WO2019078476A1 - 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널 - Google Patents

자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널 Download PDF

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WO2019078476A1
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Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating window panel for an automobile polycarbonate material, and more particularly, to a heat insulating window panel of a polycarbonate material for automobile which is formed by forming a polycarbonate layer on a tempered glass to prevent damage and at the same time, .
  • Parts of the front, side or rear of the vehicle may be made of laminated glass or safety glass for mining or to ensure visibility.
  • the front glass can be formed of a highly curved glass, or a safety glass with two glasses bonded with high resistance to temperature changes can be used, and a door glass or a rear glass can be used with a single pane safety glass.
  • the window of an automobile is made of a glass material, the weight increases and scratches can easily occur.
  • development of windows for synthetic resin or plastic materials is under way, but research is proceeding on a method of coating with a synthetic resin material due to reflection characteristics, noise characteristics, or discoloration due to ultraviolet rays.
  • such a coating method is disadvantageous in that the effect of weight reduction or insulation is not large.
  • Patent Publication No. 10-2004-0044541 discloses a glazing panel and coating system made of polycarbonate
  • Patent Publication No. 10-2016-0113334 discloses a low alkali glass which can be used as an automobile window useful for an electrochromic device Laminate products and layered products.
  • the automobile window disclosed in the prior art still has a disadvantage that the heat insulating property or the scratch preventing property is not high.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.
  • the insulating window panel of the automotive polycarbonate material comprises a glass layer 11; A polycarbonate plate material 12 bonded to one side of the glass layer 11; And a polycarbonate film (13a, 13b) bonded to the other side of the glass layer (11) or one side of the polycarbonate plate material (12), wherein the polycarbonate film (13a, 13b) has a light transmittance of 85% , And the surfaces of the polycarbonate films 13a and 13b have a hardness of 75 HRC or more in Rockwell hardness.
  • the polycarbonate film layer 23 which is bonded between the glass layer 11 and the polycarbonate plate 12, and on which adhesive layers 241 and 242 are formed, is bonded.
  • an adhesive layer formed between the glass layer and the polycarbonate plate or a bonding layer formed between the polycarbonate plate and the polycarbonate film becomes a vacuum layer.
  • the polycarbonate films 13a and 13b may be formed of at least one of MTES (methyltriethoxysilane), OTES (octyltriethoxysilane), FTES (fluoro (triethyl) silane), MEMO (trimethoxysilyl) propyl- At least one selected from the group consisting of APTES ((3-aminopropyl) triethoxysilane) and GPTES ((3-glycidoxypropyl) triethoxysilane) in an amount of 0.1 to 20 wt% based on the total weight.
  • MTES methyltriethoxysilane
  • OTES octyltriethoxysilane
  • FTES fluoro (triethyl) silane
  • MEMO trimethoxysilyl propyl- At least one selected from the group consisting of APTES ((3-aminopropyl) triethoxysilane) and GPTES ((3-g
  • the window panel according to the present invention is applied to the front, rear or door glass of various automobiles to provide heat insulation and durability suitable for each automobile.
  • the window panel according to the present invention allows the total weight of the automobile glass to be reduced while preventing the occurrence of scratches.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a layer structure of a window panel according to the present invention.
  • Fig. 2 shows another embodiment of the layer structure of the window panel according to the present invention.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the layer structure of the window panel according to the present invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a layer structure of a window panel according to the present invention.
  • a heat insulating window panel of a polycarbonate material for an automobile comprises a glass layer 11; A polycarbonate plate material 12 bonded to one side of the glass layer 11; And a polycarbonate film (13a, 13b) bonded to the other surface of the glass layer (11) or one surface of the polycarbonate plate material (12), wherein the polycarbonate film (13a, 13b) has a light transmittance of 85% , And the surfaces of the polycarbonate films 13a and 13b have Vickers hardness of 200 HVI or more.
  • the glass layer 11 may be synthetic glass, tempered glass or similar glass for automobiles, such as safety glass or laminated glass.
  • the glass layer 11 may have a thickness of 2 to 6 mm, depending on the arrangement position, and may be made, for example, of a structure in which a single piece glass having a thickness of 2 to 3 mm is adhered by an adhesive film.
  • a polycarbonate plate material 12 may be bonded to one side of the glass layer 11. [ The polycarbonate plate 12 may have the function of improving the heat insulation, improving the mechanical strength or reducing the noise, and may be bonded to the glass layer 11 by various adhesives.
  • the polycarbonate plate material 12 may be formed to have a thickness sufficiently smaller than the thickness of the glass layer 11 and may be made to have a thickness of 1/20 to 3/5 of the thickness of the glass layer 11 . Also, in the case where the glass layer 11 is formed of at least two laminated glass, one laminated glass can be replaced by the polycarbonate laminate 12. Also, when the window of the automobile is composed of one glass layer 11, the thickness of the glass layer 11 can be made relatively thin.
  • the polycarbonate plate 12 can be made of a soft or rigid polycarbonate material, and can be formed, for example, of polycarbonate foam.
  • the polycarbonate plate 12 has a density of 1.20 to 1.22 g / cm3, a thermal conductivity of 0.19 to 0.22 W / (mK), a linear expansion coefficient of 65 to 70 x 10-6 / K, a refractive index of 1.584 to 1.586, Can be made to be 1.2 to 1.3 kJ / (kgK). Further, it can be made to have a light transmittance of 75% or more, preferably 80 to 95%.
  • the polycarbonate foam can be made by foaming the polycarbonate particles with carbon dioxide.
  • a polycarbonate foam having a cell size of 5.0 to 18.0 ⁇ ⁇ is produced with a density of 0.35 to 1.10 g / cm3 by foaming with supercritical carbon dioxide at a saturation temperature of 20 to 30 ⁇ ⁇ at a pressure of 2 to 6 MPa Can be.
  • the surface of the polycarbonate may be coated with a light-transmitting metal to protect the surface hardness of the polycarbonate, or the surface of the polycarbonate may be protected with a metal film.
  • the surface of the polycarbonate may be coated with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) of 1.0 to 100 ⁇ m or coated with an aluminum oxide film.
  • the aluminum oxide coating can be produced, for example, by powdery aluminum oxide having an average diameter of 0.1 to 0.9 mu m, and the aluminum oxide film is formed by coating an aluminum oxide powder having the diameter mentioned above with a transparent synthetic resin material Can be.
  • the glass layer 11 and the polycarbonate plate 12 may be bonded to each other by an organic or inorganic adhesive, or may be separated from each other by a vacuum layer.
  • the organic or inorganic adhesive may be, but is not limited to, silicone, acrylic, polyvinyl butyral (PVB) or similar adhesives.
  • the adhesive may be a transparent adhesive and the adhesive may be formed such that a vacuum layer is formed between the glass layer 11 and the polycarbonate plate 12.
  • the vacuum layer may be formed to a thickness of, for example, 10 to 100 mu m and may be maintained at a gas pressure of 0.1 bar or less, preferably a pressure of 0.01 bar or less, and most preferably a pressure of 0.001 bar or less.
  • the vacuum layer may be sealed by an adhesive or may be held by a sealing means for sealing both edges of the glass layer 11 and the polycarbonate sheet material 12 to each other.
  • a material layer such as porous fumed silica may be coupled to the outside of the polycarbonate plate 12 to form a vacuum layer and be sealed.
  • the formation of the vacuum layer by the adhesive can be accomplished by a method in which the adhesive is applied in a discrete structure and a hollow path is formed in connection with each other.
  • the vacuum layer may also be formed in such a way that the adhesive is applied to the interconnected or isolated paths.
  • the adhesive layer and the vacuum layer can be formed independently.
  • the vacuum layer can be formed in such a manner that the edge portion of the adhesive layer is relatively thicker than the other portions.
  • a polycarbonate film 13a having a scratch-preventing function can be adhered to one side of the polycarbonate plate 12 by an adhesive.
  • the polycarbonate film 13a may be independently formed in a film form and bonded to the polycarbonate plate 12 by an adhesive.
  • a polycarbonate film layer may be formed in such a manner that the polycarbonate plate material 12 is subjected to a scratch-resistant coating.
  • the polycarbonate film 13a or the coating layer may have a thickness of, for example, 10 to 1,000 mu m.
  • the polycarbonate film 13a or the coating layer may have a scratch preventing function, a hardness improving function, a heat deformation preventing function or the like.
  • the polycarbonate film 13a may be formed by adding an inorganic compound to an alkoxysilane on a polycarbonate substrate to form silica through hydrolysis and condensation reaction.
  • the inorganic compounds may be selected from the group consisting of MTES (methyltriethoxysilane), OTES (octyltriethoxysilane), FTES (fluoro (triethyl) silane), MEMO (3 trimethoxysilyl) propyl- methacrylate, APTES (3-aminopropyl) triethoxysilane, -glycidoxypropyl) triethoxysilane).
  • At least one inorganic compound may be added to tetraethoxysilane (TEOS) in an amount of 0.1 to 20 wt% based on the total weight of the compound for the coating to form a coating solution.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • Such a silica coating can improve the physical properties of the polycarbonate substrate and can increase the hardness to a level of 25 SIMILAR 100 HRC for a coating thickness of, for example, 1.0 to 4.0 mu m, The hardness can be increased in proportion thereto.
  • the coating thickness can be, for example, from 1.0 to 20 microns in thickness and can be improved with increasing coating thickness to hardness and other physical properties.
  • the polycarbonate films 13a and 13b can be made in such a manner that glass fibers are added to the unsaturated polycarbonate, and for example, 5 to 40 wt% of glass fibers can be added to produce a polycarbonate film.
  • the polycarbonate films 13a and 13b thus formed have a thickness of 50 to 500 mu m and a specific gravity of 1.3 to 1.5; Tensile Strength 15,000 to 22,000 psi, compressive Strength 15,000 to 20,000 psi; Rockwell hardness 85 to 95 HRC; A thermal expansion coefficient of 1.0 to 2.0 x 10 < -5 > cm / cm / K; And a thermal conductivity of 6.0 to 8.0 x 10 -4 cal / cm-s- ⁇ .
  • the polycarbonate films 13a and 13b can be made in various ways and are not limited to the embodiments shown.
  • the polycarbonate films 13a and 13b may be formed on the polycarbonate plate 12 or may be formed on the outside of the polycarbonate plate 12 and the glass layer 11.
  • the films 13a and 13b to be bonded to the polycarbonate plate 12 may be formed integrally with the polycarbonate plate 12 by a hydrolytic condensation method in the manner described above or they may be formed independently, (Not shown).
  • the polycarbonate film 13a, 13b or the coating layer may have a smaller thickness than the polycarbonate plate, for example, the thickness of the polycarbonate plate 12 may be 1 / 1,000 to 1/2, Do not.
  • a layer with various properties can be added to the window panel, and various adhesives can be used for bonding the different layers.
  • Fig. 2 shows another embodiment of the layer structure of the window panel according to the present invention.
  • one or two polycarbonate film layers 23, 25 having the same or different physical properties may be bonded to both sides of the polycarbonate plate 12.
  • one polycarbonate film layer 23 may be disposed between the glass layer 11 and the polycarbonate plate material 12, and two polycarbonate film layers 23 may be disposed on the other surface of the polycarbonate plate material 12 .
  • the 1, 2 polycarbonate film layers 23, 25 may have the same or different physical properties.
  • one polycarbonate film layer (23, 25) can be made of a workable or stretchable polycarbonate material, and two polycarbonate film layers (23, 25) can be made a structure having a high hardness.
  • the 1 or 2 polycarbonate film layers 23 and 25 may be formed to have different thicknesses.
  • the same or different physical properties can be formed by making the inorganic compounds added in the hydrolysis and condensation reaction described above to be different from each other or having different thicknesses.
  • the one or two polycarbonate film layers 23 and 25 may be formed by coating one or both sides of the polycarbonate plate 12 or by attaching an independently made polycarbonate film to one or both sides of the polycarbonate plate 12 Or the like.
  • the two polycarbonate film layers 25 may be formed by coating, and one polycarbonate film layer 23 may be formed by forming adhesive layers 241 and 242 on both sides of the independently made polycarbonate film, Layer 11 and the polycarbonate plate 12.
  • a vacuum layer may be respectively formed on the surface on which the first and second adhesive layers 241 and 242 are formed, or a vacuum layer may be formed on any one of the surfaces.
  • the polycarbonate plate 12 may be made from the polycarbonate foam described above, or may be made of a polycarbonate with improved physical properties.
  • the polycarbonate plate 12 may comprise Al 2 O 3 nanoparticles or similar metal oxide nanoparticles.
  • the tensile strength or hardness of the polycarbonate plate material 12 can be increased.
  • the polycarbonate plate 12 containing 1.0 to 4.0 wt% of Al 2 O 3 nanoparticles may have tensile strength and hardness of 4 to 10% and 10 to 20%.
  • the polycarbonate plate 12 or polycarbonate film layers 23 and 25 may be formed in a variety of ways and are not limited to the embodiments shown.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the layer structure of the window panel according to the present invention.
  • an adhesive layer 311 formed between the glass layer 11 and the polycarbonate plate 12 or a bonding layer 312 formed between the polycarbonate plate 12 and the polycarbonate film 13a Can be a vacuum layer.
  • the polycarbonate plate 12 may comprise metal nanoparticles, and the polycarbonate films 13a and 13b may comprise glass fibers or include silane-based compounds.
  • An adhesive layer 311 and a bonding layer 312 may be formed on both sides of the polycarbonate films 13a and 13b.
  • the adhesive layer 311 or the bonding layer 312 may include porous nanoparticles.
  • the adhesive layer 311 is formed along the edge portion of the polycarbonate plate material 12 so that the inside of the adhesive layer 311 becomes a vacuum layer and the bonding layer 312 may include porous nanoparticles.
  • the fusing layer 312 may comprise, for example, porous fume silica, porous nanoclay particles, metals such as Al, Mg or Fe, and the porous fumed silica or porous nanoclay particles may have a mean diameter of 1 to 400 nm And may be added in an amount of 1 to 20 wt% based on the total weight of the bonding layer 312. And may be porous nanoparticles having porosity of 20 to 60%.
  • the impact resistance can be improved by the bonding layer 312 and the adhesive layer 311 of the vacuum layer structure as described above, and the noise inflow characteristics can be improved. Further, the bonding layer 312 itself is made of a vacuum layer, so that the heat insulating property can be improved.
  • the functional layer 32 such as a light absorbing layer may be disposed outside the polycarbonate films 13a and 13b, but is not necessarily required.
  • the functional layer 32 can be, for example, a film capable of absorbing ultraviolet rays or infrared rays, or can be made into a light scattering structure.
  • the functional layer 32 can be made of an embossed structure, whereby ultraviolet rays or infrared rays are scattered and converted into heat to form a heat curtain in front of the polycarbonate films 13a and 13b, .
  • the adhesive layer 311 or the bonding layer 312 can be made in various structures and is not limited to the illustrated embodiment.
  • the edge of the adhesive layer 311 or the bonding layer 312 may be sealed by a barrier adhesive CL such as acrylic adhesive.
  • a barrier adhesive CL such as acrylic adhesive
  • the peripheral surfaces of the glass layer 11 and the polycarbonate film 12 can be sealed by a sealing adhesive.
  • the barrier adhesive (CL) or the hermetic adhesive may be gas impermeable, and the barrier adhesive (CL) may be made of a transparent material.
  • the barrier adhesive (CL) or the sealant can be made to have a thickness of 1 to 20 mu m, but is not limited thereto.
  • the window panel according to the present invention is applied to the front, rear or door glass of various automobiles to provide heat insulation and durability suitable for each automobile.
  • the window panel according to the present invention allows the total weight of the automobile glass to be reduced while preventing the occurrence of scratches.

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Abstract

본 발명은 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널에 관한 것이고, 구체적으로 강화 유리에 폴리카보네이트 소재의 층을 형성하여 손상이 방지되고, 이와 동시에 단열성이 향상되도록 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널에 관한 것이다. 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널은 유리 층(11); 유리 층(11)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 판재(12); 유리 층(11)의 다른 면 또는 폴리카보네이트 판재(12)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 85 % 이상의 광 투과도를 가지고, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 표면은 로크웰 경도 75 HRC 이상의 경도를 가진다.

Description

자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널
본 발명은 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널에 관한 것이고, 구체적으로 강화 유리에 폴리카보네이트 소재의 층을 형성하여 손상이 방지되고, 이와 동시에 단열성이 향상되도록 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널에 관한 것이다.
자동차의 전면, 측면 또는 후면의 일부는 채광 또는 시야 확보를 위하여 접합 유리 또는 안전유리로 만들어질 수 있다. 예를 들어 앞쪽 유리는 굴곡이 심한 유리의 성형이 가능하거나 또는 온도 변화에 대한 높은 저항을 가진 2개의 유리가 접착이 된 안전유리가 사용되고, 도어 유리 또는 뒤쪽 유리는 단판 안전유리가 사용될 수 있다. 이와 같이 유리 소재로 자동차의 윈도우가 만들어지면 중량이 증가하고, 스크래치가 쉽게 발생할 수 있다는 단점을 가진다. 이에 대한 대안으로 합성수지 또는 플라스틱 소재의 윈도우에 대한 개발이 진행되고 있지만 반사 특성, 소음 특성 또는 자외선에 의한 변색으로 인하여 합성수지 소재로 코팅을 하는 방법으로 연구가 진행되고 있다. 그러나 이와 같은 코팅 방식은 중량 감소 또는 단열 효과가 크지 않다는 단점을 가진다.
특허공개번호 제10-2004-0044541호는 폴리카보네이트 재질의 글레이징 패널과 코팅 시스템에 대하여 개시하고, 특허공개번호 제10-2016-0113334호는 전기변색 소자에 유용한 자동차 윈도우로 사용될 수 있는 저알칼리 유리 라미네이트 제품 및 층상 제품에 대하여 개시한다. 상기 선행기술에서 개시된 자동차용 윈도우는 여전히 단열성 또는 스크래치 방지 특성이 높지 않다는 단점을 가진다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 단열성 및 내구성을 가지면서 스크래치 발생이 방지될 수 있는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널은 유리 층(11); 유리 층(11)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 판재(12); 유리 층(11)의 다른 면 또는 폴리카보네이트 판재(12)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 85 % 이상의 광 투과도를 가지고, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 표면은 로크웰 경도 75 HRC 이상의 경도를 가진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 결합되면서 양쪽 면에 접착 층(241, 242)이 형성된 폴리카보네이트 필름 층(23)이 결합된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유리 층과 폴리카보네이트 판재 사이에 형성되는 접착 층 또는 폴리카보네이트 판재와 폴리카보네이트 필름 사이에 형성되는 접합 층은 진공 층이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 MTES(methyltriethoxysilane), OTES(octyltriethoxysilane), FTES(fluoro(triethyl)silane), MEMO(3(trimethoxysilyl)propyl-methacrylate), APTES((3-aminopropyl)triethoxysilane) 및 GPTES((3-glycidoxypropyl)triethoxysilane)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 wt%의 양으로 포함한다.
본 발명에 따른 윈도우 패널은 다양한 자동차의 전면, 후면 또는 도어 유리로 적용되어 각각의 자동차에 적합한 단열성 및 내구성을 제공한다. 본 발명에 따른 윈도우 패널은 스크래치의 발생이 방지되도록 하면서 자동차 유리의 전체 중량이 감소되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널은 유리 층(11); 유리 층(11)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 판재(12); 유리 층(11)의 다른 면 또는 폴리카보네이트 판재(12)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 85 % 이상의 광 투과도를 가지고, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 표면은 비커스 경도 200 HVI 이상의 경도가 된다.
유리 층(11)은 자동차용 합성유리, 강화 유리 또는 이와 유사한 유리가 될 수 있고, 안전유리 또는 접합 유리와 같은 것이 될 수 있다. 유리 층(11)은 배치 위치에 따라 2 내지 6 ㎜의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 각각 2 내지 3 ㎜의 두께를 가진 단판 유리가 접착 필름에 의하여 접착된 구조로 만들어질 수 있다. 유리 층(11)의 한쪽 면에 폴리카보네이트 판재(12)가 결합될 수 있다. 폴리카보네이트 판재(12)는 단열성 향상, 기계적 강도의 향상 또는 소음 감소의 기능을 가질 수 있고, 다양한 접착제에 의하여 유리 층(11)에 결합될 수 있다. 폴리카보네이트 판재(12)는 유리 층(11)의 두께에 비하여 충분히 작은 두께로 형성될 수 있고, 예를 들어 유리 층(11)의 두께의 1/20 내지 3/5의 두께로 만들어질 수 있다. 또한 유리 층(11)이 적어도 두 개의 접합 유리로 형성되는 경우 하나의 접합 유리가 폴리카보네이트 판재(12)에 의하여 대체될 수 있다. 또한 자동차의 윈도우가 하나의 유리 층(11)으로 이루어지는 경우 유리 층(11)의 두께가 상대적으로 얇아지도록 만들어질 수 있다.
폴리카보네이트 판재(12)는 연질 또는 경질 폴리카보네이트 소재로 만들어질 수 있고, 예를 들어 폴리카보네이트 폼으로 형성될 수 있다. 예를 들어 폴리카보네이트 판재(12)는 밀도가 1.20~1.22 g/㎤, 열전도율이 0.19~0.22 W/(mK), 선팽창 계수가 65~70×10-6/K, 굴절률이 1.584~1.586 그리고 비열이 1.2~1.3 kJ/(kgK)가 되도록 만들어질 수 있다. 또한 75 % 이상, 바람직하게 80 내지 95 %의 광 투과도를 가지도록 만들어질 수 있다. 폴리카보네이트 폼은 폴리카보네이트 입자를 이산화탄소로 발포시키는 것에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어 20 내지 30 ℃의 포화 온도에서 2 내지 6 MPa의 압력에서 초임계 이산화탄소에 의하여 발포되어 밀도가 0.35 내지 1.10 g/㎤이 되면서 셀의 크기가 5.0 내지 18.0 ㎛가 되는 폴리카보네이트 폼이 만들어질 수 있다. 필요에 따라 폴리카보네이트의 표면 경도를 보완하기 위하여 광 투과성을 가지는 금속으로 폴리카보네이트의 표면이 코팅이 되거나 금속 필름으로 폴리카보네이트의 표면이 보호될 수 있다. 예를 들어 폴리카보네이트의 표면이 1.0 내지 100 ㎛의 산화알루미늄(Al2O3)에 의하여 코팅이 되거나 산화알루미늄 필름에 의하여 코팅이 될 수 있다. 산화알루미늄 코팅은 예를 들어 평균 직경이 0.1 내지 0.9 ㎛가 되는 분말 형태의 산화알루미늄에 의하여 만들어질 수 있고, 산화알루미늄 필름은 투명 합성수지 소재에 위에서 언급된 직경을 가지는 산화알루미늄 분말이 코팅이 되어 만들어질 수 있다.
유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12)는 유기 또는 무기 접착제에 의하여 서로 결합이 되거나, 진공 층으로 서로 분리가 될 수 있다. 유기 또는 무기 접착제는 실리콘, 아크릴, 폴리비닐부티랄(PVB) 또는 이와 유사한 접착제가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 접착제는 투명 접착제가 될 수 있고, 접착제는 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 진공 층이 만들어지도록 형성될 수 있다. 진공 층은 예를 들어 10 내지 100 ㎛의 두께로 형성될 수 있고, 0.1 bar 이하의 기체 압력, 바람직하게 0.01 bar 이하의 압력 그리고 가장 바람직하게 0.001 bar 이하의 압력이 유지되는 상태로 될 수 있다. 진공 층은 접착제에 의하여 밀폐가 되거나, 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12)의 양쪽 가장자리를 서로 밀폐시키는 밀폐 수단에 의하여 유지될 수 있다. 예를 들어 폴리카보네이트 판재(12)의 외부에 다공성 흄 실리카와 같은 소재 층이 결합되어 진공 층을 형성하면서 밀폐될 수 있다.
접착제에 의한 진공 층의 형성은 접착제가 이산 구조로 도포가 되면서 서로 연결된 빈 경로가 형성되는 방법으로 이루어질 수 있다. 또한 서로 연결된 또는 서로 분리된 경로에 접착체가 도포되는 방식으로 진공 층이 형성될 수 있다. 대안으로 접착 층과 진공 층이 독립적으로 형성될 수 있다. 예를들어 진공 층은 접착 층의 가장자리 부분이 다른 부분에 비하여 상대적으로 두껍게 만들어지는 방식으로 형성될 수 있다. 이와 같이 진공 층 또는 진공 유사 층이 형성되는 것에 의하여 단열성이 향상되면서 소음 방지 효과가 높아질 수 있다. 또한 진공 층 및 접착 층에 의하여 외부 충격에 대한 흡수 기능이 향상될 수 있다. 진공 층 또는 진공 유사 층의 두께는 윈도우 전체의 두께에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
폴리카보네이트 판재(12)의 한쪽 면에 스크래치 방지 기능을 가지는 폴리카보네이트 필름(13a)이 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 폴리카보네이트 필름(13a)은 필름 형태로 독립적으로 만들어져 접착제에 의하여 폴리카보네이트 판재(12)에 결합될 수 있다. 또는 폴리카보네이트 판재(12)에 스크래치 방지 코팅이 되는 방식으로 폴리카보네이트 필름 층이 형성될 수 있다. 폴리카보네이트 필름(13a) 또는 코팅 층은 예를 들어 10 내지 1,000 ㎛의 두께가 될 수 있다. 그리고 폴리카보네이트 필름(13a) 또는 코팅 층은 스크래치 방지 기능, 경도 향상 기능, 열 변형 방지 기능 또는 이와 유사한 기능을 가질 수 있다.
폴리카보네이트 필름(13a)은 폴리카보네이트 기재에 알콕시실란(alkoxysilane)에 무기 화합물을 첨가하여 가수분해 축합 반응을 통하여 실리카를 형성하여 코팅을 하는 방법으로 만들어질 수 있다. 예를 들어 무기 화합물은 MTES(methyltriethoxysilane), OTES(octyltriethoxysilane), FTES(fluoro(triethyl)silane), MEMO(3(trimethoxysilyl)propyl-methacrylate), APTES((3-aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTES((3-glycidoxypropyl)triethoxysilane)과 같은 것을 포함할 수 있다. 예를 들어 코팅을 위한 화합물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 wt%의 양으로 적어도 하나의 무기 화합물이 TEOS(tetraethoxysilane)에 첨가되어 코팅 용액이 만들어질 수 있다. 이와 같은 실리카 코팅에 의하여 폴리카보네이트 기재의 물리적 특성이 향상될 수 있고, 예를 들어 1.0 내지 4.0 ㎛의 코팅 두께에 대하여 25 내지 100 HRC의 수준으로 경도(hardness)가 증가될 수 있고, 코팅 두께의 증가에 따라 이에 비례하여 경도가 증가될 수 있다. 코팅 두께는 예를 들어 1.0 내지 20 ㎛의 두께가 될 수 있고, 경도 및 다른 물리 특성에 코팅 두께의 증가에 따라 향상될 수 있다.
폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 불포화 폴리카보네이트에 유리 섬유가 첨가되는 방식으로 만들어질 수 있고, 예를 들어 5 내지 40 wt%의 유리 섬유가 첨가되어 폴리카보네이트 필름이 만들어질 수 있다. 이와 같이 만들어진 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 50 내지 500 ㎛의 두께를 가지면서, 비중 1.3 내지 1.5; 장력(Tensile Strength) 15,000 내지 22,000 psi, 압축 장력(compressive strength) 15,000 내지 20,000 psi; 로크웰 경도 85 내지 95 HRC; 열팽창 계수 1.0 내지 2.0×10-5㎝/㎝/K; 및 열전도율 6.0 내지 8.0×10-4㎈/㎝-s-℃의 특성을 가질 수 있다.
폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 다양한 방법으로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 폴리카보네이트 판재(12)에 형성되거나, 폴리카보네이트 판재(12)와 유리 층(11)의 바깥쪽에 형성될 수 있다. 폴리카보네이트 판재(12)에 결합되는 필름(13a, 13b)은 폴리카보네이트 판재(12)에 위에서 설명된 방법으로 가수분해 축합 방식으로 코팅이 되어 일체로 형성되거나, 독립적으로 만들어져 접착제에 의하여 폴리카보네이트 판재(12)에 결합될 수 있다. 폴리카보네이트 필름(13a, 13b) 또는 코팅 층은 폴리카보네이트 판재에 비하여 작은 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 폴리카보네이트 판재(12)의 두께는 1/1,000 내지 1/2가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다양한 특성을 가진 층이 윈도우 패널에 추가될 수 있고, 서로 다른 층의 결합을 위하여 다양한 접착제가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 동일하거나 또는 서로 다른 물리 특성을 가진 1, 2 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)이 폴리카보네이트 판재(12)의 양면에 결합될 수 있다. 구체적으로 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 1 폴리카보네이트 필름 층(23)이 배치될 수 있고, 폴리카보네이트 판재(12)의 다른 면에 2 폴리카보네이트 필름 층(23)이 배치될 수 있다. 1, 2 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 동일하거나, 서로 다른 물리 특성을 가질 수 있다. 예를 들어 1 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 가공성 또는 신축성이 큰 폴리카보네이트 소재로 만들어질 수 있고, 2 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 경도가 높은 구조로 만들어질 수 있다. 또한 1, 2 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 동일하거나 또는 서로 다른 물리적 특성은 위에서 설명이 된 가수분해 축합 반응에서 첨가되는 무기 화합물이 서로 다르도록 하거나, 서로 다른 두께를 가지도록 하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에서 1, 2 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 폴리카보네이트 판재(12)의 하나 또는 양쪽 면을 코팅을 하거나, 독립적으로 만들어진 폴리카보네이트 필름을 폴리카보네이트 판재(12)의 하나 또는 양쪽 면에 접착하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어 2 폴리카보네이트 필름 층(25)은 코팅에 의하여 형성이 될 수 있고, 1 폴리카보네이트 필름 층(23)은 독립적으로 만들어진 폴리카보네이트 필름의 양쪽에 접착 층(241, 242)을 형성하여 유리 층(11) 및 폴리카보네이트 판재(12)에 결합하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 1, 2 접착 층(241, 242)이 형성된 면에 각각 진공 층이 형성되거나, 어느 하나의 면에 진공 층이 형성될 수 있다.
폴리카보네이트 판재(12)는 위에서 설명된 폴리카보네이트 폼으로부터 만들어지거나, 물리특성이 향상된 폴리카보네이트에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어 폴리카보네이트 판재(12)는 Al2O3 나노 입자 또는 이와 유사한 산화금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 폴리카보네이트 소재가 금속 나노 입자를 포함하는 것에 의하여 폴리카보네이트 판재(12)의 장력 또는 경도가 증가될 수 있다. 예를 들어 1.0 내지 4.0 wt%의 Al2O3 나노 입자를 포함하는 폴리카보네이트 판재(12)는 4 내지 10 % 및 10 내지 20 % 수준으로 향상된 장력(tensile strength) 및 경도를 가질 수 있다.
폴리카보네이트 판재(12) 또는 폴리카보네이트 필름 층(23, 25)은 다양한 방법으로 형성될 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 윈도우 패널의 층 구조의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 형성되는 접착 층(311) 또는 폴리카보네이트 판재(12)와 폴리카보네이트 필름(13a) 사이에 형성되는 접합 층(312)은 진공 층이 될 수 있다.
위에서 설명된 것처럼, 폴리카보네이트 판재(12)는 금속 나노 입자를 포함할 수 있고, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 유리 섬유를 포함하거나, 실란 계통의 화합물을 포함할 수 있다. 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 양쪽 면에 각각 접착 층(311) 및 접합 층(312)이 형성될 수 있다. 그리고 접착 층(311) 또는 접합 층(312)은 다공성 나노 입자를 포함할 수 있다. 접착 층(311)은 폴리카보네이트 판재(12)의 가장자리 부분을 따라 형성되어 접착 층(311)의 안쪽이 진공 층이 되도록 하고, 접합 층(312)은 다공성 나노 입자를 포함할 수 있다.
접합 층(312)은 예를 들어 다공성 흄 실리카, 다공성 나노 점토 입자, Al, Mg 또는 Fe와 같은 금속을 포함할 수 있고, 다공성 흄 실리카 또는 다공성 나노 점토 입자는 평균 직경이 1 내지 400 ㎚가 되는 기공을 포함할 수 있고, 접합 층(312)의 전체 중량에 대하여 1 내지 20 wt%의 양으로 첨가될 수 있다. 또한 공극률이 20 내지 60 %가 되는 다공성 나노 입자가 될 수 있다. 이와 같은 구조의 접합 층(312) 및 진공 층 구조의 접착 층(311)에 의하여 내충격성이 향상되면서 소음 유입 특성이 향상될 수 있다. 또한 접합 층(312) 자체가 진공 층으로 만들어지는 것에 의하여 단열성이 향상될 수 있다.
폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 바깥쪽에 예를 들어 광 흡수 층과 같은 기능 층(32)이 배치될 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다. 기능 층(32)은 예를 들어 자외선 또는 적외선의 흡수가 가능한 필름이 되거나 또는 광 산란 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 기능 층(32)은 엠보싱 구조로 만들어질 수 있고, 이에 의하여 자외선 또는 적외선이 산란되면서 열로 변환되어 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 앞쪽에 열 커튼이 형성되고, 이에 의하여 단열성이 향상될 수 있다.
접착 층(311) 또는 접합 층(312)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
접착 층(311) 또는 접합 층(312)의 가장자리는 아크릴 접착제와 같은 차단 접착제(CL)에 의하여 밀폐될 수 있다. 또한 유리 층(11)과 폴리카보네이트 필름(12)의 둘레 면이 밀폐 접착제에 의하여 밀폐될 수 있다. 차단 접착제(CL) 또는 밀폐 접착제는 기체 불투과성이 될 수 있고, 차단 접착제(CL)는 투명 소재로 만들어질 수 있다. 차단 접착제(CL) 또는 밀폐 접착제는 1 내지 20 ㎛의 두께로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 윈도우 패널은 다양한 자동차의 전면, 후면 또는 도어 유리로 적용되어 각각의 자동차에 적합한 단열성 및 내구성을 제공한다. 본 발명에 따른 윈도우 패널은 스크래치의 발생이 방지되도록 하면서 자동차 유리의 전체 중량이 감소되도록 한다.

Claims (4)

  1. 유리 층(11);
    유리 층(11)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 판재(12);
    유리 층(11)의 다른 면 또는 폴리카보네이트 판재(12)의 한쪽 면에 결합되는 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)을 포함하고,
    상기 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 85 % 이상의 광 투과도를 가지고, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)의 표면은 로크웰 경도 75 HRC 이상의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널.
  2. 청구항 1에 있어서, 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 결합되면서 양쪽 면에 접착 층(241, 242)이 형성된 폴리카보네이트 필름 층(23)이 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널.
  3. 청구항 1에 있어서, 유리 층(11)과 폴리카보네이트 판재(12) 사이에 형성되는 접착 층(311) 또는 폴리카보네이트 판재(12)와 폴리카보네이트 필름(13a) 사이에 형성되는 접합 층(312)은 진공 층이 되는 것을 특징으로 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널.
  4. 청구항 1에 있어서, 폴리카보네이트 필름(13a, 13b)은 MTES(methyltriethoxysilane), OTES(octyltriethoxysilane), FTES(fluoro(triethyl)silane), MEMO(3(trimethoxysilyl)propyl-methacrylate), APTES((3-aminopropyl)triethoxysilane) 및 GPTES((3-glycidoxypropyl)triethoxysilane)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 wt%의 양으로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 폴리카보네이트 소재의 단열 윈도우 패널.
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