KR20050010282A - 유색유리의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 유색유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유색유리의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 유색유리에 관한 것으로서, 다양한 색상이 표현됨과 동시에 유색도료막과 투명유리판 사이의 부착성이 증진된 유색유리를 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 투명유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하여 정전기를 유도하는 단계와; 세척한 유리판의 일면에 유색도료를 도포하여 건조시키는 단계를; 포함하는 유색유리의 제조방법에 있어서, 상기 유색도료를 도포한 건조시킨 유리판을 200∼300℃에서 10∼15분간 소성하고, 다시 550∼800℃에서 10∼15분간 소성하는 열처리 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법과, 상기 제조방법에 의해 제조되는 것으로서 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막을 포함함을 특징으로 하는 유색유리를 제공한다.

Description

유색유리의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 유색유리{Manufacturing method of color glass and the color glass by the method}

본 발명은 유색유리의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 유색유리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리에 다양한 색상이 표현되도록 하여 외관적인 미감을 극대화시킨 유색유리를 제조하는 방법과 그 방법에 의해 제조되는 유색유리에 관한 것이다.

일반적으로 유리는 비결정질의 고형물로서 투명도가 매우 높아 각종 건축물의 창문에 사용되어 왔으며, 근래에는 투명한 유리의 뒷면에 은이나 알루미늄 등의 반사도가 높은 금속물질을 코팅하여 거울로 사용하고 있다. 특히 판유리로 제작된 거울은 물체를 비춰 보이는 고유한 기능뿐만 아니라 장식물로서의 비중이 점차 높아지고 있는 추세이다.

그러나, 종래 사용되어 왔던 대부분의 유리나 거울은 무색 투명한 유리를 사용하여 제조됨에 따라 장식물로서의 가치가 다소 떨어지며, 특히 거울의 경우 물체를 비춰 보이는 단순한 기능만을 나타낸다는 단점을 가지고 있다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 유리에 색상을 부여한 유색유리 또는 유색거울을 제조하기 위한 시도가 있었으며, 이러한 시도의 일환으로 본 발명자는 국내 특허 제1997-1215호의 "유색거울 및 그 제조방법"에 관한 기술을 선 출원하여 등록받은 바 있다.

상기 등록번호의 기술을 보다 구체적으로 살펴보면 투명유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하여 정전기를 유도한 다음, 그 표면에 우레탄수지를 주재로 하는 폴리베이스 클리어와 스테인(Heavy metals stain), 신나, 경화제 및 색소로 이루어지는 유색도료를 도장하여 건조시키고, 건조된 면에 높은 반사효율을 갖는 금속을 증착하여 반사피막을 형성시킨 후, 반사피막의 외 표면에 수축팽창계수가 적으며 강알칼리 성분에 강한 강화페인트를 도포하여 코팅보호막을 형성함으로서 유색유리를 제조하는 것이다.

이와 같이 하여 제조된 유색거울은 물체를 비춰 보이는 거울 고유의 기능뿐만 아니라 다양한 색상이 표현됨에 따라 사용자의 다양한 욕구를 충분히 충족시켜 주어 실생활에서 폭넓게 사용될 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 상기한 방법으로 제조된 유색유리의 경우 유색도료와 투명유리판 사이의 부착성이 저하되어 투명유리판에서 유색 도료막이 쉽게 떨어져 나가 거울의 수명이 크게 단축되는 문제점이 발생하였다.

이에, 본 발명자는 본 발명자에 의해 선출원되어 등록받은 바 있는 국내 특허 제1997-1215호의 기술을 개량하여 유리의 표면에 유색도료막의 형성시 부착성을크게 증진시킬 수 있도록 함으로서 다양한 색상이 표현됨과 동시에 제품의 내구성을 연장시킬 수 있는 유색유리를 연구한 끝에 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 다양한 색상이 표현됨과 동시에 유색도료막과 투명유리판 사이의 부착성을 증진시킬 수 있도록 한 유색유리의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 유색유리를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 유색유리를 이용하여 제조되는 유색거울을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

투명유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하여 정전기를 유도하는 단계와; 세척한 유리판의 일면에 유색도료를 도포하여 건조시키는 단계를; 포함하는 유색유리의 제조방법에 있어서,

상기 유색도료를 도포한 건조시킨 유리판을 200∼300℃에서 10∼15분간 소성하고, 다시 550∼800℃에서 10∼15분간 소성하는 열처리 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법을 제공한다.

또, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 것으로서 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막을 포함함을 특징으로 하는 유색유리를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 유색유리의 유색도료막 표면에 높은 반사효율을 갖는 금속을 증착하여 형성된 반사피막을 포함하는 유색거울을 제공한다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 다양한 색상이 표현되는 유색도료막을 유리에 구현하여 유색유리를 제조하는 과정에서 유색도료막과 투명유리판 사이의 부착성을 증진시키기 위하여 먼저 통상의 방법으로 투명유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하여 정전기를 유도하는 단계를 거치게 된다.

이와 같이 투명유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하게되면 투명유리판에 부착된 불순물이 제거됨과 동시에 자연스럽게 정전기가 유도되어 유색도료막과의 부착성이 증진된다.

세척이 완료되면 투명유리판의 일면에 유색도료를 도포하여 건조시키는 단계를 거치게 된다. 이때, 유색도료는 본 발명자에 의해 선출원되어 등록받은 바 있는 국내 특허 제1997-1215호에서 제시하고 있는 유색도료를 포함하여 유색유리 또는 유색유리판의 제조시 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 상기 유색도료로 고형분 함량이 70∼80%이고 잔량이 유기용제인 아크릴실리콘계 수지 40∼60중량부와, 금속 착색제 6∼12중량부, 신나 30∼50중량부, 경화제 2∼3중량부 및 무기색소 0.01∼0.05중량부를 포함하는 조성물을 사용하였다.

유색도료를 투명유리판에 도포하는 방법은 통상의 나이프코팅이나 스프레이코팅, 롤코팅 등의 방법을 적용하여 용이하게 실시할 수 있으며, 투명유리판에 유색도료를 도포한 후에는 이를 80∼100℃의 건조로에 넣어 약 10분 정도 건조시킨다.

투명유리판에 유색도료를 도포한 후 건조하여 유색도료막이 형성되면, 상기 유색도료막이 형성된 유리판을 200∼300℃에서 10∼15분간 1차 소성하고, 다시 550∼800℃에서 10∼15분간 2차 소성하여 유색도료막을 유리판에 용융 부착시키는 열처리 단계를 거치게 된다. 즉, 본 발명에서는 열처리 단계를 통해 투명유리판에 유색도료막이 용융 부착시킴으로서 유색도료막과 투명유리판의 부착력을 극대화시킨 것에 그 특징이 있다.

상기에서 1차 소성은 2차 소성을 위한 예비 과정으로서 2차 소성시 유리판이 깨어지거나 손상되는 것을 방지하기 위하여 실시하며, 유리판이 용융되지 않고 무리가 가지 않는 온도 범위내에서 소성하면 충분하다. 본 발명에서는 상기 1차 소성을 200∼300℃에서 10∼15분간 실시하였다.

1차 소성 후 2차 소성을 거치게 되는데, 2차 소성을 실시하게 되면 유리판의 겉표면이 용융되게 되며 그에 따라 유색도료막이 유리판에 강하게 부착되게 된다. 이때, 2차소성을 하는 과정에서 유리판의 표면에 변형이 발생하지 않아야 하므로 2차 소성시의 온도가 매우 중요하다.

본 발명에서는 550∼800℃에서 10∼15분간 2차 소성을 실시하였으며, 2차 소성의 온도가 550℃미만일 경우 유리판의 표면용융이 이루어지지 않아 유색도료막이 유리판표면에 용융부착되지 않아 부착력이 떨어지는 단점이 있으며, 2차 소성의 온도가 800℃를 초과하는 경우 유리판의 표면에 변형이 발생하여 우수한 제품의 제조가 불가능하다는 단점이 있으므로 상기 범위 내에서 2차 소성하는 것이 바람직하다.

또한, 2차 소성시의 유지시간이 15분을 초과하는 경우 유리판 표면의 변형이 발생할 우려가 있으며, 유지시간이 10분 미만일 경우 유색도료막과 투명유리판과의 부착력이 저하될 우려가 있으므로 2차소성은 10분 내지 15분간 실시하는 것이 바람직하다.

상술한 열처리 단계에서 2차 소성시의 온도를 낮추기 위하여 유색도료막을 형성하는 단계에서 유색도료 100중량부에 대하여 플럭스 10∼30중량부 첨가한 다음 이를 유리판에 도포하여 유색도료막을 형성하는 것이 좋다. 일반적으로 플럭스는 소성온도를 낮추기 위하여 사용하는 것으로서, 이와 같이 유색도료에 플러스를 첨가한 후 이를 도포하여 유색도료막을 형성하게 되면 열처리 단계에서의 2차 소성시 온도를 낮출 수 있게 된다.

상기 플럭스로는 다양한 종류의 것을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 플럭스로 Na₂CO₃10중량%와, BaCO₃10중량%, B₂O₃30중량%, Pb₃O₄30중량% 및 Feldspar 20중량%로 이루어지는 것을 사용하였다. 상기한 조성의 플럭스를 사용하는 경우 열처리 단계의 2차 소성은 550∼600℃에서 실시하여야 하며, 만일 600℃를 초과하는 온도에서 2차 소성을 실시할 경우 유리판 표면의 변형이 발생하는 문제점이 있으므로 플럭스를 사용하는 경우 상기 범위 내에서 소성하는 것이 바람직하다.

열처리 단계가 완료되면 본 발명에 따른 유색유리가 제조되는데, 제조된 유색유리는 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막으로 구성된다.

필요에 따라서는 상기 유색도료막을 보호하기 위하여 상기 열처리단계에서 소성한 유리판의 표면에 일반적으로 사용되는 투명 UV도료를 코팅한 후 자외선 노에서 70∼80℃에서 15분간 처리하는 단계를 더 거칠 수 있다.

UV도료 코팅 단계가 완료되어 제조된 색유리는 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막 및 상기 유색도료막 상면으로 형성된 U.V 코팅층으로 이루어진다.

상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 유색유리는 유색도료막에 의하여 다양한 색상이 표현될 수 있을 뿐만 아니라 유색도료막이 투명유리판의 표면에 용융부착됨에 따라 투명유리판에 유색도료막이 강하게 부착되게 된다.

제조된 유색유리는 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 특히 거울 제조에 사용하게 되면 거울 본연의 물체를 비추어 보이는 기능과 함께 유색도료막에 의해 다양한 색상이 표현되어 외적인 미려함이 극대화되게 된다.

유색유리를 사용하여 거울로 제조하기 위해서는 유색유리의 유색도료막 표면에 높은 반사효율을 갖는 금속을 통상의 방법으로 증착하여 반사피막을 형성하면 된다. 이때, 금속을 증착시키기 위한 방법으로는 통상적으로 사용되는 물리적 증착방법이나 화학적 증착방법을 적용할 수 있으며, 반사효율이 높은 금속으로는 통상적으로 사용되는 알루미늄이나 은, 백금 등에서 선택된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 증착방법으로 일반적으로 실시하는 진공스퍼터링 방법을 적용하여 반사피막을 형성하였으며, 반사효율이 높은 금속으로는 순도 99.99%의 알루미늄을 사용하였다.

상기와 같이 유색유리에 금속을 증착하면 본 발명에 따른 거울이 제조되는데, 제조된 거울은 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막 및 상기 유색도료막 상면에 형성된 반사피막으로 이루어진다.

필요에 따라서는 반사피막이 벗겨지는 것을 방지함과 아울러 보호를 목적으로 반사피막의 상면에 통상의 도료를 도포하여 형성된 보호코팅막을 더 형성할 수 있으며, 상기 보호코팅막으로는 수축팽창계수가 적으면서 내알칼리성을 갖는 강화도료를 도포하여 형성하는 것이 좋다. 본 발명에서는 상기 보호코팅막 형성을 위한 도료로 수축팽창계수가 적고, 알칼리성분에 강한 페인트(품명: BAR-RUST 235)를 사용하였다.

상기와 같이 실시하여 제조되는 본 발명에 따른 유색거울은 반사피막에 의하여 물체를 투영하는 거울 본연의 기능과 함께 유색 도료막으로부터 다양한 색상이 표현됨에 따라 외적인 미감이 극대화되게 된다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

산화크롬이 함유된 세정수로 세척한 투명 유리판의 일면에 유색도료를 10미크론의 두께가 되도록 스프레이 코팅하여 유색도료막을 형성한 다음 100℃에서 10분간 건조하고, 상기 건조된 유리판을 270℃에서 12분간 소성한 후 다시 750℃에서 12분간 소성하여 유색유리를 제조하였다.

이때, 상기 유색도료로는 고형분 함량이 78%이고 잔량이 유기용제인 아크릴실리콘계 수지(스피타이트 520; 댓구사, 독일) 50중량부와, 금속 착색제(Oriko ; Yellow 218; ORIENT CHEMICAL LTD, 한국) 8중량부, 신나 40중량부, 경화제 2중량부 및 무기색소로 산화철 0.01중량부로 이루어진 조성물을 사용하였다.

<실시예 2>

산화크롬이 함유된 세정수로 세척한 투명 유리판의 일면에 플럭스가 첨가된 유색도료를 15미크론의 두께가 되도록 스프레이 코팅하여 유색도료막을 형성한 다음 100℃에서 10분간 건조하고, 상기 건조된 유리판을 270℃에서 12분간 소성한 후 다시 550℃에서 12분간 소성하여 유색유리를 제조하였다.

이때, 상기 플럭스가 첨가된 유색도료는 상기 실시예 1의 유색도료에 Na₂CO₃10중량%와, BaCO₃10중량%, B₂O₃30중량%, Pb₃O₄30중량% 및 Feldspar 20중량%로 이루어지는 플럭스 20중량부를 투입하여 제조된 것을 사용하였다.

<실시예 3>

산화크롬이 함유된 세정수로 세척한 투명 유리판의 일면에 유색도료를 15미크론의 두께가 되도록 스프레이 코팅하여 유색도료막을 형성한 다음 100℃에서 10분간 건조하고, 상기 건조된 유리판을 270℃에서 12분간 소성한 후 다시 750℃에서 12분간 소성하고, 상기 소성된 유리판의 유색도료막 상면에 25미크론의 두께가 되도록 UV도료를 코팅한 다음 자외선 노에서 75℃에서 15분간 처리하여 유색유리를 제조하였다.

이때, 유색도료로는 상기 실시예 1에서 사용한 도료를 사용하였으며, UV도료로는 에폭시 아크릴레이트 30중량부와, 비닐 레진 10중량부, 광개시제 5중량부, 이소프로필 알코올 25중량부로 이루어지는 도료를 사용하였다.

<실시예 4>

실시예 1에서 제조된 유색유리의 유색도료막 상면에 통상의 진공스퍼터링 방법을 적용하여 20미크론의 두께로 순도 99.99%의 알루미늄을 진공증착하여 반사피막을 형성하고, 상기 반사피막의 상면으로 40미크론의 두께로 알칼리성분에 강한 페인트(BAR-RUST 235;벽산페인트, 한국)를 스프레이 코팅하여 거울을 제조하였다.

<비교예 1>

산화크롬이 함유된 세정수로 세척한 투명 유리판의 일면에 유색도료를 15미크론의 두께가 되도록 스프레이 코팅하여 유색도료막을 형성한 다음 100℃에서 10분간 건조하고, 상기 유색도료막 상면에 통상의 진공스퍼터링 방법을 적용하여 20미크론의 두께로 순도 99.99%의 알루미늄을 진공증착하여 반사피막을 형성하고, 상기 반사피막의 상면으로 35-40미크론의 두께로 알칼리성분에 강한 페인트(BAR-RUST 235;벽산페인트, 한국)를 스프레이 코팅하여 거울을 제조하였다. 이때, 상기 유색도료는 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조한 유색유리 또는 거울을 아래와 같은 방법으로 부착성 및 표면상태를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

- 부착성 -

유리면의 표면에 가로세로 각각 10cm 면적에 사방 1미리(10,000개의 사각형)간격의 바둑판 모양으로 면도날로 금을 그은 후 접착테이프를 강하게 붙인후 순간적으로 떼어 내고, 이때 떨어진 사각형의 개수가 100개 미만일 경우 양호로 하고, 100개 이상일 경우 불량으로 판정하였다.

- 표면상태 -

제조된 유색유리 또는 거울의 표면상태를 육안 관찰하여 변형이 발생한 경우 불량으로 판정하고 변형이 발생되지 않은 경우 양호로 판정하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1
부착성	양호	양호	양호	양호	불량
표면상태	양호	양호	양호	양호	양호

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 유색유리 또는 유색거울의 경우 유색도료막이 유리판에 용융부착됨에 따라 비교예 1에 비하여 부착성이 매우 우수하게 나타남을 확인할 수 있으며, 따라서 본 발명에 따른 유색유리 또는 유색거울은 내구성이 크게 증진됨을 알 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유색도료막에 의해 다양한 색상이 표현됨과 동시에 유색도료막이 투명유리판에 용융부착 됨에 따라 투명유리판과의 부착력이 크게 향상되어 내구성이 크게 증진될 수 있는 유색유리의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 유색유리를 제공하는 유용한 효과가 있다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조되는 유색유리의 유색도료막 상면에 반사피막을 형성함으로서 반사피막에 의하여 물체를 투영하는 거울 본연의 기능과 함께 유색도료막으로부터 다양한 색상이 표현됨에 따라 외적인 미감이 극대화되는 유색거울을 제공하는 유용한 효과가 있다.

Claims (10)

1. 투명한 유리판을 산화크롬이 함유된 세정수로 세척하여 정전기를 유도하는 단계와, 세척한 유리판의 일면에 유색도료를 도포한 후 건조하여 유색도료막을 형성하는 단계를 포함하는 유색유리의 제조방법에 있어서,

   상기 유색도료막이 형성된 유리판을 200∼300℃에서 10∼15분간 1차 소성하고, 다시 550∼800℃에서 10∼15분간 2차 소성하여 유색도료막을 유리판에 용융부착시키는 열처리단계를 포함함을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 열처리단계에서의 소성온도를 낮추기 위하여 유색도료막을 형성하는 단계에서 유색도료 100중량부에 대하여 플럭스 10∼30중량부 첨가한 다음 이를 도포하여 유색도료막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 플럭스로 Na₂CO₃10중량%와, BaCO₃10중량%, B₂O₃30중량%, Pb₃O₄30중량% 및 Feldspar 20중량%로 이루어지는 것을 사용하고, 아울러 열처리 단계의 2차 소성을 550∼600℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 유색유리의제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 유색도료로 고형분 함량이 70∼80%이고 잔량이 유기용제인 아크릴실리콘계 수지 30∼40중량부와, 금속 착색제 8∼12중량부, 신나 40∼60중량부, 경화제 2∼3중량부 및 무기색소 0.01∼0.05중량부를 포함하는 조성물을 사용함을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법.
5. 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 열처리단계에서 소성한 유리판의 표면에 일반적인 투명 UV도료를 코팅한 후 자외선 노에서 70-80℃에서 15분간 처리하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 유색유리의 제조방법.
6. 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 것으로서 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막을 포함함을 특징으로 하는 유색유리.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 유색도료막 상면으로 U.V 코팅층을 더 포함함을특징으로 하는 유색유리.
8. 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 유색유리의 유색도료막 표면에 높은 반사효율을 갖는 금속을 증착하여 형성된 것으로서 유색유리판과, 상기 유색유리판의 일면으로 용융부착된 유색도료막 및 상기 유색도료막 상면에 형성된 반사피막을 포함함을 특징으로 하는 유색거울.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 반사피막이 순도 99.99%의 알루미늄을 스퍼터링방법에 의해 진공증착시켜 형성된 것임을 특징으로 하는 유색거울.
10. 청구항 9에 있어서, 반사피막의 상면에 통상의 도료를 도포하여 형성된 보호코팅막이 더 형성됨을 특징으로 하는 유색거울.