KR101916757B1 - 장식유리 및 장식유리의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장식유리 및 장식유리 제조방법에 관한 것으로, 특히 스퍼터링 코팅과 HMDSO 코팅을 적용한 다층막을 형성시켜 다양한 색상을 나타내며, 코팅층 간의 접착력을 증가시킬 수 있는 장식유리 및 장식유리 제조방법에 관한 것이다.

Description

장식유리 및 장식유리의 제조방법{Ornamental Glass and Method of Manufacturing the same}

본 발명은 장식유리 및 장식유리 제조방법에 관한 것으로, 특히 스퍼터링 코팅과 HMDSO 코팅을 적용한 다층막을 형성시켜 다양한 색상을 나타내며, 코팅층 간의 접착력을 증가시킬 수 있는 장식유리 및 장식유리 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유리 판재는 투명한 재질로 이루어져 창문이나 현관문 등에 설치 구성되어 건물의 내,외부를 볼 수 있도록 한 것으로, 일상생활에서 다양하고 폭넓게 사용되는 재료로, 창문, 가구, 책상 등에 다양한 용도로 사용되고 된다.

유리판재는 시대의 변화에 따라서 표면에 인쇄를 하거나 문양을 부착하는 등의 다양한 방법으로 변화되어 왔고, 특히, 최근에는 장식용으로도 폭넓게 사용되고 있다.

건물뿐만 아니라, 에어컨이나/세탁기/냉장고 등의 가전제품이나 장롱과 같은 가구 중에는 전면에 이러한 제품들의 본체 전방 쪽 표면을 긁힘 등의 손상으로부터 보호하면서 제품의 전면이 보다 아름답게 보일 수 있도록 하는 장식유리가 마련된 것이 있다.

이러한 장식유리는 다양한 방법에 의해 제조되는데 예를 들어 실크인쇄방법에 의해서도 그 제조가 가능하다.

즉, 가열 처리를 통해 강화된 유리 이면에 실크인쇄방법을 통해 형성되는 다중 인쇄층을 형성함으로써 다양한 색상과 패턴을 갖도록 마련된다.

다중 인쇄층이 5개의 인쇄층으로 이루어질 때를 가정해 보면, 유리의 이면에는 각기 다른 색상과 패턴을 갖는 제1 내지 제5인쇄층이 차례로 실크인쇄 된다.

즉, 이때는 먼저 제1인쇄층의 패턴에 대응하는 부위를 제외한 나머지 부분이 메워진 스크린(미도시)을 유리 이면에 인쇄틀(미도시)로 고정시킨 상태에서 스크린(미도시) 위에서 스퀴지(미도시)로 잉크를 밀어 넣어 유리 이면에 제1인쇄층을 형성하게 된다.

그리고 이후 제1인쇄층을 건조시킨 상태에서 제1인쇄층 이면에 이와 동일한 방식으로 제2 내지 제5인쇄층을 차례로 실크인쇄 하게 되면, 유리의 이면에 다중 인쇄층이 형성되면서 장식유리가 제조되는 것이다.

전술한 실크인쇄방법을 통해 제조되는 장식유리는 복잡한 제조방법에 따른 비용의 증가가 단점으로 지목되어 왔다.

이러한 단점을 극복하기 위해 (1) 반투명 미러 유리, 즉 하프 미러가 제안된 바 있다.(한국등록특허 제1,347,121호)

하프 미러는 빛이 많이 입사되는 쪽에서는 빛이 적은 쪽이 보이지 않아 미러(거울)처럼 보이게 하면서 빛이 적게 발산되는 쪽에서는 빛이 많이 투사되는 쪽으로 보이도록 한 유리라고 정의할 수 있다.

하프 미러는 건축자재나 실내 인테리어용으로 널리 사용되는 것으로서 매직 미러라고도 하는데 미러의 일부 빛은 반사되고 일부의 빛은 통과되도록 제조된다.

하프 미러는 투명 기재인 유리의 표면에 금속 등이 특수 코팅되어 있어 그냥 보면 미러지만 내부에 빛이 있으면 유리처럼 내부가 보이며, 휴대폰 등의 전자제품이나 카페 등의 유리창에 다양하게 적용되고 있다.

이러한 하프 미러를 제조하기 위한 코팅 제재로는 Ni을 증착한 필름이 많이 사용되고 있는데, 유리와 같은 기재에 대한 Ni 등의 증착이 어렵고 공정비용이 매우 증가하는 문제가 있었다.

따라서 공정을 단순화하고, 대량생산에 적합하며, 공정비용을 감소할 수 있는 기술 개발이 요구되는 실정이다.

한국등록특허 제257,098호의 경우, 스퍼터링에 의해 코팅되는 투명막의 재질 및 두께를 적절히 조절, 선택하여, 다양한 색상의 거울을 제작하는 기술을 제안한 바 있다.

그러나 스퍼터링에 의한 투명막 코팅의 경우, 다양한 색상 구현을 위해서는 코팅되는 재질 및 두께를 매번 다르게 선택해야 한다는 점을 단점으로 들 수 있다.

한국등록특허 제257,098호 한국등록특허 제1,347,121호 한국등록특허 제1,431,791호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로, 종래의 장식유리에 비하여 더욱 다양하고 선명한 색상을 가지며, 제조가 용이하고, 내부식성이 강한 장식유리 및 장식유리의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 장식유리는 유리기판; 상기 유리기판의 일면에 형성되는 제1코팅층; 상기 제1코팅층 상에 형성되며 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 제2코팅층; 상기 제2코팅층 상에 형성되는 도장층을 포함하여 이루어지되, 상기 유리기판의 타면은 상기 제1코팅층의 색감과 상기 도장층의 색감이 서로 합하여 복합적인 색감이 표현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장식유리는 제1코팅층이 스테인레스, 알루미늄, 니켈, 크롬, 텅스텐, 철, 티타늄, 몰리브덴 가운데 하나 또는 2 이상의 물질로 구성된 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장식유리는 도장층은 페인트를 30~90 미크론 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장식유리의 제조방법은 유리기판을 준비하는 단계; 상기 준비된 유리기판을 진공 챔버에 장착하는 단계; 상기 진공 챔버에 장착된 유리기판의 일면에 스퍼터링을 통한 제1코팅층 형성단계; 상기 제1코팅층 상에 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 제2코팅층을 형성하는 단계; 상기 제2코팅층 상에 도장층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장식유리 및 장식유리의 제조방법에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.

(1) HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 제2코팅층은 투명한 코팅층이며, 금속으로 이루어진 제1코팅층의 내구성을 향상시킨다.

(2) HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 제2코팅층은 도장층과의 우수한 접착력을 가져, 도장층의 이탈을 방지할 수 있다.

(3) 제2코팅층은 또한 금속으로 이루어진 제1코팅층을 보호하여, 제1코팅층의 내구성을 향상시킨다.

(3) 종래기술과 달리 스퍼터링 코팅에 의한 색구현이 아닌 아닌 페인트 도장층을 적용함에 따라, 다양한 색상을 갖는 장식유리를 저렴하게 대량 생산이 가능하다.

(4) 본 발명의 장식유리 시공을 위해 페인트 도장층에 실리콘 등의 화학물질을 접촉시, 금속으로 이루어진 제1코팅층은 페인트 도장층에 의한 보호가 가능하여, 부식 가능성이 감소한다.

도 1은 본 발명의 장식유리의 단면도
도 2는 본 발명의 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)이 적용되지 않은 경우의 제1코팅층과 도장층을 찍은 SEM 사진
도 3은 본 발명의 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)이 적용한 경우의 제1코팅층과 도장층을 찍은 SEM 사진
도 4는 종래 기술의 장식유리의 단면도

이하, 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 장식유리(10)는 다음과 같이 이루어진다.

유리기판(20)은 투명 유리를 일컫는다.

본 발명의 장식유리(10)에 사용되는 유리기판(20)의 두께는 3mm~5mm정도가 적당하다.

유리기판의 일면(21)에 스퍼터링(Sputtering)에 의해 제1코팅층(100)을 형성한다.

스퍼터링(Sputtering)이란 진공증착법의 일종으로 비교적 낮은 진공도에서 플라스마를 발생시켜 이온화한 아르곤 등의 가스를 가속하여 타켓(코팅 물질)에 충돌시켜 목적의 원자를 분출하여 그 근방에 있는 유리기판상에 막을 만드는 방법을 말한다.

본 발명의 실시례에서 타켓이 되는 물질로 스테인레스를 그 대표적인 예로 들 수 있으며, 제1코팅층(100)을 형성하는데 적합한 타켓으로는 전술한 스테인레스 이외에 알루미늄, 니켈, 크롬, 텅스텐, 철, 티타늄, 몰리브덴 등을 들 수 있다.

또한 전술한 물질 가운데 하나 또는 2 이상의 물질로 구성된 합금을 타켓으로 할 수 있다.

스퍼터링(Sputeering)에 의해 형성된 제1코팅층(100)은 일종의 얇은 금속막이다.

스퍼터링(Sputeering)에 의해 타켓(코팅 물질)을 유리기판의 일면(21)에 얇게 코팅하여 제1코팅층(100)을 형성한다.

제1코팅층(100)은 투과광의 일부만을 차단하는 층을 의미하며, 두께에 따라 빛의 투과율이 상이하게 된다.

이와 같이 제1코팅층(100)이 유리기판의 일면(21)에 형성된 후, 순차적으로 제2코팅층(200)이 제1코팅층(100) 위에 형성된다.

본 발명의 장식유리(10)는 제2코팅층(200)이 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진다.

참고로 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)는 자동차 전조등의 코팅막 형성에 사용되는 물질이다.

본 발명의 장식유리(10)에서는 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 코팅층 형성을 통해 (1) 일종의 금속막인 제1코팅층(100) 위에 형성될 경우, 제1코팅층(100)의 부식 또는 변질을 방지하는 역할을 한다.

(2) 제1코팅층(100)과 도장층(300) 사이에 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 코팅층, 즉 제2코팅층(200)이 위치할 경우, 제1코팅층(100)과 후술할 도장층(300) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.

도면 2는 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 코팅층인 제2코팅층(200)을 적용하지 않은 경우의 제1코팅층(100)과 도장층(300)을 찍은 SEM 사진이다.

도면 3은 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 코팅층인 제2코팅층(200)이 적용된 경우의 제1코팅층(100)과 도장층(300)을 찍은 SEM 사진이다.

도면 2에서는 제1코팅층(100)과 도장층(300) 사이에 틈(150)이 위치하는 것을 알 수 있다.

반면에 도면 3에 도시한 바와 같이 제2코팅층(200)을 적용한 경우, 틈(150)이 위치하지 않으며, 제1코팅층(100)과 도장층(300) 간의 접착력이 향상됨을 알 수 있다.

HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 제2코팅층 상에 도장층(300)이 더 형성된다.

도장층(300) 형성을 위해서는 페인트(도료)가 사용되며, 거울용 페인트를 사용함이 바람직하다.

페인트(도료)는 코팅층(100, 200)을 보호할 뿐만 아니라, 본 발명의 장식유리(10) 취급과정에서 가해질 수 있는 외부 충격에 의한 흠집을 방지하는 역할도 한다.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 건축시공시 장식유리(10)는 실리콘에 의해 벽면 등에 부착된다.

본 발명에서는 제2코팅층(200) 상에 도장층(300)을 형성시키며, 도장층(300)은 실리콘이 코팅층(100,200)을 부식시키는 것을 방지하는 역할을 한다.

페인트는 커튼 코터(Curtain Coater), 스프레이, 롤 코터(Roll Coater) 등의 다양한 장비에 의해 제2코팅층(200) 상에 도포될 수 있다.

본 발명의 장식유리(10)의 바람직한 실시례에서는 도장층(300)은 페인트를 30~90 미크론 두께로 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명의 장식유리(10)는 일종의 금속막인 제1코팅층(100)을 스퍼터링(Sputtering)에 의해 얇은 막으로 형성하며, 순차적으로 제1코팅층(100)의 바깥 쪽에 도장층(300)이 형성된다.

따라서, 제2코팅층(200)과 제1코팅층(100) 및 유리기판(20)을 거쳐 도장층(300)을 이루는 페인트의 색상이 외부로, 구체적으로 유리기판의 타면(22)을 통해 투영된다.

즉, 도장층(300)의 색감이 코팅층(100,200)을 거쳐 유리기판의 타면(22)을 통해 투영된다.

유리기판의 타면(22)을 통해 들어온 빛은 금속막인 제1코팅층(100)에 의해 반사된다.

따라서, 도장층(300)의 페인트 색상이 투명한 유리인 유리기판(20)에 베어나오게 된다.

따라서 제1코팅층(100)의 색감(도 1의 실선 화살표)과 도장층(300)의 색감(도 1의 점선 화살표)이 서로 합하여 복합적인 색감이 유리기판의 타면(20)을 통해 투영되는 장식유리(10)가 만들어질 수 있다.

종래의 장식유리를 제조하는 기술에 의할 경우, 예를 들어 흑색 장식유리의 제조는 다음과 같이 이루어진다.

(1) 유리기판 자체를 다크그레이 판유리를 준비한다.

다크그레이 판유리는 그 자체로 약간 검은 색을 띄는 유리이다.

(2) 판유리의 일측에 은(Ag) 무전해 도금을 한다.

이러한 방식은 판유리 자체의 가격이 고가이며, 은(Ag) 무전해 도금의 생산 비용이 고가라는 문제점이 지속적으로 제기된 바 있다.

또한, 은(Ag) 무전해 도금의 경우, 낮은 내부식성도 문제점으로 지목되었다.

본 발명의 장식유리(10)의 제조방법은 다음과 같다.

먼저 (1) 유리기판(20)을 준비한다.(S1).

준비된 유리기판을 진공 챔버(미도시)에 장착한다.(S2)

진공 챔버에 장착된 유리기판의 일면(21)에 스퍼터링을 통한 제1코팅층(100)을 형성한다.(S3)

제1코팅층(100) 상에 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 제2코팅층(200)을 형성한다.(S4)

마지막으로 제2코팅층(200) 상에 도장층(300)을 형성하는 도장층 형성 단계로 이루어진다.(S5)

HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란) 제2코팅층(200)을 형성하는 S4 단계에 대해 자세히 설명한다.

제2코팅층(200)을 형성하는 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)은 액체이다.

HMDSO 보관용기(미도시)를 50도로 가열하면, HMDSO 액체가 기화된다.

진공 챔버로 유리기판(20)이 이송되면, 약 5초간 기화된 HMDSO 가스가 유리기판(20)에 공급된다.

그 후 25초 정도 플라즈마 발생기(미도시)를 이용하여 진공 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜, 유리기판(20)에 공급된 HMDSO 가스를 경화시켜 제2코팅층(200)을 완성한다.

이때 HMDSO 가스의 공급 시간을 증가시킬 경우, 제2코팅층(200)의 두께도 비례하여 증가한다.

전술한 바와 같이HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 제2코팅층(200)은 제1코팅층(100)과 도장층(300) 사이에 게재됨으로써, 제1코팅층(100)과 도장층(300) 간의 접착력을 증가시키고, 제1코팅층(100)의 산화 및 부식을 방지하는 역할을 한다.

종래에는 제1코팅층(100)의 산화 및 부식을 방지하고 제1코팅층(100)과 도장층(300)의 접착력을 증가시키기 위해서는 다소 복잡하며 고가의 비용이 요구된 바 있다.

즉, 스퍼터링에 의해 제1코팅층이 형성된 유리기판을 진공 챔버로부터 꺼낸 후, 페인트 부착 강화제(실란)을 제1코팅층 상에 코팅한다.

페인트 부착 강화제(실란)가 경화된 후, 그 위에 페인트를 코팅하는 기술이 제안된 바 있다.

하지만, 이러한 종래기술은 (1) 페인트 부착 강화제(실란)의 가격이 고가이며 (2) 페인트 부착 강화제(실란) 코팅을 위한 추가 코팅장비가 요구된다는 점에서 적용하기에는 무리가 있었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.

본 발명의 장식유리 및 장식유리의 제조방법에 의하면 (1) HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 제2코팅층은 금속으로 이루어진 제1코팅층의 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라, 도장층과 제1코팅층의 사이에 위치하며, 도장층과 제1코팅층과의 접착력을 향상시킬 수 있고, (2) 도장층에 의해 다양한 색상을 갖는 장식유리의 생산이 가능할 뿐만 아니라, 장식 유리 시공시 금속으로 이루어진 제1코팅층이 화학물질로부터 부식되는 것을 방지한다.

10:장식유리 20:유리기판
21:유리기판의 일면 22:유리기판의 타면
100:제1코팅층 150: 제1코팅층과 도장층 사이의 틈
200:제2코팅층 300:도장층

Claims (4)

1. 유리기판;
   상기 유리기판의 일면에 스테인레스, 알루미늄, 니켈, 크롬, 텅스텐, 철, 티타늄, 몰리브덴 가운데 하나 또는 2 이상의 물질로 구성된 합금으로 형성되는 제1코팅층;
   상기 제1코팅층 상에 형성되며 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어지고, 투명한 제2코팅층; 및
   상기 제2코팅층 상에 페인트가 도포되어 형성되며, 30~90 미크론의 두께를 갖는 도장층;을 포함하여 이루어지되,
   상기 유리기판의 타면은 상기 제1코팅층의 색감과, 상기 도장층의 색감이 서로 합하여 복합적인 색감이 표현되는 것을 특징으로 하는 장식유리.
2. 삭제
3. 삭제
4. 유리기판을 준비하는 단계;
   상기 준비된 유리기판을 진공 챔버에 장착하는 단계;
   상기 진공 챔버에 장착된 유리기판의 일측면에 스퍼터링을 통해 스테인레스, 알루미늄, 니켈, 크롬, 텅스텐, 철, 티타늄, 몰리브덴 가운데 하나 또는 2 이상의 물질로 구성된 합금으로 제1코팅층을 형성하는 단계;
   상기 제1코팅층 상에 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 헥사메틸디옥실란)로 이루어진 투명한 제2코팅층을 형성하는 단계; 및
   상기 제2코팅층 상에 페인트를 도포하여 30~90 미크론의 두께를 갖는 도장층을 형성하는 단계;를 포함하되,
   상기 제2코팅층을 형성하는 단계는,
   HMDSO 액체를 50도로 가열하여 HMDSO 가스로 기화시키는 단계;
   상기 진공 챔버로 상기 유리기판을 이송하여, 5초간 상기 기화된 HMDSO가스를 상기 유리기판에 공급하는 단계; 및
   플라즈마 발생기가 상기 진공 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 유리기판에 공급된 HMDSO 가스를 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장식유리 제조방법.

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