KR20040018239A - 안전형의 적층된 창유리, 이의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

안전형의 적층된 창유리, 이의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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KR20040018239A
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미하엘 슈밤프
한스 바인푸르트너
클라우스 홀트만
외르크 헤라짐트슈크
클라우스 바이첼
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케메탈 게엠베하
바이데만 운터네멘스그루페 홀딩 운트 게셰프츠퓌어룽스- 게엠베하
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Abstract

본 발명은 2개 이상의 강화 유리 패인(3,4) 및 중합체 중간층(5)으로 구성된 소정의 파괴 지점(8)을 갖는 안전형의 적층된 창유리에 관한 것이다. 중합체 중간층(5)은 내파쇄성, 파단신율 및 파쇄전파내성이 상이한 두개의 플라스틱 물질로 이루어진다. 낮은 내파쇄성, 파단신율 및 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질이 적층된 유리 패인의 파괴 지점에 제공되고, 높은 내파쇄성, 파단신율 및 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질이 파괴 지점 이외의 영역에 제공된다. 적층된 유리 패인은 사용된 유리(3,4) 보다 더욱 경질인 물질로 제조된 하나 이상의 몸체(15)를 하나 이상의 지점(타격 지점)에서 구비하고 있다.

Description

안전형의 적층된 창유리, 이의 제조 방법 및 이의 용도 {LAMINATED SAFETY GLASS WINDOWPANE, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF}
본 발명은 예를 들어, 비상 출구 시스템 및 비상 유입구 시스템에 사용될 수 있는 소정의 파괴 위치를 갖는 안전형 복합 유리 패널, 및 소정의 파괴 위치를 갖는 안전형 복합 유리 패널을 제조하는 방법, 및 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널의 용도에 관한 것이다.
비상 출구 시스템의 안전형 복합 유리 패널(CSG 패널)은 DE 4428690 및 US 5350613에 공지되어 있다. 이러한 안전형 복합 유리 패널은 중합체 중간층을 갖는 2개 이상의 패인(pane)로 구성되며, 소정의 파괴 위치가 중간층에 함유되어 있다.
DE 4428690에서 설명된 소정의 파괴 위치가 삽입된 중합체층에서 국부적인 유약부(weakness)에 의해 형성된다. 이는 중간층의 유리 패널로의 접착성을 감소시키거나, 중간층에서 상이한 부위간의 접착성을 감소시킴으로써 달성된다. 이러한 해결법은 하기 단점을 갖는다:
두 패인으로의 층의 접착성이 감소되는 경우, 양 패인를 깨트리면, 갭이 형성되지만, 유리가 중간층으로부터 떨어져 나간다 하더라도, 폐쇄 공간이 여전히 중간층에 의해 형성된다. 이는 물론 확장되고, 또한 충분한 고압하에 파쇄될 수 있다. 그러나, 패널에 충분히 큰 구멍이 형성되지 않으며, 비상 출구 기능이 보장되지 않는다. 중합체 중간층의 파쇄에 대한 내성이 매우 낮은 경우에만, 층의 추가의 비방향성 파쇄가 가능하나, 상기 파쇄에 대한 낮은 내성은 안전형 복합 유리로서의 기능에 대해 악영향을 끼치는 것이다. 파쇄에 대한 더 높은 내성을 갖는 중합체 중간층이 사용된다면, 이는 추가적인 도구를 사용하여 절단되어야 한다(3칼럼의 1단락). 그러나, 비상시에 공포상태에 빠져있을 탑승자에게는 용이하지 않을 수 있음을 유념해야 한다. 게다가, 중합체 중간층의 비방향성 파쇄로 인해, 불규칙한 날카로운 가장자리를 갖는 매우 작은 출구가 형성된다. 따라서, 유리의 구멍을 통해 탈출할 경우, 이로 인한 심각한 상해가 초래된다.
중합체 중간층의 상이한 영역간의 접착성이 추가로 감소되는 경우, 물론 유리 패널에서 구멍을 만드는데 필요한 노력 또한 감소된다. 그러나, 이러한 갭은 가능한 신속하게 비상 출구를 만들기에는 여전히 불충분하다. 중합체 중간층에서의 비방향성 파쇄전파 문제는 여전히 남아있으며, 중간층의 파쇄에 대한 제한적 내성 문제 또한 남아있게 된다.
따라서, 안전형 복합 유리 유니트의 양 패인를 부수기 위해서는 이러한 목적을 위한 끝이 날카로운 망치가 요구된다. 무딘 타격 도구의 경우에는, 중간층이 충격흡수제로서 작용하여, 중합체 중간층으로 인해 제 2 유리 패인 표면에 도달하기에는 불가능하다. 따라서, 끝이 날카로운 망치(ESG 망치) 이외의 도구로는 제 2의 유리 패널을 부수기가 불가능하다.
비상 출구 시스템을 갖춘 상기 복합 유리 패널내에 플로트 유리를 사용하는 것은, 플로트 유리가 부서지는 경우, 날카로운 톱니형 유리 파편이 형성되고(상해의 추가적 위험), 이런 톱니형 파편이 소정의 파괴 위치를 커버링하여 그 기능을제한할 수 있으므로 추천되지 않는다.
중간층이 매우 낮은 내파쇄성을 갖는 것은 추가로 불리한 점이다. 따라서, 패인의 일부가 제거되는 경우, 프레임내에 여전히 존재하는 패인의 부분이 자체 중량에 기인하여 부서질 수 있고, 추가의 상해가 초래될 수 있다.
미국특허 제5350613호에 개시된 소정의 파괴 위치를 가진 복합 유리 패널은 하기 단점을 갖는다: 단지 한 번의 가격에 의한 "타격이 가해지는(strike here)" 위치에서의 양 패널의 투과가 적당히 긴 자루를 가진 ESG 해머를 사용하여 가능할 수 있다. 그러나, 이러한 해머는 무기로서 사용될 수 있으므로 위험 물건으로서 분류된다.
소정의 파괴 위치는 발포 재료로 구성된 양면 접착 스트립에 의해 실현될 수 있다. 발포 재료의 큰 팽창성 및 압축성은, 이것이 캐스팅 수지로 충전되는 경우 소정의 파괴 위치의 영역에서의 정수압이 층 두께에 변화를 초래할 수 있으므로, 패널의 제조에 어려움을 초래할 수 있다.
파괴된 패널은 발포 재료 사이에 존재하는 경화된 내파쇄성 캐스팅 수지의 가교만으로 함께 지지될 수 있다. 불충분한 내파쇄성 중간층을 사용하는 경우에 이러한 절단된 패널의 잔류 내하력(load-bearing capacity)은 불충분할 수 있으며, 느슨히 파쇄된 유리층이 절단되어 아래에 위치한 사람에게 떨어질 수 있다. 그러나, 큰 잔류 내하력을 달성하는데 필요한 내파쇄성이 매우 강한 중간층을 사용한다면, 캐스팅 수지로 구성된 가교가 스트레스로 파쇄되지 아니하여 비상 출구의 기능을 훼손할 것이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 문제점을 회피하는 것으로서, 특히 안전형 복합 유리 패널(CSG 패널)을 제공하는 것으로서, 여기에서 비상 출구용 개구가 특별한 도구를 사용할 필요없이 패널내에 생성될 수 있으므로 차량내 또는 건물내의 사람이 비상 상황에서 이러한 개구를 통해 탈출할 수 있게 하거나, 특별한 도구없이 구조 대원이 차량내 또는 건물내로 들어갈 수 있게 한다. 분쇄되었지만 개구가 형성되지 않은 CSG 패널은 잔류 내하력을 가지며, 소정의 파괴 위치가 여기에 특정 스트레스를 가하기만 하면 (예를 들어 CSG 패널에 소정의 파괴 위치에 직접 인접하게 수동으로 압력을 가하여) 파괴될 수 있으며, 그 즉시 CSG 패널이 열려질 수 있다. 게다가, 중간층의 내파쇄성은, 글레이징 유니트(glazing unit)가 기울어지고 CSG 패널의 느슨한 부분이 경사축을 따라 절단되어 떨어져서 사람을 손상시키지 않도록 계산되어야 한다.
이러한 목적은 소정의 파괴 위치를 갖고, 압축응력을 받은 2개 이상의 유리 패인 및 중합체 중간층을 함유하는 안전형 복합 유리 패널에 의해 달성될 수 있다. 이러한 점에 있어서, 중합체 중간층은 내파쇄성이 상이하고(23℃에서 100 mm/min의 시험 속도로 S2 표준 시험 피스상에서 DIN 53504, 03/85에 따라 측정됨), 파단신율이 상이하며(23℃에서 100 mm/min의 시험 속도로 S2 표준 시험 피스상에서 DIN 53504, 03/85에 따라 측정됨), 파쇄전파내성이 상이한(23℃에서 400 mm/min의 마멸율에서 2mm 두께의 중합체 필름상에서 DIN 53356, 08/82에 따라 측정됨) 2개의 플라스틱 물질을 함유한다. 복합 유리 패널은, 소정의 파괴 위치로서, 낮은 내파쇄성, 낮은 파단신율 및 낮은 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질을 포함하며, 소정의 파괴 위치를 구성하지 않는 영역에서는 높은 내파쇄성, 높은 파단신율 및 높은 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질을 포함한다. 게다가, 복합 유리 패널은 하나 또는 여러 위치에 바람직하게는 원형인 오목부를 포함한다. 이러한 오목부(타격 지점)은 상기 중간층을 포함하지 않으며, 대신에 경도가 사용되는 유리보다 큰 물질의 하나 이상의 몸체를 함유한다. 바람직하게는, 경성 몸체는 연성 플라스틱 물질내에 매몰된다. 이러한 "매몰 플라스틱 물질"은 예를 들어 폴리이소부틸렌으로 제조된 적당한 특성을 가진 경화된 캐스팅 수지 및/또는 중합체 필름일 수 있다.
유리 패인으로서, 소다석회 유리와 같은 알칼리-석회 유리(예를 들어 DIN EN 572, 1-7에 따른) 또는 보로실리케이트 유리로 구성된 군으로부터 선택된 평판 유리가 사용될 수 있다. 유리 패인은 전부 또는 일부가 압축응력을 받게 된다. 전부 또는 일부에 압축응력을 가하는 것은 열적으로(DIN EN 12150, 96/2 및/또는 DIN EN 1863/1 2000/3 및/또는 DIN EN 13024/1 98/1에 따라) 또는 화학적으로 수행될 수 있다. 유리 패인은 바람직하게는 0.1 내지 12mm, 특히 바람직하게는 0.5 내지 6mm의 두께를 갖는다. 최적 두께는 1 내지 4mm이다.
비상 상황인 경우, 양 유리 패인은 둔탁한 물체, 예를 들어 고무 해머를 사용하여 타격 지점에 가격하여 분쇄될 수 있다. 이것은 CSG 패널 내부공간의 타격 지점에 위치한 몸체(들)가 유리보다 강한 경도를 갖는 재료로 구성된다면 달성될 수 있다. 바람직하게는, 몸체는 모스 경도가 >6, 특히 바람직하게는 >7이다. 경성 몸체는 바람직하게는 과립 또는 구체로 구성될 수 있다. 특히 바람직하게는, 몸체는 이상적으로 날카로운 에지를 갖는 과립으로 구성된다. 예를 들어, 탄화규소 또는 강옥으로 구성된 몸체가 사용될 수 있다. 이 경우에, 경성 몸체는 연성 플라스틱 물질(예를 들어 폴리이소부틸렌, 소위 부틸과 같은)에 의해 2개의 외부에 위치하는 유리 패인 사이에서 이러한 목적을 위해 제공된 공간내에 견고하게 탑재된다. 바람직하게는, 몸체의 크기는 0.1 내지 0.3mm, 특히 바람직하게는 캐스팅 수지층의 두께보다 작은 0.1mm로 선택된다. 타격 지점의 영역에 펄스형으로 높은 압력이 누적되는 경우, 예를 들어 타격 지점을 둔탁한 물체로 가격하는 경우, 경성 몸체가 해머 가격 위치에서 패널의 국부적인 굽힘에 의해 양쪽 패인 표면에 대하여 충분히 큰 압력을 받게 된다. 그리하여 날카로운 몸체(들) 아래의 유리 표면에 수직으로 유리내에 균열이 형성된다. 균열의 팁이 압축응력을 받은 유리의 인장응력 영역에 도달하는 경우, 전체 패널이 공지된 방식으로 분쇄된다.
이제, 비상 출구용 개구는 소정의 파괴 지점에서 형성될 수 있다. 소정의 파괴 지점의 영역에 개구를 생성하기 위하여, 소정의 파괴 지점의 장축 정렬의 방향으로 연속 선형인 균열을 전파시키는 초기 균열이 필요하다. 소정의 파괴 위치에 근접하여 힘을 가하여(예를 들어, 간단한 장압(hand pressure)에 의해) 소정의 파괴 위치 물질의 파쇄전파내성을 초과시킴으로써만, 균열이 전파되어 비상 출구를 만들 수 있다.
각 경우에 상이한 기계적 파쇄 특성을 갖는 두가지 플라스틱 물질을 사용하고, 이러한 방식으로 생성된 소정의 파괴 위치에 의해, 공지된 CSG 패널의 경우 보다 손상된 CSG 패널에서 보다 높은 잔류 내하력(load-bearing capacity)이 달성되며, 여기서 소정의 파괴 위치는 중간층과 유리 사이 또는 중간층의 상이한 영역들사이의 부착성을 감소시켜 형성된다. 손상된 CSG 패널의 잔류 내하력은 구멍을 형성하지 않고 특정 시간 동안 정해진 하중을 견디는 능력이다. 이와 관련하여, 소정의 파괴 지점을 생성하는 데는 여러 가지 가능한 방법들이 있다. 따라서, 예를 들어 소정의 파괴 위치가 바람직하게는 투명한 캐스팅 수지에 의해 형성될 수 있거나, 소정의 파괴 위치는, 예를 들어 실온에서 영구적으로 가요성인 열가소성 물질에 의해 형성될 수 있다. 또한, 소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중합체 중간층은 모든 곳에서 연속적이지만(소정의 파괴 위치를 형성하는 플라스틱 물질은 불연속적으로 위치한다), 섹션 방식으로 간단히 단속적이 되도록 소정의 파괴 위치가 설계되어, 플라스틱 물질은 불연속적으로 위치하는 소정의 파괴 위치를 형성한다.
두가지 상이한 플라스틱 물질(소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 영역에 대한 플라스틱 물질 및 소정의 파괴 지점에 대한 플라스틱 물질)의 기계적 파쇄 특성을 변화시키고 특이적으로 조정함으로써, 손상되었으나 여전히 개방되지 않은 패널의 필수적인 잔류 내하력을 광범위한 편차 범위에 걸쳐 조정할 수 있다.
바람직하게는, 소정의 파괴 위치를 제작하는데 사용되는 플라스틱 물질은 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 플라스틱 물질에 비해, 낮은 내파쇄성 뿐만 아니라 낮은 파단신율 및 낮은 파쇄전파내성, 및 낮은 경도를 가지며, 바람직하게는 실온에서 영구적으로 가요성이다.
하기 값들이 소정의 파괴 위치의 플라스틱 물질의 기계적 파쇄 특성 및 경도에 대한 예로서 제시될 수 있다(이 값들은 상기 DIN을 기준으로 하며 쇼어(Shore) A 경도는 23℃에서 6mm 두께의 시험 피스에서 DIN 53505에 따라 측정됨):
내파쇄성 0.01 내지 2MPa 바람직하게는 0.1 내지 1.5MPa
파단신율 10 내지 450% 바람직하게는 10 내지 150%
25% 모듈러스 최대 0.2MPa
50% 모듈러스 최대 0.3MPa
100% 모듈러스 최대 0.4MPa
파쇄전파내성 최대 3N/mm 바람직하게는 최대 2N/mm
쇼어 A 경도 1 내지 40 바람직하게는 5 내지 30
하기 값들이 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 플라스틱 물질의 기계적 파쇄 특성 및 경도에 대한 예로서 제시될 수 있다:
내파쇄성 4MPa 이상 바람직하게는 최소10MPa
파단신율 200% 이상 바람직하게는 최소 300%
파쇄전파내성 6N/mm 이상 바람직하게는 최소 15N/mm
쇼어 A 경도 30 내지 70 바람직하게는 40 내지 60
소정의 파괴 위치를 생성하는 데 사용되는 플라스틱 물질은 캐스팅 수지를 함유할 수 있거나, 캐스팅 수지로 구성될 수 있다. 이러한 캐스팅 수지는 가교되지 않거나 부분적으로 가교된 선형 중합체로부터 형성될 수 있다. 중합체는 폴리우레탄, 폴리에폭시드, 폴리에스테르, 폴리실록산, 및/또는 폴리아크릴레이트를 기재로 할 수 있다. 바람직하게는, 폴리아크릴레이트를 기재로 하는 캐스팅 수지가 사용된다. 폴리아크릴레이트는 경화시 공중합체를 형성하는 반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로 주로 구성된다. 소정의 파괴 위치의 생성에 사용되는 캐스팅 수지는 또한 개시제를 함유하며 또한 비반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체, 충전제, 가소제, 점성부여용 첨가제 및 안정화제를 함유할 수 있다.
대안적으로, 소정의 파괴 위치의 생성을 위한 플라스틱 물질은 실온에서 영구적으로 가요성인 열가소성 물질을 함유할 수 있거나, 이러한 물질로 구성될 수있다. 이러한 물질은 가교되지 않거나 부분적으로 가교된 중합체로부터 형성될 수 있다. 중합체는 예를 들어, 이소부틸렌의 단일중합체, 공중합체 또는 삼중합체 또는 이들의 혼합물을 기재로 할 수 있고, 또한 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 공중합체 또는 이들의 혼합물로부터 형성될 수 있다(기본 중합체).
열가소성 물질의 추가 성분은 열가소성 중합체, 천연 및 합성 고무, 점성부여용 첨가제, 가소제, 결합제, 보강성 및 비보강성 충전제, 안정화제 및 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
이소부틸렌의 단일중합체는 다양한 분자량 범위로 시판되는 폴리이소부틸렌이다. 폴리이소부틸렌 상표명의 예는 오파놀(Oppanol, BASF AG), 비스타넥스 (Vistanex, Exxon), 또는 에프롤렌(Efrolen, Efremov)이다. 폴리이소부틸렌의 상태는 액체 내지 연질 수지성 내지 고무 유사 상태이다. 분자량 범위는 하기와 같이 명기할 수 있다: 수평균 분자량은 2,000 내지 1,000,000g/몰, 바람직하게는 24,000 내지 600,000g/몰이고, 상기 분자량의 점도 평균 값은 5,000 내지 6,000,000g/몰, 바람직하게는 40,000 내지 4,000,000g/몰이다.
이소부틸렌의 공중합체 및 삼중합체는 공단량체 및 3원단량체로서, 1,3-디엔, 예를 들어 이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌 또는 β-피넨, 작용성 비닐 화합물, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 또는 디비닐벤젠, 또는 추가의 단량체를 함유한다. 이소부틸렌 및 이소프렌의 공중합체의 예는 소비량의 이소프렌을 갖는 부틸 고무이고, 다양한 부틸 타입이 예를 들어, 바이엘 아게(Bayer AG), 엑손 케미컬(Exxon Chemical) 또는 카우트척-게젤샤프트(Kautschuk-Gesellschaft)로부터 구입가능하다. 단량체 이소프렌 및 디비닐벤젠과 이소부틸렌과의 삼중합체는 부분적으로 가교된 형태의 부틸 고무를 생성할 수 있고, 이것은 또한 부틸 고무의 후속 가교반응에 의해 수득할 수 있다. 시판되는 형태로는, 예를 들어 엑손 케미컬의 LC 부틸, 하드만(Hardman)의 칼라(Kalar) 또는 바이엘 아게의 폴리사르(Polysar) 부틸 XL이 있다. 이소부틸렌의 단일중합체, 공중합체 및 삼중합체는 또한 후속하여 화학적으로 개질될 수 있다. 부틸 고무를 할로겐(염소, 브롬)으로 전환시켜 염소화된 부틸 고무 및 브롬화된 부틸 고무를 생성하는 것은 공지되어 있다. 이소부틸렌 및 p-메틸스티렌의 공중합체를 브롬으로 전환시켜 이소부틸렌, p-메틸스티렌 및 p-브로모메틸스티렌의 삼중합체를 형성하는 것은 유사한 방식으로 수행되며, 생성된 생성물은 엑손 케미컬로부터 상표명 엑스프로(EXXPRO)로 구입가능하다.
아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 단일중합체 또는 공중합체(폴리(메트)아크릴레이트)는 아크릴산 에스테르 및/또는 메타크릴산 에스테르의 공중합체이고, 예를 들어 알코올 성분으로서 작용기로 치환된 알킬기, 또는 치환되지 않은 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, 3차-부틸, 펜틸, 및 헥실 및 이들의 이성질체 및 고급 동족체, 2-에틸헥실, 페녹시에틸, 히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 카프로락톤히드록시에틸, 또는 디메틸아미노에틸을 포함할 수 있다. 또한, 아크릴산, 메타크릴산, 상기 산의 아미드의 중합체 및 아크릴로니트릴 중합체가 포함된다. 다작용성 단량체에 의해, 예를 들어 알코올 성분으로서 디에틸렌 글리콜 또는 트리메틸올프로판과 가교가 수행된 부분적으로 가교된 폴리(메트)아크릴레이트 및 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트의 혼합물도 사용될 수 있다.
열가소성 중합체의 예는 폴리올레핀, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, n-부텐, 및 이들의 고급 동족체 및 이성질체, 및 작용성 비닐 화합물, 예를 들어 비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드, 스티렌 및 α-메틸스티렌으로 이루어진 단일중합체 및 공중합체로서 폴리올레핀이다. 추가의 예로는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 및 폴리우레탄, 및 상기 중합체의 혼합물이다.
천연 및 합성 고무는 디엔의 단일중합체를 포함하는 군, 디엔과 올레핀의 공중합체 및 삼중합체를 포함하는 군, 및 올레핀의 공중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌 블럭과 부타디엔 또는 이소포론의 블럭 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 및 에틸렌-프로필렌-디엔 고무가 있으며, 디엔 성분으로서 예를 들어 디시클로펜타디엔 또는 에틸리덴 노르보넨을 사용한다. 상기 고무는 수소화된 형태로 사용되거나 혼합물로서 사용될 수 있다.
점성부여용 첨가제는 천연 수지와 합성 수지, 및 특히 탄화수소 수지, 콜로포니 및 이것의 유도체, 폴리테르펜 및 이들의 유도체, 쿠마론-인덴 수지 및 페놀 수지를 포함하는 후속적으로 개질시킨 수지로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있으며, 이는 폴리부텐, 폴리이소부텐 및 변성된 액상 고무(예를 들어, 부틸 고무 또는 EPDM)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으며, 이것은 또한 수소화될 수 있다. 상기 점성 부여용 첨가제의 혼합물을 또한 사용할 수 있다.
가소제의 예로는, 프탈산(예를 들어, 디-2-에틸헥실, 디이소데실, 디이소부틸 또는 디시클로헥실 프탈레이트)의 에스테르, 아인산(예를 들어, 2-에틸헥실디페닐, 트리-(2-에틸헥실) 또는 트리크레실 포스페이트)의 에스테르, 트리멜리트산(예를 들어, 트리-(2-에틸헥실) 또는 트리이소노닐 트리멜리테이트)의 에스테르, 시트르산(예를 들어, 아세틸트리부틸 또는 아세틸트리에틸 시트레이트)의 에스테르, 또는 디카르복실산(예를 들어, 디-2-에틸헥실 아디페이트 또는 디부틸 세바케이트)의 에스테르가 포함된다. 가소제의 혼합물을 또한 사용할 수 있다.
결합제는, 예를 들어 3-글리시딜옥시프로필 트리알콕시실란, 3-아미노프로필 트리알콕시실란, N-아미노에틸-3-아미노프로필트리알콕시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리알콕시실란, 비닐 트리알콕시실란, 이소-부틸 트리알콕시실란, 3-머캅토프로필 트리알콕시실란을 포함할 수 있는 실란으로 구성되는 군; 규산 에스테르, 예를 들어 테트라알킬 오르쏘실리케이트를 포함하는 군; 및 메탈레이트, 예를 들어 테트라알킬 티타네이트 또는 테트라알킬 지르코네이트 뿐만 아니라 상기 결합제의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
안정화제는 입체적으로 장애된 페놀 타입(예를 들어, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-3차-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트]메탄); 또는 머캅탄, 설파이드, 폴리설파이드, 티오우레아, 머캅탈, 티오알데히드, 티오케톤 등과 같은 황 기재의 항산화제 타입; 또는 벤조트리아졸 타입, 벤조페논 타입, 또는 HALS(장애받은 아민 광 안정화제) 타입의 UV 보호제 또는 오존 보호제로 된 항산화제일 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나, 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.
보강성 또는 비보강성 충전제의 예로는, 발열되거나 침전된 규산, 실리카 겔, 침전되거나 분쇄된 초크(또는 표면 처리됨), 산화칼슘, 점토, 카올린, 탤크(talk), 석영, 제올라이트, 이산화티타늄, 유리 섬유 또는 알루미늄 분말 및 아연 분말, 및 이들의 혼합물이 있다.
소정의 파괴 위치를 형성하는 어두운 색깔의 플라스틱 물질이 허용되는 경우, 카본블랙, 탄소 섬유 또는 흑연을 사용할 수도 있다.
소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중합체 중간층을 형성하는데 사용된 플라스틱 물질은 열가소성 접착 필름을 함유하거나 이것으로 구성될 수 있다. 접착 필름은 폴리비닐 아세탈 또는 폴리우레탄을 함유할 수 있다.
소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중합체 중간층을 형성하기 위한 플라스틱 물질은 캐스팅 수지를 함유할 수 있거나 이러한 캐스팅 수지로 구성될 수 있다. 이 캐스팅 수지는 가교되거나 부분적으로 가교된 중합체로부터 형성될 수 있다. 상기 중합체는 폴리우레탄, 폴리에폭사이드, 폴리에스테르, 폴리실록산 및/또는 폴리아크릴레이트를 기재로 할 수 있다. 사용된 캐스팅 수지는 바람직하게는 폴리아크릴레이트를 기재로 한다. 폴리아크릴레이트는 반응성 아크릴레이트와 메타크릴레이트 단량체를 주성분으로 함유한다. 또한, 중합체 중간층을 형성하는데 사용된 캐스팅 수지는 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 뿐만 아니라 결합제 및 개시제와 같은 아크릴레이트-작용성 및 메타크릴레이트-작용성 소중합체를 함유한다. 또한, 비반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체, 충전제, 가소제, 점성부여용 첨가제 및 안정화제가 또한 포함될수 있다.
캐스팅 수지 성분의 성질에 관한 하기 기술은 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 캐스팅 수지 뿐만 아니라 소정의 파괴 지점을 형성하는 캐스팅 수지에 적용된다.
반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로서, 일작용성 및 다작용성, 바람직하게는 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 일작용성 에스테르가 사용된다. 상기 에스테르의 사용된 알코올 성분은 치환되지 않은 알킬기 또는 작용기로 치환된 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 3차-부틸, 펜틸, 헥실, 2-에틸헥실, 페녹시에틸, 히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 카프로락톤히드록시에틸, 중합도가 5 내지 20인 폴리에틸렌 글리콜, 중합도가 5 내지 20인 폴리프로필렌 글리콜 및 디메틸아미노에틸과 같은 이들의 이성질체 및 고급 동족체를 함유할 수 있다. 반응성 단량체로서, 아크릴산 및 메타크릴산 자체, 이러한 산의 아미드 및 아크릴로니트릴을 사용할 수도 있다. 반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 혼합물을 사용할 수도 있다.
아크릴레이트-작용성 및 메타크릴레이트-작용성 소중합체의 예로는, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 실리콘 아크릴레이트가 있다. 소중합체는 일작용성 이상일 수 있으나, 이작용성 소중합체가 바람직하게 사용된다. 소중합체의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
에폭시 아크릴레이트는, 각 경우에 아크릴산 또는 메타크릴산, 이들의 소중합체 또는 노볼락 글리디실 에테르로 종결된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 또는비스페놀 F 디글리디시딜 에테르를 기재로 한다.
우레탄 아크릴레이트는 이소시아네이트(예를 들어, 톨루일렌, 테트라메틸크실렌, 헥사메틸렌, 이소포론, 시클로헥실메탄, 트리메틸헥사메틸, 크릿렌 또는 디페닐메탄 디이소시아네이트) 및 폴리올로부터 구성되며, 작용화된 히드록시아크릴레이트(예를 들어, 히드록시에틸 아크릴레이트) 또는 히드록시메타크릴레이트(예를 들어, 히드록시에틸 메타크릴레이트)로부터 작용화된다.
상기 폴리올은 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올일 수 있다. 폴리에스테르 폴리올은 디카르복실산(예를 들어, 아디프산, 프탈산 또는 이들의 무수물) 및 디올(예를 들어, 1,6-헥산디올, 1,2-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 1,2,3-프로판트리올, 트리메틸올프로판, 펜타에리쓰리톨 또는 디에틸렌 글리콜과 같은 에틸렌 글리콜)로부터 제조될 수 있다. 폴리에스테르 폴리올은 또한 히드록시카르복시산(예를 들어, 카프로락톤을 출발 물질로 사용한 것)끼리를 반응시킴으로써 수득될 수 있다. 폴리에테르 폴리올은 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드로부터 제조될 수 있다.
폴리에스테르 아크릴레이트는 아크릴산 또는 메타크릴산으로 작용화된 상기 폴리에스테르 폴리올이다.
상기한 바와 같이 공지되고 본원에 사용된 실리콘 아크릴레이트는 아크릴레이트로 작용화된 상이한 분자량의 폴리디메틸실록산을 기재로 한다.
비반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체는 아크릴산, 메타크릴산 및 이러한 산의 상기 에스테르의 단일중합체 및 공중합체이다. 또한, 상기 결합제는 상기 단일중합체 및 공중합체의 혼합물을 함유할 수 있다. 또한, 상기 캐스팅 수지는 비반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체로부터 제조될 수 있다.
광개시제가 개시제로서 사용될 수 있다. 이들은 벤조인 에테르, 벤질 케탈, α-디알콕시아세토페논, α-히드록시알킬페논, α-아미노알킬페논, 아실포스핀 옥사이드, 벤조페논 또는 티오옥산톤 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 개시제를 사용하는 이유는 캐스팅 수지의 경화를 개시하기 위한 것이다.
결합제는, 3-글리시딜옥시프로필 트리알콕시실란, 3-아미노프로필 트리알콕시실란, N-아미노에틸-3-아미노프로필 트리알콕시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리알콕시실란, 비닐 트리알콕시실란, 이소-부틸 트리알콕시실란, 머캅토프로필 트리알콕시실란과 같은 유기작용성 실란으로 구성되는 군, 및 테트라알킬 오르쏘실리케이트와 같은 규산 에스테르로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 각 캐스팅 수지는 또한 상기 결합제의 혼합물을 포함할 수 있다.
충전제는 보강성 또는 비보강성일 수 있다. 충전제로서, 바람직하게는 친수성이거나 표면 처리된 발열성 또는 침전된 규산, 및 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세토부티레이트, 셀룰로오스 아세토프로피오네이트, 메틸셀룰로오스 및 히드록시프로필메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체가 사용될 수 있다. 각 캐스팅 수지는 또한 상기 충전제의 혼합물을 함유할 수 있다.
가소제의 예로는 디-2-에틸헥실, 디이소데실, 디이소부틸, 디시클로헥실 및디메틸 프탈레이트와 같은 프탈산의 에스테르, 2-에틸헥실디페닐, 트리(2-에틸헥실) 및 트리크레실 포스페이트와 같은 인산의 에스테르, 트리(2-에틸헥실) 및 트리이소노닐 트리메틸리테이트와 같은 트리멜리트산의 에스테르, 아세틸트리부틸 및 아세틸트리에틸 시트레이트와 같은 시트르산의 에스테르, 및 디-2-에틸헥실 아디페이트 및 디부틸 세바케이트와 같은 디카르복실산의 에스테르가 있다. 각 캐스팅 수지는 또한 상기 가소제의 혼합물을 함유할 수 있다.
점성부여용 첨가제가 천연 및 합성, 뿐만 아니라 이후 개질된 수지로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 적합한 수지로는 탄화수소 수지, 콜로포니(colophony) 및 이의 유도체, 폴리테르펜 및 이들의 유도체, 쿠마론-인덴 수지, 페놀 수지, 폴리부텐, 수소화 폴리부텐, 폴리이소부텐 및 수소화 폴리이소부텐을 포함한다. 각 캐스팅 수지는 또한 상기 점성부여용 첨가제의 혼합물을 함유할 수 있다.
안정화제는 페놀(예를 들어, 4-메톡시페닐) 또는 입체적으로 장애된 페놀(예를 들어, 2,6-디-3차-부틸-4-메틸페놀)과 같은 항산화제, 또는 여러 항산화제의 혼합물일 수 있다.
캐스팅 수지는 통상적인 혼합 유닛에서 상기 성분들을 혼합하므로써 제조된다.
소정의 파괴 위치가 캐스팅 수지에 의해 형성된 후, 캐스팅 수지에 사용되는 바람직한 양의 물질이 다음과 같이 제공된다(수치 데이타: 중량%):
a) 반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 50-99
b) 아크릴레이트 작용성 또는 메타크릴레이트 작용성 올리고머 0-5
c) 비반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체
0-5
d) 개시제 0.1-2
e) 결합제 0-3
f) 충전제 0-10
g) 가소제 0-40
h) 점성부여용 첨가제 0-5
i) 안정화제 0-2
소정의 파괴 위치의 캐스팅 수지에 사용되는 물질의 특히 바람직한 양은 다음과 같다:
a) 반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 70-90
b) 아크릴레이트 작용성 또는 메타크릴레이트 작용성 올리고머 0-5
c) 비반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체
0-5
d) 개시제 0.1-1
e) 결합제 0-3
f) 충전제 0-10
g) 가소제 10-20
h) 점성부여용 첨가제 0-5
i) 안정화제 0-2
소정의 파괴 위치가 실온에서 영구적으로 가요성인 열가소성 물질에 의해 형성되는 경우, 사용되는 물질의 바람직한 양이 하기에서 특정된다(수치 데이타: 중량%) :
a) 기본 중합체 30-100
b) 열가소성 중합체 0-50
c) 천연 및 합성 고무 0-50
d) 점성부여용 첨가제 0-30
e) 가소제 0-50
f) 결합제 0-5
g) 안정화제 0-5
h) 보강성 및 비보강성 충전제 0-70
특히 바람직한 양은 다음과 같다:
a) 기본 중합체 40-100
b) 열가소성 중합체 0-30
c) 천연 및 합성 고무 0-30
d) 점성부여용 첨가제 0-25
e) 가소제 0-30
f) 결합제 0-3
g) 안정화제 0-3
h) 보강성 및 비보강성 충전제 0-60
소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중간층의 캐스팅 수지에 사용되는 물질의 바람직한 양은 다음과 같다:
a) 반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 40-89
b) 아크릴레이트 작용성 또는 메타크릴레이트 작용성 올리고머 10-50
c) 비반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체
0-10
d) 개시제 0.1-2
e) 결합제 0.5-3
f) 충전제 0-5
g) 가소제 0-10
h) 점성부여용 첨가제 0-5
i) 안정화제 0-2
소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중간층의 캐스팅 수지에 사용되는 물질의 특히 바람직한 양은 다음과 같다:
a) 반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 60-80
b) 아크릴레이트 작용성 또는 메타크릴레이트 작용성 올리고머 20-40
c) 비반응성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단일중합체 및 공중합체
0-5
d) 개시제 0.1-1
e) 결합제 0.5-2
f) 충전제 0-5
g) 가소제 0-10
h) 점성부여용 첨가제 0-5
i) 안정화제 0-2
캐스팅 수지의 특성은 사용되는 물질의 선택 및 사용되는 양에 따라 의존한다. 소정의 파괴 위치 및 중합체 중간층의 기계적 파쇄 특성은 강성화 공단량체의 비율 또는 가교 밀도를 변경하므로써 상기 주어진 범위로 조절된다. 상기 바람직한 정량적 양에 따른 개시 물질의 모든 조합이 목적하는 특성을 갖는 캐스킹 수지를 자동적으로 유도하지는 않는다. 캐스팅 수지를 제조하기 위한 제형은 실시되는 실시예에 제시된다. 추가 제형을 면밀히 하도록 필요에 따라 예비적인 실험이 수행되는 경우, 하기의 사항이 고려된다.
강성화 공단량체의 함량을 증가시키는 경우, 내파쇄성, 파단신율 및 파쇄전파내성이 특정 경도 범위에서 증가한다. 이러한 특성을 조절하기 위해, 아크릴산이 공단량체로 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 특성은 아크릴레이트 작용성 및 메타크릴레이트 작용성 올리고머의 보조로 가교를 통해 특정 경도 범위로 조절될 수 있다. 파쇄 저항, 파단신율 및 파쇄전파내성은 모두 작용가를 증가시키고, 아크릴레이트 작용성 및 메타크릴레이트 작용성 올리고머의 평균 분자량 분포를 감소시키고, 캐스팅 수지에서 이들 물질의 함량을 증가시키므로써, 상승한다.
바람직하게는, 소정의 파괴 위치를 만드는데 사용되는 캐스팅 수지 뿐만 아니라 중합체 중간층을 제조하는데 사용되는 캐스팅 수지는 무색이고, 경화된 상태에서 투명하다.
소정의 파괴 위치를 갖는 안전형 복합 유리 패널을 제조하는 방법은 예로서 하기와 같이 기술된다:
소정의 파괴 위치가 캐스팅 수지에 의해 형성되는 경우, 캐스팅 수지로부터 예비 공정 단계에서 막이 제조되고, 이후 소정의 파괴 지점을 형성시킨다. 이를 위해, 2개의 4mm 두께의 플로트 유리판을 접착제로서 몇방울의 물의 보조하에 약 100㎛ 두께의 보조 필름, 예를 들어, 폴리에스테르 필름으로 코팅시킨다. 이러한 보조 필름의 용도는 캐스팅 수지가 유리 플레이트에 부착하지 않도록 한다. 선택된 필름은 경화된 캐스팅 수지(이후, 소정의 파괴 지점)가 이것에 부착되지 않아야 한다. 에지 밀봉제는 보조 필름으로 코팅된 두개의 유리 플레이트중 첫번째 플레이트의 가장 자리 영역에 직접 도포된다. 예를 들어, 3M사로부터의 양면 접착 스트립(타입 4915 또는 4918) 또는 케메탈 게엠베하로부터의 폴리프로필렌의 코어를 가진 나프토텀 부틸(Naftotherm butyl) 코드(타입 3215 또는 3220)가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 캐스팅 수지를 위한 약 50 mm 폭의 충전 개구를 갖도록 에지 밀봉제로 처리하고, 보조 필름으로 코팅된 제 2 유리 플레이트를 제 1 유리 플레이트의 동일 평면상에 위치시켰다. 그런 다음 상기 두 유리 플레이트를 죠오 클램프(jaw clamp)로 가압하여, 사용된 에지 밀봉제에 따라 약 1.5 내지 2.0 mm 두께의 밀봉된 공간을 형성시켰다. 그런 다음 캐스팅 수지를 충전 개구내로 붓고, 유리 플레이트 중간 공간으로부터 공기를 팁핑하여 배출시킨 후, 충전 개구를 폐쇄시키고, 캐스팅 수지를 UV 램프(예컨대, 필립스(Philips) 타입의 TLD 08 블랙라이트 블루 튜브가 장착된 토르가우어 마키넨바우(Torgauer Machinenbau)로부터)를 사용하여 수평으로 놓인 샌드위치 배열체를 조사시킴으로써 20분 이내에 경화시켰다. 경화 후에 두개의 유리 플레이트를 보조 필름으로부터 분리시키고, 필름에 경화되어 있는 캐스팅 수지(후에 소정의 파괴 지점이 될)를 분리하고, 이를 예를 들어 재단용 가위를 사용하여 폭이 약 10 mm이고 후속적으로 생성될 CSG 패널 형상에 의해 결정되는 길이의 스트립으로 절단하였다.
본 발명에 따른 CSG 패널을 생성시키기 위해, 압축응력이 가해지는 제 1 유리 플레이트를 공지된 방법으로 세정하였다. 그런 다음, (충전 개구를 위한 갭을 포함하는) 에지 밀봉제를 유리 플레이트에 도포시켰다. 에지 밀봉제로서 케메탈 게엠베하로부터의 폴리이소부틸렌(타입 나프토텀 TPS) 또는 케메탈 게엠베하로부터의 나프토텀-부틸 코드(타입 3215 또는 3220)를 기재로 하는 열가소적으로 적용가능한 물질, 또는 3M사로부터의 양면 접착 스트립(타입 4915 또는 4918)이 사용될 수 있다.
소정의 파괴 위치가 캐스팅 수지에 의해 형성되는 경우, 소정의 파괴 지점을 위해 상기 기술한 경화된 캐스팅 수지 스트립을 유리 플레이트상의 지정된 소정의 파괴 지점에 위치시킨다. 이들의 고유한 접착성으로 인해, 캐스팅 수지 스트립은 유리 플레이트에 부착된다.
소정의 파괴 위치가 열가소성 물질에 의해 형성되는 경우, 이는 가열된 카트지지 건 또는 로봇, 및 예컨대 렌하르트 마스키넨바우(Lenhardt maschinenbau)로부터 입수가능한 상응하는 처리 유니트에 의해 유리 플레이트에 적용될 수 있다. 또한 소정의 파괴 지점은 이러한 플라스틱 물질로부터 이전에 제작된 적당한 두께의 라운드형 코드의 형태로 유리 플레이트에 제공될 수 있다.
바람직하게는 소정의 파괴 위치는 유리 플레이트 영역내의 직사각형의 세 면에 존재한다. 경성 몸체(들)는 바람직한 타격 지점에 추가로 위치된다. 이는 바람직하게는 이들 몸체를 폴리이소부틸렌에 매몰시킴으로써 수행된다. 그런 다음 압축응력이 가해지는 제 2 유리 플레이트를 제 1 플레이트상의 동일 평면에 위치시켰다. 상기 유리 플레이트를 공지된 방법으로 가압하였다. 이렇게 하여 밀봉된 공간을 형성시키고, 소정의 파괴 지점 이외의 중합체 중간층을 형성하는 캐스팅 수지를 버블이 생기지 않는 방법으로 밀봉된 공간에 부었다. 이를 위해 샌드위치 배열체는 캐스팅 수지를 첨가하는 동안 약 30°의 각도를 이루는 것이 바람직하고, 충전은 충전 노즐을 사용하여 아래로부터 또는 위로부터 수행될 수 있다. 유리 플레이트간의 공간으로부터 공기를 제거하기 위해, 샌드위치 배열체를 수평으로 위치시키고, 충전 개구는 예컨대, 케메탈 게엠베하로부터의 핫멜트(Hotmelt)(타입 21 핫-멜트 부착제)를 사용하거나 에지 밀봉제 물질 자체를 사용하는 공지된 방법으로 밀폐시킨다. 그런 다음 샌드위치 배열체를 (예컨대, 블랙라이트-블루 튜브가 장착된 토르가우어 마스키넨바우로부터의) UV 램프하에 위치시켜, 캐스팅 수지를 20분 이내에 경화시킨다.
캐스팅 수지 대신에, 통상적으로 복합 유리의 생성에 사용되는, 예컨대 폴리비닐 부티랄의 투명한 중합체 필름이 소정의 파괴 지점 이외의 중합체 중간층을 위해 사용될 수 있다. 이를 위해, 소정의 파괴 위치가 위치될 영역이 호일로부터 절단되고, 소정의 파괴 지점을 위한 상기한 경화된 캐스팅 수지 스트립이 이들 영역에 삽입된다.
비상 출구 시스템을 갖춘 생성된 CSG 패널은 개별적인 CSG 패널로서 추가로 처리될 수 있다. 소정의 파괴 위치를 갖는 생성된 CSG 패널은 또한 통상적인 다중층 절연 유리로 추가로 처리될 수 있으며, 여기서 다중층 절연 유리의 하나 이상의 페인은 본 발명에 따른 소정의 파괴 위치를 갖는 CSG 패널로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 CSG 패널은 철도차량, 도로차량 및 선박 뿐만 아니라 건축물에도 사용될 수 있다.
(타격 지점으로서 사용하기 위한) 폴리이소부틸렌내에 경성 몸체를 매몰시키는 것은 다음과 같이 수행될 수 있다:
필름을 부틸 밀봉제(선택적으로 예컨대, 케메탈 게엠베하로부터의 나프토텀 TPS와 같은 다른 통상적인 첨가제와 함께 이소부틸렌의 단일중합체, 공중합체 또는 삼중합체 또는 이들의 혼합물, 또는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 함유하는 밀봉제)로부터 제작하였다. 상기 제작은 약 10 mm의 에지 길이 내지 0.8 mm 두께의 밀봉제의 큐브를 압착시킴으로써 압반에서 수행될 수 있다. 이는 바람직하게는, 두개의 금속 압축 플레이트 및 0.8mm 두께의 금속 스페이서를 사용하여 수행된다. 라운드형 필름 부분, 소위 패드(직경 약 30 mm)를 상기 기술한 바와 같이 생성된 박막으로부터 찍어내었다. 그런 다음 하나 이상의 경성 몸체, 예컨대, SiC 미립자를 수평으로 배열된 패드의 중간에 위치시켰다. 시험에서, 10 내지 30개의 SiC 과립이 매우 효과적인 것으로 입증되었다. SiC 과립으로서 예컨대 ESK-STC 게엠베하로부터의 SiC 과립, 즉 F14 급(1.70 mm 20%, 1.40 mm 45%, 1.18 mm 70%) 또는 F16 급(1.40 mm 20%, 1.18 mm 45%, 1.00 mm 70%)이 사용될 수 있다.
상기 최대 과립 크기(이것은 2개의 유리 플레이트 사이의 공간에 의해 좌우된다)를 초과하는 과립 크기를 배제하기 위해 과립을 스크리닝하는 것이 권장된다. 그런 다음 제 2 패드를 경성 몸체상의 동일 평면의 제 1 패드상에 위치시킨다. 이러한 배열체은 2개의 금속 플레이트 사이에서 약 1.6 mm의 두께로 압착된다. 그런 다음 타격 지점으로서 사용될 수 있는 직경 약 30 mm의 폴리이소부틸렌-매몰된 몸체는 이러한 가압된 물품으로부터 펀칭될 수 있다. 부틸 밀봉제의 고유 접착성으로 인해, 바람직하게는 실리콘 페이퍼의 도움으로 조작이 수행된다.
소정의 파괴 위치 및 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 중합체 중간층을 위한 캐스팅 수지의 생성, 실온에서 영구적으로 가요성이며, 소정의 파괴 위치를 구성하는 열가소성 물질의 생성, 및 캐스팅 수지의 특성의 결정은 하기 예시적인 구체예에서 더욱 상세히 기술된다(달리 언급하지 않는 한, % 데이터는 중량%를 말한다).
실시예 1: 소정의 파괴 지점을 위한 캐스팅 수지의 생성
n-부틸 아크릴레이트 750g(50%) 및 폴리프로필렌 글리콜 모노아크릴레이트 745.5g(49.7%)(International Speciality Chemicals의 Biosomer PPA6)를 반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로서 2000㎖ 용량의 폴리에틸렌 입큰 플라스크 중에서 자력 회전자(magnetic stirring rod) 및 자력 교반 모터를 이용하여 10분 동안 균질화하였다. 1-히드록시시클로헥실페닐 케톤(Ciba-Geigy의 Irgacure 184) 4.5g(0.3%)을 광개시제로 첨가하고, 격렬한 교반(자력 교반기)하에서 10분 미만 동안 용해시켰다.
실시예 2: 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 중합체 중간층을 위한 캐스팅 수지의 생성
2-에틸헥실 아크릴레이트 888g(59.2%), 메틸 메타크릴레이트 75g(5%) 및 아크릴산 180g(12%)을 반응성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로서, 3-글리시딜옥시프로필 트리메톡시실란 22.5g(1.5%)(Sivento의 Dynasilan GLYM)를 결합제로서 2000㎖ 용량 비이커에 넣고 프로펠러 교반기로 5분간 혼합하였다. 지방족 우레탄 아크릴레이트 330g(22%)(크래이 밸리(Cray Valley)의 크래노르(Craynor) CN 965)를 첨가전에 약 60℃로 가열한 후에 15분내에 아크릴레이트-작용성 올리고머 중에 혼합시켰다. 최종적으로 1-히드록시시클로헥실페닐 케톤 4.5g(0.3%)(시바-게이기(Ciba-Geigy)의 이르가큐어(Irgacure) 184)을 광개시제로서 첨가하고 생성된 혼합물을 10분간 균질화하였다.
실시예 3: 소정의 파괴 지점으로서 사용하기 위한, 폴리이소부틸렌을 기재로 하는 열가소적으로 적용가능하고, 영구적으로 가요성인 물질의 라운드형 코드의 생성
폴리이소부티렌(케메탈 게엠베하 나프토텀 BU-TPS)을 기재로 하는 통상적으로 구입가능한 에지 밀봉제 물질 500g을 실험용 압출기(게트페르트(Goettfert))에서 4.5mm 둥근 노즐을 통해 약 130℃에서 압출성형하여 약 4.8mm 직경의 라운드형 코드를 형성시켰다. 노즐과 코드의 두께의 차이는 압출과정 동안 가닥의 팽창으로 인한 것이다. 이러한 방식으로 생성된 라운드형 코드는 실리콘 종이 사이에 감겨져서 사용 시까지 건조하게 보관하였다.
기계적인 파쇄 특성의 측정을 위한 시험 몸체(실시예 4 참조)를 나프토텀 BU-TPS의 적절한 압축에 의해 생성하였다.
실시예 4: 소정의 파괴 위치 및 중합체 중간층의 기계적인 파쇄 특성 및 경도의 비교
특성을 측정하기 위하여, 실시예 1 및 실시예 2의 캐스팅 수지를 두개의 폴리에스테르 지지 필름 사이에 붓고 경화시켜, 약 2mm 두께 필름을 형성하였다. 다음에 지지 필름을 각각 경화된 수지(이하, 중합체 필름)로부터 제거하여 필름의 기계적 특성을 측정하였다. 실시예 3의 열가소성 시험 몸체의 기계적 특성을 또한 측정하였다.
소정의 파괴 지점(실시예 1) 중간층(실시예 2) 소정의 파괴 지점(실시예 3)
쇼어 A 경도 25 48 10
내파쇄성 [MPa] 0.17 9 0.02
25% 모듈러스 [MPa] - 0.4 0.12
50% 모듈러스 [MPa] - 0.6 0.11
100% 모듈러스 [MPa] - 0.8 0.08
파단신율 [%] 20 350 360
파쇄전파내성[N/mm] 0.2 12 0.01
쇼어 A 경도의 측정은 23℃에서 6mm 두께의 시험 몸체 상에서 DIN 53505에 따라 수행하였다. 내파쇄성의 측정은 DIN 53504에 따라 23℃에서 100mm/min의 시험 속도로 S2 표준 시험 피스 상에서 측정하였다. 파단신율의 측정은 DIN 53504에따라 23℃에서 100mm/min의 시험 속도로 S2 표준 시험 피스 상에서 측정하였다. 파쇄전파내성의 측정은 DIN 53356, 08/82에 따라 400mm/min의 시험 속도로 2mm 두께의 중합체 필름 상에서 측정하였다.
실시예 5: 소정의 파괴 위치 및 중합체 중간층의 색체 비교
퍼킨 엘머, 람다 12 타입 분광 광도계(Perkin Elmer, Lambda 12 type spectrophotometer)로 색체를 측정하였다. 우선 첫째로 투과 스펙트럼을 UV-WINLAB 프로그램으로 기록하였고, 색체 평가를 씨에랩(CIELAB)의 페콜(PECOL) 소프트웨어를 사용하여 삼중 자극 방법에 의하여 수행하였다.
표준 발광 D65로 10°에서 정상 관찰자가 평가하였다. 4mm 플로트 유리/2mm 경화 캐스팅 수지/4mm 플로트 유리로 구성된 복합체를 측정하였다. 실시예 1에 따른 캐스팅 수지는 소정의 파괴 지점에 사용하고, 실시예 2에 따른 캐스팅 수지는 소정의 파괴 지점을 형성하지 않는 중합체 중간층에 사용하였다. 어떠한 측정 샘플도 기준 빔에 위치시키지 않았으며, 여기서 표준 물질은 공기이다. 하기 값이 측정되었다.
소정의 파괴 지점 중합체 중간층
L* 95.22 95.30
a* -1.85 -1.89
b* 0.30 0.43
측정 값으로부터 소정의 파괴 위치 및 중합체 중간층이 거의 동일한 색을 가짐을 알 수 있다. 육안으로는 차이가 검출되지 않았다.
실시예 3의 소정의 파괴 위치 물질이 흑색으로 착색되어서 불투명하였기 때문에 이 물질에서는 투과광에서의 색체의 측정이 불가능하였다.
실시예 6: 소정의 파괴 위치 및 중합체 중간층의 투과 특성의 비교
소정의 파괴 위치(실시예 1)와 소정의 파괴 위치를 형성하지 않는 중합체 중간층(실시예 2)의 투과 곡선을 플롯팅하였다. 이를 실시예 5와 유사한 방법으로 수행하였다. 곡선의 비교를 도 4에 도시하였다.
두 샘플은 거의 동일한 투과 양식을 보인다는 것을 알 수 있다. 실시예 1 및 2의 캐스팅 수지로 생성된 CSG 패널은 검사시에 육안으로 무색 투명한 것으로 나타났다.
도면의 간단한 설명
도 1: 분쇄되기 전의, 소정의 파괴 위치를 갖는 두개의 CSG 유리 패널로 구성된 다중-패널 단열 유리 유니트가 부분적으로 도시되어 있다.
1. 외부 유리 패인의 내측
2. 내부 유리 패인의 내측
3. 유리 패인
4. 유리 패인
5. 중합체 중간층
6. 다중-패인 단열 유리 유니트를 위한 스페이서
7. 패인사이의 공간
8. 소정의 파괴 지점
9. 패널 에지 밀봉제를 위한 캐스팅 수지
10. 글레이징 밀봉제
11. 프레임
도 2: 분쇄되기 전의 소정의 파괴 위치를 갖는 CSG 패널의 평면도가 도시되어 있다.
1.1. 안전형 복합 유리 패널
1.2. 설치될 경우 하부로부터의 프레임
8. 소정의 파괴 지점
11. 설치될 경우 상부로부터의 프레임
15. 타격 지점
도 3: 분쇄 후의, 소정의 파괴 위치를 갖는 두개의 CSG 패널로 구성된 다중-패인 단열 유리 유니트가 부분적으로 도시되어 있다.
1.1. 공기로 충전된 중간 공간의 내측에서의 유리 패인
2.1. 공기로 충전된 중간 공간에 면하는 내부 유리 패인의 표면
3. 유리 패인
4. 유리 패인
5. 중합체 중간층
6. 다중-패인 단열 유리를 위한 스페이서
10. 글레이징 밀봉제
11. 프레임

Claims (18)

  1. 2개 이상의 압축응력이 가해진 유리 패인 및 중합체 중간층을 함유하며, 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널로서,
    중합체 중간층은 내파쇄성(DIN 53504, 03/85에 따라 23℃에서 100mm/min의 시험 속도하에 S2 표준 시험 피스에서 측정됨), 파단신율(DIN 53504, 03/85에 따라 23℃에서 100mm/min의 시험 속도하에 S2 표준 시험 피스에서 측정됨) 및 파쇄전파내성(DIN 53356, 08/82에 따라 23℃에서 400mm/min의 마멸율에 2mm 두께의 중합체 필름상에서 측정됨)이 각각 상이한 2개의 플라스틱 물질을 함유하며,
    소정의 파괴 지점의 복합 유리 패널은 더 낮은 내파쇄성, 더 낮은 파단신율 및 더 낮은 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질을 함유하고, 소정의 파괴 지점 이외의 영역에서의 복합 유리 패널은 더 높은 내파쇄성, 더 높은 파단신율 및 더 높은 파쇄전파내성을 갖는 플라스틱 물질을 함유하며,
    중간층의 복합 유리 패널은 하나 이상의 지점(타격 지점)에서 경도가, 사용된 유리의 경도보다 큰 경도를 갖는 물질의 하나 이상의 몸체를 함유함을 특징으로 하는 유리 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 알칼리-석회 유리 예컨대, 소다-석회 유리 또는 보로실리케이트 유리로 구성된 군으로부터의 플로트 유리(flot glass)가 유리 패널로서 선택됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 타격 지점에서의 경성 몸체(들)의 모스 경도가 >6임을 특징으로 하는 안전형 복합 유리 패널.
  4. 제 3 항에 있어서, 타격 지점에서의 경성 몸체(들)의 모스 경도가 >7임을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 경성 몸체가 과립 또는 구체로 구성됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 타격 지점에서의 경성 몸체(들)가 탄화규소 및/또는 강옥(corundum)으로 구성됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 경성 몸체가 플라스틱 중간층의 두께보다 작은 0.1 내지 0.3mm의 크기를 가짐을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 경성 몸체가 폴리이소부틸렌중에 매몰됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 소정의 파괴 지점의 플라스틱 물질이 하기 물리적 파쇄 특성을 가짐을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널:
    내파쇄성0.01 내지 2MPa
    파단신율10 내지 450%
    파쇄전파내성최대 3N/mm
    쇼어 A 경도1 내지 40(DIN 53505에 따라 23℃에서 6mm 두께의 시험 몸체에서 측정됨).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 소정의 파괴 지점을 형성시키지 않는 중합체 중간층의 플라스틱 물질이 하기 물리적 파쇄 특성을 가짐을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널:
    내파쇄성4MPa 이상
    파단신율200% 이상
    파쇄전파내성6N/mm 이상
    쇼어 A 경도30 내지 70(DIN 53505에 따라 23℃에서 6mm 두께의 시험 몸체에서 측정됨).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중의 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 물질(들)중 하나가 캐스팅 수지 및/또는 중합체 필름을 함유함을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중의 어느 한 항에 있어서, 소정의 파괴 지점을 생성시키는데 사용된 플라스틱 물질이 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에폭시드, 폴리실록산 또는 폴리아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되고/거나 소정의 파괴 지점을 구성하지 않는 중합체 중간층을 생성시키는데 사용된 플라스틱 물질은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에폭시드, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 아세탈 또는 폴리비닐 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  13. 제 12 항에 있어서, 소정의 파괴 지점을 생성시키는데 사용된 플라스틱 물질 및/또는 소정의 파괴 지점을 구성하지 않는 중합체 중간층을 생성시키는데 사용된 플라스틱 물질이 폴리아크릴레이트를 기재로 함을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항중의 어느 한 항에 있어서, 소정의 파괴 지점을 생성시키는데 사용된 플라스틱 물질이 실온에서 영구적으로 가요성을 띠는 열가소성 물질로 구성되거나 이를 함유함을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  15. 제 14 항에 있어서, 실온에서 영구적으로 가요성을 띠는 열가소성 물질이, 이소부틸렌의 단일중합체, 공중합체, 삼중합체 또는 이들의 혼합물, 및/또는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 기재로 하는 비가교되거나 부분적으로 가교된 중합체로부터 형성됨을 특징으로 하는 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널.
  16. 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널을 제조하는 방법으로서,
    a) 소정의 파괴 지점을 위한 캐스팅 수지로부터 필름을 생성시키고, 후에 소정의 파괴 지점이 될 형상을 갖는 스트립을 상기 필름으로부터 떼어내고;
    b) 열적으로 압력응축된 유리 플레이트에 에지 밀봉제를 제공하고;
    c) a)에서 생성된 소정의 파괴 지점 스트립을 유리 플레이트에 위치시키고;
    d) 유리의 경도보다 큰 경도를 갖는 하나 이상의 경성 몸체를 하나 이상의 임의의 지점에서 유리 플레이트에 가하고;
    e) 제 2의 열적으로 압력응축된 유리 플레이트를 이러한 배열상에 위치시키고;
    f) 생성된 유리 플레이트 복합체를 압축시키고;
    g) 경화된 상태에서는 소정의 파괴 지점의 캐스팅 수지보다 더 큰 내파쇄성, 더 큰 파단신율 및 더 큰 파쇄전파내성을 갖는 캐스팅 수지를 유리 플레이트간의 잔존 공간에 부어서 경화시킴을 특징으로 하는 방법.
  17. 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널을 제조하는 방법으로서,
    a) 열적으로 압력응축된 유리 플레이트에 에지 밀봉제를 제공하고;
    b) 실온에서 영구적으로 가요성인 열가소성 물질을, 소정의 파괴 지점으로서 이러한 목적을 위해 제공된 위치에서 유리 플레이트상에 위치시키고;
    c) 유리 경도보다 더 큰 경도를 갖는 하나 이상의 경성 몸체를 하나 이상의 임의의 위치에서 유리 플레이트에 가하고;
    d) 제 2의 열적으로 압력응축된 유리 플레이트를 상기 배열상에 위치시키고;
    e) 생성된 유리 플레이트 복합체를 압축시키고;
    f) 경화된 상태에서는, 실온에서 영구적으로 가요성을 띠는 소정의 파괴 지점의 열가소성 물질보다 더 큰 내파쇄성, 더 큰 파단신율 및 더 큰 파쇄전파내성을 갖는 캐스팅 수지를 유리 플레이트간의 잔존 공간에 부어서 경화시킴을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 15 항중의 어느 한 항에 따른 소정의 파괴 지점을 갖는 안전형 복합 유리 패널의 건축물, 철도 차량, 도로 차량 및 선박에 있어서의 용도.
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