KR20150126644A - 연성 유리 및 고분자 복합 구조의 제조 및 절단을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

연성 유리 및 고분자 복합 구조의 제조 및 절단을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트를 공급하는 단계, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐; 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 적어도 하나의 고분자층을 접착하여 적층 구조를 형성하는 단계; 및 전단 절단, 파열 절단, 슬릿 절단 및 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 제공된다.

Description

연성 유리 및 고분자 복합 구조의 제조 및 절단을 위한 방법 및 장치 {Methods for fabricating and cutting flexible glass and polymer composite structures and apparatus}
본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2013년 3월 14일자로 출원된 미국 가출원번호 제61/782,621호의 우선권을 주장하며, 이러한 가출원 특허의 전체 내용은 참조로서 본원에 포함된다.
본 기재는 연성 유리 및 폴리머 적층물을 절단하고 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
약 0.3mm 미만을 측정하는 유리 웹과 같은 초-박 유리 웹의 연속적인 공정은 상대적으로 새로운 분야로서 수많은 제조 과제를 선사한다. 이러한 유리 웹을 제조하고, 이송하고 그리고 가공하는 종래의 공정은 유리 웹이 공급 롤과 테이크-업 롤 사이의 연속적인 이송으로 운반되는 롤-투-롤 기술을 이용하는 단계를 포함한다. 차단재, 광학 필름 또는 평판 디스플레이 또는 다른 제품 적용을 위한 유리와 같은 최종 제품을 제조하기 위하여, 상기 유리 웹은 적당한 크기의 폭 및 길이로 절단되어야 한다.
그러나, 초-박 유리 웹을 절단하기 위한 종래의 접근은 원하는 가장자리 품질을 얻기 위하여 특화된 기계 및/또는 레이저 기술이 요구되었다. 실제, 재료 과학 분야에서 종래에는 좀 더 얇은 물질이 일반적으로 실패 가능성이 높고, 특히 유리 웹을 크기로 절단할 때 측면 가장자리의 균열에 대한 양, 깊이 및 전체적인 크기가 더 많다는 것이 상식적이다. 달리 말하면, 본 기술에 대한 당업자의 종래의 지식은 초-박 유리 웹을 절단하거나 또는 통상적인 기계 스코어 및 브레이크가 사용될 수 있는 300 마이크론을 초과하는 두께로 상기 유리 웹의 두께를 증가시키기 위하여 고도로 특성화되거나 또는 고비용의 절단 방법론을 이용하는 것 중 하나이다. 종래의 대안물 중 어느 것도 만약 좀 더 단순하고, 빠르고 및/또는 저비용의 접근이 가능하다면 특히 바람직하지 않다. 불행히, 현재까지 이러한 어떠한 대안물도 가능하지 않다.
따라서, 연성 유리 웹을 다양한 폭 및 길이로 절단하고 제조하기 위한 신규한 방법 및 장치가 당업계에 요구되어 왔다.
본 발명은 초-박 유리 및 고분자 복합 웹을 연속적인 이송 동안 상이한 폭 및/또는 상이한 길이와 같은 원하는 형상 및 크기로 가공하고 제조하는 방법에 관한 것이다. 일정 적용에서, 물질들의 다양한 속성을 단일 복합물에 결합하는 유리 및 고분자 복합(또는 라미네이트) 구조를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 초-박 유리를 하나 이상의 고분자층과 적층함으로써, 상기 고분자는 유리의 차단재 성질을 갖는 디멘전의 안정성(특히, 두께 방향에 대해 일반적으로 수직인 평면에서)을 얻는 한편, 상기 초-박 유리는 플라스틱 물질과 유사한 좀 더 높은 연성, 및 굽힘성형성을 얻는다. 상기 증가된 안정성은 크리프 내성, 감소된 탄성 및 수율 신장, 감소된 투습성, 적층체의 열팽창계수(CTE) 또는 포스트 형성 결정화 중 하나 이상의 항목에서 일 수 있다. 상기 유리 및 고분자 적층체는 시트 형태 또는 롤 내에 배치된 웹 형태에서 일반 초-박 유리 대비 좀 더 용이한 취급 및 공정을 추가 제공한다. 때때로, 상기 용어 "유리 시트"가 사용되며, 반면 다른 때에는 용어 "유리 웹"이 사용된다. 그러나, 본 기재의 목적을 위하여, 여기에 개시된 기술이 유리 물질의 시트 또는 웹 중 어느 하나에 적용될 수 있고, 웹이 그 폭보다 훨씬 큰 길이를 갖는 시트로 고려될 수 있으므로 이러한 용어들은 광범위하게 교대하여 사용된다.
여기에 기술된 하나 이상의 구현예의 특정 관점에 따르면, 유리 및 고분자 적층체를 절단하는데서 이점이 달성된다. 예를 들어, 초-박 유리 웹을 절단하는 것과 관련된 종래의 지식(즉, 단순한 절단 기술, 예를 들어, 가위 절단과 같은 전단 절단, 파열(또는 면도날) 절단, 슬릿 절단 또는 회전 다이 절단과 같은 크러쉬(또는 스코어) 절단, 등으로부터 유리의 파손이 초래되는 가능한 정도의 바람직하지 않은 가장자리 특성)과 반대로, 본 구현예는 수용가능한 가장자리 성질 특성(예를 들어, 실온과 같은 상기 유리 시트의 연화점 미만의 온도에서도, 및/또는 상기 고분자층(106)이 온전한 상태를 유지하기에 충분히 낮은 온도에서조차)을 달성하는 이러한 절단 기술을 적용한다. 더욱이, 이러한 절단 기술(초-박 유리 물질을 절단하는데 종래의 레이저 접근보다 훨씬 덜 복잡하고 값싼)은 비용 효율적인 상업적인 모든 수의 제품를 생산하기 위하여 초-박 유리 및 고분자 적층체의 롤-투-롤, 연속적인 공정에 적용될 수 있다.
종래의 지식은 초-박 유리 웹을 절단하기 위하여, 예를 들어 이송 동안 웹 용융 비드(즉, 상기 웹의 주변 가장자리에 위치된 비드)와 같은 웹의 바람직하지 않은 피쳐(feature)를 제거하기 위하여 레이저 절단 기술의 이용을 지시하고 있다는 점이 주목된다. 실제, 소비자에게 운반되는 최종 제품은 종종 매우 미세하고, 입자가 없는 가장자리와 함께 최소한의 가장자리 결점 및/또는 가장자리 코너 결점을 나타내어야 하므로, 종래의 생각은 매우 복잡하고 값비싼 절단 기술(레이저 절단과 같은)이 요구되는 것이다.
그러나, 전술한 최소한의 가장자리 결점 및/또는 가장자리 코어 결점을 갖는 매우 미세한 가장자리는 다음을 포함하는 방법 및 장치를 통해서 얻어질 수 있다는 것이 발견되었다: 제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트를 공급하는 단계, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐; 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 적어도 하나의 고분자층을 접착하여 적층 구조를 형성하는 단계; 및 가위 절단과 같은 전단 절단, 파열(또는 면도날) 절단, 슬릿 절단 및/또는 회전 다이 절단과 같은 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단하는 단계.
본 하나 이상의 구현예의 이점 및 이익은 아래에 상세히 설명되는 모든 것들을 포함한다. 본 구현예들은 주면 및/또는 유리 시트의 소자에 대해 표면 보호를 나타내는 극히 효과적인 차단재를 제공할 수 있다. 예를 들어, 광전지 적용에서, 상기 유리 시트는 밀봉 습기차단재로서 기능할 수 있는 한편, 상기 적층 구조(고분자 - 유리 -고분자)는 박막 광전지(PV), 특히 건물 일체형 태양전지(BIPV)에 대해 우수한 차단층을 제공한다. 나아가, 상기 유리는 충격 하중 동안 물질의 강성을 제공함으로써 충격 하에서 상기 PV 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 상기 유리 시트는 습기차단재로서 기능을 하며, 또한 바람직하지 않은 자외선 에너지를 차단할 수 있다(고분자 차단층 단독과 대비하여). 상기 유리 시트 상의 박 고분자층과 유사하게, 상기 강화된 초-박 유리 시트는 또한 습기로부터 내부 부품을 보호하고 악화로부터 동일하게 보호하기 위한 고분자층의 최상층에 적층될 수 있다. 예를 들어, 이러한 구조는 유기발광다이오드(OLED) 또는 어레이용 봉합재로서 적용될 수 있다.
본 구현예는 높은 디멘전 안정성 및 강성을 제공할 수 있는 한편, 연성(예를 들어, 약 2 cm 반경에 대한 굽힘), 증가된 유리 강도 및/또는 보호를 유지한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 구현예는 유리 시트가 오염되지 않게 유지되도록 하는 고분자층 내의 높은 광학 투명성을 제공할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 구현예는 롤 투 롤 운반 동안 고분자층을 적용하거나 및/또는 유리 시트를 절단하기 위한 간단한 저 비용의 방법(예를 들어, 레이저 절단 대비 전단 절단)을 제공하는 것과 같은 연속적인 롤-투-롤 공정에 대해서 높은 연성을 제공할 수 있다.
다른 측면, 특징 및 이점이 첨부한 도면과 함께 본 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이다. 예를 들어, 다양한 특징이 다음의 관점과 결합될 수 있다.
제1관점에 따르면, 다음을 포함하는 방법이 제공된다:
제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트를 공급하는 단계, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐;
상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 적어도 하나의 고분자층을 접착하여 적층 구조를 형성하는 단계; 및
전단 절단, 파열 절단, 슬릿 절단 및 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단하는 단계.
제2측면에 따르면, 상기 절단 단계가 상기 절단 가장자리로부터 상기 유리 시트 내로 이어진 측면 균열이 (i) 약 1400 마이크론; (ii) 약 1000 마이크론; (iii) 약 800 마이크론; (iv) 약 600 마이크론; 및 (v) 약 400 마이크론; (vi) 약 200 마이크론; (vii) 약 100 마이크론, 및 (viii) 약 50 마이크론 중 어느 하나 이하로 관통하는 가장자리 특성을 갖는 적어도 하나의 절단 가장자리를 생산하는 제1관점의 방법이 제공된다.
제3관점에 따르면, 상기 적어도 하나의 고분자층의 두께는 (i) 약 1-2 밀스(mils) 사이; (ii) 약 2-3 밀스 사이; (iii) 약 3-5 밀스 사이; (iv) 약 5-10 밀스 사이; 및 (v) 약 10-20 밀스 사이 중 하나인 제1 또는 제2관점의 방법이 제공된다.
제4관점에 따르면, 상기 적어도 하나의 고분자층은 (i) 폴리프로필렌 (PP) 및/또는 프로필렌 공중합체; (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET); (iii) 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA); (iv) 에틸렌 테르라플루오로에틸렌 (ETFE); (v) 셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC)를 포함하는 셀루로오스 아세테이트 고분자 (CA); (vi) 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA); (vii) 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌 공중합체 (PE); (viii) 폴리비닐클로라이드 (PVC); (ix) 폴리카보네이트 (PC); (x) 아크릴 고분자 (ACRYL); 및 (xi) 나일론 고분자 중 적어도 하나로부터 형성되는 제1 내지 제3관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제5관점에 따르면, 상기 유리 시트의 두께는 (i) 약 400 마이크론 미만; (ii) 약 300 마이크론 미만 (iii) 약 200 마이크론 미만; (iv) 약 100 마이크론 미만; (v) 약 50 마이크론 미만; (vi) 약 30 마이크론 미만; (vii) 약 20 마이크론 미만; 및 (viii) 약 10 마이크론 미만; (IX) 약 2 마이크론 중 하나인 제1 내지 제4관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다..
제6관점에 따르면, 상기 유리 시트는 몰%로 50-80%의 SiO2, 2-15%의 Al2O3, 10-36%의 B2O3, 1-15%의 RO (여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO 중 하나 이상임), 및 0-5%의 기타 미량성분을 포함하는 조성물로부터 형성되는 제1 내지 제5관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제7관점에 따르면, 상기 접착 단계는 상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 적층하는 단계를 포함하는 제1 내지 제6관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제8관점에 따르면, 상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 적층하는 단계는 업-드로우 공정, 다운-드로우 공정, 용융 공정, 리드로우 공정 및 슬롯-드로우 공정 중 하나 동안의 온도에서 수행되는 제7관점의 방법이 제공된다.
제9관점에 따르면, 상기 접착 단계는 상기 적어도 하나의 고분자층을 하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 간접적으로 적층하는 단계를 포함하는 제1관점의 방법이 제공된다.
제10관점에 따르면, 상기 접착 단계는 적어도 하나의 고분자층을 상기 유리 시트의 제1면 및 제2면 중 단지 하나에 적층하는 단계를 포함하는 제1-9관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제11관점에 따르면, 하나 이상의 제1고분자층을 상기 유리 시트의 제1면에 적층하는 단계 및 하나 이상의 제2고분자층을 상기 유리 시트의 제2면에 적층하는 단계를 포함하는 제1-9관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제12관점에 따르면, 상기 접착 단계는 하나 이상의 고분자층을 상기 유리 시트의 적어도 하나의 가장자리에 적층하는 단계를 포함하는 제1-9관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제13관점에 따르면, 다음을 더욱 포함하는 제1-12관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다:
상기 적층 구조의 웹을 제공하는 단계;
상기 웹을 상기 웹의 길이를 따라 이송 방향으로 목적 롤로 연속적으로 이동시키는 단계; 및
상기 웹이 상기 목적 롤로 이동됨에 따라 상기 열거된 절단 기술 중 하나 이상을 이용하여 상기 웹을 하나 이상의 절단 구역에서 하나 이상의 리본으로 연속적으로 절단하는 단계.
제14관점에 따르면, 상기 제공 단계는 다음을 포함하는 제13관점의 방법이 제공된다.
상기 유리 시트의 웹을 공급 롤 상에 제공하는 단계;
상기 웹을 상기 웹의 길이를 따라 이송 방향으로 상기 공급 롤에서 목적 롤까지 연속적으로 이동시키는 단계; 및
상기 웹이 상기 목적 롤 방향으로 이동함에 따라 상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 웹의 제1 및 제2면에 직접적으로 또는 간접적으로 연속적으로 적층하는 단계.
제15관점에 따르면, 상기 절단 단계 이전에, 상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 제거가능한 지원층을 직접적으로 또는 간접적으로 적용하는 단계를 더욱 포함하는 제1-14관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제16관점에 따르면, 상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 제거가능한 지원층을 간접적으로 적용하는 단계를 더욱 포함하는 제15관점의 방법이 제공된다.
제17관점에 따르면, 다음을 포함하는 장치가 제공된다:
제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 적어도 하나의 절단된 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐; 및
상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 접착되는 적어도 하나의 고분자층(이에 의해 적층 구조를 형성함),
여기서, 상기 적어도 하나의 절단 주변 가장자리는 전단 절단, 파열 절단, 슬릿 절단 및 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단함으로써 생긴다.
제18관점에 따르면,
상기 적층 구조가 하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 간접적으로 접착되는 적어도 하나의 고분자층을 포함하며;
상기 적층 구조가 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 단지 하나에만 접착되는 적어도 하나의 고분자층을 포함하며; 그리고
상기 적층 구조가 상기 유리 시트의 제1면에 접착되는 하나 이상의 제1고분자층 및 상기 유리 시트의 제2면에 접착되는 하나 이상의 제2고분자층을 포함하는 것 중 적어도 하나인 제17관점의 장치가 제공된다.
제19관점에 따르면,
상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 접착되는 제거가능한 지원층; 및
하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 간접적으로 접착되는 제거가능한 지원층;
중 적어도 하나를 더욱 포함하는 제17 또는 18관점의 장치가 제공된다.
제20관점에 따르면, 상기 장치가 10-6 g.mm/m2.일 미만의 수증기 전달속도를 나타내는 제17-19관점 중 어느 하나의 장치가 제공된다.
제21관점에 따르면, 초 박 유리 시트가 다음 중 하나에 따른 치수를 갖는 제17-20관점 중 어느 하나의 장치가 제공된다: ≥1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; 또는 ≥10 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이.
제22관점에 따르면, 상기 고분자층이 다음 중 하나에 따른 치수를 갖는 제17-20관점 중 어느 하나의 장치가 제공된다: ≥ 1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; 또는 ≥ 10 cm 폭, 및 ≥ 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이.
제23관점에 따르면, 상기 초 박 유리 시트가 다음 중 하나에 따른 치수를 갖는 제1-16관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다: ≥ 1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 ≥ 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; 또는 ≥ 10 cm 폭, 및 ≥ 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이.
제24관점에 따르면, 상기 고분자층이 다음 중 하나에 따른 치수를 갖는 제1-16 또는 제23관점 중 어느 하나의 방법이 제공된다: ≥ 1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 10 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이.
설명을 목적으로, 바람직하게 제시되는 도면에 도시된 형태가 있으며, 그러나, 여기에 기술되고 기재된 구현예들은 도시된 정확한 배열 및 수단으로 한정되지 않음이 이해될 것이다.
도 1은 본 구현예의 하나 이상의 관점에 따른 적층 구조(고분자층을 갖는 초-박 유리 시트)의 측단면도이고;
도 2는 본 구현예의 하나 이상의 관점에 따른 대안적인 적층 구조(고분자층 및 제거가능한 지원층을 갖는 초-박 유리 시트)의 측단면도이고;
도 3a 및 3b는 일반 초-박 유리 시트의 절단 가장자리 특성(도 3b) 대비 적층 구조(도 3a)의 절단 가장자리 특성(전단 절단을 통해서)을 확대한 사진을 나타낸 것이고;
도 4a 및 4b는 상이한 두께를 갖는 적층 구조의 절단 가장자리 특성(다이 절단을 통해서)를 확대한 사진을 나타낸 것이고;
도 5a 및 5b는 다양한 적층 구조의 실험 동안 사용된 유리 조성물을 나타낸 표이고;
도 6은 본 구현예의 적층 구조를 생산하는데 사용되는 유리 조성물에 적합한 성분 범위를 도시한 표이며;
도 7은 연속 공정으로 상기 적층 구조의 웹을 생산하기 위한 공정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고;
도 8은 연속적인 이송 공정으로 하나의 웹(예를 들어, 적층 구조)를 적어도 리본으로 절단하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 상면도이며; 그리고
도 9는 도 8의 장치를 좀 더 상세하게 나타낸, 개략적인 측면, 정면도이다.
도면의 참조에서, 유사한 부재번호는 유사한 부품을 지시하며, 도 1에는 마주보는 제1주면 및 제2주면과 그 사이에 복수의 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트(102)를 포함하는 장치(적층 또는 복합 구조)(100)가 도시되어 있다. 특히, 상기 유리 시트(102)는 다음 중 하나의 제1 및 제2표면 사이의 두께를 갖는 초-박 특성을 갖는다: (i) 약 400 마이크론 미만; (ii) 약 300 마이크론 미만; (iii)약 200 마이크론 미만; (iv) 약 100 마이크론 미만; (v) 약 50 마이크론 미만; (vi) 약 30 마이크론 미만; (vii) 약 20 마이크론 미만; (viii) 약 10 마이크론 미만; 및 (ix) 약 2 마이크론. 상기 유리 시트는 모든 원하는 폭 및 길이, 예를 들어, ≥ 1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; 또는 ≥ 10 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 당업계의 종래의 지식은 이러한 초-박 유리 시트(102)는 결과적인 가장자리 품질이 예상을 충족시키지 못하므로 단순하고 저 비용의 방법론(예를 들어, 전단 절단)을 이용하여 절단될 수 없다는 것이었다.
그러나, 하나 이상의 구현예에 따르면, 적어도 하나의 고분자층(106)은 상기 유리 시트(102)의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 접착됨으로써, 적층 구조(100)를 형성한다. 상기 고분자층(106)은 원하는 대로, 상기 유리 시트와 동일한 폭 및 길이 디멘전을 가질 수 있거나, 또는 더 크거나 또는 더 작을 수 있으며, 이에 따라 상기 고분자층(106)과 상기 유리 시트(102) 사이에 모든 원하는 양의 중복이 얻어질 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자층(106)은 모든 원하는 폭 및 길이를 가질 수 있으며, 예를 들어, ≥ 1 cm 너비; ≥ 10 cm 너비; ≥ 1 m 너비; ≥ 10 m 너비; ≥ 1 cm 길이; ≥ 10 cm 길이; ≥ 1 m 길이; ≥ 10 m 길이; ≥ 0.5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 5 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이; ≥ 10 cm 폭, 및 5 cm, 10cm, 1m, 또는 10m 이상의 길이를 가질 수 있다. 상기 적층 구조(100)는 간접적인 접착이 바람직한 경우 선택적으로 상기 유리 시트(102) 및 고분자층(106) 사이에 하나 이상의 중간 접착층(104)을 포함할 수 있다. 접착층(104)이 사용되는 경우, 이들은 약 100 마이크론 내지 500 마이크론 두께의 차수일 수 있다. 일 관점에 따르면, 상기 고분자층은 상기 유리 시트(102)의 부분에 접착되며, 여기서 상기 유리 시트(102)를 절단하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 적층 구조(100)는 접착층(104)을 통해서 상기 유리 시트(102)에 접착된 단일 고분자층(106)을 도시하며; 그러나, 당업자에게 다양한 변화가 가능하다. 예를 들어, 상기 적층 구조(100)는 상기 유리 시트(102)의 제1 및 제2면 중 하나 또는 다른 하나, 또는 모두에 직접적으로 접착된 적어도 하나의(또는 복수의) 고분자층(106)을 포함할 수 있다. 대안적으로 상기 적층 구조(100)는 상기 유리 시트(102)의 제1면에 접착된 제1고분자층(또는 복수의 제1) 및 상기 유리 시트(102)의 제2면에 접착된 제2고분자층(또는 복수의 제2)을 포함할 수 있으며, 여기서 복수의 고분자층이 상기 유리 시트(102)의 일면 상에 배치되는 경우, 이들은 하나를 또 다른 하나 상에 배치될 수 있으며, 동일하거나 또는 상이한 고분자로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 하나의 고분자층(106)의 두께는 다음 중 하나이다: (i) 약 1-2 밀스 사이; (ii) 약 2-3 밀스 사이; (iii) 약 3-5 밀스 사이; (iv) 약 5-10 밀스 사이; 및 (v) 약 10-20 밀스 사이. 상기 적어도 하나의 고분자층(106)은 다음 중 적어도 하나로부터 형성될 수 있다: (i) 폴리프로필렌 (PP) 및/또는 프로필렌 공중합체; (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET); (iii) 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA); (iv) 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE); (v) 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC)를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 고분자 (CA); (vi) 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA); (vii) 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌 공중합체 (PE); (viii) 폴리비닐클로라이드 (PVC); (ix) 폴리카보네이트 (PC); (x) 아크릴 고분자 (ACRYL); 및 (xi) 나일론 고분자.
도 2를 참조하면, 추가 대안적인 적층 구조(100A)가 도시되어 있다. 이러한 구현예에서, 상기 구조(100A)는 상기 적층 구조(100)의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 접착된 제거가능한 지원층(110)을 더욱 포함한다. 예를 들어, 상기 구조(100A)는 하나 이상의 중간 접착층(108)을 통해서 상기 적층 구조(100)에 간접적으로 접착된 제거가능한 지원층(110)을 가질 수 있다. 선택적인 보호층(112)이 상기 유리 시트(102)에 적용될 수 있다(상기 유리 시트(102)의 이러한 면 상에 추가 고분자층(106)이 없다고 추정하면). 실시예로서, 상기 적층 구조(100A)는 "떼어내는" 적용으로 사용될 수 있으며, 여기서 상기 지원층(110) 및 적착층(108)은 떼어져 사용을 위하여 적층된 상기 유리 시트(102)와 고분자(106)를 노출시킨다. 예를 들어, 이러한 하나의 적용은 헤드라이트가 긁히거나 및/또는 투명성을 잃었을 때 쉽게 대체할 수 있는 "떼어내는" 차량 헤드라이트 커버이다.
상기 구조(100) 및/또는 상기 구조(100A)의 하나 이상의 가장자리는 다음의 기술 중 적어도 하나를 이용한 절단 공정의 결과일 수 있다: 전단 절단, 파열 절단, 면도날 절단, 크러쉬 절단, 스코어 절단, 및 회전 다이 절단. 상기 적층 구조(100)의 성질은 상기 적층 구조(100)의 절단으로부터의 하나 이상의 결과적인 가장자리가 매우 미세하고, 입자가 없는 특성, 약간의 결점 및/또는 가장자리 코너 결점을 나타내도록 한다. 특히, 상기 복잡하고 고가의 레이저 절단 기술이 상기 적층 구조(100, 100A)를 절단하는데 이용될 필요가 없다. 상기 바람직한 가장자리 특성은 상기 절단 작업에서 귀결되는 모든 측면 균열 및 상기 절단 가장자리로부터 상기 유리 시트(102) 내로 이어진 측면 균열이 (i) 약 1400 마이크론; (ii) 약 1000 마이크론; (iii) 약 800 마이크론; (iv) 약 600 마이크론; 및 (v) 약 400 마이크론; (vi) 약 200 마이크론; (vii) 약 100 마이크론, 및 (viii) 약 50 마이크론 중 어느 하나 이하로 관통하도록 한다.
실험실에서 다수의 적층 구조 샘플이 준비되었으며, 특히, 다수의 15 cm × 15 cm 유리 시트(102)가 고분자막(106)으로 적층되었다. 상기 유리 시트(102)는 100 마이크론, 50 마이크론, 35 마이크론, 25 마이크론, 및 10 마이크론과 같은 입수가능한 다양한 두께의 연성 유리로부터 형성되었다. 상기 고분자층(106)은 3 밀스, 5 밀스, 및 10 밀스를 포함하는 다양한 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)로부터 형성되었다.
상기 샘플들은 전단-형 절단 메카니즘, 손 가위, 절단기, 및 회전 트리머, 전단 슬리터, 크러쉬 절단기, 및 회전 다이 절단기를 포함하는 다수의 상이한 절단 메카니즘으로 절단되었다.
도 3a-3b를 참조하면, 상기 도면의 상면을 따라서 수평으로 이어진 절단 가장자리와 상기 도면의 평면에 수직인 방향으로 연장된 유리 시트(102)의 두께를 갖는, 각 유리 시트(102)의 하나의 주 평면 상에서 아래로 바라본 상면도이다. 도 3a-3b의 해치선은 상기 유리 시트(102) 내로의 상기 측면 균열의 깊이를 나타낸다. 가위-형 절단 메커니즘을 갖는 상기 전단 절단은 도 3a에서 매우 고 품질의 절단 가장자리를 생산하였으며, 특히 상기 절단 가장자리에서 상기 유리 시트(102) 내로 이어지며 상기 절단 작업에서 초래되는 측면 균열이 약 586 마이크론 이하로 침투하였다. 대조적으로, 도 3b는 고분자층을 갖지 않는 유리 시트(102) 상에서 수행된 동일한 절단 기술은 약 1600 마이크론에 의해 상기 절단 가장자리에서 상기 유리 시트(102) 내로 이어져 침투하는 측면 균열이 얻어짐을 나타낸다. 일부 실험에서, 고분자층(106)이 없는 샘플들은 전단 절단이 시도되었을 때 많은 조각으로 떨어져 나가고 상기 유리 시트(102) 내에 균열이 초래되었다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 상기 회전 다이 절단 메커니즘은 또한 매우 고 품질의 절단 가장자리를 생산하였다. 다시, 도 4a-4b는 상기 도면의 상면을 따라서 수평으로 이어진 절단 가장자리와 상기 도면의 평면에 수직인 방향으로 연장된 유리 시트(102)의 두께를 갖는, 각 유리 시트(102)의 하나의 주 평면 상에서 아래로 바라본 상면도이다. 도 4a-4b의 해치선은 상기 유리 시트(102) 내로의 상기 측면 균열의 깊이를 나타낸다. 100 마이크론, 50 마이크론, 25 마이크론, 및 10 마이크론을 포함하는 두께를 달리하며, 각각 3 밀의(PET -스테이플스 브랜드 가열 밀봉 적층 막으로서 스테이플로부터 얻어진 가열 밀봉가능한 PET) 고분자층(106)을 갖는(상기 유리에 결합되어 유리-고분자 적층을 형성함) 다수의 샘플이 회전 다이 절단기를 이용하여 절단되었다. 상기 적층 샘플은 대략 20cm×20cm(길이×폭)이었다. 도 4a는 10 마이크론 두께의 샘플이 상기 절단 작업에서 나타나며 상기 절단 가장자리에서 상기 유리 시트(102) 내로 이어지는 측면 균열이 약 84 마이크론 이하로 침투되는 가장자리 특성을 나타냄을 보여준다. 도 4b는 100 마이크론 두께의 샘플이 상기 절단 작업에서 나타나며 상기 절단 가장자리에서 상기 유리 시트(102) 내로 이어지는 측면 균열이 약 380 마이크론 이하로 침투되는 가장자리 특성을 나타냄을 보여준다. 상기 모든 샘플의 표면 분석은 상기 유리 시트(102)의 두께에 따라 상기 가장자리를 따라서 표면 및 측면 균열의 정도에 있어서 큰 차이가 있음을 나타내며, 이에 따라 좀 더 얇은 10 마이크론 샘플이 좀 더 두께운 샘플에 비해서 더 적고 작은 측면 균열을 나타내었다.
상기 유리 시트(102)에 고분자층(106)을 사용하는 것은 상술한 절단 가장자리 특성을 향상시키는 것을 넘어서 상기 적층 구조(100)에 일부 부가적인 특징을 제공한다. 예를 들어, 상기 유리 시트(102) 및 상기 고분자층(106)이 형성되는 물질의 적합한 선택은 매우 바람직한 수증기 전달속도(WVTR)를 제공할 수 있다. WVTR은 상기 수증기에 대한 차단막의 기밀성 또는 불투수성의 측정이다. 상기 초-박 유리 및 고분자층(100)은 상업적으로 입수가능한 플라스틱 막 차단재 단독 위로, 유리와 유사한 불투수성을 제공한다. 실제, 유리는 완벽한 차단재로서 최근의 측정 능력을 초과하는 것으로 공지되어 있다. 적용 문헌으로부터, 유리 WVTR은 약 10-6 g.mm/m2.일 미만으로 인용되어 왔다. 입수가능한 측정 결과는 유리가 실제 약 6x10-6 g.mm/m2.일을 나타내는 것을 보여준다; 그러나, 이러한 값은 유리의 실재 수증기 차단 특성이 아니라 입수가능한 측정 장치의 한계에 기인한 것이다. 여기서 상기 유리 및 고분자 적층 구조(100)는 유리에 대한 값과 유사한 WVTR을 가질 것이다. 대조적으로, 상업적으로 입수가능한 고분자 차단막 단독은 PET에 대해서 0.39-0.51 g.mm/m2.일; 폴리카보네이트에 대해서 3.82-4.33 g.mm/m2.일; 및 나일론 6에 대해서 15-16 g.mm/m2.일과 같은 훨씬 높은 WVTR을 나타낸다.
또한, 상기 초-박 유리(102)를 하나 이상의 고분자층(106)과 적층함으로써, 상기 고분자는 유리의 차단성을 갖는 디멘전 안정성(특히 두께 방향에 대해 일반적으로 수직인 평면에서)을 가지는 한편, 상기 초-박 유리는 플라스틱 물질과 유사한 큰 연성 및 굽힘성을 얻는다. 상기 증가된 안정성은 크리프 내성, 감소된 탄성 및 수율 신장, 감소된 투습성, 적층체의 열팽창계수(CTE) 또는 포스트 형성 결정화 중 하나 이상의 항목에서 일 수 있다. 상기 유리 및 고분자 적층체는 시트 형태 또는 롤에 배치된 웹 형태에서이든 일반 초-박 유리에 비해 쉬운 취급 및 공정을 제공한다.
도 5a-5b를 참조하면, 상기 유리 시트(102)의 조성물은 상기 구조(100)의 가장자리 특성 상에 효과를 평가하기 위하여 실험 동안 변화되었다. 예를 들어, 19개 샘플에 대해서 SiO2, Al2O3, B2O3, MgO, CaO, SrO, BaO, 및 ZnO의 몰%에서의 변화가 이루어졌다. 도 6을 참조하면, 수용가능한 가장자리 특성이 상기 유리 시트(102)가 다음의 몰% 조성물로부터 형성되는 경우 발견되었다: 50-80% SiO2, 2-15% Al2O3, 10-36% B2O3, 1-15% RO (여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO 중 하나 이상임), 및 0-5% 기타 미량성분. 상기 조성물이 매우 효과적인 것으로 발견되었으나, 유리의 다른 조성물도 또한 특정 적용에 따라 만족할만한(비록 상이하나) 결과를 얻을 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 고분자층(106)을 상기 유리 시트(102)에 접착하는 공정은 다음 중 하나 동안 상기 유리 시트(102)의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 적층하는 단계를 포함할 수 있다: 업-드로우 공정, 다운-드로우 공정, 슬롯-드로우 공정, 용융 공정, 리드로우 공정(예를 들어, 스풀 공급원으로부터, 시트 공급원으로부터, 등). 설명된 공정은 리-드로우 공정이며, 상기 유리 시트(102) 물질의 웹이 상기 공급 롤(202)에서 로 내로 공급되며 리-드로우 온도로 가열된다. 상기 유리 시트(102)를 리드로우 로에 보내기 이전에, 임시의 고정 막(이는 보호막으로서 이전에 상기 유리 시트(102)에 적용되었음)을 제거하는 것이 필요할 수 있다. 실제, 이러한 임시 막은 이전 형성 공정에서부터 적용되어 리드로우 이전 그대로의 유리 품질을 보존한다. 대전방지대가 또한 상기 유리 시트(102)의 순수한 표면을 보호하기 위하여 상기 공정에서 다양한 포인트에 사용될 수 있다. 상기 유리 시트(102)를 다음으로 원하는 두께(예를 들어, 약 300 마이크론 미만 또는 상술한 다른 두께)로 조심스럽게 늘인다. 고분자막(106)의 하나 이상의 공급원(예를 들어, 롤 또는 스풀)(252, 254)이 상기 늘임 구역으로부터 하류로 제공되어 상기 유리 시트(102)에 상기 고분자층(106)을 적용한다(상기 다운-드로우 유리 로(furnace)로부터의 잔류 열에 기인하여 상승된 온도일 수 있음). 상기 적층체(260)는 추가적인 압력, 가열/냉각, 인장, 등을 제공하여 상기 유리 시트(102)에 고분자층(106)의 원하는 접착을 촉진시키고 상기 적층 구조(100)의 웹(103)을 생산한다.
전술한 절단 단계(예를 들어, 전단 절단, 슬리팅 또는 그 유사공정을 통한)는 상기 적층 구역의 하류로 제공될 수 있다. 복수의 절단 부품(120)이 제공되어 다수의 적층 물질의 리본을 생산하며, 이는 적합한 다수의 목적 스풀(204A, 204B, 204C) 상에 롤링된다. 상기 웹(103)의 가장자리가 폐기되는 경우, 상기 절단 부재(120)는 상기 웹(103)의 가장자리에 좀 더 가까이 위치되며, 상기 외측 스풀(204A, 204C)은 상기 폐기물을 수집하는 한편, 상기 스풀(204B)은 추후 공정을 위한 원하는 리본을 수집할 것이다.
상기 유리 시트(102)에 상기 고분자층(106)을 적용하기 위한 대안적인 모든 수의 방법이 있음이 주지되어야 한다. 예를 들어, 상기 폴리머층(106)은 스풀로부터, 다이를 통해서, 스프레이 기술을 통해서, 등 상기 유리 시트(102)에 적용될 수 있다. 상기 폴리머층(106)은 압력, 화학 기술, 열 기술, 자외선 경화 기술, 접착층, 및/또는 상술한 또는 당업계에 공지되거나 또는 미래에 개발될 다른 기술의 모든 조합을 통해서 상기 유리 시트에 결합될 수 있다.
상기 적층 구조(100)를 절단하기 위한 추가적인 및/또는 대안적인 연속적인 롤-투-롤 장치(200)가 도 8-9에 도시되어 있다. 도 7 및 도 8-9의 각각의 장치에서 당업자라면 일부 공통되거나, 또는 적어도 유사한 구조를 볼 것임에도, 상기 장치(200)는 추가적인 기능성을 달성하기 위하여 도 7의 일부 구조와 결합될 수 있다. 상기 장치(200)는 상기 적층 구조(100)의 웹(103)을 적어도 2개의 리본(103A, 103B)으로 절단하기 위하여 작동한다. 추가적인 절단은 상기 웹(103)의 가장자리(201, 203) 부근에서 폐기된 폐기물에 제공될 것이다. 일반적으로, 상기 장치(200)는 상기 웹(103)을 제공하고 상기 웹(103)의 길이를 따라(화살표로 표시된 바와 같이) 이송 방향으로 상기 웹(103)을 상기 공급원(202)에서 목적지(204)까지 연속적으로 이동시키기 위하여 작동한다. 상기 공급원(202)에서 상기 목적지(204) 까지 상기 웹(103)을 이송하는 동안, 상기 웹(103)은 절단 구역(147) 내에서 적어도 제1 및 제2리본(103A, 103B)으로 절단된다. 상기 웹(103)은 상기 길이를 가로지르는 폭과 길이(이송 방향으로)를 가질 것이며, 상기 제1 및 제2리본(103A, 103B)의 각각의 폭은 상기 웹(103)의 전체 폭 내에서 분명히 제한될 것이다.
상기 웹(103)은 광범위한 공급원에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 웹(103)은 목적 스풀(204) 없이 전술한 리-드로우 형성 장치(도 7 참조)를 이용하여 제공될 수 있으며, 즉, 상기 결과적인 웹(103)은 절단을 위한 장치(200)의 이송 메카니즘 내로 도입될 수 있다. 대안적으로, 상기 웹(103)의 공급원은 도시된 바와 같은 코일 스풀(202)을 포함할 수 있고, 상기 웹(103)은 예를 들어, 도 7과 관련하여 상술한 바와 같은 리-드로우 공정에 이어서 상기 스풀(202) 상에 제1감긴다. 전형적으로, 상기 코일 스풀(202)은 상기 웹(103)의 특성을 맞추도록 수용가능한 굽힘응력을 제공하는 직경으로 제공될 것이다. 일단 감기면, 상기 웹(103)은 상기 스풀(202)로부터 감기지 않을 수 있고 상기 장치(200)의 이송 메카니즘 내로 도입될 수 있다. 상기 웹(103)은 통상적으로 한 쌍의 마주보는 가장자리 부분(201, 203)과 상기 마주보는 가장자리 부분(201, 203) 사이에 걸쳐진 중심부(205)를 포함할 것이다. 상기 리-드로우 공정(또는 다른 형성 공정)에 기인하여, 상기 웹(103)의 가장자리 부분(201, 203)은 상기 웹(103)의 중심부(205)의 두께보다 통상적으로 훨씬 큰 두께의 비드와 같은 바람직하지 않은 특징을 가질 수 있다. 이러한 특징들은 여기에 기술된 절단 또는 다른 접근을 이용하여 제거될 수 있다.
상기 장치의 목적지(204)는 각각의 리본(103A, 103B)을 모으기 위해 적합한 모든 메카니즘을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 예에서, 상기 목적지(204)는 제1 및 제2스풀(204A, 204B)을 포함하며, 각각의 스풀은 리본(103A, 103B) 중 하나를 수용하고 감는다. 다시, 상기 스풀(204A, 204B)은 각각의 리본(103A, 103B)의 특성을 제공하기 위하여 수용가능한 굽힘 반경을 제공하는 적합한 직경을 갖도록 제공되어야 한다.
상기 장치(200)는 상기 이송 방향으로 상기 공급 스풀(202)로부터 목적 스풀(204)까지 상기 웹(103)을 연속적을 이동시키기 위하여 공동작업하는 다수의 개별적인 부재를 갖는 이송 메커니즘을 포함한다. 상기 이송 기능은 상기 가장자리(201, 203), 상기 절단 작업에서 생산된 가장자리, 또는 상기 웹(103)의 중심부(205)의 어느 하나의(그대로의) 면의 바람직한 특성을 감소시키지 않고 달성될 수 있다. 간단하게, 상기 이송 기능은 개별적인 리본(103A, 103B)의 바람직한 특성을 감소시키지 않고 달성된다.
특히, 상기 장치(200)는 상기 공급 스풀(202)에서 상기 목적 스풀(204)까지 상기 시스템을 통해서 상기 웹(103)과 리본(103A, 103B)을 안내하기 위하여 복수의 비접촉 지지 부재(206, 208), 롤러 등을 포함할 수 있다. 상기 비-접촉 지지 부재(206, 208)는 각각의 작업 조각의 바람직한 방향 운반을 달성하기 위하여 평평하거나 및/또는 곡선화될 수 있다. 상기 각각의 비접촉 지지 부재(206, 208)는 상기 웹(103) 및 리본(103A, 103B)이 손상 또는 오염 없이 상기 시스템을 통해서 적절히 운반되도록 유체 바 및/또는 낮은 마찰면을 포함할 수 있다. 주어진 비-접촉 지지 부재(206, 208)가 유체 바를 포함하는 경우, 이러한 부재는 이러한 비접촉 지지용 공기 쿠션을 생성하기 위하여 상기 웹(103) 및/또는 리본(103A, 103B)의 표면과 연결된, 양의 유체 압력 스트림(공기와 같은)을 제공하기 위하여 구조화된 복수의 통로 및 포트, 및/또는 음의 유체 압력 스트림을 제공하기 위하여 구조화된 복수의 통로 및 포트를 포함한다. 양 및 음의 유체 압력 스트림의 조합은 상기 시스템을 통한 이송 동안 상기 웹(103) 및 리본(103A, 103B)을 안정화시킬 수 있다.
선택적으로, 다수의 측면 가이드(도시되지 않음)가 이송 방향 대비 원하는 측면 위치로 상기 웹(103)을 배향하는 것을 돕기 위하여 상기 웹(103) 및/또는 리본(103A, 103B)의 가장자리 부분(201, 203)에 근접하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 측면 가이드는 상기 웹(103)의 마주보는 가장자리 부분(201, 202), 및/또는 상기 리본(103A, 103B)의 하나 이상의 가장자리 부분의 대응되는 하나를 맞물리도록 구조화된 롤러를 이용하여 실행될 수 있다. 상기 대응되는 측면 가이드에 의해 상기 가장자리 부분(201, 203)에 적용되는 대응되는 힘은 상기 웹(103)이 상기 장치를 통해서 운반될 때 상기 웹을 적합한 측면 배향으로 시프트시키거나 정렬시킬 수 있다.
상기 장치(200)는 상기 웹(103)이 예를 들어 상기 비 접촉 지지 부재(208) 위를 통과할 때 상기 절단 구역(147) 내에서 상기 웹(103)을 절단하거나 또는 서브하도록 작동하는 절단 메커니즘(120)을 더욱 포함한다. 상기 절단 메커니즘(120)은 단독 절단 또는 동시의 다중 절단을 만들 수 있다. 특히, 그러나, 상기 절단 메커니즘(120)은 원하는 가장자리 특성을 달성하기 위한 레이저 시스템을 필요로 하지 않는다. 대신, 상기 절단 메커니즘은 상술한 바와 같은, 전단 절단, 파열 절단, 면도날 절단, 크러쉬 절단, 스코어 절단, 슬리팅, 등과 같은 덜 복잡하고 저렴한 형태일 수 있다.
하나 이상의 추가 구현예에 따라, 하나 이상의 전술한 절단 기술(전단 절단과 같은)은 원하는 결과를 달성하기 위하여 스코어링(또는 스크라이빙) 작업과 조합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 적층 구조(100)가 절단되는 경우, 측면 균열이 상기 절단 가장자리에서 시작되어 상기 유리 시트(102) 내로 전파될 것이다(도 3-4 참조). 이러한 균열의 전파 깊이에 대한 일부 조절이 스크라이빙 기술을 이용하여 얻어질 수 있다는 점이 발견되었다. 특히, 다이아몬드 팁 기구와 같은 스크라이빙 기구가 의도된 절단선으로부터 약간 이격되거나 또는 평행한 유리 시트(102) 내로 트렌치를 제1스크라이브 또는 스코어하는데 사용될 수 있다. 일단 상기 스크라이브 선(상기 유리 시트(102)의 표면 내에서 트렌치-유사 특성을 나타냄)이 위치되면, 상기 절단 작업이 의도된 절단선을 따라 절단하기 위하여 수행된다. 상기 절단 가장자리에서 상기 스크라이브 선으로 향하여 전파하는 모든 균열은 상기 스크라이브 선에서 전파에 주름이 생길 것이다. 실제, 상기 스크라이브 선에 도달하는 모든 균열은 상기 트렌치에 기인하여 갑자기 방향을 변화시킬 것이며, 상기 전파 방향 변화는 상기 유리 시트(102)의 두께에 대하여 대체로 가로지르는 것에서부터 상기 유리 시트(102)의 두께에 대하여 대체로 평행하게 변할 것이다. 따라서, 의도된 절단선에 비하여 상기 스크라이브 선을 배치하는 것은 미세균열의 정도를 어느 정도 조절할 수 있게 하고, 따라서 절단 가장자리의 품질 특성을 조절할 수 있도록 할 것이다.
상술한 스크라이빙 기술은 가위-형 메커니즘으로 전단 절단하는데 성공적으로 적용될 수 있을 것(비록 다른 절단 기술이 유익하게 사용될 수 있으나)임이 발견되었다. 특히, 상기 적층 구조(100)를 가위로 절단하는 경우, 균열은 양쪽 절단 가장자리(단일 절단으로부터 초래되는)로부터 상기 유리 시트(102)의 각 부분 내로 전파될 것이다. 이러한 균열은 다른 것에 비해서 상기 유리 시트(102)의 부분 중 하나 내로 더욱 심각하게 전파되며, 이러한 특성은 상기 유리 시트(102)의 각 부분이 절단 동안 위치되는 가위의 면과 크게 관련된다는 점이 발견되었다. 다시 말해, 상기 가위의 기계적 특성은 절단의 어느 하나의 면 상에서 상기 유리 시트(102)의 각 부분의 대칭적인 처리로 귀결되지 않고; 오히려, 가위 행동은 실제 균열이 다른 것 대비 이러한 부분 내로 더욱 전파하도록 하는 방법으로 상기 유리 시트(102)의 부분 중 하나를 조작한다. 어떤 이론의 작업에 본 구현예를 한정하는 것은 아니나, 상기 가위가 다른 것보다 상기 가위의 일면 상에서 더 심하게 상기 유리 시트(102)의 부분을 굽힘으로써 다른 것보다 일 면 상의 유리 시트(102)의 부분에서 좀 더 많은 균열이 나타나도록 특정 메커니즘의 조작이 수행되는 것으로 믿어진다. 의도된 절단선 상의 일 면 상에 스크라이브 선을 위치시키는 것(즉, 상기 유리 시트(102)를 좀 더 심하게 굽히는 경향이 있는 가위의 면에 대응하는 의도된 절단선의 면 상에)은 이러한 면 상의 균열의 전파를 완화시킬 것이다.
상술한 스크라이빙 기술은 목적하는 절단선의 단지 일면에 적용될 수 있으며 또는 의도된 절단선의 양면에 적용될 수 있으며, 모두는 특정 적용의 사정에 좌우된다. 스크라이브 선을 이용하여 절단된 적층 구조(100)의 결과적인 가장자리는 맨 끝의 절단 가장자리, 상기 절단 가장자리에서 이어지는 균열을 함유하는 상기 절단 가장자리에서 상기 스크라이브 선까지 방향으로 안쪽의 중간 구역, 및 상기 절단 작업으로부터 실질적으로 어떠한 균열도 함유하지 않는 스크라이브 선에서 안쪽의 벌크 구역을 포함할 것이다. 결과적인 구조는 이러한 상태로 사용될 수 있으며, 또는 추가 공정될 수 있으며, 예를 들어, 상기 중간 구역에서 고분자층(106)을 제거함으로써 그리고 상기 중간 구역에서 상기 유리 시트(102)의 부분(균열을 함유함)을 제거함으로써 추가 공정될 수 있다. 상기 중간 구역 내의 유리 시트(102)의 부분을 제거하는 것은 이러한 부분들을 끊거나 이러한 부분이 상기 구조(100)로부터 떨어지도록 기계적 강조를 제공하는 방법을 포함할 수 있다. 이러한 조작은 상기 구조(100)의 스크라이브 선에서 새로운 가장자리로 귀결될 것이다.
대안적인 접근에 따르면, 상기 스크라이브 기술은 연이은 절단 기술을 이용하지 않고 상기 적층 구조(100)에 적용될 수 있다. 실제, 상기 스크라이빙 도구는 상기 고분자층(106)을 통해서 그리고 상기 유리 시트(102) 내로 의도된 선의 분리를 따라 스코어하는데 사용될 수 있다. 그러나, 추가적인 절단 기술(전단과 같은)을 사용하는 것 대신에, 상기 구조(100)는 원하는 절단 가장자리를 달성하기 위하여 이러한 스크라이브 선을 따라서(즉, 의도된 선의 분리를 따라서) 끊어질 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 및 다양한 원리를 실질적으로 벗어나지 않고 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

Claims (15)

  1. 제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 주변 가장자리를 갖는 초-박(ultra-thin) 유리 시트를 공급하는 단계, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐;
    상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 적어도 하나의 고분자층을 접착하여 적층 구조를 형성하는 단계; 및
    전단 절단, 파열 절단, 슬릿 절단 및 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 절단 단계는 상기 절단 가장자리로부터 상기 유리 시트 내로 이어진 측면 균열이 (i) 약 1400 마이크론; (ii) 약 1000 마이크론; (iii) 약 800 마이크론; (iv) 약 600 마이크론; 및 (v) 약 400 마이크론; (vi) 약 200 마이크론; (vii) 약 100 마이크론, 및 (viii) 약 50 마이크론 중 어느 하나 이하로 관통하는 가장자리 특성을 갖는 적어도 하나의 절단 가장자리를 제조하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고분자층의 두께는 (i) 약 1-2 밀스(mils) 사이; (ii) 약 2-3 밀스 사이; (iii) 약 3-5 밀스 사이; (iv) 약 5-10 밀스 사이; 및 (v) 약 10-20 밀스 사이 중 하나인 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고분자층은 (i) 폴리프로필렌 (PP) 및/또는 프로필렌 공중합체; (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET); (iii) 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA); (iv) 에틸렌 테르라플루오로에틸렌 (ETFE); (v) 셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC)를 포함하는 셀루로오스 아세테이트 고분자 (CA); (vi) 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA); (vii) 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌 공중합체 (PE); (viii) 폴리비닐클로라이드 (PVC); (ix) 폴리카보네이트 (PC); (x) 아크릴 고분자 (ACRYL); 및 (xi) 나일론 고분자 중 적어도 하나로부터 형성되는 방법.
  4. 청구항 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 시트의 두께는 (i) 약 400 마이크론 미만; (ii) 약 300 마이크론 미만 (iii) 약 200 마이크론 미만; (iv) 약 100 마이크론 미만; (v) 약 50 마이크론 미만; (vi) 약 30 마이크론 미만; (vii) 약 20 마이크론 미만; 및 (viii) 약 10 마이크론 미만; (IX) 약 2 마이크론 중 하나인 방법.
  5. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 시트는 몰%로 50-80%의 SiO2, 2-15%의 Al2O3, 10-36%의 B2O3, 1-15%의 RO (여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO 중 하나 이상임), 및 0-5%의 기타 미량성분을 포함하는 조성물로부터 형성되는 방법.
  6. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 단계는 상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 적층하는 단계는 업-드로우 공정, 다운-드로우 공정, 용융 공정, 리드로우 공정 및 슬롯-드로우 공정 중 하나 동안의 온도에서 수행되는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착 단계는 상기 적어도 하나의 고분자층을 하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 간접적으로 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 청구항 1-8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 단계는 하나 이상의 제1고분자층을 상기 유리 시트의 제1면에 적층하는 단계 및 하나 이상의 제2고분자층을 상기 유리 시트의 제2면에 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 청구항 1-9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 단계는 하나 이상의 고분자층을 상기 유리 시트의 적어도 하나의 가장자리에 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 청구항 1-10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 구조의 웹을 제공하는 단계;
    상기 웹을 상기 웹의 길이를 따라 이송 방향으로 목적 롤로 연속적으로 이동시키는 단계; 및
    상기 웹이 상기 목적 롤로 이동됨에 따라 상기 열거된 절단 기술 중 하나 이상을 이용하여 상기 웹을 하나 이상의 절단 구역에서 하나 이상의 리본으로 연속적으로 절단하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제공 단계는:
    상기 유리 시트의 웹을 공급 롤 상에 제공하는 단계;
    상기 웹을 상기 웹의 길이를 따라 이송 방향으로 상기 공급 롤에서 목적 롤까지 연속적으로 이동시키는 단계; 및
    상기 웹이 상기 목적 롤 방향으로 이동함에 따라 상기 적어도 하나의 고분자층을 상기 웹의 제1 및 제2면에 직접적으로 또는 간접적으로 연속적으로 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 청구항 1-12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 단계 이전에, 상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 제거가능한 지원층을 직접적으로 또는 간접적으로 적용하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 적층 구조의 제1 및 제2주면 중 적어도 하나에 하나 이상의 중간 접착층을 통해서 상기 제거가능한 지원층을 간접적으로 적용하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  15. 제1 및 제2의 마주보는 주면과 그 사이에 적어도 하나의 절단된 주변 가장자리를 갖는 초-박 유리 시트, 상기 유리 시트는 약 400 마이크론 미만의 제1 및 제2면 사이의 두께를 가짐; 및
    상기 유리 시트의 제1 및 제2면 중 적어도 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 접착됨으로써 적층 구조를 형성하는 적어도 하나의 고분자층을 포함하며,
    여기서, 상기 적어도 하나의 절단된 주변 가장자리는 전단 절단, 파열 절단, 슬릿 절단 및 크러쉬 절단 중 적어도 하나의 기술을 이용하여 상기 적층 구조를 절단함으로써 생기며, 그리고
    여기서 10-6 g.mm/m2.일 미만의 수증기 전달속도를 나타내는 장치.
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