KR101110998B1 - 광학 시트, 라미네이트 및 라미네이트 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 유리 컴포넌트를 포함하는 라미네이트에 이용하기 적합한 광학 시트에 관한 것이다. 이러한 광학 시트는 다수의 광학 층을 포함하는 비금속성 다중층 광학 필름을 포함하며, 예컨대 (적외선 반사막과 같은)태양 에너지 반사막일 수 있다. 광학 필름의 주위 에지의 전부, 실질적인 전부 또는 상당 부분을 따른 다수의 층들의 얇은 층으로 갈라짐(delamination)의 발생을 방지하거나 또는 그 정도를 적어도 실질적으로 감소시키기 위하여, 다수의 층들은 열적으로 그리고/또는 다른 방식으로 적어도 광학 필름의 주위 에지의 전부, 실질적인 전부 또는 적어도 상당 부분과 함께 용해된다. 적어도 광학 필름은, 유리 성분에 접착되는 경우에, 광학 시트가 접착될 유리 성분의 주위 에지의 대응하는 부분과 같은 넓이를 가지거나 실질적으로 같은 넓이를 가지도록 하기 위하여 적어도 광학 필름의 주위 에지의 전부, 실질적인 전부 또는 적어도 상당 부분이 배치가능하도록 치수가 부여될 수 있다.

라미네이트, 디라미네이션, 광학 시트, 글레이징 컴포넌트

Description

광학 시트, 라미네이트 및 라미네이트 제조 방법{OPTICAL SHEET, LAMINATES AND METHODS OF MAKING LAMINATES}

본 발명은 비금속 다중층 광학 필름, 이러한 광학 필름을 포함하는 라미네이트 및 이 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다.

통상적인 자동차 또는 구조적인 유리 또는 유리 구조는 종종 전형적으로 2개의 경질 유리(rigid glass) 또는 플라스틱 시트(plastic sheet) 및 가소 PVB(polybinyl butyral)의 중간층으로 구성되는 라미네이트를 포함한다. 이러한 유리는 먼저 2개의 경질 시트 사이에 PVB 층을 배치시킴으로써 준비된다. PVB 층은 전형적으로 2개의 경질 시트의 주위를 넘어 연장하거나 동일면에 위치하도록 그 크기와 위치가 결정된다. 그 후에, 관여된 표면으로부터 공기가 제거되고, 어셈블리가 (예컨대, 오토클레이브(autoclave) 내의)높은 온도 및 압력에 놓여 PVB와 경질 시트를 유리 구조에 사용하기에 적합한 라미네이트에 용융 접착한다. 경질 시트가 함께 접착된 이후에, 경질 시트의 주위를 연장하는 과잉 PVB는 전형적으로 제거된다. 이러한 라미네이트는 자동차 및 구조적인 유리 응용에 이용되어 왔다.

이들 라미네이트는 결과적인 글레이징의 성능을 향상시키도록 설계된 기능적인 시트 또한 포함하였다. 이러한 기능 시트 중 하나는 빌딩 또는 운송수단의 객실 내부로부터 IR(infrared radiation)을 반사하도록 설계된다. 이러한 IR 반사 시트의 예는 미국 특허 제5,882,774호, 제6,049,419호, 제5,103,557호, 제5,223,465호, 제5,360,659호 및 제4,799,745호에 개시되어 있다. 글레이징 또는 윈도우 구조에 적합한 라미네이트의 형성에 있어서, 이러한 기능 시트는 전형적으로 2개의 PVB 시트를 사용하여 2개의 유리 시트 사이에 접착되며, 하나의 PVB시트는 기능 시트의 각 면에 유리 시트 중 하나를 접착하는 데에 이용된다.

비금속 다중층 광학 필름(예를 들면, IR 반사 필름)을 포함하는 광학 시트(optical shhet)를 이용하는 윈도우 구조에 적합한 글레이징 라미네이트(glazing laminate)를 제조하는데 본 출원인들은 많은 도전에 직면하였다. 유용한 다중층 광학 필름은 100개 이상의 광학층의 스택을 포함할 수 있다. 경험적인 연구를 통하여, 그러한 광학 필름들은, 미적 결함 뿐만 아니라, 필름의 광학 성능에 역효과를 미칠 정도로 층간 디라미네이션(interlayer delamination)(즉, 광학 필름의 다중층 광학 및/또는 다른 층들간의 디라미네이션)을 보일 수 있는 것이 발견되었다. 이 디라미네이션은 광학 필름의 주변 에지에서 시작하여 필름의 중심을 향하여 진행한다. 어떠한 이론에 의하여도 구속되려는 것이 아닌 것으로, 이 디라미네이션은, 적어도 부분적으로는, 글레이징 라미네이션 프로세싱 동안 또는 그 결과로서, 및 특히 글레이징 라미네이션 접착 프로세스(예를 들면, 오토클레이빙(autoclaving) 또는 다른 접착 동작들) 동안 또는 그 결과로서 광학 필름에 발생될 수 있는 스트레스에 의하여 야기된다. 그러한 스트레스는, 예를 들면, 광학 필름의 수축, 접착 시트의 수축, 광학 필름의 부정확한 컷팅 및 이용된 글레이징 컴포넌트들의 비교 굴곡(comparative curvature)중 하나 이상에 의하여 야기될 수 있다. 예를 들면, 평평한 글레이징 컴포넌트 시트의 라미네이션은 통상적으로는 복합 굴곡(compound curved) 글레이징 컴포넌트 시트의 라미네이션보다 적은 스트레스를 야기시킨다.

본 발명은 그러한 광학 필름의 에지 디라미네이션의 문제를 방지 또는 적어도 실질적으로 감소시키는 해결책을 제공한다. 그러한 에지 디라미네이션은 광학 시트가 부착되는 글레이징 컴포넌트(들)의 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간에 걸치는 또는 실질적으로 동일 공간에 걸치는 광학 필름의 주변 에지부들의 경우 특히 문제가 되는 것으로 밝혀졌다. 그러한 에지 디라미네이션은 노출되거나 적어도 광학 필름의 주변 에지를 둘러싸기 위하여 도포된 접착 시트 재료, 또는 임의의 다른 접착 재료 내에 둘러싸이지 않은 광학 필름의 주변 에지부들의 경우 특히 더욱 문제가 되는 것으로 밝혀졌다. 본 발명으로, 광학 필름의 그러한 에지 디라미네이션은 방지되거나 글레이징 컴포넌트들 또는 적어도 광학 시트가 부착되는 글레이징 컴포넌트들의 각각의 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간에 걸치는 또는 실질적으로 동일 공간에 걸치는 비금속 다중층 광학 필름의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두, 또는 적어도 상당 부분으로 이루어진 라미네이트(예를 들면, 글레이징 라미네이트)에서도 적어도 실질적으로 감소될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 적어도 하나의 글레이징 컴포넌트를 포함하는 라미네이트에서 이용하기에 적합한 광 시트가 제공된다. 이 광 시트는 투명한 또는 적어도 반투명한 비금속 멀티-레이어 광 필름을 포함하고, 주변 에지를 구비한다. 광 필름은 다수의 광학층을 구비하고, 다른 층들을 구비할 수도 있다. 이 광 필름은 예를 들어 태양 에너지 반사 필름(예컨대, 적외선 복사 반사 필름)일 수 있다. 광 시트 또는 적어도 광 필름은 글레이징 컴포넌트에 접착될 때 광 시트 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 혹은 적어도 상당 부분 또는 적어도 광 필름이 광 시트가 접착될 글레이징 컴포넌트 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간 또는 실질적으로 동일 공간이 되게 배치될 수 있도록 치수가 부여된다. 다수층들은 광 필름 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 또는 상당 부분을 따라 다수층들의 디라미네이션의 발생 또는 정도를 방지 또는 적어도 상당 부분 줄이기 위해 광 시트 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 혹은 적어도 상당 부분 또는 적어도 광 필름을 따라 (예를 들어, 열, 방사능을 가하고, 그리고/또는 층들 간의 화학 반응을 야기하여) 열적 및/또는 이와 달리 서로 융합된다.

광 필름 주변 에지의 응용 부분은 예를 들어 가열 날 또는 초점이 맞춰지거나 초점이 흐려진 레이저 등과 같은 도구로 광 시트 또는 적어도 광 필름을 절단하여 융합될 수 있다. 또한, 다수층들의 융합은 (예를 들어, 칼날과 같은 기계적 절단 도구 또는 가열 날 또는 레이저와 같은 도구로) 이미 절단된 광 시트 주변 에지 또는 적어도 광 필름을 예를 들어 핫 에어 건(hot air gun) 또는 플레임(flame) 등으로 충분히 가열하여 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 광 시트 또는 적어도 광 필름은 광 시트 주변 에지의 실질적으로 모두 또는 적어도 광 필름이 글레이징 컴포넌트 주변 에지의 대응 부분과 실질적으로 동일 공간이 되게 배치될 수 있도록 치수가 부여되고, 다수층들은 광 필름 주변 에지의 실질적으로 모두를 따라 다수층들의 디라미네이션을 적어도 상당 부분 줄이기 위해 광 시트 주변 에지의 실질적으로 모두 또는 적어도 광 필름을 따라 서로 융합된다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 전술한 광 시트 및 제 1 접착 시트를 포함하는 라미네이트가 제공된다. 이 라미네이트는 투명 또는 적어도 반투명할 수 있으며, 광 시트 또한 투명 또는 적어도 반투명할 수 있다. 제 1 접착 시트는 글레이징 컴포넌트(예를 들어, 윈도우로서 이용하기에 적합한 투명 또는 반투명 플라스틱 혹은 유리 시트) 및 광 시트에 접착하기에 적합하다. 광 시트의 주표면 및 제 1 접착 시트의 주표면은 함께 배치된다. 광 시트 또는 적어도 광 필름은 광 시트 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 혹은 적어도 상당 부분 또는 적어도 광 필름이 광 시트가 접착될 글레이징 컴포넌트 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간 또는 실질적으로 동일 공간이 되게 배치될 수 있도록 치수가 부여된다. 라미네이트의 개시 단계 동안에, 광 시트의 주표면 및 제 1 접착 시트의 주표면은 서로 부분적으로만 접착될 수 있는데, 결국에는 서로 완전히 접착된다.

본 발명에 따른 라미네이트의 일 실시예에서, 광 시트 또는 적어도 광 필름은, 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두 또는 거의 모두가 광 시트가 접착될 글레이징 컴포넌트의 주변 에지와 동일 공간 또는 거의 동일 공간에 배치될 수 있도록 크기가 정해지며, 다수의 층이 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두 또는 거의 모두를 따라 열적으로 그리고/또는 다른 방법으로 융합되어, 광 필름의 주변 에지를 따른 다수의 층의 박리가 방해되거나 적어도 거의 줄어든다.

본 발명의 다른 양태에서, 라미네이트는 광 시트의 다른 주요 면에 대해 배치된 주요 면을 가진 제2 접착 시트를 더 포함할 수 있고, 따라서 광 시트는 제1 접착 시트와 제2 접착 시트 사이에 배치되며, 제2 접착 시트는 다른 글레이징 컴포넌트의 주요 면에 대한 접착에도 적합하다. 이 라미네이트의 초기 단계 동안, 광 시트의 대향 주요 면들과 제1 및 제2 접착 시트들의 대응 주요 면들은 부분적으로만 서로 접착될 수 있으며, 결국에는 이들은 완전히 서로 접착된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 라미네이트는 투명하거나 적어도 반투명한 2개의 글레이징 컴포넌트를 더 포함하는 글레이징 라미네이트일 수 있다. 제1 접착 시트 및 제2 접착 시트 각각은 글레이징 컴포넌트들 중 하나 또는 다른 하나의 주요 면에 면하는 다른 주요 면을 가지며, 광 시트는 제1 및 제2 접착 시트들 사이에 배치되고, 제1 및 제2 접착 시트들은 글레이징 컴포넌트들 사이에 배치되며, 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두, 거의 모두 또는 적어도 상당 부분은 글레이징 컴포넌트들 중 양자 또는 적어도 하나의 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간 또는 거의 동일 공간에 배치된다. 예를 들어, 글레이징 컴포넌트들 중 하나가 다른 글레이징 컴포넌트보다 표면적이 크고, 그리고/또는 상기 하나의 글레이징 컴포넌트가 상기 다른 글레이징 컴포넌트의 주변 에지를 지나 연장하는 주변 에지를 가진 경우, 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두, 거의 모두 또는 상당 부분은 어느 하나의 글레이징 컴포넌트의 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간 또는 거의 동일 공간에 있도록 치수가 부여되고 배치될 수 있다.

이 라미네이트의 초기 단계 동안, 제1 및 제2 접착 시트들 각각은 그의 각각의 글레이징 컴포넌트에 부분적으로만 접착되거나 완전히 접착될 수 있다. 또한, 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두, 거의 모두 또는 적어도 상당 부분은 접착 시트 재료 내에 또는 임의의 다른 접착 재료 내에 노출되거나 적어도 캡슐화되지 않을 수 있다.

본 광 시트 또는 적어도 광 필름의 주변 에지의 상당 부분만이 거의 융합되는 것이 허용 가능할 수 있는 일례에서, 광 시트가 접착되는 글레이징 컴포넌트(들)의 주변 에지의 하나 이상의 부분은 마스킹되거나 볼 수 없게 숨겨질 수 있다. 이러한 경우, 글레이징 컴포넌트(들)의 마스킹되거나 숨겨진 부분들에 대응하는 광 시트의 주변 에지 부분(들)은 융합될 필요가 없을 수 있는데, 이 부분 역시 마스킹되거나 숨겨질 수 있기 때문이다. 어느 경우에나, 광 시트의 주변 에지의 숨겨진 부분 상의 박리의 발생은 수용 가능할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 윈도우 구조에서 사용할 수 있는 글레이징 라미네이트를 제조하기 위한 방법이 제공되는데, 이 구조에서 글레이징 라미네이트는 2개의 접착 시트 사이에 삽입된 광 시트, 및 2개의 글레이징 컴포넌트 사이에 삽입된 접착 시트들을 포함한다. 이 방법은 광 시트를 제공하는 단계; 적어도 광 필름의 주변 에지의 모두, 거의 모두 또는 상당 부분이 글레이징 컴포넌트들 중 양자 또는 적어도 하나의 주변 에지의 대응 부분과 동일 공간 또는 거의 동일 공간에 배치될 수 있도록 광 시트의 치수를 부여하는 단계; 적어도 광학 시트의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 또는 상당 부분을 따라 다수의 층의 디라미네이션의 발생 또는 그 정도를 방지하거나 적어도 실질적으로 감소시키기 위해 광학 시트의 모두, 실질적으로 모두 또는 적어도 상당 부분, 또는 적어도 광학 시트를 따라 다중층들을 함께 열적으로 및/또는 다른 방법으로 융합하는 단계를 포함한다. 광학 시트는 다수의 층들을 갖는 비금속 다중층 광학 필름을 포함한다. 치수화(dimensioning)는, 예를 들면, 트리밍(예를 들면, 절단 날, 레이저, 가열된 절단 도구 등), 그 주변 에지에서 수축을 일으키도록 열을 가하는 것, 그 밖에 광학 시트의 치수를 변화시키는 것에 의해 수행될 수 있다. 글레이징 라이네이트는 투명하거나 적어도 반투명할 수 있다.

상기 방법 외에, 두 개의 접착 시트들과 두 개의 글레이징 컴포넌트들이 또한 제공될 수 있는데, 각각의 접착 시트는 광학 시트 및 글레이징 컴포넌트들을 접착하는데 적합하다. 각각의 접착 시트, 글레이징 컴포넌트 및 광학 시트는 투명하거나 적어도 반투명할 수 있다. 이 방법은, 접착 시트들 사이에 광학 시트를 협지하고, 글레이징 컴포넌트들 사이에 접착 시트를 협지하는 단계와; 글레이징 컴포넌트들 모두 또는 이들 중 적어도 하나의 주변 에지의 대응하는 부분과 동일한 공간에 걸쳐 있거나 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있도록 광학 시트의 주변 에지의 전부, 실질적으로 전부 또는 적어도 상당 부분이 위치되게 광학 시트를 위치시키는 단계; 및 라미네이트(예를 들면, 광학 시트, 접착 시트 및 글레이징 컴포넌트들)를 함께 완전히 접착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

광학 시트는 비금속 다중층 광학 시트, 예를 들면, 적외선 복사 반사 필름과 같은 태양 에너지 반사 필름을 포함한다. 광학 시트는 다수의 광 또는 다른 층들을 가지며, 각각의 접착 시트는 광학 시트 및 글레이징 컴포넌트들 모두 또는 적어도 하나 또는 나머지를 접착하는데 적합하다. 라미네이트(예를 들면, 광학 시트, 접착 시트 및 글레이징 컴포넌트들)는, 예를 들면, 접착 시트들의 주요 면이 광학 시트 및 글레이징 컴포넌트들의 각각의 주요 면을 흐르고 이들에 충분히 접착하도록 충분한 시간 동안 열과 압력을 인가함으로써 함께 완전히 접착될 수 있다. 글레이징 라이네이트는 투명하거나 적어도 반투명할 수 있다.

이 방법은, 협지 전후에 발생하는 광학 시트의 치수화를 더 포함할 수 있다. 광학 시트의 치수화는 또한 라미네이트가 함께 완전히 접착되기 전 후에 발생할 수 있다. 예를 들면, 라미네이트는, 그 주변 에지의 전부, 실질적으로 전부 또는 상당 부분이 글레이징 컴포넌트들 모두 또는 적어도 하나의 주변 에지 이상으로 확장하도록 크기가 정해지거나 위치되어 함께 완전히 접착될 수 있다. 광학 시트의 치수화는 이후에 수행될 수 있다.

또한, 완전한 접착 전에, 광학 시트의 융합 및/또는 치수화가 발생할 수 있다. 융합은 또한 광학 시트의 치수화 후에 발생할 수 있다. 예를 들면, 광학 시트는 절단 날을 이용한 트리밍에 의해 치수화될 수 있으며, 그 후, 융합은 예를 들어, 핫 에어의 소스(예를 들면, 핫 에어 건), 플레임(예를 들면, 부탄 가스 횃불), 오븐으로부터 광학 시트에 열을 가함으로써 수행될 수 있다(예를 들면, 글레이징 라미네이트는 열이 주변 에지를 융합하기에 충분하지만 글레이징 컴포넌트들을 관통하여 광학 시트의 잔류물을 융합하기에는 충분하지 않은 오랜 시간 오븐에 놓여질 수 있음).

광학 시트의 치수화 및 융합은 또한 동시에 발생할 수 있다. 광학 시트의 치수화와 융합은 동일한 디바이스를 사용하여 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 광학 시트는 레이저, 가열된 절단 도구를 사용하여 트리밍하거나 오븐을 사용함으로써 동시에 치수화되고, 결과 주변 에지를 융합할 수 있다(예를 들어, 글레이징 라미네이트는 열이 광학 시트의 주변 에지를 융합하고 컬-업하거나 그 밖에 수축하기에 충분한 온도와 시간에 오븐에 놓여질 수 있음).

상기 방법은, 예를 들어, 라미네이트가 전체적으로 함께 접착된 이후에, 광학 시트 또는 적어도 광학 시트의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두, 혹은 적어도 상당 부분(substantial portion)이 노출되거나 적어도 접착 시트 재료(예컨대, 폴리비닐 부티랄, 폴리우레탄, 이오놉래스트(ionoplast) 및 그들의 조합) 내에 둘러싸이지(encapsulated) 않도록, 접착 시트의 치수들(dimensions)을 트리밍하거나 변경하는 것과 같은 치수화(dimensioning)도 포함할 수 있다.

융합(fusing)으로부터의 이득에 더해, 광학 시트에 디라미네이션 응력(delaminating stress)(즉, 광학 시트의 주변 에지에서 다수의 층들이 디라미네이션되게 하는 응력)이 인가되는 것을 막거나 실질적으로 감소시키기 위해, 하나 혹은 양측 글레이징 컴포넌트들, 광학 시트, 또는 적어도 광학 시트의 주변 에지를 둘러싸도록, 접착 시트가 광학적으로 치수화될 수 있고, 및/또는 또 다른 접착 재료(예컨대, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴 중합체 및 실리콘 접착 재료들)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 그의 소정 부분이 글레이징 컴포넌트의 주변 에지의 대응 부분과 동일한 공간에 걸쳐 있거나 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있도록 광학 시트의 주변 에지가 치수화될 수 있다. 융합 이후에, 글레이징 컴포넌트들의 주변 에지들의 적어도 대응 부분의 모두 혹은 실질적 부분을 따라 하나의 글레이징 컴포넌트의 주변 에지로부터 나머지 하나의 글레이징 컴포넌트의 주변 에지까지 연결하도록(bridge) 글레이징 컴포넌트들의 주변 에지의 적어도 대응 부분에, 예를 들어 비드(bead)의 형태로, 접착 시트 재료 혹은 다른 접착 재료가 인가될 수 있으므로, 광학 시트에 인가된 디라미네이션 응력이 적어도 감소된다. 그러한 연결 접착 재료(bridging bonding material)는 광학 시트의 융합된 주변 에지에 인가되는 디라미네이션 응력을 흡수하는 것으로 생각된다.

융합, 광학 시트의 치수화 및 접착 시트의 치수화는 동시에 일어날 수 있다. 광학 시트 및 접착 시트의 치수화 및 융합은 동일한 디바이스를 사용하여 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 광학 시트 및 접착 시트가 치수화되고, 그 광학 시트 및 접착 시트를, 예를 들어, 레이저 혹은 가열된 절삭 기구로 동시에 트리밍함으로써 결과적으로 광학 시트의 주변 에지가 동시에 융합될 수 있다.

광학 시트의 치수화는, 예를 들어, 글레이징 컴포넌트 양측 혹은 적어도 하나의 주변 에지를 실질적으로 넘어 확장하고 그와 동일한 공간에 걸쳐 있지 않도록 광학 시트의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 혹은 적어도 나머지 부분(즉, 융합되지 않는 광학 시트의 주변 에지의 나머지 부분)이 위치 지정되도록, 광학 시트의 치수를 트리밍하거나 변경하는 것과 같은 치수화를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은, 예를 들어, 접착 시트 각각의 주변 에지가 글레이징 컴포넌트 양측의 주변 에지와 동일한 공간에 걸쳐 있거나, 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있거나, 실질적으로 그 안에 놓이고 그와 동일한 공간에 걸쳐 있지 않도록, 접착 시트의 치수를 트리밍하거나 변경하는 것과 같은 치수화를 포함할 수 있다.

광학 시트 및 임의의 접착 시트의 치수화는 하나 혹은 다수의 동작들으로 일어날 수 있고, 이 동작들은 동시에 혹은 차례로 일어날 수 있다. 라미네이팅 공정(laminating process)의 끝에서, 바람직하게, 본 발명은 적어도 열, 또는 열과 압력을 충분한 시간 동안 라미네이트에 인가하는 단계를 포함하여, 제1 및 제2 접착 시트의 주요 면들이 광학 시트의 각각의 주요 면 및 글레이징 컴포넌트들에 흘러 충분히 접착하도록 한다.

정의

본 명세서에서 사용될 때, 다음 용어들 및 구문들은 다음의 의미를 갖는 것으로 의도된다:

"디라미네이션(delamination)"는 기계적 분리 및/또는 접착(bond)의 손실을 나타낸다.

"완전히 접착됨(fully bonded)"은 접착된 표면들이 서로 들러붙어 접촉하고 있어, 그 표면들이 기계적 힘으로만 분리될 경우, 그 접착된 표면들 중 적어도 하나(예컨대, 광학 시트, 접착 시트, 글레이징 컴포넌트 등의 접착된 표면)가 손상되게 되는 것을 의미한다. 예를 들면, 자동차 창유리 응용을 위한 글레이징(glazing)은 전형적으로 오토클레이브 공정(autoclave process)을 이용하여 함께 완전히 접착된다. 그러한 글레이징은 대응하는 글레이징(예컨대, 앞유리(windshields), 백라이트, 사이드라이트 등)에 대한 자동차 산업의 표준 요건, 또는 특정 자동차 제조업체의 특정 요건을 충분히 만족시키도록 함께 접착될 때 함께 완전히 접착되는 것으로 간주된다.

"비금속 다중층 광학 필름(non-metallic multi-layer optical film)"은 원소 금속 또는 금속 합성물의 층들에 의해 제공되지 않는 광학 특성을 가진 다중층 필름을 가리킨다.

"반투명(translucent)"은 적어도 얼마간의 양의 가시광이 통과하도록 허용하는 재료의 특징을 가리킨다.

"투명(transparent)"은 특정 라미네이트 응용(예컨대, 자동차 또는 건축 글레이징 응용)의 가시광 투과 요건을 만족시키도록 충분한 광이 통과하도록 허용하는 예를 들어 글레이징과 같은 라미네이트의 특징을 가리킨다.

"트리밍(trimming)"은 재료의 일부(예컨대, 광학 시트, 접착 시트 등의 주변 에지)를 제거하기 위한 각종 가능한 동작들을 가리킨다. 예를 들면, 레이저, 샤프 블레이드(sharp blade), 다이(예컨대, 스틸(steel) 또는 룰(rule)), 연마기(abrader), 버링 툴(burring tool), 초음파 뿔(ultrasonic horn) 또는 그들의 조합과 같은 커팅 기구(cutting instrument)를 이용하여 그러한 동작을 수행하는 것을 가리킨다.

도 1은 본 발명에 따른 글레이징 라미네이트로서, 그것의 광학 시트의 주변 에지의 대응하는 부분이 그것의 글레이징 컴포넌트들 양쪽 모두와 동일한 공간에 걸쳐 있는 예시적인 글레이징 라미네이트의 주변 에지의 일부분의 단면도이다.

도 2는 도 1의 동그라미를 친 부분(2)의 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른, 예시적인 자동차 글레이징 라미네이트의 일부의 단면도의 현미경 사진이다.

도 4는 본 발명에 따른 글레이징 라미네이트로서, 광학 시트의 다수의 층들이 함께 융합되어 있는 도 4의 것과 같은 예시적인 자동차 글레이징 라미네이트의 일부의 단면도의 현미경 사진이다.

도 5는 광학 시트가 일시적으로 또는 영구적으로 2개의 글레이징 컴포넌트 및 접착 시트들의 주변 에지를 넘어서 연장하는, 본 발명에 따른, 라미네이트의 주변 에지의 단면도이다.

여러 도면들에서 유사한 참조 기호는 일반적으로 유사한 구성 요소들을 나타낸다.

본 발명은 비금속 다중층 광학 필름(예컨대, IR 반사 필름)을 포함하는 광학 시트의 주변 에지를 따르는 상당한 디라미네이션을, 제거하지는 못하더라도, 적어도 그러한 디라미네이션의 가능성을 줄이도록 준비되어 있는 글레이징 및 중간 라미네이트들을 제공한다. 창유리 구조물에서 유용한 이들 라미네이트들을 제조하는 방법들도 제공된다.

출원인들은 비금속 다중층 광학 필름(예컨대, IR 반사 필름)을 포함하는 광학 시트를 이용한 창유리 구조물에 적합한 라미네이트를 제조하는 데 있어 다수의 난제들에 맞닥뜨렸다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 글레이징 라미네이트(10)가 비금속 다중층 광학 필름(17)을 갖는 광학 시트(15)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 광학 시트(15)는 또한 예를 들어 하나 이상의 외부 보호층들(39)과 같은 다른 구조물들은 물론 추가적인 기능 층들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 그러한 추가적인 기능 층들은, 예를 들어, 진동 완충 필름, 태양 광선 흡수 층(예컨대, 착색(tinting)) 등을 포함할 수 있다.

시트(15)는 2개의 접착 시트(19) 사이에 협지되고, 이는 다시 적층 방식으로 2개의 글레이징 컴포넌트(25; glazing components) 사이에 협지되어, 이들 사이의 광학 시트(15)를 접착한다. 각각의 접착 시트(19)는 광학 시트(15)를 대응 글레이징 컴포넌트(25)의 주요 면에 접착하는데 사용된다. 바람직하게는, 광학 시트(15)가 글레이징 컴포넌트(25)의 주요 면과 적어도 대체로 동일 평면이 되도록 위치된다. 접착 시트(19)는 다를 수도 있지만 통상적으로는 동일하다(예를 들어, PVB의 시트들 등). 글레이징 컴포넌트(25) 또한 다를 수도 있지만 통상적으로는 동일하다(예를 들어, 플라스틱 또는 글레이징 시트들 등). 광학 필름(17)의 외주 에지(18)의 도시된 부분은 2개의 글레이징 컴포넌트(25) 각각의 외주 에지(27)의 대응 부분 뿐만 아니라 각각의 접착 시트(19) 외주 에지(29)의 대응 부분과 동일한 공간에 걸쳐 있는 것으로 또는 동일 평면에 있는 것으로 도시된다. 모든, 실질적으로는 광학 필름(17) 외주 에지(18)의 전부 또는 상당 부분 또한 글레이징 컴포넌트(25) 외주 에지(27)의 대응 부분과 실질적으로 동일 공간에 걸쳐 있을 수 있다. 광학 시트 또는 광학 필름의 외주 에지 부분이 글레이징 컴포넌트 외주 에지의 대 응 부분과 동일 평면인 경우, 광학 시트 또는 광학 필름 외주 에지 부분은 글레이징 컴포넌트 외주 에지의 대응 부분과 동일 공간에 걸쳐 있는 것으로 고려된다. 또한, 광학 시트 또는 광학 필름 외주 에지 부분이 미적으로 수용하지 못할 양 만큼 글레이징 컴포넌트 외주 에지의 대응 부분을 넘지 않거나[가상의 선(31) 참조] 또는 그 내부에 있는[가상의 선(32) 참조] 경우, 광학 시트 또는 광학 필름 외주 에지 부분은 글레이징 컴포넌트 외주 에지의 대응 부분과 실질적으로 동일 공간에 걸쳐 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 라미네이트가 설치되고 글레이징 컴포넌트(들) 외주 에지의 대응 부분이 적어도 일부 시간 노출되는 경우(예를 들면, 운송 수단 사이드 윈도우가 롤 다운 되거나 그렇지 않으면 개방되는 경우, 글레이징의 상부 에지를 볼 수 있는 등), 광학 시트 또는 광학 필름 외주 에지 부분이 글레이징 컴포넌트 외주 에지의 대응 부분을 2mm 넘어 연장하거나(예를 들어, 도 1의 참조번호 31 참조) 또는 5mm 내에 들어가는(예를 들어, 도 1의 참조번호 32 참조) 것이 미적으로 수용가능할 수 있다.

접착 시트들 중 하나 또는 양자 모두는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), 폴리우레탄, 이오노머(ionomer) 재료들 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있고, 라미네이션 프로세스의 초기에 투명 또는 반투명일 수 있거나, 또는 차후에 투명 또는 반투명일 수 있다.

글레이징 컴포넌트들 각각은 투명 또는 반투명일 수 있고, 예를 들어 글레이징, 플라스틱 또는 이들의 조합 등으로 이루어질 수 있다. 각각의 글레이징 컴포 넌트는 예를 들어 평평한 시트, 굴곡형 시트, 합성 굴곡형 시트, 렌즈, 서로 두께가 다른(예를 들어, 장식형 표면 토폴로지를 갖는 등) 등의 형태일 수 있다. 제1 접착 시트 및 제2 접착 시트 각각은 글레이징 컴포넌트들 중 하나 또는 다른 하나의 주요 면과 접하는 주요 면을 갖게 되어, 광학 시트가 제1 및 제2 접착 시트들 사이에 배치되고, 제1 및 제2 접착 시트는 글레이징 컴포넌트들 사이에 배치된다. 일단 최종 접착 동작이 수행되었으면, 제1 및 제2 접착 시트 각각은 그 각각의 글레이징 컴포넌트 및 광학 시트에 완전히 접착된다. 완전 접착된 글레이징 라미네이트는 적용가능한 윈도우 글레이징(예를 들어, 자동차, 항공기, 배 또는 기타 운송 수단에서의 윈도우 및 건물 또는 기타 건축 구조물에서의 윈도우 등)에 사용하기에 적합하게 상호 충분히 접착된 것이다.

글레이징 라미네이트를 만드는 종래 방법의 사용은 광학 시트가 높은 전단 응력(shear) 및 평면 외 응력(out-of-plane stress)을 겪을 수 있어 광학 필름의 다중층들 내에서 디라미네이션을 초래할 수 있다는 것이 발견되었다. 광학 필름의 다중층들 내에서의 디라미네이션은 또한 "썬버스트(sunburst)" 또는 "벌레모양 패턴들(wormy patterns)" 등의 다른 결함들을 초래할 수 있다. 이러한 디라미네이션 생성 결함들은 또한 글레이징에 대한 종래의 라미네이션 프로세스들 중 배기, 오븐 가열[태킹(tacking)] 및 오토클레이브(autoclave) 공정들 중 하나 이상에서 광학 필름에 초래될 수 있다. 이러한 처리 중 발생할 수 있는 문제점들은, 예를 들어, 기계적 수단(플로터 테이블 상의 칼날 절단 등)을 이용하여 절단되는 경우 광학 필름의 에지에 형성될 수 있는 파쇄(fractures)를 포함할 수 있다. 광학 필름이 응 력에 놓이게 되는 경우, 파쇄가 전달되어 광학 필름의 중간층 디라미네이션을 초래할 수 있다. 파쇄는 "후속 디라미네이션에 대한 사이트들(sites for subsequent delamination)"이라 불리우는 보다 큰 부류의 결함들 중 일부로서 고려될 수 있다. 이들 사이트는 예를 들어 배기, 상승된 온도 및/또는 압력에 놓이는 것 중 하나 이상의 특정 적층 처리 이후 문제점을 발생시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 분열, 조각난 에지들, 대략적으로 커팅된 에지들, 크랙들 또는 광학 필름의 주변 에지의 이러한 결함을 제거하지 않는 경우, 현저하게 감소시키기 위해 다중층 광학 필름의 트리밍을 수행할 필요없이 글레이징 라미네이트를 성공적으로 제조할 수 있는데, 여기서 이러한 결함은 라미네이트의 또다른 처리(예를 들면, 글레이징 라미네이트를 완전하게 접착하는 처리)를 행한 후 후속 필름의 디라미네이션에 대한 사이트를 생성하는 경향이 있다. 즉, 광학 필름이 분열, 조각난 에지들, 대략적으로 커팅된 에지들, 크랙들 또는 광학 필름의 주변 에지의 이러한 결함을 나타낼지라도, 광학 시트 또는 적어도 광학 필름의 주변 에지의 융합은, 이러한 사이트의 결과를 가져왔을 수도 있는 필름 디라미네이션의 가능성 및/또는 정도를 제거하거나 적어도 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따라 이용되는 광학 시트, 및 적어도 광학 필름은 광학층을 포함하는 다중층을 포함하며 예를 들어 구조층 또는 보강층 및 보호층과 같은 그 밖의 다른 층들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2의 글레이징 라미네이트(10)로, 광학 시트(15)는, 두 개의 외부 보호층(39) 내에 싸여지는 두 개의 지지층(37)에 의해 분리되는 적외선 반사층(35)의 세 개의 스택들을 포함하는 광학 필름(17)을 포 함한다. 두 개의 층들(39)중 하나 또는 둘 모두는 기능적 특성(예를 들면, 태양 에너지 흡수 특성)도 또한, 혹은 대안적으로 나타내도록 제조될 수 있다. 광학 시트(15)는 또한 층(39) 및 대응 접착 시트(19) 중 하나 또는 양쪽 사이에 배치되는 부가적인 기능층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

다중층이, 광학 시트 또는 적어도 광학 필름의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 혹은 적어도 상당 부분을 따라 함께 열적으로 혹은 이와 달리 융합되어, 광학 필름의 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 또는 상당 부분을 따라 다중층의 디라미네이션의 발생 또는 정도를 방지하거나 혹은 적어도 실질적으로 감소시킬 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 열적 융합은, 광학 시트, 또는 적어도 광학 필름에 대한 주변 에지를, 예를 들어 가열된 블레이드, 포커싱 또는 디포커싱된 레이저 등과 같은 기구로 커팅함으로써, 치수화 동작과 동시에 수행될 수 있으며, 혹은 열적 융합은, 예를 들어 나이프 블레이드와 같은 기계적 커팅 기구 또는 가열된 블레이드 또는 레이저와 같은 기구로 이전에 커팅된 광학 시트, 또는 적어도 광학 필름의 주변 에지를 충분히 가열시킴으로써 수행될 수 있다. 개별적인 가열 처리는, 가열된 블레이드 또는 레이저가 사용될 때에도 광학 필름 주변 에지의 충분한 융합을 보장하는 것이 필요할 수 있다. 융합된 막의 깊이 "d"는, 그 주변 에지(18)(도 2 참조)로부터 광학 시트 및 적어도 광학 필름 내의 적어도 약 10미크론의 오더 상에 있을 수 있다. 약 40미크론의 깊이 d까지 열적으로 융합된 주변 에지를 갖는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 광학 시트로 만족스러운 결과가 얻어졌다.

즉, 광학 시트 및 적어도 광학 필름의 다중층은, 그 주변 에지로부터 충분한 깊이 "d"까지, 그리고 광학 시트, 또는 적어도 광학 필름의 다중층이 통상의 동작 상태 동안 라미네이트의 통상의 수명 동안 융합된 주변 에지 부분을 따라 디라미네이트가 방지되거나 혹은 적어도 덜 디라미네이트되는 정도까지 함께 융합된다. 또한, 광학 시트 또는 적어도 광학 필름의 다중층 내의 주변 에지를 따른 디라미네이션의 정도는, (a) 디라미네이션의 정도가 통상적인(20/20) 비교정 시력으로 보이지 않을 때, (b) 발생되는 임의의 디라미네이션이 숨겨진채 남아 있을 때, 또는 (c) 대응하는 글레이징의 예상 수명 후에 디라미네이션이 발생할 때(예를 들면, 자동 글레이징에 대한 산업 표준 수명 기대는 전형적으로 최소 약 7년, 또는 아키텍처 글레이징에 대해서는 더 많이 기대함) 중 어느 하나 또는 그 결합이 발생할 때 실질적으로 감소되는 것으로 간주된다. 광학 필름의 다중층 내의 주변 에지를 따른 디라미네이션은, (a) 전형적인 시각적 광학 현미경을 이용하여 디라미네이션을 볼 수 없을 때, (b) 전형적인 시각적 광학 현미경을 이용하여 볼 수 있는 임의의 디라미네이션이 대응 글레이징의 예상 수명 후에 발생할 때 방지되는 것으로 간주된다.

광학 시트 또는 적어도 광학 필름의 주변 에지를 함께 융합함으로써, 완전하게 함께 라미네이트 접착을 실시하는 공정(예를 들면 오토크레이빙(autoclaving) 공정을 통해) 동안 혹은 그 후, 그리고 산업상 요구되는 내구성 테스팅에 대해 노출된 후에도 광학 필름의 디라미네이션을 제거할 수 있다. 이하에는, 자동차의 글레이징의 내구성을 테스트하는 자동차 산업에서 사용되는 전형적인 습도 테스트 방법이 개시된다.

습도 테스트 방법

라미네이트를 50C 및 95% 상대적 습도에 있는 습도 챔버 내에 14일 동안 노출시킨 후 23C 및 50% 상대적 습도로 유지되는 룸에 14일 동안 둔다. 이 28일 사이클을 세 번 반복한다(총 84일). 습도 챔버에 대한 조건은 ANSI Z26.1 테스트 3에서 규정된다.

광학 시트 및 광학 필름을 제조하는데 사용되는 물질뿐만 아니라 접착 물질의 열 특성은 특정 광학 시트 또는 광학 필름과 글레이징 라미네이트의 주변 에지를 적당히 융합하는 방법을 결정하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 열적 융합에 있어서, 광학 시트 물질 및 접착 물질의 녹는점 및 열적 열화 온도(즉, 물질이 화학적으로 열화하기 시작하는 온도)를 알면, 사용되는 가열 기술이 과도한 융합(예컨대, 글레이징 라미네이트가 유출할 수 있는 물질의 포인트) 또는 광학 시트 또는 접착 물질 중 어느 하나의 열화(예컨대, 채링(charring) 또는 다른 버닝 정도 또는 물질의 다른 영구적인 열화)를 야기하지 않는 것을 보장하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시는 수용가능한 (a) 가열 온도, (b) 온도시 시간, (c) 가열원과 주변 에지 간의 거리, 및 (d) 적당히 융합된 주변 에지를 갖는 광학 시트를 생성하기 위한 가열 도구를 결정하기 위한 단순한 시도 및 에러를 갖는 실험의 문제로 이해되야 한다.

융합의 예

도 1-3에 도시된 바와 같이 4개의 완전히 접착된 글레이징 라미네이트는 다음과 같이 만들어진다. SRF 광학 시트는 2개의 PVB 접착 시트 사이에 개재된다. 결과적인 3-라미네이트는 동일 크기의 글레이징 컴포넌트의 2개의 평편 시트들 사 이에서 치수가 부여되며 개재되어, 광학 시트 및 2개의 접착 시트의 주변 에지 모두가 약 0.125 내지 0.25 인치(약 0.492 내지 0.984 mm)의 범위에서 2개의 글레이징 컴포넌트의 주변 에지 모두를 넘어서 확장되게 된다. 결과적인 라미네이트는 접착 시트, 광학 시트 및 글레이징 컴포넌트 모두를 완전히 접착하기 위해 자동으로 달려붙는다. 광학 시트 및 접착 시트는 절단 블레이드(예컨대, 레이저(razor) 블레이드)로 트리밍되어, 이들의 주변 에지가 글레이징 컴포넌트의 주변 에지로 플레싱 또는 실질적으로 공동 확장되게 된다. 결과적인 라미네이트의 주변 에지는 그 후 다음과 같이 열 처리 또는 융합된다. 제1 라미네이트는 열처리되지 않고, 제2 라미네이트는 랩 핫 에어건(lab hot air gun)(대략 750-850°F 온도)로부터 열처리되며, 제3 라미네이트는 프로판 토치(propane torch)(대략 2370°F)로 열처리된다. 이런 처리는 핫 에어건 또는 토치로 각 글레이징 라미네이트의 주변 에지를 가열하는 것으로 이루어지며, 여기서 핫 에어건과 토치는 주변 에지로부터 대략 1인치(대략 2.54cm)의 거리에 각각 위치하며, 그 주변 에지를 따라 초당 대략 2인치(2.54 내지 5.08 cm/sec)의 이동 속도로 이동된다. 4번째 샘플인 글레이징 라미네이트는 전술한 바와 같이 조립되지만, 면도날로 다들질되기 보다는 오히려, 이 샘플은 초당 대략 2인치(대략 5.08cm/sec)의 이동 속도로 1000°F 고온나이프(hot knife)로 트리밍된다.

토치나 고온 나이프 처리 기법을 이용하여 열적으로 처리된 적층들은 도 4에 도시되고 있는 것과 같은 외양과 유사한 광학 필름으로 된 다중층의 융합을 보여주었으며, 광학층들(35)은 서로 섞여지면서 상대적으로 온전하면서도 평탄한 상태를 유지하는 다른 층들(37, 39)에 융합되었다. 고온 공기총으로 열적으로 처리된 라미네이트는 도 3에 도시된 것과 유사한 외양을 발생시켰으며, SRF의 주변 에지의 외곽면만 가시적으로 융합하고 있다. 이러한 3가지 유형의 열적으로 처리된 적층들은 전술한 습도 테스트 이후에는 어떠한 가시적 디라미네이션도 나타내지 않았다. 어떠한 열처리도 하지 않은, 제1 샘플 적층은 습도 테스트 이후 가시적으로 디라미네이션되었다. 이러한 결과를 토대로 하면, 광학층들(35)의 합체(co-mingling)가 막(17) 또는 시트(15)의 주변 에지(18)의 디라미네이션을 방지하는데 반드시 필요한 것은 아니며, 광학시트 층들은 서로 융합될 필요는 있지만 이러한 방식으로 배합되지는 않는 것으로 믿어진다.

트리밍되고 적층에 대한 글레이징(glazing) 이후 열처리되는 샘플들 각각이 서로 완전히 접착되는 동안, 적층이 서로 완전히 접착되기 전에 트리밍과 열처리를 통해 적층들에 대한 수용가능한 글레이징 처리가 행해질 수도 있다. 그 외에, 적어도 광학시트 바람직하게는 접착 시트들 또한 트리밍되어 그 주변 에지들이 글레이징 컴포넌트들의 주변 에지들과 수평 상태이거나 혹은 실질적으로 함께 연장하도록 트리밍 처리가 수행될 수 있다. 트리밍 및 열처리 공정은 레이저 또는 가열된 절단날 등으로 동시에 수행될 수 있다. 트리밍과 열처리를 수행하는 레이저를 이용하는 것이 특히 바람직하다.

레이저로 SRF를 절단할 경우 도 4에 도시된 외양과 유사한 융합된 주변 에지를 발생시킬 수 있음이 발견되었다. 사전 절단(즉, 완전한 접착 단계 이전) 또는 적어도 광학 필름 또는 시트를 트리밍하는데 레이저가 사용될 경우, 광학 필름의 디라미네이션이 보다 적어질 수도 있다. 레이저는 광학 시트를 완전히 절단하고 바람직하기로는 접착 시트도 절단하도록 세트되어야 한다. 사용 가능한 레이저의 예로는 Eurolaser 사(Hamburg, Germany) 및 Preco Laser 사(구(舊) Laser Machining Inc.(Somerset, WI))로부터 구입가능한 10.6㎛ CO₂ 레이저가 있다. Eurolaser 사의 공칭 정격전력이 200W인 레이저에 사용될 수 있는 파라미터의 예로는 100 와트의 전력과 10㎐의 주파수로 광학 시트가 2개의 접착 시트 사이에 협지된 3개의 적층(trilaminate)의 상부에 레이저를 포커싱하여 250mm/sec의 절단속도를 얻는 것을 들 수 있다. 적합한 초음파 혼(ultrasonic horn)을 제공하는 제공자로는 Sonic and Materials, (Newton, CT) 및 Dukane(St. Charles, IL)을 들 수 있다. 또한, 트리밍(trimming) 오퍼레이션에는 Aristomat 사(Hamburg, Germany) 또는 Zund 사(Alstatten, Switzserland)에서 제공되는 플로터(plotter) 테이블을 이용할 수 있다.

도 5를 참조하면, 광학 시트(15)의 주변 에지(18)의 모든(또는 거의 모든) 또는 적어도 나머지 부분 또는 적어도 광학 필름(즉, 주변 에지 중 아직 융합되지 않았거나 거의 융합되지 않은 부분)은 양 접착 시트(19)의 주변 에지(29)를 실질적으로 넘어서 연장되도록 위치될 수 있다. 광학 시트(15)의 주변 에지(18)의 한 부분 또는 광학 필름이 접착 시트들(19)의 주변 에지를 넘어 상당한 거리를 두고 유지되는 경우에는, 광학 시트(15)의 해당 부분 또는 광학 필름은, 자신의 다중층들이 함께 융합되지 않더라도, 얇은 층으로 갈라지는 경향이 덜하다는 것을 확인하였 다. 따라서, 광학 필름 또는 광학 시트(15)의 주변 에지(18)의 어떠한 부분도 함께 융합될 필요는 없을 것이다. 또한, 광학 시트(15)의 주변 에지(18)의 모든(또는 거의 모든) 또는 적어도 나머지 부분 또는 적어도 광학 필름은 양 접착 시트(19)의 주변 에지(29)를 실질적으로 넘어서 연장되도록 배치하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 부분에 의해, 각 접착 시트(19)의 대응 주변 에지(29)는 양 글레이징(glazing) 컴포넌트(25) 또는 적어도 접착 시트(18)와 직접 접착되는 글레이징 컴포넌트(25)의 주변 에지(27)와 실질적으로 동일한 공간에 유지되거나 실질적으로 그 범위 내(가상의 선(41) 참조)에 존재할 수 있게 된다. 주변 에지(29)의 해당 부분이 글레이징 컴포넌트(25)의 주변 에지(27)의 대응 부분과 동일한 공간에 걸쳐 있거나 적어도 이 대응 부분을 실질적으로 넘어서 연장되지 않는 경우에는, 접착 시트(19)의 주변 에지(29)는 글레이징 컴포넌트(25)의 주변 에지(27)의 대응 부분과 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있는 것으로 간주된다. 광학 시트(15) 또는 광학 필름의 주변 에지(18)의 대응하는 부분이 접착 시트(19)의 주변 에지(29)를 넘어 상당한 거리를 두고 유지되어 있는 것이 아니므로, 에지(29)는 실질적으로 에지(27) 너머로 연장된다.

글레이징 적층을 함께 완전히 결합시키는 공정 동안(예를 들어, 고압 증기 처리), 광학 필름에 인가되거나, 완전 결합 공정 후에 글레이징 적층에 남아있는 압이 크면 클수록, 광학 시트(15)의 주변 에지(18) 또는 적어도 광학 필름의 그 주변 에지에서 광학 필름의 디라미네이션을 방지하거나 적어도 상당히 줄이기 위해 접착 시트(19)의 주변 에지(29) 이상으로 점점 더 많이 연장할 필요가 있을 것이 다.

생성된 압력 및 디라미네이션 에 영향을 미칠 수 있는 인자들

완전 결합 공정(예를 들어, 고압증기 처리)로부터 기인한 광학 필름의 수축 정도가 크면 클수록, 생성된 잠재 압력은 점점 커지고, 디라미네이션을 초래할 가능성은 점점 커진다. 글레이징 컴포넌트(예를 들어, 평면 대 복소 곡선 글레이징 시트)가 복잡해 질수록, 생성된 잠재 압력은 점점 커지고, 디라미네이션을 초래할 가능성은 점점 커진다. 완전 접착 공정동안 사용되는 파라미터 설정(예컨대, 온도, 시간 및 압력)이 또한 생성된 압력 레벨에 영향을 미칠 수 있으므로, 생성된 압력이 디라미네이션을 야기할 가능성이 증가한다.

(예를 들어, 광학 시트와 접착 시트 간의) 적층의 디라미네이션 및/또는 (예를 들어, 광학 시트 또는 광학 필름의 다수의 층들 간의) 광학 시트를 야기할 수 있는 다른 메카니즘들이 발견되어 왔다. 특히, 광학 시트 또는 적어도 광학 필름 및 바람직하게는 결합 시트의 주변 에지로의 수분 침투를 방지하는 것은 광학 시트 또는 적어도 광학 필름에 의해 경험되는 디라미네이션의 가능성 및/또는 정도를 적어도 감소시키는 것으로 발견되었다. 그러한 수분 침투는 고무 가스킷과 같은 물리적 또는 화학적 배리어(barrier)를 사용함으로써 방지 또는 적어도 금지될 수 있다. 그러한 디라미네이션은 PVB 타입의 접착 시트 재료가 사용되고 광학 필름 글레이징이 열과 습기에 노출되는 경우 발생할 수 있다. 실패 위치가 디라미네이션의 형태들 간에 서로 다를 지라도, 실패에 대한 메카니즘은 동일하다. 실험적 및 모델링 작업 양자 모두는 수분의 존재에 기인한 가소제의 가속화된 손실에 의해 야 기된다. 라미네이트가 건조됨에 따라, 가소제 손실은 PVB의 Tg는 증가시키고, PVB는 수축시킨다. 이는 글레이징 라미네이트 내의 잔류 응력의 증가를 가져와, 디라미네이션을 일으킨다. 디라미네이션은 통상 가장 취약한 계면에서 제일 먼저 발생한다. 디라미네이션이 발생하는 경우, 광학 시트 내에서 가장 취약한 계면은 통상 광학 필름의 층 사이이다. 광학 필름의 절단 또는 트리밍된 주변 에지가 글레이징 라미네이트 내부에 있는 경우(즉, 광학 필림의 주변 에지가 접착판 중 적어도 하나의 주변 에지 이상으로 실질적으로 연장하지 않는 경우), 잔류 응력은 파단 지역(예컨대, 트리밍 작업에 의해 발생되는 지역들)에서 광학층들 사이의 분리를 더욱 더 일으키기 쉽다. 광학 시트와 PVB 사이에서 디라미네이션이 발생하는 경우, 가장 취약한 계면은 PVB/광학 시트 계면이다. 광학 시트과 PVB 사이의 접착이 강하면 강할수록, 라미네이트는 이러한 유형의 디라미네이션에 덜 취약하게 된다. 또한, 예컨대, 고무 가스켓, 실리콘 차폐제, 불소함유 계면활성제 또는 기타의 적합한 기법 또는 재료 등의 가소제 손실(plasticizer loss)을 방지하는 배리어를 사용함으로써 디라미네이션을 방지할 수 있다. 이러한 배리어는 라미네이트에 수분이 들어가도록 할 수는 있으나, 가소제가 이탈되는 것을 방지하여, 디라미네이션을 방지할 수 있다.

광학 시트가 종래의 기법들을 사용하여, 예컨대, 자동차의 윈드쉴드(전면 윈도우) 또는 백라이트(후면 윈도우) 및 측면 라이트(측면 윈도우) 등의 글레이징 라미네이트로 되는 경우, 광학 시트는 두 개의 접착판(예컨대, 두 개의 PVB 등) 및 두 개의 글레이징 컴포넌트(예컨대, 두 개의 유리판 및/또는 플라스틱판 등) 사이 에 협지된다. 그 후, 광학 시트 또는 적어도 광학 필름은 두 개의 유리판의 전체 주변 에지와 동일 평면이 되도록 트리밍된다. 이어서, 글레이징 라미네이트를 함께 완전히 접착하기 위하여 고압(autoclave) 단계 또는 유사한 절차가 사용된다. 약 140°C 의 온도 및 12 bar의 압력에서 수행되는 고압 단계 중에는, 광학 필름이 수축되어 유리의 만곡에 정합되기 쉽다. 그러나, 광학 필름이 수축됨에 따라, 광학 필름과 접착판들 사이에 응력이 발생될 수 있으며, 이는 광학 필름의 주변 에지를 따라서 디라미네이션을 형성할 수 있다.

본 발명의 글레이징 라미네이트는 광학 필름의 주변 에지 디라미네이션에 대하여, 자유로울 수 없다면, 최소한으로 취약하다.

글래스 시이팅(glass sheeting)은, 특히 운송 수단의 윈도우 구조용 글레이징 컴포넌트이다. 물론, 광학 시트에 대한 견고성이나 강도를 제공하기 위해 글레이징 컴포넌트로 이용될 수 있는 매우 깨끗한 다른 재료들도 존재한다. 이들 대안적 재료들은, 예컨대 아크릴, PET(polyethylene teraphthalate), 또는 폴리카보네이트 등의 중합체 재료를 포함한다. 글레이징 컴포넌트는 실질적으로 평면일 수도 있지만, 곡률을 가질 수도 있다. 단면이 다양한 표면 형태를 가지며, 돔(dome) 모양, 원뿔형, 그 외 다른 형상 등 다양한 모양으로 제공될 수 있다. 본 발명은 반드시 임의의 특정 글레이징 컴포넌트 재료(들)나 구조의 이용에 국한되도록 의도된 것은 아니다.

곡률을 갖는 글레이징 컴포넌트는, 특히 광학 필름의 주변 선단을 따라 얇은 층으로 갈라지는(delaminate) 경향이 있다. 이는 곡률면에 일치시키도록 상기 필 름을 가압하는 광학 필름상에 가해지는 스트레스(stress)에 의한 것이다. 스트레스에 의해 얇은 층으로 갈라지는 현상은, 글레이징 컴포넌트 쌍이 비정렬(misaligned)되거나 기형(misshaped)인 경우, 또는 글레이징 컴포넌트이 적층 처리 동안에 조잡하게 다루어진 경우에도 발생할 수 있다.

적절한 광학 시트는, 예컨대 여기서 참조 문헌으로서 모두 합체되는 U.S 특허 No. 6,207,260; 6,157,490; 6,049,419; 5,882,774; 5,360,659; 5,223,465; 5,103,557; 5,103,337(RE 34,605); PCT 공개 번호 WO 99/36248, WO 01/96104, WO 02/061469 및 WO 03/057479 에 기술되어 있는 바와 같이, 비금속 다중층 광학 필름을 포함한다. 본 발명의 적절한 광학 시트는, 반드시 이에 국한되는 것은 아니지만, 적외선 반사 필름, 편광학 필름, 비편광학 필름, 다중층 필름, 컬러 필름이나 틴트 필름, 및 장식용 필름을 포함할 수 있다.

접착 시트는, 적어도 광학 시트와 글레이징 컴포넌트를 접착하는 데 이용된다. 바람직한 적층물 및 글레이징 구조에 있어서 접착 시트는 에너지 분산 레이어 또는 쇼크 분산 레이어 등의 중합체 필름이다. 이들 타입의 필름은 글레이징 컴포넌트와 광학 시트의 접착을 보조할 수 있을 뿐만 아니라, 피처가 운송 수단용 글레이징(예컨대, 앞유리창, 옆유리창)을 요망하는 보호 피처(feature)(예컨대, 안티-스폴(anti-spall), 안티-레서레이티브(anti-lacerative))를 첨가할 수도 있다. 상기 접착 시트에 적절한 재료들은, 예컨대 PVB(polyvinylbutyral), 이온플래스트(ionplast), 또는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 상업적으로 이용가능한 PVB 접착 시트 재료들은, 예컨대 E.I.DuPont deMemours사(Wilmington, DE)의 BUTACITE 라는 상표명의 재료들, Solutia 사(St,Louis,MO)의 SAFLEX 라는 상표명의 재료들, Sekisui Chemical Co. Ltd(Osake, Japan)의 S-LEC라는 상표명의 재료들, 및 H.T.Troplast(Troisdort, Germany)의 TROSIFOL라는 상표명의 재료들을 포함할 수 있다. 상업적으로 이용가능한 이오노플래스트(ionoplast) 접착 시트 재료는, 예를 들어 상표명 SENTRY GLAS PLUS(이오노플래스트)로 거래되는 E.I.DuPont deNemours, Co.,(Wilmington, DE)로부터의 재료를 포함할 수도 있다. 적합한 이오노머(ionomer) 재료의 예로는, 상표명 SentryGlass Plus로 거래되는 DuPont 라미네이티드 유리 제품에 이용되는 이오노플래스트 중간층뿐만 아니라, 상표명 Surlyn

으로 DuPont에 의해 거래되는 이오노머 수지와 같은 다른 이오노머 부류의 재료를 포함할 수도 있다. 상업적으로 이용가능한 폴리우레탄 접착 시트 재료는, 예를 들어 Huntsman Polyurethanes(Morton)으로부터의 재료와, 상표명 KRYSTALFLEX의 Polymar bvba, Brasschaat, Belgium을 통해 이용가능한 재료를 포함할 수도 있다.

대안의 접착 시트는, 예를 들어 접착제 또는 테이프의 층 또는 코딩을 또한 포함할 수도 있다. 접착 시트는 실질적으로 연속적이거나, 또는 부분적으로 불연속적일 수도 있다. 접착 시트는 광학층과 글레이징 컴포넌트(glazing component) 사이의 접착을 형성하도록 바람직하게는 충분한 양으로 제공된다. 본 발명은 어떤 특정한 접착 시트 재료 또는 구조의 이용에 반드시 한정하는 의도는 아니다.

라미네이트 컴포넌트가 상승하는 온도에 충분한 시간 동안 노출되어 접착 시트는 부드럽게 될 수 있고, 이에 의해 광학시트와 글레이징 컴포넌트 사이의 접착을 생성할 수 있다. 접착 시트는, 접착 시트 재료가 흐르게 하는 충분히 긴 시간 동안 충분히 가열하고, 광학 시트의 주변 에지의 동일한 또는 실질적으로 동일한 부분, 또는 적어도 광학 필름을 봉지할 수 있다. 선택적으로, 예를 들어 폴리우레탄 컴포넌트과 같은 밀폐재(sealant)는, 글레이징 라미네이트의 주변 에지의 모두 또는 원하는 부분, 접착 시트의 주변 에지, 또는 광학 시트의 주변 에지의 동일한 또는 실질적으로 동일한 부분, 또는 적어도 광학 필름을 봉지하기 위한 최종 라미네이션 프로세스 전 또는 후에 글레이징 라미네이트의 주변 에지 주변에 적용할 수 있다.

본 발명의 라미네이트는 절단되고, 형상되며, 또는 건축 또는 차량 윈도 구조에 이용하기 위한 다른 크기가 될 수 있다. 본 발명에 따른 라미네이트가 구체적으로 유용한 애플리케이션은, 예를 들어 백라이트, 사이드라이트, 앞유리와 같은 차량 글레이징 구조이다. 차량 앞유리에서, 글레이징 라미네이트는, 주변 에지의 모두, 실질적으로 모두 또는 적어도 상당 부분이 "프리트(frit)"로 알려진 어두운 영역 내에 놓이도록 선택적으로 설계될 수 있다. 프리트는 통상적으로 앞유리의 표면에 적용된다. 공통 프리트 패턴은 앞유리의 주변의 부분 또는 모두를 둘러싸는 고체의 블랙 보더이다. 인기있는 디자인은, 앞유리의 주변 에지에서 고체의 블랙 패턴으로 시작하여, 앞유리의 주변 에지로부터의 거리가 증가함에 따라, 점진적으로는 더 작은 점의 패턴이 되는 패턴이다. 광학 시트 및/또는 광학 시트의 광학 필름의 주변 에지를 프리트 디자인 내에(예를 들어, 고체의 블랙 부분 내에) 배치하는 것은, 주변 에지를 따라 디라미네이션의 증거가 존재하는 때에도, 주변 에지를 "숨겨" 미학적으로 만족스러운 제품을 제공할 수 있다. 글레이징 컴포넌트 모 두에 블랙 프리트 디자인을 구비하여 광학 시트의 주변 에지를 더욱 완전하게 숨기는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 라미네이트에 이용된 광학 시트의 1 또는 2 표면은 접착 시트에 대한 접착을 강화하기 위해 수정될 수도 있다. 적합한 기법은, 예를 들어 코로나 처리, 플라스마 처리, 플레임 처리, 에칭, PCT 특허 공개번호 WO 03/016047(출원번호 US02/25837, 2002년 8월 14일자 출원) 및 본 명세서에 참조로서 포함되는 것과 같은 유기 또는 무기 프라이머(primer)의 이용, 또는 어떤 다른 적합한 표면 수정 기법을 포함할 수도 있다.

테스트 방법

디라미네이션 관찰

샘플 글레이징 라미네이트는 광학 시트의 주변 에지를 투과되는 빛(육안을 이용)에서 약 0.3 ～ 0.9 미터의 거리에서 관찰함으로써 디라미네이션에 대해 조사할 수 있다. 형광 전구가 광원으로서 이용될 수 있다. 층간의 어떤 시각적 디라미네이션(기계적인 분리)은 용인할 수 없는 것으로 고려되었다.

예

본 발명에 따른 예시적인 글레이징 라미네이트 제작 시, 다음의 항목이 이용될 수 있다.

TYZORTM TPT	A tetraisopropyl titanate (TPT) primer, available from E.I. DuPont deNemours & Co. (Wilmington, DE)
SAFLEX AR 11	0.38mm polyvinyl butyral (PVB) available from Solutia Inc., (St. Louis, MO)
SRF	Solar Reflecting Film (SRF), a multi-layer optical film made by Minnesota Mining and Manufacturing Company.*
Autoclave	Scholz Maschinenbau GmbH & Co. KG (Coesfeld, Germany) or Melco Steel Inc. (Azusa, California)

* 예를 들어 하나 이상의 US 특허번호 5,360,659 및 6,157,490 및 PCT 공개번호 WO 99/36248, WO 01/96104 및 WO 02/061469의 개시에 따름.

통상적으로, PVB는, SRF 및 대응 글레이징 컴포넌트로의 완전한 접착 포인트에 대해 가열된 후에야 충분히 투명하게 된다. 게다가, 앞유리 제작에 이용된 각 쌍의 글레이징 컴포넌트는 유리로 만들어지고, 일반적으로 동일한 크기를 갖는다(즉, 하나의 주변 에지는 다른 하나의 주변 에지를 실질적으로 초과하지 않는다).

본 발명의 수많은 실시예가 본 명세서에서 기술된다. 그럼에도, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 다양한 수정이 이루어질 수도 있음을 이해할 것이다. 따라서, 다른 실시예는 다음의 청구범위의 범위 내에 존재한다.

Claims (27)

1. 주변 에지를 갖는 글레이징(glazing) 컴포넌트를 포함하는 라미네이트에서 사용하기 위한 광학 시트로서,

   상기 광학 시트는 비금속 다중층 광학 필름을 포함하고,

   상기 광학 필름은 다수의 층들 및 주변 에지를 갖고,

   상기 다수의 층들은 상기 광학 필름의 주변 에지를 따라 상기 다수의 층들의 디라미네이션을 줄이도록 오직 상기 광학 필름의 주변 에지를 따라 함께 융합되며,

   상기 디라미네이션은 글레이징 라미네이션 가공 동안 상기 광학 필름에 발생되는 스트레스에 의해 야기되고,

   상기 주변 에지가 아닌, 상기 다수의 층들의 나머지 부분은 융합되지 않는 광학 시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다수의 층들은 상기 광학 필름의 모든 주변 에지를 따라 상기 다수의 층들의 디라미네이션을 줄이도록 상기 광학 필름의 모든 주변 에지만을 따라 함께 융합되는 광학 시트.
3. 제1항의 광학 시트 - 상기 광학 시트는 제1 주요 면, 제2 주요 면 및 주변 에지를 가짐 -;

   제1 주요 면, 제2 주요 면 및 주변 에지를 갖는 제1 접착 시트 - 상기 광학 시트의 제1 주요 면 및 상기 제1 접착 시트의 제1 주요 면은 함께 위치됨 -;

   제1 주요 면, 제2 주요 면 및 주변 에지를 갖는 제2 접착 시트 - 상기 제2 접착 시트의 제1 주요 면은, 상기 광학 시트가 상기 제1 접착 시트와 상기 제2 접착 시트 사이에 배치되도록 상기 광학 시트의 제2 주요 면에 대하여 위치됨 -; 및

   각각 주요 면 및 주변 에지를 갖는 제1 글레이징 컴포넌트 및 제2 글레이징 컴포넌트

   를 포함하고,

   상기 제1 접착 시트의 제2 주요 면은 상기 제1 글레이징 컴포넌트의 주요 면에 대향하고, 상기 제2 접착 시트의 제2 주요 면은 상기 제2 글레이징 컴포넌트의 주요 면에 대향하고,

   상기 광학 시트는 상기 제1 접착 시트와 제2 접착 시트 사이에 배치되며,

   상기 제1 접착 시트 및 제2 접착 시트는 상기 글레이징 컴포넌트들 사이에 배치되고,

   상기 광학 필름의 주변 에지의 일부분은 상기 글레이징 컴포넌트들 중 하나 또는 둘 다의 주변 에지의 대응하는 부분과 동일 공간에 위치되는 라미네이트.
4. 윈도우 구조에 사용되는 글레이징 라미네이트를 제조하는 방법으로서,

   상기 글레이징 라미네이트는 2개의 접착 시트 사이에 협지된 광학 시트를 포함하고, 상기 접착 시트들은 2개의 글레이징 컴포넌트 사이에 협지되며,

   상기 방법은,

   다수의 층들을 갖는 비금속 다중층 광학 필름을 포함하는 광학 시트를 제공하는 단계;

   상기 광학 필름의 주변 에지를 형성하도록 상기 광학 시트에 치수를 부여하는 단계; 및

   상기 광학 필름의 주변 에지를 따라 상기 다수의 층들의 디라미네이션을 줄이도록 오직 상기 광학 필름의 주변 에지를 따라 상기 다수의 층들을 함께 융합하는 단계

   를 포함하고,

   상기 주변 에지가 아닌, 상기 다수의 층들의 나머지 부분은 융합되지 않는 글레이징 라미네이트 제조 방법.
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