KR102162896B1 - 유리/금속 적층 구조체 및 적층 구조체의 제조 방법 - Google Patents

유리/금속 적층 구조체 및 적층 구조체의 제조 방법 Download PDF

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윌리엄 케이스 피셔
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Abstract

적층 구조체는 제1 면 및 제2 면 사이에서 연장되는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트를 포함한다. 상기 적층 구조체는 약 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트 및 상기 금속 시트의 제1 면에 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 부착시키는 제1 중간층을 더욱 포함한다. 또 다른 실시 예에 있어서, 적층 구조체를 제조하는 방법은 중간층으로 금속 시트 및 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 함께 적층시키는 단계를 포함한다.

Description

유리/금속 적층 구조체 및 적층 구조체의 제조 방법 {Glass/Metal Laminated Structures and Methods of manufacturing Laminated Structures}
본 출원은 2012년 10월 5일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/710287호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 발명은 일반적으로 유리/금속 적층 구조체 및 적층 구조체의 제조 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는, 화학적으로 강화된 유리 시트를 포함하는 유리/금속 적층 구조체 및 화학적으로 강화된 유리 시트를 포함하는 적층 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
이것은, 가전제품과 같은, 다양한 장치에 금속 시트를 포함하는 외부 하우징을 제공하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 통상적으로, 상대적으로 박형 금속 시트는 가전제품용 외부 하우징 표면으로서 사용된다. 이로써, 상기 금속 시트는 보호를 제공하면서 또한 가전제품의 외형을 유지한다. 대부분의 사용-중인 경우에 있어서, 상기 금속 외부 하우징 시트는, 이의 열악한 내스크래치성, 및 지문 및 오일 자국에 대해 열악한 청결성 (cleanability) 때문에, 단 기간 내에 이의 미적 외형을 상실할 수 있는 것으로 관찰된다.
미국 특허등록 제7,666,511호 (문헌공개일: 2010.02.23.) 미국 특허등록 제4,483,700호 (문헌공개일: 1984.11.20.) 미국 특허등록 제5,674,790호 (문헌공개일: 1997.10.07.)
제1 관점에 따르면, 적층 구조체는 제1 면 및 제2 면 사이에서 연장하는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트를 포함한다. 상기 적층 구조체는 약 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트 및 상기 금속 시트의 제1 면에 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 부착시키는 제1 중간층를 더욱 포함한다.
상기 제1 관점의 하나의 실시 예에 따르면, 상기 제1 중간층은 폴리비닐 부티랄의 층을 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 폴리비닐 부티랄의 층은 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm의 두께를 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 중간층은 아이오노머 (ionomer)를 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 중간층의 두께는 약 0.1 mm 내지 약 2 mm이다.
제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 중간층의 영의 계수는 15 MPa 이상이다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 중간층의 영의 계수는 275 MPa 이상이다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트는 산-에칭된 유리 시트를 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트는 약 0.5 mm 내지 약 1.1 mm의 두께를 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트는 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택된 유리를 포함한다.
상기 제1 관점의 또 다른 실시 예에 따르면, 약 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제2 화학적으로 강화된 유리; 및 상기 금속 시트의 제2 면에 상기 제2 화학적으로 강화된 유리 시트를 부착시키는 제2 중간층을 더욱 포함한다.
제2 관점에 따르면, 적층 구조체의 제조방법은 제1 면 및 제2 면 사이에서 연장하는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트를 제공하는 단계 (I)를 포함한다. 상기 방법은 약 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 화학적으로 강화된 유리를 제공하는 단계 (Ⅱ)를 더욱 포함한다. 상기 방법은 제1 중간층으로 상기 금속 시트의 제1 면에 상기 화학적으로 강화된 유리 시트를 부착시키는 단계 (Ⅲ)를 더욱 포함한다.
제2 관점의 일 실시 예에 있어서, 단계 (Ⅱ)는 약 0.5 mm 내지 약 1.1 mm의 범위 내에서 상기 화학적으로 강화된 유리 시트의 두께를 제공한다.
상기 제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 단계 (Ⅱ)는 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택된 유리로 상기 유리 시트를 제공하는 단계를 포함한다.
제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 방법은 소스 유리 시트로부터 복수의 유리 시트를 분리시키는 단계, 및 단계 (Ⅱ)의 화학적으로 강화된 유리 시트를 제공하기 위해 상기 복수의 유리 시트 중 적어도 하나를 화학적으로 강화시키는 단계를 더욱 포함한다.
제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 유리 시트를 화학적으로 강화시키는 단계 이전에, 상기 유리 시트의 적어도 하나의 엣지를 마감하는 단계를 더욱 포함한다.
제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 단계 (Ⅲ) 전에, 수분 함량을 조절하기 위해 상기 제1 중간층을 조절하는 단계를 더욱 포함한다.
제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 조절하는 단계는 1% 미만으로 상기 제1 중간층의 수분 함량을 조정한다.
제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 단계 (Ⅲ)는 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 및 상기 금속 시트의 제1 면 사이에 위치된 중간층으로 스택 (stack)을 쌓는 단계, 상기 스택을 진공 챔버 내에 위치시키는 단계, 상기 진공 챔버를 적어도 부분적으로 배기시키는 단계, 및 상기 스택을 적층 온도로 가열시키는 단계를 포함한다.
상기 제2 관점의 또 다른 실시 예에 있어서, 단계 (Ⅲ) 이전에, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트를 산 에칭시키는 단계를 더욱 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특색들, 관점들, 및 장점들은 하기 상세한 설명, 첨부된 도면, 및 첨부된 청구항으로부터 명확해질 것이다. 여기서:
도 1은 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체를 혼입하는 캐비넷 (cabinet)의 개략도이다;
도 2는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체를 예시하는 도 1의 선 2-2를 따른 상기 캐비넷의 부분 단면도이다;
도 3은 본 개시의 또 다른 관점에 따른 또 다른 대표 적층 구조체를 예시하는 또 다른 단면도이다;
도 4는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체를 대표 제조하는 단계를 예시하는 흐름도이다;
도 5는 본 개시의 관점에 따라 진공 챔버 내에 스택을 위치시키고, 적층 구조체를 생산하기 위해 적층 온도로 상기 스택을 가열시키는 선택적인 단계를 예시하는 개략도이다;
도 6은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 16 Gauge (1.59 mm) 스테인레스 스틸, 및 다양한 타입의 중간층을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 6 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 (Weibull) 그래프이다;
도 7은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 0.38 mm 폴리비닐 부티랄의 층, 및 다양한 두께의 스테인레스 스틸을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 다섯 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다;
도 8은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머의 층, 및 다양한 두께의 스테인레스 스틸을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 세 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다;
도 9는 완전히 템퍼링된 4 mm 소다 라임 유리의 두 개의 군과 비교한 1 mm Corning®Gorilla® 유리를 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 세 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다;
도 10은 산-에칭된 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트 [즉, 16 Gauge (1.59 mm) 및 24 Gauge (0.64 mm)]와 함께 0.38 mm 폴리비닐 부티랄을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 두 개의 군과 비교한 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트 [즉, 16 Gauge (1.59 mm) 및 24 Gauge (0.64 mm)]와 함게 0.38 mm 폴리비닐 부티랄을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 또 다른 두 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다; 및
도 11은 산-에칭된 0.7 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트 [즉, 16 Gauge (1.59 mm) 및 24 Gauge (0.64 mm)]와 함께 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머의 층을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 두 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다.
이하 본 발명은 본 발명의 대표 구현 예를 나타낸 첨부된 도면을 참조하여 에서 좀더 구체적으로 기재될 것이다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부품에 대하여 도면들 전체적으로 사용될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 서술된 구현 예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 이들 대표 구현 예는 본 개시가 철저하고 완벽하며, 기술분야의 당업자에게 본 발명의 범주가 완전히 전달되도록 제공된다.
적층 구조체는 본 개시의 관점에 따른 광범위한 적용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 적층 구조체는 외장용 자재, 장식 패널, 캐비넷 설비, 벽 커버링, 또는 다른 건축용 적용과 같은 다양한 건축용 적용에 사용될 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 적층 구조체는 가구 아이템 및/또는 가전제품에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 적층 구조체는 캐비넷 또는 다른 가구 및/또는 가전제품의 외부 패널로서 혼입될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체 (103)를 혼입하는 캐비넷 (101)의 개략도를 예시하고 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 캐비넷 (101)은 저장용 붙박이 장 (wall unit)에 혼입될 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 캐비넷은 냉장고에 보관될 수 있다. 예를 들어, 상기 캐비넷 (101)은, 비록 다양한 다른 비냉장된 예가 선택적으로 제공될 수 있을지라도, 냉장고 및/또는 냉동고를 포함할 수 있다.
도 2는 단 하나의 실시 예에 대한 도 1의 선 2-2를 따른 대표 부분 단면을 예시하며, 여기서 적층 구조체는 냉장된 캐비넷 (예를 들어, 냉장고 및/또는 냉동고)의 외부 스킨층로서 혼입된다. 상기 적층 구조체 (103)가 특정 적용에 의존하는 절연층 및/또는 내부 스킨과 같은, 패널의 다른 요소와 조합될 수 있을지라도, 상기 적층 구조체 (103)는 사용에서 전체 구조물을 포함할 수 있다.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 상기 적층 구조체는 광범위한 금속 타입 및/또는 광범위한 두께 및 형상을 포함할 수 있는 금속 시트 (210)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 시트 (201)은 스틸, 냉연 스틸, 알루미늄 또는 다른 금속 타입을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시 예에 있어서, 상기 금속 시트는 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 스테인레스 스틸은 원하는 보호를 제공하고, 시간에 걸쳐 부식에 저항하며 및 브러쉬형 스테인레스 스틸 외형과 같은 원하는 외형을 제공하는 외부 패널 구조물을 위한 적절한 적용을 가질 수 있다.
상기 금속 시트 (201)는 제1 면 (203) 및 제2 면 (205) 사이에서 연장하는 두께 (T1)를 갖는 제1 면 (203) 및 제2 면 (205)를 포함할 수 있다. 상기 금속 시트 (201)의 두께 (T1)은 특정 적용에 의존하여 광범위한 두께를 포함할 수 있다. 상대적으로 박형 금속 시트는 변형에 대해 충분한 내성을 여전히 제공하면서 적층 구조체의 중량 및/또는 재료 비용을 감소시키기 위한 적용에 사용될 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상대적 두꺼운 금속 시트는, 또 다른 지지가 적층 구조체의 기계적 무결성 (mechanical integrity)을 유지하기 위해 요구되는, 적용에 사용될 수 있다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 두께는 25 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 0.5 mm)로부터 12 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 2 mm)까지의 범위일 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 두께는 24 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 0.64 mm 두께 스테인레스 스틸)로부터 16 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 1.59 mm 두께 스테인레스 스틸)까지의 범위일 수 있다. 이로써, 도 2를 참조하면, 상기 금속 시트 (201)의 두께 (T1)는, 비록 다른 두께가 특정 적용에 의존하여 제공될지라도, 약 0.64 mm 내지 약 1.59 mm와 같은, 약 0.5 mm 내지 약 2 mm일 수 있다.
도 2에 더욱 예시된 바와 같이, 상기 적층 구조체 (103)는, 1.1 mm 이하와 같은, 약 0.5 mm 내지 약 1.1 mm와 같은, 약 0.55 mm 내지 약 1.1 mm와 같은, 약 1.5 mm 이하의 제1 면 (209) 및 제2 면 (211) 사이에서 연장하는 두께 (T2)를 포함하는 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 더욱 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시 예에 있어서, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)는 약 0.7 mm의 두께 (T2)를 갖는다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)는 약 1 mm의 두께 (T2)를 갖는다. 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)는 알루미노실리케이트 유리, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리과 같은 유리, 또는 다른 유리 물질을 포함할 수 있다.
다양한 유리 형성 기술은 적층 구조체 (109) 내에 혼입될 수 있는 유리 시트 (207)를 생산하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 융합 다운 인발 기술, 융합 업인발 기술, 슬롯 인발 기술 또는 다른 공정들은, 원하는 치수 형상을 갖는 유리 시트로 가공될 수 있는 유리 리본을 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 융합 인발 공정은 원래 그대로의 표면을 얻기 위해 제공될 수 있다. 몇몇 예에 있어서, 디스플레이 품질 유리 시트 (207)는 상기 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)에 걸쳐 투명한 피복을 제공하는데 사용될 수 있다. 디스플레이 품질 유리의 제공은 보호될 금속 시트 (201)의 제1 면의 미적 외관을 허용할 수 있다. 동시에, 상기 유리 시트 (207)는 상기 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)의 원래 그대로의 표면 품질을 유지하는 것을 도울 수 있다. 실제로, 스크래치, 스머징 (smudging) 또는 다른 결함 (imperfection)은 상기 금속 시트 (201)와 함께 적층된 보호성 유리 시트 (207)에 기인하여 피할 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 상기 유리 시트는 코닝 사의 Corning®Gorilla® 유리와 같은 화학적으로 강화된 유리를 포함할 수 있다. 이러한 화학적으로 강화된 유리는, 예를 들어, 미국 특허 제7,666,511호, 제4,483,700호 및 제5,674,790호에 따라 수행될 수 있다. 화학적 강화는 이온 교환 공정에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 유리 시트 (예를 들어, 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리)는 융합 인발에 의해 제조될 수 있고, 그 다음 미리결정된 시간 동안 용융염 욕조에서 상기 유리 시트를 함침시켜 화학적으로 강화된다. 상기 유리 시트의 표면에 또는 근처에서 유리 시트 내의 이온은, 예를 들어, 염 욕조로부터 더 큰 금속 이온으로 교환된다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 용융염 욕조의 온도는 약 430℃이고, 미리결정된 시간은 약 8시간이다. 또 다른 구현 예에 있어서, 상기 용융염 욕조의 온도는 450℃이고, 미리결정된 시간은 약 4.5시간이다.
상기 유리로 더 큰 이온의 혼입은 근 표면 영역에서 압축 응력을 생성시켜 시트를 강화시킨다. 상응하는 인장 응력은 압축 응력과 균형을 이루기 위해 상기 유리 시트의 중심 영역 내에 유도된다. Corning®Gorilla® 유리의 화학적 강화 공정은 표면으로부터 (예를 들어, 약 40 microns; 및 100 microns 초과할 수 있는) 상대적으로 깊은 깊이에서 (예를 들어, 약 700 MPa 내지 약 730 MPa; 및 800 MPa 초과할 수 있는) 상대적으로 높은 압축 응력을 가질 수 있다. 이러한 유리는 높은 보유 강도 및 스크래치 손상에 대한 높은 저항성, 높은 내충격성, 높은 휨강도뿐만 아니라 원래 그대로의 표면을 가질 수 있다. 하나의 대표 유리 조성물은 SiO2, B2O3 및 Na2O를 포함할 수 있고, 여기서 (SiO2 + B2O3) ≥ 66 mol.%, 및 Na2O ≥ 9 mol.%이다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)는 유리 시트를 더욱 강화시키기 위해 산-에칭 유리 시트를 포함할 수 있다. 산 에칭의 도입은 충격 성능에 저하 없이 본 개시의 적층 구조체에서 더 얇은 스틸의 사용을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 산 에칭 단계는 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)의 표면으로부터 약 1.5 내지 약 1.7 micron을 제거할 수 있다. 산 에칭은 유리 강도가 표면 흠 (flaw)의 팁 모양 및 크기에 극도로 민감하다는 사실을 다룬다. 전술된 표면층을 제거하여, 산 에칭은 1 micron 미만의 대부분의 표면 흠을 일소할 수 있다. 산 에칭이 더 큰 흠을 제거할 수 없는 반면, 상기 산 에칭 절차는 응력 집중 계수 (concentration factor)를 극적으로 감소시키는 흠 팁을 둥글게 하는 경향이 있을 것이다. 유리 표면에서 개선 (예를 들어, 더 큰 흠의 팁을 둥글게 하고, 작은 표면 흠의 제거)은 내충격성과 같은, 유리 강도를 극적으로 증가시킬 수 있다. 더군다나, 오직 유리의 상대적으로 얇은 깊이가 제거되어, 표면으로부터 40 microns, 또는 몇몇 실시 예에서 100 microns 초과와 같은 유리 시트로 훨씬 더 큰 깊이에서 상대적으로 높은 압축 응력을 갖는, 화학적으로 강화된 유리 시트에서 상당한 압축 응력 하락을 결과하지 않을 것이다.
일 실시 예에 있어서, 상기 산 에칭 단계는 1.5M HF / 0.9M H2SO4의 화학 용액으로, 수평 분무 에칭 시스템에서 실행될 수 있다. 다른 공정 파라미터는 90℉ (32.2℃)의 공정 온도, 40초의 공정 시간, 20 psi의 분무 압력, 분당 15 사이클의 분무 진동 (spray oscillation), 및 분당 0.48 gallon 원뿔 분무 노즐 사용을 포함할 수 있다. 산 에칭 후, 상기 가공된 유리 시트는, 20 psi의 분무 압력 및 분당 0.3 gallon, 팬제트 패턴 노즐(fanjet pattern nozzle)을 통해, 물을 사용하는 헹굼 단계로 세정될 수 있다. 그 다음, 상기 산-에칭된 화학적으로 강화된 유리 시트는 공기 흐름 건조기 시스템으로 공기를 공급하는 5 hp 공기 터빈 하에서 건조될 수 있다.
도 2에서 더욱 예시된 바와 같이, 상기 적층 구조체 (103)는 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)에 제1 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 부착시키는 중간층 (213)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 중간층 (213)은 유리 시트 및 금속 시트의 적용 및 특징에 의존하여 광범위한 물질로부터 형성될 수 있다. 광학적으로 맑은 중간층은, 비록 불투명 및 가능한 착색된 중간층이 또 다른 실시 예에서 제공될 수 있을지라도, 실질적으로 투명한 것으로 제공될 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 바람직한 이미지는 미적 목적을 위해 유리 측면 상으로 또는 중간층 상으로, 스크린 인쇄 또는 디지털 스캐닝 인쇄로, 인쇄될 수 있다. 이들 인쇄된 이미지가 계면상에 (예를 들어, 중간층 상에) 배열될 수 있기 때문에, 이들은 전체 제품 수명 동안 스크래치 손상으로부터 잘 보호될 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 상기 중간층은 금속 시트의 외부 표면의 맑은 시야를 허용하도록 투명층을 포함할 수 있다. 실제로, 상기 중간층 (213)은 유리 시트 (207) 및 금속 시트 (201) 사이에서 우수한 광학 계면을 제공하는, 투명 중간층 (213)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에 있어서, 디스플레이-품질 유리 시트 (207)는 상기 투명 중간층 (213)에 의해 금속 시트 (201)에 적층될 수 있어, 상기 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)의 외관이 시간에 걸쳐 보호되고 쉽게 보일 수 있다.
더욱이, 상기 중간층 (213)은 상기 적층 구조체 (103)의 강화를 돕도록 선택될 수 있고, 상기 유리 시트 (207)가 부서지는 사건에서 상기 유리 시트 (207)로부터 유리 조각을 포획하는 것을 도울 수 있다. 상기 중간층은 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 폴리에스테르 (PET), 아크릴 (예를 들어, 아크릴계 감압 접착 테이프), 폴리비닐 부티랄 (PVB), SentryGlas® 아이오노머, 또는 다른 중간층 물질과 같은 다양한 물질을 포함할 수 있다. 만약 PET가 사용된다면, 일 실시 예에 있어서, 상기 PET 물질은 두 층의 아크릴성 접착 물질 사이에서 샌드위치될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 중간층 (213)은, 폴리비닐 부티랄 (PVB)의 층과 같은, 15 MPa 이상의 영의 계수를 제공하도록 선택될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 폴리비닐 부티랄의 중간층 (213)은 약 0.3 mm 내지 약 0.76 mm와 같은, 약 0.38 mm와 같은 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm의 두께를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 중간층 (213)은 275 MPa 이상의 제1 중간층의 영의 계수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 중간층은 275 MPa 이상, 예를 들어, 약 300 MPa의 영의 계수를 갖는 아이오노머를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 아이오노머는 DuPont사로부터 이용가능한 SentryGlas® 아이오노머를 포함할 수 있다. 이러일 실시 예에 있어서, 상기 중간층 (213)의 두께는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm와 같은, 약 0.89 mm와 같은 약 0.1 mm 내지 약 2 mm일 수 있다.
도 3은 본 개시의 제1 관점에 따른 또 다른 대표 적층 구조체 (301)를 예시한다. 상기 적층 구조체 (301)는 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)에 유리 시트 (207)를 부착시키는 중간층 (213)을 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 상기 적층 구조체 (301)은 또한 상기 금속 시트 (201)의 제2 면 (205)에 제2 화학적으로 강화된 유리 시트 (305)를 부착시키는 제2 중간층 (303)을 포함할 수 있다. 상기 제2 중간층 (303)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 상기 제1 중간층 (213)으로 동일한 두께 (T3)를 가질 수 있다. 유사하게, 몇몇 예에 있어서, 상기 제2 화학적으로 강화된 유리 시트 (305)는 동일한 두께 (T2) 및 다른 특색을 갖는 것을 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)과 같을 수 있다. 상기 적층 구조체(301)의 제공은 제1 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)가 금속 시트 (201)에 제1 면 (203)을 보호하는 동일한 방식으로 상기 금속 시트 (201)의 제2 면을 보호하도록 상기 제2 화학적으로 강화된 유리 시트 (305)를 유사하게 제공할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 적층 구조체 (103)를 제조하는 대표 방법은 유사한 또는 동일한 절차가 상기 적층 구조체 (301)를 생산하기 위해 사용될 수 있는 것을 이해하는 것으로 이하 기재될 것이다. 상기 방법은 화학적으로 강화된 유리 시트 (207) (컬럼 A 참조), 중간층 (213) (컬럼 B), 및 금속 시트 (201) (컬럼 C)를 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계를 포함하는 블럭 (401)을 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계로 시작한다. 이하 기재된 바와 같이, 상기 방법은, 상기 중간층 (213)이 상기 금속 시트 (201)의 제1 면 (203)에 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 부착시키는, 적층 블럭 (403)으로 결론를 맺는다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 컬럼 A는 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 제공하는 단계 동안 수행될 수 있는 선택적인 단계를 보여준다. 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계의 방법은 바람직한 두께 (예를 들어, 도 2에서 T2 참조)를 갖는 유리 시트를 제공하는 단계 (405)를 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 유리 시트 (207)의 두께 (T2)는 약 1.5 mm 이하, 예를 들어, 1.1 mm 이하, 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 1.1 mm, 예를 들어, 약 0.55 mm 내지 약 1.1 mm일 수 있다. 하나의 특정 실시 예에 있어서, 상기 유리 시트 (207)는 약 0.7 mm의 두께 (T2)를 갖는다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 유리 시트 (207)는 약 1 mm의 두께 (T2)를 갖는다. 상기 유리 시트 (207)는 알루미노실리케이트 유리, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리, 또는 다른 유리 물질과 같은 유리를 포함할 수 있다. 상기 유리 시트 (207)는 융합 다운 인발, 융합 업인발, 슬롯 인발 또는 다른 공정과 같은 다양한 기술에 의해 제공될 수 있다.
상기 방법은 그 다음 소스 유리 시트로부터 복수의 유리 시트를 분리시키는 단계 (405)으로부터 단계 (407)로 선택적으로 진행될 수 있다. 예를 들어, 알루미노실리케이트 유리 또는 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리의 유리 리본은 원하는 두께로 융합 다운 인발 공정으로부터 형성될 수 있다. 그 다음, 복수의 유리 시트는 유리 리본으로부터 절단될 수 있고, 선택적으로 특정 적용을 위해 바람직한 전체 원하는 치수를 갖는 유리 시트의 서브셋으로 분리될 수 있다. 복수의 유리 시트의 분리는 광범위한 기술로 수행될 수 있다. 예를 들어, 공정은, 특히 박형 유리에서, 추가의 흠이 도입되는 위험에 기인하여, 유리 강도에 역효과를 최소화하도록 선택될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 다이아몬드를 포함하는, 110°의 선단 각 (tip angle)을 갖는 3mm 직경 스코어링 휠은 스코어링 작동을 위해 사용될 수 있다. 한편, 대략 0.8 kgf의 적용력 (applied force)은 스코어링 힘을 위해 사용될 수 있다.
단계 (407)로부터 원하는 크기를 갖는 유리 시트는 그 다음 상기 유리 시트 (207)를 화학적으로 강화시키는 단계 전에 상기 유리 시트 (207)의 적어도 하나의 엣지를 기계가공 또는 그렇지 않으면 마감을 위해 단계 (409) 동안 더욱 선택적으로 가공될 수 있다. 예를 들어, 단계 (409)는 날카로운 엣지를 감소시키고, 미관 및 엣지 강도를 개선시키도록 요구된 프로파일에서 엣지를 둥글거나 또는 사면으로 엣지 그라인딩 및 마감하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 400# (다이아몬드 연마재의 메쉬 크기)의 프로파일된 다이아몬드 휠은 넓은 다양한 적용에 사용될 수 있다. 다른 공정 파라미터는 약 10 m/sec 내지 약 30 m/sec의 그라인딩 속도, 약 0.5 m/min의 피드 속도, 및 약 0.1 mm 내지 약 0.2 mm의 그라인딩 깊이를 포함할 수 있다. 만약 더 높은 엣지 강도가 요구된다면, 후속 그라인딩 단계는 800# 다이아몬드 휠로 수행될 수 있다. 이러한 선택적인 후속 그라인딩 단계는, 공정 파라미터, 예를 들어, 약 10 m/sec 내지 약 30 m/sec의 그라인딩 속도, 약 0.5 m/min의 피드 속도, 및 약 0.05 mm 내지 약 0.1 mm의 그라인딩 깊이를 포함할 수 있다.
원하는 크기가 (예를 들어, 단계 (407) 동안) 얻어지고, 어떤 엣지가 기계가공되거나 또는 그렇지 않으면 (예를 들어, 단계(409) 동안) 마감된 때, 상기 유리 시트는 단계 (411) 동안 화학적으로 강화될 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 상기 화학적 강화 단계는 Corning®Gorilla® 유리를 발생시키기 위해 사용된 이온 교환 화학 강화 기술을 포함할 수 있다. 더욱이, 단계 (411) 동안 화학적 강화 후에, 선택적으로, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)는 단계 (413) 동안 산 에칭될 수 있다. 산 에칭은 특정 적용을 위해 요구된 대로 상기 유리 시트를 더욱 강화시키기 위해 전술된 대표적인 절차로 수행될 수 있다.
선택적으로, 상기 제조방법의 적층 블럭 (403)을 도입하기 전에, 상기 유리 시트는 단계 (415) 동안 세정될 수 있다. 세정은 표면 먼지, 얼룩, 및 다른 찌거기를 제거하기 위해 설계될 수 있다. 상기 유리 세정 단계는 산업용 초음파 세정기, 수평 분무 시스템 또는 다른 세정 기술로 수행될 수 있다.
컬럼 A의 많은 단계는 선택적이고, 전체적으로 배제될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학적으로 강화된 유리 시트는 적층의 공정을 위해 단순히 제공될 수 있다. 더군다나, 다양한 단계는 선택적이고, 전체적으로 배제될 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 (405) 후에, 상기 유리 시트는 이미 원하는 두께뿐만 아니라 원하는 치수를 포함할 수 있다. 이러일 실시 예에 있어서, 상기 방법은 단계 (405)로부터 단계 (409)로 직접 진행될 수 있거나 또는 단계 (411)로 직접 진행될 수 있다. 더군다나, 만약 유리 시트가 단계 (407) 동안 크기화된다면, 엣지 특징은, 상기 방법이 단계 (408) 동안 엣지를 기계가공 없이 단계 (411)로 직접 진행될 수 있는, 특정 적용을 위해 충분할 수 있다. 컬럼 A에 더욱 예시된 바와 같이, 산 에칭 단계 (413) 및/또는 세정 단계(415)는 특정 적용에 의존하여 생략될 수 있다.
블럭 (401)을 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계는 중간층 (213)을 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계 (컬럼 B)를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 중간층을 제공하는 단계 (417)를 포함할 수 있다. 상기 중간층은, 비록 다른 중간층 타입이 전술된 바와 같은 또 다른 실시 예에서 제공될 수 있을지라도, 폴리비닐 부티랄 (PVB) 또는 SentryGlas® 아이오노머 중간층으로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 중간층 (213)은 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm, 예를 들어, 약 0.3 mm 내지 약 0.76 mm, 예를 들어, 약 0.38 mm의 두께를 갖는 PVB를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 중간층 (213)은 약 0.1 mm 내지 약 2 mm, 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 예를 들어, 약 0.89 mm의 두께를 갖는 SentryGlas® 아이오노머를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 방법은 적층 구조체를 위한 적절한 크기로 중간층을 절단하는 단계 (419)로 계속할 수 있다. 더욱이, 상기 중간층은, 예를 들어, 상기 중간층의 수분 함량을 조절하기 위해, 조절될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 조절 단계 (421)는 1% 미만, 예를 들어, 0.65% 이하, 예를 들어, 약 0.2% 이하로 중간층의 수분 함량을 조정한다. 상기 중간층의 수분 함량의 조절은 적층 절차 동안 상기 중간층의 우수한 결합 품질을 달성하는 것을 돕는데 유리할 수 있다. 만약 상기 중간층이 PVB를 포함한다면, 상기 수분 함량은 약 0.65% 이하로 조절될 수 있다. 만약 SentryGlas® 아이오노머가 사용된다면, 상기 수분 함량은 약 0.2% 이하로 조절될 수 있다. 상기 수분 함량의 조절은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 중간층은 조절된 환경에 위치될 수 있고, 여기서 온도 및/또는 습기는 상기 중간층의 원하는 수분 함량을 달성하도록 조정된다.
컬럼 B에서 나타낸 바와 같이, 상기 중간층 (213)을 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계는 다른 순서로 수행될 수 있고, 및/또는 어떤 단계는 전체적으로 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 중간층은 적절한 크기로 제공될 수 있다. 이러일 실시 예에 있어서, 상기 절단 단계 (419)는 생략될 수 있다. 더군다나, 상기 조절 단계는 또 다른 실시 예에서 생략될 수 있거나 또는 도 4에서 나타낸 바와 같이 절단의 단계 없이 또는 절단의 단계 전에 수행될 수 있다.
블럭 (401)을 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계는 상기 금속 시트 (201) 를 제공하는 단계 및/또는 제조하는 단계(컬럼 C)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 면 (203) 및 제2 면 (205) 사이에서 연장하는 원하는 두께를 갖는 제1 면 (203) 및 제2 면 (205)을 포함하는 금속 시트 (201)를 제공하는 단계 (423)으로 시작할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 금속 시트 (201)는, 비록 다른 물질이 또 다른 실시 예에서 사용될 수 있을지라도, 스테인레스 스틸 금속 시트 (201)로서 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 스테인레스 스틸 금속 시트 (201)는 25 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 0.5 mm)로부터 12 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 2 mm)까지일 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 두께는 24 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 0.64 mm 두께의 스테인레스 스틸)로부터 16 Gauge 금속 시트 (예를 들어, 약 1.59 mm 두께의 스테인레스 스틸)까지일 수 있다. 이로써, 상기 금속 시트 (201)의 두께 (T1)는, 비록 다른 두께가 특정 적용에 의존하여 제공될 수 있을지라도, 약 0.5 mm 내지 약 2 mm, 예를 들어, 약 0.64 mm 내지 약 1.59 mm일 수 있다.
상기 방법은 상기 금속 시트 (201)을 제공하는 단계 (423)로부터 절단 단계 (425)로 더욱 진행될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 적절한 치수를 포함하도록 상기 금속 시트 (201)을 형상화하는 단계로 더욱 진행될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 레이저 절단은, 상기 금속 시트 (201)의 엣지에서 유리 시트와 중간층의 결합 품질에 영향을 미치는, 엣지 변형을 최소화하기 위해 사용될 수 있다.
단계 (425) 후에, 상기 방법은 엣지 트리밍 (edge trimming) 및 세정의 단계 (427)로 선택적으로 진행될 수 있다. 예를 들어, 절단 후에, 상기 스테인레스 스틸 시트의 엣지는 기계적 밀링 또는 브로우칭 방법 (broaching method)에 의해 트리밍될 수 있고, 세정 와이퍼 또는 이소프로판올로 세정될 수 있다. 상기 스틸 표면은 표면 먼지 및 미립자를 제거하기 위해 Teknek (또는 균등물) 점착성 롤러 (tacky roller)로 세정될 수 있다. 상기 방법은 그 다음 스틸 시트로부터 어떤 보호성 필름을 제거하는 단계 (429)로 진행될 수 있다. 예를 들어, 전방 및 후반 보호성 필름은 적층 전에 제거될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 단계들 (425, 427 및 429)은 선택적이고, 여기서 상기 단계들 중 어떤 하나는 생략될 수 있고 및/또는 상기 단계들은 예시된 대로의 다양한 순서로 수행될 수 있다.
상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207), 중간층 (213) 및 금속 시트 (201)가 블럭 (401)을 제조하는 단계 하에서 제공 및/또는 제조된 후에, 상기 방법은 그 다음 도 2에 예시된 적층 구조체 (103)를 제공하기 위해 제1 중간층 (213)으로 상기 금속 시트 (210)의 제1 면 (203)에 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207)를 부착시키는 단계를 포함하는 적층 블럭 (403)으로 진행될 수 있다. 유사하게, 상기 적층 블럭 (403)은 또한 도 3에서 나타낸 적층 구조체 (301)를 제공하기 위해 제2 중간층 (303)으로 상기 금속 시트 (201)의 제2 면 (205)에 제2 화학적으로 강화된 유리 시트 (305)를 부착시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적층 블럭 (403) 하에서, 상기 방법은 3-층 스택 (예를 들어, 도 2 참조)를 제공하기 위해 상기 금속 시트 (201)의 제1 면 (203) 및 상기 화학적으로 강화된 유리 시트 (207) 사이에 위치된 중간층 (213)을 갖는 스택을 쌓은 단계 (431)에 의해 시작할 수 있다. 부가적으로, 만약 원하다면, 상기 방법은 5-층 스택 (예를 들어, 도 3 참조)을 제공하기 위해 상기 금속 시트 (201)의 제2 면 (205) 및 상기 제2 화학적으로 강화된 유리 시트 (305) 사이에 위치된 제2 중간층 (303)을 갖는 스택을 쌓는 것을 계속할 수 있다. 상기 스택 (501)은 시프팅 (shifting)을 방지하기 위해 적어도 두 개의 엣지 상에 고-온 폴리에스테르 테이프의 조각으로 고정될 수 있다.
도 5에서 나타낸 바와 같이, 상기 스택 (501)은 그 다음, 진공 백 (503)과 같은, 진공 챔버 내에 위치될 수 있다. 진공 백깅 (bagging)의 단계에 있어서, 이들 조립된 부품은 동일한 테이프에 의해 고정되는 얇은 브리더 천 (breather cloth)으로 감쌀 수 있고, 그 다음 더 헐거운 브리더 물질로 감싸며, 플라스틱 필름 적층 백 내에 위치된다. 상기 부품은 상기 백 내에 단일 층으로 배열된다. 다중 스택의 제공은 정상적으로 행하는 것은 않니지만, 더 높은 처리량을 위해 가능할 수 있다. 상기 백은 부착된 진공 포트와 함께 열 밀봉될 수 있다. 모든 중간층의 타입들을 위해, 상기 진공 백의 포트는 오토클레이브 챔버 (505) 내에 진공 호스에 부착될 수 있고, 진공은 누설을 점검하기 위해 여전한 개방 챔버에 적용된다. 다른 백 부품은 오토클레이브 (505)의 부분 용량까지, 또한 적재된다.
단계 (433)에 나타낸 바와 같이, 상기 진공 챔버 (503)는 그 다음 적어도 부분적으로 배기될 수 있고, 상기 스택은 미리결정된 온도 및 압력 프로파일로 가열될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 가공 단계는 오토클레이브에서 수행될 수 있고, 여기서 특별한 온도 및 압력 프로파일은 적층 구조체의 바람직한 접착 (결합) 품질을 달성하기 위하여 사용된다.
밀봉된 백 내에 진공 하에서 부품인, PVB 중간층을 갖는 적층 구조체에 대하여, 온도는 3℉/분에서 130℃ (266℉)의 유지 온도 (soak temperature)로 램프될 수 있다. 온도 설정점에 도달된 경우, 5 psi/분의 압력 램프는 80 psi의 압력 설정점에 도달할 때까지 시작된다. 30분의 유지 시간 후에, 상기 온도는 3℉/분의 속도로 다시 낮춘다. 압력은 PVB에서 거품 형성을 피하기 위해 온도가 50℃ (122℉)에 도달할 때까지 80 psi를 유지시키고, 이 시점에서 압력은 또한 5 psi/분로 낮춘다. 상기 챔버가 냉각되고, 압력 평형이 달성된 후에, 상기 부품은 오토클레이브으로부터 제거되고, 백깅, 브리더 천, 및 테이프를 제거되며, 상기 부품은 적층 잔류물을 세정된다.
유리-스틸을 SentryGlas® 아이오노머 중간층과 함께 적층시키기 위해, 상기 사이클은, 램프 속도가 4℉/분이고, 유지 온도가 133℃ (272℉)이며, 및 유지 시간이 60분인 것을 제외하고는, 거의 동일하다. 상기 램프 속도는 필름에서 헤이즈 형성을 방지하기 위해 상기 온도가 210℉에 도달될 때까지 4℉/분의 하강 속도로 유지될 수 있다. 상기 적층 구조체 (103, 301)는 그 다음 도 4에서 (435)로 지명된 공정의 말단에서 제공된다.
도 6-11은 성능 특징을 예시하기 위해 다양한 적층 구조체에 대해 수행된 시험 결과를 나타낸다. 각 시험에 있어서, 4 인치 사각형 적층 구조체는 하향면 유리 시트와 함께 1인치 두께의 연성 폼 (foam) 지지체 상에 위치된다. 535 그램 볼은 그 다음 유리 시트로부터 높이를 변화시켜 낙하된다. 파괴가 확인된 때, 상기 볼의 높이에 상응하는 상응 에너지는 기록된다. 도 6-11에 예시된 웨이블 그래프는 퍼센트 파괴 대 파괴시 에너지를 플롯팅하여 생성된다. 이로써, 각 그래프에서, Y-축 (즉, 수직축)은 퍼센트의 단위 (%)를 갖고, 반면 X-축 (즉, 수평축)은 줄 (Joules)의 단위 (즉, 파괴시 에너지)를 갖는다.
도 6은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 16 Gauge (1.59 mm) 스테인레스 스틸, 및 다양한 타입의 중간층을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 6개 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (601)는 0.89 mm의 두께를 갖는 SentryGlas® 아이오노머를 포함하는 중간층을 포함하는 적층 구조체를 나타낸다. 데이터 세트 (603)는 0.38 mm의 두께를 갖는 폴리비닐 부티랄 (PVB)를 포함하는 중간층을 갖는 적층 구조체를 나타낸다. 데이터 세트 (605)는 1.5 mm의 두께를 갖는 SentryGlas® 아이오노머를 포함하는 중간층을 갖는 적층 구조체를 나타낸다. 데이터 세트 (607)는 0.34 mm의 두께를 갖는 열가소성 폴리우레탄 (TPU)을 포함하는 중간층을 갖는 적층 구조체를 나타낸다. 데이터 세트 (609)는 0.05 mm의 두께를 갖는 아크릴계 감압 접착 테이프 (이하 "APSAT")를 포함하는 중간층을 갖는 적층 구조체를 나타낸다. 데이터 세트 (611)는 0.17 mm의 두께를 갖는 APSAT+PET+APSAT를 포함하는 중간층을 갖는 적층 구조체를 나타낸다. 상기 APSAT+PET+APSAT 중간층은 두 층의 APSAT 사이에 샌드위치된 적층의 중간에 PET 필름을 포함한다. 데이터 세트 (613)는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 6 개의 다른 군 (601, 603, 605, 607, 609, 611)과 비교 목적을 위한 비교 샘플이다. 데이터 세트 (613)는 4 mm 두께를 갖는 완전 템퍼링된 소다 라임 유리 시트를 포함한다. 도 6에서 나타낸 데이터 세트에 의해 대표된 데이터는 하기 표 1에서 재현되고, 여기서 각 세트의 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
601 603 605 607 609 611 613
샘플 SG0.89 PVB0.38 SG1.5 TPU0.34 APSAT 0.05 APSAT+PET+APSAT SL4mm
1 2.24 3.03 2.24 2.24 2.25 1.98 3.28
2 4.87 3.56 2.50 2.24 2.25 1.98 3.54
3 4.87 3.56 2.76 2.24 2.25 2.25 3.54
4 5.39 3.82 2.76 2.51 2.51 2.25 3.81
5 5.39 3.82 2.76 2.77 2.77 2.25 3.81
6 5.91 4.08 2.76 2.77 2.77 2.51 3.81
7 6.18 4.08 2.76 2.77 2.77 2.77 4.07
8 6.44 4.08 2.76 2.77 2.77 2.77 4.07
9 6.70 4.08 3.29 3.03 2.77 2.77 4.33
10 7.23 4.08 3.55 3.03 2.77 3.30 4.33
11 7.23 4.08 3.55 3.03 3.03 3.30 4.59
12 7.49 4.08 3.55 3.03 3.03 3.56 4.59
13 7.49 4.08 3.81 3.29 3.03 3.82 4.86
14 7.49 4.08 3.81 3.29 3.03 4.61 4.86
15 7.49 4.08 4.07 3.29 3.30 　 4.86
16 7.49 4.34 4.34 3.29 3.30 　 4.86
17 7.49 4.34 4.34 3.29 3.30 　 4.86
18 7.49 4.34 4.34 3.29 3.30 　 5.12
19 7.49 4.34 4.60 3.29 3.30 　 5.12
20 7.49 4.34 5.12 3.29 3.30 　 5.38
21 　 4.60 5.12 3.29 3.30 　 5.38
22 　 4.60 5.12 3.56 3.56 　 5.38
23 　 4.60 5.65 3.56 3.56 　 5.64
24 　 4.60 5.91 3.56 3.56 　 5.90
25 　 4.60 6.17 3.82 3.56 　 5.90
26 　 4.87 6.70 4.08 3.82 　 　
27 　 5.13 6.70 4.08 3.82 　 　
28 　 5.65 6.70 4.34 3.82 　 　
29 　 6.18 6.96 4.60 3.82 　 　
30 　 　 7.48 4.60 3.82 　 　
도 6의 웨이블 그래프의 데이터 세트 (605, 607, 609 및 611)는 APSAT, TPU, 및 1.5 mm SentryGlas® 아이오노머를 갖는 적층 구조체가 데이터 세트 (613)로 대표된 완전 템퍼링된 소다 라임 유리의 4 mm 시트와 필적할만한 내충격성을 갖지 않는다는 것을 보여준다. 다른 한편으로, 데이터 세트 (603)로 대표된 0.38mm PVB을 갖는 적층 구조체는 필적할만한 내충격성이 있고, 데이터 세트 (601)로 대표된 0.89 SentryGlas® 아이오노머를 갖는 군은, 모든 다른 데이터 세트 (603, 605, 607, 609, 611) 및 소다 라임 (613)보다 훨씬 더 높은, 우수한 내충격성을 갖는다. 데이터 세트 (601 및 605)를 비교하면, 내충격성이 SentryGlas Plus® 아이오노머 중간층의 감소된 두께에 따라 증가한 것을 인지하였다.
도 7은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 0.38 mm 폴리비닐 부티랄 (PVB)의 층, 및 다양한 두께의 스테인레스 스틸 시트를 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 다섯 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (701)는 16 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 1.59 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (703)는 18 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 1.27 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (705)는 20 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 0.95 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (707)는 22 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 0.79 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (709)는 24 Gauge 스테인레스 스틸 (즉, 0.64 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 도 7에서 나타낸 데이터 세트로 대표된 데이터는 하기 표 2에 재현되고, 여기서 각 세트에서 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
701 703 705 707 709
샘플 Gauge 16 Gauge 18 Gauge 20 Gauge 22 Gauge 24
1 3.03 2.25 1.992 1.73 1.99
2 3.56 2.78 1.992 1.99 2.26
3 3.56 3.30 2.254 2.25 2.52
4 3.82 3.56 2.254 2.25 2.52
5 3.82 3.82 2.516 2.25 2.52
6 4.08 3.82 2.516 2.25 2.52
7 4.08 4.09 2.516 2.52 2.52
8 4.08 4.09 2.778 2.52 2.52
9 4.08 4.09 3.040 2.52 2.78
10 4.08 4.35 3.040 2.78 3.04
11 4.08 4.61 3.302 3.04 3.04
12 4.08 4.61 3.564 3.04 3.30
13 4.08 4.87 3.564 3.30 3.30
14 4.08 5.14 3.827 3.57 3.83
15 4.08 5.40 4.875 3.57 4.09
16 4.34 　 　 　 　
17 4.34 　 　 　 　
18 4.34 　 　 　 　
19 4.34 　 　 　 　
20 4.34 　 　 　 　
21 4.60 　 　 　 　
22 4.60 　 　 　 　
23 4.60 　 　 　 　
24 4.60 　 　 　 　
25 4.60 　 　 　 　
26 4.87 　 　 　 　
27 5.13 　 　 　 　
28 5.65 　 　 　 　
29 6.18 　 　 　 　
주목되는 바와 같이, 박형 스테인레스 스틸 시트 두께 (즉, Gauge 20, Gauge 22, 및 Gauge 24 두께)를 갖는 세 개의 군의 적층은 더 두꺼운 스테인레스 스틸 시트 두께 (즉, Gauge 16 및 Gauge 18 두께)를 갖는 두 개의 군만큼 높은 내충격성을 달성할 수 없다. 도 8은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머의 층, 및 다양한 두께의 스테인레스 스틸 시트를 포함하는 본 개시의 관점을 따른 적층 구조체의 세 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (801)는 16 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 1.59 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (803)는 22 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 0.79 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (805)는 24 Gauge 스테인레스 스틸 (즉, 0.64 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 도 8에서 나타낸 데이터 세트로 대표된 데이터는 하기 표 3에 재현되고, 여기서 각 세트에서 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
801 803 805
샘플 Gauge 16 Gauge 22 Gauge 24
1 2.24 2.77 1.73
2 4.87 3.04 2.25
3 4.87 3.30 2.78
4 5.39 3.30 3.30
5 5.39 4.35 3.30
6 5.91 4.35 3.30
7 6.18 4.61 3.56
8 6.44 4.87 3.56
9 6.70 5.13 3.56
10 7.23 5.40 3.56
11 7.23 5.66 3.82
12 7.49 5.92 4.09
13 7.49 6.44 4.09
14 7.49 6.71 4.35
15 7.49 7.49 4.61
16 7.49 　 　
17 7.49 　 　
18 7.49 　 　
19 7.49 　 　
20 7.49 　 　
이들 데이터가 나타낸 바와 같이, 0.89mm SentryGlas® 아이오노머의 존재는 인상적인 내충격성을 제공한다. 실제로, 데이터 세트 (803)에 의해 나타낸 바와 같이, 박형 스틸 층 (0.79mm 정도의 박형)을 갖는 적층 구조체에서도 완전 템퍼링된 4mm 소다 라임 (도 6에서 데이터 세트 (613) 참조), 또는 1mm Gorilla 유리 + 0.38 PVB + 1.59mm 스틸을 갖는 적층 구조체 (도 6에서 데이터 세트 (603) 참조)와 필적할만한 내충격성에 도달한다. 데이터 세트 (801)에 의해 나타낸 바와 같이, 1.59mm 스테인레스 스틸 및 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머를 갖는 적층 구조체는 가장 높은 내충격성을 갖는다.
도 9는 완전 템퍼링된 4 mm 소다 라임 유리의 두 개의 군과 비교하는 1 mm Corning®Gorilla® 유리를 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 세 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (901)는 0.38 mm의 두께를 갖는 PVB 중간층을 갖는 16 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 1.59 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (903)는 중간층으로서 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머를 갖는 16 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 1.59 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 데이터 세트 (905)는 중간층으로 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머를 갖는 22 Gauge 스테인레스 스틸 시트 (즉, 0.79 mm 두께)를 포함하는 적층 구조체를 대표한다. 비교 목적을 위해, 두 세트의 소다 라임 유리는 부가된다. 데이터 세트 (907)는 4 mm의 두께를 갖는 완전 템퍼링된 소다 라임 유리를 대표한다. 데이터 세트 (909)는 부가된 블랙 프릿 코팅을 갖는 4 mm의 두께를 갖는 완전 템퍼링된 소다 라임 유리를 대표한다. 도 9에서 나타낸 데이터 세트에 의해 대표된 데이터는 하기 표 4에 재현되고, 여기서 각 세트에서 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
901 903 905 907 909
PVB0.38 SG0.89 SG0.89 SL4mm FT SL4mm
샘플 스틸 1.59 스틸 1.59 스틸 0.79 　 w/Frit
1 3.03 2.24 2.77 3.28 1.45
2 3.56 4.87 3.04 3.54 1.71
3 3.56 4.87 3.30 3.54 1.71
4 3.82 5.39 3.30 3.81 1.71
5 3.82 5.39 4.35 3.81 1.71
6 4.08 5.91 4.35 3.81 1.97
7 4.08 6.18 4.61 4.07 1.97
8 4.08 6.44 4.87 4.07 1.97
9 4.08 6.70 5.13 4.33 1.97
10 4.08 7.23 5.40 4.33 1.97
11 4.08 7.23 5.66 4.59 1.97
12 4.08 7.49 5.92 4.59 1.97
13 4.08 7.49 6.44 4.86 1.97
14 4.08 7.49 6.71 4.86 1.97
15 4.08 7.49 7.49 4.86 2.23
16 4.34 7.49 　 4.86 2.23
17 4.34 7.49 　 4.86 2.23
18 4.34 7.49 　 5.12 2.23
19 4.34 7.49 　 5.12 2.50
20 4.34 7.49 　 5.38 2.76
21 4.60 　 　 5.38 　
22 4.60 　 　 5.38 　
23 4.60 　 　 5.64 　
24 4.60 　 　 5.90 　
25 4.60 　 　 5.90 　
26 4.87 　 　 　 　
27 5.13 　 　 　 　
28 5.65 　 　 　 　
29 6.18 　 　 　 　
도 10은 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트와 함께 0.38 mm 폴리비닐 부티랄 (PVB)을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 적층 구조체의 두 개의 군에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (1005)는 16 Gauge (1.59 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표하고, 데이터 세트 (1007)는 24 Gauge (0.64 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표한다. 도 10은 산-에칭된 1 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트와 함께 0.38 mm 폴리비닐 부티랄 (PVB)을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 두 개의 군의 적층 구조체에 대한 파괴시 충격 에너지를 더욱 나타낸다. 데이터 세트 (1003)는 16 Gauge (1.59 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표하고, 데이터 세트 (1001)는 24 Gauge (0.64 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표한다. 비교 목적을 위해, 데이터 세트 (1009)는 4 mm의 두께를 갖는 완전 템퍼링된 소다 라임 유리 시트를 대표한다. 도 10에서 나타낸 데이터 세트에 의해 대표된 데이터는 하기 표 5 및 6에서 재현되고, 여기서 각 세트의 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
1001 1003 1005 1007 1009
F_GG1 F_GG1 IOXed_GG1 IOXed_GG1 SL4mm
샘플 Gauge 24 Gauge 16 Gauge 16 Gauge 24 　
1 4.34 4.34 2.51 1.99 3.28
2 4.60 5.39 2.77 2.26 3.54
3 5.65 5.91 2.77 2.52 3.54
4 5.65 6.70 3.03 2.52 3.81
5 6.96 6.96 3.56 2.52 3.81
6 7.23 7.49 3.56 2.52 3.81
7 7.49 7.49 3.82 2.52 4.07
8 7.49 7.49 3.82 2.52 4.07
9 7.49 7.49 3.82 2.78 4.33
10 7.49 7.49 3.82 3.04 4.33
11 7.49 7.49 3.82 3.04 4.59
12 7.49 7.49 3.82 3.30 4.59
13 7.49 7.49 4.08 3.30 4.86
14 7.49 7.49 4.08 3.83 4.86
15 7.49 7.49 4.08 4.09 4.86
16 7.49 7.49 4.08 　 4.86
17 7.49 7.49 4.08 　 4.86
18 　 　 4.08 　 5.12
19 　 　 4.08 　 5.12
20 　 　 4.08 　 5.38
　 1001 1003 1005 1007 1009
F_GG1 F_GG1 IOXed_GG1 IOXed_GG1 SL4mm
샘플 Gauge 24 Gauge 16 Gauge 16 Gauge 24 　
21 　 　 4.08 　 5.38
22 　 　 4.08 　 5.38
23 　 　 4.08 　 5.64
24 　 　 4.08 　 5.90
25 　 　 4.34 　 5.90
26 　 　 4.34 　 　
27 　 　 4.34 　 　
28 　 　 4.34 　 　
29 　 　 4.34 　 　
30 　 　 4.60 　 　
31 　 　 4.60 　 　
32 　 　 4.60 　 　
33 　 　 4.60 　 　
34 　 　 4.60 　 　
35 　 　 4.60 　 　
36 　 　 4.60 　 　
37 　 　 4.87 　 　
38 　 　 5.13 　 　
39 　 　 5.39 　 　
40 　 　 5.65 　 　
41 　 　 5.65 　 　
42 　 　 5.91 　 　
43 　 　 6.18 　 　
44 　 　 7.23 　 　
데이터 세트 (1001 및 1003)에 의해 보여진 바와 같이, 산 에칭된 Corning®Gorilla® 유리 적층 구조체 모두는, 산 처리되지 않는 화학적으로 강화된 유리 적층 구조체와 비교한 경우 및 4 mm 소다 라임 유리와 비교한 경우, 우수한 충격 성능을 갖는다.
도 11은 산-에칭된 0.7 mm Corning®Gorilla® 유리, 두 개의 선택적인 스테인레스 스틸 시트와 함께 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머의 층을 포함하는 본 개시의 관점에 따른 두 개의 군의 적층 구조체에 대한 파괴시 충격 에너지를 보여주는 웨이블 그래프이다. 데이터 세트 (1103)는 16 Gauge (1.59 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표한다. 데이터 세트 (1101)는 24 Gauge (0.64 mm) 스테인레스 스틸 시트를 대표한다. 비교 목적을 위해, 데이터 세트 (1105)는 4 mm의 두께를 갖는 완전 템퍼링된 소다 라임 유리 시트를 대표한다. 도 11에 나타낸 데이터 세트에 의해 대표된 데이터는 하기 표 7에 재현되고, 여기서 각 세트에서 샘플은 충격 에너지의 오름차순으로 분류된다:
1101 1103 1105
F_GG07 F_GG07 SL4mm
샘플 Gauge 24 Gauge 16 　
1 4.60 5.91 3.28
2 5.91 7.49 3.54
3 6.18 7.49 3.54
4 7.49 7.49 3.81
5 7.49 7.49 3.81
6 7.49 7.49 3.81
7 7.49 7.49 4.07
8 7.49 7.49 4.07
9 7.49 7.49 4.33
10 7.49 7.49 4.33
11 7.49 7.49 4.59
12 7.49 7.49 4.59
13 7.49 7.49 4.86
14 7.49 7.49 4.86
15 7.49 7.49 4.86
16 7.49 7.49 4.86
17 7.49 　 4.86
18 　 　 5.12
19 　 　 5.12
20 　 　 5.38
21 　 　 5.38
22 　 　 5.38
23 　 　 5.64
24 　 　 5.90
25 　 　 5.90
도 11은 적층 구조체에서 사용된 산-에칭된 0.7 mm Corning®Gorilla® 유리를 포함하는 박형 유리 시트가 0.89 mm SentryGlas® 아이오노머의 층을 갖는 박형 스틸 시트 (예를 들어, 24 Gauge - 0.64 mm 두께의 스테인레스 스틸)과 함께 사용될 수 있고, 4 mm 소다 라임 유리와 비교한 경우 우수한 충격 성능을 달성하는 것을 보여준다. 이로써, 실험 결과는 산-에칭 Corning®Gorilla® 유리가, 0.7mm Gorilla® 유리 조차도, 높은 내충격성 유리/스틸 적층의 구조체에 대한 (24 Gauge 같은) 더 얇은 스틸의 사용을 가능하게 할 수 있는 능력을 확실히 갖는 것을 보여준다.
전술된 바와 같이, 적층 구조체는 제1 면 및 제2 면 사이에서 연장하는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트를 포함할 수 있다. 상기 적층 구조체는 약 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 더욱 포함할 수 있다. 상기 적층 구조체는 상기 금속 시트의 제1 면에 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 부착시키는 제1 중간층을 더욱 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에 있어서, 상기 적층 구조체는: 1) 가장 바깥쪽 표면으로 적어도 한 층의 박형 Corning®Gorilla® 유리 (예를 들어, 0.7 mm 또는 1.0 mm의 두께), 2) 적어도 한 층의 중합체 중간층 (0.38mm 폴리비닐 부티랄 (PVB) 또는 0.89mm SentryGlas® 아이오노머), 및 3) 스테인레스 스틸의 층 (예를 들어, 약 0.635mm 내지 1.59mm인, 24 Gauge 내지 16 Gauge의 범위)을 포함할 수 있다.
본 개시의 적층 구조체는 완전 템퍼링된 소다 라임 및 스테인레스 스틸을 넘는 다수의 장점을 갖는다. 예를 들어, 본 개시의 적층 구조체는 완전히 템퍼링 소다 라임 단일-층 (4mm 정도의 두께)보다 내충격성에서 비교가능하거나 또는 훨씬 더 우수한 성능을 달성할 수 있다. 부가적으로, 본 개시의 적층 구조체는, 만약 이들이 파괴된다면 그 자리에 유리 파편을 보유할 수 있는 반면, 만약 두꺼운 완전 템퍼링된 소다 라임이 파괴된다면, 이것은 주변 환경에 유리 칩을 방출할 것이다. 스테인레스 스틸 모놀리식 (monolithic) 구조체와 비교하여, 본 개시의 적층 구조체의 유리의 존재는 더 큰 경도 및, 따라서 더 높은 내스크래치성을 가능하게 할 수 있고, 그 결과, 더 긴 시간동안 스틸 표면의 신선한 미적 외형을 유지하는 것을 도울 수 있다.
본 개시의 또 다른 관점은 적층 구조체에 더욱 유리한 특색을 제공할 수 있는 적층 구조체를 제조하는 방법에 사용하기 위한 선택적인 공정 기술을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정 기술은 스코어링 및 파괴 단계, 엣지 마감, 압축 표면층을 적용시키기 위한 이온 교환 및 유리 표면 흠을 더욱 감소시키기 위한 산 에칭을 포함하는 유리 시트에 대한 제조 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 또 다른 선택적인 공정 기술은 유리에 장식성 외형을 제공하는 다른 부품 또는 유리의 장식을 포함할 수 있다. 상기 스틸층에 대하여, 공정 기술은 기계적인 방법에 의해 유발되는 엣지 변형을 피하기 위해 레이저 절단을 선택적으로 포함할 수 있다. 적층의 단계 동안, 본 개시는, 결합 강도를 개선하고 공기 버블을 감소할 목적을 위해, 다양한 중간층 (예를 들어, PVB 및 SentryGlas® 아이오노머 중간층)에 대해 주문제조할 수 있는 특별한 열순환 프로파일을 갖는 진공 적용 열가공의 단계를 더욱 포함할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시 구현 예의 장점은 상대적으로 박형 유리 (예를 들어, 1.1 mm이하) 중 하나 또는 두 개 층을 갖는 고 품질 적층 구조체를 생산할 수 있다. 더군다나, 스테인레스 스틸 적층 적용을 위한 다양한 공정 기술의 사용으로, 상기 적층 구조체는 더 긴 서비스 시간 동안 브러쉬된 (brushed) 스테인레스 스틸의 미적 외형을 유지할 수 있는 능력을 갖는다. 더군다나, 본 개시의 적층 구조체는 상대적으로 박형 유리 층을 갖는 다른 적층 구조체로 발생할 수 있는 "국소적 변형"에 의해 유발된 낮은 내충격성의 통상적인 문제를 피한다. 더욱이, 본 개시의 적층 구조체는 4mm 완전 템퍼링된 소다 라임 유리보다 비교가능하거나 또는 더 우수한 내충격성을 특색으로 할 수 있다. 또한, 만약 유리의 파괴가 발생한다면, 적층 구조체의 중간층은 주변 환경에 방출될 파괴된 유리 단편을 고정시키는 것을 도울 수 있다. 부가적으로, 대표 적층 구조체는 내충격성에서 어떤 변형 없이 유리/스틸 적층을 위해 24 Gauge (0.635mm) 같은 박형 스틸의 사용을 가능하도록 산 에칭을 사용할 수 있다.
이로써, 본 개시는 금속 시트의 스크래칭 및 유리 시트 표면의 오염을 피하기 위해 유리 시트로 금속 시트를 보호하는 적층 구조체를 더욱 나타낸다. 실제로, 어떤 스머지 또는 먼지는, 보호되지 않는 금속 표면으로부터 제거하는 것이 더욱 어려울 수 있는 편리한 방식에서 상기 유리 시트의 표면으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 유리 시트는, 향상된 내스크래치성, 및 예를 들어, 지문, 오일, 스머지, 미생물적 오염 등에 대해, 상대적으로 쉬운 청결성을 갖는 매력적인 외형을 제공하도록 스테인레스 스틸 금속 시트에 적층될 수 있다. 상기 유리 시트는 이에 의해 스테인레스 스틸의 미적 외형을 보존하는데 도울 수 있고, 적층 구조체의 표면의 유지 및 세정을 용이하도록 도울 수 있다.
더군다나, 상기 적층 구조체의 유리 시트는 날카로운 충격하에 가소성 변형에 대한 증가된 내성을 갖는 스테인레스 스틸 금속 시트를 제공할 수 있다. 이로써, 상기 적층 구조체의 제공은 상기 유리 시트가 금속 시트를 찌그러트리거나 또는 손상시킬 수 있는 충격으로부터 상기 금속 시트를 보호하는 것을 도울 수 있다. 상기 유리 시트는 또한 스테인레스 스틸 금속 시트와 비교한 경우, 화학적/전기화학적 안정성을 증가시킬 수 있고, 이에 의해 스테인레스 스틸의 표면 특징을 보존한다.
당업자들에게 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 만들어 질 수 있음은 자명하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 범주 내에 있는 본 발명의 변형 및 변화를 보호하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 적층 구조체로서:
    스테인레스 스틸을 포함하고 제1 면 및 제2 면 사이에서 연장하는 0.5 mm 내지 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트;
    1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트, 여기서 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트는 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 산-에칭된 유리 시트를 포함하며; 및
    상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 상기 금속 시트의 제1 면에 부착시키는 제1 중간층을 포함하며, 상기 제1 중간층은 아이오노머를 포함하고 0.1 mm 내지 0.89 mm의 두께를 가지며,
    여기서 상기 적층 구조체가 1인치 두께의 연성 폼 지지체 상에 위치되고 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트가 535 g 볼로 충격받는 경우, 상기 적층 구조체는 4.34 줄 내지 7.49 줄의 충격 에너지를 나타내는 적층 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중간층의 영의 계수는 15 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 적층 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 중간층의 영의 계수는 275 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 적층 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트는 0.5 mm 내지 1.1 mm의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층 구조체는:
    1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제2 화학적으로 강화된 유리 시트; 및
    상기 제2 화학적으로 강화된 유리 시트를 상기 금속 시트의 제2 면에 부착시키는 제2 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체.
  6. 적층 구조체를 제조하는 방법으로서:
    (I) 스테인레스 스틸을 포함하고 제1 면과 제2 면 사이에서 연장하는 0.5 mm 내지 2 mm의 두께를 갖는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 금속 시트를 제공하는 단계;
    (II) 1.1 mm 이하의 두께를 포함하는 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 제공하는 단계, 여기서 상기 제1 화학적으로 강화된 유리는 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    (III) 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 산 에칭하는 단계;
    (IV) 상기 화학적으로 강화된 유리 시트를 제1 중간층으로 상기 금속 시트의 제1 면에 부착시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 중간층은 아이오노머를 포함하고 0.1 mm 내지 0.89 mm의 두께를 가지며,
    여기서 상기 적층 구조체가 1인치 두께의 연성 폼 지지체 상에 위치되고 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트가 535 g 볼로 충격을 받는 경우, 상기 적층 구조체는 4.34줄 내지 7.49줄의 충격 에너지를 나타내는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    단계 (II)는 0.5 mm 내지 1.1 mm의 범위 내의 상기 화학적으로 강화된 유리 시트의 두께를 제공하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 방법은 소스 유리 시트로부터 복수의 유리 시트를 분리하는 단계를 더욱 포함하며, 단계 (II)의 상기 제1 화학적으로 강화된 유리 시트를 제공하기 위해 상기 복수의 유리 시트 중 적어도 하나를 화학적으로 강화하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유리 시트를 화학적으로 강화하는 단계 전에, 상기 방법은 상기 유리 시트의 적어도 하나의 엣지를 마감하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    단계 (III) 전에, 상기 방법은 수분 함량을 제어하기 위해 상기 제1 중간층을 조절하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 조절하는 단계는 상기 제1 중간층의 수분 함량을 1% 미만으로 조절하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    단계 (III)은 상기 화학적으로 강화된 유리 시트와 상기 유리 시트의 제1 면 사이에 위치된 중간층을 갖는 스택을 쌓는 단계, 진공 챔버 내에 상기 스택을 위치시키는 단계, 상기 진공 챔버를 적어도 부분적으로 배기시키는 단계, 및 상기 스택을 적층 온도로 가열시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제조하는 방법.
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