KR20070017972A - 하중 지지 적층물 - Google Patents

Abstract

적층물을 통해 연장하는 적어도 하나의 보어를 갖는 적어도 하나의 중간층(interlayer)을 둘러싸는 적어도 두 개의 글래스 플라이를 포함하는 적층물(laminates)은 상기 중간층을 보어(들)을 둘러싸는 영역으로부터 차단하고 하중 지지 인서트를 보어 둘레에 위치시킴으로써 제조된다. 상기 인서트는 적층 공정 전 또는 후에 위치될 수 있다. 본 발명은 적층물이 하중하에 배치될 때에 보어 영역 둘레의 층간 분리(delamination) 경향을 감소시킨다.

적층 패널, 하중 지지 인서트, 글래스 플라이, 중간층, 보어, 층간 분리, 가스켓

Description

하중 지지 적층물{Load bearing laminates}

본 발명은 적층 패널의 조립을 위한 방법에 관한 것이며, 특히 하중을 지지할 수 있는 적층물 및 그러한 적층물들을 통합하는 글래스 조립체에 관한 것이다.

적층 패널들 특히, 열가소성 층일 수 있는 접합 층에 의해 함께 결합된 적어도 두 개의 글래스 플라이(glass ply)를 포함하는 글래스 적층 패널들, 가장 통상적으로 폴리비닐부틸알(polyvinylbutyral)(이후 편의상 PVB로 함)은 글래스 파사드(facade)와 같은 다양한 글래스 조립체를 형성하기 위해 지지 구조에 함께 결합되거나 또는 부착될 수 있다. 그러한 조립체를 형성하는데 발생하는 한가지 어려움은 적측물에 하중을 배치하는 접합 기술들이 이상적이지 않다는 것이다. 일례는 적층물의 보어를 통과하는 볼트들에 의해 함께 결합된 클램핑 플레이트들을 이용하는 조립체이다. 그러한 적층물을 포함하는 조립체를 형성하기 위해 10톤까지의 힘이 적층물 전체에 걸쳐 적용될 수 있다. 클램프가 조여질 때에, 접합 층은 적층물의 외관으로부터 쏠리고 불리한 결과들을 가질 수 있는 하중하에서 변형된다.

이러한 문제에 대한 일 형태의 해결 방안은 독일특허 DE 19812814와 국제특허출원 WO 02/38902에 설명되어 있다. 양자의 예에서 고정(fixing) 조립체는 적층물을 통과하는 보어내에 위치되고, 주조 수지를 사용하여 제자리에 고정된다. 이 러한 해결 방안은 실행하는데 어렵고 전적으로 효과적인 것은 아니다. 적층물을 인접한 구조에 결합하는 더 간단한 방법에 대한 필요성이 존재한다.

우리는 층간 분리(delamination)의 이러한 문제점이 상당히 감소될 수 있고 또는 시일이 보어를 둘러싸고 상기 보어를 둘러싸는 영역으로부터 접합 층을 차단하는 글래스 플라이들 사이에 시일을 삽입함으로써 제거될 수 있다는 것을 알았다. 하중 지지 인서트는 플라이들과 시일에 의해 형성된 공간(void) 내에 위치될 수 있다.

제 1 개념에 따라서 본 발명은 제 1 글래스 플라이, 제 2 글래스 플라이 및접합 중간층을 포함하고, 패널을 통과하는 적어도 하나의 보어를 갖는 적층 패널의 제조 방법에 있어서, 적층 단계 이전에 상기 보어 또는 보어들을 둘러싸기 위해 시일이 상기 플라이들 사이에 위치되고 이에 의해 상기 보어 또는 보어들을 둘러싸는 영역으로부터 접합 층을 차단하는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 하나 이상의 실시예를 사용하여 실행될 수 있다. 제 1 실시예에서, 시일은 적층 단계 이전에 보어 둘레에 위치되고, 그 적층 단계에 따라 제거된다. 이는 가요성 시일 예를 들면, 적층 단계 이후에 보어 밖으로 밀릴 수 있는 가요성 실리콘 고무 디스크의 형태를 사용하여 달성될 수 있다. 그 결과가 보어를 둘러싸는 공간을 갖는 적층물이다. 하중 지지 인서트는 그 후에 예를 들면, 주조 수지(castable resin) 또는 다른 적절한 재료를 주입함으로써 그리고 하중 지지 재료를 형성하기 위해 이러한 재료들이 굳음으로써 공간내로 삽입된다. 이러한 제 1 실시예를 실행하기 위한 대안적인 방법에서, 시일은 적층 공정 이전에 보어를 둘러싸는 위치에 배치되는 적절한 재료의 링을 포함한다. 시일은 적층 공정 중에 그리고 그 이후에 제자리에 존재한다. 그 결과가 공간이 시일에 의해 경계가 정해지는 보어를 둘러싸는 공간을 갖는 적층물이다. 하중 지지 인서트는 상술한 바와 같이 이러한 공간내로 주입될 수 있다.

제 2 실시예에서, 시일은 하중 지지 인서트의 경계 둘레로 연장하는 적절한 재료의 링을 포함할 수 있다. 하중 지지 인서트는 적절한 재료로 형성된 환형 디스크의 형태를 취할 수 있다. 상기 디스크는 고정 볼트를 적용하는데 충분하게 큰 중공 센터를 갖는 환대(annulus)일 수 있다. 그 경계 둘레의 위치에 시일을 갖는 디스크는 적층 공정 이전에 플라이들 사이에 위치되며, 적층 공정 중 및 그 이후에 제자리에 존재한다.

이러한 실시예에서 시일의 두께(글래스 플라이들의 대향 면들 사이에서 측정)는 적합하게는 하중 지지 인서트의 두께보다 더 클 것이다. 적층 공정 중에 열과 압력의 적용하에서, 시일은 압축되고, 글래스 플라이들의 내부 표면은 하중 지지 인서트의 대향면들과 접촉하여 가압된다. 인서트의 두께는 적층 공정에 따라 접합 중간층의 두께와 실질적으로 동일하고, 시일은 실질적으로 동일한 두께로 압축된다.

본 발명의 방법은 이들이 접합 층의 두께에서 변형례를 더 잘 적용할 수 있고, 이에 의해 개선된 적층물이 다양한 재료로 형성된 접합 층을 사용하여 제조될 수 있는 한 공지된 공정들과 비교하여 부가의 장점을 제공한다.

글래스 적층물 중 가장 보편적으로 사용되는 중간층은 PVB이다. PVB는 시트 형태로 용이하게 이용할 수 있다. 시트들은 통상적으로 0.36mm 내지 4.6mm의 두께를 갖는다. PVB 시트는 쉽게 절단하여 형상화할 수 있다. 적층물을 생산하기 위해, PVB 시트는 글래스 플라이들 사이에 배치될 수 있고, 플라이들의 에지를 넘어 연장할 수 있다. 그 후에 잉여 PVB는 적층 공정 이전에 잘라낸다.

또한, 다른 중간층 재료가 사용될 수 있다. 중간층의 일 형태는 특히 WO 99/58334에 개시된 것을 포함하는 이오노머 수지(ionomer resins)이다. 이들 중간층들을 통합하는 적층물은 개선된 기계적 특성들을 나타내고, 이에 의해 특히 건축 적용례들에 사용하는데 유리하다. ASTM D 5076.95에 따라 결정된 0.3Hz 및 25℃에서 50 내지 1000MPa의 저장 영률을 갖는 이오노머 수지는 WO 99/58334에 개시되었다. 25℃에서 ASTM 638-89에 따른 인장 시험으로 결정된 적어도 15MJ/m²의 최소 마모 에너지와 5 내지 42MPa의 글래스 접착은 특히 본 발명의 방법에 사용하는데 적합하다. 이러한 형태의 수지는 E.I. 듀퐁사의 상표 썰린(surlyn)과 센트리 글래스 플러스(Sentry Glass Plus; SGP)로서 상업적으로 이용할 수 있다.

이들 이오노머 수지는 통상적으로 0.38 내지 4.6mm 특히, 1.25 내지 2.50mm의 두께를 갖는 시트 형태로 이용할 수 있다. 시트의 두께는 통상적으로 ±10 %로 변할 수 있다. 본 발명의 방법들은 이러한 변형례들에도 불구하고 효과적이며, 이는 이들 이오노머 수지들을 통합하는 적층물의 제조에 있어서 진보를 나타낸다. 접합 중간층이 특정 이오노머 수지 중간층과 같은 균일하지 않은 두께 중 하나일 때에 적층의 적합한 방법들은 하중 지지 인서트가 유체로 주입되고, 적층 공정에 따라 굳어질 수 있는 것들이다.

본 발명의 방법들은 또한 캐스트 인 플레이스(cast in place) 공정에 의해 형성된 중간층을 포함하는 적층물의 제조에 사용될 수 있다. 캐스트 인 플레이스 공정에서, 글래스 플라이의 경계는 예를 들면, 테이프로 밀봉되고, 플라이들 사이의 공간은 중간층을 형성하기 위해 경화가능한 액체로 충전된다. 액체의 적절한 종류의 예는 에폭시 수지이다. 본 발명의 방법들에서, 시일은 액체의 도입 이전에 보어 둘레에 위치되어야 한다. 액체와 그에 따른 경화된 중간층은 이에 의해 보어를 둘러싸는 영역으로부터 차단된다.

본 발명에 사용되는 글래스 플라이들은 보통은 4mm 내지 25mm, 더욱 적합하게는 6mm 내지 19mm의 두께를 통상적으로 갖는 전통적인 소다석회 플로트 글래스 시트들(soda lime float glass sheets)로 형성될 것이다. 임의의 일 적층물에 사용되는 플라이들이 가장 보편적으로는 동일한 두께일 수 있지만, 글래스 플라이들은 동일하거나 또는 상이한 두께를 가질 수 있다.

글래스 플라이들은 적합하게는 강화(toughened) 또는 배강도 글래스(heat strengthened glass)로 형성될 수 있다. 강화 또는 배강도 글래스가 이용되는 곳에서 보어들은 강화 이전에 드릴가공되어야 한다. 적층 패널들은 두 개의 글래스 플라이와 하나의 접합 중간층 이상을 포함할 수 있다. 두 개의 글래스 플라이 이상이 존재하는 곳에서, 외부 플라이들은 통상 강화 글래스인 반면에 내부 플라이들은 강화되거나 강화되지 않을 수 있다. 이들 실시예에서 중간층들은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다.

본 발명의 적층 패널들은 다양한 형상과 크기로 이루어질 수 있다. 이들은 편평한 패널일 수 있거나 또는 이들은 만곡된 패널일 수 있다. 본 발명은 건축적 용도를 위한 편평한 패널의 제조에 특별 적용될 수 있다. 이들은 통상 강화 글래스를 사용하여 형성되고, 그 형상은 보통 직사각형이다. 그 크기는 실제로 적층 공정에 사용되는 강화로(thoughening furnace) 또는 오토클레이브의 크기에 제한되고, 보통 이들의 가장 큰 치수는 6m를 초과하지 않는다. 이러한 제한은 두 개 이상의 패널들을 함께 결합함으로써 더 큰 조립체를 구성할 필요성이 존재하는 한가지 이유이다.

글래스 플라이들은 각 플라이가 다른 것의 보어들과 정렬하는 보어들의 세트를 항상 갖는다면 다수의 보어를 포함할 수 있다. 적층물의 각 보어는 적합하게는 상술한 바와 같이 중간층을 차단하는 인서트에 의해 둘러싸인다. 보어의 수와 위치는 그것이 장착되는 패널의 크기와 위치에 따라 변할 것이다. 일반적으로 보어들은 원형이고, 15mm 내지 50mm의 직경을 가질 것이다. 중간층에는 더 큰 직경, 통상적으로 50mm 내지 100mm를 갖는 대응하는 동심의 홀들이 구비될 것이다. 이들 홀은 플라이들이 조립되기 전에 중간층으로부터 절단되거나 천공될 것이다. 시일의 외부 직경은 시일이 중간층에 편리하게 배치될 수 있도록 중간층 홀의 내부 직경과 실질적으로 동일해야 한다.

플라이들이 서로 인접한 두 개 이상의 보어들을 갖는 곳에서는 두 개의 독립된 시일보다는 오히려 양 보어들을 둘러싸는 단일 시일이 이용될 수 있다. 하중 지지 인서트는 또한 보통은 본 실시예에서 양 보어들을 둘러쌀 것이다.

동일한 평면에 놓이는 적층 패널들의 결합을 요구할 수 있는 조립체의 일 형태는 글래스 파사드를 지지하기 위해 사용되는 강화 핀(fins)이다. 이들 파사드는 큰 높이에 도달할 수 있고, 강화 핀은 다수의 적층 패널들의 단부와 단부를 이어 결합함으로써 유사한 높이에 도달한다. 조립체의 다른 형태는 글래스 루프용 강화 빔이며, 상기 빔은 루프에 다리를 놓기 위해 다수의 적층 패널을 결합함으로써 형성될 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 지금부터 설명될 것이다.

도 1은 함께 접합된 두 개의 적층 패널(laminated panels)을 도시한 평면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 도 1의 조립체를 통과하는 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 인서트의 평면도 및 입면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 도 1의 조립체를 통과하는 단면도.

도 1은 이음 철판(splice plates)(6)에 의해 연결된 두 개의 독립적인 적층패널(laminate panels)(2, 4)을 도시한다. 볼트 조립체(8)는 와셔(10)를 포함하고, 상기 철판(6)과 패널들(2, 4) 중 하나를 통과한다. 상기 도면은 8개의 볼트 (8) 머리와 와셔(10)를 도시하지만, 명료하게 하기 위해 하나만 참조부호로 나타낸다.

도 2는 플라이(ply)(1, 3)를 포함하는 패널(2)을 도시한다. 플라이들(1, 3)은 중간층(interlayer)(12)에 의해 결합된다. 인서트(14)는 플라이들(1, 3) 사이에 놓이고, 볼트(8)가 통과하는 보어를 둘러싼다. 부시(bush)(16)는 보어에 고정된다. 상기 철판(6)은 섬유 가스켓(fibre gasket)(18)에 접촉하여 작용한다.

도 3은 인서트(14)를 도시한다. 인서트(14)는 외경 둘레로 연장하는 고무 링(22)을 갖는 환형 디스크(20)로 구성된다.

도 4는 플라이들(1, 3)을 포함하는 패널(2)을 도시한다. 인서트(14)는 부시(16)와 플라이(1, 3) 사이의 공간을 차지한다. 도 4에 도시한 다른 동일한 부호들은 도 2에 대해 상술한 바와 같은 동일한 특징을 나타내며, 본 명세서에서 별도로 설명하지 않는다.

도 2의 조립체는 먼저 대응 지점에 관통하여 드릴가공된 홀들을 갖는 두 장의 글래스를 취함으로써 구성된다. 플라이 각각은 도 1에 도시된 바와 같이 4개의 독립적인 홀들을 포함할 것이다. 플라이들 중 하나는 수평으로 놓이고, 중간층 재료 한 장이 그 위에 배치된다. 중간층은 인서트(14)를 수용하는데 충분히 큰 직경을 갖는 플라이의 홀 각각에 대응하는 원형 홀들을 갖는다. 인서트(14)는 하중 지지 재료로 형성된 환형 디스크(20)로 구성된다. 이러한 재료는 알루미늄과 같은 금속으로 또는 상당한 압축 없이 하중을 수용할 수 있는 적절한 글래스 강화 열가소성 물질(glass reinforced thermoplastic)로 형성될 수 있다. 환대(annulus)의 두께는 중간층의 두께보다 더 적다. 환대의 외부 에지는 그에 기계가공된 그루브를 가질 수 있다. 이러한 그루브는 디스크(20) 둘레의 위치로 스냅결합될 수 있는 고무 O링(22)을 배치하는데 조력한다.

인서트(14)는 중간층의 홀의 위치에 배치되고, 제 2 글래스 플라이(3)는 중간층의 상부에 배치된다. 이때에 글래스 플라이들은 O링(22)의 표면상에 위치한다. 이에 따라 형성된 패널은 적층 공정의 적용을 받는다. 상기 패널은 적층 백(lamination bag)으로 삽입되고, 패널의 가스를 제거하기 위해 진공 중에 배치된다. 그 후에 패널은 오토클레이브(autoclave)에 배치되고, 30 내지 90분의 시간 동안 상승된 온도(120℃ 내지 180℃를 말함) 및 압력(8 내지 20 바)에 유지된다. 고무 O링은 압축되고, 플라이들(1, 3)의 내부면은 디스크(20)의 표면과 접촉하여 가압된다.

제조된 적층 패널은 글래스 조립체로 통합되는 위치로 이동될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 패널에 결합되는 경우, 부시(16), 가스켓(18) 및 철판(6)은 패널로 나타난다. 볼트는 부시로 통과되고, 와셔와 너트는 볼트로 나사결합되며, 소정 압력으로 조여진다. 디스크(20)는 하중을 지지하고 중간층의 층간 분리(delamination)를 방지한다.

도 4의 조립체는 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 그러나, 인서트(14)는 실리콘 고무와 같은 가요성 재료로 만들어진 원형 디스크이어야 한다. 상기 디스크는 알맞게는 중실 디스크 즉, 환형 디스크라기보다는 원형 디스크이다. 적층 공정이 완성되면, 디스크는 간단하게 그 중심을 밀어냄으로써 적층물로부터 방출될 수 있다. 일단 디스크가 제거되면, 적층 패널은 보어를 둘러싸는 환형 공간(void)을 갖는다. 그러한 패널들은 신규성이 있다고 판단되며, 본 발명의 부가 개념을 포함한다.

상기 공간은 하중 지지 재료로 충전될 수 있다. 그렇게 행하는 편리한 방법은 하중 지지 재료를 형성하기 위해 굳어질 유체 재료를 주입하는 것이다. 적절한 재료의 예는 시멘트와 주조 수지(castable resin)를 포함한다. 본 발명에 사용하기 위한 임의의 특정 재료의 적합성은 실험으로 결정될 수 있다. 적합한 재료는 자유롭게 흐르고, 글래스에 부착되지 않으며, 적은 수축성을 나타내고, 본 목적을 위해 충분히 강해야 한다. 공기가 공간에 갇히고, 이에 의해 인서트가 약해지는 것을 방지해야 한다는 것에 주의해야 한다. 적합하게는, 공기를 공간 밖으로 퍼내고, 이에 따라 유체가 공간 전체로 흐를 수 있을 것이다.

재료가 굳어지면 이는 하중을 지지할 수 있고, 패널이 상술한 바와 같이 압축되면 이에 의해 패널의 층간 분리가 방지된다.

Claims (20)

1. 제 1 글래스 플라이(glass ply), 제 2 글래스 플라이 및 접합 중간층(interlayer)을 포함하고, 패널을 통해 연장하는 적어도 하나의 보어를 갖는 적층 패널(laminated panel)의 제조 방법에 있어서,

   상기 보어를 둘러싸고 상기 글래스 플라이들의 내부면과 함께 시일을 형성하기 위해 밀봉 부재가 상기 플라이들 사이에 배치되고, 이에 의해 상기 보어를 둘러싸는 영역으로부터 중간층을 차단하는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 압축성 재료의 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 적층 공정의 완성에 따라 적층 패널로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 압축성 재료의 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하중 지지 인서트(load bearing insert)는 적층 공정 후에 상기 중간층이 차단되는 상기 보어를 둘러싸는 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하중 지지 인서트는 상기 보어를 둘러싸고 유체가 상기 하중 지지 인서트를 형성하기 위해 굳어질 수 있는 영역으로 유체를 주입함으로써 위치되는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 공기는 유체가 도입되는 동시에 보어를 둘러싸는 영역으로부터 빠져나가는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 하중 지지 재료로 형성된 환대(annulus)의 경계 둘레를 연장하고 적층 단계 이전에 위치되는 압축성 재료의 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 적층 이전에, 상기 밀봉 부재의 두께는 상기 환대의 두께보다 더 큰 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 압축성 재료의 링은 그 두께가 적층 공정 중에 디스크의 두께와 실질적으로 동일하도록 압축되는 것을 특징으로 하는 적층 패널의 제조 방법.
11. 제 1 글래스 플라이, 제 2 글래스 플라이 및 접합 중간층을 포함하고, 패널을 통해 연장하는 적어도 하나의 보어를 갖는 적층 패널에 있어서,

    상기 중간층은 상기 보어를 둘러싸는 영역으로부터 차단되는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 적층 패널은 상기 보어를 둘러싸기 위해 위치되는 밀봉 부재를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 시일은 상기 보어를 둘러싸기 위해 위치되는 압축성 재료의 링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 하중 지지 인서트는 상기 중간층이 차단되는 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 인서트는 적층물의 제조 이전에 위치되는 하중 지지 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 인서트는 유체가 굳음으로써 형성된 하중 지지 환대를 포함하고, 상기 유체는 적층 공정이 완성된 이후에 중간층이 차단되는 영역으로 도입되는 것을 특징으로 하는 적층 패널.
17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 적층 패널을 포함하는 글래스 조립체.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 글래스 조립체는 동일 평면에 놓이고 각 패널의 보어를 통과하는 고정(fixing) 조립체에 의해 다른 하나에 접합되는 적어도 두 개의 적층 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 조립체.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 고정 조립체는 상기 보어를 통과하고 두 개의 패널을 연결하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 조립체.
20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 글래스 파사드(facade) 또는 글래스 루프(roof)에 또는 그 부분에 부착되는 글래스 조립체.

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