WO2018117692A1 - 곡면 접합 유리의 제조 방법 및 곡면 접합 유리 - Google Patents

곡면 접합 유리의 제조 방법 및 곡면 접합 유리 Download PDF

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soda
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윤재혁
오준학
강호성
이창희
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • This invention relates to the manufacturing method of curved laminated glass, and curved laminated glass.
  • Such curved laminated glass has been generally manufactured through a bonding process after molding two sheets of glass used for bonding to have a curved surface having a desired shape.
  • An example of such a method for manufacturing laminated glass is shown in FIG. 1.
  • the curved thick glass G1 and the curved thin glass G2 are prepared, and two sheets of glass G1 and G2 are bonded using the bonding film F1.
  • This invention relates to the manufacturing method of curved laminated glass, and curved laminated glass.
  • One embodiment of the present invention preparing a curved soda lime glass; Providing a functional layer on one side of the plate-free alkali glass; Positioning a bonding film or adhesive between the curved soda lime glass and the functional layer; It provides a method for producing a curved laminated glass comprising a; and elastically deforming the alkali-free glass, bonding to be matched with the curved soda lime glass to produce a curved laminated glass.
  • another embodiment of the present invention provides a curved laminated glass.
  • the manufacturing process of curved laminated glass can be simplified.
  • the production cost and production time of the curved laminated glass can be shortened.
  • Curved laminated glass according to one embodiment of the present invention may be excellent in durability.
  • FIG. 1 is a view showing a process for producing a curved laminated glass according to a conventional method.
  • FIG. 2 is a view showing a process of bonding the alkali-free glass with a functional layer according to one embodiment of the present invention to one concave surface of curved soda-lime glass.
  • FIG 3 is a view showing a process of bonding the alkali-free glass with a functional layer according to an embodiment of the present invention to the other convex surface of the curved soda-lime glass.
  • FIG. 4 is a view showing a result of securing the rigidity according to the thickness ratio of soda-lime glass and alkali-free glass according to an embodiment of the present invention.
  • Example 5 is a view showing the results of falling ball impact test of the curved laminated glass prepared in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2 of the present invention.
  • Example 6 is a view showing a high-speed animal impact test results of the curved laminated glass prepared in Example 2 and Comparative Example 2 of the present invention.
  • the unit “wt%” may refer to the weight ratio of the components included in the member to the total weight of the member.
  • the “curvature radius” may mean the minimum value of the radius of the arc closest to the curved surface along all directions at one point on the surface of a member formed into a curved surface, using 3D Scanner (Faro / Focus S) or the like.
  • the curvature radius can be measured by scanning and modeling the curved surface of the member.
  • One embodiment of the present invention preparing a curved soda lime glass; Providing a functional layer on one side of the plate-free alkali glass; Positioning a bonding film or adhesive between the curved soda lime glass and the functional layer; It provides a method for producing a curved laminated glass comprising a; and elastically deforming the alkali-free glass, bonding to be matched with the curved soda lime glass to produce a curved laminated glass.
  • the manufacturing process of curved laminated glass can be simplified.
  • the alkali-free glass may be elastically deformed and molded into a curved surface. That is, the manufacturing process of curved laminated glass can be simplified by omitting the process of adding another heat and the process of slow cooling an alkali free glass in order to shape an alkali free glass into a curved surface.
  • the manufacturing cost and manufacturing time of curved laminated glass can be shortened by omitting the said process.
  • FIG. 2 is a view showing a process of bonding the alkali-free glass with a functional layer according to one embodiment of the present invention to one concave surface of curved soda-lime glass.
  • FIG. 2 illustrates that the bonding film 300 is positioned between the functional layer 110 provided on one surface of the plate-shaped alkali free glass 100 and the concave surface of the curved soda lime glass 200, and then the alkali free glass.
  • It is a figure which shows the process of manufacturing the curved laminated glass 1000 by elastically deforming 100. As shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view showing a process of bonding the alkali-free glass with a functional layer according to an embodiment of the present invention to the other convex surface of the curved soda-lime glass.
  • FIG. 3 illustrates that the bonding film 300 is positioned between the functional layer 110 provided on one surface of the plateless alkali free glass 100 and the convex other surface of the curved soda lime glass 200, and then the alkali free glass
  • FIG. 3 illustrates that the bonding film 300 is positioned between the functional layer 110 provided on one surface of the plateless alkali free glass 100 and the convex other surface of the curved soda lime glass 200, and then the alkali free glass
  • the preparing of the curved soda-lime glass may be to form a plate-shaped soda-lime glass into a curved surface by using a known method of molding glass into curved surfaces in the art.
  • curved soda-lime glass may be manufactured using a self-weighting method or a compression molding method.
  • curved soda-lime glass can be manufactured using the self-weighting method of plate-shaped soda-lime glass at the temperature of 500 degreeC or more and 700 degrees C or less.
  • a bonding film or an adhesive may be positioned between the curved soda lime glass and the functional layer.
  • a bonding film or an adhesive may be provided on the functional layer provided on one surface of the alkali free glass.
  • the bonding film or the adhesive may be provided on one concave surface or the other convex surface of the curved soda lime glass.
  • the bonding film may be a single layer or a multilayer.
  • the composition of each layer may be different and the thickness of each layer may be the same or different.
  • a film for bonding glass in the art may be used without limitation.
  • the bonding film is polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, polypropylene, polystyrene, methacryl resin, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cellulose acetate, diallyl phthalate resin, urea resin, melamine Resin, unsaturated polyester, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl alcohol, vinyl acetate resin, ionomer, polymethylpentene, vinylidene chloride, polysulfone, polyvinylidene fluoride, methacryl-styrene copolymer resin, polya It may include at least one of a related, polyallyl sulfone, polybutadiene, polyether sulfone and polyether ether ketone.
  • the bonding film one having an adhesive force capable of fixing the curved soda-lime glass and the curved non-alkali glass to a desired strength and having excellent transmission performance and chemical durability against visible light may be used.
  • the bonding film may be added to the functionality.
  • the bonding film may have added functions such as sound insulation control performance, light refractive index control performance, dual phase reduction performance, and UV transmission control performance.
  • the thickness of the bonding film may be 0.5 mm or more and 1 mm or less.
  • the bonding film having a thickness in the above-described range can stably fix the curved alkali-free glass and curved soda-lime glass, and can prevent the curved non-alkali glass and curved soda-lime glass from peeling off from the laminated film. have.
  • the rigidity of the said curved laminated glass can be prevented from falling.
  • the adhesive may include an optically clear adhesive (OCA), a liquid optically clear adhesive (LOCA), or an optically clear resin (OCR).
  • OCA optically clear adhesive
  • LOCA liquid optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the adhesive may be applied to the functional layer or the curved soda lime glass in a thickness of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the plate-shaped alkali-free glass may be elastically deformed and bonded to match one concave or convex other surface of the curved soda lime glass. That is, the curved non-alkali glass may be matched and joined to one concave or convex surface of the curved soda lime glass.
  • the matched bonding is the same as the curvature radius of the curved soda lime glass and the curvature radius of the curved alkali free glass, and the curved soda lime glass and the alkali free glass are joined together to form an edge at the same position Can mean being.
  • the curved soda lime glass and the elastically deformed alkali-free glass may have the same radius of curvature.
  • the same radius of curvature may mean not only the curvature radii that are exactly the same, but also a degree that does not affect the quality and optical properties even when a minute difference occurs in the radius of curvature during the manufacturing process.
  • the two glasses can be bonded more precisely. Through this, the transmission performance of the curved laminated glass can be improved.
  • the curved laminated glass is used in the windshield for automobiles, the user has an advantage of more clearly securing the field of view.
  • the radius of curvature of the curved soda-lime glass and the curved alkali-free glass may be 3,000 R or more and 10,000 R or less. Specifically, the radius of curvature of the curved soda-lime glass and the curved alkali-free glass may be 4,000 R or more and 8,000 R or less, or 5,000 R or more and 7,000 R or less. However, the radius of curvature of the curved soda-lime glass and the curved alkali-free glass may be adjusted according to the use of the curved laminated glass.
  • the alkali free glass may be elastically deformed at a temperature of 50 ° C. or less.
  • the alkali free glass can be elastically deformed at a temperature of 0 ° C or more and 15 ° C or less, a temperature of 20 ° C or more and 35 ° C or less, or a temperature of 25 ° C or more and 45 ° C or less.
  • the manufacturing method of the said curved laminated glass can shape
  • the method of elastically deforming the plate-free alkali glass is not particularly limited as long as it is a method commonly used in the art.
  • the plateless alkali-free glass may be elastically deformed at a temperature of 20 ° C. or more and 35 ° C. or less through a pressing process using a high temperature roller or a vacuum ring / vacuum bag process.
  • the curved laminated glass may further include heat treatment at a temperature of 80 ° C. or more and 140 ° C. or less.
  • heat treatment at a temperature of 80 ° C. or more and 140 ° C. or less.
  • the alkali-free glass with the functional layer may be elastically deformed and bonded to one concave or convex other surface of the curved soda lime glass.
  • the alkali-free glass 100 having the functional layer 110 may be elastically deformed and bonded on one concave surface of the curved soda lime glass 200, thereby manufacturing the curved laminated glass 1000. have.
  • compressive stress may be formed on an opposite surface of the curved non-alkali glass surface adjacent to the curved soda lime glass.
  • compressive stress may be formed in the concave surface of the elastically deformed curved alkali-free glass 100 at an end of the curved non-alkali glass 100.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having compressive stress formed on the concave surface may have excellent durability.
  • the plate-free alkali glass when the plate-shaped alkali free glass is elastically deformed and bonded to one concave surface of the curved soda lime glass, the plate-free alkali glass may have a smaller dimension than the plate-shaped soda lime glass. Through this, the curved alkali free glass and the curved soda lime glass may form an edge together at the same position.
  • the alkali-free glass 100 having the functional layer 110 may be elastically deformed and bonded on the other convex surface of the curved soda lime glass 200, thereby manufacturing the curved laminated glass 1000.
  • the curved laminated glass can be used as automotive glass.
  • the curved alkali free glass may have excellent scratch resistance and high glass surface hardness. That is, by positioning the curved alkali free glass on the outside of the vehicle, it is possible to effectively reduce the damage to the foreign matter impact such as sand flying from the outside of the differential vehicle.
  • the curved alkali-free glass has a high fracture toughness value, it can provide a curved laminated glass for automobiles excellent in fracture resistance to external impact.
  • the plate-shaped alkali free glass when the plate-shaped alkali free glass is elastically deformed and bonded to the convex other surface of the curved soda lime glass, the plate-shaped alkali free glass may have a larger dimension than the plate-shaped soda lime glass. Through this, the curved alkali free glass and the curved soda lime glass may form an edge together at the same position.
  • the thickness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 0.2 to 1: 0.6.
  • the thickness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 0.25 to 1: 0.55, 1: 0.3 to 1: 0.4, 1: 0.2 to 1: 0.3, or 1: 0.35 to 1: 0.55 have.
  • Figure 4 is a view showing a result of securing the rigidity according to the thickness ratio of soda-lime glass and alkali-free glass according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view showing the analysis of the amount of deflection of the central portion by applying a constant load to the central portion in a state in which the four corners of the curved laminated glass according to an embodiment of the present invention.
  • the x axis represents the total glass thickness and the y axis represents the amount of glass deflection, that is, the degree of warpage.
  • AR (Asymmetry ratio), which is [thickness of alkali free glass] / [thickness of soda lime glass]
  • AR may satisfy a range of 0.2 to 0.6.
  • the thickness of the alkali-free glass becomes thinner, and the thickness of the soda-lime glass becomes thicker.
  • the thickness ratio of the alkali-free glass and the soda lime glass in the above range it is possible to secure the rigidity by lowering the degree of bending of the curved laminated glass.
  • the thickness ratio of the alkali-free glass and the soda-lime glass in the above-described range, it is possible to further improve the rigidity increasing effect, the weight reduction effect and the thinning effect of the curved laminated glass. .
  • the thickness of the alkali-free glass may be 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. Specifically, the thickness of the alkali-free glass may be 0.3 mm or more and 0.8 mm or less, 0.4 mm or more and 0.6 mm or less, 0.3 mm or more and 0.7 mm or less, or 0.5 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having the thickness in the above-described range can be effectively thinner and lighter at the same time as it is excellent in impact resistance.
  • the plate-shaped alkali-free glass having a thickness in the above range may be easily elastically deformed.
  • the thickness of the soda lime glass may be 2 mm or more and 3 mm or less. Specifically, the thickness of the soda lime glass may be 2.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the upper limit value and the lower limit value of the alkali-free glass and soda-lime glass thickness may be determined in consideration of the external force applied to the curved laminated glass, the elastic absorption of mechanical impact force, and the like.
  • the fracture toughness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 1.10 to 1: 1.62.
  • the fracture toughness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass is 1: 1.20 to 1: 1.55, 1: 1.35 to 1: 1.45, 1: 1.37 to 1: 1.43, 1: 1.39 to 1: 1.41, 1 : 1.15 to 1: 1.30, 1: 1.36 to 1: 1.39, 1: 1.41 to 1: 1.45 or 1: 1.50 to 1: 1.60.
  • the alkali free glass has fracture toughness in the above-described range compared to the soda lime glass, and can effectively prevent the breakage strength decrease of the curved laminated glass.
  • the fracture toughness of the non-alkali glass may be equal to or less than 1.1 MPa ⁇ m 1/2 more than 1.3 MPa ⁇ m 1/2.
  • the fracture toughness of the alkali free glass is 1.1 MPa ⁇ m 1/2 or more, 1.25 MPa ⁇ m 1/2 or less, 1.15 MPa ⁇ m 1/2 or more, 1.25 MPa ⁇ m 1/2 or less, or 1.18 MPa ⁇ m 1/2 or more and 1.21 MPa ⁇ m 1/2 or less.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having the fracture toughness value in the above-described range may be excellent in impact resistance.
  • the alkali free glass having the fracture toughness value in the above-described range it is possible to prevent the alkali free glass from being broken in the process of elastic deformation.
  • the fracture toughness value of the soda lime glass may be 0.7 MPa ⁇ m 1/2 or more and 0.85 MPa ⁇ m 1/2 or less.
  • the fracture toughness value of the soda lime glass may be 0.75 MPa ⁇ m 1/2 or more and 0.83 MPa ⁇ m 1/2 or less, or 0.77 MPa ⁇ m 1/2 or more and 0.8 MPa ⁇ m 1/2 or less.
  • the fracture toughness values of the alkali-free glass and the soda-lime glass are measured using an indentation fracture toughness method, which is calculated by using crack length, indentation marks, and load after pressing the glass into cracks with the Vickers indenter. Can be. Specifically, at a temperature of 24 ° C. and a humidity of 35 RH%, the indentation load was set to 2 Kgf based on the KS L 1600: 2010 standard to measure the fracture toughness values of the alkali-free glass and soda-lime glass. can do.
  • the Vicker's hardness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 1.1 to 1: 1.3.
  • the Vickers hardness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 1.12 to 1: 1.29, 1: 1.15 to 1: 1.27, or 1: 1.2 to 1: 1.25.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having a higher hardness than the curved soda lime glass may be excellent in durability.
  • the Vickers hardness of the alkali-free glass may be 5.5 GPa or more and 7 GPa or less.
  • the alkali free glass may have a Vickers hardness of 5.8 GPa or more and 6.9 GPa or less, 6.0 GPa or more and 6.7 GPa or less, 6.2 GPa or more and 6.5 GPa or less or 5.5 GPa or more and 6.5 GPa or less.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having the Vickers hardness value in the above-described range may be excellent in impact resistance, wear resistance and durability.
  • the curved alkali free glass which has the Vickers hardness of the above-mentioned range, it can prevent that the impact resistance of the said curved laminated glass falls.
  • the manufacturing cost of the curved alkali free glass can be reduced, and the manufacturing cost of the curved laminated glass can be reduced.
  • the soda lime glass may have a Vickers hardness of 5.0 GPa or more and 5.5 GPa or less.
  • the Vickers hardness of the alkali free glass and the soda lime glass may be calculated by pressing the glass using a Vickers indenter and measuring the size of the marks. Specifically, the Vickers hardness of the alkali-free glass and soda-lime glass is measured by setting the indentation load to 200 gf and the indentation holding time to 20 seconds based on ASTM C1327-08 standard at a temperature of 24 ° C. and a humidity of 35 RH%. can do.
  • the ratio of Young's modulus of the soda-lime glass and the alkali-free glass may be 1: 1.01 to 1: 1.2.
  • the elastic modulus ratio of the soda lime glass and the alkali free glass is 1: 1.04 to 1: 1.17, 1: 1.06 to 1: 1.15, 1: 1.08 to 1: 1.12, or 1: 1.08 to 1: 1.15 days Can be.
  • the alkali-free glass has a modulus of elasticity in the above-described range compared to the curved soda-lime glass, so that the curved laminated glass may have a robust structure even when the alkali-free glass is lighter and thinner than the soda-lime glass.
  • the modulus of elasticity of the alkali-free glass may be 70 GPa or more and 90 GPa or less.
  • the curved thin glass may have an elastic modulus of 73 GPa or more and 87 GPa or less, 75 GPa or more and 85 GPa or less, 78 GPa or more and 80 GPa or less, 75 GPa or more and 80 GPa or less, or 80 GPa or more and 90 GPa or less.
  • the curved laminated glass including the curved alkali free glass having the above-described elastic modulus may have a robust structure.
  • the soda lime glass may have an elastic modulus of 65 GPa or more and 75 GPa or less.
  • the modulus of elasticity of the alkali free glass and the soda lime glass can be measured by a three-point bending test.
  • the elastic modulus of the alkali-free glass and the soda-lime glass may be measured by a three-point bending test using a tensile strength meter (Zwick / Roell Z010 UTM) at 24 ° C. and 35 RH% atmosphere. have. More specifically, the width of the sample is set to 20 mm, the support span is set to 50 mm, and the displacement and the load measured through the tensile strength meter are used to determine the strain and stress ( After the stress-stress curves are derived to convert the stresses, the elastic modulus may be derived from the slope calculated by linear fitting the SS curves.
  • the glass which is commonly used as the window glass of the vehicle as the alkali-free glass may be used without particular limitation.
  • the alkali-free glass Si0 2 46 wt% or more and 57 wt% or less, Al 2 O 3 21 wt% or more and 29 wt% or less, MgO 3 wt% or more and 14 wt% or less per 100 wt% of the composition, CaO 11 It is possible to use glass formed from a composition comprising at least wt% and at most 16 wt%, and at least 1 wt% SrO and at most 5 wt% and which is substantially free of alkali metal oxides.
  • the alkali metal oxide is not substantially contained means that the alkali metal oxide is not contained in the glass at all, or even if it contains a part, the content is extremely small compared to other components and contains an amount that can be neglected as the composition component of the glass. And the like.
  • the trace amount contains the alkali metal element unavoidably mixed in glass from the refractory which contacts a molten glass, the impurity in a glass raw material, etc ..
  • the alkali free glass may be non-tempered glass that is not chemically strengthened, non-tempered glass that is not tempered with heat, and non tempered glass that is not tempered using chemical and heat.
  • the tempered glass is to increase the strength of the glass, imparting impact resistance, elasticity resistance, etc., there is a thermally tempered glass using heat and a chemically tempered glass using chemical ion exchange.
  • molding tempered glass is not easy, the defect rate of the laminated glass manufactured is high, and there existed a problem that the cost of manufacturing curved laminated glass was high.
  • an alkali-free glass that has not been subjected to chemical strengthening and / or thermal strengthening process, it is easy to elastic deformation of the alkali-free glass.
  • it is possible to solve a problem that may occur in the process of manufacturing the curved laminated glass using a conventional tempered glass.
  • an unreinforced alkali free glass it is strong against a local impact, and even if it is broken, the curved laminated glass which reduced the secondary damage by the visual field disturbance or the scattering glass of a user can be manufactured.
  • the soda-lime glass may be used without particular limitation as the glass commonly used as the window glass of the vehicle.
  • soda lime glass glass produced by a float method using a float bath, glass drawn by a down draw method or a fusion method can also be used.
  • the alkali free glass and soda lime glass may each independently include one or more coloring components.
  • a coloring component By adding a coloring component to the said alkali free glass and soda-lime glass, a heat shielding function can be provided to the curved laminated glass manufactured.
  • the coloring component may include Fe 2 O 3 , CoO, Se, and the like, but is not limited thereto.
  • the content of the coloring component may be 0.0001 parts by weight or more, 2 parts by weight or less, 0.005 parts by weight or more, 1 parts by weight or less, or 0.01 parts by weight or more and 0.1 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the glass composition.
  • the content of the above-mentioned constituent components may be adjusted according to the use in which the curved laminated glass is used.
  • the curved laminated glass having a visible light transmittance of 70% or more may be manufactured by adjusting the content of the coloring component.
  • curved laminated glass having a visible light transmittance of about 5% may be applied to a sunroof window among automotive windows.
  • the functional layer may be a transparent heating layer, a transparent display unit, or a color change layer.
  • the functional layer can be provided on all or part of the alkali free glass, depending on the application used.
  • the functional layer may be attached onto one surface of the alkali free glass by a bonding film or an adhesive.
  • the present invention by providing a transparent heating layer on one surface of the alkali-free glass, it is possible to provide a functional curved laminated glass in which the entire glass can be evenly generated.
  • the curved laminated glass including the transparent heating layer is applied as a window of the vehicle, dew condensation that may occur in the vehicle window according to the temperature difference between the inside and the outside of the vehicle may be prevented and frost may be removed.
  • the transparent heating layer may include a transparent film on which a transparent heating electrode of a mesh pattern is formed. As electricity is supplied to the transparent heating electrode, the transparent film may generate heat to uniformly provide heat to the entire curved laminated glass.
  • the transparent heating electrode is gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al) copper (Cu), chromium (Cr), nickel (Ni), titanium (Ti), palladium (Pd), molybdenum (Mo), oxide Among copper (Cu 2 O, CuO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silver oxide (AgO), chromium oxide (CrO x ), titanium oxide (TiO 2 ), palladium oxide (PdO) and molybdenum oxide (MoO 3 ) It may include at least one kind.
  • the transparent heating electrode may be a metal mesh electrode made of a fine conductive line.
  • the transparent film is polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, cyclic olefin polymer, triacetylcellulose (TAC), polyvinyl alcohol, polyimide and polystyrene It may include at least one of.
  • the transparent display unit may be used, and any configuration capable of viewing an object located behind the transparent display unit and outputting information is not limited thereto.
  • the transparent display unit may include a transparent display panel and a control module for controlling the transparent display panel.
  • the transparent display panel includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light emitting diode (OLED), a flexible display, and It may include one of a three-dimensional display (3D display), it can be configured to be transparent or light transmissive so that the rear view through it.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • a flexible display and It may include one of a three-dimensional display (3D display), it can be configured to be transparent or light transmissive so that the rear view through it.
  • the transparent display panel and the touch sensor may be used as an input device in addition to the output device.
  • the alkali free glass does not contain an alkali component or contains a very small portion thereof, and thus may be used as a substrate glass. That is, a touch film, a touch sheet, a touch pad, or the like may be formed on the alkali free glass. Therefore, according to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a functional curved laminated glass to which a display function, a touch function, and the like are added.
  • the curved laminated glass including the transparent display unit When the curved laminated glass including the transparent display unit is applied as a glass of an automobile, an automobile glass capable of outputting driving related information required by a user may be provided.
  • one surface of the alkali-free glass having a functional layer including the transparent display panel and the touch sensor may be bonded to one concave surface of the curved soda lime glass.
  • the present invention by providing a discoloration layer on one surface of the alkali-free glass, it is possible to provide a functional curved laminated glass that can change the color or light transmittance of the glass as a voltage is applied.
  • the curved laminated glass including the color change layer may be applied to a sunroof window, a side window, and the like among automotive windows.
  • the color change layer may include a conductive layer to which a power source is connected, an electrolyte layer disposed between the conductive layers, and an ion storage layer disposed on one side of the electrolyte layer.
  • the color change layer may be discolored by electrons emitted from the ion storage layer connected to the conductive layer.
  • Another embodiment of the present invention provides a curved laminated glass produced by the method for producing the curved laminated glass.
  • an alkali-free glass provided with a functional layer on one surface; And a soda-lime glass bonded to one surface of the alkali-free glass with the functional layer by a bonding film or an adhesive, wherein the alkali-free glass and the soda-lime glass are curved to form a bent state. It provides a curved laminated glass.
  • Curved laminated glass according to one embodiment of the present invention may be excellent in durability. It is also possible to provide a lightweight and thin curved laminated glass.
  • the alkali free glass, the functional layer, the soda-lime glass, the laminated film, and the adhesive contained in the curved laminated glass according to the exemplary embodiment of the present invention include the alkali-free glass, the functional layer, the soda lime glass, It may be the same as the bonding film and the adhesive.
  • the thickness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 0.2 to 1: 0.6.
  • the thickness of the alkali-free glass may be 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the thickness of the soda lime glass may be 2 mm or more and 3 mm or less.
  • the curved laminated glass including the curved alkali-free glass and the curved soda-lime glass having the thickness in the above-described range may be excellent in impact resistance.
  • the curved laminated glass can be effectively reduced in weight and thickness.
  • the fracture toughness ratio of the soda lime glass and the alkali free glass may be 1: 1.10 to 1: 1.62.
  • the functional layer may be a transparent heating layer, a transparent display unit, or a color change layer.
  • the functional layer can be provided on all or part of the alkali free glass, depending on the application used.
  • the functional curved laminated glass capable of outputting evenly the entire glass, the functional curved laminated glass capable of outputting driving related information required by the user, etc. Or a functional curved laminated glass on which light transmittance can be adjusted.
  • the curved laminated glass may be a window for an automobile.
  • the curved laminated glass may be applied to a front window, a side window, a rear window and / or a sunroof window among automotive windows.
  • the curved laminated glass when used as the front window of the vehicle, the curved laminated glass has a streamlined curved shape, which can effectively reduce the resistance to the driving wind that is hit during driving of the vehicle.
  • an alkali free glass having a thickness of 0.5 mm, including Si0 2 61 wt%, Al 2 O 3 16 wt%, MgO 3 wt%, CaO 8 wt% or less, and SrO 0.05 wt% per 100 wt% of glass. It was. 2.1 mm thick, including Si0 2 72 wt%, Al 2 O 3 0.15 wt%, Na 2 O 14 wt%, K 2 O 0.03 wt%, and CaO 9 wt% and MgO 4 wt% per 100 wt% of glass. Soda-lime glass having a prepared.
  • a polyvinyl butyral film having a thickness of 0.76 mm was prepared as a bonding film.
  • Modulus of elasticity of the prepared non-alkali glass is 78 GPa, a Vickers hardness of 6.0 GPa, fracture toughness was 1.20 MPa ⁇ m 1/2, the elastic modulus of the prepared soda lime glass is 72 GPa, a Vickers hardness of 5.3 GPa, fracture toughness 0.85 It was MPa * m 1/2 .
  • the soda lime glass was heated at about 600 ° C. for 60 seconds and processed into a curved surface using its own weight. Thereafter, a heat-generating conductive metal was coated on one surface of the alkali free glass using a chemical vapor deposition method to a thickness of about 10 nm. Specifically, a seed layer was provided on one surface of the alkali-free glass, and silver, which is a conductive metal, was coated on the seed layer to a thickness of about 10 nm by chemical vapor deposition. Thereafter, a protective layer was provided on the conductive metal layer to form a heat generating functional layer. At this time, the seed layer and the protective layer was made of silicon dioxide.
  • the bonding film was attached onto the conductive metal coated on the alkali free glass, and the bonding film was positioned adjacent to the concave side of the curved soda-lime glass. Thereafter, these were placed in a vacuum bag and sealed, and then pressed into a vacuum ring at a temperature of about 20 ° C. and a pressure condition of 150 torr to bond the soda lime glass and the alkali free glass.
  • the bonded alkali free glass and soda-lime glass were treated in an autoclave at a temperature of about 130 ° C. and a pressure of 9750 torr to prepare a exothermic function curved laminated glass.
  • the soda-lime glass was heated at about 600 ° C. for 60 seconds and processed into a curved surface using its own weight. Thereafter, a thin film transistor array (TFT array) patterning process was performed on one surface of the alkali free glass.
  • TFT array thin film transistor array
  • the patterning process is a process of forming a gate electrode, an insulating film, a semiconductor film, a data electrode, a protective film, and a pixel electrode on a glass plate, and in each step, deposition, cleaning, PR coating, exposure, The development, etching, PR peeling, and inspection processes were all performed separately.
  • a bonding film was attached onto the TFT array pattern formed on the alkali free glass, and the bonding film was positioned to be adjacent to the concave surface of the soda-lime glass processed into a curved surface. Thereafter, these were placed in a vacuum bag and sealed, and then pressed into a vacuum ring at a temperature of about 20 ° C. and a pressure condition of 150 torr to bond the soda lime glass and the alkali free glass. The bonded alkali free glass and soda lime glass were treated in an autoclave at a temperature of about 130 ° C. and a pressure condition of 9750 torr to prepare a display function curved laminated glass.
  • Comparative Example 1 the coating thickness of the conductive metal could not be precisely controlled on the curved soda-lime glass, and a mesh of conductive metal was inserted between the two bonding films. However, in order to insert the conductive metal mesh between the two bonding films, the gap of the mesh was kept constant, and the disconnection prevention work was required, and the difficulty of the process was very high. As a result of manufacturing the exothermic function curved laminated glass of Example 1 and Comparative Example 1, the cost of manufacturing the exothermic function curved laminated glass in Comparative Example 1 was about 120% or more compared to the manufacturing cost of Example 1.
  • Example 2 As a result of manufacturing the display function curved laminated glass of Example 2 and the comparative example 2, it was confirmed that the display of the curved laminated glass manufactured in Example 1 works. On the other hand, in Comparative Example 2, the thin film was separated due to the alkali component elution of the soda-lime glass in contact with the TFT array pattern surface, it was confirmed that the display is not operated because the electrical conductivity is reduced.
  • Example 1 50 samples of the curved laminated glass prepared in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were prepared. The prepared samples were placed so that the soda-lime glass was positioned above the ground, and a ball having a weight of 227 g was dropped from the sample at a height of 2.8 m, and the dropping test was conducted by impacting the sample. .
  • Example 5 is a view showing the results of falling ball impact test of the curved laminated glass prepared in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2 of the present invention.
  • FIG. 5 the falling-ball impact damage rate with respect to 50 samples of the curved laminated glass manufactured by the said Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 is shown.
  • Falling ball impact failure rate is the ratio of the samples in which damage occurred when visually identified among the 50 samples in which the falling ball impact test was performed.
  • the curved laminated glass prepared in Examples 1 and 2 of the present invention is more resistant to falling ball impact than curved laminated glass according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 including two curved soda lime glasses. It was confirmed that the breakage rate was small.
  • FIG. 6 is a view showing a high-speed animal impact test results of the curved laminated glass prepared in Example 2 and Comparative Example 2 of the present invention.
  • High-speed animal impact damage rate refers to the ratio of the samples in which damage occurred when visually identified among the 50 samples subjected to the high-speed animal impact test.
  • Example 2 of the present invention had a higher breakage rate than the curved laminated glass of Comparative Example 2 I could see this little thing.

Abstract

곡면 소다라임 유리를 준비하는 단계; 판상의 무알칼리 유리의 일면 상에 기능성 층을 구비시키는 단계; 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 기능성 층 사이에 접합 필름 또는 접착제를 위치시키는 단계; 및 상기 판상의 무알칼리 유리를 탄성 변형 시켜, 상기 곡면 소다라임 유리와 정합되도록 결합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계를 포함하는 곡면 접합 유리의 제조방법 및 곡면 접합 유리에 관한 것이다.

Description

곡면 접합 유리의 제조 방법 및 곡면 접합 유리
본 명세서는 2016년 12월 21일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0175990호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.
본 발명은 곡면 접합 유리의 제조 방법 및 곡면 접합 유리에 관한 것이다.
자동차의 차창 등의 용도로, 곡면 성형된 2장의 유리가 접합 필름에 의해 접합된 형태의 곡면 접합 유리가 널리 보급되어 있다. 최근, 자동차를 경량화시키기 위하여, 자동차 외측의 유리를 내측의 유리보다 두껍게 제작하여, 곡면 접합 유리를 박판화하는 것이 검토되고 있다.
이러한 곡면 접합 유리는 일반적으로, 접합에 사용되는 유리 두 장을 목적하는 형상의 곡면을 갖도록 성형한 후에 접합 과정을 거쳐 제조되어 왔다. 이러한 자동차 접합 유리 제조 방법의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참고하면, 곡면 성형된 두꺼운 유리(G1)와 곡면 성형된 얇은 유리(G2)를 준비하고, 접합 필름(F1)을 이용하여 두 장의 유리(G1, G2)를 접합한다. 두 장의 유리(G1, G2)를 성형하는 방법으로, 두 장의 유리(G1, G2) 사이에 이형제를 삽입한 후에 성형틀에 올려 놓은 상태로 고온에 노출시켜 자중 방식으로 성형하거나, 상/하 몰드(mold) 사이에 유리를 삽입한 후에 고온에서 압력을 인가하는 프레스(press) 방식을 이용하였다.
그러나, 상기와 같이 상이한 두께를 갖는 두 장의 유리를 성형하여 곡면 접합 유리를 제조하는 경우, 두 장의 유리의 굽힘성이 상이하여 목적하는 형상으로 성형하는 것이 용이하지 않다. 또한, 두 장의 유리의 성형 온도를 달리하는 경우에는 목적하는 형상으로 성형되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 유리 사이에 이형제를 삽입한 후에 성형하는 경우에는 유리 사이에 개재되는 이형제에 의해 유리 표면에 흠집이 발생할 우려가 있다. 또한, 몰드를 이용한 성형 공정 시에는 한 장의 접합 유리를 생산하기 위하여 2회의 성형 작업을 거쳐야 하기 때문에, 곡면 접합 유리의 생산 비용이 증가된다.
최근에는 기능성이 부가된 자동차 유리에 대한 소요가 증가하고 있는 추세이다. 다만, 자동차 유리로 사용될 수 있는 접합 유리에 기능성을 부가하기 위하여, 곡면으로 성형된 유리에 투명 발열층 또는 투명 디스플레이 등을 형성하는 것은 용이하지 않다. 이는, 곡면으로 성형된 유리에 얇은 기능성 층을 삽입하는 공정은 쉽지 않기 때문이다.
이에, 기능성이 부가된 곡면 접합 유리를 용이하게 제조할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 곡면 접합 유리의 제조 방법 및 곡면 접합 유리에 관한 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는, 곡면 소다라임 유리를 준비하는 단계; 판상의 무알칼리 유리의 일면 상에 기능성 층을 구비시키는 단계; 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 기능성 층 사이에 접합 필름 또는 접착제를 위치시키는 단계; 및 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리와 정합되도록 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하는 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시상태는 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는, 일면 상에 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리; 및 접합 필름 또는 접착제에 의하여, 상기 기능성 층이 구비된 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 접합된 소다라임 유리;를 포함하고, 상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리는 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡면 접합 유리의 제조 공정을 간소화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡면 접합 유리의 제조 비용 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리는 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 경량화 및 박형화된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 방법에 따라 곡면 접합 유리를 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리를 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리를 곡면 소다라임 유리의 볼록한 타면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 소다라임 유리와 무알칼리 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1, 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 낙구충격시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 고속이동물체 충격시험 결과를 나타낸 도면이다.
본원 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "wt%"는 부재의 총 중량에 대하여, 부재에 포함되는 성분의 중량 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, “곡률반경”은 곡면으로 성형된 부재 표면의 일 지점에서 모든 방향을 따라 곡면에 가장 근사한 원호의 반경의 최소값을 의미할 수 있으며, 3D Scanner(Faro/Focus S) 등을 이용하여 곡면으로 성형된 부재 표면을 스캔, 모델링하여 곡률반경을 측정할 수 있다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, 곡면 소다라임 유리를 준비하는 단계; 판상의 무알칼리 유리의 일면 상에 기능성 층을 구비시키는 단계; 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 기능성 층 사이에 접합 필름 또는 접착제를 위치시키는 단계; 및 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리와 정합되도록 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하는 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡면 접합 유리의 제조 공정을 간소화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법은 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 곡면으로 성형할 수 있다. 즉, 무알칼리 유리를 곡면으로 성형하기 위하여 별도의 열을 가하는 공정 및 무알칼리 유리를 서냉시키는 공정을 생략함으로써, 곡면 접합 유리의 제조 공정을 간소화시킬 수 있다. 또한, 상기 공정을 생략함으로써, 곡면 접합 유리의 제조 비용 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리를 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 판상의 무알칼리 유리(100)의 일면에 구비된 기능성 층(110)과 곡면 소다라임 유리(200)의 오목한 일면 사이에 접합 필름(300)을 위치시킨 후, 무알칼리 유리(100)를 탄성 변형시켜 곡면 접합 유리(1000)를 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리를 곡면 소다라임 유리의 볼록한 타면에 접합하는 과정을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 판상의 무알칼리 유리(100)의 일면에 구비된 기능성 층(110)과 곡면 소다라임 유리(200)의 볼록한 타면 사이에 접합 필름(300)을 위치시킨 후, 무알칼리 유리(100)를 탄성 변형시켜 곡면 접합 유리(1000)를 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리를 준비하는 단계는 당업계에서 유리를 곡면으로 성형하는 공지된 방법을 이용하여, 판상의 소다라임 유리를 곡면으로 성형하는 것일 수 있다. 일 예로, 자중성형 방법 또는 압착성형 방법을 이용하여 곡면 소다라임 유리를 제조할 수 있다. 구체적으로, 판상의 소다라임 유리를 500℃ 이상 700℃ 이하의 온도에서 자중성형 방법을 이용하여, 곡면 소다라임 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 기능성 층 사이에 접합 필름 또는 접착제를 위치시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 구비된 기능성 층 상에 접합 필름 또는 접착제를 구비시킬 수 있다. 또한, 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 또는 볼록한 타면 상에 상기 접합 필름 또는 접착제를 구비시킬 수 있다. 상기 접합 필름 또는 접착제를 매개로, 탄성 변형되어 곡면으로 성형된 곡면 무알칼리 유리와 상기 곡면 소다라임 유리가 접합될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합 필름은 단층 또는 다층일 수 있다. 2층 이상의 다층 접합 필름을 사용하는 경우, 각 층의 조성은 상이할 수 있고, 각 층의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 접합 필름으로 당업계에서 유리를 접합하는 필름을 제한없이 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 접합 필름은 폴리에틸렌, 에틸렌아세트산 비닐 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 메타크릴 수지, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트, 디알릴프탈레이트 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리비닐알코올, 아세트산 비닐수지, 이오노머, 폴리메틸펜텐, 염화비닐리덴, 폴리술폰, 폴리불화비닐리덴, 메타크릴-스티렌 공중합 수지, 폴리아릴레이트, 폴리알릴술폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르술폰 및 폴리에테르에테르케톤 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접합 필름으로, 상기 곡면 소다라임 유리와 곡면 무알칼리 유리를 원하는 강도로 고정시킬 수 있는 접착력을 가지며, 가시광선에 대한 투과 성능과 화학적 내구성이 우수한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 접합 필름은 기능성이 부가된 것일 수 있다. 일 예로, 상기 접합 필름은 차음 조절 성능, 광굴절율 조절 성능, 이중상 저감 성능, UV 투과 조절 성능 등의 기능성이 부가된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합 필름의 두께는 0.5 mm 이상 1 mm 이하일 수 있다. 상기 접합 필름의 두께를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 접합 필름의 충격 흡수성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 전술한 범위의 두께를 가지는 접합 필름은 상기 곡면 무알칼리 유리 및 곡면 소다라임 유리를 안정적으로 고정할 수 있어, 접합 필름으로부터 상기 곡면 무알칼리 유리 및 곡면 소다라임 유리가 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접착제는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)을 포함할 수 있다. 상기 접착제는 상기 기능성 층 또는 상기 곡면 소다라임 유리 상에 0.5 mm 이상 1.5 mm 이하의 두께로 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 판상의 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 정합되도록 접합할 수 있다. 즉, 곡면 무알칼리 유리는 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 또는 볼록한 타면에 정합되어 접합될 수 있다. 본 명세서에서, 정합되어 접합된다는 것은 상기 곡면 소다라임 유리의 곡률반경과 상기 곡면 무알칼리 유리의 곡률반경이 동일하고, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리가 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성하며 접합되는 것을 의미할 수 있다.
상기 곡면 무알칼리 유리와 상기 곡면 소다라임 유리를 정합되도록 접합함으로써, 제조되는 곡면 접합 유리에서 유리 상호간에 들뜸이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 곡면 접합 유리의 투과 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리와 상기 탄성 변형된 무알칼리 유리는 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 곡률반경이 동일하다는 것은, 곡률반경이 서로 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, 제조하는 과정에서 곡률반경에 미세한 차이가 발생되어도 품질 및 광학적 물성 등에 영향을 미치지 않는 정도를 의미할 수 있다.
상기 곡면 소다라임 유리와 상기 곡면 무알칼리 유리가 동일한 곡률반경을 가짐으로써, 두 유리는 보다 정밀하게 접합될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 곡면 접합 유리의 투과 성능이 향상될 수 있다. 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 전면 유리에 사용하는 경우, 사용자는 보다 명확하게 시야를 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 소다라임 유리 및 상기 곡면 무알칼리 유리의 곡률반경은 3,000 R 이상 10,000 R 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 소다라임 유리 및 상기 곡면 무알칼리 유리의 곡률반경은 4,000 R 이상 8,000 R 이하, 또는 5,000 R 이상 7,000 R 이하일 수 있다. 다만, 전술한 곡면 소다라임 유리와 곡면 무알칼리 유리의 곡률반경은, 곡면 접합 유리의 용도에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 50℃ 이하의 온도에서 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시킬 수 있다. 구체적으로, 0℃ 이상 15℃ 이하의 온도, 20℃ 이상 35℃ 이하의 온도, 또는 25℃ 이상 45℃ 이하의 온도에서 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시킬 수 있다.
즉, 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법은 무알칼리 유리에 열을 가하지 않고 곡면으로 성형할 수 있어, 곡면 접합 유리의 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 유리를 서냉시키는 공정을 생략함으로써, 곡면 접합 유리의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 판상의 무알칼리 유리를 탄성 변형시키는 방법으로 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 일 예로， 고온 롤러 또는 진공 링 (ring)/진공 백(bag) 공정을 이용한 압착공정을 통하여, 20℃ 이상 35℃ 이하의 온도에서 상기 판상의 무알칼리 유리를 탄성 변형시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 접합 유리를 80℃ 이상 140℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제조된 곡면 접합 유리를 전술한 온도 범위에서 열처리함으로써, 상기 곡면 무알칼리 유리와 상기 곡면 박판 유리의 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기능성 층이 구비된 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 또는 볼록한 타면 상에 접합시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 기능성 층(110)이 구비된 무알칼리 유리(100)를 탄성 번형시켜, 곡면 소다라임 유리(200)의 오목한 일면 상에 접합하여, 곡면 접합 유리(1000)를 제조할 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면 상에서 상기 무알칼리 유리가 탄성 변형됨에 따라, 상기 곡면 소다라임 유리에 인접하는 상기 곡면 무알칼리 유리 면의 반대면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 도 2를 참고하면, 탄성 변형된 곡면 무알칼리 유리(100)의 오목한 면에, 곡면 무알칼리 유리(100)의 말단에서 내부 방향으로 압축 응력이 형성될 수 있다. 오목한 면 상에 압축 응력이 형성된 상기 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 판상의 무알칼리 유리가 탄성 변형되어 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합되는 경우, 판상의 무알칼리 유리는 판상의 소다라임 유리보다 작은 치수를 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 곡면 무알칼리 유리와 상기 곡면 소다라임 유리는 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성할 수 있다.
도 3을 참고하면, 기능성 층(110)이 구비된 무알칼리 유리(100)를 탄성 번형시켜, 곡면 소다라임 유리(200)의 볼록한 타면 상에 접합하여, 곡면 접합 유리(1000)를 제조할 수 있다. 상기 곡면 접합 유리를 자동차용 유리로 사용할 수 있다.
상기 곡면 무알칼리 유리는 우수한 내스크래치성 및 높은 유리 표면 경도를 가질 수 있다. 즉, 상기 곡면 무알칼리 유리를 자동차의 외부 측에 위치시킴으로써, 차동차의 외부에서 날아오는 모래 등의 이물 충격에 대한 데미지를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 곡면 무알칼리 유리는 높은 파괴인성 값을 보유하고 있어, 외부충격에 대한 파괴 저항성이 우수한 자동차용 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 판상의 무알칼리 유리가 탄성 변형되어 곡면 소다라임 유리의 볼록한 타면에 접합되는 경우, 판상의 무알칼리 유리는 판상의 소다라임 유리보다 큰 치수를 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 곡면 무알칼리 유리와 상기 곡면 소다라임 유리는 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.6일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비는 1:0.25 내지 1:0.55, 1:0.3 내지 1:0.4, 1:0.2 내지 1:0.3, 또는 1:0.35 내지 1:0.55일 수 있다. 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 강성 하락에 의해 상기 곡면 접합 유리가 파손되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화, 박형화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 소다라임 유리와 무알칼리 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 네 모서리를 고정한 상태에서 중앙부에 일정한 하중을 인가하여 중앙부의 처짐량을 분석한 것을 나타낸 도면이다. 도 4에서 x축은 총 유리 두께를 나타내고 y축은 유리 처짐량, 즉 휘어진 정도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, [무알칼리 유리의 두께]/[소다라임 유리의 두께]인 AR(Asymmetry ratio)은 0.2 내지 0.6 범위를 만족할 수 있다. AR이 작아질수록 상기 무알칼리 유리의 두께는 얇아지고, 상기 소다라임 유리의 두께는 두꺼워짐을 의미한다. 도 4를 참고하면, 상기 무알칼리 유리와 상기 소다라임 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절하여, 곡면 접합 유리의 휘어진 정도를 낮추어 강성을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절하여, 곡면 접합 유리의 강성 증대 효과, 경량화 효과 및 박형화 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 무알칼리 유리의 두께는 0.3 mm 이상 0.8 mm 이하, 0.4 mm 이상 0.6 mm 이하, 0.3 mm 이상 0.7 mm 이하, 또는 0.5 mm 이상 0.8 mm 이하일 수 있다. 전술한 범위의 두께를 가지는 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수함과 동시에, 효과적으로 박형화, 경량화될 수 있다. 또한, 전술한 범위의 두께를 가지는 판상의 무알칼리 유리는 탄성 변형이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리의 두께는 2 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리의 두께는 2.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 상기 소다라임 유리의 두께를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리를 효과적으로 경량화, 박형화시킬 수 있다.
또한, 상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리 두께의 상한 값과 하한 값은 곡면 접합 유리에 인가되는 외력, 기계적인 충격력을 탄성적으로 흡수하는 것 등을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 범위의 두께를 가지는 상기 곡면 무알칼리 유리 및 곡면 소다라임 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는, 약 2.1 mm의 두께를 가지는 곡면 소다라임 유리 2 개가 접합된 기존의 곡면 접합 유리 대비, 50 % 이상 80 % 이하의 두께를 가질 수 있고, 50 % 이상 80 % 이하의 무게를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 곡면 접합 유리 대비 경량화, 박형화된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 파괴인성(fracture toughness) 비는 1:1.10 내지 1:1.62일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 비는 1:1.20 내지 1:1.55, 1:1.35 내지 1:1.45, 1:1.37 내지 1:1.43, 1:1.39 내지 1:1.41, 1:1.15 내지 1:1.30, 1:1.36 내지 1:1.39, 1:1.41 내지 1:1.45 또는 1:1.50 내지 1:1.60일 수 있다. 상기 무알칼리 유리는 상기 소다라임 유리 대비 전술한 범위의 파괴인성을 보유하고 있어, 곡면 접합 유리의 파손강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 값은 1.1 MPa·m1/2 이상 1.3 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 값은 1.1 MPa·m1/2 이상 1.25 MPa·m1/2 이하, 1.15 MPa·m1/2 이상 1.25 MPa·m1/2 이하, 또는 1.18 MPa·m1/2 이상 1.21 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 전술한 범위의 파괴인성 값을 가지는 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수할 수 있다. 또한, 전술한 범위의 파괴인성 값을 가지는 무알칼리 유리를 사용함으로써, 탄성 변형되는 과정에서 무알칼리 유리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 소다라임 유리의 파괴인성 값은 0.7 MPa·m1/2 이상 0.85 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리의 파괴인성 값은 0.75 MPa·m1/2 이상 0.83 MPa·m1/2 이하, 또는 0.77 MPa·m1/2 이상 0.8 MPa·m1/2 이하일 수 있다.
상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리의 파괴인성 값은 비커스 압입자로 유리에 균열이 생길 때까지 누른 후 균열 길이, 압입자 자국, 하중 등을 이용하여 계산하는 방법인 indentation fracture toughness 측정법을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 24 ℃의 온도, 35RH%의 습도 조건에서, KS L 1600:2010 규격에 의거하고 압입하중은 2Kgf로 설정하여, 상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리의 파괴인성(fracture toughness) 값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 비커스 경도(Vicker's hardness) 비는 1:1.1 내지 1:1.3일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 비커스 경도 비는 1:1.12 내지 1:1.29, 1:1.15 내지 1:1.27, 또는 1:1.2 내지 1:1.25일 수 있다. 상기 곡면 소다라임 유리보다 높은 경도를 보유하는 상기 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 무알칼리 유리는 5.8 GPa 이상 6.9 GPa 이하, 6.0 GPa 이상 6.7 GPa 이하, 6.2 GPa 이상 6.5 GPa 이하 또는 5.5 GPa 이상 6.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도 값을 가지는 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성, 내마모성 및 내구성 등이 우수할 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도를 가지는 곡면 무알칼리 유리를 사용함으로써, 상기 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 곡면 무알칼리 유리의 제조원가를 절감하여, 상기 곡면 접합 유리의 제조 비용을 감축시킬 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리는 5.0 GPa 이상 5.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다.
상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리의 비커스 경도는 비커스 압입자를 이용하여 유리를 누른 후 자국의 크기를 측정하여 계산할 수 있다. 구체적으로, 24 ℃의 온도, 35RH%의 습도 조건에서, ASTM C1327-08 규격에 의거하고 압입하중을 200gf, 압입유지 시간을 20초로 설정하여, 상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리의 비커스 경도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 탄성계수(Young's modulus) 비는 1:1.01 내지 1:1.2일 수 있다. 구체적으로, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 탄성계수 비는 1:1.04 내지 1:1.17, 1:1.06 내지 1:1.15, 1:1.08 내지 1:1.12, 또는 1:1.08 내지 1:1.15일 수 있다. 상기 무알칼리 유리는 상기 곡면 소다라임 유리 대비 전술한 범위의 탄성계수를 보유하고 있어, 상기 곡면 접합 유리는 상기 소다라임 유리 보다 경량, 박형인 무알칼리 유리를 포함하는 경우에도 강건한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리의 탄성계수는 70 GPa 이상 90 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 73 GPa 이상 87 GPa 이하, 75 GPa 이상 85 GPa 이하, 78 GPa 이상 80 GPa 이하, 75 GPa 이상 80 GPa 이하, 또는 80 GPa 이상 90 GPa 이하의 탄성계수를 가질 수 있다. 전술한 범위의 탄성계수를 보유하는 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 강건한 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리는 65 GPa 이상 75 GPa 이하의 탄성계수를 가질 수 있다.
상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리의 탄성계수는 3점굽힘 시험으로 측정할 수 있다. 구체적으로, 24 ℃, 35 RH% 분위기에서, 인장강도계(Zwick/Roell Z010 UTM)를 사용한 3점 굽힘(3point bending) 시험을 통해 상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리의 탄성계수를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 샘플의 폭(width)은 20mm, 지지 간격(support span)을 50 mm로 설정하고, 인장강도계를 통하여 측정된 변위(displacement)와 하중(load)을 변형량(strain)과 응력(stress)으로 변환하여 S-S(strain-stress) 곡선(curve)를 도출한 후, S-S 곡선을 리니어 피팅(liner fitting)하여 산출한 기울기를 통해 탄성계수를 도출할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 파괴인성, 비커스 경도, 탄성계수를 만족하는 것이라면, 상기 무알칼리 유리로 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 무알칼리 유리로, 조성물 100 wt%당 Si02 46 wt% 이상 57 wt% 이하, Al2O3 21 wt% 이상 29 wt% 이하, MgO 3 wt% 이상 14 wt% 이하, CaO 11 wt% 이상 16 wt% 이하, 및 SrO 1 wt% 이상 5 wt% 이하를 포함하고, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 조성물로부터 형성된 유리를 사용할 수 있다.
알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 유리 중에 알칼리 금속 산화물이 전혀 포함되어 있지 않거나, 일부 포함되어 있더라도 다른 성분에 비해 그 함유량이 극히 미미하여 유리의 조성 성분으로 무시할 수 있을 정도의 양을 포함한 경우 등을 의미할 수 있다. 일 예로, 실질적이란 유리의 제조 공정에 있어서 용융 유리와 접촉하는 내화물이나 유리 원료 중의 불순물 등으로부터 불가피하게 유리 중에 혼입되는 미량의 알칼리 금속 원소를 함유하고 있는 경우를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리는 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 1% 미만의 알칼리 금속(Li, Na, K 등) 산화물을 함유하고 있는 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 무알칼리 유리로, 무알칼리 붕규산 유리 또는 무알칼리 알루미노 붕규산 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 무알칼리 유리로, 플로트 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 유리를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 무알칼리 유리는 유리의 결합력을 약화시키는 알칼리 성분이 없거나 극히 적기 때문에, 일반 유리에 비하여 표면의 내마모성， 내충격성이 높을 수 있다. 따라서, 상기 곡면 무알칼리 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 기계적 물성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리는, 화학적으로 강화되지 않은 비강화 유리, 열로 강화되지 않은 비강화 유리, 화학 및 열을 이용하여 강화되지 않은 비강화 유리일 수 있다.
일반적인 강화 유리는 유리의 강도를 높이고 내충격성, 내탄력성 등을 부여한 것으로，열을 이용한 열 강화 유리와 화학적 이온교환을 이용한 화학 강화 유리가 있다. 상기의 강화 유리를 사용하여 곡면 접합 유리를 제조하는 경우, 강화 유리를 가공 및 성형하는 과정이 용이하지 않아 제조되는 접합 유리의 불량률이 높으며, 곡면 접합 유리를 제조하는 비용이 높은 문제가 있었다.
반면, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 화학적 강화 및/또는 열 강화 공정을 거치지 않은 무알칼리 유리를 사용할 수 있어, 무알칼리 유리의 탄성 변형이 용이할 수 있다. 또한, 종래 강화 유리를 사용하여 곡면 접합 유리를 제조하는 과정에서 발생될 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 비강화 무알칼리 유리를 사용함으로써, 국부적 충격에 강하며, 파손이 되는 경우에도 사용자의 시야 방해나 비산 유리에 의한 2차 피해가 저감된 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 파괴인성, 비커스 경도, 탄성계수를 만족하는 것이라면, 상기 소다라임 유리로 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 일 예로, 조성물 100 wt%당 Si02 65 wt% 이상 75 wt% 이하, Al2O3 0 wt% 이상 10 wt% 이하, NaO2 10 wt% 이상 15 wt% 이하, K2O 0 wt% 이상 5 wt% 이하, CaO 1 wt% 이상 12 wt% 이하 및 MgO 0 wt% 이상 8 wt% 이하를 포함하는 조성물로부터 형성된 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리로, 플로트 배스(float bath)를 이용하는 플로트(float) 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우(down draw) 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 유리를 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리는 각각 독립적으로, 1종 이상의 착색 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 무알칼리 유리 및 소다라임 유리에 착색 성분을 첨가함으로써, 제조되는 곡면 접합 유리에 열차단 기능을 부여할 수 있다. 상기 착색 성분은 Fe203, CoO, Se 등을 포함할 수 있으나, 착색 성분의 종류를 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 착색 성분의 함량은 유리 조성물 100 중량부에 대하여, 0.0001 중량부 이상 2 중량부 이하, 0.005 중량부 이상 1 중량부 이하 또는 0.01 중량부 이상 0.1 중량부 이하일 수 있다. 다만, 전술한 착생 성분의 함량은 곡면 접합 유리가 사용되는 용도에 따라 조절될 수 있다. 또한, 제조되는 곡면 접합 유리를 자동차용 윈도우 중 전면 윈도우 또는 측후면 윈도우로 적용하는 경우, 상기 착색 성분의 함량을 조절하여 가시광 투과율이 70% 이상인 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 또한, 가시광 투과율이 약 5%인 곡면 접합 유리는 자동차용 윈도우 중 썬루프 윈도우에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기능성 층은 투명 발열층, 투명 디스플레이 유닛, 또는 변색층일 수 있다. 상기 기능성 층은 사용되는 용도에 따라 상기 무알칼리 유리의 전체 또는 일부분에 구비될 수 있다. 상기 기능성 층은 접합 필름 또는 점착제에 의하여 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 투명 발열층을 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 구비시킴으로써, 유리 전체가 고르게 발열될 수 있는 기능성 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 상기 투명 발열층을 포함하는 곡면 접합 유리를 자동차의 윈도우로 적용 시, 자동차 내부와 외부의 온도차에 따라 자동차 윈도우에 발생될 수 있는 이슬 맺힘 현상을 방지할 수 있으며, 서리를 제거할 수 있다.
투명 발열층으로 공지된 구성이 사용될 수 있고, 투명 발열층의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있으며, 발열 가능한 구성이라면 그 제한이 없다. 일 예로, 상기 투명 발열층은 매시패턴의 투명 발열전극이 형성된 투명 필름을 포함할 수 있다. 상기 투명 발열전극에 전기가 공급됨에 따라, 투명 필름이 발열하게 되어 곡면 접합 유리 전체에 열을 고르게 제공할 수 있다.
상기 투명 발열전극은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 타이타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 몰리브덴(Mo), 산화구리(Cu2O, CuO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화은(AgO), 산화크롬(CrOx), 산화타이타늄(TiO2), 산화팔라듐(PdO) 및 산화몰리브덴(MoO3) 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 또한, 상기 투명 발열전극은 미세 전도성 라인으로 이루어진 메탈 메쉬 전극일 수 있다.
또한, 상기 투명 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 고리형 올레핀 고분자, 트리아세틸셀룰로오스(Triacetylcellulose, TAC), 폴리비닐알코올, 폴리이미드 및 폴리스틸렌 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 투명 디스플레이를 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 구비시킴으로써, 곡면 형태의 디스플레이 유리를 제조할 수 있다. 상기 투명 디스플레이 유닛으로 공지된 구성이 사용될 수 있고, 투명 디스플레이 유닛 후방에 위치한 사물을 볼 수 있으며, 정보를 출력할 수 있는 구성이라면 그 제한이 없다.
상기 투명 디스플레이 유닛은 투명 디스플레이 패널 및 이를 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 투명 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic lightemitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display) 및 3차원 디스플레이(3D display) 중 하나를 포함할 수 있는데, 이를 통해 후방을 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다.
또한, 투명 디스플레이 패널과 터치센서가, 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성되는 경우에, 투명 디스플레이 패널은 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 상기 무알칼리 유리는 알칼리 성분을 포함하지 않거나 극히 일부 포함하고 있어, 기판 유리로 활용될 수 있다. 즉, 상기 무알칼리 유리 상에 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 디스플레이 기능 및 터치 기능 등이 부가된 기능성 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
상기 투명 디스플레이 유닛을 포함하는 곡면 접합 유리를 자동차의 유리로 적용하는 경우, 사용자에게 필요한 운전 관련 정보 등을 출력할 수 있는 자동차 유리를 제공할 수 있다. 또한, 상기 투명 디스플레이 패널 및 터치센서를 포함하는 기능성 층이 구비된 상기 무알칼리 유리의 일면을 곡면 소다라임 유리의 오목한 일면에 접합할 수 있다. 상기 기능성 층이 구비된 곡면 무알칼리 유리를 자동차의 내측에 위치시킴으로써, 사용자에게 보다 뚜렷한 디스플레이 화면을 제공할 수 있고, 터치 감응성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 변색층을 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 구비시킴으로써, 전압이 인가됨에 따라 유리의 색 또는 광 투과도가 변경될 수 있는 기능성 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 상기 변색층을 포함하는 곡면 접합 유리는 자동차용 윈도우 중 선루프 윈도우, 측면 윈도우 등에 적용될 수 있다.
변색층으로 공지된 구성이 사용될 수 있고, 전기 자극에 의하여 색 또는 광 투과도가 변경될 수 있는 구성이라면 그 제한이 없다. 일 예로, 변색층은 전원이 연결되는 전도층, 전도층 사이에 배치되는 전해질층과, 전해질층의 일측에 배치되는 이온 축전층을 포함할 수 있다. 상기 전도층에 전류가 공급되면, 전도층과 연결되어 있는 이온 축전층으로부터 배출되는 전자에 의해 변색층이 변색될 수 있다.
본 발명의 다른 실시상태는 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법에 의해 제조되는 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는, 일면 상에 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리; 및 접합 필름 또는 접착제에 의하여, 상기 기능성 층이 구비된 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 접합된 소다라임 유리;를 포함하고, 상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리는 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리는 내구성이 우수할 수 있다. 또한, 경량화 및 박형화된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리에 포함되는 무알칼리 유리, 기능성 층, 소다라임 유리, 접합 필름 및 접착제는 전술한 곡면 접합 유리의 제조 방법의 무알칼리 유리, 기능성 층, 소다라임 유리, 접합 필름 및 접착제와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.6일 수 있다. 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 내구성이 우수하고, 경량화 및 박형화된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리의 강성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무알칼리 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 또한, 상기 소다라임 유리의 두께는 2 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 전술한 범위의 두께를 가지는 곡면 무알칼리 유리 및 곡면 소다라임 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수할 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리는 효과적으로 경량화 및 박형화될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 비는 1:1.10 내지 1:1.62일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기능성 층은 투명 발열층, 투명 디스플레이 유닛, 또는 변색층일 수 있다. 상기 기능성 층은 사용되는 용도에 따라 상기 무알칼리 유리의 전체 또는 일부분에 구비될 수 있다.
상기 투명 발열층, 투명 디스플레이 유닛, 또는 변색층을 무알칼리 유리 상에 구비시킴으로써, 유리 전체가 고르게 발열될 수 있는 기능성 곡면 접합 유리, 사용자에게 필요한 운전 관련 정보 등을 출력할 수 있는 기능성 곡면 접합 유리, 또는 광 투과도가 조절될 수 있는 기능성 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 접합 유리는 자동차용 윈도우일 수 있다. 일 예로, 상기 곡면 접합 유리는 자동차용 윈도우 중 전면 윈도우, 측면 윈도우, 후면 윈도우 및/또는 선루프 윈도우에 적용될 수 있다. 또한, 상기 곡면 접합 유리를 자동차 전면 윈도우로 사용하는 경우, 상기 곡면 접합 유리는 유선형의 곡면 형상을 가지고 있어, 자동차의 주행 중 부딪히는 주행풍과의 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
[부호의 설명]
100: 무알칼리 유리
110: 기능성 층
200: 소다라임 유리
300: 접합 필름
1000: 곡면 접합 유리
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
유리 100 wt%당 Si02 61 wt%, Al2O3 16 wt%, MgO 3 wt%, CaO 8 wt% 이하, 및 SrO 0.05 wt%를 포함하며, 0.5 mm의 두께를 가지는 무알칼리 유리를 준비하였다. 유리 100 wt%당 Si02 72 wt%, Al2O3 0.15 wt%, Na2O 14 wt%, K2O 0.03 wt%, 및 CaO 9 wt% 및 MgO 4 wt%를 포함하며 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리를 준비하였다. 또한, 접합 필름으로 0.76 mm의 두께를 가지는 폴리비닐부티랄 필름을 준비하였다. 준비된 무알칼리 유리의 탄성계수는 78 GPa, 비커스 경도는 6.0 GPa, 파괴인성은 1.20 MPa·m1/2이었고, 준비된 소다라임 유리의 탄성계수는 72 GPa, 비커스 경도는 5.3 GPa, 파괴인성은 0.85 MPa·m1/2이었다.
먼저, 상기 소다라임 유리를 약 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 화학기상 증착법을 이용하여 무알칼리 유리의 일면에 발열 가능한 전도성 금속을 약 10 nm의 두께로 코팅하였다. 구체적으로, 무알칼리 유리의 일면 상에 시드층(seed layer)을 구비시키고, 시드층 상에 전도성 금속인 은을 화학기상 증착법을 이용하여 약 10 nm의 두께로 코팅하였다. 이후, 전도성 금속층 상에 보호층을 구비시켜, 발열 가능한 기능성 층을 형성하였다. 이때, 시드층과 보호층은 이산화규소로 이루어졌다.
이후, 무알칼리 유리에 코팅된 전도성 금속 상에 접합 필름을 부착하고, 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 오목한 면에 접합 필름이 인접하도록 위치시켰다. 이후, 이들을 진공백에 넣고 밀봉한 후, 약 20 ℃의 온도, 150 torr의 압력 조건에서 진공 링으로 압착하여, 소다라임 유리와 무알칼리 유리를 접합하였다. 접합된 무알칼리 유리와 소다라임 유리를 오토클레이브에서 약 130 ℃의 온도, 9750 torr의 압력 조건으로 처리하여, 발열 기능 곡면 접합 유리를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 무알칼리 유리, 소다라임 유리 및 접합 필름을 준비하였다.
먼저, 소다라임 유리를 약 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 무알칼리 유리의 일면에 박막 트랜지스터 어레이(TFT array) 패터닝 공정을 진행하였다. 구체적으로, 패터닝 공정은 유리판 위에 게이트(GATE) 전극, 절연막, 반도체막, 데이터(DATA) 전극, 보호막 및 화소 전극을 형성하는 공정이며, 각각의 단계에서 패턴의 증착, 세정, PR 도포, 노광, 현상, 식각, PR 박리, 검사 공정 모두 별도로 진행하였다.
이후, 무알칼리 유리에 형성된 TFT 어레이 패턴 상에 접합 필름을 부착하고, 곡면으로 가공된 소다라임 유리의 오목한 면에 접합 필름이 인접하도록 위치시켰다. 이후, 이들을 진공백에 넣고 밀봉한 후, 약 20 ℃의 온도, 150 torr의 압력 조건에서 진공 링으로 압착하여, 소다라임 유리와 무알칼리 유리를 접합하였다. 접합된 무알칼리 유리와 소다라임 유리를 오토클레이브에서 약 130 ℃의 온도, 9750 torr의 압력 조건으로 처리하여, 디스플레이 기능 곡면 접합 유리를 제조하였다.
비교예 1
유리 100 wt%당 Si02 72 wt%, Al2O3 0.15 wt%, Na2O 14 wt%, K2O 0.03 wt%, 및 CaO 9 wt% 및 MgO 4 wt%를 포함하며, 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2장을 준비하였다. 준비된 소다라임 유리의 탄성계수는 72 GPa, 비커스 경도는 5.3 GPa, 파괴인성은 0.85 MPa·m1/2이었다. 또한, 0.34 mm 두께의 폴리비닐부티랄 접합 필름 2장 및 발열 가능한 전도성 금속의 메쉬를 준비하였다. 접합 필름 2장 사이에 전도성 금속의 메쉬를 구비시켜, 발열 기능이 부가된 접합 필름을 제조하였다.
이후, 상기 소다라임 유리 2장을 겹친 후, 약 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 곡면으로 가공된 소다라임 유리 2장 사이에 발열 기능이 부가된 접합 필름을 삽입하고, 오토클레이브에서 약 130 ℃의 온도, 9750 torr의 압력 조건으로 처리하여, 발열 기능 곡면 접합 유리를 제조하였다.
비교예 2
상기 비교예 1과 동일한 소다라임 유리 2장을 준비하였고, 접합 필름으로 0.76 mm의 두께를 가지는 폴리비닐부티랄 필름을 준비하였다.
먼저, 소다라임 유리 2장을 겹친 후, 약 600 ℃에서 60초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 가공하였다. 이후, 상기 실시예 2와 동일한 박막 트랜지스터 어레이(TFT array) 패터닝 공정을 진행하여, 소다라임 유리의 볼록한 타면에 TFT 어레이 패턴을 형성하였다.
이후, TFT 어레이 패턴 상에 접합 필름을 부착하고, 2장의 소다라임 유리를 접합하였다. 이후, 접합된 소다라임 유리 2장을 오토클레이브에서 약 130 ℃의 온도, 9750 torr의 압력 조건으로 처리하여, 디스플레이 기능 곡면 접합 유리를 제조하였다.
제조 결과
비교예 1의 경우, 곡면으로 성형된 소다라임 유리 상에서 전도성 금속의 코팅 두께를 정밀하게 제어할 수 없어, 2장의 접합 필름 사이에 전도성 금속의 메쉬를 삽입하였다. 다만, 2장의 접합 필름 사이에 전도성 금속의 메쉬를 삽입하기 위해서, 메쉬의 간격을 일정하게 유지시키고, 단선 방지 작업이 필요하여 공정의 난이도가 매우 높았다. 실시예 1 및 비교예 1의 발열 기능 곡면 접합 유리의 제조 결과, 비교예 1에서 발열 기능 곡면 접합 유리를 제조하는 비용은 실시예 1의 제조 비용 대비, 약 120% 이상 소요되었다.
실시예 2 및 비교예 2의 디스플레이 기능 곡면 접합 유리의 제조 결과, 실시예 1에서 제조된 곡면 접합 유리의 디스플레이는 작동하는 것을 확인하였다. 반면, 비교예 2의 경우, TFT 어레이 패턴 면과 접하고 있는 소다라임 유리의 알칼리 성분 용출로 인해 박막이 분리되었고, 전기전도도 저하가 발생되어 디스플레이가 작동되지 않는 것을 확인하였다.
낙구 충격시험
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1, 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 샘플을 50개씩 준비하였다. 준비된 샘플들을 소다라임 유리가 지면을 기준으로 상측에 위치하도록 배치하고, 상기 샘플로부터 2.8 m의 높이에서 227g의 무게를 가지는 볼을 낙하시켜, 상기 샘플에 충격을 가하는 방법으로 낙구 충격시험을 진행하였다.
도 5는 본 발명의 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1, 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 낙구충격시험 결과를 나타낸 도면이다. 도 5에는, 상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1, 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 샘플 50개에 대한 낙구 충격 파손율을 나타내었다. 낙구 충격 파손율은 낙구 충격시험을 수행한 샘플 50개 중에서 육안으로 확인 시 파손이 발생된 샘플의 비율을 의미한다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 곡면 접합 유리는, 곡면 소다라임 유리 2장을 포함하는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 곡면 접합 유리보다 낙구 충격에 대한 파손율이 작은 것을 확인할 수 있었다.
고속이동물체 충격시험
실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 샘플을 50개씩 준비하였다. 준비된 샘플들을 지상에 대하여 수직으로 세우고, 샘플의 소다라임 유리 측을 향하여 1g의 볼을 130 km/h의 속도, 및 150 km/h의 속도로 발사하는 방법으로 고속이동물체 충격시험을 진행하였다.
도 6은 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 고속이동물체 충격시험 결과를 나타낸 도면이다. 도 6에는, 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 곡면 접합 유리의 샘플 50개에 대한 고속이동물체 충격 파손율을 나타내었다. 고속이동물체 충격 파손율은 고속이동물체 충격시험을 수행한 샘플 50개 중에서 육안으로 확인 시 파손이 발생된 샘플의 비율을 의미한다.
도 6를 참고하면, 130 km/h의 속도, 및 150 km/h의 속도로 발사된 볼에 대하여, 본 발명의 실시예 2에서 제조된 곡면 접합 유리는 비교예 2의 곡면 접합 유리보다 파손율이 작은 것을 확인할 수 있었다.

Claims (14)

  1. 곡면 소다라임 유리를 준비하는 단계;
    판상의 무알칼리 유리의 일면 상에 기능성 층을 구비시키는 단계;
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 기능성 층 사이에 접합 필름 또는 접착제를 위치시키는 단계; 및
    상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시켜, 상기 곡면 소다라임 유리와 정합되도록 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하는 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    50℃ 이하의 온도에서 상기 무알칼리 유리를 탄성 변형시키는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 접합 유리를 80℃ 이상 140℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계를 더 포함하는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면 소다라임 유리와 상기 탄성 변형된 무알칼리 유리는 동일한 곡률 반경을 가지는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.6인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무알칼리 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 비는 1:1.10 내지 1:1.62인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 층은 투명 발열층, 투명 디스플레이 유닛, 또는 변색층인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
  9. 일면 상에 기능성 층이 구비된 무알칼리 유리; 및
    접합 필름 또는 접착제에 의하여, 상기 기능성 층이 구비된 상기 무알칼리 유리의 일면 상에 접합된 소다라임 유리;를 포함하고,
    상기 무알칼리 유리 및 상기 소다라임 유리는 정합된 상태로 곡면을 이루며 휘어진 것인 곡면 접합 유리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 두께 비는 1:0.2 내지 1:0.6인 것인 곡면 접합 유리.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 무알칼리 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 곡면 접합 유리.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 소다라임 유리와 상기 무알칼리 유리의 파괴인성 비는 1:1.35 내지 1:1.45인 것인 곡면 접합 유리.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 기능성 층은 투명 발열층, 투명 디스플레이 유닛, 또는 변색층인 것인 곡면 접합 유리.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 곡면 접합 유리는 자동차용 윈도우인 것인 곡면 접합 유리.
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