KR20190031924A - 스크린 프린팅이 가능한 반사방지 코팅 조성물을 이용한 대면적 반사방지 유리의 제조방법 - Google Patents

스크린 프린팅이 가능한 반사방지 코팅 조성물을 이용한 대면적 반사방지 유리의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 판유리의 일면에 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계와, 상기 반사방지 코팅 조성물이 일면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계와, 상기 판유리의 타면에 상기 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계 및 상기 반사방지 코팅 조성물이 타면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계를 포함하는 대면적 반사방지 유리의 제조방법을 제공하며, 상기 반사방지 코팅 조성물은, 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 실란 용액; 및 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함하는 유기비히클을 포함한다. 본 발명에 의하면, 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용할 수 있고, 대면적 반사방지막을 형성할 수 있으며, 간단한 습식 공정(wet process)으로 제조할 수 있으므로 가격 경쟁력이 우수하고, 우수한 표면경도 및 가시광선 투과율을 나타낸다.

Description

스크린 프린팅이 가능한 반사방지 코팅 조성물을 이용한 대면적 반사방지 유리의 제조방법{Manufacturing method of anti-reflective glass using screen printable anti-reflective coating composition}
본 발명은 반사방지 코팅 조성물을 이용한 반사방지 유리의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용할 수 있고, 대면적 반사방지막을 형성할 수 있으며, 간단한 공정으로 제조할 수 있으므로 가격 경쟁력이 우수하고, 표면경도 및 가시광선 투과율이 우수한 특성을 나타내는 반사방지 코팅 조성물을 이용한 대면적 반사방지 유리의 제조방법에 관한 것이다.
터치패널(Touch panel), 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel; PDP), 태양 전지 등의 효율을 향상시키고 빛의 반사와 오염을 방지하기 위하여 기능성 반사방지 코팅막 또는 반사방지막의 제조가 요구되고 있다.
반사방지 코팅막 또는 반사방지막을 제조하기 위하여 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 스퍼터링(Sputtering)법 등이 이용되고 있다. 그러나, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 스퍼터링(Sputtering)법 등은 고가의 제작 경비, 대면적화의 문제점을 갖고 있다. 따라서, 이를 극복하기 위해 친환경적이고 단순한 공정으로 대면적에 유리한 습식 공정(wet process)에 의한 반사방지막 제조 기술 개발이 시급하다.
일반적인 습식 공정(wet process)을 이용한 반사방지막 제조법에는 솔-젤 코팅(Sol-gel coating), 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 초음파 스프레이코팅, 액상증착(liquid phase deposition; LPD)법, LBL(layer-by-layer)법 등이 있다.
특히, 습식(Wet) 방식의 코팅방법 중 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용하여 반사방지막을 제조함으로써, 대면적 반사방지(Antireflective; AR) 코팅막을 제조할 수 있으며, 공정이 단순하기 때문에 건식법으로 제조된 반사방지막과 비교하면 가격 경쟁력이 우수하다. 이에 따라 스크린 프린팅이 가능한 반사방지 코팅 조성물의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1205477호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용할 수 있고, 대면적 반사방지막(Anti-reflective film)을 형성할 수 있으며, 간단한 공정으로 제조할 수 있으므로 가격 경쟁력이 우수하고, 표면경도 및 가시광선 투과율이 우수한 특성을 나타내는 반사방지 코팅 조성물을 이용한 대면적 반사방지 유리의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 판유리의 일면에 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계와, 상기 반사방지 코팅 조성물이 일면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계와, 상기 판유리의 타면에 상기 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계 및 상기 반사방지 코팅 조성물이 타면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 반사방지 코팅 조성물은, 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 실란 용액; 및 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함하는 유기비히클을 포함하며, 상기 알콕시 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(Phenyltriethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란((Glycidoxypropyl)trimethoxysilane) 및 글리시독시프로필트리에톡시실란((Glycidoxypropyl)triethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법을 제공한다.
상기 열처리는 640∼720℃의 열처리 온도에서 수행하고, 열처리된 판유리를 상기 열처리 온도에서 급냉하는 것이 바람직하다.
상기 스크린 프린팅은 250∼300 mesh의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 카비톨 아세테이트는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 셀루솔브(Butyl cellusolve)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 셀루솔브는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 셀룰로스계 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 셀룰로스계 바인더는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물은 0.1:1 내지 10:1의 중량비로 혼합되어 가수분해 및 축합 반응된 것이 바람직하다.
상기 실란 용액은, 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물이 용해된 용매에 물(H2O)과 산(acid)이 적하(dripping)되어 가수분해 및 축합 반응된 용액일 수 있다.
상기 텍사놀(Texanol)과 상기 터피놀(Terpineol)은 1:1 내지 20:1의 중량비로 혼합되어 상기 유기비히클에 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클과 상기 실란 용액은 4:1 내지 20:1의 중량비를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용할 수 있고, 대면적 반사방지막을 형성할 수 있으며, 간단한 습식 공정(wet process) 공정으로 제조할 수 있으므로 가격 경쟁력이 우수하고, 표면경도 및 가시광선 투과율이 우수한 특성을 나타낸다.
도 1은 열처리 조건에 따른 반사방지 유리 시편의 가시광선 투과율 변화를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사방지 유리의 제조방법은, 판유리의 일면에 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계와, 상기 반사방지 코팅 조성물이 일면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계와, 상기 판유리의 타면에 상기 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계 및 상기 반사방지 코팅 조성물이 타면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 반사방지 코팅 조성물은, 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 실란 용액; 및 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함하는 유기비히클을 포함하며, 상기 알콕시 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(Phenyltriethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란((Glycidoxypropyl)trimethoxysilane) 및 글리시독시프로필트리에톡시실란((Glycidoxypropyl)triethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함한다.
상기 열처리는 640∼720℃의 열처리 온도에서 수행하고, 열처리된 판유리를 상기 열처리 온도에서 급냉하는 것이 바람직하다.
상기 스크린 프린팅은 250∼300 mesh의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 카비톨 아세테이트는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 셀루솔브(Butyl cellusolve)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 셀루솔브는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 셀룰로스계 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 셀룰로스계 바인더는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물은 0.1:1 내지 10:1의 중량비로 혼합되어 가수분해 및 축합 반응된 것이 바람직하다.
상기 실란 용액은, 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물이 용해된 용매에 물(H2O)과 산(acid)이 적하(dripping)되어 가수분해 및 축합 반응된 용액일 수 있다.
상기 텍사놀(Texanol)과 상기 터피놀(Terpineol)은 1:1 내지 20:1의 중량비로 혼합되어 상기 유기비히클에 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클과 상기 실란 용액은 4:1 내지 20:1의 중량비를 이루는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적 반사방지 유리의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
반사방지막을 코팅하기 위한 대면적 판유리를 준비한다. 상기 판유리는 판유리 원판을 목적하는 크기로 재단하고 면치하여 준비할 수 있다.
상기 판유리 표면에 묻어있는 이물질을 제거하기 위하여 세척하고 건조한다. 상기 세척은 물(H2O), 알코올 등을 이용할 수 있다. 상기 건조는 상온보다 높은 온도(예컨대, 40∼100℃)에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 판유리의 일면에 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조한다. 상기 건조는 100℃ 이상의 온도(예컨대, 100∼200℃), 더욱 바람직하게는 150℃ 이상의 온도(예컨대, 150∼200℃)의 온도에서 5분 이상(예컨대, 5∼300분) 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 스크린 프린팅은 250∼300 mesh의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다. 스크린 프린팅 방법은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 반사방지 코팅 조성물은 낮은 굴절율을 갖는 반사방지막을 대면적 유리 위에 형성하기 위하여 스크린 프린팅 코팅방법에 적합한 코팅 조성물이다.
습식 공정(wet process)을 이용한 반사방지막 제조법에는 스크린 프린팅(screen printing), 솔-젤 코팅(Sol-gel coating), 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 초음파 스프레이코팅, 액상증착(liquid phase deposition; LPD)법, LBL(layer-by-layer)법 등이 있다.
습식(Wet) 방식의 코팅방법 중 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용하여 반사방지막을 제조할 수 있으므로 대면적 반사방지막(Anti-reflective coating filmR)을 제조할 수 있으며, 공정이 단순하기 때문에 건식법으로 제조된 반사방지막과 비교하면 가격 경쟁력이 우수하다.
상기 반사방지 코팅 조성물은, 스크린 프린팅이 가능한 반사방지 코팅 조성물로서, 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 실란 용액과, 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함하는 유기비히클을 포함한다.
상기 실란 용액은 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 용액이다.
상기 알콕시 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(Phenyltriethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란((Glycidoxypropyl)trimethoxysilane) 및 글리시독시프로필트리에톡시실란((Glycidoxypropyl)triethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함한다.
상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물은 0.1:1 내지 10:1의 중량비로 혼합되어 가수분해 및 축합 반응된 것이 바람직하다.
상기 실란 용액은, 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물이 용해된 용매에 물(H2O)과 산(acid)이 적하(dripping)되어 가수분해 및 축합 반응된 용액일 수 있다.
상기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알콜 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 사용한다. 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물의 전체 함량과 상기 용매의 함량은 0.5:1 내지 2:1의 중량비를 이루는 것이 바람직하다.
상기 산(acid)은 질산(HNO3), 염산(HCl), 아세트산 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 질산(HNO3)을 사용한다. 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물의 전체 함량과 상기 산(acid)의 함량은 10:1 내지 30:1의 중량비를 이루는 것이 바람직하다. 상기 산(acid)의 첨가에 의해 용액의 pH를 5∼7 정도로 맞춰주는 것이 바람직하다.
상기 가수분해 및 축합 반응은 상온보다 높고 상기 용매의 끓는점보다 낮은 45∼70℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 가수분해 및 축합 반응은 반응성을 강화시키기 위하여 1∼100rpm으로 교반하면서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 가수분해 및 축합 반응에 의해 형성된 투명한 실란 용액이 얻어진다.
스크린 프린팅법을 이용하여 반사방지막(반사방지 코팅막)을 형성하기 위해서는 높은 점도의 코팅 페이스트(paste)가 필요하기 때문에 상기 실란 용액과 혼합할 유기비히클이 필요하다.
상기 유기비히클은 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함한다. 상기 텍사놀(Texanol)과 상기 터피놀(Terpineol)은 1:1 내지 20:1의 중량비로 혼합되어 상기 유기비히클에 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate; BCA)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 카비톨 아세테이트는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 부틸 셀루솔브(Butyl cellusolve; BC)를 더 포함할 수 있다. 상기 부틸 셀루솔브는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유기비히클은 셀룰로스계 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 셀룰로스계 바인더는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로스계 바인더는 에틸 셀룰로스(Ethyl cellulose), 메틸 셀룰로스(Methyl celluse), 이들의 혼합물 등일 수 있다.
상기 유기비히클은 텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 적어도 포함하는 원료를 혼합하고 90℃ 이상(예컨대, 원료의 녹는 온도보다 높고 타는 온도보다 낮은 온도로서 90∼200℃)의 열을 가하여 고체 상태의 원료를 녹여서 합성할 수 있다.
상기 유기비히클과 상기 실란 용액은 4:1 내지 20:1의 중량비를 이루는 것이 바람직하다.
상기 반사방지 코팅 조성물이 일면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리한다. 상기 열처리는 640∼720℃의 열처리 온도에서 수행하고, 열처리된 판유리를 상기 열처리 온도에서 급냉하는 것이 바람직하다. 상기 열처리에 의해 반사방지 코팅 조성물에 함유된 유기물 성분은 제거되게 된다. 상기 급냉은 에어(air)를 블로잉(blowing)하여 급냉하는 방식을 이용할 수 있다.
상기 판유리의 타면(상기 일면의 반대면)에 상기 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조한다. 상기 건조는 100℃ 이상의 온도(예컨대, 100∼200℃), 더욱 바람직하게는 150℃ 이상의 온도(예컨대, 150∼200℃)의 온도에서 5분 이상(예컨대, 5∼300분) 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 스크린 프린팅은 250∼300 mesh의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다. 스크린 프린팅 방법은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 상기 판유리의 타면에 스크린 프린팅하는 상기 반사방지 코팅 조성물은 상기 판유리의 일면에 스크린 프린팅한 반사방지 코팅 조성물과 동일한 것이 바람직하다.
상기 반사방지 코팅 조성물이 타면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리한다. 상기 열처리는 640∼720℃의 열처리 온도에서 수행하고, 열처리된 판유리를 상기 열처리 온도에서 급냉하는 것이 바람직하다. 상기 열처리에 의해 반사방지 코팅 조성물에 함유된 유기물 성분은 제거되게 된다. 상기 급냉은 에어(air)를 블로잉(blowing)하여 급냉하는 방식을 이용할 수 있다.
이렇게 제조된 대면적 반사방지 유리는 양면(일면과 타면)에 반사방지막이 형성되어 있는 형태를 갖게 된다.
본 발명에 의하면, 습식(Wet) 방식의 코팅방법 중 스크린 프린팅(screen printing)법을 이용하여 대면적 유리에 반사방지막을 형성함으로써, 대면적 반사방지 유리를 제조할 수 있으며, 공정이 단순하기 때문에 건식법으로 형성된 반사방지막과 비교하면 가격 경쟁력이 우수하다. 본 발명에 따라 형성된 반사방지막은 우수한 표면경도 및 가시광선 투과율을 나타낸다.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예를 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
낮은 굴절율을 갖는 반사방지막을 유리 위에 형성하기 위하여 스크린 프린팅 코팅방법에 적합한 용액을 개발하였으며, 반사방지막(반사방지 코팅막)의 굴절율 및 두께에 따른 반사율 및 가시광선 투과율의 변화를 확인하였다.
<실험예 1>
출발원료로 테트라에틸오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate; 이하 'TEOS'라 함)와 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane; 이하 'MTMS'라 함)를 각각 TEOS : MTMS = 100:0, 50:50, 0:100의 비율(중량비)로 혼합하여 출발원료인 실란 용액을 합성하였다. 이때 용매로는 에탄올을 사용하여 출발원료의 함량을 47.5wt%에서 51.0wt%가 되도록 조절하였다. 아래 표 1은 출발원료의 함량에 따른 혼합비 및 출발원료의 함량을 나타내었다.
명칭 출발원료 함량(wt%) 출발원료
AR-a 47.5 TEOS : MTMS = 50 : 50
AR-b 51.0 MTMS = 100
AR-c 51.0 TEOS = 100
이하에서, 실란 용액을 합성하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다. 실란 용액을 합성하기 위하여 솔-젤 방법을 이용하였는데, 출발물질로 상기 출발원료, 에탄올, 물, 산(acid) 용액을 사용하였다. 우선 에탄올에 상기 출발원료를 용해시킨 후, 가수분해 및 축합 반응을 위하여 물(H2O)과 산(acid)을 한 방울씩 넣어주었다. 반응을 촉진시키기 위하여 산(acid)을 촉매로 사용하였는데, 이때 산(acid)은 질산(HNO3)을 사용하여 최종 용액의 pH를 6 정도로 맞춰주고, 최종적으로 용액을 60℃에서 2시간 동안 반응시켜 실란 용액을 합성하였다.
스크린 프린팅법을 이용하여 반사방지막(반사방지 코팅막)을 형성하기 위해서는 높은 점도의 코팅 페이스트가 필요하기 때문에 상기 실란 용액과 혼합할 유기비히클이 필요하다. 유기비히클을 제조하기 위하여 5가지 성분을 각각 함량별로 혼합하여 90℃ 이상의 열을 가하여 고체 상태의 원료들을 녹여서 유기비히클을 합성하였다. 아래의 표 2에 실험예에서 사용된 유기비히클을 합성하기 위한 원료들의 함량을 나타내었다.
성분 함량(wt%)
Terpineol 10
BCA(Butyl Carbitol Acetate) 10
BC(Butyl Cellusolve) 10
Texanol 60
Ethyl Cellulose 10
최종 스크린 프린팅을 이용한 반사방지막을 형성하기 위하여 실란 용액은 8wt%, 유기비히클은 92wt%로 혼합하였고, 제조된 코팅 페이스트(coating paste)(반사방지 코팅 조성물)를 이용하여 상온(27℃) 분위기 조건에서 스크린 250mesh 망사를 통하여 유리에 각각 스크린 인쇄한 후 150℃에서 건조 경화하였으며, 건조 경화된 유리를 650℃에서 열처리하여 반사방지 유리 시편을 제조하였다. 열처리 후에는 에어(air)를 블로잉(blowing)하여 급냉하였다.
TEOS와 MTMS을 사용하여 합성한 실란 용액, MTMS를 단독으로 사용하여 합성한 실란 용액, TEOS를 단독으로 사용하여 합성한 실란 용액을 각각 이용하여 코팅 페이스트(반사방지 코팅 조성물)를 제조한 경우에 대하여 특성 평가를 실시하여 아래의 표 3에 나타내었다.
특성 AR-a를 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우 AR-b를 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우 AR-c를 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우
인쇄 직후 표면 기포 소량 소량 소량
열처리 후 코팅 표면 색상 Violet Yellow Blue
투과율(%) 94 93 95
TEOS를 단독으로 사용하여 합성한 실란 용액(AR-c)을 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우에는 투과율이 많이 향상되지만 표면이 거칠어 경도가 약해지는 단점이 있으며, MTMS를 단독으로 사용하여 합성한 실란 용액(AR-b)을 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우에는 가시광선 투과율 향상이 다소 미흡하지만 표면이 매끄러워 표면경도가 좋은 특성이 나온다. TEOS와 MTMS를 사용하여 합성한 실란 용액을 이용하여 코팅 페이스트를 제조한 경우에는 표면 경도도 우수하였고, 가시광선 투과율 또한 우수한 것으로 나타났다.
<실험예 2>
실험예 1에 따라 제조된 유기비히클 92중량%와, 실험예 1에 따라 TEOS와 MTMS를 50 : 50의 비율로 혼합하여 합성한 실란 용액 8중량% 혼합하여 코팅 페이스트(반사방지 코팅 조성물)을 제조하였다.
상기 코팅 페이스트를 250mesh 스크린을 이용하여 유리 기판에 스크린 인쇄한 후 150℃로 건조 경화하였다.
열처리 조건을 달리하면서 열처리하여 반사방지 유리 시편을 제조하였다. 이때, 열처리 조건은 상온에서 570℃까지 서열(10℃/min로 승온)로 열처리된 반사방지 유리 시편을 AR-a-1이라 명명하였고, 500℃에서 건조된 시편을 투입하여 570℃ 까지 서열(10℃/min로 승온)로 열처리된 반사방지 유리 시편을 AR-a-2로 명명하였으며, 650℃에서 퍼니스에 투입하여 150초 동안 유지하면서 열처리된 반사방지 유리 시편을 AR-a-3라 명명하였다. 열처리 후에는 에어(air)를 블로잉(blowing)하여 급냉하였다. 열처리 조건에 따른 반사방지 유리 시편의 특성을 평가하여 아래 표 4에 나타내었다. 열처리 조건에 따른 반사방지 유리 시편의 가시광선 투과율 변화를 도 1에 나타내었다.
샘플 열처리 조건 가시광선 평균투과율(%) 가시광선 평균반사율(%) 굴절율(@632nm) 코팅막 두께(nm)
3.2T 기판유리 90.95 4.60
AR-a-1 상온→570℃ 91.67 2.89 1.494 90.50
AR-a-2 500℃→570℃ 93.57 1.02 1.345 93.40
AR-a-3 650℃(150초 유지) 93.70 0.80 1.294 116.39
기판으로 사용된 유리의 평균 투과율은 90.95%, 반사율은 4.60%로 확인되었다.
상온에서 570℃까지 서열로 열처리된 반사방지 유리 시편(AR-a-1)의 경우 반사방지막의 굴절율이 1.494, 두께가 90.5nm, 가시광 평균 투과율이 91.67%, 단면 평균 반사율은 약 2.89%로 측정되었다.
500℃에서 건조된 시편을 투입하여 570℃까지 서열로 열처리된 반사방지 유리 시편(AR-a-2)의 반사방지막의 굴절률은 1.345, 두께가 93.4nm로 나타났다. 이것은 열처리 온도가 높아짐에 따라 유기비히클의 분해에 따른 반사방지막이 좀 더 다공질화되어 굴절률이 낮아진 것으로 판단된다. 그 결과, 가시광 평균 투과율이 93.57%, 단면 평균 반사율은 약 1.02%로 반사방지 특성이 향상되었다.
650℃에서 투입하여 150초 유지하면서 열처리하여 제조한 반사방지 유리 시편(AR-a-3)의 반사방지막 굴절율은 가장 낮은 1.294, 두께가 115.39nm, 가시광 평균 투과율이 93.70%, 단면 평균 반사율은 약 0.80%로 측정되었다. 열처리 온도가 충분히 높을수록 반사방지막의 다공질화가 진행되어 최종 반사방지막의 굴절율이 1.30 미만으로 반사방지 특성이 우수한 것으로 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (10)

  1. 판유리의 일면에 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계;
    상기 반사방지 코팅 조성물이 일면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계;
    상기 판유리의 타면에 상기 반사방지 코팅 조성물을 스크린 프린팅하고 건조하는 단계; 및
    상기 반사방지 코팅 조성물이 타면에 스크린 프린팅된 판유리를 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 반사방지 코팅 조성물은,
    테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethylorthosilicate)와 알콕시 실란 화합물이 가수분해 및 축합 반응되어 합성된 실란 용액; 및
    텍사놀(Texanol) 및 터피놀(Terpineol)을 포함하는 유기비히클을 포함하며,
    상기 알콕시 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(Phenyltriethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란((Glycidoxypropyl)trimethoxysilane) 및 글리시독시프로필트리에톡시실란((Glycidoxypropyl)triethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 640∼720℃의 열처리 온도에서 수행하고,
    열처리된 판유리를 상기 열처리 온도에서 급냉하는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스크린 프린팅은 250∼300 mesh의 스크린을 사용하는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기비히클은 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate)를 더 포함하며,
    상기 부틸 카비톨 아세테이트는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유기비히클은 부틸 셀루솔브(Butyl cellusolve)를 더 포함하며,
    상기 부틸 셀루솔브는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유기비히클은 셀룰로스계 바인더를 더 포함하며,
    상기 셀룰로스계 바인더는 상기 유기비히클에 상기 터피놀 및 상기 텍사놀의 전체 함량 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물은 0.1:1 내지 10:1의 중량비로 혼합되어 가수분해 및 축합 반응된 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 실란 용액은 상기 테트라에틸 오르소실리케이트와 상기 알콕시 실란 화합물이 용해된 용매에 물(H2O)과 산(acid)이 적하(dripping)되어 가수분해 및 축합 반응된 용액인 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 텍사놀(Texanol)과 상기 터피놀(Terpineol)은 1:1 내지 20:1의 중량비로 혼합되어 상기 유기비히클에 함유되는 것을 특징으로 하는 반사방지 코팅 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유기비히클과 상기 실란 용액은 4:1 내지 20:1의 중량비를 이루는 것을 특징으로 하는 반사방지 유리의 제조방법.
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