JP6583844B2 - 接合ガラスおよび接合ガラスの製造方法 - Google Patents

接合ガラスおよび接合ガラスの製造方法 Download PDF

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Description

本明細書は２０１６年４月２６日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１６−００５０９７３号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本発明に含まれる。
本発明は、接合ガラスおよび接合ガラスの製造方法に関する。
自動車のような運送手段の窓としては、外部衝撃から内部の人々を保護するために安全ガラスが適用されなければならない。このような安全ガラスとしては、ガラスの間に共重合体フィルムを挿入して接合する接合ガラスと、ガラスを高温に昇温した後に急冷する方式により作られる強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）などを用いており、通常、自動車用の接合ガラスは、２枚のソーダ石灰ガラスの間に接合フィルムをサンドイッチ形態で接合して用いている。
最近、自動車業界で環境に優しい車に対する関心が浮上することによって、自動車の燃費と性能を向上できる軽量化技術が大きな関心を受けている。自動車ガラスは、その重量が車両乾燥重量の約３％程度であるため、重さの一部を減量しようとする業界の努力が持続しており、環境への優しさ、高性能自動車の軽量化のイッシューにより自動車用ガラスの軽量化のための技術開発が行われており、特に軽量薄型ガラスの製作に対する必要性が台頭している。
例えば、自動車の前面に用いられる接合ガラスにイオン強化ガラスを用いて軽量化と耐摩耗性の向上を試みたものがある（大韓民国公開特許第１０−２０１４−００８８７０４号）。また、高分子の一種であるＰＥＴフィルムをガラスの代わりに用いた方法（大韓民国公開特許第１０−２００９−０１２５５３７号）も提案されている。
イオン強化ガラスの場合、イオン強化を通じた表面圧縮応力を形成して優れた表面硬度および破壊強度を確保できるが、内部に存在する引張応力によって車両の前面ガラスの外側に適用時に局所部位の衝撃によって発生した破損がガラス全面に広がる可能性がある。その反面、内側に適用時に破損が発生する場合、小型破片の飛散による搭乗者の傷害可能性がある。また、破損時における破片の大きさが小さいため、運転者の視野を邪魔する可能性が存在する。
そこで、接合ガラスの軽量化を達成すると共に接合ガラスの衝撃耐久度を向上できる技術が求められている。
大韓民国公開特許第１０−２０１４−００８８７０４号 大韓民国公開特許第１０−２００９−０１２５５３７号
本発明は、接合ガラスおよび接合ガラスの製造方法に関する。
本発明の一実施例によれば、ソーダ石灰ガラス、および前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される非強化無アルカリガラスを含み、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非強化無アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい接合ガラスが提供される。
本発明の他の実施例によれば、ソーダ石灰ガラスを準備するステップ、非強化無アルカリガラスを準備するステップ、および前記ソーダ石灰ガラスの一面上に前記非強化無アルカリガラスを接合するステップを含み、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい接合ガラスの製造方法が提供される。
本発明の一実施例によれば、非強化無アルカリガラスの高い機械的物性によって接合ガラスを効果的に軽量化することができる。
本発明の一実施例によれば、耐摩耗性および耐久性に優れた接合ガラスを実現することができる。
本発明の他の実施例によれば、接合ガラスを簡単な工程によって経済的に製造することができる。
本発明の一実施例に係る接合ガラスを示す図である。 本発明の他の実施例に係る接合ガラスを示す図である。 本発明の他の実施例に係る接合ガラスを示す図である。 本発明の一実施例に係るソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスの厚さ比に応じた剛性確保結果を示す図である。 本発明の実施例１、実施例２と比較例１、比較例２で製造された接合ガラスの落球衝撃試験結果を示す図である。 本発明の実施例２および比較例２で製造された接合ガラスの高速移動物体の衝撃試験結果を示す図である。
明細書の全体にかけて、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。また、本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
以下では本明細書についてより詳細に説明する。
本発明の一実施例によれば、ソーダ石灰ガラス、および前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される非強化無アルカリガラスを含み、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非強化無アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい接合ガラスが提供される。
本発明の一実施例によれば、非強化無アルカリガラスの高い機械的物性によって接合ガラスを効果的に軽量化することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスに比べて機械的物性に優れており、前記接合ガラスは前記ソーダ石灰ガラスの厚さより小さい厚さを有する非強化無アルカリガラスを含むことができる。
したがって、本発明の一実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスより厚さの薄い非強化無アルカリガラスを用いることによって、前記接合ガラスの全体厚さを減少させると共に軽量化できるという長所がある。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは、前記ソーダ石灰ガラスより高い弾性係数を有する。前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスに比べて高い弾性係数を有しているため、前記ソーダ石灰ガラスより軽量、薄型の非強化無アルカリガラスを含む場合にも、前記接合ガラスは堅固な構造を有することができる。
本発明の一実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの厚さ比は、１：０．１〜１：０．５であってもよい。具体的には、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの厚さ比は、１：０．２〜１：０．５であってもよい。前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの厚さ比を前記範囲に調節することによって、接合ガラスの剛性下落に応じた破損確率が増加するのを効果的に防止することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは、前記ソーダ石灰ガラスより優れた機械的物性を有することができる。前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの弾性係数比は、１：１．０４〜１：１．１７であってもよい。具体的には、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの弾性係数比は、１：１．０８〜１：１．１５であってもよい。前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスに対して前記範囲の弾性係数を有しているため、前記ソーダ石灰ガラスより軽量、薄型の非強化無アルカリガラスを含む場合にも、接合ガラスは堅固な構造を有することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は、７０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下であってもよい。具体的には、前記非強化無アルカリガラスは、７５ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下の弾性係数を有することができる。また、前記ソーダ石灰ガラスは、６５ＧＰａ以上７５ＧＰａ以下の弾性係数を有することができる。
前記非強化無アルカリガラスおよび前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数は、３点曲げ試験によって測定することができる。
また、本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは、前記ソーダ石灰ガラスより高いビッカース硬度および破壊靭性を有することができる。
本発明の一実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスのビッカース硬度比は、１：１．１５〜１：１．２７であってもよい。具体的には、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスのビッカース硬度比は、１：１．２〜１：１．２５であってもよい。前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスより高い硬度を有しているため、耐摩耗性、耐スクラッチ性および耐久性に優れた接合ガラスを提供することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスのビッカース硬度は、５．５ＧＰａ以上７ＧＰａ以下であってもよい。具体的には、前記非強化無アルカリガラスは、５．８ＧＰａ以上６．９ＧＰａ以下、６．０ＧＰａ以上６．７ＧＰａ以下、６．２ＧＰａ以上６．５ＧＰａ以下のビッカース硬度を有することができる。また、前記ソーダ石灰ガラスは、５．２ＧＰａ以上５．８ＧＰａ以下のビッカース硬度を有することができる。
本発明の一実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの破壊靭性比は、１：１．３７〜１：１．４５であってもよい。具体的には、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの破壊靭性比は、１：１．３９〜１：１．４５であってもよい。前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスに対して前記範囲の破壊靭性を有しているため、接合ガラスの外部衝撃に対する破壊抵抗性を向上させることができ、接合ガラスの破損強度の低下を効果的に防止することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスの破壊靭性は、１．０ＭＰａ・ｍ１／２以上１．３ＭＰａ・ｍ１／２以下であってもよい。具体的には、ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ測定法を利用して測定された前記非強化無アルカリガラスの破壊靭性値は、１．１５ＭＰａ・ｍ１／２以上１．２５ＭＰａ・ｍ１／２以下、１．１８ＭＰａ・ｍ１／２以上１．２１ＭＰａ・ｍ１／２以下であってもよい。また、前記ソーダ石灰ガラスは、０．７ＭＰａ・ｍ１／２以上０．８５ＭＰａ・ｍ１／２以下の破壊靭性を有することができる。
前記非強化無アルカリガラスおよび前記ソーダ石灰ガラスの破壊靭性値はｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ測定法を利用して測定することができ、ビッカース硬度はビッカース圧子を用いてガラスを押した後の跡の大きさを測定して計算することができる。
本発明の一実施例に係る前記非強化無アルカリガラスは、前記前述した破壊靭性、弾性係数、ビッカース硬度などを満たすものであれば、当分野で運送手段の窓ガラスとして通常的に用いられる成分および含量からなるガラスを特に制限されずに採択して用いることができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスの組成は組成物１００ｗｔ％当たりにＳｉＯ２ ４６ｗｔ％以上５７ｗｔ％以下、Ａｌ２Ｏ３ ２１ｗｔ％以上２９ｗｔ％以下、ＭｇＯ ３ｗｔ％以上１４ｗｔ％以下、ＣａＯ １１ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下、およびＳｒＯ １ｗｔ％以上５ｗｔ％以下を含み、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラス組成が用いられることができる。
アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないということは、ガラス中にアルカリ金属酸化物が全く含まれていないか、または一部含まれていても他の成分に比べてその含有量が極めて微小であってガラスの組成成分として無視できる程度の量を含む場合を意味する。例えば、実質的とは、ガラスの製造工程において、溶融ガラスと接触する耐火物やガラス原料中の不純物などから不可避にガラス中に混入される微量のアルカリ金属元素を含有していてもよいという意味である。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスとしては酸化物換算の質量百分率表示で１％未満のアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）酸化物を含有している無アルカリガラスを用いることができ、所望の機械的性質、耐候性、表面平滑性などを得ることができるものであれば特に制限されずに用いることができる。前記非強化無アルカリガラスとして無アルカリホウケイ酸ガラスまたは無アルカリアルミノホウケイ酸ガラスを用いることができ、フロート法により製造されたガラス、ダウン・ドロー方式やフュージョン方式により製造されたガラスを用いることもできる。
また、前記非強化無アルカリガラスはガラスの結合力を弱化させるアルカリ成分がないかまたは極めて少ないため、一般ガラスに比べて小さい厚さでも表面の耐摩耗性、耐衝撃性が高くて接合ガラスを効果的に軽量化することができ、耐摩耗性および耐久性を向上させることができる。
本発明の一実施例によれば、前記無アルカリガラスは非強化ガラスであってもよい。前記非強化無アルカリガラスは、化学的に強化していない非強化ガラス、熱で強化していない非強化ガラス、化学および熱を用いて強化していない非強化ガラスであってもよい。
一般の強化ガラスは、ガラスの強度を高め、耐衝撃性、耐弾力性などを付与したものであり、物理的な熱を用いた熱強化ガラスと化学的イオン交換を用いた化学強化ガラスがある。前記強化ガラスを用いて接合ガラスを製造する場合、強化ガラスを加工および成形する過程が容易でないために接合ガラスの不良率が高く、接合ガラスを製造する費用が高いという問題があった。また、イオン強化ガラスの場合、高温で一定時間の間イオン強化過程を経た後に洗浄過程が求められることによって、接合ガラスの製造時間の増加および生産原価が上昇するという問題がある。
その反面、本発明の一実施例によれば、化学的強化および熱強化などの工程を経ない非強化無アルカリガラスを用いることができるため、加工が容易であり、強化過程を省略することによって製造費用を減少できるため、従来の強化ガラスを用いて接合ガラスを製造する過程で発生しうる問題を解決することができ、製造単価および製造時間を短縮することができる。また、前記無アルカリガラスは、強化処理をしないため、ウインドシールド（ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ）への適用時に破損が発生しても視野確保が容易である。
本発明の一実施例に係る前記ソーダ石灰ガラスは、前記前述した破壊靭性、弾性係数、ビッカース硬度などを満たすものであれば、当分野で運送手段の窓ガラスとして通常的に用いられる成分および含量からなるガラスを特に制限されずに採択して用いることができる。前記ソーダ石灰ガラスとして、例えば、組成物１００ｗｔ％当たりにＳｉＯ２ ６５ｗｔ％以上７５ｗｔ％以下、Ａｌ２Ｏ３ ０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、ＮａＯ２ １０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下、Ｋ２Ｏ ０ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、ＣａＯ １ｗｔ％以上１２ｗｔ％以下、およびＭｇＯ ０ｗｔ％以上８ｗｔ％以下を含む組成のガラスを用いることができるが、所望の機械的性質、耐候性、表面平滑性などを得ることができるものであれば特に制限されずに用いることができる。また、前記ソーダ石灰ガラスとして、フロートバス（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を用いるフロート（ｆｌｏａｔ）法により製造されたガラス、ダウン・ドロー（ｄｏｗｎ ｄｒａｗ）方式やフュージョン方式により製造されたガラスを用いることもできる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスの厚さは、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。前記非強化無アルカリガラスは、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の厚さに製作することができ、具体的には０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の厚さ、より具体的には０．４ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の厚さに製作することができる。
前記非強化無アルカリガラスの厚さが０．３ｍｍ未満であれば、接合ガラスの耐衝撃性が減少するという問題が発生し、前記非強化無アルカリガラスの厚さが１ｍｍ超過であれば、接合ガラスの軽量化効果を得ることが難しい。
したがって、本発明の一実施例によれば、前記厚さを有する非強化無アルカリガラスの高い機械的物性によって、接合ガラスの軽量化を達成することができ、局部的な衝撃に強く、破損する場合にも使用者の視野妨害や飛散ガラスによる２次被害も強化ガラスに比べて非常に少ないという利点がある。
本発明の一実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚さに製作することができる。前記ソーダ石灰ガラスの厚さが２ｍｍ未満であれば、製造される接合ガラスの耐衝撃性が減少するという問題が発生し、前記ソーダ石灰ガラスの厚さが３ｍｍ超過であれば、接合ガラスの軽量化効果を得ることが難しい。したがって、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
また、前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスの厚さの上限値と下限値は、外力、機械的な衝撃力を弾性的に吸収するのを考慮して決定される。
本発明の一実施例によれば、前記厚さを有する前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスを含む接合ガラスは、既存の約２．１ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラス二つを接合した既存の接合ガラスに対して５０％以上８０％以下の厚さを有することができ、５０％以上８０％以下の重さを有することができる。したがって、本発明の一実施例によれば、既存の接合ガラスに比べて軽量化、薄型化された接合ガラスを提供することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは、接合フィルムまたは接着剤によって前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される。
図１は、本発明の一実施例に係る接合ガラスを示す図である。図１は、本発明の一実施例に係るソーダ石灰ガラス１０と非強化無アルカリガラス３０との間に接合フィルム２０を介在して、前記ソーダ石灰ガラス１０と非強化無アルカリガラス３０が接合された接合ガラスを示す。
本発明の一実施例に係る接合フィルムは単層あるいは多層であってもよい。また、接合フィルムを２層以上にする場合、各層の組成は互いに異なってもよく、各層の厚さは互いに同一であるかまたは互いに異なってもよい。接合フィルムとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）共重合体フィルムなど、当分野で接合ガラスに接合層として通常的に用いられる材質の（共）重合体フィルムを特に制限されずに採択して用いることができる。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、ジアリルフタルレート樹脂（ＤＡＰ）、尿素樹脂（ＵＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、イオノマー（ＩＯ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、メタクリル−スチレン共重合樹脂（ＭＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアリルスルホン（ＰＡＳＦ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＦ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いることができる。前記接合フィルムとして、前記非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスを所望の強度で固定できる接着力を有し、可視光線に対する透過性能と化学的耐久性に優れたものを用いることができる。
本発明の一実施例によれば、前記接合フィルムの厚さは、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。具体的には、前記接合フィルムの厚さは、０．６ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であってもよい。接合フィルムの厚さが０．５ｍｍ未満であれば、接合フィルムの衝撃吸収性が低下し、前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスに対する接着力が充分でないために、非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスを固定する力が弱くなって界面剥離が生じるなどの問題が発生しうる。一方、接合フィルムの厚さが１．０ｍｍ超過であれば、接合ガラスの剛性が低くなる。
したがって、本発明の一実施例によれば、接合ガラスの剛性を維持し非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスを安定的に固定するために、接合フィルムの厚さは、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記接着剤は、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）、ＬＯＣＡ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）またはＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）を含むことができる。前記接着剤は、前記非強化無アルカリガラスの一面または前記ソーダ石灰ガラスの一面に０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の厚さに塗布される。
本発明の一実施例によれば、前記接合ガラスは、前記非強化無アルカリガラスと前記ソーダ石灰ガラスが整合した状態で曲面をなして曲がった曲面接合ガラスであってもよい。曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラスの一面と曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラスの一面は互いに精密に密着して整合することによって、曲面接合ガラスを形成することができる。
したがって、本発明の一実施例によれば、ソーダ石灰ガラス、および前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される非強化無アルカリガラスを含み、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非強化無アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きく、前記非強化無アルカリガラスおよび前記ソーダ石灰ガラスは整合した状態で曲面をなして曲がった曲面接合ガラスとして提供できる。
また、曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラスおよび曲面をなして曲がったソーダ石灰ガラスが整合した状態では、前記非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスは同一の位置で共に縁部を形成することができる。前記非強化無アルカリガラスと前記ソーダ石灰ガラスが整合することによって、曲面接合ガラスにおいてガラス相互間に浮き上がりが発生するのを抑制することができ、曲面接合ガラスの透過性能を向上させることができる。
前記曲面接合ガラスには前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスが整合した状態で曲面をなして曲がっており、曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラスは曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラスの膨らんだ一面または窪んだ他面に位置することができる。
本発明の一実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスが整合した状態で曲面をなして曲がっている曲面接合ガラスは、中間部分より両側がより曲がった構造を有することができる。前記構造を有する曲面接合ガラスを自動車用ガラスに適用できる。例えば、自動車用ガラスのうち前面ウィンドウ、側面ウィンドウ、後面ウィンドウおよびサンルーフウィンドウに適用できる。特に、自動車用ガラスのうち前面ウィンドウに適用する場合、流線型の曲面形状として自動車の走行中に当たる走行風との抵抗を減少させることができる。
図２ａおよび図２ｂは、本発明の他の実施例に係る接合ガラスを示す図である。
図２ａを参照すれば、曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラス３０が曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラス１０の膨らんだ一面に位置することができる。曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラス３０の一面が曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラス１０の膨らんだ一面に接合された曲面接合ガラス４１を自動車用ガラスとして用いることができる。前記非強化無アルカリガラス３０が自動車用ガラスの外側に位置する場合、自動車用ガラスは、高い耐スクラッチ性および高いガラス表面硬度を確保することができる。それにより、車両外側から飛んでくる砂などの外部の異物の衝撃に対するダメージを効果的に減少させることができる。また、前記非強化無アルカリガラスは高い破壊靭性を有しているため、外部衝撃による破壊抵抗性に優れた自動車用ガラスを提供することができる。
図２ｂを参照すれば、曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラス３０が曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラス１０の窪んだ他面に位置することができる。曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラス３０の一面が曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラス１０の窪んだ他面に接合された曲面接合ガラス４２を自動車用ガラスとして用いることができる。前記非強化無アルカリガラス３０が自動車用ガラスの内側に位置する場合、前記曲面接合ガラス４２が破損しても、前記非強化無アルカリガラス３０が飛散しないため、搭乗者が傷害を受けるのを効果的に防止することができる。
本発明の一実施例によれば、曲面に曲がった前記非強化無アルカリガラスと曲面に曲がった前記ソーダ石灰ガラスは、同一の曲率半径を有することができる。曲面をなして曲がった前記ソーダ石灰ガラスと曲面をなして曲がった前記非強化無アルカリガラスは、３，０００ｍｍ以上１０，０００ｍｍ以下の曲率半径を有することができる。具体的には、前記接合されたソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの曲率半径は、４，０００ｍｍ以上８，０００ｍｍ以下、５，０００ｍｍ以上７，０００ｍｍ以下であってもよい。但し、前述したソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスの曲率半径は、適用されるガラスの用途に応じて互いに異なるように形成されることができる。
図３は、本発明の一実施例に係るソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスの厚さ比に応じた剛性確保結果を示す図である。図３において、ｘ軸は全体ガラス厚さを示し、ｙ軸はガラス垂れ量、すなわち、曲がった程度を示す。図３を参照すれば、本発明の一実施例に係る曲面接合ガラスの４隅を固定した状態で中央部に一定の荷重を印加して中央部の垂れ量を分析した。
本発明の一実施例によれば、［非強化無アルカリガラスの厚さ］／［ソーダ石灰ガラスの厚さ］であるＡＲ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ ｒａｔｉｏ）は、０．１〜０．５の範囲を満たすことができる。ＡＲが小さくなるほど、前記非強化無アルカリガラスの厚さは薄くなり、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは厚くなることを意味する。図３に示すように、前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスの厚さを調節して、曲面接合ガラスの曲がった程度を下げて剛性を確保することができる。したがって、本発明の一実施例によれば、非強化無アルカリガラス２００およびソーダ石灰ガラス１００の厚さを調節して、曲面接合ガラスの剛性増大効果および軽量化効果をさらに向上させることができる。
本発明の一実施例に係る非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスは、各々独立に、１種以上の着色成分をさらに含むことができる。前記非強化無アルカリガラスおよびソーダ石灰ガラスに着色成分を添加することによって、接合ガラスに熱遮断機能を付与することができる。前記着色成分としてＦｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｓｅなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、前記着色成分は、ガラス組成物１００重量部に対して、各々の着色成分の含量が０．０００１重量部以上２重量部、０．０００５重量部以上１重量部、０．０１重量部以上０．１重量部であってもよい。但し、前述した着生成分の含量は、接合ガラスが用いられる用途に応じて調節できる。前記接合ガラスを自動車用ガラスのうち前面ウィンドウまたは側後面ウィンドウに適用する場合には、前記着色成分の含量を調節して、前記接合ガラスの可視光透過率を７０％以上に形成することができる。また、前記接合ガラスを自動車用ガラスのうちサンルーフウィンドウに適用する場合には、前記接合ガラスの可視光透過率を約５％に形成することができる。
本発明の他の実施例によれば、ソーダ石灰ガラスを準備するステップ、非強化無アルカリガラスを準備するステップ、および前記ソーダ石灰ガラスの一面上に前記非強化無アルカリガラスを接合するステップを含み、前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい接合ガラスの製造方法が提供される。
本発明の他の実施例によれば、接合ガラスを簡単な工程によって経済的に製造することができる。
本発明の他の実施例に係る接合ガラスの製造方法に用いられる前記非強化無アルカリガラス、前記ソーダ石灰ガラス、接合フィルムなどは、前述した本発明の一実施例に係る接合ガラスに用いられる前記非強化無アルカリガラス、前記ソーダ石灰ガラス、接合フィルムなどと同一なものであってもよい。
本発明の他の実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスは前記ソーダ石灰ガラスに比べて機械的物性に優れており、前記ソーダ石灰ガラスの厚さより小さい厚さを有する非強化無アルカリガラスを用いて接合ガラスを製造することができる。したがって、本発明の他の実施例によれば、軽量化および薄型化した接合ガラスを容易に製造することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスを準備するステップおよび前記非強化無アルカリガラスを準備するステップにおいて、前記ソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスを目的とする大きさに裁断することができる。また、接合ガラスを製造する過程で前記ソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスが破損するのを防止するために、前記ソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスの側面を面取り加工することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記接合するステップは、前記非強化無アルカリガラスを接合フィルムまたは接着剤を用いて前記ソーダ石灰ガラスに接合することができる。接合フィルムまたは接着剤を用いて非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスを接合して接合ガラスを製造することができる。具体的には、前記非強化無アルカリガラスの一面と前記ソーダ石灰ガラスの一面との間に接合フィルムを位置させた後、加圧、加熱することによって接合ガラスを製造することができる。前記非強化無アルカリガラスの一面と前記ソーダ石灰ガラスの一面との間に接合フィルムを位置させた後、加圧、加熱する工程中に、前記接合フィルムに変形が発生しうる。したがって、前記接合フィルムが変形される程度を考慮して、前記接合フィルムを裁断して用いることができる。
また、前記非強化無アルカリガラスの一面に接着剤を塗布することによって、前記接着剤を介して前記非強化無アルカリガラスの一面を前記ソーダ石灰ガラスの一面に接合することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記接合するステップは、８０℃以上１４０℃以下の温度で行われる。本発明の他の実施例によれば、８０℃以上１４０℃以下の温度で前記非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスを接合することによって、接合フィルムまたは接着剤が変成して接着力が減少するのを防止することができ、製造費用を減少させることができる。
さらに、オートクレーブ（ａｕｔｏｃｌａｖｅ）で高温、高圧処理する工程をさらに行って非強化無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスの接合を完了する。
本発明の他の実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスまたは前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工するステップをさらに含むことができる。前記ソーダ石灰ガラスまたは前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工するステップは、前記ソーダ石灰ガラスを前記ソーダ石灰ガラスの軟化点近くまで加熱して曲面加工することができ、前記非強化無アルカリガラスを前記非強化無アルカリガラスの軟化点近くまで加熱して曲面加工することができる。
前記ソーダ石灰ガラスおよび非強化無アルカリガラスの曲面加工は、当業界で通常の方法により実施できる。具体的には、成形モールドに前記ソーダ石灰ガラスまたは非強化無アルカリガラスを載せた状態で高温に露出させて自重方式により成形をするか、または上／下モールド（ｍｏｌｄ）の間に前記ソーダ石灰ガラスまたは非強化無アルカリガラスを挿入した後に高温で圧力を印加するプレス（ｐｒｅｓｓ）方式により成形をすることができる。
本発明の他の実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスを曲面に加工し、曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスの一面上に前記非強化無アルカリガラスを接合する過程で前記非強化無アルカリガラスを変形させて曲面接合ガラスを製造することができる。具体的には、曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスの一面上に前記非強化無アルカリガラスを接合する過程で前記非強化無アルカリガラスを弾性変形させることができる。高温ローラまたは真空リング（ｒｉｎｇ）／真空バッグ（ｂａｇ）工程を用いた圧着工程により、約２０℃以上３５℃以下の常温で前記非強化無アルカリガラスを弾性変形させることができる。
本発明の他の実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工し、曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスの一面上に前記ソーダ石灰ガラスを接合する過程で前記ソーダ石灰ガラスを変形させて曲面接合ガラスを製造することができる。前記ソーダ石灰ガラスを変形させる方法は、当業界で通常的に用いられる方法であれば特に制限されない。
また、本発明の他の実施例によれば、前記非強化無アルカリガラスと前記ソーダ石灰ガラスの各々を曲面に加工し、接合して曲面接合ガラスを製造することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスは５００℃以上７００℃以下の温度で曲面に加工でき、前記非強化無アルカリガラスは７００℃以上９００℃以下の温度で曲面に加工できる。前記ソーダ石灰ガラスおよび前記非強化無アルカリガラスを前述した範囲の温度で曲面に加工することによって、所望の曲率半径を有するように容易に加工することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスが実質的に同一の曲率半径を有するように、前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工することができる。
前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスが実質的に同一の曲率半径を有するように曲面に加工するということは、曲面に加工されたソーダ石灰ガラスと曲面に加工された非強化無アルカリガラスが同一の曲率半径を有する場合、曲面に加工されたソーダ石灰ガラスと曲面に加工された非強化無アルカリガラスの曲率半径に多少差があっても、前記曲面に加工されたソーダ石灰ガラスと曲面に加工された非強化無アルカリガラスが接合された後には互いに同一の曲率半径を有する場合などを意味する。
前記曲面加工されたソーダ石灰ガラスに接合された前記非強化無アルカリガラスと前記曲面加工されたソーダ石灰ガラスは同一の曲率半径を有することができるためにより精密に整合し、それにより製造される曲面接合ガラスの透過性能が向上できる。前記曲面接合ガラスを自動車用の前面ウィンドウに用いる場合、使用者はより明らかに視野を確保できるという利点がある。
前記曲面加工されたソーダ石灰ガラスと前記曲面加工された非強化無アルカリガラスは、３，０００ｍｍ以上１０，０００ｍｍ以下の曲率半径を有することができる。具体的には、前記接合されたソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの曲率半径は、４，０００ｍｍ以上８，０００ｍｍ以下、５，０００ｍｍ以上７，０００ｍｍ以下であってもよい。但し、前述したソーダ石灰ガラスと非強化無アルカリガラスの曲率半径は、適用されるガラスの用途に応じて互いに異なるように形成されることができる。
曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスと曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスを接合フィルムまたは接着剤を用いて接合することができる。具体的には、前記曲面に加工された非強化無アルカリガラスの一面と、曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスの膨らんだ一面または窪んだ他面との間に接合フィルムを位置させた後、加圧、加熱することによって曲面接合ガラスを製造することができる。また、前記曲面に加工された非強化無アルカリガラスの一面に接着剤を塗布することによって、前記接着剤を介して前記非強化無アルカリガラスの一面を前記ソーダ石灰ガラスの一面または他面に接合することができる。
本発明の他の実施例によれば、図２ａに示すように、曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスの膨らんだ一面に接合して曲面接合ガラスを製造することができる。前記非強化無アルカリガラスはソーダ石灰ガラスの膨らんだ一面に接合されるため、曲面に加工される前の板状の前記非強化無アルカリガラスは、曲面に加工される前の板状の前記ソーダ石灰ガラスより大きい寸法を有することが好ましい。また、曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスと同一の位置で共に縁部を形成して整合するように接合することが好ましい。
本発明の他の実施例によれば、図２ｂに示すように、曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスの窪んだ他面に接合して曲面接合ガラスを製造することができる。前記非強化無アルカリガラスはソーダ石灰ガラスの窪んだ他面に接合されるため、曲面に加工される前の板状の前記非強化無アルカリガラスは、曲面に加工される前の板状の前記ソーダ石灰ガラスより小さい寸法を有することが好ましい。また、曲面に加工された前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工された前記ソーダ石灰ガラスと同一の位置で共に縁部を形成して整合するように接合することが好ましい。
以下では実施例を通じて本発明についてより詳細に説明することにする。これらの実施例は単に説明するためのものであって、本発明を制限するためのものではない。
実施例１
非強化無アルカリガラスとして、組成物１００ｗｔ％当たりにＳｉＯ２ ６１ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ １６ｗｔ％、ＭｇＯ ３ｗｔ％、ＣａＯ ８ｗｔ％以下、およびＳｒＯ ０．０５ｗｔ％を含み、０．５ｍｍの厚さを有する無アルカリガラスを準備し、ソーダ石灰ガラスとして、組成物１００ｗｔ％当たりにＳｉＯ２ ７３ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ ０．１５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ １４ｗｔ％、Ｋ２Ｏ ０．０３ｗｔ％、ＣａＯ ９ｗｔ％、およびＭｇＯ ４ｗｔ％を含み、２．０ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラスを準備した。また、接合フィルムとして、０．７６ｍｍの厚さを有するポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルムを準備した。前記無アルカリガラスの弾性係数は７８ＧＰａ、ビッカース硬度は６．３ＧＰａ、破壊靭性は１．２０ＭＰａ・ｍ１／２であり、前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数は７２ＧＰａ、ビッカース硬度は５．６ＧＰａ、破壊靭性は０．８５ＭＰａ・ｍ１／２である。
先ず、ソーダ石灰ガラスと無アルカリガラスとの間に接合フィルムを置いておき、８０℃、３００ｔｏｒｒの圧力条件で加圧して圧着した。圧着された前記無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスをオートクレーブで１３０℃、１１．７６ｂａｒの条件で処理して接合ガラスを製造した。
実施例２
実施例２においては、２．１ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラスを準備したことを除いては、実施例１と同様の方法により接合ガラスを製造した。
比較例１
組成物１００ｗｔ％当たりにＳｉＯ２ ７３ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ ０．１５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ １４ｗｔ％、Ｋ２Ｏ ０．０３ｗｔ％、ＣａＯ ９ｗｔ％、およびＭｇＯ ４ｗｔ％を含み、２．０ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラスを２枚、および０．３４ｍｍ厚さのＰＶＢフィルムを接合フィルムとして準備した。前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数は７２ＧＰａ、ビッカース硬度は５．６ＧＰａ、破壊靭性は０．８５ＭＰａ・ｍ１／２である。２枚の前記ソーダ石灰ガラスの間に接合フィルムを置いておき、８０℃、３００ｔｏｒｒの圧力条件で加圧して圧着した。圧着された前記ソーダ石灰ガラスをオートクレーブで１３０℃、１１．７６ｂａｒの条件で処理して接合ガラスを製造した。
比較例２
比較例２においては、２．１ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラスを２枚準備したことを除いては、比較例１と同様の方法により接合ガラスを製造した。
落球衝撃試験
前記実施例１、実施例２および比較例１、比較例２で製造された接合ガラスに対する落球衝撃試験を下記のとおりに行った。
前記実施例１、実施例２および比較例１、比較例２で製造された接合ガラスを横３００ｍｍ、縦３００ｍｍに裁断して、前記実施例１、実施例２および比較例１、比較例２で製造された接合ガラスのサンプルを５０個ずつ準備した。前記準備したサンプルをソーダ石灰ガラスが上側に位置するように配置し、前記サンプルから２．８ｍの高さから２２７ｇの重さを有するボールを落下して前記サンプルに衝撃を加える方法によって落球衝撃試験を行った。
図４は、本発明の実施例１、実施例２と比較例１、比較例２で製造された接合ガラスの落球衝撃試験結果を示す図である。図４には、前記実施例１、実施例２および比較例１、比較例２で製造された各々の接合ガラスのサンプル５０個に対する落球衝撃破損率を示した。落球衝撃破損率は、落球衝撃試験を行ったサンプル５０個のうち肉眼で確認時に破損が発生したサンプルの割合を意味する。
図４を参照すれば、本発明の実施例１および実施例２で製造された接合ガラスに含まれた非強化無アルカリガラスは、比較例１および比較例２で製造された接合ガラスに含まれたソーダ石灰ガラスより厚さが小さいことにもかかわらず、本発明の実施例１および実施例２で製造された接合ガラスは、ソーダ石灰ガラス２枚を含む比較例１および比較例２より落球衝撃に対する破損率が小さいことが分かる。
高速移動物体の衝撃試験
前記実施例２および比較例２で製造された接合ガラスに対する高速移動物体の衝撃試験を下記のとおりに行った。
前記実施例２および比較例２で製造された接合ガラスを横３００ｍｍ、縦３００ｍｍに裁断して、前記実施例２および比較例２で製造された接合ガラスのサンプルを５０個ずつ準備した。前記準備したサンプルを地上に対して垂直に立て、前記サンプルのソーダ石灰ガラス側に向かって１ｇのボールを１３０ｋｍ／ｈの速度、１５０ｋｍ／ｈの速度で発射する方法によって高速移動物体の衝撃試験を行った。
図５は、本発明の実施例２および比較例２で製造された接合ガラスの高速移動物体の衝撃試験結果を示す図である。図５には、前記実施例２および比較例２で製造された各々の接合ガラスのサンプル５０個に対する高速移動物体の衝撃破損率の平均値を示した。高速移動物体の衝撃破損率は、高速移動物体の衝撃試験を行ったサンプル５０個のうち肉眼で確認時に破損が発生したサンプルの割合を意味する。
図５を参照すれば、１３０ｋｍ／ｈの速度で発射されたボール、１５０ｋｍ／ｈの速度で発射されたボールに対し、本発明の実施例２で製造された接合ガラスが比較例２の接合ガラスより破損率が小さいことが分かる。
１０ ・・・ソーダ石灰ガラス
２０ ・・・接合フィルム
３０ ・・・非強化無アルカリガラス
４０ ・・・接合ガラス
４１、４２ ・・・曲面接合ガラス

Claims (14)

  1. ソーダ石灰ガラス、および
    前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される非強化無アルカリガラスを含み、
    前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非強化無アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい、接合ガラス。
  2. 前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの厚さ比は１：０．１〜１：０．５である、請求項１に記載の接合ガラス。
  3. 前記非強化無アルカリガラスの厚さは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の接合ガラス。
  4. 前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスの弾性係数比は１：１．０４〜１：１．１７である、請求項１から３のいずれか一項に記載の接合ガラス。
  5. 前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は７０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の接合ガラス。
  6. 前記ソーダ石灰ガラスと前記非強化無アルカリガラスのビッカース硬度比は１：１．１５〜１：１．２７である、請求項１から５のいずれか一項に記載の接合ガラス。
  7. 前記非強化無アルカリガラスは、接合フィルムまたは接着剤によって前記ソーダ石灰ガラスの一面上に接合される、請求項１から６のいずれか一項に記載の接合ガラス。
  8. 前記接合ガラスは、前記非強化無アルカリガラスと前記ソーダ石灰ガラスが整合した状態で曲面をなして曲がった曲面接合ガラスである、請求項１から７のいずれか一項に記載の接合ガラス。
  9. ソーダ石灰ガラスを準備するステップ、
    非強化無アルカリガラスを準備するステップ、および
    前記ソーダ石灰ガラスの一面上に前記非強化無アルカリガラスを接合するステップを含み、
    前記ソーダ石灰ガラスの厚さは前記非強化無アルカリガラスの厚さより大きく、前記非強化無アルカリガラスの弾性係数は前記ソーダ石灰ガラスの弾性係数より大きい、接合ガラスの製造方法。
  10. 前記接合するステップは８０℃以上１４０℃以下の温度で行われる、請求項９に記載の接合ガラスの製造方法。
  11. 前記接合するステップは、前記非強化無アルカリガラスを接合フィルムまたは接着剤を用いて前記ソーダ石灰ガラスに接合する、請求項９または１０に記載の接合ガラスの製造方法。
  12. 前記ソーダ石灰ガラスまたは前記非強化無アルカリガラスを曲面に加工するステップをさらに含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の接合ガラスの製造方法。
  13. 前記ソーダ石灰ガラスは、５００℃以上７００℃以下の温度で曲面に加工される、請求項１２に記載の接合ガラスの製造方法。
  14. 前記非強化無アルカリガラスは、７００℃以上９００℃以下の温度で曲面に加工される、請求項１２に記載の接合ガラスの製造方法。
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