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KR100738461B1 - 자동차용 글레이징 - Google Patents

자동차용 글레이징 Download PDF

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KR100738461B1
KR100738461B1 KR1020060036950A KR20060036950A KR100738461B1 KR 100738461 B1 KR100738461 B1 KR 100738461B1 KR 1020060036950 A KR1020060036950 A KR 1020060036950A KR 20060036950 A KR20060036950 A KR 20060036950A KR 100738461 B1 KR100738461 B1 KR 100738461B1
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KR
South Korea
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film
scratch
weight
pmma
glazing
Prior art date
Application number
KR1020060036950A
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English (en)
Inventor
이혁렬
이형재
최성규
신재섭
김주연
Original Assignee
주식회사 에스폴리텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 자동차용 글레이징에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충격강도가 매우 강한 엔지니어링 플라스틱 소재인 폴리카보네이트를 주 원료로한 자동차용 글레이징에 관한 것이다.
본 발명은, 제1면 및 제2면의 양면을 가지는 판상의 폴리카보네이트판; 상기 폴리카보네이트판의 제1면에 형성된 자외선차단막; 상기 자외선차단막위에 형성된 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막; 상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제1내스크래치막; 상기 폴리카보네이트판의 제2면에 형성된 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막; 및 상기 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제2내스크래치막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 글레이징을 제공한다.
본 발명에 따르면 기존에 사용하던 유리에 비하여 가볍고 취급이 용이하며, 우수한 기계적 성능을 보이는 엔지니어링 플라스틱인 폴리카보네이트에 우수한 내스크래치성을 부여하면서도 내스크래치막과 폴리카보네이트의 결합이 견고하고, 우수한 광학적 특성을 발휘할 수 있는 자동차용 글레이징을 제공할 수 있다.
글레이징. 폴리카보네이트.

Description

자동차용 글레이징{Glazing for Automobile Vehicle}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 글레이징의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 글레이징의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **
10 : 폴리카보네이트판 20 : 자외선차단막
31 : 제1폴리메타크릴산메틸막 32 : 제2폴리메타크릴산메틸막
41 : 제1내스크래치막 42 : 제2내스크래치막
본 발명은 자동차용 글레이징에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충격강도가 매우 강한 엔지니어링 플라스틱 소재인 폴리카보네이트를 주 원료로한 자동차용 글레이징에 관한 것이다.
현재 자동차용 글레이징으로 주로 사용되는 것은 유리이다. 그러나, 유리는 무거워 취급에 어려움이 있고, 충격에 그다지 강하지 않고, 인장강도가 약해서 벤 딩모멘트에 대한 저항성 역시 떨어지므로 쉽게 깨지는 단점을 가지고 있다. 그러한 단점을 보완하기 위해 강화유리가 사용되고 있으나, 이러한 강화유리 역시 경량화에는 실패하여 그 취급이나 작업과정에 있어서 어려움이 있다.
이러한 자동차용 글레이징에 있어 유리의 대체제로 최근 강도가 강하고, 높은 광투과율을 보이는 엔지니어링 플라스틱 소재인 폴리카보네이트에 대한 연구가 진행되고 있으며, 특히 폴리카보네이트의 약점인 표면에 상처나 균열이 생기기 쉬운 결점을 보완하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
전술한 폴리카보네이트의 약점인 표면에 상처나 균열이 생기기 쉬운 결점을 보완하기 위하여 폴리카보네이트에 내스크래치성을 부여한 자동차용 글레이징 들이 제시되고 있는데, 내스크래치성이 있는 하드코팅제를 폴리카보네이트의 표면에 코팅하는 방식에 의해 제조된 자동차용 글레이징, 폴리카보네이트와 내스크래치성이 있는 고분자를 혼합시켜서 제조된 자동차용 글레이징 등이다.
이러한 자동차용 글레이징들 중 내스크래치성이 있는 하드코팅제를 코팅하여 제조된 자동차용 글레이징은 그 코팅층이 폴리카보네이트로부터 박리되는 문제점이 있다. 내스크래치성이 있는 고분자를 폴라카보네이트와 혼합시켜서 사용하는 방법은 그 혼합과정에서 상분리가 일어나서 그 혼합물이 불투명해지면서 광투과율이 떨어져 자동차용 글레이징으로는 적합하지 않아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 폴리카보네이트에 우수한 내스크래치성을 부여하면서도 내스크래치막과 폴리카보네이트의 결 합이 견고하고, 우수한 광학적 특성을 발휘할 수 있는 자동차용 글레이징을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
제1면 및 제2면의 양면을 가지는 판상의 폴리카보네이트판;
상기 폴리카보네이트판의 제1면에 형성된 자외선차단막;
상기 자외선차단막위에 형성된 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막;
상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제1내스크래치막;
상기 폴리카보네이트판의 제2면에 형성된 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막; 및
상기 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제2내스크래치막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 글레이징을 제공한다.
상기 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막은,
(3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS) 29.61 내지 66.69중량%;
디에틸렌트리아민(DETA) 1.08 내지 10.74중량%;
물 9.93 내지 33.81중량%;
에탄올 8.02 내지 53.95중량%; 및
질산 0.05 내지 1.16중량%에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 도포함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막은,
(3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS) 16.03 내지 65.58중량%,
(3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS) 1.86 내지 67.47중량%;
물 5.14 내지 33.34중량%;
에탄올 3.26 내지 53.49중량%;및
질산 0.03 내지 1.14중량%에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 도포함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 글레이징의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 자동차용 글레이징은 폴리카보네이트판(10), 자외선차단막(20), 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31), 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(32), 제1내스크래치막(41), 제2내스크래치막(42)을 포함하고 있다.
상기 폴리카보네이트판(10)은 제1면 및 제2면의 양면을 가지며, 판상으로 이루어져 있다. 본 실시예에서 상기 제1면은 자동차의 외부방향의 면이고, 제2면은 자동차의 내부방향의 면이다.
상기 자외선차단막(20)은 상기 폴리카보네이트판(10)의 제1면상에 형성된다. 폴리카보네이트판(10)을 압출성형하면서 동시에 공압출 방식으로 자외선차단층(20)을 형성하는 것이 바람직하다. 자외선차단(20)막은 자동차의 외부로 향하는 폴리카보네이트판(10)의 제1면에만 형성되며, 제2면에는 형성될 필요가 없다.
상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31)은 상기 자외선막(20) 위에 형성된다. 상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31)은 아세톤에 녹여진 후, 상기 자외선막(20) 위에 코팅에 의해 형성되며 코팅 두께는 0.3-1.0μm가 바람직하다.
상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31)은 자동차용 글레이징에 사용되기에 충분할 정도로 투과율 등의 광학성 특성이 우수하고, 접착제로도 사용될 수 있는 소재로서 내스크래치막(41,42)들과의 접착력을 높여, 내스크래치막(41,42)의 박리현상을 방지하는 효과를 가져올 수 있다.
상기 제1내스크래치막(41)은 상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31) 위에 형성되며, (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS), 디에틸렌트리아민(DETA), 물, 에탄올 및 질산에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 상기 제1폴리메타크릴산메탈(PMMA)막(31) 상에 코팅하여 형성된다. 상기와 같이 구성된 제1내스크래치막(41)은 연필경도 2H정도에 해당하는 경도를 가지게 된다.
상기 (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS)은 아래에 표시된 화학식 1과 같은 화학구조를 갖는 물질로서, 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 29.91 내지 66.69 중량%를 구성하며, 29.91중량% 이하인 경우에는 코팅막의 형성이 제대로 되지 않는 문제점이 발생하고, 66.69중량%이상인 경우에는 코팅액의 점성이 너무 켜져서 코팅액을 다루기가 힘든 단점이 발생하게 된다.
Figure 112006028721099-pat00001
상기 디에틸렌트리아민(DETA)은 아래에 표시된 화학식 2와 같은 화학구조를 갖는 물질로서, 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 1.09 내지 10.75 중량%를 구성하며, 1.09중량% 이하인 경우에는 코팅액에 의해 형성된 내스크래치막의 강도가 떨어지는 문제점이 발생하고, 10.75중량%이상인 경우에는 부착강도가 떨어져 쉽게 박리현상이 일어나게 되는 단점이 발생하게 된다.
Figure 112006028721099-pat00002
상기 물은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 9.93 내지 33.81중량%를 구성하며, 9.93중량% 이하인 경우에는 코팅액에 의한 표면형성이 어려워지는 문제점이 발생하고, 33.81중량%이상인 경우에는 코팅액에 의한 내스크래치막의 표면이 너무 거칠어지는 단점이 발생하게 된다.
상기 에탄올은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 용매로서 사용 되며, 전체의 8.02 내지 53.96중량%를 구성하며, 8.02중량% 이하인 경우에는 용매의 양이 적어지게 되므로 코팅액의 점성이 커져 코팅액을 다루기가 힘들어지는 문제점이 발생하고, 53.96중량%이상인 경우에는 코팅액이 너무 묽어져서 내스크래치성 등의 물성이 떨어지는 단점이 발생하게 된다.
상기 질산은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 촉매로서 사용되며, 전체의 0.05 내지 1.16중량%를 구성하며, 0.05중량% 이하인 경우나, 1.16중량%이상인 경우에는 표면이 거칠어지는 단점이 발생하여, 상기 중량%의 범위내에서 사용된다.
한편, 전술한 제1내스크래치막(41)을 위한 코팅액을 형성하기 위한 원료로서 폴리티오펜계 도전성 고분자, 예컨대, 폴리에텔린디옥시티오펜을 추가적으로 사용할 수 있으며, 도전성 고분자를 코팅액에 포함하는 경우 우수한 내스크래치성 뿐만 아니라 큰 표면저항을 가져 정전기 발생을 줄임으로써 자동차용 글레이징이 먼지 등으로부터 오염되는 것을 막는 효과가 발생된다.
상기 폴리카보네이트판(10)의 제2면 상에 형성되는 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(32) 및 그 위에 형성되는 제2내스크래치막(42)의 구성은 상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31) 및 제1내스크래치막(41)의 구성과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는 앞선 실시예와 비교하여 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막의 성분만이 다르므로, 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막을 형성하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.
본 실시예의 자동차용 글레이징은 앞선 실시예의 자동차용 글레이징과 마찬 가지로 폴리카보네이트판(10), 자외선차단막(20), 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(31), 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막(32), 제1내스크래치막(41), 제2내스크래치막(42)을 포함하고 있다.
폴리카보네이트판(10), 자외선차단막(20), 폴리메타크릴산메틸막(31,32)는 앞선 실시예의 경우와 동일하다.
상기 제1내스크래치막(41)은 (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS), (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS), 물, 에탄올, 질산에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 상기 제1폴리메타크릴산메탈(PMMA)막(31) 상에 코팅하여 형성된다.
상기 (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS)은 아래에 표시된 화학식 1과 같은 화학구조를 갖는 물질로서, 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 16.03 내지 65.58 중량%를 구성하며, 16.03중량% 이하인 경우에는 코팅막의 형성이 제대로 되지 않는 문제점이 발생하고, 65.58중량%이상인 경우에는 코팅액의 점성이 너무 켜져서 코팅액을 다루기가 힘든 단점이 발생하게 된다.
상기 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS)은 아래의 화학식 3과 같은 화학구조를 갖는 물질로서, 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 1.86 내지 67.47중량%를 구성하며, 1.86중량% 이하인 경우에는 내스크래치막의 강도가 떨어지는 문제점이 발생하고, 67.47중량%이상인 경우에는 내스크래치막의 표면이 고르지 못하게 되는 단점이 발생하게 된다.
Figure 112006028721099-pat00003
상기 물은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 5.14 내지 33.34중량%를 구성하며, 5.14중량% 이하인 경우에는 코팅액에 의한 표면형성이 어려워지는 문제점이 발생하고, 33.34중량%이상인 경우에는 코팅액에 의한 내스크래치막의 표면이 너무 거칠어지는 단점이 발생하게 된다.
상기 에탄올은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액의 용매로서 사용되며, 전체의 3.26 내지 53.49중량%를 구성하며, 3.26중량% 이하인 경우에는 용매의 양이 적어지게 되므로 코팅액의 점성이 커져 코팅액을 다루기가 힘들어지는 문제점이 발생하고, 53.49중량%이상인 경우에는 코팅액이 너무 묽어져서 내스크래치성 등의 물성이 떨어지는 단점이 발생하게 된다.
상기 질산은 제1내스크래치막(41)의 형성을 위한 코팅액을 제조하는데 사용되는 촉매로서 사용되며, 전체의 0.03 내지 1.14중량%를 구성하며, 0.03중량% 이하인 경우나, 1.14중량%이상인 경우에는 표면이 거칠어지는 단점이 발생하여, 상기 중량%내에서 사용된다.
한편, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 본 실시예에 있어서도, 제1내스크래치막(41)을 위한 코팅액을 형성하기 위한 원료로서 폴리티오펜계 도전성 고분자, 예컨대, 폴리에텔린디옥시티오펜을 추가적으로 사용할 수 있으며, 도전성 고분자를 코팅액에 포함하는 경우 우수한 내스크래치성 뿐만 아니라 큰 표면저항을 가져 정전기 발생을 줄임으로써 자동차용 글레이징이 먼지 등으로부터 오염되는 것을 막는 효과가 발생된다.
본 실시예에 사용되는 제2내스크래치막(42)는 앞선 실시예와 마찬가지로 제1내스크래치막(41)과 동일한 구성 및 작용, 효과를 가지므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상술한 두 가지 실시예에 따른 자동차용 글레이징에 있어서, 상기 폴리카보네이트판(10)의 제2면측에는 서리방지용 열선을 설치할 수도 있다. 일반적으로 자동차의 후방 글레이징에 설치되는 서리방지용 열선의 온도는 70도 미만으로 유지되고, 폴리카보네이트의 열변형온도는 121 내지 135도 이므로, 서리방지용 열선을 설치하여 사용하는 경우에도 아무런 문제가 발생하지 않는다.
또한, 필요한 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리카보네이트판(10)의 제2면상에 실크인쇄층(50)을 형성한 후, 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막을 형성할 수도 있다.
상기에서는 내스크래치막을 형성하기 위한 코팅액에 도전성 고분자를 포함하는 실시예에 대하여 설명하였으나, 도전성 고분자를 포함한 코팅액을 사용하는 경우에 정전기 발생이 적어 먼지 등의 오염물에 의해 자동차용 글레이징이 오염되는 것을 줄일 수 있는 효과가 발생하는 것이며, 반드시 도전성 고분자를 포함해야 하는 것은 아니다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 위배되지 아니하는 범위내에서 다양한 형태의 자동차용 글레이징의 구현이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기존에 사용하던 유리에 비하여 가볍고 취급이 용이하며, 우수한 기계적 성능을 보이는 엔지니어링 플라스틱인 폴리카보네이트에 우수한 내스크래치성을 부여하면서도 내스크래치막과 폴리카보네이트의 결합이 견고하고, 우수한 광학적 특성을 발휘할 수 있는 자동차용 글레이징을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 제1면 및 제2면의 양면을 가지는 판상의 폴리카보네이트판;
    상기 폴리카보네이트판의 제1면에 형성된 자외선차단막;
    상기 자외선차단막위에 형성된 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막;
    상기 제1폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제1내스크래치막;
    상기 폴리카보네이트판의 제2면에 형성된 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막; 및
    상기 제2폴리메타크릴산메틸(PMMA)막위에 형성된 제2내스크래치막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 글레이징.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막은,
    (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS) 29.61 내지 66.69중량%;
    디에틸렌트리아민(DETA) 1.08 내지 10.74중량%;
    물 9.93 내지 33.81중량%;
    에탄올 8.02 내지 53.95중량%; 및
    질산 0.05 내지 1.16중량%에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 글레이징.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1내스크래치막 및 제2내스크래치막은,
    (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란(GPTMS) 16.03 내지 65.58중량%,
    (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS) 1.86 내지 67.47중량%;
    물 5.14 내지 33.34중량%;
    에탄올 3.26 내지 53.49중량%;및
    질산 0.03 내지 1.14중량%에 의해 형성된 혼합물이 졸-겔 반응에 의해 형성된 코팅액을 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 글레이징.
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