KR101534251B1 - 폴리머표면과 변경된 유리표면 사이에 인터페이스를 가지는 물품 - Google Patents

폴리머표면과 변경된 유리표면 사이에 인터페이스를 가지는 물품 Download PDF

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Abstract

물품은 (a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부와 접촉하고 결속되게 배치된 나노스케일의 무기산화물 입자의 층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 유리기질 및 (b) 변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 배치된 폴리머층을 포함한다. 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스의 가수분해 안정성을 개선시키는 방법에 있어서, 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스를 형성하기 전에, 유리표면의 일부에 많은 입자들을 침전시킴으로써 나노스케일의 무기산화물입자들로 유리표면의 적어도 일부를 처리하여 유리표면을 변경하는 것을 포함하는 방법이다.

Description

폴리머표면과 변경된 유리표면 사이에 인터페이스를 가지는 물품{Articles having an interface between a polymer surface and a modified glass surface}
본 발명은 폴리머와 유리표면 사이에 접착인터페이스를 가지는 물품에 관한 것이다.
본 출원은 2007년 11월 6일자로 출원된 미국 가출원 제61/002,003호의 이익을 주장한다.
많은 경우에 있어서, 폴리머코팅이나 압력감응식 접착제(pressure sensitive adhesive)와 같은 폴리머와 유리표면 사이에서 내구성 있는 접착인터페이스를 형성하는 것은 어렵다. 이것은 폴리머에 의한 유리표면의 좋지 않은 습윤성, 폴리머의 유리표면에 대한 좋지 않은 부착력 및 폴리머유리인터페이스의 좋지 않은 가수분해 안정성과 같은 요인 때문이고, 이는 접착을 실패하게 한다. 폴리머/유리 인터페이스를 형성하기 이전에 유기관능성 실란(Silane coupling agent)으로 유리표면을 처리하는 것과 같이, 폴리머/유리접착인터페이스의 습윤성, 접착력 및 가수분해 저항성을 개선하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 이러한 기술이 늘 효과적인 것은 아니다.
따라서, 폴리머/유리접착인터페이스를 보다 내구성 있게 만들기 위한 접근을 개선할 필요가 있다.
제1면에 있어서, 본 발명은 (a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부와 접촉하고 경계를 이루게 배치된 나노스케일의 무기산화물층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 유리기질; 및 (b) 변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 배치된 폴리머층을 포함하는 물품에 대해 안내된다.
제2면에 있어서, 본 발명은 유리표면과 폴리머표면 사이의 가수분해안정성을 개선시키는 방법에 있어서, 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스를 형성하기 전에 유리표면의 일부에 많은 입자들을 침전시키기 위해 나노스케일의 무기산화물 입자로 유리표면의 적어도 일부를 처리하는 단계를 포함하는 방법에 대해 안내된다.
도 1은 24시간 동안 물에 담근 후 코팅된 유리패널을 보여준다.
도 2.1 내지 2.4는 24시간 동안 물에 담근 후 코팅된 사전 처리된 유리패널을 보여준다.
도 3은 1시간 동안 끓는 물에 담근 후 미처리된 유리패널 및 나노입자처리된 유리패널 상의 접착제가 뒷면에 있는 종이라벨을 보여준다.
도 4는 1시간 동안 끓는 물에 담근 후 미처리된 유리패널과 나노입자처리된 유리패널 상의 접착제가 뒷면에 있는 플라스틱라벨을 보여준다.
도 5는 끓는 수산화칼륨용액에 담근 후 미처리된 유리패널과 나노입자처리된 유리패널 상의 접착제가 뒷면에 있는 후면 플라스틱라벨 및 종이라벨을 보여준다.
도 6은 1시간 동안 끓는 물에 담근 후 미처리된 유리패널과 나노입자처리된 유리패널 상의 알키드수지코팅을 보여준다.
도 7은 1시간 동안 끓는 물에 담근 후 미처리된 유리패널과 나노입자처리된 유리패널 상의 폴리우레탄을 보여준다.
도 8은 1시간 동안 끓는 물에 담근 후 미처리된 유리패널과 나노입자처리된 유리패널 상의 아크릴에나멜코팅을 보여준다.
본 발명의 유리기질의 구성요소는 용융된 유리, 석영, 실리콘, 소다석회유리, 붕규산염유리 또는 알루미노규산염과 같은 실리카(SiO2)를 포함하거나 이들로부터 유래된 유리를 구비하는 비정형의 무기재료뿐만 아니라 인산염, 형석, 플루오르지르코네이트(fluorozirconates), 플루오르알루미네이트(fluoroaluminates), 칼코게나이드(chalcogenide) 또는 세라믹재로부터 유래된 유리를 포함하는, 실리카에 기초하지 않는 유리기질일 수 있다.
적절한 유리는, 또한, 선택적으로, 예를 들어, 소다재, 칼슘카보네이트, 알루미늄산화물, 칼슘산화물, 셀륨산화물, 마그네슘산화물, 게르마늄산화물 또는 란타늄산화물과 같은 금속산화물, 및 바륨, 붕소, 크롬, 구리, 납, 철, 금, 티타늄, 카드뮴, 또는 니켈과 같은 금속뿐만 아니라, 금속산화물, 금속과 금속산화물 및 금속의 혼합물을 함유하는 유리의 특성을 변경하기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 본 발명의 유리기질 구성요소는 유리에 근거한 실리카, 보다 일반적으로는, 칼슘산화물, "S"유리 또는 "C"유리화이버를 함유하는 알루미노보로실리케이트유리(aluminoborosilicate glass)인 "E"유리 타입이다.
본 발명의 유리기질 구성요소는, 예를 들어, 화이버, 플레이트, 평편하거나 모양이 있는 시트, 막대, 속이 빈 튜브, 구, 얇은 조각, 가루를 포함하는 성형된 입자 혹은 제2기질 상에 지지되는 연속적이거나 불연속적인 층과 같은 어떤 물리적 구성일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유리기질은, 평평한 패널, 병 또는 화이버와 같은 모양이 있는 용기일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유리기질의 표면은 약 200㎚ 미만, 보다 일반적으로는 약 100㎚ 내지 약 200㎚ 보다 적은 "RMS"(root mean square)표면거칠기를 가진다.
일 실시예에 있어서, 유리기질은 약 10㎚ 미만, 보다 일반적으로는 약 2㎚보다 적은 RMS표면거칠기를 가진다.
여기서 사용되는 바와 같이, 전문용어 "프라이머리 입자"는 단일의 별개입자를 의미하고, 전문용어 "세컨더리 입자"는 2이상의 프라이머리입자가 합친 것을 의미한다. "프라이머리" 또는 "세컨더리"를 명시하지 않은 "입자들"은 프라이머리입자들 또는 세컨더리 입자들 또는 프라이머리 입자들과 세컨더리 입자들을 의미한다.
여기에서 사용된 바와 같이, 입자에 대한 참조로서 용어 "나노스케일"은 입자들이 약 1 내지 약 1000나노미터("㎚")의 평균입자직경("D50")을 가지는 것을 의미한다. 일 실시예에 있어서, 나노스케일 프라이머리 입자들은 약 5 내지 약 1000㎚, 보다 일반적으로는 약 10 내지 800㎚, 그리고, 보다 더 일반적으로는 약 20 내지 약 500㎚의 D50을 가진다. 일 실시예에 있어서, 나노스케일 프라이머리 입자들은 약 1 내지 약 500㎚, 보다 일반적으로는 약 1 내지 100㎚, 및 보다 더 일반적으로는 약 1 내지 50㎚의 D50을 가진다. 입자크기는 동적 광산란(Dynamic Light Scattering)을 사용하여 결정될 수 있다.
적절한 무기산화물은 셀륨산화물, 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 하프늄산화물, 탄탈룸산화물, 텅스텐산화물 및 미스무스산화물, 아연산화물, 인듐산화물, 및 주석산화물, 철산화물 및 이런 산화물의 혼합물과 같은 단일 구성성분의 산화물뿐만 아니라 셀륨-지르코늄산화물과 같은 이런 구성성분의 혼합물의 산화물을 포함한다.
무기산화물입자는 예를 들어, 금속이온, 질산염이온과 같은 링크되거나 흡수된 이온을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무기산화물은 결정성 고체이다. 보다 일반적으로 무기산화물 입자의 수분을 함유한 졸은 정전하 및/또는 유체정역학적인 힘에 의해 안정화되고 pH의 변화, 이온세기, 및 농도에 의해 불안정하게 된다. 이런 무기산화물은 일반적으로 높은 산성 또는 높은 기본 반응조건 하에서 일반적으로 합성된다.
일 실시예에서, 무기산화물은 이온산화물, 지르코늄산화물, 및 셀륨산화물로부터 선택된다. 보다 일반적으로 무기산화물은 셀륨산화물이다.
졸-젤기술, 수분첨가에 의한 금속 알콕시화물의 직접 가수분해, 금속 소금의 강제 가수분해 또는 금속할로겐화물로 금속알콕시화물의 반응에 의한 강제 가수분해와 같은, 적절한 무기산화물 입자를 만드는 방법이 알려져 있다.
일 실시예에 있어서, 나노스케일 무기산화물 입자들은 세륨 소금의 침전에 의해 만들어진다.
일 실시예에 있어서, 나노스케일 무기산화물 입자들은 졸의 형태로 초기에 존재하고, 수성매체에 분산된 이런 입자들은 또한 "슬러리"라 칭해진다. 일반적으로, 수성매체는 적어도 40wt%, 보다 일반적으로는 적어도 50wt%, 보다 더 일반적으로는 60wt%의 물을 포함한다. 일 실시예에서 수성매체는 본질적으로 물로 구성된다. 수성매체는 선택적으로 예를 들어, 테트라하이드로류란, N,N-디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 아세톤과 같은 1이상의 물 혼합성 유기액체, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올과 같은 (C1-C8)알카놀 및 에텔렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜과 같은 디올을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 졸의 수성매체는 이런 수성매체의 100pbw(part by weight)에 기초해, 1이상의 물 혼합성 유기 액체의, 약 0 내지 약 100pbw, 보다 일반적으로는 약 40 내지 약 100pbw, 보다 더 일반적으로는 약 50 내지 100pbw 물을 포함하고, 약 0 내지 약 90pbw, 보다 일반적으로는 약 0 내지 약 60pbw, 및 보다 더 일반적으로는 약 0 내지 약 50pbw를 포함한다.
졸은 적어도 초기에는, 안정한 졸, 즉, 나노스케일 무기산화물 입자가 수성매체에서 분산되어 남아있는 졸을 제공하는 pH효과를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 나노스케일 무기산화물 입자 슬러리는 나노스케일 세륨산화물 입자를 포함하고 약 5이하의 pH를 나타내는 안정한 슬러리이다. 다른 실시예에 있어서, 나노스케일 무기산화물 입자 슬러리는 지르코늄산화물 입자를 포함하고 약 4이하의 pH를 나타내는 안정한 슬러리이다.
일 실시예에 있어서, 졸의 총 무게에 기초해, 졸은 0 초과 내지 약 10wt%, 보다 일반적으로는 약 0.01 내지 약 5wt% 나노스케일 무기산화물입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 졸은 약 0.01 내지 약 1.0wt%, 보다 일반적으로는 약 0.01wt% 내지 약 0.5wt% 나노스케일 무기산화물 입자를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 졸의 수성매체는 졸을 불활성화하지 않고 기질의 표면에 졸로부터의 입자를 침전시키는데 효과적인 양으로 용해된 전해액을 더 포함한다. 이론에 얽매이는 것을 바라는 것은 아니지만, 전해액의 존재는 졸의 나노스케일무기산화물 입자들 사이에서 정전기 상호작용을 감소시키고 기질의 표면에 졸로부터의 나노스케일의 무기산화물 입자 침전과 같은 정전하의 축적을 방지한다. 일 실시예에 있어서, 전해액의 효과적인 양은 수성매체, 즉, 물과 졸의 어떤 물 혼합성 유기액체성분의 혼합양의 100pbw 당, 0 초과 약 1pbw, 보다 일반적으로는 약 0.01 내지 약 0.1 pbw 전해액이다.
적절한 전해액은 기질의 표면에서 졸로부터 입자들의 침전을 강화하는데 효과적인 양으로 존재하는 경우 졸을 불활성화시키지 않고, 유기소금, 무기소금 및 이들의 혼합물을 포함하는 것들이다. 일반적으로 전해액은 양이온 구성요소 및 음이온 구성요소를 가지는 소금을 포함한다. 적절한 양이온은 1가 또는 다가일 수 있고, 유기 또는 무기일 수 있고, 예를 들어, 나트륨, 포타슘, 리튬 칼슘, 마그네슘, 세슘 및 리튬 양이온뿐만 아니라 모노-, 디-, 트리-, 또는 쿼터너리 암모니움 또는 피리디늄 양이온을 포함할 수 있다. 적절한 음이온은 1가 또는 다가일 수 있고, 유기 또는 무기일 수 있고, 예를 들어, 염화물, 황산염, 질산염, 아질산염, 탄산염, 구연산염, 시안산염 아세테이트, 벤조산염, 타르타르산염, 수산염, 인산염, 및 포스포네이트 음이온을 포함할 수 있다. 적절한 전해액은 예를 들어, 칼륨피로인산, 칼륨트리인산염 및 구연산나트륨과 같은 1가 양이온을 가진 다가 음이온의 소금, 칼슘 염화물, 칼슘 브롬화물, 아연 할로겐화물, 염화 바륨, 및 질산칼슘과 같은 1가 음이온을 가진 다가 양이온의 소금, 및 염화나트륨, 염화칼륨, 요오드화칼륨, 나트륨 브롬화물, 암모늄 브롬화물, 알카리금속 질산염, 희토류 질산염 및 암모늄 질산염과 같은 1가 음이온을 가진 1가 양이온의 소금을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전해액은 1가 양이온을 가진 다가 음이온의 1이상의 소금 및 1가 음이온을 가진 다가 양이온의 1이상의 소금을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전해액은 1가의 양이온 구성성분 및 1가 또는 다가의 음이온 구성성분을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전해액은 질산염 소금을 포함한다. 적절한 질산염 소금은, 나트륨질산염, 및 칼륨질산염과 같은 알카리금속 질산염 소금뿐만 아니라 암모늄질산염 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 전해액과 나노스케일의 무기산화물 입자들을 포함하는 안정한 나노스케일의 무기산화물 입자졸은 나노스케일의 무기산화물 입자졸을 포함하는 안정한 전해액으로 표면과 접촉함으로써 기질의 표면에 졸로부터 침전된다.
일 실시예에 있어서, 졸은 나노스케일의 세륨산화물 입자졸을 포함하는 안정한 전해액이고, 약 3이하, 보다 일반적으로는 2이하인 pH를 나타낸다.
기질의 표면은 나노스케일의 무기산화물 입자졸을 함유하는 안정한 전해액과 접촉하고 표면은 계속적으로 수성의 린스용액에서 씻어 내어진다.
일 실시예에 있어서, 기질의 표면은 졸에 기질을 담금으로써 졸과 접촉된다.
기질의 표면은 기질 표면의 적어도 일부에서 졸로부터 다량의 나노스케일 무기산화물 입자를 침전시키는데 효과적인 시간 주기 동안 졸과 접촉된다. 주어진 졸을 위해, 일반적으로 긴 접촉시간은 기질의 표면에 졸로부터 더 많은 다량의 입자들의 침전이 이루어진다. 일 실시예에 있어서, 충분한 접촉시간은 0초보다 큰 어떠한 시간, 보다 일반적으로는 0초보다 큰 시간으로부터 약 100시간이다. 일 실시예에 있어서, 접촉시간은 0초보다 큰 시간 내지 약 24시간, 보다 일반적으로는 100㎳ 이상 약 5시간이고, 보다 더 일반적으로는 약 1초 내지 약 1시간이다.
일반적으로, 처리된 표면과 졸과의 접촉을 중단하고 처리된 표면을 씻어내는 사이의 시간 주기가 대단히 중요하지는 않다. 일 실시예에 있어서, 처리된 표면은 씻어내어져 처리된 표면으로부터 어떤 부착된 나노스케일의 무기산화물 입자들을 제거할 수 있다. 일반적으로, 표면과 졸의 접촉은 중단되고 표면이 졸과 표면의 중단 이후 즉시 또는 실질적으로 즉시 수성린스용액으로 씻어 내어진다. 선택적으로, 처리된 표면은 표면과 졸의 접촉이 중단된 후 씻어 내어지기 전의 시간 주기 동안 건조될 수 있다.
수성린스용액은 물을 포함할 수 있고 선택적으로 물 혼합성 용기 액체의 약 70wt%까지, 보다 일반적으로는 약 30wt%까지 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 린스용액은 처리된 표면으로부터 침전된 나노스케일 무기산화물 입자의 탈착을 막는데 효과적인 양, 일반적으로 전해액의, 0 초과 약 1wt%, 보다 일반적으로는 약 0.01wt% 내지 약 0.1wt%으로 전해액을 더 포함할 수 있다.
린스용액의 pH는 중요하지 않다. 일 실시예에 있어서, 졸의 나노스케일의 무기산화물 입자는 나노스케일의 세륨산화물 입자이고, 린스용액은 7이상, 보다 일반적으로는 7 내지 약 12, 더욱 일반적으로는 약 10 내지 약 12의 pH를 나타낸다.
본 발명의 물품의 일 실시예에 있어서, 층의 나노스케일의 입자의 적어도 일부는 유리기질의 표면과 직접 접촉해 배치되고 유기기질의 표면에 직접 결속된다. 보다 일반적으로는, 나노스케일의 입자의 적어도 일부는, 기질의 표면과 나노입자 사이에 어떤 결합제 또는 간층이 존재하는 경우, 기질의 표면에서 직접 나노입자의 흡수에 의해 기질의 표면에 결속된다.
일 실시예에 있어서, 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스의 가수분해 안전성을 개선시키는 방법은, 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스를 형성하기 이전에, 유리표면의 부분에서 직접 다량의 입자들을 흡수하는 것에 의해 나노스케일의 무기산화물 입자로 유리표면의 적어도 일부를 처리하여 유리표면의 부분을 변경하는 것을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 표면상의 나노스케일의 입자의 층은 단층이다. 나노스케일의 무기입자를 참조로 여기에 사용된 바와 같이, "단층"이란 용어는 하나의 입자 두께인 층을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 소수성표면 상의 나노스케일의 입자의 층은 입자의 불연속적인 층이다. 입자의 층과 관련하여 여기서 사용된 바와 같이, "불연속적인"이란 용어는 별개의 입자 사이 및/또는 보다 가깝게 싸인 영역 사이에 형성된 빈 공간의 영역을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 소수성표면 상의 나노스케일 입자층은 적어도 실질적으로 연속적인 입자의 층이다. 입자의 단층과 관련해 여기서 사용된 바와 같이, "연속적인"이란 용어는 층의 일반적인 입자가 실질적으로 층의 다른 입자와 접촉하고 이에 의해 둘러싸이도록 가깝게 싸인 것을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 침전된 무기입자들을 포함하는 기질은 수증기로 포화되거나 되지 않는 환경에서 298°K와 773°K, 보다 일반적으로는 298°K 와 473°, 더욱 일반적으로는 298°K와 398°K 의 온도에서 연장된 시간주기동안 어닐링될 수 있다.
무기산화물 입자들은 이런 입자들 사이에서 공유결합을 형성하는 층의 인접한 입자들의 하이드록실기로 응결을 하는데 유용한 표면하이드록실기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 표면상의 나노스케일의 입자의 층은 적어도 실질적으로 입자들의 연속적인 단층이고, 이 층의 일반적인 입자는 실질적으로 단층의 다른 입자들에 의해 둘러싸이고, 접촉하고, 결속된다.
나노스케일 무기산화물 입자들의 층은 본 발명의 표면이 변경된 기질의 화학적 및/또는 물리적 특성, 예를 들면, 화학반응 및/또는 표면에너지를 변경한다.
여기에 사용된 바와 같이, "소수성 표면"은 70°이상, 보다 일반적으로는 90°이상의 물과의 접촉각에 의해 증명되는 바와 같이, 물을 밀어내고 물에 의해 젖지 않도록 하는 경향을 나타내는 표면을 의미하고, "친수성 표면"은 70°미만, 보다 일반적으로는 60°미만, 더욱 일반적으로는 20°미만의 물과의 접촉각에 의해 증명되는 바와 같이, 물에 대해 친밀하고 물에 의해 젖게 되는 것을 나타내는 표면을 의미하고, 표면의 "소수성" 또는 "친수성" 특성은 물과 표면의 접촉각에 의해 측정되고, 각 경우에 있어서, 물과의 접촉각은 종래의 화상분석방법, 즉, 25℃에서 일반적으로 실질적으로 평평한 표면상에 액적을 두고, 액적의 사진을 찍고, 사진화상에서 보이는 접촉각을 측정함으로써 측정된다.
액적접촉각은, 실질적으로 평평한 표면이 부족한, 화이버표면구성으로 인해 일반적인 화이버에 대해 결정하는 것은 곤란하다. 화이버표면을 나타내는 액적접촉각 측정은 관심이 있는 화이버와 동일한 재료의 샘플쿠폰 또는 평편한 시트를 사용해 편리하게 만들어질 수 있다. 일반적으로, 처리된 표면은 70°미만, 보다 일반적으로는 60°미만, 더욱 일반적으로는 45°미만의 액적접촉각을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 중합코팅의 층은 변경된 유리표면에 지지되고 접착력 있게 결속된다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 입자는
(a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부에 흡수된 나노스케일의 무기산화물 입자들의 층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 유리기질, 및
(b) 변경된 유리표면에 지지되고 접착력 있게 결속된 중합코팅의 층을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 폴리머층은 유기코팅을 포함한다. 적절한 유기코팅은 아크릴 라텍스 코팅, 알키드수지 코팅, 폴리에스테르 코팅, 에폭시 코팅 및 수성 폴리우레탄 디스펄젼과 같은 수성 코팅뿐만 아니라 폴리우레탄 코팅, 폴리에스테르 코팅, 아크릴 코팅에 기초한 용액 및 에폭시 코팅에 기초한 용액과 같은 코팅에 기초한 용액을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 유기코팅은 5℃ 이상, 보다 일반적으로는 약 15℃ 이상의 유리전이온도를 나타내는 열가소성수지 폴리머를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 유기코팅은 열경화성 수지 폴리머를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 표면이 변경된 기질은 비닐 라텍스 코팅 또는 아크릴 라텍스 코팅과 같은 물에 의해 퍼지는 코팅으로 코팅되고, 나노스케일의 무기산화물 입자들의 층은 기질의 소수성 표면에 물에 의해 퍼지는 코팅의 연속적인 층이 적용되고 일반적으로 기질에 코팅의 부착을 개선한다.
유리기질 상의 코팅의 경우에 있어서 흔한 실패 유형은 물에 노출한 후 부착력의 손실이다. 코팅된 나노스케일의 무기입자 처리된 유리기질은 유리/코팅 인터페이스에서 가수분해에 대한 개선된 저항력, 물 및/또는 수증기가 존재하는 경우 부착력의 손실에 대한 개선된 저항력, 및 개선된 내구성과 유용한 수명기간을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 입자는,
(a) 표면을 가지는 유리기질
(b) 표면의 적어도 일부와 접촉하고 결속되게 배치된 나노스케일의 무기산화물 입자의 층
(c) 나노스케일의 무기산화물 입자들의 층의 적어도 일부에 배치된 종이 또는 폴리머시트 및
(d) 나노스케일의 무기산화물 입자층에 결속되고 종이 또는 폴리머시트에 대해 결속되는, 나노스케일의 무기산화물 입자층과 종이 또는 폴리머시트 사이에 배치된 접착 폴리머의 층을 포함하는 라멜라(lamellar) 물품이다.
일 실시예에 있어서, 접착 폴리머의 층은 종이 또는 폴리머시트와 변경된 표면 사이에 배치되고, 변경된 표면에 부착력 있게 결속되고, 종이시트 또는 폴리머시트에 대해 부착력 있게 결속된다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 물품은,
(a) 유리표면과 유리표면의 적어도 일부에 흡수된 나노스케일의 무기 산화물 입자들의 층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 유리기질
(b) 변경된 표면의 적어도 일부에 지지된 종이시트 또는 폴리머시트 및
(c) 종이 또는 폴리머시트와 변경된 표면 사이에 배치되고 변경된 표면에 접착력 있게 결속되고 종이시트 또는 폴리머시트에 대해 접착력 있게 결속되는 접착폴리머의 층을 포함하는 라멜라 물품이다.
일 실시예에 있어서, 유리기질은 유리용기이고 표면은 용기의 외부표면이다.
일 실시예에 있어서, 종이 또는 폴리머시트, 및 접착폴리머층은 유리기질의 나노스케일의 무기산화물 입자 변경된 표면에 대해 부착된 접착라벨이다.
일 실시예에 있어서, 접착폴리머층은 5℃ 미만, 보다 일반적으로는 약 -20℃ 내지 5℃의 유리전이온도를 가진 폴리머를 포함하는 압력감응식 접착제조성물이다.
예를 들어, 유리기질 상의 압력감응식 접착제 라벨의 경우에 있어서 흔한 실패 유형은 물에 노출된 후 부착력의 손실이다. 접착라벨이 붙은 나노스케일의 무기입자 처리된 유리기질은 유리/접착 라벨 인터페이스에서 가수분해에 대한 개선된 저항력, 물 및/또는 수증기가 존재하는 경우 접착력의 손실에 대한 개선된 저항력 및 개선된 내구성과 유용한 수명주기를 나타낸다
일 실시예에 있어서, 본 발명의 물품은 폴리머가 폴리머 매트릭스를 포함하고, 유리기질은 폴리머 매트릭스를 강화하기 위해 폴리머 매트릭스에 분산된 유리 강화제를 포함하는 조성물구조이다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 물품은
(a) 폴리머 매트릭스 및
(b) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부에서 흡수된 나노스케일의 무기산화물 입자의 층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 적어도 일부에서, 매트릭스를 강화하기 위해 폴리머매트릭스에 배치된 유리화이버를 포함하는 유리화이버가 강화된 조성물 물품이다.
여기에 사용된 바와 같이, "화이버"라는 용어는 특징적인 길이 크기, 일반적으로 "길이" 및 특징적인 가로 크기, 일반적으로 "직경" 또는 "폭"을 가지는 일반적으로 길게 늘여진 입자를 의미하고, 특징적인 가로 크기에 대한 특징적인 길이 크기의 비는 약 10 이상이다. 일 실시예에 있어서, 화이버는 약 10 내지 50 미만인 종횡비(aspect ratio)를 가진 상대적으로 짧은 화이버이다. 다른 실시예에 있어서, 화이버는 약 50 이상, 보다 일반적으로는 약 100 이상의 종횡비를 가진, 상대적으로 긴 화이버이다.
일 실시예에 있어서, 유리기질은 복수의 유리화이버를 포함하는 유리패브릭기질을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 표면이 변경된 유리화이버는 반응성실란층과의 처리에 의해 변경된다.
일 실시예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 예를 들어, 열가소성 폴리에스테르 폴리머, 열가소성 폴리아미드 폴리머, 폴리에틸렌 폴리머 또는 폴리프로필렌 폴리머와 같은 열가소성 폴리머이다.
일 실시예에 있어서, 폴리머 매트릭스는, 예를 들어, 열경화성 폴리에스테르 폴리머 또는 열경화성 에폭시와 같은 열경화성 폴리머이다.
일 실시예에 있어서, 유리 화이버는 폴리머 매트릭스에 분산된 짧은 유리화이버이다.
일 실시예에 있어서, 화이버는 긴 유리화이버이다.
일 실시예에 있어서, 유리화이버는 직물(woven fabric), 짜지 않은 천(nonwoven fabric) 또는 잘게 잘라진 화이버 매트의 형태이다.
일 실시예에 있어서, 조성물 입자는 열가소성 폴리머매트릭스 및 매트릭스에 분산된 짧은 나노스케일의 무기 입자 처리된 유리화이버를 포함하는 성형된 입자이다. 일 실시예에 있어서, 조성물입자는 열경화성 폴리에스테르 폴리머, 열경화성 폴리아미드 폴리머, 폴리에틸렌 폴리머 및 폴리프로필렌 폴리머로부터 선택된 매트릭스와 매트릭스에 분산된 짧은 나노스케일 무기입자 처리된 E클래스 화이버를 포함한다. 적절한 입자는 예를 들어, 주입몰딩 기술과 같은 알려진 폴리머처리에 의해 만들어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 조성물 물품은 열경화성 또는 열가소성 폴리머 매트릭스및 매트릭스에 분산된 긴 나노스케일의 무기입자처리된 유리화이버를 포함하고, 긴 나노스케일 무기입자처리된 유리화이버는 매트릭스 내에서 패턴으로 배향된다. 일 실시예에 있어서, 긴 나노스케일 무기입자처리된 유리화이버 강화조성물 물품은 감긴 유리화이버 강화폴리머 매트릭스 조성물 물품이다. 적절한 조성물 물품은 알려진 필라멘트 와인딩기술에 의해 만들어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 조성물 물품은 폴리머가 퍼진 나노스케일 무기입자처리된 유리패브릭의 적층을 포함하는 적층 구조이고, 나노스케일 무기입자처리된 유리패브릭은 나노스케일 무기입자처리된 짜지 않은 유리화이버, 나노스케일 무기입자 처리된 짠 유리화이버 또는 나노스케일 무기입자 처리된 땋은 유리화이버를 포함한다. 적절한 조성물 물품은 공지 기술에 의해 만들어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 조성물 물품은 폴리마이드가 퍼진 나노스케일 무기입자처리된 짜지 않은 E클래스 패브릭의 적층을 포함하는 라미네이트(laminate)이다.
각 경우에 있어서, 일반적인 조성물 물품의 실패 유형은 화이버 표면/매트릭스 인터페이스에서 얇은 층으로 갈라지는 것이다. 나노스케일의 무기입자처리된 유리화이버를 사용하여 만들어진 조성물 물품은 유리/매트릭스 인터페이스에서 가수분해에 대한 개선된 저항력, 물 및/또는 수증기가 존재하는 경우 얇을 층으로 갈라지는 것에 대한 개선된 저항력 및 개선된 내구성과 유용한 수명주기를 나타낸다.
예1
예 1 및 1C의 실란화된 클래스 슬라이드가 다음과 같이 만들어졌다.
예 1의 실란화된 클래스 슬라이드들은 pH가 3으로 조정된 세륨산화물의 1wt% 용액에서 5분 동안 담그는 것에 의해 유리마이크로스크프 슬라이드(Corning)를 처리함으로써 만들어졌다. 이 슬라이드는 증류된 물에서 씻겨지고 실내온도에서 에어드라이된다. 처리된 슬라이드는 이후 1분 동안 헥사데실트리메톡시 실란의 10wt%용액에 담궈진다. 2시간 후 실란처리된 슬라이드가 8시간 이상 동안 진공에서 실내온도로 냉각되었다. 냉각된 유리 슬라이드는 5분 동안 끓는 톨루엔에서 씻겨진 후 에어 드라이된다. 이 슬라이들의 표면 상의 물의 후진(receding) 접촉각은 86°였다.
실란화된 유리 슬라이드의 예 1C는 나노입자 디스펄젼으로 미리 처리되지 않은 유리슬라이드를 사용하여 만들어졌다. 예 1C의 슬라이드는, 앞서 설명한 절차를 사용하여 헥사데실트리메톡시 실란으로 실란화(silanization)한 후 물의 후진 접촉각은 77°로 측정되었다. 이 결과는 세륨산화물 디스펄젼으로 유리를 사전처리하는 것은 유리의 소수성 특징을 증가시키는 실란화처리의 효용성을 강화시키는 것을 보여준다.
실란화된 유리슬라이드는 2시간 동안 80℃ 물에서 가수분해되었다. 예 1의 가수분해된 유리슬라이드 상의 물의 후진 접촉각은 86°로부터 68°로 떨어졌다. 2시간 동안 80℃ 물에서 세륨산화물로 처리되지 않은 예 1C의 실란화된 유리 슬라이드의 가수분해는 물의 후진 접촉각을 77°에서 49°로 떨어뜨렸다. 이 결과는 세륨산화물 디스펄젼으로 유리를 처리하는 것은 실란처리된 유리표면의 가수분해 안정성을 강화한다는 것을 보여준다.
예 2 및 2C
예 2 및 2C의 코팅된 유리기질은 다음과 같이 만들어졌다.
세륨 산화물 처리된 유리패널은 세륨 산화물 디스펄젼을 가진 프로트(float) 유리의 판을 담금으로써, pH가 2로 조정되고 0.1몰/ℓ의 질산나트륨을 함유하는, 물에서 0.1wt%의 세륨 산화물 나노입자의 디스펄젼에 판을 담금으로써, 만들어졌다.
코팅된 유리패널은 15마일의 두께를 얻기 위해 동력설비를 갖춘/자동 필름 어프리케이터(Elcometer 4340)를 사용해 물에 의해 퍼지는 아크릴 코팅을 함으로써 만들어졌고 최저 3일 동안 경화되었다. 예 2-1의 코팅된 패널은 세륨 산화물 처리된 유리패널을 코팅함으로써 만들어졌다. 예 2-1의 코팅된 패널은 비처리된 유리패널을 코팅함으로써 만들어졌다.
패널에 대한 코팅의 접착력은 ASTM테스트 방법 D3359-02에 따라 크로스해치테스트(cross hatch test)를 사용하여 평가되었다. 예 2 및 2C 뿐만 아니라 아래의 예에서, 크로스해치테스트는 코팅의 각 방향에서 11번 격자패턴으로 커팅하고 격자 위에 압력 감응성 테이프를 바른 후 신속하게 테이프를 제거함으로써 실시되었다. 부착력은 테이프에 의해 제거된 코팅의 일부를 결정함으로써 평가되었다. 일반적으로, 코팅의 손실이 없다면 부착력은 "5B"로 분류된다. 경화된 코팅은 예 2-1의 처리된 패널과 건조조건에서 예 2C-1의 비처리된 패널(각 경우에서 접착력 결과 5B) 모두에 좋은 접착력을 가지는 것이 발견되었다.
코팅된 패널은 24시간 동안 차가운 물에 담겨졌다. 예 2C-1의 코팅된 패널은 대규모의 기포가 보였다. 이 기포형성은 유리-폴리머 인터페이스에 물의 존재로 인해 발생하고 유리에 대한 코팅의 접착력을 매우 열화시킨다고 생각된다. 도 1은 24시간 동안 물에 담근 후 코팅된 유리패널을 보여준다. 예 2C-1의 미처리된 유리패널은 왼쪽이고, 예 2-1의 세륨 산화물 처리된 유리패널은 오른쪽이다. 예 2-1의 세륨 산화물 처리된 유리패널에 적용된 코팅의 기포는 예 2C-1의 비처리된 패널 상의 코팅의 기포에 비해 무시될 수 있다.
예 2-1 및 2C-1의 패널이 물에서 제거된 후, 이들은 1시간 동안 각각 건조되고 이후 크로스해치테스트된다. 이 테스트의 결과는 도 2에 보인다. 예 2C의 비처리된 패널에 비해 예 2의 처리된 패널에 대한 코팅의 접착력(접착력 결과 5B)에 상당한 개선이 있었다.
4개의 유리패널은 이후 다음의 처리가 이루어졌다.
·예 2C-2의 패널은 pH1.5의 물에 5분 동안 담겼다.
·예 2C-3의 패널은 용액 0.1M NaNO3에 5분 동안 담겼다.
·예 2C-4의 패널은 용액 0.1M NaNO3에 pH1.5에 5분 동안 담겼다
·예 2-2의 패널은 세륨 산화물 디스펄젼에 5분 동안 담겼다.
패널의 각각은 각각 처리용액에서 제거되고 이온이 제거된 물로 씻겨지고 건조되었다. 건조 후 아크릴 페인트가 상술한 바와 같이 4개의 패널 각각에 도포되었다. 다음 코팅된 패널은 24시간 동안 차가운 물에 담겼다. 도 2.1 내지 2.4는 24시간 동안 물에 담긴 후 예 2C-2, 2C-3, 2C-4 및 2-2의 코팅된 사전처리된 유리패널을 보여준다. 2.1은 예 2C-2의 패널을 보이고, 2.2는 예 2C-3의 패널을 보이고, 2.3은 예 2C-4의 패널을 보이고, 2.4는 예 2C-2의 패널을 보인다. 코팅의 기포는 예 2C-2, 2C-3 및 2C-4의 모든 패널에서 관찰되었지만 예 2-2의 세륨 산화물 처리된 패널에서는 관찰되지 않았다. 예2-2의 코팅된 패널은 크로스해치테스트를 통과했지만(접착력 결과 5B), 예 2C-2, 2C-3, 및 2C-4의 패널들은 각각 테스트에 실패했다(접착력 결과(ASTM 결과 : 0B).
예 3 및 3C
예 3 및 3C의 종이 라벨/유리 라미네이트는 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 예 3의 종이 라벨/유리 라미네이트는 패널의 각 면이 3개의 라벨을 가지도록 세륨산화물 처리된(예 2에서 상술한 바와 같이 각각 처리된) 패널에 적용된 6개의 접착제가 뒤에 있는 종이라벨(Avery Dennison)을 적용함으로써 만들어졌다. 예3C의 종이 라벨/유리 라미네이트는 미처리된 깨끗한 유리패널에 대해 접착제가 뒤에 있는 종이라벨을 유사한 방법으로 발라서 만들어졌다.
예 3 및 3C의 종이 라벨/유리 라미네이트는 비이커의 벽에 20 내지 30°의 각으로 경사져서 1시간 동안 끓는 물의 비이커에 동시에 담겼다. 도 3은 1시간 동안 끓는 물에 담긴 후 유리 패널상의 접착제가 뒤에 있는 종이라벨을 보여준다. 예 3C의 미처리된 유리패널은 왼쪽에 있고, 예 3의 세륨 처리된 유리패널은 오른쪽에 있다. 예3의 세륨 산화물 처리된 유리패널에 적용된 라벨은 얇은 층으로 갈라지지 않았다. 그러나, 예 3C의 미처리된 유리패널로부터의 3개의 라벨은 비이커의 바닥을 향하고 있는 예 3C의 패널 측으로부터 얇을 층으로 갈라졌고 유리 표면에서부터 제거되었다.
예 4 및 4C
예 4 및 4C의 폴리머 접착제 라벨/유리 라미네이트는 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 6개의 접착제가 뒤에 있는 플라스틱라벨(Avery Dennison)을 적용함으로써 예 4의 폴리머 접착제 라벨/유리 라미네이트는 패널의 각 면이 3개의 라벨을 가지도록 세륨 산화물 처리된(에 2에서 상술한 바와 같이 처리된) 유리패널에 적용되었다. 예 4C의 종이 라벨/유리 라미네이트는 미처리된 깨끗한 유리 패널에 대해 접착제가 뒤에 있는 플라스틱라벨을 유사한 방법으로 적용함으로써 만들어졌다.
예 4 및 4C의 폴리머 접착제 라벨/유리 라미네이트는 비이커의 벽에 대해 20-30°의 각으로 경사져, 1시간 동안 끓는 물을 담은 비이커에 동시에 담겼다. 도 4는 1시간 동안 끓는 물에 담긴 후 유리 위의 접착제가 뒤에 있는 플라스틱라벨을 보여준다. 예 4C의 미처리된 유리패널은 왼쪽에 있고 예 4의 세륨 처리된 패널은 오른쪽에 있다. 예 4의 세륨 산화물 처리된 유리패널에 적용된 라벨은 얇은 층으로 갈라지지 않았다. 그러나, 예 4C의 미처리된 유리 패널로부터의 3개의 라벨은 비이커의 바닥을 향하는 패널 측에서부터 얇을 층으로 갈라지고 유리표면에서 제거되었다.
도 5 및 5C
예 5 및 5C의 종이 라벨 및 폴리머 라벨/유리 라미네이트는 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 예 5의 종이라벨 및 폴리머라벨/유리 라미네이트는 세륨 산화물 처리된(예 2에서 상술한 바와 같이 처리된) 유리패널의 각 면 위에 하나의 접착제가 뒷면에 있는 종이라벨 및 하나의 접착제가 뒷면에 있는 플라스틱라벨을 적용함으로써 만들어졌다. 예 5C의 종이 및 폴리머 라벨/유리 라미네이트는 미처리된 깨끗한 유리패널에 대핸 접착제가 뒷면에 있는 플라스틱라벨을 유사한 방법으로 적용함으로써 만들어졌다.
예 5 및 5C의 종이 라벨 및 폴리머 라벨/유리 라미네이트는 1시간 동안 비이커의 벽에 20-30°각도로 경사져 끓는 수산화칼륨 용액이 있는 비이커에 동시에 담겨졌고 이후 실내온도에서 2일 동안 이 용액에 유지되었다. 도 5는 끓는 수산화칼륨 용액에 담긴 후 유리 위에 접착제가 뒷면에 있는 플라스틱 및 종이라벨을 보여준다. 예 5C의 미처리된 유리패널은 왼쪽이고 예 5의 세륨 처리된 유리패널은 오른쪽이다. 예 5의 세륨 산화물 처리된 유리패널에 대해 적용된 라벨은 얇은 층으로 갈라지지 않았다. 그러나, 예 5C의 미처리된 유리패널에서 하나의 플라스틱 라벨과 하나의 종이라벨은 비이커의 바닥을 향하는 패널측에서 얇은 층으로 갈라졌고 유리표면에서 제거되었다.
예 6 및 6C
예 6 및 6C의 에나멜 코팅된 유리패널이 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 예 6의 에나멜 코팅된 유리패널들은 15마일의 두께를 얻기 위해 동력설비를 갖춘/자동 필름 어플리케이터(Elcometer 4340)를 사용하여 세륨 산화물 처리된(예 3에서 상술된 바와 같이 처리된) 유리패널에 대해 알키드 에나멜(Kem aqua alkyd enamel, Sherwin Williams)의 코팅을 적용함으로써 만들어졌고 최소 3일 동안 경화되었다. 예 6C의 코팅된 유리패널은 비처리된 유리패널에 대해 에나멜코팅을 도포함으로써 유사한 방법으로 만들어졌다.
크로스해치패턴이 각 패턴의 코팅에 대해 기록되었고 패널은 1시간 동안 끓는 물에 담겨졌다. 도 6은 1시간 동안 끓는 물에 담긴 후 알키드막이 코팅된 유리패널을 보여준다. 예 6C의 미처리된 유리패널은 왼쪽이고 예 6의 세륨 처리된 유리패널은 오른쪽이다. 코팅의 작은 기포가 예 6의 패널 및 예 6C의 패널에서 관찰되었다. 기포의 범위는 예 6C의 패널보다 예 6의 패널에서 적었다.
다음, 패널은 건조되었고 각 패널상의 코팅의 접착력이 크로스해치테스트를 사용하여 테스트되었다. 처리된 패널과 미처리된 패널의 코팅의 접착력에는 차이가 없었다.
예 7
예 7의 폴리우레탄이 코팅된 유리패널이 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 물에 의해 퍼지는 폴리우레탄디스펄젼의 코팅은 세륨 산화물 처리된 유리패널뿐만 아니라 미처리된 유리패널에 도포되었고 상술한 조건에 따라 경화되었다. 크로스해치패턴이 양 패널의 코팅에 기록된 후 1시간 동안 끓는 물에 패널이 담겨졌다. 도 7은 1시간 동안 끓는 물에 담긴 후 유리 패널 상의 폴리우레탄 코팅을 보여준다. 예 7C의 미처리된 유리패널은 왼쪽이고 예 7의 세륨처리된 유리패널은 오른쪽이다. 미처리된 패널의 코팅은 끓는 물에 담겨 15분 내에 유리표면으로부터 얇은 층으로 갈라졌다. 유사한 얇은 층으로의 갈라짐은 처리된 패널의 코팅에 대해서는 테스트동안 관찰되지 않았다.
예 8
예 8의 아크릴이 코팅된 유리패널은 다음과 같이 만들어지고 테스트되었다. 아크릴 에나멜(surface enamel high gloss acrylic latex, Sherwin Williams)의 코팅은 세륨 산화물 처리된 유리패널뿐만 아니라 미처리된 유리패널에 도포되고 상술한 조건에 따라 경화되었다. 크로스해치패턴이 양 패널의 코팅에 기록된 후 패널은 1시간 동안 끓는 물에 담겨졌다. 도 8은 1시간 동안 끓는 물에 담긴 후 유리패널의 아크릴 에나멜코팅을 보여준다. 예 8C의 미처리된 유리패널은 왼쪽이고 예 8의 세륨 처리된 유리패널은 오른쪽이다. 미처리된 패널의 코팅은 끓는 물에 담겨 15분 내에 유리표면으로부터 얇은 층으로 갈라졌다. 유사한 얇은 층으로의 갈라짐은 처리된 패널의 코팅에 대해서는 테스트동안 관찰되지 않았다. 처리된 패널은 이후 건조되고 유리상의 코팅의 접착력이 크로스해치테스트를 사용해 테스트되었다. 처리된 표면상의 코팅은 우수한 접착을 보였다(5B).
예 9
지르코늄-산화물 처리된 유리패널이 pH가 3으로 조정되고 0.1몰/ℓ의 질산나트륨을 함유하면서, 물에 1wt%의 지르코늄 산화물 나노입자(~5㎚의 직경)의 디스펄젼에 프로트 유리의 판을 담금으로써 만들어졌다.
코팅된 유리패널은 15마일의 두께를 얻기 위해 동력설비를 갖춘/자동 필름 어플리케이터(Elcometer 4340)을 사용하여 물에 의해 퍼지는 아크릴 코팅을 도포함으로써 만들어졌고 최소 3일 동안 경화되었다. 예 9의 코팅된 패널은 세륨 산화물 처리된 유리패널을 코팅함으로써 만들어졌다. 크로스해치패턴이 패널상의 코팅에 기록되었고 패널은 1시간 동안 끓는 물에 담겼다. 패널에서는 어떤 기포도 관찰되지 않았다. 뜨거운 물에서 패널을 제거한 후 패널이 건조되고 30분 동안 냉각하고 크로스해치패턴을 사용해 접착력에 대해 테스트되었다. 예 9의 코팅된 패널은 크로스해치테스트를 통과했다(접착력 결과 5B).
Non-treated Panel : 미처리된 패널
Treated Panel : 처리된 패널

Claims (28)

  1. (a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부와 접촉하고 결속되게 배치된, 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는 나노스케일의 무기산화물 입자의 층을 포함하는 변경된 표면을 가지는 유리기질; 및
    (b) 변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 배치된 폴리머층을 포함하며,
    나노스케일의 무기산화물 입자의 층의 적어도 일부에 배치된 종이시트 또는 폴리머시트를 더 포함하고, 폴리머층(b)은 변경된 유리표면에 결속되고 종이시트나 폴리머시트에 결속된 변경된 유리표면과 종이 또는 폴리머시트 사이에 배치된 접착력 있는 폴리머의 층인 물품.
  2. 제1항에 있어서, 유리는 실리카로부터 유래된 물품.
  3. 제1항에 있어서, 유리기질은 평평한 패널, 모양이 있는 용기 또는 화이버인 물품.
  4. 제1항에 있어서, 무기산화물은 철산화물, 지르코늄산화물 및 세륨산화물에서 선택된 무기산화물을 포함하는 물품.
  5. 제1항에 있어서, 무기산화물은 세륨산화물을 포함하는 물품.
  6. 제1항에 있어서, 나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부는 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되는 물품.
  7. 제1항에 있어서, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층인 물품.
  8. 제1항에 있어서, 물품의 폴리머층(b)은 유기코팅층인 물품.
  9. 제1항에 있어서, 폴리머층은 중합 압력 감응식 접착제의 층인 물품.
  10. 제 1항에 있어서, 무기산화물은 세륨산화물, 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 하프늄산화물, 탄탈룸산화물, 텅스텐산화물, 미스무스산화물, 아연산화물, 인듐산화물, 철산화물, 세륨-지르코늄산화물, 및 이들 혼합물로 되어 있는 기(group)로부터 선택된 물품.
  11. 제 1항에 있어서, 무기산화물은 지르코늄산화물과 세륨산화물에서 선택된 무기산화물을 포함하며, 1 내지 5㎚의 입자크기를 갖는, 물품.
  12. 제 1항에 있어서, 유리기질은 평평한 유리패널인 물품.
  13. 제 1항에 따른 물품의 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스의 가수분해 안정성을 개선시키는 방법에 있어서,
    유리표면과 폴리머표면의 인터페이스를 형성하기 전에, 유리표면의 일부에 입자들을 침전시킴으로써 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는 나노스케일의 무기산화물입자들로 유리표면의 적어도 일부를 처리하여 유리표면을 변경하는 단계; 및
    변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 폴리머층을 배치하는 단계를 포함하며,
    나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부가 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되고, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층인, 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 유리표면은 유리표면에서 직접 나노스케일의 무기산화물 입자를 흡수함으로써 변경되고, 무기산화물은 철산화물, 지르코늄산화물 및 세륨산화물에서 선택된 무기산화물인, 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 폴리머층은 변경된 유리표면에 지지된 중합코팅의 층이고, 무기산화물은 세륨산화물을 포함하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 폴리머층은 변경된 유리표면에 지지된 중합접착제의 층인 방법.
  17. (a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부와 접촉하고 결속되게 배치된, 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는 나노스케일의 무기산화물 입자의 층을 포함하며, 나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부가 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되고, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층이 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층인, 변경된 표면을 가지는 유리기질; 및
    (b) 변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 배치된 폴리머층을 포함하며,
    상기 폴리머(b)가 폴리머매트릭스를 포함하고, 상기 유리기질(a)이 폴리머매트릭스에 분산된 유리강화제를 포함하는 조성물구조인 물품.
  18. (a) 유리표면 및 유리표면의 적어도 일부에서 흡수된, 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는 나노스케일의 무기산화물 입자의 층을 포함하며, 나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부가 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되고, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층이 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층인, 변경된 표면을 가지는 유리기질,
    (b) 변경된 표면의 적어도 일부에 지지된 종이시트 또는 폴리머시트, 및
    (c) 종이 또는 폴리머시트와 변경된 표면 사이에 배치되고 변경된 표면과 종이시트 또는 폴리머시트에 접착력 있게 결속된 접착력 있는 폴리머층을 포함하는 라멜라(lamellar) 물품.
  19. (a) 폴리머매트릭스, 및
    (b) 유리표면과 유리표면의 적어도 일부에서 흡수된 나노스케일의 무기산화물 입자를 포함하는 변경된 표면을 가지는 적어도 일부에서, 폴리머매트릭스를 강화하기 위해 폴리머매트릭스 내에 배치된 유리화이버를 포함하며,
    나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부가 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되고, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층이 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층이며,
    상기 나노스케일의 무기산화물 입자는 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는, 유리화이버가 강화된 조성물 물품.
  20. 제 19항에 있어서, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되는 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층으로 이루어져 있는, 물품
  21. 제 19항에 있어서, 무기산화물은 지르코늄산화물과 세륨산화물에서 선택된 무기산화물을 포함하며, 1 내지 5㎚의 입자크기를 갖는, 물품.
  22. 제 17항에 따른 물품의 유리표면과 폴리머표면의 인터페이스의 가수분해 안정성을 개선시키는 방법에 있어서,
    유리표면과 폴리머표면의 인터페이스를 형성하기 전에, 유리표면의 일부에 입자들을 침전시킴으로써 1 내지 1000 나노미터의 평균입자직경(D50)을 가지는 나노스케일의 무기산화물입자들로 유리표면의 적어도 일부를 처리하여 유리표면을 변경하는 단계; 및
    변경된 유리표면에 접촉하고 결속되게 폴리머층을 배치하는 단계를 포함하며,
    나노스케일의 무기산화물 입자의 적어도 일부가 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되고, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층인, 방법.
  23. 제 17항에 있어서, 무기산화물은 철산화물, 지르코늄산화물 및 세륨산화물에서 선택된 무기산화물인 물품.
  24. 제 17항에 있어서, 무기산화물은 세륨산화물을 포함하는 물품.
  25. 제 17항에 있어서, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층으로 이루어져 있으며,
    폴리머층은 중합 압력 감응식 접착제의 층이고,
    무기산화물은 세륨산화물, 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 하프늄산화물, 탄탈룸산화물, 텅스텐산화물, 미스무스산화물, 아연산화물, 인듐산화물, 철산화물, 세륨-지르코늄산화물 및 이들 혼합물로 되어 있는 기(group)로부터 선택된, 물품.
  26. 제 17항에 있어서, 무기산화물은 지르코늄산화물과 세륨산화물에서 선택된 무기산화물을 포함하며, 1 내지 5㎚의 입자크기를 갖는, 물품.
  27. 제 18항에 있어서, 나노스케일의 무기산화물 입자의 층은 유리표면에서 직접 나노스케일의 입자를 흡수함으로써 유리표면에 결속되는 나노스케일의 무기산화물 입자의 단층으로 이루어져 있는, 물품
  28. 제 18항에 있어서, 무기산화물은 지르코늄산화물과 세륨산화물에서 선택된 무기산화물을 포함하며, 1 내지 5㎚의 입자크기를 갖는, 물품.
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