[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102565854B1 - 스테인 방지 코팅유리 - Google Patents

스테인 방지 코팅유리 Download PDF

Info

Publication number
KR102565854B1
KR102565854B1 KR1020160040896A KR20160040896A KR102565854B1 KR 102565854 B1 KR102565854 B1 KR 102565854B1 KR 1020160040896 A KR1020160040896 A KR 1020160040896A KR 20160040896 A KR20160040896 A KR 20160040896A KR 102565854 B1 KR102565854 B1 KR 102565854B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
stain
layer
thickness
glass substrate
Prior art date
Application number
KR1020160040896A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170114338A (ko
Inventor
정준수
강현민
배경환
이현주
Original Assignee
주식회사 케이씨씨글라스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨씨글라스 filed Critical 주식회사 케이씨씨글라스
Priority to KR1020160040896A priority Critical patent/KR102565854B1/ko
Publication of KR20170114338A publication Critical patent/KR20170114338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102565854B1 publication Critical patent/KR102565854B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

본 발명은 유리 가판 상에 유전체층 및 스테인 방지층을 코팅하여 수분 반응을 최소화함으로써, 산성 또는 염기성 제품에 대한 내구성을 향상시켜 장시간 고온 다습한 환경에서도 투명도를 유지할 수 있는 스테인 방지 유리에 관한 것이다.

Description

스테인 방지 코팅유리{Coating glass for preventing stain}
본 발명은 내습성 및 내화학성이 향상된 스테인 방지 코팅유리에 관한 것이다.
유리는 가정 또는 산업현장에서 여러 가지 유용한 용도로 사용되는 제품 중의 하나이며, 그 특성상 고온 다습한 환경, 예를 들면 욕실, 샤워 룸 등에 장시간 노출되는 경우 유리의 표면에 스테인, 흐림, 백화현상을 발생하는 문제가 있다.
구체적으로, 세면대, 욕조, 샤워부스 등 욕실 환경에서 사용하는 유리 제품이 물 이외에 비누, 세정제, 샴푸 등의 제품에 노출되면, 제품의 유기물이나 비누의 찌거기 등이 표면에 부착되어 오염된다. 또한 샤워부스와 같은 유리 제품은 장시간 고온 다습한 환경에 노출 시 유리 표면에 스테인, 백화 현상 등이 발생한다. 따라서, 제품 표면에 왁스, 불소 함유 재료 등을 사용하여 표면을 발수 처리함으로써, 오염물이나 수분과의 접촉을 최소화하는 방법을 사용하였다. 또한 제품 표면에 계면 활성제를 도포하거나, 친수성 폴리머와 같은 유기물로 구성된 흡수성 물질을 도포하는 방법을 활용하여 오염이나 제품의 흐림을 방지하였다.
그러나, 상기와 같은 방법은 시간이 경과함에 따라, 성능이 저하되는 문제가 발생하였다. 기존의 발수성 왁스를 이용한 발수 처리로는 방수 효과가 충분하지 않거나, 충분한 발수 처리가 이루어졌다 하더라도 일시적 또는 단시간 동안에만 발수성을 부여할 뿐, 발수 효과의 지속성은 기대하기 어렵다. 또한, 수막의 균일화가 어렵고, 유리 표면에 투시상이나 반사상 등이 왜곡되어 나타나는 등 제품의 상용화에 문제가 있었다.
또한 일본 특허출원 제2005-176390호에는 고온다습한 욕실환경에서 사용하기 적합한 유리제품을 제조하기 위하여 이산화티타늄을 활용하는 기술이 개시된 바 있다. 그러나 이산화티타늄이 기능을 발휘하기 위해서는 자외선이 조사되어야 한다는 한계점이 있으며, 이러한 유리제품은 실제 욕실환경에서는 기능을 발휘하기에는 어려움이 있다. 또한 이산화티타늄이 결정성을 가지기 위해서는 장시간 후처리 과정이 요구될 수 있다.
따라서, 별도의 후처리 과정 없이도 우수한 내습성 및 내화학성을 확보할 수 있어, 고온다습한 환경에서의 사용에 적합한 코팅유리에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은 스테인 방지 유리를 제공한다.
본 발명의 스테인 방지 유리는, 유리 기판과 상기 유리 기판 상에 형성되는 스테인 방지층을 포함하는 유리로서, 상기 스테인 방지층은 Al, Ti, Si, Zr 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막을 포함하며, 상기 유리는 60℃, 상대습도 95% 조건에서 1,000 시간 유지한 후의 헤이즈가 0.1 내지 4.0%이다.
본 발명의 스테인 방지 유리는 별도의 후처리 과정 없이도 우수한 내습성 및 내화학성을 확보할 수 있어, 고온다습한 환경에서의 사용에 적합하다.
도 1은 스테인 방지층(11) 및 유리 기판(10)을 포함하는 본 발명의 유리를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1, 4 및 비교예 7의 유리의 크랙 발생 유무를 나타낸 것이다.
도 3는 실시예 1 및 비교예 1의 내마모성 및 내습성 평가와 내화학성 및 내습성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 비교예의 내마모성 및 내습성 평가와 내화학성 및 내습성 평가 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 스테인 방지 유리는, 유리 기판과 상기 유리 기판 상에 형성되는 스테인 방지층을 포함하는 유리로서, 상기 스테인 방지층은 Al, Ti, Si, Zr 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막을 포함하며, 상기 유리는 60℃, 상대습도 95% 조건에서 1,000 시간 유지한 후의 헤이즈가 0.1 내지 4.0%이다.
본 발명의 스테인 방지 유리는 유리 기판 상에 금속 산화막인 스테인 방지층이 형성되어 있으므로, 유리와 수분의 직접적인 접촉을 최소화시킬 수 있어, 유리의 투명도를 유지함과 동시에 내습성 및 내화학성을 확보할 수 있다.
본 발명의 스테인 방지 유리에 포함되는 유리 기판은 특별히 한정하지 않으나, 예컨대 두께가 1 내지 20mm인 건축용 소다라임 유리를 사용할 수 있다.
스테인 방지층은 유리 기판 상에 증착을 통해 형성되며, 고온 다습한 환경 및 산성, 염기성 용액으로부터 유리를 보호하는 기능을 수행한다. 스테인 방지층은 Al, Ti, Si, Zr 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막일 수 있으며, 예컨대 Zr의 산화막일 수 있다.
스테인 방지층은 두께가 1 내지 10 nm, 예컨대 2 내지 9 nm, 예컨대 4 내지 8 nm일 수 있다. 10nm를 초과하는 경우 열처리 시 스테인 방지층의 크랙이 발생할 수 있고, 유리가 장시간 고온다습한 욕실 환경에 노출되는 경우 스테인이 발생하여 투명성이 저하될 수 있으며, 1nm 미만인 경우 유리에 스테인이 발생하여 유리의 투명성을 떨어질 수 있다.
또한 상기 스테인 방지층은 유리 기판의 양면에 모두 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 유리 기판의 양면 중, 유리 제조 공정 중 공기와 접하는 면 위에 형성될 수 있다. 일반적으로 유리 기판은 유리물을 용융 금속조 위에 유리물을 흘려 굳히는 플로트 공법으로 제조되는데, 이때 Sn 이 녹아 있는　용융 금속조를 사용한다. 이 과정에서, 유리물이 흘러갈 때 공기와 접하는 면(Air면)과, 그 반대면으로서 용융 금속조와 접하는 면(Tin(Sn)면)으로 구분할 수 있다. 상기 Tin면은 용융 금속조에 녹아 있는 Sn과 유리가 반응(치환)하여 Air면과는 상이한 성질을 갖게 되는데, 일반적으로 스테인은 Air면에 발생하므로 스테인 방지층을 Air면, 즉 공기와 접하는 면 위에 형성할 수 있다. 본 명세서에서 유리기판의 “공기와 접하는 면” 또는 “Air면”은, 전술한 바와 같이 유리 기판의 제조 과정에서 유리물이 공기와 접하는 면을 의미한다.
또한 상기 유리는 상기 유리 기판과 상기 스테인 방지층의 사이에 위치하는 유전체층을 더 포함하며, 상기 유전체층은 Al, Ti, Si 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막을 포함할 수 있다.
유전체층은 유리 기판상에 형성되는 금속 산화물로서, 열처리 시 스테인 방지층의 크랙(Crack) 및 헤이즈(Haze)의 발생을 막는 기능을 수행한다. 특별히 한정하지 않으나, 유전체층은 Al, Ti, Si 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막일 수 있으며, 예컨대 Si의 산화막일 수 있다.
유전체층의 두께는 1 내지 20 nm, 예컨대 2 내지 18 nm, 4 내지 15 nm일 수 있다. 20 nm를 초과하는 경우 증착 속도가 낮은 금속산화막 특성으로 인해 제품의 생산성이 저하될 수 있고, 1nm 미만인 경우 크랙 및 헤이즈가 발생될 수 있다.
본 발명의 스테인 방지 유리는 고온 다습한 환경에서도 낮은 헤이즈값을 나타내며, 특별히 한정하지 않으나 60℃, 상대습도 95% 조건에서 1,000 시간 유지한 후의 헤이즈값이 0.1 내지 4.0%, 예컨대 0.1 내지 1.0%일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
마그네트론 스퍼터링 방식을 사용하여, 4mm 소다라임 투명유리 기판상에 하기에 나타낸 조성 및 두께를 갖는 코팅막이 형성된 스테인 방지 코팅 유리를 제조하였다.
PVD 방식 (Sputtering)을 사용하여 각 샘플을 제작하였으며, 세부 공정 조건으로서 공정압력 4 mTorr, 전력(Power) 2KW, Ar:O2 비율= 80% :20% 이었다.
실시예 1
4mm 두께의 투명 유리의 Air면에 스테인 방지층으로 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrO2]
실시예 2
4mm 두께의 투명 유리의 Air면에 스테인 방지층으로 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 8 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrO2]
실시예 3
4mm 두께의 투명 유리의 Air면에 스테인 방지층으로 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 10 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrO2]
실시예 4
4mm 두께의 투명 유리의 Air면에 유전체층으로 SiO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 5nm 두께로 코팅하였다. 이어서 스테인 방지층으로 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 5nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/SiO2/ZrO2]
실시예 5
4mm 두께의 투명 유리의 Air면에 유전체층으로 SiO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 10nm 두께로 코팅하였다. 이어서 스테인 방지층으로 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 10nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/SiO2/ZrO2]
비교예 1
별도의 코팅을 하지 않은 4mm 두께의 투명유리를 사용하였다.
비교예 2
4mm 두께의 투명유리에 유전막 AlN층을 질소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/AlN]
비교예 3
4mm 두께의 투명유리에 유전막 AlO3층을 산소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/AlO3]
비교예 4
4mm 두께의 투명유리에 유전막 TiON층을 질소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/TiON]
비교예 5
4mm 두께의 투명유리에 유전막 TiO2층을 산소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/TiO2]
비교예 6
4mm 두께의 투명유리에 유전막 ZrN층을 질소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrN]
비교예 7
4mm 두께의 투명유리에 유전막층 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 30 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrO2]
비교예 8
4mm 두께의 투명유리(Tin면)에 유전막 ZrO2을 산소/아르곤 분위기 하에서 5 nm 두께로 코팅하였다. [막구조: 유리/ZrO2]
상기 제조된 실시예, 비교예의 유리 샘플들을 하기 방법으로 열처리 하였다. 일반적인 전기로에서 셋팅온도를 약 700~720℃의 온도로 유지한 상태에서 약 14분간 열처리 후 상온에서 서냉하는 방법으로 열처리를 하였다. 이러한 열처리한 샘플은 JISICO사 의 모델명 J-RHC-2CH 항온항습 챔버를 사용하여 내부온도 60℃, 상대습도 95% 조건에서 1,000hr시간 유지하여 내습성을 평가하였으며, 내마모성은 TELEDYNE사의 모델명 5515 테이버마모시험기를 이용하여 CS-10F 마모휠에 500g의 하중으로 Taber test를 10회 진행 이후 내습성 실험 1,000hr을 진행하였다. 또한 내화학성 평가는 1N HCl 용액과 1N NaOH 용액에 유리 샘플들을 각각 24Hr 침지 후 내습성 평가 1,000시간을 진행하였다. 내습성 및 내마모성+내습성, 내화학성+내습성 평가 진행 후 BYK사 hazemeter를 사용하여 평가 시료의 헤이즈(Haze)를 측정하여 코팅유리의 내습성 및 내마모성, 내화학성을 파악하였으며, 상기 항목에 대한 평가 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 또한, 제조된 각 실시예 및 비교예의 유리를 도 2 내지 도 4에 나타내었다.
표 1 및 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1과 같이 코팅을 하지 않은 일반 유리를 장시간 고온 다습한 환경에 노출하는 경우 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 유리의 백화현상으로 인하여 높은 헤이즈 값이 측정되었다. 이와 같이 유리의 스테인 발생을 방지하기 위하여 유리표면에 비교예 2~8과 같이 Al, Ti, Zr 을 재료로 사용하여 산화막 또는 질화막을 코팅하여 내습성, 내마모성, 내화학성을 평가하였으나, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 장시간의 고온 다습한 환경에 노출되는 경우에는 내습성 및 내마모성, 내화학성이 모두 우수한 코팅막을 갖는 샘플은 확인하지 못하였다.
비교예 7에서 Zr 산화막 30nm을 코팅한 경우 도 2와 같이 표면 크랙이 발생하였으며, 두께 증가에 따라 크랙 발생 수준이 증가함을 확인하였다. 이와 같은 표면 크랙이 발생하면 장시간 고온 다습한 환경에 유리가 노출될 때 코팅막의 내구성이 문제될 수 있다.
본 발명의 스테인 방지 유리인 실시예 1 내지 실시예 5는 이러한 문제를 해결하기 위하여 유리 기판 상에 Zr 산화막을 코팅하거나, 또는 유리와 Zr 산화막 사이에 Si계열 산화막을 추가 코팅한 경우로서, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 표면 크랙이 발생하지 않았으며, 표 1에서와 같이 내습성 및 내마모성, 내화학성에서도 우수한 결과를 얻음을 확인할 수 있었다.
10: 투명 유리
11: 지르코늄 산화막

Claims (6)

  1. 유리 기판과 상기 유리 기판 상에 형성되는 스테인 방지층을 포함하는 유리로서,
    상기 스테인 방지층은 ZrO2를 포함하는 Zr의 산화막을 포함하며,
    상기 유리는 60℃, 상대습도 95% 조건에서 1,000 시간 유지한 후의 헤이즈가 0.1 내지 4.0%이고,
    상기 스테인 방지층은 두께가 1 내지 10 nm인, 유리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유리는 상기 유리 기판과 상기 스테인 방지층의 사이에 위치하는 유전체층을 더 포함하며, 상기 유전체층은 Al, Ti, Si 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 산화막을 포함하는, 유리.
  3. 제1항에 있어서, 유리 기판은 두께가 1 내지 20mm인 소다라임 유리인, 유리.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서, 유전체층은 두께가 1 내지 20 nm인, 스테인 방지 유리.
  6. 제1항에 있어서, 스테인 방지층은, 상기 유리 기판의 양면 중, 공기와 접하는 면 위에 형성되는 것인, 유리.
KR1020160040896A 2016-04-04 2016-04-04 스테인 방지 코팅유리 KR102565854B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160040896A KR102565854B1 (ko) 2016-04-04 2016-04-04 스테인 방지 코팅유리

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160040896A KR102565854B1 (ko) 2016-04-04 2016-04-04 스테인 방지 코팅유리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170114338A KR20170114338A (ko) 2017-10-16
KR102565854B1 true KR102565854B1 (ko) 2023-08-10

Family

ID=60296116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160040896A KR102565854B1 (ko) 2016-04-04 2016-04-04 스테인 방지 코팅유리

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102565854B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1135342A (ja) * 1997-07-15 1999-02-09 Central Glass Co Ltd 多機能ガラス及びその製法
GB9913315D0 (en) * 1999-06-08 1999-08-11 Pilkington Plc Improved process for coating glass

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170114338A (ko) 2017-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3550607B2 (ja) ガラス表面の防汚性コーティング
US7491301B2 (en) Methods and apparatuses for depositing film on both sides of a pane
US6660365B1 (en) Soil-resistant coating for glass surfaces
KR100735763B1 (ko) 규소 유도체 층을 구비한 투명 기판과 상기 기판을 사용하는 방법
KR101728204B1 (ko) 무기 친수성 코트액, 그것에서 얻어지는 친수성 피막 및 이것을 사용한 부재
CN105859153A (zh) 一种防雾减反射可见光双功能镀膜玻璃及其制备方法
EP1994205A1 (fr) Tôle en acier inoxydable revêtue par un revêtement auto-nettoyant.
RU2351688C2 (ru) Покрытия на основе оксида титана
KR102565854B1 (ko) 스테인 방지 코팅유리
KR102680432B1 (ko) 샤워, 욕실 또는 욕실 스크린 물품
WO2024185431A1 (ja) イージークリーンコーティング付きガラス物品及びイージークリーンコーティング付きガラス物品の製造方法
CN110325484B (zh) 含有疏水性窗玻璃的用于湿室的物品
WO2023135999A1 (ja) イージークリーンコーティング付きガラス物品
BE1021975B1 (fr) Substrat avec des proprietes anticalcaires et procede pour obtenir un tel substrat
WO2023136000A1 (ja) イージークリーンコーティング付きガラス物品
CN118556035A (zh) 耐腐蚀和/或可清洁的涂覆的玻璃基材
JP2024127336A (ja) イージークリーンコーティング付きガラス物品
CN102127734A (zh) 一种镜面铝表面直接镀膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant