KR20060005920A - Method for manufacturing glass panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리패널의 표면을 이온교환과 열처리에 의하여 강화하여 유리패널을 경량화와 박형화하여 제조할 수 있는 유리패널의 제조방법을 개시한다. 본 발명은 유리패널 내부의 온도분포가 일정하지 않은 상태에서 뜨거운 유리패널의 적어도 표면 일부분에 염을 함유한 혼합물을 제공하는 단계와, 유리패널과 염을 함유한 혼합물의 이온교환이 일어날 수 있는 소정의 시간 동안 유리패널을 상승된 온도 및 비등온의 온도조건 하에서 열처리하는 단계와, 유리패널을 세척하는 단계로 이루어진다. 또한, 유리패널의 변형점이 Tg이고 연화점이 TS일 때 유리패널이 상온과 최대온도(Tio) 사이에서 
Description
본 발명은 음극선관에 사용되는 유리패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리패널의 표면을 이온교환과 열처리에 의하여 강화하여 유리패널을 경량화와 박형화하여 제조할 수 있는 유리패널의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a glass panel used in a cathode ray tube, and more particularly, a method for manufacturing a glass panel which can be manufactured by reducing the weight and thickness of a glass panel by strengthening the surface of the glass panel by ion exchange and heat treatment. It is about.
주지하고 있는 바와 같이, 컬러텔레비전이나 컴퓨터 모니터 등의 제조에 사용되는 음극선관용 유리벌브(Glass bulb)는 기본적으로 세 가지의 구성 요소, 즉 화상이 투시되는 패널(Panel)과, 이 패널의 후면에 접합되는 원추형의 펀넬 (Funnel)과, 펀넬의 꼭지점에 접합되는 관형상의 네크(Neck)로 이루어진다. 패널은 화상을 표시하는 페이스부(Face portion)와, 이 페이스부의 가장자리로부터 후방으로 연장되어 있는 실에지(Seal edge)를 갖는 스커트부(Skirt portion)와, 페이스부와 스커트부를 연결하는 블렌드라운드부(Blend round portion)로 구성되어 있다.As is well known, glass bulbs used in the manufacture of color televisions, computer monitors, etc. are basically three components: a panel through which images are projected, and a rear surface of the panel. It consists of a conical funnel to be joined and a tubular neck joined to the vertex of the funnel. The panel includes a face portion for displaying an image, a skirt portion having a seal edge extending rearward from the edge of the face portion, and a blend round portion connecting the face portion and the skirt portion. (Blend round portion).
이러한 음극선관용 패널, 펀넬 및 네크는 모두 유리로 제조되며, 특히 패널과 펀넬은 유리곱(Glass gob)이라 불리는 용융유리 덩어리를 원하는 크기 및 형상으로 프레스성형에 의하여 제조하고 있다. 패널은 프레스성형 후 강제통풍에 의한 냉각공정과, 스터드핀(Stud pin)을 실링하는 핀실링공정과, 열처리에 의하여 패널 에 잔류하는 응력을 제거하는 서냉로(Annealing Lehr)에서의 서냉공정과 연마 및 검사공정을 통하여 완제품으로 제조하고 있다.The cathode ray tube panel, funnel and neck are all made of glass, and in particular, the panel and the funnel are manufactured by pressing a molten glass lump called glass gob to a desired size and shape. The panel has a cooling process by forced ventilation after press molding, a pin sealing process for sealing stud pins, and a slow cooling process and polishing in an annealing lehr to remove residual stress on the panel by heat treatment. And it is manufactured as a finished product through the inspection process.
한편, TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display), PDP(Plasma display panel), EL(Electro luminescent) 등 평판디스플레이의 제조 분야에서는 평판형 유리패널의 표면에 예를 들어 절연막으로 실리카(SiO2)막과 도전막으로 ITO(Indium tin oxide)막을 코팅하여 평판디스플레이의 제조에 사용하고 있다. Meanwhile, in the field of manufacturing flat panel displays such as thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD), plasma display panel (PDP), and electro luminescent (EL), silica (SiO 2) is used as an insulating film on the surface of the flat panel. ) And ITO (Indium tin oxide) film is coated with a conductive film and used in the manufacture of flat panel displays.
이와 같은 유리패널의 대형화와 병행하여 두께와 무게를 감소시키기 위한 경량화와 박형화에 많은 연구가 활발히 진행되고 있으며, 유리패널의 경량화와 박형화에 따르는 구조적인 취약성을 보완할 수 있는 강화방법이 개발되고 있다. 유리패널의 강화방법은 열강화에 의하여 압축응력층을 유리패널의 표면에 형성하는 물리강화방법(Physical strengthening method)과 이온교환처리를 통하여 압축응력층을 유리패널의 표면에 형성하는 화학강화방법(Chemical strengthening method)이 있다.In parallel with the enlargement of glass panels, many studies have been actively conducted to reduce the thickness and weight of the glass panels, and reinforcement methods have been developed to compensate for the structural weakness caused by the reduction and the reduction of the glass panels. . The glass panel strengthening method is a physical strengthening method of forming a compressive stress layer on the surface of the glass panel by thermal strengthening and a chemical strengthening method of forming a compressive stress layer on the surface of the glass panel through ion exchange treatment. Chemical strengthening method).
종래 유리패널의 강화방법에 대한 예로 일본특허 제2671766호에는 음극선관의 유리를 열처리시키는 방법이 개시되어 있으며, 공랭식 강화방법에 의하여 열처리된 유리의 굽힘강도는 일반적으로 약 200∼300MPa이다. 물리적으로 강화된 유리는 유리의 연화점(Softening point) 부근의 온도로부터 유리의 변형점(Strain point) 부근의 온도로 급속히 냉각시킴으로써, 유리의 내부와 표면 사이의 온도차가 발생하여 유리의 표면에 압축응력층이 형성되어 얻어진다. 그러나 이 기술은 유 리의 표면과 내부에 큰 온도차를 형성하기 어렵기 때문에 얇은 두께의 유리에는 적합하지 않은 문제가 있다. 또한, 유리의 내부에는 기계적 강성에 취약한 약 25∼75MPa의 인장응력층이 형성되는 단점이 있다. 유리는 인장응력에 의하여 미세한 기계적 충격에도 쉽게 결함을 일으키고, 이 결함에 부여되는 서냉로에서의 열응력(Thermal stress)으로 인하여 파손이 발생되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 유리벌브의 경우 배기공정(Exhaust process)시 유리패널의 스커트부에 발생되는 인장응력에 의하여 충분한 압축응력층의 형성이 곤란하고, 변형에너지(Strain energy)의 증가가 초래되어 미세한 결함에 의해서도 자발적인 파손이 일어나는 문제가 있다.Japanese Patent No. 2671766 discloses a method of heat-treating glass of a cathode ray tube as an example of a method of strengthening a conventional glass panel, and the bending strength of the glass heat-treated by the air-cooled strengthening method is generally about 200 to 300 MPa. Physically strengthened glass rapidly cools from the temperature near the softening point of the glass to the temperature near the strain point of the glass, resulting in a temperature difference between the interior and the surface of the glass resulting in a compressive stress on the surface of the glass. A layer is formed and obtained. However, this technique is not suitable for thin glass because it is difficult to make a large temperature difference between the surface and the inside of the glass. In addition, the glass has a disadvantage in that a tensile stress layer of about 25 to 75 MPa, which is vulnerable to mechanical rigidity, is formed. The glass easily causes defects even in a minute mechanical impact due to tensile stress, and there is a problem that breakage occurs due to thermal stress in a slow cooling furnace applied to the defect. In addition, in the case of the glass bulb, it is difficult to form a sufficient compressive stress layer due to the tensile stress generated in the skirt portion of the glass panel during the exhaust process, and the strain energy is increased, resulting in fine defects. There is also a problem that spontaneous damage occurs.
음극선관용 유리벌브의 물리적 강화방법은 미국 특허 제544285호, 제6448707호와 일본 특허 제2904067호에서 패널을 뜨임(Tempering)에 의하여 강화하는 방법으로 개시되어 있다. 이러한 물리적 강화방법에 있어서 패널은 유리의 연화점보다 약간 더 낮은 온도로 가열되고, 이후 공기가 패널을 냉각하기 위하여 주입된다. 그런데 뜨임 공정에 있어서 패널은 유리가 막 연화된 온도 영역으로 유지되기 때문에 급속 냉각된 후 약간 변형되게 된다. 음극선관은 정확한 치수를 가져야 하기 때문에 음극선관을 위한 유리를 강화하는데 문제가 있다.Physical reinforcing methods for glass bulbs for cathode ray tubes are disclosed in US Pat. Nos. 5,285,6448707 and Japanese Patent No. 2904067 by tempering the panels. In this physical strengthening method, the panel is heated to a temperature slightly lower than the softening point of the glass, and then air is injected to cool the panel. However, in the tempering process, the panel is slightly deformed after rapid cooling because the glass is maintained in the film softened temperature range. There is a problem in strengthening the glass for the cathode ray tube because the cathode ray tube must have the correct dimensions.
한편, 이온강화방법의 가장 큰 문제는 유리조성물로부터 유리를 만들 때 이온의 유동성에 강하게 의존한다는 점이다. 따라서, 중요한 강도를 발현하기 위한 확산층의 두께가 너무 얇은 문제가 항시 존재하게 된다. 이온교환방법은 확산원료의 상에 따라 습식과 건식의 크게 두 가지로 구분하고 있다. 이온교환방법의 첫 번째로 습식은 염이 녹아있는 액상의 재료로부터의 확산을 기초로 하는 방법이다. 습 식에 있어서는 노(Furnace)와 염조(Salt bath) 등 특별한 부가의 장치가 필요하므로, 큰 크기의 유리패널의 제조를 곤란하게 하는 문제를 수반한다.On the other hand, the biggest problem of the ion strengthening method is that it strongly depends on the flow of ions when making glass from the glass composition. Therefore, there is always a problem that the thickness of the diffusion layer for expressing important strength is too thin. The ion exchange method is classified into two types, wet and dry, depending on the phase of the diffusion material. The first wet method of ion exchange is based on diffusion from a liquid material in which the salt is dissolved. The wet process requires special additional equipment such as furnaces and salt baths, which entails the difficulty of producing large size glass panels.
미국특허 제3524373호는 화학적 강화방법을 개시한다. 이 특허에서는 알루미노규산나트륨(Sodium aluminosilicate) 유리는 변형점 가까이 공기 중에서 가열되고, 바람직하게는 5∼35℃ 이상으로 가열된다. 그 후 유리의 변형점 이하인 50∼150℃ 정도의 온도에서 유리의 칼륨이온 원료와 접촉한다. 미국특허 제3395998호에는 화학적 강화방법이 설명되어 있다. 이 특허에서는 알칼리금속규산염(Alkali metal silicate) 유리는 외부의 재료로부터 리튬이온(Lithium ion, Li+)의 교환이 이루어지고, 유리로부터 나트륨이온(Sodium ions, Na+)의 교환이 이루어진다. 이들 교환은 유리의 변형점 이상의 온도에서 이루어진다. 그런 후, 유리는 변형점 이하로 냉각되고, 유리에서 나트륨이온과 리튬이온의 교환에 영향을 주기 위하여 낮은 온도로 공기 중에서 가열된다. 이러한 미국특허 제3524373호와 제3395998호의 방법은 기술공정이 다른 온도의 많은 기술적 단계를 거치는 중요한 문제점이 있다. 미국특허 제3751238호에 따르면, 제품의 중앙부분의 장력을 비교적 낮은 수준으로 유지하면서 주어진 시간에 유리의 표면 아래에서 이루어지는 이온교환의 깊이는 실질적으로 증가된다. US patent 3524373 discloses a chemical strengthening method. In this patent, sodium aluminosilicate glass is heated in air near the strain point, preferably above 5 to 35 ° C. Then, it contacts with the potassium ion raw material of glass at the temperature of about 50-150 degreeC which is below the strain point of glass. U.S. Patent No. 3395998 describes a chemical strengthening method. In this patent, alkali metal silicate glass exchanges lithium ions (Li + ) from external materials and sodium ions (Na + ) from glass. These exchanges take place at temperatures above the strain point of the glass. The glass is then cooled below the strain point and heated in air to low temperatures to affect the exchange of sodium and lithium ions in the glass. The method of US Pat. Nos. 3,352,733 and 3395998 has an important problem that the technical process goes through many technical steps at different temperatures. According to US Pat. No. 3,712,38, the depth of ion exchange under the surface of the glass at a given time is substantially increased while maintaining a relatively low level of tension in the center portion of the article.
미국특허 제4021218호에 개시된 강화방법은 50∼130A°두께의 산화금속코팅을 유리패널의 표면에 형성시키도록 가열된 유리 제품의 표면에 산화금속을 형성하는 조성물을 제공하는 단계와, 염화칼륨과 질산칼륨의 혼합용제 또는 황화칼륨과 질산칼륨의 혼합용제를 유리 제품의 내외면에 부착시키는 단계와, 압축응력층이 형성되기에 충분한 시간동안 유리를 유리의 변형점보다는 낮은 온도로 상승된 온도의 환경에 두는 단계로 이루어진다. 이 방법은 코팅을 위하여 부가의 기술적 장치를 필요로 하는 문제가 있다. The strengthening method disclosed in U.S. Patent No. 4021218 provides a composition for forming a metal oxide on the surface of a heated glass article to form a metal oxide coating having a thickness of 50 to 130 A ° on the surface of the glass panel, and potassium chloride and nitric acid. Adhering a mixed solvent of potassium or a mixed solvent of potassium sulfide and potassium nitrate to the inner and outer surfaces of the glass article, and raising the glass to a temperature lower than the strain point of the glass for a time sufficient to form a compressive stress layer. It consists of two steps. This method has the problem of requiring additional technical equipment for coating.
또한, 일본특허 제2837134호는 높은 이온교환율을 갖는 강화유리에 대하여 개시한다. 이 유리는 200㎛ 이상의 두께와 최소 800MPa의 굽힙강도를 갖는 응력변형층을 갖는다. 하지만, 이 유리는 X선의 흡수율이 낮아 음극선관용 유리패널의 표준인 28cm-1인 X선 흡수율을 만족시키지 못한다. In addition, Japanese Patent No. 2837134 discloses a tempered glass having a high ion exchange rate. The glass has a strained layer with a thickness of at least 200 μm and a bending strength of at least 800 MPa. However, the glass does not satisfy the X-ray absorption rate of 28 cm −1 , which is a standard for glass panels for cathode ray tubes due to the low X-ray absorption rate.
이온교환방법의 두 번째로 건식은 고상의 코팅, 분말 또는 코팅과 분말로부터 확산에 기초한 방법이며, 건식에 있어서는 특수한 용액조가 필요하지 않다. 미국특허 제3473906호에 기술된 방법은 디칼륨수소오르토인산염(Dipotassium hydrogen orthophosphate) 수용액을 새롭게 형성된 연결체에 적용한 후, 이온교환이 일어날 수 있도록 이 연결체를 달구었다가 냉각시킨다. 이는 매우 흥미로운 방법이지만, 다른 타입의 유리 제품이나 유리 조성물에 적용한다면 결과를 예측할 수가 없다. 즉, 분사단계에서 온도분포와 응력분포는 물건의 형상과 크기에 결정되듯이 유리도 유리의 열전달효율, 열팽창효율 등과 같은 물리적 특성에 의해 결정되고, 굳은 유리 조성물에서 알칼리이온의 확산효율에 관한 데이터가 없어 이온교환작용의 효율을 알 수 없기 때문이다. 그리고 분사단계가 진행될 때, 뜨거운 유리의 온도는 중요하게 변하며, 응력이 발생될 수 있다. 유리에서 마지막 응력의 분배는 뜨거운 유리의 분사단계전 및 분사단계의 온도와 온도분포에 의하여 결정된다. 또한, 수용액과 매우 강하지 않은 가열된 유리의 표면 사이의 상호작용의 결과로 일부 표면의 손상이 발생될 수 있다. The second dry method of ion exchange is a solid-based coating, powder or a method based on diffusion from coatings and powders. No special solution bath is required for the dry process. The method described in US Pat. No. 3,339,906 applies Dipotassium hydrogen orthophosphate aqueous solution to the newly formed linker, which is then heated and cooled to allow ion exchange to take place. This is a very interesting method, but the results are unpredictable if applied to other types of glass products or glass compositions. That is, the temperature distribution and the stress distribution in the spraying step are determined by physical properties such as heat transfer efficiency and thermal expansion efficiency of glass, as determined by the shape and size of the object, and data on the diffusion efficiency of alkali ions in the hardened glass composition. This is because the efficiency of ion exchange is not known. And as the spraying step proceeds, the temperature of the hot glass changes significantly, and stress can be generated. The distribution of the final stress in the glass is determined by the temperature and temperature distribution of the hot glass before and during the spraying step. In addition, damage to some surfaces may occur as a result of the interaction between the aqueous solution and the surface of the heated glass, which is not very strong.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이온교환과 열처리에 의하여 유리패널을 경량화와 박형화하여 제조할 수 있는 유리패널의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass panel that can be produced by reducing the weight and thickness of the glass panel by ion exchange and heat treatment. It is.
본 발명의 다른 목적은 염을 함유한 혼합물을 유리패널의 일부분에 선택적으로 제공할 수 있기 때문에 유리패널을 부분적으로 강화할 수 있는 유리패널의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a glass panel that can partially strengthen the glass panel because the salt-containing mixture can be selectively provided to a portion of the glass panel.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 유리패널 내부의 온도분포가 일정하지 않은 상태에서 뜨거운 유리패널의 적어도 표면 일부분에 염을 함유한 혼합물을 제공하는 단계와; 유리패널과 염을 함유한 혼합물의 이온교환이 일어날 수 있는 소정의 시간 동안 유리패널을 상승된 온도 및 비등온의 온도조건 하에서 열처리하는 단계와; 유리패널을 세척하는 단계로 이루어지고, 유리패널의 변형점이 Tg이고 연화점이 TS일 때 유리패널이 상온과 최대온도(Tio) 사이에서 
이하, 본 발명에 따른 유리패널의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세 하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the method for manufacturing a glass panel according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 유리패널의 제조방법은 내부의 온도분포가 일정치 않은 뜨거운 유리패널 표면의 일부분에 염을 함유한 혼합물을 적층하여 제공하고, 열처리에 의하여 코팅으로부터 확산에 기초를 둔 건식이온교환방법을 이용한다. 열처리는 유리패널과 조성물의 이온교환이 일어날 수 있는 소정의 시간 동안 유리패널을 상승된 온도 및 비등온의 온도조건 하에서 실시하며, 열처리가 완료된 유리패널은 증류수를 사용하여 세척한다. First, the method for manufacturing a glass panel according to the present invention is provided by laminating a mixture containing a salt on a portion of the surface of the hot glass panel of which temperature distribution is not constant inside, and dry ions based on diffusion from the coating by heat treatment. Use the exchange method. The heat treatment is carried out under elevated and non-isothermal temperature conditions for a predetermined time during which ion exchange between the glass panel and the composition can occur, and the glass panel after heat treatment is washed with distilled water.
본 발명에 따른 유리패널의 제조방법에서는 칼륨염과 이온교환과정에서 필요로 하는 온도보다 높은 녹는점(Melting point)을 갖는 화학적으로 비활성·비유기 산화물인 염의 특별한 혼합물을 사용한다. 비활성·비유기 산화물의 특징은 염 혼합물을 유지할 수 있어야 하고, 이온교환과정에서 화학적으로 분해되거나 유리패널의 표면과 반응되어서는 안된다. 즉, 비활성·비유기 산화물은 열적 및 화학적으로 안정한 물질이다. 이러한 비활성·비유기 산화물은 칼륨염이 이온교환과정에서 액체상태로 녹은 후 유리패널의 표면으로부터 흘러내리지 않도록 하는 멜트키퍼 (Melt-keeper)의 역할을 수행하게 되며, 경사면을 갖는 표면에서도 이온교환이 가능한 특징을 가지고 있다. 또한, 비활성·비유기 산화물은 건식이온교환을 위하여 서냉로(Lehr)를 통과 할 때 용융염 용액이 서냉로 내의 메쉬 벨트(Mesh belt) 등의 장비에 떨어져서 발생되는 오염을 방지할 수 있다. 본 발명에서는 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르콘(ZrO2)과 같은 다른 종류의 비활성·비유기 산 화물들이 이들과 염의 혼합물에서 멜트키퍼로서 사용된다. In the method for producing a glass panel according to the present invention, a special mixture of potassium salts and salts which are chemically inert and inorganic oxides having a melting point higher than the temperature required in the ion exchange process is used. The characteristics of inert and inorganic oxides should be able to maintain salt mixtures and not chemically decompose or react with the surface of the glass panels during ion exchange. In other words, inert and inorganic oxides are thermally and chemically stable materials. These inert and inorganic oxides act as a melt-keeper that prevents potassium salts from melting in the liquid state during ion exchange and then flows down from the surface of the glass panel. It has possible features. In addition, inert / organic oxides can prevent contamination caused by molten salt solution falling on equipment such as mesh belts in the slow cooling furnace when passing through the Lehr for dry ion exchange. In the present invention, other types of inert and inorganic acids such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ) are used as the meltkeeper in the mixture of these and salts.
이와 같은 본 발명의 유리패널의 제조방법에 있어서는, 염을 함유한 혼합물을 유리패널의 일부분에 선택적으로 적층하여 제공할 수 있기 때문에 유리패널의 부분적 강화가 가능하며, 공랭식의 냉각에 비하여 적층된 물질에 의해 유리패널의 표면을 보다 효율적으로 냉각할 수 있다. 따라서, 염을 함유한 물질을 유리패널의 표면에 적층하여 제공함으로써 추가적인 열처리 효율을 얻을 수 있다. 하지만 뜨거운 유리패널의 표면에 적층하는 것의 효과는 유리패널의 온도와 유리패널의 크기 및 형상에 의해 결정된다. 열처리 과정에서 발생되는 유리패널의 응력은 유리패널의 파손을 유발할 수도 있다. In the manufacturing method of the glass panel of the present invention, the mixture containing the salt can be selectively laminated on a portion of the glass panel, so that the glass panel can be partially strengthened, and the laminated material can be compared with air cooling. By this, the surface of the glass panel can be cooled more efficiently. Therefore, additional heat treatment efficiency can be obtained by laminating a salt-containing material on the surface of the glass panel. However, the effect of laminating on the surface of a hot glass panel is determined by the temperature of the glass panel and the size and shape of the glass panel. The stress of the glass panel generated during the heat treatment may cause breakage of the glass panel.
한편으로, 고상의 고온 유리패널의 표면에 적층하는 공정을 적용하는 것은 유리패널 표면층의 온도를 낮추고, 표면과 내부의 큰 온도차를 형성할 수 있으며, 표면층에 유리패널의 파손을 일으키는 큰 인장응력을 발생시킨다. 따라서, 적층공정 전의 유리패널의 온도와 적층공정 중의 온도 변화는 매우 중요한 기술적인 요소이다. 예를 들어, 만약 염의 적층에 사용되는 분사공정에서 너무 오래 또는 너무 강하게 분사된다면, 분사처리는 유리패널 표면의 온도가 급하게 냉각되어 유리패널이 변형점보다는 낮게된다. 이것은 유리패널의 파손을 일으킬 수도 있다. 또한, 유리패널의 변형점보다 낮은 온도의 유리패널에 분사하는 것은 유리패널의 파손을 일으킬 수 있다. On the other hand, applying the lamination process on the surface of the solid-state high temperature glass panel lowers the temperature of the surface layer of the glass panel, can form a large temperature difference between the surface and the inside, and creates a large tensile stress that causes breakage of the glass panel on the surface layer. Generate. Therefore, the temperature of the glass panel before the lamination process and the temperature change during the lamination process are very important technical factors. For example, if spraying too long or too strong in the spraying process used for the stacking of salts, the spraying process rapidly cools the temperature of the glass panel surface so that the glass panel is lower than the strain point. This may cause the glass panel to break. In addition, spraying the glass panel at a temperature lower than the strain point of the glass panel may cause breakage of the glass panel.
또한, 이온이 교환되는 동안, 응력발생과 응력풀림공정은 유리패널의 다른 부분에서 일어난다. 유리패널의 응력을 발생시키는 확산공정과 응력풀림공정은 다 른 온도 의존성을 갖는다. 따라서, 비등온조건을 사용하는 것은 이러한 공정의 확대를 최적화한다. 이온교환공정은 유리패널의 표면에서 시작하여 유리패널 내부로 확대된다. 그리고 압축응력을 감소시키고, 유리패널의 강화에 방해가 되는 풀림공정은 표면의 가까운 층에서 시작한다. 그러므로 이온교환강화공정에 있어서 가장 적합한 온도분포는, 확산공정이 확대되는 유리패널 내부의 온도는 유리패널의 표면층의 온도보다 높은 것이다. 이러한 온도분포에 의하여, 유리패널의 내부에서 일어나는 확산공정은 가속되고, 유리패널의 표면에서 풀림공정의 비율은 감소된다. 온도를 낮추는 이온교환공정을 사용함에 따라 온도분포를 현실화시키는 것이 가능하다.In addition, during ion exchange, stress generation and stress relaxation processes occur in different parts of the glass panel. The diffusion process and stress relief process that generate the stress of the glass panel have different temperature dependence. Thus, using non-isothermal conditions optimizes the expansion of this process. The ion exchange process starts at the surface of the glass panel and extends into the glass panel. The annealing process, which reduces the compressive stress and interferes with the strengthening of the glass panels, begins in the near layer of the surface. Therefore, the most suitable temperature distribution in the ion exchange strengthening process is that the temperature inside the glass panel where the diffusion process is expanded is higher than the temperature of the surface layer of the glass panel. By this temperature distribution, the diffusion process occurring inside the glass panel is accelerated, and the ratio of the unwinding process at the surface of the glass panel is reduced. By using an ion exchange process that lowers the temperature, it is possible to realize the temperature distribution.
한편, 이온교환 온도가 높아지는 것은 확산율을 가속시킨다. 그러므로, 낮은 온도의 사용은 비효율적이기 때문에 본 발명의 이온교환처리의 최대온도는 Tg-100℃보다 작지 않은데, 여기서 Tg는 유리의 변형점이다. 또한, 이온교환처리는 연화점(변형점 근처 또는 그 아래) 아래의 온도에서 수행된다. 이러한 수행의 이유는 이온교환에 의한 강화처리가 장시간 주기 동안 변형점 이상의 온도에서 수행될 때, 압축응력의 값이 온도의 증가에 따라 급격하게 감소됨에 의하여 응력완화현상이 발생하기 때문이다. 이온교환의 온도가 유리의 연화점(TS)에 근접한다면 유리패널에 원하지 않는 변형이 발생할 수 있다. 그러므로 본 발명의 제조방법에 있어서 최대온도는 TS-100℃보다 더 낮게 유지한다. 따라서, 유리패널과 혼합물간의 이온교환처리 는 변형점(Tg), 연화점(TS)과 최대온도(Tio)가 
[실시예 1]Example 1
규산염유리패널은 연화점 715℃, 풀림온도 532℃, 변형점 493℃의 특성을 갖는다. 이 규산염유리패널로부터 만들어진 5개의 40×20×10mm 크기의 양면이 폴리싱된 제1 내지 제5 유리패널시료는 Na2O, K2O, SrO, BaO, ZnO, MgO, ZrO2, CeO2, Sb2O3와 TiO2로 조성되어 있다. 제1 내지 제5 유리패널시료는 노 안에서 열처리한다. 이때, 제1 유리패널시료는 480℃, 제2 유리패널시료는 580℃, 제3 유리패널시료는 600℃, 제4 유리패널시료는 650℃, 제5 유리패널시료는 580℃의 조건에서 1시간 동안 열처리한다. 제1 유리패널시료 내지 제4 유리패널시료는 노에서 꺼낸 후, 그 표면에 질산칼륨(100g/ℓ)을 함유한 40℃의 온도의 이온교환용액을 분사하여 염, 예를 들어 질산칼륨을 함유한 층을 적층한다. 제1 내지 제4 유리패널시료의 건조된 고상의 적층물은 1.5㎎/㎠의 밀도를 갖는다. 제5 유리패널시료의 표면에는 25mol%의 질산칼륨과 75mol%의 산화알루미나의 혼합물을 함유하고 있는 페이스트를 적층하며, 이때 제5 유리패널시료의 표면 온도는 20℃로 유지한다. Silicate glass panels have the characteristics of softening point 715 ℃, annealing temperature 532 ℃ and strain point 493 ℃. Five 40 × 20 × 10 mm double-sided polished first to fifth glass panel samples made from this silicate glass panel were prepared using Na 2 O, K 2 O, SrO, BaO, ZnO, MgO, ZrO 2 , CeO 2 , It is composed of Sb 2 O 3 and TiO 2 . The first to fifth glass panel samples are heat treated in a furnace. In this case, the first glass panel sample is 480 ° C, the second glass panel sample is 580 ° C, the third glass panel sample is 600 ° C, the fourth glass panel sample is 650 ° C, and the fifth glass panel sample is 1 at 580 ° C. Heat treatment for time. The first to fourth glass panel samples were taken out of the furnace, and then sprayed with an ion exchange solution at a temperature of 40 ° C. containing potassium nitrate (100 g / l) on the surface to contain salts, for example potassium nitrate. Laminate one layer. The dried solid laminate of the first to fourth glass panel samples has a density of 1.5 mg / cm 2. A paste containing a mixture of 25 mol% potassium nitrate and 75 mol% alumina oxide is laminated on the surface of the fifth glass panel sample, wherein the surface temperature of the fifth glass panel sample is maintained at 20 ° C.
얇은 염의 코팅은 적층공정에 의하여 제1 내지 제5 유리패널시료의 표면에 형성된다. 제1 내지 제5 유리패널시료는 3단계의 온도강하 스케줄(Schedule)을 갖는 노에 다시 넣어 열처리한다. 먼저, 제1 내지 제5 유리패널시료는 노 안에서 45분 동안 480℃에서 420℃로 강하하고, 45분 동안 420℃에서 350℃로 강하하며, 60 분 동안 350℃에서 20℃로 강하하여 열처리한다. 제1 내지 제5 유리패널시료의 이온교환이 이루어지면, 제1 내지 제5 유리패널시료는 노에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다.The thin salt coating is formed on the surface of the first to fifth glass panel samples by a lamination process. The first to fifth glass panel samples are heat-treated in a furnace having a three-stage temperature drop schedule. First, the first to fifth glass panel samples are dropped from 480 ° C. to 420 ° C. for 45 minutes in a furnace, dropped from 420 ° C. to 350 ° C. for 45 minutes, and heat-treated by falling from 350 ° C. to 20 ° C. for 60 minutes. . When ion exchange of the first to fifth glass panel samples is performed, the first to fifth glass panel samples are taken out of the furnace and washed with distilled water.
전통적인 이온교환방식에 따른 유리패널의 강화공정과 비교하기 위하여 제1 내지 제5 유리패널시료와 동일한 크기를 갖는 유리패널조성물인 제6 유리패널시료는 온도강하 스케쥴을 갖는 노 안의 용융염조에 담지된다. 제6 유리패널시료는 노 안에서 45분 동안 480℃에서 420℃로 강하하고, 45분 동안 420℃에서 350℃로 강하하며, 60분 동안 350℃에서 20℃로 강하하여 열처리한다. 제6 유리패널시료의 이온교환이 이루어지면, 제6 유리패널시료는 노에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다. 제7 유리패널시료는 제1 내지 제5 유리패널시료와 동일한 크기를 갖는 유리패널조성물이며, 제7 유리패널시료에 대해서는 이온교환처리와 열처리를 실시하지 않았다. In order to compare the glass panel reinforcing process according to the conventional ion exchange method, the sixth glass panel sample having the same size as the first to fifth glass panel samples is supported in a molten salt bath in a furnace having a temperature drop schedule. . The sixth glass panel sample was dropped from 480 ° C. to 420 ° C. in a furnace for 45 minutes, dropped from 420 ° C. to 350 ° C. for 45 minutes, and dropped from 350 ° C. to 20 ° C. for 60 minutes. When ion exchange of the sixth glass panel sample is performed, the sixth glass panel sample is removed from the furnace and washed with distilled water. The seventh glass panel sample was a glass panel composition having the same size as the first to fifth glass panel samples, and the seventh glass panel sample was not subjected to ion exchange treatment and heat treatment.
표 1에는 제1 내지 제6 유리패널시료 각각의 압축응력, 표면의 미세경도와 확산층의 두께를 측정하여 나타냈다. 제1 내지 제6 유리패널시편 각각의 미세경도는 비커스 경도계(Vicker's hardness gage)를 이용하여 5개소에 100g의 하중을 부여하여 측정하였다. In Table 1, the compressive stress of each of the first to sixth glass panel samples, the fine hardness of the surface, and the thickness of the diffusion layer were measured. The microhardness of each of the first to sixth glass panel specimens was measured by applying a load of 100 g to five places using Vicker's hardness gage.
실시예 1과 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 분사방법에 의하여 염 함유물질을 적층시키는 방법은 유리패널의 변형점(Tg) 근처의 온도에서는 사용할 수 없다. 즉, 유리패널 표면의 최소온도는 변형점(Tg)보다 높은 온도이어야 한다. 유리패널 표면의 최소온도보다 높은 온도에서는 분사방법과 마찬가지로 염을 함유하는 페이스트의 적층은 가능하다. As can be seen from Example 1 and Table 1, the method of laminating the salt-containing material by the spraying method cannot be used at a temperature near the strain point Tg of the glass panel. In other words, the minimum temperature of the glass panel surface should be higher than the strain point (Tg). At temperatures higher than the minimum temperature on the surface of the glass panel, the salt-containing paste can be laminated in the same manner as the spraying method.
유리패널의 표면 온도가 650℃ 또는 연화점(Ts)을 기준으로 Ts-65℃ 보다 높은 온도에서는 염 혼합물의 치환과정에 유리패널의 표면이 미세한 변형을 만들게 된다. 따라서, 유리패널 표면의 최대온도는 연화점(Ts)보다 낮은 온도이어야 한다.If the surface temperature of the glass panel is higher than 650 ° C or Ts-65 ° C on the basis of the softening point (Ts), the surface of the glass panel may make minute deformation during the substitution of the salt mixture. Therefore, the maximum temperature of the glass panel surface should be lower than the softening point (Ts).
한편으로, 분사공정을 사용하는 제2 유리패널시료와 페이스트의 적층에 의한 제5 유리패널시료의 확산두께를 비교하면, 이온교환공정의 효율은 적층공정의 방법과는 무관함을 알 수 있다. 그리고 본 발명의 건식 이온교환방법은 별도의 용융염조의 기구를 필요로 하는 전통적인 이온교환방식과 비교하여 동일한 강도를 나타내는 것을 알 수 있다.On the other hand, comparing the diffusion thickness of the second glass panel sample using the spraying process and the fifth glass panel sample by laminating the paste, it can be seen that the efficiency of the ion exchange process is irrelevant to the method of the laminating process. In addition, it can be seen that the dry ion exchange method of the present invention exhibits the same strength as compared to the conventional ion exchange method requiring a separate molten salt bath apparatus.
또한, 표 1을 살펴보면, 제1 내지 제6 유리패널시료의 이온교환 후 로에서 꺼내어 증류수로 세정하여 육안으로 관찰한 결과, 제1 유리패널시료는 파손이 발생하였으며, 제2 유리패널시료는 파손이 발생하지는 않았으나 표면에 미세한 균열이 발생하였다. 분사방법을 사용한 제3 유리패널시료 내지 제5 유리패널시료와 용융염조를 사용한 제6 유리패널시료는 파손이 발생하지 않아 안전성을 보장한다. In addition, referring to Table 1, when the first to sixth glass panel samples were removed from the furnace after ion exchange, washed with distilled water and visually observed, the first glass panel sample was broken and the second glass panel sample was broken. This did not occur, but a fine crack occurred on the surface. The third to fifth glass panel samples using the spraying method and the sixth glass panel sample using the molten salt bath do not cause breakage to ensure safety.
[실시예 2]Example 2
실시예 2에는 17인치 음극선관용 유리패널을 적용하였다. 일반적으로 음극선관용 유리패널은 정면에서 볼 때 두 단축, 두 장축과 두 대각축을 갖는 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다. 유리패널의 페이스부는 실질적으로 화상을 표시하는 유효화면(Useful screen)을 이루는 페이스중앙영역과 그 주변의 페이스주변영역으로 구분할 수 있다. 그리고 페이스주변영역은 대각축 방향으로 서로 대향하는 두 단변과 두 장변이 만나는 4개의 코너부(Conner portion)를 포함한다.In Example 2, a glass panel for 17-inch cathode ray tube was applied. In general, the cathode ray tube glass panel is formed in a substantially rectangular shape having two short axes, two long axes, and two diagonal axes when viewed from the front. The face portion of the glass panel may be divided into a face center region forming a useful screen for displaying an image and a face peripheral region around the face. The face peripheral area includes four corner portions in which two short sides and two long sides oppose each other in a diagonal axis direction.
한편, 실시예 2에서는 유리패널의 표면에 질산칼륨과 산화아연으로 구성된 조성물, 즉 이온교환용액을 분사하여 질산칼륨과 산화아연으로 구성된 코팅층을 적층하였다. 질산칼륨과 산화아연의 이온교환용액은 슬러리로 된다. 유리패널 표면의 온도는 코너부가 520℃ 정도, 페이스중앙영역이 460℃ 정도이다. 유리패널 내부의 온도는 코너부가 670℃ 정도, 페이스중앙영역이 470℃ 정도이다. 그리고 이온교환용액의 온도 18∼80℃이며, 이온교환용액의 증발 후 유리패널의 표면에는 고상의 백색코팅이 형성된다. Meanwhile, in Example 2, a coating layer composed of potassium nitrate and zinc oxide was laminated by spraying a composition composed of potassium nitrate and zinc oxide, that is, an ion exchange solution, on the surface of the glass panel. The ion exchange solution of potassium nitrate and zinc oxide becomes a slurry. The temperature of the surface of the glass panel is about 520 ° C in the corner and about 460 ° C in the face center region. The temperature inside the glass panel is about 670 ° C at the corner and about 470 ° C at the face center area. And the temperature of the ion exchange solution is 18 ~ 80 ℃, after the evaporation of the ion exchange solution, a solid white coating is formed on the surface of the glass panel.
수초 동안에 진행되는 이온교환용액의 분사처리과정에서 유리패널의 온도는 급속도로 낮아진다. 예를 들어, 유리패널 표면의 코너부 온도는 520℃에서 480℃로 내려간다. 이 온도는 유리패널의 변형점의 아래이며, 따라서 확산응력에 의해 발생되는 풀림공정이 약화되어 압축응력을 제공한다. 본 발명에 있어서 분사과정에서 제품의 파손은 일어나지 않는다. In the process of spraying the ion exchange solution for several seconds, the temperature of the glass panel is rapidly lowered. For example, the corner temperature of the glass panel surface is lowered from 520 ° C to 480 ° C. This temperature is below the strain point of the glass panel, so the annealing process caused by the diffusion stress is weakened to provide compressive stress. In the present invention, no breakage of the product occurs during the spraying process.
분사공정 후에 유리패널은 3단계의 온도강하 스케쥴을 갖는 노 안에 투입하여 열처리한다. 유리패널은 노 안에서 55분 동안 480℃에서 420℃로 강하하고, 45분 동안 420℃에서 350℃로 강하하며, 60분 동안 350℃에서 20℃로 강하하여 열처리한다. 유리패널의 이온교환이 이루어지면, 유리패널은 노에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다.After the spraying process, the glass panels are put into a furnace with a three-stage temperature drop schedule for heat treatment. The glass panel is dropped from 480 ° C. to 420 ° C. in a furnace for 55 minutes, from 420 ° C. to 350 ° C. for 45 minutes, and heat treated by falling from 350 ° C. to 20 ° C. for 60 minutes. When ion exchange of the glass panel is performed, the glass panel is taken out of the furnace and washed with distilled water.
유리패널의 세척이 끝난 후 검사를 실시한 결과, 실시예 2에 의하여 제조한 유리패널은 표면의 품질이 뛰어나며, 미세한 균열이나 다른 손상은 없었다. 또한, 확산층의 두께는 25㎛로 측정되었으며, 압축응력은 20MPa로 측정되었다.As a result of inspection after the cleaning of the glass panel, the glass panel manufactured according to Example 2 was excellent in the quality of the surface, there was no minute cracks or other damage. In addition, the thickness of the diffusion layer was measured to 25㎛, the compressive stress was measured to 20MPa.
[실시예 3]Example 3
실시예 3에서는 분말형태의 질산칼륨과 산화아연의 염 혼합물을 표 2와 같이 각각의 몰농도 비율로 혼합하여 동일한 조성을 갖는 연마된 20℃의 제8 내지 제13 유리패널시료 표면에 적층하였다. 이때, 제8 내지 제13 유리패널시료의 표면의 온도는 490℃ 정도이고, 페이스중앙부의 온도는 520℃ 정도의 고온상태이며, 염 혼합물의 온도는 20℃ 정도이다. 그리고 적층된 분말형태의 염 혼합물은 이온 확산의 소스(Source)의 배기를 방지하기 위해서 두께를 1∼2mm로 하였으며, 염 혼합물의 화학적 성분은 표 2에 나타냈다. 제8 내지 제13 유리패널시료는 3단계의 온도 스케쥴을 갖는 노 안에 다시 넣어 열처리를 한다. 먼저, 제8 내지 제13 유리패널시료는 노 안에서 1시간 동안 20℃에서 480℃로 상승하고, 1시간 동안 480℃에서 유지하며, 2시간 동안 480℃에서 20℃까지 강하하여 열처리한다. 제8 내지 제11 유리패널 시료의 이온교환이 이루어지면, 제8 내지 제13 유리패널시료는 로에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다. 이온교환처리된 제8 내지 제13 유리패널시료는 비커스 경도계를 이용하여 100g의 하중을 표면에 인가하여 동일한 시료에서 각각 5회 미세경도를 측정하였으며, 이온교환 처리를 하지 않은 제14 유리패널시료의 경도도 앞에서 설명한 것과 동일한 방법으로 측정하여 표 2에 나타냈다.In Example 3, a salt mixture of potassium nitrate and zinc oxide in powder form was mixed at each molar concentration ratio, as shown in Table 2, and laminated on the polished 20 ° C. eighth to thirteenth glass panel sample surfaces having the same composition. At this time, the temperature of the surface of the eighth to thirteenth glass panel sample is about 490 ° C, the temperature of the face center part is about 520 ° C, and the temperature of the salt mixture is about 20 ° C. In order to prevent the exhaust of the source of ion diffusion, the salt mixture in the form of a laminated powder had a thickness of 1 to 2 mm, and the chemical components of the salt mixture are shown in Table 2. The eighth to thirteenth glass panel samples are placed in a furnace having a three-stage temperature schedule for heat treatment. First, the eighth to thirteenth glass panel samples are heated in a furnace at 20 ° C. to 480 ° C. for 1 hour, maintained at 480 ° C. for 1 hour, and dropped from 480 ° C. to 20 ° C. for 2 hours. When ion exchange of the eighth to eleventh glass panel samples is performed, the eighth to thirteenth glass panel samples are taken out of the furnace and washed with distilled water. The eighth to thirteenth glass panel samples subjected to the ion exchange treatment were applied to the surface using a Vickers hardness tester, and the microhardness was measured five times on the same sample, respectively. Hardness was also measured in the same manner as described above and shown in Table 2.
표 2를 보면, 분말형태의 질산칼륨과 산화아연의 염 혼합물의 혼합비율은 질산칼륨(KNO3) 50mol%와 산화아연(ZnO) 50mol%을 갖는 제12 유리패널시료에서 가장 높은 미세경도값을 갖게 된다.Table 2 shows that the mixing ratio of the salt mixture of potassium nitrate and zinc oxide in powder form is the highest in the 12th glass panel sample having 50 mol% of potassium nitrate (KNO 3 ) and 50 mol% of zinc oxide (ZnO). Will have
[실시예 4]Example 4
실시예 4에서는 분말형태의 질산칼륨(KNO3)과 산화지르콘(ZrO2)의 염 혼합물을 표 3과 같이 각각의 몰농도 비율로 혼합하여 동일한 조성을 갖는 연마된 20℃의 제15 내지 제20 유리패널시료 표면에 적층하였다. 이때, 제15 내지 제20 유리패널시료의 표면의 온도는 500℃ 정도이고, 페이스중앙부의 온도는 540℃ 정도의 고온상태이며, 염 혼합물의 온도는 20℃ 정도이다. 그리고 적층된 분말형태의 염 혼합물은 이온 확산의 소스의 배기를 방지하기 위해서 두께를 1∼2mm로 하였으며, 염 혼합물의 화학적 성분은 표 3에 나타냈다. 제15 내지 제20 유리패널시료는 3단계의 온도 스케쥴을 갖는 노 안에 다시 넣어 열처리를 한다. 먼저, 제15 내지 제20 유리패널시료는 노 안에서 1시간 동안 20℃에서 480℃로 상승하고, 1시간 동안 480℃에서 유지하며, 2시간 동안 480℃에서 20℃까지 강하하여 열처리한다. 제15 내지 제20 유리패널시료의 이온교환이 이루어지면, 제15 내지 제20 유리패널시료는 로에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다. 이온교환처리된 제15 내지 제20 유리패널시료는 비커스 경도계를 이용하여 100g의 하중을 표면에 인가하여 동일한 시료에서 각각 5회 미세경도를 측정하였으며, 이온교환 처리를 하지 않은 제21 유리패널시료의 경도도 앞에서 설명한 것과 동일한 방법으로 측정하여 표 3에 나타냈다.In Example 4, a salt mixture of potassium nitrate (KNO 3 ) and zircon oxide (ZrO 2 ) in powder form was mixed at the respective molar concentration ratios as shown in Table 3 to polished 20 ° C. 15 to 20 glass having the same composition. It laminated on the panel sample surface. At this time, the temperature of the surface of the fifteenth to twentieth glass panel samples is about 500 ° C., the temperature of the face center part is about 540 ° C., and the temperature of the salt mixture is about 20 ° C. In order to prevent the exhaust of the source of ion diffusion, the salt mixture in the form of a laminated powder had a thickness of 1 to 2 mm, and the chemical components of the salt mixture are shown in Table 3. The fifteenth to twentieth glass panel samples are placed in a furnace having a three-stage temperature schedule for heat treatment. First, the fifteenth to twentieth glass panel samples are heated in a furnace at 20 ° C. to 480 ° C. for 1 hour, maintained at 480 ° C. for 1 hour, and dropped from 480 ° C. to 20 ° C. for 2 hours. When ion exchange of the fifteenth to twentieth glass panel samples is made, the fifteenth to twentieth glass panel samples are taken out of the furnace and washed with distilled water. The fifteenth to twentieth glass panel samples subjected to the ion exchange treatment were applied to the surface using a Vickers hardness tester, and the microhardness was measured five times on the same sample, respectively. Hardness was also measured in the same manner as described above and shown in Table 3.
표 3을 보면, 질산칼륨과 산화아연의 염 혼합물의 혼합비율은 질산칼륨 (KNO3) 50mol%와 산화지르콘(ZrO2) 50mol%을 갖는 제19 유리패널시료에서 가장높은 미세경도값을 갖게 된다.Referring to Table 3, the mixing ratio of the salt mixture of potassium nitrate and zinc oxide has the highest microhardness value in the nineteenth glass panel sample having 50 mol% of potassium nitrate (KNO3) and 50 mol% of zircon oxide (ZrO2).
[실시예 5]Example 5
실시예 5에서는 분말형태의 질산칼륨(KNO3), 산화지르콘(ZrO2)과 산화알루미늄(Al2O3)의 염 혼합물을 표 4와 같이 각각의 몰농도 비율로 혼합하여 동일한 조성 을 갖는 연마된 20℃의 제22 내지 제27 유리패널시료 표면에 적층하였다. 이때, 제22 내지 제27 유리패널시료의 표면의 온도는 510℃ 정도이고, 페이스중앙부의 온도는 550℃ 정도의 고온상태이며, 염 혼합물의 온도는 20℃ 정도이다. 그리고 적층된 분말형태의 염 혼합물은 이온 확산의 소스의 배기를 방지하기 위해서 두께를 1∼2mm로 하였으며, 염 혼합물의 화학적 성분은 표 4에 나타냈다. 염 혼합물로 제22 내지 제26 유리패널시료는 3단계의 온도 스케쥴을 갖는 노 안에 다시 넣어 열처리를 한다. 먼저, 제22 내지 제27 유리패널시료는 노 안에서 1시간 동안 20℃에서 480℃로 상승하고, 1시간 동안 480℃에서 유지하며, 2시간 동안 480℃에서 20℃까지 강하하여 열처리한다. 제22 내지 제27 유리패널시료의 이온교환이 이루어지면, 제22 내지 제27 유리패널시료는 로에서 꺼내 증류수를 사용하여 세척한다. 이온교환처리된 제22 내지 제27 유리패널시료는 비커스 경도계를 이용하여 100g의 하중을 표면에 인가하여 동일한 시료에서 각각 5회 미세경도를 측정하였으며, 이온교환 처리를 하지 않은 제28 유리패널시료의 경도도 앞에서 설명한 것과 동일한 방법으로 측정하여 표 4에 나타냈다.In Example 5, a salt mixture of potassium nitrate (KNO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in powder form was mixed at each molar concentration ratio, as shown in Table 4, to have the same composition. On the surface of the 22nd to 27th glass panels at 20 ° C. At this time, the temperature of the surface of the 22nd to 27th glass panel sample is about 510 ℃, the temperature of the face center portion is a high temperature state of about 550 ℃, the temperature of the salt mixture is about 20 ℃. In order to prevent the exhaust of the source of ion diffusion, the salt mixture in the form of laminated powder was 1 to 2 mm in thickness, and the chemical composition of the salt mixture is shown in Table 4. The twenty-second through twenty-sixth glass panel samples are put into a furnace having a three-stage temperature schedule for heat treatment. First, the twenty-second to twenty-seventh glass panel samples are heated in a furnace at 20 ° C. to 480 ° C. for 1 hour, maintained at 480 ° C. for 1 hour, and then dropped from 480 ° C. to 20 ° C. for 2 hours. When ion exchange of the 22nd to 27th glass panel sample is performed, the 22nd to 27th glass panel sample is taken out of the furnace and washed with distilled water. The ion exchanged twenty-second to twenty-seventh glass panel samples were subjected to 100 g load on the surface using a Vickers hardness tester, and the microhardness was measured five times on the same sample, respectively. Hardness was also measured in the same manner as described above and shown in Table 4.
표 4를 보면, 분말형태의 질산칼륨, 산화아연과 산화알루미늄의 염 혼합물은 유리패널 시료에 경도 향상에 효과가 있음이 확인되었고, 분말형태의 질산칼륨, 산화아연과 산화지르콘의 염 혼합물의 혼합비율은 질산칼륨(KNO3) 50mol%, 산화지르콘(ZnO2) 40mol%와 산화알루미늄(Al2O3) 10mol%를 갖는 제26 유리패널시료에서 가장높은 미세경도값을 갖게 된다. Table 4 shows that the salt mixture of powdered potassium nitrate, zinc oxide and aluminum oxide is effective in improving hardness in glass panel samples, and the mixture of salt mixture of powdered potassium nitrate, zinc oxide and zircon oxide The ratio has the highest microhardness value in the 26th glass panel sample having 50 mol% of potassium nitrate (KNO 3 ), 40 mol% of zircon oxide (ZnO 2 ) and 10 mol% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유리패널의 제조방법에 의하면, 이온교환과 열처리에 의하여 유리패널을 경량화와 박형화하여 제조할 수 있으며, 염을 함유한 재료를 유리패널의 일부분에 선택적으로 적층하여 제공할 수 있기 때문에 유리패널을 부분적으로 강화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method for manufacturing a glass panel according to the present invention, the glass panel can be manufactured by reducing the weight and thickness of the glass panel by ion exchange and heat treatment. Since it can be provided, there is an effect to partially strengthen the glass panel.
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