KR100694360B1 - 라미네이트화 사이드라이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 자동차 사이드라이트로서 사용하는데 특히 적합한 라미네이트화 제품이 제공된다. 라미네이트화 제품은 제 1 플라이(12), 제 2 플라이(20) 및 두 플라이 사이에 위치한 중간층(18)을 포함하며, 두 플라이와 중간층은 라미네이트화 제품이 약 4.0 내지 6.0mm, 바람직하게는 약 4.0 내지 5.0mm의 총 두께를 갖도록 치수화된다. 플라이는 약 1.0 내지 3.0mm의 두께 범위를 갖는 열강화 유리인 것이 바람직하다. 중간층은 폴리비닐 부티랄과 같은 플라스틱 물질인 것이 바람직하며, 약 0.50 내지 0.80mm의 두께를 갖는다. 태양광 조절 코팅 또는 전기전도성 코팅과 같은 코팅(16)이 플라이 및/또는 중간층의 하나이상의 표면상에 형성되거나 증착될 수 있다. 본 발명의 라미네이트화 사이드라이트를 제조하기 위한 방법 및 장치가 또한 본 발명에 따라 제공된다.

Description

라미네이트화 사이드라이트{LAMINATED SIDELITE}
본 발명은 일반적으로 라미네이트화 투명체, 예를들면 라미네이트화 자동차 투명체, 더욱 구체적으로는 형상화되고 라미네이트화 자동차 사이드라이트 및 이 사이드라이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 출원은 본원에 참고로 인용된 "라미네이트화 투명체"의 표제하에 1999년 6월 2일에 제출된 미국 가출원 번호 제 60/137,095 호에 대한 우선권을 주장하고 있다.
전형적으로, 자동차의 전면 유리(windshied)는 0.030인치(0.76mm)의 폴리비닐 부티랄 중간층에 의해 함께 고정된 형상화되고 어닐링된 두 개의 1/8인치(3.2mm) 유리 플라이(ply)를 포함한다. 자동차 전면 유리 및 이를 제조하는 방법의 실례는 미국 특허 제 4,820,902 호, 제 5,028,759 호 및 제 5,653,903 호에 기재되어 있으며, 이들 특허를 참고로 본원에 인용하였다.
당 기술 분야의 숙련가들에게 이해되는 바와 같이, 라미네이트화 전면 유리를 제조하는 방법은 사이드라이트와 같은 다른 유형의 라미네이트화 자동차 투명체를 제조하는데 용이하게 적용되지 않는다. 예를들면, 라미네이트화 전면 유리의 제조에 사용되는 유리 블랭크는 전형적으로 어닐링된 유리이다. 이에 반해서, 사이드라이트를 제조하는데 사용되는 유리 블랭크(blank)는 전형적으로 템퍼(temper)된 유리이다. 템퍼된 사이드라이트는 예를들면 도어 슬램밍(slamming), 사이드라이트의 상하 이동과 같이 정상적으로 작동하는 동안 사이드라이트에 대한 손상을 방지하는데 바람직하다. 어닐링된 유리를 처리하는 가공 변수 및 방법이 템퍼된 유리에의 사용을 위해 직접적으로 꼭 변형될 필요는 없다.
또한, 전면 유리는 일반적으로 두개의 유리 플라이(각각 1/8인치(3.2mm) 두께)로부터 만들어진다. 일반적으로, 전면 유리에 대한 유리 시이트의 상업적 생성 및 형상화는 하나의 평평한(flat) 시이트를 또 다른 평평한 시이트의 상부에 놓고 쌓아진 두 개의 평평한 유리 시이트를 노에서 유리 연화점까지 가열하고, 동시에 가열된 유리 시이트를 바라는 곡률로 형상화하고, 굽은 유리 시이트를 조절적인 방식으로 냉각하여 시이트를 어닐링하는 것을 포함한다. 한편, 종래의 사이드라이트는 4 내지 5mm의 두께를 갖는 단일의 평평한 유리 시이트 또는 블랭크로 만들어진다. 평평한 유리 시이트는 가열되고 형상화된 후 템퍼된다. 더 얇은 유리 블랭크의 가열, 벤딩 및 형상화는 더 두꺼운 유리 블랭크에서 보다 더욱 어렵다. 얇은 유리 블랭크는 열을 유지하는 능력이 낮기 때문에 형상화 및 템퍼링에서 문제를 노출시키고 있다. 더욱 구체적으로, 유리 블랭크의 두께가 감소할수록, 열 손실율은 증가하고, 유리 블랭크에 초기 부여된 열은 노의 가열 공기를 떠나자 마자 빠르게 소산된다.
일반적으로, 사이드라이트의 제조 방법에 있어서, 평평한 유리는 사이드라이트가 설치될 윈도우 구멍 및 윈도우 채널을 형성하는 프레임의 형상 및 윤곽에 의해 결정되는 일정한 곡률 또는 외형으로 형상화된다. 종래의 대부분의 시판용 차량은 약 4 내지 5mm의 총 두께를 가지는 사이드라이트로 사용되기 위해 형성된 윈도우 채널을 갖는다. 그러므로, 광범위한 재설계의 필요없이 현존하는 윈도우 채널에 통합되기 위하여 그리고 현존하는 차량으로 개장(改裝)되기 위하여 라미네이트화 사이드라이트는 대략 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다.
유럽 특허 제 0 600 766 호는 3층 이상의 규산염 유리층 및 둘 이상의 열가소성 수지 중간층으로 이루어지며, 총 두께가 6.0 내지 9.0mm인 본체를 갖는 라미네이트화 패널에 대해 기술하고 있다. 상기 패널은 고정된 사이드 윈도우 가이드(side window guide)로 삽입될 수 있는 얇고 계단식으로 된 가장자리(edge)를 갖지만, 패널은 패널 본체의 두께 때문에 종래의 차량 사이드라이트와 같이 위로 또는 아래로 이동할 수 없다.
미국 특허 제 5,198,304 호는 템퍼링 과정에서의 변형을 피하기 위해 시인 부위와 가장자리 부위에서 템퍼링의 양이 서로 다른 라미네이트화 사이드라이트에 대해 기술하고 있다. 이것은 가열된 유리의 서로 다른 부위가 서로 다른 속도로 냉각될 것을 필요로 한다.
전면 유리를 제조할 때는 나타나지 않던 라미네이트화 사이드라이트를 제조하는데 있어서의 또 다른 결점은 태양광 조절 코팅과 같은 기능성 코팅을 갖는 유리 시이트의 가열과 관련된 문제이다. 단지 하나의 블랭크 상에 상기 코팅을 갖는 라미네이트화 사이드라이트, 후면 윈도우 및/또는 선루프의 제조는 피복된 라미네이트화 전면 유리를 제조하는 것보다 더욱 어렵다. 더욱 특별하게, 전면 유리를 제조할 때, 평평한 블랭크(제 1 블랭크)의 한면은 피복되고, 일반적으로 피복되지 않은 또 다른 평평한 블랭크(제 2 블랭크)는 제 1 피복된 블랭크상에 위치한다(즉, 겹쳐진다). 상부 블랭크는 동시에 가열되고 형상화되고 어닐링된다. 라미네이트화되고 피복된 사이드라이트, 후면 윈도우 및/또는 선루프의 제조에서 피복된 평평한 블랭크 및 피복되지 않은 평평한 블랭크는 별도로 가열되거나 형상화되고 열처리된다. 하나의 블랭크는 피복되고 다른 블랭크는 피복되지 않기 때문에, 열처리된 피복 및 피복되지 않은 블랭크의 형상은 서로 부합되지 않고 라미네이트화에 대해 서로 정합성이 아니다.
자동차의 사이드라이트를 제조하는 기술 분야에서의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이, 상술한 문제를 감소 또는 제거하는 라미네이트화 자동차 투명체(예를들면 사이드라이트)와 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.
발명의 개요
본 발명은 중간 층 물질의 시이트에 의해 두 번째 플라이(제 2 플라이)에 고정된 첫 번째 플라이(제 1 플라이)을 포함하는 자동차 사이드라이트와 같은 라미네이트화 제품에 관한 것이다. 제 1 플라이는 미리 정해진 오목한 형상을 갖는 오목한 표면을 가지며, 제 2 플라이는 미리 정해진 볼록한 형상을 갖는 볼록한 표면을 갖는다. 오목한 표면은 볼록한 표면보다 더욱 작은 곡률 반경은 가질 수 있다. 라미네이트화 사이드라이트는 약 3.0mm 내지 약 6.0mm(바람직하게는 약 4.0mm 내지 약 5.0mm)의 총 두께를 갖는다. 각 플라이는 약 3.0mm이하(바람직하게는 약 1.0mm 내지 약 3.0mm, 더욱 바람직하게는 약 1.6mm 내지 약 2.1mm)의 두께를 갖는 열처리된(예를들면 템퍼되거나 열 강화된(적어도 부분적으로 템퍼된)) 유리 플라이이다. 중간 층 물질은 폴리비닐 부티랄등과 같은 플라스틱 물질인 것이 바람직하며, 약 0.80mm이하(바람직하게는 약 0.50mm 내지 약 0.80mm)의 두께를 갖는다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 태양광 조절 코팅, 하나이상의 유전층 및 하나이상의 적외선 반사층을 갖는 저 방사율 코팅, 전기 전도성 코팅, 가열성 코팅 또는 안테나 코팅과 같은 기능성 코팅은, 예를들면 코팅을 증착 또는 형성함으로써 제 1 플라이 오목 표면상에 코팅물을 제공함으로써 라미네이트화 제품에 결합될 수 있다.
본 발명은 또한 라미네이트화 제품, 예를 들면 자동차 사이드라이트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 제 1 및 제 2 블랭크를 제조한 후 바람직하게는 블랭크를 가열, 형상화 및 열처리하기 위해 다른 기술과 변수를 사용하여 각각 미리 정해진 오목 표면과 볼록 표면을 갖는 제 1 및 제 2 플라이를 형성하는 것을 포함한다. 제 1 블랭크는 그의 주 표면의 적어도 일부에 제공된 기능성 코팅을 갖는다. 피복된 제 1 블랭크는 원칙적으로 또는 주로(전체는 아닐지라도) 제 1 블랭크의 피복되지 않은 측면에 열을 공급함으로써 가열된다. 가열 온도는 제 1 블랭크의 피복되지 않은 면, 예를들면 제 1 블랭크를 지지하는 노 운반장치에 실질적으로 근접한 온도를 감지함으로써 조절된다. 제 2의 피복되지 않은 블랭크는 제 2 블랭크의 양면에 열을 공급함으로써 가열된다. 제 2 블랭크의 가열은 제 2 블랭크의 양면의 온도를 감지함으로써, 예를들면 노 운반 장치의 아래와 위에 위치한 가열기의 온도를 감지 및 조절함으로써, 그리고 바람직하게는 제 2 블랭크 아래와 제 2 블랭크를 지지하는 운반장치에 인접한 온도를 감지하여 상부 및 하부의 가열기 모두를 조절함으로써 조절된다. 제 1 및 제 2 블랭크는 오목한 표면이 볼록한 표면보다 더욱 작은 곡률반경을 갖도록, 예를들면 상이한 형상 표면에 의해 형상화될 수 있다. 그러나, 미리 정해진 오목 표면 및 볼록 표면은 제 1 및 제 2 플라이가 중간층 주위에서 함께 라미네이트화 되는 경우 라미네이트화 된 표면이 실질적으로 부합되도록 상당히 유사하다.
도 1은 본 발명의 특징을 결합하고 있는 라미네이트화 자동차 투명체(예, 사이드라이트)의 가장자리 부분의 측단면도(스케일되지 않음)이다.
도 2는 라미네이트화하기 전에 본 발명의 사이드라이트를 상기 사이드라이트의 어셈블된 성분의 측면 개략도(스케일되지 않음)이다.
도 3은 본 발명의 실시에 있어서 유리 블랭크 G(피복되거나 피복되지 않은)를 제조하기 위한 장치(명확을 위해 일부는 생략됨)의 바람직한 실시양태에 대한 부분적으로 절단된 투시도이다.
도 4는 본 발명의 특징을 결합하고 있는 라미네이트화 사이드라이트를 형성하기 위하여 본 발명의 실시에 사용된 유리 블랭크의 투시도이다.
도 1은 본 발명의 특징을 결합하고 있는 라미네이트화 제품(10)을 도시하고 있다. 하기 기재에 있어서, 라미네이트화 제품은 자동차 사이드라이트이다. 그러나, 본 기술분야의 숙련가에게 잘 이해되고 있는 바와 같이, 라미네이트화 제품은 자동차 사이드라이트로 한정되는 것은 아니며, 주거용 및/또는 산업용 라미네이트 윈도우, 및/또는 육상, 항공, 우주, 수상 및 수중 차량에 대한 투명체, 예를 몇 개 들자면 전면 유리의 사이드라이트, 벡라이트, 선루프(sun roof) 또는 문루프(moon roof)가 있다. 좀더 상세히 기술하자면, 라미네이트화 사이드라이트(10)은 외부 주 표면(13) 및 내부 주 표면(14)을 갖는 제 1 블랭크 또는 플라이(12), 임의적으로 내부 주 표면(14)의 적어도 일부에 부착된 기능성 코팅(16), 중간층(18) 및 내부 주 표면(22) 및 외부 주 표면(23)을 갖는 제 2 블랭크 또는 플라이(20)을 구비한다. 일반적으로, 외부 주 표면(13)은 차량의 외부와 접하고 있고, 또 다른 외부 주 표면(23)은 차량의 내부와 접하고 있다. 가장자리 밀폐제(26)가 라미네이트 동안 및/또는 라미네이트 후에 라미네이트화 사이드라이트(10)의 주변부에 적용될 수 있다. 세라믹 밴드와 같은 장식용 밴드(90), 예를들면 불투명, 반투명 또는 유색 밴드가 예를들면 내부 주 표면(14) 및/또는 (23)의 주위에 하나이상의 플라이(12) 및 (20)의 표면에 제공될 수 있다. 기능성 코팅(16)은, 예를들면 후술되는 바와 같이, 편리한 방식으로 내부 주 표면(14)에 부착(예컨대 증착 또는 형성)될 수 있다.
제 1 플라이(12) 및 제 2 플라이(20)은 각각 플라스틱, 세라믹(더욱 바람직하게는 열처리 또는 열강화된) 유리와 같은 투명 또는 반투명 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 본원에서 용어 "열강화"는 템퍼되거나 적어도 부분적으로 템퍼되는 것을 의미한다. 제 1 플라이(12) 및 제 2 플라이(20)은 각각 "투명" 플로트(float) 유리일 수 있으며, 또는 색조 있는 또는 유색의 유리일 수 있으며, 또는 하나의 플라이는 투명 유리이고, 다른 하나는 유색 유리일 수 있다. 본 발명을 한정하는 아니지만, 제 1 플라이(12) 및/또는 제 2 플라이(20)에 적합한 유리의 보기는 미국 특허 제 4,746,347 호, 제 4,792,536 호, 제 5,240,886 호, 제 5,385,872 호 및 제 5,393,593 호에 기재되어 있으며, 상기 특허들을 본원에서 참고로 인용하였다. 제 1 플라이 및 제 2 플라이는 바람직하게는 약 3.0mm이하의 두께, 더욱 바람직하게는 약 2.1mm이하의 두께, 가장 바람직하게는 약 1.6mm 내지 약 2.1mm의 두께를 각각 갖는다.
기능성 코팅(16)은 임의 바라는 유형일 수 있다. 기능성 코팅(16)은 바람직하게는 피복된 플라이의 태양광 조절성(예를들면 방사율, 차폐 지수, 투과율, 흡수율, 반사율) 또는 전도성(예를들면 열 또는 전기 전도율)에 영향을 주는 코팅이다. 예를들면, 이것으로 한정되는 것은 아니지만, 기능성 코팅(16)은, 몇 개만 열거하자면, 은과 같은 하나이상의 적외선 반사층 및 하나이상의 유전층을 갖는 낮은 방사 코팅과 같은 태양광 코팅, 전기전도성 코팅, 가열 코딩 또는 안테나 코팅일 수 있다.
본원에서 용어 "태양광 조절 코팅"은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 피복된 제품에 입사하거나 또는 이를 통해 흐르는 태양광 방사량, 적외선 또는 자외선 흡수율 또는 반사율, 차폐 지수, 방사율 등과 같은 피복된 제품의 태양광 성질에 영향을 주는 하나이상의 층 또는 필름으로 구성된 코팅을 지칭한다. 태양광 조절 코팅은 가시선 스펙트럼(이에 한정되는 것은 아님)과 같은 태양광 스펙트럼의 선택된 부위를 차단, 흡수 또는 여과할 수 있다. 태양광 조절 및 안테나 코팅의 비제한적 보기는 미국 특허 제 4,898,789 호, 제 5,821,001 호, 제 4,716,086 호, 제 4,610,771 호, 4,902,580 호, 제 4,716,086 호, 제 4,806,220 호, 제 4,898,790 호, 제 4,834,857 호, 제 4,948,677 호, 제 5,059,295 호, 및 제 5,028,759 호 및 미국 특허 출원 제 09/058,440 호에 기재되어 있는데, 이러한 특허 및 특허출원을 본원에 참고로 인용하였다. 전기 전도성 코팅에 대한 비제한적 보기는 미국 특허 제 5,653,903 호 및 제 5,028,759 호에 기재되어 있으며, 이들 특허를 본원에 또한 참고로 인용하였다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 기능성 코팅(16)은 코팅이 환경적 및 기계적 마모에 덜 영향을 받을 수 있도록 라미네이트의 외부 표면 보다 내부 표면에 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 기능성 코팅(16)은 또한 하나이상의 표면(13), (22) 또는 (23)에 제공될 수 있다. 또한, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 코팅 (16)의 일부, 예를들면 피복된 영역의 외부 주변부 둘레의 약 1 내지 6mm(바람직하게는 2 내지 4mm) 너비 부위는 사용중 기후적 또는 환경적 작용에 의해 라미네이트 가장자리의 코팅에 대한 손상을 최소화하기 위해 코팅동안 마스크하거나 또는 라미네이트화 하기 전에 연마하는 것과 같은 임의 종래 방식으로 제거 또는 삭제될 수 있다. 심미적 목적을 위해 유색, 불투명 또는 반투명 밴드(90)가 예컨대 외부 주 표면(13)의 주위에 하나이상의 플라이 표면에 제공되어 제거된 부위를 숨길 수 있다. 밴드(90)은 세라믹 물질로 만들어지는 것이 바람직하며, 임의 종래의 방식으로 외부 주 표면(13)상에 고정된다.
중간 층(18)은 약 0.5mm 내지 약 0.8mm(바람직하게는 약 0.76mm이하)의 두께를 갖는 폴리비닐 부티랄과 같은 플라스틱 물질 또는 유사 물질인 것이 바람직하다. 중간층(18)은 플라이(12) 및 (20)을 함께 고정시키고, 에너지를 흡수하며, 도로의 소음을 감소시키고 라미네이트화 구조의 강도를 증가시키기 위해 차량 내부로의 음향 감쇠를 감소시키며, 외부 침입자가 차량의 사이드라이트의 하나를 파쇄하여 차량 내부로 접근하는 것을 더욱 어렵게 한다. 충간 층(18)은 예를들면 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,796,055 호에 기재되어 있는 바와 같은 음향 흡수 또는 감쇠 물질일 수 있다. 더욱이, 바람직하지는 않지만, 중간 층(18)은 이 중간 층 상에 제공되거나 또는 이 안에 결합한 태양광 조절 코팅을 가질 수 있거나 태양 에너지 투과를 감소시키기 위해 유색 물질을 포함할 수 있다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 2 플라이(20)의 내부 주 표면(22)은 제 1 플라이(12)의 내부 주 표면(14)에 대해 실질적으로 보완적이다. 특히, 제 1 플라이(12)의 내부 주 표면(14)은 미리 정해진 오목한 형상으로서 형성된 소정의 오목한 외형을 가지며, 제 2 플라이(20)의 내부 주 표면(22)은 소정의 볼록한 모양으로서 형성된 소정의 볼록한 외형을 갖는다. 소정의 오목한 형상 및 소정의 볼록한 형상은 중간층에 플라이를 부착하기 위해 동일하지는 않지만 거의 유사하다. 본 발명의 실시에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 그리고 하기에 상세히 설명되는 바와 같이, 표면(22)는 표면(14)보다 약간 덜 굴곡이 져서, 다시 말하자면, 더욱 평평해서 두 유리 플라이(12) 및 (20)가 라미네이트화를 위해 초기에 위치할 때 플라이(12) 및 (20)의 중심에서 또는 그 근처에서 거리 D만큼 떨어져 있게 된다. 그러나, 필요에 따라서, 거리 D는 0 내지 1mm, 바람직하게는 약 0.5mm이하이어야 한다. 두 플라이(12) 및 (20)가 거의 동일한 치수(즉 두께, 너비 및 길이)인 것이 바람직하지만, 하나의 플라이가 다른 플라이보다 더욱 커서, 다시 말하자면 더욱 넓거나 길어서 두 플라이(12) 및 (20)가 라미네이트화될 때 하나의 플라이 의 일부분이 다른 플라이의 주위 가장자리를 넘어 연장될 수도 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 특징을 결합한 사이드라이트는 피피지 인더스트리스 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에 의해 상표명 솔렉스(SOLEXR)로서 시판되고 있는 유형의 2.1mm 두께의 평평한 유리로 된 두 개의 플라이를 사용하여 만들어졌다. 하나의 유리 플라이는 하나의 은 층을 갖는 자기 스퍼터 증착(MSVD) 열처리 저 방사율 코팅을 갖는다. 다른 유리 플라이는 코팅이 없다. 중간층은 0.75mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 기술에 따라 사이드라이트(10)을 제조하는 바람직한 방법이 하기에 논의된다. 제 1 기재 및 제 2 기재가 구비된다. 제 1 기재는 약 1.0mm 내지 약 3.0mm(바람직하게는 약 1.6mm 내지 약 2.1mm)의 두께를 갖는 평평한 유리인 것이 바람직하다.
기능성 코팅은 임의 종래 방식에 따라 제 1 유리 기재의 주 표면의 적어도 일부분에 부착된다. 상술한 바와 같이, 기능성 코팅은 예를들면 낮은 방사율 또는 태양광 조절 코팅일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니지만, MSVD, 화학 증착(CVD), 분무 열분해, 졸-겔등과 같은 종래 방법에 의해 주 표면의 적어도 일부상에 적용되거나 또는 증착될 수 있다. 본원에서 용어 "∼ 상의 증착" 또는 "∼ 상의 제공"은 꼭 부착될 필요는 없지만 상부에 증착되거나 또는 제공되는 것을 의미한다. 바람직한 본 발명의 실시양태에 있어서, 기능성 코팅은 단일의 은 필름을 갖는 열처리가능한 자가스퍼터 증착(MSVD)의 낮은 방사율 코팅이며, 미국 펜실베니아 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리스 인코포레이티드에 의해 등록상표 "선게이트"(SUNGATER)로 시판되고 있다.
이해되는 바와 같이, 코팅은 평평한 기재 또는 굽어지고 형상화된 후의 기재에 적용될 수 있다. 기재를 굽어지게 하고 형상화하기 전에 기능성 코팅의 적용은 이것이 상당한 잇점을 제공하기 때문에 바람직하다.
제 2 기재는 제 1 기재와 유사한 평평한 유리인 것이 바람직하지만, 기능성코팅이 없는 것이 바람직하다. 피복된 제 1 기재와 피복되지 않은 제 2 기재는 각각 바라는 형상을 갖는 피복된 제 1 블랭크 및 피복되지 않은 제 2 블랭크를 제공하기 위해 절단된다. 바람직한 바와 같이, 두 블랭크의 전반적인 형상(즉, 길이, 너비 등)은 실질적으로 동일하다. 피복 및 비피복된 블랭크는 바라는 외형으로 시임(seam)되고 세정되고 굽어지고 형상화되어 각각 라미네이트화될 제 1 및 제 2 플라이(12) 및 (20)을 형성한다. 본 기술분야의 숙련가에게 이해되는 바와 같이, 피복 및 비피복 블랭크 및 플라이의 전체 형상은 결합될 특정 차량에 따라 다른데, 이는 사이드라이트의 최종 형상이 상이한 자동차 제조업체들 사이에서 서로 다르기 때문이다.
피복 및 비피복 블랭크는 본원에서 참고한 미국 특허 제 5,286,271 호에 기재된 롤간 압연(roll-press-roll; "RPR") 공정을 사용하여 형상화될 수 있다. 운반 장치에서 각각 별도로 운반된 피복 및 비피복 유리 블랭크는 RPR 공정을 사용하여 노에서 블랭크를 연화시키기에 충분하지만 코팅에 역효과를 주거나 연소시키지 않는 온도로 가열된다. 피복 및 비피복된 가열된 블랭크는 굽어지고 열강화된 제 1 및 제 2 플라이(12) 및 (20)을 형성하기 위해 굽어지고 형상화되고 조절적으로 냉각된다. 예를들면 2 내지 4mm의 너비를 갖는 기능성 코팅(16)의 밴드가 라미네이트화 전에 예를들면 연마와 같은 종래의 임의 방식에 따라 가열 및 형상화되기 전에, 그 동안에 또는 그 후에 피복된 블랭크의 주위 가장자리 둘레로부터 제거될 수 있다. 이와 다르게는, 제 1 기재의 주위 가장자리는 피복된 블랭크의 주변 가장자리 둘레에 비피복된 경계 또는 밴드를 형성하기 위해 피복전에 마스크될 수 있다.
비록, 바람직한 본 발명의 실시에 있어서, 종래의 RPR 공정이 유리 플라이(12) 및 (20)을 형성하는데 사용될 수 있지만 변경된 RPR 공정이 바람직하다. 본 발명에 따른 변경된 RPR 장치 및 공정이 논의될 것이다. 특히, 도 3을 참조하면, 본 발명의 변경된 RPR 장치(30)은 다수의 이격된 노 운반 장치 롤(36)으로 구성된 노 운반장치(34)를 갖는 노(32), 예를들면 방사 열 노를 포함한다. 방사 가열기 코일(38)과 같은 가열기는 노(32)의 길이를 따라 노 운반장치(34)위와 그 아래에 위치한다. 가열기 또는 코일 온도 센서(40)는 각 코일내부와 같이 가열기 코일(38) 근처에 위치하여 노 조절 장치(도시되지 않음)에 연결되어 바라는 설정지점까지 가열기 코일(38)의 온도를 조절한다. 본 발명의 실시에 있어서, 그리고 하기에 상세히 기술되는 바와 같이, 운반장치 또는 롤 온도 센서(44)는 노 롤(36)의 근처, 예를들면 아래, 바람직하게는 노 운반장치(34)와 하부 가열기 사이에 위치하고 또한 노 조절 장치에 연결된다. 노(32)를 따라 상부 및 하부 코일(38)의 온도는 노(32)의 길이를 따라 상이한 온도의 가열 대역을 형성하도록 조절될 수 있다.
형상화 대(50)는 노(32)의 방출 단부 가까이에 위치한다. 형상화 대(50)는 실질적으로 미국 특허 제 5,286,271 호에 기재된 바와 동일하고, 수직으로 움직일 수 있는 가요성의 링(52) 및 다수의 롤(56)을 갖는 형상화 대 운반장치(54)을 포함할 수 있는 하부 금형(51)을 포함할 수 있다. 미리 정해진 형상의 탈리가능하거나 재구성가능한 형상화 표면(60)을 포함하는 상부 진공 금형(58)이 하부 금형(51) 상부에 위치한다. 진공 금형(58)은 왕복식 배열장치(61)에 의해 움직일 수 있다.
다수의 형상화된 전달 롤(64)을 갖는 전달대(62)는 형상화 대(50)의 방출 단부 근처에 위치한다. 전달 롤(64)는 형상화 표면(60)의 횡적 곡률에 실질적으로 상응하는 횡적 상승 곡률을 갖는 것이 바람직하다.
템퍼링 또는 냉각 대(70)은 전달대(62)의 방출 단부 근처에 위치하며 냉각, 템퍼링 및/또는 열강화를 위해 냉각대(70)을 통해 블랭크를 움직이도록 다수의 롤(72)를 포함한다. 롤(72)는 전달 롤(64)의 곡률과 실질적으로 동일한 횡적 상승 곡률을 갖는다.
형상화를 위한 피복된 블랭크를 가열하기 위해, RPR 가열 공정은 라미네이트화 후에 광학 왜곡을 초래하는 형상화된 피복 블랭크의 가장자리의 커얼과 같은 그림틀을 제거하도록 변경될 것을 제안하고 있다. 예를들면, 바람직한 본 발명의 실시에 있어서, 피복되지 않은 유리 블랭크는 코일 온도 센서(40)을 사용하여 조절된 코일 온도와 에너지화되는 노 롤(36)의 위와 아래 모두에 위치한 방사 가열 코일(38)로 노(32)에서 가열된다. 상부 코일(38), 즉 노 운반장치(34)의 위에 위치한 코일이 대부분의 열을 제공하며, 하부 코일(38), 즉 노 운반장치(34)의 아래에 위치한 코일은 유리가 커얼되는 것을 방지하기에 충분한 열을 제공한다. 가열 코일(38)에 위치한 열 센서(40)은 조절 장치에 온도 데이터를 제공하고 코일 전력은 열 센서 데이터를 기초로 하여 조절된다. 약 1.6mm 내지 약 2.1mm의 두께를 갖는 피복되지 않은 유리 블랭크에 있어서, 코일 온도는 노의 입구 단부에서는 약 700℉(371℃) 내지 약 1100℉(590℃), 바람직하게는 약 850℉(454℃)의 온도, 노의 출구 단부에서는 약 1150℉(621℃) 내지 약 1400℉(770℃), 바람직하게는 약 1250℉(677℃)의 온도, 그리고 약 1140℉(615℃) 내지 약 1180℉(638℃), 바람직하게는 약 1160℉(627℃)의 목적 유리 출구 온도를 갖도록 조절된다. 노 롤 속도는 분당 약 20피트(6m) 내지 약 30피트(9m), 바람직하게는 약 27.5피트(8.4m)이다. 비피복된 유리 블랭크의 총 가열 시간은 바람직하게는 약 2.5 분 내지 약 3.0 분이다.
본 발명의 실시에 있어서, 가열 공정은 그림틀을 제거하기 위해 피복(예를들면, 낮은 방사율 피복)된 유리 블랭크를 가열하도록 변경된다. 더욱 특별하게는, 상부 가열 코일(38)은 작용화되지 않거나, 또는 예를들면 블랭크의 커얼을 방지하기에 충분한 정도와 같이 작은 정도로만 작용화 된다. 유일하지는 않지만, 열은 주로 롤(36) 아래에 위치한 하부 가열 코일(38)에 의해 공급된다. 더욱이, 적어도 하부 온도 센서(40), 바람직하게는 상부 및 하부 온도 센서(40) 모두가 꺼지는 것이 바람직하다. 하부 코일(38)의 온도는 노 운반 장치(34) 근처에 위치한 롤 온도 센서(44)에 의해 감지된 온도에 의해 조절된다. 또한, 느린 열 "램프 업"(ramp up)이 사용된다. 가열기, 예컨대 하부 가열 코일(38)은 약 350℉(177℃) 내지 약 500℉(260℃), 바람직하게는 약 450℉(232℃)의 노 입구 온도, 및 약 1110℉(593℃) 내지 약 1250℉(677℃), 바람직하게는 약 1200℉(649℃)의 노 출구 온도를 제공하도록 조절된다. 그러나, 이러한 큰 가열 차이 때문에, 노를 통과하는 피복 유리 블랭크의 속도는 약 7.5ft/분(2.3m/분) 내지 약 17.5ft/분(5.3m/분), 바람직하게는 약 10ft/분(3.0m/분)으로 감소되며, 총 가열시간은 약 5.8분 내지 약 7.5분이다. 목적 유리 출구 온도는 바람직하게는 약 1110℉(599℃) 내지 약 1150℉(621℃), 더욱 바람직하게는 약 1125℉(507℃)이다. 하부 코일(38)은 노의 입구에서는 약 400℉(204℃) 내지 약 500℉(260℃)의 롤 온도, 및 노의 출구에서는 약 1110℉(593℃) 내지 약 1300℉(704℃)의 롤 온도를 제공하도록 롤 온도 센서(44)를 통해 조절된다.
상기 배열에 있어서, 피복된 유리 블랭크는 노 롤(36)들 사이의 개방 공간에서의 방사에 의해 그리고 또한 롤(36)과의 접촉을 통한 전도에 의해 가열될 수 있다. 노 롤(36)에 인접한 온도의 롤 온도 센서(44)로의 감지는 노 롤(36)의 온도 변동을 제거시키지는 않더라도 감소시키며, 이것은 피복된 유리 블랭크의 온도 변동을 초래할수 있다. 초래된 피복된 유리 블랭크의 온도 변동을 감소시키거나 그렇지 않다면 제거한다. 실제에 있어서, 롤 온도 센서(44) 및 가열 시스템은 롤 온도가 바람직하게는 노(32) 내부의 주어진 위치에서 바라는 노의 온도보다 약 100℉(38℃) 크게 설정되도록 배열된다. 피복되지 않은 유리 블랭크가 표준 RPR 공정을 사용하여 본 발명의 제 2 플라이(20)을 형성하도록 가열되고 형상화될 수 있지만, 제 1 플라이(12)를 형성하는 피복 유리 블랭크는 상술한 변경된 가열 공정을 사용하여 제조되는 것이 바람직하다. 변경된 가열 공정에 있어서, 피복된 블랭크의 하부 표면은 피복된 블랭크가 노를 통해 이동될 때 가열된다. 피복된 블랭크는 방사에 의하여 비피복 하부 표면을, 그리고 강제 또는 자유 대류에 의하여는 피복된 상부 표면을 가열함으로써 피복 및 비피복 표면 모두에서 유사한 온도를 갖는 피복된 블랭크를 제공하도록 노의 내부에서 유지되는 것이 바람직하다. 이 변경된 가열 공정은 라미네이트화 생성물의 광학 품질에 해가 될 수도 있는 피복된 블랭크의 첨단부 커얼을 감소시킨다. 더욱이, 본 발명의 실시에 있어서, RPR 공정은 비피복 블랭크를 지지하는 노 운반장치에 근접한, 그리고 비피복된 블랭크 아래의 온도를 감지하고 상부 및 하부 가열기 모두를 조절함으로써 비피복된 블랭크에 대해 변경된다.
노(32)의 단부에서, 연화된 유리 블랭크가 피복되었거나 피복되지 않았건간에 노(32)로부터 미국 특허 제 5,286,271 호에 개시된 유형의 형상화 대(50)로, 그리고 하부 금형(51)상으로 움직인다. 하부 금형(51)는 상향으로 움직여서 유리 블랭크를 들어 올려 열 연화된 유리 블랭크를 상부 금형(58)의 형상화 표면(60)에 대고 프레스하여 유리 블랭크를 형상화 표면(60)의 형상(예, 만곡)에 일치되게 한다. 피복된 기재가 형상화될 때 방출제는 형상화 표면(60) 또는 하부 금형(51)에 적용되지 않는 것이 바람직하다. 유리 블랭크의 상부 표면은 상부 금형(58)의 형상화 표면(60)과 접촉하고 진공에 의해 적소에 유지된다.
피복된 유리 블랭크에 있어서, 코팅의 스크래치 또는 물리적 손상을 감소시키기 위해, 코팅은 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 출원 제 09/058,440 호에 기술된 보호 코딩(이에 한정되는 것은 아님)과 같은 외부 보호 층을 포함할 수 있다. 그러나, 외부 보호 코팅은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 규소 또는 티탄의 산화물 또는 다른 금속의 산화물 또는 도프된 금속 산화물을 사용할 수 있다. 왕복식 배열장치(61)은 상부 진공 금형(58)을 형상화 대(50)으로부터 전달대(62)로 움직이도록 작동되는데, 이때 진공은 형상화된 유리 블랭크가 곡선형 전달 롤(64)로 방출되도록 중단된다. 전달 롤(64)는 임의 편리한 방식으로 템퍼링 또는 열강화를 위해 형상화된 유리 블랭크를 롤(72)상으로 그리고 냉각대(70) 내부로 움직인다.
본 발명의 실시에 있어서, 피복 블랭크 및 비피복 블랭크에 사용되는 상부 금형 형상 표면(60), 전달 롤(64) 및 롤(72)의 형상은 서로 다를 수 있다. 예를들면, 도 4는 하부(82), 상부(84), 전면 가장자리(86) 및 후면 가장자리(88)을 갖는 유리 플라이(80)를 형성하는 전형적인 형상화된 유리 블랭크(피복되거나 피복되지 않은)를 보여주고 있다. "수직 곡률" V는 하부(82)와 상부(84) 사이에서 측정된 단면 형상 또는 곡률(예, 반경)으로서 정의되며, "수평 곡률" H는 전면 가장자리(86)와 후면 가장자리(88) 사이에서 측정된 단면 형상 또는 곡률(예, 직경)으로서 정의된다. 바람직한 실시양태에 있어서, 수직 곡률은 바람직하게는 약 40인치(1.0m) 내지 약 90인치(2.3m), 더욱 바람직하게는 약 50인치(1.3m)이며, 수평 곡률은 바람직하게는 약 600인치(15.4m) 내지 약 7200인치(182.9m), 더욱 바람직하게는 약 1200인치(31m) 내지 약 1800인치(45.7m)이다. 본 바람직한 실시양태에서 피복되지 않은 블랭크를 제 2 플라이(20)로 형상화하기 위해, 형상화 표면(60), 전달 롤(64) 및 롤(72)는 플라이의 바라는 최종 수직 및 수평 곡률(예, 약 50인치(1.3m)의 수직 반경 및 약 1200인치(30m)의 수평반경)에 실질적으로 일치하는 외형을 갖는다.
피복된 유리 블랭크를 제 2 플라이(20)와 실질적으로 동일한 곡률을 갖는 제 1 플라이(12)로 형성하기 위해, 사용된 형상화 표면(60), 전달 롤(64) 및 롤(72)은 감소된 반경, 즉 바라는 최종 형상의 곡률보다 더 큰 곡률을 갖는다. 예를들면, 수직 곡률이 약 50인치(1.3m)이고 수평 곡률이 약 1200인치(30m)인 피복된 제 1 플라이(12)를 제공하기 위해, 형상화 표면(60), 전달 롤(64) 및 롤(72)는 약 49인치(1.2m)의 수직 곡률 및 약 500인치(13m) 내지 약 900인치(23m)의 수평 곡률을 형성하도록 배열된다. 이것은 전형적으로 피복되지 않은 블랭크보다 낮은 온도를 갖는 피복된 블랭크가 변형될 때 "튀어오르는" 경향이 있기 때문이다. 비록 제 1 및 제 2 플라이(12) 및 (20)이, 도 2에 도시되고 상술한 바와 같이, 실질적으로 동일한 곡률을 갖는 것이 바람직하지만, 제 1 및 제 2 플라이(12) 및 (20)가 함께 놓여지는 경우 바람직하게는 0.5mm 이하의 거리 D가 플라이(12) 및 (20)의 중심 사이에 존재하도록 피복된 제 1 플라이(12)가 약간 더 큰 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 곡률에서의 이러한 차이는, 본원에 상술한 바와 같이, 서로 다르게 치수화된 형상화 표면 또는 서로 다른 직경을 갖거나 형상화된 롤을 사용하여 달성될 수 있다.
냉각 대(70)에서, 공기는 형상화된 유리 블랭크의 위와 아래로부터 나와 유리 블랭크를 템퍼링(tempering)시키거나 열강화시킨다. 피복되지 않은 유리 블랭크는 바람직하게는 피복된 유리 블랭크와 유사한 켄칭 압력으로 처리된다. 피복된 블랭크 켄칭 압력, 예컨대, 상부에서의 25인치(63cm) 내지 약 35인치(89cm)의 물 칼럼과 아래로부터의 15인치(38cm) 내지 약 25인치(63cm)의 물 칼럼의 압력이 블랭크가 감기는 것을 방지하고 온도 충격을 방지하기 위해 권장되고 있다. 피복 및 비피복된 유리 블랭크는 유리 블랭크가 예컨대 치수적으로 안정될 때까지 켄칭대에 바람직하게 유지된다.
이해되는 바와 같이, 굽어지거나 형상화된 블랭크를 운반하거나 또는 움직일 때 블랭크의 표면은 스크래치에 대해 보호되어야 한다. 이러한 기술 중 하나는 피복 및 비피복된 블랭크 표면을 짜여진 케블라(knitted kevlar)와 접촉시키는 것이다. 예를들면 케블라 슬리브가 검사대에서 페그(peg) 운반장치의 페그 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 라미네이트화 사이드라이트(10)를 형성하기 위해, 피복된 유리 플라이(12)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 피복된 내부 주 표면(14)이 비피복된 플라이(20)의 실질적 보완적인 내부 주 표면(22)에 면하고, 그것으로부터 중간층(18)에 의하여 분리되도록 위치하고 있다. 코팅(16)의 일부(예, 너비가 약 2mm인 밴드)는, 후술되는 바와 같이, 라미네이트 전에 제 1 플라이(12)의 주변부 둘레로부터 제거될 수 있다. 비피복된 플라이(20)가 피복된 플라이(12)와 동일하거나 이보다 더 큰 곡률 반경을 가지기 때문에, 피복되지 않은 플라이(20)은 그 만큼 깊지 않으며, 따라서 피복된 플라이(12)와 비피복된 플라이(20)의 중간 부분들은, 도 2에 도시된 바와 같이, 말단부분들에서보다 더 큰 간격을 유지하고 있다. 상술한 바와 같이, 세라믹 밴드(90)는 라미네이트화 사이드라이트의 피복되지 않은 주위 가장자리 영역을 숨기고 또는 차량 내부의 승객에게 부가적인 차광을 제공하기 위해 플라이(12) 또는 (20)의 하나 또는 둘 모두(예컨대 제 1 플라이(12)의 외부 표면(13))에 제공될 수 있다.
약 0.7mm의 두께를 갖는 폴리비닐 부티랄 중간층(18)은 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 플라이(12) 및 (20) 사이에 위치하며, 이 때, 기능성 코팅(16)은 중간층(18)과 면하고 있다. 제 1 플라이(12), 중간층(18) 및 제 2 플라이(20)는, 본 발명의 라미네이트화 사이드라이트(10)을 형성하기 위해, 이에 한정되는 것은 아니지만, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 3,281,296 호, 제 3,769,133 호 및 제 5,250,146 호에 기재된 임의 편리한 방식으로 함께 라미네이트화 된다. 이어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 가장자리 밀폐제(26)가 사이드라이트(10)의 가장자리에 적용될 수 있다.
본 발명의 라미네이트화 사이드라이트(10)을 형성하는 바람직한 방법이 비록 미국 특허 제 5,286,271 호에 기재된 장치 및 방법을 변경한 것을 이용하고 있지만, 본 발명의 사이드라이트(10)는 다른 방법, 예컨대 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,661,139 호, 제 4,197,108 호, 제 4,272,274 호, 제 4,265,650 호, 제 4,508,556 호, 제 4,830,650 호, 제 3,459,526 호, 제 3,476,540 호, 제 3,527,589 호 및 제 4,579,577 호에 기재된 수평 프레스 벤딩 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명은 공지된 라미네이트화 사이드라이트에 비해 개선된 성능을 갖는 두 개의 유리 플라이 라미네이트화 사이드라이트를 제공한다. 더욱 특별하게, 본 발명의 사이드라이트는 유리 플라이의 하나에 직접 적용된, 태양광 조절 코팅과 같은 기능성 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 두 유리 플라이 사이의 라미네이트화 사이드라이트 내부에 위치하는 것이 바람직하고, 기계적 및 환경적 손상의 영향으로부터 비교적 잘 보호된다. 또한, 라미네이트화 사이드라이트의 총 두께가 대부분의 시판중인 차량의 통상적인 윈도우 채널의 두께와 실질적으로 동일하기 때문에, 본 발명의 라미네이트화 사이드라이트는 신규 차량 모델과 결합할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 차량에 개장될 수 있다.
상술한 개념으로부터 벗어남이 없이, 본 발명에 대한 변경이 가능하다는 것을 본 기술분야의 숙련가들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 예를들면, 상술한 특정 수직 및 수평 곡률이 본 발명의 바람직한 실시양태를 위해 제공되었지만 이것으로 한정되는 것으로 생각해서는 안된다. 본 기술 분야의 숙련가에게 잘 이해되는 바와 같이, 유리 플라이의 특정 형상 및 곡률은 라미네이트화 제품의 의도된 용도 또는 차량의 구조에 따라 다르다. 더욱이, 굽은 플라이가 바람직하지만, 본 발명의 방법 및 장치는 실질적으로 평면 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 바람직한 실시양태에 있어서, 단지 플라이 만이 기능성 코팅을 포함하고 있지만, 본 발명은 또한 기능성 코팅을 갖는 두 플라이로 실시되거나, 또는 하나의 플라이는 기능성 코팅을 갖고 다른 하나의 플라이는 비기능성 코팅, 예컨대 광촉매성 코팅을 갖는 것으로 하여 실시될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 더욱이, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있듯이, 상술한 바람직한 작동 변수는 필요에 따라 다른 기재 물질 및/또는 두께에 맞도록 조절될 수 있다. 따라서, 본원에 상세히 기술된 특정 실시양태는 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.

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  33. 소정의 오목한 형상의 오목한 표면 및 제 1 세트(set)의 치수들을 갖고, 두께가 1.6 내지 2.1mm 범위인 열처리된 제 1 유리 플라이;
    자기 스퍼터 증착(MSVD) 코팅, 화학증착(CVD) 코팅, 분무 열분해 코팅 및 졸-겔 코팅으로부터 선택되고 제 1 유리 플라이의 오목한 표면의 적어도 일부분에 위치하는 기능성 코팅으로서, 하나 이상의 유전층 및 하나 이상의 적외선 반사층을 가지는 태양광 조절 코팅인 기능성 코팅;
    소정의 오목한 형상의 오목한 표면 및 일반적으로 제 1 세트의 치수와 동일한 제 2 세트의 치수를 갖고, 두께가 1.6 내지 2.1mm 범위인 열처리된 제 2 유리 플라이; 및
    제 1 유리 플라이와 제 2 유리 플라이 사이에 위치하는 0.50 내지 0.80mm 두께의 폴리비닐 부티랄 중간층으로서, 기능성 코팅과 마주보는 폴리비닐 부티랄 중간층을 포함하는,
    4.0 내지 5.0mm 범위의 전체 두께를 갖는 라미네이트화 사이드라이트(laminated sidelite).
  34. 제 33 항에 있어서,
    열처리된 제 1 및 제 2 유리 플라이가 열강화 및 템퍼링(tempering)된 유리로부터 선택되는 라미네이트화 사이드라이트.
  35. 제 33 항에 있어서,
    기능성 코팅이 전기 도전성 코팅, 가열가능한 코팅 및 안테나 코팅으로부터 선택되는 라미네이트화 사이드라이트.
  36. 제 33 항에 있어서,
    기능성 코팅이 저 방사율 코팅(low emissivity coating)인 라미네이트화 사이드라이트.
  37. 제 33 항에 있어서,
    제 1 플라이의 오목한 표면의 적어도 일부분이 기능성 코팅에 의해 코팅되지 않고 제 1 및 제 2 플라이 중의 적어도 하나가 제 1 플라이의 코팅되지 않은 부분을 가리기 위해 하나 이상의 표면에 유색, 불투명 또는 반투명 밴드가 제공되는 라미네이트화 사이드라이트.
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