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KR101911621B1 - 접합 유리 및 접합 유리의 제조 방법 - Google Patents

접합 유리 및 접합 유리의 제조 방법 Download PDF

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KR101911621B1
KR101911621B1 KR1020170025672A KR20170025672A KR101911621B1 KR 101911621 B1 KR101911621 B1 KR 101911621B1 KR 1020170025672 A KR1020170025672 A KR 1020170025672A KR 20170025672 A KR20170025672 A KR 20170025672A KR 101911621 B1 KR101911621 B1 KR 101911621B1
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오준학
윤재혁
이창희
강호성
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소다라임 유리; 및 상기 소다라임 유리의 일면 상에 접합되는 박판 유리;를 포함하는 접합 유리가 제공된다.

Description

접합 유리 및 접합 유리의 제조 방법{LAMINATION GLASS AND MANUFACTURING METHOD FOR LAMINATION GLASS}
본 발명은 접합 유리 및 접합 유리의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차의 차창 등의 용도로, 2장의 유리가 접합 필름에 의해 접합된 형태의 접합 유리가 널리 보급되어 있다. 2 장의 유리는 제조 공정 비용을 절감하기 위한 목적으로, 동일한 유리 조성, 동일한 판 두께를 갖도록 제조되는 경우가 많다.
최근, 자동차 분야에서는 친환경 자동차에 대한 관심이 부각됨에 따라 자동차의 연비와 성능을 향상시킬 수 있는 경량화 기술이 큰 관심을 받고 있다. 특히, 자동차에 사용되는 접합 유리에 대한 경량화를 달성하기 위해서, 두께가 얇은 유리를 접합하여 접합 유리를 제조하는 방안이 제안되었다. 다만, 두께가 얇은 유리를 접합하여 접합 유리를 제조하는 경우, 접합 유리의 전체 두께가 얇아짐에 따라 접합 유리의 강성 저하가 발생하게 된다. 접합 유리의 강성이 저하되면, 접합 유리의 일정 하중에서 발생되는 변형량이 증가하게 되어 접합 유리 표면에 인가되는 인장응력이 증가하게 된다. 이는, 접합 유리의 두께가 얇아짐에 따라 접합 유리에 외부 충격 및 집중 하중이 인가되는 경우, 접합 유리의 파손 확률이 증가하는 것을 의미한다. 따라서, 접합 유리에 사용되는 유리의 두께를 단순히 얇게 제작하여 접합하는 경우, 접합 유리의 파손강도가 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
이에, 접합 유리의 파손강도가 저하되는 것을 방지하기 위하여, 열 또는 화학 강화를 수행한 유리를 사용하여 접합 유리를 제조하는 경우, 접합 유리의 파손 시 내부 인장응력에 의한 비산유리가 발생되어 운전자의 시야가 방해 받는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 접합 유리에 사용되는 유리를 열 또는 화학적으로 강화시키는 과정을 수행하는 경우, 접합 유리의 제조 비용이 상승되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 접합 유리의 경량화를 달성함과 동시에 접합 유리의 파손강도 저하를 방지할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 접합 유리 및 접합 유리의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소다라임 유리; 및 상기 소다라임 유리의 일면 상에 접합되는 박판 유리;를 포함하고, 상기 박판 유리의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하는 접합 유리가 제공된다.
[수학식 1]
Figure 112017020004952-pat00001
상기 수학식 1에서, E는 상기 박판 유리의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 박판 유리의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 박판 유리에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 박판 유리에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 박판 유리에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 판상의 소다라임 유리를 준비하는 단계; 판상의 박판 유리를 준비하는 단계; 및 상기 소다라임 유리의 일면 상에 상기 박판 유리를 접합하는 단계;를 포함하고, 상기 박판 유리의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하는 접합 유리의 제조 방법이 제공된다.
[수학식 1]
Figure 112017020004952-pat00002
상기 수학식 1에서, E는 상기 박판 유리의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 박판 유리의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 박판 유리에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 박판 유리에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 박판 유리에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있으며, 박판 유리는 소다라임 보다 높은 파괴인성을 보유하고 있어 접합 유리의 파손강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여, 접합 유리는 우수한 내마모성 및 내구성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 높은 파괴인성을 보유하는 박판 유리를 사용하여, 내마모성 및 내구성이 우수하며 파손강도가 증가된 접합 유리를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소다라임 유리와 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리의 일면을 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 볼록한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리의 일면을 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리를 나타낸 도면이다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 소다라임 유리(100)와 박판 유리(200) 사이에 접합 필름(300)이 개재되어, 상기 소다라임 유리(100)와 박판 유리(200)가 접합된 접합 유리를 나타내었다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소다라임 유리(100); 및 상기 소다라임 유리(100)의 일면 상에 접합되는 박판 유리(200);를 포함하고, 상기 박판 유리(200)의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하는 접합 유리가 제공된다.
[수학식 1]
Figure 112017020004952-pat00003
상기 수학식 1에서, E는 상기 박판 유리(200)의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 박판 유리(200)의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 박판 유리(200)에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 박판 유리(200)에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 박판 유리(200)에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있으며, 박판 유리는 소다라임 보다 높은 파괴인성을 보유하고 있어 접합 유리의 파손강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200) 및 상기 소다라임 유리(100)의 파괴인성 값은 비커스 압입자로 유리에 균열이 생길 때까지 누른 후 균열 길이, 압입자 자국, 하중 등을 이용하여 계산하는 방법인 indentation fracture toughness 측정법을 이용하여 측정할 수 있다. indentation fracture toughness 측정법은 하기 수학식 2에 의한 것이다.
[수학식 2]
Figure 112017020004952-pat00004
상기 수학식 2에서, KIC는 유리의 파괴인성(MPa·m1/2)이고, E는 유리의 탄성률(Pa)이고, HV는 유리의 비커스 경도(Pa)이고, P는 유리에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 유리에 가해지는 압입 하중에 의해 유리에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 1.0 MPa·m1/2 이상 1.3 MPa·m1/2 이하의 파괴인성을 가진다. 구체적으로, 상기 박판 유리(200)의 indentation fracture toughness 측정법을 이용하여 측정된 파괴인성 값은 1.15 MPa·m1/2 이상 1.25 MPa·m1/2 이하, 1.18 MPa·m1/2 이상 1.21 MPa·m1/2의 파괴인성을 가질 수 있다. 상기 박판 유리(200)의 파괴인성이 1.0 MPa·m1/2 미만인 경우, 접합 유리의 내충격성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)의 파괴인성이 1.3 MPa·m1/ 2을 초과하는 경우, 박판 유리(200) 원판의 생산성이 저하되어, 접합 유리의 제조 비용이 증가되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 1.0 MPa·m1/2 이상 1.3 MPa·m1/2 이하의 파괴인성을 가질 수 있다.
또한, 상기 소다라임 유리(100)는 0.7 MPa·m1/2 이상 0.85 MPa·m1/2 이하의 파괴인성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리(100)의 indentation fracture toughness 측정법을 이용하여 측정된 파괴인성 값은 0.75 MPa·m1/2 이상 0.8 MPa·m1/2 이하의 파괴인성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 상기 소다라임 유리(100)보다 높은 탄성률 및 비커스 경도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 박판 유리(200)는 상기 소다라임 유리(100) 대비, 104 % 이상 117 % 이하의 탄성률, 115 % 이상 127 % 이하의 비커스 경도(Vicker's hardness)를 가질 수 있다.
상기 박판 유리(200)는 소다라임 유리(100) 보다 높은 탄성률 및 비커스 경도를 가짐에 따라, 상기 소다라임 유리(100) 대비 경량, 박형인 경우에도 접합 유리는 강건한 구조를 가질 수 있다.
상기 박판 유리(200) 및 상기 소다라임 유리(100)의 탄성률은 3점굽힘 시험으로 측정할 수 있고, 비커스 경도는 비커스 압입자를 이용하여 유리를 누른 후 자국의 크기를 측정하여 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리의 탄성률은 70 GPa 이상 90 GPa 이하이고, 상기 박판 유리(200)의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다. 상기 박판 유리(200)는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있으며, 구체적으로 5.8 GPa 이상 6.9 GPa 이하, 6.0 GPa 이상 6.7 GPa 이하, 6.2 GPa 이상 6.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리(100)는 5.2 GPa 이상 5.8 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리(200)는 70 GPa 이상 90 GPa 이하의 탄성률을 가질 수 있고, 구체적으로, 75 GPa 이상 85 GPa 이하의 탄성률을 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리(100)는 65 GPa 이상 75 GPa 이하의 탄성률을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200)는 소다라임 유리(100)보다 높은 파괴인성을 가진다. 또한, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5이다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비는 1:1.35 내지 1:1.45, 1:1.38 내지 1:1.41일 수 있다.
자동차의 윈도우에 사용되는 접합 유리를 경량화함으로써, 자동차의 연비 및 성능을 향상시킬 수 있다. 접합 유리를 경량화시키기 위하여, 접합 유리에 사용되는 유리 중에 비교적 두께가 얇은 유리를 적용하여 접합 유리를 제조할 수 있다. 다만, 두께가 얇은 유리를 적용한 접합 유리에 일정 이상의 충격이 가해지는 경우, 두께가 얇은 유리가 적용된 접합 유리에 높은 인장인력이 인가되어 파손 가능성이 높아지는 문제가 있다.
반면, 본원 발명은 상기 소다라임 유리(100)보다 파괴인성이 높은 박판 유리(200)를 사용함으로써, 접합 유리를 경량화시킴과 동시에 접합 유리의 파손 응력(critical tensile stress)을 향상시킬 수 있다.
접합 유리의 파손 시에 인가되는 인장응력인 파손 응력(critical tensile stress)은, 접합 유리 표면에 존재하는 미세 크랙에 특정 인장응력이 인가되어 파손이 발생하는 경우를 가정하여, 하기 수학식 3에 의하여 결정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017020004952-pat00005
상기 수학식 3에서, σC는 유리의 파손 응력(critical tensile stress)이고, KIC는 유리의 파괴인성(fracture toughness)이고, a는 유리의 파손을 유발한 크랙의 깊이이다.
상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비가 1:1.3 미만인 경우, 접합 유리의 파손 응력(critical tensile stress)을 향상시키기 어려워, 우수한 내충격성을 보유함과 동시에 경량화를 달성할 수 있는 접합 유리를 제공하기 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비가 1:1.5를 초과하는 경우에는 접합 유리의 제조단가가 상승되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리에 포함되는 상기 박판 유리(200)는 상기 소다라임 유리(100)보다 큰 파괴인성 값을 보유하고 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리와 일반적인 접합 유리의 표면에 동일한 깊이의 크랙이 존재하는 경우라도, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리는 높은 파괴인성 값을 보유하는 상기 박판 유리(200)를 포함하고 있어, 일반적인 접합 유리보다 파손 확률이 현저하게 낮아지는 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 접합 유리의 경량화를 달성시킴과 동시에 유리의 파손 응력을 향상시켜 접합 유리의 파손강도를 효과적으로 증가시키기 위하여, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소다라임 유리(100)는 상기 전술한 파괴인성, 탄성률, 비커스 경도 등을 만족하는 것이라면, 당 분야에서 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 성분 및 함량으로 구성된 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 상기 소다라임 유리(100)로, 예를 들면, 조성물 100 wt%당 Si02 65 wt% 이상 75 wt% 이하, Al2O3 0 wt% 이상 10 wt% 이하, NaO2 10 wt% 이상 15 wt% 이하, K2O 0 wt% 이상 5 wt% 이하, CaO 1 wt% 이상 12 wt% 이하 및 MgO 0 wt% 이상 8 wt% 이하를 포함하는 조성의 유리를 사용할 수 있으나, 원하는 기계적 성질， 내후성， 표면 평활성 등을 얻을 수 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리(100)로 플로트 배스(float bath)를 이용하는 플로트(float) 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우(down draw) 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 유리를 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 상기 전술한 파괴인성, 탄성률, 비커스 경도 등을 만족하는 것이라면, 당 분야에서 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 성분 및 함량으로 구성된 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 박판 유리(200)로 무알칼리 유리를 사용할 수 있다. 무알칼리 유리의 조성은, 예를 들면, 조성물 100 wt%당 Si02 46 wt% 이상 57 wt% 이하, Al2O3 21 wt% 이상 29 wt% 이하, MgO 3 wt% 이상 14 wt% 이하, CaO 11 wt% 이상 16 wt% 이하, 및 SrO 1 wt% 이상 5 wt% 이하를 포함하고, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 유리 조성이 사용될 수 있다.
알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 유리 중에 알칼리 금속 산화물이 전혀 포함되어 있지 않거나, 일부 포함되어 있더라도 다른 성분에 비해 그 함유량이 극히 미미하여 유리의 조성 성분으로 무시할 수 있을 정도의 양을 포함한 경우 등을 의미한다. 예를 들어, 실질적이란 유리의 제조 공정에 있어서 용융 유리와 접촉하는 내화물이나 유리 원료 중의 불순물 등으로부터 불가피하게 유리 중에 혼입되는 미량의 알칼리 금속 원소를 함유하고 있어도 좋다는 의미이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리(200)로 사용될 수 있는 무알칼리 유리는, 예를 들면, 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 1% 미만의 알칼리 금속(Li, Na, K 등) 산화물을 함유하고 있는 무알칼리 유리를 사용할 수 있으며, 원하는 기계적 성질， 내후성， 표면 평활성 등을 얻을 수 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 무알칼리 유리로 무알칼리 붕규산 유리 또는 무알칼리 알루미노 붕규산 유리를 사용할 수 있고, 플로트 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 유리를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리(200)로 사용될 수 있는 무알칼리 유리는 유리의 결합력을 약화시키는 알칼리 성분이 없거나 극히 적기 때문에 일반 유리에 비하여 표면의 내마모성， 내충격성이 높아, 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있으며, 내마모성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200)는 접합 필름(300) 또는 접착제에 의하여 상기 소다라임 유리(100)의 일면 상에 접합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 필름(300)은 단층 혹은 다층일 수 있다. 또한, 접합 필름(300)을 2층 이상으로 할 경우, 각 층의 조성은 서로 상이할 수 있으며, 각 층의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 접합 필름(300)은 폴리비닐알코올(PVA)과 폴리비닐부티랄(PVB) 공중합체 필름 등, 당 분야에서 접합 유리에 접합층으로서 통상적으로 사용되는 재질의 (공)중합체 필름을 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 예를 들면， 폴리에틸렌(PE), 에틸렌아세트산 비닐 공중합체(EVA), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌 (PS), 메타크릴 수지(PMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 셀룰로오스아세테이트(CA), 디알릴프탈레이트 수지 (DAP), 요소 수지(UP), 멜라민 수지(MF), 불포화 폴리에스테르(UP), 폴리비닐부티랄 (PVB), 폴리비닐포르말(PVF), 폴리비닐알코올(PVAL), 아세트산 비닐수지(PVAc), 이오노머(IO), 폴리메틸펜텐(TPX), 염화비닐리덴(PVDC), 폴리술폰(PSF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 메타크릴-스티렌 공중합 수지(MS), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리알릴술폰(PASF), 폴리부타디엔(BR), 폴리에테르술폰(PESF), 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)을 사용할 수 있다. 상기 접합 필름(300)으로 상기 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)를 원하는 강도로 고정시킬 수 있는 접착력을 가지며, 가시광선에 대한 투과 성능과 화학적 내구성이 우수한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 필름(300)의 두께는 0.5 mm 이상 1 mm 이하일 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니다. 다만, 접합 필름(300)의 두께가 0.5 mm 미만인 경우에는 접합 필름(300)의 충격 흡수성이 저하되고, 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)에 대한 접착력이 충분하지 않아 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)를 고정하는 힘이 약해지면서 계면 박리가 생기는 등의 문제가 발생될 수 있다. 한편, 접합 필름(300)의 두께가 1.0 mm를 초과하면 접합 유리의 강성이 낮아질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 접합 유리의 강성을 유지하며 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)를 안정적으로 고정하기 위하여, 접합 필름(300)의 두께는 0.5 mm 이상 1 mm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접착제는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)을 포함할 수 있다. 상기 접착제는 상기 소다라임 유리(100)의 일면 또는 상기 박판 유리(200)의 일면에 0.5 mm 이상 1.5 mm 이하의 두께로 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 비강화 유리일 수 있다. 상기 박판 유리(200)는 화학적으로 강화되지 않은 비강화 유리, 열로 강화되지 않은 비강화 유리, 화학 및 열을 이용하여 강화되지 않은 비강화 유리일 수 있다.
일반적인 강화 유리는 유리의 강도를 높이고 내충격성, 내탄력성 등을 부여한 것으로，물리적 열을 이용한 열 강화 유리와 화학적 이온교환을 이용한 화학 강화 유리가 있다. 상기의 강화 유리를 사용하여 접합 유리를 제조하는 경우, 강화 유리를 가공 및 성형하는 과정이 용이하지 않아 접합 유리의 불량률이 높으며, 접합 유리를 제조하는 비용이 높은 문제가 있었다. 또한, 이온 강화 유리의 경우, 고온에서 일정 시간 동안 이온 강화 과정을 거친 후 세정 과정이 요구됨에 따라, 접합 유리의 제조 시간 증가 및 생산 원가가 상승되는 문제가 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학적 강화 및 열 강화 등의 공정을 거치지 않은 박판 유리(200)를 사용할 수 있어, 가공이 용이하며 강화 과정을 생략함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있으므로, 종래 강화 유리를 사용하여 접합 유리를 제조하는 과정에서 발생될 수 있는 문제를 해결할 수 있고, 제조 단가 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)의 두께보다 상기 소다라임 유리(100)의 두께가 보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리(200)는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하의 두께로 제작이 가능하며, 구체적으로 0.3 mm 이상 0.7 mm 이하의 두께, 보다 구체적으로 0.4 mm 이상 0.5 mm 이하의 두께로 제작될 수 있다.
상기 박판 유리(200)의 두께가 0.3 mm 미만이면 접합 유리의 내충격성이 감소되는 문제가 발생될 수 있으며, 상기 박판 유리(200)의 두께가 1 mm를 초과하면 접합 유리의 경량화 효과를 얻기 힘들 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두께를 가지는 박판 유리(200)는 높은 기계적 물성으로 인하여, 접합 유리의 경량화를 달성할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)로 비강화 유리를 사용하는 경우, 국부적 충격에 강하며, 파손이 되는 경우에도 사용자의 시야 방해나 비산 유리에 의한 2차 피해도 강화 유리에 비하여 매우 적은 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소다라임 유리(100)는 1.4 mm 이상 3 mm 이하의 두께로 제작될 수 있다. 상기 소다라임 유리(100)의 두께가 1.4 mm 미만이면 제조되는 접합 유리의 내충격성이 감소되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 소다라임 유리(100)의 두께가 3 mm를 초과하면 접합 유리의 경량화 효과를 얻기 힘들 수 있다. 따라서, 상기 소다라임 유리(100)의 두께는 1.4 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다.
또한, 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100) 두께의 상한 값과 하한 값은 모두 외력, 기계적인 충격력을 탄성적으로 흡수하는 것을 고려하여 결정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200) 및 상기 소다라임 유리(100)는 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 것일 수 있다. 곡면을 이루며 휘어진 상기 박판 유리(200)의 일면과 소다라임 유리(100)의 일면은 서로 정밀하게 밀착되어 정합됨으로써, 곡면 접합 유리를 형성할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)가 정합된 상태에서는 상기 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)는 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성할 수 있다. 상기 박판 유리(200)와 상기 소다라임 유리(100)가 정합됨에 따라, 곡면 접합 유리에서 유리 상호간에 들뜸이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 곡면 접합 유리의 투과 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 곡면 접합 유리에는 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)가 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어져 있으며, 곡면을 이루며 휘어진 상기 박판 유리(200)는 곡면을 이루며 휘어진 상기 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 위치할 수 있다. 다만, 도 2를 참고하면, 곡면을 이루며 휘어진 상기 박판 유리(200)가 곡면을 이루며 휘어진 상기 소다라임 유리(100)의 오목한 일면에 위치하는 경우, 상기 소다라임 유리(100)와 접합되지 않은 상기 박판 유리(200)의 타면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 상기 박판 유리(200)의 타면에 압축 응력이 형성됨으로써, 제조되는 곡면 접합 유리의 내충격성 및 파손 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 접합 유리에 포함되는 상기 박판 유리(200)는 곡면을 이루면 휘어진 상기 소다라임 유리(100)의 오목한 일면에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)가 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어져 있는 곡면 접합 유리는 가운데 부분보다 양 옆이 더욱 휘어지는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조를 가지는 곡면 접합 유리를 자동차용 윈도우에 적용할 수 있다. 예를 들면, 자동차용 윈도우 중 전면 윈도우, 측면 윈도우, 후면 윈도우 및 선루프 윈도우에 적용될 수 있다. 특히, 자동차용 윈도우 중 전면 유리에 적용하는 경우, 유선형의 곡면형상으로 자동차의 주행 중 부딪히는 주행풍과의 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)는 각각 독립적으로, 1종 이상의 착색 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)에 착색 성분을 첨가함으로써, 접합 유리에 열차단 기능을 부여할 수 있다. 상기 착색 성분으로, 예를 들면, Fe203, CoO, Se 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 착색 성분은, 예를 들면, 유리 조성물 100중량부에 대하여 각각의 착색 성분 함량이 0.0001 이상 2 이하의 중량부인 것이 바람직할 수 있고, 0.005 이상 1 이하의 중량부인 것이 보다 바람직할 수 있으며, 0.01 이상 0.1 이하인 것이 더욱 바람직할 수 있다. 다만, 전술한 착생 성분의 함량은 접합 유리가 사용되는 용도에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 접합 유리를 자동차용 윈도우 중 전면 윈도우 또는 측후면 윈도우로 적용하는 경우, 상기 착색 성분의 함량을 조절하여, 접합 유리의 가시광 투과율을 70% 이상으로 형성할 수 있다. 또한, 접합 유리를 자동차용 윈도우 중 썬루프 윈도우로 적용하는 경우에는 상기 접합 유리의 가시광 투과율을 약 5%로 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소다라임 유리와 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5일 수 있다. 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 두께 비를 1:0.1 내지 1:0.5로 조절함으로써, 접합 유리의 강성 하락에 따른 파손 확률이 증가되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 3에서 x축은 총 유리 두께를 나타내고 y축은 유리 처짐량, 즉 휘어진 정도를 나타낸다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리의 네 모서리를 고정한 상태에서 중앙부에 일정한 하중을 인가하여 중앙부의 처짐량을 분석하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, [박판 유리의 두께]/[소다라임 유리의 두께]인 AR(Asymmetry ratio)은 0.1 내지 0.5 범위를 만족할 수 있다. AR이 작아질수록 상기 박판 유리(200)의 두께는 얇아지고, 상기 소다라임 유리(100)의 두께는 두꺼워짐을 의미한다. 도 3에서 보듯이, 상기 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)의 두께를 조절하여, 곡면 접합 유리의 휘어진 정도를 낮추어 강성을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 박판 유리(200) 및 소다라임 유리(100)의 두께를 조절하여, 곡면 접합 유리의 강성 증대 효과 및 경량화 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 판상의 소다라임 유리(100)를 준비하는 단계; 판상의 박판 유리(200)를 준비하는 단계; 및 상기 소다라임 유리(100)의 일면 상에 상기 박판 유리(200)를 접합하는 단계;를 포함하고, 상기 박판 유리(200)의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하는 접합 유리의 제조 방법이 제공된다.
[수학식 1]
Figure 112017020004952-pat00006
상기 수학식 1에서, E는 상기 박판 유리(200)의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 박판 유리(200)의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 박판 유리(200)에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 박판 유리(200)에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 박판 유리(200)에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 높은 파괴인성을 보유하는 박판 유리(200)를 사용하여, 내마모성 및 내구성이 우수하며 파손강도가 증가된 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접합 유리 제조 방법에서 상기 박판 유리(200), 상기 소다라임 유리(100), 접합 필름(300) 등은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유리의 상기 박판 유리(200), 상기 소다라임 유리(100), 접합 필름(300) 등과 동일한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200)의 탄성률은 70 GPa 이상 90 GPa 이하이고, 상기 박판 유리(200)의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)는 상기 소다라임 유리(100)보다 높은 탄성률 및 비커스 경도를 가질 수 있다. 상기 박판 유리(200)가 소다라임 유리(100) 보다 높은 탄성률 및 비커스 경도를 가짐에 따라, 상기 소다라임 유리(100) 대비 경량, 박형의 접합 유리를 사용하여도 제조되는 접합 유리는 강건한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5일 수 있다. 접합 유리의 경량화를 달성시킴과 동시에, 유리의 파손 응력을 향상시켜 접합 유리의 파손강도를 효과적으로 증가시키기 위하여, 상기 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합하는 단계는 상기 박판 유리(200)를 접합 필름(300) 또는 접착제를 이용하여 상기 소다라임 유리(100)에 접합할 수 있다.
접합 필름(300) 또는 접착제를 이용하여 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)를 접합하여 접합 유리를 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 박판 유리(200)의 일면과 상기 소다라임 유리(100)의 일면 사이에 접합 필름(300)을 위치시킨 후, 가압함으로써 접합 유리를 제조할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)의 일면에 접착제를 도포함으로써, 상기 접착제를 매개로 상기 박판 유리(200)의 일면을 상기 소다라임 유리(100)의 일면에 접합할 수 있다.
나아가, 오토클레이브(autoclave)에서 고온, 고압 처리하는 공정을 수행하여 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)의 접합을 완료할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합하는 단계는 80℃ 이상 140℃ 이하에서 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 80℃ 이상 140℃ 이하에서 상기 박판 유리(200)와 소다라임 유리(100)를 접합함으로써, 접합 필름(300) 또는 접착제가 변성되어 접착력이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접합 유리의 제조 방법은 상기 소다라임 유리(100)를 곡면 가공하는 단계를 더 포함하며, 상기 접합하는 단계는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 상기 박판 유리(200)를 접합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 소다라임 유리(100)의 곡면 가공은 당업계에서 통상적인 방법으로 실시될 수 있다. 예를 들면, 성형틀에 상기 소다라임 유리(100)를 올려 놓은 상태로 고온에 노출시켜 자중 방식으로 성형하거나, 또는 상/하 볼드(mold) 사이에 상기 소다라임 유리(100)를 삽입한 후에 고온에서 압력을 인가하는 프레스(press) 방식으로 성형을 할 수 있다. 구체적으로, 소다라임 유리의 곡면 가공은 500℃ 이상 700℃ 이하의 고온에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 소다라임 유리(100)를 곡면으로 가공하는 과정에서 소다라임 유리(100)의 중앙 부분에서 목적하는 곡률 이상으로 곡면 가공되는 배부름 현상이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 지지 유리를 이용하여 상기 소다라임 유리(100)를 곡면으로 가공할 수 있다. 상기 지지 유리는 상기 소다라임 유리(100)보다 높은 연화점 및 높은 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 소다라임 유리(100)를 가공하기 위하여, 지면 또는 성형 틀에 인접하는 위치에 상기 지지 유리를 위치시키고, 상기 지지 유리의 상면에 상기 판상의 소다라임 유리(100)를 적층한다. 이후, 상기 소다라임 유리(100)를 상기 소다라임 유리(100)의 연화점 부근까지 가열하여 곡면으로 가공할 수 있다.
상기 지지 유리는 상기 소다라임 유리(100)의 연화점 보다 높은 연화점을 가지고 있어, 상기 지지 유리의 온도는 지지 유리의 연화점까지 도달하지 못한다. 이에 의해, 상기 지지 유리는 곡면으로 가공되는 과정에서 완전하게 용융되지 못하고, 자중에 의해 미소하게 변형되며 지지 유리의 강도를 일정 이상 유지하고 있다. 따라서, 상기 지지 유리는 상기 소다라임 유리(100)를 효과적으로 지지하여 소다라임 유리(100)가 곡면으로 가공되는 과정 중에 발생될 수 있는 배부름 현상을 억제할 수 있다. 반면, 상기 소다라임 유리(100)의 온도는 소다라임 유리(100)의 연화점 부근에 도달함에 따라, 상기 소다라임 유리(100)는 용융되고 상기 지지 유리에 의해 지지되며, 자중에 의해 곡면으로 가공될 수 있다. 즉, 상기 소다라임 유리(100)는 미소하게 변형된 상기 지지 유리의 곡률과 동일하게 곡면으로 가공될 수 있다.
상기 소다라임 유리(100)를 곡면으로 가공함으로써, 제조되는 곡면 접합 유리는 가운데 부분보다 양 옆이 더욱 휘어지는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조를 가지는 곡면 접합 유리를 자동차용 윈도우에 적용할 수 있다. 예를 들면, 자동차용 윈도우 중 전면 윈도우, 측면 윈도우, 후면 윈도우 및 선루프 윈도우에 적용될 수 있다. 특히, 자동차용 윈도우 중 전면 유리에 적용하는 경우, 유선형의 곡면형상으로 자동차의 주행 중 부딪히는 주행풍과의 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합하는 단계는 상기 판상의 박판 유리(200)를 탄성 변형시켜 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)와 정합시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소다라임 유리(100)를 곡면으로 가공한 후, 박판 유리(200)는 접합 공정 동안 곡면으로 탄성 변형되기 때문에, 제조 공정이 간소화되는 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 곡면 접합 유리의 공정 비용 및 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 평면의 박판 유리(200)가 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 정합되도록, 접합단계에서 박판 유리(200)에 탄성 변형을 가할 수 있다. 무알칼리 유리(200)가 탄성 변형됨에 따라, 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 박판 유리(200)가 정밀하게 밀착되어 정합될 수 있다. 상기 박판 유리(200)와 상기 소다라임 유리(100)가 정합됨에 따라, 제조되는 곡면 접합 유리에서 유리 상호간에 들뜸이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 곡면 접합 유리의 투과 성능을 향상시킬 수 있다.
탄성 변형을 가하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면， 고온 롤러 또는 진공 링 (ring)/진공 백(bag) 공정을 이용한 압착공정을 통하여, 대략 20℃ 이상 35℃ 이하의 상온에서 박판 유리(200)에 탄성 변형을 가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접합 유리의 제조 방법은 상기 판상의 박판 유리(200)를 곡면 가공하는 단계를 더 포함하며, 상기 접합하는 단계는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 상기 곡면 가공된 박판 유리(200)를 접합할 수 있다.
곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)와 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가지도록, 상기 판상의 박판 유리(200)를 곡면으로 가공할 수 있다.
곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)와 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가지도록 상기 판상의 박판 유리(200)를 곡면으로 가공한다는 것은, 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)와 동일한 곡률 반경을 가지도록 상기 판상의 박판 유리(200)를 곡면으로 가공하는 경우, 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)와 곡면으로 가공된 박판 유리(200)의 곡률 반경이 다소 차이가 있더라도 상기 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)에 곡면으로 가공된 박판 유리(200)를 접합한 후에는 서로 동일한 곡률 반경을 가지는 경우 등을 의미한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 박판 유리(200)의 곡면 가공은 당업계에서 통상적인 방법으로 실시될 수 있다. 예를 들면, 성형틀에 상기 박판 유리(200)를 올려 놓은 상태로 고온에 노출시켜 자중 방식으로 성형하거나, 또는 상/하 볼드(mold) 사이에 상기 박판 유리(200)를 삽입한 후에 고온에서 압력을 인가하는 프레스(press) 방식으로 성형을 할 수 있다. 구체적으로, 박판 유리(200)의 곡면 가공은 500℃ 이상 700℃ 이하의 고온에서 수행될 수 있다.
곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)와 곡면으로 가공된 상기 박판 유리(200)를 접합 필름(300) 또는 접착제를 이용하여 접합할 수 있다. 예를 들면, 상기 곡면으로 가공된 박판 유리(200)의 일면과 곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 또는 볼록한 타면 사이에 접합 필름(300)을 위치시킨 후, 가압함으로써 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 또한, 상기 곡면으로 가공된 박판 유리(200)의 일면에 접착제를 도포함으로써, 상기 접착제를 매개로 상기 박판 유리(200)의 일면을 상기 소다라임 유리(100)의 일면 또는 타면에 접합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합하는 단계에서 접합된 상기 박판 유리(200)는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)와 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)에 접합된 상기 박판 유리(200)와 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)는 동일한 곡률 반경을 가지므로, 보다 정밀하게 정합될 수 있으며 이를 통해 제조되는 곡면 접합 유리의 투과 성능이 향상될 수 있다. 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 전면 유리에 사용하는 경우, 사용자는 보다 명확하게 시야를 확보할 수 있는 이점이 있다.
상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)에 접합된 상기 박판 유리(200)와 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)는 3,000 mm 이상 10,000 mm 이하의 곡률 반경을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 접합된 소다라임 유리(100)와 상기 박판 유리(200)의 곡률 반경은 4,000 mm 이상 8,000 mm 이하, 5,000 mm 이상 7,000 mm 이하일 수 있다. 다만, 전술한 소다라임 유리(100)와 박판 유리(200)의 곡률반경은 적용되는 윈도우의 용도에 따라 상이하게 형성될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리의 일면을 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 볼록한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 박판 유리의 일면을 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200)를 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
도 4a를 참고하면, 상기 박판 유리(200)를 곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)의 볼록한 타면에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 상기 제조된 곡면 접합 유리는 건축물 또는 운송 수단의 윈도우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 곡면 접합 유리가 자동차용 윈도우에 적용되는 경우, 상기 박판 유리(200)가 자동차용 윈도우의 외측에 위치함에 따라, 자동차용 윈도우는 높은 내스크래치성 및 높은 유리 표면 경도를 확보할 수 있다. 이에 따라, 차량 외측에서 날아오는 모래 등의 외부 이물 충격에 대한 데미지를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)는 상기 소다라임 유리(100)보다 높은 파괴인성(fracture toughness)을 보유하고 있어, 외부충격에 의한 파괴저항성이 우수한 자동차용 윈도우를 제공할 수 있다.
또한, 박판 유리(200)는 소다라임 유리(100)의 볼록한 일면에 접합되기 때문에, 상기 판상의 박판 유리(200)는 곡면으로 가공되기 전의 소다라임 유리(100)보다 큰 치수를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)를 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)와 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성하여 정합되도록 접합하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합하는 단계는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 상기 박판 유리(200)를 접합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 4b에서와 같이 상기 박판 유리(200)를 곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리(100)의 오목한 일면에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 도 4b를 참고하면, 박판 유리(200)를 소다라임 유리(100)에 접합하기 위하여 박판 유리(200)에 탄성 변형시키는 경우, 탄성 변형에 의하여 소다라임 유리(100)와 접합되지 않은 박판 유리(200)의 타면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 상기 박판 유리(200)의 타면에 압축 응력이 형성됨으로써, 제조되는 곡면 접합 유리의 내충격성 및 파손 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 박판 유리(200)를 상기 곡면 가공된 소다라임 유리(100)의 오목한 면에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
또한, 상기 박판 유리(200)는 소다라임 유리(100)의 오목한 일면에 접합되기 때문에, 상기 판상의 박판 유리(200)는 곡면으로 가공되기 전의 소다라임 유리(100)보다 작은 치수를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리(200)를 곡면으로 가공된 소다라임 유리(100)와 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성하여 정합되도록 접합하는 것이 바람직할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
박판 유리로 조성물 100 wt%당 Si02 61 wt%, Al2O3 16 wt%, MgO 3 wt%, CaO 8 wt% 이하, 및 SrO 0.05 wt%를 포함하며 0.5 mm의 두께를 가지는 무알칼리 유리를 준비하였고, 소다라임 유리로 조성물 100 wt%당 Si02 73 wt%, Al2O3 0.15 wt%, Na2O 14 wt%, K2O 0.03 wt%, 및 CaO 9 wt% 및 MgO 4 wt%를 포함하며 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리를 준비하였다. 또한, 접합 필름으로 0.76 mm의 두께를 가지는 폴리비닐부티랄(PVB) 필름을 준비하였다. 상기 무알칼리 유리의 탄성률은 78 GPa, 비커스 경도는 6.3 GPa, 파괴 인성은 1.20 MPa·m1/2이고, 상기 소다라임 유리의 탄성률은 72 GPa, 비커스 경도는 5.6 GPa, 파괴 인성은 0.85 MPa·m1/2이다.
먼저, 소다라임 유리와 무알칼리 유리 사이에 접합 필름을 놓고 80 ℃, 300 torr의 압력 조건에서 가압 압착하였다. 압착된 상기 무알칼리 유리와 소다라임 유리를 오토클레이브에서 130 ℃, 11.76 bar의 조건으로 처리하여 접합 유리를 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 3
실시예 2에서는 0.7 mm의 두께를 가지는 무알칼리 유리를 준비하고, 실시예 3에서는 0.4 mm의 두께를 가지는 무알칼리 유리를 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 접합 유리를 제조하였다.
비교예 1
조성물 100 wt%당 Si02 73 wt%, Al2O3 0.15 wt%, Na2O 14 wt%, K2O 0.03 wt%, 및 CaO 9 wt% 및 MgO 4 wt%를 포함하며 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2장 및 0.34mm 두께의 PVB 필름을 접합 필름으로 준비하였다. 상기 소다라임 유리의 탄성률은 72 GPa, 비커스 경도는 5.6 GPa, 파괴 인성은 0.85 MPa·m1/2이다. 상기 소다라임 유리 2 장 사이에 접합 필름을 놓고 80 ℃, 300 torr의 압력 조건에서 가압 압착하였다. 압착된 상기 소다라임 유리를 오토클레이브에서 130 ℃, 11.76 bar의 조건으로 처리하여 접합 유리를 제조하였다.
인장응력 측정
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 접합 유리에 대하여, 인장응력 측정 실험을 하기와 같이 진행하였다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 접합 유리에 대하여 227 g의 무게를 가지는 공(ball)을 낙하시켜 공이 접합 유리를 충격함에 따라 접합 유리의 하단에 발생되는 인장응력을 측정하는 Ball drop test를 수행하였다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 접합 유리에 대한 인장응력 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
인장응력 파괴인성
비교예 1 100% 100%
실시예 1 120 ~ 130% 130 ~ 150%
실시예 2 130 ~ 140% 130 ~ 150%
실시예 3 130 ~ 140% 130 ~ 150%
측정 결과, 박판 유리가 적용된 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 접합 유리는 비교예 1에서 제조된 접합 유리 대비, 접합 유리의 하단에 발생되는 인장응력의 값이 높은 것으로 확인되었다. 다만, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 접합 유리에 사용된 박판 유리는 비교예 1에 따른 접합 유리에 사용된 소다라임 유리보다 130 내지 150% 높은 파괴인성을 값을 보유하고 있어, 비교예 1에서 제조된 접합 유리 대비 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 접합 유리의 하단에 다소 증가된 인장응력이 발생되는 경우에도, 박판 유리의 높은 파괴인성에 의해 실시예 1에서 제조된 접합 유리는 비교예 1에서 제조된 접합 유리보다 낮은 파손 확률을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 접합 유리는 비교예 1에서 제조된 접합 유리보다 작은 두께를 가지며 경량화 효과를 달성함과 동시에, 보다 낮은 파손 확률을 가질 수 있다.
100: 소다라임 유리
200: 박판 유리
300: 접합 필름

Claims (16)

  1. 소다라임 유리; 및
    상기 소다라임 유리의 일면 상에 접합되는 비강화 박판 유리;를 포함하고,
    상기 비강화 박판 유리의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하며,
    상기 소다라임 유리와 상기 비강화 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5이고,
    상기 비강화 박판 유리 및 상기 소다라임 유리는 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 것인 자동차용 곡면 접합 유리:
    [수학식 1]
    Figure 112018063895206-pat00007

    상기 수학식 1에서, E는 상기 비강화 박판 유리의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 비강화 박판 유리의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 비강화 박판 유리에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 비강화 박판 유리에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 비강화 박판 유리에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비강화 박판 유리의 탄성률은 70 GPa 이상 90 GPa 이하이고, 상기 비강화 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하인 것인 자동차용 곡면 접합 유리.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 비강화 박판 유리는 접합 필름 또는 접착제에 의하여 상기 소다라임 유리의 일면 상에 접합되는 것인 자동차용 곡면 접합 유리.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비강화 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 자동차용 곡면 접합 유리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 소다라임 유리와 상기 비강화 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5인 것인 자동차용 곡면 접합 유리.
  8. 판상의 소다라임 유리를 준비하는 단계;
    판상의 비강화 박판 유리를 준비하는 단계;
    상기 소다라임 유리를 곡면 가공하는 단계; 및
    상기 소다라임 유리의 일면 상에 상기 비강화 박판 유리를 접합하여, 상기 비강화 박판 유리 및 상기 소다라임 유리가 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 비강화 박판 유리의 파괴인성은 하기 수학식 1을 만족하며,
    상기 소다라임 유리와 상기 비강화 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법:
    [수학식 1]
    Figure 112018063895206-pat00008

    상기 수학식 1에서, E는 상기 비강화 박판 유리의 탄성률(Pa)이고, HV는 상기 비강화 박판 유리의 비커스 경도(Pa)이고, P는 상기 비강화 박판 유리에 가해지는 압입 하중(N)이고, C는 상기 비강화 박판 유리에 가해지는 압입 하중에 의해 상기 비강화 박판 유리에 발생되는 크랙 길이(m)이다.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비강화 박판 유리의 탄성률은 70 GPa 이상 90 GPa 이하이고, 상기 비강화 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하인 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 접합하는 단계는 상기 비강화 박판 유리를 접합 필름 또는 접착제를 이용하여 상기 소다라임 유리에 접합하는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 접합하는 단계는 80℃ 이상 140℃ 이하에서 수행되는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 접합하는 단계는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 상기 비강화 박판 유리를 접합하는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 접합하는 단계는 상기 판상의 비강화 박판 유리를 탄성 변형시켜 상기 곡면 가공된 소다라임 유리와 정합시키는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 비강화 박판 유리를 곡면 가공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 접합하는 단계는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 상기 곡면 가공된 비강화 박판 유리를 접합하는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 접합하는 단계에서 접합된 상기 비강화 박판 유리는 상기 곡면 가공된 소다라임 유리와 동일한 곡률 반경을 가지는 것인 자동차용 곡면 접합 유리의 제조 방법.
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