KR102401304B1 - 광학 성능이 강화된 중간층 - Google Patents

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로라 리 스팽글러
제프리 비 허버트
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Abstract

테이퍼진 중간층 및 이를 사용하는 앞유리가 제공된다. 단일 운전자 높이에서의 고스트 이미지를 감소시키기 위해 최적화되는 종래의 앞유리와 달리, 본 발명의 앞유리는 매우 키 크거나 매우 키 작은 운전자를 포함하는 다중 높이의 운전자에 대해 감소된 고스트 현상을 나타낼 수 있으며, 또한 평균-높이 운전자에게 바람직한 이미지 선명함을 제공할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 앞유리는 HUD 투사 시스템을 채용하는 자동차, 항공기, 선박 및 레크리에이션 차량을 포함하는 다양한 용도에 사용될 수 있다.

Description

광학 성능이 강화된 중간층
(관련 출원에 대한 상호-참조)
본 출원은 그 내용 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 2016년 4월 4일자 미국 가특허출원 제62/318,128호의 이익을 청구한다.
본 개시는 폴리머 중간층 및 폴리머 중간층으로 제조된 앞유리와 같은 다층 패널에 관련된다.
"안전 유리"라는 용어는 일반적으로 하나 이상의 폴리머 시트 또는 두 장의 유리 시트 사이에 배치된 중간층을 구비하는 투명 라미네이트를 지칭한다. 안전 유리는 건축 및 자동차 분야에서 투명 장벽으로서 종종 사용되며, 그 주요 기능 중 하나는 물체가 유리를 통해서 침투하는 것을 허용하지 않으면서 충돌에 기인하는 에너지를 흡수하는 것이다. 충돌의 힘이 유리를 파괴하기에 충분하면, 유리는 폴리머 중간층에 접합된 상태로 유지되며, 따라서 손상 및 상해를 초래할 수 있는 날카로운 유리 파편의 분산을 방지한다. 안전 유리는 또한 자외선(UV) 및/또는 적외선(IR) 방사선의 통과 감소와 같은 다른 이점을 제공할 수 있으며, 또한 색상, 질감 등의 추가를 통해서 창 개구의 미적 외관을 향상시킬 수 있다. 또한, 바람직한 음향 특성을 가진 안전 유리도 생성되었으며, 이는 보다 조용한 내부 공간을 초래한다.
적층된 안전 유리는 헤드-업 디스플레이(HUD) 시스템을 구비한 차량에 사용되어 왔다. HUD 시스템은 계기판 또는 기타 중요한 정보의 이미지를 차량 운전자의 눈 높이에서 앞유리 상의 한 위치에 투사한다. 이러한 디스플레이는 운전자가 대시보드 정보에 시각적으로 액세스하는 한편으로 다가오는 이동 경로에 집중할 수 있게 해준다. 균일한 두께를 갖는 편평한 앞유리 상에 투사될 때, 투사된 이미지가 유리 패널 각각의 내부 및 외부 표면에서 반사될 때의 투사된 이미지의 위치 차이로 인해 간섭하는 반사된 이중 또는 "고스트(ghost)" 이미지가 생성된다.
이들 고스트 이미지를 최소화하기 위해 사용되는 한 가지 방법은 유리와 폴리머 중간층 사이의 앞유리 표면 중 하나에 유전체 코팅과 같은 코팅을 도포하는 것이었다. 코팅은 일차 이미지에 매우 가까운 위치에서 제 3 고스트 이미지를 생성하는 한편으로 이차 이미지의 밝기를 크게 감소시킴으로써 이차 이미지가 배경에 섞이는 것처럼 보이게 하도록 설계되었다. 불행히도, 때때로, 이러한 코팅의 효과는 제한되며, 코팅 자체는 유리 기판에 대한 폴리머 중간층의 접착을 방해할 수 있다. 이로 인해 광학적 왜곡뿐만 아니라 다른 성능 문제가 발생할 수 있다.
앞유리에서 고스트 이미지를 감소시키는 다른 방법은 내부 및 외부 유리 패널을 상호 비스듬히 배향시키는 것이었다. 이것은 반사된 이미지의 위치를 단일 지점과 정렬시켜, 단일 이미지를 생성한다. 통상적으로, 이것은 두께가 불균일한 구역을 하나 이상 구비하는 쐐기형 또는 "테이퍼진" 중간층을 사용하여 외측 패널을 내측 패널에 대해 변위시킴으로써 이루어진다. HUD 구역에 걸쳐서 다수의 쐐기 각도를 구비하는 일부 중간층이 최근에 개발되었지만, 대부분의 종래의 테이퍼진 중간층은 전체 HUD 구역에 걸쳐서 일정 쐐기 각도를 구비한다.
종래의 테이퍼진 중간층의 문제점은 고스트의 출현을 최소화하는데 필요한 쐐기 각도가 앞유리 설치의 특성, 투사 시스템 설계 및 셋업, 사용자의 위치를 포함하는 다양한 요인에 좌우된다는 것이다. 많은 종래의 테이퍼진 중간층은 특정 차량에 고유한 단일 세트의 조건을 위해 설계 및 최적화된다. 또한, 최적화 조건 세트는 대개 운전자 높이, 앞유리로부터 운전자의 거리, 및 운전자가 투사된 이미지를 보는 각도를 포함하는 추정 운전자 위치를 포함한다. 앞유리가 최적화된 높이의 운전자는 반사된 이중 이미지를 거의 또는 전혀 경험할 수 없지만, 그 높이보다 키 크고 키 작은 운전자는 상당한 고스트 이미징을 경험할 수 있다.
따라서, HUD 투사 시스템과 함께 사용하기에 적합하고 모든 높이의 운전자에 대해서 이중 이미지 분리가 감소되는 그러한 중간층을 이용하는 폴리머 중간층 및 앞유리가 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 한 쌍의 글레이징 패널 및 각각의 글레이징 패널 사이에 그와 접촉하여 배치되는 폴리머 중간층을 포함하는 앞유리에 관련된다. 폴리머 중간층은 HUD 구역을 형성하고, HUD 구역은 하나 이상의 가변 각도 영역을 구비하는 테이퍼진 수직 두께 프로파일을 갖는다. 앞유리는 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분(arc-min) 미만의 상부 아이박스(eyebox) 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여준다.
본 발명의 다른 실시예는 중간층, 또는 상기 중간층을 포함하는 앞유리 제조 방법에 관련되며, 상기 방법은 (a) 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일을 얻는 것; (b) 중간층을 형성하여 형성된 중간층을 제공하는 것으로서, 상기 형성된 중간층은 HUD 구역을 가지며, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 50 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 중간층을 포함하는 앞유리 제조 방법에 관련되며, 상기 방법은 (a) 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일을 얻는 것: (b) 중간층을 형성하여 형성된 중간층을 제공하는 것으로서, 상기 형성된 중간층은 HUD 구역을 가지며, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 50 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것; (c) 상기 형성된 중간층을 한 쌍의 글레이징 패널 사이에 적층하여 상기 앞유리를 형성하는 것으로서, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주는 것을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 후술한다.
도 1은 헤드-업 디스플레이(HUD) 시스템을 구비하는 차량의 부분 측면도이다.
도 2a는 HUD 구역을 갖는 중간층을 구비하는 앞유리의 분해도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 앞유리의 A-A' 라인을 따라서 취한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 중간층의 다양한 특징부에는 참조의 용이함을 위해 표시되어 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 몇 개의 테이퍼진 중간층에 대한 HUD 구역에서의 위치 함수로서의 쐐기 각도의 그래프이다.
도 5는 중간층의 전체 폭에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 전체 테이퍼진 영역은 일정 쐐기 각도와 직선형 두께 프로파일을 갖는다.
도 6은 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역 및 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 평탄한 에지 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 영역은 일정 각도 영역 및 가변 각도 영역을 구비한다.
도 7은 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역 및 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 두 개의 평탄한 에지 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 영역은 일정 각도 영역 및 두 개의 가변 각도 영역을 구비한다.
도 8은 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역 및 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 두 개의 평탄한 에지 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 영역은 곡선형 두께 프로파일을 갖는 가변 각도 영역으로 완전히 형성된다.
도 9는 중간층의 전체 폭에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 영역은 두 개의 가변 각도 영역에 의해 상호 이격되는 세 개의 일정 각도 영역을 구비한다.
도 10은 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 테이퍼진 영역 및 중간층의 폭의 일부에 걸쳐서 연장되는 두 개의 평탄한 에지 영역을 갖는 테이퍼진 중간층의 단면도이며, 여기에서 테이퍼진 영역은 세 개의 일정 각도 영역과 네 개의 가변 각도 영역을 구비한다.
도 11a는 차량 앞유리에 사용하도록 구성된 테이퍼진 중간층의 평면도이며, 여기에서 중간층의 두께 프로파일은 도 6에 도시된 중간층의 두께 프로파일과 유사하다.
도 11b는 도 11a의 중간층의 단면도로서, 중간층의 두께 프로파일을 도시하는 도면이다.
도 12a는 키 작은(short), 공칭(nominal) 및 키 큰(tall) 아이박스 위치로부터 일정 각도 영역을 갖는 HUD 구역을 구비하는 테이퍼진 중간층을 이용한 앞유리의 반사된 이중 이미지 분리를 도시하는 도면이다.
도 12b는 키 큰, 공칭(또는 통상) 및 키 작은 아이박스 위치로부터 가변 각도 영역을 갖는 HUD 구역을 구비하는 테이퍼진 중간층을 이용한 앞유리의 반사된 이중 이미지 분리를 도시하는 도면이다.
도 13a는 특정 앞유리에 대한 다양한 아이박스 위치에서 반사된 이중 이미지 분리를 결정하기 위한 실험 셋업의 일부를 도시하는 개략도이다.
도 13b는 특정 앞유리에 대한 다양한 아이박스 위치에서 반사된 이중 이미지 분리를 결정하기 위한 실험 셋업의 다른 부분을 도시하는 개략도이다.
도 14는 일차 및 이차 이미지에 대한 다수의 픽셀을 강도 함수로서 플로팅함으로써 캡처된 투사 이미지를 분석함으로써 형성된 프로파일의 예이다.
도 15는 예에서 여러 개의 앞유리를 형성하기 위해 사용되는 중간층에 대한 타겟 쐐기 각도 프로파일 및 측정된 쐐기 각도 프로파일의 그래프이다.
도 16은 차후 분석을 위해 이미지가 발췌된 영역을 강조하는, 예에서 형성된 앞유리의 캡처된 이미지의 예이다.
도 17은 예에서 형성된 앞유리 중 하나의 캡처된 이미지의 발췌 부분이다.
도 18은 예에서 형성된 앞유리 중 다른 것의 캡처된 이미지의 발췌 부분이다.
도 19는 예에서 형성된 앞유리 중 또 다른 것의 캡처된 이미지의 발췌 부분이다.
도 20은 예에서 형성된 앞유리 중 또 다른 것의 캡처된 이미지의 발췌 부분이다.
본 발명은 일반적으로 헤드-업 디스플레이(HUD) 시스템을 갖는 차량에 사용될 수 있는, 폴리머 중간층뿐만 아니라 이러한 중간층을 사용하는 적층된 앞유리에 관련된다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 설명된 중간층 및 앞유리는 모든 높이의 운전자에 대한 반사된 이중 이미지 분리를 최소화하거나 심지어 방지하도록 구성될 수 있다. 종래의 앞유리는 단일 운전자 높이에서의 반사된 이중 이미지 분리를 제거하기 위해 최적화된 중간층을 사용하지만, 키가 더 크거나 작은 운전자에게 보이는 이중 또는 고스트 이미지를 해결하지 못한다. 이하에서 더 상세히 설명되듯이, 본 발명의 실시예에 따른 앞유리는 가장 키 작고 가장 키 큰 아이박스 위치에서 반사된 이중 이미지를 최소화할 뿐 아니라 공칭 높이 운전자에 대한 이중 또는 고스트 이미지를 방지한다.
먼저 도 1을 참조하면, HUD 시스템(112)을 채용하는 차량(110)의 개략 부분도가 도시되어 있다. HUD 시스템(112)은 차량 대시보드(116) 아래에 장착되는 투사 조립체(114)를 구비하며, 투사 조립체(114)는 차량 앞유리(120) 상에 이미지를 투사하도록 구성된다. 이미지가 투사 조립체(114)로부터 앞유리(120) 상에 투사됨에 따라, 반사된 이미지는 차량(110)의 전방 근처에 단일의 가상 이미지(122)를 생성하기 위해 앞유리(120)에 의해 시준된다. 가상 이미지는 운전자(126)의 시야(124)와 교차하도록 투사될 수 있으며, 따라서 운전자(126)가 투사된 이미지(122)를 보면서 차량(110)을 조작할 수 있게 한다.
HUD 시스템(112)은 차량 앞유리에 이미지를 투사할 수 있는 임의의 적합한 형태의 시스템일 수 있다. 일반적으로, 적합한 HUD 시스템은 차량 외부에 가상 이미지(122)를 생성하기 위해 중계 광학장치 시스템 및 앞유리의 반사 시스템을 이용한다. HUD 시스템(112)은 도 1에서 113a 및 113b로 도시되어 있는 복수의 거울 사이에서 이미지를 전송하고, 궁극적으로 이미지를 앞유리(120)로 이동시키도록 구성된 투사 유닛(111)을 구비할 수 있다. 일반적으로, 거울 중 하나 이상은 앞유리(120) 상에 투사하기 위한 이미지를 확대시키기 위해 도 1에 거울(113b)로 도시되어 있듯이 오목하다. HUD 시스템(112)은 여러가지 상이한 방식들 중 한 가지 방식으로 구성될 수 있으며, 구체적으로 판매자가 지정한 설치 조건에 따라서 특정 차량 용으로 설계될 수 있다.
앞유리(120)는 HUD 시스템(112)의 일체형 광학 구성요소이며, 이미지를 운전자의 시야(124) 내로 반사시키기 위한 최종 광학 조합기로서 작용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 구성된 앞유리(220)가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 앞유리(220)는 한 쌍의 글레이징 패널(222a, b) 및 각각의 패널(222a, b) 사이에 그와 접촉하여 배치되는 폴리머 중간층(224)을 포함할 수 있다. 명료함을 위해 도 2a에서는 분해도로 도시되어 있지만, 중간층(224)은 앞유리(220)를 형성하기 위해 조립될 때 패널(222a, b) 각각의 내표면의 상당 부분 또는 전체와 접촉할 수 있음을 알아야 한다.
글레이징 패널(222a, 222b)은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있으며, 임의의 특정 용도에 요구되는 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 글레이징 패널(222a, b) 중 하나 이상은 유리와 같은 강성 재료로 형성될 수 있으며, 각각의 패널(222a, b)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서 패널(222a, b) 중 하나 이상은 유리 패널일 수 있는 반면에, 다른 실시예에서 패널(222a, b) 중 하나 이상은 예를 들어 폴리카보네이트, 아크릴 및 그 조합체와 같은 강성 폴리머를 포함하는 다른 재료로 형성될 수 있다. 통상적으로, 패널(222a, b)의 어느 것도, 곧 상세히 설명되듯이, 중간층(224)을 형성하는데 사용하기에 보다 적합한 열가소성 폴리머 재료를 포함하는 보다 연질의 폴리머 재료로 형성되지 않는다.
일부 실시예에서, 패널(222a, b) 중 하나 이상은 유리 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알루미나-실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 석영 또는 용융 실리카 유리, 및 소다 석회 유리로 구성되는 그룹에서 선택되는 유리를 포함하는 임의의 적합한 형태의 유리가 사용될 수 있다. 사용될 때, 유리 패널 또는 패널들은 어닐링, 열처리, 화학적-템퍼링, 에칭, 코팅 또는 이온 교환 강화될 수 있거나, 하나의 패널 또는 양자의 패널이 이들 처리 중 하나 이상을 받을 수 있다. 유리 자체는 압연 유리, 플로트 유리 또는 판 유리일 수 있다. 일부 실시예에서 유리는 화학적으로 처리되거나 이온 교환에 의해 강화되지 않을 수 있으며, 다른 실시예에서 유리는 알루미나-실리케이트 유리가 아닐 수도 있다. 패널(222a, b) 모두가 유리 패널을 포함할 때, 각각을 형성하기 위해 사용되는 유리의 형태는 동일하거나 상이할 수 있다.
패널(222a, b)은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 외측 패널(222b) 및/또는 내측 패널(222a)의 공칭 두께는 약 0.4 이상, 약 0.5 이상, 약 0.6 이상, 약 0.7 이상, 약 0.8 이상, 약 0.9 이상, 약 1.0 이상, 약 1.1 이상, 약 1.2 이상, 약 1.3 이상, 약 1.4 이상, 약 1.5 이상, 약 1.6 이상, 약 1.7 이상, 약 1.8 이상, 약 1.9 이상, 약 2.0 이상, 약 2.1 이상, 약 2.2 밀리미터(mm) 이상이거나 및/또는 약 2.9 mm 미만, 약 2.8 미만, 약 2.7 미만, 약 2.6 미만, 약 2.5 미만, 약 2.4 미만, 약 2.3 미만, 약 2.2 미만, 약 2.1 미만, 약 2.0 미만, 약 1.9 미만, 약 1.8 미만, 약 1.7 미만, 약 1.6 미만, 약 1.5 미만, 약 1.4 미만, 약 1.3 미만, 약 1.2 미만, 약 1.1 미만 또는 약 1.0 mm 미만일 수 있다.
특정 실시예에서는, 두 개의 패널(222a, b)이 "대칭" 구성으로 통칭되는 동일한 공칭 두께를 가질 수 있거나, 패널(222a, b)중 하나가 나머지 패널(222b, a)과 다른 두께를 가질 수 있다. 이것은 "비대칭" 구성으로 지칭된다. 특정 실시예에서, 앞유리(220)가 비대칭 구성을 갖는 경우에, 차량의 외부를 향하도록 구성될 수 있는 외측 패널(222b)은 앞유리(220)가 차량에 설치될 때 차량의 내부를 향하도록 구성될 수 있는 내측 패널(222a)보다 큰 두께를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 앞유리(220)는 내측 패널(222a)이 외측 패널(222b)보다 큰 두께를 갖는 비대칭 구성을 가질 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각은, 232a, 234a, 236a로 각각 도시된 상부 설치 에지(installed edge) 및 232b, 234b, 236b로 각각 도시된 하부 설치 에지를 구비한다. 각각의 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 상부 및 하부 설치 에지(232a, b, 234a, b, 236a, b)의 각각은 앞유리(120)가 차량에 설치되는 경우와 유사한 방식으로 배향될 때 대체로 수직한 방향으로 상호 이격될 수 있다.
"상부" 및 "하부"와 같은 용어는 상대적이지만, 이러한 용어는 본 명세서에 사용될 때 "설치된" 또는 "설치"라는 수식어를 갖고 수정되며, 이는 구성요소 또는 물품을 구비하는 앞유리가 차량에 설치되는 경우와 같이 배향될 때 그 구성요소 또는 물품의 상대 위치를 지칭한다. 따라서, "상부 설치 에지" 및 "하부 설치 에지"는 앞유리(220)가 차량에 설치되는 경우와 같이 배향될 때 앞유리의 상부 및 하부 에지를 각각 지칭한다. 일부 실시예에서, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 상부 설치 에지(232a, 234a, 236a)의 하나 이상은 그 대응하는 하부 설치 에지(232b, 234b, 236b)에 평행한 것의 약 5°이내, 약 3°이내 또는 약 1°이내일 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각은 운전자측 설치 에지(238a, 240a, 242a)를 각각 구비하고 승객측 설치 에지(238b, 240b, 242b)를 각각 구비한다. 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각의 운전자측 설치 에지는 앞유리(220)가 차량에 설치되는 경우와 같이 배향될 때 대응하는 승객측 설치 에지(238b, 240b, 242b)로부터 대체로 수평 방향으로 이격될 수 있다. 본 명세서에서는 "운전자측" 및 "승객측"으로 지칭되지만, 운전자 및 승객의 실제 위치는 앞유리를 사용하는 차량이 활동하는 국가에 따라서 역전될 수도 있음을 알아야 한다. 이들 용어는 본 명세서에서 기준점으로 사용되며, 불필요하게 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다.
또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 운전자측 설치 에지(238a, 240a, 242a) 및 승객측 설치 에지(238b, 240b, 242b)의 각각은 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 코너에서 각각의 상부 설치 에지(232a, 234a, 236a) 및 하부 설치 에지(232b, 234b, 236b)와 각각 교차한다. 운전자측 설치 에지(238a, 240a, 242a)의 하나 이상 및/또는 승객측 설치 에지(238b, 240b, 242b)의 하나 이상 중 하나는 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 상부 설치 에지(232a, 234a, 236a) 및/또는 하부 설치 에지(232b, 234b, 236b)에 대해 비스듬히 배향될 수 있다. 그 결과, 상부 설치 에지(232a, 234a 또는 236a)의 하나 이상은 그 대응 하부 설치 에지(232b, 234b 또는 236b)보다 짧을 수 있다. 또한, 도 2a에는 도시되지 않았지만, 앞유리는 하나 이상의 구역에서 만곡될 수도 있으며, 일부 경우에는 수평 및 수직의 양 방향으로 변화하는 복합 곡률을 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 상부 설치 에지(232a, 234a, 236a) 중 하나 이상의 길이는 운전자측 설치 에지(238a, 240a 또는 242a)와 상부 설치 에지(232a, 234a 또는 236a)의 일 단부의 교차부로부터 승객측 에지(238b, 240b 또는 242b)와 상부 설치 에지(232a, 234a 또는 236a)의 다른 단부의 교차부까지 측정될 때 약 500 이상, 약 650 이상, 약 750 이상, 약 850 이상, 약 950 이상, 약 1000 mm 이상이거나 및/또는 약 2500 이하, 약 2000 이하, 약 1500 이하, 약 1250 mm 이하일 수 있다.
특정 실시예에서, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 하부 설치 에지(232b, 234b, 236b) 중 하나 이상의 길이는 운전자측 설치 에지(238a, 240a 또는 242a)와 하부 설치 에지(232b, 234b 또는 236b)의 일 단부의 교차부로부터 승객측 에지(238b, 240b 또는 242b)와 하부 설치 에지(232b, 234b 또는 236b)의 다른 단부의 교차부까지 측정될 때 약 750 이상, 약 900 이상, 약 1000 이상, 약 1250 이상, 또는 1400 mm 이상이거나 및/또는 약 2500 이하, 약 2250 이하, 약 2000 이하, 약 1850 mm 이하일 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 앞유리(220)는 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 하부 설치 에지(232b, 234b, 236b)로부터 아래쪽으로 연장되는 곡선형 하부 구역을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 하부 설치 에지(232b, 234b 또는 236b)로부터 곡선형 하부 구역의 가장 먼 지점에서의 곡률 반경은 100 이상, 약 150 이상, 약 175 이상 또는 약 200 mm 이상이거나 및/또는 약 325 이하, 약 300 이하, 약 275 이하, 약 250 이하, 또는 약 225 mm 이하일 수 있다. 그러나, 정확한 치수는 앞유리(220)의 최종 용도에 좌우될 수 있으며, 상기 범위를 벗어나서 변경될 수 있다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 중간층(224)은 불균일한 두께의 구역을 하나 이상 구비하는 HUD 구역(244)을 가질 수 있다. 특히 도 2b에 도시된 바와 같이, 외측 패널(222b)과 내측 패널(222a) 사이에 적층될 때, 중간층(224)의 HUD 구역(244)은 외측 패널(222b)이 내측 패널(222a)로부터 약간 비스듬하게 배향되게 할 수 있다. 정확한 배향 각도는 중간층(224)의 특정 쐐기 프로파일에 좌우되며, 그 일부 실시예는 곧 상세히 논의될 것이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 중간층(224)의 HUD 구역(244)은 상부 설치 HUD 경계(246a)와 하부 설치 HUD 경계(246b)에 의해 한정될 수 있다. 앞서 논의되었듯이, 상부 및 하부 설치 HUD 경계(246a, b)는 앞유리(220)가 차량에 설치되는 경우와 유사한 방식으로 배향될 때 대체로 수직한 방향으로 상호 이격될 수 있다. 상부 및 하부 설치 HUD 경계(246a, b)는 중간층(224)의 각각의 상부 및 하부 설치 에지(234a, b)에 대해 실질적으로 평행할 수도 있다. 본 명세서에 사용될 때 "실질적으로 평행하다"는 용어는 평행한 것의 약 5°이내를 의미한다. 일부 실시예에서, 상부 및 하부 설치 HUD 경계(246a, b)는 중간층(224)의 각각의 상부 및 하부 설치 에지(234a, b)에 평행한 것의 약 3°이내, 약 2°이내 또는 약 1°이내일 수도 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 하부 HUD 설치 경계(246b)는 앞유리(220)가 차량에 설치되는 경우와 유사한 방식으로 배향될 때 앞유리(220)의 높이를 따라서 중간층(224)의 하부 설치 에지(234b)로부터 이격될 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, "높이"라는 용어는 앞유리가 차량에 설치되는 경우와 같이 배향될 때 앞유리(220)의 두 번째로 큰 치수를 지칭한다. 앞유리(220)의 높이는 예를 들어 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각의 상부 설치 에지와 하부 설치 에지(232a, b, 234a, b, 236a, b) 사이에서 한정될 수 있다. 마찬가지로, "폭"은 앞유리의 최대 치수이며, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각의 운전자측 설치 에지와 승객측 설치 에지(238a, b, 240a, b, 242a, b) 사이에서 한정될 수 있다. 또한, 앞유리(220)의 "두께"는 최소 치수이며, 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b) 각각이 앞유리(220)를 형성하도록 함께 적층될 때 내측 패널(222a), 중간층(224) 및 외측 패널(222b)의 조합된 두께일 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 하부 HUD 설치 경계(246a)는 중간층(224)의 상부 설치 에지(234a)와 하부 설치 에지(234b) 사이에 위치될 수 있고 이들 설치 에지에 대해 대체로 평행할 수 있다. 예를 들어, 하부 HUD 설치 경계(246a)는 중간층(224)의 하부 설치 에지(234b)로부터 약 150 이상, 약 200 이상, 약 225 이상, 약 250 이상, 약 275 이상, 약 300 이상 또는 약 350 mm 이상 및/또는 약 550 이하, 약 500 이하, 약 450 이하, 또는 약 425 mm 이하의 거리 만큼 이격될 수 있다. 중간층(224)의 상부 HUD 설치 경계(246a) 및 상부 설치 에지(234a)는 중간층(224)의 높이를 따라서 약 125 이상, 약 150 이상, 약 175 이상, 약 200 이상, 약 225 이상, 약 250 이상, 약 275 이상, 또는 약 300 mm 이상 및/또는 약 750 mm 이하, 약 650 mm 이하, 약 500 mm 이하, 약 450mm 이하 만큼 상호 이격될 수 있다.
중간층의 높이에 평행한 방향으로 상부 및 하부 HUD 설치 경계(246a, 246b) 사이에서 측정되는 HUD 구역(244)의 전체 높이는 약 20 이상, 약 25 이상, 약 50 이상, 약 75 이상, 약 100 mm 이상이거나 및/또는 약 350 이하, 약 300 이하, 약 250 이하, 약 225 이하, 약 200 이하, 약 175 이하 또는 약 150 mm 이하일 수 있다. HUD 영역(244)의 전체 높이는 중간층(224)의 폭을 따라 일정할 수 있거나 또는 높이는 HUD 영역의 하나 이상의 다른 구역에 비해서 HUD 영역의 하나 이상의 구역에서 상이할 수 있다. 일부 실시예에서는, 중간층(224)의 상부 설치 에지(234a)와 하부 설치 에지(234b) 사이에서 각각의 설치 에지에 수직하게 그려지는 라인의 전체 길이의 약 15 이상, 약 20 이상, 약 25 이상, 약 30 이상, 약 35 이상 및/또는 약 55 이하, 약 50 이하, 약 45 이하 또는 약 40 퍼센트 이하가 중간층(224)의 HUD 구역(244) 내에 들어올 수 있다.
HUD 구역(244)은 중간층(224)의 전체 폭의 일부 또는 전부를 가로질러 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 및/또는 하부 HUD 설치 경계는 중간층(224)의 운전자측 설치 에지(240a)와 승객측 설치 에지(240b) 사이의 전체 거리의 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 약 55 이상, 약 60 이상, 약 65 이상, 약 70 이상, 약 75 이상, 약 85 이상 또는 약 90 % 이상 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, HUD 구역(244)은 중간층(224)의 전체를 가로질러 연장될 수 있으며, 따라서 상부 HUD 설치 경계(246a) 및 하부 HUD 설치 경계(246b) 각각은 도 2a에 도시하듯이 중간층(224)의 운전자측 설치 에지(240a) 및 승객측 설치 에지(240b)와 교차한다.
이제 도 3 내지 도 11b를 참조하면, 본 발명에 따른 적어도 부분적으로 테이퍼진 두께 프로파일 및 쐐기 각도 프로파일을 갖는 중간층의 몇 가지 실시예가 제공된다. 도 3은 두께가 변화하는 테이퍼진 영역을 구비하는 예시적인 테이퍼진 중간층의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 영역은 테이퍼진 영역의 제 1 경계에서 측정되는 최소 두께(Tmin) 및 테이퍼진 영역의 제 2 경계에서 측정되는 최대 두께(Tmax)를 갖는다. 특정 실시예에서, Tmin은 약 0.25 이상, 약 0.40 이상, 또는 약 0.60 mm 이상이거나 및/또는 1.2 이하, 약 1.1 이하 또는 약 1.0 mm 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, Tmax는 약 0.38 이상, 약 0.53 이상, 또는 약 0.76 mm 이상이거나 및/또는 2.2 이하, 약 2.1 이하 또는 약 2.0 mm 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, Tmax와 Tmin 사이의 차이는 약 0.13 이상, 약 0.15 이상, 약 0.20 이상, 약 0.25 이상, 약 0.30 이상, 약 0.35 이상, 약 0.40 mm 이상이거나 및/또는 1.2 이하, 약 0.90 이하, 약 0.85 이하, 약 0.80 이하, 약 0.75 이하, 약 0.70 이하, 약 0.65 이하 또는 약 0.60 mm 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, 테이퍼진 영역의 제 1 경계와 제 2 경계 사이의 거리(즉 "테이퍼진 영역 폭")는 약 5 이상, 약 10 이상, 약 15 이상, 약 20 이상 또는 약 30 센티미터(cm) 이상이거나 및/또는 약 200 이하, 약 150 이하, 약 125 이하, 약 100 이하 또는 약 75 센티미터 이하일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 중간층은 대향하는 제 1 및 제 2 외부 말단 에지를 구비한다. 특정 실시예에서, 제 1 및 제 2 외부 말단 에지 사이의 거리(즉, "중간층 폭")는 약 20 이상, 약 40 이상, 또는 약 60 cm 이상이거나 및/또는 약 400 이하, 약 200 이하, 또는 약 100cm 이하일 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 테이퍼진 영역의 제 1 및 제 2 경계는 중간층의 제 1 및 제 2 외부 말단 에지로부터 내측으로 이격된다. 이러한 실시예에서, 중간층의 일부분만 테이퍼진다. 테이퍼진 영역이 중간층의 일부만 형성할 때, 중간층 폭 대 테이퍼진 영역 폭의 비율은 약 0.05:1 이상, 약 0.10:1 이상, 약 0.20:1 이상, 약 0.30:1 이상, 약 0.40:1 이상, 약 0.50:1 이상, 약 0.60:1 이상, 또는 약 0.70:1 이하이거나 및/또는 약 1:1 이하, 약 0.95:1 이하, 약 0.90:1 이하, 약 0.80:1 이하 또는 약 0.70:1 이하일 수 있다. 후술하는 대체 실시예에서, 전체 중간층은 테이퍼진다. 전체 중간층이 테이퍼질 때, 테이퍼진 영역 폭은 층간 폭과 동일할 수 있으며 테이퍼진 영역의 제 1 및 제 2 경계는 제 1 및 제 2 말단 에지에 각각 위치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 중간층의 테이퍼진 영역은 제 1 및 제 2 테이퍼진 영역 경계가 중간층의 제 1 표면(상면)과 교차하는 중간층의 두 지점을 통해서 연장되는 제 1 기준선과 제 1 및 제 2 테이퍼진 영역 경계가 중간층의 제 2 표면(하면)과 교차하는 두 지점을 통해서 연장되는 제 2 기준선 사이에 형성되는 각도로서 정의되는 쐐기 각도(θ)를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 테이퍼진 영역은 약 0.10 이상, 약 0.13 이상, 약 0.15 이상, 약 0.20 이상, 약 0.25 이상, 약 0.30 이상, 약 0.35 이상, 또는 약 0.40 밀리라디안(mrad) 이상 및/또는 약 1.2 이하, 약 1.0 이하, 약 0.90 이하, 약 0.85 이하, 약 0.80 이하, 약 0.75 이하, 약 0.70 이하, 약 0.65 이하, 또는 약 0.60 mrad 이하의 하나 이상의 쐐기 각도를 가질 수 있다.
테이퍼진 영역의 제 1 및 제 2 표면이 각각 편평할 때, 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 제 1 표면(상면)과 제 2 표면(하면) 사이의 각도로서 정의될 수 있다. 그러나, 이하에서 더 상세히 설명하듯이, 특정 실시예에서, 테이퍼진 영역은 곡선형 두께 프로파일 및 연속적으로 변화하는 쐐기 각도를 갖는 하나 이상의 가변 각도 영역을 구비할 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, 테이퍼진 영역은 두 개 이상의 일정 각도 영역을 구비할 수 있으며, 여기에서 일정 각도 영역은 각각 직선형 두께 프로파일을 갖지만, 일정 각도 영역 중 두 개 이상은 상이한 쐐기 각도를 갖는다.
이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 특정 실시예에서 사용하기에 적합할 수 있는 다양한 테이퍼진 중간층에 대한 일부 예시적인 쐐기 각도 프로파일이 도시되어 있다. 쐐기 각도 프로파일은 중간층의 쐐기 각도를 HUD 구역 내의 위치 함수로서 그래픽으로 도시한 것이다. 테이퍼진 중간층의 쐐기 각도 프로파일은 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 증가, 감소되거나 및/또는 일정하게 유지될 수 있다. 특정 실시예에서, 쐐기 각도 프로파일은 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 증가할 수 있다. 이 형태의 쐐기 각도 프로파일의 예가 도 3에서 선 206 및 208로 도시되어 있다. 쐐기 각도 프로파일의 적어도 일부가 증가할 때, 적어도 일부가 (선 206으로 도시하듯이) 일정하게 유지될 수도 있거나 또는 프로파일의 일부가 (선 208로 도시하듯이) 감소할 수도 있다. (도시되지 않은) 일부 실시예에서, 쐐기 각도 프로파일은 HUD 구역 전체에 걸쳐서 증가할 수도 있다.
특정 실시예에서, 쐐기 각도 프로파일은 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 감소할 수 있다. 이 형태의 쐐기 각도 프로파일의 예가 도 4에서 선 202 및 204로 도시되어 있다. 중간층의 쐐기 각도 프로파일의 적어도 일부가 감소할 때, 쐐기 각도 프로파일은 HUD 구역의 일부에 걸쳐서 증가하거나(도시되지 않음) 및/또는 (선 204로 도시하듯이) 일정하게 유지될 수도 있다. (선 202로 도시되는) 특정 실시예에서, 쐐기 각도는 HUD 구역 전체에 걸쳐서 감소할 수 있다. 특정 실시예에서, 쐐기 각도 프로파일은 도 4에서 선 200으로 도시하듯이 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 일정하게 유지될 수 있다. 쐐기 각도가 증가하고, 감소하며, 일정한 구역들의 다른 조합을 갖는 중간층 또한 가능하며 이는 본 발명의 범위 이내이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 특정 실시예에 따라 구성된 몇 개의 테이퍼진 중간층의 프로파일을 도시한다. 앞서 논의했듯이, HUD 투사 시스템을 갖는 차량에 사용되는 특정 앞유리에 사용하기 위한 중간층의 특정 구성은 예를 들어 특정 차량 설계 및 HUD 시스템 구성을 포함하는 몇 가지 요인에 좌우된다. 도 5 내지 도 10은 특정 실시예에 적합할 수 있는 일부 예시적인 테이퍼진 중간층 프로파일을 제공하지만, 특정 용도에 따라서 도시되지 않은 다른 중간층 형상이 동일하게 적합할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 중간층의 테이퍼진 두께 프로파일 및 쐐기 각도 프로파일은 달리 언급되지 않는 한 중간층(224)의 상부 설치 에지(234a)와 하부 설치 에지(234b) 사이에서 연장되는 선을 따라서 취한 "수직" 프로파일을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 특정 실시예에서, 중간층(224)은 HUD 구역(244) 내에서 수평 방향으로 테이퍼진 두께 프로파일 또는 쐐기 각도 프로파일(즉, 수평 두께 프로파일)을 가질 수 없다. 특정 실시예에서, 중간층(224)의 최대 수평 쐐기 각도는 0.10 미만, 0.075 미만, 0.05 미만 또는 0.025 mrad 미만일 수 있다.
먼저 도 5를 참조하면, 중간층(20)의 제 1 말단 에지(24a)로부터 중간층(20)의 제 2 말단 에지(24b)까지 완전히 연장되는 테이퍼진 영역(22)을 구비하는 중간층(20)이 도시되어 있다. 이 구성에서, 테이퍼진 영역의 제 1 및 제 2 경계는 중간층의 제 1 및 제 2 말단 에지(24a, 24b)에 위치한다. 도 5에 도시된 중간층(20)의 전체 테이퍼진 영역(22)은 단순히 중간층(20)의 편평한 제 1 표면(상면)과 편평한 제 2 표면(하면) 사이에 형성된 각도인 일정 쐐기 각도(θ)를 갖는다.
도 6은 테이퍼진 영역(32) 및 평탄한 에지 영역(33)을 구비하는 중간층(30)을 도시한다. 테이퍼진 영역(32)의 제 1 경계(35a)는 중간층(30)의 제 1 말단 에지(34a)에 위치하는 반면에, 테이퍼진 영역(32)의 제 2 경계(35b)는 테이퍼진 영역(32)과 평탄한 에지 영역(33)이 만나는 곳에 위치한다. 테이퍼진 영역(32)은 일정 각도 영역(36) 및 가변 각도 영역(37)을 구비한다. 일정 각도 영역(36)은 직선형 두께 프로파일 및 일정 쐐기 각도(θc)를 갖는 반면에, 가변 각도 영역(37)은 곡선형 두께 프로파일 및 연속적으로 변화하는 쐐기 각도를 갖는다. 가변 각도 영역(37)의 시작 쐐기 각도는 일정 쐐기 각도(θc)와 동일하고 가변 각도 영역(37)의 종료 쐐기 각도는 제로이다. 도 6에 도시된 중간층(30)은 전체 테이퍼진 영역(32)의 전체 쐐기 각도 보다 큰 일정 쐐기 각도(θc)를 갖는다.
도 7은 제 1 및 제 2 평탄한 에지 영역(43a, b) 사이에 위치하는 테이퍼진 영역(42)을 구비하는 중간층(40)을 도시한다. 테이퍼진 영역(42)의 제 1 경계(45a)는 테이퍼진 영역(42)과 제 1 평탄한 에지 영역(43a)이 만나는 곳에 위치하는 반면에, 테이퍼진 영역(42)의 제 2 경계(45b)는 테이퍼진 영역(42)과 제 2 평탄한 에지 영역(43b)이 만나는 곳에 위치한다. 테이퍼진 영역(42)은 제 1 및 제 2 가변 각도 영역(47a, b) 사이에 위치하는 일정 각도 영역(46)을 구비한다. 제 1 가변 각도 영역(47a)은 제 1 평탄한 에지 영역(43a)과 일정 각도 영역(46) 사이에 이행 영역을 형성한다. 제 2 가변 각도 영역(47b)은 제 2 평탄한 에지 영역(43b)과 일정 각도 영역(46) 사이에 이행 영역을 형성한다. 일정 각도 영역(46)은 직선형 두께 프로파일 및 일정 쐐기 각도(θc)를 갖는 반면에, 제 1 및 제 2 가변 각도 영역(47a, b)은 곡선형 두께 프로파일 및 연속적으로 변화하는 쐐기 각도를 갖는다. 제 1 가변 각도 영역(47a)의 시작 쐐기 각도는 제로이며, 제 1 가변 각도 영역(47b)의 종료 쐐기 각도는 일정 쐐기 각도(θc)와 동일하다. 제 2 가변 각도 영역(47b)의 시작 쐐기 각도는 일정 쐐기 각도(θc)와 동일하며 제 2 가변 각도 영역(47b)의 종료 쐐기 각도는 제로이다. 도 7에 도시된 중간층(40)은 전체 테이퍼진 영역(42)의 전체 쐐기 각도보다 큰 일정 쐐기 각도(θc)를 갖는다.
도 8은 제 1 및 제 2 평탄한 에지 영역(53a, b) 사이에 위치한 테이퍼진 영역(52)을 구비하는 중간층(50)을 도시한다. 중간층(50)의 테이퍼진 영역(52)은 일정 각도 영역을 구비하지 않는다. 오히려, 중간층(50)의 전체 테이퍼진 영역(52)은 곡선형 두께 프로파일 및 연속적으로 변화하는 쐐기 각도를 갖는 가변 각도 영역이다. 전술했듯이, 테이퍼진 영역(52)의 전체 쐐기 각도(θ)는 테이퍼진 영역(52)의 제 1 및 제 2 경계(55a, b)가 중간층(50)의 제 1 표면(상면)과 만나는 두 지점을 통해서 연장되는 제 1 기준선 "A"와 테이퍼진 영역(52)의 제 1 및 제 2 경계(55a, b)가 중간층(50)의 제 2 표면(하면)과 만나는 두 지점을 통해서 연장되는 제 2 기준선 "B" 사이의 각도로서 측정된다. 그러나, 테이퍼진 영역(52) 내에서, 곡선형 두께 프로파일은 전체 테이퍼진 영역(52)의 전체 쐐기 각도(θ) 보다 크거나, 작거나 동일할 수 있는 무한 개수의 쐐기 각도를 제공한다.
도 9는 평탄한 단부 부분을 전혀 구비하지 않는 중간층(60)을 도시한다. 오히려, 중간층(60)의 테이퍼진 영역(62)은 전체 중간층(60)을 형성한다. 따라서, 테이퍼진 영역(60)의 제 1 및 제 2 경계(65a, b)는 중간층(60)의 제 1 및 제 2 말단 에지(64a, b)에 위치한다. 중간층(60)의 테이퍼진 영역(62)은 제 1 및 제 2 가변 각도 영역(47a, b)에 의해 분리되는 제 1, 제 2 및 제 3 일정 각도 영역(46a-c)을 구비한다. 제 1, 제 2 및 제 3 일정 각도 영역(46a-c) 각각은 직선형 두께 프로파일을 가지며, 그 각각은 고유한 제 1, 제 2 및 제 3 일정 쐐기 각도(θc1, θc2, θc3)를 각각 갖는다. 제 1 가변 각도 영역(47a)은 제 1 및 제 2 일정 각도 영역(46a, b) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 제 2 가변 각도 영역(47b)은 제 2 및 제 3 일정 각도 영역(46b, c) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 앞서 논의했듯이, 테이퍼진 영역(62)의 전체 쐐기 각도(θ)는 제 1 기준선 "A"와 제 2 기준선 "B" 사이의 각도로서 측정된다. 제 1 일정 쐐기 각도(θc1)는 테이퍼진 영역(62)의 전체 쐐기 각도(θ)보다 작다. 제 2 일정 쐐기 각도(θc2)는 테이퍼진 영역(62)의 전체 쐐기 각도(θ)보다 크다. 제 3 일정 쐐기 각도(θc3)는 테이퍼진 영역(62)의 전체 쐐기 각도(θ)보다 작다. 제 1 가변 각도 영역(47a)의 쐐기 각도는 제 1 일정 쐐기 각도(θc1)에서 제 2 일정 쐐기 각도(θc2)로 연속적으로 증가한다. 제 2 가변 각도 영역(47b)의 쐐기 각도는 제 2 일정 쐐기 각도(θc2)에서 제 3 쐐기 각도(θc3)로 연속적으로 감소한다.
도 10은 제 1 및 제 2 평탄한 에지 영역(73a, b) 사이에 위치하는 테이퍼진 영역(72)을 구비하는 중간층(70)을 도시한다. 테이퍼진 영역(72)의 제 1 및 제 2 경계(75a, b)는 중간층(70)의 제 1 및 제 2 외부 에지(74a, b)로부터 내측으로 이격된다. 중간층(70)의 테이퍼진 영역(72)은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 가변 각도 영역(77a-d) 및 제 1, 제 2 및 제 3 일정 각도 영역(76a-c)을 구비한다. 제 1 가변 각도 영역(77a)은 제 1 평탄한 에지 구역(73a)과 제 1 일정 각도 영역(76a) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 제 2 가변 각도 영역(77b)은 제 1 일정 각도 영역(76a)과 제 2 일정 각도 영역(76b) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 제 3 가변 각도 영역(77c)은 제 2 일정 각도 영역(76b)과 제 3 일정 각도 영역(76c) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 제 4 가변 각도 영역(77d)은 제 3 일정 각도 영역(76c)과 제 2 평탄한 에지 영역(73b) 사이의 이행 영역으로서 작용한다. 제 1, 제 2 및 제 3 일정 각도 영역(76a-c) 각각은 직선형 두께 프로파일을 가지며, 각각은 고유한 제 1, 제 2 및 제 3 일정 쐐기 각도(θc1, θc2, θc3)를 각각 갖는다. 앞서 논의했듯이, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 가변 각도 영역(77a-d)은 가변 각도 영역(77)의 일측 상의 일정 각도 영역의 쐐기 각도로부터 가변 각도 영역(77)의 타측 상의 일정 각도 영역의 쐐기 각도로 연속적으로 이행하는 쐐기 각도를 갖는다.
앞서 논의했듯이, 테이퍼진 중간층은 하나 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역을 구비할 수 있으며, 그 각각은 전체 테이퍼진 영역의 전체 폭보다 작은 폭을 갖는다. 각각의 테이퍼진 영역은 전체 테이퍼진 영역의 전체 쐐기 각도와 동일하거나 상이한 쐐기 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 테이퍼진 영역은 한 개, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역을 구비할 수 있다. 다수의 일정 각도 테이퍼진 영역이 채용될 때, 일정 각도 테이퍼진 영역은 인접하는 일정 각도 테이퍼진 영역 사이에서 이행하도록 작용하는 가변 각도 테이퍼진 영역에 의해 상호 분리될 수 있다.
특정 실시예에서, 각각의 일정 각도 테이퍼진 영역의 폭은 약 2 이상, 약 5 이상, 약 10 이상, 약 15 이상, 또는 약 20 cm 이상이거나 및/또는 약 150 이하, 약 100 이하 또는 약 50cm 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, 각각의 일정 각도 테이퍼진 영역의 폭 대 전체 테이퍼진 영역의 전체 폭의 비율은 약 0.1:1 이상, 약 0.2:1 이상, 약 0.3:1 이상 또는 약 0.4:1 이상이거나 및/또는 약 0.9:1 이하, 약 0.8:1 이하, 약 0.7:1 이하, 약 0.6:1 이하 또는 약 0.5:1 이하일 수 있다.
특정 실시예에서, 각각의 일정 각도 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 약 0.13 이상, 약 0.15 이상, 약 0.20 이상, 약 0.25 이상, 약 0.30 이상, 약 0.35 이상, 약 0.40 mrad 이상이거나 및/또는 약 1.2 이하, 약 1.0 이하, 약 0.90 이하, 약 0.85 이하, 약 0.80 이하, 약 0.75 이하, 약 0.70 이하, 약 0.65 이하 또는 약 0.60 mrad 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 전체 테이퍼진 영역의 전체 쐐기 각도보다 약 0.01 이상, 약 0.05 이상, 약 0.10 이상, 약 0.20 이상, 약 0.30 이상 또는 약 0.40 mrad 이상 크다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 전체 테이퍼진 영역의 전체 쐐기 각도보다 약 0.01 이상, 약 0.05 이상, 약 0.10 이상, 약 0.20 이상, 약 0.30 이상 또는 약 0.40 mrad 이상 작다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 전체 테이퍼진 영역의 전체 쐐기 각도보다 약 0.40 이하, 약 0.30 이하, 약 0.20 이하, 약 0.10 이하, 약 0.05 이하 또는 약 0.01 mrad 이하 크다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 일정 각도 테이퍼진 영역의 쐐기 각도는 전체 테이퍼진 영역의 전체 쐐기 각도보다 약 0.40 이하, 약 0.30 이하, 약 0.20 이하, 약 0.10 이하, 약 0.05 이하 또는 약 0.01 mrad 이하 적다.
특정 실시예에서, 테이퍼진 중간층은 하나 이상의 가변 각도 영역을 구비할 수 있다. 가변 각도 영역의 폭은 전체 테이퍼진 영역의 전체 폭 보다 작을 수 있거나 테이퍼진 영역 폭과 동일할 수 있다. 각각의 가변 각도 테이퍼진 영역의 폭은 약 2 이상, 약 5 이상, 약 10 이상, 약 15 이상 또는 약 20 cm 이상이거나 및/또는 약 150 이하, 약 100 이하 또는 약 50 cm 이하일 수 있다. 특정 실시예에서, 각각의 가변 각도 테이퍼진 영역의 폭 대 전체 테이퍼진 영역의 전체 폭의 비율은 약 0.1:1 이상, 약 0.2:1 이상, 약 0.3:1 이상 또는 약 0.4:1 이상이거나 및/또는 약 0.9:1 이하, 약 0.8:1 이하, 약 0.7:1 이하, 약 0.6:1 이하 또는 약 0.5:1 이하일 수 있다. 가변 각도 영역은 곡선형 두께 프로파일을 가질 수 있으며, 경우에 따라서 앞서 상세히 설명된 하나 이상의 일정 각도 영역을 구비할 수 있다. 중간층은 두 개 이상, 세 개 이상 또는 네 개 이상의 가변 각도 영역을 구비할 수 있다.
특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 앞유리를 형성하기 위해 사용되는 중간층은 단일 층 또는 모놀리식(monolithic) 중간층일 수 있다. 특정 실시예에서, 중간층은 적어도 제 1 폴리머 층 및 제 2 폴리머 층을 포함하는 다층 중간층일 수 있다. 중간층이 다층 중간층일 때, 이는 또한 제 2 폴리머 층이 제 1 및 제 3 폴리머 층의 각각에 인접하여 그와 접촉하도록 제 3 폴리머 층을 구비할 수 있으며, 따라서 제 2 폴리머 층이 제 1 및 제 3 폴리머 층 사이에 샌드위치된다. 본 명세서에 사용될 때, "제 1", "제 2", "제 3" 등의 용어는 다양한 요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이러한 요소가 이들 용어에 의해 불필요하게 제한되어서는 안된다. 이들 용어는 단지 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해서 사용되며 반드시 특정 순서 또는 심지어 특정 요소를 암시하지 않는다. 예를 들어, 하나의 요소는 일관성없게 됨이 없이 명세서에서 "첫 번째" 요소로 간주될 수 있고 청구범위에서 "두 번째" 요소로 간주될 수 있다. 일관성은 명세서 내에서 각각의 독립 청구항에 대해 유지되지만, 이러한 명명법은 반드시 그 사이에서 일관되도록 의도되지 않는다. 이러한 3-층 중간층은 두 개의 외부 "표피" 층 사이에 샌드위치되는 하나 이상의 내부 "코어" 층을 갖는 것으로 설명될 수 있다. 특정 실시예에서, 중간층은 세 개 초과, 네 개 초과, 또는 다섯 개 초과의 폴리머 층을 구비할 수 있다.
중간층의 각각의 폴리머 층은 임의의 적합한 방법에 의해 시트로 형성되고 경우에 따라서 하나 이상의 가소제와 조합되는 하나 이상의 폴리머 수지를 구비할 수 있다. 중간층의 폴리머 층의 하나 이상은 부가 첨가제를 추가로 구비할 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 중간층을 형성하는데 이용되는 폴리머 수지 또는 수지들은 하나 이상의 열가소성 폴리머 수지를 포함할 수 있다. 중간층이 하나 초과의 층을 구비할 때, 각각의 층은 동일한 형태 또는 상이한 형태의 폴리머로 형성될 수 있다.
중간층을 형성하기에 적합한 폴리머의 예로는 폴리(비닐 아세탈) 폴리머, 폴리우레탄(PU), 폴리(에틸렌-코-비닐) 아세테이트(EVA), 폴리(염화 비닐)(PVC), 폴리(염화비닐-코-메타크릴레이트), 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 에틸렌 아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 폴리(에틸렌-코-부틸 아크릴레이트), 실리콘 엘라스토머, 에폭시 수지, 및 앞서-열거된 폴리머 중 임의의 것과, 그 조합으로부터 유도되는, 에틸렌/카르복실 산(acid) 코폴리머 및 그 이오노머(ionomer)와 같은 산 코폴리머가 포함될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서 열가소성 폴리머는 폴리(비닐 아세탈) 수지, 폴리(염화 비닐), 폴리(에틸렌-코-비닐) 아세테이트 및 폴리우레탄으로 구성되는 그룹에서 선택될 수 있으며, 다른 실시예에서 폴리머는 하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 폴리(비닐 아세탈) 수지와 관련하여 대체로 기술되었지만, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 상기 폴리머들 중 하나 이상이 후술되는 폴리(비닐 아세탈) 수지에 추가적으로 또는 이를 대신하여 구비될 수 있음을 알아야 한다.
중간층을 형성하기 위해 사용되는 폴리머가 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 때, 폴리(비닐 아세탈) 수지는 임의의 알데히드의 잔기(residue)를 포함할 수 있으며 일부 실시예에서는 하나 이상의 C4 내지 C8 알데히드의 잔기를 포함할 수 있다. 적합한 C4 내지 C8 알데히드의 예로는 예를 들어 n-부틸알데히드, i-부틸알데히드, 2-메틸발레알데히드, n-헥실 알데히드, 2-에틸헥실 알데히드, n-옥틸 알데히드, 및 그 조합이 포함될 수 있다. 특정 실시예에서, 폴리(비닐 아세탈) 수지는 n-부틸알데히드의 잔기를 주로 포함하는 폴리(비닐 부티랄)(PVB) 수지일 수 있다. 적합한 형태의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 예는, 그 전체가 본 개시 내용과 상반되지 않는 정도로 본 명세서에 참조로 원용되는 동시-계류 출원 제14/563,011호(현재 미국 공개 제2016-0159041A1호)에 상세히 기재되어 있다.
특정 실시예에서, 중간층은 중간층에 존재하는 하나 이상의 폴리머 층에 추가적으로 하나 이상의 폴리머 필름을 구비할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, "폴리머 필름"이라는 용어는 중간층에 일종의 기능 또는 성능 향상을 부여하는 비교적 얇고 종종 강성인 폴리머를 지칭한다. "폴리머 필름"이라는 용어는 폴리머 필름 자체가 다층 패널에 필요한 침투 저항 및 유리 보유 특성을 제공하지 않고 오히려 적외선 흡수 또는 반사 특성과 같은 성능 향상을 제공한다는 점에서 본 명세서에 기재된 "폴리머 층" 또는 "폴리머 시트"와 다르다.
특정 실시예에서, 폴리머 필름을 형성하기 위해 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 "PET"가 사용될 수 있으며, 이상적으로 다양한 실시예에 사용되는 폴리머 필름은 광학적으로 투명하다. 특정 실시예에서 사용하기에 적합한 폴리머 필름은 다양한 금속, 금속 산화물 또는 다른 비금속 재료를 포함하는 다른 재료로 형성될 수도 있으며, 코팅되거나 그렇지 않으면 표면-처리될 수 있다. 폴리머 필름은 약 0.013 이상, 약 0.015 이상, 약 0.020 이상, 약 0.025 이상, 약 0.030 이상 또는 약 0.040 mm 이상 및/또는 약 0.060 이하, 약 0.050 이하, 약 0.045 이하 또는 약 0.035 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에 따르면 폴리머 필름은 특정 특성을 갖는 재-신장된 열가소성 필름일 수 있으며, 다른 실시예에서 폴리머 필름은 예를 들어 본 개시 내용과 상반되지 않는 정도로 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 제6,797,396호에 개시되어 있듯이 간섭을 발생시키지 않고 적외선을 반사시키도록 기능하는 복수의 비금속 층을 구비할 수 있다. 특정 실시예에서, 폴리머 필름은 접착 또는 적외선 반사를 포함하는, 필름의 하나 이상의 특성을 향상시키기 위해 표면 처리되거나 기능적 수행 층으로 코팅될 수 있다. 폴리머 필름의 다른 예는 PCT 출원 공개 제WO88/01230호 및 미국 특허 제4,799,745호, 제4,017,661호 및 제4,786,783호에 상세히 기재되어 있으며, 이들 문헌의 각각은 본 개시 내용과 상반되지 않는 정도로 본 명세서에 참조로 원용된다. 다른 형태의 기능성 폴리머 필름으로는 적외선 감소 층, 홀로그래픽 층, 광변색(photochromic) 층, 전기변색(electrochromic) 층, 찢김방지 층, 열 스트립, 안테나, 태양 복사선 차단 층, 장식 층 및 그 조합이 포함될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
추가로, 본 명세서에 기재된 중간층 내의 하나 이상의 폴리머 층은 폴리머 층 또는 중간층에 특정한 특성 또는 특징을 부여할 수 있는 하나 이상의 형태의 첨가제를 구비할 수 있다. 이러한 첨가제는 염료, 안료, 자외선 안정제, 항산화제, 차단 방지제, 난연제와 같은 안정제, 인듐 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 6산화 란탄(LaB6) 및 세슘 텅스텐 산화물과 같은 적외선(IR) 흡수제 또는 차단제, 가공 보조제, 유동 개선 첨가제, 윤활제, 충격 개질제, 핵형성제, 열 안정제, 자외선(UV) 흡수제, 분산제, 계면활성제, 킬레이팅 작용제, 커플링 작용제, 접착제, 프라이머, 보강 첨가제 및 충전제가 포함될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 유리 시트에 대한 층 또는 중간층의 접착을 제어하기 위해 다양한 접착 조절제("ACA") 또한 하나 이상의 폴리머 층에 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 특정 형태 및 양은 특정 중간층의 최종 특성 또는 최종 용도에 기초하여 선택될 수 있으며, 단수 또는 복수의 첨가제 또는 첨가제가 특정 용도로 구성된 중간층 또는 중간층을 사용하는 앞유리의 최종 특성에 악영향을 미치지 않는 정도로 채용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 본 명세서에 기재된 중간층은, 예를 들어 음향이 적층 패널을 통과할 때의 음향 투과 감소(즉, 음향 투과 손실)로 표시되는 바람직한 음향 특성을 나타내는 앞유리를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중간층으로 형성된 앞유리는 20℃에서 ASTM E90에 따라 측정된 일치 주파수에서 약 34 이상, 약 34.5 이상, 약 35 이상, 약 35.5 이상, 약 36 이상, 약 36.5 이상, 또는 약 37 dB 이상의 음향 투과 손실을 나타낼 수 있다.
중간층의 전체 평균 두께는 약 10 이상, 약 15 이상, 약 20 이상, 약 25 이상, 약 30 이상 또는 약 35 밀(mil) 이상이거나 및/또는 약 100 이하, 약 90 이하, 약 75 이하, 약 60 이하, 약 50 이하, 약 45 이하, 약 40 이하, 약 35 이하, 약 32 밀 이하일 수 있지만, 앞유리 및 중간층의 특정 용도 및 특성에 따라서 필요에 따라 다른 두께가 사용될 수 있다. 두 개의 기판 사이에 중간층이 적층되지 않으면, 그 평균 두께는 캘리퍼 또는 기타 등가의 장치를 사용하여 중간층의 두께를 직접 측정함으로써 결정될 수 있다. 두 개의 기판 사이에 중간층이 적층되면, 그 두께는 다층 패널의 전체 두께에서 기판의 조합된 두께를 차감함으로써 결정될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 앞유리를 형성하기 위해 사용되는 중간층은 임의의 적합한 방법에 따라 형성될 수 있다. 예시적인 방법으로는 용액 주조, 압축 성형, 사출 성형, 용융 압출, 멜트 블로잉(melt blowing) 및 그 조합이 포함될 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 둘 이상의 폴리머 층을 구비하는 다층 중간층은 또한 예를 들어 공-압출, 블로운(blown) 필름, 멜트 블로잉, 딥(dip) 코팅, 용액 코팅, 블레이드, 패들, 에어-나이프, 프린팅, 분말 코팅, 분사 코팅, 적층 및 그 조합과 같은 임의의 적합한 방법에 따라 제조될 수 있다.
중간층이 압출 또는 공-압출 공정에 의해 형성될 때는, 하나 이상의 열가소성 수지, 가소제, 그리고 경우에 따라서 전술한 하나 이상의 첨가제가 예비-혼합되어 압출 장치에 공급될 수 있다. 압출 장치는 압출 시트를 생성하기 위해 열가소성 조성물에 특정 프로파일 형상을 부여하도록 구성될 수 있다. 고온 상태이고 내내 고점성인 압출 시트는 이후 폴리머 시트를 형성하도록 냉각될 수 있다. 시트가 냉각되고 경화되면, 이 시트는 후속 저장, 운송 및/또는 중간층으로서의 사용을 위해 절단 및 압연될 수 있다.
공-압출은 다중 폴리머 재료 층이 동시에 압출되는 공정이다. 일반적으로, 이 형태의 압출은 상이한 점성 또는 다른 특성의 상이한 열가소성 용융물의 일정 체적 처리량을 공-압출 다이를 통해서 소정 최종 형태로 용융 및 송달하기 위해 두 개 이상의 압출기를 사용한다. 공-압출 공정에서 압출 다이를 떠나는 다중 폴리머 층의 두께는 일반적으로 압출 다이를 통한 용융물의 상대 속도의 조절에 의해서 및 각각의 용융된 열가소성 수지 재료를 가공하는 개별 압출기의 크기에 의해서 제어될 수 있다.
특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 앞유리를 형성하기 위해 사용되는 중간층은 이 중간층이 HUD 구역의 약 50 이상, 약 60 이상, 약 70 이상, 약 80 이상 또는 약 90 퍼센트 이상에 걸쳐서 타겟 중간층에 대한 예정된 또는 규정된 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 이하, 0.075 이하, 0.05 mrad 이하 벗어나는 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 제조될 수 있다. 특정 실시예에서, 형성된 중간층의 쐐기 각도 프로파일은 전체 HUD 구역에 걸쳐서 예정된 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 이하, 0.075 이하, 0.05 mrad 이하 벗어날 수 있다. 주어진 중간층에 대한 쐐기 각도 프로파일은 1차 다항식 맞춤을 사용하는 3-인치(7.62 cm) 폭 세그먼트에 걸쳐서 Savitzky-Golay 방법을 사용하는 하기 예에 기재된 바와 같이 결정된다.
이러한 중간층 또는 이러한 중간층을 구비하는 앞유리를 제조하는 방법은 HUD 구역을 갖는 타겟 중간층에 대한 규정된 쐐기 각도 프로파일을 얻는 단계, 및 이후 중간층을 타겟 중간층과 유사한 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 형성하는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 중간층의 형성은 형성된 중간층의 쐐기 각도 프로파일이 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 쐐기 각도 프로파일로부터 상기 범위 중 하나 이상의 범위 내의 양만큼 변하도록 이루어질 수 있다. 이러한 편차는 형성된 중간층의 쐐기 각도를 예를 들어 하기 예에 기재된 방법을 사용하여 측정함으로써 결정될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 형성된 중간층의 두께 프로파일 측정될 수도 있으며, 측정된 두께 프로파일은 중간층을 따라서 하나 이상의 지점에서 타겟 두께 프로파일과 비교될 수 있다. 특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 형성된 중간층의 측정된 두께 프로파일과 예정된 타겟 두께 프로파일 사이의 최대 차이는 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 약 0.0020 이하 또는 약 0.0015 mm 이하일 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 본 명세서에 기재된 바와 같이 형성된 중간층의 측정된 두께 프로파일과 예정된 타겟 두께 프로파일 사이의 차이는 주어진 지점에서의 타겟 두께에 기초하여 약 0.025 이상, 약 0.05 이상, 또는 약 0.10 퍼센트 이상이거나 및/또는 약 0.25 이하, 약 0.20 이하, 약 0.15 이하 또는 약 0.10 퍼센트 이하일 수 있다.
타겟 쐐기 각도 프로파일 또는 타겟 두께 프로파일은 예를 들어, 라미네이터, HUD 시스템 판매자 또는 차량 제조업자와 같은 제 3 자 판매자에 의해 제공될 수 있거나, 그렇지 않으면 달리 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 형성된 중간층에 대한 측정된 쐐기 각도 프로파일은 타겟 프로파일과 형상이 약간 다를 수 있지만, 여전히 상기 범위 내의 타겟 쐐기 각도 프로파일로부터 최대 변동을 나타낼 수 있다. 형성된 중간층의 쐐기 각도 및 두께는 하기 예에 기재된 바와 같이 측정될 수 있다.
앞유리 및 다른 형태의 다층 패널은 임의의 적합한 방법에 의해 본 명세서에 기재된 중간층 및 글레이징 판으로 형성될 수 있다. 통상적인 유리 적층 공정은 하기 단계를 포함한다: (1) 두 개의 기판과 중간층의 조립 단계; (2) 상기 조립체를 제 1의 짧은 기간 동안 IR 복사 또는 대류 장치로 가열하는 단계; (3) 상기 조립체를 제 1 탈기(de-airing)를 위해 압력 닙 롤(nip roll)로 이동시키는 단계; (4) 중간층의 에지를 밀봉하기에 충분한 임시 접착을 조립체에 부여하기 위해 상기 조립체를 짧은 기간 동안 약 60℃ 내지 약 120℃로 가열하는 단계; (5) 중간층의 에지를 추가로 밀봉하여 추가 취급을 가능하게 하기 위해 조립체를 제 2 압력 닙 롤로 이동시키는 단계; 및 (6) 조립체를 135℃ 내지 150℃의 온도와 150 psig 내지 200 psig(1136 kPa 내지 1480 kPa)의 압력에서 약 30 내지 90분 동안 가압멸균(autoclave)하는 단계. 상기 단계(2) 내지 (5)에서 일 실시예에 따라 기재된 바와 같이, 중간층-유리 계면을 탈기시키기 위한 다른 방법은 진공 백 및 진공 링 공정을 포함하며, 이들 양자는 본 명세서에 기재된 바와 같이 앞유리 및 기타 다층 패널을 형성하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따라 구성된 앞유리는 상이한 높이의 운전자에 대한 반사된 이중 이미지 분리를 최소화하도록 설계된다. 본 명세서에 사용될 때, "반사된 이중 이미지 분리"라는 용어는 유리의 내표면 및 외표면에서 반사될 때 투사된 이미지의 위치 차이에 의해 초래되는 일차 이미지와 간섭성 이차 이미지 또는 "고스트" 이미지 사이의 분리 거리를 지칭한다. 통상적으로 평균 또는 "공칭" 높이의 운전자를 수용하기 위해 최적화되는 종래의 앞유리와 대조적으로, 본 발명의 앞유리는 평균 또는 공칭보다 작거나 큰 운전자에 대해 이중 이미지 분리를 거의 또는 전혀 나타내지 않을 수 있다. 보편적으로 최적화된 중간층에 대한 "공칭" 높이의 운전자에 비해서 작은 운전자 및 큰 운전자가 겪는 이중 이미지 분리의 예가 도 12a에 제공된다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 구성된 앞유리는 모든 운전자 높이에서 반사된 이중 이미지 분리를 최소화하며, 모든 높이에서 보다 명확하고, 보다 판독 가능한 가상 이미지를 제공한다.
특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 구성된 앞유리는 특정 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 약 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 약 2분 미만 범위의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, "아이박스"라는 용어는 운전자가 앞유리와 HUD 투사 시스템이 설치된 차량에 착석할 때 운전자의 눈이 위치하는 3차원 영역을 지칭한다. 통상적으로, 아이박스는 운전자가 어느 정도의 머리 움직임 자유를 가질 수 있도록 눈 자체보다 약간 더 크지만, 운전자가 운전석에 편안하게 착석할 때 운전자 눈의 중심점의 위아래로 50 mm 이상, 좌우로 75 mm 이상, 및 전후로 50 mm 이상 연장되지 않는다. 본 명세서에 사용될 때, "편안하게 착석한다"는 것은 등을 운전석에 기대고, 발을 페달 위에 올려놓고, 손을 핸들 상에 얹어놓고 앉는 것을 의미한다.
특정 실시예에서, 본 명세서에 기재된 앞유리는 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 약 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 약 2분 미만 범위의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 둘 다 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 앞유리는 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 약 1.75 미만, 약 1.5 미만, 약 1.25 미만, 약 1 미만 또는 약 0.5분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 약 1.75 미만, 약 1.5 미만, 약 1.25 미만, 약 1 미만 또는 약 0.5분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 상부 및 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리는 하기 절차에 따라 결정된다.
주어진 앞유리에 대한 표준 설치 조건은 그 앞유리에 대한 상부 및 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 측정하기 위해 결정되어야 한다. 본 명세서에 사용될 때, "표준 설치 조건이라는 용어는 공칭 높이의 운전자가 그 조건 하에서 주어진 앞유리에 대한 최소 반사된 이중 이미지 분리 거리를 관찰하는 상기 앞유리에 대한 설치 조건을 지칭한다. 특정 실시예에서, 표준 설치 조건에서의 최소 반사된 이중 이미지 분리 거리는 후술하듯이 측정될 때 약 1.5 미만, 약 1 미만, 약 0.75 미만, 약 0.5 미만 또는 약 0.25분 미만일 수 있다. "공칭 높이"의 운전자는 자신의 아이박스 중심선이 설치된 앞유리 내부의 최저 지점에서 수평으로 그려진 선으로부터 134.4 mm의 높이에 있는 운전자이다. 운전자 높이 측정에 대한 추가 상세는 곧 제공될 것이다.
HUD 투사 시스템에 대해 어떻게 배향되는지를 포함하는, 앞유리의 표준 설치 조건이 알려지면, 앞유리 및 HUD 투사 시스템은 공지된 설치 조건에 따라서 실험 장치에 배치될 수 있다. 이러한 설치 조건은 판매자 또는 다른 제 3 자에 의해 제공될 수 있거나, 차량으로부터 직접 측정될 수 있거나, 차량의 제조 및 설계와 관련된 참고 자료에서 접근 가능할 수 있다.
대안적으로, 앞유리의 표준 설치 조건이 공지되지 않으면, 이들 조건은 그 앞유리에 대한 상부 또는 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 측정하기 전에 결정되어야 한다. 이러한 결정은 예를 들어 앞유리 및 HUD 투사 시스템의 특정 파라미터에 대한 다양한 값을 테스트하고 파라미터의 어떤 조합이 주어진 앞유리에 대한 최소의 반사된 이중 이미지 분리를 제공하는지를 결정함으로써 이루어질 수 있다. 주어진 앞유리에 대한 공칭 운전자 높이에 대해 최소의 반사된 이중 이미지 분리를 제공하도록 최적화된 조건 세트는 그 앞유리에 대한 "표준 설치 조건"으로 간주될 것이다.
이제 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 앞유리(320)의 반사된 이중 이미지 분리 거리를 테스트하기 위한 실험 장치의 개략도가 제공된다. 앞유리(320)는 홀더(도시되지 않음)에 위치되고 수직으로부터 각도 β로 배향되며, 이 각도는 앞유리의 "경사각"으로 지칭되기도 한다. 경사각에 대한 값의 적합한 범위는 45°내지 60°이다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, HUD 투사 시스템(316)은 투사 시스템(316)을 떠나는 이미지가 앞유리와 투사 시스템이 차량에 설치될 때와 같이 내측 유리 패널(322a)의 내표면을 때리도록 설치된다. 투사된 이미지가 내측 패널(322a)의 표면을 때리는 각도는 "입사각"으로 지칭되며 투사 시스템(316)의 출구와 유리 표면 사이의 거리는 "투사 거리"로 지칭된다. 도 13b에서 각도 γ로 도시되는 입사각은 30°내지 45°이며, 도 13a에서 거리 "P"로 도시되는 입사 거리는 5 내지 20 cm이다. 가상 이미지 거리는 운전자의 눈의 중심점과 반사된 가상 이미지(350) 사이의 수평 거리로 정의된다. 가상 이미지 거리는 도 13a에서 거리 "V"로 도시되어 있으며 3 내지 15 m의 범위일 수 있다.
운전자의 높이는 내측 패널(322b)의 하부 설치 에지(332b)로부터 수평으로 연장되는 직선과 운전자 눈의 중심점 사이의 수직 직선 거리로서 정의된다. 이것은 도 13b에서 거리 "H"로서 도시되어 있다. 주어진 앞유리에 대한 표준 설치 조건을 결정할 때, 운전자의 높이(H)는 134.4 mm로 설정된다. H 값은 운전자의 높이 변화를 반영하도록 달라진다. 운전자 눈의 중심점(또는 운전자의 아이박스의 중심점)과 내측 패널(322a)의 표면 사이의 거리는 "운전자 거리"로 정의된다. 이 거리는 도 13b에서 "D"로 도시되어 있으며 운전자의 높이에 따라 달라질 것이다. 공칭 높이의 운전자에게, 운전자 거리(D)는 600 내지 1000 mm에 달할 것이다. 그보다 크거나 작은 운전자에게는 유사한 값이 예상된다. 마지막으로, 도 13a에 도시된 바와 같이, 내려보기(look down) 각도는 운전자의 아이박스의 중심점으로부터 그려진 수평선과 앞유리(320)의 HUD 구역의 중심 및 반사된 가상 이미지(350)의 중심선을 통해서 그려진 직선 사이의 각도로서 정의된다. 운전자 거리와 마찬가지로, 도 13a에서 Φ로 도시된 내려보기 각도는 운전자의 높이에 따라 달라질 것이지만, 5°내지 10°의 범위에 있어야 한다.
앞유리(320)에 대한 표준 설치 조건을 결정하기 위해, 앞유리(320) 및 HUD 투사 시스템(316)은 134.4 mm의 공칭 운전자 높이(H)에 대한 상기 범위 이내의 경사각, 입사각, 투사 거리, 및 가상 이미지 거리 값의 다양한 조합으로 배치된다. 이후, 각각의 조건 세트에서, 앞유리의 이중 이미지 분리는 이하에서 더 상세하게 설명되는 방법에 따라 결정될 수 있다. 주어진 앞유리에 대한 이중 이미지 분리 거리의 최저 값을 초래하는 경사각, 입사각, 투사 거리, 및 가상 이미지 거리 값들의 조합은 그 앞유리에 대한 "표준 설치 조건"으로 간주될 수 있다.
운전자 높이 및 내려보기 각도가 공칭 운전자 높이에 대해서 계산될 수 있지만, 이들 파라미터는 본질적으로 전술한 바와 같이 표준 설치 조건을 결정할 때 최적화되지 않는다. 오히려, 앞서 제공된 이들 값의 범위는 최적화 한계로 사용되며, 따라서 결정된 표준 설치 조건에서 계산되는 운전자 거리(D) 및 내려보기 각도(Φ)의 최종 값은 상기 범위 내에 있어야 한다. 앞유리(320)는 수직으로부터 비스듬하게 배향되기 때문에, 운전자 거리(D) 및 내려보기 각도(Φ)는 운전자 높이가 변함에 따라 달라질 것이지만, 앞서 제공된 범위 내에 있거나 그 바로 밖에 있어야 한다.
앞유리(320)의 이중 이미지 분리 거리는 하기 절차에 따라 결정될 수 있다. 앞유리(320) 및 투사 시스템(316)이 도 13a 및 도 13b에 대체로 도시되어 있듯이 배향될 때 HUD 투사 시스템(316)으로부터의 광을 앞유리(320)에 통과시킴으로써 투사 이미지가 생성될 수 있다. 앞유리(320)를 통과하는 빛은 예를 들어 선, 형상, 그림 또는 격자와 같은 이미지를 포함한다. 빛이 앞유리(320)를 통과하고 그 표면에서 반사되면, 앞유리(320)를 통해서 가상 이미지가 보여질 수 있다. 투사된 이미지는 이후 아이박스의 중심선에 배치된 카메라 렌즈의 중심선과 함께 배치되는, 디지털 카메라 또는 기타 적합한 장치를 사용하여 캡처될 수 있다. 표준 앞유리 설치 조건의 결정을 위해서, 예를 들어 카메라 렌즈의 중심선은 134.4 mm의 높이에 위치할 것이다. 카메라에 의해 캡처된 결과적 이미지는 이후 복수의 픽셀을 포함하는 디지털 투사 이미지를 형성하도록 디지털화될 수 있다.
일단 디지털화되면, 캡처된 이미지는 하나 이상의 일차 이미지 지표(indicator) 및 하나 이상의 이차 이미지 지표를 구비하는 프로파일을 형성하도록 정량적으로 분석될 수 있다. 분석은 디지털 투사 이미지의 적어도 일부를 이미지의 그 부분에서의 픽셀 강도를 나타내는 수치 값을 포함하는 수직 이미지 행렬로 변환함으로써 수행될 수 있다. 행렬의 열은 이후 프로파일을 제공하기 위해 도 14에 도시하듯이 픽셀 개수에 대해 추출 및 그래프 도시될 수 있다. 프로파일 상의 일차 이미지 지표는 이후 프로파일 상의 이차 이미지 지표와 비교되어 차이를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 일차 이미지 지표는 그래프의 높은 강도 피크를 포함할 수 있는 반면에, 이차 이미지 지표는 낮은 강도 피크일 수 있다. 두 개의 지표 사이의 임의의 적합한 차이가 결정될 수 있으며, 일부 실시예에서 이 차이는 프로파일 그래프에서의 두 개의 지표 사이의 위치 차이일 수 있다.
상기 차이에 기초하여, 일차 피크와 이차 피크 사이의 분리 거리(픽셀)는 이후 하기 식에 따라서 각 패널에 대한 이중 이미지 분리 거리(D1)를 분(arc-min)으로 계산할 수 있다:
Figure 112018108341752-pct00001
상기 식은 작은 각도(θ)에 대해 tanθ = θ인 작은 각도 근사법에 기초하며, 따라서 이중 이미지 분리 거리(D1)를 가상 이미지 거리(mm)로 나눈 값은 분리 각도(라디안)와 동일하다. mm/픽셀의 비율은 캘리브레이션 이미지로부터 계산에 의해 결정될 수 있다. 다음으로, 앞유리(320) 및 HUD 투사 시스템(316)이 앞유리의 표준 설치 조건에 따라 배치된 상태에서, 운전자의 높이(H)는 상부 또는 하부 아이박스 반사된 이중 화상 분리 거리를 측정하기 위해 조절된다. 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 측정할 때, 카메라 렌즈의 중심선은 182.4 mm의 높이(H)로 이동되고 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리는 카메라 렌즈의 중심선이 126.2 mm의 운전자 높이에 위치한 상태에서 측정된다. 카메라가 위치하면, 운전자 거리(D)와 내려보기 각도(Φ)가 계산될 수 있다. 이후 반사된 이중 이미지 분리 거리는 각각의 높이에 대해 결정될 수 있다.
앞서 논의했듯이, 본 발명의 실시예에 따라 구성된 앞유리는 그 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 약 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 약 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 가질 수 있다. 이것은 단일 운전자 높이에 대해서만 이중 이미지 분리 거리를 최소화하고 더 크거나 작은 운전자에 대해 상당한 고스트 현상을 생성하는 경향이 있는 종래의 앞유리에 비한 개선점이다.
본 명세서에서는 자동차용 앞유리와 관련하여 기재되었지만, 본 명세서에 기재된 중간층을 구비하는 다층 패널은 항공기 앞유리 및 창뿐 아니라 해상 용도, 철도 용도, 오토바이 용도 및 기타 레크리에이션 차량을 포함하는 다른 운송 용도를 위한 앞유리 및 패널을 포함하는 다양한 용도에 사용될 수 있음을 알아야 한다.
하기 예는 통상의 기술자가 본 발명을 제조하고 사용하도록 교시하기 위해 본 발명을 예시하도록 의도되며, 어떤 식으로도 발명의 범위를 불필요하게 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명은 또한 이하에 제시되는 하기 실시예 1 내지 31을 구비한다.
실시예 1은 한 쌍의 글레이징 패널; 및 각각의 글레이징 패널 사이에 그와 접촉하여 배치되는 폴리머 중간층을 포함하는 앞유리이며, 상기 폴리머 중간층은 HUD 구역을 형성하고, 상기 HUD 구역은 하나 이상의 가변 각도 영역을 구비하는 테이퍼진 수직 두께 프로파일을 가지며, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여준다.
실시예 2는 실시예 1의 특징을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 중간층 및 상기 패널 각각은 상부 설치 에지, 하부 설치 에지, 운전자측 설치 에지 및 승객측 설치 에지를 구비하며, 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지와 상기 하부 설치 에지는 상기 앞유리가 설치 위치에 있을 때 상호 수직으로 이격되고 평행하며, 상기 중간층의 상기 운전자측 설치 에지와 상기 승객측 설치 에지는 각각 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지 및 상기 하부 설치 에지와 접촉하고 상기 앞유리가 설치 위치에 있을 때 상호 수평으로 이격되고 평행하며, 상기 HUD 구역은 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지 보다 상기 중간층의 상기 하부 설치 에지에 더 가깝게 위치되는 앞유리이다.
실시예 3은 실시예 1 내지 2 중 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 둘 다 보여주는 앞유리이다.
실시예 4는 실시예 1 내지 3의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 1분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 1분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주는 앞유리이다.
실시예 5는 실시예 1 내지 4의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 증가하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 앞유리이다.
실시예 6은 실시예 1 내지 5의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 감소하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 앞유리이다.
실시예 7은 실시예 1 내지 6의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 일정하게 유지되는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 앞유리이다.
실시예 8은 실시예 1 내지 7의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 테이퍼진 수직 두께 프로파일은 두 개 이상의 가변 각도 영역을 구비하는 앞유리이다.
실시예 9는 실시예 1 내지 8의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 테이퍼진 수직 두께 프로파일은 일정 각도 영역을 구비하지 않는 앞유리이다.
실시예 10은 실시예 1 내지 9의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 HUD 구역은 평탄한 수평 두께 프로파일을 갖는 앞유리이다.
실시예 11은 실시예 1 내지 10의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 HUD 구역은 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지로부터 이격되고 그와 평행한 상부 설치 HUD 경계 및 상기 중간층의 상기 하부 설치 에지로부터 이격되고 그와 평행한 하부 설치 HUD 경계에 의해 한정되며, 상기 상부 HUD 경계 및 상기 하부 HUD 경계는 상기 앞유리의 상기 운전자측 설치 에지와 상기 승객측 설치 에지 사이의 거리의 40 퍼센트 이상 연장되는 앞유리이다.
실시예 12는 실시예 1 내지 11의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 상부 설치 HUD 경계 및 상기 하부 설치 HUD 경계는 상기 앞유리의 상기 운전자측 설치 에지와 상기 승객측 설치 에지 사이의 전체 거리 만큼 연장되는 앞유리이다.
실시예 13은 실시예 1 내지 12의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 폴리머 중간층은 폴리(비닐 아세탈) 수지와 하나 이상의 가소제를 포함하는 앞유리이다.
실시예 14는 실시예 1 내지 13의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 폴리머 중간층은 단일 층 중간층인 앞유리이다.
실시예 15는 실시예 1 내지 14의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 폴리머 중간층은 다층 중간층인 앞유리이다.
실시예 16은 실시예 1 내지 15의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 앞유리는 20℃에서 ASTM E90에 따라 측정된, 일치 주파수에서 약 34 dB 이상의 음향 투과 손실을 갖는 앞유리이다.
실시예 17은 실시예 1 내지 16의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 중간층은 염료, 안료, 자외선 안정제, 항산화제, 차단 방지제, 난연제, 적외선(IR) 흡수제, 적외선 차단제, 가공 보조제, 유동 개선 첨가제, 윤활제, 충격 개질제, 핵형성제, 열 안정제, 자외선(UV) 흡수제, 분산제, 계면활성제, 킬레이팅 작용제, 커플링 작용제, 접착제, 프라이머, 보강 첨가제 및 충전제로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 하나 이상의 폴리머 층을 포함하는 앞유리이다.
실시예 18은 실시예 1 내지 17의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 중간층은 적외선 흡수제, 적외선 차단제 및 자외선 안정제 중 하나 이상을 포함하는 하나 이상의 폴리머 층을 포함하는 앞유리이다.
실시예 19는 실시예 1 내지 18의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 중간층은 하나 이상의 폴리머 층과 하나 이상의 폴리머 필름을 추가로 포함하는 앞유리이다.
실시예 20은 실시예 1 내지 19의 특징 중 임의의 것을 구비하는 앞유리에 있어서, 상기 글레이징 패널 중 하나 이상은 알루미나-실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 석영 또는 용융 실리카 유리, 소다 석회 유리, 폴리카보네이트 및 아크릴로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 재료로 형성되는 앞유리이다.
실시예 21은 실시예 1 내지 20 중 임의의 실시예의 앞유리를 포함하는 차량이다.
실시예 22는 중간층, 또는 상기 중간층을 포함하는 앞유리 제조 방법이며, 상기 방법은 (a) 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일을 얻는 것; 및 (b) 중간층을 형성하여 형성된 중간층을 제공하는 것으로서, 상기 형성된 중간층은 HUD 구역을 가지며, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 50 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것을 포함한다.
실시예 23은 실시예 22의 특징을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 앞유리 제조 방법이며, 상기 방법은 상기 형성된 중간층을 한 쌍의 글레이징 패널 사이에 적층하여 상기 앞유리를 형성하는 것을 추가로 포함한다.
실시예 24는 실시예 22 내지 23의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 90 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 방법이다.
실시예 25는 실시예 22 내지 24의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 어느 것도 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖지 않도록 이루어지는 방법이다.
실시예 26은 실시예 22 내지 25의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 50 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.075 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 방법이다.
실시예 27은 실시예 22 내지 26의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역은 하나 이상의 가변 각도 영역을 포함하는 방법이다.
실시예 28은 실시예 22 내지 27의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 90 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 방법이다.
실시예 29는 실시예 22 내지 28의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 1분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 1분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주는 방법이다.
실시예 30은 실시예 22 내지 29의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 중간층 제조 방법이며, 상기 형성의 적어도 일부는 압출 또는 공-압출에 의해 이루어지는 방법이다.
실시예 31은 실시예 22 내지 30의 특징 중 임의의 것을 구비하는 중간층 또는 앞유리 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 앞유리 제조 방법이며, 상기 형성된 중간층을 한 쌍의 글레이징 패널 사이에 적층하여 상기 앞유리를 형성하는 것을 추가로 포함하는 방법이다.
예
2.3 ㎜ 두께의 유리 두 장 사이에 음향 3-층 PVB 중간층을 적층함으로써 여러 개의 앞유리(W-1 내지 W-4)가 준비되었다. 각각의 중간층은 테이퍼진 두께 프로파일을 구비하는 HUD 구역을 갖는다. 앞유리(W-1)를 형성하기 위해 사용된 중간층의 하나는 쐐기 각도가 0.7 mrad인 일정 각도 영역을 가지며, 앞유리(W-2 내지 W-4)를 형성하기 위해 사용된 다른 세 개의 중간층은 가변 각도 영역을 갖는다. 앞유리(W-2 내지 W-4)를 형성하기 위해 사용된 중간층의 각각은 단일 타겟 프로파일에 기초한 프로파일을 갖지만, 이들 앞유리를 형성하기 위해 사용된 각각의 중간층의 실제 프로파일은 타겟 프로파일로부터 상이한 양만큼 변경된다.
일단 형성되면, 앞유리(W-1 내지 W-4) 각각의 HUD 구역의 수직 두께 프로파일은 층 두께를 계산하기 위해 간섭계를 이용하는 Lumetrics™ Optigauge를 사용하여 측정되었다. 두께 측정은 각각의 앞유리에 대해서 HUD 구역의 높이를 따라서 0.1 cm 마다 이루어지며, 두께 프로파일 데이터가 수집되었다. 두께 프로파일로부터, 각각의 앞유리의 HUD 구역의 쐐기 각도 프로파일도 계산되었다. 이것은 먼저 신호 대 잡음비를 증가시키기 위해 1차 다항식 맞춤을 사용하는 3-인치(7.62 cm) 폭 세그먼트에 걸쳐서 Savitzky-Golay 필터를 사용하여 수집된 두께 데이터를 평준화(smoothing)하고 이후 HUD 구역 내에서 두께 프로파일의 1차 도함수를 계산함으로써 이루어진다. 위치 함수로서의 결과적인 쐐기 각도 데이터는 각각의 중간층에 대한 쐐기 각도 프로파일을 형성하기 위해 조립되었다. 앞유리(W-1 내지 W-4) 각각의 중간층의 HUD 구역에 대한 측정된 쐐기 각도 프로파일이 도 2에 제공된다.
그 후, 전술한 절차에 따라서 앞유리(W-1 내지 W-4) 각각에 대해 복수의 운전자 높이에서 이중 이미지 분리 거리가 측정되었다. 각각의 앞유리에서, "키 작은" 운전자(H = 126.2 mm), "공칭" 운전자(H = 134.4 mm), "키 큰" 운전자(H = 148.8 mm) 및 "더 키 큰(tall plus)" 운전자(H = 182.4 mm)에 대한 이중 이미지 분리 거리가 표준 설치 조건에서 측정되었다. 앞유리(W-1 내지 W-4) 각각에 대해 도 16에 도시하듯이 각 이미지의 중심 근처에서 찍은 결과적인 캡처된 이미지의 발췌가 도 17 내지 도 20에 각각 제공되었다.
도 17을 도 18 내지 도 20과 비교함으로써 나타나듯이, 하나 이상의 가변 각도 영역(W-2 내지 W-4)을 갖는 HUD 구역을 구비하는 중간층은 일정 각도 영역(W-1)을 갖는 HUD 구역을 구비하는 중간층 보다 낮은 이중 이미지 분리를 나타낸다. 또한, 도 18, 도 19 및 도 20의 비교에 의해 나타나듯이, 타겟 프로파일로부터 최소량 벗어난 쐐기 각도 프로파일을 갖는 중간층으로 제조된 앞유리(W-4)(도 20)는 공칭 위치, 키 큰 위치, 및 더 키 큰 위치를 포함하는 모든 운전자 위치에서 최고 품질의 이미지를 제공했다. 하기 표 1은 도 17 내지 도 20에 제공된 이미지의 정성 분석을 제공한다.
다양한 운전자 높이에서의 여러 개의 앞유리에 대한 이중 이미지 분리의 정성 분석
운전자 위치 키 작은 공칭 키 큰 더 키 큰


앞유리

이미지 품질		 Θ
타겟으로부터의 편차 >|0.10| mrad

이미지 품질		 Θ
타겟으로부터의 편차 >|0.10| mrad

이미지 품질		 Θ
타겟으로부터의 편차 >|0.10| mrad

이미지 품질		 Θ
타겟으로부터의 편차 >|0.10| mrad
W-1 OK OK OK Not OK X
W-2 OK OK X Not OK X OK
W-3 Not OK X Not OK X OK OK
W-4 OK OK OK OK
본 발명은 현재 바람직한 실시예라고 믿어지는 것들을 포함하는 특정 실시예의 설명과 더불어 개시되었지만, 상세한 설명은 예시적이도록 의도되며, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 통상의 기술자에 의해 이해되듯이, 본 명세서에 상세하게 기재된 것 이외의 다른 실시예가 본 발명에 의해 망라된다. 기재된 실시예의 수정 및 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
본 개시의 임의의 단일 구성요소에 대해 주어진 범위, 값 또는 특성 중 임의의 것은 본 명세서 전체에 걸쳐서 주어지는, 각각의 구성요소에 대해 정해진 값을 갖는 실시예를 형성하기 위해, 호환 가능한 경우에, 본 개시의 다른 구성요소들 중 임의의 것에 대해 주어진 임의의 범위, 값 또는 특성과 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것도 이해될 것이다. 예를 들어, 본 개시의 범위 내에 있지만 열거하기 번거로울 수 있는 많은 치환을 형성하기 위해 가소제를 주어진 범위들 중 임의의 범위로 포함하는 것에 추가하여 잔류 히드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 부티랄)을 주어진 범위들 중 임의의 범위로 포함하는 중간층이 형성될 수 있다. 또한, 프탈레이트 또는 벤조에이트와 같은 속(genus) 또는 카테고리에 제공되는 범위는 달리 언급되지 않는 한 디옥틸 테레프탈레이트와 같은 카테고리의 속 또는 부재 내의 종에 적용될 수도 있다.

Claims (20)

  1. 앞유리에 있어서,
    한 쌍의 글레이징 패널; 및
    각각의 글레이징 패널 사이에 그와 접촉하여 배치되는 폴리머 중간층을 포함하며,
    상기 폴리머 중간층은 HUD 구역을 형성하고, 상기 HUD 구역의 전체는 상기 폴리머 중간층의 HUD 구역에 대하여 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 가지며,
    상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주고,
    상기 표준 설치 조건은 자신의 아이박스 중심선이 설치된 앞유리 내부의 최저 지점에서 수평으로 그려진 선으로부터 134.4 mm의 높이에 있는 운전자가 앞유리에 대한 최소 반사된 이중 이미지 분리 거리를 관찰하는 설치 조건인 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리를 둘 다 보여주는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 1분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 1분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 증가하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 감소하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 HUD 구역은 상기 HUD 구역의 적어도 일부에 걸쳐서 일정하게 유지되는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직 쐐기 각도 프로파일은 두 개 이상의 가변 각도 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직 쐐기 각도 프로파일은 일정 각도 영역을 구비하지 않는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 HUD 구역은 평탄한 수평 두께 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층 및 상기 패널 각각은 상부 설치 에지, 하부 설치 에지, 운전자측 설치 에지 및 승객측 설치 에지를 구비하며, 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지와 상기 하부 설치 에지는 상기 앞유리가 설치 위치에 있을 때 상호 수직으로 이격되고 평행하며, 상기 중간층의 상기 운전자측 설치 에지와 상기 승객측 설치 에지는 각각 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지 및 상기 하부 설치 에지와 접촉하고 상기 앞유리가 설치 위치에 있을 때 상호 수평으로 이격되고 평행하며, 상기 HUD 구역은 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지 보다 상기 중간층의 상기 하부 설치 에지에 더 가깝게 위치되는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 HUD 구역은 상기 중간층의 상기 상부 설치 에지로부터 이격되고 그와 평행한 상부 설치 HUD 경계 및 상기 중간층의 상기 하부 설치 에지로부터 이격되고 그와 평행한 하부 설치 HUD 경계에 의해 한정되며, 상기 상부 HUD 경계 및 상기 하부 HUD 경계는 상기 앞유리의 상기 운전자측 설치 에지와 상기 승객측 설치 에지 사이의 거리의 40 퍼센트 이상 연장되는 것을 특징으로 하는
    앞유리.
  12. 중간층, 또는 상기 중간층을 포함하는 앞유리를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 방법은
    (a) 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일을 얻는 것; 및
    (b) 중간층을 형성하여 형성된 중간층을 제공하는 것으로서, 상기 형성된 중간층은 HUD 구역을 가지며, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 전체가 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것을
    포함하는 것을 특징으로 하는
    방법
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 50 퍼센트 이상이 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.075 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 방법은 앞유리 제조 방법이며, 상기 형성된 중간층을 한 쌍의 글레이징 패널 사이에 적층하여 상기 앞유리를 형성하는 것을 추가로 포함하고,
    상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주고,
    상기 표준 설치 조건은 자신의 아이박스 중심선이 설치된 앞유리 내부의 최저 지점에서 수평으로 그려진 선으로부터 134.4 mm의 높이에 있는 운전자가 앞유리에 대한 최소 반사된 이중 이미지 분리 거리를 관찰하는 설치 조건인 것을 특징으로 하는
    방법.
  15. 중간층을 포함하는 앞유리 제조 방법에 있어서,
    상기 방법은
    (a) 타겟 중간층의 HUD 구역에 대한 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일을 얻는 것;
    (b) 중간층을 형성하여 형성된 중간층을 제공하는 것으로서, 상기 형성된 중간층은 HUD 구역을 가지며, 상기 형성은 상기 형성된 중간층의 상기 HUD 구역의 전체가 상기 타겟 중간층의 상기 HUD 구역에 대한 상기 규정된 수직 쐐기 각도 프로파일로부터 0.10 mrad 이하로 변화하는 수직 쐐기 각도 프로파일을 갖도록 이루어지는 것; 및
    (c) 상기 형성된 중간층을 한 쌍의 글레이징 패널 사이에 적층하여 상기 앞유리를 형성하는 것으로서, 상기 앞유리는 상기 앞유리에 대한 표준 설치 조건에서 측정할 때 2분 미만의 상부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리와 2분 미만의 하부 아이박스 반사된 이중 이미지 분리 거리 중 하나 이상을 보여주는 것을
    포함하고,
    상기 표준 설치 조건은 자신의 아이박스 중심선이 설치된 앞유리 내부의 최저 지점에서 수평으로 그려진 선으로부터 134.4 mm의 높이에 있는 운전자가 앞유리에 대한 최소 반사된 이중 이미지 분리 거리를 관찰하는 설치 조건인 것을 특징으로 하는
    방법.
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