KR101465985B1 - 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리와 그 제조방법 및 장치, 유리비산방지용 코팅제 - Google Patents
유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리와 그 제조방법 및 장치, 유리비산방지용 코팅제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 5mm이상의 두께를 가진 건축용 강화유리가 파손이 될 때 발생되는 유리파편의 비산을 방지하기 위한 방법을 개시한다. 강화유리 표면에 UV수지와 고무성분의 합성방법으로 조성되어진 액상 비산방지코팅제를 롤코터방식이나 혹은 코팅헤드 방식으로 연속적인 도포가 이루어지게 한 후에, 연이어 60℃~120℃의 온도를 가진 열건조로에 약 1~5분간 통과시켜 1차로 건조를 하고 연속적으로 UV경화로를 통과시켜 코팅표면을 2차로는 경화시키는 방법으로 제작한다.
Description
본 발명은 유리 파손시 비산 방지에 관한 것으로, 특히 5mm이상의 두께를 가진 건축용 강화유리나 일반 판유리가 파손이 될 때 발생되는 유리파편의 비산이나 생성을 방지하기 위한 유리 제조 방법 및 장치의 개량에 관한 것이다.
통상 건물에 설치된 건축용 강화유리가 갑자기 깨질 경우에는 강화유리의 특성상 유리의 파편이 아주 작고 잘게 부서지므로 궁극적으로는 인체의 위해 가능성이 크지 않다.
하지만 강화유리가 파손이 될 때에는 강화유리 자체의 응력이 풀어지면서 유리파편이 깨어지는 큰 소리와 함께 좌우 비산하는 현상이 나타나는 바, 판유리의 두께가 두꺼울수록 더 큰소리가 나며 유리 파편의 비산거리도 더 크게 된다.
건물 외부에 설치된 쇼윈도우 유리나 출입문용 강화도어의 경우에는 유리파편의 비산으로 발생되는 문제를 어느정도 무시할 수 있으나, 건물 실내에 사용되는 강화도어 특히 욕실에 설치되는 샤워부스용 강화유리는 파손시 비산되는 유리파편이 상당한 위험을 준다. 이는 욕실 내에서는 사용자의 신체 피부의 전부나 일부가 노출되는 상태가 다반사이고 사용자가 유리에 근접한 경우가 많으므로, 파손시 유리파편이 사용자의 피부 노출 부위를 타격할 수 있기 때문이다.
이러한 샤워부스용 강화유리 등의 파손시 비산문제는 현재 사회적인 문제로 대두되는 상황이며 실제 MBC, KBS 방송 등에서는 유리파편 비산 때문에 발생되는 신체손상에 대해서 도 1의 캡춰 이미지의 일예에서 알 수 있듯이 수차례 방영한 바가 있으며, 이에 대한 방지대책이 강구되어야 한다.
샤워부스용 강화유리의 파손 시 발생되는 유리파편의 비산 방지를 위한 방법중 하나로는 현재 주로 사용하고 있는 8mm두께의 강화유리 대신에 10mm강화접합유리를 사용하는 방법이다. 이 방법은 5mm강화유리 + 접합필름0.36mm + 5mm강화유리로 구성된 강화접합유리를 사용한 것이며, 매우 안전하고 유리파편의 비산이 전혀 발생되지 않는 장점이 있다. 그러나 일반 8mm두께 강화유리로 제조되어지는 '샤워부스'보다도 그 제조비용이 약 3배 정도나 비싼 관계로 실제 사용이 거의 없다.
샤워부스용 강화유리의 파손 시 발생되는 유리파편의 비산 방지를 위한 다른 방법으로서, 8mm두께 강화유리 표면에 하기의 선행기술문헌으로 언급한 일예와 같은 비산방지용 필름을 접착시키는 방법이 있다. 비록 접착필름이 시중에 많은 종류로 분포되어 있지만, 접착력이 강화된 특수필름인 방범용 필름은 가격이 매우 고가이므로 유리비산방지용으로 사용하기가 곤란하다. 반면 일반적인 투명접착필름은 가격이 저렴한 장점이 있지만 항상 습기와 물에 노출된 환경의 샤워부스 특성상 샤워부스 판유리에 접착되더라도 시간경과에 따른 박리 현상이 빠르게 발생된다.
이는 향후 하자문제를 야기시키고 사후관리서비스(A/S)시에는 샤워부스 자체를 교체해 주어야 할 염려가 있으므로 이 방법 역시도 사용에 곤란함이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 실내외용 강화유리의 파손에 따른 신체위해 위험을 방지하며 기존의 강화접합유리 방법이나 필름접착방법에 비해서 경제적으로 훨신 뛰어난 비산방지기능을 갖는 강화유리와 그의 제조장치 및 방법, 그리고 유리비산방지용 코팅제를 제공함에 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리에 있어서, 유리 파손시 비산방지기능을 위해 30~50 N/㎠의 접착력과 40~100㎛ 두께, 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖는 비산방지코팅층(22)이 5mm~12mm 두께의 판유리(20) 표면에 도포로 접착 형성되게 구성하되,
상기 비산방지코팅층(22)은, 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함하는 성분으로 구성함을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리이다.
또한 본 발명의 다른 견지로서, 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조방법에 있어서, 유리 파손시 비산방지기능을 위한 판유리(20) 표면상에 비산방지 코팅층(22)을 도포 형성시 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 하기 위해 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함한 성분을 가지며 1,500 ~ 2,500 cps 점도를 갖는 액상 비산방지코팅제(C)를 준비하는 과정과, 도포기(6), 1차 열 건조로(8) 및 2차 UV경화로(10)로 순차 구획된 터널형 챔버를 통과하는 벨트형 연속컨베이어(16) 상에 얹혀서 5mm~12mm두께의 판유리(20)가 이송되게 하며, 도포기(6)에서는 상기 액상 비산방지코팅제(C)를 판유리(20) 표면 상에 40~100㎛ 두께로 도포하는 과정과, 비산방지 코팅제(C)가 표면에 도포된 판유리(20)를 1차 열건조로(8)로 통과시키면서 비산방지 코팅제(C)내 유기용제가 휘발되도록 건조온도 60~120℃로 열건조를 실시하는 과정과, 1차 열건조로(8)를 통과한 코팅된 판유리(20)를 2차 UV경화로(10)를 통과시키면서 2,000mj/㎠ ~ 5,000mj/㎠ 조사량의 자외선 조사를 실시함에 따라 레디칼 중합반응에 의해서 경화된 투명한 비산방지 코팅층(22)이 판유리(20)상에 접착 형성되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 견지로서, 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조장치에 있어서, 터널형 챔버내에 도포기(6), 1차 열 건조로(8) 및 2차 UV경화로(10)를 터널형 챔버내에 순차적으로 구획하고 벨트형 연속컨베이어(16)가 상기 터널형 챔버의 입구에서 출구에 걸쳐 설치되게 하여 5mm~12mm두께의 판유리(20)의 연속 이송이 가능케 구성하고, 도포기(6)에서는 판유리(20) 표면에 도포가 가능한 롤코터나 코팅헤드중 하나로 구성하며, 유리 파손시 비산방지기능을 위한 비산방지코팅층(22) 형성시 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함한 성분을 가지는 액상 비산방지코팅제(C)를 이용하여 이송중 판유리(20)의 표면을 도포하게 구성하고, 1차 열 건조로(8)에서는 비산방지 코팅제(C)가 표면에 도포된 판유리(20)에서 비산방지 코팅제(C)내 유기용제가 휘발되도록 건조온도 60~120℃로 열건조를 실시하며, 2차 UV경화로(10)에서는 1차 열건조로(8)를 통과한 코팅제도포층(22a)을 갖는 판유리(20)를 2,000mj/㎠ ~ 5,000mj/㎠ 조사량의 자외선 조사를 실시하여 판유리(20) 상에는 레디칼 중합반응에 의해 경화된 비산방지 코팅층(22)이 접합 형성되게 구성함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지로서, 유리 파손시 비산방지기능을 위해 판유리(20)의 표면에 부착된 비산방지코팅층(22)이 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 하는 코팅원료인 액상 비산방지 코팅제(C)를 형성하되, 상기 액상 비산방지 코팅제(C)는, 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무 30~40 wt%, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체 2~8 wt%, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers) 20~30 wt%, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated Trimethylopropane triacrylate) 2~8 wt%, 광개시제(Photoinitiators) 1~7 wt%, 및 유기용제 20~30 wt%의 조성성분이 포함되게 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 샤워부스 등과 같은 강화유리의 파손에 따른 신체위해 위험을 방지하는 효과가 있으며, 또 기존의 강화접합유리 방법이나 필름접착방법에 비해서 훨씬 경제성이 뛰어나므로, 샤워부스설치공사를 발주하는 각 건설업체에서도 본 발명의 코팅방식을 이용한 안전유리 사용에 대한 채택이나 권장이 용이하다.
또 본 발명의 비산방지코팅은 일반유리의 파손방지를 위하여 적용할 수 있다. 일반유리에 사용하면 유리 파손시 날카로운 유리조각 노출이나 유리조각 낙하를 줄일 수 있어 파손유리로부터 인체를 보호할 수 있다. 또한 본 비산방지코팅유리에 의한 열차단 효과도 도모 가능해 에너지 절약효과도 있다.
도 1은 공영방송에 방영된 실내유리 파손에 따른 유리파편 상태를 보여주는 캡춰 이미지 예시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비산방지기능 유리를 제조하는 장치의 개략 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 액상 비산도포방지제를 강화유리에 도포하는 도포방식을 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 비산방지기능 강화유리의 단면 구성도,
도 7은 본 발명의 비산방지기능 강화유리의 파쇄전 사진도,
도 8은 본 발명의 비산방지기능 강화유리의 파쇄후 사진도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비산방지기능 유리를 제조하는 장치의 개략 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 액상 비산도포방지제를 강화유리에 도포하는 도포방식을 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 비산방지기능 강화유리의 단면 구성도,
도 7은 본 발명의 비산방지기능 강화유리의 파쇄전 사진도,
도 8은 본 발명의 비산방지기능 강화유리의 파쇄후 사진도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본원 발명자는 지난 십수년간 샤워부스를 생산 제조하여 오면서, 샤워부스용 강화유리의 파손에 의한 수많은 분쟁에 시달린 경험이 빈번하다. 일 예로, 강화유리의 파손 원인이 소비자에게 있음이 분명한 것으로 판단되지만 강화유리 파편의 비산으로 인한 신체손상을 입을 경우에는 최종적으로 생산자가 책임을 떠안게 된다. 이러한 신체안전에 관한 심각한 문제가 발생되어 사회문제로 비화되고 있고, 이러한 문제점을 반드시 해결하야 할 숙원 과제가 되었다.
이에 본원 발명자는 접합유리나 필름접착을 하는 기존방식과 달리 그 발상을 바꾸어 판유리에 전면도포하는 코팅방식을 취함으로써 강화유리의 파손에 따른 문제를 해결하려는 시도를 하였고, 상당한 노력의 결과로 기존 접합유리에 비해서는 월등한 경제성을 가지고 또 기존 필름 접착방법 수행시 야기될 수 있는 하자도 없게하는 본 발명의 액상 비산방지코팅제를 얻을 수 있었다.
본 발명에 따라, 판유리 표면에 도포하는 액상의 비산방지 코팅제(도 3,도 4의 C)는 판유리(도 5의 20)의 표면에 도포로 접착된 비산방지코팅층(도 5의 22)을 형성시 하기와 같은 1) ~ 4)의 특징을 갖추도록 구현한 것이다.
1) 강화유리의 파손시 비산되는 유리 파편을 충분히 잡아줄 수 있도록 접착력을 가지고 있어야 하고 유리 파손시 찢어지지 않는 만큼의 두께를 가져야 하는바, 본 발명에서는 30~50 N/㎠의 접착력과 40~100㎛두께를 갖는다.
2) 판유리와 유사한 투광율 혹은 투시율을 지니고 있어야 하는바, 본 발명에서는 80~90%의 투광율을 갖는다.
3) 코팅 표면이 샤워부스로 사용하기에 불편이 없을 정도의 표면경도를 지니고 있어야 하는바, 본 발명에서는 연필경도 1~2H를 갖는다.
4) 코팅면이 직접 사람의 신체와 접촉이 될 수 있으므로 인체에 무해하여야 하고, 향후 그 코팅의 변화가 거의 없어야 한다.
또한 본 발명에서는 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 액상 비산방지 코팅제(C)를 판유리 표면에 전면 도포후 건조 및 경화하여서 판유리(20)의 표면에 강력한 접착력과 파손시 비산방지기능을 가지며 투명한 비산방지 코팅층(22)이 형성된 비산방지기능 판유리를 제조하는 비산방지기능 강화유리의 제조장치(2)를 도 2와 같이 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비산방지기능 강화유리(50)를 제조하는 장치의 개략 구성도로서, 본 발명의 비산방지기능 유리 제조장치(2)는 터널형 챔버를 이용하며 도포기(6)에 의한 도포에서부터 1차 열건조로(8)에 의한 1차 적외선 열건조, 2차 UV경화로(10)에 의한 2차 UV경화를 연속적으로 수행하는 구성을 포함한다.
터널형 챔버의 전후부에는 판유리(20)의 공급 및 배출을 위한 로딩부(4)와 언로딩부(14)가 구비되며, 터널형 챔버 내에 순차 구획되어진 도포기(6), 1차 열 건조로(8), 2차 UV경화로(10)를 지나는 판유리(20)의 연속 이송을 위해 터널형 챔버의 입구에서 출구까지는 벨트형 연속콘베이어(16)가 설치된다.
이와 같은 터널형 챔버를 이용한 연속공정 형태의 제조장치(2) 구성은 판유리(20)의 표면에 도포되는 액상 비산방지 코팅제(C)가 UV수지와 고무(Rubber)의 합성으로 이루어져 외부 빛에는 약한 UV코팅제이기 때문이다.
본 발명에 따라 강화유리용의 판유리(20)의 표면에 코팅되어지는 액상 비산방지용 코팅제(C)에 있어 가장 중요한 것은 판유리(20)와의 접착력이다. 강화유리가 파손되어질 때, 유리파편이 비산되는 응력이 작용하게 되므로, 이와 같은 비산응력을 잡아주기 위해서는 최소한 30 N/㎠이상의 접착력이 요구되어진다.
바람직하게는 그 접착력은 30~50 N/㎠이 되고, 비산방지 코팅층(22)이 형성된 판유리(20)의 파손시에도 비산방지 코팅층(22)이 찢어지지 않을 수 있도록 40~100㎛의 두께도 갖도록 구성한다.
또한 비산방지 코팅층(22)의 표면은 샤워부스로 사용되어지는 강화유리 표면에 도포가 이루어지므로 항상 습기에 노출되어 있고 또 사용자가 수시로 그 유리표면을 세척하게 되므로, 이에 합당한 표면경도가 수반되어야 한다. 본 발명에서의 비산방지 코팅층(22)은 적어도 생활 스크래치에 견딜 수 있는 경도인 연필경도 1~2H를 가진다. 본 발명의 비산방지 코팅층(22)이 연필경도 2H이상을 넘어도 좋으나 본 발명에서의 코팅층(22)의 경도 향상은 액상 비산방지 코팅제(C)의 접착력 증대와 상충(trade-off) 관계를 가지므로 이를 고려해야 한다. 그리고 거의 대부분 투명유리에 코팅되어지므로, 코팅을 실행한 후에도 유리의 투명성이 유지되도록 하여야 한다.
이와 같은 조건들을 만족시키기 위해서 본 발명에서는 접착력의 강화를 위한 고무(Rubber)성분과 요구되는 표면경도 만족을 위한 UV수지 성분의 결합체를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 액상 비산방지 코팅제(C)는 디블록(Di-block) 혹은 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체(Cross-linker)인 에폭시 변성부틸고무와, 가교 결합 유도체 기능의 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체와, 결합 촉진체 기능의 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers)와, 신속경화 기능의 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated Trimethylopropane triacrylate), 광중합 개시를 위한 광개시제(Photoinitiators)와, 아울러 코팅면 평활성을 위한 레벨링제 등이 포함되며 비수용성의 물질을 녹이는 용액으로서 유기용제가 아래와 같은 배합비율을 갖도록 구성한다.
| 품 명 | 배합비[wt%] |
| 에폭시 변성부틸고무 | 30~40 wt% |
| n-butyl acrylate | 2~8 wt% |
| Acrylate Monomers | 20~30 wt% |
| Ethoxylated Trimethylopropane triacrylate | 2~8 wt% |
| Photoinitiators | 1~7 wt% |
| 유기용제 | 20~30 wt% |
[표 1] 액상 비산방지코팅제(C)의 배합비
디블록(Di-block) 혹은 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체(Cross-linker)인 에폭시 변성부틸고무는 수지가 합성된 레디칼 중합반응(radical polymerization)체 고무 탄성체로서 광학 투과도가 높은 물질이며, 그 배합비 30~40wt%는 가교가 가능케 하는 유효한 범위인 것이다.
엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체는 가교결합 유도체 역할을 담당하며, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers)는 가요성을 가진 중합체 제조에 사용되어 체인(고리) 연결을 담당하는 결합 촉진체 기능을 수행한다. 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated Trimethylopropane triacrylate)은 레디칼 중합을 수행함에 있어 신속한 경화가 이루어질 수 있도록 하는 물질이며, 광개시제(Photoinitiators)는 자외선으로부터 에너지를 흡수하여 중합(polymerization) 반응을 시작케 하는 물질이다.
상기와 같은 배합비(wt%)를 가진 본 발명의 액상 비산방지 코팅제(C)는 고무성분과 UV수지성분을 합성한 것으로서, 본원 발명자가 많은 반복실험을 수행해본 결과 본 발명에서 추구하는 강화유리의 파편비산을 방지하기에 충분한 조건을 충족함을 확인하였다.
그리고, 고무성분과 UV수지가 포함된 본 발명의 액상 비산방지코팅제(C)는 액체 점도가 약 1,500 ~ 2,500 cps(centipoise)가 된다.
이와 같은 점도를 지닌 액상 비산방지 코팅제(C)를 판유리(20)에 도포하는 방법으로는 일반적인 스크린인쇄 방법이 접합치가 않다. 본 발명의 액상 비산방지 코팅제(C)는 응집력이 있으므로 사용시 스크린 도구가 금방 마르고 스크린 메쉬공이 막혀 버리는 현상이 유발하기 때문이다.
본 발명에서는 도 2에서와 같은 제조장치(2)에서 도시된 바와 같이 터널형 챔버 내의 초입부 위치에 판유리(20)의 표면에 전면 도포할 수 있는 도포기(6)를 설치하며, 도포기(6)는 1,500 ~ 2,500 cps의 점도를 가진 액상 비산방지 코팅제(C)를 이용해서 판유리(20) 면상에 코팅제 도포층(22a)을 형성한다.
본 발명 도포기(6)의 도포방식으로서는, 롤코팅(Roll coating)방식과 코팅헤드(Coating Head)방식을 채용한다.
도 3에서는 롤코팅방식의 롤코터(30)의 개략 구성과 그에 따른 판유리(20)상에서의 비산방지 코팅층(22) 도포 형태를 보여주고 있고,
도 4에서는 코팅헤드방식의 코팅헤드(40)의 개략 구성과 그에 따른 판유리(20)상에서의 비산방지 코팅층(22) 도포 형태를 보여주고 있다.
두가지 유형의 코팅 방식은 판유리(20)의 도포 두께나 판유리(20)의 굴곡에 따라 그 코팅방식을 적절히 택일할 수 있으며, 도포두께가 다소 두껍고 판유리(20)의 면에 굴곡이 있다면 코팅헤드방식보다 롤코팅방식이 유리하다.
본 발명의 비산방지 코팅제(C)를 강화용 판유리(20)에 도포시켜서 비산방지 코팅층(22)이 형성되게 하는 공정은, 먼저 도 2 및 도 3에 도시된 도포기(6)를 이용해서 판유리(20) 표면에 액상 비산방지 코팅제(C)를 전면도포하여 코팅제 도포층(22a)을 형성하고, 그 후에는 1차 열건조로(8)를 적외선 건조방식 혹은 히팅코일방식 등으로 건조온도 60~120℃에서 5~10분정도, 바람직하게는 80~ 90℃, 7분정도 열건조를 실시한다.
이러한 1차 열 건조로(8)에서의 열건조는 표면에 비산방지 코팅제(C)가 도포된 판유리(20) 상에서 비산방지 코팅제(C)내 유기용제가 신속하게 휘발되도록 하기 위함이고, 이는 비산방지 코팅층(22)의 투명성과 접착력이 본 발명에서 규정하는 범위 내에 머물게 하는데에 중요한 역할을 한다.
1차의 열건조로(8)에서의 열건조를 수행후 2차 UV경화로(10)에서는 1차 열건조로(8)를 통과한 코팅된 판유리(20)에 자외선 조사를 실시하여서 레디칼 중합반응에 의해 판유리(20)상에 경화된 비산방지 코팅층(22)이 형성되게 한다.
이때에는 UV경화로(10) 내부에 있는 다수의 UV램프를 이용하여 2,000mj/㎠ ~ 5,000mj/㎠의 조사량으로 자외선을 코팅 표면에 조사한다. 상기의 조사량은 코팅면의 두께에 따라 차이가 있으며 더욱 바람직하게는 3,000mj/㎠ ~ 3,800mj/㎠ 이 적절하다.
본 발명의 제조공정에서 도포기(6)에서의 도포, 1차 열 건조로(8)에서의 열 건조, 및 2차 UV경화로(10)에서의 UV조사의 공정은 순차적이며 연속적으로 실시되어야 하는바 가동되는 벨트형 연속콘베이어(16)에 판유리(20)가 얹혀서 이송됨으로써 가능해진다. 이때 벨트형 연속콘베이어(16)의 이송속도는 2 ~ 8 m/min가 적절하다.
벨트형 연속콘베이어(16)를 통해서 터널형 챔버의 외부로 배출된 판유리(20)는 도 5와 같은 본 발명의 비산방지기능 강화유리(50)로서, 판유리(20) 표면상에는 비산방지 코팅층(22)이 접착 형성되어 있다.
<실시예 1>
본 발명의 실시를 위하여 8mm두께 강화유리로서 샤워부스 도아용 650*1900mm 사이즈를 사용하였다.
먼저 8mm두께 강화유리 표면에 롤코팅방식의 롤코더(30)를 채용한 도포기(6)를 이용해 도포 두께 약 100±10㎛으로 실시한 후에 곧바로 1차 열건조로(8)인 적외선 열건조로에 투입하여서 경화온도 약 110℃에서 약 3분간 1차 열건조를 실시한 후에, 연속적으로 2차 UV경화로(10)에서 2차 경화를 실시하였다. 이때 UV조사량은 약 3,800 mj/㎠으로 설정하였다. 또한 이 때의 벨트형 연속콘베이어(16)의 이송속도는 약 4m/min으로 하였다.
이와 같은 방법으로 비산방지코팅제(C)가 도포되어 판유리(20)에 비산방지 코팅층(22)이 형성된 8mm두께 비산방지기능 강화유리(50)의 성능을 알아보기 위하여, 파손시의 유리파편 비산거리 측정, 강화유리 투과율 등의 항목별로 시험하였고, 아래 [표 2]와 같은 결과를 얻었다.
| 비산방지코팅 처리된 강화유리 | 일반 강화유리 | 시험방법 | |
| 강화유리 파손시 파편 비산거리 측정 | 0 ㎝ | 75 ㎝ | KSL 2002 |
| 강화유리 파손시, 5*5㎝ 이내 파편수량 | 44 개 | 52 개 | KSL 2007 |
| 강화유리 투광율 | 83 % | 84 % | KSL 2007 |
| 볼드롭테스트 (227g강구사용) |
4.0 M에서 파손 | 3.0 M에서 파손 | KSL 2002 |
| 강화유리 코팅표면경도 | 약 1H | 해당없음 | KSL 15184 |
| 비산방지코팅 접착강도 | 43 N/㎠ | 해당없음 | KSM 3705 |
| 비산방지코팅 도포두께 | 85~95㎛ | 해당없음 |
[표 2] 비산방지코팅제가 도포된 8mm두께 강화유리의 물리적 실험 결과
위 표 2의 실험중 일부는 본원 출원인의 사내 기업연구소에서 실험을 실시하고 그 측정 결과를 얻었으며, 다른 일부 실험은 한국화학시험연구원(KTR)에서 실시하여 얻은 결과이다.
<실시예 2>
본 발명의 다른 실시를 위하여 8mm두께의 강화유리로서 샤워부스도아용 650*1900mm 사이즈를 사용하였다.
먼저 8mm두께 강화유리 표면에 코팅헤드방식의 코팅헤드(40)를 채용한 도포기(6)를 이용해 도포두께 약 50~60㎛정도로 도포를 실시하였다.
도포를 완료한 후에 연결동작으로 곧바로 1차 열건조로(8)인 적외선 열건조로에 투입하여서 경화온도 약 90℃에서 약 3분간 1차 열건조를 실시한 후에, 연속적으로 2차 UV경화로(10)에서 2차 자외선 경화를 실시하였다. 이때 UV경화로(10)에서의 UV조사량은 약 3000 mj/㎠으로 설정하였다. 또한 이 때의 벨트형 연속콘베어(16)의 이송속도는 약 6m/min으로 하였다.
이와 같은 방법으로 비산방지코팅제(C)가 도포 건조되어 판유리(20)에 비산방지코팅층(22)이 형성된 8mm두께 비산방지기능 강화유리(50)의 성능을 알아보기 위하여, 표 1과 마찬가지 항목들로 시험들을 실시하였고 아래 [표 3]과 같은 결과를 얻었다.
| 비산방지코팅 처리된 강화유리 | 일반 강화유리 | 시험방법 | |
| 강화유리 파손시 파편 비산거리 | 4 ㎝ | 75 ㎝ | KSL 2002 |
| 강화유리 파손시 5㎝*5㎝이내 파편수량 | 45 개 | 55 개 | KSL 2007 |
| 강화유리 투광율 | 83 % | 84 % | KSL 2007 |
| 227g강구, 볼드롭테스트 | 4.0 M에서 파손 | 3.0 M에서 파손 | KSL 2002 |
| 강화유리 표면경도 [연필경도] |
약 2H | 해당없음 | KSL 15184 |
| 비산방지코팅 접착강도 | 34 N/㎠ | 해당없음 | KSM 3705 |
| 비산방지코팅 도포두께 | 55~60㎛ | 해당없음 |
[표 3] 비산방지코팅이 도포된 8t 강화유리의 물리적 실험결과
위 실험중 일부는 본원 출원인의 사내 기업연구소에서 실험을 실시하고 그 측정 결과를 얻었으며, 다른 일부 실험은 한국화학시험연구원(KTR)에서 실시하여 얻은 결과이다.
전기한 실험결과로 본 발명에 따른 비산방지코팅된 비산방지기능 강화유리(50)의 파쇄 실험에서, 파손된 유리파편의 비산이 이루어지지 않았다. 그리고, 판유리(20)의 표면에 비산방지코팅층(22)이 도포 형성된 강화유리(50)의 투명성과 표면경도에서도 샤워부스용 강화유리로 사용되는데 아무런 지장을 초래하지 않았다.
도 6은 본 발명의 비산방지기능 강화유리(50)의 파쇄전 사진도이고, 도 7은 본 발명의 비산방지기능 강화유리(50)의 파쇄후 사진도이다.
도 6에서 볼 수 있듯이 샤워부스용 강화유리(50)가 투명성이 좋음을 확인할 수 있으며, 도 7에서는 판유리 파쇄 후에도 파손된 유리파편이 판유리(20)의 표면에 도포 접착된 비산방지 코팅층(22)에 잡힘바 되어 비산되지 않았음을 확인할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 강화유리에 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 일반 판유리에 적용하는 등과 같은 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
본 발명은 건축용 강화유리나 일반유리가 파손이 될 때 발생되는 유리파편의 비산을 방지하기 위해 이용될 수 있다.
(2)-- 비산방지기능 강화유리의 제조장치
(4)-- 로딩부 (6)-- 도포기
(8)-- 1차 열건조로 (10)-- 2차 UV경화로
(14)-- 언로딩부 (16)--벨트형 연속콘베이어
(20)-- 판유리 (C)-- 액상 비산방지코팅제
(22a)-- 코팅제 도포층 (22)-- 비산방지 코팅층
(30)-- 롤코터 (40)-- 코팅헤드
(50)-- 비산방지기능 강화유리
(4)-- 로딩부 (6)-- 도포기
(8)-- 1차 열건조로 (10)-- 2차 UV경화로
(14)-- 언로딩부 (16)--벨트형 연속콘베이어
(20)-- 판유리 (C)-- 액상 비산방지코팅제
(22a)-- 코팅제 도포층 (22)-- 비산방지 코팅층
(30)-- 롤코터 (40)-- 코팅헤드
(50)-- 비산방지기능 강화유리
Claims (6)
- 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리에 있어서,
유리 파손시 비산방지기능을 위해 30~50 N/㎠의 접착력과 40~100㎛ 두께, 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖는 비산방지코팅층(22)이 5mm~12mm 두께의 판유리(20) 표면에 도포로 접착 형성되게 구성하되,
상기 비산방지코팅층(22)은, 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함하는 성분으로 구성함을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리.
- 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조방법에 있어서,
유리 파손시 비산방지기능을 위한 판유리(20) 표면상에 비산방지 코팅층(22)을 도포 형성시 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 하기 위해 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함한 성분을 가지며 1,500 ~ 2,500 cps 점도를 갖는 액상 비산방지코팅제(C)를 준비하는 과정과,
도포기(6), 1차 열 건조로(8) 및 2차 UV경화로(10)로 순차 구획된 터널형 챔버를 통과하는 벨트형 연속컨베이어(16) 상에 얹혀서 5mm~12mm두께의 판유리(20)가 이송되게 하며, 도포기(6)에서는 상기 액상 비산방지코팅제(C)를 판유리(20) 표면 상에 40~100㎛ 두께로 도포하는 과정과,
비산방지 코팅제(C)가 표면에 도포된 판유리(20)를 1차 열건조로(8)로 통과시키면서 비산방지 코팅제(C)내 유기용제가 휘발되도록 건조온도 60~120℃로 열건조를 실시하는 과정과,
1차 열건조로(8)를 통과한 코팅된 판유리(20)를 2차 UV경화로(10)를 통과시키면서 2,000mj/㎠ ~ 5,000mj/㎠ 조사량의 자외선 조사를 실시함에 따라 레디칼 중합반응에 의해서 경화된 투명한 비산방지 코팅층(22)이 판유리(20)상에 접착 형성되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 도포기(6)에서의 도포방식은 롤코팅(Roll coating)방식과 코팅헤드(Coating Head)방식중 하나임을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 1차 열 건조로(8)에서는 적외선 건조방식 및 히팅코일방식중 하나로 건조함을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조방법.
- 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조장치에 있어서,
터널형 챔버내에 도포기(6), 1차 열 건조로(8) 및 2차 UV경화로(10)를 터널형 챔버내에 순차적으로 구획하고 벨트형 연속컨베이어(16)가 상기 터널형 챔버의 입구에서 출구에 걸쳐 설치되게 하여 5mm~12mm두께의 판유리(20)의 연속 이송이 가능케 구성하고,
도포기(6)에서는 판유리(20) 표면에 도포가 가능한 롤코터나 코팅헤드중 하나로 구성하며, 유리 파손시 비산방지기능을 위한 비산방지코팅층(22) 형성시 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers), 및 유기용제를 포함한 성분을 가지는 액상 비산방지코팅제(C)를 이용하여 이송중 판유리(20)의 표면을 도포하게 구성하고,
1차 열 건조로(8)에서는 비산방지 코팅제(C)가 표면에 도포된 판유리(20)에서 비산방지 코팅제(C)내 유기용제가 휘발되도록 건조온도 60~120℃로 열건조를 실시하며,
2차 UV경화로(10)에서는 1차 열건조로(8)를 통과한 코팅제도포층(22a)을 갖는 판유리(20)를 2,000mj/㎠ ~ 5,000mj/㎠ 조사량의 자외선 조사를 실시하여 판유리(20) 상에는 레디칼 중합반응에 의해 경화된 비산방지 코팅층(22)이 접합 형성되게 구성함을 특징으로 하는 유리 파손시 비산방지기능을 갖는 강화유리의 제조장치.
- 유리 파손시 비산방지기능을 위해 판유리(20)의 표면에 부착된 비산방지코팅층(22)이 30~50 N/㎠의 접착력과 80~90%의 투광율, 연필경도 1~2H의 표면경도를 갖도록 하는 코팅원료인 액상 비산방지 코팅제(C)를 형성하되,
상기 액상 비산방지 코팅제(C)는, 디블록(Di-block)이나 트리블록(Tri-block)타입 고무분자 가교체인 에폭시 변성부틸고무 30~40 wt%, 엔부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 중합체 2~8 wt%, 아크릴레이트 모노머(acrylate monomers) 20~30 wt%, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated Trimethylopropane triacrylate) 2~8 wt%, 광개시제(Photoinitiators) 1~7 wt%, 및 유기용제 20~30 wt%의 조성성분이 포함되게 구성함을 특징으로 하는 유리비산방지용 코팅제.
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