KR20120104352A - 복합 적층체 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일반적으로 복합 유리 적층체, 및 기계적 손상 및 물 또는 산소계 열화로부터 보호가 필요한 제품에서의 상기 적층체의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일반적으로 복합 적층체, 및 기계적 손상 및 물 또는 산소계 열화로부터 보호가 필요한 제품에서의 상기 적층체의 용도에 관한 것이다.
화학 산업 및 관련 산업은 열화-유발 조건으로부터 열화에 민감한 제품을 보호하기 위해 복합 적층체를 사용하여 왔다. 열화-유발 조건의 예는 자외선; 승온; 물, 산소 또는 이들 모두를 함유하는 대기; 및 기계적 손상 중 하나 이상에의 노출이 있다. 이러한 보호가 필요한 민감성 제품의 예는 발광 다이오드, 및 광전지 셀 및 모듈을 포함한 전자 장치가 있으며, 이들은 예를 들면 우박, 바람, 비 및 눈과 같은 기후 요소에 노출되는 경우 특히 취약하기 쉽다. 예를 들면, 광전지 셀 및 모듈의 제조, 운송, 설치 및 사용 중에 기계적 손상이 발생할 수 있다(예컨대, 우박 충돌, 바람 및 눈 부하로부터 발생함). 광전지 셀 및 모듈의 수분 및 산소에의 노출은 금속 접촉 및 연결배선을 부식시킬 수 있고, 박막 광전지 셀 및 모듈의 경우 그의 투명한 전도성 산화물 층을 열화시킬 수 있다.
신규한 복합 적층체를 찾아, 숙련자들은 복합 적층체를 형성하는 것으로 숙련자들에게 이미 알려진 막대하고 다양한 수의 물질 및 구조 중에서 여러 유형의 물질 및 그의 구조를 시도하여 왔다. 숙련자들은 예비 복합 적층체들이 바람직한 특성(예컨대, 기체 또는 증기 차단성 및 내충격성) 및 유망하게는, 다른 중요한 기능적 특성을 갖는지 여부를 결정하기 위해서 예비 복합 적층체에 대한 여러 시험을 수행해야 한다. 숙련자들은 복합 적층체의 분야 내의 막대한 수의 선택 및 특성 요건으로 인해 당황하였고, 이로 인해 개선된 복합 적층체를 생성시키는 것이 다루기 어려우면서 예측할 수 없는 일이 되었다.
예를 들면, 미국 특허 제 6,815,070 B1 호는 그 중에서도 특히 유리-플라스틱 복합 필름을 언급한다. 상기 유리-플라스틱 복합 필름은 10 내지 500 ㎛ 두께인 유리 필름, 및 1 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 중합체 층으로 이루어지고, 이는 상기 필름의 측면들 중 하나 이상에 직접적으로 도포되고, 상기 필름의 표면 상의 하나 이상의 면은 100 nm 미만의 표면파형 및 RT < 30 nm의 조도를 갖는다. 미국 특허 제 6,815,070 B1 호는 엄청난 수의 선택을 언급하였고, 개선된 기계적 내손상성 및 물- 또는 산소-차단성의 조합을 갖는 유리-플라스틱 복합 필름을 교시하거나 제시하는데 실패하였다.
다른 예로, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2005/110741 A1 호는 그 중에서도 특히 무기 유리 물질을 용융하고 인발시켜 미가공 비접촉 고체 유리 필름을 형성하는단계, 및 미가공 비접촉 유리 필름의 하나 이상의 면 상에 중합체 필름을 도포하는 단계를 포함하는, 미가공 비접촉 유리 필름 및 미가공 비접촉 유리 필름에 부착된 중합체 필름을 포함하는 복합 층상화된 구조의 제조 방법을 언급한다. 또한, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2005/110741 A1 호는 그 중에서도 특히 모놀리식(monolithic) 유리 필름 및 유리 필름의 하나 이상의 면에 부착된 중합체 필름을 포함하고, 이때 유리 필름의 두께가 20 ㎛ 미만인, 광학 디스플레이 시스템에서 사용하기 적합한 복합 층상화된 물질을 언급한다. 또한, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2005/110741 A1 호는 그 중에서도 특히 광학 디스플레이 시스템에서 차단 층으로서 복합 층상화된 물질의 용도를 언급한다. 또한, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2005/110741 A1 호는 엄청난 수의 선택을 언급하였고, 개선된 기계적 내손상성 및 물- 또는 산소-차단성의 조합을 갖는 복합 층상화된 물질을 교시하거나 제시하는데 실패하였다.
또 다른 예로, 미국 특허 제 6,159,608 호는 그 중에서도 특히 열가소성 중간층 필름을 언급한다. 실시예 3 및 4는 강직 유리-중합체 필름-유리 적층체를 언급하며, 이때 유리 층들은 각각 3 mm 두께이고, 중합체 필름은 폴리올레핀과 비닐트라이메톡시실란 또는 아미노프로필트라이에톡시 실란 커플링제의 혼합물에 의해 제조될 수 있다. 또 다른 예로, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2008/036222 호는 그 중에서도 특히 투명한 조성물 및 적층체를 언급한다. 실시예는 강직 유리-중합체 필름-유리 적층체를 언급하며, 이때 유리 층들은 각각 3 mm 두께이고, 중합체 필름은 특정한 실란-그라프팅된 폴리올레핀에 의해 제조될 수 있다.
본 발명자들은 복합 적층체가 바람직하게는 바람직한 증기 및 기체 차단성 및 기계적 내손상성을 갖는 동시에 하나 이상의 다른 중요한 기능적 특혜, 예를 들면 인성, 가요성, 광 투과율, 내후성, 자정 능력, 열 안정성, 내산화성, 긁힘 및 흠집 저항성, 및 중간층 점착성 중 하나 이상을 만족시킨다는 것을 인식하였다. 본 발명자들은 증가된 기계적 내손상성 및 물 또는 산소계 투과를 갖는 복합 적층체가 유용하다는 것을 인식하였다. 바람직하게는, 그러한 복합 적층체는 또한 인성, 가요성(예컨대, 굽힘 가요성), 광 투과율, 기후성, 자정 능력, 열 안정성, 내산화성, 긁힘 및 흠집 저항성 또는 증가된 중간층 점착성, 또는 이들 둘 이상의 조합을 증가시킨다. 본 발명의 복합 적층체는 기계적 내손상성을 증가시키고, 물 또는 산소 또는 이들 둘 다에 의한 내투과성을 증가시킨다.
제 1 실시양태에서, 본 발명은 순차적으로 제 1 유기 중합체 층, 유리 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하는 유기 중합체-유리 적층체로서, 이때 유리 층은 이격된 대향 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 제 1 면 및 제 2 면은 25 내지 500 ㎛의 거리만큼 이격되어 있고, 제 1 유기 중합체 층은 유리 층의 제 1 면에 직접 부착되어 작동적 접촉(operative contact)되어 있고, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 유리 층의 제 2 면에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있고, 유기 중합체-유리 적층체는 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하는 것을 특징으로 하고, 1일 당 유기 중합체-유리 적층체의 노출된 표면적 m2 당 0.0004 g 미만의 수증기의, 유기 중합체-유리 적층체를 통한 수증기 투과율(g/m2/일) 및 노출된 표면적 m2, 일, bar 당 0.0001 cm3 미만의 산소 기체의, 유기 중합체-유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율(cm3/(m2?일?bar))(즉, cm3/(m2?일?100 킬로파스칼) 또는 cm3/(m2?일?100 kPa)) 중 하나 이상을 특징으로 한다.
제 2 실시양태에서, 본 발명은 둘 이상의 유기 중합체 층 및 밀봉된 유리 층을 포함하는 밀봉된 유리 적층체로서, 이때 밀봉된 유리 층은, 증기 또는 기체의 투과에 불리한, 실란-함유 폴리올레핀으로 실질적으로 밀봉된 복수개의 미시적 구조적 결함을 갖는 유리를 포함하고, 밀봉된 유리 층의 두께는 25 내지 500 ㎛이고, 밀봉된 유리 적층체는 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하는 것을 특징으로 하고, 0.0004 g/m2/일 미만의 밀봉된 유리 적층체의 수증기 투과율 및 0.0001 cm3/(m2?일?bar) 미만의 밀봉된 유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율 둘 다를 특징으로 한다.
제 3 실시양태에서, 본 발명은 두 개의 유기 중합체 층들 사이에 배치되며 두 개의 유기 중합체 층들에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있는 기판 층을 포함하는 기능성 적층체로서, 이때 유기 중합체 층들 중 하나의 기판 층에 부착되는 작동적 접촉은 독립적으로 2 N/mm 이상의 부착 강도를 특징으로 하고, 이때 부착 강도는 기능성 적층체가 50%의 상대 습도 및 24℃의 온도일 때 2 인치(51 mm)/분의 부하속도로 180 도 박리 시험을 수행하여 측정되며, 기능성 적층체는 75 내지 1500 ㎛의 기판 및 두 개의 유기 중합체 층들의 총 두께, 0.0004 g/m2/일 미만의 기능성 적층체를 통한 수증기 투과율, 0.0001 cm3/(m2?일?bar) 미만의 기능성 적층체를 통한 산소 기체 투과율, 380 내지 1200 nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 입사광의 기능성 적층체를 통한 광 투과율 80% 이상, 및 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험 통과를 특징으로 한다.
본원에서 사용되는 용어 "부착"은 화학 결합을 의미한다. 본 발명은 임의의 형태의 화학 결합 및 이의 조합을 고려한다. 화학 결합은 예를 들면 전술한 180 도 박리 시험과 같은 표준화된 부착 강도 시험을 사용하여 결정되는 측정가능한 강도를 갖는다.
용어 "노출된 표면적"은 적층체의 최외층의 최외면의 크기의 측량을 의미하며, 그러한 크기는 물체에 직접 물리적 접촉되는 최외면의 일부이다.
용어 "유리"는 결정화없이 용융된 상태로부터 응고된 실질적으로 투명한 무기 물질을 의미한다.
용어 "IEC"는 스위스 제네바에 본사를 갖는 국제 전기기술 위원회를 지칭한다. IEC는 국제 전기 및 전자 표준을 수립한다. 그러한 한 가지 표준은 IEC 1262이다.
용어 "적층체"는 3개 이상의 순차적으로 인접한 층들을 포함하는 다층 제품을 의미한다. 따라서, 적층체는 두 개의 최외층 및 그것과 함께 작동적 접촉되는 하나 이상의 내부층을 가질 것이다. 용어 "면"은 적층체의 층을 지칭하는 경우 층의 평면 표면을 의미하며, 평면 표면은 층의 가장자리 표면과 상이하다.
용어 "광 투과율"은 주어진 물질에 대해 입사하는 방사 에너지의 양과 비교하여 주어진 물질을 통해 투과되는 방사 에너지의 양을 의미한다.
용어 "미시적 구조적 결함"은 도포되는 본 실란-함유 폴리올레핀에 의해 밀봉될 수 있는 결함을 의미하며, 예를 들면 미시적 구조적 결함 틈을 포함한다. 용어 "미시적 구조적 결함 틈"은 유리 층에 의해 한정되고 유리 층을 통과하는 비-표면 및 비-가장자리 개구로서, 이때 개구는 유리 층의 제 1 면과 제 2 면 사이에 있고, 비밀봉된 상태는 개구를 통해 유리 층의 제 1 면과 제 2 면 사이에서 기체 또는 증기 연통을 허용하며, 상기 개구는 인간의 육안으로는 볼 수 없다.
용어 "작동적 접촉"은 직접적인 경우 물리적으로 접촉하는 것을 의미하고, 간접적인 경우 물리적으로 접촉하는 것은 아니지만 대신에 하나 이상의 삽입된 물질을 통해 물리적으로 연통하는 것을 의미한다.
용어 "유기 중합체"는 5개 이상의 반복 단위를 포함하는 물체를 의미하며, 각각의 반복 단위는 하나 이상의 단량체의 잔기, 또는 그의 유도체를 독립적으로 포함하고, 상기 단량체는 하나 이상의 탄소 및 수소 원자를 포함하고 물체를 제조하도록 중합될 수 있다.
용어 "실란-함유 폴리올레핀"은 5개 이상의 반복 단위를 포함하는 유기 중합체를 의미하며, 각각의 반복 단위는 올레핀 단량체의 잔기, 또는 그의 유도체, 및 알콕시실란 기의 공급원, 또는 그의 유도체를 독립적으로 포함한다.
용어 "실질적으로 밀봉된"은 비교용 비차단 물질에 대한 투과율과 비교하여 주어진 차단 물질을 통한 주어진 기체 또는 증기 물체의 투과율을 기준으로 할 때 90% 이상 차단됨을 의미한다.
용어 "총 두께"는 주어진 적층체의 모든 층의 두께의 수학적 합을 의미한다.
용어 "투과율"은 시간 단위 당 표준 압력(즉, 101 kPa) 및 온도(24℃)에서 주어진 물체에 대해 노출된 표면적을 갖는 물질을 통해 확산되는 주어진 기체 또는 증기 물체의 양을 의미한다.
유리하게는, 본 발명은 그 중에서도 특히 복합 적층체 및 이를 포함하는 제품을 제공한다. 본 발명의 복합 적층체는 제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 적층체, 제 2 실시양태의 밀봉된 유리 적층체, 및 제 3 실시양태의 기능성 적층체를 포함한다. 간결성을 위해, 이들은 본원에서 총체적으로 "본 발명의 적층체"로서 지칭된다. 본 발명의 적층체는 오랫동안 찾아온 증가된 기계적 내손상성 및 증가된 물 또는 산소계 투과 저항성, 또는 이들 둘 다의 조합을 갖는다. 다양한 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 또한 하나 이상의 추가의 개선된 특성을 갖는다. 추가의 개선된 특성의 예는 증가된 인성, 가요성, 광 투과율, 내후성, 자정 능력, 열 안정성, 내산화성, 긁힘 및 흠집 저항성, 및 중간층 점착성이다.
본 발명의 적층체의 개선된 특성은 이들이 기계적 손상 및 물- 또는 산소계 열화에 민감한 제품을 보호하는데 특히 유리하게 만든다. 본 발명의 적층체는 기계적 손상, 물에 기반한 부식, 산소-매개된 산화 또는 이들의 조합에 민감한 부품 또는 전자 또는 광 회로를 갖는 전자 또는 광학 장치와 같은 제품을 포함하여 상기 보호가 필요한 제품으로 혼입될 수 있다. 따라서, 본 발명의 적층체는 지금까지 상기 보호 형태가 열등하거나 결여된 제품의 기계적 내손상성을 증가시키고, 물- 및 산소계 열화를 억제하는데 유용하다.
추가의 실시양태는 청구범위를 포함하여 본 명세서의 나머지 부분에 기재되어 있다.
본 발명의 몇몇 실시양태는 첨부된 도면과 관련하여 본원에 기재되어 있으며, 이들은 적어도 상기 실시양태의 다양한 특징을 예시하는 것을 보조할 것이다.
도 1은 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 실시양태의 이상화된 정면도이다.
도 2는 광전지 셀 및 도 1의 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 3층 실시양태를 포함하는 본 발명의 전자 장치의 바람직한 실시양태의 이상화된 도로서, 이때 전자 장치는 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체의 공급원에 노출되어 있다.
도 1은 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 실시양태의 이상화된 정면도이다.
도 2는 광전지 셀 및 도 1의 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 3층 실시양태를 포함하는 본 발명의 전자 장치의 바람직한 실시양태의 이상화된 도로서, 이때 전자 장치는 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체의 공급원에 노출되어 있다.
본 발명은 복합 적층체, 및 상기 요약한 바와 같이 기계적 손상 및 물 또는 산소계 열화로부터 보호가 필요한 제품에서 상기 적층체의 용도에 관한 것이다. 보다 상세히 후술되는 바와 같이, 본 발명의 적층체는 전자 또는 광학 장치, 바람직하게는 광전지(PV) 셀, PV 셀의 어셈블리 또는 어레이를 포함하는 PV 모듈, 또는 발광 다이오드(LED)로 혼입되기에 특히 유용하다.
도 1은 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 실시양태의 이상화된 에지(edge)도(정면도)이다. 도 1에서, 유기 중합체-유리 적층체(10)는 유리 층(22), 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층(26) 및 제 1 유기 중합체 층(28)을 포함한다. 유리 층(22)은 이격된 대향 제 1 면 및 제 2 면(각각, 21 및 23)을 갖는다. 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층(26) 및 제 1 유기 중합체 층(28)은 각각 유리 층(22)의 제 2 면(23) 및 제 1 면(21)에 부착되어 작동적 접촉되어 있다. 유리 층(22)의 제 2 면(23)에 제 1 실란-함유 폴리올레핀을 도포하고, 유리 층(22)의 제 1 면(21)에 제 1 유기 중합체를 도포함으로써 3층 샌드위치를 제공하여 통상적으로 유기 중합체-유리 적층체(10)를 제조할 수 있다. 3층 샌드위치 구조 적층체를 일정 기간(예컨대, 5 분) 동안 탈기시키고, 탈기된 샌드위치 구조를 적층 온도(예컨대, 170℃)로 가열하고, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 또 다른 기간(예컨대, 5 분) 동안 감압(예컨대, 50 kPa 게이지 압력) 처리한 후, 생성된 감압된 샌드위치 구조를 또 다른 기간(예컨대, 10 분) 동안 주변 압력(예컨대, 101 kPa)으로 회복시키고, 생성된 유기 중합체-유리 적층체(10)를 주변 온도로 냉각시켜 유기 중합체-유리 적층체(10)를 제조한다.
도 2는 광전지 셀 및 도 1의 유기 중합체-유리 적층체의 바람직한 3층 실시양태를 포함하는 본 발명의 전자 장치의 바람직한 실시양태의 이상화된 에지도(정면도)이다. 도 2에서, 전자 장치(50)는 광전지 셀(52) 및 도 1의 유기 중합체-유리 적층체(10)를 포함한다. 광전지 셀(52)은 두 개의 실질적으로 평면 표면(51, 53), 및 기계적 손상 및 수증기 및 산소 기체에의 노출로부터 보호가 필요한 민감성 부분(55)을 갖는다. 실질적으로 평면 표면(53)은 태양-면을 특징으로 하며, 실질적으로 평면 표면(51)은 땅-면을 특징으로 한다. 도 1에 대해 기재된 바와 같이, 유기 중합체-유리 적층체(10)는 유리 층(22), 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층(26) 및 제 1 유기 중합체 층(28)을 포함한다. 유기 중합체-유리 적층체(10)는 광전지 셀(52)의 민감성 부분(55)이 기계적 손상 및 수증기 및 산소 기체에의 노출로부터 보호되는 방식으로 광전지 셀(52)과 직접 작동적 접촉되어 있다. 또한, 도 2에는 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체의 공급원(60)이 있고, 여기에서 공급원(60)으로부터의 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체는 화살표(57)로 나타낸 바와 같이 전자 장치(50)의 유기 중합체-유리 적층체(10)의 제 1 유기 중합체 층(28)에 부딪치도록 배치된다. 공급원(60) 및 화살표(57)는 전자 장치(50)의 일부가 아니다. 유기 중합체-유리 적층체(10)의 부분인 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층(26)을 광전지 셀(52)과 직접 작동적 접촉시켜 배치시킴으로써(예컨대, 후술되는 바와 같은 프레임(도시되지 않음)에 대해 상기를 구속시킴으로써) 전자 장치(50)를 통상적으로 제조할 수 있다.
바람직하게는, 도 1 및 2에서, 제 1 유기 중합체 층(28)은 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층이다. 보다 바람직하게는, 유리 층은 제 1 면과 제 2 면(21, 23) 사이에 약 4 mil(100 ㎛)의 두께를 갖고, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층(26)은 1 mil(25 ㎛) 내지 3 mil(75 ㎛)의 두께를 갖고, 제 1 유기 중합체 층(28)은 3 mil(75 ㎛) 내지 15 mil(375 ㎛)의 두께를 갖는 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층이다.
참고로서 내용의 인용을 허용하는 미국 특허 실시 및 다른 특허 실시를 위해, 본 발명의 요약서 및 상세한 설명에서 참고로 하고 있는 미국 특허, 미국 특허 출원, 미국 특허 출원 공개, PCT 국제 특허 출원 및 그의 국제 특허 공개 각각의 전체 내용은 (달리 지시되지 않는 한) 참고로서 인용된다. 본 명세서에 쓰여진 것과 특허, 특허 출원 또는 특허 출원 공개, 또는 참고로서 인용된 그의 일부에 쓰여진 것 간에 충돌이 있는 경우, 본 명세서에 쓰여진 것을 제어한다.
본 발명에서, 수치 범위의 임의의 하한, 또는 상기 범위의 임의의 바람직한 하한은 상기 범위의 임의의 상한, 또는 상기 범위의 임의의 바람직한 상한과 조합되어 상기 범위의 바람직한 양태 또는 실시양태를 한정할 수 있다. 각각의 수치 범위는 상기 범위 내에 포함된 모든 수, 즉 유리수 및 무리수 둘 다를 포함한다(예컨대, 약 1 내지 약 5의 범위는 예를 들면 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함한다).
괄호없이 인용된 단위 값(예컨대, 2 인치)과 괄호로 인용된 상응하는 단위 값(예컨대, (5 센티미터)) 간에 충돌이 있는 경우, 괄호없이 인용된 단위 값을 제어한다.
화학명과 구조 간에 모순이 있는 경우, 구조를 제어한다.
본원에서 사용되는 단수 용어 및 "하나 이상"은 상호교환적으로 사용된다. 본원에 기재된 본 발명의 임의의 양태 또는 실시양태에서, 수치 값을 지칭하는 문구에서 용어 "약"은 문구로부터 삭제되어 본 발명의 다른 양태 또는 실시양태를 제공할 수 있다. 용어 "약"을 사용하는 전자의 양태 또는 실시양태에서, "약"의 의미는 그를 사용하는 문맥으로부터 추론할 수 있다. 바람직하게는, "약"은 수치 값의 90 내지 100%, 수치 값의 100 내지 110%, 또는 수치 값의 90 내지 110%를 의미한다. 본원에 기재된 본 발명의 임의의 양태 또는 실시양태에서, 개방형 용어 "포함하는", "포함하다" 등(이는 "비롯한", "갖는" 및 "특징으로 하는"과 동의어이다)은 각각 부분적으로 닫힌 문구 "~로 본질적으로 이루어진", "~로 본질적으로 이루어진다" 등 또는 각각의 닫힌 문구 "~로 이루어진", "~로 이루어진다" 등에 의해 대체되어 본 발명의 또 다른 양태 또는 실시양태를 제공할 수 있다. 본 발명에서, 문구 "이의 혼합물", "이의 조합" 등이 요소(예컨대, 성분)의 전술한 목록을 지칭하는 경우 이는 열거된 요소 전부를 포함하여 임의의 둘 이상을 의미한다. 달리 지시되지 않는 한, 부재의 목록에서 사용되는 용어 "또는"은 임의의 조합 뿐만 아니라 개별적으로 열거된 부재를 지칭하고, 개별 부재 중 임의의 하나를 인용하는 추가의 실시양태를 지지한다(예컨대, 문구 "10% 또는 그 이상"을 인용하는 실시양태에서, "또는"은 "10%"를 인용하는 다른 실시양태 및 "10% 초과"를 인용하는 또 다른 실시양태를 지지한다). 용어 "선택적으로"는 "있거나 없이"를 의미한다. 예를 들면, "선택적으로 첨가제"는 첨가제가 있거나 없음을 의미한다. 용어 "복수"는 둘 이상을 의미하며, 이때 각각의 복수는 달리 지시되지 않는 한 독립적으로 선택된다. 기호 "≤" 및 "≥"는 각각 이하 및 이상을 의미한다. 기호 "<" 및 ">"는 각각 미만 및 초과를 의미한다. 수학적 표현에서 기호 "?" 및 "/"는 각각 곱(곱하다) 및 나누기(나누다)를 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1, 제 2 및 제 3 실시양태의 적층체 각각은 독립적으로 둘 이상의 유기 중합체 층을 포함한다. 제 1 실시양태에서, 유기 중합체 층들 중 하나는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층이다. 몇몇 실시양태에서, 다른 유기 중합체는 폴리올레핀을 포함한다. 또한, 본 발명의 제 1, 제 2 및 제 3 실시양태의 적층체는 각각 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층을 포함한다. 이들 층을 포함하는 각각의 물질을 기재하기 시작할 것이다.
실란-함유 폴리올레핀과 관련하여, 상술한 바와 같이 실란-함유 폴리올레핀은 공유결합된 알콕시실란 기 또는 이의 유도체를 갖는 폴리올레핀 또는 이의 유도체를 포함한다. 후술되는 바와 같이, 몇몇 실시양태에서, 알콕시실란 기는 적층 동안 또는 그 결과 본 발명의 적층체의 인접 층 상의 작용기(예컨대, 유리 층의 제 2 면 상의 실란올 기)와 반응하여 유도체를 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 알콕시실란 기는 전형적으로 본 발명의 적층체를 제조하기 전에 실란-함유 폴리올레핀에서 반응되지 않지만, 실란-함유 폴리올레핀을 적층 조건에 가하는 경우, 알콕시실란 기의 일부는 바람직하게는 본 발명의 적층체의 인접 층(예컨대, 유리 층) 상의 작용기와 반응한다.
본 발명의 실시에 유용한 실란-함유 폴리올레핀 각각은 임의의 실란-함유 폴리올레핀 또는 둘 이상의 실란-함유 폴리올레핀의 블렌드일 수 있다. 본 발명은 랜덤 상호중합체 및 블록 상호중합체(예컨대, 실란-함유 올레핀 블록 공중합체)를 포함한 모든 형태의 실란-함유 폴리올레핀을 사용함을 고려한다.
본 발명의 실시에 유용한 실란-함유 폴리올레핀 및 폴리올레핀-함유 유기 중합체는 본원에서 그의 폴리올레핀 부분 및, 실란-함유 폴리올레핀의 경우 그의 알콕시실란 기 부분에 대하여 기재될 수 있다.
폴리올레핀 유형과 관련하여, 바람직하게는 각각의 폴리올레핀-함유 유기 중합체 및 실란-함유 폴리올레핀은 상응하는 폴리올레핀 공중합체를 기반으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 전형적으로 그라프팅 전에 0.91 g/mL 미만, 바람직하게는 0.905 g/mL 미만, 보다 바람직하게는 0.89 g/mL 미만, 훨씬 더 바람직하게는 0.88 g/mL 미만, 훨씬 더 바람직하게는 0.875 g/mL 미만의 밀도를 갖는다. 폴리올레핀 공중합체는 전형적으로 0.85 g/mL 초과, 바람직하게는 0.855 g/mL 초과, 보다 바람직하게는 0.86 g/mL 초과의 밀도를 갖는다. 밀도는 ASTM D-792의 절차에 의해 측정된다. 이러한 낮은 밀도의 폴리올레핀 공중합체는 반-결정질, 가요성이고, 우수한 광학 특성, 예컨대 높은 가시광선 및 UV 광 투과율 및 낮은 헤이즈를 갖는 것을 일반적으로 특징으로 한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 전형적으로 그라프팅 전에 0.10 g/10 분 초과, 바람직하게는 1 g/10 분 초과의 용융 지수를 갖는다. 폴리올레핀 공중합체는 전형적으로 75 g/10 분 미만, 바람직하게는 10 g/10 분 미만의 용융 지수를 갖는다. 용융 지수는 ASTM D-1238(190℃/2.16 kg)의 절차에 의해 측정된다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 단일 부위 촉매, 예컨대 메탈로센 촉매 또는 구속 기하 촉매와 함께 제조되며, 전형적으로 그라프팅 전에 약 95℃ 미만, 바람직하게는 약 90℃ 미만, 보다 바람직하게는 약 85℃ 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 80℃ 미만, 더 더욱 바람직하게는 약 75℃ 미만의 융점을 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 폴리올레핀 공중합체는 다중 부위 촉매, 예컨대 지글러-나타(Ziegler-Natta) 및 필립스(Phillips) 촉매와 함께 제조되며, 전형적으로 125 내지 127℃의 융점을 갖는다. 융점은 예를 들면 미국 특허 제 5,783,638 호에 기재된 시차 주사 열량법(DSC)에 의해 측정된다. 낮은 융점을 갖는 폴리올레핀 공중합체는 종종 본 발명의 적층체의 제조에 유용한 바람직한 가요성 및 열가소성을 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 모든 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체의 중량을 기준으로 약 15 중량%, 바람직하게는 약 20 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 약 25 중량% 이상의 알파-올레핀(α-올레핀) 함량을 갖는 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체를 포함한다. 이러한 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체는 전형적으로 모든 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체의 중량을 기준으로 약 50 중량% 미만, 바람직하게는 약 45 중량% 미만, 보다 바람직하게는 약 40 중량% 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 35 중량% 미만의 α-올레핀 함량을 갖는다. α-올레핀 함량은 란달(Randall)(문헌[Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2&3)])에 기재된 절차를 사용하여 탄소-13(13C) 핵 자기 공명(NMR) 분광학에 의해 측정된다. 일반적으로, 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체의 α-올레핀 함량이 클수록 밀도가 낮아지고, 비정질 에틸렌/알파-올레핀 상호중합체가 많아진다.
에틸렌/알파-올레핀 상호중합체의 α-올레핀은 바람직하게는 (C3-C20)-선형, -분지형 또는 -환형 α-올레핀, 즉 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형 또는 환형 α-올레핀이다. (C3-C20)-α-올레핀의 예는 프로펜, 1-뷰텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 1-옥타데센을 포함한다. 또한, α-올레핀은 3-사이클로헥실-1-프로펜(즉, 알릴 사이클로헥세인) 및 비닐 사이클로헥세인과 같은 α-올레핀을 제공하는 환형 구조, 예컨대 사이클로헥세인 또는 사이클로펜테인을 함유할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 에틸렌/환형 올레핀을 포함한다. 바람직한 환형 올레핀은 노르보르넨 및 관련 환형 올레핀이다. 환형 올레핀은 본 발명의 목적을 위해 상술한 α-올레핀 전부 또는 일부를 대신하여 사용될 수 있다. 유사하게, 몇몇 실시양태에서, 폴리올레핀 공중합체는 에틸렌/방향족 올레핀을 포함한다. 바람직한 방향족 올레핀은 스타이렌 및 그의 관련 올레핀(예를 들면, α-메틸스타이렌)이다. 방향족 올레핀은 본 발명의 목적을 위해 상술한 α-올레핀 전부 또는 일부를 대신하여 사용될 수 있다. 그러나, 아크릴산 및 메타크릴산 및 이들 각각의 이오노머, 및 아크릴레이트 및 메타크릴레이트는 본 발명에서 사용하는 것으로 고려되지 않는다.
본 발명의 실시에 유용한 예시적인 폴리올레핀 공중합체는 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/뷰텐, 에틸렌/1-헥센, 에틸렌/1-옥텐, 에틸렌/스타이렌 등을 포함한다. 에틸렌/아크릴산(EAA), 에틸렌/메타크릴산(EMA), 에틸렌/아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌/비닐 아세테이트 등은 본 발명의 폴리올레핀 공중합체가 아니다. 예시적인 삼원중합체는 에틸렌/프로필렌/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌/뷰텐, 에틸렌/뷰텐/1-옥텐 및 에틸렌/뷰텐/스타이렌을 포함한다.
본 발명의 실시에 유용한 올레핀성 상호중합체의 보다 특정한 예는 초 저 밀도 폴리에틸렌(VLDPE)(예컨대, 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company)에 의해 제조된 FLEXOMER(등록상표명) 에틸렌/1-헥센 폴리에틸렌), 균질하게 분지된 선형 에틸렌/α-올레핀 공중합체(예컨대, 미쓰이 페트로케미칼스 컴파니 리미티드(Mitsui Petrochemicals Company Limited)에 의한 TAFMER(등록상표명) 및 엑손 케미칼 컴파니(Exxon Chemical Company)에 의한 EXACT(등록상표명)), 보다 더 바람직하게는 균질하게 분지된 실질적으로 선형인 에틸렌/α-올레핀 공중합체(예컨대, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 AFFINITY(등록상표명) 및 ENGAGE(등록상표명) 폴리에틸렌), 및 예컨대 미국 특허 제 7,355,089 호에 기재된 것과 같은 올레핀 블록 공중합체(예컨대, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 INFUSE(등록상표명))를 포함한다. 보다 바람직한 폴리올레핀 공중합체는 균질하게 분지된 선형 및 실질적으로 선형인 에틸렌 공중합체이다. 실질적으로 선형인 에틸렌 공중합체가 특히 바람직하고, 미국 특허 제 5,272,236 호, 제 5,278,272 호 및 제 5,986,028 호에 보다 자세히 기재되어 있다.
또한, 본 발명의 실시에 유용한 폴리올레핀 공중합체는 프로필렌, 뷰텐 및 다른 알켄계 폴리올레핀 공중합체, 예컨대 프로필렌으로부터 유도된 대부분의 단위와 다른 α-올레핀(에틸렌 포함)으로부터 유도된 소수의 단위를 포함하는 폴리올레핀 공중합체를 포함한다. 본 발명의 실시에 유용한 예시적인 프로필렌 중합체는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 VERSIFY(등록상표명) 중합체 및 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 입수가능한 VISTAMAXX(등록상표명) 중합체를 포함한다.
또한, 임의의 상기 올레핀 상호중합체(또한 폴리올레핀 상호중합체로서 지칭됨)의 블렌드가 본 발명에 사용될 수 있으며, 올레핀 상호중합체는 중합체가 (i) 서로 혼화될 수 있고, (ii) 다른 중합체가 존재한다면 폴리올레핀 상호중합체의 바람직한 특성(예컨대, 광학 및 저 모듈러스)에 거의 영향을 주지 않고, (iii) 본 발명에 유용한 폴리올레핀 상호중합체가 모든 블렌드의 중량을 기준으로 블렌드의 약 70 중량% 이상, 바람직하게는 약 75 중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 80 중량% 이상을 구성하는 정도로 하나 이상의 다른 유기 중합체와 블렌드되거나 희석될 수 있다.
실란-함유 폴리올레핀에 유용한 알콕시실란 기의 공급원과 관련하여, 알콕시실란 기의 공급원은 알콕시 실란 기가 하나 이상의 올레핀 단량체와 하나 이상의 알콕시실란 단량체의 혼합물을 공중합함으로써 도입되는 장소일 수 있다(즉, 실란-함유 폴리올레핀은 5개 이상의 반복 단위를 포함하는 실란-함유 폴리올레핀을 제공하는 폴리(올레핀 알콕시실란)으로서, 이때 각각의 반복 단위는 실란-함유 폴리올레핀이 하나 이상의 올레핀 단량체 및 하나 이상의 알콕시실란 단량체의 잔기를 포함하는 방식으로 잔기를 포함한다). 다르게는, 알콕시실란 기는 하나 이상의 올레핀 단량체의 잔기를 포함하는 반복 단위에 공유 결합되어 있다(즉, 그라프팅됨)(즉, 실란-함유 폴리올레핀은 실란-그라프팅된 폴리올레핀이다). 또한, 본 발명은 상기 알콕시실란 기의 공급원의 조합을 고려한다.
실란-그라프팅된 폴리올레핀과 관련하여, 폴리올레핀(예컨대, 폴리올레핀의 백본)에 효과적으로 그라프팅되어 유리에의 부착을 초래하는 임의의 알콕시실란이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 적합한 알콕시실란은 에틸렌성 불포화된 하이드로카빌 기, 예컨대 비닐, 알릴, 아이소프로펜일, 뷰텐일, 사이클로헥센일 또는 (-(메트)아크릴옥시 알릴 기, 및 가수분해성 기, 예컨대 하이드로카빌옥시, 하이드로카보닐옥시 또는 하이드로카빌아미노 기를 포함하는 불포화된 알콕시실란을 들 수 있다. 가수분해성 기의 예는 메톡시, 에톡시, 포르밀옥시, 아세톡시, 프로피오닐옥시 및 알킬아미노 및 아릴아미노 기를 들 수 있다. 바람직한 알콕시실란은 폴리올레핀 상에 그라프팅될 수 있는 불포화된 알콕시실란이다. 이러한 알콕시실란 및 이의 제조 방법은 미국 특허 제 5,266,627 호에 보다 자세히 기재되어 있다. 비닐 트라이메톡시 실란, 비닐 트라이에톡시 실란, 아크릴옥시 프로필 트라이메톡시 실란, 메타크릴옥시 프로필 트라이메톡시 실란 및 이들 알콕시실란의 혼합물이 본 발명에 사용하기에 바람직하다.
폴리(올레핀 알콕시실란)과 관련하여, 예로서 SILINK(상표명) 폴리(에틸렌-코-비닐트라이메톡시실란) 공중합체를 들 수 있고, 이는 알콕시실란 기로 그라프팅되거나 다르게는 알콕시실란 기로 개질된 실란-함유 폴리올레핀 대신에 또는 그와 함께 사용될 수 있다.
실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 양은, 예를 들면 폴리올레핀 또는 알콕시실란의 특성, 가공 조건, 그라프팅 효율, 최종 용도 및 유사한 인자에 따라 달라질 수 있다. 알콕시실란 기의 양은 과도한 실험없이 당해 분야의 숙련자에 의해 결정될 수 있다. 전형적으로, 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 양은 모든 알콕시실란-함유 폴리올레핀의 중량을 기준으로 0.2 중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 이상이다. 편리성과 경제성을 고려하여 일반적으로 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 최대량에 대해 두 가지 주요 한계가 있다. 전형적으로, 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 최대량은 모든 알콕시실란-함유 폴리올레핀의 중량을 기준으로 5 중량%를 초과해서는 안되고, 보다 바람직하게는 3 중량%를 초과해서는 안된다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 중량%는 4 내지 5 중량%이다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 중량%는 3 내지 5 중량%이다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀에서 알콕시실란 기의 중량%는 0.1 내지 4 중량%이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%이고, 훨씬 더 바람직하게는 1 내지 2 중량%이다.
실란-함유 폴리올레핀의 둘 이상의 층을 포함하는 실시양태에서, 각 층에서의 알콕시실란 기의 양은 동일하거나 상이할 수 있고, 각각의 층은 동일하거나 상이한 실란-함유 폴리올레핀을 함유할 수 있다. 예로서, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에서, 그의 폴리올레핀은 비닐 트라이메톡시 실란과 그라프팅되지만, 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층에서, 그의 동일하거나 상이한 폴리올레핀은 비닐 에톡시 실란과 그라프팅되고, 그 반대도 성립한다. 또는, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에서 폴리올레핀은 비닐 메톡시 실란과 그라프팅되지만, 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층은 폴리(에틸렌-코-비닐트라이메톡시실란) 공중합체를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층들 중 하나에서 알콕시실란 기의 양은 제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층들 중 다른 하나에서의 알콕시실란 기의 양의 2배, 3배 또는 4배 이상이다.
알콕시실란 기는 폴리올레핀에 그라프팅되어 실란-함유 폴리올레핀의 실란-그라프팅된 폴리올레핀 실시양태를 제조할 수 있다. 전형적으로 자유 라디칼 개시제, 예컨대 퍼옥사이드 및 아조 화합물의 존재에서 수행되는 임의의 통상적인 방법, 또는 방사선의 이온화에 의해 그라프팅될 수 있다. 유기 자유 라디칼 개시제가 바람직하고, 퍼옥사이드 자유 라디칼 개시제가 보다 바람직하다. 유용한 퍼옥사이드 자유 라디칼 개시제의 예는 다이쿠밀 퍼옥사이드, 다이-tert-뷰틸 퍼옥사이드, t-뷰틸 퍼벤조에이트, 벤조일 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, t-뷰틸 퍼옥토에이트, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(t-뷰틸 퍼옥시)헥세인, 라우릴 퍼옥사이드 및 3급-뷰틸 퍼아세테이트이다. 용어 "tert" 및 "t-"는 3급을 의미한다. 적합한 아조 화합물은 아조비스아이소뷰틸 나이트릴이다. 자유 라디칼 개시제의 양은 다양하지만, 전형적으로 100 폴리올레핀 수지 당 0.02 부(phr) 이상, 보다 바람직하게는 0.03 phr 이상의 양으로 존재한다. 전형적으로, 자유 라디칼 개시제는 0.15 phr을 초과하지 않고, 보다 바람직하게는 약 0.10 phr을 초과하지 않는다. 또한, 알콕시실란 기 대 자유 라디칼 개시제의 몰 비는 광범위하게 다양할 수 있지만, 전형적인 알콕시실란:자유 라디칼 개시제 비는 10:1 내지 150:1, 보다 바람직하게는 18:1 내지 100:1이다.
알콕시실란 기를 폴리올레핀에 그라프팅하기 위해 임의의 통상적인 방법이 사용될 수 있지만, 하나의 바람직한 방법은 알콕시실란 및 폴리올레핀을 자유 라디칼 개시제와 함께 반응기 압출기, 예컨대 부스 니더(Buss kneader)의 제 1 단계에서 용융 블렌딩하는 것이다. 그라프팅 조건은 다양할 수 있지만, 용융 온도는 자유 라디칼 개시제의 체류 시간 및 반감기에 따라 전형적으로 160 내지 260℃이고, 보다 바람직하게는 190 내지 230℃이다.
실란-함유 폴리올레핀 이외의 유기 중합체와 관련하여, 의도된 용도를 위해 바로 인접한 층과 직접적이고 충분한 부착되어 작동적 접촉이 달성될 수 있는 한, 전술한 폴리올레핀을 포함한 임의의 유기 중합체가 사용될 수 있다. 유기 중합체 각각은 임의의 유기 중합체, 또는 둘 이상의 유기 중합체의 블렌드일 수 있다. 적합한 유기 중합체의 예는 공중합체, 삼원중합체, 사원중합체 등을 포함한 동종중합체 및 상호중합체이다. 본 발명은 랜덤 상호중합체 및 블록 상호중합체(예컨대, 올레핀 블록 공중합체)를 포함한 모든 형태의 상호중합체의 사용을 고려한다. 광 투명도를 요하는 용도에 있어서, 바람직한 유기 중합체의 예는 폴리카보네이트; 폴리에스터(예컨대, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 비닐 에스터 및 폴리에틸렌 나프탈렌(PEN)); 아크릴류; 폴리아크릴레이트(예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)); 비정질 폴리올레핀; 환형 폴리올레핀 공중합체(예컨대, 스타이렌/1,3-뷰타다이엔 및 상기 기재한 다른 것들), 특히 환형 블록 공중합체(CBC) 폴리올레핀; 폴리스타이렌(예컨대, 메탈로센-촉매화된 스타이렌 단량체와 함께 제조된 것들); 에폭시; 나일론; 플루오로중합체; 실리콘; 지방족 열가소성 폴리우레탄; 및 이들 유기 중합체의 둘 이상의 블렌드이다. 유기 중합체는 바람직하게는 380 내지 1200 nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 입사광의 유기 중합체의 층을 통한 광 투과율 80% 이상; 긁힘 저항성; 흠집 저항성; 및 물 차단성을 갖는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 제 1 유기 중합체 층의 유기 중합체는 열가소성, 유리 부착 물질을 포함하고, 여기서 유리에의 유기 중합체의 부착 강도는 2 N/mm 이상이고, 부착 강도는 기능성 적층체가 50%의 상대 습도 및 24℃의 온도이면서 2 인치(51 mm)/분의 부하속도로 180 도 박리 시험을 수행하여 측정된다. 제 1 유기 중합체 층에 유용한 바람직한 유기 중합체의 예는 실리콘, 실란-함유 폴리올레핀 및 이들의 블렌드이다. 보다 바람직하게는, 제 1 유기 중합체 층의 유기 중합체는 실란-함유 폴리올레핀을 포함한다. 강화 층에 있어서, 환형 블록 공중합체를 포함하는 유기 중합체가 바람직하다. 강화 층은 기계적 손상으로부터의 추가의 보호, 보강 층(예컨대, 본 발명의 적층체의 과도-굽힘을 억제하기 위한 것) 또는 이들 둘 다가 바람직한 본 발명의 적층체에서 바람직하다. 보호 층을 포함하는 물질에 있어서, 실리콘, 보다 바람직하게는 플루오로중합체를 포함하는 유기 중합체가 바람직하다. 바람직한 플루오로중합체는, 예컨대 폴리(에틸렌-코-테트라플루오로에틸렌)(ETFE); 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF); 및 플루오르화된 에틸렌 프로필렌(FEP)이다. 보호 층은 본 발명의 적층체에서 최외층으로서 바람직하고, 최외층은 전술한 열화 조건 또는 성능 억제 조건과 직접 접촉될 수 있다. 성능 억제 조건의 예는, 예를 들면 먼지 픽업(예컨대, 자정 능력을 광전지 모듈에 부여하기 위해) 또는 저 태양광 접촉 각(예컨대, 증가된 광-대-전기 효율을, 특히 북반구 지역에서 사용되는, 광전지 모듈에 부여하기 위해)을 포함한다.
유기 중합체는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명은 본 발명의 적층체의 성능 특징 또는 내열화성을 향상시키거나 약하게 하는 것이 바람직한 첨가제를 사용하는 것을 고려한다. 적합한 첨가제의 예는 자외선(UV)-흡수제, UV-안정화제, 가공 안정화제, 항산화제, 점착 첨가제, 차단 방지제, 미끄럼 방지제, 안료, 충전제 및 공정용 첨가제가 있다. 바람직한 UV-안정화제는 본 발명의 적층체(예컨대, PV 모듈에서 본 발명의 적층체)를 서서히 손상시킬 수 있는 보다 짧은 파장의 전자기 방사선을 흡수하여, UV-계 열화를 억제하는데 유용하다. 바람직한 낮은 파장은 360 nm 미만이다. 적합한 UV-흡수제의 예는 장애 페놀, 예컨대 CYASORB UV 531(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 사이텍 인더스트리즈 인코포레이티드(Cytec Industries Inc.)로부터 입수가능한 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논) 및 장애 아민이 있다. UV-흡수제의 양은 전형적으로 모든 유기 중합체의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 0.8 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 0.5 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 0.2 내지 0.3 중량%이다. 적합한 UV-안정화제의 예는 CHIMASSORB 944 LD(미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 코포레이션(Ciba Corporation)으로부터 입수가능한 폴리[[6-[1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)아미노]-s-트라이아진-2,4-다이일]-[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]-헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜]이미노]])이다. UV-안정화제의 양은 전형적으로 모든 유기 중합체의 중량을 기준으로 약 0.02 내지 0.5 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 0.15 중량%이다. 바람직한 가공 안정화제는 3가 인 화합물이다. 적합한 인 화합물의 예는 포스포니트 및 포스피트를 포함한다. 인 화합물을 포함한 가공 안정화제의 양은 전형적으로 모든 유기 중합체의 중량을 기준으로 약 0.02 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.15 중량%이다. 적합한 항산화제의 예는 장애 페놀류, 예컨대 IRGANOX(등록상표명) 1010(시바 게이지(Ciba Geigy)로부터 제조된 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)이다. 항산화제의 양은 전형적으로 모든 유기 중합체의 중량을 기준으로 약 0.02 내지 0.5 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 0.15 중량%이다. 적합한 점착 첨가제의 예는 폴리아이소뷰틸렌이다. 적합한 충전제의 예는 클리어 충전제(clear filler)이며, 이들은 투명도가 중요한 곳에서, 예컨대 광전지 장치에서 바람직하다. 공정 첨가제의 예는 스테아르산칼슘, 물 및 포스피트이다. 이러한 첨가제 및 다른 가능한 첨가제는 당해 분야에 일반적으로 공지된 방식 및 양으로 사용될 수 있다.
유리 층의 유리와 관련하여, 다양한 유형의 유리가 사용될 수 있다. 적합한 유리의 예는 창문, 여러 병류 또는 안경류에 사용되는 것으로 공지된 유리이며, 비제한적으로 소다 석회 유리, 보로실리케이트 유리, 아크릴류 유리, 당 유리, 부레폴(머스코비(Muscovy)-유리) 및 알루미늄 옥시나이트리드를 들 수 있다. 다수의 적합한 유리는 그의 주요 성분으로서 실리카, 및 유리 형성자인 소수 성분을 함유한다.
순수한 이산화규소(SiO2) 유리(석영과 동일한 화학 화합물, 또는 그의 다결정질 형태, 모래)는 UV 광을 흡수하지 않고, 그 영역에서 투명도를 필요로 하는 용도에 사용된다. 그러한 용도는, 예를 들면 광전지 셀 및 유기 발광 다이오드를 포함한다. 석영의 큰 천연 단일 결정은 본질적으로 순수한 이산화규소이고, 분쇄되면 고 품질 특수 유리의 제조에 사용될 수 있다. 거의 100% 순수한 형태의 석영인 합성 비정질 실리카는 다양한 특수 유리용 원료이다.
바람직하게는, 본 발명에 사용되는 유리는 창문 유리, 판 유리, 실리케이트 유리, 시트 유리, 플로트 유리, 착색 유리, 특수 유리, 스퍼터링된 금속, 예컨대 은으로 코팅된 유리, 안티몬 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 또는 이들 둘 다로 코팅된 유리, E-유리, SOLEX(상표명) 유리(미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)로부터 입수가능) 및 TOROGLASS(상표명)(미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 노스 어메리칸 스페시얼티 글라스 엘엘씨(North American Speciatly Glass, LLC))이다. 특수 유리는 그의 태양열 난방을 조절하는 성분을 포함할 수 있다.
전형적으로, 유리는 복수개의 미시적 구조적 결함, 예컨대 미시적 긁힘, 핀홀 및 균열을 갖는 것을 특징으로 한다. 수증기 및 산소 기체와 같은 기체 및 증기 물체는 이러한 미시적 구조적 결함을 거쳐 유리를 통해 바람직하지 않게 확산될 수 있다. 미시적 구조적 결함, 특히 유리에서의 미시적 구조적 결함 틈의 수가 많고 평균 직경이 클수록, 유리를 통한 기체 또는 증기 물체의 투과율이 높아진다. 실란-함유 폴리올레핀이 유리 표면(예컨대, 유리 층의 한 면 또는 양 면)에 효과적으로 도포되는 경우 미시적 구조적 결함을 효과적으로 밀봉하여, 제 3 실시양태의 밀봉된 유리 적층체를 형성하게 된다. 실란-함유 폴리올레핀은 밀봉 효과를 달성하기 위해 유리의 표면을 코팅해서는 안되지만, 단 실란-함유 폴리올레핀은 유리에서의 미시적 핀홀, 균열 등의 내부로 적어도 들어가거나 효과적으로 차단한다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀은 미시적 핀홀, 균열 등의 내부에 배치되고, 유리의 표면 상에 코팅물을 포함하지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀은 유리의 표면의 코팅물로서만 배치된다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀은 미시적 핀홀, 균열 등의 내부에 배치되고, 유리의 표면의 코팅물을 포함한다.
본 발명의 적층체의 구조와 관련하여, 바람직하게는 본 발명의 적층체 각각의 바로 인접한 층들은 그의 대향 표면(계면 표면) 간의 화학 결합을 통해 전형적으로 서로 직접 부착된 작동적 접촉된다. 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되는 실란-함유 폴리올레핀 층은 유리 또는 밀봉된 유리 층의 계면 표면 상의 실란올 기 또는 기판 층의 계면 표면 상의 다른 작용기와의 반응을 통해 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층에 연결(즉, 결합)될 수 있다.
유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되는 각각의 실란-함유 폴리올레핀 층의 실란-함유 폴리올레핀은 실질적으로 그 안에 가교결합(예컨대, 루이스산(Lewis acid)-촉매화된 가교결합)이 결여되어 있다. 이론에 얽매이지 않으면서, 트라이알콕시실란 기를 함유하는 폴리올레핀은 촉매의 존재하에 물과 불리하게 반응하여 실란올 작용기를 형성할 것이고, 더 나아가 이러한 실란올 기는 또한 촉매의 존재하에 서로 불리하게 반응하여 원치 않은 실록산 가교결합을 형성할 것이다. 이러한 두 반응 각각은 촉매(예컨대, 염기 또는 산, 예컨대 루이스산)의 부재시 표준 또는 적층 조건하에서 매우 서서히 일어나거나 전혀 일어나지 않는다. 생성된 가교결합된 실란-함유 폴리올레핀은 만족스러운 기계적 강도를 가지지만, 바람직하지 않은 유리에의 불만족스러운 부착을 나타낼 것이다. 이는 유리 표면 상의 실란올 기와의 반응에 필요한 실란-함유 폴리올레핀 층의 표면 상의 몇몇 알콕시실란 기가 실록산 가교결합 기로 전환되고, 이러한 실록산 가교결합 기가 유리 표면과 반응하지 않기 때문이다.
이는 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되는 각각의 실란-함유 폴리올레핀 층의 실란-함유 폴리올레핀 안에 실질적으로 가교결합(예컨대, 루이스산-촉매화된 가교결합)이 결여되어 있는 이유이다. 예를 들면, 180 도 박리 시험을 수행하여 측정되는 본 발명의 직접 부착된 작동적 접촉의 존재는 그 안에 가교결합 기가 실질적으로 결여되었음을 나타낸다. 실란-함유 폴리올레핀에 실질적으로 가교결합이 결여되었는지 여부를 결정하는 다른 시험은 ASTM D-2765에 의해 측정되는 겔 함량이다. 바람직하게는, 본 발명의 적층체의 겔 함량은 40 미만, 바람직하게는 30 미만, 보다 바람직하게는 20 미만, 훨씬 더 바람직하게는 10 미만, 보다 더 바람직하게는 5 미만이다.
전술한 층 외에도, 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 4개 이상의 층을 갖는 본 발명의 적층체를 제공하기 위해 하나 이상의 추가의 유기 중합체 층을 추가로 포함한다. 각각의 유기 중합체 층(추가의 층이든지 아니든지 간에)은 독립적으로 실란-함유 폴리올레핀 또는 실란-함유 폴리올레핀 이외의 다른 물질을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 유기 중합체 층들 중 하나, 보다 바람직하게는 각각(예컨대, 유기 중합체-유리 적층체의 제 1 유기 중합체 층)은 독립적으로 보호 층 또는 강화 층을 포함하고, 이때 보호 층 또는 강화 층은 실란-함유 폴리올레핀 이외의 다른 물질을 포함한다.
본 발명의 적층체가 둘 이상의 유기 중합체 층(제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 적층체의 유기 중합체 층들 중 하나는 실란-함유 폴리올레핀 층이다) 또는 둘 이상의 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하는 경우, 이들을 편리하게 구별하기 위해 본원에서 접두사 제 1, 제 2 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 유기 중합체-유리 적층체는 그 중에서도 특히 제 1 유기 중합체 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 유기 중합체-유리 적층체는 제 2 유기 중합체 층을 추가로 포함하며, 이때 제 2 유기 중합체 층은 제 1 유기 중합체 층 또는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제 2 유기 중합체 층은 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제 2 유기 중합체 층은 제 1 유기 중합체 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 유기 중합체-유리 적층체는 제 3 유기 중합체 층을 추가로 포함하고, 이때 제 3 유기 중합체 층은 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있고, 제 2 유기 중합체 층은 보호 층 또는 강화 층을 포함하며 제 1 유기 중합체 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 유기 중합체-유리 적층체는 제 2 및 제 3 유기 중합체 층 둘 다를 추가로 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 제 1 유기 중합체 층은 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하고, 이때 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층은 유리 층의 제 1 면에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있고, 이에 의해 유기 중합체-유리 적층체는 순차적으로 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층, 유리 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함한다. 제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층은 각각 독립적으로 허용가능한 유리 층에의 부착을 나타낸다.
4개 이상의 층을 포함하는 본 발명의 적층체는 내부 및 외부 유기 중합체 층을 갖는 것으로 기재될 수 있고, 이때 내부 및 외부 유기 중합체 층은 제 1, 제 2 및 제 3 실시양태 각각의 본 발명의 적층체의 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층에 대한 것이다. 바람직하게는, 내부 유기 중합체 층은 외부 유기 중합체 층의 인장 모듈러스 이하의 인장 모듈러스를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 제 1 유기 중합체 층은 제 2 유기 중합체 층의 인장 전단 모듈러스 이하의 인장 모듈러스를 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 제 3 유기 중합체 층의 인장 모듈러스 이하의 인장 모듈러스를 특징으로 한다. 인장 모듈러스 시험은 중합체 분야에 널리 알려져 있다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체 각각은 독립적으로 3개의 층으로 구성되며, 이때 3개의 층은 물론, 제 1 유기 중합체 층, 유리 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층이다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체 각각은 독립적으로 4개의 층, 즉 전술한 3개의 층 + 1개의 추가 층으로 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체 각각은 독립적으로 5개의 층, 즉 전술한 3개의 층 + 2개의 추가 층으로 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체 각각은 독립적으로 10개 이하의 층, 즉 전술한 3개의 층 + 7개 이하의 추가 층으로 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체 각각은 독립적으로 7개 이하의 층, 즉 전술한 3개의 층 + 4개 이하의 추가 층으로 구성된다. 몇몇 실시양태에서, 추가의 층들 중 하나 이상, 바람직하게는 둘, 보다 바람직하게는 각각은 독립적으로 본원에 기재된 제 2 또는 제 3 유기 중합체 층이다. 몇몇 실시양태에서, 추가의 층들 중 하나 이상은 독립적으로 본원에 기재된 제 2 또는 제 3 유기 중합체 층 이외의 다른 층(예컨대, 제 2 유리 층)이다.
몇몇 실시양태에서, 독립적으로 본 발명의 적층체 각각은 얼마나 많은 층이 본 발명의 적층체 각각을 구성하는 지와 각 층의 두께에 전부 의존하여, 75 내지 2500 ㎛, 보다 바람직하게는 75 내지 1500 ㎛의 총 두께를 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 총 두께는 900 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 850 ㎛ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 575 ㎛ 이하이다. 몇몇 실시양태에서, 총 두께는 150 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 175 ㎛ 이상, 훨씬 더 바람직하게는 250 ㎛ 이상이다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀은 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층과 실란-함유 폴리올레핀이 아닌 유기 중합체를 포함하는 유기 중합체 층 사이에 결합 층으로서 사용된다. 상기 결합 층은 전형적으로 약 50 내지 100 ㎛(예컨대, 75 ㎛) 두께이다. 몇몇 실시양태에서, 실란-함유 폴리올레핀은 강화 층으로서 사용된다. 상기 강화 층은 전형적으로 약 100 내지 400 ㎛(예컨대, 375 ㎛) 두께이다.
몇몇 실시양태에서, 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 두께는 독립적으로 25 내지 500 ㎛, 바람직하게는 50 내지 250 ㎛, 보다 바람직하게는 50 내지 200 ㎛, 훨씬 더 바람직하게는 100 내지 200 ㎛이다. 몇몇 실시양태에서, 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 두께는 독립적으로 40 내지 120 ㎛, 보다 바람직하게는 50 내지 100 ㎛이다. 몇몇 실시양태에서, 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 두께는 독립적으로 250 초과 내지 500 ㎛이다. 바람직하게는, 실란-함유 폴리올레핀 층의 두께는 10 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 375 ㎛, 훨씬 더 바람직하게는 25 내지 250 ㎛, 보다 더 바람직하게는 25 내지 200 ㎛이다. 바람직하게는, 독립적으로 강화 층인 유기 중합체 층(예컨대, 환형 올레핀 블록 공중합체 폴리올레핀)의 두께는 25 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 75 내지 200 ㎛이다. 바람직하게는, 독립적으로 보호 층인 유기 중합체 층(예컨대, 플루오로중합체)의 두께는 1 내지 125 ㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 75 ㎛이다. 일반적으로 이미 교시되는 바와 같이, 두께 범위의 하한은 보다 더 바람직한 두께 범위를 제공하도록 다른 두께 범위의 상한과 조합될 수 있다.
본 발명의 적층체 각각의 각 층은 독립적으로 하나 이상의 가장자리 표면 및 두 개의 평면 표면을 갖는 것을 특징으로 한다. 층의 두 개의 평면 표면(즉, 제 1 면 및 제 2 면)은 층의 두께에 해당되는 거리 만큼 서로 "이격되어 있고", 서로 대향하고 있다(즉, 서로 거의 평행하다). 원형의 층은 하나의 연속 가장자리를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 정사각형 또는 직사각형 층은 4개의 가장자리를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층 이외의 다른 본 발명의 적층체의 층은 유리 층, 밀봉된 유리 층 또는 기판 층의 하나 이상의 가장자리, 바람직하게는 모든 가장자리로 연장되거나, 보다 바람직하게는 상기 가장자리를 약간 넘어서 연장된다. 제 1 유기 중합체 층 및 실란-함유 폴리올레핀 층이 유리 층의 하나 이상의 가장자리로 연장되거나 넘어서 연장되는 경우, 이들은 보다 바람직하게는 유리 층의 전체 제 1 면 및 제 2 면 각각에 직접 부착되어 작동적 접촉된다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 캡슐화 층을 추가로 포함하며, 이는 본 발명의 적층체의 적어도 가장자리, 바람직하게는 전부를 덮고 둘러싼다. 캡슐화 층으로서 사용하기 적합한 물질의 예는 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트)(EVA), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(스타이렌 1,3-뷰타다이엔) 환형 블록 공중합체이다.
특히 제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 적층체와 관련하여, 몇몇 실시양태에서, 제 1 유기 중합체 층은 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층이고, 75 내지 375 ㎛의 두께를 가지며, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 25 내지 75 ㎛의 두께를 갖는다. 바람직하게는, 이러한 유기 중합체-유리 적층체는 전자 또는 광학 장치의 기계적 내손상성 및 증기 및 기체 차단 부분을 포함하고; 이때 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 25 내지 75 ㎛의 두께를 갖고, 유리 층에 배치되기 보다 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체로부터 보호가 필요한 전자 또는 광학 장치의 부분 근처에 배치되고; 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층은 75 내지 375 ㎛의 두께를 갖고, 유리 층에 배치되기 보다 보호가 필요한 전자 또는 광학 장치의 부분으로부터 멀리 배치된다. 보다 바람직하게는, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 보호가 필요한 전자 또는 광학 장치의 부분과 유리 층 사이에 배치되는 (선택적 캡슐화 층과 다른) 유일한 층으로 구성된다.
몇몇 실시양태에서, 유기 중합체-유리 적층체의 유리 층은 강직 또는 유연한 유기 중합체 물질의 시트로 대체된다. 시트는 폴리카보네이트, 아크릴류, 폴리아크릴레이트, 환형 폴리올레핀, 예컨대 에틸렌 노보넨; 하나 이상의 스타이렌 단량체와 메탈로센 촉매의 중합을 촉매화함으로써 제조된 폴리스타이렌; 및 이들 시트 물질 둘 이상의 혼합물을 포함한다.
특히 제 2 실시양태의 밀봉된 유리 적층체 및 제 3 실시양태의 기능성 적층체와 관련하여, 바람직하게는, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체의 유기 중합체 층들 중 하나 이상은 독립적으로 실란-함유 폴리올레핀을 포함한다. 보다 바람직하게는, 밀봉된 유리 적층체 유연성은 2점 굽힘 시험에 의해 측정되는 유연성을 추가의 특징으로 하며, 이때 가요성은 2점 굽힘 시험을 사용하여 파단시에 연장부로부터 평균 측정되거나 계산된 mm 단위의 굽힘 곡률을 특징으로 하고, 측정되거나 계산된 평균 굽힘 곡률은 500 mm 이하, 보다 바람직하게는 200 mm 미만이다. 몇몇 실시양태에서, 굽힘 곡률은 측정된다. 몇몇 실시양태에서, 굽힘 곡률은 계산된다.
특히 기능성 적층체와 관련하여, 몇몇 실시양태에서, 기능성 적층체는 제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 복합 적층체를 포함한다. 따라서, 기능성 적층체의 기판 층은 몇몇 실시양태에서 유기 중합체-유리 복합 적층체의 유리 층, 또는 다른 실시양태에서 유기 중합체-유리 복합 적층체의 강직 또는 유연성 유기 중합체 물질의 시트이다. 다른 실시양태에서, 기능성 적층체는 제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 복합 적층체를 포함하지 않는다. 바람직하게는, 기능성 적층체의 기판 층은 제 1 실시양태에 대해 기재된 유리 층 또는 제 2 실시양태에 대해 기재된 밀봉된 유리 적층체 층을 포함한다.
본 발명의 적층체의 제조와 관련하여, 본 발명은 임의의 적합한 적층 조건 하에 임의의 적합한 적층 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명의 적층체의 각각의 유기 중합체 층은 바로 인접한 층의 표면으로 압출되거나, 캘린더링되거나, 용액 주조되거나, 사출 성형되거나, 다르게는 도포(접촉하여 놓임)될 수 있다. 예시적인 적층 공정에서, 제 1 유기 중합체 층은 제 1 실시양태의 유기 중합체-유리 적층체의 유리 층의 제 1 면에 도포되고, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층은 유리 층의 제 2 면에 도포되어 3층 샌드위치 구조를 형성한다. 선택적으로, 임의의 제 2 및 제 3 유기 중합체 층은 전술한 제 1 유기 중합체 층 또는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 도포되어 4층 또는 5층 샌드위치 구조를 형성한다. 그 후, 3층, 4층 또는 5층 샌드위치 구조는 통상적인 적층 조건하에, 바람직하게는 통상적인 진공 적층 조건하에 적층되어 제 1 실시양태의 3층, 4층 또는 5층 유기 중합체-유리 적층체를 형성한다. 생성된 본 발명의 적층체의 총 두께는 그를 제조하는데 사용되는 층상화된 샌드위치 구조(전구체)의 총 두께와 동일하고, 층상화된 샌드위치 구조의 개별 층의 두께의 합과 동일하다. 적합한 적층 조건의 예는 5 분 동안 3층, 4층 또는 5층 샌드위치 구조를 탈기시킴, 탈기된 샌드위치 구조를 약 150℃로 가열시킴, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 2 분 동안 약 1/2 대기압(예컨대, 50 kPa 게이지 압)의 감압으로 처리함, 및 그 후 생성된 감압된 샌드위치 구조를 10 분 동안 대기압(예컨대, 101 kPa)으로 회복시킴, 및 생성된 3층, 4층 또는 5층 유기 중합체-유리 적층체 각각을 실온으로 냉각시킴이다. 바람직하게는, 본 발명의 적층체의 제조 방법은 하나 이상의 제거가능한 커버 시트(예컨대, 종이(예컨대, 백색 레이저 또는 잉크젯 프린터 용지 또는 복사 용지), 튤 또는 실크)를 추가로 사용하고, 이때 각각의 제거가능한 커버 시트는 샌드위치 구조를 제조하는데 사용되는 하나 이상의 층의 면과 접촉한다. 제거가능한 커버 시트는 시판되는 유리 층 또는 중합체 필름의 일부로서 제공될 수 있거나, 별도로 첨가될 수 있다. 제거가능한 커버 시트의 일차적 목적은 샌드위치 구조의 조립 동안 흠집, 서로 간의 조기 부착 또는 다른 가능한 층 결함-유발 사건으로부터 각각의 층을 보호하는 것이고, 또한 몇몇 실시양태에서는 제거가능한 커버 시트-보호된 층의 용이한 취급을 위해 지지 조치를 부가하는 것이다. 임의의 두 개의 인접한 층은 그들 사이에 0, 1 또는 2개의 제거가능한 커버 시트를 가질 수 있다. 제거가능한 커버 시트-보호된 층을 정렬한 후 및 샌드위치 구조를 정렬된 제거가능한 커버 시트-보호된 층과 함께 형성하기 직전에, 층 사이로부터 제거가능한 커버 시트를 제거하고(예컨대, 빼낸다)(예컨대, 쌓여 있는 책들로부터 종이를 빼내는 것과 같음), 그 후 생성된 비보호된 층을 함께 접촉시켜 샌드위치 구조를 형성한다. 바람직하게는, 커버 시트는 본 발명의 적층체의 층과 실질적으로 동일한 길이 및 너비(즉, 면 치수)를 갖는다. 비보호된 층은 그의 제거가능한 커버 시트의 제거에 의해 기능적으로 손상되지 않는다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서, 상기 제조 방법은 보호된 형태의 제 1 유기 중합체 층, 유리 층, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 독립적으로 제공하되, 이때 각각의 보호된 형태가 제 1 유기 중합체 층, 유리 층 또는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층의 하나 이상의 면에 작동적 접촉되는 제거가능한 커버 시트를 포함하는 단계; 보호된 형태의 제 1 유기 중합체 층, 유리 층, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 정렬하는 단계; 및 그 후, 이로부터 제거가능한 커버 시트를 제거하고, 생성된 비보호된 형태의 제 1 유기 중합체 층, 유리 층 또는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 함께 접촉시켜 3층 샌드위치 구조를 형성하는 준비 단계를 추가로 포함한다. 본 발명은 이러한 바람직한 제조 방법에 의한 임의의 유기 중합체-유리 적층체 또는 밀봉된 유리 적층체의 제조를 고려한다.
본 발명의 발견 중 하나는 몇몇 실시양태에서 본 발명의 적층체의 좌굴이 그의 제조 동안 발생할 수 있다는 것이다. 몇몇 경우, 좌굴은 궁극적으로 본 발명의 적층체에 어떠한 손상도 유발하지 않는다. 다른 경우, 좌굴(예컨대, 뒤틀림)은 각각의 유기 중합체-유리 적층체 또는 밀봉된 유리 적층체의 제조 동안 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 균열을 충분히 유발할 수 있을 만큼 심각하다. 이는 대향 면에서의 유기 중합체가 연장, 수축 또는 둘 다의 상이한 효과를 나타내도록 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 대향 면에서 유기 중합체의 선형 열 팽창 계수(CLTE)가 충분히 상이한 경우(0.00001/°K 이상의 차이를 가짐) 특히 가능하다. 따라서, 본 발명의 제조 방법은 바람직하게는 유리 층의 제 1 면과 부착되어 작동적 접촉(직접 접촉이거나, 또는 4개 이상의 층을 갖는 본 발명의 적층체에서는, 삽입된 유기 중합체 층을 거치는 간접 접촉이다)되는 하나 이상의 유기 중합체, 및 유리 층의 제 2 면과 부착되어 작동적 접촉(직접 또는 간접)되는 하나 이상의 유기 중합체를 사용함을 포함하고, 이때 각각의 유기 중합체는 독립적으로 유리 층(또는 밀봉된 유리 층)의 제 1 면과 부착되어 작동적 접촉되는 유기 중합체 중 하나 이상, 바람직하게는 각각의 CLTE가 유리 층(또는 밀봉된 유리 층)의 제 2 면과 부착되어 작동적 접촉되는 유기 중합체 중 하나 이상, 바람직하게는 각각의 CLTE의 0.00001/°K 미만인 CLTE를 특징으로 한다. 유리 층(또는 밀봉된 유리 층)의 제 1 면과 부착되어 작동적 접촉되는 유기 중합체는 제 1 유기 중합체 층의 유기 중합체를 포함하고, 유리 층(또는 밀봉된 유리 층)의 제 2 면과 부착되어 작동적 접촉되는 유기 중합체는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층의 실란-함유 폴리올레핀을 포함한다. CLTE는 ASTM D696-08(유리 실리카 팽창계를 사용한 -30 내지 30℃에서 플라스틱의 선형 열 팽창 계수에 대한 표준 시험 방법) 또는 ASTM E228-06(푸시-로드(Push-Rod) 팽창계를 사용한 고체 물질의 선형 열 팽창에 대한 표준 시험 방법) 중 하나에 따라 측정된다. 보다 바람직하게는, 좌굴 억제 방법은 각 적층체의 유리 층 또는 밀봉된 유리 층의 균열을 초래하는 좌굴 형태의 10회 시험 실행으로부터의 평균 빈도수를, 유기 중합체-유리 적층체 또는 밀봉된 유리 적층체의 좌굴 억제 방법을 사용하지 않은 각 적층체의 제조 방법의 10회 시험 실행으로부터의 평균 빈도수와 비교하여 20% 이상(훨씬 더 바람직하게는 50% 이상, 보다 더 바람직하게는 80% 이상) 감소시킨다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서, 상기 제조 방법은 제 1 유기 중합체 층을 유리 층의 제 1 면에 도포하고, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 유리 층의 제 2 면에 도포하여 3층 샌드위치 구조를 형성하는 단계; 및 3층 샌드위치 구조를 적층 조건하에 적층시켜 유기 중합체-유리 적층체를 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 이때 유기 중합체 및 실란-함유 폴리올레핀 각각은 독립적으로 유기 중합체의 CLTE가 실란-함유 폴리올레핀의 CLTE의 0.00001/°K 미만인 CLTE를 특징으로 한다. 본 발명은 이러한 바람직한 제조 방법에 의한 임의의 유기 중합체-유리 적층체 또는 밀봉된 유리 적층체의 제조를 고려한다.
바람직하게는, 유기 중합체-유리 적층체 또는 밀봉된 유리 적층체를 제조하는 적층 공정 동안, 실란-함유 폴리올레핀에서의 알콕시실란 기 및 유리 층에서의 실란올 기(실란올 기는 유리 층의 제 1 면 및 제 2 면 각각에서 자연적으로 발생한다)는 유리 층과 제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층 사이에서 실록산 연결(전술한 가교결합된 실록산 연결과 상이함)을 형성하는 비-촉매화된 축합 반응을 겪는다. 보다 바람직하게는, 제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층에 의한 유리 층에의 각각의 직접 부착 작동 접착은 독립적으로 2 N/mm 이상의 부착 강도를 특징으로 하며, 이때 부착 강도는 유기 중합체-유리 적층체가 50%의 상대 습도 및 24℃의 온도이면서 2 인치(51 mm)/분의 부하속도로 180 도 박리 시험을 수행하여 측정된다. 전형적으로, 180 도 박리 시험은 주변 압력(예컨대, 101 kPa)에서 수행된다.
본 발명의 적층체의 성능과 관련하여, 바람직하게는, 유기 중합체-유리 적층체, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체 각각은 독립적으로 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하고, 0.0004 g/m2/일 미만의 유기 중합체-유리 적층체를 통한 수증기 투과율, 및 0.0001 cm3/(m2?일?bar) 미만의 유기 중합체-유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율을 특징으로 한다. 바람직하게는, 기능성 적층체, 밀봉된 유리 적층체 또는 유기 중합체-유리 복합 적층체를 통한 수증기 투과율은 독립적으로 0.0001 g/m2/일 미만, 보다 바람직하게는 0.00005 g/m2/일 미만이다. 바람직하게는, 기능성 적층체, 밀봉된 유리 적층체 또는 유기 중합체-유리 복합 적층체를 통한 산소 기체 투과율은 독립적으로 0.00001 cm3/(m2?일?bar) 미만, 보다 바람직하게는 0.000005 cm3/(m2?일?bar) 미만이다.
바람직하게는, 유기 중합체-유리 적층체, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체를 통한 광 투과율은 독립적으로 기능성 적층체를 통한 입사광의 85% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이며, 이때 입사광은 380 내지 1200 nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 유기 중합체-유리 적층체, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체는 독립적으로, 증가된 인성, 가요성, 또는 보다 바람직하게는 인성 및 가요성 둘 다를 특징으로 한다. 인성 및 가요성은 독립적으로 임의의 적합한 수단에 의해 측정될 수 있다. 바람직하게는, 인성은 본원에서 후술되는 바와 같이 수행되는 2점 굽힘 시험을 사용하여 측정되는 평균 연장부(mm) 및 평균 부하량(kg)을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 77 mm 이상, 보다 바람직하게는 89 mm 이상, 훨씬 더 바람직하게는 100 mm 이상의 평균 연장부를 갖는 것을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 200 mm 이하, 다른 실시양태에서는 140 mm 이하의 평균 연장부를 갖는 것을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 0.17 kg 이상, 보다 바람직하게는 0.23 kg 이상, 훨씬 더 바람직하게는 0.87 kg 이상의 평균 부하량을 갖는 것을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 1.5 kg 이하, 다른 실시양태에서는 1.2 kg 이하의 평균 부하량을 갖는 것을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 평균 연장부와 평균 부하량의 조합을 갖는 것을 특징으로 하며, 이들 각각은 전술한 바람직한 평균 연장부 및 평균 부하량 값 중 임의의 하나이다. 바람직하게는, 가요성은 본원에서 후술되는 바와 같이 수행되는 2점 굽힘 시험을 사용하여 파단시에 연장부로부터 평균 측정되거나 계산된 굽힘 곡률(mm)을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 측정되거나 계산된 평균 굽힘 곡률, 바람직하게는 500 mm 이하, 바람직하게는 200 mm 이하의 측정되고 계산된 평균 굽힘 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 굽힘 곡률은 측정된다. 몇몇 실시양태에서, 굽힘 곡률은 계산된다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 적층체는 110 mm 이하, 보다 바람직하게는 85 mm 이하, 훨씬 더 바람직하게는 75 mm 이하, 보다 더 바람직하게는 65 mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 55 mm 이하(예컨대, 49 mm 이하)의 계산된 평균 굽힘 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다. 훨씬 더 바람직하게는, 본 발명의 적층체는 전술한 바람직한 연장부 중 임의의 하나; 전술한 바람직한 평균 부하량 중 임의의 하나; 및 전술한 바람직한 평균 굽힘 곡률 중 임의의 하나의 조합에 의해 특징화되기 위한 방식으로 강인하거나 유연한 것을 특징으로 한다. 두드러지게는, 훨씬 더 바람직한 본 발명의 적층체는 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하는 동시에 전술한 인성과 가요성의 조합을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층체를 혼입한 장치와 관련하여, 본 발명의 적층체는 전자 또는 광학 장치로 혼입되고, 특히 기계적 손상 및 산소 및 물 열화로부터 이를 보호하는데 특히 유용하다. 상기 전자 장치의 예는 전자 장치를 함유하는 LED 및 PV 셀이 있다. 상기 광학 장치의 예는 광학 장치를 함유하는 광 집적 회로 및 디지털 광학 네트워크 시스템이 있다. 유기 중합체-유리 적층체, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체 중 임의의 하나 이상이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 복합 물질을 포함하는 바람직한 전자 장치는 LED이다. 본 발명의 복합 물질을 포함하는 보다 바람직한 전자 장치는 PV 장치이다. PV 장치는 태양 복사를 직류 전기로 전환하도록 작동될 수 있는 물질을 포함한다. PV 장치는 PV 셀(통상적으로 태양 전지로서 공지됨), 훨씬 더 바람직하게는 PV 셀의 어레이 또는 어셈블리를 포함한다. 어레이 또는 어셈블리는 훨씬 더 바람직하게는 PV 모듈(통상적으로 태양 전지판으로서 공지됨)을 포함한다. 바람직한 본 발명의 적층체가 유연성과 인성(예컨대, 후술되는 2점 굽힘 시험의 결과에 의해 나타남)을 특징으로 하기 때문에, 이들은 박막 PV 셀 또는 모듈과 함께 사용하기에 특히 적절하다. 바람직하게는, PV 셀은 박막 반도체계 PV 셀을 포함한다. 보다 바람직하게는, PV 셀은 비정질 규소 PV 셀; 다결정질 규소 PV 셀; 미정질 규소 PV 셀; 또는 칼코게나이드계 광전지 셀을 포함한다. 용어 "칼코게나이드계 광전지 셀"은 태양 복사를 직류 전기로 전환하도록 작동될 수 있는 물질을 의미하며, 이 물질은 황, 셀레늄, 텔루륨 및 폴로늄 중 하나 이상, 바람직하게는 황, 셀레늄 및 텔루륨 중 하나 이상, 보다 바람직하게는 셀레늄 및 텔루륨 중 하나 이상을 포함한다. 바람직한 칼코게나이드계 광전지 셀은 카드뮴 텔루라이드 PV 셀, 훨씬 더 바람직하게는 구리 인듐 갈륨 셀레나이드(CIGS, 또한 구리 인듐 갈륨 다이셀레나이드로서 공지됨) 박막 PV 셀이다. 바람직하게는, 전자 또는 광학 장치는 하나 이상의 광전지 셀 및 본 발명의 적층체를 포함하는 유연성 PV 장치를 포함하고, 이때 광전지 셀은 광 입사 면을 갖고, 본 발명의 적층체는 광전지 셀이 본 발명의 적층체에 의해 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체로부터 보호되는(본원에 기재됨) 방식으로 광전지 셀의 광 입사 면 상에 위치한다. 보다 바람직하게는, 유연성 PV 장치의 하나 이상의 광전지 셀 각각은 독립적으로 칼코게나이드계 광전지 셀이다. 유연성 PV 장치에 적용되는 본원에서 사용되는 용어 "유연성"은 1 m 직경의 원기둥 주위를 1회 굽힐 수 있고(유연성 PV 장치의 길이 또는 1 m 직경 원기둥의 원주까지 어느 쪽이던 짧은 쪽이 허용된다), 성능(예컨대, 수증기 및 산소 기체 투과 저항성)의 실질적 감소를 없애거나 경험하지 않으면서 굽지 않은 조건으로 회복될 수 있음을 의미한다. 성능의 실질적 감소는 본 발명에서 기재되는 성능 값이 아닌 성능 값으로 떨어지는 것을 의미한다.
하나 이상의 본 발명의 적층체를 포함하는 전자 또는 광학 장치의 제조와 관련하여, 전자 또는 광학 장치는 적절한 공지된 방법을 개조함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 복합 물질을 포함하는 PV 셀의 어레이를 포함하는 PV 모듈은 미국 특허 제 6,586,271 호 또는 미국 특허 제 6,114,046 호의 방법을 개조함으로써 제조될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명은 또한 두 개의 실질적으로 평면 표면을 갖는 광전지 셀의 제조 방법을 제공하고, 상기 두 개의 실질적으로 평면 표면 중 하나는 태양-면(광 입사)을 특징으로 하며, 다른 하나는 땅-면을 특징으로 하고, 상기 방법은 본 발명의 적층체를 광전지 셀의 태양-면 평면 표면에 인접하고 평행하도록 고정함을 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 광전지 셀의 땅-면 평면 표면에 배면 층을 고정함을 추가로 포함한다. 각각의 고정 단계는 독립적으로 임의의 적절한 공지된 고정 방법, 예컨대 PV 셀, 본 발명의 적층체, 및 선택적으로 배면 층을 이들을 수용하는 치수로 제조된 프레임에 대해 구속시킴일 수 있다. 또 다른 방법은 PV 셀, 본 발명의 적층체, 및 선택적으로 배면 층을 함께 적층시킴을 포함한다. 배면 층 및 프레임은 독립적으로 임의의 적합한 기후성 고체 물질, 예컨대 알루미늄, 폴리플루오로에틸렌-코팅된 스틸, 유리, 티타늄, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 배면 물질 및 프레임 물질 중 하나 이상은 적어도 바람직한 물 차단성을 갖는다.
물질 및 일반적인 방법
유연성 유리 시트: 코닝(Corning) 0211 유리, 2 mil(50 ㎛) 두께(미국 뉴욕주 로체스터 소재의 코닝 인코포레이티드(Corning Incorporated)), 또는 스코트(Schott) D263T 유리, 4 mil(100 ㎛) 두께.
실란-함유 폴리올레핀 1(SC-PO-1): INFUSE(상표명) D9500.00 수지, 밀도 0.877 g/mL 및 용융 지수 5(더 다우 케미칼 컴파니)로 반응성 압출 공정을 거쳐 그라프팅된 1 중량% 알콕시실란 Z6030(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 코닝(Dow Corning))을 포함하는 실란-그라프팅된 올레핀 블록 공중합체. SC-PO-1로 제조된 필름 층의 두께는 달리 명시되지 않는 한 4 mil(100 ㎛)이다.
실란-함유 폴리올레핀 2(SC-PO-2): ENGAGE(상표명) 8200 수지(더 다우 케미칼 컴파니)로 반응성 압출 공정을 거쳐 그라프팅된 1.5 중량% 비닐트라이메톡시실란(VTMS, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 코닝)을 포함하는 실란-그라프팅된 환형 올레핀 블록 공중합체. SC-PO-2로 제조된 필름 층의 두께는 달리 명시되지 않는 한 3 mil(75 ㎛)이다.
실란-함유 폴리올레핀 3(SC-PO-3): ENGAGE(상표명) 8200 수지(더 다우 케미칼 컴파니)로 반응성 압출 공정을 거쳐 그라프팅된 1.5 중량% 비닐트라이메톡시실란(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 코닝)을 포함하는 실란-그라프팅된 환형 올레핀 블록 공중합체. SC-PO-3으로 제조된 필름 층의 두께는 달리 명시되지 않는 한 15 mil(375 ㎛)이다.
폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET-1) 필름 - MELINEX(등록상표명)(영국 런던 소재의 임페리얼 케미칼 인더스트리즈 피엘씨(Imperial Chemical Industries PLC)) 폴리에스터 필름, 두께 125 ㎛.
폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA-1) 필름, 두께 50 ㎛, 아르케마(Arkema)로부터 제조됨, PLEXIGLAS(등록상표명)(미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬 앤 하스 컴파니(Rohm & Hass Company)) DR 충격 개질된 일반적 목적의 아크릴류 수지.
(일본 도쿄 소재의 아사히 카제이 코포레이션(Asahi Kasei Corporation)의 아사히 카제이 케미칼스의) 아사히 케미칼 컴파니 리미티드(Asahi Chemical Company, Limited)로부터의 폴리(에틸렌-코-테트라플루오로에틸렌)(ETFE-1) 필름, 제품 번호 83N1240000.
환형 블록 공중합체, 두께 1(CBC-T1): CBC-T1 필름은 다공성 실리카 지지된 촉매를 사용하여 음이온성 중합된 스타이렌 및 1,3-뷰타다이엔 블록 공중합체를 완전 수소화시킴으로써 제조된 중합체로부터 용융 주조된다. 생성된 물질은 70 중량%의 전-수소화 스타이렌 함량 및 30 중량%의 1,3-뷰타다이엔 함량, 75,000 g/mol의 전-수소화 수 평균 분자량(Mn), 8 중량%의 전-수소화 1,2-비닐 함량, 135℃의 유리 전이 온도 Tg, 및 20%의 신장률을 갖는 펜타블록 공중합체이다. CBC-T1로 제조된 필름 층의 두께는 달리 명시되지 않는 한 3 mil(75 ㎛)이다.
환형 블록 공중합체, 두께 2(CBC-T2): CBC-T2 필름은 CBC-T1 필름을 제조하는데 사용된 것과 동일한 물질로부터 제조된다. CBC-T2로 제조된 필름 층의 두께는 달리 명시되지 않는 한 6 mil(150 ㎛)이다.
180 도 박리 시험
본 발명의 목적을 위해, 180 도 박리 시험은 본원에 기재된 바와 같이 주변 압력(예컨대, 101 kPa)에서 수행되어 부착 강도를 측정한다. 시험 적층체를 제공한다. 시험 적층체의 너비를 측정한다. 시험 적층체를 분 당 2 인치(51 mm)의 부하율에서 인스트론(Instron) 기계 5581로 부하시킨다. 24℃ 및 50% 상대 습도에서 시험을 수행한다. 안정한 박리 영역을 관찰한 후(전형적으로, 시험 적층체의 약 2 인치 부하 후) 시험을 중단한다. 박리 부하를 측정한다. 4회 반복한다. 부착 강도를 박리 부하 대 시험 적층체의 너비의 비율을 5회 실행하여 너비-정규화된 평균치로서 기록하고 N/mm로 표시한다.
수증기 및 산소 기체 투과 시험 절차
산소 기체(O2) 수송: 본 발명의 복합 물질을 통한 O2 수송은 Mocon Ox-Tran(등록상표명) 2/21 산소 투과율 시험 기계(미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 모콘 인코포레이티드(MOCON, Inc.))에서 수행한다. 샘플은 10 cm × 10 cm × 0.05 cm 압축 성형 플라크이고, 이는 이격된 입구 면 및 출구 면을 갖고, Mocon Ox-Tran(등록상표명) 2/21에서 사용되는 경우 플라크를 통해서를 제외하고 서로 유체 연통되지 않는다. Mocon Ox-Tran(등록상표명) 2/21의 온도는 24℃로 설정하고, 기압계 압력은 약 760 mmHg(101 kPa)이다. 시험 절차는 수화 기체 혼합물(공급 기체) 및 담체 기체(질소 중 2 몰% 수소)를 사용하고, 이는 플라크의 출구 면으로부터 투과 기체(즉, 플라크를 통해 확산되는 기체)를 하류로 수송한다. 수화 기체 및 담체 기체의 상대 습도는 각각 약 50%이다. 하류 투과 기체는 플라크를 통해 이동되는 산소 기체를 포함한다. 산소 투과율은 1 bar(100 kPa) 압력에서 1 일 안에 1 mil(0.001 인치, 0.0254 mm) 두께 및 1 m2 표면적인 플라크를 통해 통과할 수 있는 표준 압력(1.0 bar, 즉 101 kPa) 및 온도(24℃)에서의 산소 기체의 부피(cm3)로 환산하여 기록된다(즉, cm3/(m2?일?bar)).
수증기 수송: O2 수송 실험에서 이미 시험된 샘플을 물 센서를 포함하는 Mocon Permatran-W(등록상표명) 700 수증기 투과율 시험 기계(모콘 인코포레이티드)로 옮긴다. 수증기 수송 실험을 24℃, 760 mmHg 기압계 압력(101 kPa) 및 100% 상대 습도에서 수행한다. 담체 기체는 100% 건조(즉, 무수) 질소 기체이고, 수화 기체 혼합물(즉, 시험 기체)은 공기 중 수증기를 포함한다. 수화 기체 혼합물은 플라크의 입구 면 근처에 배치된 습윤 스폰지로부터 발생된다. 담체 기체는 플라크의 출구 면으로부터 센서로 플라크를 통해 투과되는 임의의 수증기를 스위핑한다. 수증기 투과율은 1 일 안에 1 mil 두께 및 1 m2 표면적인 플라크를 통해 통과할 수 있는 수증기의 그램으로 환산하여 기록된다(g/m2/일).
표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험
45 g의 무게를 갖는 골프 공(캘러웨이(Callaway), 빅 벅사(Big Bertha))을 시험 대상 위의 11 개의 상이한 위치로 떨어뜨리고, 이때 매 떨어뜨리는 높이는 4.5 m이다. 이 시험은 PV 모듈에 대한 우박 시험 조건을 모의 실험하고, 여기서 우박 입자는 직경이 25 mm이고, 23 m/s의 속도로 이동하는 것으로 추정된다.
2점 굽힘 시험으로 측정된 인성 및 가요성
본 발명의 목적을 위해 본원에서 기재된 주변 압력(예컨대, 101 kPa)에서 2점 굽힘 시험을 수행하여 적층체 샘플의 인성 및 가요성을 측정한다. 적층체 샘플로부터 5개의 시험 적층체를 얻는다. 시험 적층체 크기는 6 인치(15 cm) × 10 인치(25 cm)이다. 8 인치(20 cm)의 거리를 그립(grip)하도록 그립을 사용하는 시험을 위해 인스트론 기계 5581을 사용한다. 시험 전에, 시험 적층체를 24℃의 온도 및 50% 상대 습도에서 2 일 동안 처리함으로써 조정한다. 분 당 2 인치(51 mm)의 부하율에서 시험 적층체를 부하한다. 4회 달리 조정된 시험 적층체로 시험 실행을 4회 반복한다. 인성의 척도로서 2점 굽힘 시험으로부터 파단 측정시 연장부를 사용하고, 이때 파단시 연장부는 시험 동안 시험 적층체 내의 제 1 균열이 일어나고 응력 완화가 부하 연장부 곡선으로부터 관찰될 때 측정한다. 적층체 샘플에 대한 5회 시험 실행으로부터 적층체 샘플에 대한 인성 측정을 mm 단위의 평균 연장부 및 kg 단위의 평균 부하량으로서 제공한다.
2점 굽힘 시험에서 샘플의 전술한 파손 전에 최소 굽힘 곡률로서 측정되거나 계산된 굽힘 곡률을 사용하여 적층체 샘플의 가요성을 특성화한다. 시험 적층체의 인성 및 가요성이 점점 더 짧아지는 굽힘 반경을 갖는 곡률로 굽혀질 수 있도록 증가함에 따라, 굽힘 곡률은 감소한다. 2점 굽힘 시험에 대한 시험 설정을 하기 반응식 1에 나타내었다:
[반응식 1]
반응식 1에서, 점선은 굽힘 전에 시험 적층체의 위치 및 길이를 나타낸다. 입체 곡선은 파손 직전 최대 곡률에서의 시험 적층체의 위치를 나타낸다. L은 시험 적층체의 원래 길이이고, c는 실행 동안 및 파손(파단) 직전 시험 적층체 움직임들 중 한 말단 거리이고, R은 굽힘 곡률이다. 굽힘 곡률(R)은 시험 동안 직접 측정되거나 하기 식을 사용하여 계산될 수 있다:
R = H/2ε(즉, R은 H를 (2ε)로 나눈 것과 같다)
여기서, R은 굽힘 곡률이고, H는 적층체의 두께이고, ε은 변형이다. 적층체 샘플에 대한 5회 시험 실행으로부터 mm 단위의 평균 굽힘 곡률로서 계산되는 가요성이 제공된다.
비교 실시예(본 발명이 아님)
비교 실시예는 본 발명의 특정 실시양태에 대한 대조군으로서 본원에 제공되며 본 발명이 아닌 실시예를 대표하거나 종래 기술인 것으로 간주되는 의미는 아니다.
비교 실시예 1(CE-1): 코닝 0211 유리 시트의 모의 우박 충돌 시험
코닝 0211 유리 시트는 17 mm의 직경을 갖는 스틸 공을 0.5 피트 미만(< 15 cm)의 높이로부터 떨어뜨림으로서 수행된 모의 우박 충돌 시험을 통과하지 못하였다.
비교 실시예 2(CE-2): 스코트 D263T 유리 시트(스코트 유리)의 모의 우박 충돌 시험
스코트 D263T 유리 시트는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성이 없지만 유연하고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하지 못하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
비교 실시예 3(CE-3): SC-PO-2-스코트 D263T 유리 적층체(SC-PO-2/스코트 유리)
3 mil(75 ㎛) 두께의 SC-PO-2(상술됨)의 층을 4 mil(100 ㎛) 두께의 스코트 D263T 유리 시트의 한 면으로 도포하여 2층 샌드위치 구조를 제공하였다. 2층 샌드위치 구조를 5 분 동안 탈기시키고, 탈기된 샌드위치 구조를 170℃로 가열하고, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 5 분 동안 50 kPa(게이지 압)의 감압으로 처리한 후, 생성된 감압된 샌드위치 구조를 10 분 동안 101 kPa로 회복시키고, 생성된 2층 SC-PO-2-스코트 D263T 유리 적층체를 실온으로 냉각시켜 적층시켰다. SC-PO-2-스코트 D263T 유리 적층체는 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하지 못하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
본 발명의 전술한 장점 및 특정 실시양태 몇몇을 예시하는 본 발명의 비제한적인 실시예를 하기에 기재하였다. 본 발명의 바람직한 실시양태는 실시예의 하나의 한계, 보다 바람직하게는 임의의 두 개의 한계를 혼입하며, 이러한 한계는 청구범위의 보정에 대한 기준으로서 작용한다.
본 발명의 실시예
실시예 1(EX-1): 4층 유기 중합체-유리 적층체(ETFE-1/SC-PO-1/코닝 유리/SC-PO-1)
4 mil(100 ㎛) 두께의 SC-PO-1(상술됨)의 층을 2 mil(50 ㎛) 두께의 코닝 0211 유리 시트의 각 면으로 도포한 후, 2 mil(50 ㎛) 두께의 ETFE-1의 층을 SC-PO-1의 층들 중 하나로 도포하여 4층 샌드위치 구조를 제공하였다. 층을 도포하기 전에, 층을 표준 백색 레이저 프린터 용지로 구성된 제거가능한 커버 시트에 의해 보호하고, 제거가능한 커버 시트를 적층 직전에 제거하였다(빼낸다). 4층 샌드위치 구조를 5 분 동안 탈기시키고, 탈기된 샌드위치 구조를 150℃로 가열하고, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 2 분 동안 50 kPa(게이지 압)의 감압으로 처리한 후, 생성된 감압된 샌드위치 구조를 10 분 동안 101 kPa로 회복시키고, 생성된 실시예 1의 4층 유기 중합체-유리 적층체(총 12 mil(300 ㎛)의 두께를 가짐)를 실온으로 냉각시켜 적층시켰다. 실온에서 48 시간 후에, 4층 유기 중합체-유리 적층체는 17 mm의 직경을 갖는 스틸 공을 2 피트 초과(> 61 cm)의 높이로부터 떨어뜨림으로써 수행된 모의 우박 충돌 시험을 통과하였다(균열되지 않음).
실시예 2(EX-2): 3층 유기 중합체-유리 적층체(SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2)
3 mil(75 ㎛) 두께의 SC-PO-2(상술됨)의 층을 4 mil(100 ㎛) 두께의 스코트 D263T 유리 시트의 각 면으로 도포하여 3층 샌드위치 구조를 제공하였다. 층을 도포하기 전에, 층을 표준 백색 레이저 프린터 용지로 구성된 제거가능한 커버 시트에 의해 보호하고, 제거가능한 커버 시트를 적층 직전에 제거하였다(빼낸다). 3층 샌드위치 구조를 5 분 동안 탈기시키고, 탈기된 샌드위치 구조를 170℃로 가열하고, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 5 분 동안 50 kPa(게이지 압)의 감압으로 처리한 후, 생성된 감압된 샌드위치 구조를 10 분 동안 101 kPa로 회복시키고, 생성된 실시예 2의 3층 유기 중합체-유리 적층체(총 10 mil(250 ㎛)의 두께를 가짐)를 실온으로 냉각시켜 적층시켰다. 3층 유기 중합체-유리 적층체는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 3(EX-3): 3층 유기 중합체-유리 적층체(SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2)
15 mil(375 ㎛, 실시예 2의 3 mil 두께 대신임) 두께의 SC-PO-2(상술됨)의 층을 4 mil(100 ㎛) 두께의 스코트 D263T 유리 시트의 각 면으로 도포하여 새로운 3층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 3층 유기 중합체-유리 적층체(총 34 mil(850 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 4(EX-4): 5층 유기 중합체-유리 적층체(CBC-T1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/CBC-T1)
2 mil(50 ㎛) 두께의 CBC-T1(상술됨)의 층을 SC-PO-2(상술됨) 층 각각의 외 면으로 도포하여 3층 구조 대신에 5층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 14 mil(350 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 5(EX-5): 가장자리-캡슐화된 5층 유기 중합체-유리 적층체(CBC-T2/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/CBC-T2)
6 mil(150 ㎛) 두께의 CBC-T2(상술됨)의 층을 SC-PO-2(상술됨) 층 각각의 외 면 및 SC-PO-2 및 스코트 D263T 유리 시트의 가장자리로 도포하여 3층 구조 대신에 5층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 가장자리-캡슐화된 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 22 mil(550 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 6(EX-6): 5층 유기 중합체-유리 적층체(PET-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PET-1)
5 mil(125 ㎛) 두께의 PET-1(상술됨)의 층을 SC-PO-2(상술됨) 층 각각의 외 면으로 도포하지만 가장자리에는 도포하지 않아 3층 구조 대신에 5층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 20 mil(500 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 7(EX-7): 가장자리-캡슐화된 5층 유기 중합체-유리 적층체(PET-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PET-1)
몇몇 PET-1을 5층 샌드위치 구조의 가장자리로 추가로 도포하는 것을 제외하고, 실시예 6의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 가장자리-캡슐화된 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 20 mil(500 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
실시예 8(EX-8): 5층 유기 중합체-유리 적층체(PMMA-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PMMA-1)
2 mil(50 ㎛) 두께의 PMMA-1(상술됨)의 층을 SC-PO-2(상술됨) 층 각각의 외 면으로 도포하여 3층 구조 대신에 5층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 생성된 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 14 mil(350 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다. 결과를 하기 표 1에 기록하였다.
| 시험 샘플 번호 | 적층체 층 | 인성-평균 연장부(mm) | 인성-평균 부하량(kg) | 모의 우박 충돌 IEC 1262 | 가요성-계산된 굽힘 곡률(평균, mm) |
| CE-2 | 스코트 유리 | 66 | 0.113 | 통과하지 못함 | 101.6 |
| CE-3 | SC-PO-2/스코트 유리 | 시험되지 않음 | 시험되지 않음 | 통과하지 못함 | 시험되지 않음 |
| EX-1 | ETFE-1/SC-PO-1/코닝 유리/SC-PO-1 | 시험되지 않음 | 시험되지 않음 | 통과 | 시험되지 않음 |
| EX-2 | SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2 | 91 | 0.128 | 통과 | 65 |
| EX-3 | SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2 | 77 | 0.177 | 통과 | 81.28 |
| EX-4 | CBC-T1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/CBC-T1 | 116 | 0.25 | 통과 | 50.8 |
| EX-5 | 가장자리 보호된 CBC-T2/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/CBC-T2 | 137 | 0.78 | 통과 | 48.8 |
| EX-6 | PET-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PET-1 | 89 | 0.877 | 통과 | 71.1 |
| EX-7 | 가장자리 보호된 PET-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PET-1 | 138 | 1.13 | 통과 | 47.8 |
| EX-8 | PMMA-1/SC-PO-2/스코트 유리/SC-PO-2/PMMA-1 | 100 | 0.235 | 통과 | 60.1 |
실시예 9(EX-9): 3층 유기 중합체-유리 적층체(SC-PO-3/스코트 유리/SC-PO-3)
3 mil(75 ㎛) 두께의 SC-PO-3(상술됨, SC-PO-2 대신)의 층을 4 mil(100 ㎛) 두께의 스코트 D263T 유리 시트의 각 면으로 도포하여 새로운 3층 샌드위치 구조를 제공하는 것을 제외하고, 실시예 2의 절차 및 시험을 반복하였다. 3층 유기 중합체-유리 적층체(총 10 mil(250 ㎛)의 두께를 가짐)는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖는다.
실시예 10(EX-10): 5층 밀봉된 유리 적층체(ETFE-1/CBC-T1/밀봉된 스코트 유리/CBC-T1/ETFE-1)
3 mil(75 ㎛) 두께의 SC-PO-2(상술됨)의 층을 4 mil(100 ㎛) 두께의 스코트 D263T 유리 시트의 각 면으로 도포하여 3층 샌드위치 구조를 제공하였다. 천으로 닦아 스코트 D263T 유리 시트의 면으로부터 과량의 SC-PO-2를 제거하여, 잔여 SC-PO-2로 밀봉된 미시적 틈을 갖는 스코트 D263T 유리 시트를 제공하였다. 4 mil(100 ㎛) 두께의 CBC-T1(상술됨)의 층을 생성된 닦인 스코트 D263T 유리 시트의 각 면으로 도포하여 3층 샌드위치 구조를 제공하였다. 2 mil(50 ㎛) 두께의 ETFE-1의 층을 3층 샌드위치 구조의 외면으로 도포하여 5층 샌드위치 구조를 제공한다. 5층 샌드위치 구조를 5 분 동안 탈기시키고, 탈기된 샌드위치 구조를 170℃로 가열하고, 생성된 가열된 샌드위치 구조를 5 분 동안 50 kPa(게이지 압)의 감압으로 처리한 후, 생성된 감압된 샌드위치 구조를 10 분 동안 101 kPa로 회복시키고, 생성된 실시예 9의 5층 유기 중합체-유리 적층체(총 16 mil(400 ㎛)의 두께를 가짐)를 실온으로 냉각시켜 적층시켰다. 5층 유기 중합체-유리 적층체는 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 갖고, 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험에 통과하였다.
실시예 11(EX-11): 실시예 1 내지 10의 본 발명의 적층체의 부착 강도 시험, 및 수증기 및 산소 기체 투과율
상술된 180 도 박리 시험을 수행하였다. 실시예 1 내지 10의 본 발명의 적층체 각각은 2 N/mm 이상의 부착 강도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상술된 수증기 및 산소 기체 투과 시험을 수행하였다. 실시예 1 내지 10의 본 발명의 적층체 각각은 0.0004 g/m2/일 미만의 유기 중합체-유리 적층체를 통한 수증기 투과율 및 0.0001 cm3/(m2?일?bar) 미만의 유기 중합체-유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율을 갖는 것을 특징으로 한다.
실시예 12(EX-12): 본 발명의 적층체로부터 유도된 유한 요소 분석법(FEA) 모델링
시뮬리아(SIMULIA(상표명))(프랑스 슈헨 지역의 다사울트 시스템스(Dassault Systemes))에 의해 컴퓨터 소프트웨어 ABAQUS(상표명) 버전 6.7-1(미국 로드아일랜드주 파우터켓 소재의 아바쿠스 인코포레이티드(Abaqus, Inc.))을 사용하여 모델링 데이터를 생성함으로써 FEA 모델링을 수행하고, 순차적으로 1 mil(25 ㎛) 내지 3 mil(75 ㎛)의 두께를 갖는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층, 3 mil(75 ㎛) 내지 5 mil(125 ㎛)의 두께를 갖는 유리 층, 및 3 mil(75 ㎛) 내지 15 mil(375 ㎛)의 두께를 갖는 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층인 제 1 유기 중합체 층을 포함하는 특히 바람직한 본 발명의 적층체를 확인하였다. 이러한 본 발명의 적층체(총 7 mil(175 ㎛) 내지 23 mil(575 ㎛)의 두께를 가짐)는 도 1에서 이상화된 도로 예시되어 있다. 본 발명의 적층체는 2 N/mm 이상의 부착 강도를 갖고, 2점 굽힘 시험에 의해 특징화되는 인성 및 유연성을 특징으로 한다. 이는 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과한다.
실시예에 의해 입증되는 바와 같이, 본 발명은 그 중에서도 특히 적층체 및 이를 포함하는 제품을 유리하게 제공한다. 본 발명의 적층체는 전술한 유기 중합체-유리 적층체, 밀봉된 유리 적층체 및 기능성 적층체를 포함한다. 본 발명의 적층체는 오랫동안 찾아온 증가된 기계적 내손상성, 증가된 인성 및 가요성, 및 증가된 물 및 산소 투과 저항성의 조합을 갖는다. 데이터에 의해 입증되지 않지만, 실시예의 본 발명의 적층체는 또한 바람직하게는 증가된 광 투과율, 기후성, 자정 능력, 열 안정성, 내산화성, 긁힘 및 흠집 저항성, 및 중간층 점착성 중 하나 이상의 개선된 특성을 갖는다. 본 발명의 적층체의 개선된 특성은 이들이 기계적 손상 및 물- 또는 산소계 열화에 민감한 제품을 보호하는데 특히 유리하게 만든다. 따라서, 본 발명의 적층체는 지금까지 상기 보호 형태가 열등하거나 결여된 제품의 기계적 내손상성을 증가시키고, 물- 및 산소계 열화를 억제하는데 유용하다.
본 발명은 그의 바람직한 실시양태에 따라 상술되었지만, 본 개시물의 범주 및 범위 내에서 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 기재된 일반적인 원리를 사용하는 본 발명의 임의의 변화, 용도 또는 개조를 포괄하고자 한다. 더 나아가, 본 발명은 본 발명이 속하고 하기 청구범위의 제한에 속하는 당해 분야에 공지되거나 통상적인 실시에 접근하는 본 발명으로부터 벗어난 것들을 포괄하고자 한다.
Claims (16)
- 순차적으로 제 1 유기 중합체 층, 유리 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하는 유기 중합체-유리 적층체로서,
유리 층이, 25 내지 500 ㎛의 거리만큼 이격되어 있는 대향 제 1 면 및 제 2 면을 갖고,
제 1 유기 중합체 층이 유리 층의 제 1 면에 직접 부착되어 작동적 접촉(operative contact)되어 있고,
제 1 실란-함유 폴리올레핀 층이 유리 층의 제 2 면에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있고,
유기 중합체-유리 적층체가 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하는 것을 특징으로 하고, 1일 당 유기 중합체-유리 적층체의 노출된 표면적 m2 당 0.0004 g 미만의 수증기의, 유기 중합체-유리 적층체를 통한 수증기 투과율, 및 노출된 표면적 m2, 일, bar 당 0.0001 cm3 미만의 산소 기체의, 유기 중합체-유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율(cm3/(m2?일?bar)) 중 하나 이상을 특징으로 하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항에 있어서,
제 1 유기 중합체 층이, 유리 층의 제 1 면에 직접 부착되어 작동적 접촉되어 있는 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하고, 이에 의해 유기 중합체-유리 적층체가 순차적으로 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층, 유리 층 및 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 포함하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 2 항에 있어서,
제 1 및 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층 각각이 유리 층에 직접 부착되는 작동적 접촉이 독립적으로 2 N/mm 이상의 부착 강도를 특징으로 하고, 이때 부착 강도는 유기 중합체-유리 적층체가 50%의 상대 습도 및 24℃의 온도일 때 2 인치(51 mm)/분의 부하속도로 180 도 박리 시험을 수행하여 측정되는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항에 있어서,
제 1 유기 중합체 층이, 실란-함유 폴리올레핀 이외의 다른 물질을 포함하는 보호 층 또는 강화 층을 포함하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
유기 중합체-유리 적층체가 제 2 유기 중합체 층을 추가로 포함하며,
제 2 유기 중합체 층이 보호 층 또는 강화 층을 포함하며, 제 1 유기 중합체 층 또는 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
보호 층이 플루오로중합체, 실리콘(silicone), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리카보네이트, 환형 블록 공중합체 폴리올레핀, 비정질 폴리올레핀, 폴리메틸메타크릴레이트, 지방족 열가소성 폴리우레탄, 지방족 폴리이미드 또는 이들 둘 이상의 블렌드를 포함하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
유기 중합체-유리 적층체가 제 3 유기 중합체 층을 추가로 포함하고,
제 3 유기 중합체 층이 보호 층 또는 강화 층을 포함하며, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되고,
제 2 유기 중합체 층이 보호 층 또는 강화 층을 포함하며, 제 1 유기 중합체 층에 직접 부착되어 작동적 접촉되는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
유기 중합체-유리 적층체가 75 내지 1500 ㎛의 총 두께를 특징으로 하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
유기 중합체-유리 적층체가, 380 내지 1200 nm의 파장을 갖는 입사광의 유기 중합체-유리 적층체를 통한 광 투과율이 80% 이상임을 특징으로 하는, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
유기 중합체-유리 적층체가 수증기 투과율 및 산소 기체 투과율을 갖는 것을 특징으로 하고, 추가로 2점 굽힘 시험에 의해 측정되는 인성 및 유연성을 특징으로 하며, 이때
인성은 2점 굽힘 시험을 사용하여 측정되는 mm 단위의 평균 연장부 및 kg 단위의 평균 부하량을 특징으로 하되, 평균 연장부가 77 mm 이상이고, 평균 부하량이 0.17 kg 이상이며,
가요성은 2점 굽힘 시험을 사용하여 파단시의 연장부로부터 측정되거나 계산된 mm 단위의 평균 굽힘 곡률을 특징으로 하되, 측정되거나 계산된 평균 굽힘 곡률이 500 mm 이하인, 유기 중합체-유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 유기 중합체 층이 제 2 실란-함유 폴리올레핀 층이고, 75 내지 375 ㎛의 두께를 갖고,
제 1 실란-함유 폴리올레핀 층이 25 내지 75 ㎛의 두께를 갖는, 유기 중합체-유리 적층체. - 둘 이상의 유기 중합체 층 및 밀봉된 유리 층을 포함하는 밀봉된 유리 적층체로서,
이때, 밀봉된 유리 층이, 증기 또는 기체의 투과에 불리한, 실란-함유 폴리올레핀으로 실질적으로 밀봉된 복수개의 미시적 구조적 결함을 갖는 유리를 포함하고,
밀봉된 유리 층의 두께가 25 내지 500 ㎛이고,
밀봉된 유리 적층체가 표준 IEC 1262에 기초한 모의 우박 충돌 시험을 통과하는 것을 특징으로 하고, 1일 당 유리의 노출된 표면적 m2 당 0.0004 g 미만의 수증기의, 밀봉된 유리 적층체를 통한 수증기 투과율, 및 노출된 표면적 m2, 일, bar 당 0.0001 cm3 미만의 산소 기체의, 밀봉된 유리 적층체를 통한 산소 기체 투과율(cm3/(m2?일?bar)) 둘 다를 특징으로 하는, 밀봉된 유리 적층체. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 적층체를 포함하는 전자 또는 광학 장치.
- 제 13 항에 있어서,
전자 또는 광학 장치가, 광 입사 면을 가진 하나 이상의 광전지 셀 및 광전지 셀의 광 입사 면 상에 위치하는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 적층체를 포함하여 상기 광전지 셀이 상기 적층체에 의해 기계적 손상, 수증기 및 산소 기체로부터 보호되는 유연성 광전지 장치를 포함하는, 전자 또는 광학 장치. - 제 14 항에 있어서,
유연성 광전지 장치의 하나 이상의 광전지 셀 각각이 독립적으로 칼코게나이드계 광전지 셀인, 전자 또는 광학 장치. - 제 1 유기 중합체 층을 유리 층의 제 1 면에 도포하고, 제 1 실란-함유 폴리올레핀 층을 유리 층의 제 2 면에 도포하여 3층 샌드위치 구조를 형성하는 단계; 및
3층 샌드위치 구조를 적층 조건하에 적층시켜 유기 중합체-유리 적층체를 형성하는 단계
를 포함하고, 이때 유기 중합체 및 실란-함유 폴리올레핀 각각이 독립적으로 선형 열 팽창 계수를 특징으로 하며, 유기 중합체의 선형 열 팽창 계수가 실란-함유 폴리올레핀의 선형 열 팽창 계수보다 0.00001/°K 작은, 제 1 항에 따른 유기 중합체-유리 적층체의 제조 방법.
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