KR20160060113A - 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 적층된 유리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 제1 판유리(1) 및 제2 판유리(2)를 포함하고, 이 판유리들은 중간 층(3)을 통해 서로 연결되어 있고, 여기서 제1 판유리(1)는 2.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 화학적으로 템퍼링된 유리 판유리이고, 중간 층(3)은 하나 이상의 열가소성 연결 층(6) 및 열가소성 캐리어 층(4)을 함유하고, 캐리어 층(4)은 기능성 코팅(5) 또는 기능성 함유물을 갖는 것인, 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 적층된 유리에 관한 것이다.

Description

하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 적층된 유리 {LAMINATED GLASS HAVING AT LEAST ONE CHEMICALLY TEMPERED PANE}
본 발명은 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리 및 기능적 성질을 갖는 복합 유리, 그의 제조 방법, 및 그러한 복합 유리에서 캐리어 층의 용도에 관한 것이다.
복합 유리는 자동차 부문에서 글레이징으로서 잘 알려져 있다. 복합 유리는 통례적으로 열가소성 중간 층을 통해 서로 결합된 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 두께를 갖는 2개의 유리 판유리로 제조된다. 그러한 복합 유리는 특히 앞유리창 및 지붕 패널로 이용되지만, 또한 옆 창문 및 뒷 창문으로도 점점 더 이용된다.
자동차 산업계는 현재 차량의 중량을 감소시키려고 시도하고 있고, 이는 감소된 연료 소비와 관련있다. 글레이징의 중량 감소가 이것에 상당한 기여를 할 수 있고, 글레이징의 중량 감소는 특히 감소된 판유리 두께를 통해 얻을 수 있다. 그러한 얇은 판유리는 특히 2 ㎜ 미만의 두께를 갖는다. 감소된 판유리 두께에도 불구하고, 그래도 판유리의 안정성 및 파손 저항성을 위한 요건이 충족되어야 한다.
유리 판유리의 안정성을 증가시키기 위해, 유리 판유리는 템퍼링될 수 있다. 대개, 자동차 산업에서는 판유리가 열적 템퍼링되고, 이 템퍼링은 판유리의 적당한 냉각에 의해 발생된다. 그러나, 낮은 두께를 갖는 판유리의 열적 템퍼링의 경우, 물리적 이유 때문에 더 낮은 예비응력부여가 초래된다. 또한, 자동차 산업에서는 화학적으로 템퍼링된 판유리가 예를 들어 DE1946358A1로부터 알려져 있다. 통례적으로, 유리의 화학 조성은 표면 영역에서 이온 교환에 의해 바뀐다. 예를 들어 GB1339980A에서 진술된 바와 같이, 열적 템퍼링에 의해서보다 더 높은 예비응력 및 따라서, 더 좋은 안정성을 얻을 수 있다. 게다가, 이온 교환이 표면 대역으로의 확산에 의해 제한되기 때문에, 화학적 템퍼링은 얇은 판유리에 특히 적당하다. 또한, 화학적으로 템퍼링된 얇은 판유리를 갖는 복합 유리는 WO2012/051038A1로부터 알려져 있다.
최신 글레이징은 빈번히 기능성 코팅을 갖는다. 그러한 기능성 코팅의 예는 예를 들어 IR 반사 코팅 또는 가열가능한 코팅이다. 열 방사선 반사 코팅은 예를 들어 EP 2 141 135 A1, WO 2010115558 A1, 및 WO 2011105991 A1로부터 알려져 있고; 가열가능한 코팅은 예를 들어 WO 03/024155 A2, US 2007/0082219 A1, 및 US 2007/0020465 A1로부터 알려져 있다. 통례적으로, 코팅은 복합 판유리의 유리 판유리 중 하나 상에 특히 음극 스퍼터링에 의해 피복된다.
열에 의해 템퍼링된 판유리 또는 템퍼링되지 않은 판유리를 위한 그러한 공지된 코팅을 화학적으로 템퍼링된 유리 판유리에 간단한 방식으로 전사하는 것은 가능하지 않다. 코팅이 화학적 템퍼링 후에 피복되어야 할 것이고, 그 이유는 그렇지 않으면 코팅이 이온 교환 동안에 확산 과정을 방해하기 때문이다. 그러나, 스퍼터링 동안의 높은 온도 때문에, 확정된 템퍼링이 확산에 의해 변경될 것이다. 게다가, 바람직하지 않은 열 응력이 판유리 내에 도입될 것이다. 동일한 이유 때문에, 화학적 템퍼링 동안에 판유리가 이미 그의 최종 굽힘을 가져야 하고, 그 이유는 굽힘 공정도 또한 승온에서 일어나기 때문이다. 그러나, 굴곡된 판유리 상에 스퍼터링하는 것은 기술적으로 매우 복잡하고, 따라서 많은 비용이 든다.
따라서, 화학적으로 템퍼링된 판유리 뿐만 아니라 기능성 코팅을 갖는 복합 유리가 필요하다. 본 발명의 목적은 그러한 개선된 복합 유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라서 청구항 1에 따른 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 복합 유리에 의해 달성된다. 바람직한 실시양태는 종속항으로부터 드러난다.
하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 본 발명에 따른 복합 유리는 적어도 제1 판유리 및 제2 판유리를 포함하고, 이 판유리들은 중간 층을 통해 서로 결합되어 있고, 여기서
- 제1 판유리는 2.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 화학적으로 템퍼링된 유리 판유리이고,
- 중간 층은 하나 이상의 열가소성 결합 층 및 하나 이상의 열가소성 캐리어 층을 함유하고,
- 캐리어 층은 기능성 코팅 또는 기능성 함유물을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 복합 유리가 개구, 예를 들어 차량 또는 건물의 창문 개구에서 외부 환경으로부터 내부를 분리하는 것을 의도한다. 내부에 대향하는 복합 유리의 판유리는 내측 판유리라고 불린다. 외부 환경에 대향하는 판유리는 외측 판유리라고 불린다.
본 발명에 따른 복합 유리의 이점은 중간 층 중의 기능성 코팅 또는 기능성 함유물을 갖는 캐리어 층에 있다. 따라서, 캐리어 층은 기능성 (또는 기능성 성질)을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 캐리어 층에 의해서, 제1 또는 제2 판유리 상에 코팅을 피복하지 않아도 복합 유리에 추가의 기능성 (또는 추가의 기능성 성질)이 제공될 수 있다. 따라서, 상기한 불리한 점을 피할 수 있다.
본 발명의 맥락에서, "추가의 기능성 (또는 추가의 기능성 성질)"이라는 용어는 창문 판유리를 통해 보는 것을 가능하게 하는 창문 판유리로서의 통상적인 기능을 넘어서는 복합 유리의 모든 성질을 의미한다. 특히, 그것은 다양한 전자기 방사선에 대한 효과 (예컨대, 흡수, 감쇠 또는 반사 효과), 가열 기능, 안테나 기능, 또는 파편 보호 효과를 의미한다.
완성된 복합 유리에서, 기능성 코팅은 캐리어 층과 결합 층 사이에 배열된다. 원리적으로, 기능성 코팅은 캐리어 필름 상에 피복되기에 적당한 관련 분야 기술자에게 알려진 임의의 기능성 코팅일 수 있다. 예를 들어, 기능성 코팅은 IR 반사 또는 흡수 코팅, UV 반사 또는 흡수 코팅, 착색 코팅, 저 방사 코팅(low emissivity coating) (이른바 저 E 코팅), 가열가능한 코팅, 안테나 기능을 갖는 코팅, 파편-결합 작용을 갖는 코팅 (파편-결합 코팅), 또는 전자기 방사선, 예를 들어 레이더 방사선 차폐 코팅일 수 있다.
본 발명의 맥락에서, "저 방사 코팅"은 특히 복합 유리에 50% 이하, 바람직하게는 25% 이하의 방사율을 제공하는 코팅을 의미한다. 본 발명의 맥락에서, "방사율"이라는 용어는 표준 EN 12898에 따라 283 K에서의 법선 방사 수준을 의미한다.
기능성 코팅은 캐리어 필름에 그의 전체 면적에 피복될 수 있다. 그러나, 또한, 기능성 코팅은 캐리어 필름에 패턴으로, 예를 들어 인쇄된 안테나 전도체 또는 가열 장으로서 피복될 수 있다.
기능성 코팅은 단일의 균질한 층으로 이루어질 수 있다. 그러나, 또한, 코팅은 캐리어 필름 상에 평면 방식으로 차곡차곡 위로 포개져서 배열된 다수의 개개의 층을 포함할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 코팅은 전기 전도성 코팅이다. 따라서, 특히, 저 방사 코팅, IR 반사 또는 가열가능한 코팅을 실현하는 것이 가능하다. 그러한 전기 전도성 코팅은 하나 이상의 전기 전도성 층을 갖는다. 추가로, 코팅은 유전 층을 가질 수 있고, 유전 층은 예를 들어 시트 저항을 조절하거나, 부식으로부터 보호하거나, 또는 반사를 감소시키는 역할을 한다. 전도성 층은 바람직하게는 은 또는 전기 전도성 산화물 (투명 전도성 산화물, TCO), 예컨대 인듐 주석 산화물 (ITO)을 포함한다. 전도성 층은 바람직하게는 10 ㎚ 내지 200 ㎚의 두께를 갖는다. 대표적인 유전 층은 산화물 또는 질화물, 예를 들어 규소 질화물, 규소 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 아연 산화물, 또는 티탄 산화물을 함유한다. 코팅의 전기 전도도는 개개의 경우에서의 용도에 의존하고, 그래서, 그에 따라 선택되고, 관련 분야 기술자에 의해 조정된다. 비저항은 IR 반사 코팅의 경우 바람직하게는 5 Ωm 미만, 예를 들어 약 3 Ωm이다. 효과적인 가열가능한 코팅의 경우, 비저항은 바람직하게는 1 Ωm 미만, 특히 바람직하게는 0.7 Ωm 미만, 가장 특히 바람직하게는 0.5 Ωm 미만이다.
기능성 코팅 대신, 캐리어 필름에는 또한 기능성 함유물이 제공될 수 있다. 기능성 함유물은 특히 IR 흡수, UV 흡수 또는 착색 성질을 가질 수 있다. 기능성 함유물은 특히 유기 또는 무기 이온, 화합물, 응집체, 분자, 결정 (예를 들어, 나노결정), 안료 또는 염료일 수 있다.
캐리어 층은 바람직하게는 열가소성 필름에 의해 형성된다. 열가소성 필름은 기능성 코팅 또는 기능성 함유물이 제공되고, 복합 유리 제조를 위해 제1 판유리와 제2 판유리 사이에 배열되고, 적층(lamination)에 의해 중간 층 내에 매몰된다. 열가소성 필름은 모놀리식 플라스틱 필름일 수 있거나 또는 다수의 개개의 층 (필름 샌드위치)로 이루어질 수 있다.
캐리어 층은 바람직하게는 적어도 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE), 또는 그의 혼합물 또는 공중합체 또는 유도체를 함유한다. 이것은 캐리어 층의 취급, 안정성 및 광학적 성질에 특히 유리하다.
캐리어 층은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 1 ㎜, 특히 바람직하게는 5 ㎛ 내지 500 ㎛, 가장 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 특히 12 ㎛ 내지 75 ㎛의 두께를 갖는다. 이 두께를 갖는 캐리어 층은 유리하게는 쉽게 취급될 수 있는 가요성 및 동시에, 안정한 필름 형태로 제공될 수 있다.
중간 층은 캐리어 층 외에 하나 이상의 열가소성 결합 층을 함유한다. 결합 층은 제1 판유리 및 제2 판유리의 내구성 있게 안정한 접착 결합을 달성한다. 결합 층은 바람직하게는 열가소성 필름에 의해 형성된다. 결합 층은 바람직하게는 적어도 폴리비닐 부티랄 (PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 폴리우레탄 (PU), 또는 그의 혼합물 또는 공중합체 또는 유도체를 함유한다. 결합 층은 바람직하게는 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜, 특히 바람직하게는 0.3 ㎜ 내지 0.9 ㎜, 예를 들어 0.38 ㎜, 0.76 ㎜ 또는 0.86 ㎜의 두께를 갖는다. 이것은 복합 유리의 파손 안정성 및 낮은 총 두께와 관련해서 유리하다.
본 발명의 한 실시양태에서는, 캐리어 층에 접착제, 예를 들어 규소 접착제의 접착제 층이 제공되고, 이 접착제에 의해서 캐리어 층이 제1 판유리 또는 제2 판유리 상에 부착된다. 대안적 실시양태에서는, 캐리어 층이 제1 열가소성 결합 층과 제2 열가소성 결합 층 사이에 배열된다.
캐리어 층은 복합 유리와 동일한 면적을 가질 수 있고, 복합 유리의 측방 가장자리까지 미친다. 그러나, 캐리어 층은 또한 복합 유리보다 더 작은 면적을 가질 수 있고, 이렇게 하여 바람직하게는 5 ㎜ 내지 20 ㎜의 폭을 갖는 주변 가장자리 영역에 캐리어 층이 제공되지 않는다. 따라서, 캐리어 층은 중간 층 내에서 주위 분위기와의 접촉으로부터 보호되고, 이는 특히 부식-민감성 기능성 코팅에 유리하다.
복합 유리의 판유리 중 하나, 특히 외측 판유리의 주변 가장자리 영역에 불투명한 은폐 인쇄, 바람직하게는 스크린 인쇄가 제공될 수 있다. 그러한 스크린 인쇄는 특히 자동차 산업에서 발견되고, 그러한 스크린 인쇄에 의해서, 복합 유리를 차체에 결합시키는 접착제가 UV 방사선으로부터 보호된다. 또한, 그것은 미적 이유에서 예를 들어 캐리어 층의 측면 가장자리 또는 임의로, 기능성 코팅의 전기 연결을 복합 유리의 관찰자의 시야로부터 감추기 위해서 바람직할 수 있다.
원리적으로, 제1 판유리는 관련 분야 기술자에게 알려진 임의의 화학 조성을 가질 수 있다. 제1 판유리는 예를 들어 소다 석회 유리 또는 보로실리케이트 유리를 함유할 수 있거나 또는 이 유리들로부터 제조될 수 있다. 물론, 제1 판유리는 화학적으로 템퍼링되기에 적당해야 하고, 특히, 화학적 템퍼링에 적당한 알칼리 원소, 바람직하게는 나트륨의 함량을 가져야 한다. 제1 판유리는 예를 들어 40 중량% 내지 90 중량%의 규소 산화물 (SiO2), 0.5 중량% 내지 10 중량%의 알루미늄 산화물 (Al2O3), 1 중량% 내지 20 중량%의 나트륨 산화물 (Na2O), 0.1 중량% 내지 15 중량%의 칼륨 산화물 (K2O), 0 중량% 내지 10 중량%의 마그네슘 산화물 (MgO), 0 중량% 내지 10 중량%의 칼슘 산화물 (CaO), 및 0 중량% 내지 15 중량%의 붕소 산화물 (B2O3)을 함유할 수 있다. 게다가, 제1 판유리는 다른 구성성분 및 불순물을 함유할 수 있다.
그러나, 놀랍게도, 제1 판유리의 일부 화학 조성이 화학적 템퍼링되는 데 특히 적당하다는 것을 발견하였다. 이것은 높은 속도의 확산 과정으로 나타나고, 그 결과, 템퍼링 공정에 유리하게 낮은 시간 소비를 초래하고, 큰 템퍼링된 깊이 (압축 응력 깊이)를 생성하고, 이는 안정한 내파괴성 유리를 생성한다. 본 발명의 맥락에서, 이 조성들이 바람직하다.
유리하게는, 제1 판유리는 알루미노실리케이트 유리를 함유한다. 제1 판유리는 바람직하게는 50 중량% 내지 85 중량%의 규소 산화물 (SiO2), 3 중량% 내지 10 중량%의 알루미늄 산화물 (Al2O3), 8 중량% 내지 18 중량%의 나트륨 산화물 (Na2O), 5중량% 내지 15 중량%의 칼륨 산화물 (K2O), 4 중량% 내지 14 중량%의 마그네슘 산화물 (MgO), 0 중량% 내지 10 중량%의 칼슘 산화물 (CaO), 및 0 중량% 내지 15 중량%의 붕소 산화물 (B2O3)을 함유한다. 게다가, 제1 판유리는 다른 구성성분 및 불순물을 함유할 수 있다.
특히 바람직하게는, 제1 판유리는 적어도 55 중량% 내지 72 중량%의 규소 산화물 (SiO2), 5 중량% 내지 10 중량%의 알루미늄 산화물 (Al2O3), 10 중량% 내지 15 중량%의 나트륨 산화물 (Na2O), 7 중량% 내지 12 중량%의 칼륨 산화물 (K2O), 및 6 중량% 내지 11 중량%의 마그네슘 산화물 (MgO)을 함유한다. 게다가, 제1 판유리는 다른 구성성분 및 불순물을 함유할 수 있다.
가장 특히 바람직하게는, 제1 판유리는 적어도 57 중량% 내지 65 중량%의 규소 산화물 (SiO2), 7 중량% 내지 9 중량%의 알루미늄 산화물 (Al2O3), 12 중량% 내지 14 중량%의 나트륨 산화물 (Na2O), 8.5 중량% 내지 10.5 중량%의 칼륨 산화물 (K2O), 및 7.5 중량% 내지 9.5 중량%의 마그네슘 산화물 (MgO)을 함유한다. 게다가, 제1 판유리는 다른 구성성분 및 불순물을 함유할 수 있다.
놀랍게도, 바람직한 조성을 갖는 판유리의 추가의 이점이 추가로 발견되었다. 그러한 판유리는 통상적인 소다 석회 유리 (또한, "표준 유리"라고도 불림)의 판유리와 함께 합동을 이루게 굽힐 수 있다. 유사한 열 성질이 이것의 원인이고, 이렇게 하여 두 유형의 유리가 동일한 온도 범위, 즉, 약 450℃ 내지 700℃에서 굽힐 수 있다. 관련 분야 기술자에게 충분히 알려진 바와 같이, 합동을 이루게 굽힌 판유리들이 그들의 최적으로 정합되는 형상 때문에 복합 유리를 생성하기 위해 결합시키는 데 특히 적당하다. 따라서, 바람직한 화학 조성을 갖는 제1 판유리가 특히 소다 석회 유리로 제조된 상이한 조성의 제2 판유리와 함께 복합 유리에 이용되기에 특히 적합한다.
제1 판유리의 안정성은 적당한 값 및 국소 분포의 응력에 의해 개선될 수 있고, 이는 화학적 템퍼링 동안에 이온의 함입에 의해 발생된다.
유리한 실시양태에서, 제1 판유리는 100 MPa 초과, 바람직하게는 250 MPa 초과, 특히 바람직하게는 350 MPa 초과의 표면 압축 응력을 갖는다.
제1 판유리의 압축 응력 깊이는 바람직하게는 40 ㎛ 초과, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 초과, 가장 특히 바람직하게는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이다. 이것은 한편으로는 판유리의 파손 저항성과 관련해서 및 다른 한편으로는 덜 시간-소모하는 템퍼링 공정과 관련해서 유리하다. 제1 판유리의 압축 응력 깊이는 특히 제1 판유리의 두께의 적어도 1/10, 바람직하게는 제1 판유리의 두께의 적어도 1/6, 예를 들어 제1 판유리의 두께의 약 1/5이다. 본 발명의 맥락에서, "압축 응력 깊이"라는 용어는 판유리의 표면에서부터 판유리가 0 MPa 초과의 양의 압축 응력 하에 있는 곳까지 측정된 깊이를 의미한다.
제1 판유리의 두께는 바람직하게는 0.3 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 특히 바람직하게는 0.5 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 가장 특히 바람직하게는 0.5 ㎜ 내지 1.5 ㎜, 특히 0.6 ㎜ 내지 1.0 ㎜, 예를 들어 약 0.7 ㎜이다. 이점은 복합 유리의 특별한 안정성 및 낮은 중량에 있다. 그러한 낮은 두께를 갖는 판유리의 경우에는 화학적 템퍼링이 특히 관심을 끈다.
본 발명의 한 실시양태에서, 제2 판유리는 또한 유리를 함유하고, 또한 화학적으로 템퍼링된다. 따라서, 특히 낮은 두께 및 특히 높은 템퍼링 값을 갖는 복합 유리를 얻을 수 있다. 제2 판유리로서의 화학적으로 템퍼링된 판유리의 두께는 바람직하게는 0.3 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 특히 바람직하게는 0.5 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 가장 특히 바람직하게는 0.5 ㎜ 내지 1.5 ㎜, 특히 0.6 ㎜ 내지 1.0 ㎜, 예를 들어 약 0.7 ㎜이다. 제2 판유리의 바람직한 화학 조성은 제1 판유리와 관련해서 위에서 서술된 조성에 상응한다. 바람직하게는, 제1 판유리 및 제2 판유리는 동일한 화학 조성을 가지고, 이는 복합 유리의 간단하고 경제적인 제조와 관련해서 특히 유리하다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 제2 판유리는 유리, 바람직하게는 소다 석회 유리 또는 보로실리케이트 유리를 함유하고, 템퍼링되지 않는다. 안정성을 개선하기 위해, 이 실시양태에서 제2 판유리는 바람직하게는 제1 판유리보다 두껍다. 제2 판유리의 두께는 바람직하게는 1.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 특히 바람직하게는 2 ㎜ 내지 3 ㎜, 예를 들어 2.1 ㎜ 또는 2.6 ㎜이다. 한 실시양태에서는, 제1 판유리가 복합 유리의 내측 판유리이고, 제2 판유리가 외측 판유리이다. 이것은 날카로운 돌에 대비한 판유리의 돌 충돌 저항성과 관련해서 특히 유리하다. 대안적 실시양태에서는, 제1 판유리가 복합 유리의 외측 판유리이고, 제2 판유리가 내측 판유리이다. 이것은 판유리의 내긁힘성과 관련해서 특히 유리하다.
또 다른 실시양태에서, 제2 판유리는 플라스틱 판유리이고, 플라스틱 판유리는 바람직하게는 적어도 폴리카르보네이트 (PC), 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 또는 그의 혼합물 또는 공중합체 또는 혼합물을 함유한다. 제2 판유리로서 플라스틱 판유리의 두께는 바람직하게는 1.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 특히 바람직하게는 2 ㎜ 내지 3 ㎜이다. 플라스틱 판유리에 의해서, 더 큰 두께에도 불구하고 유리하게 복합 유리의 더 낮은 중량을 얻을 수 있다. 여기에서도, 제1 판유리가 내측 판유리 또는 또한 외측 판유리일 수 있고, 바람직하게는 내긁힘성 이유에서 제1 판유리가 외측 판유리이다.
제1 판유리, 제2 판유리, 캐리어 층, 및/또는 결합 층은 맑고 무색일 수 있지만, 또한 틴팅될 수 있거나 또는 착색될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 층 또는 결합 층은 유기 또는 무기 안료, 염료 또는 잉크를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 유리는 편평할 수 있다. 편평한 복합 유리는 특히 건축 부문에서 뿐만 아니라 버스, 열차, 또는 트랙터의 큰 면적 글레이징에서 발견된다. 그러나, 또한, 본 발명에 따른 복합 유리는 하나의 공간 방향에서 또는 다수의 공간 방향에서 약간 또는 크게 굴곡될 수 있다. 굴곡된 판유리는 예를 들어 자동차 부문의 글레이징에서 발견되고, 여기서 대표적인 곡률 반경은 약 10 ㎝ 내지 약 40 m의 범위이다.
추가로, 본 발명은
(a) 2.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 유리로 제조된 제1 판유리를 화학적으로 템퍼링하고,
(b) 하나 이상의 기능성 코팅 또는 기능성 함유물이 제공된 열가소성 캐리어 층 및 결합 층을 제1 판유리와 제2 판유리 사이에 평면 방식으로 배열하고,
(c) 제1 판유리 및 제2 판유리를 적층에 의해 서로 결합시키고, 여기서 적어도 캐리어 층 및 결합 층이 중간 층을 형성하는,
하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 복합 유리의 제조 방법을 포함한다.
바람직하게는, 판유리는 플로트 공정으로 편평한 유리로서 제조되어 요망되는 크기 및 형상으로 절단된다.
바람직하게는, 제1 판유리는 심지어 화학적 템퍼링 전에도 그의 최종 3-차원 형상을 수용한다. 이것을 위해서, 제1 판유리를 승온, 예를 들어 500℃ 내지 700℃에서 굽힘 공정으로 굽힌다. 바람직하게는, 제1 판유리 및 제2 판유리를 공동으로 (즉, 동시에 및 동일한 공구에 의해) 합동을 이루게 굽히고, 그 이유는 이렇게 해서 그 후의 적층을 위해 판유리의 형상이 서로 최적으로 정합되기 때문이다.
굽힘 후, 판유리를 서서히 냉각시킨다. 지나친 급속 냉각은 판유리에 열 응력을 생성하고, 이는 그 후의 화학적 템퍼링 동안에 형상 변화를 초래할 수 있다. 냉각률은 400℃의 온도로 냉각될 때까지 바람직하게는 0.05℃/초 내지 0.5℃/초, 특히 바람직하게는 0.1-0.3℃/초이다. 그러한 서서히 냉각시킴에 의해서, 특히 광학적 결함 뿐만 아니라 그 후의 화학적 템퍼링에 대한 부정적 영향을 초래하는 유리에서의 열 응력이 방지될 수 있다. 그 후, 400℃ 미만에서는 열 응력 발생 위험이 낮기 때문에, 유리를 심지어 더 높은 냉각률로 추가로 냉각시킬 수 있다.
화학적 템퍼링은 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 특히 바람직하게는 400℃ 내지 500℃의 온도에서 수행된다. 제1 판유리를 염 용융물로 처리하고, 예를 들어 염 용융물에 침잠시킨다. 이 처리 동안, 특히, 유리의 나트륨 이온이 더 큰 이온, 특히 더 큰 알칼리 이온으로 교환되어, 요망되는 표면 압축 응력을 생성한다. 염 용융물은 바람직하게는 칼륨 염, 특히 바람직하게는 질산칼륨 (KNO3) 또는 황산칼륨 (KSO4), 가장 특히 바람직하게는 질산칼륨 (KNO3)의 용융물이다.
이온 교환은 알칼리 이온의 확산에 의해 결정된다. 따라서, 표면 압축 응력 및 압축 응력 깊이의 요망되는 값이 특히 템퍼링 공정의 온도 및 지속기간에 의해 조정될 수 있다. 지속기간의 통례적인 시간은 2 시간 내지 48 시간이다.
염 용융물로 처리한 후, 판유리를 실온으로 냉각시킨다. 그 다음, 판유리를 바람직하게는 황산 (H2SO4)으로 세정한다.
캐리어 층 및 결합 층은 바람직하게는 필름으로서 제공된다.
예를 들어, 캐리어 층을 형성하는 필름에 접착제 층을 제공하여 제1 판유리 또는 제2 판유리 상에 붙일 수 있다. 그 다음, 결합 층을 형성하는 필름을 캐리어 층 상에 배열하고, 제2 판유리를 결합 층 상에 배열한다.
또한, 캐리어 층을 형성하는 필름은 예를 들어 두 열가소성 결합 층 사이에 배치할 수 있다.
물론, 또한, 중간 층은 적층 전에 복합물에 배치되는 다른 층을 포함할 수 있다.
적층에 의한 복합 유리의 제조는 관련 분야 기술자에게 알려진 그 자체의 통상적인 방법, 예를 들어 오토글레이브 방법, 진공 백 방법, 진공 링 방법, 캘린더 방법, 진공 적층기, 또는 그의 조합으로 수행된다. 제1 판유리 및 제2 판유리의 결합은 통례적으로 열, 진공, 및/또는 압력의 작용 하에 수행된다.
하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 본 발명에 따른 복합 유리는 바람직하게는 건물, 특히 진입 구역 또는 창문 구역에, 가구 및 장치의 빌트-인 성분으로서, 또는 육상, 공중 또는 해상 이동을 위한 수송 수단, 특히 열차, 배 및 모터 차량에 예를 들어 앞유리창, 지붕 패널, 뒷 창문, 또는 옆 창문으로 이용된다.
추가로, 본 발명은 복합 유리에 기능성 성질을 제공하기 위해서 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 본 발명에 따른 복합 유리의 중간 층에서 기능성 코팅 또는 기능성 함유물이 제공된 열가소성 캐리어 필름의 용도를 포함한다.
다음에서, 도면 및 예시 실시양태와 관련해서 본 발명을 상세히 설명한다. 도면은 개략적 표현이고, 비율에 충실하지 않는다. 도면은 결코 본 발명을 제한하지 않는다.
도면은 하기와 같다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 유리의 실시양태의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 유리의 또 다른 실시양태의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시양태의 흐름도이다.
도 1은 중간 층(3)을 통해 서로 결합된 제1 판유리(1) 및 제2 판유리(2)로 제조된 본 발명에 따른 복합 유리를 묘사한다. 복합 유리는 모터 차량의 지붕 패널로서 의도되고, 여기서, 설치된 위치에서 제1 판유리(1)가 내측 판유리이고, 제2 판유리(2)가 외측 판유리이다.
제1 판유리(1) 및 제2 판유리(2)는 화학적으로 템퍼링된 유리로 제조되고, 각 경우에 불과 0.7 ㎜의 두께를 갖는다. 판유리(1, 2)의 표면 압축 응력은 약 400 MPa이고, 압축 응력 깊이는 약 150 ㎛이다. 화학적 템퍼링 때문에, 판유리(1, 2)는 그의 낮은 두께에도 불구하고 적당히 안정하다. 판유리(1, 2)의 화학 조성은 표 1에 제시되고, 누락된 부분은 혼합물 및 불순물에 기인한다. 이 조성은 화학적으로 템퍼링되기에 특히 적합하다.
<표 1>
Figure pct00001
약 2.1 ㎜ 또는 2.6 ㎜의 통례적인 표준 유리 두께보다 상당히 작은 판유리(1, 2)의 낮은 두께 때문에, 복합 유리는 통상적인 복합 유리보다 상당히 낮은 중량을 갖는다. 그러나, 화학적으로 템퍼링된 판유리(1, 2)에는 템퍼링되지 않은 판유리 및 열에 의해 템퍼링된 판유리에 통례적인 간단한 방식으로는, 예를 들어 스퍼터링에 의해서는 기능성 코팅이 제공될 수 없다.
중간 층(3)은 열가소성 결합 층(6) 및 열가소성 캐리어 층(4)을 포함하고, 열가소성 캐리어 층(4)에 기능성 코팅(5)이 제공된다. 결합 층은 PVB로 제조되고, 0.76 ㎜의 두께를 갖는다. 캐리어 층(4)은 PET로 제조되고, 50 ㎛의 두께를 갖는다. 기능성 코팅(5)은 저 방사 코팅 (저 E 코팅)이다. 기능성 코팅(5)은 전기 전도성 층을 함유하고, 전기 전도성 층은 ITO로 제조되고 약 100 ㎚의 두께를 갖는다. 판유리(1, 2) 중 하나를 피복하지 않아도 캐리어 층(4)에 의해서 복합 유리에 낮은 E 기능이 제공된다.
캐리어 층(4) 및 결합 층(6)은 복합 유리를 필름으로서 제조할 때 제공되었다. 캐리어 층(4)은 접착제 (나타내지 않음)를 통해 제1 판유리(1)에 결합된다. 코팅(5)은 제1 판유리(1)에 대향하지 않는 캐리어 층(4)의 표면 상에 배열된다. 결합 층(6)은 제2 판유리(2)와 제1 판유리(1) 사이에서 캐리어 필름(4)과 내구성 있게 안정한 결합을 달성한다.
코팅(5) 대신, 또한, 캐리어 층(4)에 예를 들어 기능성 함유물에 의해서 IR 반사 성질을 제공하는 것도 고려할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 유리의 또 다른 실시양태를 묘사한다. 화학적으로 템퍼링된 제1 판유리(1)는 도 1에서처럼 0.7 ㎜의 두께 및 표 1로부터의 조성을 갖는 것으로 구성된다.
제2 판유리(2)는 외측 판유리이고, 도 1의 실시양태와 대조적으로, 화학적으로 템퍼링된 얇은 판유리가 아니고, 오히려, 2.1 ㎜의 표준 두께를 갖는 소다 석회 유리로 제조된 템퍼링되지 않은 판유리이다. 표 1로부터의 화학 조성을 갖는 제1 판유리(1)의 특별한 이점은 그것이 소다 석회 유리로 제조된 판유리와 함께 굽힘 공정으로 굽힐 수 있다는 것이고, 이는 복합 유리의 간단하고 경제적인 제조와 관련해서 유리하다.
중간 층은 기능성 코팅(5)을 갖는 캐리어 층(4)을 함유한다. 도 1과 대조적으로, 캐리어 층(4)이 제1 판유리(1) 바로 위에 배열되지 않고, 대신, 제1 열가소성 결합 층(6)과 제2 열가소성 결합 층(7) 사이에 배열된다. 결합 층(6, 7)은 각 경우 0.76 ㎜ 두께의 PVB 필름으로부터 형성된다.
캐리어 층(4)은 복합 유리의 면적에 비해 축소된다. 이것은 캐리어 층(4)이 복합 유리의 측방 가장자리까지 미치지 않고, 대신, 예를 들어 10 ㎜의 측방 가장자리로부터의 주변 거리를 갖는다. 따라서, 캐리어 층(4)은 결합 층 (6, 7)에 의해 부식으로부터 보호되고, 결합 층(6, 7)은 판유리(1, 2)와 동일한 면적을 가지고 가장자리 영역에서 서로 직접 붙는다.
도 2에서와 같은 복합 유리의 비대칭 구조의 경우, 마찬가지로, 화학적으로 템퍼링된 제1 판유리(1)가 외측 판유리를 형성하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 화학적으로 템퍼링된 제1 판유리(1)를 플라스틱으로 제조된 제2 판유리(2)와 조합하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 복합 유리를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시 실시양태의 흐름도를 묘사한다. 제1 판유리(1)를 표 1로부터의 화학 조성을 갖는 편평한 플로트 유리로서 제공한다. 먼저, 제1 판유리(1)를 굽힘 공정에 의해 그의 최종 3 차원 형상으로 굽힌다. 바람직하게는, 제1 판유리(1)와 결합하도록 의도된 제2 판유리(2)를 제1 판유리(1)와 함께 합동을 이루게 굽힌다. 나타낸 조성을 갖는 판유리(1)의 특별한 이점은 제2 판유리(2)가 동일한 조성을 갖지 않고, 대신, 예를 들어 통상적인 소다 석회 유리로 제조된 경우에, 제2 판유리(2)와 함께 굽힐 수 있다는 것이다.
열 응력을 피하기 위해 제1 판유리(1)를 굽힌 후 서서히 냉각시킨다. 적당한 냉각률은 예를 들어 0.1 ℃/초이다. 그 다음, 제1 판유리(1)를 질산칼륨 용융물로 수 시간, 예를 들어 4 시간 동안 460℃의 온도에서 처리하고, 이렇게 해서 화학적으로 템퍼링한다. 이 처리는 확산에 의해 유리의 표면을 통해 나트륨 이온이 더 큰 칼륨 이온으로 교환되는 것을 달성한다. 따라서, 표면 압축 응력이 발생된다. 그 후에, 제1 판유리(1)를 냉각시키고, 그 다음, 황산으로 세척하여 질산칼륨의 잔류물을 제거한다.
복합 유리에서 제1 결합 층(6)을 형성하는 PVB로 제조된 제1 열가소성 필름을 복합 유리에서 제2 판유리에 대향하도록 의도된 제1 판유리(1)의 표면 상에 배치한다. 그 다음, 기능성 코팅(5)이 제공된 필름을 제1 결합 층(6) 상에 배치한다. 이 필름에 의해 복합 유리 내에 캐리어 층(4)이 형성된다.
복합 유리에서 제2 결합 층(7)을 형성하는 PVB로 제조된 제2 열가소성 필름을 캐리어 층(4) 상에 배치한다. 제2 판유리(2)를 결합 층(7) 상에 배열한다. 그 다음, 판유리들의 복합물을 통상적인 방식으로, 예를 들어 진공 백 방법에 의해 적층시킨다.
캐리어 필름(4)을 제1 결합 층과 제2 결합 층 사이에 배치하는 대신, 별법으로, 캐리어 필름(4)을 판유리 표면 상에 붙일 수 있다. 이것을 위해, 바람직하게는 필름은 기능성 코팅에 대향하지 않는 표면 상에 접착제 층으로 예비가공되어 제공된다.
1: 제1 판유리
2: 제2 판유리
3: 중간 층
4: 캐리어 층
5: 기능성 코팅
6: 결합 층
7: 제2 결합 층

Claims (15)

  1. 적어도 제1 판유리(1) 및 제2 판유리(2)를 포함하고, 이 판유리들은 중간 층(3)을 통해 서로 결합되어 있고, 여기서
    - 제1 판유리(1)는 2.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 화학적으로 템퍼링된 유리 판유리이고,
    - 중간 층(3)은 하나 이상의 열가소성 결합 층(6) 및 하나 이상의 열가소성 캐리어 층(4)을 함유하고,
    - 캐리어 층(4)은 기능성 코팅(5) 또는 기능성 함유물을 갖는 것인,
    하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 복합 유리.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어 층(4)이 기능성 코팅(5)을 가지며, 기능성 코팅(5)은 IR 반사 또는 흡수 코팅, UV 반사 또는 흡수 코팅, 착색 코팅, 저 방사 코팅(low emissivity coating), 가열가능한 코팅, 안테나 기능을 갖는 코팅, 파편-결합 코팅 또는 전자기 방사선 차폐 코팅인 복합 유리.
  3. 제1항에 있어서, 캐리어 층(4)이 IR 흡수, UV 흡수 또는 착색 성질을 갖는 기능성 함유물, 바람직하게는 유기 또는 무기 이온, 화합물, 응집체, 분자, 결정,안료 또는 염료를 갖는 것인 복합 유리.
  4. 제2항에 있어서, 기능성 코팅(5)이 하나 이상의 전기 전도성 층을 함유하고, 이 전기 전도성 층은 바람직하게는 적어도 은 또는 투명 전도성 산화물을 함유하고, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 200 ㎚의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어 층(4)이 5 ㎛ 내지 1 ㎜, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 가장 특히 바람직하게는 12 ㎛ 내지 75 ㎛의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어 층(4)이 적어도 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE), 또는 그의 혼합물 또는 공중합체 또는 유도체를 함유하는 것인 복합 유리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 층(6)이 적어도 폴리비닐 부티랄 (PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 폴리우레탄 (PU), 또는 그의 혼합물 또는 공중합체 또는 유도체를 함유하고, 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 판유리(1)가 55 중량% 내지 72 중량%의 규소 산화물 (SiO2), 5 중량% 내지 10 중량%의 알루미늄 산화물 (Al2O3), 10 중량% 내지 15 중량%의 나트륨 산화물 (Na2O), 7 중량% 내지 12 중량%의 칼륨 산화물 (K2O), 및 6 중량% 내지 11 중량%의 마그네슘 산화물 (MgO)을 함유하는 것인 복합 유리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 판유리(1)가 100 MPa 초과, 바람직하게는 250 MPa 초과, 특히 바람직하게는 350 MPa 초과의 표면 압축 응력 및 40 ㎛ 초과, 바람직하게는 100 ㎛ 초과, 특히 바람직하게는 150 ㎛ 초과의 압축 응력 깊이를 갖는 것인 복합 유리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 판유리(1)가 0.3 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 ㎜, 특히 바람직하게는 0.6 ㎜ 내지 1.0 ㎜의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 판유리(2)가 화학적으로 템퍼링된 유리 판유리이고, 0.3 ㎜ 내지 2.1 ㎜, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 ㎜의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 판유리가 템퍼링되지 않은 유리 판유리 또는 플라스틱 판유리이고, 1.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 바람직하게는 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 두께를 갖는 것인 복합 유리.
  13. (a) 유리로 제조된 제1 판유리(1)를 화학적으로 템퍼링하고,
    (b) 하나 이상의 기능성 코팅(5) 또는 기능성 함유물이 제공된 열가소성 캐리어 층(4) 및 결합 층(6)을 제1 판유리(1)와 제2 판유리(2) 사이에 평면 방식으로 배열하고,
    (c) 제1 판유리(1) 및 제2 판유리(2)를 적층(lamination)에 의해 서로 결합시키고, 여기서 적어도 캐리어 층(4) 및 결합 층(6)이 중간 층(3)을 형성하는 것인,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 복합 유리의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 캐리어 층(4)을 제1 판유리(1) 또는 제2 판유리(2)에 붙이거나 또는 제1 결합 층(6)과 제2 결합 층(7) 사이에 배치하는 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화학적으로 템퍼링된 판유리를 갖는 복합 유리의 중간 층에서의 기능성 코팅(5) 또는 기능성 함유물이 제공된 열가소성 캐리어 층(4)의 용도.
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