KR100350227B1 - Method of ion implantation for enhancing surface wearability and controlling light transmittance for transparent polymeric films - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온을 주입하여 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 100keV 이하의 저에너지 이온을 고분자 막 표면에 주입하여 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법에 관한 것이며, 본 발명에 의한 방법은 고분자 막 제품의 내구성을 향상시키기 위한 종래 화학적인 방법을 대체할 수 있을 뿐만 아니라 이온에너지, 이온 종류 및 이온의 주입량을 조절하여 투명 고분자 막의 자외선 차단 및 채색을 조절할 수 있으므로 다양한 산업 분야에 적용될 수 있어 높은 부가가치를 창출할 수 있다.The present invention relates to a method of improving the surface hardness of the polymer membrane and controlling the light transmittance by implanting ions, specifically, to inject low energy ions of 100 keV or less into the surface of the polymer membrane to improve the surface hardness of the polymer membrane and to control the light transmittance. The method according to the present invention can not only replace the conventional chemical method for improving the durability of the polymer membrane product, but also control the ion energy, ion type and the amount of ions to be injected to block UV light and color the transparent polymer membrane. It can be applied to various industries to create high added value.

Description

이온 주입에 의한 투명 고분자 막의 표면 내구성 향상 및 광 투과도 조절 방법 {Method of ion implantation for enhancing surface wearability and controlling light transmittance for transparent polymeric films}Method for improving surface durability and controlling light transmittance of transparent polymer membranes by ion implantation {Method of ion implantation for enhancing surface wearability and controlling light transmittance for transparent polymeric films}

본 발명은 이온을 주입하여 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 100keV 이하의 저에너지 이온을 고분자 막 표면에 주입하여 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of improving the surface hardness of the polymer membrane and controlling the light transmittance by implanting ions, specifically, to inject low energy ions of 100 keV or less into the surface of the polymer membrane to improve the surface hardness of the polymer membrane and to control the light transmittance. It is about a method.

투명 고분자 막 중 하나인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 막은 터치 스크린 (Touch-sensitive screen)용 전극제인 투명 도전체막이 잘 코팅 (coating)되도록 하기 위한 기저막 (base film)으로 사용된다. 터치 스크린 용 전극제의 내구성은 박막의 치밀성 및 기저막의 경도에 의해 결정되며 박막을 치밀하게 성형하여 더 이상 경도가 향상되지 않으면 기저막의 표면 경도를 향상시켜야한다. 현재까지는 기저막의 표면 경도를 향상시키기 위하여 공업적으로 통용되고 있는 방법은 연필경도 약 B 또는 HB인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막 위에 수지(resin)를 코팅한 후 자외선 광을 쬐여 150∼200℃로 가열하는 것이다. 이 방법으로는 약 2-3H 정도의 연필경도를 얻을 수 있다. 그러나 표면의 경도를 높이면서 동시에 제품의 투명성을 유지해야만 하는 경우에는 수지 코팅 후 가열하는 공정을 대체할 만한 새로운 공정이 필요하게 되었다.Polyethylene terephthalate film, which is one of the transparent polymer films, is used as a base film to make the transparent conductor film, which is an electrode for touch-sensitive screen, coated well. The durability of the electrode agent for touch screens is determined by the compactness of the thin film and the hardness of the base film, and if the thin film is compacted and no longer improves in hardness, the surface hardness of the base film should be improved. Until now, the industrially used method to improve the surface hardness of the base film is to coat a resin on a polyethylene terephthalate film having a pencil hardness of about B or HB and heat it to 150 to 200 ° C. under ultraviolet light. . In this way, a pencil hardness of about 2-3H can be obtained. However, when it is necessary to increase the hardness of the surface and at the same time maintain the transparency of the product, a new process is required to replace the heating process after resin coating.

한편 이온 빔을 이용하여 고분자 막의 표면 경도, 전기적 성질 및 광학 성질 등을 변화시킬 수 있다고 알려져 있다. 특히 성형은 용이하나 마모에 약한 성질을 지닌 고분자 제품의 내마모성을 향상시키기 위해 고분자 막에 이온을 주입하여 표면을 경화하는 기술이 주목을 끌어왔다.On the other hand, it is known that the ion beam can be used to change the surface hardness, electrical properties and optical properties of the polymer membrane. In particular, in order to improve abrasion resistance of polymer products that are easy to mold but have a weak property of wear, a technique of hardening the surface by injecting ions into the polymer membrane has attracted attention.

이온 주입 방법에 의해 고분자 막의 경도를 높이는 데에는 두 가지 기구가 있는 것으로 알려져 있는데, 첫째, 충분한 에너지를 가진 이온이 고분자 막에 주입되면 주로 수소 원자가 분자에서 분리되면서 분자들이 이온화되어 분자들 간에 새롭게 결합하여 망상구조의 거대한 분자가 형성되는 교합 (cross linking) 기구가있고, 둘째, 주입 이온이 분자 내의 원소들과 결합하여 새로운 화합물을 분산 형성하여 표면이 경화되는 기구가 있다.It is known that there are two mechanisms to increase the hardness of polymer membrane by ion implantation method. First, when ions with sufficient energy are injected into the polymer membrane, hydrogen atoms are separated from molecules, and the molecules are ionized and newly bonded between molecules. There is a cross linking mechanism in which large molecules of a network are formed. Second, there is a mechanism in which implanted ions bind to elements in a molecule to disperse new compounds to harden a surface.

지금까지 이온 빔을 이용하여 고분자 막 표면의 경도를 향상시키는 방법은 고분자 막 표면의 경화도가 이온의 에너지와 이온량에 비례함을 이용하여 수백 keV 이상에서 수 MeV 이하의 고에너지 이온을 고분자 막 표면에 주입하는 것이다. 그러나 이 방법은 보다 짧은 시간에 온도가 상승하게 되어 얇은 고분자 막의 경우 변형이 쉽게 유발되는 단점이 있다. 즉, 고에너지 이온을 사용하여 고분자 막의 표면경도를 향상시키는 경우에는 고분자의 막이 쉽게 변형된다. 이를 방지하기 위하여 전류를 낮출 경우에는 같은량의 이온을 주입하는 데에 많은 시간이 걸려 생산 단가가 비싸진다는 단점이 있다.Up to now, the method of improving the hardness of the surface of the polymer membrane by using the ion beam has been applied to the high-energy ions of several hundred keV or more and several MeV or less on the surface of the polymer membrane by using the degree of curing of the polymer membrane surface in proportion to the energy and amount of ions. To inject. However, this method has a disadvantage in that the temperature rises in a shorter time and the deformation is easily induced in the thin polymer membrane. That is, when the surface hardness of the polymer membrane is improved by using high energy ions, the membrane of the polymer is easily deformed. In order to prevent this, when the current is lowered, it takes a long time to inject the same amount of ions and thus, the production cost is high.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 고에너지 이온을 주입하는 대신 저에너지 이온을 사용하여 고분자 막의 고유한 성질을 그대로 유지한 채 근접표면만 개질하고자 하였다. 200keV 이상의 금속(Fe2+) 이온을 사용하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막의 표면 경도를 표면으로부터 100nm에서 약 12 배 정도로 향상시킨 결과가 이미 발표된 바 있다. 그러나 200keV 이상의 이온 주입 장치는 본 발명의 100 keV 이하의 이온 주입기보다 고가이고, 금속 이온 발생을 위하여 기체 이온 발생 장치 외에 금속을 세라믹 용기에 넣어 전자빔으로 녹인 후 금속 기체를 만드는 추가 설비가 필요하며 공정이 복잡해져서 생산단가가 비싸지는 단점이 있었다. 더욱이 처리된 고분자 막의 투명도가 떨어지는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, instead of implanting high-energy ions, low-energy ions were used to modify only the proximal surface while maintaining the inherent properties of the polymer membrane. The results of improving the surface hardness of polyethylene terephthalate film by about 12 times at 100 nm from the surface by using 200 keV or more of metal (Fe 2+ ) ions have been published. However, the ion implantation device of 200 keV or more is more expensive than the ion implanter of 100 keV or less of the present invention, and in addition to the gas ion generating device, additional equipment is required to make a metal gas after melting a metal into a ceramic container by electron beam to generate metal ions. Due to this complexity, production costs were expensive. Moreover, there was a problem in that the transparency of the treated polymer membrane was inferior.

이에 본 발명자들은 고분자 막의 표면 경도를 향상시키면서도 광 투명도를 유지 또는 향상시킬 수 있는 방법을 개발하고자 연구한 결과, 100keV 이하의 저에너지인 기체 이온을 고분자 막 표면에 주입하여 고분자 제품의 표면 경도를 향상시키고 광 투과성을 조절할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.The present inventors have studied to develop a method that can maintain or improve the light transparency while improving the surface hardness of the polymer membrane, and by injecting gas ions having a low energy of 100 keV or less into the surface of the polymer membrane to improve the surface hardness of the polymer product. The present invention was completed by finding out that light transmittance can be controlled.

본 발명의 목적은 투명한 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for improving the surface hardness and controlling the light transmittance of a transparent polymer membrane.

도 1은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene terephthalate, PET)막 표면에 100keV 이하의 질소 이온을 주입하였을 때의 표면 경도를 나타낸 것이고,FIG. 1 shows surface hardness when nitrogen ketone of 100 keV or less is injected into the surface of polyethylene terephthalate (PET) membrane.

도 2는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막 표면에 100keV 이하의 질소 이온을 주입하였을 때의 광 투과도를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the light transmittance when nitrogen ketone of 100 keV or less is injected into the surface of polyethylene terephthalate membrane.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 투명한 고분자 막 표면에 100 keV 이하의 저에너지 이온을 주입하여 고분자 막의 표면 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of improving the surface hardness of the polymer membrane and controlling the light transmittance by injecting low energy ions of 100 keV or less on the transparent polymer membrane surface.

또한 상기 고분자는 통상적으로 사용되는 투명한 고분자 물질을 의미하며, 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephtanlate, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone)이 바람직하다.그러나 상기예에 한정되는 것은 아니다.In addition, the polymer means a transparent polymer material that is commonly used, and specifically, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, and polyether sulfone are preferable. It doesn't happen.

일반적으로 고분자재의 표면 경화 효과는 주입되는 이온의 에너지가 높을수록, 이온의 주입량이 많을수록 이에 비례하여 향상되며 어떤 종류의 이온도 고분자 막에 주입하면 표면 경도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이온의 주입량이 너무 많아지면 고분자 표면의 분자 구조가 변형되고 제 3 원소의 첨가로 인해 표면이 채색되어 빛의 투과도에도 크게 영향을 미치게 된다. 따라서 고분자 막의 투명성 유지와 표면 경화가 동시에 요구되는 제품일 경우에는 이온에너지, 이온량, 기체 이온의 종류 등 이온 주입 공정의 적절한 조절이 필요하다.In general, the surface curing effect of the polymer material is improved in proportion to the higher the energy of the implanted ions, the greater the amount of ions implanted, and the surface hardness increases when any kind of ions are injected into the polymer membrane. However, if the amount of ions is injected too much, the molecular structure of the polymer surface is deformed and the surface is colored by the addition of the third element, which greatly affects the light transmittance. Therefore, in the case of maintaining the transparency and surface curing of the polymer membrane at the same time, it is necessary to properly control the ion implantation process such as ion energy, ion amount, type of gas ion.

본 발명에서는 이온 주입기 (대한미국 특허 제 143,433호)를 사용하여 기체 이온을 인출 및 가속하여 100keV 이하의 에너지 범위에서 이온의 종류, 이온 전류밀도 및 이온량을 적절히 조절하면서 주입하여 고분자 막의 변형을 방지하면서도 표면의 경도를 향상시키고 광 투과도를 조절한다.In the present invention, the ion implanter (Korean Patent No. 143,433) is used to withdraw and accelerate gas ions to inject and regulate the type, ion current density and amount of ions in an energy range of 100 keV or less while preventing deformation of the polymer membrane. Improve the hardness of the surface and adjust the light transmittance.

이온을 주입한 후 깊이에 따른 경도는 주입된 이온의 농도와 비례하여 증가하고 같은 이온 농도일 경우 이온의 에너지가 클수록 증가한다. 저에너지의 이온 은 고에너지 이온보다 침투 깊이가 얕아 고분자의 표면 근처만 개질할 수 있으므로 고분자 막의 고유한 성질을 보다 잘 유지하면서도 투명도를 조절할 수 있고 표면 경도를 향상시킬 수 있다.After implanting ions, the hardness according to the depth increases in proportion to the concentration of the implanted ions and at the same ion concentration increases as the energy of the ions increases. Low-energy ions have a shallower penetration depth than high-energy ions, so they can only be modified near the surface of the polymer, allowing better control of transparency and improved surface hardness while maintaining better inherent properties of the polymer membrane.

이온 주입에 의한 표면 경도의 향상은 이온의 종류에 따라서 다소 차이는 있을 수 있으나, 주로 표면으로부터 약 50∼100 nm에서 경도가 최대가 되어 약 수 배에서 수십 배 증가하나 깊은 내부로 들어갈수록 점차 줄어든다.The improvement of surface hardness by ion implantation may be somewhat different depending on the type of ions, but the hardness is usually the maximum at about 50 to 100 nm from the surface, which increases from several times to several tens of times, but gradually decreases as it goes deeper. .

고분자 막에 주입되는 이온은 H, C, N, O, S, Cl, He, Ar 및 Xe로부터 선택되는 원자의 이온 또는 상기 원자들의 혼합 이온을 사용하는 것이 바람직하며, 이온의 주입량은 5×1014∼ 5×1015이온수/㎠인 것이 바람직하다.It is preferable to use ions of atoms selected from H, C, N, O, S, Cl, He, Ar, and Xe or mixed ions of the atoms as the ions to be injected into the polymer membrane. that the 14 ~ 5 × 10 15 water / ㎠ is preferred.

상기 언급한 이온 주입기를 사용하여 100 keV 이하의 저에너지의 이온을 고분자 표면에 주입하면 표면으로부터 100nm에서 고분자 막의 경도는 약 3 배이상, 연필경도로는 3H 이상으로 향상된다. 또한 550nm 이상의 파장에서 투과도는 85% 이상이였고, 300nm 이하의 파장에서는 95% 이상의 빛을 차단하여 자외선 차단 효과가 특히 우수하다.Injecting low energy ions of 100 keV or less onto the surface of the polymer using the ion implanter mentioned above improves the hardness of the polymer membrane to about 3 times or more and the pencil hardness to 3H or more at 100 nm from the surface. In addition, the transmittance was 85% or more at a wavelength of 550nm or more, and the UV blocking effect is particularly excellent by blocking 95% or more of light at a wavelength of 300nm or less.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.

<실시예 1> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 1Example 1 Preparation of Polymer Membrane with Controlled Surface Hardness and Light Transmittance

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 이온 주입기 (대한민국 특허등록 제 0,143,433호)를 이용하여 이온에너지 50keV의 질소 이온을 1×1014이온수/cm2만큼주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and light transmittance of the polymer membrane were controlled by injecting nitrogen ketone of ion energy of 50 keV by 1 × 10 14 ion water / cm 2 using an ion implanter (Korean Patent Registration No. 0,143,433) to the polyethylene terephthalate membrane.

<실시예 2> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 2Example 2 Preparation of Polymer Membrane with Controlled Surface Hardness and Light Transmittance 2

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 이온에너지 50keV의 질소 이온을 1×1015이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and the light transmittance of the polymer membrane were controlled by injecting nitrogen ketone of ion energy of 50 keV into 1 × 10 15 ion water / cm 2 using the same ion implanter as in Example 1 on the polyethylene terephthalate membrane.

<실시예 3> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 3Example 3 Preparation of Polymer Membrane with Controlled Surface Hardness and Light Transmittance 3

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 이온에너지 50keV의 질소 이온을 1×1016이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and the light transmittance of the polymer membrane were controlled by injecting nitrogen ion of 50 keV of ion energy into 1 × 10 16 ion water / cm 2 using the same ion implanter as in Example 1 on the polyethylene terephthalate membrane.

<실시예 4> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 4Example 4 Preparation of Polymer Membrane with Modified Surface Hardness and Light Transmittance 4

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 이온에너지 90keV의 질소 이온을 1×1014이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and the light transmittance of the polymer membrane were controlled by injecting nitrogen ion of ion energy 90keV into 1 × 10 14 ion water / cm 2 using the same ion implanter as in Example 1 on the polyethylene terephthalate membrane.

<실시예 5> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 5Example 5 Preparation of Polymer Membrane with Controlled Surface Hardness and Light Transmittance 5

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 이온에너지 90keV의 질소 이온을 1×1015이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and light transmittance of the polymer membrane were controlled by injecting nitrogen ion of ion energy 90keV into 1 × 10 15 ion water / cm 2 using the same ion implanter as in Example 1 on the polyethylene terephthalate membrane.

<실시예 6> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 6Example 6 Preparation of Polymer Membrane Adjusting Surface Hardness and Light Transmittance 6

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 각각 이온에너지 70keV인 헬륨 이온과 질소 이온의 혼합이온을 각각 1×1015이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.The surface hardness and the light transmittance of the polymer membrane were injected into the polyethylene terephthalate membrane by injecting a mixed ion of helium ion and nitrogen ion, each of which is 70 keV in ion energy, by 1 × 10 15 ion water / cm 2 using the same ion implanter as in Example 1. Adjusted.

<실시예 7> 표면 경도 및 광 투과성을 조절한 고분자 막 제조 7Example 7 Preparation of Polymer Membrane Adjusting Surface Hardness and Light Transmittance 7

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 상기 실시예 1과 같은 이온 주입기를 이용하여 각각 이온에너지 95keV인 질소 이온과 탄소 이온의 혼합이온을 각각 1×1015이온수/cm2만큼 주입하여 고분자 막의 표면 경도와 광 투과도를 조절하였다.In Example 1 by using the ion implanter, such as each ion energy 95keV in each injection by 1 × 10 15 water / cm 2 with a nitrogen ion and a mixed ion of the carbon ions on a polyethylene terephthalate film to a polymer film surface hardness, and light transmittance Adjusted.

<실험예 1> 표면 경도 측정Experimental Example 1 Surface Hardness Measurement

상기 실시예 1∼7에서 제조된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막의 표면 경도를 초미소 표면 경도기(nano-indentater)로 측정하여 그 결과를 하기 표 1과 도 1에 나타내었다.The surface hardness of the polyethylene terephthalate membranes prepared in Examples 1 to 7 was measured by an ultra-small surface hardness (nano-indentater), and the results are shown in Table 1 and FIG. 1.

고분자 막의 표면 경도Surface hardness of polymer membrane 실시예Example 주입조건Injection condition 연필경도Pencil hardness 초미소 경도(Gpa at 30 nm)Ultra-fine hardness (Gpa at 30 nm) 이온종류Ion Type 에너지(keV)Energy (keV) 이온량(이온수/cm2)Ion amount (ionized water / cm 2 ) 실시예 1Example 1 질소nitrogen 5050 1×1014 1 × 10 14 2H-3H2H-3H 0.30.3 실시예 2Example 2 질소nitrogen 5050 1×1015 1 × 10 15 3H3H 0.60.6 실시예 3Example 3 질소nitrogen 5050 1×1016 1 × 10 16 3H3H 1.01.0 실시예 4Example 4 질소nitrogen 9090 1×1014 1 × 10 14 2H2H 0.40.4 실시예 5Example 5 질소nitrogen 9090 1×1015 1 × 10 15 2H2H 0.80.8 실시예 6Example 6 헬륨 + 질소Helium + nitrogen 7070 1×1015 1 × 10 15 3H-4H3H-4H N.DN.D 실시예 7Example 7 질소 + 탄소Nitrogen + carbon 9595 1×1015 1 × 10 15 4H4H N.DN.D 이온 주입전Before ion implantation HB-BHB-B 0.30.3 N.D : Not Determined.N.D: Not Determined.

이온에너지 50keV인 질소 이온을 1 X 1016이온수/cm2의 이온량으로 주입하였을 경우 (실시예 3), 표면 경도는 깊이 약 30 nm에서 주입 전에 비해 약 3 배가 증가한 약 1 Gpa, 연필경도로 약 3H 정도를 얻었다.In the case of injecting nitrogen ions with an ion energy of 50 keV in an ion amount of 1 X 10 16 ion water / cm 2 (Example 3), the surface hardness is about 1 Gpa, which is about 3 times higher than before implantation at a depth of about 30 nm, and the pencil hardness is about About 3H was obtained.

또한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 에너지 70 keV, 주입량 약 4 X 1015이온수/cm2의 질소와 헬륨, 그리고 질소와 탄소 이온을 연속으로 주입하였을 때 표면 경도는 연필경도로 4H 정도가 얻어졌다.In addition, when the polyethylene terephthalate membrane was continuously injected with energy of 70 keV, injection amounts of about 4 X 10 15 ion water / cm 2 , nitrogen and helium, and nitrogen and carbon ions, the surface hardness was about 4H as a pencil hardness.

전체적으로 이온에너지가 높을수록 그리고 이온 주입량이 많을수록 경도는 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 같은 에너지, 같은 양의 이온을 주입하여도 이온의 종류에 따라 경도가 달라졌다.Overall, the higher the ion energy and the larger the ion implantation, the higher the hardness. In addition, even when the same energy and the same amount of ions are injected, the hardness varies depending on the type of ions.

<실험예 2> 광 투과성 측정Experimental Example 2 Measurement of Light Transmittance

상기 실시예 1∼7에서 제조된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막의 300nm∼800nm에서의 투과성을 자외선-가시광선 분광기로 측정하였고 그 결과를 하기 표 2와 도 2에 나타내었다.The transmittance at 300 nm to 800 nm of the polyethylene terephthalate membranes prepared in Examples 1 to 7 was measured by an ultraviolet-visible spectrometer, and the results are shown in Table 2 and FIG. 2.

고분자 막의 광 투과도Light transmittance of polymer membrane 실시예Example 주입조건Injection condition 광투과도(550nm)Light transmittance (550nm) 광투과도(300nm)Light transmittance (300 nm) 이온종류Ion Type 에너지(keV)Energy (keV) 이온량(이온수/cm2)Ion amount (ionized water / cm 2 ) 실시예 1Example 1 질소nitrogen 5050 1×1014 1 × 10 14 88%88% 40%40% 실시예 2Example 2 질소nitrogen 5050 1×1015 1 × 10 15 86%86% 0%0% 실시예 3Example 3 질소nitrogen 5050 1×1016 1 × 10 16 76%76% 0%0% 실시예 4Example 4 질소nitrogen 9090 1×1014 1 × 10 14 86%86% 27%27% 실시예 5Example 5 질소nitrogen 9090 1×1015 1 × 10 15 85%85% 25%25% 실시예 6Example 6 헬륨 + 질소Helium + nitrogen 7070 1×1015 1 × 10 15 85%85% N.DN.D 실시예 7Example 7 질소 + 탄소Nitrogen + carbon 9595 1×1015 1 × 10 15 85%85% N.DN.D 이온 주입전Before ion implantation 88%88% 38%38% N.D : Not DeterminedN.D: Not Determined

폴리에틸렌 테레프탈레이트 막에 이온에너지 50 keV인 질소 이온을 이온량 1 X 1015이온수/cm2으로 주입하였을 경우 (실시예 2)에 광 투과도는 550nm에서 86% 정도가 얻어졌으며, 특히 300nm 이하 파장의 자외선 빛에 대하여 100%의 차단효과를 보였다.When nitrogen ion with ion energy of 50 keV was injected into the polyethylene terephthalate membrane with an ion amount of 1 X 10 15 ionized water / cm 2 (Example 2), light transmittance was obtained at about 550 nm to 86%, especially ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less. It showed 100% blocking effect against light.

결과적으로, 100keV 이하의 이온을 고분자 막의 표면에 주입하면 가시광선의투과성은 거의 그대로 유지하면서 자외선의 차단 효과는 매우 우수하여 자외선 차단 제품에 적용될 수 있다.As a result, when ions of 100 keV or less are implanted on the surface of the polymer membrane, the visible ray permeability is almost maintained, and the ultraviolet ray blocking effect is very excellent, and thus can be applied to a sunscreen product.

이상에서 살펴본 바와 같이, 고분자 막 표면에 100keV 이하인 저에너지 이온을 주입하여 투명 고분자 막의 근접 표면만 개질시킴으로써 터치 스크린 (Touch -sensitive Screen)에 사용되는 투명 고분자 막의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 방법은 저에너지의 이온을 사용하여 고분자 막의 광 투과도를 조절할 수 있으므로 경제적이며, 본 발명에 의한 고분자 막은 자외선 차단, 반사 방지 등에 적용될 수 있으므로 높은 부가 가치를 창출할 수 있다.As described above, by injecting low-energy ions of 100 keV or less into the surface of the polymer membrane and modifying only the proximal surface of the transparent polymer membrane, durability of the transparent polymer membrane used for a touch-sensitive screen may be greatly improved. In addition, the method of the present invention is economical because it is possible to control the light transmittance of the polymer membrane by using ions of low energy, and the polymer membrane according to the present invention can be applied to UV blocking, antireflection, etc., thereby creating a high added value.

Claims (4)

투명한 고분자 막 표면에 50 keV 이하인 저에너지 이온을 이온량 1 × 1015∼ 1 × 1016이온수/㎠으로 주입하여 가시광선을 투과하면서 자외선을 차단하는, 고분자 막의 광 투과도 조절 방법.A method of controlling light transmittance of a polymer membrane, wherein low energy ions of 50 keV or less are implanted in an ion amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 16 ionized water / cm 2 on the surface of the transparent polymer membrane to block ultraviolet rays while transmitting visible light. 제1항에 있어서, 투명한 고분자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephtanalte, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone) 인 것을 특징으로 하는 고분자 막의 광 투과도 조절 방법.The method of claim 1, wherein the transparent polymer is polyethylene terephtanalte (PET), polycarbonate, or polyether sulfone. 제1항에 있어서, 이온은 H, C, N, O, S, Cl, He, Ar 및 Xe로부터 선택되는 원자의 이온 또는 상기 원자들의 혼합 이온인 것을 특징으로 하는 고분자 막의 광 투과도 조절 방법.The method of claim 1, wherein the ions are ions of atoms selected from H, C, N, O, S, Cl, He, Ar, and Xe or mixed ions of the atoms. 삭제delete
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