KR102052688B1 - 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물 및 첨가제로서 화학식 1로 표시되는 염화합물을 포함하며, 점도를 100 내지 250 dPa·s로 조절하기 위한 용매 및 점도 조절제로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물을 방화유리 표면에 도포하는 단계; (c) 상기 방화유리의 코팅막을 오븐에서 건조시키는 단계; (d) 상기 코팅막이 건조된 방화유리를 이온교환 용융염 코팅 조성물의 용융온도보다 높고 방화유리의 유리전이온도보도 낮은 온도로 가열하는 단계;를 포함하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법을 제공한다.

Description

건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법{Fireproof glass strengthening method by dry ion exchange}
본 발명은 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법에 관한 것이다.
규산 알루미늄 유리 (alumino-silicate glass) 또는 소다 석회 유리(soda lime glass)는 건축용으로 사용되는 일반적인 용도 이외에도 텔비전, 컴퓨터 모니터 등의 제조에 사용되는 음극관용 패널에서부터 최근의 박막 액정 표시장치 (thin film transistor-liquid crystal display, TFT-LCD), 플라즈마 디스플레이 패널 (plasma displaypanel), 유기 OEL (organic electro luminescent) 등과 같은 평판 표시장치에 이르기까지 널리 사용되고 있다.
최근 들어 건축용에 적용되는 방화유리, 열차단 또는 열반사유리, 건물 외벽용 색상유리, 내장용 장식유리, 태양광용 에칭 유리 등 모든 분야에서 강화유리의 수요가 증가하고 있다.
특히, 방화유리의 경우, 기존의 방화특성과 함께 강도의 강화에 대한 요구도 점차 증가하고 있는 추세이다.
강화유리는 에칭 강화, 열강화, 화학강화 등을 통해 제작되는데, 에칭 강화는 유리 표면에 소형의 굴곡을 주는 방법으로 투과율이 현저하게 떨어지는 단점이 있다. 열강화는 가장 많이 사용되는 강화방식인데 유리 표면을 내부보다 고화시켜 압축강도를 높이는 방법으로 유리의 표면 온도를 720~750℃로 급가열하여 표면 유동성을 증가시킨 후 찬 냉매를 분사하여 급냉한다. 다만, 열경화는 유리 내부까지 열 침투를 방지하기 위해 일반적으로 유리 두께가 3mm 이상, 선팽창계수가 4.5×10-6/℃ 정도의 유리에만 적용할 수 있는 한계가 있다.
화학강화방법은 이온 교환법이라고 하며 이는 유리 표면의 크기가 작은 이온을 큰 이온을 교환해줌으로써 압축 응력을 발생시키는 방법으로 우수한 강화 효과가 있다. 예컨대, 더 큰 이온은 유리 내에서 더 작은 이온으로 대체되고, 유리 표면에서 더 크고, 조밀하게 밀집된 이온들은 더 높은 압축 응력을 발생시키며, 결국 더 높은 강도를 제공한다.
널리 사용되는 이온 교환 처리 방법으로는, 건식 이온 교환 방법과 습식 이온 교환 방법이 있다. 습식 이온 교환 방법에서는 유리를 용융된 염을 포함하는 염 수조(salt bath)에 침지하여 유리에 이온을 공급한다. 유리 표면과 용융된 염 사이의 이온 교환 공정은, 상승된 온도 분위기에서 염 수조에 침지된 유리로 이온이 농도 차이에 의해 확산되며 침투함으로써 이루어진다.
건식 이온 교환 방법은 염을 함유하는 코팅액 또는 페이스트(paste)를 유리 표면에 증착함으로써 수행된다.
흔히 사용되는 건식 공정에 의하면, 유리 표면에 KNO3 용융염 코팅액을 도포하여 코팅막을 형성하고 가열하면 크기가 작은 Na+ 이온이 유리로부터 확산되어 나오고 크기가 큰 K+ 이온이 Na+ 이온이 있던 자리에 침투한다. K+ 이온은 Na+ 이온에 비해 많은 공간을 차지하며 유리를 냉각시킴에 따라 서로 압력을 가하게 되어 유리 표면에 압축 응력이 발생한다. 이러한 압축 응력층은 균열 발생, 긁힘 등을 방지하는 역할을 한다 [ReneGy, Mater. Sci. Eng., B,149(2008)159].
그런데 이러한 강화 공정은 KNO3 용융염 코팅막의 온도가 높아지면 이온 침투 깊이(DOL)는 커지지만, 반면 압축 응력 (CS)은 작아지는 문제점으로 인해 특정 한도 이상의 CS 및 DOL을 확보하기가 어렵다는 단점을 갖는다.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 하기 비특허문헌 1에는 질산칼륨 용융염에 미리 실리카를 첨가하여 나트륨 이온에 의한 영향을 완화하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 실리카는 칼륨 이온이 고농도로 존재하는 용융염에서 나트륨 이온에 대한 선택성이 낮으므로, 그 효과에 한계가 있다.
Nagaoka Gijutsu Kagaku Daigaku Kenkyu Hokoku(1982), 4, 1-4.
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
칼륨 이온이 고농도로 포함된 용융염 코팅막 내에 유리로부터 확산되어 나오는 나트륨 이온을 선택적으로 포착하는 첨가제를 함유시킴으로써, 화학강화에 의해 방화유리의 강도를 향상시킬 수 있는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여,
(a) 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물 및 첨가제로서 하기 화학식 1로 표시되는 염화합물을 포함하며, 점도를 100 내지 250 dPa·s로 조절하기 위한 용매 및 점도 조절제로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하는 단계;
(b) 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물을 방화유리 표면에 도포하는 단계;
(c) 상기 방화유리의 코팅막을 오븐에서 건조시키는 단계;
(d) 상기 코팅막이 건조된 방화유리를 이온교환 용융염 코팅 조성물의 용융온도보다 높고 방화유리의 유리전이온도보도 낮은 온도로 가열하는 단계;를 포함하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019090085871-pat00001
본 발명의 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법은 칼륨 이온이 고농도로 포함된 용융염 코팅막 내부에 유리로부터 확산되어 나오는 나트륨 이온을 선택적으로 포착하는 첨가제를 함유시킴으로써, 이온 교환 효율을 증가시켜 강도가 향상된 강화유리를 제공한다.
이하에서 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명은
(a) 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물 및 첨가제로서 하기 화학식 1로 표시되는 염화합물을 포함하며, 점도를 100 내지 250 dPa·s로 조절하기 위한 용매 및 점도 조절제로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하는 단계;
(b) 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물을 방화유리 표면에 도포하는 단계;
(c) 상기 방화유리의 코팅막을 오븐에서 건조시키는 단계;
(d) 상기 코팅막이 건조된 방화유리를 이온교환 용융염 코팅 조성물의 용융온도보다 높고 방화유리의 유리전이온도보도 낮은 온도로 가열하는 단계;를 포함하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112019090085871-pat00002
본 발명의 제조방법은 칼륨 이온이 고농도로 포함된 용융염에서 유리로부터 확산되어 나오는 나트륨 이온을 선택적으로 포착하는 첨가제를 사용함으로써, 강도가 우수한 방화유리를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계에서 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물로는 이 분야에 공지된 칼륨 소스를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 인산칼륨, 탄산칼륨 등의 이 분야에 공지된 다른 칼륨 소스 더 포함될 수 있다.
상기 칼륨 소스는 질산칼륨을 85 내지 100%로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 염화합물을 이온교환 용융염에서 나트륨 이온을 선택적으로 포획하는 기능을 수행한다.
즉, 하기 화학식 2의 화합물, 4-[2-[5-Ethyl-5-[5-[6-hydroxy-6-(hydroxymethyl)-3,5-dimethyl-oxan-2-yl]-3-methyl-oxolan-2-yl]oxolan-2-yl]-9-hydroxy-2,8-dimethyl-1,6-dioxaspiro[4.5]dec-7-yl]-3-methoxy-2-methyl-pentanoic acid　(CAS Number 17090-79-8) 화합물은, 하기 화학식 3으로 나타낸 바와 같이, 나트륨을 포획하는 기능을 갖는다.
[화학식 2]
Figure 112019090085871-pat00003
[화학식 3]
Figure 112019090085871-pat00004
그러나, 화학식 2의 화합물만으로는 나트륨 이온의 선택성이 부족할 수 있다. 왜냐하면, 이온교환 용융염 코팅 조성물의 경우, 고농도의 칼륨 이온을 포함하고 있기 때문이다.
그러므로 본 발명에서는 상기 화학식 2의 화합물과 할로겐 트리스(터트-헵틸)-N-프로필-1-암모늄(tris(tert-heptyl)-N-propyl-1-ammonium)을 반응시켜서 염화합물로 제조함으로써 고농도의 칼륨 이온 중에서도 나트륨 이온에 대해서 우수한 선택성을 가지게 한다. 상기 할로겐으로는 플루오로, 브롬, 클로오르, 아이오딘 등을 들 수 있다.
상기 화학식 2의 화합물과 할로겐 트리스(터트-헵틸)-N-프로필-1-암모늄(tris(tert-heptyl)-N-propyl-1-ammonium)의 반응은 유기용매, 예를 들어, 아세톤, 아세토니트릴, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 톨루엔, 헥산, 시클로헥산, 헵탄, 디이소프로필에테르, 테트라히드로퓨란, 디클로로메탄 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 용매에서 수행될 수 있다.
또한, 반응이 완료된 후, 디에틸에테르 등의 용매를 첨가하여 석출 반응을 수행하고, 석출된 고체를 여과 및 건조시켜서 제조할 수 있다.
그러나, 상기 화학식 1의 화합물의 제조방법은 상기 예시된 방법에 한정되는 것은 아니며, 이 분야에 공지된 기술을 이용하여 제조할 수도 있다.
상기 할로겐 트리스(터트-헵틸)-N-프로필-1-암모늄(tris(tert-heptyl)-N-propyl-1-ammonium)은 이 분야에 공지된 화합물로서, 공지된 방법으로 용이하게 제조할 수 있다.
상기 이온교환 용융염 코팅 조성물은 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물과 화학식 1로 표시되는 염화합물을 80 내지 99.5 : 0.5 내지 20의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 칼륨 소스 염화물의 중량비가 80 미만으로 포함되는 경우, 칼륨 농도가 낮아져서 충분한 이온교환을 기대하기 어려우며, 99.5를 초과하는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 부족하므로 바람직하지 않다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중량비가 0.5 미만으로 포함되는 경우, 나트륨 이온의 선택적 포획 능력이 저하되어 바람직하지 않고, 20을 초과하여 포함되는 경우 칼륨 소스가 부족하므로 바람직하지 않다.
상기 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물은 Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있으며,
이 경우, 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물, 화학식 1로 표시되는 염화합물, 및 Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 80 내지 99.5 : 0.5 내지 20 : 0.2 내지 3.0의 중량비로 포함될 수 있다.
상기Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 나트륨 이온을 흡착할 수 있는 화합물들로서 본 발명의 화학강화 효과를 더욱 강화시키기 위하여 사용된다. 상기 화합물의 중량비가 0.2 미만으로 포함되는 경우 나트륨 이온의 선택적 포획 능력이 저하되어 바람직하지 않고, 3을 초과하는 경우 효과는 더 이상 증가하지 않는 반면, 다른 성분들의 함량이 부족해지므로 바람직하지 않다.
상기 이온교환 용융염 코팅 조성물은 3A 제올라이트를 더 포함하며,
이 경우, 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물, 화학식 1로 표시되는 염화합물, Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물, 및 3A 제올라이트는 80 내지 99.5 : 0.5 내지 20 : 0.2 내지 3.0 : 0.3 내지 3.0의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 3A 제올라이트는 나트륨 이온을 흡착할 수 있는 제올라이트로서 화학강화 대상 방화유리의 표면에 존재하여 확산작용에 의해 방출되는 나트륨 이온을 흡착함으로써, 본 발명의 화학강화 효과를 더욱 강화시키는 작용을 한다.
상기 3A 제올라이트의 중량비가 0.3 미만으로 포함되는 경우 나트륨 이온의 선택적 포획 능력이 저하되어 바람직하지 않고, 3을 초과하는 경우 효과는 더 이상 증가하지 않으므로 바람직하지 않다.
상기 3A 제올라이트는 화학식이 2/3K2O·1/3Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2 H2O인 것이 사용될 수 있다.
본 발명의 건식 강화 방법에 있어서, 상기 (d)단계의 가열은 아르곤(Ar), 헬륨(He), 질소(N2), 산소(O2) 및 공기(air) 중에서 선택된 1종 이상의 가스 분위기에서 실시될 수 있으며, 상기 분위기 가스의 공급 유량은 1.0∼100기압, 더욱 바람직하게는 10 내지 500기압 범위로 일정하게 유지시킬 수 있다.
본 발명의 강화 방법에서 (d)단계의 가열온도는 350∼550℃이며, 가열시간은 1∼48시간일 수 있다.
또한, 상기 (c)단계의 건조는 50 ~ 100℃의 온도에서 실시될 수 있다.
본 발명의 건식 강화 방법에 있어서, 상기 (a)단계의 용매로는 물, 알코올, 부틸렌글라이콜, 글리세린 등이 사용될 수 있으며, 점도 조절제로는 디메틸실리콘오일(점도 50~1000cps) 등의 실리콘계 점도 조절제가 사용될 수 있다. 그러나, 상기 용매 및 점도 조절제는 상기에 예시한 것에 한정되지 않으며, 이 분야에 공지된 성분이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 (d)단계 후에는 가열이 완료된 방화유리를 상온으로 서서히 냉각시키고 물 등의 성분으로 유리표면을 세척함으로써 화학강화 과정을 완료할 수 있다.
본 발명의 건식 강화 방법에 있어서, 상기 (b)단계 전에 방화유리의 양면에 격자무늬 마스킹을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 마스킹을 실크스크린 등을 사용하여 공지의 방법으로 실시할 수 있다. 상기 마스킹에 의해 방화유리에 화학강화가 이루어지지 않은 부분이 형성되며, 이 부분은 유리의 절단 가공 시에 작업성을 향상시키는 효과를 제공한다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
제조예 1: 화학식 1로 표시되는 염화합물의 제조
하기 화학식 2로 표시되는 화합물(CAS Number 17090-79-8), 4-[2-[5-Ethyl-5-[5-[6-hydroxy-6-(hydroxymethyl)-3,5-dimethyl-oxan-2-yl]-3-methyl-oxolan-2-yl]oxolan-2-yl]-9-hydroxy-2,8-dimethyl-1,6-dioxaspiro[4.5]dec-7-yl]-3-methoxy-2-methyl-pentanoic acid　과 트리스(터트-헵틸)-N-프로필-1-암모늄(tris(tert-heptyl)-N-propyl-1-ammonium) 브로마이드를 1:1의 몰비로 디클로로메탄 중에서 반응시킨 후, 반응물을 감압 증류한 다음, 디에틸에테르를 첨가하여 석출 반응을 수행하였다. 석출된 고체를 여과하여 건조시켜 흰색 고체의 화학식 1의 염화합물을 얻었다.
[화학식 2]
Figure 112019090085871-pat00005
[화학식 1]
Figure 112019090085871-pat00006
실시예 1: 방화유리의 건식 이온 교환 처리
KNO3 용융염 95 중량%와 상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1로 표시되는 염화합물 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 에탄올 및 디메틸실리콘오일을 점도가 170~200 dPa·s가 되도록 첨가하여 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하였다.
건식 이온 교환을 위한 방화유리 시험편을 폭 100 mm 및 길이 100 mm로 절단하여 준비하였다.
상기 방화유리 시험편의 양쪽 면에 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물을 도포하고, 80℃의 오븐에서 코팅막을 건조시켰다.
다음으로, 상기 시험편을 작업 챔버에 넣고, 390℃에서 5 시간 동안 강화시켰다. 그 후 서냉존(Cooling Zone)에서 80℃까지 서냉시킨 후, 70℃의 물에서 20 분간 세척 공정을 진행하였다.
실시예 2: 방화유리의 건식 이온 교환 처리
KNO3 용융염 93중량%, 상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1로 표시되는 염화합물 5 중량%, 및 Sb2O5·2H2O 2중량%를 혼합하여 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방화유리의 화학강화 처리를 실시하였다.
실시예 3: 방화유리의 건식 이온 교환 처리
KNO3 용융염 91중량%, 상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1로 표시되는 염화합물 5 중량%, Sb2O5·2H2O 2중량%, 및 3A 제올라이트 2중량%를 혼합하여 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방화유리의 화학강화 처리를 실시하였다.
실시예 4: 방화유리의 건식 이온 교환 처리
상기 방화유리 시험편에 이온교환 용융염 코팅 조성물을 도포하기 전에, 방화유리 시험편에 마스킹 실크스크린을 사용하여 3mm 폭을 갖는 선형 마스크를 형성하였다. 그 후, 방화유리 시험편의 양면에 이온교환 용융염 코팅 조성물을 도포하였다. 상기와 같이 선형 마스크를 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방화유리의 화학강화 처리를 실시하였다.
비교예 1: 방화유리의 건식 이온 교환 처리
KNO3 용융염 100중량%로 이온교환 용융염을 제조하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방화유리의 화학강화 처리를 실시하였다.
시험예: 이온 교환 처리된 방화유리의 물성 평가
방화유리 시험편 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
CS (Mpa) 916 921 928 899
DOL (μm) 33 35 36 25
Fracture strength(Mpa) 849 857 868 776
상기 표 1의 실험결과로부터, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서와 같이 화학강화 시 방화유리로부터 확산에 의해 이온교환 용융염으로 나오는 나트륨 이온을 선택적으로 포획할 수 있는 물질을 이온교환 용융염 코팅 조성물에 포함하는 경우, 이온교환이 더 효과적으로 이루어지고, 그에 따라, 표면압축응력(CS), 이온침투깊이(DOL), 및 굽힘강도 모두에서 더 우수한 효과가 얻어짐을 확인할 수 있었다.
특히, 실시예 2와 같이, 나트륨 이온을 포획할 수 있는 추가적인 성분으로서 Sb2O5·2H2O를 추가로 첨가하거나, 실시예 3과 같이 나트륨 이온을 포획할 수 있는 추가적인 성분으로서 Sb2O5·2H2O와 함께 3A 제올라이트를 추가로 첨가한 경우 더 우수한 결과가 얻어짐을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. (a) 질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물 및 첨가제로서 하기 화학식 1로 표시되는 염화합물을 포함하며, 점도를 100 내지 250 dPa·s로 조절하기 위한 용매 및 점도 조절제로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이온교환 용융염 코팅 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 이온교환 용융염 코팅 조성물을 방화유리 표면에 도포하는 단계;
    (c) 상기 방화유리의 코팅막을 오븐에서 건조시키는 단계;
    (d) 상기 코팅막이 건조된 방화유리를 이온교환 용융염 코팅 조성물의 용융온도보다 높고 방화유리의 유리전이온도보도 낮은 온도로 가열하는 단계;를 포함하고,
    상기 이온교환 용융염 코팅 조성물은 Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물, 및 3A 제올라이트를 더 포함하며,
    질산칼륨을 포함하는 칼륨 소스 염화합물, 화학식 1로 표시되는 염화합물, Sb2O5·2H2O 및 Bi2O3·3H2O 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물, 및 3A 제올라이트는 80 내지 99.5 : 0.5 내지 20 : 0.2 내지 3.0 : 0.3 내지 3.0의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112019107431145-pat00007

  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 제1항에 있어서,
    상기 3A 제올라이트는 화학식이 2/3K2O·1/3Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2 H2O인 것을 특징으로 하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계의 가열은 아르곤(Ar), 헬륨(He), 질소(N2), 산소(O2) 및 공기(air) 중에서 선택된 1종 이상의 가스 분위기에서 실시되며,
    상기 분위기 가스의 공급 유량은 1.0∼100기압 범위로 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계의 가열온도는 350℃∼550℃이며, 가열시간은 1∼48시간인 것을 특징으로 하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계 전에 방화유리의 양면에 격자무늬 마스킹을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 이온 교환에 의한 방화유리 강화 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101022591B1 (ko) * 2010-09-30 2011-03-16 군산대학교산학협력단 유리의 부분적인 화학강화 방법 및 부분적으로 화학강화된 유리
KR20190075173A (ko) * 2016-01-21 2019-06-28 에이지씨 가부시키가이샤 화학 강화 유리 및 화학 강화용 유리

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101022591B1 (ko) * 2010-09-30 2011-03-16 군산대학교산학협력단 유리의 부분적인 화학강화 방법 및 부분적으로 화학강화된 유리
KR20190075173A (ko) * 2016-01-21 2019-06-28 에이지씨 가부시키가이샤 화학 강화 유리 및 화학 강화용 유리

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nagaoka Gijutsu Kagaku Daigaku Kenkyu Hokoku(1982), 4, 1-4.

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