KR20210097732A - 템퍼링되지 않은 시트를 가진 경량 허리케인 윈도우 및 라미네이트 - Google Patents

Abstract

허리케인-저항력이 있는 라미네이트된 판유리는 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트, 및 제1 시트와 제2 시트 사이에 접착된 폴리며 중간층을 포함한다. 이러한 판유리 및 이러한 판유리를 포함하는 윈도를 만드는 공정이 개시된다.

Description

템퍼링되지 않은 시트를 가진 경량 허리케인 윈도우 및 라미네이트

본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에 2018년 11월 29일에 제출된 미국 가출원 번호 62/772,727의 우선권을 주장하며, 그 전체가 참고로 본원에 포함된다.

본 개시는 일반적으로 두 개의 유리의 시트와 폴리머 중간층(polymer interlayer)을 가진 허리케인 저항력이 있는 라미네이트된 판유리(laminated panes)에 대한 것이며, 여기서, 상기 유리의 하나의 시트는 열적으로 또는 화학적으로 강화되지는 않지만 근본적으로 "생산된" 강도 상태로 있음을 의미하는 템퍼링되지 않은 것(untempered)이며, 또한, 본 개시는 허리케인 윈도우(hurricane windows)에서와 같은 결합된 충격 및 압력 사이클링(pressure cycling) 저항을 위해, 또는 증가된 침입 저항에 대한 다른 목적을 위해 하나 이상의 그러한 라미네이트된 판유리를 이용하는 윈도우에 대한 것이다.

소위 허리케인 윈도우(hurricane windows)는 통상적으로 보강된 프레임 및 스페이서(spacer) 구성요소와 함께 두 개의 유리의 시트와 높은 탄성 계수(또는 충분히 빠른 변형 하의 높은 탄성 계수)를 가진 폴리머 중간층을 포함하는 내부 라미네이트된 판유리를 이용한다. 도 3(종래 기술)은 허리케인 윈도우(또는 그러한 윈도우용 IGU(200))와 같은 것으로 의도된, 그러한 윈도우(200)의 실시 예를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 윈도우(200)는 외부 판유리(10) 및 내부 라미네이트된 판유리(12)를 포함한다. 외부 판유리(10)는 통상적으로 단일 유리 시트(50)의 형상이며, 유리 시트(50)의 표면은 윈도우(200)의 외부 또는 제1 표면(S1) 및 제2 표면(S2)(안쪽(interior))에 상응한다. 라미네이트된 판유리(12)는 유리의 제1 시트(20)와 유리의 제2 시트(70)와 함께 상기 유리의 제1 및 제2 시트(20, 70) 사이에 접착된 폴리머 중간층(40)을 포함한다. 폴리머 중간층은 예를 들어, 30 ℃에서 분당 10 mm의 신장율(elongation rate)에서 측정될 때 300 내지 1000 MPa 또는 400 내지 600 MPa 범위 내에서와 같은, 높은 탄성 계수(또는 충분히 빠른 변형 하의 높은 탄성 계수)를 갖는다. 제1 시트(20)의 내부를 향한 표면과 제2 시트(70)의 외부를 향한 표면은 윈도우(200)의 제3 표면(S3)(안쪽) 및 내부 또는 제4 표면(S4)(주거 방향)에 상응한다. 보강된 스페이서(60) 및 보강된 프레임(미도시) 또한 이용된다.

허리케인 동안, 바람에 의해 움직인 발사체가 충분한 힘으로 표면(S1)에 충돌하는 경우, 이때 시트(50), 제1 시트(20), 및 제2 시트(70)는 모두 충격에 의해 파손될 수 있지만, 윈도우(200)가 의도된 대로 작동하는 경우, 폴리머 중간층(40)은 파손되지 않고 윈도우 프레임 내에 밀봉되어 남아있으며, 시트(50), 제1 시트(20), 및 제2 시트(70)가 파손된 후에도 바람 및 바람으로 인한 물이 윈도우(200)를 통과하여 주거지로 들어오는 것을 방지한다. 이러한 충격에 폴리머 중간층(40)이 살아남게 하기 위해, 라미네이트된 판유리(12)의 제1 시트(20)와 제2 시트(70)는 열 강화되고, 이는 이들이 열적으로 템퍼링되어 일반적으로 약 24 내지 52 MPa(3,500 내지 7,500 psi)의 범위의 표면 압축(surface compression)을 생성하는 것을 의미한다.(시트(50)는 또한 일반적으로 열 강화된다.)

제1 시트(20)와 제2 시트(70)가 열적으로 강화되지 않은 경우, 이들은 충격시, 중간층(40)을 찢거나, 구멍 내거나, 그렇지 않으면 손상시켜, 원하는 밀봉을 유지하지 못하게 하는, 크고, 날카로운 모서리의 조각으로 파괴되는 경향이 있다. 다른 윈도우 성능을 보존하거나 또는 개선하면서, 예컨대, 불필요한 열적 강화를 방지함으로써, 낮은 제조 공정 비용을 가진 허리케인 저항력이 있는 윈도우를 제공하는 것이 바람직하다.

본 개시의 관점에 따르면, 경량 허리케인 저항력이 있는 라미네이트된 판유리가 제공되며, 이는 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트, 및 상기 제1 시트와 제2 시트 사이에 있으며 제1 시트와 제2 시트에 접착된 폴리머 중간층을 포함한다. 얇은 제2 시트의 사용은 제2 시트가 템퍼링되지 않은 형태로 사용되게 하며, 중량(얇음으로써) 및 공정 비용(템퍼링이 필요하지 않아서)을 모두 절감한다.

관점에 따르면, 제1 시트는 소다 석회 규산염 유리(soda lime silicate glass)의 시트이다.

관점에 따르면, 제2 시트는 소다 석회 규산염 유리의 시트이다.

본 개시의 다른 관점에 따르면, 제2 시트는 보로-알루미노실리케이트(boro-aluminosilicate) 유리의 시트, 또는 알칼리 토류 보로-알루미노실리케이트(alkaline earth boro-aluminosilicate) 유리, 또는 무-알칼리 보로-알루미노실리케이트(alkali-free boro-aluminosilicate glass) 유리의 시트이다.

관점에 따르면, 제2 시트는 0.85 내지 0.4 mm, 또는 0.8 내지 0.45 mm 범위의 두께를 갖는다.

또한 다른 관점으로서 개시된 것은 상기 관점들 중 어느 하나에 따른 라미네이트된 판유리를 포함하는 윈도우이다.

본 개시의 관점에 따르면, 허리케인 저항력을 가진 라미네이트된 판유리를 형성하기 위한 공정은 2 내지 24 mm의 범위의 두께를 가진 유리의 제1 시트를 열적으로 강화하는 단계, 폴리머 중간층을 사용하여, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트에 상기 유리의 제1 시트를 라미네이트하는(laminating) 단계를 포함한다.

관점에 따르면, 허리케인 저항력을 가진 윈도우는 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 외부 판유리, 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트, 및 상기 제1 시트와 제2 시트 사이에 있으며 제1 시트와 제2 시트에 접착된 폴리머 중간층을 포함하는 내부 라미네이트된 판유리를 포함한다.

관점에 따르면, 허리케인 저항력이 있는 윈도우의 라미네이트된 판유리 면의 제1 시트는 외부 판유리를 향한다.

관점에 따르면, 허리케인 저항력이 있는 윈도우의 라미네이트된 판유리 면의 제2 시트는 외부 판유리를 향한다.

본 개시의 부가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에 서술될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 명백하거나, 또는 다음의 상세한 설명, 청구 범위, 이와 함께 첨부된 도면들을 포함하여, 본원에 설명된 바와 같은 방법을 실행함으로써 이해될 것이다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시의 다양한 구현 예를 제시하고, 청구 범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 본 개시의 부가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 다양한 구현 예를 예시하고, 설명과 함께 본 개시의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

다음의 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽을 때 더욱 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 관점에 따른 윈도우 또는 IGU의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 관점에 따른 윈도우 또는 IGU의 다른 단면도이다.
도 3(종래 기술)은 종래의 허리케인-저항력이 있는 윈도우의 단면 입면을 나타낸다.

본 개시의 다양한 관점은 이제 도 1-2를 참고하여 논의될 것이며, 이는 라미네이트된 판유리, 및 이러한 판유리 및 그의 구성요소, 특성, 또는 성질을 이용하는 윈도우의 관점을 설명한다. 다음의 일반적인 설명은 주장된 디바이스의 개요를 제공하도록 의도되며, 다양한 관점은 비-제한적인 도시된 관점들을 참고하여 본 개시 전반에 걸쳐 더 구체적으로 논의될 것이며, 이러한 관점들은 일반적으로 본 개시의 맥락 내에서 서로 상호 교환될 수 있다.

도 1을 참고하면, 본원에 설명된 것은 경량의 허리케인-저항력을 가진 라미네이트된 판유리(12) 및 이러한 판유리를 이용하는 윈도우(100)이다. 판유리(12)는 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트(20), 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트(30), 및 제1 시트(20) 및 제2 시트(30) 사이에 있고 제1 시트(20)와 제2 시트(30)에 접착된 폴리머 중간층(40)을 포함한다. 압력 및 충격 사이클링으로 이루어지는 테스트(testing)에 기초하여, 얇은 제2 시트(20)의 사용은 제2 시트가 템퍼링되지 않은 형태로 성공적으로 사용되게 하며, 이는 중량(얇음으로써) 및 공정 비용(템퍼링이 필요하지 않으므로써) 모두를 절감하면서 또한 허리케인 저항력이 있는 성능을 제공한다.

제1 시트(20)는 소다 석회 규산염 유리의 시트일 수 있다.

제2 시트(30)는 또한 소다 석회 규산염 유리의 시트일 수 있다. 대안으로서, 제2 시트(30)는 보로-알루미노실리케이트 유리의 시트, 또는 알칼리 토류 보로-알루미노실리케이트 유리, 또는 무-알칼리 보로-알루미노실리케이트 유리의 시트일 수 있다. 제2 시트의 두께는 0.85 내지 0.4 mm, 또는 0.8 내지 0.45 mm 범위일 수 있다.

허리케인 저항력이 있는 윈도우를 형성하는 개선된 공정은 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 유리의 제1 시트(20)를 열적으로 강화하는 단계, 폴리머 중간층(40)을 이용하여, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트(30)와 상기 유리의 제1 시트(20)를 라미네이트하는 단계를 포함한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 라미네이트된 판유리(40)의 제1 시트(20)는 허리케인 저항력이 있는 윈도우(100)의 외부 판유리(10)를 향할 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 라미네이트된 판유리(40)의 제2 시트(30)는 외부 판유리(10)를 향할 수 있다.

다양한 개시된 구현 예는 그 특정 구현 예와 관련하여 설명된 특정 특성, 요소 또는 단계를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 하나의 특정 구현 예와 관련하여 설명되었지만, 특정 특성, 요소 또는 단계는 다양한 비-예시된 조합 또는 순열로 대안 구현 예와 상호 교환되거나 결합될 수 있음 또한 이해될 것이다.

또한, 본원에서 사용된 단수 표현("the", "a", 또는 "an")은 "적어도 하나"를 의미하고, 반대로 명시적으로 표시되지 않는 한 "오직 하나"로 제한되지 않아야 함을 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, "구성요소"에 대한 언급은 문맥이 달리 명시하지 않는 한 하나의 그러한 "구성 요소" 또는 둘 이상의 그러한 "구성요소"를 갖는 실시 예를 포함한다. 유사하게, "복수" 또는 "집합(array)"은 "구성요소의 집합" 또는 "복수의 구성요소"가 둘 이상의 이러한 구성요소를 나타내도록, 2개 이상을 나타내도록 의도된다.

범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 실시 예는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값이 선행 "약"을 사용하여, 근사치로 표현될 때, 특정 값이 또 다른 관점을 형성함을 이해할 수 있을 것이다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여, 그리고 다른 끝점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 더 이해될 것이다.

본원에 표현된 모든 수치 값은, 명시되어 있든 없든, 달리 명시되지 않는 한, "약"을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 그러나, 인용된 각 수치 값은 "약" 그 값으로 표현되는지 여부에 관계없이 정확하게 고려된다는 것이 또한 이해된다. 따라서, 100 nm 미만의 치수" 및 "약 100 nm 미만의 치수" 모두는 "약 100 nm 미만의 치수"와 함께 "100 nm 미만의 치수"의 구현 예를 포함한다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 설명된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구가 그 단계에 따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나 단계가 특정 순서로 제한되어야 한다는 청구항 또는 발명의 설명에 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 어떤 특정 순서가 추론되는 것으로 의도되지 않는다.

특정 구현 예의 다양한 특성, 요소, 또는 단계들이 전환 문구 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있지만, 전환 문구 "이루어지는" 또는 "필수적으로 이루어지는"를 사용하여 설명될 수 있는 것을 포함하는 대안 구현 예가 함축된 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 디바이스에 대한 함축된 대안 구현 예는 디바이스가 A+B+C로 이루어지는 구현 예, 및 디바이스가 필수적으로 A+B+C로 이루어지는 구현 예를 포함한다.

본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 본질을 포함하는 개시된 구현 예들의 변형 조합, 하위 조합 및 변형이 당업자에게 발생할 수 있기 때문에, 본 개시는 첨부된 청구 범위 및 그 균등물의 범위 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

1. 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트;
   0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트; 및
   상기 제1 시트와 제2 시트 사이에 있고 제1 시트와 제2 시트에 부착된 폴리머 중간층;을 포함하는, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 시트는 소다 석회 규산염 유리의 시트인, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 제2 시트는 소다 석회 규산염 유리의 시트인, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 시트는 보로-알루미노실리케이트 유리의 시트인, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 시트는 알칼리 토류 보로-알루미노실리케이트 유리 또는 무-알칼리 보로-알루미노실리케이트 유리의 시트인, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 시트는 0.85 내지 0.4 mm 범위의 두께를 갖는, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 시트는 0.8 내지 0.45 mm 범위의 두께를 갖는, 경량의 허리케인-저항력 있는 라미네이트된 판유리.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 라미네이트된 판유리를 포함하는 윈도우.
9. 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 유리의 제1 시트를 열적으로 강화하는 단계;
   폴리머 중간층을 사용하여, 0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트와 상기 유리의 제1 시트를 라미네이트하는 단계를 포함하는, 허리케인 저항력이 있는 라미네이트된 판유리를 형성하는 공정.
10. 2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 외부 판유리; 및
    내부 라미네이트된 판유리;를 포함하되,
    상기 내부 라미네이트된 판유리는:
    2 내지 24 mm 범위의 두께를 가진 열적으로 강화된 유리의 제1 시트;
    0.3 내지 1 mm 범위의 두께를 가진 템퍼링되지 않은 유리의 제2 시트; 및
    상기 제1 시트와 제2 시트 사이에 있고 상기 제1 시트와 제2 시트에 접착되는 폴리머 중간층;을 포함하는, 허리케인 저항력이 있는 윈도우.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 라미네이트된 판유리의 제1 시트는 상기 외부 판유리를 향해 있는, 허리케인 저항력이 있는 윈도우.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 라미네이트된 판유리의 제2 시트는 상기 외부 판유리를 향해 있는, 허리케인 저항력이 있는 윈도우.

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