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PVB필름 접합유리 품질 좌우
고품질의 접합유리 생산을 위한 PVB필름 선택 중요
발행일자 : 2019년03월20일 15시50분

접합유리 핵심소재로 안전성 최우선 

최근 건축물의 안전사고가 급증하면서 안전에 대한 이슈가 화두로 떠오르고 있다. 특히 건축물의 핵심 소재로 활용되고 있는 유리를 통한 안전사고는 해마다 늘어나고 있어 안전유리 적용에 대한 기준은 강화되고 있다. 

건축물에서 빠질 수 없는 소재가 유리이며 유리의 투명성을 이용하여 넓은 조망권을 얻고, 외부적으로 미려한 디자인을 연출할 수 있다. 하지만 유리는 깨지면 파편으로 인한 2차 상해를 입을 수 있어 안전성에 큰 문제를 안고 있다. 안전에 대한 화두는 과거부터 꾸준히 제기 되어 왔으며 건축물에서의 안전유리 적용확대로 이어졌다. 

가장 기본적인 안전유리 제품은 강화유리로 고온의 열처리 과정을 거쳐 일반유리보다 강도를 높여 안전성을 확보한 제품이다. 충격에 강하고 깨졌을 시에도 파편이 알갱이처럼 쏟아지기 때문에 베임등 2차 상해를 예방할 수 있다. 강화유리도 강한 충격에는 깨지고 2차 상해로 이어질 수 있는 요소를 갖고 있기 때문에 최근에는 우수한 안전성을 갖춘 접합안전유리의 필요성이 높아지고 있는 시점이다.

유리를 통한 2차 상해를 막아주는 핵심 소재 접합안전유리

접합유리는 최소 두 장의 판유리 사이에 투명하면서도 접착력이 강한 폴리비닐부티랄 필름(polyvinyl butyral film)을 삽입하고, 판유리 사이에 있는 공기를 완전히 제거한 뒤에 온도와 압력을 높여 완벽하게 밀착시켜 만들어지는 유리로서, 충격흡수력이 뛰어나며 파손이 되어도 필름이 유리파편의 비산을 방지하여 안전하며, 물체의 관통이 쉽지 않아 도난을 방지할 수 있기 때문에 기존 일반 강화유리의 단점을 보완, 많은 부문에서 대체 적용될 수 있는 안전한 유리이다.

외부로부터 오는 강한 물리적인 힘을 막는데 있어 강화유리보다 우수한 성능을 갖추고 있기 때문에 태풍등의 자연재해 및 유리를 통한 도난사고, 공공시설에서의 유리파편에 의한 2차 상해를 막아주어 궁극적인 안전을 보장해주는 유리가 접합유리이다. 건축용유리에 있어 무조건 강하다고 다 안전한 유리는 아니다. 보다 많은 사람들이 이용하고 안전이 더욱 필요한 부분에서는 강화유리보다는 접합유리를 적용하여 안전성을 높일 필요가 있다. 

최근 건축물 외장에 유리의 적용은 큰 폭으로 늘고 있다. 그 만큼 안전에 대한 개념도 크게 갖고 가야한다. 접합유리는 가장 기본적인 역할로 안전을 지켜주며 그 외적으로 필름의 적용에 따라 방범, 자외선차단, 소음차단등의 부가적인 역할까지 할 수 있어 높은 기능성을 갖추고 있다. 접합유리는 다중이 이용하는 시설이나, 어린이 및 노약자들이 이용하는 시설, 공공기관등의 설치가 우선되어야 한다.

접합안전유리의 기본으로 자리잡은 PVB필름, 높은 품질 수준 요구

접합유리의 가장 큰 핵심 소재는 유리와 유리 사이에 적용되는 소재에 있다. 우수한 내구성을 바탕으로 가장 보편적으로 사용되는 PVB필름에서부터 액상형 레진, EVA필름까지 접합유리는 소재와 가공방법에 따라 다양한 제품이 공급되고 있다. 


이중 PVB필름은 전체 건축용 접합유리 시장의 대부분을 차지하는 소재로 접합유리의 품질기준을 제시하고 안전성과 기능성을 동시에 충족하는 제품이다. 최초 접합안전유리의 필요성은 건축이 아닌 자동차에서 시작되었으며 1930년대에 PVB필름의 개발과 함께 자동차용 전면유리에 접합유리 적용기준이 확립됐다. 

접합유리는 단순히 유리가 깨졌을 때 비산방지등의 안전성만이 중요한 것이 아닌 유리를 통한 내외부를 연결해주는 제품으로 유리의 투명성은 유지하면서 외부환경에서도 오랫동안 변형이 없는 높은 품질 수준을 요구하게 되었고, PVB필름은 오랜 연구 끝에 적용된 접합유리 품질의 기본으로 자리잡고 있다. 

자동차용 유리의 안전 기준을 확립한 접합유리는 건축용유리 시장에서의 안전을 지키는 가장 큰 이슈로 부각됐으며 접합유리가 건축용유리의 안전을 지켜주는 핵심 소재로 부상한 것은 최근의 일이다. 유럽등 선진국들은 이미 오래전부터 건축물의 안전에 대한 경각심을 갖고 접합유리의 적용을 법제화하며 큰 성장을 이룬 반면 우리나라는 건축물의 안전에 대한 기준이 미비하여 불과 10여년 전까지도 전체 건축용유시장에서 접합유리의 적용 비율은 0.2~0.5%에 불과했던 것이 현실이었다. 

그 사이 우리나라에서도 태풍등 자연재해로 인한 유리파손 사례가 늘어나고 유리로 인한 각종 안전사고가 빈번하게 일어나면서 안전에 대한 인식의 확대가 법제도의 변화를 가져오고 있다. 접합유리의 적용비중은 큰 폭으로 증가하고 있으며 현재는 전체 건축용유리에서 5%이상의 적용비율을 나타내고 있다. 

유리는 광투과성, 내후성, 내화학성, 내마모성등 다른 재료를 통하여 쉽게 구현할 수 없는 장점을 가지나, 과다한 충격에 의한 파괴 시, 날카로운 파편의 발생으로 인해 위험하며, 외부로부터의 침입에 노출되는 단점이 있다. 접합안전유리의 가장 간단한 구조는 2장의 일반 또는 강화유리 사이에 접합필름을 사용하여 붙여 놓은 것으로, 요구되는 성능에 따라 3중, 4중등의 다중접합 안전유리도 쓰이고 있다. 

접합필름에 사용되는 물질로는 여러 가지가 있을 수 있으나, 물성 및 성능, 제조측면에서 PVB를 사용한 접합안전유리(PVB접합안전유리)가 가장 우수하다.

고품질의 PVB필름 적용과 정확한 제조방법을 통해 접합유리 생산 필수

PVB접합필름은 60~90%의 PVB 수지와 10~40%의 가소제를 주성분으로 하여 제조된다. PVB (Polyvinyl Butyral) resin은 PVA (Polyvinyl Alcohol)을 부틸화(Butylation)하여 제조하며, 부틸화도를 적절한 수준에서 조절하여, 유리와의 접합 시 접착력 수준이 필요 수준에 이를 수 있도록 한다. 

제조된 PVB 수지는 매우 질기고 단단하여, 판상으로 제조하더라도 접합유리제조 시 사용이 쉽지 않을 뿐 아니라, 유리와 접합하여 접합유리를 만들었을 때 관통성능(penetration resistance)을 확보하기가 어렵게 된다. 따라서 적정 수준의 가소제를 첨가하여, 유연성을 가진 필름형태로 가공하여 접합유리 제조에 사용하게 되며, 적용분야 및 요구 성능, 접합유리제조 방법에 따라 두께 및 접착력, 색상, 표면 거칠기 등이 다르게 된다. 

PVB 접합필름 두께는 최소 0.38mm를 시작으로 0.76mm, 1.14mm, 1.52mm제품이 국내에서는 가장 기본적으로 사용되고 있다. 이중 0.76mm는 자동차유리에도 적용되는 제품으로 국내에서도 가장 흔하게 적용되는 제품이다. 사용제품의 용도에 따라 안전성이 요구되는 곳에 적용되는 접합유리의 필름도 두꺼운 제품을 사용해야 한다. 필름의 두께가 두꺼울수록 충격에 의한 관통이 잘 일어나지 않고 안전성을 더 높일 수 있다. 

하지만 두꺼운 필름을 적용했을 시 필름가격과 유리, 생산방식에서의 비용증가로 인해 얇은 필름을 사용하는 경우가 많은 것이 사실이다. 기본적으로 실내를 중심으로 사람들이 많이 이동하는 공간에는 0.76mm의 필름을 적용해야 한다. 외부에 적용되는 유리는 그 보다 안전성을 높인 1.52mm의 필름을 적용해야 하며 0.38mm필름은 강한 충격에서의 높은 안전성을 확보하기 어려운 부분이 많다.

정확한 생산시스템이 PVB필름접합유리 품질의 핵심

PVB필름접합유리의 품질은 기본적으로 PVB필름의 품질이 중요하지만 생산과정에서의 정확한 품질 기준을 잡는 것이 무엇보다 중요하다.
이는 PVB필름을 유리에 접합하는 과정에서 먼지등의 불순물 침투나 접착이 제대로 되지 않을 시 유리에 먼지등의 불순물이 그대로 나타나고, 기포가 발생할 수 있으며 필름이 떨어지는 딜라미현상이 발생할 수 있다. 접합유리에서 가장 많이 발생하는 하자 사례는 제조과정에서의 잘못 된 방식으로 인해 발생하는 것이 대다수이다. 고품질의 필름을 선택해서 적용했다면 제조과정의 정확한 품질 시스템을 확립하는 것이 가장 중요하다. 

접합유리 제조에 있어 유리는 일반 플로트유리가 적용되고 상황에 따라 로이 및 색상등 코팅유리를 적용하여 제작된다. 생산방식은 판유리의 절단, 세척과정을 거쳐, 필름을 입히고 예압과정을 거친 후, 오토크레이브를 통한 본압과정을 통해 제품이 생산된다. 여기서 중요한 부분이 필름을 부착하는 단계로 외부의 이물질등이 침투할 수 있기 때문에 크린룸 시설이 완비되어야 한다. 

덧붙여 항온, 항습상태를 유지하여 필름이 유리에 부착될 때의 최상의 상태를 유지해줘야 하자가 발생하지 않는 고품질의 접합유리 생산이 가능하다. 필름은 롤형태로 공급되며 필름의 성분이 수분을 좋아하기 때문에 습기가 발생하지 않는 적정온도를 지켜줘야 한다. 부착시 습기가 들어가면 기포가 발생할 수 있고, 접착력이 떨어질 수 있기 때문에 하자가 발생하게 된다. 작업과정 뿐만 아니라 보관 및 운송시에도 방수 포장등의 관리가 반드시 필요하다. 

정확한 필름의 부착과정이 진행 됐다면 다음으로 예압공정이 진행되며 예압공정은 유리와 PVB필름 사이에 남아 있는 공기를 제거하고 본압과정의 준비단계로 모서리를 통한 공기 침투를 막기 위한 엣지 씰링을 진행하여 유리와 필름이 정확하게 자리를 잡고 부착되는 과정이다. PVB필름접합유리 생산에서 예압과정은 가장 중요한 파트이다. 정확한 공기제거와 부착과정의 핵심이며 최근에는 일반 판유리가 아닌 로이등 코팅유리가 많이 적용되기 때문에 컨벡션방식의 열효율을 높은 설비들이 도입되고 있다. 


마지막으로 본압과정인 오토크레이브 공정은 고온 고압 하에서 가공하여, 유리와 PVB필름이 완전히 접촉하도록 하여 두 물질사이의 접착력을 완결하고, 유리와 PVB필름사이에 남아 있는 공기와 PVB에 국부적으로 녹아있는 공기를 접합유리내의 PVB필름에 골고루 용해시킨다. 이와 함께 광학적인 왜곡현상도 해소한다. 고온에서 중간에 있는 PVB필름은 점도가 낮아져 흐름성을 갖게 되며, 전 가공단계에서 물리적인 힘에 의해 발생한 스트레스를 이 공정에서 해소하게 된다. 

또한 유리 성형단계에서 발생한 국부적인 공간을 흐름성이 좋아진 PVB가 채우게 된다. 그러나 과도한 PVB의 흐름은 결과적으로 최종성능에 좋지 않은 영향을 줄 수 있으므로 국부적인 성형의 불일치는 최소화 해야 한다. 생산이 완료된 제품은 반드시 정확한 검사를 통해 품질의 이상이 없는지를 체크하고 출고해야 한다. 

PVB접합안전유리는 기본적으로 안전성이 우수한 제품으로 적용이 확대되고 있다. 안전성과 함께 방범, 차음, 자외선 차단등 복합적인 기능성을 갖춰 매장등 상업용 시설에서의 도난을 방지하고, 아파트 저층부의 침입 및 소음등의 차단에도 탁월한 역할을 한다. 특히 필름제품도 다양한 칼라제품도 공급이 되고 있어 건축물의 디자인을 연출할 수 있고, 

다양한 공간에서의 활용성이 우수하다. 건축용유리는 우리 생활에 항상 밀접하게 닿아 있는 부분에 적용되기 때문에 안전이 무엇보다 중요한 시점에서 PVB필름접합유리 시장은 지속적으로 확대될 것으로 예상된다.

 

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