KR101546541B1

KR101546541B1 - 음향 글레이징 요소

Info

Publication number: KR101546541B1
Application number: KR1020097024284A
Authority: KR
Inventors: 장-제라드 르꽁뜨; 마르끄 레뻴; 마르끄 레?; 삐에르 쇼싸드
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2015-08-21
Also published as: US20100300800A1; BRPI0812046A2; JP5307800B2; EP2152513A2; JP2010528961A; CA2686529A1; RU2458874C2; WO2008152283A2; ZA200907877B; WO2008152283A3; CN101678650A; KR20100017226A; CN101678650B; CA2686529C; RU2009148034A; MX2009012444A

Abstract

본 발명은 개선된 음향 차단 특성을 보장하기 위해, 음향 중합체 개재층 뿐만 아니라 개재층의 양 면 상의 요소의 중량의 적절한 분배를 필요로 하는 글레이징을 제공한다.

음향 차단 특성, 음향 글레이징, 유리 기판, 중합체 개재층, 플라스틱 기판

Description

음향 글레이징 요소{ACOUSTIC GLAZING ELEMENT}

본 발명은 향상된 음향 글레이징, 즉 향상된 음향 차단 성능을 갖는 글레이징에 관한 것이다.

본 발명의 글레이징은 항공기, 더 자세하게는 항공기 조종실에서의 글레이징의 용도에 대해 더 구체적으로 설명될 것이지만, 자동차, 기관차, 선박, 또는 빌딩(거주용 빌딩, 사무실, 상업용 건물) 등에도 초점을 맞춘다.

본 발명에 의해 제기된 하나의 특정 문제는 항공기 조종실 내부에서, 특히 파일럿의 편안함을 위해 어떻게 음향 차단 성능을 향상시키느냐 하는 것이다. 조종실 내부의 소음 수준을 감소시켜서, 특히 비행중 통신이 더 잘 들릴 수 있도록 계속적으로 노력해왔지만, 안전 상태 개선에 대한 계속적인 염려가 있다.

다른 문제는 음향 특성에 부정적인 영향을 주지 않으면서 어떻게 조종실 글레이징의 중량을 감소시키느냐 하는 것이다.

또한, 항공기 글레이징은 모든 상황에서 그리고 특히 극도의 온도 및 압력 상태와 관련되거나 예를 들어 조류 등에 기인하여 글레이징이 받는 충격에 관련된 어떠한 상태에서도 훌륭한 성능을 보장해야 한다.

항공기 글레이징에 가해진 압력은, 항공기가 지면으로부터 높은 고도까지 비행할 때 변한다. 또한, 글레이징의 내부면과 외부면 사이에는 큰 압력 구배와 온 도 구배가 있다. 항공기가 비행할 때, 온도는 예를 들어 글레이징의 외부면측 상에서 약 -60℃로부터 내부면측 상에서 +20℃까지 변할 수 있다.

설명의 나머지 부분에서, 용어 "내부"는 글레이징을 수용하는 장치의 내부, 예를 들어 항공기의 내부에 관한 것이고, 용어 "외부"는 장치의 외부, 예를 들어 항공기의 외부에 관한 것이다. 또한, 용어 "외부"는 외부와의 직접 접촉부, 또는 가능한 한 외부에 가까운 배치부를 지칭하는데 사용될 것이다. 용어 "내부"는 내부와의 직접 접촉부, 또는 가능한 한 내부에 가까운 배치부를 지칭하는데 사용될 것이다.

조류 충돌은, 예를 들어 항공기가 활주로에서 고속으로 이동할 때 또는 항공기가 낮은 고도로 비행할 때 발생한다.

통상적으로, 항공기 조종실 글레이징은 플라이로도 불리우고, 유리 및 플라스틱으로 만들어지고, 함께 결합되어 적층체가 되는 수 개의 강성 기판으로 구성된다. 글레이징의 중량은 일반적으로 45 또는 70 kg이다. 설명의 나머지 부분에서, 용어 "유리"는 미네랄 유리를 의미하는 것으로 이해된다.

하나의 종래의 구성은 예를 들어, 이하이다(도 1에 도시된 글레이징(1)은 항공기의 본체(1a)에 고정됨):

- 3 mm의 두께를 갖는 외부 유리 기판(10),

- 3 mm 내지 9 mm의 두께를 갖고, 폴리비닐 부티랄(PVB) 및/또는 폴리우레탄(PU)으로 만들어지는 플라스틱 개재층(이하, 외부 개재층(11)으로 지칭함),

- 8 또는 10 mm의 두께를 갖는 중간 유리 기판(12),

- 2 내지 5 mm의 두께를 갖는 표준의 다소 강성인 PVB 시트(13),

- 6 또는 8 mm의 두께를 갖는 내부 유리 기판(14).

이러한 조종실 글레이징의 중량은 대략 45 kg이다.

자동차 분야에 공지된 바와 같이, 글레이징의 음향 특성은, 특히 본 출원에 각각 참조로 포함되는 미국 특허 제7 121 380호 및 미국 특허 제6 821 629호에 설명된 바와 같이, 손실 계수(tanδ)와 전단 계수(G')에 관한 특정의 특징을 갖고 3 mm 이하의 두께를 갖는 음향 개재층, 예를 들어 음향 PVB 개재층을 외부 유리측 상에 사용함으로써 개선된다.

음향 차단 성능을 향상시키도록 음향 개재층을 항공기 조종실 글레이징에 사용하는 이러한 원리를 적용시키기 위한 시도는, 외부 유리 기판에 인접하여 위치된 3 mm 두께 플라스틱 개재층을 음향 PVB로 교체함으로써 만족된다. 그러나, 뜻밖에도, 음향적 개선이 증명되지 않았고, 심지어 특정 주파수 범위 내에서는 음향 특성의 악화가 있음이 판명되었다.

글레이징의 음향 성능은 주파수의 함수로서 데시벨 단위로 플로팅된 차단 곡선으로 도시될 수 있다.

도 3은 상술된 바와 같은 구성의 표준 항공기 글레이징에 대해, 각각 3 mm, 10 mm 및 6 mm 두께의 유리판과 3 mm 두께의 PU 플라스틱 개재층을 갖는 글레이징(1)(Ccomp1 곡선)에 대해, 그리고 3 mm 두께의 PU 플라스틱 개재층이 0.38 mm 두께의 음향 PVB로 교체된 글레이징(Ccomp2 곡선)에 대해, 20℃에서, 100 내지 10000 Hz의 주파수에 대한 차단 곡선을 도시한다.

이 도면은 600 Hz 내지 2500 Hz에서의 저하를 도시하고, 가청 주파수 내에 있는 800 내지 2000 Hz의 주파수에 대해 2 내지 3 dB의 차단 손실을 갖는다. 이러한 저하는 음향 차단의 성능을 향상시키려는 의도하는 목적에 반대되는 것이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 안전 표준에 맞추기 위해 항공 분야에서 특히 요구되고, 필수적인 조류 충돌 저항성 및 압력 밀봉 성능을 특히 갖는 강성, 강도 및 밀봉 특성을 가지면서, 특히 항공 산업을 위한 향상된 음향 차단 성능을 나타내는 음향 글레이징을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명자들은 종래 기술과 관련하여 적어도 하나의 외부 음향 개재층을 사용하였지만 3 mm에서 5 mm로 외부 유리 기판의 두께를 증가시킴으로써 향상된 음향 차단 성능의 글레이징이 달성되는 것을 증명하였다.

본 발명의 제1 실시양태에 따르면, 음향 글레이징은 제1 유리 기판, 하나 이상의 중합체 개재층, 제2 유리 기판, 플라스틱 기판 및 제3 유리 기판을 포함하고,

- 중합체 개재층은 20℃ 및 200 Hz에서 향상된 음향 댐핑 특성, 즉 0.6 이상의 손실 계수(tanδ)와 2×10⁷N/m²미만의 전단 계수(G')를 갖는 재료를 포함하고,

- 중합체 개재층의 한 면 상에 배치된 제1 유리 기판의 중량은 글레이징의 총 중량의 20% 이상이고, 중합체 개재층의 다른 면 상에 배치된 다른 요소 모두의 중량이 또한 글레이징의 총 중량의 20% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시양태에 따르면, 음향 글레이징은 제1 유리 기판, 하나 이상의 중합체 개재층, 및 두께 15 mm 이상의 다양한 조합된 유리 기판 및 플라스틱층을 포함하고,

일 특징에 따르면, 중합체 개재층의 양 면에 결합된 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판은 동일한 두께를 갖는다.

그러므로, 본 발명의 음향 재료는 20℃의 온도와 200 Hz의 주파수에서, 0.6 이상의 손실 계수(tanδ)와 2×10⁷N/m²미만의 전단 계수(G')를 갖는다. 손실 계수 및 전단 계수는 예를 들어 METRAVIB 타입의 점도분석기를 사용하여 공지된 방식으로 측정되는 것임이 연상될 것이다.

또한, 음향 개재층은 예를 들어 미국 특허 제7 121 380호 및 미국 특허 제6 821 629호에 설명된 것이다. 개재층은 다양한 두께, 특히 0.38 mm, 0.40 mm, 0.45 mm, 0.5 mm, 0.6 mm 또는 0.76 mm의 두께를 가질 수 있다.

바람직하게는, 음향 개재층은 음향 폴리비닐 부티랄(PVB) 기재이다. 이는, 조립체의 개선된 음향 특성을 손상시키지 않으면서, 개선된 음향 특성을 갖지 않는 종래의 플라스틱 필름과 조합될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 개재층 필름을 포함하는 적층된 층은 PVB-PET-아크릴레이트-PET-PVB 형태일 수 있다. 또한, 개재층은 음향 PVB층과 표준 PVB 및/또는 폴리우레탄층을 포함할 수 있다.

의외로, 음향 개재층의 면들 중 하나를 향하여 위치된 유리 플라이가 개재층의 다른 면 상에 배치된 유리 플라이에 관하여 그 성질이 독립적인 것으로 보인다. 따라서, 개재층을 갖는 글레이징의 각각의 유리 플라이의 성질 때문에, 개재층은 전단에 작용하여 방산된 에너지에 의해 진동이 댐핑되어 소음이 감쇄된다.

결과적으로, 각각의 구성 요소의 개별 두께에 따라 글레이징의 질량을 다르게 분배함으로써 그리고 적어도 하나의 음향 개재층 필름을 통합시킴으로써, 특히 공기 역학적 소음에 관하여 향상된 음향 차단 성능의 글레이징이 달성된다.

의외로, 항공기 글레이징으로의 적용에 있어서, 외부 개재층, 예를 들어 음향 PVB 개재층의 양 면 상에 배치된 각각의 구성요소의 질량이 표준 항공기 글레이징의 구성요소의 질량에 관하여 수정되지 않으면, 음향 차단에 의해 제공된 향상된 성능이 달성되지 않는다.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 제1 유리 기판은 3 내지 8 mm의 두께를 갖고, 중합체 개재층은 적어도 0.38 mm의 두께를 갖고, 글레이징은 적어도 제1 기판에 대한 반대면 상에 중합체 개재층에 대해 배치된 5 내지 10 mm의 두께를 갖는 유리 기판, 플라스틱 기판, 및 3 내지 10 mm의 두께를 갖는 추가의 유리 기판으로 형성된, 제1 유리 기판에 대한 반대면 상에서 중합체 개재층에 결합되는 적층된 조합체를 포함한다.

일 특징에 따르면, 글레이징의 플라스틱 기판은 1 내지 10 mm의 두께를 갖고, 표준 폴리비닐 부티랄 또는 폴리우레탄으로 만들어진다.

마지막으로, 이러한 음향 글레이징은 수납되는 장치의 음향 차단을 개선할 목적으로 다양한 용도를 위해 의도될 수 있다. 예를 들어, 이는 항공기 글레이징, 자동차 글레이징, 철도 글레이징 또는 빌딩 글레이징의 구성요소가 될 수 있다.

본 발명의 다른 상세한 설명이 도면과 관련하여 이제 설명될 것이다.

도 1은 표준 항공기 글레이징의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 글레이징의 개략적인 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 글레이징과 비교 글레이징에 대한 차단 곡선을 도시한다.

도 1 및 도 2는 검토하기 더 쉽게 하기 위해 일정 비율로 그려지지 않았다.

도 1은 종래 기술에 관하여 상술되었다.

도 2는 본 발명에 따른 글레이징(2)을 도시하고, 글레이징은 이하의 구성요소를 포함한다.

- 예를 들어, 글레이징이 의도된 마지막 위치에 장착될 때 외부와 접촉하도록 의도되고, 바람직하게는 5 mm의 두께를 갖는 제1 유리 기판(20),

- 음향 PVB로 만들어지고, 바람직하게는 3 mm 이하의 두께를 갖는 음향 중합체 개재층(21),

- 바람직하게는 10 mm의 두께를 갖는 중간 유리 기판(22),

- 바람직하게는 5 mm의 두께를 갖고, 표준의 비음향 PVB인 PVB로 만들어진 강성 기판(23),

- 예를 들어, 글레이징이 피팅되는 장치의 내부와 접촉하도록 의도되고, 바람직하게는 6 mm의 두께를 갖는 추가의 유리 기판(24).

물론, 글레이징의 구성 요소의 각각의 두께는 달라질 수 있고, 특히 ±40% 내에서, 특히 ±35%, ±30%, ±25%, ±20%, ±15%, ±10%, ±8%, ±5%, ±3%, 또는 ±1%로 변할 수 있다.

이미 상기 나타낸 바와 같이, 글레이징이 피팅되는 장치에, 목적하는 소음 감쇄를 달성하기 위해, 글레이징 내에 어디든지 배치되는 음향 개재층을 사용하는 것은 충분하지 않다. 항공기 글레이징은 자동차 글레이징보다 훨씬 두껍고 무겁기 때문에, 자동차 글레이징에 적합한 해법을 항공기 글레이징에 대입하는 것이 가능하지 않은 것으로 보인다.

또한, 본 발명은 개선된 음향 댐핑 특성을 갖는 개재층을 포함하고, 개재층의 양 면 상의 글레이징의 구성요소의 중량이 글레이징의 총 중량의 20% 이상이도록 균형잡혀진 글레이징을 제공한다.

따라서, 외부 기판(20)의 중량은 기판(22, 23, 24)의 조합의 중량과 같이, 글레이징의 총 중량의 20% 이상이어야 한다.

바람직하게는, 개재층의 각각의 측면 상의 모든 구성요소의 중량은 글레이징의 총 중량의 30% 이상, 또는 심지어 31.25% 이상이다. 물론, 31.25% 초과 그리고 50%까지, 예를 들어 35%, 37%, 40%, 42%, 45% 및 50%의 비율은 본 발명에 의해 청구된 모든 값에 포함된다.

중량은 음향 중합체 개재층의 각각의 면 상의 유리판의 수 및/또는 두께에 의해 쉽게 조정될 수 있다.

음향 중합체 개재층(21)은 20℃ 및 50 Hz에서, 또는 바람직하게는 200 Hz에서, 0.6 이상의 손실 계수(tanδ)와 2×10⁷N/m²미만의 전단 계수(G')를 갖는다.

프랑스 특허 출원 제96/14404호 및 독일 특허 출원 제19705586.3호가 참조로 포함되고, 예를 들어 본 발명에 대한 음향 필름을 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 글레이징은 5 mm 두께의 외부 유리 기판(20)과, 음향 중합체 개재층(21)과, 외부 기판에 대한 반대면 상에 두께 15 mm 이상의 유리 및 플라스틱층의 조합을 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태는 3 내지 8 mm 두께의 외부 유리 기판과, 중합체 개재층을 형성하도록 적어도 0.38 mm 두께의 음향 PVB와, 적어도 5 내지 8 mm 두께의 중간 유리와, 플라스틱 기판과, 적어도 3 내지 10 mm 두께의 내부 유리를 포함하는 글레이징이다.

음향 중합체 개재층은 음향 PVB 기재이다. 이는, 상기 음향층의 댐핑 특성에 영향을 미치지 않으면서, 단일 음향 PVB층 또는 변형으로서, 예를 들어 표준 PVB 또는 폴리우레탄(PU)으로 만들어진 비음향 플라스틱층과 조합된 음향 PVB층일 수 있다. 예를 들어, 9.6 또는 5.3 mm 두께를 갖는 PU층과 조합된 0.38 또는 0.76 mm 두께를 갖는 음향 PVB층을 제공하는 것이 가능하다.

도 3에서, 곡선(C1)은 본 발명에 따른 글레이징의 예시적인 차단을 도시한다.

이러한 곡선에 대응하는 글레이징은:

- 5 mm 두께를 갖는 제1 유리 기판(20)과,

- 0.38 mm 두께를 갖는 음향 PVB로 만들어진 플라스틱 개재층(21)과,

- 10 mm인 중간 유리 기판(22)과,

- 5 mm 두께를 갖는 표준 PVB로 만들어진 강성 기판(23)과,

- 6 mm 두께를 갖는 추가의 유리 기판(24)을 포함한다.

이 도면은, 곡선(C1)이 상술되고 본 발명에 따르지 않은 글레이징에 대응하는 비교 곡선(Ccomp1, Ccomp2) 위에 있음을 명확히 도시한다. 따라서, 본 발명에 따른 글레이징의 예는 더 우수한 소음 차단을 제공한다.

본 발명에 따른 예, 즉 음향 PVB가 2 mm의 PU로 교체된, 다시 말해 이하를 포함하는 다른 글레이징(곡선 Ccomp3)과 비교하였다.

- 5 mm 두께를 갖는 제1 유리 기판(10),

- 2 mm 두께를 갖는 PU로 만들어진 플라스틱 개재층(11),

- 10 mm인 중간 유리 기판(12),

- 5 mm 두께를 갖는 PVB로 만들어진 강성 기판(13),

- 6 mm 두께를 갖는 추가의 유리 기판(14).

곡선(Ccomp3)은 일반적으로 곡선(C1) 아래에 있고, 그러므로 본 발명에 따른 예의 차단 성능을 갖지 않음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 개선된 음향 차단 특성을 갖기 위해, 음향 중합체 개재층 뿐만 아니라 음향 개재층의 양 면 상의 요소의 질량의 적절한 분배를 필요로 하는 글레이징을 제공하여, 음향 중합체 개재층의 양 면 상의 요소의 동등한 강성이 충분히 균일한 방식으로 분배되는 것을 보장한다.

Claims

제1 유리 기판(20), 하나 이상의 중합체 개재층(21), 제2 유리 기판(22), 플라스틱 기판(23) 및 제3 유리 기판(24)을 포함하고,

- 중합체 개재층(21)은 20℃ 및 200 Hz에서 향상된 음향 댐핑 특성, 즉 0.6 이상의 손실 계수(tanδ)와 2×10⁷N/m²미만의 전단 계수(G')를 갖는 재료를 포함하고,

- 중합체 개재층(21)의 한 면 상에 배치된 제1 유리 기판(20)의 중량은 글레이징의 총 중량의 20% 이상이고, 중합체 개재층(21)의 다른 면 상에 배치된 다른 요소 모두의 중량이 또한 글레이징의 총 중량의 20% 이상인 것을 특징으로 하는, 향상된 음향 차단 특성을 갖는, 항공기 글레이징에 사용되는 음향 글레이징.
제1 유리 기판(20), 하나 이상의 중합체 개재층(21), 및 두께 15 mm 이상의 유리 및 플라스틱층의 다양한 조합된 기판을 포함하고,

- 중합체 개재층(21)은 20℃ 및 200 Hz에서 향상된 음향 댐핑 특성, 즉 0.6 이상의 손실 계수(tanδ)와 2×10⁷N/m²미만의 전단 계수(G')를 갖는 재료를 포함하고,

- 중합체 개재층(21)의 한 면 상에 배치된 제1 유리 기판(20)의 중량은 글레이징의 총 중량의 20% 이상이고, 중합체 개재층의 다른 면 상에 배치된 다른 요소 모두의 중량이 또한 글레이징의 총 중량의 20% 이상인 것을 특징으로 하는, 향상된 음향 차단 특성을 갖는, 항공기 글레이징에 사용되는 음향 글레이징.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 개재층(21)의 양 면에 결합된 제1 유리 기판(20) 및 제2 유리 기판(22)이 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 음향 글레이징.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 유리 기판(20)이 3 내지 8 mm의 두께를 갖고, 중합체 개재층(21)이 0.38 mm 이상의 두께를 갖고, 음향 글레이징은 적어도 제1 기판에 대한 반대면 상에 중합체 개재층(21)에 대해 배치된 5 내지 10 mm의 두께를 갖는 유리 기판(22), 플라스틱 기판(23) 및 3 내지 10 mm의 두께를 갖는 추가의 유리 기판(24)으로 형성된, 제1 유리 기판(20)에 대한 반대면 상에서 중합체 개재층(21)에 결합되는 적층된 조합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 글레이징.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 개재층(21)이 음향 폴리비닐 부티랄 기재인 것을 특징으로 하는 음향 글레이징.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 개재층(21)이 하나 이상의 음향 폴리비닐 부티랄 층과, 폴리우레탄 및/또는 표준 폴리비닐 부티랄 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 글레이징.
제1항 또는 제2항에 있어서, 플라스틱 기판(23)이 1 내지 10 mm의 두께를 갖고 표준 폴리비닐 부티랄로 제조되거나 폴리우레탄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 음향 글레이징.
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