KR950002233B1 - 유리에칭 조성물과 그를 이용한 유리표면의 에칭 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

유리에칭 조성물과 그를 이용한 유리표면의 에칭 방법
본 발명은 유리에칭 조성물 및 이 에칭 조성물을 이용하여 유리표면을 에칭하는 방법에 관한 것이다.
유리표면을 에칭하는 몇가지 방법이 공지되어 있으며, 이들 중 통상적인 방법은 유리표면을 불화수소산을 주성분으로 함유하는 용액으로 처리하는 것이다.
그러나, 불화수소산은 환경 오염의 문제를 야기하는 주된 원인 물질로 인식되어 많은 나라에서 이것의 사용이 제한되고 있다. 더우기, 불화수소산은 인체에 미치는 독성이 매우 커서 거의 치명적이므로 이것을 취급하는데 있어서 작업상의 안전성이 항상 문제가 되어 왔다. 예컨대, 불화수소산이 피부에 닿게 되면 이것은 극심한 통증을 유발시키고, 피부 조직을 파괴, 손상시킨다. 또한, 불화수소산의 증기는 흡입할 경우에는 목으로 침투되어 실어증을 유발할 수도 있으며, 폐로 침투되면 폐수종을 일으키고, 이는 심한 경우에는 간까지 손상되어, 사망을 초래하기도 한다. 따라서, 유리를 에칭하는데 있어서 불화수소산의 사용으로 야기될 수 있는 손상을 최대한 줄이기 위해서 많은 연구가 행하여 졌다. 그 결과, 환경오염 및 작업자의 육체적 손상을 방지하기 위하여 다양한 보조 장치들이 개발되었으나, 이들은 문제를 해결하는데 있어서 근본적인 방안은 될 수 없었다.
또한, 상기와 같은 불화수소의 사용을 수반한 유리표면의 에칭 방법에는 유리상에 정교한 무늬나 문자를 삽입시키기가 어렵다는 결점이 있다. 이 결점을 극복하려는 시도로서 소의 " 실크스크린 인쇄 기술"을 사용하여 에칭 공정을 수행하는 방법이 시도되기도 하였으나, 통상 사용되는 프린팅 잉크는 불화수소산과 같은 강산에 견디지 못하기 때문에 이 인쇄 기술을 유리 재료의 가공 분야에 실시하기는 어렵다는 문제점이 있다.
상기 제문제점의 근복적인 원인이 되고 있는 불화수소산의 사용량을 줄이거나, 사용을 억제하려는 시도로서 대표적인 것은 불화수소산 대신에 불화수소암모늄을 사용하는 방법이다. 예컨대, 미국특허 제2,622,016호 및 제3,616,098호에는 불화수소암모늄과 불화수소산을 변용하는 방법이 제시되어 있고, 미국특허 제4,921,626호에서는 불화수소암모늄과 잔튬 검(Xanthum gum), 물 및 프로필렌 글리클로 이루어진 에칭 조성물이 개시되어 있다.
본 발명자들은 불화수소산을 전혀 함유하지 않을 뿐만 아니라 불화수소암모늄의 함량도 현저히 감소된 유리에칭 조성물을 개발하고자 예의 연구한 결과, 조해 성분으로 불화수소암모늄을 함유하고 용매로서 정제 글리세린을 함유하는 유리에칭 조성물이 환경 오염의 방지 및 작업 환경의 개선에 도움이 되고, 실크스크린 인쇄 방법에도 적용 가능함을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 환경 오염 및 작업자에 대한 육체적 부상의 문제를 해결할 수 있는 개선된 유리에칭 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종전의 마스킹 테이프 법베 비하여 획기적으로 개선된, 실크인쇄 기술에 의해 유리표면에 섬세한 무늬나 문자를 삽입할 수 있는 개선된 유리에칭 조성물을 제공하는 것이다.
이들 및 기타 본 발명의 목적은 (가) 정제 글리세린 100중량부에 25 내지 35중량부의 설탕, 물엿, 조청 또는 꿀을 첨가하여 중탕하고, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소암모늄을 첨가한뒤, 이를 실온에서 냉각시켜서 제 1 용액을 준비하고 ; (나) 정제 글리세린 100중량부를 중탕한 후, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소암모늄에 이어 10 내지 15중량부의 염화제이철을 순서대로 첨가하여 교반시킨 후, 이 혼합물을 실온까지 냉각시킨 다음, 생성된 침전물을 여과에 의해 제거함으로써, 제 2 용액을 준비한 후, (다) 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 1 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 혼합하여서 된 본 발명의 조성물을 제공함으로써 이루어질 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 상기 유리에칭 조성물은 다음의 과정에 의해 제조된다.
먼저, 수조 중의 정제 글리세린 100중량부에 25 내지 35중량부의 흐름 조절제를 첨가하여 중탕하고, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소암모늄을 첨가한 뒤, 이를 실온에서 냉각시켜 제 1 용액을 제조한다.
제 2 용액은 수조 중의 정제 글리세린 100중량부를 중탕한 후, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소암모늄에 이어 10 내지 15중량부의 염화제이철을 순서대로 첨가하여 교반시킨 후, 이 혼합물을 실온까지 냉가시킨 다음, 생성된 침전물을 여과에 의해 제거함으로써 제조한다.
조성물은 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 1 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 혼합함으로서 제조된다.
본 발명에 의한 유리에칭 조성물은 독성이 극심한 불화수소산을 전혀 함유하지 않는다. 더우기, 본 발명의 조성물은 종래 기술에 의한 유리에칭 조성물에 비하여 독성이 비교적 적은 불화수소암모늄을 소량으로 함유하며 그 양을 최소화하였다. 정제 글리세린은 불화수소암모늄의 유리에칭 작용을 증대시킨다. 따라서, 본 발명에 의하여 유리에칭 조성물에 있어서 정제 글리세린을 사용함으로써 불화수소암모늄을 소량으로 함유하는 것이 가능하게 되었다. 글리세린은 각종 화장품, 식료품, 향료, 부동액, 잉크의 촉매체 등으로 사용되는 것으로 인체에 무해한 무독성 물질이다.
흐름 조절제는 본 발명에 의한 유리에칭 조성물의 제 1 용액에 첨가하여, 유리에칭 조성물을 사용할 때 이것이 유리표면에서 흘러내리는 속도를 저하시켜 준다. 그러한 흐름 조절제로는 설탕이 적당하며, 설탕은 흐름조절 기능 이외에도 저온에서 불화수소암모늄이 환원되는 것을 억제해 주기에 더욱 바람직하다. 흐름 조절제로는 설탕 이외에도 물엿, 조청 또는 꿀 등이 사용될 수 있다.
상기 제 2 용액에는 염화 제이철을 첨가하며, 이것은 에칭의 촉매제로서 불화수소암모늄의 유리에칭 작용을 증대시킨다.
본 발명의 유리에칭 조성물에는 상기 성분 이외에도 물이 추가로 첨가될 수 있다. 이때 물의 사용량은 에칭 방법 및 에칭 조성물을 가하는 유리의 화학적 특성에 따라 다양하게 사용될 수 있다. 일반적으로, 물은 유리에칭 조성물의 전체 중량을 기준으로 10중량% 이내의 양으로 첨가하는 것이 적당하다.
이상에서 설명한 바와 같은 유리에칭 조성물은 통상적인 방법에 따라 유리표면을 에칭하는데 사용될 수 있다.
즉, 에칭시키고자 하는 유리를 먼저 깨끗이 수세한 후, 필요에 따라서는 에칭시키지 않으려는 부분을 보호한 다음에, 이 유리를 본 발명의 유리에칭 조성물에 침지시키거나 혹은 본 발명의 유리에칭 조성물을 유리에 분사하는 등의 방법으로 처리하여 에칭시킨다. 이때 에칭 용액으로 처리하는 시간은 목적하는 바에 따라 달라질 수도 있을 것이나, 통상적으로는 2 내지 3분으로 한다. 그 다음, 유리를 다시 수세하면 된다.
한편, 유리표면에 정교한 무늬나 문자가 나타나도록 에칭하려는 경우에는, 통상적인 실크스크린 인쇄 방법을 적용할 수도 있을 것이다. 상기에서도 언급한 바와 같이, 본 발명의 유리에칭 조성물은 불화수소산 등의 강산을 전혀 함유하지 않으므로 실크스크린 인쇄 방법에 통상적으로 사용되는 프링팅 잉크는 충분한 내성을 가지며, 구매력을 증대시킬 만한 다양하고 정교한 무뉘나 문자를 간단히 표현할 수 있어 매우 경제성이 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 여기에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
정제 글리세린 3kg에 0.9kg의 설탕을 첨가하여 잘 용해시켰다. 이어서, 이 혼합물을 95℃의 수조 중에서 30분간 중탕한 후, 즉시 0.9kg의 불화수소암모늄을 첨가하여 잘 교반시키고, 실온에서 냉각시켜서 제 1 용액을 얻었다.
다른 한편으로, 정제 글리세린 3kg을 95℃의 수조 중에서 중탕한 후, 여기에 0.9kg의 불화수소암모늄을 첨가하였다. 이어서, 이 혼합물에 염화제이철 0.3kg을 투입하여 잘 교반시킨 후, 실온까지 냉각시키고, 이때 생성된 침전물을 여과에 의해 제거하여 제 2 용액을 얻었다.
그런 다음, 상기 제 1 용액과 제 2 용액을 1 : 2~2 : 1의 중량비로 혼합하여서 유리에칭 용액을 제조하였다.

Claims (3)

  1. (가) 정제 글리세린 100중량부에 25 내지 35중량부의 설탕, 물엿, 조청 또는 꿀을 첨가하여 중탕하고, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소 암모늄을 첨가한 뒤, 이를 실온에서 냉각시켜서 제 1 용액을 준비하고 ; (나) 정제 글리세린 100중량부를 중탕한 후, 여기에 25 내지 35중량부의 불화수소암모늄에 이어 10 내지 15중량부의 염화제이철을 순서대로 첨가하여 교반시킨 후, 이 혼합물을 실온까지 냉각시킨 다음, 생성된 침전물을 여과에 의해 제거하여 제 2 용액을 준비한 후, (다) 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 1 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 혼합하여서 된 유리에칭 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액의 혼합물에 물을 추가로 첨가함을 특징으로 하는 유리에칭 조성물.
  3. 유리표면을 수세하고, 필요에 따라서는 유리표면의 일부를 내부식성 물질로 보호한 다음, 이렇게 처리된 유리를 에칭 조성물로 처리하여 유리표면를 에칭시키는데 있어서, 상기 에칭용액으로서 제 1 항의 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 유리표면의 에칭방법.
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