KR102088678B1 - 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 곡면 소다라임 유리; 및 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 구비되는 곡면 박판 유리;를 포함하고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.

Description

곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법{CURVED LAMINATION GLASS AND MANUFACTURING METHOD FOR CURVED LAMINATION GLASS}
본 명세서는 2016년 10월 7일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2016-0130076호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.
본 발명은 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 차창 동의 용도로, 곡면 성형된 2 장의 유리와, 그 2 장의 유리 사이에 접합 필름이 형성되어 있는 접합 유리가 널리 보급되어 있다. 2 장의 유리는, 제조 공정 비용을 절감하기 위한 목적으로, 동일한 유리 조성, 동일한 판두께를 갖도록 제조되는 경우가 많다. 접합 필름은, 폴리비닐부티랄(PVB) 등의 수지로 구성되며, 깨진 유리가 비산되는 것을 방지한다.
최근에는, 자동차의 경량화를 목적으로 하여, 접합 유리를 박판화하는 것이 검토되고 있는데, 외부 물체가 자동차에 충돌하는 것 등을 고려하여, 차 외측의 유리를 차 내측의 유리보다 두껍게 하는 것이 제안되어 있다. 이러한 자동차 접합 유리는 일반적으로, 접합에 사용되는 유리 2장을 목적하는 형상의 곡면을 갖도록 성형한 후에, 접합 과정을 거쳐 제조되어 왔다.
도 1은 종래 방법에 따라 곡면 접합 유리를 접합하기 전의 후판 유리, 접합 필름 및 박판 유리를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참고하면, 곡면 성형된 두꺼운 유리(10)와 곡면 성형된 얇은 유리(30)가 준비되고, 이들 사이에 접합 필름(20)이 개재되어 접합이 이루어진다. 이 때, 각각의 유리(10, 30)의 성형은 유리 사이에 이형제를 삽입한 후에 성형틀에 올려놓은 상태로 고온에 노출시켜 자중 방식으로 성형되거나, 또는 상/하 몰드(mold) 사이에 유리를 삽입한 후에 고온에서 압력을 인가하는 프레스(press) 방식으로 성형되어 준비된다.
그러나, 상기와 같이 상이한 두께를 갖는 2장의 유리를 성형하여 접합 유리를 제조하는 경우에는 2장의 유리 굽힘성이 상이하기 때문에 목적하는 형상으로 성형이 이루어지지 않을 수 있고， 또한, 2장의 유리의 성형 온도를 달리하는 경우에도 목적하는 형상으로 성형되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 나아가, 유리 사이에 이형제를 삽입한 후에 성형하는 경우에는 유리 사이에 개재되는 이형제에 의해 유리 표면에 흠집이 발생할 우려가 있고, 몰드를 이용한 성형 공정시에는 1장의 접합 유리를 생산하기 위하여 2회의 성형 작업을 거쳐야 하기 때문에 생산 원가 상승의 요인으로 작용하게 된다.
이에, 접합 유리의 경량화를 달성함과 동시에 접합 유리의 충격 내구도를 향상시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는 곡면 소다라임 유리; 및 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 구비되는 곡면 박판 유리;를 포함하고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 곡면 소다라임 유리를 준비하는 곡면 소다라임 유리 준비단계; 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 판상의 박판 유리를 구비시키는 박판 유리 준비단계; 및 상기 박판 유리를 탄성 변형시켜 형성된 곡면 박판 유리를, 상기 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합되도록 하는 접합단계;를 포함하고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 소다라임 유리에 인접하는 곡면 박판 유리 일면의 반대면에 압축 응력이 형성됨에 따라, 내충격성 및 파손 강도가 향상된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 곡면 접합 유리를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조할 수 있다.
도 1은 종래 방법에 따라 곡면 접합 유리를 접합하기 전의 후판 유리, 접합 필름 및 박판 유리를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 박판 유리를 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
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.
본 발명자들은 곡면으로 성형된 소다라임 유리의 일면 상에 박판 유리를 탄성 변형시켜 접합하는 경우, 탄성 변형되는 무알칼리의 유리의 일면 및 타면 중에 소다라임 유리와 접합되지 않은 타면에 압축 응력이 형성됨에 따라, 내충격성 및 파손 강도가 향상된 곡면 접합 유리를 구현할 수 있음을 밝혀 내어, 하기와 같은 곡면 접합 유리 및 그 제조 방법을 개발하였다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예는 곡면 소다라임 유리; 및 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 구비되는 곡면 박판 유리;를 포함하고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 소다라임 유리에 인접하는 곡면 박판 유리 일면의 반대면에 압축 응력이 형성됨에 따라, 내충격성 및 파손 강도가 향상된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 곡면 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 곡면 박판 유리(200)의 볼록한 일면이 접합 필름(300)에 의하여 접합된 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다. 도 2를 참고하면, 상기 곡면 소다라임 유리(100)는 오목한 일면과 볼록한 타면을 포함하고, 상기 곡면 박판 유리(200)는 볼록한 일면과 오목한 타면을 포함하며. 상기 곡면 박판 유리의 오목한 타면에 압축 응력이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 판상의 박판 유리가 탄성 변형되어 곡면 박판 유리로 형성되는 과정에서, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 즉, 오목한 타면에 압축 응력이 형성된 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성 및 파손 강도가 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 보다 우수한 기계적 물성을 보유할 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 대비 기계적 물성이 우수하여, 상기 곡면 접합 유리가 상기 곡면 소다라임 유리의 두께보다 작은 두께를 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 경우에도, 상기 곡면 접합 유리의 내충격성 및 내구성 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.1 내지 1:1.3일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.12 내지 1:1.27, 1:1.15 내지 1:1.25, 또는 1:1.2 내지 1:1.23일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리보다 높은 경도를 보유하는 상기 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내마모성, 내스크레치성 및 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 5.8 GPa 이상 6.9 GPa 이하, 6.0 GPa 이상 6.7 GPa 이하, 또는 6.2 GPa 이상 6.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도 값을 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성, 내마모성 및 내구성 등이 우수할 수 있다. 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도가 5.5 GPa 미만인 경우에는 상기 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도가 7 GPa를 초과하는 경우에는 박판 유리의 제조원가 상승으로 인하여, 상기 곡면 접합 유리의 제조 비용이 증가되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리는 5.2 GPa 이상 5.8 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다.
상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리의 비커스 경도는 비커스 압입자를 이용하여 유리를 누른 후 자국의 크기를 측정하여 계산할 수 있다. 구체적으로, 24 ℃의 온도, 35RH%의 습도 조건에서, ASTM C1327-08 규격에 의거하고 압입하중을 200gf, 압입유지 시간을 20초로 설정하여, 상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리의 비커스 경도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.35 내지 1:1.49, 1:1.37 내지 1:1.45, 또는 1:1.39 내지 1:1.45일 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 대비 전술한 범위의 파괴인성을 보유하고 있어, 곡면 접합 유리의 외부충격에 대한 파괴저항성을 향상시킬 수 있고, 곡면 접합 유리의 파손강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 값은 1.0 MPa·m1/2 이상 1.3 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 값은 1.1 MPa·m1/2 이상 1.25 MPa·m1/2 이하, 1.15 MPa·m1/2 이상 1.25 MPa·m1/2 이하, 또는 1.18 MPa·m1/2 이상 1.21 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 전술한 범위의 파괴인성 값을 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수할 수 있다.
상기 곡면 박판 유리의 파괴인성이 1.0 MPa/m2 미만인 경우, 판상의 박판 유리를 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합하는 과정에서 박판 유리가 파손되는 문제가 발생될 수 있고, 제조되는 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성이 1.3 MPa/m2을 초과하는 경우, 상기 곡면 박판 유리를 형성하기 위한 박판 유리 원판의 생산성이 저하되어, 곡면 접합 유리의 제조 비용이 증가되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리의 파괴인성 값은 0.7 MPa·m1/2 이상 0.85 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리의 파괴인성 값은 0.75 MPa·m1/2 이상 0.83 MPa·m1/2 이하, 또는 0.77 MPa·m1/2 이상 0.8 MPa·m1/2 이하일 수 있다.
상기 곡면 소다라임 유리 및 곡면 박판 유리의 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. 구체적으로, 24 ℃의 온도, 35RH%의 습도 조건에서, KS L 1600:2010 규격에 의거하고 압입하중은 2Kgf로 설정하여, 상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리의 파괴인성 값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 탄성계수 비는 1:1.01 내지 1:1.2일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 탄성계수 비는 1:1.04 내지 1:1.17, 1:1.06 내지 1:1.15, 1:1.08 내지 1:1.12, 또는 1:1.08 내지 1:1.15일 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 대비 전술한 범위의 탄성계수를 보유하고 있어, 상기 곡면 접합 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 보다 경량, 박형인 곡면 박판 유리를 포함하는 경우에도 강건한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 탄성계수는 70 GPa 이상 90 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 73 GPa 이상 87 GPa 이하, 75 GPa 이상 85 GPa 이하, 78 GPa 이상 80 GPa 이하, 75 GPa 이상 80 GPa 이하, 또는 80 GPa 이상 90 GPa 이하의 탄성계수를 가질 수 있다. 또한, 상기 곡면 소다라임 유리는 65 GPa 이상 75 GPa 이하의 탄성계수를 가질 수 있다.
상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리의 탄성계수는 3점굽힘 시험으로 측정할 수 있다. 구체적으로, 24 ℃의 온도, 35RH%의 습도 조건에서, UTM(universal testing machine) 장비를 사용한 3점 굽힘(3point bending) 시험을 통해 상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리의 탄성계수를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 샘플의 폭(width)은 20mm, 지지 간격(support span)을 50 mm로 설정하고, UTM 장비을 통하여 측정된 변위(displacement)와 하중(load)을 변형량(strain)과 응력(stress)으로 변환하여 S-S(strain-stress) 곡선(curve)를 도출한 후, S-S 곡선을 리니어 피팅(liner fitting)하여 산출한 기울기를 통해 탄성계수를 도출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.5, 1:0.2 내지 1:0.4, 1:0.25 내지 1:0.3, 또는 1:0.25 내지 1:0.45일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 곡면 접합 유리의 강성 하락에 따른 파손 확률이 증가되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제조되는 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화, 박형화시킬 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비가 1:0.1 미만인 경우, 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비가 1:0.5를 초과하는 경우, 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화시키는 것이 어려운 문제가 발생될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리의 네 모서리를 고정한 상태에서 중앙부에 일정한 하중을 인가하여 중앙부의 처짐량을 분석한 것을 나타낸 도면이다. 도 3에서 x축은 총 유리 두께를 나타내고 y축은 유리 처짐량, 즉 휘어진 정도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, [곡면 박판 유리의 두께]/[곡면 소다라임 유리의 두께]인 AR(Asymmetry ratio)은 0.1 내지 0.5 범위를 만족할 수 있다. AR이 작아질수록 상기 곡면 박판 유리의 두께는 얇아지고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 두꺼워짐을 의미한다. 도 3을 참고하면, 상기 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절하여, 곡면 접합 유리의 휘어진 정도를 낮추어 강성을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 박판 유리(200) 및 곡면 소다라임 유리(100)의 두께 비를 전술한 범위로 조절하여, 곡면 접합 유리의 강성 증대 효과, 경량화 효과 및 박형화 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리는 전술한 파괴인성 값, 탄성계수, 비커스 경도 등을 만족하는 것이라면, 당 분야에서 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 성분 및 함량으로 구성된 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 박판 유리는 무알칼리 유리일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 곡면 무알칼리 유리일 수 있다. 상기 곡면 무알칼리 유리의 조성은 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 따르면, 상기 곡면 무알칼리 유리는 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 곡면 무알칼리 유리로 무알칼리 붕규산 유리 또는 무알칼리 알루미노 붕규산 유리를 사용할 수 있고, 플로트 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 무알칼리 유리를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 곡면 무알칼리 유리는 유리의 결합력을 약화시키는 알칼리 성분이 없거나 극히 적기 때문에 일반 유리에 비하여 작은 두께에서도 표면의 내마모성, 내충격성이 높아, 접합 유리를 효과적으로 경량화시킬 수 있으며, 내마모성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리는 강화 유리 또는 비강화 유리일 수 있다. 다만, 상기 곡면 박판 유리로 비강화 유리를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 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 곡면 접합 유리를 제조하는 경우, 강화 유리를 가공 및 성형하는 과정이 용이하지 않아 곡면 접합 유리의 불량률이 높으며, 곡면 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, 곡면 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 비강화 박판 유리를 사용할 수 있어, 가공이 용이하며 강화 과정을 생략함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있으므로, 종래 강화 유리를 사용하여 곡면 접합 유리를 제조하는 과정에서 발생될 수 있는 문제를 해결할 수 있고, 제조 단가 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 박판 유리는 강화 처리를 하지 않아, 윈드쉴드 (windshield) 적용 시, 파손이 발생하여도 시야 확보가 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리는 전술한 파괴인성 값, 탄성계수, 비커스 경도 등을 만족하는 것이라면, 당 분야에서 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 성분 및 함량으로 구성된 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리로, 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 곡면 소다라임 유리로 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 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 0.8 mm 이하, 0.4 mm 이상 0.6 mm 이하, 0.3 mm 이상 0.7 mm 이하, 또는 0.5 mm 이상 0.8 mm 이하일 수 있다. 전술한 범위의 두께를 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수함과 동시에, 효과적으로 박형화, 경량화될 수 있다.
상기 곡면 박판 유리의 두께가 0.3 mm 미만이면 곡면 접합 유리의 내충격성이 감소되는 문제가 발생될 수 있으며, 상기 곡면 박판 유리의 두께가 1 mm를 초과하면 곡면 접합 유리의 경량화, 박형화 효과를 얻기 힘들 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술함 범위의 두께를 가지는 곡면 박판 유리의 높은 기계적 물성으로 인하여, 곡면 접합 유리의 경량화 및 박형화를 효과적으로 달성할 수 있고, 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 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 2 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 2.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리의 두께가 2 mm 미만인 경우에는 곡면 접합 유리의 내충격성이 감소되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께가 3 mm를 초과하면 곡면 접합 유리의 경량화 및 박형화 효과를 얻기 힘들 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리 두께의 상한 값과 하한 값은 곡면 접합 유리에 인가되는 외력, 기계적인 충격력을 탄성적으로 흡수하는 것을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 범위의 두께를 가지는 상기 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는, 기존의 약 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2개가 접합된 기존의 곡면 접합 유리 대비, 50 % 이상 80 % 이하의 두께를 가질 수 있고, 50 % 이상 80 % 이하의 무게를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 곡면 접합 유리 대비 경량화, 박형화된 곡면 접합 유리를 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리는 접합 필름 또는 접착제에 의하여 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합될 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리의 볼록한 일면은 접합 필름 또는 접착제에 의하여 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 접합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 필름은 단층 혹은 다층일 수 있다. 또한, 접합 필름을 2층 이상으로 할 경우, 각 층의 조성은 서로 상이할 수 있으며, 각 층의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 접합 필름은 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. 구체적으로, 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, 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 필름으로 상기 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리를 원하는 강도로 고정시킬 수 있는 접착력을 가지며, 가시광선에 대한 투과 성능과 화학적 내구성이 우수한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합 필름의 두께는 0.5 mm 이상 1 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 접합 필름의 두께는 0.6 mm 이상 0.9 mm 이하일 수 있다. 접합 필름의 두께가 0.5 mm 미만인 경우에는 접합 필름의 충격 흡수성이 저하되고, 상기 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리에 대한 접착력이 충분하지 않아 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리를 고정하는 힘이 약해지면서 계면 박리가 생기는 등의 문제가 발생될 수 있다. 한편, 접합 필름의 두께가 1.0 mm를 초과하면 곡면 접합 유리의 강성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 접합 유리의 강성을 유지하며 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리를 안정적으로 고정하기 위하여, 전술한 범위의 두께를 가지는 접합 필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접착제는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid Optically Clear Adhesive) 및 OCR(Optically Clear Resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 접착제는 상기 곡면 박판 유리의 일면 또는 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 0.5 mm 이상 1.5 mm 이하의 두께로 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리와 상기 곡면 소다라임 유리는 정합된 상태일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 곡면 박판 유리와 상기 곡면 소다라임 유리는 정합된 상태는 상기 곡면 박판 유리와 상기 곡면 소다라임 유리가 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성한 상태를 의미할 수 있다. 상기 곡면 박판 유리와 상기 곡면 소다라임 유리가 정합됨에 따라, 곡면 접합 유리에서 유리 상호간에 들뜸이 발생되는 것이 억제될 수 있고, 곡면 접합 유리의 투과 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 소다라임 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 가운데 부분보다 양 옆이 더욱 휘어지는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조를 가지는 곡면 접합 유리를 자동차용 유리에 적용할 수 있다. 예를 들면, 자동차용 유리 중 전면 윈도우, 측면 윈도우, 후면 윈도우 및 선루프 윈도우 등에 적용될 수 있다. 특히, 자동차용 유리 중 전면 윈도우에 적용하는 경우, 상기 곡면 접합 유리는 유선형의 곡면형상으로 자동차의 주행 중 부딪히는 주행풍과의 저항을 감소시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 곡면 소다라임 유리(100)의 오목한 일면과 상기 곡면 박판 유리(200)의 볼록한 타면이 접합된 곡면 접합 유리는 자동차용 유리로 사용될 수 있다. 상기 곡면 박판 유리(200)가 자동차용 유리의 내측에 위치하는 경우, 곡면 접합 유리가 파손되더라도, 상기 곡면 박판 유리(200)가 비산되지 않으므로, 탑승자가 상해를 입는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리와 상기 곡면 소다라임 유리는 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 또한, 상기 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리의 곡률반경은 적용되는 유리의 용도에 따라 상이하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리는 각각 독립적으로, 1종 이상의 착색 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리에 착색 성분을 첨가함으로써, 곡면 접합 유리에 열차단 기능을 부여할 수 있다. 상기 착색 성분으로, Fe203, CoO, Se 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 곡면 박판 유리 및 곡면 소다라임 유리에 포함되는 착색 성분의 함량은 상기 곡면 접합 유리가 사용되는 용도에 따라 조절될 수 있다. 일 예로, 유리 조성물 100중량부에 대하여 Fe203의 함량이 0.0001 중량부 이상 2 중량부 이하, CoO의 함량이 0.0005 중량부 이상 1 중량부 이하, Se의 함량이 0.01 중량부 이상 0.1 중량부 이하인 곡면 박판 유리는 자동차용 유리에 사용될 수 있다. 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 유리 중 전면 윈도우 또는 측후면 윈도우로 적용하는 경우, 상기 착색 성분의 함량을 조절하여, 상기 곡면 접합 유리의 가시광 투과율을 70% 이상으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 유리 중 썬루프 윈도우로 적용하는 경우에는 상기 곡면 접합 유리의 가시광 투과율을 약 5%로 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 곡면 소다라임 유리를 준비하는 곡면 소다라임 유리 준비단계; 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 판상의 박판 유리를 구비시키는 박판 유리 준비단계; 및 상기 박판 유리를 탄성 변형시켜 형성된 곡면 박판 유리를, 상기 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합되도록 하는 접합단계;를 포함하고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 곡면 접합 유리를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 접합 유리 제조 방법에서의 상기 곡면 소다라임 유리, 곡면 박판 유리, 접합 필름 등은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리에서의 곡면 소다라임 유리, 곡면 박판 유리, 접합 필름 등과 동일한 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 박판 유리를 접합하는 과정을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 4는 곡면으로 성형된 곡면 소다라임 유리(100)의 오목한 면 상에 접합 필름(300)과 판상의 박판 유리(210)를 위치시키고, 판상의 박판 유리(210)를 탄성 변형시켜, 접합 필름(300)을 통해 곡면 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 접합되는 곡면 박판 유리(200)를 포함하는 곡면 접합 유리를 제조하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리 준비단계 및 상기 박판 유리 준비단계에서, 상기 소다라임 유리와 박판 유리를 목적하는 크기로 재단할 수 있다. 또한, 곡면 접합 유리를 제조하는 과정에서 상기 소다라임 유리와 박판 유리가 파손되는 것을 방지하기 위하여, 상기 소다라임 유리와 박판 유리의 측면을 베벨링 가공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리 준비단계는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법을 이용하여, 판상의 소다라임 유리를 곡면으로 가공하여 곡면 소다라임 유리를 제조할 수 있다. 일 예로, 성형틀에 판상의 소다라임 유리를 올려 놓은 상태로 고온에 노출시켜 자중 방식으로 성형하거나, 또는 상/하 몰드(mold) 사이에 판상의 소다라임 유리를 삽입한 후에 고온에서 압력을 인가하는 프레스(press) 방식으로 성형을 할 수 있다. 구체적으로, 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하의 온도에서 자중 방식을 이용하여 판상의 소다라임 유리를 곡면으로 성형할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합단계는 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 상기 박판 유리를 탄성 변형시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 상기 판상의 박판 유리를 위치시키고, 상기 판상의 박판 유리를 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합된 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소다라임 유리를 곡면으로 가공한 후, 판상의 박판 유리를 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 탄성 변형시킬 수 있어, 기존의 가열 공정을 통해 유리를 곡면으로 가공하는 공정 대비, 곡면 접합 유리의 제조 공정이 간소화되는 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 곡면 접합 유리의 공정 비용 및 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 판상의 박판 유리가 탄성 변형되어 곡면 박판 유리로 형성되는 과정에서, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에 압축 응력이 형성됨에 따라, 상기 곡면 접합 유리의 내충격성 및 파손 강도가 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 판상의 박판 유리에 탄성 변형을 가하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 일 예로, 고온 롤러 또는 진공 링 (ring)/진공 백(bag) 공정을 이용한 압착공정을 통하여, 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 상온에서 상기 판상의 박판 유리를 탄성 변형시켜, 곡면 박판 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합단계는 상기 곡면 박판 유리를 접합 필름 또는 접착제를 이용하여 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합할 수 있다. 일 예로, 상기 판상의 박판 유리의 일면과 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 사이에 접합 필름을 위치시킨 후, 접합 필름을 매개로 하여 탄성 변형된 곡면 박판 유리를 상기 곡면 소다라임 유리의 일면 상에 접합시킬 수 있다. 또한, 상기 판상의 박판 유리의 일면 및/또는 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 접착제를 도포함으로써, 상기 접착제를 매개로 하여 탄성 변형된 곡면 박판 유리를 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접합단계는 80℃ 이상 140℃ 이하에서 수행될 수 있다. 탄성 변형된 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리를 80℃ 이상 140℃ 이하의 온도에서 접합함으로써, 접합 필름 또는 접착제가 변성되어 접착력이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 곡면 접합 유리의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
나아가, 오토클레이브(autoclave)에서 고온, 고압 처리하는 공정을 수행하여, 탄성 변형된 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리의 접합을 완료할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 상기 탄성 변형된 곡면 박판 유리를 접합하기 위하여 사용되는 접합 필름 또는 접착제는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 접합 유리에서 사용되는 접합 필름 또는 접착제와 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.5, 1:0.2 내지 1:0.4, 1:0.25 내지 1:0.3, 또는 1:0.25 내지 1:0.45일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 곡면 접합 유리의 강성 하락에 따른 파손 확률이 증가되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제조되는 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화, 박형화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 0.8 mm 이하, 0.4 mm 이상 0.6 mm 이하, 0.3 mm 이상 0.7 mm 이하, 또는 0.5 mm 이상 0.8 mm 이하일 수 있다. 전술한 범위의 두께를 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수함과 동시에, 효과적으로 박형화, 경량화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 2 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 2.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리의 두께가 2 mm 미만인 경우에는 곡면 접합 유리의 내충격성이 감소되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 곡면 소다라임 유리의 두께가 3 mm를 초과하면 곡면 접합 유리의 경량화 및 박형화 효과를 얻기 힘들 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.1 내지 1:1.3일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.12 내지 1:1.27, 1:1.15 내지 1:1.25, 또는 1:1.2 내지 1:1.23일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리보다 높은 경도를 보유하는 상기 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내마모성, 내스크레치성 및 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 5.8 GPa 이상 6.9 GPa 이하, 6.0 GPa 이상 6.7 GPa 이하, 또는 6.2 GPa 이상 6.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도 값을 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내마모성, 내구성이 우수할 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리는 5.2 GPa 이상 5.8 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리의 탄성계수, 파괴인성 값은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 박판 유리와 곡면 소다라임 유리의 탄성계수, 파괴인성 값과 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 박판 유리는 비강화 유리일 수 있다. 구체적으로, 화학적 강화 및 열 강화 등의 공정을 거치지 않은 비강화 박판 유리를 사용할 수 있어, 가공이 용이하며 강화 과정을 생략함으로써 곡면 접합 유리의 제조 비용을 감소시킬 수 있으므로, 제조 단가 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 박판 유리는 강화 처리를 하지 않아, 윈드쉴드 (windshield) 적용 시, 파손이 발생하여도 시야 확보가 용이할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리는 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리가 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가진다는 것은, 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리가 동일한 곡률 반경을 가지는 경우, 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리의 곡률 반경이 다소 차이가 있더라도 상기 곡면 소다라임 유리와 곡면 박판 유리가 접합된 후에는 서로 동일한 곡률 반경을 가지는 경우 등을 의미할 수 있다.
상기 곡면 소다라임 유리 및 곡면 박판 유리는 동일한 곡률 반경을 가질 수 있어, 보다 정밀하게 정합될 수 있으며 이를 통해 제조되는 곡면 접합 유리의 투과 성능이 향상될 수 있다. 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 전면 윈도우에 사용하는 경우, 사용자는 보다 명확하게 시야를 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 4에서와 같이, 곡면 소다라임 유리(100)의 오목한 일면 상에 곡면 박판 유리(200)의 볼록한 일면이 접합된 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합되기 때문에, 곡면으로 탄성 변형되기 전의 판상의 박판 유리는 곡면으로 가공되기 전의 판상의 상기 소다라임 유리보다 작은 치수를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리가 상기 곡면 소다라임 유리와 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 2.0 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리를 준비하였다. 또한, 접합 필름으로 0.76 mm의 두께를 가지는 폴리비닐부티랄(PVB) 필름을 준비하였다. 상기 무알칼리 유리의 탄성계수는 78 GPa, 비커스 경도는 6.3 GPa, 파괴 인성은 1.20 MPa·m1/2이고, 상기 소다라임 유리의 탄성계수는 72 GPa, 비커스 경도는 5.6 GPa, 파괴 인성은 0.85 MPa·m1/2이다.
먼저, 상기 소다라임 유리를 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 곡면으로 가공된 상기 소다라임 유리의 오목한 일면과 무알칼리 유리 사이에 상기 접합 필름을 놓고, 20 ℃, 300 torr의 압력 조건에서 진공 링으로 압착하여, 무알칼리 유리를 탄성 변형시켰다. 이후, 압착된 무알칼리 유리와 소다라임 유리를 오토클레이브에서 130 ℃, 10 bar 의 조건으로 처리하여 곡면 접합 유리를 제조하였다.
실시예 2
실시예 2에서는 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리를 준비하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 곡면 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 2.0 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2장 및 0.34mm 두께의 PVB 필름을 접합 필름으로 준비하였다. 상기 소다라임 유리의 탄성계수는 72 GPa, 비커스 경도는 5.6 GPa, 파괴 인성은 0.85 MPa·m1/2이다.
먼저, 상기 2장의 소다라임 유리 각각을 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 곡면으로 가공된 소다라임 유리 2장 사이에 접합 필름을 놓고 80 ℃, 300 torr의 압력 조건에서 가압 압착하였다. 압착된 상기 소다라임 유리를 오토클레이브에서 130 ℃, 11.76 bar의 조건으로 처리하여 곡면 접합 유리를 제조하였다.
비교예 2
비교예 2에서는 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2장을 준비하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 곡면 접합 유리를 제조하였다.
제조 결과
2장의 소다라임 유리를 가열하며 자중 성형 방법으로 곡면 가공한 비교예 1 및 비교예 2 대비, 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 오목한 일면 상에 접합시키는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2는 곡면 무알칼리 유리와 곡면 소다라임 유리가 정합된 상태로 접합된 곡면 접합 유리를 빠른 속도로 생산할 수 있어, 곡면 접합 유리의 생산성을 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
100: 곡면 소다라임 유리
200: 곡면 박판 유리
210: 판상의 박판 유리
300: 접합 필름

Claims (13)

  1. 곡면 소다라임 유리; 및
    상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 구비되는 곡면 박판 유리;를 포함하고,
    상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 상기 곡면 박판 유리의 두께보다 크고,
    상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되며,
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.1 내지 1:1.3인 것인 곡면 접합 유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5인 것인 곡면 접합 유리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 곡면 접합 유리.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하인 것인 곡면 접합 유리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 박판 유리는 접합 필름 또는 접착제에 의하여 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합되는 것인 곡면 접합 유리.
  7. 곡면 소다라임 유리를 준비하는 곡면 소다라임 유리 준비단계;
    상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 판상의 박판 유리를 구비시키는 박판 유리 준비단계; 및
    상기 박판 유리를 탄성 변형시켜 형성된 곡면 박판 유리를, 상기 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합되도록 하는 접합단계;를 포함하고,
    상기 곡면 소다라임 유리의 두께는 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리 두께보다 크고,
    상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에서 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 접합단계는 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 상기 박판 유리를 탄성 변형시키는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 접합단계는 상기 곡면 박판 유리를 접합 필름 또는 접착제를 이용하여 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 면 상에 접합하는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.1 내지 1:1.3인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
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