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          강화유리의 자파(自破)현상에 관하여
          분류:공지   페이스북 트위터 
          작성자 : | 조회: 22,525 | 날짜: 2018-12-07 09:40:48

          안녕하세요 은하수웰바스입니다.

          간혹가다가 뉴스 보시면 샤워부스 유리가 저절로 깨지는 소식이 들리곤 합니다.

          별다른 충격이 없었는데 갑자기 유리가 터지듯이 깨지는 경우가 있습니다.

          사람이 없을 때 그렇다면 불행 중 다행이겠지만, 사람이 있을 때면 조금은 위험할 수 있습니다.


          다만, 강화유리는 일반유리와는 다르게 날이 바짝 선 채로 깨지는 것이 아니라

          육각형 모양으로 조각이 납니다. (물론 위험으로부터 완전히 자유롭다는 말은 아닙니다.)

          때문에 은하수웰바스에서는 비산방지를 위해 유리에 시트지를 붙이는 것을 권해드립니다.


          시트지를 붙이는 경우, 자파현상이 일어나든, 충격에 의해 깨지든, 

          파편이 시트지에 붙어 파편이 튀는 것을 최소한으로 줄일 수 있기 때문입니다.

          비산방지필름이 부착된 제품들이 있지만, 도어에는 그렇지 않습니다.

          시트지는 직접 붙이셔도 되고, 저희 은하수웰바스에 일정 추가금액만 지불해주시면 붙여드립니다.


          밑에 글은 강화유리의 자파현상에 관하여 잘 설명된 글이 있어

          블로그에 댓글을 남겨 제 블로그에도 퍼가고, 여기에도 퍼왔습니다.

          참고하시면 좋을 듯 싶습니다.


          강화유리의 자파(自破)현상

           

           

          ○ 자파현상이란?

          강화유리 자파현상이란 외부 충격을 받지 않고 저절로 깨지는 현상

           

          ○ 강화유리

          1. 강화유리란 판유리를 연화점 이상으로 재가열한 후 찬공기로 급속냉각하여 압축응력을 유리표면에 만들어 파괴강도를 증가시킨 유리

          2. 냉각시 유리표면에 압축응력이 발생하고 내부에는 인장응력이 발생함.

          3. 실온상태에 도달시 한 장의 유리에는 인장응력과 압축응력의 균형이 이루어짐

          4. 유리표면은 영구적으로 압축응력으로 둘러 싸임

          5. 강한 충격으로 내부의 인장응력층까지 충격이 전파되면 응력균형이 깨지고 유리가 잘게 파손


           


            

          ○ 유리파손의 원인

          1. 열충격(Thermal shock)

          2. 압력(Applied pressure)

          3. 예리한 물체의 외부충격(Impact)

          4. 자연파손

           

          ○ 자파(自破)의 원인

          1. 니켈황화물이 강화유리를 만들기 위한 열처리 과정 뒤 수축했다가 다시 팽창해 파손

          2. 유리내부가 불균등하게 강화

          3. 판유리를 자르는 과정에서 미세한 흠집이 생기는 경우

          4. 시공시 유리의 가장자리가 창호 프레임에 닿은 경우

           

          ○ 피해 발생 대책

          1. 열간유지시험(Heat Shock Test) : 자파가능성 있는 유리를 소비자에게 인도하기 전에 열처리 테스트 과정을 통해 미리 파손시킴

          2. 안전(비산방지)필름 시공 : 자파로 인한 유리의 비산을 방지

          3. 안전시공 : 주변환경, 위치, 용도, 안정성 여부에 따라 적절한 유리 선택 및 시공


           

          ○ 강화유리는 절단가능한가?

          1. 강화유리를 다시 절단하는 것은 불가능하다.

          2. 즉 강화처리하기 전에 정해진 크기 혹은 모양으로 절단해 두어야 한다.

          3. 강화유리 표면에는 외부 하중에 견딜 수 있도록 압축응력이 형성되어 있으며, 

          유리 내부에는 이를 보완하기 위해 인장응력이 형성되어 균형을 이루고 있는 상태이다. 

          따라서 절단에 의한 외부 균열이 가해질 경우 원하는 절단방향으로 균열이 진행되는 것이 아니라 

          순간적으로 잘게 파괴되는 현상이 나타난다.

           

           

           

          ○ 복층유리 내부는 진공상태인가?

          1. 복층유리는 유리와 유리사이에 공간을 두어 단열성 및 방음성을 높인 유리

          2. 유리와 유리 사이 공간은 외기압의 건조공기로 채워져 있으며, 건조공기는 열이나 음파의 전도를 차단하기 때문에 단열성 및 차음성이 좋아지게 됨.

          3. 복층유리는 유리와 유리 사이의 간격을 유지하기 위해 알루미늄 혹은 플라스틱 소재로 된 막대기 모양의 스페이서(spacer)를 사용하며, 

          이러한 스페이서 안에는 일반 공기에 포함된 습기를 흡수할 수 있는 건조제가 들어 있음.

          4. 이 건조제에 의해 공기에 포함된 미량의 수분이 제거되며, 복층유리는 1차적으로 스페이서에 의해 접착을 한 후, 

          2차로 복층유리 테두리를 실란트(sealant, thiokol)로 마감

          5. 최근에는 단열성을 더욱 향상시키기 위해 열전도율이 더 낮은 Ar(argon) 가스를 주입하는 경우도 있음.

          6. 아르곤 가스는 불활성 가스로 인체에 해가 전혀 없으며, 또한 복층유리 사이를 진공으로 유지할 경우에는 

          열의 전도성이 더욱 떨어져 단열효과가 더 높아짐.

           

           

          ○ 유리 파손의 비밀(어느날 갑자기 이유도 없이 깨진 유리.. 원인은?)

          1. 와장창, 순식간에 쏟아져 내리는 강화유리. 너무 순식간에 일어난 일이라 당황

          2. 지나던 누군가 비비총을 쐈다, 혹은 지나던 차량에 튄 돌멩이가 유리로 날아들었다, 주변에 아무 것도 없었는데 갑자기 깨졌다… 

          수많은 추측과 확실하지 않은 증언들이 쏟아져 나온다.

          3. 이럴 때 필요한 것이 감식, 감정을 통해 나오는 과학수사다. 경찰청에서 현장감식요원이 나왔다. 

          파손된 유리 조각들을 가만히 살펴보더니 빙그레 웃는다. 그가 알게 된 유리 파손의 비밀은과연 무엇일까?

          4. 의도적 파손이냐?, 자연파괴 현상이냐?

          5. 외부의 힘에 의한 파손인지 자연파괴 현상인지 알아보는 것은 의외로 쉽다. 

          외력에 의해 유리가 파손되었을 경우에는 맞은 부위에 구멍이 뚫리기 때문. 쇠구슬이나 새총에 맞았다면 꼭 그만한 구멍이 생기고 유리에 방사형으로 금이 간다.

           이때 보이는 구멍과 금은 가해진 힘의 크기, 형태, 속도, 각도에 따라 달라진다. 

          이런 방사형 금이나 천공이 없다면 그것은 자연파괴 현상이라 봐도 무난하다. 유리는 생각 외로 자연파괴가 잘 되는 물질이기도 하다. 

          이것을 잘 이해하자면 유리가 어떻게 만들어 지는지를 먼저 알아야 한다.


           

          ○ 깨지기 쉬운 유리의 성질

          1. 유리는 규사, 탄산나트륨, 탄산칼슘 등을 고온으로 녹인 뒤 냉각하면 생기는 투명한 물체, 일반적으로 융해된 액체를 냉각하면 

          일정 온도에서 응고하여 결정이 되지만 어떤 종류는 냉각해도 응고되지 않고 점차 점성이 증가, 

          굳은 고형물이 되는데 이와 같은 상태를 비결정 고형물이라 함. 유리는 바로 이런 상태

          2. 겉보기는 고체지만 고체 특유의 결정 구조를 가지지 않는 불규칙한 망목상으로 연결되어 있는 것임.


          ○ 강화유리는 일반유리에 비해 자연파손율이 높아

          1. 특히 요즘 많이 보급된 강화유리는 규석을 녹여 만든 일반 유리에 다시 7백도 열을 가해 만든 것으로 더욱 자연적으로 깨지기 쉽다.

          2. 문제의 발단은 규석 안 니켈 성분과 아황산가스가 결합되어 생기는 황화니켈. 강화유리를 급속으로 냉각시킬 때 

          이 황화니켈은 냉각되지않고 고온상으로 남아있게 된다.

          3. 때문에 팽창된 부피의 황화니켈은 유리에 균열을 만들게 된다. 이것이 시간이 지난 후에도 자체 균열이 발생할 수 있는 이유이다.

           

          ○ 육각형 형태를 찾아라!

          1. 다시 현장으로 돌아와 깨진 유리 조각을 보던 과학 현장감식요원은 “이 유리는 자연파괴, 즉 스스로 깨진 것입니다”라는 진단으로 사건을 마무리했다. 

          균열의 중심부에 자리 잡은 육각형 모양의 유리 조각들을 찾아냈기 때문

          2. 황화니켈의 팽창에 의해 자연파괴 되었는지를 알아보기 위해서는 우선 균열의 중심부를 찾아야 함. 

          거미줄 형태로 깨진 유리조각들을 따라가다 보면 중심부에 육각형 모양 두 개가 마주보게 겹쳐져 있는 모습을 볼 수 있다. 

          각형 형태의 두 유리조각은 다른 조각에 비해 크고 형태도 선명하게 육각형을 이루고 있다. 두 육각형은 붙어 있어 다르게 보면 나비 모양처럼 생기기도 함.

          3. 유리가 붙어있는 상황에서 육각형은 쉽게 찾아지지만 쏟아져 내린 후라면 유리 조각들 중 선명한 두 개의 육각형 조각을 찾아야 함.

          4. 그렇지 않고 만일 조그마한 구멍이 있고 그 주위로 방사형 형태의 그물 모양 유리조각이 발견된다면 그것은 외력에 의한 것이므로 

          그 구멍의 지름을 재봐야 함. 아쉽게도 우리는 어떤 강화유리가 자연 파손될지, 어떻게 해야 예방할 수 있는지 알 수 없음. 그러나 안심해도 된다. 

          유통되고 있는 강화유리 중 자연파괴되는 비율은 아주 낮기 때문



           

          ○ 기타

          1. 유리는 깨지기 쉬운 물질이다.

          2. 그러나 사람들은 냉각공기로 급랭시켜 표면압축응력을 높인 강화유리를 만들었다.

          3. 이 유리는 쉽게 깨지지 않고 깨지게 되더라도 산산조각으로 파손되어 사람이 크게 다치지 않는다. 

          더 나은 유리 품질을 위해 굴절률과 투과율에 대한 측정을 실시하고 경도와 표면 압축응력의 표준을 제시해야 한다. 

          빛의 굴절과 투과는 그대로 두고도 압축 응력을 높여 잘 깨지지 않는 유리를 만들어야 할 것이다.




          출처 : https://blog.naver.com/machun67/220903133556

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