일부를 샘플링하여 에칭하고 평균하여 나타낸 값이다. Therefore, the strength values measured by ion exchange strengthening after the glass substrate further includes the etching process are again shown in Table 7 below. Here, the measured values are values obtained by sampling, etching, and averaging some of the data in Table 6.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions 강 도
(MPa)
burglar
(MPa)
경 도
(Hv)
Hardness
(Hv)
파괴인성
(MPam)
Fracture toughness
(MPam)
1-131-13 HCl 0.7N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.7 N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
704704 726726 1.26761.2676
1-141-14 HCl 0.9N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
688688 745745 1.26121.2612
1-151-15 HCl 0.9N 60sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
676676 718718 1.25541.2554
1-161-16 NaOH 0.1N 60sec,
450/10분/1일
NaOH 0.1N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
654654 703703 1.23171.2317

위 표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 약 650 ~ 700MPa 범위의 값이 도출되어 유리기재의 에칭에 의해 강도값이 현저하게 증가하였음을 알 수 있다.As can be seen from Table 7, the value in the range of about 650 ~ 700MPa is derived, it can be seen that the strength value is significantly increased by the etching of the glass substrate.

위 표 6에 해당하는 이온 교환 조건에서의 K+ 이온의 강화된 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프(profile)를 도 3 내지 도 6에 각각 나타내었다. Profiles of the distribution in the surface of the strengthened glass substrate of K + ions at the ion exchange conditions corresponding to Table 6 above are shown in FIGS. 3 to 6, respectively.

위 그래프는 이온교환 공정을 수행한 유리 기재를 수직 절단하여 표면 미세연마 후 Electron Probe Micro Analyzer(JXA-8900R, JEOL, Japan)를 이용하여 절단면을 이온교환 표면으로부터 수직방향으로 Line profile하여 이온교환 조건 변화에 따른 K+, Ag+ 이온의 침투 깊이 및 이온농도 프로파일(Profile)을 조사한 것이며, 유리 기재의 표면 강화를 위해서는 먼저 유리 기재의 표면에 분포하는 강화를 위한 교환 이온의 농도(여기서는 K+)와 교환 이온의 침투 깊이, 항균 특성의 부여를 위해 교환된 이온과의 침투 깊이에 따른 분포 관계 등이 조사되어야 최적의 강화 특성 및/또는 항균 특성을 보유하는 유리 기재를 도출해낼 수 있다. 이는 후술할 광 투과율과도 관계가 있다.The graph above shows the surface of the glass substrate subjected to the ion exchange process vertically and finely polished the surface, and then using the Electron Probe Micro Analyzer (JXA-8900R, JEOL, Japan). K +, Ag + according to the change The penetration depth and ion concentration profile of the ions were investigated. For the surface reinforcement of the glass substrate, the concentration of exchange ions (herein, K +), the penetration depth of the exchange ions, and the antimicrobial characteristics of the reinforcement are distributed on the surface of the glass substrate. In order to impart, the distribution relationship according to the penetration depth with the exchanged ions should be investigated to derive the glass substrate having the best reinforcing properties and / or antibacterial properties. This is also related to the light transmittance described later.

이 때, 모든 샘플은 유리 기재의 양면에 고상도포법으로 강화를 실시하였으며, K+이온의 침투깊이 분석(EPMA)시 처음에는 이온교환 조건(이온교환 온도 및 시간 변화)을 결정하기 위해서 유리표면 윗부분에서 100㎛까지 resolution 0.5㎛(point 간격)으로 측정을 하였다. 최고 강도값을 나타내는 이온교환 조건을 확보한 후 유리 전체(0 ~ 700㎛)를 스캔하여 위, 아래 K+이온의 침투깊이를 모두 구할 수 있었다.At this time, all samples were strengthened by solid-state coating on both sides of the glass substrate, and the upper part of the glass surface in order to determine the ion exchange conditions (ion exchange temperature and time change) at the time of the K + ion penetration depth analysis (EPMA). At 0.5 μm (point interval) with resolution up to 100 μm. After securing the ion exchange condition showing the highest strength value, the whole glass (0 ~ 700㎛) was scanned to determine the penetration depth of both the upper and lower K + ions.

위 표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이온 교환 온도 450℃, 이온 교환 유지시간 15분인 경우 최대 강도값인 448MPa을 나타내었다. 또한, 표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 위 조건과 동일한 조건에 의해 유리기재의 에칭을 수행하고 이온교환 강화한 결과 650MPa을 상회하는 결과를 나타내었다. As can be seen from Table 6, the maximum intensity value of 448 MPa was shown when the ion exchange temperature was 450 ° C. and the ion exchange holding time was 15 minutes. In addition, it is known from Table 7 As can be seen, the glass substrate was etched under the same conditions as above, and the ion exchange strengthening resulted in more than 650 MPa.

즉, 도 3 내지 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 유리의 표면에 K+가 분포할수록, 그리고, 그 표면에 다량 분포할수록 강도는 향상됨을 알 수 있다. 따라서, 이온교환에 필요한 온도를 지나치게 높이거나 유지시간을 지나치게 길게 하는 경우에는 유리 표면으로부터 K+의 침투깊이가 더 깊어지며, 따라서 유리 표면에 분포하는 K+의 농도가 더 낮아지므로, 바람직하지 않은 것이다. 물론, 승온속도도 이와 같은 K+이온의 침투깊이에 영향이 있을 것이며, 이는 전술한 바와 같다.That is, as can be seen from FIGS. 3 to 6, it can be seen that the strength is improved as the K + is distributed on the surface of the glass and the larger the amount is distributed on the surface. Therefore, when the temperature required for ion exchange is too high or the holding time is too long, the penetration depth of K + becomes deeper from the glass surface, and therefore the concentration of K + distributed on the glass surface is lower, which is undesirable. Of course, the temperature increase rate will also affect the depth of penetration of K + ions, as described above.

또한, 본 발명에 의하여 유리 기재 표면을 이온 교환한 후 최장 42일이 경과된 이후에도 유리 기재의 강도값의 저하 현상이 오차 수준의 범위에서 측정되었을 뿐, 뚜렷한 저하 현상은 관찰되지 아니하였다. 이는 실온을 상회하는 온도에서 이온교환된 것이어서 실온에서 거의 용출되지 않았다는 사실을 뒷받침하는 것이다.In addition, even after a maximum of 42 days had elapsed after ion exchange of the glass substrate surface according to the present invention, the phenomenon of decreasing the strength value of the glass substrate was measured in the range of the error level, and no obvious degradation phenomenon was observed. This supports the fact that they were ion exchanged at temperatures above room temperature and hardly eluted at room temperature.

종합적으로 살펴보건대, 실험적으로 유리 기재의 강화에 필요한 이온 교환 온도는 440 ~ 460℃의 범위내에서 조절될 수 있으며, 이온 교환에 필요한 유지시간은 10분 ~ 20분의 범위내라면 바람직한 기계적 물성을 보유하는 강화된 유리 기재를 제조할 수 있을 것이다.In general, the ion exchange temperature required to strengthen the glass substrate experimentally can be controlled within the range of 440 ~ 460 ℃, the holding time required for the ion exchange is in the range of 10 minutes to 20 minutes, the desired mechanical properties It may be possible to produce a strengthened glass substrate that retains.

만일, 위 온도범위에서 상한과 하한값의 범위를 벗어나서 이온교환공정을 수행하는 경우에는 유리 기재가 유지시간과 무관하게 충분한 강도값 등 기계적 물성을 보유할 수 없고, 또한 위 유지시간 범위의 상한값을 벗어나는 경우에는 K+ 이온이 유리 표면으로부터 너무 깊이 침투되어 이온 교환되어 강화된 유리의 기계적 강도에 좋지 않은 영향을 줄 수 있으며, 하한값을 벗어나는 경우에는 이온 교환이 충분치 아니하여, 소기의 강도값을 갖는 유리 기재를 제조할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 위 이온교환 온도 및 유지시간은 위 범위에서 임계적 의의를 갖는다.
If the ion exchange process is performed outside the upper and lower limit values in the above temperature range, the glass substrate may not have sufficient mechanical properties such as sufficient strength value regardless of the holding time, and it may be out of the upper limit of the above holding time range. In this case, K + ions penetrate too deeply from the glass surface, which may adversely affect the mechanical strength of the glass which has been ion-exchanged and strengthened. If it is outside the lower limit, ion exchange is not sufficient, and thus the glass substrate having a desired strength value. There is a problem that can not be prepared. Thus, the above ion exchange temperature and retention time are of critical significance in the above range.

(2) 유리의 이온교환 강화 및 항균성 동시 부여에 따른 강도특성(2) Strength Characteristics by Enhancing Ion Exchange and Antimicrobial Properties of Glass

다음에, 본 발명의 일 실시예에 의해 KNO3 분말과 AgNO3 분말을 혼합하고, 이를 이용하여 이온교환하는 방법에 의해 유리 기재에 강화 및 항균성을 부여하고(아래 표의 일련번호 2-6의 항균성만 부여된 유리 기재 포함) 이에 대한 강도값을 측정하여 다음의 표 8과 같이 나타내었다.
Next, the KNO 3 powder and AgNO 3 powder are mixed according to one embodiment of the present invention, and the glass substrate is provided with reinforcing and antimicrobial properties by ion exchange using the same (antibacterial activity of serial numbers 2-6 in the table below). Including only the glass substrate imparted) was measured as shown in Table 8 below.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions K+침투깊이(㎛,위/아래)
Ag+침투깊이(㎛,위/아래)
K + penetration depth (μm, up / down)
Ag + penetration depth (μm, up / down)
K+투입량(%,위/아래)
Ag+투입량(%,위/아래)
K + input amount (%, up / down)
Ag + input amount (%, up / down)
이온
교환면
ion
Exchange surface
강도(MPa)Strength (MPa)
2-12-1 450℃/15분450 ° C./15 minutes 18.9/23.1
38.6/41.3
18.9 / 23.1
38.6 / 41.3
99.99/99.99
0.01/0.01
99.99 / 99.99
0.01 / 0.01
양면both sides 450.10450.10
2-22-2 450℃/15분450 ° C./15 minutes 22.5/29.7
37.0/42.1
22.5 / 29.7
37.0 / 42.1
99.95/99.95
0.05/0.05
99.95 / 99.95
0.05 / 0.05
양면both sides 437.70437.70
2-32-3 450℃/15분450 ° C./15 minutes 18.8/22.9
44.1/56.1
18.8 / 22.9
44.1 / 56.1
99.50/99.50
0.50/0.50
99.50 / 99.50
0.50 / 0.50
양면both sides 424.00424.00
2-42-4 450℃/15분450 ° C./15 minutes 17.5/18.3
58.4/62.3
17.5 / 18.3
58.4 / 62.3
99.00/99.00
1.00/1.00
99.00 / 99.00
1.00 / 1.00
양면both sides 412.18412.18
2-52-5 450℃/15분450 ° C./15 minutes 18.5/19.2
78.4/84.2
18.5 / 19.2
78.4 / 84.2
95.00/95.00
5.00/5.00
95.00 / 95.00
5.00 / 5.00
양면both sides 402.04402.04
2-62-6 450℃/15분450 ° C./15 minutes 17.8/14.5
85.5/122.7
17.8 / 14.5
85.5 / 122.7
0.00/0.00
100.00/100.00
0.00 / 0.00
100.00 / 100.00
양면both sides 283.04283.04
2-72-7 450℃/15분450 ° C./15 minutes 17.9/30.7
19.1/68.0
17.9 / 30.7
19.1 / 68.0
100.00/95.00
0.00/5.00
100.00 / 95.00
0.00 / 5.00
K 양면
Ag단면
K double side
Ag section
448.20448.20

여기서, 이온 교환 조건으로서 온도는 이온 교환 온도를, 분 단위의 시간은 이온 교환에 필요한 유지시간을 각각 의미한다. 본 실시예에서의 이온 교환 조건으로서의 온도는 강화에 필요한 이온교환온도이며, 본 실시예에서는 Ag+ 이온 교환에 의한 항균특성보다는 Ag+ 이온 교환이 강화에 미치는 영향을 알아보고자 하는 것이므로, Ag+의 이온교환에 최적화된 온도에 따르는 실험은 생략하였다.Here, as the ion exchange conditions, the temperature means the ion exchange temperature, and the time in minutes means the holding time required for the ion exchange, respectively. In the present embodiment, the temperature as the ion exchange condition is the ion exchange temperature necessary for the strengthening. In this embodiment, the effect of Ag + ion exchange on the strengthening rather than the antimicrobial properties of the Ag + ion exchange is to be investigated. Experiments with optimized temperature are omitted.

위 표 8에 해당하는 이온 교환 조건에서의 K+ 이온 및 Ag+ 이온의 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프를 도 7 내지 도 9에 각각 나타내었다. 7 to 9 are graphs showing distributions of K + ions and Ag + ions in the glass substrate surface under ion exchange conditions corresponding to Table 8 above.

위 표 8 및 도 7 내지 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, K+ 만으로 이온 교환 공정을 수행한 전술한 결과와 비교하여, K+와 Ag+가 동시에 이온 교환된 유리기재는 전반적으로 강도값이 저하됨을 알 수 있다. 이는 강화의 의미로 도입되는 K+이온이 Ag+ 이온에 의해 유리 기재의 표면으로부터 깊이 방향으로 후퇴하기 때문인 것, 즉, K+의 침투깊이가 더 깊어지기 때문인 것으로 보인다. 이 중, 동일한 이온교환 조건에서 K와 Ag 분말의 조성 변화에 따른 기계적 물성을 확인한 결과 KNO3 99.5%, AgNO3 0.5%와 KNO3 95%, AgNO3 5%의 조건으로 이온교환 시킨 유리의 강도가 상대적으로 높았는데, 이것은 K+ 이온 침투깊이와 관련이 있는 것으로 판단되는 바, K+ 이온의 침투깊이는 각각 17.5, 17.9으로 측정되었으며, 이는 이온교환 최적조건의 K+이온 침투 깊이(18.9) 와 유사할수록 높은 기계적 성질을 나타내었다는 사실로부터 추론이 가능하다.As can be seen from Table 8 and FIGS. 7 to 9, compared with the above-described results of performing the ion exchange process using only K +, it was found that the strength of the glass substrate in which K + and Ag + were ion-exchanged at the same time is reduced overall. Can be. This is because the K + ions introduced in the meaning of reinforcement retreat in the depth direction from the surface of the glass substrate by the Ag + ions, that is, the deeper penetration depth of K +. Among them, the mechanical properties of K and Ag powders were changed under the same ion exchange conditions. As a result, the strength of glass ionized under the conditions of KNO 3 99.5%, AgNO 3 0.5%, KNO 3 95%, and AgNO 3 5% Was found to be related to K + ion penetration depth. The penetration depth of K + ions was measured to be 17.5 and 17.9, respectively, which is similar to the K + ion penetration depth (18.9) of the optimum ion exchange conditions. Inferences can be made from the fact that they exhibit high mechanical properties.

다만, 디스플레이장치용 유리에 있어서 특히 항균성의 부여는 외부로 노출되는 일면에만 적용하면 되므로, 이를 감안하여 위 표 8의 일련번호 2-7에서와 같이 유리 기재의 양면을 모두 강화하되, 일면에만 Ag 이온교환을 실시한 결과, 만족할만한 수준의 강도값인 448.20 MPa를 나타내었다. 따라서, Ag+ 이온에 의한 항균특성을 보유하면서도 유리 표면에서의 K+ 이온의 분포를 최대한 보존함으로써 유리 기재의 강도값을 유지하기 위해서는 일면에만 항균성을 부여함이 바람직하다고 할 것이다. 즉, 일면에만 Ag+ 이온을 침투함으로써 나머지 일면의 K+ 침투깊이에 Ag+이온의 침투가 영향을 미치지 않는다면 강도값면에서는 양면에 Ag+를 침투한 것보다 바람직한 것이며, Ag+를 유리 기재의 한 면에만 침투하고자 하는 본 발명의 목적에도 부합하는 것이므로, 매우 바람직하다.However, in particular, the antimicrobial properties of the glass for display devices need to be applied only to one surface exposed to the outside. Therefore, both surfaces of the glass substrate are strengthened as shown in the serial number 2-7 of Table 8 above, but only Ag is used on one surface. The ion exchange resulted in a satisfactory level of strength of 448.20 MPa. Therefore, in order to maintain the strength value of the glass substrate by preserving the distribution of K + ions on the glass surface while retaining the antimicrobial properties by Ag + ions, it would be preferable to give the antimicrobial property to only one surface. That is, if Ag + ion penetrates only one side and the penetration of Ag + ion does not affect the K + penetration depth of the other side, it is preferable to penetrate Ag + on both sides in terms of strength value. Since it is also compatible with the object of the present invention, it is very preferable.

위 표 8의 일련번호 2-6과 같이 이온 교환에 의한 강화과정을 수행하지 않은 유리 기재의 경우, 낮은 강도값을 나타내었으나, Ag의 이온교환이 강도의 향상에 기여하는 것은 아니므로, 비교데이터로서의 의미가 있을 뿐이다.In the case of the glass substrate not subjected to the ion exchange strengthening process as shown in the serial number 2-6 of Table 8, the low strength value, but since the ion exchange of Ag does not contribute to the improvement of the strength, comparative data It only makes sense.

다음 항목에서는 이온교환에 의한 유리기재의 강화와 이온교환에 의한 항균처리과정을 분리하였는데, 후술하는 바와 같이, 칼륨계 물질과 은계 물질의 분말 혼합에 의하여 강화 및 항균처리를 동시에 진행한 경우보다 강도값이 향상되는 결과는 나타내었다. In the following items, the glass substrates by ion exchange and the antibacterial treatment by ion exchange were separated. As will be described later, strength and antibacterial treatment were simultaneously performed by mixing powder of potassium and silver materials. The results show that the value is improved.

즉, 분말 혼합에 따른 이온교환이 문제가 되는 것은 이온교환시 사용되는 두 염의 용융점 차이에서 기인하는데, KNO3 용융점은 334℃, AgNO3는 212℃이므로 최적 이온교환 강화조건인 450℃, 15min의 공정으로 열처리를 실시할 경우, Ag+ 이온의 침투 깊이는 분리하여 공정을 진행할 때 보다 깊어지게 된다. Ag 분말의 함량이 0.01 ~ 5wt% 범위에서는 침투깊이가 38.6~84.2㎛로 Ag 이온의 침투깊이는 K 이온의 침투깊이를 넘어서게 된다. 또한 낮은 융점으로 인해 먼저 이온교환이 이루어지게 되는데 이와 같이 K보다 깊이 그리고 먼저 침투한 Ag 이온은 K 이온의 균일한 표면압축응력 형성을 방해하여 강도에 영향을 미치게 된다. 강도를 결정하는 것은 K 이온이므로 단순히 Ag 이온이 깊이 침투해서라고 하기보다는 K 이온의 균일한 압축응력층 형성을 방해하여 강도에 영향을 준다고 보는 것이 타당하다. 그러므로 적절한 최적 조건에서 혼합 이온교환을 실시해야 할 것이다.
That is, the problem of ion exchange due to powder mixing is caused by the difference between the melting points of the two salts used during ion exchange. The KNO 3 melting point is 334 ° C and AgNO 3 is 212 ° C. When the heat treatment is performed in the process, the penetration depth of Ag + ions becomes deeper when the process is performed separately. In the range of 0.01 to 5wt% of Ag powder, the penetration depth is 38.6 ~ 84.2㎛ and the penetration depth of Ag ions exceeds the penetration depth of K ions. In addition, due to the low melting point, ion exchange is performed first. As described above, Ag ions penetrating deeper and earlier than K interfere with formation of uniform surface compressive stress of K ions, thereby affecting strength. Since it is K ions that determine the strength, it is reasonable to consider that it affects the strength by interfering with the formation of a uniform compressive stress layer of K ions rather than simply infiltrating Ag ions deeply. Therefore, mixed ion exchange should be performed at appropriate optimum conditions.

(3) 유리의 이온교환 강화 이후에 항균성을 부여한 경우의 강도특성(3) Strength characteristics when antimicrobial is given after ion exchange strengthening of glass

다음에, 본 발명의 일 실시예에 의해 KNO3 분말을 이용하여 450℃에서 15분간 이온 교환함으로써 유리 기재를 강화하고, 연속하여 AgNO3 분말 이용하여 Ag+의 이온교환에 필요한 다양한 온도에서 이온 교환함으로써 유리 기재에 항균성을 부여한 후 이에 대한 강도값을 측정하여 다음의 표 9와 같이 나타내었다. 여기서는 Ag이온이 유리기재의 단면에만 이온침투되는 것이 더 바람직하다는 전술한 내용에 비추어 Ag는 단면만 이온침투하였다. 부언하건대, 본 발명은 단면만 이온침투하는 공정을 매우 용이하게 구현할 수 있는 발명적 특징이 있는 것이다.
Next, the glass substrate is strengthened by ion exchange at 450 ° C. for 15 minutes using KNO 3 powder according to one embodiment of the present invention, and subsequently by ion exchange at various temperatures necessary for ion exchange of Ag + using AgNO 3 powder. After giving the antimicrobial properties to the glass substrate was measured by the intensity value shown in Table 9 below. In view of the foregoing, it is more preferable that Ag ions penetrate only the cross section of the glass substrate, so that Ag ion penetrates only the cross section. It is to be noted that the present invention has an inventive feature that can very easily implement the process of ion permeation only in cross section.

일련번호Serial Number Ag+ 이온교환
조건
Ag + ion exchange
Condition
K+침투깊이(㎛,위/아래)
Ag+침투깊이(㎛,위/아래)
K + penetration depth (μm, up / down)
Ag + penetration depth (μm, up / down)
이온
교환면
ion
Exchange surface
강도(MPa)Strength (MPa)
3-13-1 240℃/2분240 ℃ / 2 minutes 18.0/21.5
0.0/0.0
18.0 / 21.5
0.0 / 0.0
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
447.45447.45
3-23-2 240℃/5분240 ℃ / 5 minutes 17.4/19.4
0.0/0.0
17.4 / 19.4
0.0 / 0.0
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
457.09457.09
3-33-3 240℃/10분240 ℃ / 10 minutes 18.8/22.9
0.0/0.0
18.8 / 22.9
0.0 / 0.0
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
475.48475.48
3-43-4 250℃/2분250 ℃ / 2 minutes 18.7/19.5
0.0/0.0
18.7 / 19.5
0.0 / 0.0
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
449.10449.10
3-53-5 250℃/5분250 ° C / 5 minutes 17.2/28.2
0.0/0.0
17.2 / 28.2
0.0 / 0.0
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
455.27455.27
3-63-6 250℃/10분250 ° C / 10 minutes 16.7/17.7
0.0/3.5
16.7 / 17.7
0.0 / 3.5
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
467.03467.03
3-73-7 255℃/1분255 ° C / 1 minute 17.2/18.5
0.0/0.4
17.2 / 18.5
0.0 / 0.4
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
445.10445.10
3-83-8 260℃/0분260 ℃ / 0min 16.8/18.1
0.0/0.5
16.8 / 18.1
0.0 / 0.5
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
441.51441.51
3-93-9 260℃/1분260 ° C / 1 min 17.0/17.5
0.0/0.8
17.0 / 17.5
0.0 / 0.8
Ag단면
K양면
Ag section
K both sides
449.25449.25

여기서, 이온 교환 조건으로서 온도는 이온 교환 온도를, 분 단위의 시간은 이온 교환에 필요한 유지시간을 각각 의미한다. 상기 표 9에서의 일련번호 3-7 ~ 3-9는 최소 Ag+ 이온 침투실험으로 이온교환에 필요한 유지시간을 매우 짧게 하여 이로부터 도출되는 유리 기재의 강도특성을 알아보고자 하였다.Here, as the ion exchange conditions, the temperature means the ion exchange temperature, and the time in minutes means the holding time required for the ion exchange, respectively. Serial numbers 3-7 to 3-9 in Table 9 were to investigate the strength characteristics of the glass substrate derived from the very short holding time required for ion exchange by the minimum Ag + ion permeation experiment.

위 표 9에 해당하는 이온 교환 조건에서의 K+ 이온 및 Ag+ 이온의 유리 기재 표면 내의 분포에 관한 그래프를 도 10 내지 도 12에 각각 나타내었다. 10 and 12 show graphs of distributions of K + ions and Ag + ions in the glass substrate surface under ion exchange conditions corresponding to Table 9 above.

유리 기재를 KNO3 분말을 이용하여 450℃에서 15분 동안 이온교환 후 AgNO3 분말로 이온교환 온도 및 시간변화에 따라 Ag+ 이온 침투량을 확인한 결과 표 9와 같이 255℃ / 1분에서 최소 침투깊이를 나타내었다. 또한, Ag+ 이온의 이온교환 가능 최소온도는 250℃ 이상임을 알 수 있었다. 한편, 도시되지는 아니하였으나, Cu2+ 이온의 이온교환 가능 최소온도는 225℃ 정도되는 것 또한 알 수 있었다.After the glass substrate was ion-exchanged at 450 ° C. for 15 minutes using KNO 3 powder, the Ag + ion permeation amount was confirmed by AgNO 3 powder according to the ion exchange temperature and time change. As shown in Table 9, the minimum penetration depth was obtained at 255 ° C. / 1 minute. Indicated. Ag + The minimum ion exchangeable temperature of ions was found to be 250 ℃ or more. On the other hand, although not shown, it can also be seen that the minimum ion exchangeable temperature of Cu 2+ ions is about 225 ° C.

위 표 9 및 도 10 내지 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 이온교환온도 240℃ 및 250℃의 유지시간 5분까지는 Ag+의 이온교환에 의한 침투현상이 거의 발생되지 아니하였다. 그러나 250℃ 10분 및 그 이상의 온도에서는 Ag+에 의한 이온교환이 일어남을 알 수 있었다. 주목할 것은 Ag+에 의한 이온교환이 일어난 이후에도 강도값의 변화는 거의 없었다는 점이다. 이를 위 표 8과 비교하면, K+에 의한 이온교환과 Ag+에 의한 이온교환을 동시에 진행한 경우나, K+에 의한 이온교환 이후에 Ag+에 의한 이온교환을 순차적으로 진행한 경우나, 유리 기재의 일면에서만 Ag+ 이온교환을 실시하는 경우라면 유사한 수준의 강도값을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 공정의 단순성 측면에서 보았을 때에는 KNO3와 AgNO3를 혼합하여 강화 및 항균성 부여를 동시에 진행하는 것이 유리하다. 이 때, 항균처리를 위한 이온교환 조건은 240 ~ 280℃의 온도범위에서 0 초과 10분 이하의 범위에서 수행되는 것이 강도의 측면에서 매우 바람직하다고 할 것이다. 위 범위는 이러한 강도값을 구현하는데 있어서 임계적 의의가 있다.
As can be seen from Table 9 and FIGS. 10 to 12, penetration of Ag + by ion exchange hardly occurred until the holding time of 240 ° C. and 250 ° C. for 5 minutes. However, it was found that ion exchange by Ag + occurred at a temperature of 250 ° C. for 10 minutes and higher. Note that there was almost no change in the strength value even after the ion exchange with Ag +. Compared with Table 8, the ion exchange with K + and the ion exchange with Ag + are performed simultaneously, or the ion exchange with Ag + is sequentially performed after the ion exchange with K +, or one surface of the glass substrate. It can be seen that the Ag + ion exchange only has a similar level of strength. Therefore, in view of the simplicity of the process, it is advantageous to mix the KNO 3 and AgNO 3 to proceed the strengthening and antimicrobial at the same time. At this time, the ion exchange conditions for the antimicrobial treatment will be said to be very preferable in terms of strength to be carried out in the range of more than 0 to 10 minutes in the temperature range of 240 ~ 280 ℃. The above range is critical for implementing such strength values.

아울러, 항균처리 및 강화공정에 에칭공정을 더 부가하여 강도를 측정하여 아래 표 10과 같이 나타내었다. In addition, the strength was measured by adding an etching process to the antibacterial treatment and the strengthening process is shown in Table 10 below.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions 강 도
(MPa)
burglar
(MPa)
경 도
(Hv)
Hardness
(Hv)
파괴인성
(MPam)
Fracture toughness
(MPam)
1-131-13 HCl 0.7N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.7 N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
617.2617.2 708708 1.18871.1887
1-141-14 HCl 0.9N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
621.7621.7 707707 1.19041.1904
1-151-15 HCl 0.9N 60sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
588.3588.3 698698 1.17891.1789
1-161-16 NaOH 0.1N 60sec,
450/10분/1일
NaOH 0.1N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
592.4592.4 695695 1.17741.1774

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 약 580 ~ 620MPa 범위의 값이 도출되었음을 알 수 있다. 위 표 7에서와 같이 항균처리하지 않은 공정에 비하여 그 강도값이 저하되는 면은 있으나, 항균처리에 의한 강도저하를 완충할 수 있을 정도로 에칭에 의하여 높은 수준의 강도값을 유지함을 알 수 있었다. 이로부터 볼 때에도 에칭에 의한 강도효과는 그 의의가 매우 크다고 볼 것이다.
As can be seen from the above table, it can be seen that a value ranging from about 580 to 620 MPa is derived. As shown in Table 7 above, although the strength value is lower than that of the non-antibacterial process, it can be seen that the strength level is maintained by etching to the extent that the strength decrease due to the antibacterial treatment can be buffered. In view of this, the strength effect of etching is very significant.

2. 광학적 특성 분석2. Optical Characterization

이온교환에 따른 유리의 광학 특성 변화를 알아보기 위해 UV-VIS-NIR spectrophotometer(V-570, JASCO, Japan)를 이용하여 200 ~ 800nm 파장에서 이온교환 전후의 시편에 대한 광 투과율을 측정하였다. 예를 들어 유리 기재를 디스플레이장치용으로 사용하는 경우에는 이러한 광 투과율은 매우 중요하게 다루어져야 하는 물성이며, 유리의 강화 또는 항균 특성에만 치우친 나머지 광 투과율이 저하된다면 디스플레이용 유리의 용도에 중대한 한계가 발생될 수 있으므로, 광 투과율과 유리의 강화 및 항균 특성의 부여를 동시에 고려하여야 한다.In order to investigate the optical properties of the glass by ion exchange, the light transmittance of the specimens before and after ion exchange at 200-800 nm was measured using a UV-VIS-NIR spectrophotometer (V-570, JASCO, Japan). For example, when a glass substrate is used for a display device, such light transmittance is a very important property to be dealt with, and if the light transmittance is reduced due to the strengthening or antimicrobial properties of the glass, there is a significant limit to the use of the display glass. As it can be generated, consideration should be given to the provision of the light transmittance and the strengthening and antibacterial properties of the glass at the same time.

상기 표 6 ~ 10에서 개시되었던 이온교환조건에 따라 강화 또는 항균처리된 유리 기재에 대하여 각각 광투과율을 측정하고, 이를 표 11 내지 14에 나타내었다. 특히 표 14는 에칭까지 수행한 결과이다.
According to the ion exchange conditions disclosed in Tables 6 to 10, the light transmittance was measured for each of the glass substrates treated with reinforcement or antibacterial treatment, and the results are shown in Tables 11 to 14. In particular, Table 14 shows the results of the etching.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions K+침투깊이(㎛,위/아래)K + penetration depth (μm, up / down) 광투과율(%)Light transmittance (%) 1-11-1 450℃/10분/1일450 ℃ / 10 minutes / 1 day 15.7/-15.7 /- 90.7790.77 1-21-2 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 90.7990.79 1-31-3 450℃/20분/1일450 ℃ / 20 minutes / day 24.9/-24.9 /- 90.5890.58 1-41-4 420℃/15분/1일420 ℃ / 15 minutes / day 16.1/17.016.1 / 17.0 90.8590.85 1-51-5 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 90.7990.79 1-61-6 480℃/15분/1일480 ℃ / 15 minutes / day 27.8/28.627.8 / 28.6 90.6590.65 1-71-7 450℃/15분/1일450 ℃ / 15 minutes / day 18.9/19.418.9 / 19.4 90.7990.79 1-81-8 450℃/15분/7일450 ℃ / 15 minutes / 7 days 18.7/19.118.7 / 19.1 90.7190.71 1-91-9 450℃/15분/14일450 ℃ / 15 minutes / 14 days 18.6/19.018.6 / 19.0 90.8190.81 1-101-10 450℃/15분/42일450 ° C / 15 minutes / 42 days 17.8/18.517.8 / 18.5 90.7290.72 1-111-11 450℃/10분/1일450 ℃ / 10 minutes / 1 day 15.7/-15.7 /- 90.7790.77 1-121-12 450℃/10분/7일450 ℃ / 10 minutes / 7 days 15.5/-15.5 /- 90.8290.82

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions K+침투깊이(㎛,위/아래)
Ag+침투깊이(㎛,위/아래)
K + penetration depth (μm, up / down)
Ag + penetration depth (μm, up / down)
K+투입량(%,위/아래)
Ag+투입량(%,위/아래)
K + input amount (%, up / down)
Ag + input amount (%, up / down)
광투과율
(%)
Light transmittance
(%)
2-12-1 450℃/15분450 ° C./15 minutes 18.9/23.1
38.6/41.3
18.9 / 23.1
38.6 / 41.3
99.99/99.99
0.01/0.01
99.99 / 99.99
0.01 / 0.01
91.3691.36
2-22-2 450℃/15분450 ° C./15 minutes 22.5/29.7
37.0/42.1
22.5 / 29.7
37.0 / 42.1
99.95/99.95
0.05/0.05
99.95 / 99.95
0.05 / 0.05
88.8888.88
2-32-3 450℃/15분450 ° C./15 minutes 18.8/22.9
44.1/56.1
18.8 / 22.9
44.1 / 56.1
99.50/99.50
0.50/0.50
99.50 / 99.50
0.50 / 0.50
85.7785.77
2-42-4 450℃/15분450 ° C./15 minutes 17.5/18.3
58.4/62.3
17.5 / 18.3
58.4 / 62.3
99.00/99.00
1.00/1.00
99.00 / 99.00
1.00 / 1.00
82.0482.04
2-52-5 450℃/15분450 ° C./15 minutes 17.5/31.7
0/48.5
17.5 / 31.7
0 / 48.5
0.00/99.50
0.00/0.50
0.00 / 99.50
0.00 / 0.50
90.6390.63

일련번호Serial Number Ag+ 이온교환
조건
Ag + ion exchange
Condition
K+침투깊이(㎛,위/아래)
Ag+침투깊이(㎛,위/아래)
K + penetration depth (μm, up / down)
Ag + penetration depth (μm, up / down)
광투과율(%)Light transmittance (%)
3-13-1 240℃/2분240 ℃ / 2 minutes 18.0/21.5
0.0/0.0
18.0 / 21.5
0.0 / 0.0
90.9890.98
3-23-2 240℃/5분240 ℃ / 5 minutes 17.4/19.4
0.0/0.0
17.4 / 19.4
0.0 / 0.0
90.8990.89
3-33-3 240℃/10분240 ℃ / 10 minutes 18.8/22.9
0.0/0.0
18.8 / 22.9
0.0 / 0.0
90.9590.95
3-43-4 250℃/2분250 ℃ / 2 minutes 18.7/19.5
0.0/0.0
18.7 / 19.5
0.0 / 0.0
90.8290.82
3-53-5 250℃/5분250 ° C / 5 minutes 17.2/28.2
0.0/0.0
17.2 / 28.2
0.0 / 0.0
90.9490.94
3-63-6 250℃/10분250 ° C / 10 minutes 16.7/17.7
0.0/3.5
16.7 / 17.7
0.0 / 3.5
90.7090.70
3-73-7 255℃/1분255 ° C / 1 minute 17.2/18.5
0.0/0.4
17.2 / 18.5
0.0 / 0.4
90.7590.75
3-83-8 260℃/0분260 ℃ / 0min 16.8/18.1
0.0/0.5
16.8 / 18.1
0.0 / 0.5
90.7190.71
3-93-9 260℃/1분260 ° C / 1 min 17.0/17.5
0.0/0.8
17.0 / 17.5
0.0 / 0.8
90.6390.63

위 표 11 내지 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이온 교환에 의한 유리 기재의 강화과정에서는 약간 그 값이 낮아지기는 했으나, 모유리의 광투과율인 91.83%와 매우 미차에 해당하며, KNO3와 AgNO3를 혼합하여 이온교환 하는 경우에 있어서는, Ag+이온의 교환량이 많아질수록 큰폭으로 광투과율이 떨어지는 것을 알 수 있다. 다만, 유리 기재의 일면만 강화 및 항균처리하는 경우와, 유리 기재의 양면에서 모두 이온교환을 적용하되, K+이온과 Ag+이온의 합산량을 100%라고 할 때, K+ 이온에 대한 Ag+ 이온의 상대량이 0.05% 이하인 경우에는 모유리에 근접하는 광투과율을 얻을 수 있었다. 또한, 이온 강화 후 항균성을 부여하는 공정에서는 대체로 단면에 항균 처리를 함으로써, 모유리의 광투과율에 근접한 광투과율을 얻을 수 있었다. 다만, 이 경우에 있어서 Ag+의 침투 깊이는 매우 작은 값을 나타내었다.As can be seen from Tables 11 to 13 above, although the value was slightly lower in the strengthening process of the glass substrate by ion exchange, it corresponds to 91.83% of the transmittance of the mother glass and very different, KNO 3 and AgNO 3 In the case of mixing and ion-exchanging, it can be seen that as the amount of exchange of Ag + ions increases, the light transmittance decreases significantly. However, when only one surface of the glass substrate is strengthened and antibacterial, and ion exchange is applied to both surfaces of the glass substrate, the total amount of K + ions and Ag + ions is 100%. When the amount was 0.05% or less, light transmittance close to the mother glass could be obtained. In addition, in the step of imparting antimicrobial properties after ion strengthening, the light transmittance close to the light transmittance of the mother glass can be obtained by giving the antibacterial treatment to the end surface. In this case, however, the penetration depth of Ag + was very small.

한편, 250, 255, 260, 270, 280℃의 온도에서 Ag+ 이온을 침투시켰을때, 침투속도는 0.35, 0.40, 0.80, 0.98, 1.20/min으로 나타났는데, 이는 Ag+의 이온교환 항균성을 나타내는 260℃, 1min 이온교환 하였을 경우 유리 표면내로 Ag 이온이 분당 0.8 침투한다는 의미이고, 광투과율 저하가 거의 없는 항균성 유리를 제조할 수 있는 조건이다. 한편, 도시되지는 아니하였으나, Cu2+의 경우, 225℃ 및 230℃에서 이온교환하였을 경우, 광투과율이 저하하지 않으면서도 항균효과를 나타내었으며, 이는 전술한 바와 같다.On the other hand, when Ag + ions were infiltrated at temperatures of 250, 255, 260, 270, and 280 ° C, the penetration rates were 0.35, 0.40, 0.80, 0.98, 1.20 / min, which was 260 ° C, indicating the ion exchange antimicrobial activity of Ag +. In case of 1min ion exchange, Ag means 0.8 per minute penetration into the glass surface, and it is a condition for producing antimicrobial glass with little decrease in light transmittance. On the other hand, although not shown, in the case of Cu2 +, ion exchange at 225 ℃ and 230 ℃, showed an antimicrobial effect without lowering the light transmittance, as described above.

또한, 이온교환 유지시간은 10분 이내의 시간에서 유지하는 경우, 항균효과와 Ag+의 표 13의 이온침투깊이를 얻을 수 있었다. In addition, when the ion exchange holding time was maintained within 10 minutes, the antimicrobial effect and the ion penetration depth of Ag + in Table 13 were obtained.

이로부터 볼 때, 광투과율을 상용화 가능할 수준으로 유지할 수 있는 이온교환 조건은 225 ~ 270℃의 온도범위와 0초과 10분 이하의 이온교환 시간 조건으로 설정할 때, 본 발명은 최적화될 수 있다.From this, the ion exchange conditions that can maintain the light transmittance at a commercially available level, when the temperature range of 225 ~ 270 ℃ and ion exchange time conditions of less than 0 seconds and 10 minutes or less, the present invention can be optimized.

따라서 최적의 이온교환 강화조건인 450, 15분에서, 항균성 효과가 있고 Ag 이온의 침투깊이가 최소인 조건을 확보하여 이온교환할 경우 다기능성(항균, 강화, 광투과율) 강화유리를 선택적으로 제조할 수 있다.Therefore, at 450 and 15 minutes, which is the optimal ion exchange strengthening condition, it is possible to selectively manufacture multifunctional (antibacterial, tempered, light transmittance) tempered glass when ion exchanged with an antimicrobial effect and a minimum penetration depth of Ag ions. can do.

이에, 에칭과 항균처리, 강화를 모두 수행한 경우에 있어서, 광투과율의 향상정도를 알아보고자 하였고, 이를 아래 표 14에 나타내었다. Thus, in the case where both etching, antibacterial treatment, and reinforcement were performed, an attempt was made to determine the degree of improvement in light transmittance, which is shown in Table 14 below.

일련번호Serial Number 이온교환조건Ion Exchange Conditions 광투과율(%)Light transmittance (%) 4-14-1 HCl 0.7N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.7 N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
91.1891.18
4-24-2 HCl 0.9N 30sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 30sec,
450/10 minutes / 1 day
91.6791.67
4-34-3 HCl 0.9N 60sec,
450/10분/1일
HCl 0.9N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
91.3291.32
4-44-4 NaOH 0.1N 60sec,
450/10분/1일
NaOH 0.1N 60sec,
450/10 minutes / 1 day
90.9190.91

위 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 약 90 ~ 92% 범위의 광투과율 값이 도출되며, 대체로 91% 근방에서 광투과율이 측정되었다. 이로부터 볼 때, 광투과율이 모유리에 비해서는 이온교환 이후에 감소되었다고 볼 수 있으나, 에칭과정에 의해다시 회복되었음을 알 수 있다. 따라서, 에칭과정은 광투과율을 향상시킨다는 면에서 그 의의가 있다.
As can be seen from the above table, light transmittance values ranging from about 90 to 92% were derived, and light transmittances were measured around 91%. From this, it can be seen that the light transmittance was reduced after ion exchange compared to the mother glass, but it was recovered again by the etching process. Therefore, the etching process is meaningful in that it improves light transmittance.

한편, 도 13 및 도 14에 NaOH 용액에서 에칭처리한 결과 광투과율을 나타내었다. 13 and 14 show the light transmittance as a result of etching in NaOH solution.

상기 내용이 에칭전의 광투과율에 관한 것이라면, 도시된 내용은 에칭처리된 유리 기재의 강화 후 광투과율을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 광투과율은 모유리의 광투과율보다 향상된 90 ~ 94% 범위의 광투과율을 나타내고 있음을 잘 알 수 있다. 따라서, 본원발명의 에칭은 디스플레이용 유리 용도로서의 우수한 광투과율을 구현할 수 있는 공정에 해당한다고 할 수 있다.
If the above is about light transmittance before etching, the depicted shows the light transmittance after strengthening of the etched glass substrate. As shown, it can be seen that the light transmittance exhibits a light transmittance in the range of 90 to 94% improved over the light transmittance of the mother glass. Therefore, it can be said that the etching of the present invention corresponds to a process capable of realizing excellent light transmittance as glass applications for displays.

3. 항균성 평가3. Antimicrobial Evaluation

도 15 및 도 16은 본 발명에 의하여 항균성이 부여된 유리 기재의 항균성 평가결과를 나타낸 것이다. 항균성 평가는 ISO 22196에 의거, 필름밀착법으로 salmonella typhimurium 세균(도 15) 및 E-coli 세균(도 16)에 대한 이온교환 유리 기재의 항균 활성치(log)를 분석하여 평가하였다. 보다 구체적으로는 sallmonella typhimurium 균 및 E-coli 세균을 각각 petri dish에 담아서 37의 incubator 안에서 24시간 동안 배양 후 이온교환 유리에 대한 항균활성치를 확인하여 항균력을 평가하였다. 실험결과, 도시된 바와 같이, Ag 260℃, 1min, 그리고 별도로 실험한 Cu 230℃, 1min 동안 이온교환시킨 유리의 항균성이 각각 100%인 것으로 나타났다. 15 and 16 show the results of the evaluation of the antimicrobial activity of the glass substrate imparted by the present invention. Antimicrobial evaluation was evaluated by analyzing the antimicrobial activity (log) of the ion exchanged glass substrates for salmonella typhimurium bacteria (FIG. 15) and E-coli bacteria (FIG. 16) by a film adhesion method according to ISO 22196. More specifically, sallmonella typhimurium and E-coli bacteria were put in petri dish, respectively, and cultured in 37 incubators for 24 hours, and then the antimicrobial activity was evaluated by checking the antimicrobial activity against ion exchange glass. As a result, it was shown that the antibacterial activity of the glass ion-exchanged for Ag 260 ° C., 1 min, and Cu 230 ° C., 1 min, which was tested separately, was 100%, respectively.

또한, 본 발명에 의하여 항균성이 부여된 유리기재의 항균성 평가를 강화를 배제하고 실시하여 도 17에 사진으로 나타내었다. 도 15 및 도 16은 강화를 수반한 결과라고 할 것이나, 도 17은 강화를 수반하지 아니한 결과라고 할 것이다. 여기서는 고상 도포법을 각각 사용하고, 전술한 이온교환조건에서의 Ag, Cu 이온교환의 결과 Staphylococcus aureus균에 대해 1분간 노출시켰을 경우 항균성을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 각 유리의 항균성이 거의 100%에 가깝게 나타났음을 알 수 있었다.In addition, the antimicrobial evaluation of the glass substrate to which the antimicrobial properties are imparted according to the present invention is shown in FIG. 15 and 16 will be referred to as the result with reinforcement, Figure 17 will be referred to as a result without reinforcement. In this case, the solid-state coating method is used, respectively, and the antimicrobial activity is exhibited when exposed to Staphylococcus aureus for 1 minute as a result of Ag and Cu ion exchange under the above-described ion exchange conditions. As shown, the antimicrobial activity of each glass was found to be close to 100%.

여기서, 위 결과는 유리의 강화를 수반한 항균처리나 강화를 수반하지 않은 항균처리나 마찬가지의 결과를 나타냄을 보여주기 위한 것이다. 즉, 강화를 수반함에도 불구하고 항균성능은 전혀 저하되지 아니하였다. Here, the above results are intended to show the same results as the antimicrobial treatment with glass strengthening or antimicrobial treatment without strengthening. In other words, despite the reinforcement, the antimicrobial performance did not decrease at all.

그 밖의 실험결과는 도시되지는 않았으나, 240 ~ 280℃의 범위에서 이온교환된 항균 처리 유리에 의하여 99% 이상의 항균성을 나타냄을 알 수 있었다. Although not shown in the other experimental results, it can be seen that the antimicrobial activity of 99% or more by the ion-treated antibacterial glass in the range of 240 ~ 280 ℃.

Claims (12)

유리 기재의 적어도 일면을 에칭하여 유리 기재 표면의 산화막과 미세크랙을 제거하여 유리 기재를 1차 강화하는 단계;
상기 유리 기재의 에칭된 적어도 일면에 칼륨계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재를 2차 강화하는 단계;를 포함하되,
상기 유리 기재를 2차 강화하는 단계는, 상기 칼륨계 물질에 은 또는 은염 또는 구리계 물질을 더 혼합하여 유리 기재에 항균성을 부여하면서 동시에 강화하는 단계인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화를 위한 이온교환 방법.
Etching at least one surface of the glass substrate to remove oxide films and microcracks on the surface of the glass substrate to primarily strengthen the glass substrate;
And secondly strengthening the glass substrate by ion exchange by contacting or applying a potassium-based material to at least one etched surface of the glass substrate.
The second step of strengthening the glass substrate is to strengthen the glass substrate for the display, characterized in that at the same time to give a further antimicrobial to the glass substrate by further mixing silver or silver salt or copper-based material to the potassium-based material Ion exchange method.
제 1 항에 있어서,
상기 에칭을 통해 산화막과 미세크랙을 제거한 결과 90 ~ 93%의 광투과율 값을 갖는 유리가 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화를 위한 이온교환 방법.
The method of claim 1,
The ion exchange method for strengthening the glass for display, characterized in that the glass having a light transmittance value of 90 ~ 93% as a result of removing the oxide film and microcracks through the etching.
제 1 항에 있어서,
상기 칼륨계 물질은 질산칼륨의 분말, 분쇄물, 졸(sol)을 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화를 위한 이온교환 방법.
The method of claim 1,
The potassium-based material is an ion exchange method for strengthening the glass for display, characterized in that the solution containing a powder, pulverized powder, sol (sol) of potassium nitrate.
제 1 항에 있어서,
상기 이온교환 단계에서, 이온교환온도까지 승온함에 있어서 분당 8 ~ 15℃의 승온속도가 되도록 하고, 440 ~ 460℃의 온도에서 10 ~ 20분 유지하는 가열 이력을 포함하여 가열공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화를 위한 이온교환 방법.
The method of claim 1,
In the ion exchange step, the heating rate is 8 to 15 ℃ per minute in the temperature increase to the ion exchange temperature, and the heating process including a heating history to maintain for 10 to 20 minutes at a temperature of 440 ~ 460 ℃ Ion exchange method for strengthening the display glass.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 유리 기재를 2차 강화하는 단계 이후에, 은 또는 은염 또는 구리계 물질을 접촉하거나 도포함으로써 이온교환하여 유리 기재에 항균성을 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화 및 항균처리를 위한 이온교환 방법.
The method of claim 1,
After the second step of strengthening the glass substrate, further comprising the step of ion exchange by contacting or applying silver or silver salts or copper-based material to impart antimicrobial properties to the glass substrate, characterized in that it further comprises Ion exchange method for treatment.
제 6 항에 있어서,
상기 항균성을 부여하는 단계에서는 이온교환온도까지 승온함에 있어서 분당 8 ~ 15℃의 승온속도가 되도록 하고, 240 ~ 280℃의 온도에서 0분 초과 10분 이하의 유지시간을 적용하는 가열 이력을 포함하여 가열공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화 및 항균처리를 위한 이온교환 방법.
The method according to claim 6,
In the step of imparting antimicrobial activity, the heating rate is 8 to 15 ° C. per minute when the temperature is raised to the ion exchange temperature, and a heating history of applying a holding time of more than 0 minutes and 10 minutes or less at a temperature of 240 to 280 ° C. Ion exchange method for strengthening and antibacterial treatment of the display glass, characterized in that the heating process.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 유리 기재의 일면에만 은 또는 구리계 물질을 접촉하거나 도포하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화 및 항균처리를 위한 이온교환 방법.
7. The method according to claim 1 or 6,
Ion exchange method for strengthening and antimicrobial treatment of the display glass, characterized in that the contact or coating the silver or copper-based material on only one surface of the glass substrate.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
유리 기재의 양면에서 모두 이온교환을 적용하되, 칼륨계 물질에 대한 은 또는 은염 또는 구리계 물질의 상대량이 0 초과 0.05% 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화 및 항균처리를 위한 이온교환 방법.
7. The method according to claim 1 or 6,
Ion exchange is applied to both surfaces of the glass substrate, but the relative amount of silver or silver salt or copper-based material relative to the potassium-based material is greater than 0 and 0.05% or less for the strengthening and antibacterial treatment of the glass for display.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 은염 및 구리계 물질은 각각 질산은과 질산구리의 분말, 분쇄물 또는 용액인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 유리의 강화 및 항균처리를 위한 이온교환 방법.
7. The method according to claim 1 or 6,
The silver salt and the copper-based material is a powder, a pulverized product or a solution of silver nitrate and copper nitrate, respectively.
삭제delete 제 1 항 또는 제 6 항의 방법에 의해 제조되어 90 ~ 92%의 광투과율, 580 ~ 620MPa의 강도값을 갖는 것을 특징으로 하는 이온교환에 의해 강화된 디스플레이용 항균 유리.An antimicrobial glass for display reinforced by ion exchange, which is prepared by the method of claim 1 or 6 and has a light transmittance of 90 to 92% and an intensity value of 580 to 620 MPa.
KR1020110035281A 2011-04-15 2011-04-15 Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same KR101268956B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110035281A KR101268956B1 (en) 2011-04-15 2011-04-15 Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110035281A KR101268956B1 (en) 2011-04-15 2011-04-15 Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120117495A KR20120117495A (en) 2012-10-24
KR101268956B1 true KR101268956B1 (en) 2013-05-29

Family

ID=47285445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110035281A KR101268956B1 (en) 2011-04-15 2011-04-15 Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101268956B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8753744B2 (en) 2010-08-06 2014-06-17 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
US9512035B2 (en) 2013-06-17 2016-12-06 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
KR101684344B1 (en) 2015-09-25 2016-12-08 주식회사 도우인시스 Flexural Strength Improving Method for Glass
US9840438B2 (en) 2014-04-25 2017-12-12 Corning Incorporated Antimicrobial article with functional coating and methods for making the antimicrobial article
US9919963B2 (en) 2014-02-13 2018-03-20 Corning Incorporated Glass with enhanced strength and antimicrobial properties, and method of making same
US10843960B2 (en) 2015-08-07 2020-11-24 Samsung Display Co., Ltd. Fabrication method of strengthened glass and fabrication method of display device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101370596B1 (en) * 2012-12-04 2014-03-06 (주)포인트엔지니어링 Method for manufacturing a tempered glass
KR101298236B1 (en) * 2013-05-07 2013-08-22 주식회사 도우인시스 Method for improving the specification of reinforcement by edge eching before reinforcing glass
US10131574B2 (en) 2013-06-17 2018-11-20 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles and methods of making and using same
CN106795037A (en) 2014-07-07 2017-05-31 康宁股份有限公司 Tempered and colourless antimicrobial soda-lime glass and production and preparation method thereof
CN112209634A (en) * 2020-09-11 2021-01-12 科立视材料科技有限公司 Antibacterial molten salt, glass and preparation method
US20220289624A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Tubitak Fast and economical glass functionalization in one step

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007524557A (en) * 2003-04-22 2007-08-30 ザ・コカ−コーラ・カンパニー Glass strengthening method and apparatus
JP2010070445A (en) * 2008-08-18 2010-04-02 Nippon Electric Glass Co Ltd Method for manufacturing glass for touch panel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007524557A (en) * 2003-04-22 2007-08-30 ザ・コカ−コーラ・カンパニー Glass strengthening method and apparatus
JP2010070445A (en) * 2008-08-18 2010-04-02 Nippon Electric Glass Co Ltd Method for manufacturing glass for touch panel

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8753744B2 (en) 2010-08-06 2014-06-17 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
US9609873B2 (en) 2010-08-06 2017-04-04 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
US10499649B2 (en) 2010-08-06 2019-12-10 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
US11337425B2 (en) 2010-08-06 2022-05-24 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
US9512035B2 (en) 2013-06-17 2016-12-06 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
US9731998B2 (en) 2013-06-17 2017-08-15 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
US9919963B2 (en) 2014-02-13 2018-03-20 Corning Incorporated Glass with enhanced strength and antimicrobial properties, and method of making same
US10710928B2 (en) 2014-02-13 2020-07-14 Corning Incorporated Glass with enhanced strength and antimicrobial properties, and method of making same
US9840438B2 (en) 2014-04-25 2017-12-12 Corning Incorporated Antimicrobial article with functional coating and methods for making the antimicrobial article
US10843960B2 (en) 2015-08-07 2020-11-24 Samsung Display Co., Ltd. Fabrication method of strengthened glass and fabrication method of display device
KR101684344B1 (en) 2015-09-25 2016-12-08 주식회사 도우인시스 Flexural Strength Improving Method for Glass

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120117495A (en) 2012-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101268956B1 (en) Ion exchange method for strengthening or simultaneous antibacterial treatment of glass for display and the product of the same
JP6883131B2 (en) Two-step method for strengthening glass
JP7270089B2 (en) Glasses and glass-ceramics with metal oxide concentration gradients
KR102205919B1 (en) Chemically strengthened glass and method for manufacturing chemically strengthened glass
CN110002760B (en) Glass ceramic containing micro-nano crystals and preparation method thereof
CN103723929A (en) Glass toughening or antibacterial treatment method and glass subjected to toughening or antibacterial treatment according to method
WO2019108840A1 (en) Glass-based articles having stress profiles with high stored energy and methods of manufacture
JP2015529184A (en) Colored and opaque glass-ceramics, related colorable ceramizable glasses, and related methods
CN101648776A (en) Method for improving strength of glass
KR20170029567A (en) Tempered and colorless antimicrobial soda lime glass and methods of making and using same
WO2016136539A1 (en) Glass, chemically strengthened glass, and method for producing chemically strengthened glass
CN101348327A (en) Manufacturing method of toughened glass
CN111807718A (en) Preparation method of high-light-transmission and high-strength antibacterial glass
KR101325513B1 (en) Method for antibacterial treatment of glass and the product of the same
JP2013245151A (en) Crystallized glass for housing and method for producing crystallized glass
TWI672278B (en) Multi-stage chemical strengthening method for glass compositions
CN113891865B (en) Colored glass ceramic with petalite and lithium silicate structure
Owoeye et al. Effects of Temperature and Time of Ion-Exchange on the Mechanical Behavior of Chemically Toughened Soda-Lime Glass
CN113480195A (en) Preparation method of antibacterial glass
WO2024118417A1 (en) White glass-ceramic articles with opacity and high fracture toughness, and methods of making the same
Kim et al. Effect of SLS Glass for Bulletproof Materials by Ion Exchange Technique
CN118307204A (en) Colored glass ceramic with petalite and lithium silicate structure
CN102815860A (en) Method for producing tempered glass with plurality of surface stress layers and tempered glass product

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160524

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180523

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190620

Year of fee payment: 7