KR20100014330A - 창용 합판 유리 및 유리창 부재 - Google Patents

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Abstract

(과제) 높은 투광성에 추가로 내충격성, 내관통성, 기밀성이 우수함과 아울러 충분한 강성을 갖는 창용 합판 유리를 제공한다.
(해결 수단) 창용 합판 유리(10)는 복수의 판유리(20)가 수지층(30)을 통해 적층된 다층 구조를 이루고, 판유리(20)는 무알칼리 붕규산 유리로 형성되어 있다. 각 판유리(20)의 두께는 각각 1㎜ 이하이고, 모든 판유리(20)의 합계 두께는 2~10㎜이다
창용 합판 유리, 유리창 부재

Description

창용 합판 유리 및 유리창 부재{LAMINATED GLASS FOR WINDOW AND GLASS WINDOW MEMBER}
본 발명은 자동차나 각종 건조물 등의 창재로서 이용되는 창용 합판 유리, 및 이 창용 합판 유리를 포함하는 유리창 부재에 관한 것이다.
판유리는 그 투광성이나 평활성, 기밀성 등의 우수한 성능 때문에 다양한 용도로 사용되고 있다. 예를 들면, 각종 건조물의 창 판유리나 차의 프론트 유리로서, 또는 여러가지 물품 등을 진열하는 쇼케이스의 투광창으로서, 나아가서는 전자 부품, 예를 들면 액정 표시 장치나 플라즈마 디스플레이 등의 화상 표시 장치의 표시창으로서, 또한 전자 부품을 수납하는 각종 패키지의 창재로서 다양한 성능이 부여된 판유리가 이용되고 있다. 이러한 각종 판유리는 판유리의 강도상 취약함을 보충하기 위해 복수 장을 적층하여 합판 유리로서 이용될 경우가 있다. 합판 유리는 내관통성이나 강도의 점에서 우수한 성능을 발휘하기 때문에 방범용 창재로서 이용되는 경우가 많아지고 있다. 이 때문에, 방범용 창재에 대해서 많은 제안이 이루어지고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 방범을 목적으로 한 창 판유리로서 붕규산 유리제의 판유리를 사용하고, 그들 상호간에 개재시키는 중간막으로서 테트라플루오로 에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴플루오라이드의 공중합체를 사용하는 합판 유리가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 충격성, 내관통성이 양호하며 방범성이 우수한 적층 유리가 개시되어 있고, 거기에서는 2장의 투명 기판을 그 주변부에 배치된 스페이서를 통해 중합하는 적층 유리에 있어서, 한쪽 또는 양쪽의 투명 기판은 그 판면에 접착 수지층을 통해 유기 수지 필름이 적층, 접착 일체화된 필름 강화 기판으로 되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는 내충격성, 내관통성, 방범성이 우수하고, 또한 접착성이 양호하기 때문에 내구성도 우수하며, 두께가 얇고, 또한 제조도 용이한 필름 강화 유리가 개시되어 있으며, 거기에서는 판유리와 유기 수지 필름을 판유리측의 PVB 수지를 주성분으로 하는 제 1 접착 수지층과 유기 수지 필름측의 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지를 주성분으로 하는 제 2 접착 수지층으로 적층 접착하고 있다. 또한, 특허문헌 4에서는 건축물의 창이나 도어용 유리나 차량용 창유리로서 바람직하게 사용할 수 있는 경량이고, 단열성, 안전성이 우수한 적층체가 개시되어 있으며, 거기에서는 판유리가 아크릴 수지면에서 폴리비닐부티랄 수지를 통해 접합되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2006-96612호 공보
특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2002-87849호 공보
특허문헌 3 : 일본 특허 공개 2003-176159호 공보
특허문헌 4 : 일본 특허 공개 평6-99547호 공보
상술한 종래의 합판 유리는 통상의 단체(單體) 구조의 창 판유리보다 강성이 높은 구조로 되기 때문에 충돌 등에 의해 인체가 받는 충격은 커진다. 또한, 판유리 자체가 파괴될 때에 발생하는 예리한 유리 파편에 의해 인체에 창상 등의 부상이 생기는 것을 회피하는 것은 어려웠다. 또한, 합판 유리는 통상 그 표리의 투광면이 유리면에 의해 구성되는 경우가 많아 단체의 판유리와 마찬가지로 경시적으로 표면에 미세한 흠집이 생길 걱정이 있음과 아울러 용도에 따라서는 경시적인 강도 저하가 염려될 경우도 있다.
한편, 최근의 배리어프리 구조를 갖는 주거 환경의 전국적인 확대로부터도 알 수 있는 바와 같이, 고령자나 신체 장해자여도 안심하고 일상 생활을 보내는 것이 가능해지는 주거 환경을 실현한다는 것이 시대적 요청이 되고 있다. 이러한 상황하에서 보다 안심하고 생활할 수 있는 환경, 주거 공간을 추구하는 요망은 소비자에게 더욱 커져 있고, 이러한 주거 환경을 구축하여 보다 안심하고 사용할 수 있는 창용 합판 유리가 요구되고 있다.
또한, 판유리는 쇼케이스로서도 유용한 재료이다. 이 용도에서는 판유리는 내용물로의 접촉을 방지하는 벽재로서의 역할 외에 내용물의 미관을 손상시키지 않는 투명도, 나아가 일상적인 접촉에 견디는 강도를 갖고 있다. 그 때문에, 일반적인 쇼케이스에서는 두께 10㎜ 전후의 단판의 창 판유리가 이용되고 있다. 투명 재료인 폴리카보네이트 등의 수지판에 비해 내상성이 높다는 점도 쇼케이스용 창재로서 중보되는 이유 중 하나이다. 한편, 최근에는 방범에의 의식이 높아져 경비 시스템을 포함해 시큐리티 기구가 다양하게 발달해 왔다. 일반 창보다 수배 두꺼운 단판 유리는 내용물의 전시나 열람이라는 통상의 사용으로는 깨질 일은 없지만, 방범성이라는 점에서는 파괴시에 소리가 발생하는 점 이외에 의지할 수 있는 점은 적다. 통상의 건조물이면 쇼케이스가 존재하는 실내에 절도의 침입을 일단 허용해 버리면 햄머나 쇠지레 등의 일상적 공구에 의해 창재가 간단히 부셔져 버려 내용물로의 접촉이나 반출을 간단히 허용해 버린다는 위험성이 있다. 따라서, 쇼케이스에 적합한 특성을 가지면서 방범성을 갖는 창재가 갈망되고 있다.
본 발명은 높은 투광성에 추가로 내열충격, 내관통성, 기밀성이 우수함과 아울러 충분한 강성을 갖는 창용 합판 유리, 특히 방범성이 요구되는 쇼케이스에 적합한 창용 합판 유리를 제공하는 것을 과제로 한다.
즉, 본 발명의 창용 합판 유리는 복수의 판유리가 수지층을 통해 적층된 적층체로 이루어지고, 표리의 투광면을 구성하는 판유리 중 적어도 한쪽은 무알칼리 붕규산 유리로 이루어지며, 각 판유리의 두께는 각각 1㎜ 이하이고, 복수의 판유리의 합계 두께는 2~10㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 무알칼리 붕규산 유리란 실질적으로 알칼리 금속 원소를 함유하지 않고, 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 붕소산화물(B2O3)과 규소산화물(SiO2)의 함유량의 합계가 60% 이상인 유리 조성을 갖는 유리를 의미한다. 여기에서, 실질적이란 유리의 제조 공정에 있어서 용융 유리와 접촉하는 내화물이나 유리 원료 중의 불순물 등으로부터 불가피하게 유리 중에 혼입되는 미량의 알칼리 금속 원소, 예를 들면 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 1% 미만의 알칼리 금속 원소를 함유하고 있어도 좋다는 의미이다.
각 판유리의 두께를 각각 1㎜ 이하로 하는 것은 합판 유리의 투광면에 가해지는 외력, 예를 들면 기계적인 충격력을 탄성적으로 흡수시키기 위해 중요하다. 보다 높은 외력 흡수 성능의 실현에는 각 판유리의 두께를 각각 1㎜ 미만으로 하는 편이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.9㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.8㎜ 이하로 한다.
본 발명에 있어서, 수지층을 형성하는 수지는 판유리끼리를 소요 강도로 고정시킬 수 있는 접착력을 갖고, 또한 가시광선에 대한 투과 성능과 화학적 내구성이 우수한 것이면 좋으며, 그 종류는 특별히 문제삼지 않는다. 수지층을 형성하는 수지는 1종류일 필요는 없고, 필요에 따라 복수종의 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 각 수지층은 1층이어도 좋고, 수지 재료가 다른 2층 이상이 것이어도 좋다. 각 수지층을 2층 이상으로 할 경우 각 층의 두께를 같게 해도 좋고, 다르게 해도 좋다.
복수의 판유리를 수지층을 통해 적층하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 인접하는 판유리 사이에 액상 수지를 주입한 후에 수지를 경화시키는 방법, 필름 형상 수지를 판유리 사이에 끼운 상태에서 가압 가열 처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
표리의 투광면을 구성하는 판유리 중 적어도 한쪽을 형성하는 무알칼리 붕규산 유리의 조성은 판유리의 원하는 기계적 성질, 내후성, 표면 평활성 등을 얻을 수 있는 것이면 임의이다. 예를 들면, 이 무알칼리 붕규산 유리의 조성은 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 SiO2+B2O3 60% 이상, Na2O+K2O+Li2O 1% 이하이며, 바람직하게는 Al2O3 1~25%, RO(R=Mg+Ca+Sr+Ba+Zn) 2~30%를 함유한다. 또한, 제조 조건을 적정 범위 내로 안정 제어하기 쉽게 하는 점에서는 상기의 조성 범위에 있어서 SiO2+B2O3 60~80%, Al2O3 5~20%로 하는 것이 좋다. 이러한 유리 조성을 갖는 유리로서, 예를 들면 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤가 제조하는 액정 표시 장치 탑재용의 박판유리(상품 코드:OA-10, OA-21)가 있다.
표리의 투광면을 구성하는 판유리 중 다른쪽은 상기의 무알칼리 붕규산 유리로 형성해도 좋고, 원하는 성능을 확보할 수 있는 한에 있어서 그 밖의 유리, 예를 들면 무알칼리 유리, 상기와는 다른 유리 조성의 무알칼리 붕규산 유리 또는 무알칼리 알루미노붕규산 유리, 붕규산 유리, 석영 유리, 결정화 유리, 착색 유리, 화학 강화 유리, 물리 강화 유리, 소결 유리, 소다 석회 유리, 납 유리, 무납 유리, 그린 유리 및 철망 유리 등, 각종의 무기 판유리로 형성해도 좋다. 또한, 3장 이상의 판유리를 적층할 경우 중간층을 구성하는 판유리에 대해서도 상기 사항이 해당된다.
본 발명자의 연구에 의하면, 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써 인체나 그 일부가 창용 합판 유리의 투광면에 직접 충돌해도 인체가 받는 충격을 저감할 수 있고, 또한 반복적인 충돌이 있어도 투광면에 흠집이 생기기 어렵다. 이 성질은 창용 합판 유리의 투광면을 구성하는 판유리를 무알칼리 붕규산 유리로 형성했을 경우에 특히 현저하고, 석영 유리와 같은 단일 성분의 무알칼리 유리나, 파이렉스(등록상표)와 같은 알칼리 성분을 함유하는 붕규산 유리에서는 이러한 성질이 얻어지지 않는다. 또한, 상기 성질에 추가로 특히 내후성 등의 화학적인 내구성이나 유리 제조시에 얻어지는 유리의 균질성을 고려할 경우에는 무알칼리 알루미노붕규산 유리를 채용하는 것이 바람직하다. 유리 조성으로서 알루미늄 성분을 함유하는 편이 용융시에 유리 원료의 용해가 용이해지고, 유리의 균질도를 올리기 쉬우며, 얻어지는 유리의 유리 표면의 내후성을 높일 수 있다. 또한, 균질도가 높은 편이 유리 표면의 내상성에 대해서도 향상된다.
(발명의 효과)
본 발명의 창용 합판 유리는 상기의 구성을 갖기 때문에 인체나 동물, 또는 운반물이 부주의하게 충돌해도 그로 인해 유리가 용이하게 파손되지 않는다. 또한, 충격력이 창용 합판 유리의 흡수 작용에 의해 완화되기 때문에 인체가 받는 충격이 저감되어 부상의 가능성이 경감된다. 또한, 충격 흡수에 의해 유리 자신이 파괴되지 않기 때문에 인체로의 창상 부상도 생기기 어렵다. 또한, 일상의 접촉에 의해 흠집이 생기기 어렵기 때문에 장기 사용에 의해서도 미관을 유지할 수 있다는 것 외에 파손 강도도 저하되기 어렵다
도 1은 실시예에 따른 창용 합판 유리의 부분 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 유리창 부재의 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 다른 형태의 유리창 부재의 사시도이다.
도 4는 하중과 크랙 발생률의 관계를 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 창용 합판 유리 20 : 판유리
20a : 투광면 30 : 수지층
50, 60 : 유리창 부재
본 발명의 창용 합판 유리는 상술한 구성에 추가로 수지층이 열가소성 수지로 이루어지고, 그 두께가 0.1~2㎜이면 보다 높은 충격 흡수능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 여기에서, 0.1~2㎜는 인접하는 판유리 사이에 개재하는 각 수지층의 두께이다.
창용 합판 유리에 있어서의 각 판유리 및 각 수지층의 두께는, 예를 들면 버니어캘리퍼스, 레이저 계측기, 현미경 등의 계측 기기를 사용하여 5점 이상 계측하고, 그 평균값으로서 구할 수 있다.
각 수지층의 두께가 0.1㎜ 미만인 경우에는 충격 흡수성의 저하에 추가로 판유리끼리를 고정시키는 성능에 편차가 생기기 쉬워진다. 이 경우, 판유리와 수지층의 계면에 박리가 생기는 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 한편, 수지층의 두께가 2㎜를 초과하면 창용 합판 유리로서의 강성이 낮아질 경우가 있다.
수지층을 형성하는 열가소성 수지는 원하는 성능을 갖고, 판유리와 적층했을 경우에 광학적으로 높은 투과율이 얻어지는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 수지층을 형성하는 열가소성 수지로서 폴리에틸렌(PE), 에틸렌아세트산 비닐 공중합체(EVA), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 메타크릴 수지(PMA), 폴리염화 비닐(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 셀룰로오스아세테이트(CA), 디알릴프탈레이트 수지(DAP), 요소 수지(UP), 멜라민 수지(MF), 불포화 폴리에스테르(UP), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리비닐포르말(PVF), 폴리비닐알코올(PVAL), 아세트산 비닐 수지(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. 이 중에서도, 무알칼리 붕규산 유리와의 조합에서 바람직한 것으로서는 에틸렌아세트산 비닐 공중합체(EVA)나 폴리비닐부티랄(PVB)을 들 수 있다.
또한, 수지층을 형성하는 수지에 가시광선을 투과하는 첨가물을 첨가해도 좋다. 이 첨가물로서는, 예를 들면 굴절률이나 분산을 적정하게 조정한 유리, 결정화 유리 등을 들 수 있다.
또한, 수지층을 형성하는 수지에 착색제, 적외선이나 자외선 등의 특정 파장광선을 흡수하는 흡수제를 적량 배합하여 부가적인 성능을 부여할 수 있다. 마찬가지의 이유로 산화 방지제, 가소제, 소포제, 증점제, 도료성 개량제, 및 내전 방지제 등의 각종 첨가제나 약제 등도 적량 배합할 수 있다.
본 발명의 창용 합판 유리는 상술에 추가로 판유리의 비커스 경도 시험에 의한 크랙 저항률이 소다 라임 실리카 유리의 5배 이상이면 판유리 표면에 생긴 흠집 등에 기인하여 창용 합판 유리가 파손될 우려가 작아진다.
여기에서, 상기 크랙 저항률은 비커스 경도 시험에서 압자(壓子) 흔적으로부 터 생기는 크랙 수를 계측함으로써 평가할 수 있다. 이 크랙 저항률은 유리 표면에 크랙이 생성되기 어려움을 나타내는 지표로서 이용되고, 별명 크랙 레지스턴스라고도 칭한다. 이 크랙 저항률(크랙 레지스턴스)의 계측 방법은 와다 등이 제안한 방법(M. Wada et al. Proc., the Xth ICG, vol. 11, Ceram. Soc., Japan, Kyoto, 1974, p39)에 따른다.
크랙 저항률(크랙 레지스턴스)의 측정은 온도 25℃, 상대습도 30%의 공기 분위기 중에서 행한다. 측정에서는 비커스 경도 시험기의 시료 스테이지 상에 청정한 판유리 투광면을 수평으로 놓고, 마름모꼴의 수평 단면 외관을 갖는 비커스 압자를 다양한 하중으로 강하시킨다(비커스 압자:대면각 136°의 다이아몬드 정사각추 압자). 압자를 15초간 유리 표면에 압착시킨 후에는 제하(除荷)하여 유리 표면에 형성된 압자 흔적을 관찰한다. 압자 흔적의 네 귀퉁이로부터 발생한 크랙 수를 조사하고, 1개의 압자 흔적으로부터 최대 발생할 수 있는 크랙 수(4개)에 대하여 비율을 산출하여 크랙 발생률을 얻는다. 이 일련의 시험 순서는 1개의 하중 조건에 대해서 20개의 시험체를 이용하여 반복해서 행한다. 시험 결과는 다양한 하중의 시험 결과와 함께 하중값과 크랙 발생률의 그래프에 나타낸다. 그리고, 그 그래프의 근사 곡선으로부터 50%의 크랙 발생률에 상당하는 하중값을 구한다. 이 50%의 크랙 발생률에 상당하는 하중값이 크랙 저항률(R50)이 된다. 크랙 저항률(R50)은 그 값이 클수록 유리 표면의 크랙이 생성되기 어려운 것을 나타내고 있다. 본 출원 발명의 창용 합판 유리는 이 크랙 저항률(R50)이 소다 라임 실리카 유리의 5배 이상의 값이 되는 것이다.
상기 크랙 저항률이 소다 라임 실리카 유리의 5배 미만이면 초기 강도는 충분히 높아도 장기에 걸친 사용에 견디지 못할 경우도 있다.
크랙 저항률은 유리의 구조에 따라 정해진다. 크랙 저항률의 크기는 유리 구조를 형성하는 성분에 의한 메시 구조의 조밀성, 및 유리에 외력이 가해졌을 때의 메시 구조의 미끄러지기 쉬운 정도가 관계된다. 메시 구조의 조밀성으로의 유리 성분의 영향에 대해서는 알칼리 산화물이나 알칼리토류 산화물이 많으면 유리의 메시 구조에 있는 간극이 감소한다. 일반적인 규산을 함유하는 유리에서는 산화나트륨이나 산화칼슘이라는 성분을 많이 함유하기 때문에 유리 구조는 어느 정도 조밀하게 되어 있다. 한편, 이 규산 유리에 가해지는 성분으로서 산화알루미늄이나 산화붕소라는 성분의 농도가 높아지면 유리의 메시 구조는 간극이 증가한 구조가 된다. 이 메시 구조의 간극은 외력이 가해졌을 경우에 변형을 흡수하도록 완충 작용을 갖는다. 이 때문에, 유리 메시 구조에 간극이 많은 유리에서는 외력이 가해져도 결합이 절단되기 어렵고, 비커스 압자에 의해 크랙이 발생하기 어렵다. 또한, 산화붕소 성분을 함유하는 유리에 있어서는 산화붕소의 트라이앵글 구조가 미끄러짐에 의해 움직이기 때문에 소성 유동에 의해 외력을 놓치기 쉽다. 한편, 규산 성분에 의해서만 구성되는 실리카 유리에서는 규산의 사면체 구조가 3차원 배열을 갖기 때문에 소성 유동이 실질적으로 불가능한 구조를 취한다. 이들 이유로부터 붕규산 유리, 나아가서는 무알칼리의 붕규산 유리에서는 외력에 의해 유리의 메시 구조가 끊어지기 어렵고, 크랙 저항률은 높다.
상기와 같이, 크랙 저항률이 소다 라임 실리카 유리의 5배 이상인 점으로부터 장기에 걸쳐 유리 표면에 찰상 흔적이 형성되기 어렵고, 그 때문에 찰상 흔적에 기인하는 판유리의 파괴 현상이 용이하게 발생하기 어려우며, 우수한 내구성을 계속해서 유지할 수 있다. 동시에, 흠집의 발생 방지에 의한 미관의 저감에도 효과가 있다. 또한, 일반적으로 이용되는 단판 창 판유리보다 흠집이 나기 어렵고, 추가로 충격 흡수(또는 내관통성)를 갖기 때문에 타파에 대해서도 일정한 방범성을 갖고 있다. 이들 특징으로부터, 본 발명의 창용 합판 유리는 특히 장기의 미관 유지성에 추가로 방범성도 요구되는 쇼케이스용 창재로서 우수한 성능을 발휘한다.
본 발명의 창용 합판 유리는 투광면이 대략 직사각형상(정방형 또는 장방형)의 투광면을 갖고, 상기 투광면의 최하단이 건조물의 바닥면으로부터 2000㎜ 이내에 위치하도록 시공되면 유리 투광면으로의 생활 환경 하의 여러가지 충돌 현상에 대하여 유효하고 또한 효과적인 방어 성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다.
예를 들면, 옥내외의 계단의 측면이나 에스컬레이터 등의 측면의 채광용 창재로서 본 발명의 합판 유리를 시공할 경우에는 투광면의 최하단과 계단이나 에스컬레이터 등의 각 층계의 거리의 최대값이 2000㎜ 이하이면 된다.
본 발명의 창용 합판 유리는 투광면의 변 치수(투광면이 장방형인 경우에는 단변의 치수)가 300~1500㎜의 범위 내에 있으면 다양한 건조물이나 구축물의 창 부재로서 활용할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 창용 합판 유리는 JIS R3205에 따른 낙구(落球) 시험에 있어서 JIS B1501에 따른 1.0㎏의 강구(鋼球)를 2400㎜ 상공으로부터 낙하시켰을 경우에 반도(反跳) 높이가 300㎜ 이상이 되는 것, 또는 JIS B1501에 따른 2.3㎏의 강구를 4800㎜ 상공으로부터 낙하시켰을 경우에 반도 높이가 1000㎜ 이상이 되는 것이면 높은 유연성을 갖고, 용이하게 유리가 파손되지 않기 때문에 우수한 충격 흡수능을 실현시킬 수 있어서 바람직하다.
여기에서, 상기 반도 높이는 상기의 조건에서 강구를 창용 합판 유리에 낙하시켰을 때에 상기 강구가 창용 합판 유리에 대하여 최초로 반도될 때의 높이를 의미한다. 이러한 반도 높이의 계측에는 줄자나 레이저 계측기 등의 높이 계측 기구를 사용할 수 있다. 비디오 촬영 장치를 이용하면 반도 높이나 반도의 모양을 상세하게 확인할 수 있다.
본 발명의 창용 합판 유리와 상기 창용 합판 유리의 끝부에 설치된 지지 부재로 유리창 부재를 구성할 수 있다. 지지 부재는 예를 들면 창용 합판 유리의 서로 대향하는 끝부에 각각 설치된다. 창용 합판 유리의 수평 방향에 서로 대향하는 끝부를 각각 지지 부재로 지지함과 아울러 상하 방향에 서로 대향하는 끝부 중 적어도 하단부를 지지 부재로 지지하도록 해도 좋다. 또한, 창용 합판 유리를 틀 형상의 지지 부재(창틀)로 지지하도록 해도 좋다.
상기 지지 부재는 플라스틱, 고무, 암석, 금속, 유리, 유리 세라믹 및 목재의 군으로부터 선택된 1가지 이상의 재료를 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지 부재의 재질로서 수지 또는 FRP 등의 플라스틱, 천연 또는 화성 고무, 천연 또는 인공 암석, 알루미늄, 철합금 등의 금속, 유리 섬유 또는 분말 유리 등의 유리, 유리 세라믹, 천연 또는 합성 목재를 이용할 수 있다.
본 발명의 유리창 부재는 표리의 투광면 중 적어도 한쪽에 피복막을 형성함으로써 그 광학 성능이나 기계 성능을 미조정할 수 있다.
상기 피복막은 반사 방지막(AR 코트라고도 함), 적외선 반사막(또는 적외선 컷 필터), 무반사막, 도전막, 대전 방지막, 로우패스 필터, 하이패스 필터, 밴드패스 필터, 차폐막, 강화막, 보호막 등이다. 표리의 투광면에 각각 피복막을 형성할 경우 양 투광면의 피복막은 서로 동일한 종류여도 좋고, 다른 종류여도 좋다. 또한, 상기 피복막은 동일 또는 다른 기능을 갖는 복수의 막층으로 다층 구조로 해도 좋다.
상기 피복막의 재질로서 예를 들면 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 산화탄탈(또는 탄탈라)(Ta2O5), 산화니오브(Nb2O5), 산화란탄(La2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화하프늄(HfO2), 산화크롬(Cr2O3), 불화마그네슘(MgF2), 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화바나듐(VO2), 산화티타늄지르코늄(ZrTiO4), 황화아연(ZnS), 빙정석(Na3AlF6), 치올라이트(Na5Al3F14), 불화이트륨(YF3), 불화칼슘(CaF2), 불화알루미늄(AlF3), 불화바륨(BaF2), 불화리튬(LiF), 불화란탄(LaF3), 불화가돌리늄(GdF3), 불화디스프로슘(DyF3), 불화납(PbF3), 불화스트론튬(SrF2), 안티몬 함유 산화주석(ATO)막, 산화인듐-주석막(ITO막), SiO2와 Al2O3의 다층막, SiOx-TiOx계 다층막, SiO2-Ta2O5계 다층 막, SiOx-LaOx-TiOx계열의 다층막, In2O3-Y2O3 고용체막, 알루미나 고용체막, 금속박막, 콜로이드 입자 분산막, 폴리메틸메타크릴레이트막(PMMA막), 폴리카보네이트 막(PC막), 폴리스티렌막, 메틸메타크릴레이트스티렌 공중합막, 폴리아크릴레이트 막 등의 조성을 갖는 것을 사용할 수 있다.
피복막의 형성 방법에 대해서는 소정의 표면 정밀도, 기능을 실현시킬 수 있고, 제조에 요하는 비용에 대해서 지장이 없는 방법이면 각종 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 스퍼터링법, 진공 증착법, 열 CVD법, 레이저 CVD법, 플라즈마 CVD법, 분자선 에피택시법(MBE법), 이온 플래팅법, 레이저 애블레이션법, 유기 금속 화학 기상 성장법(MOCVD) 등의 화학적 기상 성장법(또는 CVD법), 또한 졸-겔법, 스핀 코팅이나 스크린 인쇄의 도포법, 도금법 등의 액상 성장법을 채용할 수 있다. 단, 이 중에서도 CVD법은 저온에서 밀착성이 좋은 피복막을 형성할 수 있고, 다양한 피막에 대응 가능하며, 화합물의 피막 형성에도 적합하기 때문에 바람직하다.
또한, 수지 필름 등의 표면 보호막을 창용 합판 유리의 전체 표면 또는 일부 표면에 설치해도 좋다.
(실시예 1)
도 1에 실시예에 따른 창용 합판 유리의 부분 단면도를 나타낸다. 이 창용 합판 유리(10)는 복수의 판유리(20)가 수지층(30)을 통해 적층된 다층 구조를 이루고 있다. 각 판유리(20)의 두께는 각각 0.7㎜이고, 전체 판유리(20)(이 예에서는 3장)의 합계 두께는 2.1㎜이다. 또한, 각 판유리(20)는 각각 무알칼리 붕규산 유리, 특히 무알칼리 알루미노붕규산 유리로 이루어지고, 그 조성은 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 SiO2+B2O3 60% 이상, Al2O3 5~20%, RO(R=Mg+Ca+Sr+Ba+Zn) 2~30%, Na2O+K2O+Li2O 1% 이하이다. 수지층(30)은 인접하는 판유리(20) 사이에 개재되고, 각 수지층(30)의 두께는 0.3㎜이다. 이 실시예에 있어서 수지층(30)은 에틸렌아세트산 비닐 공중합체(EVA)로 이루어진다.
도 2는 도 1의 창용 합판 유리(10)을 사용한 유리창 부재(50)를 나타내고 있다. 창용 합판 유리(10)의 투광면(20a)은 단변이 800㎜의 장방형을 이루고, 그 4개의 모서리부는 반경 30㎜의 R면 가공이 실시되어 있다. 이 유리창 부재(50), 예를 들면 맨션 1층 로비의 채광용 창이나 환기용 창으로서 이용되고, 투광면(20a)의 최하단(장변)이 바닥면으로부터 100㎜의 높이 위치가 되도록 시공된다.
창용 합판 유리(10)의 양측 끝부에는 각각 알루미늄제의 지지 부재(51)가 설치되어 있다. 지지 부재(51)는 コ자형의 장착부(51b)와, 장착부(51b)의 기부의 외면측에 설치된 축부(51a)를 구비하고, 장착부(51b)의 양 측부에서 창용 합판 유리(10)측 끝부를 협지하고 있다. 지지 부재(51)는 예를 들면 장착부(51b)를 창용 합판 유리(10)측 끝부에 장착한 후, 장착부(51b)의 양측 끝부를 각각 투광면(20a)에 스웨이징함으로써 측끝부에 고정된다. 이로 인해, 창용 합판 유리(10)측 끝부는 두께 방향으로 압축 응력이 주어진 상태에서 지지 부재(51)에 의해 협지된다. 이 유리창 부재(50)는 도시되어 있지 않은 벽면의 개구부에 설치된 받침 지그에 대하여 지지 부재(51)의 축부(51a)를 회동축으로 하여 회동 가능하게 부착된다. 이러한 구조는 채광에 추가로 제습이나 제진도 가능하기 때문에 맨션의 주거 환경을 쾌적하게 유지 관리하기에 유용하다.
도 3은 도 1의 창용 합판 유리(10)를 사용한 다른 유리창 부재(60)를 나타내고 있다. 이 유리창 부재(60)는 창틀 형상의 지지 부재, 예를 들면 알루미늄제의 프레임(61)을 구비하고 있고, 환기 등을 필요로 하지 않을 경우에 시공된다. 구체적으로는 모르타르 벽면 등에 형성한 홈(도시 생략)에 끼워 넣어진다. 지지 부재로서의 프레임(61)은 단면 コ자형의 장착홈(30)을 구비하고 있고, 창용 합판 유리(10)는 이 장착홈(30)에 장착되어 유지된다. 여기에서는 알루미늄제 프레임(61)을 사용했지만, 나무프레임, 경질 고무프레임, 유리프레임, 유리 세라믹프레임, 암석프레임 또는 FRP제의 프레임체여도 사용 가능하고, 주거 환경에 맞춘 의장성을 가미한 설계를 채용할 수 있다.
상기 유리창 부재(50, 60)는 예를 들면 맨션 1층 로비와 같이 사람의 왕래가 있는 장소에서 허리보다 하측에 배치된 상태로 시공된다. 그 때문에, 창용 합판 유리(10)의 투광면(20a)에 흠집 등이 생기기 쉬운 환경이지만, 무알칼리 붕규산 유리로 이루어지는 박판 유리(20)를 채용하고 있기 때문에 파손 요인이 되는 흠집이 생기기 어렵고, 장기 사용에서도 강도 저하가 일어나기 어렵다. 또한, 이러한 시공 장소에서는 보행 중에 잘못해서 발로 투광면(20a)을 차버리는 일도 일어날 수 있지만, 창용 합판 유리(10)는 그러한 인체로부터의 충격이 있어도 파손될 일이 없고, 또한 인체에 대해서도 타박 등의 상해가 일어나기 어려워 안전하다.
이와 같이 실시예에 따른 창용 합판 유리(10)는 인체 등에 의한 충격에 대하 여 우수한 성능을 나타낸다. 그 때문에, 일반 주택 이외에도 호텔이나 음식점, 병원, 학교, 역 교사 등의 공공 건조물이나 양로원이나 양호 시설 등의 복지 관련 건조물 등, 안전성이 강하게 요망되는 장소나 설비에서는 특히 이용 가치가 높다.
(실시예 2)
창용 합판 유리에 대해서 행한 성능 평가 시험, 및 얻어진 결과에 대해서 나타낸다.
우선, 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤제의 OA-10 재질로 이루어지는 소정 치수의 판유리(0.7㎜ 판 두께 및 0.5㎜ 판 두께)를 준비하고, 에틸렌아세트산 비닐 공중합체(EVA)나 폴리비닐부티랄(PVB)의 소정 두께의 수지를 끼워 적층했다. OA-10 재질의 판유리로서 액정 표시 장치로서 한번 조립된 판유리의 리사이클품도 이용할 수 있다. 이 리사이클 이용에서는 세정 공정으로 표면의 더러움이나 부착물을 제거할 필요가 있다. OA-10 재질의 유리판을 새롭게 제조할 경우에는 원료 조합, 용융, 균질화를 거쳐 오버플로우 다운드로우법 등의 성형에 의해 치수 정밀도가 높은 판유리를 얻을 필요가 있다.
이어서, 창용 합판 유리의 영률의 측정에 대해서 기술한다. 측정은 3점 굽힘 시험 장치를 이용하여 행한다. 이번 평가에서는 3점 굽힘 계측 장치로서 시마즈 세이사쿠쇼제 강도 시험 장치를 사용했다. 측정 조건으로서는 상온 상압의 환경, 지점간 거리 120㎜, 크로스헤드 속도 0.5㎜/min을 채용했다.
표 1에 영률의 측정 결과를 나타낸다. 표 1에는 각 시료에 대해서 판유리의 단체 두께(1장의 판 두께), 적층 매수(층수), 합계 두께(총 두께 치수), 수지층의 재질, 각 수지층의 두께(1층의 두께), 층수를 나타냈다. 실시예로서는 시료 No.1~No.14까지 합계 14개의 시험체의 결과를 나타내고 있다. 비교예로서는 시료 No.101~시료 No.103까지 합계 3개의 시험체의 결과를 나타내고 있다.
Figure 112009044663860-PCT00001
또한, 창용 합판 유리의 충격 흡수성을 평가하기 위해 JIS R3205에 따른 낙구 시험을 행했다. JIS B1501에 따른 강구(직경 64㎜이고 질량 1.0㎏의 것, 또는 직경 83㎜이고 질량 2.3㎏)를 610평방㎜의 투광면을 갖는 창용 합판 유리 상에 낙하시켜 반도 높이를 계측했다. 낙하시킨 강구의 반도 높이에 대해서는 육안에 의한 계측을 행하고, VTR을 이용하여 높이 데이터의 확인도 행했다. 시험을 행할 때에는 610평방㎜의 투광면을 갖는 창용 합판 유리를 철제 금속프레임에 수평으로 고정시켰다. 강구는 창용 합판 유리의 610평방㎜의 투광면의 중심으로부터 반경 25㎜ 이내의 위치에 낙하하도록 시험체의 상측에 유지시키고, 자유 낙하시켜 시험을 행했다. 철제 금속프레임은 외치수 600평방㎜, 내치수 570평방㎜, 높이 150㎜이고, 저면에는 660평방㎜의 철판이 용접되어 있다. 이 철제 금속프레임은 수평 바닥면 상의 3㎜ 두께의 고무판 상에 적재했다. 이들 조건에 있어서 충격 흡수성을 평가했다.
낙구 시험은 1.0㎏의 강구를 높이 50㎝, 80㎝, 100㎝, 120㎝, 150㎝, 190㎝, 240㎝, 300㎝, 380㎝ 및 480㎝로부터 낙하시켜 행했다. 이 1.0㎏의 강구 낙하에서 관통이 일어나지 않은 경우 2.3㎏의 강구에 의한 낙구 시험을 계속해서 행했다.
표 2에 낙구 시험의 평가 결과를 나타낸다. 표 2에는 각 시료에 대해서 판유리의 단체 두께(1장의 판두께), 적층 매수(층수), 합계 두께(총 두께 치수), 수지층의 재질, 각 수지층의 두께(1층의 두께), 층수를 나타냈다. 실시예로서 시료 No.15와 시료 No.16의 시험체의 결과를 나타내고 있다. 비교예로서 시료 No.102와 시료 No.104의 결과를 나타내고 있다.
Figure 112009044663860-PCT00002
또한, 창용 합판 유리에 사용한 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤제의 OA-10 재질의 판유리에 대해서 그 투광면의 크랙 저항성을 평가했다. 평가는 비커스 경도 시험 장치를 이용했다. 이번에 이용한 장치는 마츠자와 세이키 가부시키가이샤제의 미소 경도계 MTX-50이고, JIS Z2251 미소 경도 시험에 사용 가능한 성능을 갖고 있다. 측정은 온도 25℃, 상대습도 30%의 공기 분위기 중에서 행했다.
크랙 저항률은 크랙 레지스턴스로도 불린다. 측정에서는 시험 스테이지 상에 유리 표면이 수평해지도록 시험체를 놓고, 그 표면에 비커스 압자를 다양한 하중으로 압착시킨다. 압착 하중은 100g, 500g, 1000g 및 2000g이고, 압착 시간은 각각 15초간으로 했다. 같은 조건의 시험체 20장에 대해서 동순서의 조작을 행했다. 시험체 표면에 남은 마름모꼴의 압자 흔적에 대해서 그 네 귀퉁이로부터 발생한 크랙 수를 100배의 실체 현미경을 이용하여 계측했다. 20장의 시험체에 대해서는 전부 80개소의 압자 흔적이 있으며, 그에 대해서 크랙 발생수를 구하여 크랙 발생률을 구했다.
도 4에 각 하중에서의 측정으로 얻은 크랙 발생률을 나타낸다. 도 4로부터 크랙 발생률 50%가 되는 하중값을 판독하고, 이것을 크랙 저항률(R50)로 한다. 표 3에 시험체의 크랙 저항률(R50)을 나타낸다. 여기에서는, 상기 OA-10에 추가로 비교예로서 통상의 붕규산 유리인 파이렉스, 창 판유리로서 사용되는 소다 라임 실리카 유리(약칭:소다판)에 대해서도 계측을 행했다.
Figure 112009044663860-PCT00003
상기 일련의 평가 결과를 총괄한다. 표 1의 영률의 평가 결과로부터 실시예의 창용 합판 유리는 영률이 20㎬ 이하로 낮고, 부드러운 구조라고 할 수 있다. 표 2의 낙구에서의 반도 높이 평가에서는 높이 240㎝로부터 낙하시킨 1.0㎏의 강구가 50~60㎝까지 튀어오르고, 높이 480㎝로부터 낙하시킨 2.3㎏의 강구가 150㎝까지 튀어오르고 있다. 이것은 충돌체를 튕겨내는 성능이 우수하다는 것을 나타낸다. 표 3의 크랙 저항률(R50)에서는 1000g을 초과하는 매우 높은 값을 나타내고, 다른 유리와는 크게 다르다. 이 결과는 유리 표면의 흠집에 대한 저항 성능이 높은 것을 나타내고 있다. 이들 결과를 정리하면 실시예의 창용 합판 유리는 가해진 충격을 흡수함으로써 파손되기 어렵고, 충격체에도 큰 데미지를 입히지 않으며, 흠집도 생기기 어렵다는 우수한 성능을 발휘하는 것으로 되어 있다.

Claims (7)

  1. 복수의 판유리가 수지층을 통해 적층된 창용 합판 유리로서:
    표리의 투광면을 구성하는 상기 판유리 중 적어도 한쪽은 무알칼리 붕규산 유리로 이루어지고;
    상기 각 판유리의 두께는 각각 1㎜ 이하이며, 상기 복수의 판유리의 합계 두께는 2~10㎜인 것을 특징으로 하는 창용 합판 유리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지층은 열가소성 수지로 이루어지고, 그 두께는 0.1~2㎜인 것을 특징으로 하는 창용 합판 유리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 판유리의 비커스 경도 시험에 의한 크랙 저항률이 소다 라임 실리카 유리의 5배 이상인 것을 특징으로 하는 창용 합판 유리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 창용 합판 유리와 상기 창용 합판 유리의 끝부에 설치된 지지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 유리창 부재.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지 부재가 플라스틱, 고무, 암석, 금속, 유리, 유리 세라믹 및 목재로 이루어지는 군으로부터 선택된 1가지 이상의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리창 부재.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 창용 합판 유리의 표리의 투광면 중 적어도 한쪽에 피복막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리창 부재.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 쇼케이스용 창 부재로서 이용되는 것을 특징으로 하는 유리창 부재.
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