KR102257831B1 - 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법에 관한 것이다.
유리는 특유의 투명함으로 인해 다양한 생활공간에 적용되어 온 소재이다. 특히, 2 장의 유리가 접합된 접합 유리가 사용되고 있으며, 유리가 사용되는 목적에 따라 곡면을 이루며 휘어진 형태의 곡면 접합 유리가 사용되고 있다. 또한, 곡면 접합 유리의 부피 및 중량을 감소시키기 위하여, 후판 유리와 후판 유리보다 두께가 얇은 박판 유리를 사용하여, 곡면 접합 유리를 제조하고 있다.
곡면 접합 유리를 제조하기 위하여, 자중성형, 압착성형 및 냉간성형 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 자중성형은 유리의 테두리를 고정하는 성형 틀을 이용하며, 성형하고자 하는 유리의 연화점 부근까지 온도를 상승시키고, 유리의 자중에 의해 유리가 굽힘(sagging)되는 것을 이용하여 성형한 후, 성형된 유리를 접합하는 방법이다. 또한, 압착성형은 성형하고자 하는 유리를 충분히 가열시킨 상태에서 미리 설정된 모양으로 형성된 틀로 압착하여 성형한 후, 성형된 유리를 접합하는 방법이다. 또한, 냉간성형은 곡면으로 성형된 유리의 오목한 면에 다른 유리를 배치하고, 진공기술을 이용하여 다른 유리를 탄성 변형 시켜 곡면으로 성형한 후, 성형된 유리를 접합하는 방법이다.
다만, 냉간성형을 이용하여 박판 유리를 곡면으로 성형하는 경우에는 자중성형 또는 압착성형 대비, 제조되는 곡면 박판 유리의 곡률반경이 낮은 한계가 있다.
이에, 냉간성형을 이용하여 파손 없이 곡률반경이 낮은 곡면 접합 유리를 제조하는 기술이 필요한 실정이다.
본 명세서는 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공하고자 한다.
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 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층; 상기 접합층의 일면에 접하여 구비되는 곡면 후판 유리; 및 상기 접합층의 타면에 접하여 구비되고, 상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 곡면 박판 유리;를 포함하고, 상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시상태는 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 곡면 후판 유리를 준비하는 단계; 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 준비하는 단계; 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 상기 접합층의 일면을 접합시키는 단계; 상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 판상의 박판 유리를 상기 접합층의 타면 상에 위치시키는 단계; 및 상기 박판 유리를 탄성 변형시켜, 상기 접합층의 타면 상에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 제조 방법은 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 제조 방법은 광학적 품질이 우수한 곡면 접합 유리를 제조할 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 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리를 제조하는 방법을 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.
본원 명세서 전체에서, 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 가로 300 mm X 세로 300 mm 크기의 판상의 부재로부터 곡면으로 성형된 부재 표면의 미소지점에서 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. 이를 통해, 단곡면을 가지는 부재 또는 복곡면을 가지는 부재의 곡률반경을 측정할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어느 부재의 “탄성계수”는 JIS-K6251-1 규격에 따라 준비한 샘플의 양 끝 단을 고정시킨 후, 24 ℃의 온도 조건에서 샘플의 두께 방향에 수직한 방향으로 힘을 가하여 변형량(Strain)에 따른 단위 면적당의 응력(Stress)을 측정하여 얻어진 값을 말하며, 이 때 측정 기기로는, 인장강도계(Zwick/Roell Z010 UTM) 등을 사용할 수 있다.
본 발명자들은 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 이용하여, 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리가 접합된 곡면 접합 유리를 제조할 수 있음을 밝혀내어, 하기와 같이 곡면 접합 유리를 제조하는 방법 및 곡면 접합 유리를 개발하였다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층; 상기 접합층의 일면에 접하여 구비되는 곡면 후판 유리; 및 상기 접합층의 타면에 접하여 구비되고, 상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 곡면 박판 유리;를 포함하고, 상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 구체적으로, 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 매개로, 상이한 곡률반경을 가지는 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리가 접합된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 1은 제1 곡률반경을 가지는 접합층(200)의 일면(A) 상에 곡면 후판 유리(100)가 접하여 구비되고, 제2 곡률반경을 가지는 접합층(200)의 타면(B) 상에 곡면 박판 유리(300)가 접하여 구비된 곡면 접합 유리를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층은 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 곡면 형태의 접합층일 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 접합층(200)의 일면(A)은 상기 곡면 후판 유리(100)의 오목한 면 상에 접하여 구비되고, 상기 접합층(200)의 타면(B)은 상기 곡면 박판 유리(300)의 볼록한 면 상에 접하여 구비될 수 있다. 즉, 상기 접합층의 일면이 가지는 제1 곡률반경은 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경과 실질적으로 동일할 수 있다. 곡률반경이 실질적으로 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. 또한, 상기 접합층의 타면이 가지는 제2 곡률반경은 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리는 후술하는 곡면 접합 유리의 제조 방법을 통해 제조된 것일 수 있다. 상기 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 후판 유리, 접합층, 곡면 박판 유리는, 후술하는 곡면 접합 유리의 제조 방법에서 사용되는 곡면 후판 유리, 접합층, 곡면 박판 유리와 각각 동일한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층의 일면은 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면과 정합되고, 상기 접합층의 타면은 상기 곡면 박판 유리의 볼록한 면과 정합될 수 있다. 상기 접합층의 일면과 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면이 정합된 상태는, 상기 접합층 일면의 곡률반경과 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경이 실질적으로 동일하고, 상기 접합층 일면과 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면이 접하고 있으며, 상기 곡면 후판 유리와 상기 접합층이 동일한 위치에서 함께 가장자리를 형성한 상태를 의미할 수 있다. 또한, 상기 접합층의 타면과 상기 곡면 박판 유리의 오목한 면이 정합된 상태는 전술한 바와 동일한 상태일 수 있다.
상기 접합층의 일면이 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면과 정합되고, 상기 접합층의 타면이 상기 곡면 박판 유리의 볼록한 면과 정합됨에 따라, 상기 곡면 접합 유리에서 유리 상호간에 들뜸이 발생되는 것이 억제될 수 있고, 곡면 접합 유리의 투과 성능이 향상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리는 광학적 물성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층 일면의 제1 곡률반경은 상기 접합층 타면의 제2 곡률반경 보다 작을 수 있다. 즉, 상기 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 후판 유리의 곡률반경은 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경보다 작을 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 곡면 접합 유리는 볼록한 면의 곡률반경이 오목한 면의 곡률반경 보다 작을 수 있다. 종래의 볼록한 면과 오목한 면의 곡률반경이 동일한 곡면 접합 유리 대비, 상기 곡면 접합 유리는 볼록한 면과 오목한 면의 곡률반경이 상이하므로, 보다 다양한 분야에 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.2 내지 1:1.8일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.4 내지 1:1.6, 1:1.2 내지 1:1.5, 또는 1:1.6 내지 1:1.8일 수 있다. 상기 접합층의 일면이 가지는 제1 곡률반경과 접합층의 타면이 가지는 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 다양한 곡률을 가지는 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경과 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경이 현저하게 차이가 나는 것을 방지하여, 제조되는 곡면 접합 유리의 기계적 물성 및/또는 광학적 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 판상의 박판 유리가 탄성 변형되는 과정에서 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 곡면 후판 유리의 곡률반경과 곡면 박판 유리의 곡률반경이 현저하게 차이가 나는 것을 방지하여, 곡면 접합 유리을 통해 보이는 물질이 시각적으로 왜곡되는 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층은 단곡면 또는 복곡면을 가지는 것일 수 있다. 즉, 상기 접합층의 일면 및 타면은 단곡면 또는 복곡면을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 접합층은 1축으로 성형되어 1방향으로만 곡률을 가지는 단곡면 형태의 곡면 접합층일 수 있다. 또한, 상기 접합층은 2축으로 성형되어 다방향으로 곡률을 가지는 복곡면 형태의 곡면 접합층일 수 있다. 일 예로, 복곡면 형태의 곡면 접합층은 포물면(paraboloid)을 가질 수 있다.
상기 복곡면 접합층의 일면에 접합되는 상기 곡면 후판 유리는 복곡면 형태의 곡면 유리일 수 있다. 일 예로, 판상의 후판 유리를 2축으로 성형하여 상기 복곡면 접합층의 일면과 동일한 곡률반경을 가지는 복곡면 후판 유리를 제조할 수 있다.
또한, 상기 복곡면 접합층의 타면에 접합되는 상기 곡면 박판 유리는 복곡면 형태의 유리일 수 있다. 후술하는 바와 같이, 판상의 박판 유리는 탄성 변형되는 과정에서, 상기 접합층의 타면의 헝태로 성형될 수 있다. 즉, 복곡면 접합층의 타면 상에서 판상의 박판 유리가 탄성 변형되어, 복곡면을 가지는 곡면 박판 유리가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 단곡면 형태 또는 복곡면 형태의 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층 일면의 제1 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다. 즉, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 일면 및 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 800 R 이상 1200 R 이하, 1000 R 이상 1400 R 이하, 또는 1200 R 이상 1600 R 이하일 수 있다.
또한, 복곡면 접합층의 일면 및 복곡면 후판 유리의 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다. 상기 복곡면 접합층의 일면의 곡률반경은, 복곡면 접합층의 일면의 중앙으로부터 동일 거리로 이격된 복수의 지점에서 측정된 곡률반경의 평균값일 수 있다. 또한, 상기 복곡면 후판 유리의 곡률반경은 전술한 바와 동일하게 측정된 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다. 즉, 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 타면 및 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경은 1500 R 이상 4500 R 이하, 2000 R 이상 3500 R 이하, 2200 R 이상 3000 R 이하, 또는 2500 R 이상 2700 R 이하일 수 있다. 전술한 곡면 박판 유리의 곡률반경 범위는, 탄성 변형된 곡면 박판 유리에 파손이 발생되지 않는 곡률반경의 범위일 수 있다.
또한, 복곡면 접합층의 타면 및 복곡면 박판 유리의 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다. 상기 복곡면 접합층의 타면 및 복곡면 박판 유리의 곡률반경은 전술한 바와 동일하게 측정된 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상대적으로 작은 곡률반경을 가지는 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에, 곡면 박판 유리의 볼록한 면이 파손 없이 접합된 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 접합 유리의 볼록한 면은 열성형 방법으로 성형된 곡면 유리의 곡률반경을 자유롭게 가질 수 있고, 상기 곡면 접합 유리의 오목한 면은 박판 유리가 파손 없이 탄성 변형될 수 있는 곡률반경을 가질 수 있다.
또한, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경 및 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경을 전술한 범위로 조절함으로써, 다양한 곡률을 가지는 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 후판 유리로 소다라임 유리를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 후판 유리로 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 후판 유리로, 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 소다라임 유리를 사용할 수 있다. 또한, 플로트 배스(float bath)를 이용하는 플로트(float) 법에 의해 제조된 소다라임 유리, 다운드로우(down draw) 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 소다라임 유리를 상기 후판 유리로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 박판 유리로 운송수단의 창유리로서 통상적으로 사용되는 유리를 특별한 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 박판 유리로 무알칼리 유리를 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 박판 유리로, 조성물 100 wt%당 Si02 46 wt% 이상 62 wt% 이하, Al2O3 15 wt% 이상 29 wt% 이하, MgO 3 wt% 이상 14 wt% 이하, CaO 7 wt% 이상 16 wt% 이하, 및 SrO 0.01 wt% 이상 5 wt% 이하를 포함하고, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 조성물로부터 형성된 무알칼리 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. 예를 들어, 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 박판 유리로 사용될 수 있는 무알칼리 유리는 산화물 환산의 질량 백분율 표시로 1% 미만의 알칼리 금속(Li, Na, K 등) 산화물을 함유하고 있는 무알칼리 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리로, 무알칼리 붕규산 유리 또는 무알칼리 알루미노 붕규산 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 박판 유리로, 플로트 법에 의해 제조된 유리, 다운드로우 방식이나 퓨전 방식에 의해 제조된 유리를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층은 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐리덴불화물(polyvinylidenefluoride), 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리메타크릴산(polymethy lmethAcrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 아크릴로나이트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.15 내지 1:0.45, 1:0.25 내지 1:0.3, 1:0.15 내지 1:0.25, 또는 1:0.3 내지 1:0.45일 수 있다. 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 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 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리의 두께 비에 따른 강성 확보 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 네 모서리를 고정한 상태에서 중앙부에 일정한 하중을 인가하여 중앙부의 처짐량을 분석한 것을 나타낸 도면이다. 도 2에서 x축은 총 유리 두께를 나타내고 y축은 유리 처짐량, 즉 휘어진 정도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, [곡면 박판 유리의 두께]/[곡면 후판 유리의 두께]인 AR(Asymmetry ratio)은 0.1 내지 0.5 범위를 만족할 수 있다. AR이 작아질수록 상기 곡면 박판 유리의 두께는 얇아지고, 상기 곡면 후판 유리의 두께는 두꺼워짐을 의미한다. 도 2를 참고하면, 상기 곡면 박판 유리와 곡면 후판 유리의 두께 비를 전술한 범위로 조절하여, 곡면 접합 유리의 휘어진 정도를 낮추어 강성을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 곡면 박판 유리 및 곡면 후판 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 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 곡면 박판 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 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수함과 동시에, 효과적으로 박형화, 경량화될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리의 두께는 2 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 유리의 두께는 2.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 상기 곡면 후판 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 곡면 박판 유리 및 곡면 후판 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 후판 유리 및 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는, 기존의 약 2.1 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리 2개가 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 곡면 후판 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 판상의 박판 유리로부터 탄성 변형되어 형성된 것일 수 있다. 도 1을 참고하면, 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리(300)의 오목한 면에, 곡면 박판 유리(300)의 말단에서 내부 방향으로 압축 응력이 형성될 수 있다. 오목한 면 상에 압축 응력이 형성된 상기 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.1 내지 1:1.3일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도 비는 1:1.12 내지 1:1.27, 1:1.15 내지 1:1.25, 또는 1:1.2 내지 1:1.23일 수 있다. 상기 곡면 후판 유리보다 높은 경도를 보유하는 상기 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리의 오목한 면은 내마모성, 내스크레치성 및 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 비커스 경도는 5.5 GPa 이상 7 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 유리는 5.8 GPa 이상 6.9 GPa 이하, 6.0 GPa 이상 6.7 GPa 이하, 또는 6.2 GPa 이상 6.5 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도 값을 가지는 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성, 내마모성 및 내구성 등이 우수할 수 있다. 전술한 범위의 비커스 경도를 가지는 곡면 박판 유리를 사용함으로써, 상기 곡면 접합 유리의 내충격성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 곡면 박판 유리의 제조원가를 절감하여, 상기 곡면 접합 유리의 제조 비용을 감축시킬 수 있다. 또한, 상기 곡면 후판 유리는 5.2 GPa 이상 5.8 GPa 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다.
상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 후판 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 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 후판 유리의 비커스 경도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.3 내지 1:1.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 비는 1:1.35 내지 1:1.49, 1:1.37 내지 1:1.45, 또는 1:1.39 내지 1:1.45일 수 있다. 상기 곡면 박판 유리는 상기 곡면 후판 유리 대비 전술한 범위의 파괴인성을 보유하고 있어, 곡면 접합 유리의 파손강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 박판 유리의 파괴인성 값은 1.0 MPa·m1/2 이상 1.3 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 박판 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 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 내충격성이 우수할 수 있다.
또한, 상기 곡면 후판 유리의 파괴인성 값은 0.7 MPa·m1/2 이상 0.85 MPa·m1/2 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 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 곡면 박판 유리 및 곡면 후판 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 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 후판 유리의 파괴인성 값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 탄성계수 비는 1:1.01 내지 1:1.2일 수 있다. 구체적으로, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 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 곡면 박판 유리는 상기 곡면 후판 유리 대비 전술한 범위의 탄성계수를 보유하고 있어, 상기 곡면 접합 유리는 상기 곡면 후판 유리 보다 경량, 박형인 곡면 박판 유리를 포함하는 경우에도 강건한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 박판 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. 또한, 상기 곡면 후판 유리는 65 GPa 이상 75 GPa 이하의 탄성계수를 가질 수 있다.
상기 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 후판 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 곡면 박판 유리 및 상기 곡면 후판 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 다른 실시상태는 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 곡면 후판 유리를 준비하는 단계; 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 준비하는 단계; 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 상기 접합층의 일면을 접합시키는 단계; 상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 판상의 박판 유리를 상기 접합층의 타면 상에 위치시키는 단계; 및 상기 박판 유리를 탄성 변형시켜, 상기 접합층의 타면 상에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 제조 방법은 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 용이하게 제조할 수 있다. 구체적으로, 곡률반경이 상이한 일면 및 타면을 포함하는 접합층을 이용하여, 곡률반경이 상이한 곡면 후판 유리와 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
종래의 곡면 접합 유리를 제조하는 방법은, 열성형을 통해 곡면으로 성형된 후판 유리의 오목한 면 상에 접합층과 판상의 박판 유리를 순차적으로 구비시키고, 박판 유리를 탄성 변형시켜 곡면 접합 유리를 제조하였다. 이때, 열성형 방법은 상대적으로 곡률반경이 작은 곡면 박판 유리를 제조할 수 있으나, 유리에 열을 가하지 않고 탄성 변형시키는 냉간성형 방법은 열성형 방법 대비 상대적으로 곡률반경이 큰 곡면 박판 유리를 제조할 수 있다. 즉, 냉간성형 방법을 이용하는 경우, 열성형 방법으로 성형된 곡면 박판 유리와 같이 작은 곡률반경을 가지는 곡면 박판 유리를 제조하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 종래의 곡면 접합 유리를 제조하는 방법과 같이, 열성형으로 성형되어 작은 곡률반경을 가지는 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 판상의 박판 유리를 탄성 변형시키는 경우, 탄성 변형되는 박판 유리가 파손되거나 좌굴(buckling)되는 문제가 발생되었다. 이에, 종래의 곡면 접합 유리를 제조하는 방법은, 박판 유리가 파손 없이 탄성 변형될 수 있는 곡률반경(이하, 한계 곡률반경이라 함)까지 후판 유리를 열성형하고, 박판 유리를 탄성 변형시켜 곡면 접합 유리를 제조하였다. 즉, 제조되는 곡면 접합 유리의 볼록한 면과 오목한 면의 곡률반경은, 냉간성형 방법으로 성형되는 곡면 유리의 곡률반경을 가질 수 밖에 없는 한계가 있었다.
반면, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 이용함으로써, 냉간성형 방법의 한계 곡률반경보다 작은 곡률반경을 가지는 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에, 판상의 박판 유리를 탄성 변형시켜 접합하는 경우에도, 곡면 박판 유리의 파손 없이 원하는 곡률을 가지는 곡면 접합 유리를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 제조되는 곡면 접합 유리의 볼록한 면은 냉간성형 방법의 한계 곡률반경보다 작은 곡률반경을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리의 제조 방법은, 종래의 냉간성형 방법으로 제조된 곡면 접합 유리보다 곡률이 작은 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 접합 유리를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 곡면 후판 유리(100)의 오목한 면 상에 접합층(200)의 일면(A)을 접하여 구비시키고, 접합층(200)의 오목한 타면(B) 상에 판상의 박판 유리(300)를 구비시킨 후, 박판 유리(300)를 탄성 변형시켜 곡면 접합 유리를 제조하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 후판 유리를 준비하는 단계는 당업계에서 유리를 곡면으로 성형하는 공지된 방법을 이용하여, 후판 유리를 곡면으로 성형할 수 있다. 일 예로, 자중성형 방법 또는 압착성형 방법을 이용하여 곡면 후판 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 접합층을 준비하는 단계는 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률반경을 가지는 일면을 포함하는 접합층을 준비할 수 있다. 곡률반경이 실질적으로 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. 즉, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경과 상기 접합층 일면의 곡률반경은 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층의 타면 상에서 탄성 변형되는 박판 유리는 상기 접합층의 타면의 형태와 동일한 형태를 가지는 곡면 박판 유리로 성형될 수 있다. 즉, 상기 곡면 박판 유리는 상기 접합층 타면의 제2 곡률반경과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 판상의 박판 유리가 탄성 변형되는 과정에서, 박판 유리는 상기 접합층의 타면 상에 지지되어 탄성 변형되고, 탄성 변형된 곡면 박판 유리의 볼록한 면은 상기 접합층의 오목한 면 상에 정합될 수 있다. 이에 의해, 상기 판상의 박판 유리는 상기 접합층 타면의 제2 곡률반경과 동일한 곡률반경을 가지는 곡면 박판 유리로 성형될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층을 준비하는 단계는, 당업계에서 부재에 곡률을 부여하는 공지된 방법을 이용하여, 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 제조할 수 있다. 일 예로, 판상의 접합층을 곡면으로 성형한 후, 접합층의 일면을 연마하여 제1 곡률반경을 갖도록 하고, 접합층의 타면을 연마하여 제2 곡률반경을 갖도록 할 수 있다. 또는, 곡면으로 성형된 접합층의 일면 및 타면을 레이저로 재단하여, 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법은 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 상기 박판 유리를 탄성 변형시킬 수 있다. 따라서, 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법은 유리에 열을 가하지 않고 박판 유리를 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 박판 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 박판 유리를 탄성 변형시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 판상의 박판 유리로부터 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리의 오목한 면에 압축 응력이 형성될 수 있다. 도 3을 참고하면, 탄성 변형된 상기 곡면 박판 유리(300)의 오목한 면에, 곡면 박판 유리(300)의 말단에서 내부 방향으로 압축 응력이 형성될 수 있다. 오목한 면 상에 압축 응력이 형성된 상기 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리는 우수한 기계적 물성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.2 내지 1:1.8일 수 있다. 즉, 상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경의 비는 1:1.2 내지 1:1.8일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.4 내지 1:1.6, 1:1.2 내지 1:1.5, 또는 1:1.6 내지 1:1.8일 수 있다. 상기 접합층의 일면이 가지는 제1 곡률반경과 접합층의 타면이 가지는 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 다양한 곡률을 가지는 곡면 접합 유리를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경과 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경이 현저하게 차이가 나는 것을 방지하여, 제조되는 곡면 접합 유리의 기계적 물성 및/또는 광학적 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비를 전술한 범위로 조절함으로써, 판상의 박판 유리가 탄성 변형되는 과정에서 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 곡면 후판 유리의 곡률반경과 곡면 박판 유리의 곡률반경이 현저하게 차이가 나는 것을 방지하여, 곡면 접합 유리을 통해 보이는 물질이 시각적으로 왜곡되는 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층은 단곡면 또는 복곡면을 가지는 것일 수 있다. 즉, 상기 접합층의 일면 및 타면은 단곡면 또는 복곡면을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 접합층은 1축으로 성형되어 1방향으로만 곡률을 가지는 단곡면 형태의 곡면 접합층일 수 있다. 또한, 상기 접합층은 2축으로 성형되어 다방향으로 곡률을 가지는 복곡면 형태의 곡면 접합층일 수 있다. 일 예로, 복곡면 형태의 곡면 접합층은 포물면(paraboloid)을 가질 수 있다.
상기 복곡면 접합층의 일면에 접합되는 상기 곡면 후판 유리는 복곡면 형태의 곡면 유리일 수 있다. 일 예로, 판상의 후판 유리를 2축으로 성형하여 상기 복곡면 접합층의 일면과 동일한 곡률반경을 가지는 복곡면 후판 유리를 제조할 수 있다.
또한, 상기 복곡면 접합층의 타면에 접합되는 상기 곡면 박판 유리는 복곡면 형태의 유리일 수 있다. 구체적으로, 복곡면 접합층의 타면 상에서 판상의 박판 유리가 탄성 변형되어, 복곡면을 가지는 곡면 박판 유리가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 단곡면 형태 또는 복곡면 형태의 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층 일면의 제1 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다. 즉, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 일면 및 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 800 R 이상 1200 R 이하, 1000 R 이상 1400 R 이하, 또는 1200 R 이상 1600 R 이하일 수 있다. 또한, 복곡면 접합층의 일면 및 복곡면 후판 유리의 곡률반경은 1600 R 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다. 즉, 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 타면 및 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경은 각각 1500 R 이상 4500 R 이하, 2000 R 이상 3500 R 이하, 2200 R 이상 3000 R 이하, 또는 2500 R 이상 2700 R 이하일 수 있다. 전술한 곡면 박판 유리의 곡률반경 범위는, 탄성 변형된 곡면 박판 유리에 파손이 발생되지 않는 곡률반경의 범위일 수 있다.
또한, 복곡면 접합층의 타면 및 복곡면 박판 유리의 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상대적으로 작은 곡률반경을 가지는 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에, 곡면 박판 유리의 볼록한 면을 파손 없이 접합할 수 있다. 또한, 상기 곡면 후판 유리의 곡률반경 및 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경을 전술한 범위로 조절함으로써, 다양한 곡률을 가지는 곡면 접합 유리를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층은 25 ℃ 이상 140 ℃ 이하의 온도에서 고상인 것일 수 있다. 전술한 범위에서 고상인 상기 접합층은, 상기 판상의 박판 유리를 탄성 변형시키는 온도 범위인 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하에서 고상을 유지할 수 있다. 따라서, 판상의 박판 유리가 탄성 변형되는 과정에서, 상기 접합층은 상기 박판 유리를 효과적으로 지지할 수 있고, 제조되는 곡면 박판 유리의 표면 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 곡면 접합 유리를 후처리하는 온도 범위인 80℃ 이상 140℃ 이하에서, 상기 접합층을 고상을 유지할 수 있어, 곡면 접합 유리의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 온도 범위에서 고상인 접합층을 이용하여, 광학적 품질이 우수한 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다. 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 상기 접합층을 구비시키는 과정에서, 상기 곡면 후판 유리와 상기 접합층 사이에 이물질이 유입될 수 있다. 또한, 상기 접합층의 오목한 면 상에 상기 판상의 박판 유리를 구비시키는 과정에서, 상기 접합층과 상기 판상의 박판 유리 사이에 이물질이 유입될 수 있다. 다만, 판상의 박판 유리, 접합층 및 곡면 후판 유리를 진공백에 넣고, 진공백 내부를 진공상태로 만들어 상기 판상의 박판 유리를 탄성 변형시키는 과정 중에, 곡면 후판 유리와 접합층 사이, 곡면 박판 유리와 접합층 사이에 잔존하는 이물질은 곡면 접합 유리의 외부로 배출될 수 있다.
반면, 액상의 접합층을 사용하는 경우, 액상의 접합층 내로 유입되는 이물질은 박판 유리를 탄성 변형시키는 과정 중에 외부로 배출되지 못하고, 판상의 박판 유리를 탄성 변형시키는 과정 중에 액상의 접합층 내에 기포가 발생될 수 있다. 또한, 액상의 접합층을 사용하는 경우에는 박판 유리를 탄성 변형시키는 것이 용이하지 않은 문제가 있다. 즉, 액상의 접합층을 사용하는 경우, 박판 유리를 탄성 변형시키는 것이 어려우며, 제조되는 곡면 접합 유리의 광학적 품질이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 고상의 접합층을 사용함으로써, 광학적 품질이 우수한 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층의 탄성계수는 10 MPa 이상 3000 MPa 이하일 수 있다. 구체적으로, JIS-K6251-1 준하여, 24 ℃ 및 35 RH% 분위기에서 측정한 상기 접합층의 탄성계수는 10 MPa 이상 3000 MPa 이하일 수 있다. 또한, 상기 접합층의 탄성계수는 50 MPa 이상 2500 MPa 이하, 100 MPa 이상 2000 MPa 이하, 500 MPa 이상 1500 MPa 이하, 700 MPa 이상 1000 MPa 이하, 10 MPa 이상 500 MPa 이하, 600 MPa 이상 2000 MPa 이하, 2200 MPa 이상 3000 MPa 이하일 수 있다. 전술한 범위의 탄성계수를 가지는 상기 접합층은, 상기 판상의 박판 유리가 탄성 변형되는 과정에서, 상기 박판 유리를 효과적으로 지지할 수 있고, 제조되는 곡면 박판 유리의 표면에 크랙, 좌굴 등이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 반면, 액상의 접합층을 사용하는 경우, 액상의 접합층은 탄성 변형되는 박판 유리를 효과적으로 지지할 수 없어, 제조되는 곡면 박판 유리가 파손되거나, 곡면 박판 유리의 표면에 크랙, 좌굴 등이 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 범위의 탄성계수를 가지는 접합층을 사용함으로써, 표면 품질이 우수한 곡면 박판 유리를 포함하는 곡면 접합 유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접합층으로 전술한 물성을 만족하는 것이라면, 당업계에서 접합층으로 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 접합층은 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐리덴불화물(polyvinylidenefluoride), 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리메타크릴산(polymethy lmethAcrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 아크릴로나이트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 곡면 접합 유리의 제조 방법은, 상기 곡면 접합 유리를 80℃ 이상 140℃ 이하의 온도, 5 bar 이상 20 bar 이하의 압력 분위기에서 후처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제조된 곡면 접합 유리를 전술한 분위기에서 후처리함으로써, 상기 접합층에 포함된 가소제 등의 물질을 제거하여 접합층을 단단하게 할 수 있다. 또한, 상기 곡면 후판 유리와 상기 접합층 사이, 상기 접합층과 상기 곡면 박판 유리 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
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 박판 유리로 준비하였고, 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 2.0 mm의 두께를 가지는 소다라임 유리를 후판 유리로 준비하였다. 상기 무알칼리 유리의 탄성계수는 78 GPa, 비커스 경도는 6.3 GPa, 파괴 인성은 1.20 MPa·m1/2이었고, 상기 소다라임 유리의 탄성계수는 72 GPa, 비커스 경도는 5.6 GPa, 파괴 인성은 0.85 MPa·m1/2이었다. 또한, 접합층으로 고상의 폴리비닐부티랄(EASTMAN 社) 필름을 준비하였고, 24 ℃ 및 35 RH% 분위기에서 측정한 접합층의 탄성계수는 505 Mpa이었다.
먼저, 후판 유리를 600 ℃에서 60 초간 가열하며 자중을 이용하여 곡면으로 성형하여, 곡면 후판 유리를 제조하였다. 곡면 후판 유리의 곡률반경은 약 1000 R이었다. 이후, 접합층을 곡면으로 성형하고 접합층 일면 및 타면을 연마하여, 일면의 곡률반경이 약 1000 R, 타면의 곡률반경이 약 1300 R인 곡면의 접합층을 제조하였다.
이후, 진공백 안에서 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 접합층의 볼록한 일면을 접합하고, 접합층의 오목한 타면 상에 박판 유리가 인접하도록 위치시켰다. 이후, 진공백을 밀봉하고, 약 20 ℃, 0.4 torr의 분위기에서 진공링으로 압착하여 판상의 박판 유리를 탄성 변형시켜, 접합층의 타면 상에 곡면 박판 유리가 접합된 곡면 접합 유리를 제조하였다. 이후, 곡면 접합 유리를 진공백에서 꺼내어 오토클레이브에 넣고, 130 ℃, 10 bar 의 조건으로 처리하여 최종적으로 곡면 접합 유리를 제조하였다.
제조된 곡면 접합 유리는 볼록한 면에서 약 1000 R의 곡률반경을 가지고, 오목한 면에서 약 1300 R의 곡률반경을 가지는 것을 확인하였다. 또한, 제조된 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 박판 유리에 크랙이나 좌굴 등이 발생되지 않는 것을 확인하였으며, 곡면 박판 유리와 접합층 사이 및 곡면 후판 유리와 접합층 사이에 들뜸 및 기포가 발생되지 않는 것을 확인하였다.
실시예
2
상기 실시예 1과 동일한 후판 유리 및 박판 유리를 준비하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 곡률반경이 약 1000 R인 곡면 후판 유리를 제조하였다. 이후, 탄성계수가 505 Mpa인 열가소성 폴리우레탄 필름(EASTMAN 社)을 접합층으로 준비하고, 접합층을 곡면으로 성형하고 접합층 일면 및 타면을 연마하여, 일면의 곡률반경이 약 1000 R, 타면의 곡률반경이 약 1400 R인 곡면의 접합층을 제조하였다.
이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 곡면 접합 유리를 제조하였다. 제조된 곡면 접합 유리는 볼록한 면에서 약 1000 R의 곡률반경을 가지고, 오목한 면에서 약 1400 R의 곡률반경을 가지는 것을 확인하였다. 또한, 제조된 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 박판 유리에 크랙이나 좌굴 등이 발생되지 않는 것을 확인하였으며, 곡면 박판 유리와 접합층 사이 및 곡면 후판 유리와 접합층 사이에 들뜸 및 기포가 발생되지 않는 것을 확인하였다.
비교예
1
상기 실시예 1과 동일한 후판 유리 및 박판 유리를 준비하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 곡률반경이 약 1000 R인 곡면 후판 유리를 제조하였다. 이후, 탄성계수가 505 Mpa인 열가소성 폴리우레탄 필름(EASTMAN 社)을 접합층으로 준비하고, 일면과 타면의 곡률반경이 약 1000 R인 곡면의 접합층을 제조하였다.
이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 접합층의 타면 상에서 박판 유리를 탄성 변형시켰다. 탄성 변형된 박판 유리와 접합층 사이에 들뜸이 발생되었고, 탄성 변형된 박판 유리에 다수의 파손이 발생되는 것을 확인하였다.
비교예
2
상기 실시예 1과 동일한 후판 유리 및 박판 유리를 준비하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 곡률반경이 약 1000 R인 곡면 후판 유리를 제조하였다. 이후, 탄성계수가 505 Mpa인 열가소성 폴리우레탄 필름(EASTMAN 社)을 접합층으로 준비하고, 접합층을 곡면으로 성형하고 접합층 일면 및 타면을 연마하여, 일면의 곡률반경이 약 1000 R, 타면의 곡률반경이 약 1900 R인 곡면의 접합층을 제조하였다.
이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 접합층의 타면 상에서 박판 유리를 탄성 변형시켰다. 제조된 곡면 접합 유리에 포함되는 곡면 박판 유리에 크랙이나 좌굴 등이 발생되지 않는 것을 확인하였으나, 곡면 접합 유리를 통해 물체를 관찰 시에, 물체의 형상이 시각적으로 크게 왜곡되는 것을 확인하였다.
비교예
3
상기 실시예 1과 동일한 후판 유리 및 박판 유리를 준비하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 곡률반경이 약 1000 R인 곡면 후판 유리를 제조하였다. 이후, 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 액상의 점착제(UVLAM, Kalentec 社)를 도포하였다.
이후, 진공백 안에서 액상의 점착제 상에 박판 유리를 적층하고, 진공백을 밀봉한 후, 약 20 ℃, 0.4 torr의 분위기에서 진공링으로 압착하였으나, 박판 유리가 탄성 변형되지 못하는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 곡면 박판 유리의 제조 방법은 곡률반경이 상이한 곡면 박판 유리와 곡면 후판 유리를 용이하게 접합할 수 있다. 또한, 제조되는 곡면 박판 유리의 기계적 물성 및/또는 광학적 물성이 우수할 수 있다.
100: 후판 유리
200: 접합층
300: 박판 유리
200: 접합층
300: 박판 유리
Claims (16)
- 제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층;
상기 접합층의 일면에 접하여 구비되는 곡면 후판 유리; 및
상기 접합층의 타면에 접하여 구비되고, 상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 곡면 박판 유리;를 포함하고,
상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것이고,
상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.2 내지 1:1.8인 것이고,
상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 상기 곡면 박판 유리의 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하인 것인 곡면 접합 유리. - 청구항 1에 있어서,
상기 접합층은 단곡면 또는 복곡면을 가지는 것인 곡면 접합 유리. - 청구항 1에 있어서,
상기 접합층의 일면은 상기 곡면 후판 유리의 오목한 면과 정합되고, 상기 접합층의 타면은 상기 곡면 박판 유리의 볼록한 면과 정합되는 것인 곡면 접합 유리. - 청구항 1에 있어서,
상기 곡면 후판 유리에 인접하는 상기 곡면 박판 유리 면의 반대면에 압축 응력이 형성되는 것인 곡면 접합 유리. - 청구항 1에 있어서,
상기 곡면 후판 유리와 상기 곡면 박판 유리의 두께 비는 1:0.1 내지 1:0.5인 것인 곡면 접합 유리. - 청구항 1에 있어서,
상기 곡면 박판 유리의 두께는 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하인 것인 곡면 접합 유리. - 곡면 후판 유리를 준비하는 단계;
제1 곡률반경을 가지는 일면 및 제2 곡률반경을 가지는 타면을 포함하는 접합층을 준비하는 단계;
상기 곡면 후판 유리의 오목한 면 상에 상기 접합층의 일면을 접합시키는 단계;
상기 곡면 후판 유리의 두께보다 얇은 판상의 박판 유리를 상기 접합층의 타면 상에 위치시키는 단계; 및
상기 박판 유리를 탄성 변형시켜, 상기 접합층의 타면 상에 접합하여 곡면 접합 유리를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작은 것이고,
상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경의 비는 1:1.2 내지 1:1.8인 것이고,
상기 곡면 후판 유리의 곡률반경은 탄성 변형된 박판 유리의 곡률반경보다 작은 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 삭제
- 청구항 9에 있어서,
상기 제2 곡률반경은 1200 R 이상 5000 R 이하인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 접합층은 단곡면 또는 복곡면을 가지는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 접합층의 탄성계수는 10 MPa 이상 3000 MPa 이하인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 접합층은 25 ℃ 이상 140 ℃ 이하의 온도에서 고상인 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 상기 박판 유리를 탄성 변형시키는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 곡면 접합 유리를 80℃ 이상 140℃ 이하의 온도, 5 bar 이상 20 bar 이하의 압력 분위기에서 후처리하는 단계를 더 포함하는 것인 곡면 접합 유리의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020180004484A KR102257831B1 (ko) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 곡면 접합 유리 및 곡면 접합 유리의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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Patent Citations (1)
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