KR20210026252A - Method of manufacturing Glass blackboard usable as a screen with anti-reflection and self-cleaning properties - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 발명은 반사방지 및 자정작용 특성을 갖으며 스크린과 영사막 또는 유리칠판을 겸용으로 사용할 수 있는 유리칠판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리기판의 외곽 표면은 뛰어난 평탄도를 갖도록 하여 필기도구를 활용하여 필기시 사각거리는 소리가 발생하지 않도록 슬롯 노즐을 이용한 슬롯다이 코팅을 하고 유리기판의 배면에는 광확산 특성을 갖도록 스프레이 방식의 코팅을 함으로서 어떤 각도에서나 필기 내용을 선명하게 확인할 수 있으며, 자정작용 특성을 활용함으로서 각종 필기도구에 대한 지움 특성이 매우 뛰어난 반사방지 유리칠판의 제조방법에 관한 것으로 프로젝터용 스크린의 경우 장초점의 스크린으로부터 단초점용 스크린으로 터치가 가능한 판서형 스크린의 발전되고 최근 멀티터치가 가능한 스크린으로 변화되고 있어 스크린 및 칠판시장에 반드시 필요한 기술분야이다.The present invention relates to a method of manufacturing a glass board that has antireflection and self-cleaning properties and can be used both as a screen and a projection film or a glass board. More specifically, the outer surface of the glass board is made to have excellent flatness. When writing with a tool, slot die coating is applied using a slot nozzle so that no crunching sound is generated, and a spray-type coating is applied to the back of the glass substrate to have light diffusion characteristics, so that the writing contents can be clearly checked from any angle. It relates to a method of manufacturing an anti-reflective glass board with excellent erasing characteristics for various writing tools by utilizing the self-cleaning properties. In the case of projector screens, a writing type screen that can be touched from a long focus screen to a short focus screen has been developed and recently. Since it is changing to a screen capable of multi-touch, it is a necessary technology field in the screen and blackboard market.
최근 컴퓨터 산업의 발달과 함께 회의실이나 사무실 등에서 회의나 세미나를 개최할 때 빔 프로젝터나 오에치피(OHP) 그리고 TV 겸용 컴퓨터용 스크린과 같은 영사장치를 사용하는 경우가 일반화 되고 있다. 그래서 미처 영사막(Projection screen)을 따로 구비되지 못한 경우에는 판서용(板書用)으로 준비된 화이트보드나 유리칠판을 영사막 대용으로 사용하기도 하고, 필요에 따라서는 이러한 영사막에다 판서를 하기도 하지만 종래의 영사막은 프로젝터에서 투영된 영상물의 휘도를 높여주는 처리를 한 것이 대부분으로 판서를 할 경우 필기성과 지움특성이 매우 나쁘고 장기적으로 영사막의 기능을 저해할 뿐만 아니라 화이트 보드나 유리칠판을 사용할 경우 영상물이 해상도가 불량하거나 색상이 변질되는 문제뿐만 아니라 분필을 사용하는 일반 칠판의 경우, 분필 가루의 비산으로 인해 필기자의 건강을 저해하는 문제점 등이 있었다.With the recent development of the computer industry, when a conference or seminar is held in a conference room or office, the use of projection devices such as a beam projector, an OHP (OHP), and a TV combined computer screen is becoming more common. Therefore, if a separate projection screen is not already provided, a white board or glass board prepared for writing is used as a substitute for the projection screen. Most of the processing that increases the luminance of the projected image from the projector is very poor in writing and erasing characteristics when writing, and not only impairs the function of the projection screen in the long term, but also the image quality is poor when using a white board or glass board. In addition to the problem of changing color or color, in the case of a general blackboard using chalk, there was a problem that the health of the writer was impaired due to the scattering of chalk powder.
그래서 최근에는 분필을 사용하지 않고, 수성펜이나 유성펜과 같은 전용 필기도구를 사용하는 화이트 보드(white board)가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 화이트 보드는 바탕 색상이 흰색인데다 표면 광택도가 높기 때문에 이를 장시간 주시하게 되면, 눈이 쉽게 피로를 느끼는 단점이 있다. 또한, 화이트 보드 대신에 녹색 등을 바탕색으로 사용하여 눈의 피로를 덜어주는 제품도 개발되어 있으나, 이러한 제품은 표면처리 물질로서 내구성이 약한 고분자 재료를 사용해야 하기 때문에 특히 표면이 쉽게 마모되고 필기내용이 잘 지워지지 않는 단점이 있다.Therefore, recently, a white board that does not use chalk and uses a dedicated writing tool such as a water-based pen or an oil-based pen has been widely used. However, since such a white board has a white background color and a high surface gloss, if you watch it for a long time, there is a disadvantage that the eyes easily feel fatigue. In addition, products that reduce eye fatigue by using green as a background color instead of a white board have also been developed, but these products use a polymer material that is not durable as a surface treatment material. There is a drawback that is not easily erased.
이러한 문제를 해결하기 위하여 철판에 법랑(Porcelain enamel)을 입힌 칠판 겸용 영사막 제품도 소개되어 있으나, 이 경우에는 철판과 법랑의 접합력 및 표면 처리의 문제, 즉 철판에 법랑질을 입히고 열처리 하는 과정, 즉In order to solve this problem, a screen product for both blackboards coated with Porcelain enamel is also introduced, but in this case, the problem of the bonding strength and surface treatment between the steel plate and the enamel, that is, the process of coating the steel plate with enamel and heat treatment, that is,
소부 과정에서 표면이 유리화 되어 표면 조도가 낮아지고, 반사율은 높아지는 문제가 발생하게 되며, 더욱이 제조단가가 너무 높은 단점이 있었다.During the baking process, the surface becomes vitrified, resulting in a problem of lowering the surface roughness and increasing the reflectance, and furthermore, there is a disadvantage that the manufacturing cost is too high.
또한, 국내 특허공개 제2006-0069642호(공개일자; 2006.06.22.)에는 강사 가 스크린 상에 간단한 수식이나 부가 설명 또는 밑줄을 긋는 등의 직접적인 판서를 가능하게 하므로 수강생 또는 피교육자에게 보다 효율적인 강의시스템을 제공할 수 있는 프로젝터 스크린이 소개되어 있다. 상기 프로젝터 스크린은 강의용 컴퓨터 또는 기타 화상 데이터를 가진 소스 장치와, 상기 데이터를 스크린에 출력해 주는 프로젝터에 상기 프로젝터의 출력 내용뿐만 아니라 부가적인 내용을 레이져 포인터를 통해 스크린 상에 표시할 수 있도록 광변색성 색소를 적층 또는 도포한 것을 특징으로 한다. 그러나, 상기 프로젝트 스크린은 판서를 하기 위해 레이져 포인터를 사용해야 하는 불편함이 있었다. In addition, Korean Patent Publication No. 2006-0069642 (published date; 2006.06.22.) allows instructors to write simple formulas, additional explanations, or underlines on the screen, so that a more efficient lecture system for students or trainees. Projector screens are introduced that can provide. The projector screen is photochromic so that additional content as well as the output content of the projector can be displayed on the screen through a laser pointer on a lecture computer or other source device having image data and a projector that outputs the data to the screen. It is characterized by laminating or applying a sexual dye. However, the project screen was inconvenient to use a laser pointer for writing.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 유리기판을 이용한 칠판도 개발되어 있다. 예컨대 국내 실용신안등록 제406753호(공고일자; 2006.01.24.)에는 일정한 두께를 갖는 유리기판의 배면에 도색층을 도색하여 유리본체를 제조하고, 상기 유리본체와 벽면 사이에 완충부재를 삽입하고 접착제로 접착한 다음, 유리본체의 테두리 면에는 장식부재를 부착하고, 장식부재의 저면에는 받침대를 설치한 유리칠판이 소개되어 있다. 이러한 유리칠판은 화이트 보드와 마찬가지로 전용 필기도구를 사용하기 때문에 분필가루가 날릴 우려가 없고, 바탕 색상을 다양하게 구성할 수 있으며, 내구성이 강한 장점은 있으나, 표면의 광택도가 높기 때문에 필기 내용이 잘 보이지 않는 사각지대가 생기기도 하고, 눈이 쉽게 피로해 지는 문제점은 여전히 해결할 수가 없었다.In order to solve this problem, a blackboard using a glass substrate has recently been developed. For example, in Korean Utility Model Registration No. 406753 (announcement date; 2006.01.24), a glass body was manufactured by painting a paint layer on the back of a glass substrate having a certain thickness, and a buffer member was inserted between the glass body and the wall. After bonding with an adhesive, a decorative member is attached to the edge of the glass body, and a glass blackboard with a pedestal installed on the bottom of the decorative member is introduced. Since such a glass board uses a dedicated writing tool like a white board, there is no fear of chalk powder flying off, and the background color can be configured in various ways. There are also blind spots that are difficult to see, and the problem of easy eye fatigue could not be solved.
그래서 유리칠판의 표면에 미세한 요철을 형성하여 표면의 반사광을 난반사 시키려는 노력이 시도되어 왔다. 예컨대, 불산 등과 같은 화학물질로 유리 표면을 부식시키거나, 작은 모래입자를 고압, 고속으로 유리표면에 분사하여 요철을 형성하기도 하였다. 그러나 이러한 종래의 방법으로 무광택 처리된 유리칠판은 그 표면에 무수한 미세공극이 형성되어 있고, 이들 미세공극에 필기도구의 색소가 침착되어 필기 내용이 잘 지워지지 않는 문제가 발생하였다.Therefore, efforts have been made to diffusely reflect the reflected light on the surface by forming minute irregularities on the surface of the glass board. For example, the glass surface was corroded with chemical substances such as hydrofluoric acid, or small sand particles were sprayed on the glass surface at high pressure and high speed to form irregularities. However, in the glass board that has been matted by the conventional method, numerous micropores are formed on the surface, and pigments of writing tools are deposited in these micropores, resulting in a problem that the writing contents are not easily erased.
하기의 참고문헌으로 소개하고 있는 특허 공개번호 제10-2010-0059220(공개일자 : 2010년06월04일)의 배면영사막 겸용 유리칠판 상기의 문제점을 해결하기 위하여 전방 유리기판과 후방 유리기판이 나란히 적층된 구조로 이루어지되, 상기 전방 유리기판의 전면에는 수성펜 등으로 판서(板書)를 할 수 있는 저반사 요철면이 형성되어 있고, 상기 두 유리기판 사이에는 후방 유리기판의 후방에서 조사(照射)되는 각종 영상물을 전방 유리기판의 전방으로 투영(投映)해 주는 광확산필름(Diffusion film)이 삽입되어 있어서 판서용으로는 물론, 배면영사막(Rear projection screen)으로도 편리하게 사용할 수 있는 배면영사막 겸용 유리칠판에 관한 기술을 소개하고 있으나 저반사 요철면은 요철에 의해 판서시에 요철면 때문에 사각거리는 소리를 수반하여 청각에 불편함을 초래하고 보드펜의 색상물질이 지워지지 않아 잔재가 남는 등의 문제점과 광학산 필름을 사용함으로서 비용이 증가하는 문제점이 발생하였다.Glass board for both rear projection screen of Patent Publication No. 10-2010-0059220 (published date: Jun. 4, 2010) introduced by the following references. In order to solve the above problems, the front glass substrate and the rear glass substrate are side by side. It is made of a laminated structure, and a low-reflective concave and convex surface is formed on the front of the front glass substrate for writing with a water pen, etc., and irradiated from the rear of the rear glass substrate between the two glass substrates. It is also used as a rear projection screen that can be conveniently used as a rear projection screen as well as for writing because a diffusion film is inserted that projects various images to the front of the front glass substrate. It introduces the technology for the glass board, but the low-reflective irregularities are accompanied by a crunching sound when writing due to the irregularities, causing discomfort to the hearing, and the color material of the board pen is not erased, leaving a residual material. There was a problem in that the cost increased by using the optical diffuser film.
이에 본 발명은 반사방지 및 자정작용 특성을 갖는 유리칠판을 제조함으로서 유리기판의 전면은 뛰어난 평탄도를 갖으면서도 저반사를 특성을 갖도록 하여 보드마커 또는 보드펜 및 유성매직 등의 필기도구를 활용하여 판서시 사각거리는 소리가 발생하지 않을 뿐만 아니라 자정작용 특성에 의해 유성매직을 포함한 다양한 모든 필기도구의 판서도 완벽하게 지워질 수 있도록 슬롯 노즐을 이용한 슬롯다이 방식으로 코팅을 하고 유리기판의 후면에는 광확산 특성을 갖으면서 반사반지 기능을 갖지만 전체적인 광투과도는 증가하도록 스프레이 방식의 코팅을 함으로서 전면과 후면 어느 방향에서 영사를 하더라도 깨끗하고 완벽한 화질을 유지하고 어떤 각도에서 영사가 되더라도 영사의 내용과 필기 내용을 선명하게 확인할 수 있을 뿐만 아니라 휘도가 높아 해상도가 우수한 특징을 갖고 있으며 유리 후면에 코팅되어 이중상이 있는 기존 문제점을 유리 전면과 후면에 모두 코팅함으로서 이중상이 맺히지 않는 반사방지 및 자정작용 특성을 포함하는 유리칠판의 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention manufactures a glass board having anti-reflection and self-cleaning properties, so that the front surface of the glass board has excellent flatness and low-reflection characteristics. It is coated with a slot die method using a slot nozzle so that not only does not cause a crunching sound when writing, but also can completely erase the writing of all various writing instruments including oil magic due to its self-cleaning properties, and light diffusion on the back side of the glass substrate. It has a characteristic, reflective ring function, but spray-type coating to increase the overall light transmittance, maintaining clean and perfect image quality even when projecting from either the front or the rear, and retains the projected content and handwritten content no matter what angle is projected. In addition to being able to see clearly, it has features of high resolution due to its high luminance, and it is coated on the back of the glass to coat both the front and back of the glass to cover the existing problems with anti-reflection and self-cleaning properties. It is about the manufacturing method of the blackboard.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 반사방지 및 자정작용 특성을 포함하는 유리기판은 두께가 10~1,000 nm 로 유리기판 전면에 슬롯 노즐을 이용하여 광투과도가 2% 이상 향상되고 표면 거칠기가 100 nm 이하로 코팅하는 단계와, 상기 유리기판의 후면에 두께가 1㎛이하로 광확산 특성을 갖도록 헤이즈를 주기 위한 스프레이 코팅하는 단계와; 상기 코팅된 유리기판은 스크린 및 칠판(화이트보드) 겸용으로 사용하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the glass substrate including the antireflection and self-cleaning properties according to the present invention has a thickness of 10 to 1,000 nm, and the light transmittance is improved by 2% or more by using a slot nozzle on the front surface of the glass substrate, and the surface roughness is 100 coating the glass substrate to a thickness of less than or equal to nm, and spray-coating the glass substrate to a rear surface of the glass substrate with a thickness of less than 1 μm to give a haze to have a light diffusion characteristic; The coated glass substrate is characterized in that it is used as both a screen and a blackboard (white board).
상기의 기능을 갖도록 사용하는 코팅소재는 하기 화학식으로 표시되는 알칼리 금속산화물(M2O)인 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 산화리튬(Li2O) 중 적어도 하나 이상 포함되고; 무기산 화합물; 및 물(H2O);을 포함하며;The coating material used to have the above functions is at least one of sodium oxide (Na2 O), potassium oxide (K2 O), and lithium oxide (Li2O), which are alkali metal oxides (M 2 O) represented by the following formula. Included above; Inorganic acid compounds; And water (H2 O);
하기 화학식에서, 알칼리 산화금속들의 몰수인
[화학식] (x1Na 2O+x2K2O+x3Li2O)·ySiO2·nH 2O[Chemical Formula] (x1 Na2 O+x2 K2 O+x3 Li2 O)·ySiO2 ·nH2 O
상기 화학식의 코팅소재 100중량부 기준으로 (M2O+SiO2)은 0.1~10 중량부이고 무기산 화합물 0.01 ~ 2 중량부와 나머지의 물을 포함한다.Based on 100 parts by weight of the coating material of the above formula, (M2 O+SiO2 ) is 0.1 to 10 parts by weight, and contains 0.01 to 2 parts by weight of an inorganic acid compound and the rest of water.
또한, 본 발명에서 사용하는 유리기판의 전면코팅 방식인 슬롯노즐을 이용한 슬롯다이 방식의 코팅방법은 부착되는 두께를 기준으로, 0~2%구간인 시작구간; 2%~98%구간인 가속구간; 98%~100%구간인 종료구간으로 구분하여 각 구간별로 각각 상이한 제어를 통하여 유리기판 전체에 유니폼한 두께를 갖는 코팅 도막을 획득하는 것을 특징으로 한다.In addition, the coating method of the slot die method using the slot nozzle, which is the front coating method of the glass substrate used in the present invention, is based on the thickness to which it is attached, the starting section of the 0-2% section; Accelerated section, which is 2%~98% section; It is characterized in that a coating film having a uniform thickness over the entire glass substrate is obtained through different control for each section by dividing it into an end section of 98% to 100% section.
또한, 본 발명에서 사용하는 유리기판의 후면코팅 방식인 스프레이 코팅방법은 스프레이 노즐이 구경을 나노소재의 코팅에 적합하도록 1파이 이하로 하며 최적의 코팅을 위하여 노즐의 높이와 유량 및 공기압 등 최적의 제어를 위해 상이한 정량치를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the spray coating method, which is the method of coating the back side of the glass substrate used in the present invention, is less than 1 pi so that the diameter of the spray nozzle is suitable for coating of nanomaterials, and the height, flow rate and air pressure of the nozzle are optimal for optimal coating. It is characterized by having different quantitative values for control.
본 발명에 따른 반사방지 및 자정작용 특성에 따라 해상도가 높은 스크린으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 어떤 필기구를 사용하더라도 쉽게 지울 수 있는 유리칠판의 제조가 가능하여 용도가 매우 다양한 기술적 효과가 있다.According to the antireflection and self-cleaning characteristics according to the present invention, it is possible to manufacture a glass board that can be easily erased by using any writing instrument as well as being able to use it as a screen having a high resolution.
나노 세라믹 코팅은 나노미터 사이즈의 두께를 갖는 코팅으로 유리기판에 어떠한 반작용이 없으며 일반 유리기판에 비하여 기계적 특성 즉 9H이상의 매우 높은 경도와 마모(내스크래치)특성을 가지고 있어 내구성이 뛰어난 효과를 가지고 있다.Nano-ceramic coating is a coating having a thickness of nanometer size, and has no reaction to the glass substrate, and has a mechanical property, that is, a very high hardness of 9H or more and abrasion (scratch resistance) characteristics compared to general glass substrates, so it has excellent durability. .
또한 광투과도가 코팅 전후비교시 2%이상 증가하고 반사율 역시 2%이하로 감소시켜 광학적 효과 또한 매우 뛰어남을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the optical effect is also very excellent as the light transmittance increases by 2% or more when compared before and after coating and the reflectance is also reduced to 2% or less.
궁극적으로 본 발명에 따른 스크린 겸용 유리칠판은 회의실이나 사무실, 세미나실 등에서 판서용으로는 물론, 스크린으로도 사용할 수 있는 복합기능을 구비하고 있어서 특히 강의용이나 세미나용으로 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.Ultimately, the glass board for use with a screen according to the present invention has a composite function that can be used as a screen as well as for writing in conference rooms, offices, seminar rooms, etc., so that it can be conveniently used for lectures or seminars. .
또한, 판서용으로 사용할 경우에는 필기성과 지움성 및 내마모성이 우수하고, 스크린으로 사용할 경우에는 해상도와 휘도가 높아서 선명한 영상을 제공하며, 나아가 보는 사람의 시선을 자극하거나 사각 지역이 생기지 않게 하는 효과가 있다.In addition, when used for writing, it has excellent handwriting, erasing and abrasion resistance, and when used as a screen, it provides clear images due to high resolution and luminance, and furthermore, it has the effect of stimulating the viewer's gaze or preventing blind spots from occurring. have.
또한 최근 멀티 터치 프로젝터를 활용한 전자칠판의 활용에 본 발명기술은 큰 영향을 미칠 수 있으며 LCD(LED)형 전자칠판의 76인치 이상의 화면이 불가능하지만 프로젝터용의 스크린의 경우 80인치 이상의 대형 화면에 적용이 가능하여 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 효과가 매우 크다고 할 수 있다.In addition, the present invention technology can have a great influence on the use of electronic boards using multi-touch projectors recently, and screens larger than 76 inches of LCD (LED) type electronic boards are not possible, but screens for projectors can be applied to large screens larger than 80 inches. As it can be applied, it can be said that the effect of overcoming the limitations of the existing technology is very great.
도 1은 본 발명의 공정블록도.
도 2는 본 발명의 코팅 두께를 나타낸는 전자현미경 사진.
도 3은 본 발명의 코팅에 따른 이중상에 의한 효과
도 4는 본 발명의 코팅에 따른 광투과 효과
도 5는 본 발명의 코팅시 물에 의한 자정작용 특성
도 6은 본 발명의 유리종류에 따른 접촉각 특성1 is a process block diagram of the present invention.
Figure 2 is an electron microscope photograph showing the coating thickness of the present invention.
Figure 3 is the effect of the double image according to the coating of the present invention
4 is a light transmission effect according to the coating of the present invention
5 is a self-cleaning effect by water during the coating of the present invention
6 is a contact angle characteristic according to the glass type of the present invention
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지 및 자정작용 특성을 포함하는 유리칠판의 제조방법은 유리기판의 전면은 투명하고 깨끗하며 평탄도가 수십~수백나노미터 수준으로 코팅할 수 있도록 나노 세라믹소재를 슬롯노즐을 이용한 슬롯다이 또는 바 코팅방식을 이용함으로서 일반적으로 사용하거나 모재로 사용하는 모든 유리에 비하여 광투과도는 2% 이상 증가하고 반사율은 2%이하로 감소할 수 있도록 하며 표면의 평탄도 또는 표면 거칠기를 100nm 이하 수준으로 유니폼하게 하여 판서시에 사각거리는 소리가 발생하지 않도록 할 뿐만 아니라 유리표면의 자정작용 특성을 활용하여 유성매직 또는 페인트 등을 포함한 어떠한 필기구를 사용하더라도 완벽하게 지워질 수 있는 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method of a glass board including antireflection and self-cleaning properties according to an embodiment of the present invention, a nano ceramic material is used so that the entire surface of the glass substrate is transparent and clean, and the flatness can be coated at a level of tens to several hundred nanometers. By using a slot die or bar coating method using a slot nozzle, the light transmittance can be increased by 2% or more and the reflectance can be reduced to 2% or less compared to all glasses that are generally used or used as a base material. The uniformity of the roughness to 100nm or less prevents the occurrence of crunching sound during writing, as well as using the self-cleaning properties of the glass surface so that it can be completely erased even with any writing instrument including oily magic or paint. It is done.
또한 유리기판의 후면은 상기의 나노 세라믹 소재를 1,000nm 이하로 스프레이 코팅함으로서 스프레이시 발생하는 헤이즈를 이용하여 광확산을 도모하며 반사방지와 함께 광투과율을 증대하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rear surface of the glass substrate is characterized in that by spray-coating the nanoceramic material to 1,000 nm or less, light diffusion is achieved using haze generated during spraying, and light transmittance is increased while preventing reflection.
유리기판의 전면과 후면에 나노 세라믹소재를 코팅함으로서 반사율의 감소와 더불어 광투과율을 증가시킴으로서 영상의 질인 해상도를 높이고 반사방지에 의한 가독성을 높이는 특징을 갖는다.By coating nano-ceramic materials on the front and back of the glass substrate, it has the characteristics of reducing reflectance and increasing light transmittance, thereby increasing the resolution, which is the quality of the image, and enhancing readability by preventing reflection.
본 발명의 다양한 특성 을 갖는 코팅소재인 나노 무기 조성물은,The nano-inorganic composition, which is a coating material having various characteristics of the present invention,
하기 화학식으로 표시되는 알칼리 금속산화물(M2O)인 산화나 트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 산화리튬(L i2O) 중 적어도 하나 이상 포함되고; 무기산 화합물; 및 물(H2O);을 포함하며;At least one of sodium oxide (Na2 O), potassium oxide (K2 O), and lithium oxide (L i2 O), which is an alkali metal oxide (M2 O) represented by the following formula, is included; Inorganic acid compounds; And water (H2 O);
하기 화학식에서, 알칼리 산화금속들의 몰수인
[화학식] (x1Na2O +x2K2O+x3Li2O)·ySiO2·nH2 O[Chemical Formula] (x1 Na2 O +x2 K2 O+x3 Li2 O)·ySiO2 ·nH2 O
상기 화학식의 나노무기조성물 100중량부에서 (M2O+SiO2)은 0.1~10 중 량부이고 무기산 화합물 0.01 ~ 2 중량부와 나머지의 물을 포함하도 록 하여 제조한다.In 100 parts by weight of the nano-inorganic composition of the above formula, (M2 O+SiO2 ) is 0.1 to 10 parts by weight, and is prepared by including 0.01 to 2 parts by weight of the inorganic acid compound and the rest of water.
상기의 코팅장치에 따른 조성물의 변경은 전처리장비에 따라 달라질 수 있으 며 특히, 모재 표면의 친수여부에 따라 계면활성제를 포함시켜 부착특성을 개선시 키고, 색상을 위한 칼라안료의 분산을 향상시키기 위해 분산제를 더 포함할 수 있 으며 조성물의 생산시간 단축 및 화학반응의 촉진 등을 위해 촉매제를 추가로 포함 시킬 수 있다.The change of the composition according to the above coating device may vary depending on the pretreatment equipment. In particular, to improve adhesion properties by including a surfactant depending on whether or not the surface of the base material is hydrophilic, and to improve the dispersion of color pigments for color. A dispersant may be further included, and a catalyst may be additionally included in order to shorten the production time of the composition and to promote a chemical reaction.
상기 첨가되는 용매(물+무기산화합물)의 양은 첨가 되는 알칼리 산화금속의 용매에 대한 용해도 보다 크며, 무기산 화합물은 주로 인산 또는 붕산을 사용한다.The amount of the added solvent (water + inorganic oxide compound) is greater than the solubility of the alkali metal oxide added in the solvent, and the inorganic acid compound is mainly phosphoric acid or boric acid.
본 발명의 상기 화학식에서 X는 나노 무기조성물에 포함되는 알칼리 산화금속(M 2O)들의 몰수이며 y는 실리카(SiO2)의 몰수로서 실리카의 몰수는 항상 알칼리 금속의 몰수보다 크거나 같은 것으로
또한 기존 발명에서는 Na2O를 50% 이상 포함하는 나노무기조성물로 제조 되 어 도막두께가 일정 이상이 될 경우 백화현상의 원인이 되고 열처리(소성)시 공기 층을 발생시키는 원인이 되는 물질로서 본 발명에서 x1
또한, 상기 나노 무기조성물의 PH는 11이하일 경우 고형화가 진행되어 제조에 어려움이 있으며 13이상이면 다양한 기능성이 감소되어 11~13사이의 PH가 가장 적합하다.In addition, when the pH of the nano-inorganic composition is 11 or less, solidification proceeds and manufacturing is difficult. When the pH of the nano-inorganic composition is 13 or more, various functionalities are reduced, and a PH between 11 and 13 is most suitable.
또한, 상기 나노 무기조성물의 박막 표면의 접촉각은 20° 이하의 친수특성을 나타내며 자정작용 또는 이지클린(Easy-Clean) 특성을 갖으며 표면경도는 9H이상으로 높은 마모특성을 갖는다.In addition, the contact angle of the surface of the thin film of the nano-inorganic composition exhibits a hydrophilic property of 20° or less, has a self-cleaning or Easy-Clean property, and has a surface hardness of 9H or more, which has a high wear property.
또한, 상기의 나노 무기조성물은 헤이즈(탁도)를 제어하여 광택도를 유광 또는 무광형태로 할 수 있으며 투명기판의 경우 반투명과 불투명 등 다양하게 헤이즈(탁도)를 구현함으로서 소비자의 요구를 만족시킬 수 있다.In addition, the above-described nano-inorganic composition can control haze (turbidity) to make glossiness into a glossy or matte form, and in the case of a transparent substrate, it can satisfy consumer's needs by implementing various haze (turbidity) such as translucency and opacity. have.
본 발명에서 산란도와 헤이즈 그리고 탁도는 동일한 의미를 갖는 것으로 투명기판의 투명도에 따라 달라지는 투명상태를 나타내는 것이며 유광 또는 무광등과 같이 코팅 표면의 광택도와 광확산도를 나타낼 수 도 있다.In the present invention, scattering degree, haze, and turbidity have the same meaning, indicating a transparent state that varies depending on the transparency of the transparent substrate, and may also indicate the glossiness and light diffusivity of the coating surface such as a glossy or matte lamp.
본 발명에서 사용되는 강판과 같이 판재로 이루어진 모재의 경우 스프레이 코팅 또는 바와 디핑 방식의 코팅방법이 가장 일반적이라 할 수 있으며 양산을 위한 자동화에도 가장 적합할 수 있기때문에 이와 같은 코팅방법을 서로 순차적 또는 중복하여 사용할 수 있다.In the case of a base material made of a plate material such as the steel plate used in the present invention, the coating method of spray coating or bar dipping method is the most common, and it is most suitable for automation for mass production, so these coating methods are sequentially or overlapped with each other. Can be used.
또한, 최적의 두께로 코팅도막을 형성하기 위하여 노즐의 높이, 유량, 이동속도, 고형분 함량, 공기압 등을 제어함으로서 이를 달성할 수 있다.In addition, this can be achieved by controlling the height, flow rate, moving speed, solid content, air pressure, etc. of the nozzle in order to form a coating film with an optimum thickness.
스프레이 코팅방식의 경우 노즐의 높이가 높아지면 단위 면적당 모재표면에 부착되는 조성물의 양이 감소하여 도막 두께가 감소하고 반대로 노즐의 높이가 낮아질수록 모재에 부착되는 조성물의 양이 증가하여 도막두께는 증가될 것이며 모재의 이동속도가 증가하면 부착되는 조성물의 양은 감소하고 이동속도가 감소하면 부착되는 조성물의 양은 증가하는 것은 당연한 물리적인 법칙이다. 또한 고형분의 함량이 낮으면 코팅 두께가 감소하고 고형분 함량이 많으면 코팅 두께가 두꺼워진다. 조성물의 분출되는 공기압을 제어함으로써 표면 탁도를 조절할 수도 있다.In the case of the spray coating method, as the height of the nozzle increases, the amount of the composition adhered to the base material surface per unit area decreases, resulting in a decrease in the coating thickness. Conversely, as the height of the nozzle decreases, the amount of the composition adhered to the base material increases, resulting in an increase in the coating thickness. It is a natural physical law that when the moving speed of the base material increases, the amount of the attached composition decreases, and when the moving speed decreases, the amount of the attached composition increases. In addition, when the solid content is low, the coating thickness decreases, and when the solid content is high, the coating thickness becomes thick. Surface turbidity can also be controlled by controlling the air pressure to be ejected from the composition.
이외에 조성물의 유량을 직접 제어하여 도막의 상태와 두께를 조절할 수 있음은 당연하다.In addition, it is natural that the state and thickness of the coating film can be controlled by directly controlling the flow rate of the composition.
스프레이 방식의 코팅에 따른 실시예는 코팅 도막두께를 기준으로 하여 코팅도막을 형성할 경우 아래와 같은 계산식을 활용하여 실시한다.An embodiment according to the spray-type coating is carried out using the following calculation formula when forming a coating film based on the coating film thickness of the coating.
스프레이 방식의 코팅도막 형성을 위한 조건들의 관계식은 다음과 같다.The relational formula of the conditions for forming a spray-type coating film is as follows.
Ht: 코팅 두께Ht : coating thickness
Q : 유량(ul/min)Q: Flow rate (ul/min)
C : 점도 또는 농도( 고형분 함량)C: viscosity or concentration (solid content)
U : 모재의 이동속도(m/min)U: moving speed of base material (m/min)
t : 코팅 횟수t: number of coatings
W : 스프레이 면적 (m2)W: spray area (m2)
h : 노즐 의 높이(m)h: Nozzle height (m)
상기와 같이 나노 무기조성물의 부착을 위한 코팅이 마무리되면 열처리를 위 한 소성을 통하여 내구성을 확보할 수 있다.When the coating for attaching the nano-inorganic composition is finished as described above, durability can be secured through sintering for heat treatment.
하기의 표현은 본 발명에서 사용하는 용어를 정의하였지만 일반적으로 사용되는 모든 의미를 포함한다고 할 수 있다.The following expressions have defined terms used in the present invention, but can be said to include all commonly used meanings.
1. 연필경도(Pencil hardness) 1. Pencil hardness
ASTM D3363의 기준에 따라 측정하였다.It was measured according to the standards of ASTM D3363.
측정용 연필을 끼우고, 일정 하중(1Kg)을 가함으로써 측정하였다. 측정결과는 9H ~ 1H, F, HB, 1 B ~ 6B로 나타내었으며, 9H의 경우 최고로 단단한 것이며, 6B의 경우 가장 약한 경도를 나타낸다.The measurement was performed by inserting a measuring pencil and applying a constant load (1Kg). The measurement results are shown as 9H ~ 1H, F, HB, 1 B ~ 6B, and 9H is the hardest, and 6B shows the weakest hardness.
2. 부착력 내지 접착력(Adhension)2. Adhesion or adhesion
ASTM D3359의 기준에 따라 측 정하였다.It was measured according to the standards of ASTM D3359.
나노 무기 조성물을 이용한 코팅막에 cutter로 바둑판 모양의 흠을 낸 후, 그 위에 3M 테이프를 완전 밀착시킨 후 일정한 힘으로 떼어내어 코팅층과 기재와의 밀착 정도를 관찰하였다. 측정결과는 0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B로 기재하였으며, 수 치는 아래와 같다.After making a checkerboard-shaped flaw on the coating film using the nano-inorganic composition with a cutter, the 3M tape was completely adhered to the coating film, and then peeled off with a certain force to observe the degree of adhesion between the coating layer and the substrate. The measurement results are described as 0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, and the numerical values are as follows.
0B: 측정 후 코팅 막이 65% 이상 손실된 경우.0B: When the coating film is lost by 65% or more after measurement.
1B: 측정 후 코팅 막이 35 ~ 65 % 정도 손실된 경우.1B: When the coating film is lost by 35 to 65% after measurement.
2B: 측정 후 코팅 막이 15 ~ 35% 정도 손실된 경우.2B: When the coating film is lost by 15 to 35% after measurement.
3B: 측정 후 코팅 막이 5 ~ 15% 정도 손실된 경우.3B: When the coating film is lost by 5 to 15% after measurement.
4B: 측정 후 코팅 막이 5% 미만 손실된 경우.4B: When the coating film is lost less than 5% after measurement.
5B: 측정 후 코팅 막의 손 실이 없는 경우.5B: When there is no loss of the coating film after measurement.
3. 이지-클린성(Pollution resistant)3. Easy-Clean (Pollution Resistant)
코팅막에 유성 매직을 칠한 다음, 물(수 돗물)을 뿌린 후 매직이 지워지는 정도로 측정하였으며, 한 포인트에 10회 연속 실시한 결과에 대해 아래와 같이 기재하였다. ◎ : 아주 좋음, ○ : 좋음, △ : 보통, X : 나쁨After applying oily magic to the coating film, it was measured to the extent that the magic was erased after spraying water (tap water), and the results of performing 10 consecutive times at one point were described as follows. ◎: Very good, ○: Good, △: Normal, X: Bad
4. 접촉각(Contact angle)4. Contact angle
코팅막에 물 한 방울을 떨어 뜨린 후 코팅 막 위의 물의 형태가 어떻게 변하는지 관찰하였다. 이 는 코팅막의 친수성 정도를 알 수 있는 실험으로 초친수성 또는 친수 성인 경우 클린성이 더 좋게 나온다. 접촉각이 20±5도인 경우는 친수성, 10±2도인 경우에는 초친수성이라 할 수 있다.After dropping a drop of water on the coating film, it was observed how the shape of the water on the coating film changed. This is an experiment that can determine the degree of hydrophilicity of the coating film, and the cleanability is better for superhydrophilic or hydrophilic adults. If the contact angle is 20±5 degrees, it can be said to be hydrophilic, and if the contact angle is 10±2 degrees, it can be said to be superhydrophilic.
5. 내수성5. Water resistance
90℃의 온도에서 모재를 12시간 동안 방치한 결과 코팅막의 상태를 측정하였다.As a result of leaving the base material at a temperature of 90° C. for 12 hours, the state of the coating film was measured.
◎ : 아주 좋음, ○ : 좋음, △ : 보통, X : 나쁨◎: Very good, ○: Good, △: Normal, X: Bad
6. 투과율6. Transmittance
UV-Visible Spe ctrometer를 이용하여 가시광선 영역부터 자외선 영역까지에서 유리 판에 코팅된 코팅막의 투과율을 측정하였다.Using a UV-Visible Spe ctrometer, the transmittance of the coating film coated on the glass plate was measured from the visible light range to the ultraviolet light range.
또한, 유리기판의 전면코팅 방식인 슬롯노즐을 이용한 슬롯다이 방식의 코팅방법에 따른 코팅두께 제어를 상술하면 부착되는 두께를 기준으로,코팅 시작시기에서 종료시기까지 유니폼한 두께가 코팅될 수 있도록 각 구간별 토출량과 갠트리속도변화를 주는 것으로 는 방법과 이유에 대해 구체적으로 설명한다. 처음 코팅을 시작하는 부분은 코팅을 안정적으로 준비하기 위해 코팅의 두께가 높아지며 조성물이 오버플로우 되어 스테이지 오염 및 언코팅이 발생하지 않도록 제어하여야 하며 시작단계를 지나 정상적으로 코팅이 되는 부분에서는 토출량이 적을수록 갠트리 스피드를 낮춰 안정적인 토출을 유지해 준다. 초기 비드 형성과정으로 인해 시작부 20mm 구간은 코팅 도막 두께가 두꺼워지고, 종료 구간은 코팅 끝맺음부로 가속구간보다 속도가 줄어 토출되기 때문에 끝단 10mm 구간에서 두께 편차가 발생하지만 전체적인 코팅도막의 Uniformity는 우수하고 코팅불량이 발생하지 않는 특징이 있다.In addition, if the control of the coating thickness according to the coating method of the slot die method using the slot nozzle method, which is the front coating method of the glass substrate, will be described in detail so that a uniform thickness can be coated from the start time to the end time of coating based on the attached thickness. The method and reason for giving the discharge amount and gantry speed change for each section will be described in detail. At the beginning of the coating, the thickness of the coating increases in order to stably prepare the coating, and the composition overflows, so that stage contamination and uncoating do not occur. It lowers the gantry speed to maintain stable discharge. Due to the initial bead formation process, the thickness of the coating film is thickened at the beginning of the 20mm section, and the end section is discharged at a reduced speed compared to the acceleration section, so the uniformity of the overall coating film is excellent. There is a characteristic that coating defects do not occur.
투과율측정Visible light range (380~780nm)
Transmittance measurement
45o로 밀어 긁히는 정도With a pencil, at a constant weight (1kg)
The degree to be scratched by pushing it to 45o
염산 5%, 24hr 침지23℃±2℃,1mol/L
(글씨나 화질의 판독이 불가능한 사각지대 존재함 )Hot spot (glare phenomenon) severe
(There is a blind spot where reading of text or image quality is impossible)
(전자파/안구건조증 심함)Harmful to human body
(Severe electromagnetic wave/dry eye syndrome)
프로젝터 사용시는 천정의 블라인드를 따로 사용Whiteboard for writing and writing at the meeting
When using a projector, separate ceiling blinds
유기페인트 모두 가능Electronic pen, hand, board marker, oil magic,
Both organic paints are possible
Claims (6)
Translated fromKorean제조된 유리기판의 세정단계;
상기 유리기판 전면에 슬롯 노즐을 이용하여 100 nm 이하의 표면 거칠기로 제어하여 10~1,000 nm 두께로 코팅하는 슬롯다이 코팅단계;
코팅 후 코팅면을 건조하는 단계;
건조된 상기 유리기판의 후면에 두께가 1㎛이하로 광확산 특성을 갖도록 스프레이 코팅하는 단계;로 이루어진 반사방지 및 자정작용 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.Glass substrate manufacturing step;
A cleaning step of the manufactured glass substrate;
A slot die coating step of coating the entire surface of the glass substrate to a thickness of 10 to 1,000 nm by controlling a surface roughness of 100 nm or less using a slot nozzle;
Drying the coated surface after coating;
Spray-coating the dried glass substrate to have a light diffusion characteristic to a thickness of 1 μm or less on the rear surface of the glass substrate, characterized in that it has anti-reflection and self-cleaning properties.
코팅소재는 하기 화학식으로 표시되는 알칼리 금속산화물(M2O)인 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 산화리튬(Li2O) 중 적어도 하나 이상 포함되고; 무기산 화합물; 및 물(H2O);을 포함하며;
하기 화학식에서, 알칼리 산화금속들의 몰수인
[화학식] (x1Na 2O+x2K2O+x3Li2O)·ySiO2·nH 2O
상기 화학식의 코팅소재 100중량부에서 (M2O+SiO2)은 0.1~10 중량부이고 무기산 화합물 0.01 ~ 2 중량부와 나머지의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.
The method of claim 1,
The coating material includes at least one of sodium oxide (Na2 O), potassium oxide (K2 O), and lithium oxide (Li2 O), which is an alkali metal oxide (M2 O) represented by the following formula; Inorganic acid compounds; And water (H2 O);
In the following formula, the number of moles of alkali metal oxides
[Chemical Formula] (x1 Na2 O+x2 K2 O+x3 Li2 O)·ySiO2 ·nH2 O
In 100 parts by weight of the coating material of the above formula, (M2 O+SiO2 ) is 0.1 to 10 parts by weight and contains 0.01 to 2 parts by weight of an inorganic acid compound and the rest of water. .
상기 코팅소재를 이용하여 코팅 후 유리기판의 광투과율은 최소 2% 이상 향상되는 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.
The method of claim 2,
After coating using the coating material, the light transmittance of the glass substrate is improved by at least 2%.
상기 코팅소재를 이용하여 코팅 후 유리기판의 광반사율은 최소 2% 이상 감소되는 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.
The method of claim 2,
After coating using the coating material, the light reflectance of the glass substrate is reduced by at least 2% or more.
코팅 후 유리기판의 표면경도는 9H이상인 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.
The method of claim 1,
A glass coating method for a combined screen glass board, characterized in that the surface hardness of the glass substrate after coating is 9H or more.
코팅 후 이중상이 맺히지 않는 것을 특징으로 하는 스크린 겸용 유리칠판용 유리코팅방법.The method of claim 1,
A glass coating method for a glass board for both screens, characterized in that a double image does not form after coating.
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