KR102034563B1 - 적층 글레이징의 냉간 벤딩 - Google Patents

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KR102034563B1
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panel
intermediate layer
glazing
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파비앙 르바서
로맹 데쿠르셀
크리스토프 스와이데르스키
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 중합체 물질 시트에 의해 분리된 유리 기재들을 포함하는 적층 글레이징을 포함하는 패널과 금속 프레임을 포함하는 굽힘 글레이징 모듈의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 패널은 적층 글레이징의 조립 후, 상기 패널이 금속 프레임 형태를 취하도록 하는 힘에 의해 벤딩된 후, 유지 수단에 의해 이러한 형태로 유지되고, 상기 벤딩은 시트가 30℃ 내지 80℃의 온도 범위에 있는 동안에 수행된다. 본 발명은 벤딩에 필요한 힘 및 중합체 물질의 시트와 유리 기재들 사이의 전단 응력을 감소시키고, 이에 의해 박리의 위험도 감소시킨다.

Description

적층 글레이징의 냉간 벤딩{COLD BENDING OF A LAMINATED GLAZING}
본 발명은 적층 글레이징을 포함하는 패널의 냉간 벤딩 방법에 관한 것이다.
적층 글레이징은 중합체 물질로 이루어진 중간층에 의해 분리된 여러 유리 기재들을 포함한다. 유리 기재는 단일 시트의 광물 유리를 포함하고, 광물 유리는 필요한 경우 하나 이상의 하기 형태의 층으로 덮여 진다 : 반사방지층, 자외선 차단층, 내마모층 등.
편평한 적층 글레이징의 제조는 제어가 잘 된다. 벤딩된 글레이징(bent glazing)의 제조는 훨씬 더 어렵고 부여되는 곡률이 더 증가할수록 점점 더 어렵다. 곡률이 높은 경우, 유리가 연질일 때, 유리 시트의 사전 열간 벤딩(hot bending)(일반적으로 500℃이상)이 필요할 수 있다. 글레이징의 곡률이 그다지 높지 않다면, 글레이징의 제조 마지막 단계 후에 냉간 벤딩(cold bending)을 예상하는 것이 가능하다. “냉간 벤딩”이라는 표현은 유리가 연질이 아닌 경우 일반적으로 200℃ 미만을 의미한다.
유럽 특허 제282 468호는 템퍼드 유리 기재를 포함하는 적층 글레이징의 80℃ 내지 140℃에서의 벤딩을 교시한다. 80℃ 내지 140℃의 가열은 적층 글레이징의 중간층 PVB를 부드럽게 한다.
80℃ 초과의 냉간 벤딩이 중합체 물질로 이루어진 중간층의 허용할 수 없는 에이징을 초래하고, 이는 육안으로 볼 수 있는 미세 기포의 형성으로 반영되며, 더 나아가 유리하게는 30℃ 내지 80℃에서의 냉간 벤딩의 수행이 가능하여 벤딩에 필요한 로드(load)를 줄이고, 중합체 물질로 이루어진 중간층과 유리 기재들 사이의 전단 응력 또한 줄이며, 따라서 박리(delamination)의 위험을 줄일 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명은 30℃ 내지 80℃에서 적층 글레이징을 포함하는 패널을 벤딩하기 위한 방법에 관한 것이다. 40℃ 초과의 온도가 특히 만족스럽다. 75℃ 미만의 온도가 일반적으로 적합하다. 40℃ 내지 75℃의 온도 범위가 특히 적합하다. 이 방법을 수행하기 위해서, 실제적으로, 먼저 편평한 패널이, 중간층이 권장되는 온도 범위(벤딩 온도)에 도달할 때까지 가열되고, 그 다음 패널이 벤딩된다. 바람직하게는, 패널은 중합체 물질로 이루어진 중간층의 유리전이온도 초과로 가열된다. 유리전이온도는 속도 측정(kinetic measurement)과 점성 분석(viscoanalysis)에 의해 결정된다. 유리전이온도 초과의 가열 요인은 벤딩 중 중합체 물질의 크리프(creep)에 이로우며, 상기 물질과 유리 기재들 사이의 계면에서 영구 전단 응력이 감소되는 결과를 갖는다. 중합체 물질로 이루어진 중간층은 특히 폴리비닐 부티랄(이하 “PVB"로 지칭됨), 에틸렌/비닐 아세테이트 또는 이오노머 수지 필름, 특히 듀퐁(Dupont) 사에 의해 판매되는 센트리글래스(SentryGlas)일 수 있다. 이오노머 수지의 경우, 45℃ 보다 높게 가열시키는 것이 바람직하다.
패널의 냉간 벤딩은 패널의 적층 글레이징의 냉간 벤딩을 야기한다. 패널은 적층 글레이징 이외의 다른 성분, 예를 들면, 적층 글레이징에 평행한 시트를 포함할 수 있다. 특히, 패널은 적층 글레이징 그 자체일 수 있다.
30℃ 내지 80℃로 패널을 가열하기 위해서, 가열 요소, 예를 들면, 가열 블랭킷(heating blanket)을 패널과 함께 나란히 하여 매우 쉽게 수행할 수 있다. 가열 블랭킷으로서 특히, 불카닉(Vulcanic) 사에 의해 판매되는 가열 블랭킷이 사용될 수 있다. 목적하는 온도가 얻어질 때까지 패널을 단순히 가열 요소로 덮고 벤딩을 진행시킬 수 있다. 벤딩 도중 가열 요소를 패널과 함께 나란히 놓아 둘 수 있다. 막 가열된 패널의 벤딩을 수행하면서, 가열 요소로 다른 패널의 가열을 시작할 수 있다. 물론, 해당 업계의 숙련가는, 글레이징의 특성 및 이의 크기(메인 면들(main faces) 및 두께)의 함수(function)로서, 방법을 최적화하기 위해 각각의 작업에 대하여 가열, 지속(duration) 및 속도 조건을 찾는 방법을 알고 있다.
본 발명에 따른 방법은 적층 글레이징을 포함하는 패널의 냉간 벤딩에 적합하다. 특히, 패널에 존재하는 모든 유리 시트는 템퍼드될 수 있다. 본 발명은 특히, 중합체 물질로 이루어진 중간층에 의해 이격되는 2개의 템퍼드 유리 시트를 포함하는 적층 글레이징으로 이루어진 패널의 냉간 벤딩에 적합하다.
특히, 본 발명은, 빌딩에 적합해야 하고 곡선으로 보여야 하는 글레이징 제조에서의 특정한 용도이다. 이러한 빌딩, 특히 상업 지역의 고층 건물로 이루어진 형태의 빌딩은 특히 굵은 형태를 가질 수 있고, 하나의 동일한 빌딩에서 한 쪽과 다른 한쪽이 서로 다른 형태를 갖는 곡선 패널의 제조가 필요할 수 있다.
따라서, 본 발명은 중합체 물질로 이루어진 중간층에 의해 분리된 유리 기재들을 포함하는 적층 글레이징을 포함하는 패널과 금속 골격(metal framework)을 포함하는 벤딩된 글레이징 모듈(bent glazed module)의 제조방법에 관한 것으로, 적층 글레이징이 조립된 후, 패널이 금속 골격의 형태를 취하게 하는 힘에 의해 벤딩되고 유지 수단에 의해 이 형태가 유지되며, 벤딩은 중간층이 30℃ 내지 80℃의 온도에 있는 동안 수행된다.
모듈은, 적층 글레이징 및 냉간 벤딩 패널 형태를 유지시킬 수 있고 따라서 주형으로 작용하는 금속 골격을 포함하는 패널을 포함하여 제조된다. 이 금속 골격은 일반적으로 강철 또는 압출 알루미늄으로 이루어진다. 이를 위해서, 패널은 30℃ 내지 80℃에서 예비 가열될 수 있고, 특히 패널을 가열 블랭킷 위에 놓아 예비 가열될 수 있으며, 이어서 금속 골격과 접촉시키고, 골격의 형태를 취하도록 하기 위해서 패널의 하나 이상의 지점에 힘이 가해질 수 있다. 가해진 힘은, 예를 들며, 접촉점 당 200kg까지 이를 수 있다. 패널의 이러한 변형을 수행하기 위해서, 타이 로드(tie rod), 유압잭, 웨이트(weight) 또는 로봇이 사용될 수 있다. 패널은, 유지 수단, 예를 들면, 클램프에 의해, 또는 유지되어야 하는 곡률의 반경에 따라 접착제에 의해 골격 위에 형태를 유지한다. 물론, 접착제 본딩이 고려되는 경우, 패널이 골격에 가하는 힘을 제거하기 전에 접착제가 (중합, 가교결합 등에 의해) 잘 고정되도록 하기 위해 대기 시간이 필요하다. 적합한 구조 접착제는, 예를 들면, "DC 3362"로 다우 코닝(Dow Corning) 사에 의해 판매되는 실리콘 타입의 구조 접착제이다. 유지되어야 하는 곡률이 높다면, 클램프의 사용이 필수적이다. 본 발명의 장점 덕분에, 벤딩 작업 자체(패널 변형의 시작과 끝 사이)가 빠를 수 있으며, 특히 10 내지 120초일 수 있다.
패널의 “냉간” 변형은 패널이 구성하는 유리 시트에서 허용할 수 없는 응력이 발생하는 동안은 수행되어서는 안 된다. 따라서, 템퍼드되지 않은 유리에 대해 건설업에서 허용되는 최대 영구 응력은 10MPa이다. 템퍼드 유리에 대해 건설업에서 허용되는 최대 영구 응력은 40MPa이다. 따라서, 패널 상에 부여되는 곡률에 따르면, 적층 글레이징에서 조립된 템퍼드 유리 시트를 사용하는 것이 유리할 수 있다.
특히, 패널은 동시에 2개의 다른 방향을 따를 수 있다(휜 유리).
본 발명에 관한 패널은 클 수 있는데, 이는 3㎡보다 큰, 심지어 4㎡보다 큰, 심지어 5㎡보다 큰 면적의 메인 면을 가질 수 있기 때문이다. 패널(및 또한 시트 또는 글레이징)이 2개의 메인 면들과 에지를 포함한다는 것을 주의해야 한다.
벤딩 중에는 사용되는 글레이징의 최대 허용 응력을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 벤딩의 진폭을 제한하는 가장 중요한 요인은 중합체 물질로 이루어진 중간층과 이와 함께 나란히 놓인 유리 기재들 사이 계면에서의 전단 응력으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 적층 글레이징은 이러한 응력이 20℃에서 3MPa 미만, 바람직하게는 2MPa 미만, 더욱 바람직하게는 1.5MPa 미만이 되도록 벤딩된다. 본 발명에 따르면, 중합체 물질로 이루어진 중간층은 30℃ 초과로 가열됨에 따라, 벤딩 중에 받고 있는(experienced) 계면에서의 전단 응력이 주위 온도가 강하할 때 사용되는 중에 받는 전단 응력보다 훨씬 낮다. 이는, 벤딩 수행 전에, 정기 테스트에 의해, 예상 벤딩이, 중합체 물질로 이루어진 중간층과 유리 기재들 사이의 계면에서의 20℃에서의 전단 응력을 초과하지 않는지를 결정하는 것이 바람직한 이유이다. 이러한 전문가 평가는 발명의 주제를 형성하는 방법에 의해서도 매우 간단하게 수행될 수 있다. 이 방법에 따르면, 이러한 전단 응력은 적층 글레이징과 이의 메인 면들 중 하나 위에 편광판(polarizing film)을 나란히 놓음으로써 보여줄 수 있다. 이 편광판을 적층 글레이징의 샘플 위에 놓은 후, 한 쪽으로는, 유리 기재들 중 하나 위에서, 다른 한 쪽으로는, 다른 유리 기재 위에서 당김으로써 인장 시험을 수행한다. 응력의 표시는 전달되는 착색으로 반영된다. 착색은 응력의 강도에 따라 변한다. 따라서, 경우에 따라, 허용되는 최대 응력(3 또는 2 또는 1.5 또는 1MPa 또는 이외)에 상응하는 색을 정확히 찾아내기에 충분하다. 이러한 보정은 적층 글레이징의 메인 면과 나란히 놓인 단지 하나의 편광판으로 수행될 수 있다. 이 경우, 대략 45°의 시야각(글레이징에 대한 법선 면과 시야 방향 사이의 각)에서 착색이 관찰되어야 한다. 또한, 적층 글레이징의 메인 면들 각각의 위에 필름을 놓을 수 있고, 이 경우 응력은 어느 각도의 관찰에서도 보여 진다. (중합체 물질로 이루어진 특정 중간층과 상기 중간층의 특정 두께에 대한) 보정을 수행한 후, 글레이징의 제조에서, 최대 전단 응력이 글레이징의 메인 면에 편광판을 부착하거나 또는 2개의 편광판을 글레이징 각각의 메인 면에 부착함으로써 초과하지 않는다고 쉽게 확인될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 벤딩과 중간층의 20℃의 온도로의 복귀 후, 중합체 물질로 이루어진 중간층과, 중합체 물질의 한 쪽면에 나란하게 위치한 유리 기재들 사이의 계면에서의 전단 응력 상태가 패널의 메인 면에 편광판을 적용하고 이어서 패널과 필름을 통해 전해지는 색을 나타냄으로써 평가되는 것에 따른 방법에 관한 것이다. 그 뒤에, 이 색은, 중합체 물질로 이루어진 중간층과 상기 유기 기재 사이의 계면의 전단 응력을 평가하기 위해, 사전에 수행된 보정의 색과 비교될 수 있고, 이러한 비교 결과에 따라, 사양(specification)에 대한 모듈의 일치, 즉 모듈을 유효화할지 버릴지를 결정하기 위해 비교될 수 있다.
도 1은 글레이징에 변형을 적용하고, 받고 있는 응력을 측정하는 것을 가능하게 하는 디바이스를 도시한다.
도 2는 도 1의 디바이스에 의해 글레이징 상에 부과된 굴절의 함수로서, 2가지 경우의 온도(20℃ 및 70℃)에서 측정된 힘의 절대값의 합을 도시한다.
도 3은 2가지 경우의 온도에서 변형 적용 힘의 절대값의 합의 시간에 따른 변화를 보여준다.
실시예
각각 120MPa의 압축 스킨(compressing of skin)이며, 각각의 글레이징이 1938mm X 876mm X 8mm의 치수를 갖는, 2개의 템퍼드 모노리틱 글레이징(monolithic glazing)을 4PVB 중간층(PVB 두께 0.38mm의 4배)을 결합하여 템퍼드 적층 글레이징을 제조한다. 이 후, 글레이징을 도 1에 도시된 바와 같이 변형을 겪게 한다. 글레이징(1)의 고정 너비(2) 및 고정 길이(3)는 유지시키고, 도 1에 도시된 바와 같이, 하향하는 수직 벡터를 통해 고정되지 않고 옆으로 변위(displacements)를 적용시킨다. 이는 조립 글레이징을 어느 때는 20℃의 온도로, 다른 때는 70℃의 온도로 올린 후 수행하였다. 변위를 가하는 타이 로드 아래 위치한 힘 센서(4)는 글레이징 주변의 다른 지점에 가해지는 힘을 측정할 수 있게 한다. 어느 지점에서, 힘은 인장되어 있고(in tension) 다른 지점에서는 압축(compression)되어 있어, 결과는 0이다. 따라서, 글레이징에 의해 견뎌지는 로드는 힘의 절대값을 더함으로써 잰다. 도 2는 2가지 온도의 경우에서 측정되는 힘의 절대값의 합과 굴절의 함수로서 나타난다. 70℃에서의 가열은 대략 30%의 로드의 감소를 가능하게 하는 것으로 보인다. 도 3은 시간의 함수로서 힘의 절대값의 합의 변화를 보여주고, 70℃로의 예비 가열로의 테스트를 위해, 글레이징은 20℃의 주위 공기로 즉시 돌려놓는 것은 알려져 있다. 70℃ 와 20℃ 사이의 글레이징 온도 강하는 시간의 함수로써 보여 진다. 힘이 결과가 70℃의 예비 가열의 경우 훨씬 낮게 유지되어, 30%의 절약이 얻어지고, 20℃에서 변형된 글레이징과 70℃에서 변형되고 20℃로 돌아온 글레이징을 비교하면 심지어 향상되는 것이 보여 진다. 70℃ 예비 가열의 경우의 중간층은 결국 더 좋게 에이징되고, 박리될 경향이 적으며, 하얗게 변할 경향이 적다.

Claims (14)

  1. 금속 골격과, 중합체 물질로 이루어진 중간층에 의해 분리된 유리 기재들을 포함하는 적층 글레이징을 포함하는 패널을 포함하는 벤딩 글레이징 모듈(bent glazed module)의 제조방법으로서, 상기 패널은 적층 글레이징이 조립된 후, 패널이 금속 골격의 형태를 취하게 하는 힘에 의해 벤딩되고, 유지 수단에 의해 이 형태가 유지되는 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법에 있어서,
    벤딩은, 중간층이 30℃ 내지 80℃의 온도에 있는 동안 수행되는 것을 특징으로 하며,
    패널을 가열 요소와 나란하게 놓아 패널이 가열되는 것을 특징으로 하는,
    벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 중간층이 40℃ 초과 내지 80℃ 이하의 온도에 있는 동안 벤딩이 수행되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 중간층이 30℃ 내지 75℃ 미만의 온도에 있는 동안 벤딩이 수행되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 중간층이 벤딩 동안 그 유리전이온도 보다 큰 온도에 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 중간층이 PVB인 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 적어도 2개의 유리 기재가 템퍼드 유리 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 패널의 모든 유리 기재들의 모든 유리 시트가 템퍼드되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 가열 요소가 가열 블랭킷(heating blanket)인 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서, 패널이 2개의 다른 방향을 따라 동시에 벤딩되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서, 벤딩이 10 내지 120초로 지속되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서, 패널이, 중합체 물질로 이루어진 중간층과, 중간층과 나란하게 놓인 유리 기재들 사이의 계면에서의 전단 응력이 20℃에서 3MPa 미만이 되도록, 벤딩되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  13. 제 1항에 있어서, 패널이 3㎡ 보다 큰 면적의 메인 면을 가지는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
  14. 제 1항 내지 제 7항 및 제 9항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 벤딩 및 중간층이 20℃의 온도로의 복귀 후, 중합체 물질로 이루어진 중간층과 유리 기재들 사이의 계면에서의 전단 응력 상태가, 패널의 메인 면에 편광판을 적용하고 이어서 패널과 필름을 통해 전해지는 색을 나타냄으로써 평가되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 글레이징 모듈의 제조방법.
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