KR20180122639A - 페인팅된 또는 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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기욤 레퀴프
로렌스 시고그널트
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 그러한 방법은 - 경화 가능 유기 결합제 및 유기 결합제 내에 분산된 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물(3)의 층(5)을, 유리 시트(1)의 하나의 면 상에, 침착시키는 단계, - 자화 가능 입자를 배향 및/또는 변위시키기 위해서 그리고 그에 따라 가시적 패턴을 생성하기 위해서 액체 조성물의 층의 바로 근접부에서 자기장을 생성하는 단계, 및 - 유기 결합제를 경화시키는 단계를 포함하고, 그러한 3개의 단계는, 유리 시트가 컨베이어에 의해서, 액체 조성물을 침착시키기 위한 장치(4), 자기장을 생성하기 위한 장치(9), 및 유기 결합제를 경화시키기 위한 장치(11) 앞에서 연속적으로 운송되는 동안 실행되고, 그러한 방법은, 자기장을 생성하기 위한 장치(9)가, 유리 시트의 운송 속도와 독립적으로 조절될 수 있는 속도로 모터에 의해서 구동되는, 축을 중심으로 회전되는 롤러(6)이고, 롤러는, 액체 조성물의 층(5)에 대면되도록 유리 시트(1) 위에 고정되고, 그 표면 상에서, 하나 이상의 자기 요소(7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

페인팅된 또는 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법
본 발명은, 자기장에 의한 자화 가능 입자의 배향 및/또는 변위에 의해서 페인트 또는 라커의 층 내에 가시적 패턴을 생성하는 단계를 포함하는 페인팅된 또는 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
라커 도포된 또는 페인팅된 장식 유리를 제조하기 위한 방법이 국제출원 WO 2014/009306 및 WO 2015/071125로부터 공지되어 있고, 그러한 방법은 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물을 유리 시트 상에 도포하는 것, 수평 롤러 컨베이어에 의해서 이러한 액체 조성물의 층으로 코팅된 유리 시트를 이송하는 것, 액체 조성물의 층을 컨베이어의 롤러의 적어도 하나의 표면 내로 통합된 자기 요소에 의해서 생성된 자기장에 노출시키는 것, 이어서 액체 조성물을 경화시키는 것을 포함한다.
액체 조성물 내에 포함된 자화 가능 입자를 자기장 라인에 노출시키는 것은, 입자의 선택적인 배향 또는 농도에 의한, 입자의 유기화의 변화 및 가시적 패턴의 생성을 유도한다.
종래 기술로부터의 방법에서, 영구자석 또는 전자석이, 유리 시트를 운송하는 컨베이어의 롤러 중 적어도 하나의 표면 내로 통합된다. 그에 따라, 자석의 접선 속도는 유리 시트의 이송 속도와 항상 동일하고, 이러한 2개의 속도의 일치는 생성된 패턴 또는 화상의 규칙적인 간격을 보장한다.
그러나, 컨베이어의 롤러의 - 그리고 그 표면에 고정된 자석의 - 접선 속도가 유리 시트의 이송 속도와 동일하다는 사실은 시스템의 특정의 경직성(rigidity)을 초래한다. 패턴들 사이의 간격을 변경할 수 없거나 생성된 패턴의 크기를 수정할 수 없다. 종래 기술의 컨베이어를 더 빨리 또는 더 느리게 단순히 전환하는 것은, 전기 장에 대한 패턴의 각각의 지점의 노출 시간을 단축 또는 연장시키는 결과를 초래한다. 이는 생성된 화상의 콘트라스트(contrast)에 영향을 미치나, 화상 또는 패턴의 크기나 간격에는 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 목적은, 출원 WO 2014/009306 및 WO 2015/071125에서 설명된 것과 유사하나, 자기-포함 롤러(들)의 상이한 배열로 인해서, 자화 롤러의 회전 속도를 유리 시트의 이송 속도로부터 분리할 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다. 그에 따라, 본 발명의 방법은, 유리 시트의 이동 속도와 독립적인 속도로 회전하는 자화 롤러로 동작된다. 이러한 회전 속도 및 이송 속도의 독립성은, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 유리 시트의 이동 방향을 따른 방향으로 패턴들 사이의 거리 및 그 크기를 요구에 따라 변경할 수 있게 한다.
그에 따라, 본 발명의 대상은 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법이며, 그러한 방법은
- 경화 가능 유기 결합제 및 유기 결합제 내에 분산된 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물의 층을, 유리 시트의 하나의 면 상에, 침착시키는 단계(depositing),
- 자화 가능 입자를 배향 및/또는 변위시키기 위해서 그리고 그에 따라 가시적 패턴을 생성하기 위해서 액체 조성물의 층의 바로 근접부에서 자기장을 생성하는 단계, 및
- 유기 결합제를 경화시키는 단계를 포함하고,
그러한 3개의 단계는, 유리 시트가 컨베이어에 의해서
- 액체 조성물을 침착시키기 위한 장치,
- 자기장을 생성하기 위한 장치, 및
- 유기 결합제를 경화시키기 위한 장치 앞에서 연속적으로 운송되는 동안 실행되고,
그러한 방법은, 자기장을 생성하기 위한 장치가, 유리 시트의 운송 속도와 독립적으로 조절될 수 있는 속도로 모터에 의해서 구동되는, 축을 중심으로 회전되는 롤러이고, 롤러는, 액체 조성물의 층에 대면되도록 유리 시트 위에 고정되고, 그 표면 상에서, 하나 이상의 자기 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 자화 롤러로도 지칭되는, 자기장을 생성하기 위한 장치는, 액체 조성물을 침착시키기 위한 장치, 또한 코팅 장치와 경화 장치 사이에서, 컨베이어 위에 고정된 실질적으로 원통형인 형상의 롤러이다.
이러한 자화 롤러는 그에 따라 컨베이어의 일부가 아니다.
그 길이방향 축은 바람직하게 유리 시트의 평면에 실질적으로 평행하고 유리 시트의 운송 방향에 수직이다. 그러나, 자화 롤러의 축이 시트의 평면과 엄격하게 평행하지 않은 장비가 고려될 수 있고: 이는 형성되는 패턴의 콘트라스트 또는 선명도의 구배를 도입할 수 있고, 패턴이 더 선명하고 더 콘트라스트화될수록 자화 롤러는 유리 시트의 표면 상에 형성된 액체 조성물의 층에 더 근접한다.
자화 롤러의 치수는, 생성하고자 하는 패턴 및 화상의 수 및 크기에 따라 자유롭게 선택될 수 있고: 패턴 또는 화상의 크기가 클수록, 자화 롤러의 폭 및 직경이 더 커야 한다.
자화 롤러의 길이는 유리 시트의 폭보다 크거나, 작거나, 그와 동일할 수 있고, 그 길이는 바람직하게 유리 시트의 폭 미만이거나 그와 같다(시트의 폭 = 이동 방향에 수직인 시트의 연부의 치수). 유리 시트의 폭을 커버하도록, 몇 개의 자화 롤러가 정렬될 수 있다. 유리 시트의 표면의 하나의 부분 상에만 패턴을 생성하는 것 그리고, 이를 위해서, 시트의 폭보다 상당히 더 짧은 길이를 갖는 단일 롤러를 선택하는 것이 또한 예상될 수 있다.
자화 롤러의 직경은 넓은 한계들 사이에서 선택될 수 있다. 그 직경은, 예를 들어, 3 cm 내지 1 m, 바람직하게 5 cm 내지 60 cm, 특히 7 cm 내지 30 cm이다. 자화 롤러의 큰 직경의 주요 장점은, 큰-크기의 화상의 생성 가능성에 있고, 화상의 제1 치수는 롤러의 원주에 의해서 제한되고 제2 치수는 롤러의 길이에 의해서 제한된다.
자기 요소 또는 자석은 바람직하게 영구자석이고, 이는 전자석보다 사용이 단순하다. 본 발명의 방법 제어의 큰 융통성은, 구체적으로, 전자석만이 허용될 수 있는 WO 2015/071125에서 설명된 것과 같은 광학적 효과를 생성할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 방법을 위해서 이용될 수 있는 자기 재료의 예로서, 스틸, 페라이트, 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)로 주로 이루어진 합금(Alnico), 사마륨 및 코발트를 기초로 하는 합금, 및 네오디뮴, 철 및 붕소를 기초로 하는 합금을 언급할 수 있다.
자기 요소가 롤러의 표면에 대해서 돌출될 수 있거나, 자기 요소가 롤러의 표면과 같은 높이일 수 있거나, 자기 요소가 롤러의 표면으로부터 약간 후퇴될 수 있다. 그 3가지 경우에, 표면 및 자기 요소의 보호를 위해서, 표면 및 자기 요소를 제 위치에서 보다 잘 유지하기 위해서, 또는 표면 및 자기 요소의 세정을 돕기 위해서, 표면 및 자기 요소를 얇은 플라스틱 막으로 덮는 것이 유리할 수 있다.
종래 기술의 방법에 대비한, 본 발명의 방법의 하나의 장점은 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물의 층에 매우 근접하여 자석이 이동될 수 있는 가능성에 있다. 종래 기술에서, 자석이 컨베이어의 롤러 상에, 즉 유리 시트의 아래에 위치됨에 따라, 액체 조성물의 층을 포함하는 측면에 대향되는 측면 상에서, 자석과 입자 사이의 최소 거리는, 몇 밀리미터 또는 심지어 대략적으로 센티미터일 수 있는 유리 시트의 두께에 의해서 설정된다. 본 발명에서, 자화 롤러 및 액체 조성물의 층이 유리 시트의 동일 측면 상에 위치됨에 따라, 자석과 자화 가능 입자 사이의 근접도는 유리 시트에 의해서 제한되지 않고, 이론적으로, 액체 조성물의 층의 상부 표면으로부터 1 또는 2 밀리미터 미만까지 자석을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 유리한 실시예에서, 그에 따라, 롤러의 표면에서, 자기 요소(들)를 액체 조성물의 층의 표면으로부터 분리하는 가장 짧은 거리가, 전형적으로 약 4 내지 6 mm인 유리 시트 두께의 미만이 되도록, 자화 롤러의 위치가 조정되고, "가장 짧은 거리"라는 표현은 이러한 맥락에서, 자석들이 층에 가능한 한 근접할 때, 자석과 층 사이의 거리를 나타낸다.
이러한 짧은 거리(즉, 자석과 자화 가능 입자 사이의 이러한 큰 근접도)의 장점은, 유리 시트의 이동 속도를 감소시키지 않고 획득될 수 있는 패턴의 상당한 콘트라스트 및 큰 선명도에 있다. 종래 기술의 WO 2014/009306에서, 영구자석으로 더 선명하고 더 콘트라스트화된 패턴을 획득하기 위해서, 유일한 수단은, 자기장에 대한 입자의 노출 시간 증가, 그에 따라 컨베이어의 속도의 감속으로 이루어진다.
그러나, 또한, 대조적으로, 콘트라스트를 부드럽게 하기 위해서 또는 패턴을 보다 흐릿하게 하기 위해서, 자석을 액체 조성물의 층으로부터 멀리 이동시키는 것이 유리할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에서, 롤러의 표면에서, 자기 요소(들)를 액체 조성물의 층의 표면으로부터 분리하는 가장 짧은 거리는 결과적으로 약 1 내지 10 cm, 바람직하게 1.5 내지 8 cm, 특히 2 내지 6 cm이다.
마지막으로, - 자기 요소가 상부에 또는 내부에 고정되는 - 롤러의 표면과 액체 조성물의 층의 표면 사이의 거리가, 시간에 따라, 변경되는 것이 유리할 수 있다. 그러한 변경은 액체 조성물의 층 내에 형성되는 패턴의 콘트라스트 및 선명도의 변동을 초래할 수 있다. 이는 무작위적 또는 주기적으로 실행될 수 있다. 본 발명의 하나의 유리한 실시예에서, 거리 변동이 주기적으로 생성된다.
유사하게, 롤러의 회전 속도가 유리 시트의 운송 속도에 대해서, 바람직하게 주기적으로, 변경될 수 있다. 그러한 자화 롤러의 회전 속도의 변경은 패턴/화상의 크기의 변경을 초래하고:
- 자화 롤러의 회전 속도가 유리 시트의 이동 속도에 비해서 증가될 때, 패턴/화상은 이동 방향에 평행한 방향으로 더 짧아지고;
- 역으로, 자화 롤러의 회전 속도가 유리 시트의 이동 속도에 비해서 감소될 때, 패턴/화상은 이동 방향에 평행한 방향으로 더 길게 성장된다.
마지막으로, 시트의 운송 속도에 대비하여 일정하나 그와 상이한 속도로 자화 롤러를 회전시키는 것에 의해서, 본 발명에 따른 방법을 동작시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법의 일 실시예에서, 롤러의 표면에서의 자기 요소의 접선 속도가 유리 시트의 운송 속도보다 느리도록, 또는 롤러의 표면에서의 자기 요소의 접선 속도가 유리 시트의 운송 속도보다 빠르도록, 방법이 동작된다. 이러한 2가지 경우에, 속도들은 바람직하게 실질적으로 일정하다.
경화 가능 유기 결합제 및 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물의 층을 유리 시트의 하나의 면에 침착시키는 것은 공지된 방법에 따라, 예를 들어, 분무에 의해서, 롤 코팅에 의해서, 또는 커튼 코팅에 의해서 실행될 수 있다.
액체 조성물은 적어도 하나의 유기 결합제, 바람직하게 중합체 결합제를 포함한다. 경화는, 자화 가능 입자를 그 위치에서 셋팅하기에 그리고 초기 자기장이 사라지거나 상이한 자기장으로 대체될 때에도 패턴의 어떠한 수정이나 소멸도 방지하기에 충분한 레벨까지 액체 조성물의 점도 증가를 초래하는 모든 단계를 의미하는 것으로 이해된다.
경화는, 액체 조성물의 층의 가열 또는 조명에 의해서 개시되는, 용매의 단순한 증발에 의해서, 또는 유기 결합제를 형성하는 단량체, 올리고머 및/또는 중합체의 중합 및/또는 가교 결합 반응에 의해서 실행될 수 있다.
유기 결합제의 화학적 성질은 본 발명의 구현을 위한 결정적인 인자가 아니고, 원칙적으로, 어떠한 막-형성 페인트, 라커, 잉크 또는 바니시 계열(varnish base)도 이용할 수 있다.
자화 가능 입자 자체는 공지되어 있다. 이는 강자성 또는 상자성 입자일 수 있다. 자화 가능 입자는 바람직하게 비등방적 형상, 특히 세장형 또는 편평한 형상을 가지나, 반드시 그럴 필요는 없다. 그러한 입자가, 예를 들어, 이하의 특허 및 출원: US 3 676 273, US 4 838 648, WO 02/073250, EP 686 675 또는 WO 2007/131833에서 설명되어 있다. 자화 가능 입자는 바람직하게 액체 조성물의 10 중량% 내지 70 중량%, 특히 액체 조성물의 20 중량% 내지 60 중량%를 나타낸다.
액체 조성물은 비-자화 가능 안료 또는 페인트, 라커 및 바니시에서 통상적으로 이용되는 다른 보조제(adjuvant)를 더 포함할 수 있다.
하나의 특별한 실시예에서, 액체 조성물의 제1 층은, 유일한 안료로서, 자화 가능 입자를 포함한다. 이어서, 경화 후에, 그러한 층은 특정 반투명도를 가지고, 유리하게, 자화 가능 입자를 가지지 않는 제2 안료 층으로 덮일 수 있다.
경화 가능 유기 결합제 및 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물의 층은, 바람직하게, 건조되고 경화된 층의 표면 중량이 30 g/m2 내지 250 g/m2가 되게 하는 양으로, 유리 시트 상에 도포된다.
건조되고 경화된 층의 두께는 유리하게 몇 미크론 내지 몇 십 미크론, 예를 들어 1 내지 200 미크론, 바람직하게 5 내지 150 미크론, 특히 10 내지 100 미크론이다.
경화 장치는 예를 들어 전형적으로 50 내지 200 ℃의 온도까지 가열되는 챔버일 수 있거나, 유기 결합제의 하나 이상의 성분에 의해서, 예를 들어 개시제 또는 광개시제에 의해서 흡수되는 복사선을 방출하는 복사선 공급원일 수 있다. 복사선은 가시광선, UV, 또는 적외선 범위, 바람직하게 근적외선 범위 내의 복사선일 수 있다.
이제, 예의 도움으로 그리고 본 발명에 따른 방법의 이하의 3개의 본질적인 단계를 개략적으로 도시한 도 1을 참조하여 본 발명의 방법을 더 구체적으로 설명하고, 그러한 단계는
- 액체 조성물을 유리 시트 상에 침착하는 단계,
- 유리 시트 위에 배치된 자화 롤러에 의해서 자화 가능 입자를 배향하는 단계, 및
- 자화 가능 입자로 형성된 패턴을 포함하는 층을 세정하는 단계이며,
컨베이어에 의해서 운송되는 유리 시트는 이러한 3개의 방법 단계에 각각 상응하는 3개의 작업장소를 연속적으로 통과한다.
도 1에서, 유리 시트(1)는 복수의 운송 롤러(2)를 포함하는 컨베이어에 의해서 화살표 방향으로, 즉 좌측으로부터 우측으로 운송된다. 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물(3)이 침착 장치(4)에 의해서 아직 구조화되지 않은 연속적인 층(5)으로서 침착된다. 자기장을 생성하기 위한 장치(9)가 커튼 코팅 장치(4)의 하류에 제공된다. 이러한 자기장을 생성하기 위한 장치(9)는 비-자기 재료로 제조된 원통형 본체를 갖는 롤러(6)이고, 롤러의 표면에서, 4개의 자기 요소(7)의 표면이 롤러(6)의 표면(8)과 완벽하게 같은 높이가 되도록, 4개의 자기 요소가 통합된다. 롤러(6)는 모터(미도시)에 의해서 구동된다. 연속적인 층(5)에 대한 그 거리는 조정 가능하다. 그 회전 축은 유리 시트(1)의 표면에 평행하고 유리 시트(1)의 운송 방향에 수직이다. 연속적인 층(5)이 자기장을 생성하기 위한 장치(9) 아래를 통과할 때, 포함된 금속 입자가 연속적인 층(5)에 가장 근접한 자기 요소(7)의 근접부 내의 자기장의 영향 하에서 변위되고 배향되며, 그에 따라, 이러한 층이 자기 요소(7)의 자기장의 영향 하에 더 이상 있지 않을 때 층 내에서 유지되는 가시적 패턴(10)을 생성한다. 전자기 복사선을 방출하는 경화 장치(11)가 자기장을 생성하기 위한 장치(9)의 하류에 위치된다. 복사선은 연속적인 층에 의해서 흡수되고, 그 내부에 존재하는 유기 결합제의 가교결합에 의해서 층(5)을 경화시킨다.

Claims (7)

  1. 라커 도포된 유리를 제조하기 위한 방법으로서
    - 경화 가능 유기 결합제 및 유기 결합제 내에 분산된 자화 가능 입자를 포함하는 액체 조성물의 층을, 유리 시트의 하나의 면 상에, 침착시키는 단계,
    - 자화 가능 입자를 배향 및/또는 변위시키기 위해서 그리고 그에 따라 가시적 패턴을 생성하기 위해서 액체 조성물의 층의 바로 근접부에서 자기장을 생성하는 단계, 및
    - 유기 결합제를 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 3개의 단계는, 유리 시트가 컨베이어에 의해서
    - 액체 조성물을 침착시키기 위한 장치,
    - 자기장을 생성하기 위한 장치, 및
    - 유기 결합제를 경화시키기 위한 장치 앞에서 연속적으로 운송되는 동안 실행되는 방법에 있어서,
    자기장을 생성하기 위한 장치가, 유리 시트의 운송 속도와 독립적으로 조절될 수 있는 속도로 모터에 의해서 구동되는, 축을 중심으로 회전되는 롤러이고, 롤러는, 액체 조성물의 층에 대면되도록 유리 시트 위에 고정되고, 그 표면 상에서, 하나 이상의 자기 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    롤러의 축은 실질적으로 유리 시트의 평면에 평행하고 유리 시트의 운송 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    롤러의 회전 속도가 유리 시트의 운송 속도에 대해서, 바람직하게 주기적으로, 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    롤러의 표면과 액체 조성물의 층의 표면 사이의 거리가 시간 경과에 따라, 바람직하게 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    롤러의 표면에서 자기 요소(들)를 액체 조성물의 층의 표면으로부터 분리하는 가장 짧은 거리가 유리 시트의 두께 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    롤러의 표면에서의 자기 요소의 접선 속도가 유리 시트의 운송 속도 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    롤러의 표면에서의 자기 요소의 접선 속도가 유리 시트의 운송 속도 초과인 것을 특징으로 하는 방법.
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