내구성 유리 에나멜 형성 방법

申请号 KR1020157035052 申请日 2014-06-17 公开(公告)号 KR1020160030478A 公开(公告)日 2016-03-18
申请人 훼로코오포레이션; 发明人 사코스케,조지,이.; 메이틀랜드,필; 스피어,디트리히; 월터,프랭크;
摘要 본발명은다층유리에나멜에관한것이다. 에나멜의여러층들은에나멜에특정성능특성을제공하기위해포함되어있다. 각층의성분는나머지층의영향을변경하지않고그 층의영향을받은성능특성을조정하도록개별적으로조정될수 있다.
权利要求
  • 에나멜을 기판에 결합시기키 위한 계면층,
    상기 계면층 상부에 위치하는 불투명층, 및
    상기 불투명층 상부에 위치하는 내구성층을 포함하되,
    상기 에나멜은 상기 기판에 결합된 후 노출된 부분을 갖고, 상기 내구성층은 상기 노출된 부분을 정의하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 상기 계면층은 소성전:
    약 35 중량%의 내지 약 95 중량%의 유리 프릿,
    약 5 중량%의 내지 약 65 중량%의 염료, 및
    약 2 중량%의 내지 약 10 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제2항에 있어서, 상기 계면층은 이온교환 조절물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유리 프릿은 아연 붕규산을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 상기 불투명층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 60 중량%의 유리 프릿,
    약 40 중량%의 내지 약 95 중량%의 염료, 및
    약 0 중량%의 내지 약 15 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제7항에 있어서, 상기 불투명층 내의 유리 프릿은 붕소계 유리 프릿, 아연계 유리 프릿 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 불투명층 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 불투명층 내의 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 상기 내구성층은 소성전:
    약 60 중량%의 내지 약 98 중량%의 유리 프릿,
    약 2 중량%의 내지 약 40 중량%의 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제11항에 있어서, 내구성층 내의 유리 프릿은 하기 조성물 1, 조성물 2, 조성물 3, 조성물 4, 조성물 5 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜:
    조성물 1은 소성 전
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ;
    조성물 2는 소성 전
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2,
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O, 및
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ;
    조성물 3은 소성 전
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ,
    (g) 0 - 3 중량%의 B 2 O 3 ,
    (h) 0 - 5 중량%의 Al 2 O 3 , 및
    (i) 0 - 8 중량%의 Na 2 O;
    조성물 4는 소성 전
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ; 및
    조성물 5는 소성 전
    (a) 20.1 - 22.9 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 10.5 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 13.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F - 1 를 포함.
  • 제11항 또는 제12항에 있어서, 내구성층 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 80 중량%의 유리 프릿,
    0 중량%의 내지 약 50 중량%의 염료, 및
    약 20 중량%의 내지 약 95 중량%의 필러 성분를 포함하는 필러층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항에 있어서, 상기 필러층이 상기 계면층과 불투명층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 필러층이 상기 불투명층의 일부인 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러층 내의 유리 프릿이 아연 붕규산 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러층 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러 성분는 알루미나, 규소 파우더, 지르콘, 지르코니아, 코디어라이트, 윌레마이트, 베타 유크립타이트, 전이 금속 산화물, 이산화규소 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 소성 전 규소 금속, 철 금속, 아연 금속, 유리 프릿을 포함하는 황 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 은 이동 조절 첨가제를 포함하는 은 블리드 스루(bleed through) 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제20항에 있어서, 상기 은 블리드 스루 층은 상기 불투명층과 내구성층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 상기 내구성층 위에 접착 방지층을 더 포함하며, 접착 방지층은 소성 전:
    약 5 중량% 내지 약 100 중량%의 결정 시드(seed) 재료,
    0 중량% 내지 약 70 중량%의 유리 프릿, 및
    0 중량% 내지 약 60 중량%의 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제22항에 있어서, 상기 결정 시드 재료는 규산염, 티탄산염, 알루미늄산염, 지르콘산염, 붕산염, 점토, 장석 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 접착 방지층 내의 유리 프릿은 소성 전 비스무트 붕규산염 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 방지층 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제1항에 있어서, 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 기판에 결합된 계면층,
    상기 계면층 상부의 필러층,
    상기 필러층 상부의 불투명층,
    상기 불투명층 상부의 은 블리드 스루 층,
    상기 은 블리드 스루 층 상부에 위치하고, 에나멜의 노출면을 제시하는 내구성층 및
    상기 내구성층 상단에 접착 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제27항에 있어서, 소성 전:
    상기 계면층은 상기 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 20 부피%,
    상기 필러층은 상기 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 20 부피%,
    상기 불투명층은 상기 에나멜에 대하여 약 10 부피% 내지 약 50 부피%,
    상기 은 블리드 스루 층은 상기 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 25 부피%,
    상기 내구성층은 상기 에나멜 용량에 대하여 약 10 부피% 내지 약 50 부피% 및
    상기 접착 방지층은 상기 에나멜 용량에 대하여 약 0 부피% 내지 약 25 부피% 존재하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 기판 표면에 계면층을 증착하는 단계;
    상기 계면층 상부에 불투명층을 형성하는 단계;
    상기 불투명층 상부에 내구성층을 적층하는 단계; 및
    상기 층들을 소성하여 에나멜을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 에나멜은 내구성층으로 정의된 노출면을 갖는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 계면층은 소성 전:
    약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 유리 프릿;
    약 5 중량% 내지 약 65 중량%의 염료; 및
    약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 계면 물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제30항에 있어서, 상기 유리 프릿은 아연 붕규산 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 , 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 물질은 용매 및 바인더를 더 포함하고;
    증착 단계는 계면층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 후 기판 표면에 계면 물질을 건조하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 불투명층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 60 중량%의 유리 프릿;
    약 40 중량%의 내지 약 95 중량%의 염료; 및
    약 0 중량%의 내지 약 15 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 불투명 물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제35항에 있어서, 상기 불투명 물질 내의 유리 프릿은 붕소계 유리 프릿, 아연계 유리 프릿 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 불투명 물질 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제35항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불투명 물질 내의 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불투명 물질은 용매 및 바인더를 더 포함하며;
    상기 형성 단계는 불투명층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 단계 및 상기 계면층 상부에서 상기 불투명 물질을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 내구성층은 소성 전:
    약 60 중량%의 내지 약 98 중량%의 유리 프릿 및
    약 2 중량%의 내지 약 40 중량%의 염료를 포함하는 내구성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제40항에 있어서, 상기 내구성 물질 내의 유리 프릿은 하기 조성물 1, 조성물 2, 조성물 3, 조성물 4, 조성물 5 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법:
    조성물 1은 소성 전
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ;
    조성물 2는 소성 전
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O, 및
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ;
    조성물 3은 소성 전
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ,
    (g) 0 - 3 중량%의 B 2 O 3 ,
    (h) 0 - 5 중량%의 Al 2 O 3 , 및
    (i) 0 - 8 중량%의 Na 2 O;
    조성물 4는 소성 전
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ; 및
    조성물 5는 소성 전
    (a) 20.1 - 22.9 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 10.5 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 13.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 을 포함.
  • 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 내구성 물질 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내구성 물질은 용매 및 바인더를 더 포함하며;
    상기 적층 단계는 내구성층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 단계 및 상기 불투명층 상부에 상기 내구성 물질을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 계면층의 상부에 필러층을 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 필러층은
    (a) 상기 계면층과 상기 불투명층 사이 또는
    (b) 상기 불투명층의 일부
    인 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제44항에 있어서, 상기 필러층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 80 중량%의 유리 프릿,
    약 20 중량%의 내지 약 95 중량%의 필러 성분, 및
    0 중량%의 내지 약 50 중량%의 염료로 이루어지는 필러 물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제45항에 있어서, 상기 필러 물질 내의 유리 프릿은 아연 붕규산 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제45항 또는 제46항에 있어서, 상기 필러 물질 내의 필러 성분는 알루미나, 규소 파우더, 지르콘, 지르코니아, 코디어라이트, 윌레마이트, 베타 유크립타이트, 전이 금속 산화물, 이산화규소 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제45항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러 물질 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제45항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필러 물질은 용매 및 바인더를 더 포함하며;
    생성 단계는 필러층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 단계 및 상기 계면층의 상부에 상기 필러 물질을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 불투명층과 내구성층 사이의 은 블리드 스루 층를 생산하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제50항에 있어서, 상기 은 블리드 스루 층는 소성 전 은 이동 조절 첨가제를 포함하는 은 블리드 스루 물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제51항에 있어서, 상기 은 이동 조절 첨가제는 규소 금속, 철 금속, 아연 금속, 유리 프릿을 포함하는 황 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제51항 또는 제52항에 있어서,
    상기 은 블리드 스루 물질은 용매와 바인더를 더 포함하며;
    생성 단계는 블리드 스루 층을 형성하기 위해 상기 불투명층 상부에 상기 은 블리드 스루 물질을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제29항에 있어서, 상기 내구성층 상에 접착 방지층을 코팅하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제54항에 있어서, 상기 접착 방지층은 접착 방지 물질로부터 형성되며 접착 방지 물질은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 100 중량%의 결정 시드 재료,
    0 중량%의 내지 약 70 중량%의 유리 프릿, 및
    0 중량%의 내지 약 60 중량%의 염료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제55항에 있어서, 상기 결정 시드 재료는 규산염, 티탄산염, 알루미늄산염, 지르콘산염, 붕산염, 점토, 장석 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제55항 또는 제56항에 있어서, 상기 접착 방지 물질 내의 유리 프릿은 비스무트 붕규산염 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제55항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 방지 물질 내의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제55항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 방지 물질은 용매 및 바인더를 더 포함하며,
    코팅 단계는 상기 접착 방지층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 단계 및 상기 내구성층 상부에 상기 접착 방지 물질을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 기판에 결합된 계면층,
    상기 계면층 상부에 위치하는 불투명층, 및
    상기 불투명층 상부에 위치하는 내구성층을 포함하되,
    에나멜은 노출된 부분을 갖고, 상기 내구성층은 상기 노출된 부분을 정의하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 기판은 자동차 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항 또는 제61항에 있어서, 상기 기판은 건축용 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항 내지 제62항에 있어서, 상기 기판은 디스플레이용 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면층은 소성 전:
    약 35 중량%의 내지 약 95 중량%의 유리 프릿,
    약 5 중량%의 내지 약 65 중량%의 염료, 및
    약 2 중량%의 내지 약 10 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제64항에 있어서, 상기 계면층은 이온교환 조절물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제64항 또는 제65항에 있어서, 상기 유리 프릿은 아연 붕규산 유리 프릿인 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제64항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제64항 내지 제67항에 있어서, 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 불투명층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 60 중량%의 유리 프릿,
    약 40 중량%의 내지 약 95 중량%의 염료, 및
    약 0 중량%의 내지 약 15 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제69항에 있어서, 상기 불투명층 내의 상기 유리 프릿은 붕소계 유리 프릿, 아연계 유리 프릿 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제69항 또는 제70항에 있어서, 상기 불투명층 내의 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제69항 내지 제71항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불투명층 내의 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 내구성층은 소성 전:
    약 60 중량%의 내지 약 98 중량%의 유리 프릿, 및
    약 2 중량%의 내지 약 40 중량%의 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제73항에 있어서, 상기 내구성층 내의 상기 유리 프릿은 하기 조성물 1, 조성물 2, 조성물 3, 조성물 4, 조성물 5 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판:
    조성물 1은 소성 전
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ;
    조성물 2는 소성 전:
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O, 및
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ;
    조성물 3은 소성 전:
    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,
    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,
    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2
    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,
    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ,
    (g) 0 - 3 중량%의 B 2 O 3 ,
    (h) 0 - 5 중량%의 Al 2 O 3 , 및
    (i) 0 - 8 중량%의 Na 2 O;
    조성물 4는 소성 전:
    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 ; 및
    조성물 5는 소성 전:
    (a) 20.1 - 22.9 중량%의 SiO 2 ,
    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,
    (c) 10.5 - 18 중량%의 TiO 2 ,
    (d) 13.1 - 14.9 중량%의 ZnO,
    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,
    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및
    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 을 포함.
  • 제73항 또는 제74항에 있어서, 상기 내구성층 내의 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 다층 에나멜은 필러층을 더 포함하며, 필러층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 약 80 중량%의 유리 프릿,
    0 중량%의 내지 약 50 중량%의 염료, 및
    약 2 중량%의 내지 약 60 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항에 있어서, 상기 필러층은 상기 계면층과 상기 불투명층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항에 있어서, 상기 필러층은 상기 불투명층의 일부인 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러층 내의 상기 유리 프릿은 아연 붕규산 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러층 내의 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러층 내의 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 다층 에나멜은 소성 전 규소 금속, 철 금속, 아연 금속, 유리 프릿을 포함하는 황 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 은 이동 조절 첨가제를 포함하는 은 블리드 스루 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제82항에 있어서, 상기 은 블리드 스루 층는 상기 불투명층과 상기 내구성층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 다층 에나멜은 상기 내구성층 상에 접착 방지층을 더 포함하며, 접착 방지층은 소성 전:
    약 5 중량%의 내지 100 중량%의 결정 시드 재료,
    0 중량%의 내지 약 70 중량%의 유리 프릿, 및
    0 중량%의 내지 약 60 중량%의 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제84항에 있어서, 상기 결정 시드 재료는 규산염, 티탄산염, 알루미늄산염, 지르콘산염, 붕산염, 점토, 장석 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제84항 또는 제85항에 있어서, 상기 접착 방지층 내의 상기 유리 프릿은 비스무트 붕규산염 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제84항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 방지층 내의 상기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제60항에 있어서, 상기 다층 에나멜은 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제2항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제14항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제22항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제30항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제35항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제40항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제45항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제64항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에나멜 형성 방법.
  • 제64항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제69항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제73항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제76항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제84항에 있어서, 상기 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간; (c) 철, 크롬 및 코발트; 및 (d) 티타늄 및 (a), (b), (c), 및 (d)의 어느 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 산화물 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 제3항에 있어서, 상기 이온 교환 물질은 알칼리 이온, 나트륨 이온 및 칼륨 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 에나멜.
  • 제65항에 있어서, 상기 이온 교환 물질은 알칼리 이온, 나트륨 이온 및 칼륨 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 다층 에나멜 코팅 기판.
  • 说明书全文

    내구성 유리 에나멜 형성 방법 {METHOD OF FORMING DURABLE GLASS ENAMEL}

    본 발명은 유리 에나멜 및 그 형성 방법에 관한 것이다.

    내구성이 있는 유리 에나멜 조성물은 당업자들에게 잘 알려져 있다. 이와 같은 유리(또는 세라믹) 에나멜 조성물은 유리제품, 도자기제품, 건축용 유리 등을 위한 장식용 코팅을 형성하는데 유리하다. 그들은 자동차 앞 유리, 차 폭등 및 백라이트에 사용되는 유리 시트 주위에 색 테두리를 형성하는 데 특히 유용하다. 이러한 색의 경계는 기저 접착제의 외관뿐만 아니라 UV 열화 방지를 강화한다.

    일반적으로, 이들 에나멜 조성물은 유리 프릿, 착색제와 유기 매개체 또는 운반체로 본질적으로 구성된다. 이들은 단일층의 원하는 기판에 도포하고, 이어서 유기 매개체를 연소하고 프릿을 용해 소성하여 에나멜 코팅을 기판에 결합한다. 유리 에나멜의 조성물을 조정하여 종래의 코팅과 관련된 문제점 및 단점을 해결하여 왔다. 이와 같은 조성물 조정은 성능을 변화시키고 일반적으로 유리 에나멜 결과물의 비용을 증가시킨다. 또한, 조성물의 이러한 조정은 하나의 성능 특성을 향상시킬 수 있지만 잠재적으로 다른 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 또는 다른 물질 및/또는 생산 비용을 증가시킨다. 따라서 기존의 유리 에나멜의 조성을 변경할 때 요구사항, 비용 및 성능의 균형이 필요하다.

    예를 들어, 에나멜 코팅을 사용하면 강도 및 내구성과 같은 기판의 기계적 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 코팅의 불투명도를 증가시킬 때 관련 문제가 발생한다. 불투명도는 에나멜의 두께와 내부의 염료로드에 따라 달라진다. 이러한 요구는 UV 열화로부터 기저 접착제를 커버하고 보호하기 위해 유리에 매우 불투명한 테두리로 코팅하는 자동차 유리에 발생한다. 높은 염료 로드로 코팅의 강도와 내구성이 증가하고 이에 따라 비교적 많은 에나멜이 필요하나 이에 대응하여 비용이 증가한다.

    상기 기판 영역은 약간 불투명한 중간 부분과 어두운 경계선이 요구되는 유리와 같이 다양한 투명도를 필요로 할 때 다른 문제가 발생한다. 이 효과를 달성하기 위해 일반적으로 적어도 두 개의 패스가 필요한데, 하나는 전체 기판을 덮고 다른 하나는 둘레를 따라 두꺼운 코팅을 얻기 위한 것이다. 이 과정은 비효율적이고 비용이 많이 든다.

    종래의 코팅의 추가적인 문제점은 유리가 일반적으로 세라믹 에나멜 조성물로 스크린 프린팅 방식으로 코팅된 후에 고온에서 형성 단계를 거치는 자동차용 유리 시트와 관련되어 있다. 이 처리시 에나멜이 녹아 유리 기판에 용해된 후 유리 다이를 형성함으로써 원하는 최종 형상으로 형성된다. 낮은 점성 코팅은 고온에서 성형 다이 피복 물질에 접착하는 경향이 있다고 알려져 있다.

    따라서 성형 다이에 에나멜이 부착하는 것을 방지하기 위해 그 위에 코팅된 세라믹 에나멜에 유리 시트의 성형을 용이하게 하기 위하여 다양한 방법이 제안되어왔다. 이러한 다양한 방법의 목적은 고온에서 굽힘 또는 성형에 대한, 유리 시트와 피복 성형 다이 사이에서 반복적인 접촉에 대한 에나멜의 내성을 증대시키는 것이었다.

    예를 들면, 비스무스 산화물 포함 제형과 같은 금속 산화물 파우더의 사용이 제안되어왔다. 산화 금속을 포함하는 특정 에나멜 또는 결정상을 형성하는 다른 성분들은 상기 기판에 약점을, 상기 자동차 유리의 기계적 특성에 불리한 변화를 야기한다. 구체적으로는, 고 열팽창 시스템은 예컨대 리튬이 존재할 때 약한 유리 기판을 생산하고, 불충분한 접착 방지 특성뿐만 아니라 약한 실버 블리드-스루 특성을 가진다.

    또 다른 문제점으로서, 다수의 이전 세라믹 에나멜 시스템은 납을 포함하는 유리 프릿을 사용한다. 환경적인 측면에서 납을 포함하는 임의의 시스템의 사용을 피하는 것이 바람직하다. 또한, 이전 에나멜 시스템 중 일부는 기존의 유리 형성 과정을 상당히 잘 수행 할 수 있지만, 일부는 매우 곡선인 자동차 유리 부분을 형성하기 위해 새로 개발된 "딥 벤드" 프로세스에서 사용하기에 만족스럽지 않다.

    유리 에나멜에 그들이 접촉하는 특정 화학 약품에 대한 내구성과 적당한 저항력을 제공하기 위해 다양한 접근 방법이 제안되어왔다. 이러한 목표를 달성하기 위해 에나멜에 포함된 특정 성분들이 에나멜의 비용을 증가시키고, 에나멜의 소성 온도를 높이기 때문에 생산 비용이 증가한다. 선명한 색상을 생성하기 위해 유리 에나멜의 염료 함량을 증가시키면 에나멜의 내구성이 저하되고 소성 온도가 증가하기 때문에 이를 위해, 유리 에나멜에 포함되는 임의의 염료 성분에는 제한되어야 한다. 또한 기판에 대한 결합 강도는 염료 증가로 감소한다.

    기존에 알려진 유리 에나멜과 코팅 기술의 문제점과 단점은 현재 에나멜과 관련 조합 및 방법으로 해결되었다. 본 발명은 다층 유리 에나멜 조성물, 에나멜 형성 방법 및 이로 코팅된 기판에 관한 것이다.

    본 발명은 다층 유리, 세라믹 에나멜 조성물 및 다층 에나멜을 기판에 형성하는 방법에 관한 것이다.

    한 측면에서, 본 발명은 상기 에나멜을 기판에 결합시키기 위한 계면층, 상기 계면층 상부의 불투명층, 상기 불투명층 상부의 내구성층을 포함하는 에나멜에 관한 것이다. 상기 에나멜은 기판에 결합된 후에 노출된 부분을 가지며 상기 내구성층은 상기 다층 에나멜의 노출된 부분을 정의한다.

    다른 측면에서, 본 발명은 기판에 결합된 계면층, 상기 계면층 상부의 필러층, 상기 필러층 상부의 불투명층, 상기 불투명층 상부의 은 블리드 스루(bleed through) 층, 상기 은 블리드 스루(bleed through) 층 상부의 내구성층, 상기 에나멜의 노출면을 나타내는 내구성층, 상기 내구성층 상의 접착 방지층을 포함하는 에나멜에 관한 것이다.

    또 다른 측면에서, 본 발명은 에나멜 형성 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 계면층을 기판 표면에 증착하는 단계, 상기 계면층 상부에 불투명층을 형성하는 단계, 상기 불투명층 상부에 내구성층을 적층하는 단계 및 상기 에나멜을 형성하기 위해 층들을 소성하는 단계를 포함한다. 결과적으로 에나멜은 내구성층으로 정의된 노출면을 가진다.

    또 다른 실시예에서, 본 발명은 다층 에나멜 코팅 기판에 관한 것이다. 상기 다층 에나멜은 상기 기판에 결합된 계면층, 상기 계면층 상부의 불투명층 및 상기 불투명층 상부의 내구성층을 포함한다. 상기 에나멜은 노출된 부분을 가지며 상기 내구성층은 노출된 부분을 정의한다. 상기 기판은 자동차 유리, 건축용 유리 또는 디스플레이용 유리가 될 수 있다.

    본 발명은 다층 에나멜 및 개별 층이 상기 에나멜의 다른 층에 직접적으로 영향을 주지 않으면서 전체적으로 에나멜의 성능 특성에 영향을 주도록 조정될 수 있는 방법에 관한 것이다. 상기 에나멜의 층들을 위한 디지털 인쇄 도포 방법은 정확한 제어를 제공하고, 기판에 대한 설계 및 에나멜의 패터닝을 가능하게 한다.

    도 1은 기판상의 다층 에나멜의 예시적인 실시예의 개략 단면도이다.
    도 2은 기판상의 다층 에나멜의 다른 예시적인 실시예의 개략 단면도이다.
    도 3은 기판상의 다층 에나멜의 또 다른 예시적인 실시예의 개략 단면도이다.
    도 4은 기판상의 다층 에나멜의 또한 또 다른 예시적인 실시예의 개략 단면도이다.

    실현될 바와 같이, 본 명세서에 기재된 발명은 다른 상이한 실시 예들이 가능하며, 그 여러 세부 사항들은 청구 범위를 벗어나지 않고 다양한 면에서 수정이 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

    이들뿐만 아니라, 본 발명의 다른 특징, 국면 및 이점은, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 예시적인 실시예의 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 완전히 이해되고 인식될 것이다.

    본 발명은 다층 에나멜과 기판상의 에나멜 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명인 다층 에나멜은 비교적 저렴하고 생산이 간단하며, 내구성 있고, 양호한 성능 특성을 보이는 한편 기존의 기술에 비해 생산이 용이한 다층 성분를 포함한다.

    상기 에나멜은 다층이며, 각 층은 특정한 이익을 위해 포함되며 단층 에나멜에서는 불가능한 특별한 특성을 부여한다. 다층 에나멜은 다양한 원하는 용도 및 요구에 적응할 수 있으며, 기존의 제조 기술에 관한 경제적이고 성능 향상의 대안을 제공한다. 다양한 층이 크게 나머지 층의 성능 특성에 영향을 주지 않고, 그 조성물을 조정함으로써 특정 목적 및 환경에 맞출 수 있다.

    에나멜

    일반적인 에나멜은 단층 코팅이기 때문에, 특정 성능 특성에 영향을 주기 위해 조성물을 조정하면 필연적으로 전체 코팅과 특성에 영향을 준다. 일부 환경에서, 하나의 성능 특성에 영향을 주기 위해 조정하면 공지의 단층 에나멜의 다른 성능 특성에도 유해하게 영향을 줄 수 있다.

    대조적으로, 본 발명은 다층 에나멜을 형성하도록 구축된 별도의 복수의 층을 제공한다. 별도의 층은 다른 층의 성능을 변화시키지 않고 특정 성능 특성에 영향을 주기 위해 개별적으로 변경될 수 있다. 각각의 연속 층은 전 층에 인쇄되고 소성된다. 디지털 인쇄 기술은 에나멜의 패턴 및 두께의 정확한 제어를 제공하기 위해 별도의 층을 증착하기 위한 예시적인 기술이다. 디지털 방식으로 인쇄되는 잉크 조성물은 각 층에 제형화되고 매개체 성분 및 고체 성분를 포함한다. 일반적으로 잉크용 매개체은 필요한 경우 용매 및 수지 바인더를 포함하는데 이들은 층을 소성하는 동안 연소된다. 매개체의 일반적인 조성물은 본 명세서에서 더 상세히 논의될 것이고, 반드시 각각의 층에 특이적으로 제형화되지 않는다. 대조적으로, 각각의 잉크 조성물에 대한 고체 성분이 각 층에 대해 구체적으로 조정되고 본원에서 보다 상세히 논의될 것이다.

    유리 기판에 적용되는 다층 에나멜의 일반적인 용도는 자동차, 건축, 구조물, 기기, 용기, LED 및 디스플레이 / 장식 용도를 포함한다. 다층 에나멜은, 세라믹, 금속, 중합체 등에도 적용될 수 있다. 다층 에나멜은 자동차 유리의 전기 회로 기판 및 후면 제상의 전도성 트레이스를 덮는데 유용하며, 마모에 대한 보호를 제공하고, 전기 통로가 손상을 입을 수 있다. 게다가 일 태양으로, 이러한 불투명한 착색 에나멜은 차량의 외부에서 보기에 후면 유리 제상 시스템의 은을 포함하는 버스 바 및 배선 연결을 은폐하는 기능을 갖는다.

    본 발명은 각 층이 전체적으로 소성 에나멜의 속성과 특성을 조정하도록 변경될 수 있는 다층 에나멜을 제공한다. 각 층의 변화는 다른 층의 성능 특성을 변경하지 않는다. 에나멜은 층을 추가 또는 제거하거나, 하나 이상의 층의 성분를 조정함으로써 또는 하나 이상의 층의 두께를 조절하여 유리하게 개조할 수 있다. 각 층은 특정 용도와 상황에 맞는 에나멜과 조정의 성능 향상을 제공한다.

    일반적으로, 본 발명의 소성 에나멜은 계면층, 불투명층 및 내구성층을 포함한다. 이러한 구성은 기판 (2)에 결합된 다층 에나멜 (1)을 보여주는 도 1에 도시되어 있다. 상기 에나멜 (1)은 기판의 표면 (10)에 결합된 계면층 3을 포함한다. 불투명층 (4)는 계면층 (3) 상에 위치하고 내구성층 (5)는 불투명층 (4) 상에 위치한다. 내구성층 (5)는 상기 에나멜 (1)의 노출면을 정의하는 것으로 도시되어 있다. 본원 도면을 참조할 때, 도면 간의 동일 번호는 다양한 실시예에서 유사한 기능을 나타낸다.

    다른 부가적인 층들은 필러층, 은 블리드 스루 층 및 접착 방지층을 포함할 수 있다. 이들 부가적인 층은 도 2-4에 도시된다. 도 1에 기술한 바와 같이 도 2-4은 도 1과 유사한 배열을 갖는 기판 (2) 상의 다층 에나멜 (1)을 보여준다. 도 2는 추가적으로 상기 계면층 (3)과 상기 불투명층 (4) 사이의 필러층을 보여준다. 도 3은 상기 불투명층 (4) 상부의 은 블리드 스루 층 (7)을 부가적으로 포함하는 도 2와 같다. 도 4는 상기 내구성층 (5) 상부의 접착 방지층 (8)을 부가적으로 포함하는 도 3과 같다. 본 실시예의 일 태양으로, 상기 계면층은 소성 전 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 20 부피%, 상기 필러층은 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 20 부피%, 상기 불투명층은 에나멜에 대하여 약 10 부피% 내지 약 50 부피%, 상기 은 블리드 스루 층은 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 25 부피%, 상기 내구성층은 에나멜에 대하여 약 10 부피% 내지 약 50 부피% 및 상기 접착 방지층은 에나멜에 대하여 약 0 부피% 내지 약 25 부피%를 나타낸다.

    이들 및 다른 선택적인 층들은 본 명세서에서 더 상세히 논의될 것이다. 이는 층의 다른 구성이 고려되고, 본 발명의 일부로 간주되어야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

    이에 한정되지 않지만 일 태양으로, 에나멜의 내부층은 일반적으로 저비용, 저융점 유리 프릿인 반면 상기 내구성층은 일반적으로 높은 상대 비용을 가지는 내구성 유리 프릿을 포함한다. 상기 내구성층에 고가의 유리 프릿을 제한하고 상기 내부층에 저가의 유리 프릿을 사용하면 비교적 저렴하면서도 튼튼하고 적응력 유리 에나멜을 제공한다.

    또한 본 발명은 본 명세서에 도시되고 기술된 층의 조성물 또는 배열에 한정되지 않고 추가 또는 더 적은 층을 포함하거나 필요에 따라 상이하게 배열될 수 있다.

    계면층

    상기 계면층은 상기 다층 에나멜의 최하층이다. 상기 계면층은 기판 표면을 적절히 코팅하거나 "적시도록" 조정되고 따라서 소성 시 강한 결합을 형성한다. 상기 계면층은 도 1-4와 같이 상기 기판 및 에나멜의 다른 층들 사이에 위치한다. 에나멜의 다른 층이 반드시 계면층에 의해 기판으로부터 분리되지 않고, 기판과 접촉할 수 있다. 예로서, 일반적으로 도 1-4에 도시된 바와 같이 상기 내구성층은 도 1에 나타낸 바와 같이 지점 (20)에서 상기 기판 (2)와 접촉한다.

    상기 계면층은 상기 에나멜의 전체적인 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서 특정 기판 재료를 적절히 적시고 강하게 결합하도록 조정되기 때문에 기판에 개선된 접착성을 제공한다. 계면층은 기판과의 결합에 중요하기 때문에 조성물 조성은 접착 방지, 내구성 등과 같은 에나멜의 다른 성능 특성에 영향을 주지 않는다.

    상기 계면층의 조성물은 접착성에 영향을 주고 에나멜이 결합하는 기판의 조성물에 많이 의존한다. 일반적으로 상기 계면층은 저비용, 저융점 유리 프릿을 포함한다. 상기 계면층 및 다른 층들은 일반적으로 필수적인 것은 아니지만, 상기 내구성층에 사용되는 유리 프릿보다 덜 내구성 있고 부드러운 유리 프릿을 갖는다.

    구체적으로는, 세라믹 및 유리 기판의 경우, 유리 프릿은 붕소, 규소, 알루미늄, 티타늄, 아연, 비스무스, 주석, 바륨, 소듐, 포타슘, 리튬, 칼슘, 코발트, 크롬, 세륨, 구리, 철, 게르마늄, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 니오븀, 스트론튬, 텅스텐, 지르코늄 산화물의 1종 이상을 포함한다. 규소 태양 전지의 경우, 상기 유리 프릿은 규소, 납, 비스무트, 알루미늄, 아연, 티탄, 탄탈, 인, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속으로 이루어지는 군으로부터 선택된 금속 산화물의 1종 이상을 포함한다. 금속 기판의 경우, 상기 유리 프릿은, 붕소, 규소, 알루미늄, 티타늄, 아연, 비스무스, 주석, 바륨, 소듐, 포타슘, 리튬, 칼슘, 코발트, 니켈, 크롬, 세륨, 구리, 철, 게르마늄, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 니오븀, 스트론튬, 텅스텐 및 지르코늄 산화물의 1종 이상을 포함한다. 일 태양으로, 아연 붕규산 유리 프릿이 사용된다.

    일 태양으로, 상기 계면 층은 기판과 다층 에나멜 사이에 전위 열팽창차를 줄이기 위해 팽창 조절제 같은 첨가제를 포함한다. 본 발명에 적합한 팽창 조절제는 에나멜과 기판 사이의 영역 열팽창 계수를 가지는 물질이다. 계면층은 에나멜과 기판의 팽창 계수 간 격차를 해소할 수 있을 때, 더 나은 강한 결합이 다층 에나멜에 생기며 결합 기판의 기계적 강도가 향상된다.

    여러 팽창 조절제는 얻어진 다층 에나멜 코팅과 기판 사이의 팽창의 일치를 보장하기 위하여 계면층 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 조절제의 예로는 석영, 지르코니아, 스피넬 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이러한 필러 또는 팽창 조절제의 예로는 아연 규산염, 마그네슘 규산염, 바륨 규산염, 스트론튬 규산염, 바륨 또는 스트론튬 알루미늄 규산염, 리튬 알루미노 규산염, 지르코늄 규산염, 바륨 마그네슘 규산염, 바륨 티타늄 규산염, 코디어라이트, 지르코니아, 알루미나, 실리카, 티타니아 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일반적인 팽창 조절제는 또한 SiO 2 , Al 2 O 3 , CaZrO 3 , CaSiO 3 , Mg 2 SiO 4 , CaTiO 3 , BaZrO 3 , SrZrO 3 , Zr 2 SiO 2 및 CaSiO 3 를 포함할 수 있다. 일 태양으로, 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합을 포함한다.

    일 태양으로, 상기 계면층은 염료를 포함한다. 투명 또는 반투명 기판을 통해 보이는 및 다층 에나멜의 다른 층을 통해 보이는 이들 염료는 에나멜의 색조에 영향을 미친다. 염료의 첨가는 에나멜 투시색을 심미적으로 더 아름답도록 영향을 미친다. 유용한 염료는 강옥-적철광, 감람석, 프리더라이트(priderite), 파이로클로, 금홍석, 스피넬, 및 스피넬을 포함한 복잡한 무기 염료의 몇몇 주요 분류에서 올 수 있지만, 바델리석(baddeleyite), 붕산, 가닛, 페리클레이스(periclase), 페나사이트(phenacite), 인산, 설석(sphene) 및 지르콘과 같은 다른 종류가 특정 분야 적용에 적합할 수 있다. 금속 코발트, 크롬, 망간, 프라세오디뮴(praseodymium), 철, 니켈, 및 구리의 산화물이 종종 유용하다. 특히, 특정 염료는 규산코발트 블루 감람석 Co 2 SiO 4 ; 니켈 바륨 티타늄 앵초 프리더라이트 2NiO:3BaO:17TiO 2 ; 니켈 안티몬 티타늄 노란색 루타 (Ti,Ni,Nb)O 2 ; 니켈 니오브 티타늄 노란색 루타 (Ti,Ni,Nb)O 2 ; 니켈 텅스텐 노란색 루타 (Ti,Ni,W)O 2 ; 크롬 안티몬 티타늄 버프 (Ti,Cr,Sb)O 2 ; 크롬 니오브 티타늄 버프 루타 (Ti,Cr,Nb)O 2 ; 크롬 텅스텐 티타늄 버프 루타 (Ti,Cr,W)O 2 ; 망간 안티몬 티타늄 버프 루타 (Ti,Mn,Sb)O 2 ; 티타늄 바나듐 회색 루타 (Ti,V,Sb)O 2 ; 망간 크롬 안티몬 티타늄 갈색 루타 (Ti,Mn,Cr,Sb)O 2 ; 망간 니오브 티타늄 갈색 루타 (Ti,Mn,Nb)O2; 코발트 알루미네이트 블루 스피넬 CoAl 2 O 4 ; 아연 크롬 코발트 알루미늄 스피넬 (Zn,Co)(Cr,Al) 2 O 4 ; 코발트 크롬 파랑, 녹색 스피넬 CoCr 2 O 4 ; 코발트 티탄 녹색 스피넬 Co 2 TiO4; 철 크롬 철광 갈색 스피넬 Fe(Fe,Cr) 2 O 4 ; 철 티타늄 갈색 스피넬 Fe 2 TiO 4 ; 니켈 페라이트 갈색 스피넬 NiFe 2 O 4 ; 아연 페라이트 갈색 스피넬 (Zn,Fe)Fe 2 O 4 ; 아연 철 크롬 철광 갈색 스피넬 (Zn,Fe)(Fe,Cr) 2 O 4 ; 구리 크롬 철광 블랙 스피넬 CuCr 2 O 4 ; 철 코발트 크롬 철광 블랙 스피넬 (Co,Fe)(Fe,Cr) 2 O 4 ; 크롬 철 망간 갈색 스피넬 (Fe,Mn)(Cr,Fe) 2 O 4 ; 크롬 철 니켈 블랙 스피넬 (Ni,Fe)(Cr,Fe) 2 O 4 ; 및 크롬 망간 아연 갈색 스피넬 (Zn,Mn)(Cr 2 O 4 )을 포함한다. 납의 사용이 허용되는 특별한 경우에만 (즉, 음식이나 음료 용기, 식기 등 제외), 납 아안티몬산염 노란색 황록석 (Pb 2 Sb 2 O 7 ) 또는 다른 납 포함 염료를 사용할 수 있다. 적합한 염료의 시판 예는, Ferro Glass 및 Color Corporation 로부터 2991 염료 (구리 크롬 철광 블랙), 2980 염료 (코발트 크롬 철 블랙), 2987 염료 (니켈 망간 철 크롬 블랙), V7702 염료 (블랙), K393 (CuCrMn), V792 (NiMnCrFe), 2503 (CdSeS), 2336 (석탄) 및 2501 (CdSeS)과 같은 염료를 이용할 수 있다. 일부 실시 예에서, Co, Cu, Cr, Ni과 같은 것을 포함하지 않으면서 적외선 반사 특성을 갖는 염료, 예컨대 10201 블랙 (비스무스 망간)도 적합하다. 적절한 예시적인 무기 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 등의 혼합 금속 산화물을 포함한다. 광범위하게, 본 명세서에 유용한 염료는 (a) 구리 및 크롬; (b) 구리, 크롬 및 망간, (C) 철, 크롬 및 코발트, 및 (d) 티타늄 및 (a),(b),(c), 및 (d)의 조합을 포함하는 산화물을 포함한다.

    추가적인 태양으로, 계면층은 상기 기판과 에나멜 간의 원치 않는 상호 작용을 제어할 수 있는 물질을 더 구성한다. 예를 들어, 에나멜이 유리 기판에 적용될 때 계면층은 유리와 에나멜 간의 이온 교환을 감소시키는 물질을 포함한다. 유리 내의 Na+와 같은 알칼리가 에나멜 내에 있는 더 큰 K+ 또는 더 작은 Li+ 이온과 교환이 일어나고 기판 영역에 구조적 결함을 나타내는 유리 기판 내의 인장 또는 압축의 표면 응력을 생성할 때 이온 교환이 일어난다. 이온 교환을 제어하는 계면층과 함께 그러한 제어된 응력층이 기판-에나멜 층에 형성될 수 있다. 강한 기판 및 에나멜과의 내구성 있는 결합이 형성된다. 일 태양으로, 나트륨 및 칼륨과 같은 알칼리 이온이 이온 교환을 제어하는 계면층에 포함될 수 있다.

    일 태양으로, 상기 계면층은 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성된다.잉크는, 소성 전, 약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 유리 프릿 물질, 약 5 중량% 내지 약 65 중량%의 염료 및 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 팽창 조절제를 포함하는 고체부를 갖는다. 필요에 따라 또는 이온교환 조절물질을 포함하는 특정 분야에 적용 요구에 따라 다른 임의의 성분이 계면층에 첨가될 수 있다.

    계면층은 상기 기판과의 상호 작용 조절을 제공하며, 그 조성물은 전체적으로 다층 에나멜의 다른 성능 특성을 저하시키지 않고 특정 용도로 유리하게 변경될 수 있다.

    필러층

    일 실시예에서, 상기 필러층은 상기 계면층 상부에 형성되며, 계면층은 상기 필러층과 상기 기판의 사이에 위치한다. 일 태양으로, 필러층은 다른 층과 동시에 소성될 수 있는 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성된다. 잉크는 소성 전 유리 프릿, 염료, 및 필러 성분을 포함하는 고체부를 갖는다. 유리 프릿은 본 명세서에서 앞서 논의된 바와 같이 계면층에 사용된 것과 동일한 일반적인 저비용, 저 융점 유리 프릿을 포함한다. 일 태양으로, 상기 필러층에 사용되는 염료는 본 명세서에서 계면층에 대해 논의된 것과 동일한 염료를 다른 중량 백분율로 포함한다.

    필러 성분은 다층 에나멜에 강도 강화 및 내마모성을 부여한다. 적합한 필러의 비제한적인 예는 알루미나(Al 2 O 3 ), 미세 규소 분말과 같은 조절제 (약 3 중량% 이하)를 숨기고 있는 버스 바, 지르콘, 지르코니아, 코디어라이트(2MgO·2Al 2 O 3 ·5SiO 2 ), 윌레마이트(2ZnO·SiO 2 ), 베타 유크립타이트(LiAlSiO 4 ), FeO 및 이산화 규소(SiO 2 ) 등의 전이 금속 산화물 등을 포함한다. 이들의 조합 또한 본 발명에 포함된다. 일 태양으로, 필러는 균질 잉크를 만들기 위해 매개체에 균일하게 혼합되지만, 원하는 경우, 예를 들어 일부 속성의 구배를 갖는 복합체를 수득하기 위해 잉크는 또한 불균일하게 인쇄될 수 있다.

    일 태양으로, 필러층의 고체부는 소성 전 약 5 중량% 내지 약 80 중량%의 프릿, 0 중량% 내지 약 50 중량%의 염료 및 약 2 중량% 내지 약 95 중량%의 필러 성분을 포함한다. 필요에 따라 또는 특정 적용 요구에 따라 다른 임의의 성분이 필러층에 첨가될 수 있다.

    일 태양으로, 상기 필러층은 상기 에나멜의 다른 층들로부터 분리된 별개의 층이다. 이 구성은 필러층 (6)을 나타내는 도 2-4에 도시되어 있다. 또 다른 태양으로, 필러층을 형성하는데 사용되는 물질은 상기 불투명층을 형성하기 위해 사용되는 물질에 포함된다. 이러한 배열은 도 1에 도시되어 있으며 필러층이 아닌 불투명층 (4)만을 나타낸다. 도 1은 상기 불투명층 (4)에 포함된 필러층 또는 필러층 구성이 없는 불투명층 (4)를 갖는 에나멜을 도시하는 것으로 이해할 수 있다.

    불투명층

    일 실시예에서, 불투명층은 상기 계면층 상부에 형성된다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 일 태양으로, 불투명층 (4)는 계면층 (3)과 접촉한다. 또 다른 측면에서 불투명층은 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성된다. 상기 잉크는 유리 프릿, 많은 양의 염료 및 팽창 조절제를 포함한다. 유리 프릿, 염료 및 팽창 조절제는 일반적으로 본 명세서에서 계면층 및 필러층에 대해 논의된 것과 동일한 물질을 다른 중량 백분율로 포함한다. 일 실시예에서, 상기 불투명층에 사용되는 유리 프릿은 저비용 아연 또는 붕소계 유리 프릿을 포함한다. 상기 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합을 포함한다.

    일 실시예에서, 불투명층의 고체부는 소성 전, 약 5 중량% 내지 약 60 중량% 의 아연 및/또는 붕소 프릿, 40 중량% 내지 95 중량%의 염료, 및 약 0 중량% 내지 약 15 중량%의 팽창 조절제를 포함한다. 필요에 따라 또는 특정 적용 요구에 따라 다른 임의의 성분은 불투명층에 첨가될 수 있다.

    블리드 스루

    일 태양으로, 본 발명인 내구성 유리 에나멜은 은 전도성 트레이스 또는 회로에 근접하여 위치해있다. 이 측면에서, 다층 에나멜은 은 이동 조절 첨가제를 가지는 은 블리드 스루 층을 포함한다. 이 태양은 도 3-4 와 같이 블리드 스루 층 (7)이 불투명층 (4) 상부에 위치한다.

    일 실시예에서, 상기 은 블리드 스루 층은 은 및 다른 금속 이온이 에나멜을 통해 회로에서 기판의 벌크로 또는 기판 표면을 통해서 이동하는 것을 줄이거나 방지하는 물질을 포함하는 고체부와 함께 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성된다. 상기 은 블리드 스루 층의 고체부는 규소, 철 또는 아연 금속, 황 포함 유리 프릿 및 이들의 조합과 같은 은 이동 조절 물질을 포함한다. 소성 전, 규소, 철 또는 아연 금속이 은 블리드 스루 층 내에 약 0.5 중량% 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 규소, 아연 산화물, 붕소 산화물, 알루미늄 산화물과 같은 다른 산화물에 추가로 약 0.1 내지 약 5 %의 황을 포함하는 유리 프릿이 은 블리드 스루 층에 약 10 중량% 내지 약 50 중량% 포함될 수 있다.

    다른 선택적 성분은 필요에 따라 또는 특정 적용 요구에 따라 은 블리드 스루 층에 첨가될 수 있다.

    내구성층

    일 실시예에서, 내구성층은 다층 에나멜의 노출된 부분을 형성하고 기판과 함께 실질적으로 본 명세서에서 논의된 다른 층을 캡슐화한다. 즉, 상기 내구성층은 도에서와 같이 다른 층의 노출된 부분 상부를 덮는 것을 정의한다. 따라서 내구성층은 완성된 에나멜에 향상된 내마모성을 제공한다. 일 태양으로, 상기 내구성은 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성된다. 상기 잉크는 소성 전 내구성 유리 프릿 및 하나 이상의 염료를 포함하는 고체부를 갖는다. 상기 염료는 일반적으로 다른 층에 상술한 염료와 동일한 물질을 다른 중량 백분율로 포함한다.

    내구성 유리 프릿은 기본 에나멜층에 화학 부식 방지 및 내마모성을 제공한다. 에나멜이 기판에 결합 된 후, 도 1-4에 도시된 바와 같이 상기 내구성층은 다층 에나멜의 노출면을 정의한다. 일 태양으로, 고비용 때문에 내구성 프릿은 이 층에만 사용되고, 내구성은 유지되면서 전체적인 에나멜의 비용은 상대적으로 낮게 유지된다. 이 태양에서, 상기 프릿 성분은 일반적으로 소성 전 납, 카드뮴, 비스무트 없는 저융점 내구성 유리 프릿을 포함한다. 유리 프릿 조성물은 규소, 아연, 티타늄 및 붕소 산화물 계의 유리 프릿을 포함한다.

    일 실시예로서, 상기 유리 프릿은 소성 전: (a) 38-60 중량%의 SiO 2 , (b) 5.1-22.9 중량%의 B 2 O 3 , (c) 8.1-18 중량%의 TiO 2 , (d) 0.1-14.9 중량%의 ZnO, (e) 0.1-4.5 중량%의 Li 2 O, (f) 0.1-18 중량%의 K 2 O, 및 (g) 1-7 중량%의 F - 1 를 포함한다.

    다른 실시예로서, 상기 유리 프릿은 소성 전: (a) 40-70 중량%의 Bi 2 O 3 , (b) 25-40 중량%의 SiO 2 , (c) 0-4 중량%의 TiO 2 (d) 0-5 중량%의 K 2 O, (e) 0-4 중량%의 Li 2 O, 및 (f) 0-4 중량%의 F -1 를 포함한다.

    또 다른 실시예로서, 상기 유리 프릿은 소성 전: (a) 40-70 중량%의 Bi 2 O 3 , (b) 25-40 중량%의 SiO 2 , (c) 0-4 중량%의 TiO 2 (d) 0-5 중량%의 K 2 O, (e) 0-4 중량%의 Li 2 O, (f) 0-4 중량%의 F -1 , (g) 0-3 중량%의 B 2 O 3 , (h) 0-5 중량%의 Al 2 O 3 , 및 (i) 0-8 중량%의 Na 2 O를 포함한다.

    또 다른 실시예로서, 상기 유리 프릿은 소성 전: (a) 38-60 중량%의 SiO 2 , (b) 5.1-22.9 중량%의 B 2 O 3 , (c) 8.1-18 중량%의 TiO 2 , (d) 0.1-14.9 중량%의 ZnO, (e) 0.1-4.5 중량%의 Li 2 O, (f) 0.1-18 중량%의 K 2 O, 및 (g) 1-7 중량%의 F - 1 를 포함한다. 대안으로, TiO 2 함량은 10.5-18 중량%가 될 수 있다. 대안으로, SiO 2 함량은 20.1-22.9 중량%가 될 수 있다. 대안으로, ZnO 함량은 13.1-14.9 중량%가 될 수 있다.

    일 실시예로서, 내구성층의 고체부는 소성 전 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 프릿 및 약 2 중량% 내지 약 40 중량%의 염료를 포함한다. 필요에 따라 또는 특정 적용 요구에 따라 다른 임의의 성분이 내구성층에 첨가될 수 있다.

    접착 방지층

    굽힘과 성형 작업이 유리 단면에서 수행됨과 동시에 불투명한 어두운 색의 에나멜 밴드를 형성하기 위해 특별히 공식화된 유리 에나멜 조성물이 유리의 평면부에 도포되고 소성될 수 있다. 그러한 유리 에나멜 조성물은 유리의 섹션이 굽힘 또는 성형 작업 전에 예열되는 온도에서 용해되고 부분적으로 결정화 된다. 에나멜의 부분 결정화는 유리 굽힘 및 수송 작업 중에 에나멜이 프레스 또는 진공 헤드에 접착하는 것을 방지하는 고밀도의 딱딱한 보호층을 형성하는 것으로 생각된다. 이러한 관점에서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 접착 방지층을 포함한다.

    일 실시예에서, 접착 방지층은 내구성층 상에 형성된다. 도 4는 내구성층 (5)의 상단면에 접착 방지층 (8)을 도시한다. 일 측면에서, 상기 접착 방지층은 디지털 인쇄 및 소성된 잉크로부터 형성되며 그 고체부는 소성 전 결정 시드 재료, 유리 프릿, 및 염료를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 염료는 일반적으로 다층 에나멜의 다른 층에 사용하기 위해 기술된 것과 동일한 타입이다. 일 태양에서, 본 명세서에 사용되는 유리 프릿은 접착 방지층도 내구성이 있도록 일반적으로 내구성 층에 기술된 것과 같은 유형이다. 다른 태양에서, 유리 프릿은 비스무트 붕규산 유리 프릿을 포함한다.

    일 태양에서, 결정 시드 물질은 제한 없이, 규산염, 티탄산염, 알루미늄산염, 지르콘산염, 붕산염, 점토, 장석 등 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 규산염의 예는 비스무트 규산염, Zn 2 SiO 4 와 같은 아연 규산염, Al 2 SiO 5 와 같은 알루미늄 규산염, 칼슘 규산염 등을 포함한다. 적합한 티탄산염의 예는 ZnTiO 3 , 2ZnO·3TiO 2 등과 같은 아연 티탄산염을 포함한다. 적합한 알루미늄산염의 예는 Al 2 O 3 , CaO·Al 2 O 3 ·2SiO 2 등과 같은 알루미늄산염을 포함한다. 적합한 지르콘산염의 예는 실리콘 지르콘산염 등을 들 수 있다. 적합한 붕산염의 예로는 ZnO·B 2 O 3 , 3ZnO·B 2 O 3 , 5ZnO·2B 2 O 3 등과 같은 아연 붕산염을 포함한다. 결정질 물질은 이러한 시드 물질의 조합을 포함 할 수 있다.

    Ruderer에 발행된 미국 특허 제 5,153,150 Ruderer 및 Sakoske에 발행된 미국 특허 제 5,714,420은 결정성 물질에 대한 자세한 정보를 제공한다. 본 발명에 따라 사용되는 결정질 물질은 Zn 2 SiO 4 와 같은 아연 규산염 및 ZnO·B 2 O 3 와 같은 아연 붕규산을 포함한다. 본원에 사용된 시드 물질의 구체적인 예로는 Ferro Glass and Color Corporation of Washington, Pa 사 제조의 제품 번호 2077 (비스무트 규산염 시드 물질) 및 2099 (아연 규산염 시드 물질)를 포함한다.

    일 실시예에서, 접착 방지층의 고체부는 소성 전 약 5 중량% 내지 100 중량%의 결정 시드 재료, 0 중량% 내지 약 70 중량%의 유리 프릿, 및 0 중량% 내지 약 60 중량%의 염료를 포함한다. 필요에 따라 또는 특정 적용 요구에 따라 다른 임의의 성분은 접착 방지층에 첨가될 수 있다.

    매개체

    일 실시예에서, 조성물은 본 발명에 따른 다층 에나멜의 각 층을 형성하기 위해 디지털 인쇄 및 소성된다. 이 태양에서, 상기 조성물은 소성 전 유리 또는 다른 적합한 기판의 단면에 조성물의 도포를 용이하게 하는 적절한 매개체 또는 운반체를 포함한다. 특정 적용 분야에 따라, 본 발명에 따라 에나멜의 개별 층을 형성하기 위한 조성물은 슬러리, 페이스트, 잉크젯 인쇄용 잉크, 열가소성 펠릿(thermoplastic pellet)으로 적용할 수 있다. 일 태양으로, 조성물은 디지털 인쇄 기술에 의해 적용된다.

    디지털 인쇄 기술이 층의 폭과 두께를 정확하게 제어하고, 기판 상에 패터닝된 에나멜의 적용을 가능케 한다. 디지털 인쇄는 또한 에나멜 두께를 균일하게 유지함과 동시에, 에나멜 내에 다양한 혼탁도를 가지는 영역을 제공할 수 있다. 이것은, 인쇄 작업 중에 층 내의 염료 성분의 양을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 층의 일부에 다른 부분들보다 더 많거나 적은 염료를 갖는 부분을 제공할 수 있다. 또는, 단순히 단일층을 형성하기 위해 다양한 양의 염료를 포함하는 다른 조성물을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 잉크 조성물은 제 2 잉크 조성물 - 더 많거나 적은 염료를 가진 - 이 층의 다른 부분으로 사용되는 동안 층의 일부로서 사용될 수 있다.

    다른 태양에서, 에나멜의 일부로부터 다른 부분으로, 또는 에나멜 전체로부터 에나멜의 하나 이상의 층을 생략할 수 있고, 또는 대안적으로 확장할 수 있다. 이는 필요에 따라 다층 에나멜의 특정 성능 특성을 증가 또는 감소시키기 위해 수행될 수 있다.

    일 실시예에서, 각각의 잉크 조성물은 각 에나멜 층을 형성하는데 사용된다. 이렇게 적층된 잉크 조성물은 연속 층에 대한 개별 잉크 조성물이 생성될 수 있도록 헤드 또는 전달 시스템에서 계량 및 혼합된 개별 구성 요소를 포함하는 잉크로부터 만들어질 수 있다. 각 층의 고체부는 적합한 매개체 또는 운반체에 분산되어있다. 매개체는 운반체 및/또는 용매, 및 필요한 경우 수지 바인더를 포함한다. 가능한 적합한 용매의 예로는 알파- 또는 베타-테르피네올(terpineol)과 같은 테르펜(terpenes) 또는 테르펜과 등유, 다이부틸 프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜 및 고비점 알코올 및 알코올 에스테르와 같은 다른 용매와의 혼합물을 포함한다. 디지털 인쇄를 위한 원하는 점도 및 휘발성 요건을 얻기 위해 이들과 다른 용매의 다양한 조합이 공식화될 수 있다.

    작용제 및/또는 다른 일반적인 첨가제를 두껍게 및/또는 안정하게 하는지와 상관없이 다양한 유기 액체를 포함하여 필수적으로 불활성인 임의의 바인더가 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 가능한 적합한 수지 바인더의 예시로서는 에틸 셀룰로오스, 에틸 히드록시 에틸 셀룰로오스, 우드 로진(wood rosin), 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지의 혼합물, 저급 알콜류의 폴리메타아크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 모노아세테이트의 모노부틸 에테르를 포함한다.

    상기 매개체는 또한, 또는 대안적으로 물과 물 호환 바인더를 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 시판되는 물 호환 바인더 중 어느 하나가 이용될 수 있다.

    선택적으로, 매개체 또는 운반체는 또한 기판에 에나멜 조성물의 적용을 용이하게 하기 위해 요변성제 및 습윤제를 포함할 수 있다. 가능한 적합한 요변성제의 예는, 예를 들면, 경화 피마자유 및 그의 유도체와 에틸 셀룰로오스와 같은 유기계 요변성제를 포함한다. 가능한 적합한 습윤제의 예로는, 예를 들어 N-탈로우 -1,3-디아미노프로페인 디올레산염, N-탈로우 트리 메틸렌 디아민 디아세테이트, N-코코 트리 메틸렌 디아민, β-디아민, N-올레일 트리 메틸렌 디아민, N-탈로우 트리 메틸렌 디아민, 및/또는 N-탈로우 트리 메틸렌 디아민 디올레산염과 같은 지방산 에스테르을 포함한다.

    본 발명의 일 실시예에서, 매개체는 소성 전, 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의 수지 바인더 및 약 80 중량% 내지 약 99.9 중량%의 용매 또는 용매 혼합물을 포함한다. 바인더는 약 0.25 중량% 이하의 농도로 요변성 물질을 포함할 수 있다. 디지털 인쇄 잉크의 점도는 바인더에 대한 용매의 비율을 변경하거나, 특정 층에 대해 필요에 따라 고체부에 대한 잉크의 매개체 부분의 비율을 조정함으로써 조정된다. 일 태양에서, 디지털 인쇄를 위한 각각의 잉크 조성물의 점도는 20 ℃에서 1 내지 2,000 cP 이다.

    다른 선택적 층 및 구성 요소

    본 발명의 다층 에나멜은 본 명세서에서 앞서 언급된 층에 한정되지 않고, 에나멜의 기능을 개선하기 위한 다른 선택적인 층을 포함할 수 있다. 다층 에나멜의 다른 선택적 층은 열 반사층, 방사율 제어 층, 적외선 반사층, 색 보정 층 등을 포함할 수 있다.

    각 층에 대해 본 명세서에 기술된 구성 요소 이외에도, 기타 선택적 구성 요소가 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 부가적인 구성 요소는 금속 또는 금속 분말 k임의 산화물와 별도로), 탄화물, 질화물, 계면 활성제, 레올로지 조절제, 유동 보조제, 접착 촉진제, 또느 광 및 UV 안정화제를 포함할 수 있다.

    방법

    본 발명은 본 명세서에서 이미 설명한 바와 같이 다층 에나멜을 형성하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 기판의 표면에 계면층을 증착하는 단계; 계면층 상부에 불투명층을 형성하는 단계, 상기 불투명층 상부에 내구성층을 적층하는 단계 및 그 층들을 소성하여 상기 에나멜을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 에나멜에 노출면을 생성하되 상기 내구성층이 에나멜의 노출면을 형성한다.

    계면층은 계면 물질로 형성되며, 내용은 계면층을 설명할 때 본 명세서에서 앞서 논의되었다. 이러한 내용은 계면 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로, 계면 물질은 소성 전, 약 35 중량% 내지 95 중량%의 유리 프릿, 약 5 중량% 내지 약 65 중량%의 염료, 및 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 팽창 조절제를 포함한다. 일 실시예에서, 유리 프릿은 납 프리 아연 붕규산 프릿을 포함하는데, 대략적인 범위에서 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 0 - 75 중량%의 Bi 2 O 3 ,

    (b) 5 - 60 중량%의 SiO 2 ,

    (c) 0 - 25 중량%의 B 2 O 3 ,

    (d) 0 - 3.9 중량%의 Al 2 O 3 ,

    (e) 0 - 8 중량%의 TiO 2 ,

    (f) 0 - 35 중량%의 ZnO,

    (g) 0 - 4 중량%의 ZrO 2 ,

    (h) 0 - 7 중량%의 F -1 ,

    (i) 0.1 - 13 중량%의 Na 2 O,

    (j) 0 - 18 중량%의 K 2 O,

    (k) 0 - 4 중량%의 Li 2 O, 및

    (l) 다른 선택적 조절 산화물.

    염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 , 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

    일 태양으로, 계면 물질은 기판의 표면에 디지털 인쇄된다. 상기 방법에 있어서, 계면 물질은 용매 및/또는 운반체, 및 필요에 따라 바인더를 포함하는 매개체를 더 포함한다. 디지털 방식으로 기판의 표면에 계면 물질을 인쇄한 후, 계면층을 형성하기 위해 용매는 계면 물질로부터 제거되거나 또는 실질적으로 그러하다. 건조 단계는 실질적으로 용매를 제거하기 위해 필요하고, 또는 용매가 대신할 수 있어 별도의 건조 공정을 가질 필요가 없게 될 수 있다.

    상기 방법은 계면층 상부에 불투명층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 불투명층은 불투명 물질로 형성되며, 내용은 불투명층을 설명할 때 본 명세서에서 앞서 설명되었다. 이러한 내용은 불투명 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로, 불투명 물질은 소성 전, 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 유리 프릿, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 염료 및 약 0 중량% 내지 약 15 중량%의 팽창 조절제를 포함한다. 일 실시예에서, 불투명 물질의 유리 프릿은 붕소계 유리 프릿, 아연계 유리 프릿, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 불투명 물질의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 , 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 불투명 물질의 팽창 조절제는 코디어라이트, 베타 유크립타이트, 지르코니아, 지르콘, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

    일 실시예에서, 불투명 물질은 디지털 인쇄되고, 이 방법에 있어서, 상기 불투명 물질은 용매와 바인더를 더 포함한다. 계면층 상부에 불투명 물질을 디지털 인쇄한 후, 불투명 물질은 실질적으로 용매를 제거하고 계면층 상부에 불투명층을 형성하기 위해 건조된다.

    상기 방법은 불투명층 상부에 내구성층을 적층하는 단계를 포함한다. 내구성층은 내구성 물질로 형성되며, 내용은 내구성층을 설명할 때 본 명세서에서 앞서 논의되었다. 이러한 내용은 내구성 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로, 내구성 물질은 약 60 중량% 내지 약 98 중량%의 유리 프릿, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%의 염료를 포함한다.

    일 실시 예에서, 내구성 물질의 유리 프릿은 이들 조성물 1, 조성물 2, 조성물 3, 조성물 4, 조성물 5, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 조성물 1은 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,

    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,

    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,

    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,

    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O

    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및

    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 .

    조성물 2는 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,

    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,

    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2 ,

    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,

    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O, 및

    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 .

    조성물 3은 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 40 - 70 중량%의 Bi 2 O 3 ,

    (b) 25 - 40 중량%의 SiO 2 ,

    (c) 0 - 4 중량%의 TiO 2

    (d) 0 - 5 중량%의 K 2 O,

    (e) 0 - 4 중량%의 Li 2 O,

    (f) 0 - 4 중량%의 F -1 ,

    (g) 0 - 3 중량%의 B 2 O 3 ,

    (h) 0 - 5 중량%의 Al 2 O 3 , 및

    (i) 0 - 8 중량%의 Na 2 O.

    조성물 4는 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 38 - 60 중량%의 SiO 2 ,

    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,

    (c) 8.1 - 18 중량%의 TiO 2 ,

    (d) 0.1 - 14.9 중량%의 ZnO,

    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,

    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및

    (g) 1 - 7 중량%의 F -1 .

    조성물 5는 소성 전 구성은 다음과 같다:

    (a) 20.1 - 22.9 중량%의 SiO 2 ,

    (b) 5.1 - 22.9 중량%의 B 2 O 3 ,

    (c) 10.5 - 18 중량%의 TiO 2 ,

    (d) 13.1 - 14.9 중량%의 ZnO,

    (e) 0.1 - 4.5 중량%의 Li 2 O,

    (f) 0.1 - 18 중량%의 K 2 O, 및

    (g) 1 - 7 중량%의 F - 1 .

    일 태양으로, 내구성 물질의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

    일 실시예에서, 내구성 물질은 불투명층 상부에 디지털 인쇄된다. 이 디지털 인쇄 방법에 있어서, 상기 내구성 물질은 용매 및/또는 운반체 및 필요에 따라 바인더를 더 포함한다. 불투명층 상부에 내구성 물질을 디지털 인쇄한 후, 내구성 물질은 실질적으로 용매를 제거하고 불투명층 상부에 내구성층을 형성하기 위해 건조된다. 일 태양으로, 상기 내구성층은 다층 에나멜의 노출면을 형성하도록 불투명층 상부에 형성된다.

    이 방법은 계면층 상부에 필러층을 생성하는 단계를 더 포함한다. 일 측면에서, 필러층은 계면층과 불투명층 사이에 위치한다. 다른 측면에서, 필러층은 불투명층의 일부이다. 필러층은 필러 물질로부터 형성되고, 내용은 필러층을 설명할 대 본 명세서에서 앞서 논의되었다. 이러한 내용은 필러 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로, 필러 물질은 소성 전, 약 5 중량% 내지 약 80 중량% 의 유리 프릿, 약 20 중량% 내지 약 95 중량%의 필러 성분, 및 0 중량% 내지 약 50 중량%의 염료를 포함한다. 한 측면에서, 필러 물질의 유리 프릿은 아연 붕규산 유리 프릿을 포함하고; 필러 물질의 필러 성분은 알루미나, 규소 분말, 지르콘, 지르코니아, 코디어라이트, 윌레마이트, 베타 유크립타이트, 전이 금속 산화물, 이산화규소, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 상기 필러 물질의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 , 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

    일 태양으로, 필러 물질은 디지털 인쇄된다. 이 디지털 인쇄 방법에 있어서, 상기 필러 물질은 용매 및/또는 운반체 및 필요하다면 바인더를 더 포함한다. 필러 물질을 디지털 인쇄한 후, 필러 물질은 실질적으로 용매를 제거하고, 필러층을 형성하기 위해 건조된다.

    상기 방법은 불투명층 상부에 은 블리드 스루 층을 생성하는 단계를 포함한다. 은 블리드 스루 층은 은 블리드 스루 물질로부터 형성되며, 그 내용은 은 블리드 스루 층을 설명할 때 본 명세서에서 앞서 논의되었다. 이러한 내용은 은 블리드 스루 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로 은 블리드 스루 물질은 규소 금속, 철 금속, 아연 금속, 황 포함 유리 프릿, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 은 이동 조절 첨가제를 포함한다.

    일 태양으로, 은 블리드 스루 물질은 불투명층 상부에 디지털 인쇄된다. 이 디지털 인쇄 방법에서 은 블리드 스루 물질은 용매 및/또는 운반체 및 필요에 따라 바인더를 더 포함한다. 은 블리드 스루 물질을 디지털 인쇄한 후, 은 블리드 스루 물질은 실질적으로 용매를 제거하고 은 블리드 스루 층을 형성하기 위해 건조된다.

    상기 방법은 내구성층 상부에 접착 방지층을 생성하는 단계를 더 포함한다. 접착 방지층은 접착 방지 물질로부터 형성되며, 그 내용은 접착 방지층을 설명할 때 본 명세서에서 앞서 논의되었다. 이러한 내용은 접착 방지 물질로 여기에 포함된다. 일반적으로, 접착 방지 물질은 약 5 중량% 내지 100 중량%의 결정 시드 재료, 0 중량% 내지 약 70 중량%의 유리 프릿, 및 0 중량% 내지 약 60 중량%의 염료를 포함한다. 한 측면에서, 결정 시드 물질은 규산염, 티탄산염, 알루미늄산염, 지르콘산염, 붕산염, 점토, 장석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 접착 방지 물질의 유리 프릿은 비스무트 붕규산염 유리 프릿을 포함하며; 접착 방지 물질의 염료는 CuCr, CuCrMn, FeCrCo, TiO 2 , 및 이들의 조합인 혼합 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 태양에서, 상기 유리 프릿은 내구성층에 상술한 조성물을 1-5에 따른 유리 프릿을 포함할 수 있다.

    일 태양으로, 접착 방지 물질은 불투명층 상부에 디지털 인쇄된다. 이 디지털 인쇄 방법에 있어서, 상기 접착 방지 물질은 용매 및/또는 운반체 및 생강도를 위해 필요한 경우 바인더를 더 포함한다. 접착 방지 물질을 디지털 인쇄한 후, 접착 방지 물질은 실질적으로 용매를 제거하고 접착 방지층을 형성하기 위해 건조된다.

    본 발명의 방법의 소성 작업은 바인더 및 잔류 용매를 태우고 유리 프릿을 녹여 흐르게 하기 위해 층들을 가열하는 단계 및 이어서 다층 에나멜을 형성하기 위해 유리를 용해하여 유리 프릿을 냉각하는 단계를 포함한다. 소성 작업은 각 층에 대해 개별적으로, 예를 들어 다음 층이 증착되기 전에 또는 모든 층이 증착되기 전에, 수행될 수 있다. 또는, 소성 작업은, 예를 들어 모든 층이 증착된 후에, 모든 층에 대해 하나의 단계에서 수행될 수 있다.

    디지털 인쇄는 여러 가지 잉크 물질을 증착하는 일 실시예에서 사용되지만, 또한 다른 다양한 기술이 물질을 증착하고 다층 에나멜의 개별 층을 형성하는데 이용될 수 있다는 것이 고려된다.

    각 층은 디지털 인쇄에 의해 적용되는 경우, 각 층에 대한 상기 고체 성분은, 잉크를 형성하기 위해 유기 매개체 또는 운반체와 결합된다. 일 태양에서, 일반적으로 각각의 층에 대한 잉크는 소성 전 약 20 내지 60 중량%의 고체부, 및 약 40 내지 80 중량%의 매개체 부분을 포함한다. 각 층에 대한 잉크가 원하는 방법 및 두께로 원하는 기판에 디지털 인쇄될 수 있도록 특정 층을 형성하고 고체부가 포함되도록 잉크의 점도가 조정된다.

    페이스트를 위한 유기 매개체는 바인더 및 용매를 포함하며, 이들은 안정적인 잉크, 점도를 유지하고, 특성을 연소할 수 있는 능력에 기초하여 선택된다. 매개체는 인쇄 중에 고체부를 지지한 다음, 소성하는 동안 완전히, 또는 실질적으로 소실된다. 특히, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 및 히드록시프로필 셀룰로오스, 및 이들의 조합을 포함하는 바인더를 사용할 수 있다.

    적합한 용매는 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르; 2,2,4-트리메틸 펜탄디올 모노아이소부티레이트 (텍사놀™); 알파-테르피네 올; 베타-테르피네올; 감마 테르피네올; 알코올 트리데실; 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 (카르비톨™), 디 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 (부틸 카르비톨™); 파인 오일, 식물성 오일, 미네랄 오일, 저 분자량 석유 분획, 트리데실 알콜, 및 합성 또는 천연 수지 및 이들의 혼합물을 포함한다. 계면 활성제 및/또는 기타 막 형성 조절제도 포함 될 수 있다. 용매와 바인더는 약 50:1 내지 약 20:1 의 중량비로 존재할 수 있다. 일 태양에서, 매개체는 약 1 내지 3의 중량비로 물 및 인산 에스테르의 조합을 포함한다.

    브룩필드 점도계에서 #29 스핀들 10 rpm으로 측정된 각 층 잉크 물질의 점도가 디지털로, 20 ℃에서 10 내지 20,000 cP의 범위를 인쇄하는 것이 적절하다.

    에나멜 코팅 기판

    본 발명에 따른 다층 에나멜은 어떠한 수의 다양한 기판들에도 결합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 에나멜 코팅될 기판은 특별히 제한되지 않고 유리 / 세라믹 기판, 금속 기판 및 규소 기판 (예컨대 태양 전지와 같은) 이 비 제한적인 예로 포함될 수 있다. 유리 기판에 관해서, 비 제한적인 예로서 유리는 자동차 유리, 건축용 유리 및 디스플레이용 유리가 될 수 있다.

    기술의 미래 응용 및 개발에서 많은 다른 장점이 의심할 여지없이 명백하다. 모든 특허 및 본 명세서에 인용된 출판물은 본 명세서에 그 전체가 참조로 인용된다.

    상술한 바와 같이, 본 발명은 이전의 전략, 시스템 및 / 또는 장치들과 관련된 많은 문제를 해결한다. 그러나, 본 발명의 본질을 설명하기 위해 기술되고 도시된 성분들의 세부사항, 물질 및 배열의 다양한 변화가 청구범위에 표현된 발명의 원리 및 범위 내에서 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

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