KR20030007920A - 창유리 요소 및 그에 사용하기 위한 적층체 - Google Patents

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명에 의해 창 유리의 충격 파열시 파편 및 열상 결과를 감소시키는 창유리 요소를 제공하기 위하여 창 유리 부착에 적합한 다층의 광학적으로 투명한 적층체가 제공된다. 상기 적층체는 감압성 접착제에 의해 함께 직접 부착되는 비접착성의 중합체 물질의 둘 이상의 필름으로 이루어지며, 경질의 피복 조성물로 덮여있는 노출된 표면과 주위 온도 부착성의 감압성 접착제가 덮여있는 대향 표면을 포함한다. 유리에 부착된 적층체로 이루어진 창유리 요소가 또한 제공된다.

Description

창유리 요소 및 그에 사용하기 위한 적층체 {Glazing Element and Laminate for Use in the Same}
자동차에 사용하기 위한 적층된 유리 방풍창의 발명은 자동차 사고로부터 초래되는 탑승자-방풍창의 충돌에 의해 야기되는 상해를 실질적으로 감소시킨다. 이러한 적층 방풍창은 가열 및 압력하에 폴리비닐 부티랄 (PVB)과 같은 튼튼하고 투명한 신장성의 물질의 중간층과 두 유리 플레이트를 적층함으로써 제조된다. 이러한 적층된 방풍창은 자동차 탑승자를 위해 어느 정도의 보호를 제공하지만, 다른 자동차 유리 제작용의 비적층된 창유리 요소를 이용하는 것이 여전히 일반적으로 통상적이다. 이러한 창은 통상적으로 충격시 칼-유사의 파편을 생성함 없이 작은 불규칙한 조각으로 파열되도록 담금질되지만, 여전히 자동차 탑승자에게 위험을 제공한다. 이러한 자동차 창유리의 충돌 파열은 통상적으로 "파편 (spall)"을 생성한다. 파편은 통상적으로 자동차 창유리의 충돌 파열로부터 생성되는 많은 유리 조각이다. 이러한 유리 조각은 자동차 탑승자 및 자동차 사고의 결과로 부풀어오를 수 있는 모든 에어백에 열상 효과 (lacerative effect)를 가질 수 있다.
추가의 안전성을 제공하기 위하여 자동차 측면창으로 담금질된 유리를 적층 유리 (유리/PVB/유리)로 대체하는 경향이 점점 커지고 있다. 그러나, 적층된 측면창이 깨지는 경우, 통상적으로 차량의 탑승자에게 심각한 열상을 초래할 수 있는 PVB 중간층에 부착된 날카로운 유리 조각이 남는다. 따라서, 열상 기회를 최소화하기 위하여 파괴된 유리 조각과 차량 탑승자 사이에 장벽을 제공하는 허용될 수 있는 파편-방지의 열상-방지 (ASL) 필름에 대한 필요가 존재한다.
더욱이, 자동차의 경우, 담금질된 유리 자동차 창의 충돌시 즉각적인 접근을 제공하는, 자동차 내용물을 훔치려고 하는 도둑에 의해 이용되는 "스매시 앤드 그랩 (smash and grab)"으로 불리우는 수법이 있다. 또한, 부서짐없이 이러한 파열을 견디는 더욱 강한 창 필름에 대한 필요가 존재한다.
충격 파열 문제는 또한 담금질된 또는 단련된 유리 패널이 창 및 출입문용으로 사용되는 건축상의 창유리의 경우에도 존재한다. 이러한 유리 패널의 충격 파열은 파열된 패널 바로 근처에 있는 누군가에게 위험할 수 있는 파편을 초래할 수 있다.
창유리를 강화하기 위한 적층체의 사용은 잘 알려져 있다. 예를 들면, 미국특허 제4,072,779호 (녹스, 등)은 폴리비닐 부티랄 시트에 적층되고 대향 표면에 마모-내성 피복물이 피복된 깨지기 쉽고, 투명하며, 비대칭적으로 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 포함하는 적층체에 관한 것이다. 이러한 적층체는 가열 및 압력하에서 유리 패널과 제2 유리 패널 사이에 적층체를 개재시키고 적층이 완료된 후 비부착된 유리 패널을 제거함으로써 유리 패널에 부착된다. 적층체는 SENTRY GLASS (등록상표) 및 BE-1028 SPALLSHIELD (등록상표) 시트의 하나 이상의 상품명으로 오하이오주 서클빌의 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 컴패니에서 상업적으로 시판되는 것이다.
미국특허 제4,112,171호 (모터, 등)은 열상-방지 및 파편-방지 특성을 제공하는 것으로 이야기되는 적층체를 개시한다. 미국특허 제4,945,002호 (타누마, 등)은 중간층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트일 수 있는 다층 구조를 제공하기 위하여 투명한 유기 제1 중합체 및 투명한 유기 제2 중합체로 이루어진 두 개의 외부 플레이트-유사 부재로 이루어진 충격-방지의 열상-방지 창 유리 단위 또는 유리 플레이트를 개시한다.
미국특허 제4,683,172호 (레그란트, 등)은 접촉 또는 감압성 접착제에 의해 함께 결합된 중간층이 개재된 둘 이상의 적층으로 이루어진 안전 또는 충격-방지 적층체를 개시한다. 중간층은 당 분야에서 폴리비닐 부티랄과 같은 접착제 중간층으로 알려진 것이다.
파편-방지 및 열상-방지 적층체를 제공하는 다양한 조합을 개시하는 많은 특허가 있지만, 상업적으로 허용될 수 있는 결과를 제공하기 위하여 주위 조건하에서 적용하기 용이한 상업적으로 허용되는 제품을 제조하는 것은 없다. 많은 제품은 비교적 두꺼우며, 따라서, 적용하기 어렵고, 열, 압력 및(또는) 고비용의 적용 장비를 필요로 한다. 다른 것들은 자동차 내부가 겨울 동안 몹시 추운 온도로 냉각될 수 있으며 여름에는 더위에 지치게 되는 온도로 가열될 수 있는 가혹한 계절 변화를 견딜 수 없다. 다른 것들은 적층체를 형성하는 물질중 일부의 비상용성 때문에 고유한 문제를 갖는다. 몇몇 물질은 자동차 창유리 물질에 부착될 때 바람직하지 못한 광학 패턴을 초래한다. 또 다른 것들은 깨지기 쉬우며, 파편-방지 및 열상-방지 효과를 제공하면서 파열을 생성하는 유리 패널의 충격을 견디기에 필요한 강도를 제공하지 못한다.
<발명의 요약>
본 발명은 창 유리의 충격 파열시 파편 및 열상 결과를 감소시키는 창유리 요소를 제공하기 위하여 담금질된 또는 적층된 창 유리에 부착하기에 적합한 광학적으로 투명한 적층체를 제공한다. 상기 적층체는 값싼 롤러를 사용하여 주위 조건하에서 용이하게 장착되고, 한번 장착되면 우수한 파편-방지 및 열상-방지 특성과 충격 파열 후에조차 스매시 앤드 그랩 도둑을 단념시키기에 충분한 강도를 제공한다. 상기 적층체는
(a) 제1 주요 표면 및 대향의 제2 주요 표면을 갖는 광학적으로 투명한 가요성의 비접착성 중합체 물질로 이루어진 제1 층,
(b) 적층체에 노출된 표면을 제공하기 위한 상기 제1 주요 표면 위의 스크래치-방지 경질 피복물,
(c) 광학적으로 투명한 가요성의 비접착성의 중합체 물질로 이루어진 하나 이상의 부가적인 층,
(d) 노출된 경질 피복물과 함께 상기 층들을 직접 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한 감압성 접착제층의 충분한 수의 층,
(e) 상기 적층체를 창 유리에 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한, 주위 온도 부착성의 감압성 접착제의 층.
본 발명의 바람직한 적층체는 22 ℃에서 측정하였을 때 약 0.20 내지 0.50 MPa 범위의 전단 저장 계수를 갖는 감압성 접착제 조성물을 포함한다. 바람직한 전단 저장 계수는 약 0.3 MPa이다.
본 발명은 또한 충격 파열시 파편 및 열상 결과가 감소된 광학적으로 투명한 창유리 요소를 제공한다. 창유리 요소는 담금질된 또는 적층된 창 유리에 부착된 본 발명의 광학적으로 투명한 적층체를 포함한다.
본 발명의 바람직한 광학적으로 투명한 적층체는 하기에 나타낸 순서로 함께 접착된 하기 성분을 포함한다.
(a) 약 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제1 이축 배향된 폴리에스테르 필름,
(b) 제1 감압성 접착제층,
(c) 약 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제2 이축 배향된 폴리에스테르 필름,
(d) 제2 감압성 접착제층,
(e) 약 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제3 이축 배향된 폴리에스테르 필름,
(f) 주위 온도 부착성의 제3 감압성 접착제층.
본 발명에 따른 적층체는 단순 롤러를 사용하여 압력을 적용함으로써 편평한또는 곡면의 유리 표면에 주위 온도하의 용이한 장착을 촉진하기 위하여 전체 두께가 비교적 얇은 것이 바람직하다. 바람직하게는 전체 적층체 두께는 약 20 mil (0.5 mm)을 초과하지 않으며, 더욱 바람직하게는 약 15 mil (0.38 mm)를 초과하지 않고, 가장 바람직하게는 약 12 mil (0.3 mm)를 초과하지 않는다. 적합한 적층체는 약 8 내지 10 mil (0.2 내지 0.25 mm) 범위의 두께를 가질 수 있다. 전체 적층체 두께는 이형 라이너의 것을 제외한 모든 성분의 두께의 합이다. 유용한 실제 두께보다 작으면 적층체가 너무 얇아 쉽게 다룰 수 없게 되어 더 이상 소망되는 물리적 특성을 갖지 않거나 또는 가공하기 너무 어렵다. 전체 두께는 바람직하게는 약 5 mil (0.13 mm)를 초과한다.
본 발명의 적층체는 충격 파열에 용이하게 유지될 수 있는 강인한 적층 구조를 제공하기 위하여 감압성 접착제층 이외의 접착제 중간체 층 없이 감압성 접착제에 의해 함께 "직접" 부착되는 비접착성 중합체 물질로 이루어진 층을 갖는다.
본 발명은 창 유리의 충격 파열시 파편 및 열상 결과를 감소시키는 창유리 요소를 제공하기 위하여 창 유리에 부착하기에 적합한 광학적으로 투명한 다층 적층체 및 이를 사용하여 제조된 창유리 요소에 관한 것이다.
본 발명을 더욱 잘 이해하기 위하여, 첨부된 도면을 참고로 한다.
도 1은 본 발명의 광학적으로 투명한 창유리 요소의 확대 단면도.
도 2는 본 발명의 광학적으로 투명한 적층체의 확대 단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 적층체의 상세한 제조법을 설명하는 개략적인 다이아그램.
도면의 도 1을 참고로 하면, 본 발명에 따른 적층체 (11)은 감압성 접착제층(14)에 의해 플라스틱 필름 (15)에 적층된 플라스틱 필름 (13)에 부착된 경질 피복물 (12)를 포함하며, 플라스틱 필름 (15)의 반대측 상에 적층체 (11)을 유리 시트 (17)의 부착 표면에 장착하기 위한 주위-온도 부착성 감압성 접착제의 층을 포함한다. 적층체 (11)이 유리 시트 (17)에 부착될 때 창유리 요소 (10)이 제공된다. "주위-온도 부착성"은 감압성 접착제는 몇몇 경우에 더욱 우수한 순응성을 제공하기 위하여 온화한 가열이 사용될 수 있지만 요소의 외부 가열을 필요로 하지 않으면서 유리 표면에 부착될 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 바람직한 적층체 (20)은 도면의 도 2에 나타난다. 이것은 감압성 접착제층 (23)에 의해 제2 플라스틱 필름 (24)에 적층된 제1 플라스틱 필름 (22)에 부착된 경질 피복물 층 (21)을 포함한다. 달리 말하면, 제2 플라스틱 필름 (24)는 감압성 접착제층 (25)에 의해 제3 플라스틱 필름 (26)에 적층된다. 유리 창의 표면에 적층체를 장착하기 위하여 추가의 주위-온도 부착성 감압성 접착제층 (27)이 플라스틱 필름 (26)의 반대측에 있다. 적층체 저장의 용이함을 위하여, 장착 접착제 층 (27)의 노출된 표면을 보호하기 위한 이형 라이너 (28)을 갖는 것이 바람직하다.
경질 피복물 (12 또는 21)은 임의의 상업적으로 시판되는 경질 피복 조성물을 플라스틱 필름 (13 또는 22)의 표면상에 도포함으로써 수득될 수 있으며, 이 경우 생성된 경질 피복층을 건조하여 본원에 참고로 도입되는 미국 국가 표준 기관에 의해 1997년 8월 11일 승인된 국토 고속도로 안전 규약에 관한 창유리 자동차 및 자동차 장비 작동을 위한 안전 창유리 물질을 위한 미국 국가 표준 (ANSI/SAEZ26.1-1996)에 의하여 구축된 플라스틱용 마찰 시험을 통과하는 스크래치-내성 표면을 형성하도록 제공된다.
바람직한 경질 피복 조성물은 본원에 참고로 도입되는 양수인의 미국특허 제5,677,050호에 설명되는 유기 수지 및 실리카 입자를 포함하는 세라머 피복 조성물이다. 이러한 피복 조성물은 약 20% 내지 약 80%의 에틸렌계 불포화 단량체, 약 10% 내지 약 50%의 아크릴레이트 관능화된 콜로이드 실리카 및 약 5% 내지 약 40%의 N,N-이치환 아크릴아미드 단량체 또는 N-치환-N-비닐-아미드 단량체를 포함할 수 있으며, 여기서 비율은 피복물 총 중량의 중량비이다. 이후, 피복물은 경화되어 적층체의 상부 필름 층상에 마모-내성의 광투과성 세라머 피복물을 제공한다. 경질 피복물은 바람직하게는 적층체를 형성하기 위하여 사용되기 전에 필름에 도포된다.
아미드 단량체는 N,N-이치환 단량체 또는 N-치환-N-비닐-아미드 단량체일 수 있다. N,N-이치환 아크릴아미드 또는 N-치환-N-비닐-아미드 단량체 대신에 아크릴산 또는 아크릴 에스테르를 사용하면 폴리카보네이트 표면에 불량하게 부착되며 내후성이 좋지 않은 피복물이 수득되는 것을 발견하였다. N-N-이치환 아크릴아미드 또는 N-치환-N-비닐-아미드 단량체 대신에 아크릴화된 우레탄을 사용하면 가공하기 어려운 조성물이 생성된다.
N,N-이치환 아크릴아미드 또는 N-치환-N-비닐-아미드 단량체는 또한 99 (N,N-디메틸아크릴아미드의 분자량) 및 500 원자량 단위 사이의 분자량을 가져야 한다. 이러한 분자량 범위는 실리카 입자를 안정화하고, 피복물의 적절한 기능을위하여 소망된다.
본 발명에서 용어 "세라머"는 유리-라디칼 중합가능한 유기 액체에 분산된 표면-개질된 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 유체를 규정하기 위하여 사용된다. 용어 "경화된 세라머"는 공유 결합을 통하여 가교결합된 유기 매트릭스에 부착되거나 연결된 무기 (구체적으로, 실리카) 입자를 포함하는 물질을 규정하기 위하여 사용된다. 본원에서 사용된 용어 "아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다. 용어 "이치환된 질소"는 아크릴아미드의 질소인 것에 더하여 아크릴아미드 질소 원자가 질소에 공유적으로 결합된 두 개의 치환체를 갖는 것을 의미한다. 용어 "광학적으로 투명한"은 적층체 또는 임의의 그 성분, 예를 들면 경질 피복물, 필름 또는 감압성 접착제층이 자기 위치에서 ASTM D1003으로 측정하였을 때 75% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 광 투과율을 나타냄을 의미한다.
세라머 조성물 또는 다른 경질 피복 조성물은 압출 피복, 분무, 유동, 롤링, 침지 피복법 또는 나이프 피복법을 포함하여 당 분야에 공지된 방법으로 필름 상에 피복될 수 있다. 많은 적용에서, 광학 특성을 감소시킬 수 있기 때문에 피복 조성물이 필름의 이면으로 흐르지 않도록 하면서 필름을 피복하는 것이 바람직하다. 조성물을 필름상에 피복한 후, 경화하여 마모-내성 세라머 피복물을 형성한다. 필름이 열가소성 물질로 제조된 전방 표면을 갖기 때문에, 많은 경우 경화는 열가소성 물질이 변형되는 온도 미만에서 수행되고, 바람직하게는 대기 분위기하에서 주위 온도로 UV 조사에 의하여 수행되는 것이 중요하다.
세라머 피복물은 우수한 마모 내성 및 우수한 가요성 모두를 제공한다. 피복물은 또한 포그, 헤이즈 또는 하도 제제의 첨가 없이 중합체 필름, 특히 폴리카보네이트 필름에 부착된다.
세라머 피복물은 또한 수분, 광 및 열에 대한 우수한 내성, 크래킹 및 박리에 대한 내성, 투명성과 같은 바람직한 광학 특성, 및 화학적 공격 및 불필요한 착색에 대한 내성을 가지며 옥외 조건을 견딜 수 있는 능력을 갖는다.
더욱이, 피복물은 쉽게 제작되어 도포되고, 경화될 수 있으며, 중합체 필름의 표면에 직접 결합할 수 있는 능력 때문에 프라이머 층없이 사용될 수 있다. 피복물의 경화는 실온의 대기중에서 수행될 수 있다.
경질 피복물의 피복 두께는 약 0.1 mil (0.003 mm) 내지 약 0.3 mil (0.008 mm)로 변할 수 있지만, 약 1.5 g/m2내지 3.8 g/m2의 피복 시트에 대한 부가 중량을 제공하기 위하여 바람직하게는 대략 0.004 mm 정도이다.
중합체 필름 (13, 14, 22, 24 및 26)은 그 전체 면적을 따라 실질적으로 균일한 두께이며, 광학적 투명성에 간섭할 수 있는 표면 결함이 실질적으로 없는 광학적으로 투명한 시트로 형성될 수 있는 비접착제인 임의의 중합체 물질로 이루어질 수 있다. 용어 "비접착제"는 필름을 형성하기 위하여 사용되는 중합체 물질이 유리 또는 층된 필름 적층체를 제조하기 위하여 통상적으로 사용되는 것과 같은 접착제 유형의 물질이 아님을 의미한다. 이러한 접착제 중합체 물질은 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 3원중합체, 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘 및 아크릴계 중합체와 같은열가소성 접착제 물질을 포함한다. 중합체 필름은 약 0.5 mil 내지 약 10 mil (0.013 내지 0.25 mm)의 두께로 변할 수 있으나, 바람직하게는 두께가 약 5 mil (0.13 mm)을 초과하지 않는다. 필름은 이축 배향되고 열 경화된 시트로 형성될 때 우수한 광학 특성을 갖는 높은 파단 강도의 필름을 제공하는 폴리에틸렌-테레프탈레이트와 같은 중합체 물질로 제조될 수 있다. 폴리카보네이트 및 폴리우레탄 필름과 같은 특정의 유용한 중합체 필름은 강도를 개선하기 위하여 통상적으로 주형되며, 따라서 이축 배향되지 않는다. 바람직하게는, 중합체 필름은 피복물과 접착제 층 사이의 접착력을 개선하기 위하여 하도되거나 또는 코로나 처리된다.
이외의 구현예에서, 중합체 필름의 층중 하나가 적외선 반사 광학 필름으로 대체될 수 있다. 이러한 필름은 각각 본원에서 참고로 도입되는 양수인의 미국특허 제5,882,774호 및 제6,049,419호 및 WO97/01778에 개시된 유전의 다층 광학 필름을 포함한다. 부가의 금속층을 갖지 않는 중합체인 이러한 필름은 곡면의 유리 패널에 적층되는 경우 특히 유용하다.
주름-방지 적층체를 제공하기 위하여 비-평면의 유리 지지체에 적용될 수 있는 유용한 순응성 적외선 반사 필름은 발명의 명칭이 "주름-방지 적외선 반사 필름 및 이로부터 제조된 비-평면 적층체 용품"인 양수인의 미국 특허출원 제09/590,924호에서 설명된다.
바람직한 하도 중합체 필름은 MELINEX (등록상표) 폴리에스테르 필름 타입 454-200의 상품명으로 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 컴패니에서 상업적으로 시판된다. 바람직한 필름은 약 50 ㎛ (200 게이지)의 두께를 가지며, 약 150%의 파단신장율을 갖고, 기계 방향으로 약 20 kgf/mm2, 기계교차방향으로 25 kgf/mm2의 인장강도를 갖는다.
적층체에 다른 바람직한 특성을 제공하기 위하여 중합체 필름 또는 피복물은 개질될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 층 또는 피복물이 적외선, 자외선, 태양광선 또는 다른 형태의 바람직하지 못한 조사 에너지를 반사할 수 있는 물질로 처리되거나 구성될 수 있다. 예로써, 태양광 반사 필름은 캘리포니아주 팔로 알토의 사우쓰월 테크놀로지스, 인크로부터 상품명 XIR(등록상표)-70 및 XIR(등록상표)-75로 시판되는 것일 수 있다. 필름 또는 피복물은 또한 차량 탑승자에게 사생활을 제공하기 위하여 그를 통한 조망을 방지하는 물질로 처리되거나 또는 구성될 수 있다. 예로써, 광 편광기로서 작용하는 필름이 적층체 필름중 하나로 사용될 수 있다. 필름 또는 피복물은 또한 적합한 착색제를 첨가하여 착색될 수 있다. 피복물은 또한 특정한 조건하에서 그 표면의 포그를 방지하기 위하여 포그방지제 또는 얼룩에 내성이 있는 표면을 제공하는 물질이 함께 제공될 수 있다. 피복물 및(또는) 하나 이상의 필름은 안테나 또는 포그, 이슬 또는 서리를 제거하거나 감소시키기 위한 열 소자를 제공하기 위한 것과 같은 특정 용도를 위한 전기 전도 통로를 제공하기 위한 전기 전도성으로 개질될 수 있다. 적층체 또는 하나 이상의 그 성분은 또한 장식 또는 기능성 이유로 입체사진 패턴을 제공하도록 엠보싱되거나 처리될 수 있다. 이들 특성을 제공하는 개질, 첨가제 또는 조성물은 잘 알려져 있으며, 이들은 적층체의 전체 넓은 공간 또는 적층체의 부분에 걸쳐 기능성 또는 장식성패턴으로 제공될 수 있다.
플라스틱 필름 사이의 감압성 접착제층, 즉 접착제 층 (14, 23 및 25)는 자기 위치에서 광학적으로 투명한 임의의 비교적 연질의 감압성 접착제 물질을 포함할 수 있다. 즉, 감압성 접착제 물질은 그 자체는 자유로운 조건에서 광학적으로 투명하지 않을 수 있지만, 적층체에 도입되면 광학적으로 투명한 상태와 가혹한 동결 조건 및 적도 근처의 지역에서 직면할 수 있는 것과 같은 무더운 열을 포함하는 임의의 넓은 다양한 기후 조건에서 변형되지 않는 형태로 적층체의 층을 유지하기에 충분한 접착력을 가질 것이다. 상기 접착제는 또한 ANSI/SAE의 표준에 따른 모든 열탕 시험을 통하여 변형되지 않는 적층체를 유지하기에 충분하여야 한다.
바람직한 감압성 접착제 조성물은 순응성의 적층체를 제공하는 비교적 연질의 물질이다. 이러한 연질의 감압성 접착제 조성물은 22 ℃에서 동적 기계적 분석 (DMA)으로 측정하였을 때 약 0.20 내지 약 0.50 MPa의 전단 저장 계수를 갖는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 22 ℃에서의 전단 저장 계수는 0.50 MPa 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.40 MPa 이하, 가장 바람직하게는 약 0.30 MPa이다. 0.20 MPa 이하의 전단 저장 계수를 갖는 감압성 접착제는 특히 온화한 조건하에서 불충분한 접착력을 가져 일반적으로 바람직하지 않다. 전단 저장 계수는 15 ㎛의 크기 및 1 헤르쯔의 주파수를 사용하여 -20 ℃ 내지 100 ℃의 온도 범위에서 측정된 전단 응력으로부터 계산될 수 있다. 이러한 측정에 대한 자세한 내용은 플라스틱의 동적 기계적 특성의 측정 및 기록을 위한 표준 실무인 ASTM D-4065-95에서 발견할 수 있다.
바람직한 감압성 접착제 조성물은 아크릴레이트 또는 아크릴계 공중합체 및 3원중합체를 기재로 하며, 가장 바람직한 접착제 조성물은 양수인의 울리히 미국 재허여 특허 제24,906호에서 개시된 것이다.
중합체 필름 층을 부착하기 위하여 이용되는 감압성 접착제층의 두께는 약 0.1 mil 내지 약 1 mil (0.003 내지 0.03 mm)로 변할 수 있으나, 바람직하게는 대략 0.3 mil (0.02 mm)이다.
적층체를 유리 시트의 표면에 장착하기 위한 감압성 접착제층의 층, 예를 들면 층 (17 및 27)은 중합체 필름층을 함께 접착하기 위하여 이용되는 감압성 접착제와 동일한 물리적 특성을 가지지만, 장착 층의 두께는 약 0.1 mil 내지 약 2 mil (0.003 내지 0.05 mm)로 변할 수 있으며, 바람직하게는 대략 0.8 mil (0.02 mm)이다.
적층체가 부착될 수 있는 유리는 임의의 통상적인 구조 또는 조성을 가질 수 있다. 예를 들면, 유리는 통상적인 방풍 유리에서처럼 적층되거나 담금질되거나, 단련되거나, 열 강화되거나, 또는 사실상 LUCITE (등록상표)의 상품명으로 판매되는 것과 같은 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 시트와 같은 경질의 중합체 물질의 강성 시트일 수 있다. 바람직한 유리 지지체는 담금질되거나 또는 적층된 것이다.
이형 라이너 (28)은 그것이 도포된 감압성 접착제 표면에 일시적인 약한 접착력을 가지며, 유리 시트의 표면에 부착하기 위하여 감압성 접착제의 미변형된 층을 남기고 표면으로부터 깨끗하게 떼어지는 임의의 통상적인 시트 물질을 포함할 수 있다.
도 1에 묘사된 적층체 11은 도 3 및 도 4에 개략적으로 나타낸 장비를 이용하여 용이하게 제조될 수 있다. 도 3에 나타낸 것처럼, 상품명 MELINEX (등록상표) 454-200 필름으로 시판되는 것과 같은 중합체 필름의 롤 (30)을 상업적인 공급원으로부터 구입한다. 플라스틱 필름 (31)을 롤 (30)으로부터 연신하고, 필름 (31)을 전개하는 롤 (33b 및 33a)로 전달하여 도포기 (32)로부터 경질 피복 물질의 피복물을 수용함으로써 피복 물질의 습식 피복물을 제공하고, 대략 0.1 내지 0.5 g/ft2(0.8 내지 3.8 g/m2), 바람직하게는 0.3 g/ft2(3.2 g/m2) 정도의 부가 중량으로 건조한다. 도포기 (32)는 필름 (31)의 표면에 균일한 피복을 제공하기 위한 슬롯 다이를 포함하는 것과 같은 임의의 편리한 피복 기구일 수 있다. 슬롯 다이는 대략 2 내지 6 mil (0.05 내지 0.15 mm)의 개구부를 가질 수 있으나, 바람직하게는 개구부는 바람직한 0.3 g/ft2(3.2 g/m2)의 부가 중량을 수득하기 위하여 대략 4 mil (0.1 mm)이다. 피복 용액은 피복가능하게 만드는 적절한 점도를 갖는 임의의 상업적으로 시판되는 경질의 피복 용액이다. 몇몇 경우에, 추가의 용매로 피복 용액을 희석하여 더욱 소망되는 피복 점도를 제공하는 것이 필요할 수 있다.
바람직한 피복 기구는 미국특허 제5,741,549호 및 제5,759,274호에 개시된 것이다. 균일한 경질 피복 물질의 피복이 생성될 수 있다면 로토그라비어 피복 롤과 같은 다른 피복 기구가 사용될 수 있다.
피복된 필름은 롤 (33a) 및 그 후 롤 (33b)로 전달되어 피복된 필름 (36)이 바람직하게는 길이 약 120 피트 (36.5 m)이며 각각 110 ℉ (43 ℃), 120 ℉ (49℃) 및 120 ℉ (49 ℃)로 가열되는 대역 (1, 2 및 3)을 갖는 40 피트 (12.2 m)의 3개의 가열 대역을 갖는 터널 오븐 (37)을 통과하도록 정렬된다. 피복된 필름은 용매 제거를 보장하기 위하여 임의의 편리한 속도로 통과될 수 있다. 바람직하게는, 속도는 1 파운드/인치 (0.18 kg/cm)의 필름 장력하에서 대략 55 ft (17 m)/분이다. 그 후, 건조된 피복물을 갖는 필름은 경화 영역 (38)을 나오는 피복된 필름 (42)를 생성하는 필름의 피복된 표면에 광을 향하도록 포물선 반사경을 갖는 총 전력 출력 67 킬로와트의 고압 수은 전구와 같은 자외선 공급원이 장착된 경화 영역 (38)을 통과한 후, 공회전 롤 (39a, 39b, 39c, 39d)를 통과하여, 추가의 가공을 위한 저장 롤 (40)에 권취된다. 건조 동안, 주입된 공기가 필름 이동 방향에 반대되는 방향으로 오븐 (37)을 통과한다.
도 4에 묘사된 것처럼, 저장 롤 (40) 상의 경질 피복 중합체 필름은 경질 피복과 반대되는 피복된 필름 (42)의 표면상에 대략 0.1 내지 1 mil (0.003 내지 0.03 mm), 바람직하게는 0.3 mil (0.008 mm)로 감압성 접착제의 건조 피복을 도포하기 위하여 감압성 접착제로 피복된다. 감압성 접착제 층이 도포되고 건조된 후, 제1 중합체 필름과 동일한 조성일 수 있는 제2 중합체 필름이 도 4에 개략적으로 나타낸 기술에 의하여 제1 중합체 필름에 적층된다. 필름 (42)는 롤 (40)으로부터 풀려 공회전 롤 (44b 및 44a)를 거쳐 감압성 접착제의 용액이 균일한 두께로 도포되는 도포기 영역 (43)을 지나 궁극적으로 바람직하게는 0.3 mil (0.008 mm)의 두께로 건조된 후, 공회전 롤 (44c)를 지난 접착제 피복 필름 (50)이 각각 80 ℉ (27 ℃), 130 ℉ (54 ℃), 220 ℉ (104 ℃) 및 200 ℉ (93 ℃)로 가열되는 대역 (1, 2,3 및 4)의 4개의 가열 대역을 갖는 터널 오븐 (45)를 통과한다. 접착제 용액을 필름에 도포하기 위한 슬롯 다이는 바람직하게는 0.3 mil (0.008 mm)의 건조 피복물을 제공하기 위하여 약 15 mil (0.38 mm)의 개구부를 갖는다. 피복된 시트는 1 파운드/인치 (0.18 kg/cm)의 장력하에 100 ft/분의 속도로 오븐을 통과한다. 건조된 필름 (51)은 터널 오븐을 나와 공회전 롤 (46a, 46,b, 46c)를 지나 대향하는 롤 (47a 및 47b)로 이루어진 적층기 (52)로 가고, 여기서 롤 (49)로부터 취한 제2 중합체 시트 (53)이 공회전 롤 (48)을 지나 롤 (47a 및 47b) 사이의 닙으로 가서 필름이 함께 적층되어 적층된 필름 (54)를 제공하여 저장 롤 (55)에 권취된다. 롤 (47a)는 바람직하게는 160 ℉ (71 ℃)로 가열된 16 인치 (40 cm) 직경의 강철 롤인 강철 롤이며, 롤 (47b)는 바람직하게는 쇼어 A 경도시험기 65를 갖는 고무로 이루어진 18인치 (46 cm) 직경의 고무 보완 롤이다. 이들 롤은 적층 공정동안 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)의 힘 하에 함께 힘을 받는다.
저장 롤 (55) 상의 두 층 적층체 (54)는 그 후 도 4에서 묘사된 장치의 롤 (49)로 대체된다. 중합체 필름의 새로운 미피복된 롤이 도 4에 묘사한 장치의 롤 (40) 대신에 설치되고, 도포기 (43)에 의해 감압성 접착제의 0.3 mil 건조 피복물로 피복되고, 터널 오븐 (45)를 통과하여 건조되고, 상기 설명한 것처럼 적층기 (52)에서 적층체 (53)으로 적층되어, 도 4에 나타낸 롤 (55)로 권취되면서 3-필름 적층체 (54)를 제공한다.
저장 롤 (55) 상의 3 필름 적층체 (54)는 그 후 다시 도 4에 묘사된 동일한 장치를 통과하여 부착 감압성 접착제 층을 도포하고, 새롭게 도포된 접착제 층에 2mil (0.5 mm) 실리콘 피복된 폴리에스테르 이형 라이너를 도포한다. 이러한 경우, 부착 감압성 접착제 층은 0.8 mil (0.02 mm)의 건조 피복 두께를 얻기 위하여 15 mil (0.38 mm) 슬롯 다이로부터 압출된다. 이형 라이너 부착의 경우 적층 온도는 160 ℉ (71 ℃)이다.
본 발명은 모든 부 및 비율이 다르게 지시되지 않는 한 중량비인 하기 실시예를 참고로 하여 더욱 완전히 이해될 것이다.
접착제 A 용액
(IOA/MA/AA 중량비 57.5/35/7.5) 87.4 g의 이소옥틸아크릴레이트 (IOA), 53.2 g의 메틸 아크릴레이트 (MA), 11.4 g의 아크릴산 (AA), 248.0 g의 에틸 아세테이트 및 0.456 g의 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)의 혼합물을 1 리터 병에 부과하였다. 2분 동안 1 리터/분의 유량으로 질소를 주입하여 병 내용물을 탈산소화하였다. 병을 밀봉하고, 24 시간 동안 55 ℃의 회전 수조에 두어 필수적으로 완전한 중합반응을 수행하였다. 생성된 중합체를 300 g의 톨루엔으로 희석하였다. 0.15 dl/g 농도의 에틸 아세테이트에서 측정된 고유 점도는 1.80 dl/g였다.
접착제 B 용액
117.9 g의 부틸 아크릴레이트, 9.6 g의 아크릴산, 372.5 g의 아세톤 및 0.19 g의 2,2'-아조비스(2-메틸부탄 니트릴)의 혼합물을 1 리터 병에 부과하였다. 2분 동안 1 리터/분의 유량으로 질소를 주입하여 병 내용물을 탈산소화하였다. 병을 밀봉하고, 24 시간 동안 57 ℃의 회전 수조에 두어 필수적으로 완전한 중합반응을수행하였다. 생성된 중합체의 0.15 dl/g 농도 용액은 1.05 dl/g의 측정 고유 점도를 가졌다.
접착제 C 용액 중량 백분율
접착제 A 용액접착제 B 용액에틸 아세테이트자외선 광 흡수제1가교결합제 용액2 40.4733.1125.750.370.29
1: 노쓰 캐롤리나주 샤롯떼의 BASF에서 상품명 UVINUL (등록상표) 3050으로 시판되는 비스(2,4-디히드록시페닐)메탄온2: 톨루엔 중의 1,1'-이소프탈로일 비스 (2-메틸아지리딘)의 5 중량% 용액
접착제 C 용액은 55 갈론 드럼 (208 리터)에 상기 성분을 배합하고, 500 rpm의 12 인치 (30.5 cm) 프로펠러형 혼합 블레이드로 30분 동안 혼합하여 주위 조건에서 제조하였다. 상기 용액을 버블을 제거하기 위하여 방해받지 않은 채로 방치한 후 피복에 사용하였다.
접착제 C 용액은 실온에서 30 rpm의 3번 스핀들을 사용하는 브룩필드 점도계로 실온에서 측정하였을 때 960 cpm의 초기 점도를 가졌다.
접착제 D 용액 중량 백분율
접착제 A 용액에틸 아세테이트자외선 광 흡수제1가교결합제 용액2 73.5825.750.370.29
1: 노쓰 캐롤리나주 샤롯떼의 BASF에서 상품명 UVINUL (등록상표) 3050으로 시판되는 비스(2,4-디히드록시페닐)메탄온2: 톨루엔 중의 1,1'-이소프탈로일 비스 (2-메틸아지리딘)의 5 중량% 용액
접착제 D 용액은 55 갈론 드럼 (208 리터)에 상기 성분을 배합하고, 500 rpm의 12 인치 (30.5 cm) 프로펠러형 혼합 블레이드로 30분 동안 혼합하여 주위 조건에서 제조하였다. 상기 용액을 버블을 제거하기 위하여 방해받지 않은 채로 방치한 후 피복에 사용하였다.
접착제 D 용액은 실온에서 30 rpm의 3번 스핀들을 사용하는 브룩필드 점도계로 실온에서 측정하였을 때 2700 cpm의 초기 점도를 가졌다.
접착제 E 용액
접착제 E 용액은 매사추세츠주 미드레톤의 보스틱 인크에서 상품명 Bostik Vitel (등록상표) 3300으로 상업적으로 시판하는 공중합에스테르 용액을 톨루엔/메틸 에틸 케톤의 80/20 부피비 혼합물을 사용하여 15%고형물로 희석한 것이다.
경질도포 피복 조성물
성분의 규정
Nalco 2327은 일리노이주 시카고의 날코 케미칼스 코포레이션에서 시판하는 평균 입자 직경이 20 나노미터인 콜로이드성 실리카 입자의 수 분산액 (40% 고형물)이다.
Z6030은 미시간주 미드랜드의 다우 코닝 코포레이션에서 시판하는 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트이다.
PETA는 위스콘신주 밀워키의 알드리히 케미칼스 코포레이션에서 시판하는 펜타에리트리톨 아크릴레이트이다.
NNDMA는 위스콘신주 밀워키의 알드리히 케미칼스 코포레이션에서 시판하는 N,N-디메틸 아크릴아미드이다.
하기 성분을 10 리터 둥근 바닥 플라스크에 부과하였다.
성분 중량 (g)
NALCO 2327NNDMAZ6030PETA 1195118120761
그 후, 플라스크를 55 ℃로 가열된 수조의 회전 증발기 (스위스 플라닐의 부히 레이버레이토리 아게에서 시판하는 Bucchi (등록상표) R152)에 두었다. 50:50 부피비의 물:에틸렌 글리콜 부동액의 냉장된 혼합물을 증발기 냉각 코일을 통하여 재순환하였다. 증류 속도가 5 방울/분 미만으로 감소될 때까지 (대략 2 시간) 약 25 토르의 감압하에서 휘발성 성분을 제거하였다. 생성 물질 (1464 g)은 54.2 중량% PETA, 8.4 중량% NNDMA 및 38.8 중량%의 아크릴레이트 실리카로 이루어진 (칼 피셔 적정법으로 측정하였을 때) 1% 미만의 물을 함유하는 투명한 액체였다. 이 물질을 이소프로필 알콜에 용해하여 50% 고형물 용액을 제조하고, 이 후 "경질도포 피복 조성물"로 취급하였다.
<실시예 1>
상기 설명된 경질도포 피복 조성물을 이소프로필 알콜로 더 희석하여 21% 고형물 용액을 수득하고, 여기에 0.1 중량%의 평탄화제 (DOW (등록상표) 57)을 첨가하였다. 생성된 피복 조성물을 압출 다이와 함께 도 3에 나타낸 장비를 사용하여 피복하였다. 피복물을 폴리에스테르 필름 (Melinex (등록상표) 454-200)에 도포하고, 건조 및 경화 후에 0.3 g/ft2(3.2 g/m2)의 건조 피복 중량을 수득하였다.
도 3에 나타낸 장비의 피복 조건은 다음과 같다.
압출 다이3개구부: 4 mil (0.38 mm)
필름 속도: 55 ft/분 (16.8 m/분)
필름 장력: 1 lb/인치 (0.18 kg/cm)
오븐 대역 온도: (1) 110 ℉ (43 ℃), (2) 120 ℉ (49 ℃), (3) 120 ℉ (49℃)
오븐 대역 길이: 40 ft (12.2 m)
피복 넓이: 52 인치 (1.32 m)
자외선 공급원: 총 출력 67 킬로와트의 포물선 반사경이 있는 고압 수은 전구
*3: 미국특허 제5,741,549호 및 제5,759,274호에 개시됨.
도 4에 묘사된 장비를 사용하여 두 미피복된 Melinex (등록상표) 454-200 필름을 함께 적층하였다. 15 mil (0.38 mm)의 개구부를 갖는 압출 다이를 사용하여 첫 번째 필름에 상기 설명된 접착제 C 용액을 도포하여 0.3 mil (0.008 mm)의 건조 접착제 피복물을 제공하였다. 필름 속도는 약 1 lb/인치 (0.18 kg/cm)의 장력하에 100 ft (30.5 m)/분이었다. 오븐은 각각 (1) 80 ℉ (27 ℃), (2) 130 ℉ (54 ℃), (3) 220 ℉ (104 ℃) 및 (4) 200 ℉ (93 ℃)로 가열된 4개의 40 ft (12.2 m) 가열 대역을 가졌다. 도 4에 묘사된 닙 롤 (47a 및 47b)에서 제2 필름을 제1 필름의 접착제 피복된 측에 적층하였다. 닙 롤 (47a)는 160 ℉ (71 ℃)로 가열된 16 인치 (41 cm) 직경의 강철 롤이고, 롤 (47b)는 쇼어 A 경도 측정계 65를 갖는 18 인치 (46 cm) 직경의 고무 롤이었다. 롤을 20 파운드.선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)의 힘하에 함께 가하였다.
그 후, 도 4에 묘사된 장비를 사용하여 두-필름 적층체를 상기 설명된 경질도포 필름의 반대 표면에 적층하였다. 0.3 mil (0.008)의 건조 접착제 피복을 제공하도록 15 mil (0.38 cm)의 개구부를 갖는 압출 다이를 사용하여 2-필름 적층체에 먼저 상기 설명된 것처럼 접착제 C 용액을 피복하였다.
그 후, 경질 피복 반대 표면 상에 15 mil (0.38 mm) 개구부를 갖는 압출 다이를 사용하여 상기 설명된 접착제 C 용액으로부터 수득된 0.8 mil (0.02 mm) 건조 두께로 3-필름 적층체를 피복하였다. 건조 조건은 필름 속도가 50 ft (15.25 m)/분인 것을 제외하고는 상기 설명된 것과 동일하였다. 2 mil (0.05 mm) 실리콘 피복된 폴리에스테르 이형 라이너를 접착제 표면에 도포하였다. 이형 라이너는 Clearsil (등록상표) T10의 상품명으로 버지니아주 마틴스빌의 CP 필름 코포레이션에서 상업적으로 시판된다. 그 후, 생성된 적층체를 롤 상에 권취하고 상업적인 크기로 쪼개었다.
상기 설명된 것처럼 제조된 필름을 48 인치 (1.22 m)의 수동의 2-롤 적층기를 사용하여 다양한 유형의 유리에 적층하였다. 각 롤러는 직경이 4 인치 (10 cm)이고, 3/16 인치 (0.48 cm)의 고무 (쇼어 A 70 경도측정계)가 덮여있다. 필름의 적층동안 유리에 인가된 힘은 대략 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)였다.
<실시예 2>
비교예인 실시예 2는 스티퍼 감압성 접착제를 사용하는 효과를 나타내기 위하여 감압성 접착제가 접착제 D 용액으로부터 수득된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 3은 본 발명에 따라 제조되었다. 도 4에 묘사된 장비를 사용하여 하나의 미도포된 4 mil (0.1 mm) 두께의 Melinex (등록상표) 454-400 필름 및 하나의미도포된 3 mil (0.076 mm) 두께의 Melinex 454-300 필름을 함께 적층하였다. 바와 필름사이에 4 mil (0.102 mm)의 피복 갭을 갖는 노치 바 도포기를 사용하여 첫 번째 필름에 상기 설명된 접착제 C 용액을 도포하여 0.45 mil (0.011 mm)의 건조 접착제 피복물을 제공하였다. 필름 속도는 약 1 lb/인치 (0.18 kg/cm)의 장력하에 10 ft (3.05 m)/분이었다. 오븐은 각각 (1) 120 ℉ (49 ℃), (2) 180 ℉ (82 ℃) 및 (3) 200 ℉ (93 ℃)로 가열된 3개의 12 ft (3.7 m) 가열 대역을 가졌다. 도 4에 묘사된 닙 롤 (47a 및 47b)로 제2 필름을 제1 필름의 접착제 피복된 측에 적층하였다. 닙 롤 (47a)는 160 ℉ (71 ℃)로 가열된 16 인치 (41 cm) 직경의 강철 롤이고, 롤 (47b)는 쇼어 A 경도 측정계 65를 갖는 18 인치 (46 cm) 직경의 고무 롤이었다. 롤을 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)의 힘하에 함께 가하였다.
그 후, 바와 미피복된 필름 사이에 7 mil (0.178 mm) 갭을 갖는 노치 바 도포기를 사용하여 상기 설명된 접착제 C 용액으로부터 수득된 1.0 mil (0.0254 mm) 건조 두께로 2-필름 적층체를 피복하였다. 건조 조건은 상기 설명된 것과 동일하였다. 2 mil (0.051 mm) 실리콘 피복된 폴리에스테르 이형 라이너를 접착제의 건조된 표면에 도포하였다. 이형 라이너는 Clearsil (등록상표) T10의 상품명으로 버지니아주 마틴스빌의 CP 필름 코포레이션에서 상업적으로 시판된다. 그 후, 생성된 적층체를 롤 상에 권취하였다.
<실시예 4>
실시예 4는 본 발명에 의하여 요구되는 둘 이상의 필름층에 대한 필요를 나타내기 위하여, 단지 7 mil (0.178 mm) 폴리에스테르 필름의 단일층을 포함하는 비교예이다. 바와 필름 사이에 7 mil (0.178 mm)의 피복 갭을 갖는 노치 바 도포기를 사용하여 하나의 미도포된 Melinex (등록상표) 454-700 필름에 상기 설명된 접착제 C 용액을 피복하여 0.8 mil (0.02 mm)의 건조 접착제 피복물을 제공하였다. 필름 속도는 약 1 lb/인치 (0.18 kg/cm)의 장력하에 10 ft (3.04 m)/분이었다. 오븐은 각각 (1) 120 ℉ (49 ℃), (2) 180 ℉ (82 ℃) 및 (3) 200 ℉ (93 ℃)로 가열된 3개의 12 ft (3.7 m) 가열 대역을 가졌다.
2 mil (0.05 mm) 실리콘 피복된 폴리에스테르 이형 라이너를 접착제의 표면에 도포하였다. 이형 라이너는 Clearsil (등록상표) T10의 상품명으로 버지니아주 마틴스빌의 CP 필름 코포레이션에서 상업적으로 시판된다. 그 후, 생성된 적층체를 롤 상에 권취하였다.
<실시예 5>
실시예 5는 또한 감압성 접착제의 선택이 허용되는 방식으로 수행되는 적층체를 제공하기 위하여 중요하다는 것을 나타내기 위하여 스티퍼 감압성 접착제와 함께 4 mil (0.1 mm) 및 3 mil (0.076 mm) 중합체 필름을 사용하는 실시예 3 유사의 비교예이다. 도 4에 묘사된 장비를 사용하여 하나의 미도포된 Melinex (등록상표) 454-400 필름 및 하나의 미도포된 Melinex 454-300 필름을 함께 적층하였다. 바와 필름사이에 3 mil (0.076 mm)의 피복 갭을 갖는 노치 바 도포기를 사용하여 첫 번째 필름에 상기 설명된 접착제 E 용액을 도포하여 0.2 mil (0.0051 mm)의 건조 접착제 피복물을 제공하였다. 필름 속도는 약 1 lb/인치 (0.18 kg/cm)의 장력하에 10 ft (3 m)/분이었다. 오븐은 각각 (1) 120 ℉ (49 ℃), (2) 180 ℉ (82.2℃) 및 (3) 200 ℉ (93 ℃)로 가열된 3개의 12 ft (3.7 m) 가열 대역을 가졌다. 도 4에 묘사된 닙 롤 (47a 및 47b)로 제2 필름을 제1 필름의 접착제 피복된 측에 적층하였다. 닙 롤 (47a)는 160 ℉ (71 ℃)로 가열된 16 인치 (41 cm) 직경의 강철 롤이고, 롤 (47b)는 쇼어 A 경도 측정계 65를 갖는 18 인치 (46 cm) 직경의 고무 롤이었다. 롤을 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)의 힘하에 함께 가하였다.
그 후, 바와 미피복된 필름 사이에 7 mil (0.178 mm) 갭을 갖는 노치 바 도포기를 사용하여 상기 설명된 접착제 D 용액의 0.8 mil (0.02 mm) 건조 두께로 2-필름 적층체를 피복하였다. 건조 조건은 상기 설명된 것과 동일하였다. 2 mil (0.05 mm) 실리콘 피복된 폴리에스테르 이형 라이너를 접착제의 표면에 도포하였다. 이형 라이너는 Clearsil (등록상표) T10의 상품명으로 버지니아주 마틴스빌의 CP 필름 코포레이션에서 상업적으로 시판된다. 그 후, 생성된 적층체를 롤 상에 권취하였다.
실시예 1 내지 5 각각의 조성을 표 1에 기재하였다.
실시예 번호 접착제 용액 22℃에서의 접착제 계수 (MPa) 필름의 층수 필름 두께 (mil) 필름 두께 (mm)
1 C 0.33 3 2, 2, 2 0.05, 0.05, 0.05
2 D 0.51 3 2, 2, 2 0.05, 0.05, 0.05
3 C 0.33 2 4, 3 0.1, 0.076
4 C 0.33 1 7 0.178
5 D/E 0.51/65 2 4, 3 0.1, 0.076
실시예 1 내지 5 상에 수행된 시험은 다음과 같다.
열탕 시험
4 인치 × 9 인치 (10.2 cm × 22.9 cm)의 투명한 유리 플레이트에 필름을 도포하고, 열탕에 2 시간 동안 침지하였다. 두 시간 후, 시료를 분리하고 조사하였다. 필름이 유리에 여전히 부착되어 있는지, 접착제층에서 버블이 발생되었는지 또는 열탕에 의해 다르게 변형되었는지에 대해 필름을 조사하였다. 이러한 시험의 통과는 미변형된 시료가 여전히 유리에 부착되어 있을 것을 요구한다.
충격 시험
필름 적층체를 12 인치 × 12 인치 (30.5 cm × 30.5 cm)의 적층되고 담금질된 많은 시험 유리 플레이트에 적층하였다. 적층 기구는 단순 롤러로 대략 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm) 힘을 사용하여 필름을 유리에 부착하였다. 충격 시험은 30 mil (0.76 mm 두께의 내부 폴리비닐 부티랄 중간층)을 갖는 0.17 인치 (4.3 mm) 두께의 적층된 유리의 12 인치 × 12 인치 (30.5 cm × 30.5 cm) 조각 및 12 인치 × 12 인치 (30.5 cm × 30.5 cm)의 1/8 인치 (3.18 mm) 두께의 담금질된 유리상에서 수행하였다. 시험 유리 플레이트를 유리 플레이트의 아래에 필름 적층체가 부착된 틀에서 수평으로 유지하고, 0.5 파운드 (0.23 kg) 강철 볼을 유리 플레이트의 중심 위 30 ft (9.14 m)에서 낙하하여 유리 플레이트를 파열시켰다. 파열된 조립물을 조사하여 필름 적층체의 인열 또는 파쇄가 있는지를 조사하였다. 본 시험의 통과는 하나 이상의 유형, 즉 적층되거나 또는 담금질된 유리 지지체에서 적층체가 천공되거나 또는 인열되지 않을 것을 요구한다.
광투과 및 헤이즈 시험
필름 적층체를 단순 롤러 및 20 파운드/선형 인치 (3.6 kg/선형 cm)의 힘을사용하여 0.125 인치 (3.2 mm)의 4 인치 × 4 인치 (10.2 cm × 10.2 cm)의 투명 유리 조각에 적층하였다. 적층 후, Pacific Scientific (등록상표) Colorimeter 모델번호 XL-835를 사용하여 표본을 시험하였다. 이 기구는 가시광 투과, 황색 지수 및 헤이즈 (함수 10)을 측정하도록 프로그래밍되었다. 시료의 상이한 부위로부터 4번의 측정을 취해 그 결과를 표 2에 나타내었다.
그 후, 500 g 하중하에 연마 물질로서 CS-10F가 있는 Taber (등록상표) 연마기로 시료를 연마하였다. Taber (등록상표) 연마기 상에서의 1000 회전 후의 결과를 또한 표 2에 기록하였다.
실시예 1 내지 5를 시험한 시험 결과를 표 2 내지 4에 나타내었다.
실시예 번호 열탕 시험 마모전 투광율 마모후 투광율
투광율(%) 헤이즈(%) 투광율(%) 헤이즈(%)
1 통과4,5 90.4 1.75 90.0 7.2
2 통과4,5 89.2 1.02 89.3 7.2
3 통과4,5 88.6 2.0 N.A.7 N.A.7
4 통과4,5 89.8 1.53 N.A.7 N.A.7
5 실패4,6 89 1.0 N.A.7 N.A.7
4: 필름에 다소의 헤이즈가 발생하나 24시간내에 사라짐.5: 접착제 실패나 접착제에 버블이 없음.6: 시험 후에 접착제에 형성된 작은 버블이 잔류함.7: 적층체가 경질도포를 포함하지 않아 적용할 수 없음.
충격 시험 결과 - 적층된 유리
실시예 번호 천공 필름 실패
1 없음8 없음8
2 없음9 없음9
3 없음8 없음8
4 없음8 있음11
5 없음8 있음8
8: 5번 시험에서 동일한 결과9: 4번 시험에서 동일한 결과11: 5번 시험중 1번 실패
충격 시험 결과 - 담금질된 유리
실시예 번호 천공 필름 실패
1 있음12 있음13
2 없음9 있음10
3 없음8 없음8
4 있음8 있음8
5 있음11 있음12
8: 5번 시험에서 동일한 결과9: 4번 시험에서 동일한 결과10: 4번 시험중 3번 실패11: 5번 시험중 1번 실패12: 5번 시험중 2번 실패13: 5번 시험중 3번 실패

Claims (12)

  1. (a) 제1 주요 표면 및 대향의 제2 주요 표면을 갖는 광학적으로 투명한 가요성의 비접착성 중합체 물질로 이루어진 제1 층,
    (b) 적층체에 노출된 표면을 제공하기 위한 상기 제1 주요 표면 위의 스크래치-방지 경질 피복물,
    (c) 광학적으로 투명한 가요성의 비접착성 중합체 물질로 이루어진 하나 이상의 부가적인 층,
    (d) 노출된 경질 피복물과 함께 상기 층들을 직접 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한 감압성 접착제층의 충분한 수의 층, 및
    (e) 상기 적층체를 창 유리에 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한, 주위-온도 부착성의 감압성 접착제의 층을 포함하는,
    창 유리의 충격 파열시 파편 및 열상 결과를 감소시키는 창유리 요소를 제공하기 위하여 창 유리 부착에 적합한 광학적으로 투명한 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 층 각각이 약 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 적층체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 층 각각이 이축 배향된 폴리에스테르 필름으로 이루어진 적층체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제가 아크릴 기재 공중합체로 이루어진 적층체.
  5. 제1항에 있어서, 광학적으로 투명한 가요성의 중합체 물질로 이루어진 제3 층을 더 포함하는 적층체.
  6. 제1항에 있어서, 경질 피복물이 경화된 세라머를 포함하는 적층체.
  7. 제1항에 있어서, 담금질된 또는 적층된 창 유리에 부착되면 하기 ANSI Z-26 시험중 하나 이상을 통과하는 창유리 요소를 제공하는 적층체.
    5.04 - 2시간 열탕,
    5.13 - 30 피트 (9.14 m) 볼 낙하,
    5.17 - 마모 내성,
    5.19 - 화학 내성, 및
    5.23 - 인화성.
  8. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제층이 약 0.20 MPa 내지 약 0.50 MPa 범위의 22 ℃에서 측정된 전단 저장 계수를 갖는 감압성 접착제로 이루어진 적층체.
  9. (a) 제1 주요 표면 및 대향의 제2 주요 표면을 갖는 광학적으로 투명한 가요성의 중합체 물질로 이루어진 제1 층,
    (b) 상기 제1 주요 표면 위의 스크래치-방지 경질 피복물,
    (c) 광학적으로 투명한 가요성의 비접착성 중합체 물질로 이루어진 하나 이상의 부가적인 층,
    (d) 노출된 경질 피복물과 함께 상기 층들을 직접 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한 감압성 접착제층의 충분한 수의 층,
    (e) 상기 적층체를 창 유리에 결합시키기 위한 자기 위치에서 광학적으로 투명한, 주위-온도 부착성의 감압성 접착제의 층, 및
    (f) 담금질된 또는 적층된 창 유리를 포함하는,
    충격 파열시 파편 및 열상 결과를 감소시키는 광학적으로 투명한 창유리 요소.
  10. 제9항에 있어서, 상기 창 유리가 담금질된 창유리 요소.
  11. 제9항에 있어서, 상기 감압성 접착제층이 약 0.20 MPa 내지 약 0.50 MPa 범위의 22 ℃에서 측정된 전단 저장 계수를 갖는 감압성 접착제로 이루어진 창유리 요소.
  12. (a) 경화된 세라머로 이루어진 스크래치-내성 경질 피복물,
    (b) 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제1 이축 배향된 폴리에스테르 필름,
    (c) 제1 감압성 접착제층,
    (d) 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제2 이축 배향된 폴리에스테르 필름,
    (e) 제2 감압성 접착제층,
    (f) 5 mil (0.13 mm) 이하의 두께를 갖는 제3 이축 배향된 폴리에스테르 필름, 및
    (g) 주위 온도 부착성의 제3 감압성 접착제층의 순서로 함께 접착된 상기 성분을 포함하며, 상기 감압성 접착제층이 약 0.20 MPa 내지 약 0.50 MPa 범위의 22 ℃에서 측정된 전단 저장 계수를 갖는 감압성 접착제로 이루어진 광학적으로 투명한 적층체.
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