KR100200401B1 - 수직조성 가능한 자동차 유리창 - Google Patents

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Abstract

수직방향으로 조정할 수 있는 자동차의 측부 유리창(1), 특히, 도어의 유리창은 각각 2 내지 3mm두께의 열적으로 템퍼링된 두 개의 독립적인 유리(2,3)와 열가소성 매개층으로 이루어진 복합 유리로 제작된다. 두 개의 독립적인 유리(2,3)는 모두 가장자리(5)에서의 코어의 인장 응력이 2mm두께의 유리의 경우에는 54 내지 76MN/㎡이고 3mm두께의 유리의 경우에는 46.7 내지 71.2MN/㎡이다. 가장자리(5)의 안쪽의 중앙 구역(6)에서는 독립적인 유리(2,3)가 코어의 인장 응력이 2mm두께의 유리의 경우에는 38 내지 64MN/㎡인 반면에 3mm 두께의 유리인 경우에는 33 내지 60MN/㎡이다.
이런 복합 유리는 가장자리에서는 고강도를, 중앙 구역에서는 저강도를 가지며, 따라서 정적 특성과 사고에 대한 안전성 양쪽 모두 양호한 특성을 갖는다.

Description

수직 조정 가능한 자동차 유리창
제1도는 본 발명의 복합 유리의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 복합 유리 2,3 : 단일 유리
4 : 매개층 5 : 가장자리
6 : 중앙 구역
본 발명은 열적으로 템퍼링(tempering)된 두 개의 독립적인 개체인 유리창이 열가소성 매개층에 의해 상호 접합되어 있는 복합 유리로 형성된 자동차 창유리, 특히, 수직 방향으로 조절할 수 있는 측부 유리창에 관한 것이다.
이러한 형태의 하강시킬 수 있는 유리창은 독일연방공화국 실용신안등록출원 제 89 10 916 호에 공지되어 있다. 종래의 측부 유리창에서, 복합 유리의 외부 유리는 3 내지 4mm의 두께를 가지며, 단일 유리로 형성된 안전 유리의 표준 템퍼링 처리를 받게 된다. 또한, 복합 유리의 내부 유리는 1.5 내지 2.5mm의 두께를 가지며 다소 템퍼링되거나 전혀 템퍼링되지 않는다. 내부 유리는 또한 외부의 템퍼링된 유리보다 작으며 템퍼링된 외부 유리의 돌출한 가장자리 영역이 창틀의 안내 레일에서 복합 유리를 안내하기위해 이용된다. 두 개의 독립적인 유리는 0.38 내지 2.0mm두께의 열가소성 필름에 의해 접합된다.
이러한 공지의 유리는 설치 이후에 차량 내측으로 파괴되거나 관통되는 것을 방지할 수 있어야만 하며, 동시에 높은 방음성을 가지고 있어야 한다. 내측으로의 파괴 및 관통 억제 작용은 상대적으로 두꺼운 열가소성 매개층으로 인한 것이며, 그 이유는 템퍼링된 외부 유리창이 파손되었을 때에도 템퍼링되지 않거나 약간 템퍼링된 내부 유리창은 두꺼운 매개층 때문에 파손되지 않거나 또는 파손되는 경우에도 윈도우 개방부가 폐쇄된 상태로 남아 있도록 매우 큰 조각으로만 파손되기 때문이다. 그러나, 이러한 것은 측부 유리창을 뚫어야할 필요성이 있는 경우 즉, 사고시에 공지된 측부 유리창의 높은 강도로 인하여 신속하게 유리창을 뚫을 수 없고, 따라서 탑승자를 신속하게 구조하는 것이 어려워진다.
본 발명의 목적은 앞서 말한 공지의 자동차 측부 유리창과는 달리 사고시의 구명 안전의 관점에서 양호한 특성을 가지며, 공지의 제작 장비로 제조할 수 있는 간단한 구조를 갖는 복합 유리로 된 측부 유리창을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 측부 유리창에 있어서, 두 개의 독립적인 유리는 각각 1.5 내지 3.5mm, 양호하게는 2.0 내지 3.0mm의 두께를 가지며 단일 유리로 된 안전 유리의 템퍼링과는 대조적으로 유리 표면 전체에 걸쳐 상이하게 템퍼링되어 가장자리의 전반에 걸쳐 코어에서의 평균 인장 응력이 표준 파괴 특성을 나타내기 위해 특정 유리 두께에 필요한 인장 응력보다 5 내지 15% 낮고, 조망면(viewing surface) 구역에서의 코어의 평균 인장 응력이 표준 파괴 특성을 나타내기 위해 특정 유리에 필요한 인장 응력보다 20 내지 40% 낮다.
단일 유리로 된 안전 유리는 통상 유리 파괴시의 유리 조작의 수 및 크기에 관한 적정 표준 요구를 충족시키도록 템퍼링된다. 자동차의 측부 유리창의 경우에 상기 표준 요구를 충족시킨다는 것은 5cm x 5cm 면적 이내의 2 내지 3mm두께의 유리를 위한 조각의 수는 40개 이상 400개 이하임을 의미한다. 문헌으로부터 공지된 바와같이 조각의 수 40은 2mm두께의 유리인 경우에는 코어의 평균 인장 응력이 64NM/㎡임을 의미하며 3mm 두께의 유리인 경우에는 코어의 평균 인장 응력이 55MN/㎡임을 의미하는 반면에 조각의 수 400은 2mm두께의 유리인 경우에는 코어의 평균 인장 응력이 80MN/㎡임을 의미하고 3mm두께의 유리인 경우에는 코어의 평균 인장 응력이 75MN/㎡임을 나타낸다(가즈유끼 아께요시 등의 판유리의 물리적 템퍼링에 대한 연구, 아사히 글라스 컴패니의 조사 연구소의 보고서, 1967 년, 17, No.1).
따라서, 2mm 두께의 유리인 경우에 표준 파괴. 파열 특성이 64 내지 80MN/㎡의 템퍼링 범위를 갖는다면 본 발명의 복합 유리의 2mm두께의 단일 유리를 위한 가장자리의 인장 응력은 최소 54MN/㎡이고 최대 76MN/㎡이다. 그러나, 가장자리의 인장 응력은 표준 템퍼링의 저응력치 즉, 54 내지 64MN/㎡ 미만인 것이 바람직하다. 중심 구역에서는 본 발명의 복합 유리의 2mm두께의 단일 유리를 위한 유리의 코어에서의 인장 응력은 최소 38, 최대 64MN/㎡이고 양호하게는 38 내지 60MN/㎡범위내이다.
2.5mm두께의 단일 유리에 있어서, 표준 파괴 특성을 위한 인장 응력 범위는 59.5 내지 77.5MN/㎡이다. 따라서, 본 발명의 유리인 경우에는 가장자리의 인장 응력은 최소 50.6, 최대 73.6MN/㎡이고 양호하게는 50.6 내지 59.5MN/㎡의 범위내이다. 그러나, 중앙 구역에서의 본 발명의 유리의 인장 응력은 최소 35.7, 최대 62MN/㎡이고, 양호하게는 35.7 내지 55MN/㎡의 범위내이다.
3mm두께의 단일 유리인 경우의 표준 파괴 특성을 위해서는 유리의 코어의 인장 응력은 55 내지 75MN/㎡의 범위내이다. 이는 이러한 두께의 단일 유리에서 본 발명의 복합 유리의 경우에 가장자리에서의 코어의 인장 응력이 46.7 내지 71.2MN/㎡이고, 양호하게는 46.7 내지 55MN/㎡이다. 중앙 구역에서 코어의 인장 응력은 33 내지 60MN/㎡이고 양호하게는 33 내지 55MN/㎡이다.
본 발명의 유리의 경우에 최상의 결과는 중앙 유리 구역에서의 응력이 표준 파괴 특성을 위한 템퍼링 범위의 하한보다 상당히 낮은 반면에 가장자리에서는 상기의 표준 파괴 특성을 위한 템퍼링 범위의 하한보다 약간 낮을 때 얻어진다. 일례로 2.5mm두께의 단일 유리로 된 복합 유리의 경우에는 가장자리의 인장 응력이 54 내지 58MN/㎡이고, 중앙 구역에서는 46 내지 50MN/㎡일 때 매우 양호한 결과가 얻어진다.
본 발명에 따른 구분화와 코어의 인장 응력의 상이한 감소 및 그에 따른 유리 표면상에의 대응 압축 응력의 감소의 결과로서, 복합 유리의 중앙 구역의 강도는 하나 이상의 충분히 템퍼링된 단일 유리를 갖는 복합 유리와 비교하여 사고시에 복합 유리가 밖으로부터 파괴되어 창문이 비교적 신속히 개방될 수 있는 범위로 감소된다. 반면에, 복합 유리의 양쪽 단일 유리의 중앙 구역은 매우 큰 조각으로 깨지고 가장자리는 비교적 작은 조각으로 부서져 창틀로부터 복합 유리 조각을 떼어 내기 쉽게 한다. 중앙 구역의 복합 유리의 저강도의 결과로 복합 유리의 내면에 머리 등을 부딪힘에 따른 부상의 위험이 감소된다. 복합 유리의 내면은 쉽게 파괴되며 따라서, 충격 에너지는 플라스틱 매개층의 변형에 의해 흡수된다. 그러나, 가장자리에서의 고도의 템퍼링은 가장자리의 강도를 증가시키는 효과가 있다. 가장자리의 강도 증가로 인해 복합 유리는 문을 세게 닫을 때나 테두리에 가해지는 또다른 힘으로 인해 단부에 가해지는 고응력에 양호하게 견딜 수 있다.
가장자리와 조망 구역에서의 본 발명의 인장 응력치에 관련한 상이한 템퍼링은 템퍼링 공정중에 지시된 한계에 관련하여 유리에 대해 아무런 변형도 일으키지 않는다는 장점이 입증되었다. 중앙 구역에서의 인장 응력이 더 큰 범위로 감소되거나 완전한 템퍼링에 대응하는 인장 응력이 가장자리에서 발생한다면 가장자리의 응력이 동시에 수축 응력을 발생시킴으로 인해 유리의 형태 및 크기의 함수에 따른 변형이 발생된다. 이런 변형은 두 개의 단일 유리를 복합 유리로 형성하는 다른 공정중에 특히 불리한 것이다.
본 발명의 자동차의 측부 유리창의 효과는 유리면에 응력이 가해지는 경우에 복합 유리창과 유사한 특성을 갖지만 단부 즉 테두리에서는 단일 유리로 된 안전 유리로 이루어지는 측부 유리창의 특성을 가짐으로써 측부 유리창에 요구되는 특정 방식대로 두 개의 유리 형태의 장점을 조합시키게 한다.
복합 유리창은 각각 2.5mm 두께의 두 개의 단일 유리로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 2mm두께의 유리에 견주어 2.5mm두께의 유리는 보다 용이하게 템퍼링되어 양호한 값을 가질 수 있고, 그 기계적 강도는 3mm두께의 유리보다 낮아 신체 공학적 안전성의 측면에서 3mm 두께의 유리보다 훨씬 양호하다. 보다 강하게 템퍼링된 가장자리의 폭은 0.5 내지 3cm이고 양호하게는 약 1 내지 2cm이다.
열가소성 매개층으로서는 0.76mm 두께의 종래의 폴리비닐 뷰티랄(butyral) 필름 및 대응하는 상업적으로 이용할 수 있는 열가소성 폴리우레탄 필름을 이용하는 것이 양호하다. 그러나, 상업적으로 이용할 수 있는 0.38mm두께의 필름을 이용하는 것도 가능하다. 유리 및/또는 열가소성 매개층은 전부 또는 국부적으로 채색될 수 있거나 또는 전체적으로 채색 및/또는 부분적으로 반사하게 하여 반투명 표면층이 제공될 수 있다.
유리의 열적 템퍼링은 적절한 블로우잉 박스(blowing box)를 사용하는 공지의 공정에 의해 행해질 수 있다. 블로우잉 슬롯(slot)에 대해 횡단하는 방향으로 이동하면서 거의 동일한 응력을 발생시키는 이른바 슬롯형 블로우잉 박스를 이용하거나, 또는 노즐 형상에 대응하는 응력 구조를 유발하는 튜브형 블로우잉 박스를 이용할 수 있다. 그러나, 가장자리에서의 좀더 높은 인장 응력 요구를 충족시키기위해 단일 유리의 가장자리에서 좀더 큰 열적 소산(dissipation)을 보장해야 한다.
유리의 코어에서의 인장 응력은 일례로 에스.바테슨, 아이.더블유.헌트, 디에이.데일리 및 엔.케이.신하에 의한 더 아메리칸 세라믹 소사이어티의 공보의 1966 년판 45 권 193 내지 198 페이지의 레이저원에 의한 산란광법(scattered lignt method)에 의한 템퍼링된 유리판에서의 응력 측정에 대한 발표에 기재된 바의 레이저 산란광법에 의해 결정될 수 있다.
실제로, 깨진 유리조각의 크기가 결정되고 응력치와 조각 크기 사이의 공지된 관계로부터 인장 응력에 관한 결정치가 산출되는 식으로 유리의 응력을 대충 계산 할 수 있다. 인장 응력치에 관한 조건은 유리 파괴시에 가장자리에서의 파열 모양이 얻어지고, 그것이 종래의 단일 유리로 된 안전 유리보다 큰 유리 조각을 갖는다면 거의 충족되며, 반면에 유리의 중앙 구역에서의 응력치에 관한 조건은 매우 조잡한 조각으로의 파열 모양이 얻어지고 그 조각이 단일 유리의 안전 유리를 위한 표준에 의해 허용되는 조각 크기를 크게 벗어날 때 충족된다.
본 발명의 응력 구조는 소정의 파열 구조가 이루어질 때까지 획득되는 파열모양에 따라 블로우잉 박스의 형상 설계 뿐 아니라 기압 및 블로우잉 노즐로부터 유리까지의 거리 등과 같은 공정 파라미터가 변화되는 식으로 공지의 템퍼링 수단에 의해 얻어진다. 유리의 가장자리에서의 열적 소산이 유리 표면 근처에서 보다 크게 하기 위해 적절한 수단이 취해져야 한다. 그렇게 결정된 공정 파라미터를 근거로 산출되는 단일 유리의 경우에 중앙 구역과 가장자리에서의 응력은 레이저 산란광법에 의해 측정될 수 있고 공정 파라미터의 최종적 미세 조정이 수행될 수 있다.
제1도는 본 발명의 특징을 갖는 복합 유리(1)를 도시하는 사시도이다. 복합유리(1)는 약간의 원형곡면의 형태를 가지며, 상승 하강 가능한 도어 유리창으로 사용된다. 그것은 내부의 단일 유리(2)와 외부의 단일 유리(3)를 가지며, 이는 열과 압력을 가함에 의해 0.76mm두께의 폴리비닐 뷰티랄 매개층(4)으로 접합된다. 두 개의 단일 유리(2,3)는 각각 2.5mm의 두께를 가지며 본 발명의 응력 구조를 갖는다. 이러한 것을 약 1.5cm의 폭으로 둘러싼 가장자리(5)내에서 코어에서의 평균인장 응력이 56MN/㎡이고 가장자리(5)내의 중앙 구역에서는 코어에서의 인장 응력이 48MN/㎡이다. 복합 유리(1)는 대량 제조 및 생체 공학적 관점에서의 교통 및 사고 안전의 측면에서 모두 현저한 우성 특성을 갖는다.

Claims (5)

  1. 역가소성 매개층에 의해 접합되는 두 개의 열적으로 템퍼링된 단일 유리로 이루어진 복합 유리로 형성되는 자동차 유리창, 특히, 수직방향으로 조정할 수 있는 측부 유리창에 있어서, 두 개의 독립적인 유리 각각은 1.5 내지 3.5mm, 양호하게는 2.0 내지 3.0mm의 두께를 갖고, 가장자리 전체 둘레에서 코어의 평균 인장 응력이 표준 파괴 특성을 나타내기 위해 특정 유리 두께에 필요한 인장 응력보다 5 내지 15%낮고, 조망면 구역에서의 코어의 평균 인장 응력이 표준 파괴 특성을 나타내기 위해 특정 유리두께에 필요한 인장 응력보다 20 내지 40% 낮게 되도록 단일 유리로 된 안전 유리의 템퍼링과 달리 유리 표면에 걸쳐 상이하게 템퍼링된 것을 특징으로 하는 자동차 유리창.
  2. 제1항에 있어서, 2.0mm두께의 단일 유리에 대하여, 유리의 가장자리에서 코어의 인장응력이 54 내지 76MN/㎡이고, 3mm두께의 유리에 대한 46.7 내지 71.2MN/㎡까지 유리 두께가 증가함에 따라 선형적으로 감소되며, 2mm두께의 유리에 대하여 유리의 중앙 구역에서 코어의 인장 응력이 38 내지 64MN/㎡이고, 3mm두께의 유리에 대한 33 내지 60MN/㎡까지 두께가 증가함에 따라 선형적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 자동차 유리창.
  3. 제2항에 있어서 2.0mm두께의 단일 유리에 대하여 유리의 가장자리에서 인장 응력이 54 내지 64MN/㎡이고, 3mm두께의 유리에 대한 46.7 내지 55MN/㎡까지 두께가 증가함에 따라 선형적으로 감소하며, 2mm두께의 유리에 대하여 유리의 중앙 구역에서 코어의 인장 응력이 38 내지 60MN/㎡이고, 3mm두께의 유리에 대한 33 내지 55MN/㎡까지 두께가 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 자동차 유리창.
  4. 제1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 단일 유리는 2.5mm두께를 가지고, 가장자리에서 코어의 인장 응력이 54 내지 58MN/㎡이며, 중앙 구역에서의 인장 응력이 46 내지 50MN/㎡인 것을 특징으로 하는 자동차 유리창.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 더 강하게 템퍼링되는 가장자리의 폭(B)은 0.5 내지 2cm인 것을 특징으로 하는 자동차 유리창.
KR1019910014228A 1990-08-27 1991-08-19 수직조성 가능한 자동차 유리창 KR100200401B1 (ko)

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