KR20190107197A - 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물 - Google Patents

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KR20190107197A
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최종민
나롱 안
김대준
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가진다. 이러한 방법은 층 스택 및 압축 툴을 접촉시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물{FILLER-REINFORCED SOLID RESIN MULTILAYERED STRUCTURE}
본 출원은 2016년 4월 6일에 출원된 미국 가특허 출원 62/318,984 및 2016년 9월 16일에 출원된 미국 가특허 출원 62/395,469에 대해 우선권의 이득을 주장하며, 이들의 개시내용은 그 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
우븐(woven) 또는 넌-우븐(non-woven) 매트, 펠트 및 패브릭이 양호한 기계적 특성을 갖는 보강된 수지, 예컨대 유리 섬유-보강된 수지 또는 탄소 섬유-보강된 수지를 제조하는 데 사용될 수 있더라도, 보강된 수지는 제조하기 어렵고 비용이 많이 들며, 불량한 광학 특성을 가질 수 있다. 이러한 보강된 수지의 제조에 사용될 수 있는 수지의 유형들은, 이들 수지가 보강 물질의 구조물 밖으로 습윤될 정도로 고도로 유동성이어야 하기 때문에 제한된다.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층, 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가진다. 제2 수지 층은 수지를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택 및 압축 툴(compression tool)을 접촉시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트(laminate)하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함한다.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 2개 이상의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층들을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계를 포함한다. 모노압출된 층들은 각각 독립적으로, 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가진다. 모노압출된 층은 독립적으로, 열가소성 수지 및 유리 섬유를 포함한다. 각각의 층 내의 열가소성 수지의 굴절률 및 유리 섬유의 굴절률은 서로의 약 0.100 내에 존재한다. 이러한 방법은 각각의 모노압출된 층 내에서 열가소성 수지의 유리 전이 온도(Tg)보다 높게 예열된 압축 툴 및 층 스택을 접촉시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함한다.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층, 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 층은 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가진다. 이러한 방법은 압출 툴을 예열하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택 및 압축 툴을 접촉시키는 단계를 포함하며, 여기서, 층 스택과 접촉되는 압축 툴의 부분은 USA SPI 표준에서 B3과 동일한 조도(roughness)를 가지거나 또는 B3보다 더 평탄하다. 이러한 방법은 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 압축 툴을 냉각시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 압축 툴로부터 제거하는 단계를 포함한다.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공한다. 구조물은, 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층의 경화된 생성물 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층의 경화된 생성물을 포함하는 라미네이트된 층 스택을 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가진다. 제1 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 상기 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공한다. 이러한 구조물은 2개 이상의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층의 경화된 생성물을 포함하는 라미네이트된 층 스택을 포함한다. 모노압출된 층들은 각각 독립적으로, 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가진다. 모노압출된 층들은 독립적으로, 열가소성 수지 및 유리 섬유를 포함한다. 각각의 층 내의 열가소성 수지의 굴절률 및 유리 섬유의 굴절률은 독립적으로 약 1.500 내지 약 1.600이다. 각각의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층 내에서 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 각각의 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
다양한 실시형태에서, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 다른 충전제-보강된 수지들을 능가하는 소정의 이점들을 가질 수 있으며, 이들 중 적어도 일부는 예상 밖이다. 예를 들어 다양한 실시형태에서, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은, 종종 충전제 밖으로 습윤되기 위해 높은 유동성을 갖는 수지를 필요로 하는 탄소 섬유 또는 유리 섬유 우븐 또는 넌-우븐 매트, 펠트 및 패브릭으로 보강된 고체 수지와 비교하여 더 광범위하게 다양한 수지들을 사용하여 제조될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은, 탄소 섬유 또는 유리 섬유 우븐 또는 넌-우븐 매트, 펠트 및 패브릭으로 보강된 많은 고체 수지들과는 달리, 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 열가소성 수지를 혼입함으로써, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지는 다른 충전제-보강된 고체 수지들보다 더 쉽게 재활용되거나 또는 재가공될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 열가소성 수지를 혼입함으로써, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 다른 충전제-보강된 수지들보다 더 열성형(thermo-formable)될 수 있고, 더 많은 열성형 특징들(예를 들어, 리브(rib), 거싯(gusset), 후크(hook) 등)을 혼입할 수 있다.
다양한 실시형태에서, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 다른 충전제-보강된 수지들과 비교하여 서로 정렬되거나 또는 특정한 방향으로 정렬된 충전제를 더 높은 비율로 가질 수 있다. 다양한 실시형태에서, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 충전제-보강된 사출 성형된 또는 압축 성형된 물질들과 동등하거나 또는 더 양호한 기계적 특성들, 예컨대 더 높은 인장 강도, 더 높은 충격 강도 및 주어진 충격 에너지에서 더 큰 연성 충격 파괴(ductile impact failure) 모드를 가질 수 있다. 다양한 실시형태에서, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 다른 충전제-보강된 고체 수지보다 더 낮은 중량% 로딩의 충전제를 가질 수 있으나, 동등하거나 또는 더 양호한 기계적 특성을 가질 수 있다.
다양한 실시형태에서, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 다른 충전제-보강된 고체 수지보다 더 투명할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 배색 효과는 다른 충전제-보강된 수지와 비교하여, 예컨대 충전제의 더 낮은 로딩, 채도가 덜한 원료, 및 충전제와 수지 사이의 더 양호한 굴절률 매칭(예를 들어 충전제-보강된 수지의 더 높은 투명성을 제공함)으로 인해 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물에 더 용이하고 더 생생한 효과(vivid effect)로 첨가될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 본 발명의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 비용이 더 저렴할 수 있고, 다층 구조물의 제조 방법은 다른 충전제-보강된 고체 수지 및 이의 제조 방법과 비교하여 더 용이하고 더 저렴할 수 있다.
도면은 일반적으로 예를 들어 비제한적으로 본 문서에서 고찰된 다양한 실시형태들을 예시한다.
도 1은 다양한 실시형태들에 따른 프레스(press)를 예시한다.
도 2a 내지 2b는 다양한 실시형태들에 따른 프레스를 예시한다.
도 3a 내지 3e는 다양한 실시형태들에 따른 다양한 다층 구조물들을 예시한다.
도 4는 다층 구조물의 SEM 이미지를 예시한다.
도 5는 다층 구조물의 SEM 이미지를 예시한다.
도 6은 다양한 실시형태들에 따른 구조물의 충격 시험 동안 연성 파괴 모드의 사진을 예시한 것이다.
도 7은 다양한 실시형태들에 따른 구조물의 충격 시험 동안 취성 파괴(brittle failure) 모드의 사진을 예시한 것이다.
현재, 개시된 주제의 소정의 실시형태들을 상세히 참조할 것이며, 이들의 실시예는 첨부된 도면에서 부분적으로 예시된다. 개시된 주제가 열거된 청구항과 함께 기재될 것이긴 하지만, 예시된 주제는 청구항을 개시된 주제로 제한하려는 것이 아닌 것으로 이해될 것이다.
이러한 문서 전체에서, 범위 포맷으로 표현된 값들은 범위의 한계로서 명쾌하게 나열된 수치들 뿐만 아니라 각각의 수치 및 하위범위가 명쾌하게 나열된 것과 같이 해당 범위 내에 포함된 모든 개별 수치 또는 하위범위를 포함하는 것으로 융통성 있는 방식으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%" 또는 "약 0.1% 내지 5%"는 단지 약 0.1% 내지 약 5%, 뿐만 아니라 지시된 범위 내의 개별 값들(예를 들어 1%, 2%, 3% 및 4%) 및 하위범위들(예를 들어 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "약 X 내지 Y"라는 언급은 다르게 지시되지 않는 한 "약 X 내지 약 Y"와 동일한 의미를 가진다. 마찬가지로, "약 X, Y 또는 약 Z"라는 언급은 다르게 지시되지 않는 한 "약 X, 약 Y 또는 약 Z"와 동일한 의미를 가진다.
이 문서에서, 용어 단수형("a", "an" 또는 "the")은 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 1개보다는 하나 이상을 포함하는 데 사용된다. 용어 "또는"은 다르게 지시되지 않는 한 배타적이지 않은 "또는"을 지칭하는 데 사용된다. "A 및 B 중 하나 이상"이라는 언급은 "A, B, 또는 A 및 B"와 동일한 의미를 가진다. 또한, 본원에 이용되고 다르게 정의되지 않는 구어 또는 용어는 설명을 위한 것일 뿐 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 단락 표제의 임의의 사용은 문서의 읽기를 돕기 위한 것이고 제한하려는 것으로 해석되는 것이 아니며; 단락 표제와 관련된 정보는 해당하는 특정 단락 내에 또는 외에서 발생할 수 있다.
본원에 기재된 방법에서, 작업(act)은, 일시적인 또는 작동적인 순서가 명쾌하게 나열된 경우를 제외하고는 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않으면서 임의의 순서로 수행될 수 있다. 더욱이, 명시된 작업은 명쾌한 청구항 언어가 이들 작업이 개별적으로 수행된다고 나열하지 않는 한, 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, X를 수행하는 청구된 작업 및 Y를 수행하는 청구된 작업은 단일 작동 내에서 동시에 수행될 수 있고, 결과적인 과정은 청구된 방법의 일반적인(literal) 범위 내에 포함될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "약"은 값 또는 범위에 가변성의 정도를 예를 들어 언급된 값 또는 언급된 범위 한계의 10% 이내, 5% 이내 또는 1% 이내에서 허용할 수 있고, 정확한 언급된 값 또는 범위를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이 용어 "실질적으로"는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 또는 적어도 약 99.999% 이상, 또는 100%에서와 같이 대부분 또는 대체로를 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "방사선"은 매질 또는 공간을 통해 이동하는 에너지적(energetic) 입자를 지칭한다. 방사선의 예는 가시광선, 적외선, 마이크로파, 라디오파, 초저주파(very low frequency wave), 극저주파(extremely low frequency wave), 열방사(thermal radiation)(열) 및 흑체 복사(black-body radiation)이다. 본원에 사용된 바와 같이 용어 "UV 광"은 약 10 nm 내지 약 400 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선인 가시광선을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "경화시키다(cure)"는, 단단해짐(hardening) 또는 점도 증가를 초래하는 임의의 형태의 방사선에 노출시키거나, 가열하거나 또는 물리적 또는 화학적 반응을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다. 유동성 열가소성 물질은 이러한 물질이 단단해지도록 상기 물질을 냉각시킴으로써 경화될 수 있다. 유동성 열경화성(thermoset) 물질은 이러한 물질이 단단해지도록 가열하거나 또는 그렇지 않다면 조사(irradiation)에 노출시킴으로써 경화될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "기공"은 고체 물체 내의 임의의 크기 또는 모양의 함몰부, 슬릿(slit) 또는 정공을 지칭한다. 기공은 물체를 통해 모든 방향으로 또는 물체를 통해 부분적으로 진행될 수 있다. 기공은 다른 기공들과 교차할 수 있다. 기공은 펄스 레이저(pulsed laser) 공급원에 의해 생성될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "그루브(groove)"는 고체 물체 내에서 폭보다 더 큰 길이를 갖는 함몰부, 슬릿 또는 정공을 지칭한다. 그루브는 다른 그루브들과 교차할 수 있다. 그루브는 연속 레이저 공급원에 의해 생성될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "실온"은 약 15℃ 내지 28℃의 온도를 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "코팅"은 코팅된 표면 상의 물질의 연속적인 또는 불연속적인 층을 지칭하며, 여기서 물질의 층은 표면을 침투할 수 있고 기공 또는 그루브와 같은 영역을 충전할 수 있으며, 물질의 층은 편평한 평면 또는 곡선형 평면을 포함하여 임의의 3차원 모양을 가질 수 있다. 일례에서, 코팅은 코팅 물질의 배쓰(bath) 내에서의 침지에 의해 하나 이상의 표면들 상에 형성될 수 있으며, 이들 표면 중 임의의 표면은 다공성 또는 비다공성일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "표면"은 물체의 경계 또는 면(side)을 지칭하며, 여기서 경계 또는 면은 임의의 주변(perimeter) 모양을 가질 수 있고 편평한 모양, 곡선형 모양 또는 각진(angular) 모양을 포함하여 임의의 3차원 모양을 가질 수 있으며, 경계 또는 면은 연속적 또는 불연속적일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "중합체"는 하나 이상의 반복 단위를 갖는 분자를 지칭하고, 공중합체를 포함할 수 있다.
본원에 기재된 중합체는 임의의 적합한 방식으로 종결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 중합체는, 적합한 중합 개시제, -H, -OH, -O-, 치환된 또는 비치환된 -NH-, 및 -S-로부터 독립적으로 선택되는 0, 1, 2 또는 3개의 기로 방해되는 치환된 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌(예를 들어 (C1-C10)알킬 또는 (C6-C20)아릴), 폴리(치환된 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌옥시) 및 폴리(치환된 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌아미노)로부터 독립적으로 선택되는 말단 기(end group)로 종결될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "사출 성형"은 열가소성, 열경화성 또는 이들의 조합인 하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물을 몰드 캐비티(mold cavity) 내로 사출함으로써 성형된 파트(part) 또는 형태를 제조하는 방법을 지칭하며, 여기서, 조성물은 냉각되고 캐비티의 형상대로 단단해진다. 사출 성형은, 사출 전에 몰드를 가열하기 위해 증기, 유도(induction), 카트리지 히터 또는 레이저 처리와 같은 공급원을 통한 가열의 사용, 및 사출 후 몰드를 냉각시키기 위해 물과 같은 냉각 공급원의 사용을 포함하여, 더 신속한 몰드 사이클링 및 더 높은 품질의 성형된 파트 또는 형태를 허용할 수 있다.
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법
다양한 실시형태에서, 본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 층 스택을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 층 스택은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층을 포함할 수 있다. 층 스택은 또한, 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함할 수 있다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함한다. 모노압출된 충전제-보강된 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가진다. 제2 수지 층은 수지를 포함한다. 이러한 방법은 층 스택 및 압축 툴을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법은 층 스택을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 제조는 임의의 적합한 방식으로 발생할 수 있다. 일부 실시형태에서, 층 스택의 제조는 층 스택의 층들을 함께 접촉시키는 단계를 포함한다. 층 스택의 제조는 스택의 압출된 층들을 수득하거나 또는 압출하는 단계, 예컨대 각각의 모노압출된 충전제-보강된 수지 층을 모노압출(예를 들어 공동압출되는 다른 층들이 없이 해당 층만 압출)하는 단계를 포함할 수 있다. 제조는 층 스택의 다른 층, 예컨대 하나 이상의 제2 수지 층을 수득하거나, 압출하거나, 사출 성형하거나, 가압하거나 또는 그렇지 않다면 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 다수의 모노압출된 층들을 갖는 층 스택의 경우, 각각의 모노압출된 층은 독립적으로, 동시에(예를 들어 개별 압출기 내에서) 또는 연속적으로(예를 들어 동일하거나 또는 개별 압출기 내에서) 압출될 수 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 층은 층 스택의 제조 전에, 실질적으로 동시에, 연속적으로 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다.
층 스택은 제1 수지 층을 포함할 수 있다. 층 스택은 1개의 제1 수지 층, 또는 1개 초과의 제1 수지 층(예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개 이상의 제1 수지 층)을 포함할 수 있다. 제1 수지 층은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층이다. 제1 수지 층은 경화되거나, 비경화되거나 또는 이들의 조합일 수 있다. 각각의 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 독립적으로 수지 및 충전제를 포함하며; 층 스택 내의 2개의 모노압출된 충전제-보강된 수지 층들 내의 수지들은 동일하거나 또는 서로 다를 수 있고, 층 스택 내의 2개의 모노압출된 충전제-보강된 수지 층들 내의 충전제들은 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 각각의 모노압출된 충전제-보강된 수지 층(예를 들어 층 스택 내 또는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물 내)은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만, 약 10 미크론 내지 약 500 미크론, 또는 약 1 미크론 이하, 약 2 미크론, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 225, 230, 240, 250, 275, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900 미크론, 또는 약 1 mm 이상보다 작거나 동등하거나 또는 큰 두께의 독립적으로 선택된 두께를 가질 수 있다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 실질적으로 균일한 두께를 전체적으로 가질 수 있다.
제1 수지 층은 충전제를 포함한다. 제1 수지 층은 1개의 충전제 또는 1개 초과의 충전제들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 충전제는 임의의 적합한 비율의 제1 수지 층(예를 들어 경화된 상태, 비경화된 상태, 층 스택 또는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물), 예컨대 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%, 5 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.001 중량% 이하, 약 0.01 중량%보다 작거나 동등하거나 또는 큰 중량%, 0.1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 45 또는 약 50 중량% 이상을 형성할 수 있다. 충전제는 제1 수지 층 내에서 균질하게 분포될 수 있다.
충전제는 섬유성 또는 입자성일 수 있다. 충전제는 유리 섬유, 알루미늄 실리케이트(멀라이트(mullite)), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 융합된 실리카, 결정질 실리카 그래파이트, 천연 실리카 샌드(sand) 등; 붕소 분말, 예컨대 붕소-니트라이드 분말, 붕소-실리케이트 분말 등; 옥사이드, 예컨대 TiO2, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 아연 옥사이드 등; 칼슘 설페이트(이의 무수물, 데하이드레이트(dehydrate) 또는 트리하이드레이트); 칼슘 카르보네이트, 예컨대 백악, 석회석, 대리석, 합성 침강된 칼슘 카르보네이트 등; 섬유성, 모듈성(modular), 바늘 모양, 라멜라(lamellar) 활석 등을 포함하여 활석; 규회석; 표면 처리된 규회석; 유리 구체, 예컨대 중공 및 고체 유리 구체, 실리케이트 구체, 세노스피어(cenosphere), 알루미노실리케이트(아모스피어(armosphere)) 등; 경질 카올린, 연질 카올린, 소성된 카올린, 중합체성 매트릭스 수지와의 상용성을 촉진시키는 것으로 당업계에 공지된 다양한 코팅들을 포함하는 카올린 등을 포함하여 카올린; 단결정 섬유 또는 "위스커(whisker)", 예컨대 실리콘 카바이드, 알루미나, 붕소 카바이드, 철, 니켈, 구리 등; 섬유(연속 및 절단된(chopped) 섬유 포함), 예컨대 석면, 탄소 섬유; 설파이드, 예컨대 몰리브덴 설파이드, 아연 설파이드 등; 바륨 화합물, 예컨대 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 바륨 설페이트, 중정석 등; 금속 및 금속 옥사이드, 예컨대 입자성 또는 섬유성 알루미늄, 청동, 아연, 구리 및 니켈 등; 플레이크형(flaked) 충전제, 예컨대 유리 플레이크, 플레이크형 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드, 알루미늄 플레이크, 강철 플레이크 등; 섬유성 충전제, 예를 들어 짧은 무기 섬유, 예컨대 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드 및 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트 등 중 하나 이상을 포함하는 블렌드로부터 유래되는 것들; 천연 충전제 및 보강제, 예컨대 목재를 분쇄함으로써 수득되는 목분, 섬유성 생성물, 예컨대 커냄(kenaf), 셀룰로스, 면, 사이잘(sisal), 황마(jute), 아마(flax), 전분, 옥수수 분말, 리그닌, 라미(ramie), 라탄(rattan), 용설란(agave), 뱀부(bamboo), 삼(hemp), 땅콩 껍질, 옥수수, 코코넛(코이어(coir)), 미립 겉껍질(rice grain husk) 등; 유기 충전제, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌, 섬유를 형성할 수 있는 유기 중합체로부터 형성된 보강성 유기 섬유성 충전제, 예컨대 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤족사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지, 폴리(비닐 알코올) 등; 뿐만 아니라 충전제, 예컨대 운모, 클레이(clay), 장석(feldspar), 연진(flue dust), 필라이트(fillite), 석영(quartz), 규암, 진주암(perlite), 트리폴리암(Tripoli), 규조토, 카본 블랙 등, 또는 상기 충전제들 중 하나 이상을 포함하는 조합일 수 있다. 충전제는 전도성을 촉진하기 위해 금속성 물질의 층으로 코팅될 수 있거나, 또는 수지와의 접착 및 분산을 개선하기 위해 실란, 실록산, 또는 실란과 실록산의 조합으로 표면 처리될 수 있다. 충전제는 탄소 섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 유리 섬유 또는 이들의 조합일 수 있다. 충전제는 유리 섬유(예를 들어 소다-석회 유리, 융합된 실리카 유리, 보로실리케이트 유리, 납-옥사이드 유리, 알루미노실리케이트 유리, 옥사이드 유리, 지르코니아 함량이 높은 유리 또는 이들의 조합)일 수 있다.
유리 섬유는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다. 유리 섬유는 약 0.1 mm 내지 약 500 mm, 약 0.1 mm 내지 약 100 mm, 약 0.5 mm 내지 약 50 mm, 약 1 mm 내지 약 5 mm, 또는 약 0.1 mm 이하, 약 0.2 mm보다 작거나 동등하거나 또는 큰 길이, 0.4, 0.6, 0.8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250 또는 약 500 mm 이상의 길이를 가질 수 있다.
유리 섬유는 약 0.1 미크론 내지 약 10 mm의 직경, 약 0.001 mm 내지 약 1 mm의 직경, 또는 약 0.1 미크론 이하, 약 1 미크론보다 작거나 동등하거나 또는 큰 직경, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 미크론, 0.1 mm, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 mm 또는 약 10 mm 이상의 직경을 가질 수 있다.
유리 충전제는 임의의 적합한 굴절률을 가질 수 있다. 유리 충전제의 굴절률은 약 1.450 내지 약 1.800, 또는 약 1.500 내지 약 1.600, 약 1.508 내지 약 1.585, 약 1.540 내지 약 1.570, 또는 약 1.450 이하, 약 1.455보다 작거나 동등하거나 또는 큰 굴절률, 1.460, 1.465, 1.470, 1.475, 1.480, 1.485, 1.490, 1.495, 1.500, 1.505, 1.510, 1.515, 1.520, 1.525, 1.530, 1.535, 1.540, 1.545, 1.550, 1.555, 1.560, 1.565, 1.570, 1.575, 1.580, 1.585, 1.590, 1.595, 1.600, 1.605, 1.610, 1.615, 1.620, 1.625, 1.630, 1.635, 1.640, 1.645, 1.650, 1.660, 1.670, 1.680, 1.690, 1.700, 1.710, 1.720, 1.730, 1.740, 1.750, 1.760, 1.770, 1.780, 1.790, 또는 약 1.800 이상일 수 있다.
제1 수지 층은 수지를 포함한다. 제1 수지 층은 1개의 수지 또는 1개 초과의 수지를 포함할 수 있다. 제1 수지 층 내의 수지는 경화되거나, 비경화되거나 또는 이들의 조합일 수 있다. 층 스택 내의 제1 수지 층 내의 수지는 유동성일 수 있거나, 경화될 수 있거나 또는 이들 사이의 임의의 적합한 상태일 수 있다. 일부 실시형태에서, 수지는 경화되는(예를 들어 압출 동안 가열된 다음 냉각되는) 열가소성 수지이다. 일부 실시형태에서, 수지는 적어도 부분적으로 경화된 열경화성 수지이다. 층 스택의 압축 동안, 수지는 경화될 수 있다(예를 들어 열경화성 수지의 경우, 압축 동안 가열을 통해; 열가소성 수지의 경우, 가열 후 발생하는 냉각 및 상응하는 고체화를 통해). 제1 수지 층 내의 하나 이상의 수지는 임의의 적합한 비율의 제1 수지 층(예를 들어 층 스택 내에서 또는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물 내에서), 예컨대 제1 수지 층의 약 50 중량% 내지 약 99.999 중량%, 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 또는 약 50 중량% 이하, 약 52 중량%보다 작거나 동등하거나 또는 큰 비율, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 99, 99.9, 99.99, 또는 약 99.999 중량% 이상을 형성할 수 있다.
수지는 임의의 적합한 수지일 수 있다. 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 중합체, 아크릴 중합체, 셀룰로이드 중합체, 셀룰로스 아세테이트 중합체, 사이클로올레핀 공중합체(COC), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 중합체, 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 중합체, 플루오로플라스틱, 이오노머(ionomer), 아크릴/PVC 합금, 액정 중합체(LCP), 폴리아세탈 중합체(POM 또는 아세탈), 폴리아크릴레이트 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 중합체(PMMA), 폴리아크릴로니트릴 중합체(PAN 또는 아크릴로니트릴), 폴리아미드 중합체(PA, 예컨대 나일론), 폴리아미드-이미드 중합체(PAI), 폴리아릴에테르케톤 중합체(PAEK), 폴리부타디엔 중합체(PBD), 폴리부틸렌 중합체(PB), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체(PBT), 폴리카프로락톤 중합체(PCL), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 중합체(PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌 중합체(PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체(PET), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PCT), 폴리(사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트-코-에틸렌 글리콜)(PCTG), TritanTM 코폴리에스테르, 폴리카르보네이트 중합체(PC), 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)(PCCD), 폴리하이드록시알카노에이트 중합체(PHA), 폴리케톤 중합체(PK), 폴리에스테르 중합체, 폴리에틸렌 중합체(PE), 폴리에테르에테르케톤 중합체(PEEK), 폴리에테르케톤케톤 중합체(PEKK), 폴리에테르케톤 중합체(PEK), 폴리에테르이미드 중합체(PEI), 폴리에테르설폰 중합체(PES), 폴리에틸렌클로리네이트 중합체(PEC), 폴리이미드 중합체(PI), 폴리락트산 중합체(PLA), 폴리메틸펜텐 중합체(PMP), 폴리페닐렌 옥사이드 중합체(PPO), 폴리페닐렌 설파이드 중합체(PPS), 폴리프탈아미드 중합체(PPA), 폴리프로필렌 중합체, 폴리스티렌 중합체(PS), 폴리설폰 중합체(PSU), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PTT), 폴리우레탄 중합체(PU), 폴리비닐 아세테이트 중합체(PVA), 폴리비닐 클로라이드 중합체(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드 중합체(PVDC), 폴리아미드이미드 중합체(PAI), 폴리아릴레이트 중합체, 폴리옥시메틸렌 중합체(POM), 스티렌-아크릴로니트릴 중합체(SAN) 또는 이들의 조합일 수 있다.
수지는 방향족 폴리카르보네이트와 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)의 조합일 수 있다. 방향족 폴리카르보네이트는 임의의 적합한 방향족 폴리카르보네이트, 예컨대 비스페놀 유래의 폴리카르보네이트(예를 들어 2개의 하이드록시페닐 작용기들을 함유하는 화합물)일 수 있다. 비스페놀은 비스페놀 A (2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판), 비스페놀 AP (1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐-에탄), 비스페놀 AF (2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판), 비스페놀 B (2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄), 비스페놀 BP (비스-(4-하이드록시페닐)디페닐메탄), 비스페놀 C (2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판), 비스페놀 E (1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄), 비스페놀 F (비스(4-하이드록시디페닐)메탄), 비스페놀 G (2,2-비스(4-하이드록시-3-이소프로필-페닐)프로판), 비스페놀 PH (5,5'-(1-메틸에틸리덴)-비스[1,1'-(비스페닐)-2-올]프로판), 비스페놀 TMC (1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸-사이클로헥산), 비스페놀 Z (1,1-비스(4-하이드록시페닐)-사이클로헥산) 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 비스페놀은 비스페놀 A (2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판)일 수 있다. 방향족 폴리카르보네이트는 비스페놀 A-기반 폴리카르보네이트(예를 들어 비스페놀 A와 포스겐의 반응으로부터 유래되는 폴리카르보네이트, 예컨대 폴리(옥시카르보닐옥시-1,4-페닐렌(1-메틸에틸리덴)-1,4-페닐렌))일 수 있다. 수지는 비스페놀 A-기반 폴리카르보네이트 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)를 포함할 수 있다. 수지 내 방향족 폴리카르보네이트 : 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)의 중량비는 임의의 적합한 중량비, 예컨대 약 5:95 내지 약 95:5, 약 30:70 내지 약 90:10, 약 70:30 내지 약 60:40, 또는 약 5:95 이하, 약 10:90보다 작거나 동등하거나 또는 큰 중량비, 15:85, 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, 40:60, 45:55, 50:50, 55:45, 60:40, 65:35, 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 또는 약 95:5 이상일 수 있다. 방향족 폴리카르보네이트(예를 들어 이의 경화된 생성물)의 굴절률은 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)(예를 들어 이의 경화된 생성물)의 굴절률의 0.100 이내일 수 있거나, 또는 차이는 약 0.100보다 크거나 동등하거나 작을 수 있으며, 0.95, 0.9, 0.85, 0.8, 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.58, 0.56, 0.54, 0.52, 0.5, 0.48, 0.46, 0.44, 0.42, 0.4, 0.38, 0.36, 0.34, 0.32, 0.3, 0.28, 0.26, 0.24, 0.22, 0.2, 0.18, 0.16, 0.14, 0.12, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.035, 0.03, 0.025, 0.02, 0.015, 0.01, 0.005, 또는 약 0.001 이하일 수 있다.
수지(예를 들어 경화된 상태의 수지)는 임의의 적합한 굴절률을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 수지 층 내 수지(예를 들어 유리 충전제 또는 그 안의 다른 구성성분들을 포함하지 않는 오로지 경화된 수지)는 비경화된 상태의 수지와 대략 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 수지의 굴절률은 경화 시 변할 수 있다. 수지의 굴절률은 약 1.450 내지 약 1.800, 또는 약 1.500 내지 약 1.600, 약 1.508 내지 약 1.585, 약 1.540 내지 약 1.570, 또는 약 1.450 이하, 약 1.455보다 작거나 동등하거나 큰 굴절률, 1.460, 1.465, 1.470, 1.475, 1.480, 1.485, 1.490, 1.495, 1.500, 1.505, 1.510, 1.515, 1.520, 1.525, 1.530, 1.535, 1.540, 1.545, 1.550, 1.555, 1.560, 1.565, 1.570, 1.575, 1.580, 1.585, 1.590, 1.595, 1.600, 1.605, 1.610, 1.615, 1.620, 1.625, 1.630, 1.635, 1.640, 1.645, 1.650, 1.660, 1.670, 1.680, 1.690, 1.700, 1.710, 1.720, 1.730, 1.740, 1.750, 1.760, 1.770, 1.780, 1.790, 또는 약 1.800 이상일 수 있다.
제1 수지 층의 모노압출(예를 들어 함께 공동압출되는 다른 층들 없이 얇은 층으로서 해당 층만 압출)은, 최장 치수를 갖는 충전제, 예컨대 섬유성 충전제, 예컨대 유리 섬유를 모노압출된 층의 압출 방향으로 배향시킬 수 있는 제1 수지 층 내에서 전단(shear)을 발생시킬 수 있다. 직선형이 아닌 섬유의 경우, 섬유의 배향은 섬유의 평균 배향인 것으로 간주될 수 있다. 얇은 층을 모노압출함으로 인한 압출 방향에서의 충전제의 배향은, 두꺼운 층을 압출함으로써 발생할 수 있거나 또는 몇몇 층들을 함께 공동압출함으로써 발생할 수 있는 충전제의 임의의 배향보다 더 클 수 있다. 압출 방향에서 제1 수지 층 내의 충전제의 정렬은 결과적인 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 유리한 기계적 특성들, 예컨대 충전제의 주어진 로딩에 대한 더 큰 인장 강도 또는 충격 강도, 및 주어진 충격 에너지에서 더 큰 연성 충격 모드를 초래할 수 있다. 다수의 모노압출된 제1 수지 층들을 함유하는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 경우, 모노압출된 제1 수지 층은, 층들의 압출 방향이 서로 평행하도록, 서로 수직이도록 또는 이들 사이에서 임의의 각도(예를 들어 10°, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 또는 약 90°보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 각도)로 존재하도록 다층 구조물 내에 배열될 수 있다. 제1 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45°(예를 들어 약 40°보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 각도, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 또는 약 0°) 내에서 배향된 최장 치수, 또는 약 90 중량% 내지 약 100 중량%, 또는 약 50 중량% 이하, 약 52 중량%보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 중량%, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.9, 또는 약 99.999 중량% 이상의 충전제를 가질 수 있다.
층 스택은 또한, 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층(예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개 이상)을 포함할 수 있다. 층 스택은 1개의 제2 수지 층을 포함할 수 있다. 층 스택은 1개 초과의 제2 수지 층을 포함할 수 있다. 제2 수지 층은 수지를 포함한다. 제2 수지 층은 제1 수지 층일 수 있으며, 따라서 제2 수지 층은 수지(예를 들어 제1 수지 층에 적합한 것으로 본원에 기재된 임의의 수지) 및 충전제(예를 들어 제1 수지 층에 적합한 것으로 본원에 기재된 임의의 수지)를 포함하는 모노압출된 충전제-보강된 수지 층이다. 제2 수지 층은 제1 수지 층과 동일할 수 있으며, 따라서 제2 수지 층 내의 수지 및 충전제는 제1 수지 층 내의 수지 및 충전제와 동일하다. 일부 실시형태에서, 제2 수지 층에는 충전제가 없을 수 있거나, 또는 제1 수지 층, 예컨대 제1 수지 층에 적합한 것으로 기재된 임의의 중량%의 제1 수지 층에 적합한 것으로 본원에 기재된 임의의 하나 이상의 충전제와 서로 다른 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 제2 수지 층은 임의의 적합한 하나 이상의 수지, 예컨대 제1 수지 층에 적합한 것으로 기재된 임의의 중량%의 제1 수지 층에 적합한 것으로 본원에 기재된 임의의 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다.
제2 수지 층은 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 제2 수지 층은 압출(예를 들어 모노압출되거나 또는 또 다른 층과 함께 공동압출)될 수 있다. 제2 수지 층은 사출 성형, 라미네이트, 열 성형 또는 압착(press)될 수 있다(예를 들어 열 및 압력을 적용할 수 있는 임의의 적합한 방법, 예컨대 벨트 압착되거나 또는 핫 롤 압착됨). 일부 실시형태에서, 제2 수지 층은 함께 라미네이트되거나 또는 그렇지 않으면 융합된 1개 초과의 층들일 수 있으며; 일부 실시형태에서, 제2 수지 층은 단일 층으로부터 기원한다.
일부 실시형태에서, 제1 수지 층(예를 들어 하나 이상의 제1 층, 실시형태에서 다수의 제1 수지 층들을 가짐)은 제2 층(예를 들어 하나 이상의 제2 층, 실시형태에서 다수의 제2 수지 층들을 가짐)에 인접(예를 들어 이의 하나의 면 상에서 완전히 접촉)할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 층(예를 들어 하나 이상의 제1 층, 시형태에서 다수의 제1 수지 층들을 가짐)은 하나 이상의 층(예를 들어 제1 층 및 제2 층은 하나 이상의 개별 층을 개재(sandwich)할 수 있음)에 의해 제2 층(예를 들어 하나 이상의 제2 층, 실시형태에서 다수의 제2 수지 층들을 가짐)으로부터 분리될 수 있다.
제2 수지 층은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 제2 수지 층은 층 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 제2 층은 약 1 미크론 내지 약 100 mm, 약 10 미크론 내지 약 10 mm, 또는 약 1 미크론 이하, 약 2 미크론보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 두께, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 225, 230, 240, 250, 275, 275, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900 미크론, 1 mm, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 또는 약 100 mm 이상의 두께를 가질 수 있다.
제2 수지 층 내의 수지는 임의의 적합한 굴절률(예를 들어 임의의 충전제를 포함하지 않는 경화된 상태의 제2 수지 층 내의 수지), 예컨대 약 1.450 내지 약 1.800, 또는 약 1.500 내지 약 1.600, 약 1.508 내지 약 1.585, 약 1.540 내지 약 1.570, 또는 약 1.450 이하, 약 1.455보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 굴절률, 1.460, 1.465, 1.470, 1.475, 1.480, 1.485, 1.490, 1.495, 1.500, 1.505, 1.510, 1.515, 1.520, 1.525, 1.530, 1.535, 1.540, 1.545, 1.550, 1.555, 1.560, 1.565, 1.570, 1.575, 1.580, 1.585, 1.590, 1.595, 1.600, 1.605, 1.610, 1.615, 1.620, 1.625, 1.630, 1.635, 1.640, 1.645, 1.650, 1.660, 1.670, 1.680, 1.690, 1.700, 1.710, 1.720, 1.730, 1.740, 1.750, 1.760, 1.770, 1.780, 1.790, 또는 약 1.800 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
제2 수지 층 내의 수지, 제1 수지 층 내의 수지, 제1 수지 층 내의 충전제, 및 제2 수지 층 내의 임의의 충전제는, 구성성분들의 굴절률이 약 0.100보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 차이, 0.95, 0.9, 0.85, 0.8, 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.58, 0.56, 0.54, 0.52, 0.5, 0.48, 0.46, 0.44, 0.42, 0.4, 0.38, 0.36, 0.34, 0.32, 0.3, 0.28, 0.26, 0.24, 0.22, 0.2, 0.18, 0.16, 0.14, 0.12, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.035, 0.03, 0.025, 0.02, 0.015, 0.01, 0.005, 또는 약 0.001 이하의 차이를 갖도록 선택될 수 있다. 굴절률을 근접하게 매칭함으로써, 결과적인 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 높은 정도의 광학 명료성(optical clarity), 예컨대 높은 투과율 및 낮은 헤이즈(haze)를 가질 수 있다. 제1 수지 층 내의 수지, 제1 수지 층 내의 충전제, 제2 수지 층 내의 수지, 및 제2 층 내의 충전제(존재한다면) 중 임의의 둘 이상은 약 0.100보다 크거나 동등하거나 또는 더 작은 차이, 0.95, 0.9, 0.85, 0.8, 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.58, 0.56, 0.54, 0.52, 0.5, 0.48, 0.46, 0.44, 0.42, 0.4, 0.38, 0.36, 0.34, 0.32, 0.3, 0.28, 0.26, 0.24, 0.22, 0.2, 0.18, 0.16, 0.14, 0.12, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.035, 0.03, 0.025, 0.02, 0.015, 0.01, 0.005, 또는 약 0.001 이하의 차이를 갖는 굴절률을 가질 수 있다.
이러한 방법은 층 스택 및 압축 툴을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 압축 툴은 임의의 적합한 압축 툴, 예컨대 롤러 또는 프레스일 수 있다. 압축 툴은 수직형 또는 수평형 프레스일 수 있다. 압축 툴은 롤 프레스 또는 더블 벨트 프레스일 수 있다. 상기 방법은 층 스택을 압출 툴을 이용하여 압축시켜(예를 들어 스택의 상부 및 하부로부터 가압하여), 층 스택의 층들을 라미네이트화하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 층 스택의 압축은 예컨대 층 스택(예를 들어 냉각 및 고체화에 의해 경화될 수 있음) 내의 열가소성 수지를 용융시키거나 또는 층 스택 내의 열경화성 수지를 경화하기 위해 층 스택을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 압축은 층들 사이에 실질적으로 공기 방울 또는 갭이 발생하지 않도록 하고 층들이 긴밀하게 접촉하도록 하는 적절한 압력을 포함할 수 있다. 압축은 임의의 적합한 시간, 예컨대 약 0.1초 내지 약 10시간, 약 1초 내지 약 5시간, 또는 약 5초 내지 약 1분, 또는 약 0.1초 이하, 또는 약 0.5초, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 45초, 1분, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 45분, 1시간, 2, 3, 4, 또는 약 5시간 이상 동안 발생할 수 있다.
본 방법은 압출 툴을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 가열은 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 유도 가열, 카트리지 가열, 전도성 필름 가열에 의해, 가열된 물질을 압축 툴 내의 도관을 통해 통과시킴으로써(예를 들어 열기 가열, 열수 가열, 증기 가열, 압축 열수 가열, 오일 가열) 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 가열은 압축 툴 및 층 스택을 접촉시키기 전에 수행될 수 있어서, 압축 툴은 상기 압축 툴과 층 스택의 접촉 시간에 예열 온도까지 예열된다. 가열은 층 스택의 압축 이전에, 층 스택의 압축 동안에, 층 스택의 압축 이후에 또는 이들의 조합 시에 수행될 수 있다. 가열은 임의의 적합한 온도까지 수행될 수 있어서, 이러한 방법은 본원에 기재된 바와 같이, 예컨대 층 스택 내의 하나 이상의 수지의 용융점에서 또는 그보다 높은 온도에서, 층 스택 내의 하나 이상의 유리 전이 온도에서 또는 그보다 높은 온도에서, 층 스택 내의 하나 이상의 수지의 열 변형 온도에서 또는 그보다 높은 온도에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 수행될 수 있다.
압축 툴의 삽입 시, 층 스택은 임의의 적합한 온도를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 층 스택은 실온에 가까운 온도를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 층 스택은 압출 툴 내로의 삽입 시, 예컨대 층 스택 내의 하나 이상의 수지의 용융점에서 또는 그보다 낮은 온도에서, 층 스택 내의 하나 이상의 유리 전이 온도에서 또는 그보다 낮은 온도에서, 층 스택 내의 하나 이상의 수지의 열 변형 온도에서 또는 그보다 낮은 온도에서, 또는 이들의 임의의 조합의 온도까지 예열될 수 있다.
본 방법은 제1 층 및 제2 층의 수지들을 경화시켜, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 열가소성 수지의 경우, 경화는 열가소성 수지를 고체화점까지 냉각시킬 수 있는 단계를 포함할 수 있으며, 고체화는 압축 동안 또는 압축 후에 발생할 수 있다. 열경화성 수지의 경우, 경화는 열경화성 수지를 가열하거나 또는 그렇지 않다면 조사하여 가교 또는 다른 화학 반응을 유도하여 고체화되고 경화된 열경화성 수지를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 열경화성 수지와 열가소성 수지를 둘 다 포함하는 층 스택의 경우, 경화는 이 단락에서 기재된 경화 메커니즘들을 둘 다 포함할 수 있다.
이러한 방법은 압축 동안 또는 이후에, 및 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 압축 툴로부터 제거하기 전에 압축 툴을 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다. 냉각은 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 냉각 유체를 압축 툴 내의 도관을 통해 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 냉각은 임의의 적합한 온도, 예컨대 층 스택 내의 열가소성 수지의 고체화 온도보다 낮은 온도, 또는 임의의 다른 적합한 온도까지 수행될 수 있다.
압축 동안 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 결과적인 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물에 평탄도(smoothness)를 부여하기 위해 최소 정도의 평탄도를 가질 수 있으며, 이는 개선된 광학 특성(예를 들어 높은 투과율, 더 낮은 헤이즈)을 초래할 수 있다. 압축 동안 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 임의의 적합한 정도의 조도(예를 들어 압축 동안 층 스택과 접촉하는 표면은 명시된 최대 표면 조도보다 더 높은 표면 조도가 없음), 예컨대 USA SPI 표준에서 B3과 동일하거나 또는 그보다 평탄한 조도, USA SPI 표준에서 A3과 동일하거나 또는 그보다 평탄한 조도, 약 B2, B1, A3, A2보다 덜 평탄하거나 동일하게 평탄하거나 더 평탄한 조도, 또는 약 A1 이상의 조도를 가질 수 있다. 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 약 2 미크론 이하, 약 1 nm 내지 약 50 미크론, 약 1 nm 내지 약 10 미크론, 약 0.1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 10 nm, 약 50 미크론보다 크거나 동등하거나 또는 더 작은 조도, 40, 30, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 미크론, 100 nm, 90 nm, 80, 70, 60, 50, 40, 35, 30, 25, 20, 18, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 nm, 또는 약 0.1 nm 이하의 표면 조도를 가질 수 있다. 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 약 26 이하, 예컨대 약 25보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 표면 조도, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 0.1, 0.01, 또는 약 0.001 이하의 표면 조도 VDI 3400을 가질 수 있다.
도 1은 프레스(100), 및 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하기 위한 이의 사용 방법을 예시하고 있다. 층 스택은 제2 수지 층(150 및 170), 및 이들 사이에 개재된 제1 수지 층(160)을 포함할 수 있다. 층(150, 160 및 170)은 열가소성 수지를 포함한다. 모노압출된 층(160)은 그 안에 유리 섬유 충전제를 포함한다. 프레스(100)는 상기 프레스(100)의 각각의 절반(120) 내에서 가열 유체를 도관(130)을 통해 통과시킴으로써 층 스택(150, 160 및 170) 내의 열가소성 수지의 Tg보다 높은 온도까지 예열될 수 있다. 층 스택(150, 160 및 170)과 접촉하는 프레스(100)의 표면(140)은 제조된 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 외부에 평탄도를 부여할 정도로 평탄할 수 있다. 예열된 프레스(100)는 층 스택(150, 160 및 170)을 압축시킬 수 있다. 압축 동안, 프레스(100)는 상기 프레스(100)의 각각의 절반(120) 내에서 냉각 유체를 도관(130)을 통해 통과시킴으로써 실온에 가까운 온도까지 냉각될 수 있다. 압축 및 냉각은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물(도시되지 않음)을 제조한다.
도 2a 내지 2b는 다양한 실시형태들에 따른 프레스의 일 실시형태를 예시하고 있다. 도 2a 내지 2b는 비압축된 상태의 프레스(200) 및 압축된 상태의 프레스(201) 및 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하기 위한 이들의 사용 방법의 일 실시형태를 예시한다. 층 스택은 제2 수지 층(210) 및 제1 수지 층(211)을 포함할 수 있다. 층들(210 및 211)은 열가소성 수지를 포함한다. 모노압출된 층(211)은 그 안에 유리 충전제를 포함한다. 프레스(200)는 상기 프레스(200)의 각각의 절반 내에서 가열 유체를 도관(209)을 통해 통과시킴으로써 층 스택(210 및 211) 내의 열가소성 수지의 Tg보다 높은 온도까지 예열될 수 있다. 층 스택(210 및 211)과 접촉하는 프레스(200)의 표면(212)은 제조된 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 외부에 평탄도를 부여할 정도로 평탄할 수 있다. 층 스택(210 및 211)과 접촉하는 프레스(200)의 표면(212)은 층 스택 및 결과적인 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물에 부여되는 모양 및 표면 특징부(리브)를 포함한다. 예열된 프레스(200)는 도 2b에 도시된 바와 같이 층 스택(210 및 211)을 압축시킬 수 있다. 압축 동안, 프레스(201)는 상기 프레스(201)의 각각의 절반 내에서 냉각 유체를 도관(209)을 통해 통과시킴으로써 실온에 가까운 온도까지 냉각될 수 있다. 압축 및 냉각은 도 2b에 도시된 층 스택(210 및 211)의 모양을 갖는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물(도시되지 않음)을 제조한다.
층 스택은 임의의 적합한 배열의 층들을 포함할 수 있다. 층 스택은 제1 수지 층 및 제2 수지 층을 교대 또는 반복 배열로 포함할 수 있다. 예를 들어, 층 스택은 제1 수지 층인 층(a1)을 포함할 수 있다. 층 스택은 제2 수지 층인 층(b1)를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 층(a1)은 층(b)과 완전히 접촉해 있다. 일부 실시형태에서, 층(a1) 및 층(b1)은 층 스택의 유일한 층들이거나, 또는 임의의 다른 적합한 하나 이상의 층이 포함될 수 있다. 층(b1)은 층(a1)과 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 일부 실시형태에서, 층(b1)은 제1 수지 층일 수 있다. 2개의 층들이 서로 완전히 접촉해 있는 경우, 하나의 층의 하나의 주요 면의 실질적으로 모든 부분들은 나머지 층의 하나의 주요 면의 실질적으로 모든 부분들과 접촉하고 있다.
일부 실시형태에서, 층 스택(예를 들어 층(a1) 및 층(b1))은, 층(a1)과 동일하거나 또는 서로 다른 또 다른 제1 수지 층인 층(a2)를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서, 층(a2)은 층(b1)과 완전히 접촉해 있어서, 층(a1) 및 층(a2)는 (b1)을 개재하고 있다. 일부 실시형태에서, 층(a1), 층(a2) 및 층(b1)은 층 스택의 유일한 층들이거나, 또는 임의의 다른 적합한 하나 이상의 층이 포함될 수 있다. 일부 실시형태에서, 다수의 (a1) 또는 (a2) 층들이 층 스택 내에 포함된다.
일부 실시형태에서, 층 스택(예를 들어 층(a1) 및 층(b1))은 층(b2)과 동일하거나 또는 서로 다른 또 다른 제2 수지 층인 층(b2)를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서, 층(b2)은 층(a1)과 완전히 접촉해 있어서, 층(b1) 및 층(b2)는 (a1)을 개재하고 있다. 일부 실시형태에서, 층(a1), 층(b1) 및 층(b2)은 층 스택의 유일한 층들이거나, 또는 임의의 다른 적합한 하나 이상의 층이 포함될 수 있다. 일부 실시형태에서, 다수의 (b1) 또는 (b2) 층들이 층 스택 내에 포함될 수 있다.
도 3a 내지 3e는 다양한 실시형태들에 따른 다양한 다층 구조물들을 예시하고 있다. 층 스택(310)은 제2 수지 층(311) 및 제1 수지 층(312)을 포함하며, 여기서 층들(311 및 312)은 서로 완전히 접촉해 있다. 층 스택(320)은 제2 수지 층(321), 제1 수지 층(322) 및 제2 수지 층(323)을 포함하며, 여기서, 층(321)은 층(322)과 완전히 접촉해 있고, 층(322)은 층(323)과 완전히 접촉해 있다. 층 스택(330)은 제1 수지 층(331), 제2 수지 층(332) 및 제1 수지 층(333)을 포함하며, 여기서, 층(331)은 층(332)과 완전히 접촉해 있고, 층(332)은 층(333)과 완전히 접촉해 있다. 층 스택(340)은 제1 수지 층(341), 제1 수지 층(342), 제2 수지 층(343), 제1 수지 층(344) 및 제1 수지 층(345)을 포함하며, 여기서, 층(341)은 층(342)과 완전히 접촉해 있으며, 층(342)은 층(343)과 완전히 접촉해 있으며, 층(343)은 층(344)과 완전히 접촉해 있고, 층(344)은 층(345)과 완전히 접촉해 있다. 층 스택(350)은 제2 수지 층(351), 제1 수지 층(352), 제2 수지 층(353), 제1 수지 층(354)을 포함하며, 여기서, 층(351)은 층(352)과 완전히 접촉해 있으며, 층(352)은 층(353)과 완전히 접촉해 있고, 층(353)은 층(354)과 완전히 접촉해 있다.
유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물
다양한 실시형태에서, 본 발명은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공한다. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 본원에 기재된 방법의 일 실시형태를 사용하여 제조될 수 있는 임의의 적합한 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물일 수 있다. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 라미네이트된 층 스택을 포함할 수 있다. 라미네이트된 층 스택은 모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층의 경화된 생성물을 포함할 수 있다. 라미네이트된 층 스택은 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층의 경화된 생성물을 포함할 수 있다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함할 수 있다. 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 제1 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제들은 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가질 수 있다.
제1 수지 층 내의 충전제는 임의의 적합한 충전제, 예컨대 유리 섬유일 수 있다. 제1 수지 층 내의 수지는 예컨대 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)를 포함하는 임의의 적합한 수지일 수 있다. 유리 섬유 및 제1 수지 층 내의 수지의 굴절률은 독립적으로, 약 1.500 내지 약 1.600일 수 있다.
제1 수지 층은 제2 수지 층과 접촉해 있을 수 있다. 층 스택은 1개 초과의 제1 수지 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 층의 경화된 생성물은 제1 층의 경화된 생성물과 동일할 수 있다.
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 본원에 기재된 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법의 실시형태들과 일치하는 임의의 적합한 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 임의의 적합한 투과율(다르게 지시되지 않는 한 본원에서 총 투과율을 가리키며, 투과된 광의 총 양은 콜리메이트(collimated) 투과율 및 산란된 투과율 둘 다를 포함함), 예컨대 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 60% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 90%, 또는 약 60% 이하, 약 62%보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 투과율, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94%, 또는 약 95% 이상의 투과율을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 250 미크론 두께에서 380-780 nm에서 약 60% 내지 약 100%, 또는 약 80% 내지 약 99.5%, 또는 약 60% 이하, 약 62%보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.5, 또는 약 99.9% 이상의 투과율을 가질 수 있다.
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 임의의 적합한 헤이즈, 예컨대 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 0.2% 내지 약 20%, 약 1% 내지 약 10%, 또는 약 0.2% 이하, 약 0.3%보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 헤이즈, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19%, 또는 약 20% 이상의 헤이즈를 가질 수 있다. 다층 구조물은 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 0.2% 내지 약 20%, 또는 약 1% 내지 약 5%, 약 0.3%보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 헤이즈, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19%, 또는 약 20% 이상의 헤이즈를 가질 수 있다.
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 임의의 적합한 경도(hardness), 예컨대 약 2B 내지 약 9H, 또는 약 F 내지 약 3H, 또는 약 2B, 약 B보다 덜 단단하거나 동등하게 단단하거나 또는 더 무른 경도, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 또는 약 9H 또는 그보다 더 단단한 경도를 가질 수 있다.
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 표면은 임의의 적합한 정도의 조도(예를 들어 표면에는 명시된 최대 표면 조도보다 높은 표면 조도가 없음), 예컨대 USA SPI 표준에서 B3과 동등하거나 더 평탄한 조도, USA SPI 표준에서 A3과 동등하거나 더 평탄한 조도, 약 B2보다 덜 평탄하거나 동등하게 평탄하거나 또는 더 연마된(polished) 조도, B1, A3, A2, 또는 약 A1 이상의 조도를 가질 수 있다. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 약 2 미크론 이하, 약 1 nm 내지 약 50 미크론, 약 1 nm 내지 약 10 미크론, 약 0.1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 10 nm, 또는 약 50 미크론보다 더 크거나 동등하거나 또는 더 작은 표면 조도, 40, 30, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 미크론, 100 nm, 90 nm, 80, 70, 60, 50, 40, 35, 30, 25, 20, 18, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 nm, 또는 약 0.1 nm 이하의 표면 조도를 가질 수 있다. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 약 26 이하의 표면 조도 VDI 3400, 예컨대 약 25보다 작거나 동등하거나 또는 더 큰 표면 조도 VDI 3400, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 0.1, 0.01, 또는 약 0.001 이하의 표면 조도 VDI 3400을 가질 수 있다. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 장식 또는 다른 효과를 위한 임의의 종류의 텍스처를 가질 수 있다.
실시예
본 발명의 다양한 실시형태들은 예시에 의해 제공된 하기 실시예를 참조로 보다 양호하게 이해될 수 있다. 본 발명은 본원에 주어진 실시예로 제한되지 않는다.
사용된 압출된 유리 섬유-충전된 필름은 1.586의 굴절률을 갖는 비스페놀-A 기반 폴리카르보네이트와 1.510의 굴절률을 갖는 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)의 압출된 65:35 중량 혼합물이었으며, 이는 1.567의 굴절률을 갖는, 길이가 약 3 mm이고 직경이 약 13 미크론인 Nippon Electric Glass Co., Ltd.(NEG) 유래의 분쇄된(chopped) 유리 섬유를 20 중량%로 포함하였다. 압출된 유리 섬유 충전된 필름은 125 미크론 또는 250 미크론의 두께를 가졌으며, 약 1.55 내지 1.57의 굴절률을 가졌다.
사용된 압착된 유리 섬유-무함유 필름은 2 mm의 두께를 가진 SABIC XylexTM X7509HP이었으며, 이는 약 1.55 내지 약 1.57의 굴절률을 가졌으며, 툴을 70℃까지 예열하고, 필름을 툴 내에 놓고, 툴을 160℃까지 가열한 다음, 툴을 160℃에서 5초 동안 가압한 다음, 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시킴으로써 제조되었다.
본원에 사용된 프레스는 USA SPI(플라스틱 산업 사회) 표준 하에 A3 평탄도의 수준에서 층 스택을 접촉하고 압착시킨 연마된 표면을 가졌다. 본원에 사용된 프레스를 지정된 온도까지 예열한 다음, 비경화된 층 스택과 접촉시켰다.
측정된 투과율은 총 투과율이었다. 투과율 및 헤이즈를, 380 nm 내지 780 nm에서 할로겐 D65 (CIE 표준) 광원을 사용하여 발광체 CIE-C와 함께 BYK-Gardner사의 Haze Gard에 의해 측정하였다.
굴곡 탄성율 및 증가율을, MTS Systems Corporation사의 Universal Test 기계를 이용하는 3-점 굴곡 시험을 사용하여, 10 mm/s의 속도 및 30 mm 폭, 2 mm 두께의 표본, 및 50 mm의 스팬(span)을 사용하여 측정하였다.
Dynatup 충격 시험을, Instron®사의 Dynatup® 기계를 사용하여 30 cm 높이 및 4.78 kg 터브 로딩(tub loading)을 이용하여 수행하였다.
펜슬 경도를 ASTM D3363을 사용하여 1 kg 로드(load)를 사용하여 측정하였다. 경도 시험은, 펜슬 경도 시험 절차에 의한 5회의 반복된 측정들을 포함하였으며, 이때, 펜슬 경도는 어떠한 측정도 외양에 스크래치 또는 다른 방해를 초래하지 않는 경우 시험에 사용된 펜슬의 경도이다. 예를 들어, 3H 펜슬이 5회의 시험 절차에 사용되고 어떠한 외양 방해도 발생하지 않는 경우, 물질의 펜슬 경도는 3H 이상이다. 펜슬 경도는 9B(가장 무름), 8B, 7B, 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H(가장 단단함)의 규모로 측정된다.
실시예 1. 계면 품질(Interface quality)
2개의 압출된 120 미크론-두께의 유리 섬유-충전된 필름들을 압착된 유리 섬유-무함유 필름의 상부 및 하부 상에, 각각의 압출된 필름의 압출 방향이 평행이 되도록 놓았다. 프레스를 160℃까지 예열하였다. 스택을 160℃에서 5초 동안 프레스를 사용하여 상부 면 및 하부 면으로부터 압착시키고, 후속해서 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시켰다. 도 4는 제조된 라미네이트된 구조물의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 예시한 것이다. 제조된 라미네이트된 구조물의 층들 사이에 계면이 보이지 않았다.
3개의 압출된 120 미크론-두께의 유리 섬유-충전된 필름들을 각각의 압출된 필름의 압출 방향이 평행이 되도록 함께 놓았다. 프레스를 160℃까지 예열하였다. 스택을 160℃에서 5초 동안 프레스를 사용하여 상부 면 및 하부 면으로부터 압착시키고, 후속해서 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시켰다. 도 5는 제조된 라미네이트된 구조물의 SEM 이미지를 예시한 것이다. 제조된 라미네이트된 구조물의 층들 사이에 계면이 보이지 않았다.
층들 사이에서 가시적인 계면의 결여는 층들 사이의 강한 접착, 및 보이드(void) 문제가 없음을 가리켰다.
실시예 2A. 광학 품질 및 굴곡 탄성율
압착된 유리 섬유-무함유 필름 상의 상부 상에, 압출된 120 미크론-두께의 유리 섬유-충전된 필름의 0, 1, 2 또는 3 층을 각각의 압출된 필름의 압출 방향이 평행이 되도록 함께 놓았다. 프레스를 160℃까지 예열하였다. 스택을 160℃에서 5초 동안 프레스를 사용하여 상부 면 및 하부 면으로부터 압착시키고, 후속해서 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시켰다. 결과적인 구조물의 투과율 및 헤이즈를 측정하였으며, 표 1에 제공한다.
유리 섬유 충전된 필름의 층 번호 투과율 [%] 헤이즈 [%]
0 87.70 0.50
1 86.65 1.59
2 85.85 3.46
3 85.00 6.61
구조물의 굴곡 탄성율 및 증가율을 측정하였으며, 표 2에 제공한다.
분쇄된 유리-섬유 20% 충전된 필름의 층 번호 굴곡 탄성율 [GPa] 증가율 [%]
0 1.20 100
1 2.90 242
2 4.10 342
3 4.70 392
실시예 2B. 광학 품질, 굴곡 탄성율 및 충격 강도압착된 유리 섬유-무함유 필름 상의 상부 상에, 압출된 120 미크론- 또는 250 미크론 두께의 유리 섬유-충전된 필름의 0 또는 1 층을 놓았다. 프레스를 160℃까지 예열하였다. 스택을 160℃에서 5초 동안 프레스를 사용하여 상부 면 및 하부 면으로부터 압착시키고, 후속해서 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시켰다. 결과적인 라미네이트된 구조물의 투과율 및 헤이즈를 측정하였으며, 표 3에 제공한다.
유리 섬유 충전된 필름의 층 두께 [미크론] 투과율 [%] 헤이즈 [%]
0 87.70 0.50
120 86.65 1.59
250 86.00 3.61
구조물의 굴곡 탄성율 및 증가율을 측정하였으며, 표 4에 제공한다.
분쇄된 유리-섬유 20% 충전된 필름의 두께 [마이크로미터] 굴곡 탄성율 [GPa] 증가율 [%]
0 1.20 100
120 2.90 242
250 3.66 305
구조물의 충격 에너지 및 체류율을, 비교 시료로서 측정된 시료 2B로부터 제조된 2 mm-두께의 사출 성형된 필름과 함께 Dynatup 충격 시험을 사용하여 측정하였으며, 표 5에 제공하고, 이는 1.586의 굴절률을 갖는 비스페놀-A 기반 폴리카르보네이트와 1.510의 굴절률을 갖는 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)의 65:35 중량 혼합물이었으며, 이는 1.567의 굴절률을 갖는, 길이가 약 3 mm이고 직경이 약 13 미크론인 Nippon Electric Glass Co., Ltd.(NEG) 유래의 분쇄된 유리 섬유를 20 중량%로 포함하였다. 압출된 유리 섬유 충전된 필름은 125 미크론 또는 250 미크론의 두께를 가졌으며, 약 1.55 내지 1.57의 굴절률을 가졌다.
기판 분쇄된 유리-섬유 20% 충전된 필름의 두께 [마이크로미터] 충격 에너지 [J] 체류율 [%]
XylexTM X7509HP 0 67.69 100
XylexTM X7509HP 120 43.36 64
XylexTM X7509HP 250 49.39 73
사출 성형된 시료 2B 22.12 33
도 6은 120 미크론 XylexTM X7509HP 층을 포함하는 시료의 Dynatup 충격 시험에 관찰된 연성 파괴 모드의 사진을 예시하고 있다.도 7은 사출 성형된 시료 2B의 Dynatup 충격 시험에서 관찰된 취성 파괴 모드의 사진을 예시하고 있다.
실시예 3. 표면 경도
압착된 유리 섬유-무함유 필름 상의 상부 상에, 압출된 120 미크론-두께의 유리 섬유-충전된 필름의 0 또는 1 층을 놓았다. 프레스를 160℃까지 예열하였다. 스택을 160℃에서 5초 동안 프레스를 사용하여 상부 면 및 하부 면으로부터 압착시키고, 후속해서 40℃ 물을 프레스 내의 냉각 채널 내로 주입함으로써 냉각시켰다. 15 중량% 분쇄된 유리 섬유를 포함하는 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 블렌드인 시료 3으로부터 제조된 2 mm-두께의 사출 성형된 필름을 비교 시료로서 사용하였다. 결과적인 라미네이트된 구조물의 펜슬 경도를 측정하였으며, 표 6에 제공한다.
표본 펜슬 경도
XylexTM X7509HP 2B
XylexTM X7509HP + 분쇄된 GF 20% H
시료 3, 사출 성형됨 2H
이용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용되고 제한하려는 것이 아니며, 도시되고 기재된 특징 또는 이의 일부의 임의의 등가물을 배제하지 않는 이러한 용어 및 표혐의 사용에 의도가 없지만, 다양한 변형들이 본 발명의 실시형태의 범위 내에서 가능하다는 것이 인지된다. 따라서, 본 발명이 구체적인 실시형태 및 선택적인 특징에 의해 구체적으로 개시되었다고 하더라도, 본원에 개시된 개념의 변형 및 변화가 당업자에 의해 가능할 수 있고, 이러한 변형 및 변화는 본 발명의 실시형태의 범위 내에 있는 것으로 간주되는 것을 이해해야 한다.부가적인 실시형태
하기 예시적인 실시형태들이 제공되며, 이들의 넘버링은 중요도의 수준을 지정하는 것으로 간주되어서는 안 된다:
실시형태 1은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은:
모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층, 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계로서, 상기 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함하며 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가지고, 상기 제2 수지 층은 수지를 포함하는 단계;
상기 층 스택 및 압축 툴(compression tool)을 접촉시키는 단계; 및
층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계
를 포함한다.
실시형태 2는 실시형태 1의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층은 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가진다.
실시형태 3은 실시형태 1 또는 2의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층은 약 10 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가진다.
실시형태 4는 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 제1 수지 층의 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%이다.
실시형태 5는 실시형태 1 내지 4 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 상기 제1 수지 층의 약 5 중량% 내지 약 40 중량%이다.
실시형태 6은 실시형태 1 내지 5 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 탄소 섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 유리 섬유 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시형태 7은 실시형태 1 내지 6 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 유리 섬유를 포함한다.
실시형태 8은 실시형태 1 내지 7 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 유리를 포함하고, 상기 충전제는 약 1.450 내지 약 1.800의 굴절률을 가진다.
실시형태 9는 실시형태 8의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 약 1.500 내지 약 1.600의 굴절률을 가진다.
실시형태 10은 실시형태 1 내지 9 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 상기 제1 수지 층의 50 중량% 내지 약 99.999 중량%이다.
실시형태 11은 실시형태 1 내지 10 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 상기 제1 수지 층의 60 중량% 내지 약 95 중량%이다.
실시형태 12는 실시형태 1 내지 11 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 열가소성 수지이다.
실시형태 13은 실시형태 1 내지 12 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 중합체, 아크릴 중합체, 셀룰로이드 중합체, 셀룰로스 아세테이트 중합체, 사이클로올레핀 공중합체(COC), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 중합체, 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 중합체, 플루오로플라스틱, 이오노머(ionomer), 아크릴/PVC 합금, 액정 중합체(LCP), 폴리아세탈 중합체(POM 또는 아세탈), 폴리아크릴레이트 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 중합체(PMMA), 폴리아크릴로니트릴 중합체(PAN 또는 아크릴로니트릴), 폴리아미드 중합체(PA, 예컨대 나일론), 폴리아미드-이미드 중합체(PAI), 폴리아릴에테르케톤 중합체(PAEK), 폴리부타디엔 중합체(PBD), 폴리부틸렌 중합체(PB), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체(PBT), 폴리카프로락톤 중합체(PCL), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 중합체(PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌 중합체(PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체(PET), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PCT), 폴리(사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트-코-에틸렌 글리콜)(PCTG), TritanTM 코폴리에스테르, 폴리카르보네이트 중합체(PC), 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)(PCCD), 폴리하이드록시알카노에이트 중합체(PHA), 폴리케톤 중합체(PK), 폴리에스테르 중합체, 폴리에틸렌 중합체(PE), 폴리에테르에테르케톤 중합체(PEEK), 폴리에테르케톤케톤 중합체(PEKK), 폴리에테르케톤 중합체(PEK), 폴리에테르이미드 중합체(PEI), 폴리에테르설폰 중합체(PES), 폴리에틸렌클로리네이트 중합체(PEC), 폴리이미드 중합체(PI), 폴리락트산 중합체(PLA), 폴리메틸펜텐 중합체(PMP), 폴리페닐렌 옥사이드 중합체(PPO), 폴리페닐렌 설파이드 중합체(PPS), 폴리프탈아미드 중합체(PPA), 폴리프로필렌 중합체, 폴리스티렌 중합체(PS), 폴리설폰 중합체(PSU), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PTT), 폴리우레탄 중합체(PU), 폴리비닐 아세테이트 중합체(PVA), 폴리비닐 클로라이드 중합체(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드 중합체(PVDC), 폴리아미드이미드 중합체(PAI), 폴리아릴레이트 중합체, 폴리옥시메틸렌 중합체(POM), 스티렌-아크릴로니트릴 중합체(SAN) 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시형태 14는 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)를 포함한다.
실시형태 15는 실시형태 1 내지 14 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 방향족 폴리카르보네이트 : 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)의 중량비를 약 70:30 내지 약 60:40으로 가진다.
실시형태 16은 실시형태 1 내지 15 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 비스페놀 A-기반 폴리카르보네이트 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)를 포함한다.
실시형태 17은 실시형태 1 내지 16 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 약 1.450 내지 약 1.800의 굴절률을 가진다.
실시형태 18는 실시형태 1 내지 17 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 약 1.500 내지 약 1.600의 굴절률을 가진다.
실시형태 19은 실시형태 1 내지 18 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지 및 제1 수지 층 내의 충전제는 약 0.080 이내의 굴절률을 가진다.
실시형태 20은 실시형태 1 내지 19 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지 및 제1 수지 층 내의 충전제는 약 0.030 이내의 굴절률을 가진다.
실시형태 21은 실시형태 1 내지 20 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 상기 제1 수지 층의 압출 방향으로 배향된다.
실시형태 22는 실시형태 1 내지 21 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 상기 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
실시형태 23은 실시형태 1 내지 22 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 약 90 중량% 내지 약100 중량%의 충전제는 상기 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
실시형태 24는 실시형태 1 내지 23 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 층은 상기 제1 수지 층과 동일하다.
실시형태 25는 실시형태 1 내지 24 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 층은 상기 제1 수지 층과 서로 다르다.
실시형태 26은 실시형태 1 내지 25 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 층은 압출된 층이다.
실시형태 27은 실시형태 1 내지 26 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 층은 사출 성형된 층이다.
실시형태 28은 실시형태 1 내지 27 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택 내에서 제1 층은 상기 제2 층에 인접해 있다.
실시형태 29는 실시형태 1 내지 28 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택 내에서 제1 층은 하나 이상의 다른 층에 의해 상기 제2 층으로부터 분리되어 있다.
실시형태 30은 실시형태 1 내지 29 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택은 1개 초과의 제1 수지 층을 포함한다.
실시형태 31은 실시형태 1 내지 30 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택은 1개 초과의 제2 수지 층을 포함한다.
실시형태 32는 실시형태 1 내지 31 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층에는 충전제가 없다.
실시형태 33은 실시형태 1 내지 32 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층은 약 1 미크론 내지 약 100 mm의 두께를 가진다.
실시형태 34는 실시형태 1 내지 33 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층은 약 10 미크론 내지 약 10 mm의 두께를 가진다.
실시형태 35는 실시형태 1 내지 34 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층 내의 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 중합체, 아크릴 중합체, 셀룰로이드 중합체, 셀룰로스 아세테이트 중합체, 사이클로올레핀 공중합체(COC), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 중합체, 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 중합체, 플루오로플라스틱, 이오노머, 아크릴/PVC 합금, 액정 중합체(LCP), 폴리아세탈 중합체(POM 또는 아세탈), 폴리아크릴레이트 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 중합체(PMMA), 폴리아크릴로니트릴 중합체(PAN 또는 아크릴로니트릴), 폴리아미드 중합체(PA, 예컨대 나일론), 폴리아미드-이미드 중합체(PAI), 폴리아릴에테르케톤 중합체(PAEK), 폴리부타디엔 중합체(PBD), 폴리부틸렌 중합체(PB), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체(PBT), 폴리카프로락톤 중합체(PCL), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 중합체(PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌 중합체(PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체(PET), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PCT), 폴리(사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트-코-에틸렌 글리콜) (PCTG), TritanTM 코폴리에스테르, 폴리카르보네이트 중합체(PC), 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)(PCCD), 폴리하이드록시알카노에이트 중합체(PHA), 폴리케톤 중합체(PK), 폴리에스테르 중합체, 폴리에틸렌 중합체(PE), 폴리에테르에테르케톤 중합체(PEEK), 폴리에테르케톤케톤 중합체(PEKK), 폴리에테르케톤 중합체(PEK), 폴리에테르이미드 중합체(PEI), 폴리에테르설폰 중합체(PES), 폴리에틸렌클로리네이트 중합체(PEC), 폴리이미드 중합체(PI), 폴리락트산 중합체(PLA), 폴리메틸펜텐 중합체(PMP), 폴리페닐렌 옥사이드 중합체(PPO), 폴리페닐렌 설파이드 중합체(PPS), 폴리프탈아미드 중합체(PPA), 폴리프로필렌 중합체, 폴리스티렌 중합체(PS), 폴리설폰 중합체(PSU), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 중합체(PTT), 폴리우레탄 중합체(PU), 폴리비닐 아세테이트 중합체(PVA), 폴리비닐 클로라이드 중합체(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드 중합체(PVDC), 폴리아미드이미드 중합체(PAI), 폴리아릴레이트 중합체, 폴리옥시메틸렌 중합체(POM), 스티렌-아크릴로니트릴 중합체(SAN) 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시형태 36은 실시형태 1 내지 35 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층 내의 수지는 1.450 내지 약 1.800의 굴절률을 가진다.
실시형태 37은 실시형태 1 내지 36 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제2 수지 층 내의 수지는 1.500 내지 약 1.600의 굴절률을 가진다.
실시형태 38은 실시형태 1 내지 37 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 60% 내지 약 95%의 투과율을 가진다.
실시형태 39는 실시형태 1 내지 38 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 80% 내지 약 90%의 투과율을 가진다.
실시형태 40은 실시형태 1 내지 39 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 0.2% 내지 약 20%의 헤이즈를 가진다.
실시형태 41은 실시형태 1 내지 40 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 2.25 mm 두께에서 380-780 nm에서 약 1% 내지 약 10%의 헤이즈를 가진다.
실시형태 42는 실시형태 1 내지 41 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 약 2B 내지 약 9H의 경도를 가진다.
실시형태 43은 실시형태 1 내지 42 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물은 약 F 내지 약 3H의 경도를 가진다.
실시형태 44는 실시형태 1 내지 43 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택의 압축 전에, 층 스택의 압축 동안, 층 스택의 압축 후에 또는 이들의 조합 시에, 층 스택을 가열하는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 45는 실시형태 1 내지 44 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택의 압축 동안, 층 스택의 압축 후에 또는 이들의 조합 시에, 층 스택을 냉각시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 46은 실시형태 1 내지 45 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 압축 툴은 프레스 또는 롤러를 포함한다.
실시형태 47은 실시형태 1 내지 46 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택의 압축 전에 압축 툴을 예열하는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 48은 실시형태 47의 방법을 제공하며, 여기서 상기 예열은 층 스택 내의 각각의 층 내의 수지의 용융점 또는 유리 전이 온도와 동일하거나 또는 이보다 더 높은 온도까지 예열하는 단계를 포함한다.
실시형태 49는 실시형태 1 내지 48 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 층 및 제2 층 내의 수지들을 경화하여, 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 50은 실시형태 49의 방법을 제공하며, 여기서 상기 경화는 압축 동안 발생한다.
실시형태 51은 실시형태 1 내지 50 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 압축 동안 또는 이후에, 및 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 압축 툴로부터 제거하기 이전에 상기 압축 툴을 냉각시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 52는 실시형태 1 내지 51 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 제1 수지 층을 압출하는 단계를 추가로 포함한다.
실시형태 53은 실시형태 1 내지 52 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 USA SPI 표준에서 B3과 동등하거나 또는 이보다 더 평탄한(smoother) 조도를 가진다.
실시형태 54는 실시형태 1 내지 53 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분은 USA SPI 표준에서 A3과 동등하거나 또는 이보다 더 평탄한 조도를 가진다.
실시형태 55는 실시형태 1 내지 54 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택은
제1 수지 층인 층(a1); 및
제2 수지 층인 층(b1)
을 포함하며, 여기서 상기 층(a1)은 상기 층 (b)에 완전히 접촉해 있다.
실시형태 56은 실시형태 55의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택은 상기 층(a1)과 동일하거나 또는 서로 다른 또 다른 제1 수지 층인 층(a2)를 추가로 포함하고, 상기 층(a2)는 상기 층(b1)에 완전히 접촉해 있다.
실시형태 57은 실시형태 55 또는 56의 방법을 제공하며, 여기서 층 스택은 상기 층(b2)와 동일하거나 또는 서로 다른 또 다른 제2 수지 층인 층(b2)를 추가로 포함하고, 상기 층(b2)는 상기 층(a1)에 완전히 접촉해 있다.
실시형태 58은 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은:
2개 이상의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계로서, 모노압출된 층은 각각 독립적으로 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가지며, 상기 모노압출된 층은 독립적으로 열가소성 수지 및 유리 섬유를 포함하고, 각각의 층 내의 열가소성 수지의 굴절률 및 유리 섬유의 굴절률은 서로 약 0.100 내에 존재하는, 단계;
상기 층 스택, 및 각각의 모노압출된 층 내의 열가소성 수지의 유리 전이 온도보다 높은 온도까지 예열된 압축 툴을 접촉시키는 단계; 및
상기 층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고, 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계
를 포함한다.
실시형태 59는 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은:
모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계로서, 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함하고 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 갖는, 단계;
압축 툴을 예열하는 단계;
상기 층 스택 및 상기 압축 툴을 접촉시키는 단계로서, 상기 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분이 USA SPI 표준에서 B3과 동등하거나 또는 더 평탄한 조도를 갖는, 단계;
층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계;
상기 압축 툴을 냉각시키는 단계; 및
충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 상기 압축 툴로부터 제거하는 단계
를 포함한다.
실시형태 60은 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 상기 구조물은:
모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층의 경화된 생성물 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층의 경화된 생성물을 포함하는 라미네이트된 층 스택을 포함하고, 상기 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함하고 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가지며, 여기서 제1 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 상기 제1 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
실시형태 61은 실시형태 60의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 충전제는 유리 섬유이다.
실시형태 62는 실시형태 60 또는 61의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 여기서 제1 수지 층 내의 수지는 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)를 포함한다.
실시형태 63은 실시형태 60 내지 62 중 어느 하나의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 여기서 유리 섬유 및 제1 수지 층 내의 수지의 경화된 생성물은 독립적으로 약 1.500 내지 약 1.600인 굴절률을 가진다.
실시형태 64는 실시형태 60 내지 63 중 어느 하나의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 여기서 제2 층의 경화된 생성물은 제1 층의 경화된 생성물과 동일하고, 제2 층의 경화된 생성물은 제1 층의 경화된 생성물과 접촉해 있다.
실시형태 65는 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제공하며, 상기 구조물은:
2개 이상의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층의 경화된 생성물을 포함하는 라미네이트된 층 스택을 포함하고, 모노압출된 층은 각각 독립적으로 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가지며, 상기 모노압출된 층은 독립적으로 열가소성 수지 및 유리 섬유를 포함하고, 여기서 각각의 층 내의 열가소성 수지의 굴절률 및 유리 섬유의 굴절률은 독립적으로 약 1.500 내지 약 1.600이고, 각각의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 각각의 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 가진다.
실시형태 66은 나열된 모든 요소들 또는 옵션들이 용도에 이용 가능하거나 또는 선택되도록 선택적으로 배열된 실시형태 1 내지 65 중 어느 하나 또는 임의의 조합의 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물 또는 방법을 제공한다.

Claims (15)

  1. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법으로서,
    모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층, 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계로서, 상기 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함하며 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 가지고, 상기 제2 수지 층은 수지를 포함하는 단계;
    상기 층 스택 및 압축 툴(compression tool)을 접촉시키는 단계; 및
    층 스택을 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지 층이 약 1 미크론 내지 약 1 mm 미만의 두께를 갖는, 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 수지 층 내의 충전제가 상기 제1 수지 층의 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%인, 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 수지 층 내의 충전제가 탄소 섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 유리 섬유 또는 이들의 조합을 포함하는, 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 수지 층 내의 수지가 상기 제1 수지 층의 약 50 중량% 내지 약 99.999 중량%인, 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 수지 층 내의 수지 및 상기 제1 수지 층 내의 충전제가 약 0.080 내의 굴절률을 갖는, 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 층이 상기 제1 수지 층과 동일한, 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 수지 층이 약 1 미크론 내지 약 100 mm의 두께를 갖는, 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물이 2.25 mm 두께에서 380 nm 내지 780 nm에서 약 60% 내지 약 95%의 투과율을 갖는, 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물이 2.25 mm 두께에서 380 nm 내지 780 nm에서 약 0.2% 내지 약 20%의 헤이즈(haze)를 갖는, 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 툴이 프레스 또는 롤러를 포함하는, 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 스택과 접촉하는 상기 압축 툴의 부분이 USA SPI 표준에서 B3과 동등하거나 또는 더 평탄한 조도(roughness)를 갖는, 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 스택이
    제1 수지 층인 층(a1); 및
    제2 수지 층인 층(b1)
    을 포함하며, 상기 층(a1)이 층(b)과 완전히 접촉해 있는, 제조 방법.
  14. 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물의 제조 방법으로서,
    모노압출된 충전제-보강된 수지 층인 제1 수지 층 및 상기 제1 수지 층과 동일하거나 또는 서로 다른 하나 이상의 제2 수지 층을 포함하는 층 스택을 제조하는 단계로서, 상기 모노압출된 충전제-보강된 수지 층은 충전제 및 수지를 포함하고 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 갖는, 단계;
    압축 툴을 예열하는 단계;
    상기 층 스택 및 상기 압축 툴을 접촉시키는 단계로서, 상기 층 스택과 접촉하는 압축 툴의 부분이 USA SPI 표준에서 B3과 동등하거나 또는 더 평탄한 조도를 갖는, 단계;
    상기 층 스택을 상기 압축 툴을 이용하여 압축시켜, 층 스택의 층들을 라미네이트하고 충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 제조하는 단계;
    상기 압축 툴을 냉각시키는 단계; 및
    충전제-보강된 고체 수지 다층 구조물을 상기 압축 툴로부터 제거하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
  15. 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물로서,
    상기 구조물은 2개 이상의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층의 경화된 생성물을 포함하는 라미네이트된 층 스택을 포함하고,
    모노압출된 층은 각각 독립적으로 약 1 미크론 내지 약 500 미크론의 두께를 가지며,
    상기 모노압출된 층은 독립적으로 열가소성 수지 및 유리 섬유를 포함하며,
    각각의 층 내의 열가소성 수지의 굴절률 및 유리 섬유의 굴절률은 독립적으로 약 1.500 내지 약 1.600이고,
    각각의 모노압출된 유리 섬유-보강된 열가소성 수지 층 내의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%의 충전제는 각각의 수지 층의 압출 방향의 약 45° 내에서 배향된 최장 치수를 갖는, 유리 섬유-보강된 고체 수지 다층 구조물.
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