KR101654808B1 - 유리병 진공 증착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착면에 쉽게 벗겨지지 않으며 유리병의 강도를 강화시킬 수 있는 유리병 진공 증착 방법에 관한 것으로, 유리병의 표면에 시너를 분사하여 이물질을 제거하는 세척 단계와, 시너로 세척된 상기 유리병을 건조하는 제1 건조 단계와, 건조된 상기 유리병에 화염을 분사하여 열처리하는 열처리 단계와, 열처리 된 상기 유리병에 전처리제와 UV 경화수지를 차례로 분사하는 도장 단계와, UV 경화수지가 도장된 상기 유리병에 냉풍을 분사하여 건조시키는 제2 건조단계와, 건조된 상기 유리병에 자외선을 조사하여 경화시키는 제1 경화 단계와, 자외선을 조사하여 경화시킨 상기 유리병을 진공 챔버에 위치시키고 진공상태에서 알루미늄을 증착시켜 알루미늄층을 형성하는 진공증착단계와, 상기 알루미늄층에 UV 코팅제를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계와, 상기 코팅층에 적외선을 조사하여 건조시키는 제3 건조 단계와, 상기 코팅층에 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시키는 제2 경화 단계를 포함한다.

Description

유리병 진공 증착 방법{Method of vacuum evaporating glass bottle}

본 발명은 유리병 진공 증착 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증착면에 쉽게 벗겨지지 않으며 유리병의 강도를 강화시킬 수 있는 유리병 진공 증착 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유리병은 심미감을 향상시키기 위하여 또는 내부로 빛이 투과되는 것을 방지하기 위하여 외면에 각종 도료가 도포되거나 스티커 등이 부착될 수 있다.

최근에는 수요자의 요구가 다양해지면서 유리병에 알루미늄이나 은과 같은 금속을 증착하여 거울과 같은 반사면을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 반사면은 유리병에 금속이 증착되어 형성되는 것으로 그 제조 조건에 따라 표면의 품질과 막의 강도가 차이가 난다. 즉, 유리병에 금속막을 진공 증착시키는 다양한 방식이 존재하고 있으나, 외부의 마찰에 쉽게 벗겨지지 않은 반사면을 얻기가 쉽지 않았다.

또한, 금속으로 이루어진 반사면은 수분과 공기에 노출되면 쉽게 산화될 수 있어 별도의 코팅층을 형성하여 보호하고 있다. 그러나, 진공 증착된 금속 반사면이 견고하지 못하면 코팅층을 형성하더라도 약한 외부 마찰이나 충격에도 쉽게 벗겨지는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0068991호 (2011.6.22.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 증착면에 쉽게 벗겨지지 않으며 유리병의 강도를 강화시킬 수 있는 유리병 진공 증착 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유리병 진공증착 방법은, 유리병의 표면에 시너를 분사하여 이물질을 제거하는 세척 단계와, 시너로 세척된 상기 유리병을 건조하는 제1 건조 단계와, 건조된 상기 유리병에 화염을 분사하여 열처리하는 열처리 단계와, 열처리 된 상기 유리병에 전처리제와 UV 경화수지를 차례로 분사하는 도장 단계와, UV 경화수지가 도장된 상기 유리병에 냉풍을 분사하여 건조시키는 제2 건조단계와, 건조된 상기 유리병에 자외선을 조사하여 경화시키는 제1 경화 단계와, 자외선을 조사하여 경화시킨 상기 유리병을 진공 챔버에 위치시키고 진공상태에서 알루미늄을 증착시켜 알루미늄층을 형성하는 진공증착단계와, 상기 알루미늄층에 UV 코팅제를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계와, 상기 코팅층에 적외선을 조사하여 건조시키는 제3 건조 단계와, 상기 코팅층에 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시키는 제2 경화 단계를 포함한다.

상기 제1 건조단계는 24시간 이상 동안 자연건조 후에 60 ~70℃의 진공조건에서 1 ~ 2 시간동안 진공건조할 수 있다.

상기 열처리 단계는 상기 유리병에 가스화염을 5 ~ 10초간 직접 분사할 수 있다.

상기 도장 단계는 상기 열처리 단계 후 10초 이내에 상기 전처리제와 UV 경화수지를 순차적으로 분사할 수 있다.

본 발명에 따라 증착된 유리병은 표면에 증착된 금속 증착면에 외부 마찰이나 충격이 가해지더라도 쉽게 벗겨지지 않으며, 이에 따라 금속 증착면의 외부 코팅막도 쉽게 벗겨지지 않아 공기나 수분 등에 의한 산화를 방지할 수 있다.

또한, 유리병의 표면에 진공 증착과 코팅을 우수하게 하는 공정을 통하여유리병 자체의 강도를 강화시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 전체적인 공정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 세척 단계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제1 건조 단계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 열처리 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 도장 단계를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제1 경화 단계를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제2 건조 단계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 진공증착단계를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 전체적인 공정을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 세척 단계를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제1 건조 단계를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 열처리 단계를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 도장 단계를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제1 경화 단계를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 제2 건조 단계를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리병 진공 증착 방법의 진공증착단계를 도시한 도면이다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 시시예에 따른 유리병 진공 증착 방법은 먼저 유리병(B)의 표면에 시너를 분사하여 세척한다(S100). 유리병(B)의 표면에 유기 용제인 시너를 분사하여 유리병(B) 표면에 부착된 이물질을 제거한다. 이 때, 유리병(B)은 컨베이어(C)를 통해 이송될 수 있으며, 컨베이어(C)에 이송되는 유리병(B)에 노즐(100)을 통하여 시너를 분사하여 세척할 수 있다.

노즐(100)은 유리병(B)의 상부에 위치하여 위에서 아래 방향으로 시너를 분사하여 유리병(B)의 외벽과 내벽 모두에 시너가 분사될 수 있도록 한다. 유리병(B)을 시너로 세척하면 각종 유기물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 이후 공정에서 도료의 부착력이 우수해진다.

이어서, 도 1과 도 3을 참조하여 설명하면, 시너로 세척된 유리병(B)을 건조한다(S110).

시너로 세척된 유리병(B)을 건조하는 제1 건조 단계에서는 우선 1차로 자연건 조시키고, 다시 2차로 진공조건에서 진공 건조시킨다. 1차로 진행되는 자연 건조 단계에서는 상온에서 24시간 이상 노출하여 자연건조시킨다. 이때, 유리병(B)을 건조하는 건조실 내부는 충분히 환기하여 시너가 자연적으로 충분히 증발할 수 있도록 한다.

그 다음에 60 ~70℃의 진공 조건을 갖는 진공챔버(120)에 유리병(B)을 넣고 1 ~ 2시간 동안 진공건조를 수행한다. 시너로 세척 후 자연건조와 진공건조를 거치는 동안 유리병(B)의 표면에 형성된 각종 유기피막이나 산화피막을 완전히 제거할 수 있다.

이어서, 도 1과 도 4를 참조하여 설명하면, 자연건조와 진공건조를 차례로 거친 제1 건조 단계를 통해 건조된 유리병(B)에 화염을 분사하여 열처리를 한다(S130).

제1 건조 단계를 마친 유리병(B)은 표면에 이물질과 시너가 모두 제거된 상태이며, 화염을 이용한 열처리를 통하여 유리병(B)을 강화시키고 이후 분사되는 도장이 쉽게 벗겨지는 것을 방지하게 된다. 열처리 단계에서는 가스를 이용한 화염이 사용될 수 있으며, 가스화염이 유리병(B)의 전체 표면에 도달될 수 있도록 한다.

열처리 단계는 유리병(B)에 화염노즐(130)을 통해 가스화염을 5 ~ 10초간 직접 분사하는 방식으로 진행되며, 유리병(B)을 강한 온도로 순간적으로 가열하는 역할을 한다. 이러한 방식으로 유리병(B)은 내부 응력이 증가하면서 강도가 증가하게 되며, 표면에 남아 있을 수 있는 이물질이나 유기용제를 완전히 제거하는 역할도 할 수 있다.

특히, 유리병(B)이 열처리 단계를 거치면서 이후 공정에서 생성되는 도장층과 알루미늄층이 유리병(B)에 더욱 견고하게 부착될 수 있도록 한다.

이어서, 도 1과 도 5를 참조하여 설명하면, 열처리가 된 유리병(B)에 전처리제와 UV 경화수지를 차례로 분사하여 도장면을 형성한다(S140).

도장단계는 분사노즐(140)을 통해 전처리제를 분사하는 단계와 UV 경화수지를 분사하는 단계를 차례로 포함한다. 전처리제는 UV 경화수지의 부착력을 증가시키는 역할을 하는 것으로, 유리병(B)에 도포된 UV 경화수지가 쉽게 벗겨지는 것을 방지한다. 이러한 전처리제와 UV 경화수지를 분사하는 단계는 화염에 의한 열처리 과정 이후 10초 이내에 진행하도록 하여 도색의 강도를 증가시킬 수 있다.

UV 경화수지는 자외선(ultraviolet, UV)에 의한 빛 에너지를 받아 경화되는 합성 유기 재료를 말하는 광경화성 수지이다. UV 경화수지는 올리고머, 모노머, 광중합 개시제, 및 각종 첨가제 등으로 구성된다.

올리고머는 베이스 수지로서, 중합 반응에 의해 고분자 결합을 형성하여 경화피막을 이루며 폴리에스테르계, 에폭시계, 우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아크릴계 수지 등이 사용될 수 있다.

모노머는 반응성 희석제로 반응성 올리고머의 가교제, 희석제 역할을 하며, 중합하여 경화피막을 형성하기 위해 사용된다. 이러한 모노머는 에폭시계 모노머, 비닐에테르류 등이 사용될 수 있다.

광중합 개시제는 자외선을 흡수하여 라디컬 혹은 양이온을 생성시켜 중합을 개시하는 역할을 하는 것으로, 벤조인에테르류, 아민류, 디아조늄염, 요오드늄염, 술포늄염, 메탈노센화합물 등이 사용될 수 있다.

첨가제는 필요에 따라 광증감제, 착색제, 중합금지제 등이 첨가될 수 있다.

이어서, 도 1과 도 6를 참조하여 설명하면, UV 경화수지가 도장된 유리병(B)에 냉풍을 분사하여 건조시킨다(S150).

UV 경화수지가 도장된 유리병(B)에 10 ~ 15 ℃의 냉풍을 3 ~ 5 분간 분사하여 유리병(B) 표면을 건조시킨다. UV 경화 수지가 도장된 유리병(B)에 팬(150)을 이용하여 실온보다 약간 낮은 냉풍을 분사하여 UV 경화 수지에 포함된 용제를 증발시키고 온도를 약간 낮춘 냉풍을 분사함으로써, UV 경화 수지가 미세하게 수축하면서 건조되어 유리병(B)에 보다 견고하게 부착될 수 있다.

UV 경화수지가 도포된 유리병(B)에 분사되는 바람의 온도가 너무 높거나 너무 낮으면 도장면이 균일하지 않게 건조될 수 있다.

이어서, 냉풍으로 건조된 유리병(B)에 적외선을 조사하여 완전히 건조시킨다(S160).

이어서, 도 1과 도 7를 참조하여 설명하면, 냉풍과 적외선으로 건조된 유리병(B)에 자외선을 조사하여 UV 경화수지를 경화시킨다(S170).

제1 경화 단계에서는 냉풍과 적외선으로 건조가 완료된 유리병(B)에 UV램프(160)을 통해 자외선을 조사하여 UV 경화수지를 경화시킨다. 이러한 과정을 통하여 유리병(B)에 1차 도장이 완성된다. UV 경화수지는 광경화성 수지로 자외선을 받아 피막이 견고하게 경화되어 도장면이 완성된다.

이어서, 도 1과 도 8을 참조하여 설명하면, 자외선을 조사하여 경화된 유리병(B)에 알루미늄을 증착시켜 알루미늄층을 형성한다(S180).

우선, 자외선 경화가 완료된 유리병(B)을 진공챔버(180) 내부에 위치시키고, 진공챔버(180) 내부를 진공상태로 유지시킨다. 이때, 유리병(B)은 진공챔버(180) 내부의 거치대(181)에 거치되며, 거치대(181)의 중앙에는 알루미늄으로 이루어진 타겟(182)이 준비된다.

거치대(181)는 타겟(182)을 중심으로 원을 그리며 회전할 수 있다. 이때, 거치대(181)는 타겟(182)을 중심으로 공전과 자전이 동시에 이루어지도록 유리병()을 회전시킨다. 이러한 방식으로 유리병(B)은 전방향으로 동일하게 알루미늄층이 형성될 수 있다.

타겟(182)은 방전부(도시하지 않음)에 의해 전원을 인가 받아 이온화되며, 미세한 알루미늄 이온은 유리병(B)으로 이동하여 표면에 증착되어 알루미늄층을 형성한다. 이러한, 타겟(182)과 유리병(B)의 배치는 도 8에 도시된 바와 같이, 여러 층을 이루어 배치될 수 있으며, 동시에 다량의 유리병(B)이 증착될 수 있다.

이어서, 알루미늄층이 형성된 유리병(B)에 알루미늄층을 보호하는 UV 코팅제를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅단계를 수행하고(S190), 코팅층에 적외선을 조사하여 건조시키는 제3 건조단계를 수행하고(S200), 마지막으로 코팅층에 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시키는 제2 경화단계를 수행하여(S210), 알루미늄층이 증착된 유리병(B)을 완성한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 노즐 120: 진공챔버
130: 화염노즐 140: 분사노즐
150: 팬 160: UV 램프
180: 진공챔버 181: 거치대
182: 타겟

Claims (4)

1. 유리병의 표면에 시너를 분사하여 이물질을 제거하는 세척 단계;
   시너로 세척된 상기 유리병을 자연건조 후에 진공건조하는 제1 건조 단계;
   건조된 상기 유리병에 가스화염을 5 ~ 10초간 직접 분사하여 열처리하는 열처리 단계;
   열처리 된 상기 유리병에 전처리제와 UV 경화수지를 차례로 분사하는 도장 단계;
   UV 경화수지가 도장된 상기 유리병에 실온보다 낮은 냉풍을 분사하여 건조시키는 제2 건조단계;
   건조된 상기 유리병에 자외선을 조사하여 경화시키는 제1 경화 단계;
   자외선을 조사하여 경화시킨 상기 유리병을 진공 챔버에 위치시키고 진공상태에서 알루미늄을 증착시켜 알루미늄층을 형성하는 진공증착단계;
   상기 알루미늄층에 UV 코팅제를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계;
   상기 코팅층에 적외선을 조사하여 건조시키는 제3 건조 단계;
   상기 코팅층에 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시키는 제2 경화 단계를 포함하는 유리병 진공 증착 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 건조단계는 24시간 이상 동안 상기 자연건조 후에 60 ~70 ℃의 진공조건에서 1 ~ 2 시간동안 상기 진공건조하는 것인 유리병 진공 증착 방법.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 도장 단계는 상기 열처리 단계 후 10초 이내에 상기 전처리제와 UV 경화수지를 순차적으로 분사하는 유리병 진공 증착 방법.

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