KR19990022589A - 유리 기판상으로 중합체 백킹의 도포 방법 - Google Patents

Abstract

기판의 표면 위에 도포 되는 초기 중합체를 사용하여 유리 기판상으로 중합체 백킹을 형성하는 방법. 백킹은 기판이 분말을 중합시킬 정도로 고온일 경우 기판의 제조 또는 성형 공정 중에 온-라인으로 도포 된다. 생성된 백킹된 기판은 내구성 및 내마모성을 갖고, 훌륭한 불투명도 및 접착 성질을 나타낸다. 중합체로 백킹된 기판은 거울로서의 용도로서 이상적인 것으로 나타났다.

Description

유리 기판상으로 중합체 백킹의 도포 방법

불투명 백킹은 통상적으로 추가의 박막 반사 코팅과 함께 유리 기판상으로 도포 되어 장식용, 건축용 및 자동차용 목적을 위한 유리의 특성을 개질시킨다. 백킹은 유리의 불투명화시키도록 도포 되어 거울과 같이 피니슁 처리된 제품을 생성한다.

유리 제품에 백킹을 도포 하는 공지된 방법은 일반적으로 페인팅 공정을 포함하여 왔다. 전형적으로, 페인팅된 백킹은 유리를 제조한 후 유리 기판상으로 도포 된다. 이 오프-라인 공정은 추가의 처리와 장치를 필요로 한다. 페인팅 공정은 유리의 한 면을 용매를 기재로한 페인트로 도포 하는 것을 포함한다. 그 후 페인팅된 기판을 2차 경화 오븐에서 경화시켜 백킹 공정을 완성한다. 백킹 공정은 페인팅이 기판 제조 공정으로부터 오프-라인 방법으로 이루어지기 때문에 비능률적이고 고비용이 들게 된다.

부가적으로, 용매를 기재로한 페인트의 사용에는 공정으로부터의 배출물 및 이어지는 폐기물 처리와 같은 환경적인 문제점이 존재한다. 페인팅 공정은 기판상으로 도포하기 위하여 페인트 안료를 현탁시키는 유기 용매의 사용을 필요로 한다. 용매는 일반적으로 도포 및 경화 시에 유기 증기를 발생시키는 유기 화합물이다. 이 유기 증기는 대기로 방출되는 공정의 환기 스트림으로부터 제거되어야 한다. 페인팅 공정으로부터의 증기 방출 스트림은 환경 당국의 강한 제제하에 있다. 더욱이, 용매를 기재로한 공정에서 방출되는 액체 또는 고체 폐기물은 추가의 환경적인 고려가 필요하게 된다.

미국 특허 제4,528,127호는 분말 코팅으로 기판을 코팅하기 위한 조성물 및 광택 없는 피니쉬 제조 방법을 밝힌다. 이 조성물은 고체 폴리에폭시드 수지, 고체 경화제 및 폴리에폭시드 수지와 경화제 간의 반응을 촉진시키는 촉매로 구성된다. 이 특허는 추가로 다양한 기판, 예를 들면 금속, 유리 또는 플라스틱 상으로 분말의 도포 방법을 개시하고 있다. 조성물은 정전 스프레이를 통하여 기판상으로 도포된 후 장 시간에 걸친 승온에서 경화된다.

기판이 분말을 중합시킬 정도로 뜨거운 동안에 온-라인으로 중합체 백킹으로 유리 기판을 불투명화시키는 방법을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 페인팅 공정 및 유리 물품에 백킹시키기 위한 용매의 사용을 둘러싼 환경적인 문제점을 제거하기 위하여 원료 물질로서 분말을 사용하는 것이 추가로 유리할 수 있다.

더욱이, 저가의 원료 물질을 사용하는 온-라인 방법으로 유리 기판상에 백킹을 도포 하는 것이 비용면에서 현저하게 유리할 수 있다.

본 발명은 기판상으로의 코팅 또는 백킹의 온-라인 도포 방법 및 이와 같은 생성된 물품에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 유리 기판상으로, 바람직하게는 기판의 제조 또는 이어지는 이들의 조립 동안에 중합체 백킹을 도포하는 방법에 관한 것으로 이러한 방법은 완성품 중에서 고도의 불투명도를 나타낸다.

본 발명의 목적은 온-라인 방식으로 중합체 백킹을 유리 기판상으로 도포 하는 방법을 제공하는 것이다. 현재 당업계에서 공지된 공정과 비교하여 온-라인 백킹 시스템은 불투명화 공정의 전체적인 효율을 향상시킨다. 이러한 온-라인 공정을 사용하여 현저한 비용 절감을 가져올 수 있다.

본 발명의 추가의 목적은 중합체 분말 중에 실란 접착 촉진제를 사용하는 것이다. 분말중의 실란 화합물은 유리 기판상으로의 백킹의 접착을 향상시킨다.

본 발명의 또다른 추가의 목적은 부유 유리 제조 공정 또는 후속 되는 성형 조작, 예를 들면 유리 템퍼링 조작 동안 이용할 수 있는 백킹 공정을 제공하는 것이다. 각각의 유리 제조 공정은 온-라인으로 중합체 백킹을 가능케 하며 추가의 가열 및 경화 공정을 생략할 수 있게 하는 뜨거운 유리 기판을 제공한다. 온-라인 중합체 백킹 공정은 부유 유리 라인 중의 기판의 상부 또는 하부 표면 또는 템퍼링 유리 라인 중의 기판의 상부 표면상에 분말을 도포 하는 것을 가능케 한다.

본 발명의 또다른 추가의 목적은 용매를 기재로 한 페인트와 관련된 환경적인 문제점을 제거하는 백킹 공정을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또다른 추가의 목적은 중합체 백킹을 도포 시켜 완성된 백킹 물품을 강화시키는 것이다. 중합체 백킹은 페인팅된 물품과 비교하여 백킹된 물품의 전체적인 안정성을 향상시킨다.

본 발명에 따르면, 본 발명은 기판의 표면상에 도포된 초기 중합체 분말을 사용하여 유리 기판상에 중합체 백킹을 형성시키는 방법을 제공한다. 기판이 고온에서 분말을 중합시키는 동안 백킹은 현존하는 기판 제조 또는 성형 공정 중에서 온-라인으로 도포 된다.

본 발명의 방법은 일반적으로 연속 유리 리본 기판의 형성과 관련하여, 예를 들면 부유 유리 제조 공정 동안에 실시된다. 그러나, 본 발명의 방법은 온-라인 또는 오프-라인으로 유리 기판상에 중합체 백킹의 도포에 적용될 수 있다. 이는 기판이 여전히 분말을 중합시킬 만큼 뜨거울 때 공기 켄칭 단계 직후에 본 발명이 실시될 수 있는 템퍼드 유리 라인을 포함한다.

본 발명은 초기 중합체 분말의 사용을 필요로 한다. 분말은 중합 온도 이하에서 코팅될 기판의 근접 위치에 도입된다. 기판은 목적하는 도포 지점에서 분말의 중합 온도 이상으로 존재한다.

그 후 분말은 이동하는 유리 기판의 상부 또는 하부 표면에 불균일하게 방출되고 여기서 유리에 충돌하게 된다. 분말이 유리와 충돌할 때, 이는 유리 기판상에 부착하게 된다. 기판로부터의 열은 분말을 중합시킴으로써 기판상에 고체 백킹을 형성한다. 통상적인 부유 유리 리본 공정의 냉각 단계 동안에 기판의 온도가 낮아짐에 따라 중합체는 급격히 경화된다.

완성품은 텍스쳐드(textured) 외양을 갖는 두꺼운 코팅을 갖는다. 백킹은 내구성 및 내마모성이 있고, 훌륭한 불투명도 및 접착 성질을 나타낸다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 다른 이점 뿐만 아니라, 상기 이점은 하기의 도면을 참조로 하여 고려할 때 다음의 바람직한 태양에 대한 상세한 설명으로부터 당업계의 숙련자들에게 분명할 것이다.

도 1은 본 발명 방법의 실시를 가능케 하도록 적절히 배치된 유동상을 포함하는 부유 유리 리본 제조용 장치의 개략적인 종 단면도이다.

도 2는 부유 유리 리본 밑에 배치된 유동상의 평면도이다.

도 3은 기판의 하부 표면에 분말을 도포하기 위한 본 발명의 방법의 실시에 적당한 유동상 장치의 개략적인 확대 말단도이다.

도 4는 기판의 상면에 분말을 도포하기 위한 본 발명의 방법의 실시에 적당한 유동상 장치의 확대 말단도이다.

도 5는 본 발명에 따라 코팅된 물품의 단면도이다.

보다 구체적으로 도면을 참조하면, 일반적으로 도 1의 (10)은 본 발명 방법의 실시를 위한 수단으로서 이용되는 부유 유리 장치를 도시한다. 부유 유리 장치는 보다 구체적으로는 용융 유리 (14)가 용융로(도시되지 않음)로 부터 연속 유리 리본 (18)이 공지된 부유 공정에 따라 형성되는 부유조 구간 (16)까지 운반되는 도관 구간 (12)를 포함한다. 유리 리본 (18)은 조 구간 (16)으로부터 인접한 어닐링 융해조 (20) 및 냉각 구간 (22)를 통하여 진행한다. 연속적인 유리 리본 (18)은 본 발명의 중합체 백킹이 도포 되는 기판으로서 작용한다.

부유 구간 (16)은 용융 주석 조 (26)이 포함된 하부 구간 (24), 지붕 (28), 반대쪽 측벽 (30) 및 말단 벽 (32)를 포함한다. 지붕 (28), 측 벽 (30) 및 말단 벽 (32)는 함께 비산화 환경이 유지되어 용융 주석의 산화를 방지하는 엔클로져 (34)로 정의된다. 부가적으로, 가스 분배 빔 (52), (54) 및 (56)은 조 구간 (16)에 위치한다. 임의로, 이들 빔 중 하나는 융해조 (20)중에 위치할 수 있다. 가스 분배 빔 (52), (54) 및 (56)을 사용하여 본 발명 방법에 따른 중합체 백킹을 도포하기 전에 코팅을 기판상에 도포 한다. 코팅은, 대표적으로, 규소, 실리카 또는 금속 산화물, 예를 들면 산화 주석을 포함할 수 있다.

조작 시에, 용융 유리 (14)는 조절 트윌 (38) 밑의 도관을 따라 흐르고 조절된 양으로 주석 조 (26)의 표면 위로 흐른다. 주석 조에서 용융 유리는 특정한 기계적 영향뿐만 아니라, 중력 및 표면 장력의 영향으로 측면으로 퍼지고, 조를 가로질러 진행하여 리본 (18)을 형성한다. 리본을 리프트 아웃 롤 (40)으로 제거한 후 어닐링 융해조 (20) 및 정렬 롤 (42) 상의 냉각 구간 (22)를 통하여 운반한다.

엔클로져 (34)에 일반적으로 질소 또는 질소를 주성분으로한 질소와 수소의 혼합물인, 적당한 비산화 환경을 유지하여 주석 조의 산화를 방지한다. 대기를 분배 분기관 (46)에 조작 가능하게 커플링된 도관 (44)를 통하여 도입한다. 통상의 손실을 보상하고 외부 대기의 침입을 방지하도록 대기압 보다 약 0.001 내지 약 0.01 atm이상으로 약간의 정압을 유지하기에 충분한 속도로 비-산화 대기를 도입한다. 주석 조 (26) 및 엔클로져 (34)중의 목적하는 온도를 유지하기 위한 열을 엔클로져 내의 복사 가열기 (48)에 의해 제공한다. 냉각 구간 (22)가 닫혀 있지 않고 유리 리본이 대기에 개방되어 있는 반면, 융해조 (20) 내의 공기는 전형적인 대기이다. 대기는 냉각 구간에서 팬 (50)에 의해 유리 리본에 대향하여 진행할 수 있다. 가열기(도시되지 않음)는 또한 유리 리본의 온도가 그를 통하여 운반될 때 예정된 바에 따라 온도가 점진적으로 감소되게 하기 위하여 어닐링 융해조 내에 제공될 수 있다. 본 발명의 중합체 백킹의 도포는 바람직하게는 냉각 구간 (22)에서 일어난다.

본 발명에 따르면, 유동상 (58)을 사용하여 백킹을 부유 유리 리본 (18)의 어느 면에나 도포할 수 있다. 도 1은 냉각 구간 (22)중 부유 유리 리본 밑에 위치한 유동상 (58)의 용도를 예시한다. 유동상 (58)은 본 발명 방법의 실시에 사용될 수 있는 장치중의 하나이다. 이 도포 장치는 분말의 중합 시에 완성품이 균일한 백킹을 나타내게 하기 위하여 기판의 전체 폭을 가로질러 분말의 균일한 클라우드를 고르게 분산시킬 수 있어야 한다. 유동상 (58)은 부유 유리 공정의 냉각 구간 (22) 중 정렬 롤 (42) 사이에 위치한다. 도 2는 냉각 구간 (22)중의 유동상 (58)의 위치를 위에서 본 평면도이다. 초기 중합체의 저장 및 운반 시스템 (60)을 이용하여 분말을 유동상 (58) 상의 분말 도입부 (88)로 운반한다. 분말을 도포할 때, 부유 유리 리본 (18)은 공기 나이프 (62)를 가로질러 횡단하여 정렬 롤상으로 돌아온다.

유동상 (58)은 추가로 도 3에서 도시되어 있다. 유동상은 통합측면 (66)과 하부 부분 (68)을 갖는 하우징 (64)으로 구성된다. 이 유동상은 제거 가능한 경사진 상단 구간 (70)을 갖는다는 점에서 표준 유동상과 차이가 있다. 경사진 상단 (70)은 상부에서 배출 슬롯 (72)를 통하여 재료의 유출을 가능케 한다. 장치는 특히 기판의 표면상으로 재료를 운반할 수 있도록 디자인된다. 기판상에 부착되지 않고 중합되지 않은 미사용 분말을 배출 슬롯 (72)의 각 측의 진공 회수 슬롯 (74)를 통하여 유동상로 되돌려 보낸다. 미사용 분말을 진공 회수 슬롯 (74)으로 도입된 후 분말을 진공 집적 하우징 (76)으로 공급하는 채널 (80)을 통하여 운반된다. 집적 하우징 (76)은 미사용 분말을 분말 도입 콘베이어 (78)로 되돌려 보낸다.

임의로는, 중합체 백킹은 기판의 상부 표면에 형성될 수 있다. 도 4는 기판의 상부 표면, 예를 들면 부유 유리 리본상에 중합체 백킹을 형성하기에 적합한 유동상 (58)을 도시한다. 도 4의 유동상은 도 3의 유동상과 유사한 작용을 한다. 도 4의 유동상 (58)은 분말을 기판의 상부 표면에 배출하고 미사용 분말을 반환하기 위하여 하향으로 경사진 상부 구간 (82)를 이용한다.

도 3 및 도 4의 유동상은 하우징 (64)의 하부 (68)로부터 떨어진 지점에 블래킷 (86)으로 고정된 다공성 멤브레인 (84)를 갖는다. 분말 도입부 (88)은 분말 도입부 콘베이어 (78)로부터 장치에 분말을 도입하기 위하여 하우징 (64)의 한 면에 위치된다. 공기 도입부 (90)은 하우징 (64)상의 멤브레인 (84) 아래에 위치하여 압축 공기의 도입을 가능케 한다.

다른 형태의 설비는 분말을 유리 기판상으로 운반하기 위하여 사용될 수 있다. 도포 설비는 기판을 완전하게 코팅하고 균일한 백킹을 제공하기 위하여 기판의 전체 폭을 가로질러 분말을 균일한 방식으로 분산시켜야 한다.

본 발명 방법의 실시에 있어서, 각각 열가소성 및 열경화성 중합체를 백킹 재료로서 사용될 수 있다. 초기 중합체는 분말 형태이여야 하고 기판의 공정 온도에서 완전히 중합할 수 있어야 한다.

바람직한 초기 중합체는 중합 시에 광택 가교 중합체 백킹을 생성하는 에폭시 분말이다. 에폭시는 미국 뉴욕 버팔로 소재 프래트 앤드 램버트 사(Pratt and Lambert Co.)로부터 입수할 수 있는 #88-990으로 지칭되는 급경화성 에폭시이다. 화학적 조성물은 독점적으로 상표명 비트라론(Vitralon)으로 매매된다. 이것은 최소량의 클레이 바디(clay body) 충전제 및 카본 블랙 안료를 갖는 실질적인 급경화성 검정색 분말이다.

임의로는, 자외선 내성 중합체 백킹을 생성하는 하이브리드 에폭시/폴리에스테르 분말을 이용할 수 있다. 하이브리드 에폭시/폴리에스테르 분말은 바람직하게는 자동차 또는 건축용 제품을 위한 템퍼드 유리 기판에 이용된다.

실란 화합물은 임의로 분말에 첨가되어 중합체의 접착 성질을 향상시킨다. 실란은 커플링제로 작용하여 무기 표면에 유기 수지의 접착력을 향상시킨다. 따라서, 실란 화합물은 유기 표면에 중합체 코팅의 결합을 증진시킨다. 유기관능성 실란은 본 발명의 실시에 사용된다. 유기관능성 실란은 글리시독시 실란, 아미노 실란, 메르캅토 실란 및 이소시아네이토 실란을 포함한다.

바람직한 실란 화합물은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란이다. 이 화합물은 Z-6040 실란(상표명)으로 지칭되는 미국 미시간주 미드랜드 소재 다우 코닝사로부터 입수할 수 있다. 이 화합물은 프래트 앤드 램버트사의 에폭시 분말과 5 중량%까지 혼합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판은 일반적으로 소다-석회-실리카 유리이다. 기판은 유리 템퍼 공정에 이용되는 부유 유리 리본 또는 어닐링된 유리 시이트일 수 있다. 유리 기판은 또한 백킹이 도포 되는 곳으로부터의 반대쪽에 추가의 코팅을 가질 수 있다. 각각의 기판에서, 목적하는 도포 지점에서, 기판의 온도는 초기 중합체의 중합 온도 이상이라는 것이 중요하다.

분말의 도포 지점에서 기판의 온도 범위는 일반적으로 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)이다. 상한은 부유 유리 공정 중에서 기판 제조의 필요성에 따라 정해진다. 기판의 모든 중요한 어닐링이 본 발명의 방법을 통하여 백킹을 어닐링하기 전에 완성되는 것이 중요하다. 따라서, 상한은 232.2 ℃(450 ℉)에서 결정되어 기판으로부터 모든 바람직하지 않은 압력의 제거를 보장한다. 기판위에 도포된 중합체 백킹의 질을 보증하기 위하여 하한을 정한다. 하한은 기판상으로 도포된 모든 초기 중합체 분말이 완전하게 중합한다는 것을 보장할 것이다.

본 발명 방법의 실시에서, 분말은 코팅될 기판에 근접한 영역까지 운반된다. 운반 장비는 나사송곳형 콘베이어 또는 공기 운반 시스템과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 분말은 도포 장치, 예를 들면 전기한 도 3 및 4에 묘사된 유동상까지 운반된다.

도포 장치는 기판 위에 분말의 균일한 막을 도포하기 위해 사용된다. 평평하고 일관된 중합체 백킹을 갖는 완성품을 얻기 위하여 분말을 균일하게 도포 하는 것이 필수적이다. 따라서, 분산 장치는 분말 클라우드 밀도 및 다양한 기판 흐름 및 라인 속도 조건하에서 기판에 대한 분말의 속도를 조절할 수 있어야 한다. 이것은 특히 762 cm/min(300 inch/min)를 넘는 라인 속도로 순회하는 부유 유리 리본에서도 마찬가지이다.

본 발명에서, 분말의 크기는 중요한 조작 파라미터이다. 분말의 크기는 생성 중합체 백킹의 두께 및 농도에 영향을 준다. 일반적으로, 약 20 내지 120 마이크론의 분말 크기 범위는 도 3 및 4에 묘사된 유동상의 이용을 통하여 중합체 백킹에 도포하기에 적당하다. 주어진 기판 및 중합체를 위한 바람직한 크기 범위의 선택은 목적하는 중합체 두께 및 중합체 백킹을 위한 도포 지점에서 유리 기판의 제조 또는 성형을 포함하는 조작 조건에 의존한다. 부유 유리 리본 상의 에폭시 중합체 백킹을 약 0.00508 cm(0.002 inch)의 두께로 얻기 위한 바람직한 분말 크기는 공칭 40 마이크론이다. 공칭 40 마이크론 이상의 분말은 목적하는 0.00508 cm(0.002 inch)보다 두꺼운 중합체 백킹을 생성할 것이다. 40 마이크론 보다 미세한 분말은 도포 지점에서 분진을 생성할 것이며 목적하는 두께의 백킹을 생성할 수 없을 것이다.

분말 클라우드는 압축 공기를 이용하여 조절할 수 있다. 압축 공기는 유동상의 멤브레인을 통하여 흐르고 분말을 유동상의 상부 구간중의 개방 슬롯의 위쪽을 향하여 이동시킨다.

조작 시에, 초기 중합체 분말은 분말 도입부 (88)을 통하여 도 3의 유동상으로 운반된다. 압축 공기는 공기 도입부 (90) 및 멤브레인 (84)를 통하여 흐르고 분말을 멤브레인 (84) 위로 이동시켜 클라우드를 형성한다. 그 후 클라우드를 경사진 상부 (70)에 근접한 영역 위쪽으로 이송시킨다. 경사진 상부 (70)은 분말의 클라우드를 부유 유리 리본 (18)의 폭을 가로질러 방출 슬롯 (72)를 통하여 균일하게 흐르도록 작용한다. 공기 압력의 조절은 크기 및 클라우드의 형성 및 유동상의 개방 슬롯을 통한 분말 방출율을 다양하게 한다. 경제적인 이유로 인하여, 도포 장치를 조절하여 생성 백킹이 하부 표면에서의 두께가 0.00508 내지 0.0203 cm(0.002 내지 0.008 inch)의 목적하는 범위를 갖게 하는 것이 바람직하다. 개량된 조절 및 분산된 분말의 균일도는 더욱 얇은 중합체 백킹을 가능하게 할 수 있다.

분말은 이것이 접착되고 중합되어 중합체 백킹을 형성하는 부유 유리 리본 (18)을 향하여 진행한다. 미사용 재료를 진공 회수 슬롯 (74)를 통하여 제거하고 유동상 58(나타내지 않음)로 직접 회수시키거나 진공 집적 하우징 (76)을 통하여 운반 시스템으로 회수시킨다.

본 발명에서, 백킹 공정은 급경화성 에폭시 수지를 사용할 때 별개의 경화 단계를 필요로 하지 않는다. 기판의 온도는 분말이 기판의 표면에 부착할 때 중합을 야기한다. 중합체의 경화는 기판이 부유 유리 공정과 관련된 통상의 냉각 단계를 통하여 진행할 때 발생한다.

부유 유리 공정 중에서 본 발명 방법의 실시에서, 공기 나이프 (62)는 도 2에서 지시한 바와 같이 분말을 부유 유리 리본 (18)의 하부에 도포할 때 사용한다. 공기 나이프 (62)는 이동 부유 유리 리본 (18)을 지지하는 동안 중합체의 표면의 스키닝 또는 응결을 가능하게 한다. 이는 리본이 정렬 롤 (42)를 가로지를 때 백킹의 차폐 제거 또는 제거를 방지한다. 그 후 중합체 백킹을 갖는 유리 리본은 통상의 공정 단계 동안 추가로 냉각되어 완성품을 완성한다.

유사한 중합체 백킹의 도포가 유리 템퍼 공정에 사용될 수 있다. 유리 완화 공정은 예비 절단 어닐링된 유리의 단일 시이트를 포함한다. 시이트는 가열 오븐을 통하여 운반된 후 공기 켄칭 또는 템퍼 단계를 필요로 하게 된다. 초기 중합체 분말은 템퍼 단계 후에 단, 기판이 약 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)일 때 냉각 단계 전에 유리 시이트에 이용된다. 기판의 온도 범위는 부유 유리 공정에서 고찰된 것과 동일한 이유로 인하여 제한된다. 분말은 기판상에 중합된 후 기판의 경화 단계 동안에 경화하여 중합체 백킹을 형성한다.

본 발명으로부터 생성 중합체 백킹 기판은 내구성 및 내마모성을 갖고 훌륭한 불투명도 및 접착 성질을 나타낸다. 부가적으로, 백킹을 통한 광 투과율은 가시 범위에서 1 % 미만이다.

기판상의 중합체 백킹의 접착 성질은 완성품에서 가장 중요한 성질이다. 따라서, 완성품은 유리 기판 상의 백킹의 접착 수준을 측정하기 위한 다양한 시험을 필요로 한다. 생성 물품은 기판 및 백킹을 50 ℃에서 250 시간 동안 탈이온화된 물에 침적시키는 물 침적 시험을 필요로 한다. 탈 이온화된 물로부터의 물품을 제거할 때, ASTM D3359에 따라서, 백킹에 칼로 선을 긋거나 음영을 새긴다. 그 후 테이프가 백킹에 도포 되고 이어서 제거된다. 테이프의 제거 시에, 백킹은 기판상에 남아 있어야 하고, 이는 유용한 접착 성질을 나타낸다.

물 침적 시험에 부가하여, 백킹은 고온/고습도 시험을 필요로 한다. 이 시험은 백킹된 물품을 90 ℃ 및 상대 습도 95 %의 환경에 1000 시간동안 놓아두는 것을 포함한다. 물품의 제거에 있어서, 물품은 그 후 물 침적 시험에 이용한 것과 같은 동일한 횡단 음영 시험을 필요로 한다.

미적으로서, 본 발명의 에폭시로 백킹된 생성 물품은 목적하는 광택, 텍스쳐드 피니쉬를 갖는다. 백킹의 조직은 본 발명 방법의 고유한 결과이다. 텍스쳐드 피니쉬는 최종 용도 제품, 예를 들면 거울을 위한 백킹 상에 추가의 접착제의 도포를 제공하기 때문에 중요하다.

완성품은 추가로 유리 기판의 반대쪽에 추가의 코팅을 갖기 때문에 제 1 또는 정면 표면 거울을 생성할 수 있다. 도 5는 본 발명의 공정을 통하여 에폭시 백킹 (96)이 도포된 유리 기판 (94)를 갖는 완성품 (92)를 예시한다. 부가적으로, 복수의 코팅 (98)은 기판의 반대쪽 면에 도포 되어 완성품에 다양한 투과율 및 스펙트럼 성질을 제공한다. 이들 코팅은 일반적으로 공지의 화학 증착 공정을 통하여 부유 유리 공정에 이용되는 다양한 코팅 조성물을 포함한다. 코팅은 완성품에 비굴절 및 내마모성을 제공한다.

임의로는, 본 발명의 완성품은 에폭시 코팅으로서 유리 기판의 동일 면 상의 코팅을 포함하여, 예를 들면 제 2 표면 거울을 생성할 수 있다. 따라서, 코팅은 에폭시 백킹을 도포하기 전에 부유 유리 기판상으로 도포할 수 있다. 그 후 에폭시 백킹을 코팅위로 도포 한다. 도 4에서 도시한 장치는 분말을 부유 유리 기판의 코팅된 상부 표면에 도포하기에 적당하다. 코팅 공정은 본 발명의 어떤 부분도 형성하지 않는다.

본 발명의 백킹은 완성품에서 고도의 불투명도를 생성한다. 고도의 불투명도는 장식용, 건축용 및 자동차용의 거울로서 완성품의 이용을 가능케 한다.

본 발명의 방법은 용매를 기재로한 페인트를 사용한 백킹 공정이 안고있는 환경적인 문제점을 제거한다. 본 발명은 원료 물질로서 건조 분말을 사용한다. 분말은 도포 시에, 어떤 유해한 증기도 발생시키지 않는다. 더욱이, 본 발명의 초기 중합체 분말은 도포 시에 추가의 해로운 폐기물을 발생시키지 않는다. 따라서 본 발명은 현저한 경제적 및 환경적인 이점을 제공한다.

본 발명을 실시하기 위하여 본 발명자들에 의해 현재 의도된 최적의 형태를 구성하는 다음의 실시예는, 단지 본 발명에 대한 추가의 예시 및 예증을 나타낸 것으로서, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

실시예 1

본 발명 방법의 실시에서 부유 유리 공정을 사용하였다. 코팅시킬 수 있는 하부 표면을 갖는 유리 리본 기판을 공정으로부터 제조하였다. 부유 유리 공정은 본 발명의 어떤 부분도 형성하지 않는다.

에폭시 벡킹을 부유 유리 라인 상의 세척 검사 영역전 및 융해조 직후의 영역에서 부유 유리 리본의 하부에 도포 하였다. 백킹을 부유 유리 리본의 하부를 가로질러 40.64 cm(16 inch) 폭의 영역에 연속적으로 도포 하였다. 에폭시 벡킹을 도포한 영역에서 부유 유리의 온도는 대략 154.4 ℃(385 ℉)였다. 부유 유리의 라인 속도는 977.7 cm/min(385 inch/min)였다.

이 실시예에서 이용한 초기 중합체 분말은 프레트 앤드 램버트 사에 의하여 배합된 프레트 앤드 램버트 사의 88-990 급경화성 에폭시 분말 95 중량% 및 다우 코닝 사의 Z-6040 실란(상표명) 5 중량%를 포함하는 것이었다. 도 3에서와 유사한 유동상을 사용하여 분말을 유기 기판상으로 운반하였다. 수동으로 유동상을 분말로 채웠다. 유동상으로부터 분말의 방출율은 약 19.05 kg/hr(42 lb/hr)였다.

유동상은 다공성 멤브레인을 갖춘 시이트 금속 유동 호퍼를 갖는다. 호퍼를 경사진 벽을 갖는 제거 가능한 상부로 덮었다. 유동상의 폭은 30.48 cm(12 inch)이고, 제거 가능한 상부를 포함한 전체 높이는 45.72 cm(18 inch)였다. 상부를 포함한 유동상의 길이는 40.64 cm(16 inch)였다. 경사진 벽은 서로 인접한 엔클로져의 상부로 기울어 1.905 cm(3/4 inch)의 개구부 또는 상부의 전체 길이가 40.64 cm(16 inch)에 달하는 배출 슬롯을 형성한다. 두 개의 회수 슬롯을 상부의 개구부의 각 면에 배치하였다. 미사용 분말을 유동상으로 회수시키도록 진공 시스템에 슬롯을 연결하였다.

유동상을 선회 부유 유리에 가로질러 위치한 세로의 개구부를 갖는 부유 유리 밑에 설치하였다. 1.905 cm(3/4 inch)의 개구부를 부유 유리 기판으로부터 1.27 cm(1/2 inch)떨어뜨려 설치하였다. 베드를 조심스럽게 평평하게 하여 기판의 폭을 가로질러 분말 클라우드의 균일한 분포를 얻었다. 에폭시 분말을 유동화시켜 압축 공기를 사용하여 유동상중의 재료의 클라우드를 형성하였다. 공기를 상대 습도 25 %이하, 온도 15.56 ℃(60 ℉) 및 압력 0.70 kg/cm³(60 psi)로 유지하였다. 경사진 벽은 에폭시 분말의 유동 클라우드를 유도하고 상부의 1.905 cm(3/4 inch) 배출 슬롯을 통하여 운반하였다. 분말(여기서, 분말은 경화되어 유리 기판 상의 열가소성 에폭시 코팅을 형성함)을 부유 유리상으로 운반하였다. 부유 유리에 접착되지 않은 과량의 분말을 진공 시스템을 통하여 유동상으로 환원시켰다. 유동상의 온도를 분말의 중합 온도 이하로 유지하기 위하여 냉각 팬을 유동상에 인접하게 삽입하였다.

부유 유리상에 생성된 에폭시 백킹은 공칭 두께 0.00254 cm(0.001 inch)였다. 광택 백킹은 유리의 백킹된 부분을 가로지르는 균일한 두께의 아주 명확한 모서리를 갖게 되었다. 코팅은 백킹된 기판이 부유 유리 공정의 냉각 부분중의 정렬 롤을 가로질러 이동할 때 기판으로서 중합체를 차폐제거 또는 제거하는 최소의 롤을 나타내었다.

생성 물품은 각각의 전기한 접착 시험을 필요로 한다. 각각의 시험의 결과는 허용가능한 접착 성질을 지시한다. 부가적으로, 생성 물품은 가시 범위에서 1 %미만의 광 투과율을 갖는다.

실시예 2

실시예 1에서 기술한 바와 같이 동일한 과정 및 조작 파라미터를 일반적으로 이 실시예에서 반복하였다. 유동상을 실시예 1에서 사용한 큰 부피의 초기 중합체 분말로 채웠다. 유동상중의 분말의 큰 부피를 보상하기 위하여 유동 공기의 부피를 증가시켰다.

생성 광택 에폭시 벡킹은 건조 필름 중에서 실시예 1에서의 것보다 무거웠다. 백킹은 기판의 적용범위에서 균일하고 대략 0.002 cm(0.008 inch)의 두께를 나타내었다. 백킹은 유리의 세로 방향으로 약간의 두께 편차를 갖는다.

실시예 3

어닐링된 유리 기판을 이 실시예에서 이용하기 위하여 제공하였다. 유리 기판을 콘베이어 용광로에서 176.7 ℃(350 ℉)까지 가열하였다. 본 발명 방법을 시험하기 위하여 콘베이어 용광로를 실험실에서 사용하여 부유 유리 공정의 백킹 도포 조건을 실험하였다. 용광로를 인-라인 로울러에서 사용하여 유리 기판을 본 발명의 방법을 실시하기 전에 가열 영역을 통하여 운반하였다.

그 후 다우 코닝사의 Z-6040 실란(상표명)을 접착 촉진제로서 뜨거운 유리 기판위로 스프레이 하였다. 그 후 분쇄된 폴리비닐 클로라이드 분말을 즉시 기판의 상부에 도포 하였다. 분말을 균일한 방식으로 수동으로 도포 하였다. 폴리비닐 클로라이드 분말을 기판상에서 중합시켜 중합체 백킹을 형성하였다. 유리 기판이 상온까지 냉각되었을 때 중합체 백킹을 경화시켰다. 불투명해진 완성품은 1 % 미만의 가시 광 투과율을 갖는다. 생성 물품은 전기한 물 침적 시험을 필요로 한다. 폴리비닐 클로라이드 백킹은 허용가능한 접착 성질을 나타낸다.

예측예 1

실시예 1에 기술된 바와 같이 부유 유리 공정을 이용하여 본 발명의 방법을 실시하기 위한 유리 리본 기판을 제공한다. 반사 코팅을 유리 제조 공정의 부유조 부분 중의 유리 리본의 상부 표면 위에 도포 하였다. 반사 코팅은 유리 기판상에 침착되고 접착된 규소의 제 1 층을 포함한다. 규소를 약 240 Å 공칭 두께로 도포 한다. 약 800 Å 공칭 두께를 갖는 이산화 규소의 중간층을 규소 층에 도포 한다. 약 700 Å의 공칭 두께를 갖는 산화 주석층을 침착시키고 이산화 규소 층에 접착시킨다.

에폭시 백킹을 융해조 바로 앞의 영역중의 부유 유리 리본의 하부에 도포 한다. 실시예 1에서 기술한 바와 같은 동일한 과정 및 조작 파라미터를 이 실시예에서 중복 사용한다. 반사 코팅과 함께 에폭시 벡킹은 제 1 표면 거울로서 이용하기에 적당한 물품을 생성한다.

생성 물품은 광택 및 유리 기판의 벡킹된 부분을 가로지르는 균일한 두께를 나타낼 것이다. 물품은 백킹을 통한 1 % 미만의 가시 광선 투과율을 허용할 때 코팅으로부터 78 %이상의 가시 광선 반사율을 가질 것이다. 백킹은 또한 전기한 접착 시험을 통하여 측정한 바와 같은 허용가능한 접착 성질을 가질 것이다.

예측예 2

실시예 1에서 기술한 바와 같이 부유 유리 공정을 이용하여 본 발명의 방법을 실시하기 위한 유리 리본 기판을 제공한다. 반사 코팅을 유리 제조 공정의 부유 조 부분 중의 유리 리본의 상부 표면에 도포 한다. 반사 코팅은 규소가 유리 기판상에 침착되고 접착된 제 1 층을 포함한다. 규소를 약 200 Å 공칭 두께로 도포 한다. 약 1000 Å 공칭 두께를 갖는 이산화 규소의 중간층을 규소 층에 도포 한다. 약 700 Å 공칭 두께를 갖는 제 2 규소 층을 이산화 규소 층에 침착시키고 접착시킨다.

에폭시 백킹을 융해조 바로 앞의 영역중의 부유 유리 리본의 상부에 도포 한다. 에폭시 백킹을 반사 코팅 위에 직접 도포 한다. 도 4에서 예시한 것과 유사한 유동상을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에서 기술한 바와 같은 동일한 과정 및 조작 파라미터를 이 실시예에서 중복 사용한다. 반사 코팅과 함께 에폭시 벡킹은 제 2 표면 거울로서 이용하기에 적당한 물품을 생성한다.

생성 물품은 광택 및 유리 기판의 벡킹된 부분을 가로질러 균일한 두께를 나타낼 것이다. 물품은 4 mm 두께에서 측정한, 유리로부터의 78 %이상의 가시 광선 반사율을 가질 것이다. 물품은 백킹을 통하여 1 % 미만의 가시 광선 투과율을 가질 것이다. 백킹은 전기한 접착 시험을 통하여 측정한 바와 같은 허용가능한 접착 성질을 가질 것이다.

Claims (33)

1. (a) 초기 중합체 분말을 제공하는 단계,

   (b) 상기 분말을 상기 분말의 중합 온도 이상의 온도에 있는 코팅될 유리 기판 근접 위치로 운반하는 단계,

   (c) 상기 분말을 유리 기판상으로 방출하여 상기 분말이 중합하여 상기 유리 기판상에 백킹을 형성하는 단계

   를 포함하는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판이 약 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)의 부유 유리 리본이고, 상기 분말이 상기 부유 유리 리본 위로 연속적으로 방출되는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 초기 중합체 분말이 에폭시 분말인, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 초기 중합체 분말이 폴리비닐 클로라이드 분말인, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판이 템퍼드 유리 시이트이고, 상기 템퍼드 유리 시이트가 약 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)에 있을 때 상기 초기 중합체 분말이 공기 켄칭 단계 후에 상기 템퍼드 유리 시이트 위로 방출되는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 분말이 급경화성 분말인, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 초기 중합체 분말이 아미노 실란, 메르캅토 실란, 글리시독시 실란 또는 이소시아네이토 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 유기관능성 실란 접착 촉진제를 함유하는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 분말이 약 20 내지 120 마이크론의 공칭 분말 크기를 갖는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판 상의 상기 백킹이 1 % 미만의 가시광선 투과율을 갖는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
10. (a) 에폭시 분말을 제공하는 단계,

    (b) 상기 에폭시 분말을 상기 분말의 중합 온도 이상의 온도에 있는 코팅될 유리 기판 근접 위치로 운반하는 단계,

    (c) 상기 에폭시 분말을 상기 유리 기판상으로 방출하여 상기 에폭시 분말이 중합하여 상기 유리 기판상에 열경화성 에폭시 백킹을 형성하는 단계

    를 포함하는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 에폭시 분말이 접착 촉진제로서 아미노 실란, 메르캅토 실란, 글리시독시 실란 또는 이소시아네이토 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 유기관능성 실란을 함유하는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
12. 제11항에 있어서, 유기관능성 실란이 총 분말의 5 중량%이하의 양의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란인, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
13. 제10항에 있어서, 상기 유리 기판이 부유 유리 리본이고, 상기 에폭시 분말이 상기 부유 리본이 약 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)의 온도에 있을 때 상기 부유 유리 리본에 연속적으로 방출되는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
14. 제10항에 있어서, 상기 유리 기판이 템퍼드 유리 시이트이고, 상기 템퍼드 유리 시이트가 약 148.9 내지 232.2 ℃(300 내지 450 ℉)에 있을 때 상기 에폭시 분말이 공기 켄칭 단계 후에 상기 템퍼드 유리 시이트에 방출되는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 에폭시 분말이 에폭시 폴리에스테르 하이브리드이고, 생성된 열경화성 백킹이 자외선 내성을 제공하는, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
16. 제10항에 있어서, 상기 에폭시 분말이 급경화성 에폭시 분말인, 기판상으로의 중합체 백킹의 도포 방법.
17. (a) 아미노 실란, 메르캅토 실란, 글리시독시 실란 또는 이소시아네이토 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 유기관능성 실란 접착 촉진제를 포함하는 급경화성 에폭시 분말을 제공하는 단계,

    (b) 상기 분말을 상기 에폭시 분말의 중합 온도 이상인 약 148.9 내지 약 232.2 ℃(약 300 내지 450 ℉)의 온도로 존재하는 상기 부유 유리 리본의 근접 위치로 운반하는 단계.

    (c) 상기 에폭시 분말을 상기 부유 유리 리본 위로 방출하여 상기 에폭시 분말이 중합하여 상기 부유 유리 리본 상에 열경화성 에폭시 백킹을 형성하는 단계

    를 포함하는, 제조 과정 중의 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 글리시독시 실란이 총 분말의 5 중량% 이하의 양인 3-글리시독시프로필-트리메톡시실란인, 부유 유리 리본상으로 에폭시 백킹의 도포 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 부유 유리 리본이 상기 백킹이 도포 되는 상기 부유 유리 리본의 반대쪽 면에 침착된 실리카 코팅을 갖는, 부유 유리 리본상으로 에폭시 백킹의 도포 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 부유 유리 리본이 상기 백킹이 도포 되는 상기 부유 유리 리본의 반대쪽 면에 침착된 규소 코팅 및 이어서 실리카 코팅을 갖는, 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 분말이 약 20 내지 120 마이크론의 공칭 분말 크기를 갖는, 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 분말이 약 40 마이크론의 공칭 분말 크기를 갖는, 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
23. 제17항에 있어서, 상기 유리 기판 상의 상기 백킹이 1 % 미만의 가시 광선 투과율을 갖는, 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
24. 제17항에 있어서, 상기 백킹이 약 0.00508 내지 약 0.0203 cm(약 0.002 내지 0.008 inch)의 두께를 갖는, 부유 유리 리본상으로의 에폭시 백킹의 도포 방법.
25. 제1항의 방법에 의해 제조된, 그 위에 중합체 백킹을 갖는 기판.
26. 제17항의 방법에 의해 제조된, 그 위에 에폭시 백킹을 갖는 기판.
27. (a) 그의 표면상에 침착되어 그에 접착된 광 반사 코팅을 갖는 부유 유리 리본을 제공하는 단계,

    (b) 에폭시 분말을 제공하는 단계,

    (c) 상기 에폭시 분말을 상기 에폭시 분말의 중합 온도 이상의 온도에 있는 상기 부유 유리 리본의 근접 위치로 운반하는 단계,

    (d) 상기 에폭시 분말을 상기 부유 유리 리본위로 방출하여 상기 에폭시 분말이 중합하여 상기 부유 유리 리본상에 열경화성 에폭시 백킹을 형성하는 단계

    를 포함하는, 제조 과정 중에 에폭시 백킹을 부유 유리 리본상으로 도포 하는 것에 의한 거울의 제조 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 에폭시 분말이 상기 코팅상으로 방출되고 그에 중합되어 제 2 표면 거울을 형성하는 거울의 제조 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 코팅이 상기 부유 유리 리본 표면상에 침착되어 그에 접착된 제 1 규소층, 상기 제 1 규소층 상에 침착되어 그에 접착된 이산화 규소층, 및 상기 이산화 규소층에 침착되어 그에 접착된 제 2 규소층을 포함하는 거울의 제조 방법.
30. 제27항에 있어서, 상기 에폭시 분말이 상기 코팅이 도포 되어 제 1 표면 거울을 형성하는 표면 반대쪽의 상기 부유 유리 기판의 표면상에 방출되고 그에 중합되는 거울의 제조 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 코팅이 상기 부유 유리 리본 표면상에 침착되어 그에 접착된 규소층, 상기 규소층에 침착되어 그에 접착된 이산화 규소층 및 상기 이산화 규소층에 침착되어 그에 접착된 산화 주석 층을 포함하는 거울의 제조 방법.
32. 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 리본 상의 상기 중합체 백킹이 1 % 미만의 가시 광선 투과율을 갖는 거울의 제조 방법.
33. 제32항의 방법에 의해 제조된, 그 위에 중합체 백킹을 갖는 거울.