해외과학기술동향/다양한 형상으로 자를 수 있는 안전 유리판
2012년 10월 25일
 
충격에 강한 특성은 안전유리를 개발하는데 있어 우수한 특성이 된다. 그러나 유리판을 자르는 데에는 힘이 든다. 기존의 공정으로는 단지 유리를 직선으로 똑바로 자르는 것만이 가능하였다. 새로 개발된 방법은 어떠한 형상으로도 유리를 자르는 것을 가능하게 해준다.

프라운호퍼 실험실의 연구원들은 물결 모양으로 자르는 것이 가능한 안전 유리 판을 뒤셀도르프에서 10월 23일~26일에 개최되는 Glasstec 무역 쇼에서 선보인다.

만약 물질이 고층 건물의 유리 외관에 부딪히게 될 때 건물 아래를 지나는 보행자들에게 해를 주지 않기 위해서 유리는 산산조각으로 깨져 바닥으로 떨어지는 일이 일어나서는 안 된다. 더구나, 한 사람이 유리창 내부에서 떨어지지 않기 위해 유리판을 잡을 때 유리판은 단단하게 견뎌줘야 한다.

따라서 건축가 및 건물을 짓는 사람들은 고층 빌딩의 외관에는 적층된 안전 유리보다 더 강한 유리를 사용하여야 한다. 같은 원리가 자동차의 바람막이 창에도 적용된다. 안전유리는 보행자들이 유리가 깨져서 생기는 손상으로부터 보호해준다. 안전유리로 만들어진 상점의 창문은 도둑들로부터 진열 상품들을 보호해준다.

이 유리에 적용되는 원리는 찢어지는 특성에 강한 저항을 가진 필름이 유리판 사이에 삽입되어 있어 유리를 충격에 강하게 만드는 것이다. 만역 유리조각이 생긴다면 이들은 필름에 접착되어 있게 된다. 안전 유리판들은 필요한 크기로 잘라진 6×3.20미터 크기의 패널이 된다.

내부에 삽입되는 필름은 잘 찢어지지 않기 때문에 유리판은 간단하게 잘라지지 않는다. 처음에는 내부에 필름을 가지는 양 유리판들이 조각이 나고 균열이 가게 되며 그리고 나서 깨진 금은 자외선 가열물질로 가열된다. 열은 필름을 부드럽게 하고 칼이 틈새를 통해 지나갈 수 있을 때까지 강제적으로 반으로 떨어뜨리게 된다. 그러나 이런 방법은 단지 직선으로 자르는 데에만 사용할 수 있는 결점이 있다.

만약 건축가들이 둥근 형상과 같이 다양한 형상을 가진 창문을 원한다면 기존 방법은 안전 유리판이 형상을 가지게 만들고 이들을 손으로 떼어내는 것이다. 그러나 생긴 틈새가 너무 작아서 칼이 들어갈 수 있는 공간이 없다면 이는 또한 필름에도 유연하게 상처를 주게 된다. 틈새를 넓히기 위해서 그리고 궁극적으로 원하는 형태로 유리를 자르기 위해서 필름은 열과 알코올을 적용하여 당분간 불이 붙게 하여 유리를 부드럽게 만들어야 한다.

Freiburg에 있는 프라운호퍼 실험실 기계재료 IWM의 연구원들은 Hegla와 함께 작업하여 새로운 공정을 엔지니어드 하였다. “우리는 유리가 잘라져서 깨지기 전에 필름 내부를 잘랐다. 우리는 원하는 방법으로 유리를 자를 수 있게 레이저 빔을 사용하였다. 이는 우리가 또한 특이한 기하학적인 구조로 유리를 자를 수 있는 이유이다. 레이저 빔은 유리를 통과하고 에너지를 주로 필름에 방출한다. 필름은 용융되고 증기로 되기에 충분하게 뜨거워진다. 이러한 방법으로 하나의 채널이 필름에 생기고 필름은 부분적으로 분리된다. 필름이 잘라지면 유리는 형상대로 금이 만들어지고 필름 채널과 평행하게 잘라지게 된다. 이 과정은 자동화될 수 있고 산업적인 규모로 만들어질 수 있다”고 프라운호퍼 실험실 IWM의 과학자인 Tobias Rist는 설명한다.

연구원들은 뒤셀도르프에서 10월 23일~26일 개최되는 Glasstec 무역 교에서 높낮이가 있게 분리선을 가진 안전 유리를 전시한다.

레이저 공정도 소개될 예정이다. Hegla는 안전 유리를 새롭게 적층된 안전 유리의 형상을 만들 수 있는 절단 시스템 내에 통합할 것이며 산업적인 사용을 위해 최적화시킬 것이다. Hegla는 이미 곡선이 있는 유리 절단 공정에 대한 독일 및 유럽 특허를 받았다. 연구원들은 현재 이 공정을 보다 빠르게 할 수 있어 클록 속도(clock speed)를 증가시킬 수 있는 단계를 개발하고 있다.
(자료출처: http://radar.ndsl.kr/, http://www.fraunhofer.de/)
 
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