KR20190104024A - 헤드업 디스플레이(hud)용 pvb 필름, 그 형성 몰드 및 형성 방법 - Google Patents

헤드업 디스플레이(hud)용 pvb 필름, 그 형성 몰드 및 형성 방법 Download PDF

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KR20190104024A
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샤오펭 구오
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

HUD용 PVB 필름, 그 형성 몰드 및 형성 방법이 개시된다. HUD용 PVB 필름에 의해서 달성되는 HUD 화상화의 정확도 오류가 ± 0.1 mrad이다. 형성 몰드는 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)를 포함하고, 이들 2개의 몰드는 함께 클램핑될 때 둘러싸인 몰드 공동을 형성할 수 있고, PVB 재료를 지지하기 위해서 그리고 PVB 재료가 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 결합되는 것을 방지하기 위해서, 보호 필름이 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)의 내부 표면 상에 각각 배치되고, 보호 필름의 형상은 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)의 형상과 합치된다. 형성 방법은 이하의 단계를 포함한다: 2개의 보호 필름들 사이에 PVB 재료를 개재하고, 이어서 PVB 재료를 예열된 몰드 내에 배치하거나; 2개의 보호 필름 중 제1 보호 필름을 예열된 몰드 내에 배치하고, 이어서 PVB 재료를 제1 보호 필름 상에 배치하고, 최종적으로 2개의 보호 필름 중 제2 보호 필름을 PVB 재료 상에 배치하는 단계; 몰드를 클램핑하는 단계; 몰드를 가압하고 몰드를 희망 온도까지 가열하는 단계; 2개의 보호 필름과 함께 형성된 PVB 필름을 취출하는 단계; 형성된 PVB 필름을 냉각하는 단계; 및 2개의 보호 필름을 박리시키고 HUD용 PVB 필름을 획득하는 단계.

Description

헤드업 디스플레이(HUD)용 PVB 필름, 그 형성 몰드 및 형성 방법
본 발명은 유리 기술 분야, 특히 HUD용 PVB 필름 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드, 특히 열-프레스-형성 몰드, 그리고 열-프레스-형성 프로세스를 기초로 하고 일반적인 PVB 필름과 같은 PVB 재료를 이용하는, HUD용 PVB 필름을 제조하기 위한 형성 방법에 관한 것이다.
헤드업 디스플레이(HUD)는, 운전자가 그들의 머리를 낮출 필요가 없이, 운전자가 중요 정보를 판독할 수 있게 하고, 그에 의해서 운전자가 계기판을 체크하기 위해서 그들의 머리를 낮추는 빈도수를 감소시키고, 그들의 주의 산만 및 상황 인식에 관한 제어 상실을 방지한다. 따라서, HUD는 항공기 및 고급 차량에서 운전-보조 장치로서 널리 이용되고 있다.
현재, HUD는 디스플레이를 위해서 항공기 또는 차량의 전방 윈드실드(windshield)를 일반적으로 이용한다. 전방 윈드실드는 일반적으로 적층된 유리를 포함하고, 이는 2개의 표면(즉, 내부 및 외부 표면)이 존재한다는 것을 의미하고, 그에 따라 상이한 위치들에 있으나 유사한 밝기를 갖는 2개의 화상이 형성될 수 있다. 이는 운전자에게 좋지 못한 유령상(ghost)을 초래할 것이다. 이러한 기술적 문제에 대한 일반적인 해결책은, 외부 표면 상의 화상의 위치를 조정하기 위해서 그리고 그에 따라 유령상을 제거하기 위해서, 적층된 유리들 사이에서 쐐기형 각도(wedged angle)를 갖는 쐐기형 횡단면을 가지는 PVB 필름을 이용하는 것이다.
그러나, 쐐기형 횡단면을 갖는 상업적으로 입수 가능한 PVB 필름은 매우 고가이고, 균일 두께의 일반적인 PVB 필름의 가격보다 몇 배 더 비싼 가격으로 통상적으로 판매된다. 또한, 쐐기형 횡단면을 갖는 HUD를 위한 상업적으로 입수 가능한 PVB 필름은 전형적으로 압출 몰딩 프로세스에 의해서 획득된다. 비록 압출-몰딩된 PVB 필름의 정확도가 표준 요건을 실질적으로 만족시킬 수 있고, ± 0.15 mrad의 정확도 오류를 달성할 수 있지만, 화상화 선명도에 관한 매우 높은-수준의 요건을 만족시키기 위해서, HUD의 화상화 정확도가 높을수록 더 좋을 것이다.
또한, 전술한 바와 같이, 쐐기형 횡단면을 갖는 상업적으로 입수 가능한 PVB 필름은 전형적으로 압출 몰딩 프로세스에 의해서 형성된다. 압출-몰딩의 단점으로 인해서, 획득된 PVB 필름은 기껏해야 하나의 방향으로만 쐐기형 횡단면을 가질 수 있고, 타 방향을 따른 그 횡단면은 균일하고 변화 없이 유지될 것이다. 큰 면적의 HUD의 경우에, 단지 하나의 방향의 PVB 필름의 쐐기형 횡단면에서, 상이한 시각에서 볼 때, HUD 화상화의 선명도가 달라질 수 있다. 예를 들어, HUD를 하나의 시각으로부터 볼 때, 화상이 선명할 수 있고, 다른 시각으로부터 볼 때, 화상이 유령상을 포함할 수 있고 선명하지 않을 수 있는데, 이는 이러한 시각에서의 PVB 필름의 횡단면이 균일하고 변화 없이 유지되기 때문이다. 그에 의해서, 운전자는 HUD 상에서 디스플레이되는 정보를 선명하게 볼 수 없고 그들의 관찰 시각을 조정하여야 하며, 이는 그들의 주의를 산만하게 할 수 있다. 결과적으로, 잠재적인 안전 위험이 존재한다.
그에 의해서, 종래 기술에서의 전술한 결함을 극복하기 위해서, 본 발명은 HUD용 PVB 필름, 그 형성 몰드 및 형성 방법을 제공한다.
제1 양태에 따라, HUD용 PVB 필름의 형성 몰드가 제공되고, 형성 몰드는 상부 몰드 및 하부 몰드를 포함하고, 이들 2개의 몰드는 함께 클램핑될 때 둘러싸인 몰드 공동을 형성할 수 있고, PVB 재료를 지지하기 위해서 그리고 PVB 재료가 상부 몰드 및 하부 몰드와 결합되는 것을 방지하기 위해서, 보호 필름이 상부 몰드 및 하부 몰드의 내부 표면 상에 각각 배치되고, 보호 필름의 형상은 상부 몰드 및 하부 몰드의 형상과 합치된다.
실시예에서, 보호 필름의 두께가 균일하다.
실시예에서, 보호 필름의 두께가 0.1 내지 1 mm이다.
실시예에서, 보호 필름의 두께가 0.1 내지 0.25 mm이다.
실시예에서, 일 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 쐐기형이다.
실시예에서, 일 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 쐐기형이고, 타 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면은 곡선화된다. 일 방향 및 타 방향은 바람직하게 서로 수직이다. 다른 적합한 방향들이 또한 적용될 수 있을 것이다.
실시예에서, 2개의 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 모두 곡선화된다. 이러한 2개의 방향은 바람직하게 서로 수직이다. 다른 적합한 방향들이 또한 적용될 수 있을 것이다.
실시예에서, 곡선형 표면은 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선형 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있다.
제2 양태에 따라, HUD용 PVB 필름의 형성 방법이 제공되고, 그러한 방법은 이하의 단계를 포함한다: (a) 2개의 보호 필름들 사이에 PVB 재료를 개재하고, 이어서 PVB 재료를 예열된 몰드 내에 배치하거나; 2개의 보호 필름 중 제1 보호 필름을 예열된 몰드 내에 배치하고, 이어서 PVB 재료를 제1 보호 필름 상에 배치하고, 최종적으로 2개의 보호 필름 중 제2 보호 필름을 PVB 재료 상에 배치하는 단계; (b) 몰드를 클램핑하는 단계; (c) 몰드를 가압하고 몰드를 희망 온도까지 가열하는 단계; (d) 2개의 보호 필름과 함께 형성된 PVB 필름을 취출하는 단계; (e) 형성된 PVB 필름을 냉각하는 단계; 및 (f) 2개의 보호 필름을 박리시키고 HUD용 PVB 필름을 획득하는 단계.
실시예에서, 단계 (c)가 120 내지 200 ℃의 온도 하에서 실시된다.
실시예에서, 단계 (c)가 160 내지 170 ℃의 온도 하에서 실시된다.
실시예에서, 단계 (c)에서의 압력이 10 내지 100 MPa 범위이다.
실시예에서, 단계 (c)에서의 압력이 20 내지 30 MPa 범위이다.
실시예에서, 단계 (c)에서의 가열 시간이 20 내지 180 초이다.
실시예에서, 단계 (c)에서의 가열 시간이 60 내지 120 초이다.
실시예에서, 보호 필름은 내열성 기재 및 비-점착성 코팅으로 제조된다.
실시예에서, 보호 필름은 유리 섬유 기재 및 Teflon 코팅으로 제조된다.
실시예에서, 보호 필름의 두께가 0.1 내지 1 mm이다.
실시예에서, 보호 필름의 두께가 0.1 내지 0.25 mm이다.
제3 양태에 따라, HUD용 PVB 필름이 제공된다. PVB 필름에 의해서 달성될 수 있는 HUD 화상화의 정확도 오류가 ± 0.1 mrad이다.
실시예에서, 일 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 쐐기형이다.
실시예에서, 일 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 쐐기형이고, 타 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면은 곡선화된다. 일 방향 및 타 방향은 바람직하게 서로 수직이다. 다른 적합한 방향들이 또한 적용될 수 있을 것이다.
실시예에서, 2개의 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 모두 곡선화된다. 이러한 2개의 방향은 바람직하게 서로 수직이다. 다른 적합한 방향들이 또한 적용될 수 있을 것이다.
실시예에서, PVB 필름의 곡선형 표면은 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선형 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있다.
실시예에서, PVB 필름은 전술한 제2 양태에 따른 형성 방법을 통해서 제조되고, 몰드는 전술한 제1 양태에 따른 형성 몰드이다.
본 발명에서, 열-프레스-형성 프로세스가 적용되기 때문에, 저비용의 상업적으로 입수 가능한 일반적인 PVB 필름이 PVB 재료로서 이용될 수 있고, 그에 따라 HUD용 PVB 필름의 제조 비용이 감소될 수 있고 HUD 화상화 정확도가 증가될 수 있다. 또한, 본 발명은 상이한 방향들로 곡선화된 또는 다른 형상의 횡단면을 갖는 PVB 필름을 형성할 수 있고, 그에 따라 선명한 화상화가 큰 면적을 갖는 HUD 장치에서도 획득될 수 있다. 예를 들어, 일 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 쐐기형이고 타 방향을 따른 그 횡단면이 곡선화될 때, 사용자는 비교적 큰 면적에서 선명한 HUD 화상을 얻을 수 있다. 따라서, 필름은 큰 치수의 HUD 화상화에 적용될 수 있다. 또한, 2개의 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 모두 곡선화될 때, PVB 필름의 곡선화된 표면은 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선형 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있고, 그에 따라 더 양호한 HUD 화상화의 품질이 달성될 수 있다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징, 특성 및 장점이, 도면 및 특정 실시예와 조합된 이하의 설명을 통해서 더 명확해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 일반적인 윈드실드의 개략적 단면도이다.
도 2는 윈드실드의 개략적 정면도이다.
도 3의 (A)는 도 2에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 종래 기술에서의 윈드실드의 개략적 단면도이고; 도 3의 (B)는 도 2에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 윈드실드의 개략적 단면도이고; 여기에서 윈드실드는 균일한 두께를 갖는 일반적인 PVB 필름을 포함한다.
도 4의 (A)는 도 2에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 종래 기술에서의 다른 윈드실드의 개략적 단면도이고; 도 4의 (B)는 도 2에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 윈드실드의 개략적 단면도이고; 여기에서 윈드실드는 압출-몰딩 프로세스에 의해서 형성된 PVB 필름을 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드의 클램핑된 위치에서의 개략적 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드의 개방 위치에서의 개략적 측면도이다.
도 7은 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드의 개략적 상면도이다.
도 8의 (A)는 도 7에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 본 발명의 일 실시예에 따른 형성 몰드의 개략적 단면도로서, 몰드 공동의 횡단면이 쐐기형이고; 도 8의 (B)는 도 7에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 형성 몰드의 개략적 단면도로서, 몰드 공동의 횡단면이 곡선화된다.
도 9의 (A)는 도 7에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 본 발명의 다른 실시예에 따른 형성 몰드의 개략적 단면도로서, 몰드 공동의 횡단면이 곡선화되고; 도 9의 (B)는 도 7에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 형성 몰드의 개략적 단면도이고, 몰드 공동의 횡단면이 곡선화된다.
도 10은, 열-프레스-형성 프로세스를 기초로 하는 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름을 제조하기 위한 형성 방법을 보여주는 개략적 흐름도이다.
도 11의 (A)은 도 2에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 본 발명의 일 실시예에 따른 PVB 필름을 포함하는 윈드실드의 개략적 단면도로서, PVB 필름의 횡단면이 쐐기형이고; 도 11의 (B)는 도 2에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 윈드실드의 개략적 단면도로서, PVB 필름의 횡단면이 곡선화된다.
도 12의 (A)는 도 2에 도시된 A-A 방향을 따라서 취한 본 발명의 다른 실시예에 따른 PVB 필름을 포함하는 윈드실드의 개략적 단면도로서, PVB 필름의 횡단면이 곡선화되고; 도 12의 (B)는 도 2에 도시된 B-B 방향을 따라서 취한 윈드실드의 개략적 단면도로서, PVB 필름의 횡단면이 곡선화된다.
이하에서, 도면을 참조한, 본 발명의 몇몇 실시예에 관한 구체적인 설명이 제공된다. 도 1은 종래 기술의 일반적인 윈드실드의 개략적 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일반적인 윈드실드는 외부 층 유리(1), 내부 층 유리(2), 및 그 사이에 위치되는 균일 두께의 일반적인 PVB 필름(3)을 포함한다. 일반적인 PVB 필름(3)은 양호한 점도, 점착성, 및 탄성을 갖는다. 윈드실드가 큰 외부 충격을 받는 경우에, 일반적인 PVB 필름(3)은 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있고, 생성되는 유리 파편이 비산되지 않고 일반적인 PVB 필름에 단단히 부착될 수 있다. 그에 따라, 잠재적인 손상이 가장 낮은 수준으로 감소될 수 있다. 그러나, 일반적인 PVB 필름(3)은 HUD 화상화에 적합하지 않다. 그 이유는, 일반적인 윈드실드는 일반적으로 적층된 유리로 형성되고 경사 각도를 가지며; PVB 필름의 두께가 균일한 경우에, 전체 윈드실드의 두께 또한 균일할 것이고; 결과적으로, HUD 화상화가 실시될 때, 2개의 분리된 반사 화상이 형성될 것이다. 따라서, 운전자는, 편안하지 않고 운전 안전성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는, 2개의 중첩된 화상(즉, 유령상)을 볼 수 있다.
도 2는 윈드실드의 개략적 정면도이고, 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)는 각각 도 2에 도시된 A-A 및 B-B 방향을 따라서 취한 종래 기술의 윈드실드의 개략적 단면도이고; 여기에서 윈드실드는 균일한 두께를 갖는 일반적인 PVB 필름을 포함한다. 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)로부터, 양 A-A 및 B-B 방향을 따라 일반적인 PVB 필름(3)의 횡단면이 변화 없이 유지된다는 것을 확인할 수 있다. 결과적으로, 일반적인 PVB 필름(3)이 HUD 화상화에 적용되는 경우에, 외부 층 유리(1) 및 내부 층 유리(2) 각각에 형성되는 결과적인 HUD 화상의 위치를 조정할 수 없을 것인데, 이는 필름(3)의 상부 표면 및 하부 표면이 서로 평행하기 때문이다. 따라서, 상이한 위치들의 2개의 화상이 외부 층 유리와 내부 층 유리 상에 각각 형성되어, 소위 "유령상"을 초래한다. 그에 따라, 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)에 도시된 일반적인 PVB 필름(3)은 선명한 HUD 화상화를 위해서 이용될 수 없다.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 도 2에 도시된 바와 같이 A-A 및 B-B 방향을 따라서 각각 취한 종래 기술의 다른 윈드실드의 개략적 단면도이고, 여기에서 윈드실드는 압출-몰딩 프로세스를 통해서 형성된 PVB 필름을 포함한다. 도 4의 (A)로부터, PVB 필름(3)의 횡단면이 A-A 방향으로 쐐기형이라는 것을 확인할 수 있고, 이는 선명한 HUD 화상화에 기여할 수 있다. 그러나, 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, PVB 필름(3)의 횡단면은 B-B 방향으로 변화되지 않고 유지된다. 따라서, HUD 화상화가 큰 면적에서 요구되는 경우에, 압출-몰딩 프로세스에 의해서 형성된 PVB 필름(3)은 단지 각각의 작은 영역에서 선명한 화상을 형성할 수 있고, 다른 시각으로부터 사용자가 볼 때, B-B 방향을 따른 그 횡단면이 일반적인 PVB 필름(도 3의 (B) 참조)의 횡단면과 동일하기 때문에, 선명한 HUD 화상이 생성될 수 없고 유령상이 여전히 보일 수 있으며, 이는 바람직하지 않다. 또한, 잠재적인 안전 위험이 있을 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드의 클램핑된 위치에서의 개략적 측면도를 도시하는 도 5를 참조한다. 형성 몰드는 특히 열-프레스-형성을 위한 몰드를 지칭하고, 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 형성 몰드의 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)는 폐쇄 상태, 즉 클램핑 위치에 있고, 그에 의해서 둘러싸인 몰드 공동을 내부에 형성한다. 보호 필름(6 및 7)이 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)의 내부측 표면 상에 각각 배치된다.
도 6은 개방 위치에 배열된 HUD용 PVB 필름의 상기 형성 몰드의 개략적 측면도이다. 도시된 바와 같이, 상부 보호 필름(6)은 형성 몰드의 상부 몰드(4)의 내부 표면 상에 배치되고, 하부 보호 필름(7)은 상부 몰드(5)의 내부 표면 상에 배치된다. 상부 및 하부 보호 필름(6 및 7)은 결합에 의해서 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 고정될 수 있고, 또한 임의의 다른 적합한 수단을 통해서 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 고정될 수 있다. 상부 및 하부 보호 필름(6 및 7)이 특정 점착성을 가질 수 있고, 그 형상은 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)의 형상에 적응형으로(adaptively) 합치될 수 있다. 또한, 상부 및 하부 보호 필름(6 및 7)은 특정 강성도를 가지고, 열-프레스-형성 프로세스 중에 그 사이에 위치된 PVB 재료를 지지할 수 있으며, 또한 PVB 재료가 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5) 중 임의의 것에 결합되는 것을 방지할 수 있다. 보호 필름은 내열성 기재 및 비-점착성 코팅으로 제조될 수 있다. 특히, 보호 필름은 유리 섬유 기재 상에 Teflon 코팅을 코팅 또는 분무하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 상부 및 하부 보호 필름(6 및 7)은 균일한 두께로 구성될 수 있고, 적절한 두께 오류가 확실하게 수용될 수 있다.
종래 기술의 압출-몰딩 몰드는 일반적으로 몰드 개구를 통해서 PVB 필름의 형상을 형성하고, 이는 일반적으로 3-차원적이 아니라 2-차원적이다. 따라서, 압출-몰딩 몰드에 의해서 압출된 PVB 필름의 횡단면은 몰드 개구의 횡단면에 수직인 방향으로 변화 없이 유지되고, 예를 들어 쐐기형 각도를 갖는 것에 의해서 일 방향으로만 변화될 수 있다. 따라서, 압출-몰딩 몰드에 의해서 압출된 PVB 필름은 작은 영역 내에서만 선명한 화상을 형성할 수 있다. HUD의 치수가 비교적 큰 경우에, 다른 방향들을 따른 PVB 필름의 횡단면이 일반적 PVB 필름의 횡단면과 동일하기 때문에, 선명한 HUD 화상은 형성될 수 없고 유령상이 여전히 사용자에게 보일 수 있고, 이는 바람직하지 않다. 또한, 잠재적인 안전 위험이 있을 수 있다. 그에 따라, 압출-몰딩 몰드에 의해서 형성된 PVB 필름은, 큰 면적에서의 HUD 화상화가 요구되는 상황에 적용될 수 없다.
이러한 것을 고려하여, 본 발명자는 종래 기술에 존재하는 전술한 결함을 극복하기 위해서 특별한 열-프레스-형성 몰드를 제공한다. 이하에서, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름의 형성 몰드에 관한 상세한 설명을 제공한다. 도 7은 그러한 형성 몰드의 개략적 상면도이다. 도시된 바와 같이, 상단측으로부터 볼 때, 형성 몰드는 실질적으로 직사각형 형상이고, 그 길이 및 폭 방향들이 A-A 및 B-B로 각각 표시되어 있다. 선택적으로, 형성 몰드는, 윈드실드에 상응하는 실질적으로 사다리꼴 형상과 같은, 다른 형상을 가질 수 있다.
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)는 각각 도 7에 도시된 바와 같이 A-A 및 B-B 방향을 따라서 취한 본 발명의 일 실시예에 따른 형성 몰드의 개략적 단면도이다. 이러한 실시예에서, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 형성 몰드의 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 의해서 형성된 몰드 공동은 도 7에 도시된 바와 같이 A-A 방향으로 쐐기형 횡단면을 갖는다. 2-차원적인 통상적인 압출-몰딩 몰드의 몰드 개구와 달리, 본 발명의 열-프레스-형성 몰드의 몰드 공동은 3-차원적인 형상을 갖는다. 그러한 몰드 공동의 횡단면은 상이한 방향들을 따라 다를 수 있다. 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, A-A 방향에 수직인 B-B 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 곡선화된다. 그러한 구성으로 인해서, 이하에서 설명되는 바와 같이, 형성 몰드는 HUD 화상화를 위한 PVB 필름을 형성할 수 있고, A-A 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면은 쐐기형이고, B-B 방향을 따른 필름의 횡단면은 곡선형이다. 그러한 PVB 필름으로, 사용자는 비교적 큰 면적에서 선명한 HUD 화상을 획득할 수 있다. 물론, 그러한 형성 몰드는 또한, 예를 들어, B-B 방향을 따른 형성 몰드의 횡단면이 선형일 때, 예를 들어 일 방향으로만 횡단면이 달라지는(예를 들어, A-A 방향을 따라 쐐기형인) 압출-몰딩 몰드에 의해서 형성되는 PVB 필름을 생성할 수 있다.
도 9의 (A) 및 도 9의 (B)는 각각 도 7에 도시된 바와 같이 A-A 및 B-B 방향을 따라서 취한 본 발명의 다른 실시예에 따른 형성 몰드의 개략적 단면도이다. 이러한 실시예에서, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 의해서 형성된 형성 몰드의 몰드 공동은 도 7에 도시된 바와 같이 A-A 방향으로 곡선화된 횡단면을 갖는다. 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 도 7에 도시된 바와 같이 B-B 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 또한 곡선화된다. 그러한 구성으로 인해서, 형성 몰드는 HUD 화상화를 위한 PVB 필름을 형성할 수 있고, 이하에서 설명되는 바와 같이, 그 횡단면은 A-A 및 B-B 방향 모두로 곡선화된다. PVB 필름의 곡선화된 표면은 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선화된 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있고, 유리의 곡선화된 표면의 형상을 보상할 수 있으며, 그에 따라 보다 양호한 HUD 화상화 품질을 달성할 수 있다.
이제 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름을 제조하기 위한 형성 방법을 보여주는 개략적 흐름도인 도 10을 참조하고, 형성 방법의 상세 내용을 제공할 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은, 열-프레스-형성 프로세스를 기초로 하고 이하의 단계를 포함하는, HUD용 PVB 필름을 제조하기 위한 신규 방법을 제공한다:
- 단계(S1), PVB 재료가 2개의 보호 필름들 사이에 개재되고 이어서 예열된 몰드 내로 배치되거나; 2개의 보호 필름 중 제1 보호 필름이 예열된 몰드 내로 배치되고, 이어서 PVB 재료가 제1 보호 필름 상으로 배치되고, 최종적으로 2개의 보호 필름 중 제2 보호 필름이 PVB 재료 상으로 배치된다. 여기에서, 2개의 보호 필름은 연성 PVB 필름보다 더 강성인 재료로 제조될 수 있다. 이러한 재료는 내열성 기재 상에 비-점착성 코팅을 코팅하거나 분무하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 바람직하게, 재료는 유리 섬유 기재 및 Teflon 코팅을 포함할 수 있다. 2개의 보호 필름의 두께는, 0.1 내지 1 mm와 같이, 각각 균일할 수 있다. 바람직하게, 두께는 각각 0.1 내지 0.25 mm일 수 있다.
- 단계(S2), 상부 및 하부 몰드와 같은 몰드가 함께 클램핑된다. 몰드는 그에 의해서 도 5에 도시된 바와 같이 클램핑 위치에 배치된다. PVB 재료는, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상부 몰드(4) 및 하부 몰드(5)에 의해서 형성된 몰드 공동 내와 같은, 몰드 내의 몰드 공동 내에 위치될 것이다.
- 단계(S3), 몰드가 가압되고 희망 온도까지 가열된다. 이러한 단계에서의 압력은 10 내지 100 MPa, 바람직하게 20 내지 30 MPa의 범위일 수 있다. 이러한 단계는 120 내지 200 ℃, 바람직하게 160 내지 170 ℃의 온도에서 실시될 수 있다. 몰드를 희망 온도까지 가열하기 위해서 요구되는 가열 시간은 20 내지 180 초, 바람직하게 60 내지 120 초일 수 있다.
- 단계(S4), 형성된 PVB 필름이 2개의 보호 필름과 함께 취출된다.
- 단계(S5), 형성된 PVB 필름이 냉각된다.
- 단계(S6), 2개의 보호 필름을 박리시키고, HUD용 PVB 필름이 획득된다. 보호 필름은 내열성 기재 및 비-점착성 코팅을 포함하고, 그에 따라 가열될 때 용이하게 변형되지 않고, 냉각 후에 형성된 PVB 필름으로부터 용이하게 박리될 수 있다.
전술한 형성 프로세스에서, PVB 재료는 균일 두께를 갖는 일반적인 PVB 필름일 수 있다. 일반적인 PVB 필름은 단계(S1) 또는 단계(S3)에서 용융되고 변형될 수 있고, 그에 의해서 몰드의 몰드 공동을 충진할 수 있다. 전술한 형성 프로세스에 의해서 얻어진 HUD용 PVB 필름은 일 방향으로 쐐기형 횡단면을 가질 수 있다. 즉, 압출-몰딩 프로세스에 의해서 형성된 PVB 필름과 마찬가지로, 획득된 PVB 필름은 일 방향으로 쐐기형 횡단면을 갖는다. 바람직하게, 얻어진 PVB 필름은 일 방향을 따라 쐐기형 횡단면을 그리고 타 방향을 따라 곡선화된 횡단면을 가지며, 이러한 2개의 방향은 교차되고, 바람직하게 서로 수직이다. 선택적으로, 획득된 PVB 필름은 2개의 방향 모두에서 곡선화된 횡단면을 가지며, 그러한 2개의 방향은 교차되고, 바람직하게 서로 수직이다.
이하에서, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름의 특정 구성뿐만 아니라, 그러한 필름과 종래 기술의 일반적인 PVB 필름 또는 통상적인 압출-몰딩 프로세스에 의해서 형성된 PVB 필름 사이의 차이를 구체적으로 설명한다. 여기에서, 간결함을 위해서, 획득된 PVB 필름(8)이, 그 2개의 측면 상의 외부 층 유리(1) 및 내부 층 유리(2)와 함께 도시되어 있다. 이러한 3개의 부재가 함께 항공기 또는 차량용 윈드실드를 형성한다. 도 3 및 도 4와 유사하게, 도 11 및 도 12에 도시된 마크(A) 및 마크(B)는 각각 도 2에 도시된 바와 같이 A-A 및 B-B 방향을 따라서 취한 PVB 필름(8)을 포함하는 윈드실드의 개략적 단면도를 나타낸다.
도 11에 도시된 PVB 필름(8)은 도 8에 도시된 형성 몰드를 이용한 전술한 형성 방법에 의해서 형성된다. 도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 A-A 방향의 획득된 PVB 필름(8)의 횡단면은 쐐기형이고, 이는 종래 기술(도 3 참조)에서 균일 두께를 갖는 일반적인 PVB 필름의 형상과 상이하나, 상업적으로 입수 가능한 압출-몰딩된 PVB 필름(도 4 참조)의 형성과 동일하다. 그러나, 상업적으로 입수 가능한 압출-몰딩된 PVB 필름과 달리, 도 2에 도시된 B-B 방향의 본 발명에 따른 PVB 필름(8)의 횡단면은, 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이, 곡선화된다. 그러한 구성으로 인해서, 사용자는 비교적 큰 면적에서 선명한 HUD 화상을 획득할 수 있다. 따라서, 이러한 PVB 필름(8)은 큰 치수의 HUD 화상화에 적용될 수 있다.
도 12에 도시된 PVB 필름(8)은 도 9에 도시된 형성 몰드를 이용한 전술한 형성 방법에 의해서 형성된다. 도 12의 (A)에 도시된 바와 같이, A-A 방향의 얻어진 PVB 필름(8)의 횡단면은 곡선화된다. 도 12의 (B)에 도시된 바와 같이, B-B 방향의 PVB 필름(8)의 횡단면이 또한 곡선화된다. A-A 방향 또는 B-B 방향의 이러한 PVB 필름(8)의 횡단면은 종래 기술(도 3 및 도 4)에서의 PVB 필름의 횡단면과 상이하다. 그러한 구성으로 인해서, PVB 필름의 곡선화된 표면은 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선화된 표면을 기초로 화상화 정확도를 추가적으로 보상할 수 있고, 유리의 곡선화된 표면의 형상을 또한 보상할 수 있으며, 그에 따라 보다 양호한 HUD 화상화 품질을 달성할 수 있다. 그에 따라, 도 12에 도시된 PVB 필름(8)은 큰 면적의 HUD 화상화에서 특히 유용하다.
물론, HUD용 PVB 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법이 열-프레스-형성 프로세스를 기초로 하기 때문에, 열-프레스-형성 몰드의 몰드 공동의 형상이 다양한 HUD 화상화 요건에 따라 수정될 수 있고, 그에 따라 상이한 방향들을 따른 임의의 요구되는 횡단면을 갖는 PVB 필름이 만들어질 수 있고, 선명한 HUD 화상화가 동시에 달성될 수 있다.
전술한 형성 몰드 및 형성 방법에 의해서 제조된 본 발명에 따른 HUD용 PVB 필름은 HUD 화상화의 정확도 오류가 ± 0.1 mrad 정도로 작아지게 할 수 있다. 대조적으로, 상업적으로 입수 가능한 압출-몰딩된 PVB 필름에 의해서 얻어지는 HUD 화상화의 정확도 오류가 약 ± 0.15 mrad가 된다. 따라서, 본 발명에 따라서 달성되는 HUD 화상화는 종래 기술에 비해서 훨씬 더 높은 정확도를 가질 수 있다.
비록 본 발명을 전술하였지만, 본 발명은 그러한 것으로 제한되지 않는다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도, 본 발명에 여러 가지 수정 및 변경을 가할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구항에 의해서 규정된 범위를 기초로 결정되어야 한다.

Claims (25)

  1. HUD용 PVB 필름의 형성 몰드이며: 형성 몰드는 상부 몰드 및 하부 몰드를 포함하고, 이들 2개의 몰드는 함께 클램핑될 때 둘러싸인 몰드 공동을 형성할 수 있고, PVB 재료를 지지하기 위해서 그리고 PVB 재료가 상부 몰드 및 하부 몰드와 결합되는 것을 방지하기 위해서, 보호 필름이 상부 몰드 및 하부 몰드의 내부 표면 상에 각각 배치되고, 보호 필름의 형상은 상부 몰드 및 하부 몰드의 형상과 합치되는, 형성 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    보호 필름의 두께가 균일한 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  3. 제2항에 있어서,
    보호 필름의 두께가 0.1 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  4. 제3항에 있어서,
    보호 필름의 두께가 0.1 내지 0.25 mm인 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    일 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 쐐기형인 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    일 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 쐐기형이고, 타 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면은 곡선화되는 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 방향을 따른 몰드 공동의 횡단면이 모두 곡선화되는 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  8. 제7항에 있어서,
    곡선형 표면이 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선형 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있는 것을 특징으로 하는 형성 몰드.
  9. HUD용 PVB 필름의 형성 방법이며:
    (a) 2개의 보호 필름들 사이에 PVB 재료를 개재하고, 이어서 PVB 재료를 예열된 몰드 내로 배치하거나; 2개의 보호 필름 중 제1 보호 필름을 예열된 몰드 내로 배치하고, 이어서 PVB 재료를 제1 보호 필름 상으로 배치하고, 최종적으로 2개의 보호 필름 중 제2 보호 필름을 PVB 재료 상으로 배치하는 단계; (b) 몰드를 클램핑하는 단계; (c) 몰드를 가압하고 몰드를 희망 온도까지 가열하는 단계; (d) 2개의 보호 필름과 함께 형성된 PVB 필름을 취출하는 단계; (e) 형성된 PVB 필름을 냉각하는 단계; 및 (f) 2개의 보호 필름을 박리시키고 HUD용 PVB 필름을 획득하는 단계를 포함하는, 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    단계 (c)가 120 내지 200 ℃의 온도 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    단계 (c)가 160 내지 170 ℃의 온도 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    단계 (c)에서의 압력이 10 내지 100 MPa 범위인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    단계 (c)에서의 압력이 20 내지 30 MPa 범위인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    단계 (c)에서의 가열 시간이 20 내지 180 초인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    단계 (c)에서의 가열 시간이 60 내지 120 초인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    보호 필름은 내열성 기재 및 비-점착성 코팅으로 제조되는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    보호 필름이 유리 섬유 기재 및 Teflon 코팅으로 제조되는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    보호 필름의 두께가 0.1 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    보호 필름의 두께가 0.1 내지 0.25 mm인 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  20. HUD용 PVB 필름이며, PVB 필름에 의해서 달성될 수 있는 HUD 화상화의 정확도 오류가 ± 0.1 mrad인, HUD용 PVB 필름.
  21. 제20항에 있어서,
    일 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 쐐기형인 것을 특징으로 하는 HUD용 PVB 필름.
  22. 제20항에 있어서,
    일 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 쐐기형이고, 타 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면은 곡선화되는 것을 특징으로 하는 HUD용 PVB 필름.
  23. 제20항에 있어서,
    2개의 방향을 따른 PVB 필름의 횡단면이 모두 곡선화되는 것을 특징으로 하는 HUD용 PVB 필름.
  24. 제23항에 있어서,
    곡선형 표면이 HUD 화상화에 의해서 이용되는 유리의 곡선형 표면을 기초로 화상화 정확도를 보상할 수 있는 것을 특징으로 하는 HUD용 PVB 필름.
  25. 제20항에 있어서,
    PVB 필름은 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 형성 방법을 통해서 제조되고, 몰드는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 형성 몰드인 것을 특징으로 하는 HUD용 PVB 필름.
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