KR100861146B1 - 은 반사필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은 반사필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, PET필름의 상부에폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 도료 중에서 하나를 선택하여 전처리막을 도포 형성하고, 상기 전처리막의 표면을 코로나방전 처리하여 미세 요철면을 형성하며, 그 상부에는 액상 분사식으로 은막을 형성하고, 상기 은막의 상부에는 이를 보호하기 위한 목적으로 변색방지막을 도포 형성하고, 다시 그 상부에는 폴리우레탄계, 에폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼합된 연질의 투명도료를 사용하여 상보호막을 형성함을 특징으로 한다.

은 반사필름, PET필름, 전처리막, 요철면, 은막, 변색방지막, 상보호막

Description

은 반사필름 및 그 제조방법{SILVER REFLECTION FILM AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

도 1은 본 발명의 은 반사필름을 도시한 단면도.

본 발명은 페트(PET: poly ethylen terephthalate)필름을 기재로 사용하여 표면을 플라즈마 처리하고 그 상면에 액상 분사방식으로 은(Ag)을 안착시켜, 제조 공정을 개선하고 반사특성을 향상시킬 수 있도록 한 액정표시소자 또는 조명등에 적합하게 사용할 수 있는 은 반사필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래에는 AV 및 정보기기들의 발달이 촉진되고, 휴대형 컴퓨터와 디지털 무선통신 및 휴대용 주변장치들을 이용하여 정보화 및 멀티미디어 사회가 도래되었다. 이러한 이유에서 휴대성이 높은 노트북, PDA(Personal Digital Assistants:개인용 디지털 보조기) 등과 같은 정보기기들은 이동성을 고려하여 보다 박형이며 경량임과 동시에, 저소비전력의 액정표시소자가 요구되고 있다.

액정표시소자로서는 백라이트를 액정패널의 배면에 배치한 투과형과, 반사판을 배치하여 외광을 이용하는 반사형이 있다. 또한, 하프미러를 구비한 액정표시소 자로서, 밝은 환경하에서는 외광을 반사시켜 조명광으로서 이용하고, 어두운 환경하에서는 백라이트를 병용하는 반투과형(半透過型)도 있다. 특히 반사형 액정표시소자는 외광을 반사시키는 것에 의해 화상을 표시하는 방식으로서, 배면에 알루미늄 또는 은으로 이루어지는 산란반사판을 배치하고 있다.

반사판은 보다 밝고 양호한 표시를 위해, 입사광을 표시화면에 수직인 정시각(正視角) 방향으로 반사·산란시키고, 광의 강도를 증가시킬 필요가 있다. 그러나 종래의 반사판, 예컨대 기판 상에 경면(鏡面)형태의 금속막이 성막된 것을 사용한 경우에는 시인(視認)성이 떨어지고 화면이 매우 어둡게 표시되는 과제가 있었다.

이와 같은 과제에 대하여, 예를 들어 국내 등록특허공보 제10-0407413호(2003. 11. 17)에는 반사특성이 뛰어난 반사판 및 그 제조방법, 및 그 반사판을 구비한 반사형 액정표시소자가 개시되어 있다.

그러나 상기 공보에 게시된 반사판은 반사특성이 향상되기는 하였지만, 기재로서 유리기판을 사용하기 때문에 휴대용 정보기기의 박형화에 적합하지 않고, 또한 요철구조체의 제조 공정이 복잡하며, 더욱 액정표시소자의 셀갭을 유지하는 역할까지 담당해야 하므로 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

이러한 과제에 대하여, 근래에는 기재로서 PET필름을 사용하는 박형 반사필름이 개발되었다.

이러한 반사필름의 종래 공지된 제조방법으로는 기재의 일면 상부에 은(Ag)을 진공증착하게 되는바 이를 크게 분리하면, ① 물리증착법 : PVD(Physical Vapor Deposition), ② 화학증착법 : CVD(Chemical Vapor Deposition)의 2종류가 있다.

또한 반사필름의 제조방법으로 널리 이용되고 있는 물리증착법은 A. 저항가열식 증착(Evaporation)과 B. 스퍼터링(Sputtering) 증착 C. 이온 플래팅(Ionplating) 증착으로 구분되고 있으며, 여기서 플라즈마를 사용하는 스퍼터링과 이온플래팅 방법은 PAPCV(Plasma assisted PVD)로 구분된다.

그러나 종래의 반사필름 제조방법들은 제조 방식의 특성상 장비 자체가 고가이고, 단순히 기재(피착제)에 은(Ag)을 증착하게 되므로 피착되는 은의 양이 일정하지 못하고 생산성이 낮으며 공정 관리가 어려운 문제점이 있고, 그 결과 제조 비용이 상승되는 결과를 초래하게 된다.

또한, 고체를 기체화시켜 기재에 은을 증착시키므로 미세한 핀홀(Pinhole) 현상이 생길 수 밖에 없고, 산화방지를 위해 은을 증착한 후 연속 공정으로 산화방지 및 내습방지 코팅을 실시해야만 하는 단점이 있다.

이러한 과제에 대하여, 최근에는 마이크로 그라비아 코팅법을 이용한 은 잉크 코팅법이 개발되고 있으나, 이는 원재료가 수지에 은(Ag)을 포함 휘발성 용제가 사용되므로 건조 시간이 길고 건조시 150℃ 이상의 고온을 유지해야 하므로 기재인 PET필름의 열화가 발생하거나 주름 변형이 생기는 제품 불량을 초래하게 된다. 또한, 코팅과 건조 공정에서 발생된 기포 및 가스가 미세한 핀홀을 생성시켜 불량 요인으로 작용하고 있다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기 재에 안착되는 은(Ag) 막을 일정하게 형성하고, 핀홀 현상을 제거함으로써 결과적으로 제품의 반사특성을 향상시킬 수 있도록 함에 제1 목적을 두고 있다.

또한 제조공정을 단순화하고 용이하게 실현하며, 제조 비용을 절감시킬 수 있도록 함에 제2 목적을 두고 있다.

상기 목적에 따라, 본 발명에서는 기재로 사용되는 PET필름; 그 상부에 부착성 향상을 위해 도포 형성되는 전처리막; 상기 전처리막의 표면을 코로나방전 처리하여 얻어지는 미세 요철면; 상기 요철면의 상부에 광반사를 위해 액상 분사식으로 도포 형성되는 은막; 상기 은막을 보호하기 위해 도포 형성되는 변색방지막; 그리고 상기 변색방지막의 상부에 도포 형성되는 상보호막을 포함하여 이루어지는 은 반사필름을 제안한다.

또한, 상기 은 반사필름을 제조하기 위한 방법으로서, 롤투롤방식으로 플라즈마 발생장치를 통과시키면서 PET필름의 표면 이물질을 제거하는 단계; PET필름의 상면에 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 투명도료 중에서 하나를 선택하여 분사 도포하고, 건조로를 통과시켜 전처리막을 형성하는 단계; 연속하여 코로나방전장치를 거쳐 전처리막의 표면에 미세 요철면을 형성하는 단계; 연속 공정으로 요철면의 표면에 질산은과 환원액을 동시에 분사하여 은경반응에 의한 은이 석출되도록 하고, 세척, 수분 제거 및 건조시켜 은막을 형성하는 단계; 상기 은막의 상부에 투명도료를 도포 건조하여 변색방지막을 형성하는 단계: 그리고 상기 변색방지막의 상부에 폴리우레탄계, 에폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼 합된 투명도료를 도포하고, UV경화장치를 통과시켜 상보호막을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 은 반사필름의 제조방법을 제안한다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 은 반사필름의 층 구조로 보여주고 있다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 은 반사필름은 박막의 필름특성, 전기적 성질 및 내후성이 좋은 PET필름(1)을 기재로 사용하여 각 층 구조로 형성하게 되는 것이다.

PET필름(1)의 상부에는 표면 평활성 및 내부식성을 향상시키기 위해 전처리막(3)을 코팅 형성한다. 전처리막(3)은 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 도료 중에서 하나를 선택하여 도포 형성할 수 있다.

전처리막(3)은 표면을 요철면(5)으로 처리하여 부착성을 향상시킨다. 요철면(5)의 상부에는 광반사특성을 위하여 은막(7)을 형성한다. 은막(7)은 본 발명의 특징적인 구성으로서 액상분사식 증착법으로 형성한다.

생성 완료된 은막(7)의 상부에는 이를 보호하기 위한 목적으로 변색방지막(9)을 도포 형성하고, 다시 그 상부에는 은막의 내후성 및 내구력을 유지하기 위한 목적으로 상보호막(11)을 형성한다.

변색방지막(9)은 변색방지제인 투명도료를 도포 형성하여 얻어질 수 있다.

또 상보호막(11)은 내부식성 및 내스크래치성을 향상과 내습방지를 향상시키기 위한 것이며, 더욱 후 가공시의 유연성을 확보하기 위한 것으로서, 연질의 투명도료를 사용하여 형성한다. 더욱 구체적으로 연질의 투명도료는 폴리우레탄계, 에 폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼합한 것으로서, 성형된 후 연질경도는 3H 미만이어야 한다.

이렇게 형성된 본 발명의 은 반사필름을 제조하기 위한 바람직한 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예

적용하고자 하는 기재로서 PET필름(1)을 마련하고, 그 표면의 이물질(먼지, 기름 등)을 제거하는 공정을 수행한다. 이 공정을 위하여 본 발명에서는 광폭(1,000~2,000mm)의 PET필름(2)을 롤투롤(Roll To Roll) 방식으로 이동시키면서, 플라즈마 발생장치를 통과시키게 된다.

그러나 플라즈마는 유기화합물만을 세척할 수 있고, 무기화합물은 세척이 되지 않으므로 부러쉬 및 초순수를 사용하여 PET필름(1)의 표면을 완벽하게 세척한다.

이후, PET필름(1)의 표면에 평활성 및 내부식성 향상을 위해 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 투명도료 중에서 하나를 선택하고, 이를 분사 노즐을 이용하여 2~5㎛의 두께로 도포한 다음, 50~140℃의 건조로에서 10m/min의 저속으로 통과시키면서 건조시킴으로서 전처리막(3)을 형성한다.

전처리막(3)이 형성된 필름은 연속하여 코로나방전장치를 거치면서 그 표면에 미세 요철면(5)을 형성함으로써, 이후 은막의 부착성을 향상시킬 수 있다.

연속 공정으로, 요철면의 표면에 은액과 환원액을 동시에 분사하여 은경반응에 의한 은(Ag)을 석출시키고 균일한 두께(0.2~0.6㎛)의 은막(7)을 형성한다.

상기 반응식 1은 은경반응을 보여주고 있다. 이때 불완전 반응물질 및 반응시 부산물이 생성된다. 이를 제거하기 위하여 초순수로 은막(7)을 2~5초간 0.5~1.5㎏/㎠의 수압으로 세척하고, 1~3㎏/㎠의 압축공기로 2~5초간 분사하여 1차로 수분을 제거한 다음, 50~140℃의 건조로에서 10m/min의 저속으로 통과시켜 은막(7)을 완성한다.

이와 같이 형성된 은막(7)의 상부에는 변색방지 및 내습성 향상을 위하여 투명도료인 변색방지제를 분사 도포하여 1~3㎛의 두께로 변색방지막(9)을 형성한다.

이어서 변색방지막(9)의 위에 스크러치성 향상 및 절곡성, 가공성 향상을 위하여 폴리우레탄계, 에폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼합된 투명도료를 2~7㎛의 두께로 도포하고, 50~140℃의 건조로에서 10~50m/min의 저속으로 통과시켜 상보호막(11)을 도포하며, 이후 UV경화장치를 통과시켜 상보호막(11)을 완성한다.

한편, 상보호막(11) 코팅시 용제형 도료를 사용하면 레인보우 현상, 황변 현상이 발생하기 쉬워 반사율(%)에 저해 요인으로 작용하므로, 이러한 현상을 방지할 수 있는 도료가 필요하게 되었다. 이를 위하여 본 발명에서는 변성 폴리우레탄 수지 15중량%와, 아미노 수지 5중량% 그리고, 변성 아크릴 수지 10중량% 및 인산계 촉매 0.5~1중량%를 포함하며, 케톤, 에틸 아세테이트, 톨루엔을 용제로 사용하고, 고형분은 20~40%의 범위로 투명도료를 제조하였다.

이와 같이 완성된 본 발명의 은 반사필름은 제품의 내구성 시험에서 360°접철시 각 층간 박리 현상이 없어야 한다. 이를 위하여 특히 상보호막(11)은 연질이어야 하며, 연필경도가 1H~3H의 범위에 있어야 한다.

시험예

이상에서 설명한 제조방법에 의하여 완성된 본발명의 은 반사필름의 부착력 시험을 위해 표면에 1mm 간격으로 크로스 커닝하고, 포장용 박스 테이프를 1.5kg의 힘으로 부착시켜 3kg의 힘으로 당겼을 때 박리 현상이 없음을 확인하였다.

본 발명의 실시예에 의해 제조된 반사필름과 종래의 제품을 비교하여 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명의 실시예에 의한 반사필름의 유해성 물질(중금속)의 검출 여부를 시험하여 표 2와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 은 반사필름 및 그 제조방법은 종래의 진공증착방법 및 그라비아 인쇄 코팅방법의 단점을 극복하는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 기재에 안착되는 은(Ag)막을 일정하게 형성할 수 있고, 종래기술에 의한 핀홀 현상을 제거할 수 있으며, 결과적으로 제품의 반사특성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 제조공정을 단순화하고 용이하게 실현하여, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 제조 비용을 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 은 반사필름은 액정표시소자 및 조명용으로 유용하게 이용할 수 있으며, 더욱 건축자재 등과 같이 산업 전반에 고루 적용할 수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 기재로 사용되는 PET필름;

   상기 PET필름의 상부에 부착성 향상을 위해, 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 도료 중에서 하나를 선택하여 도포 형성되는 전처리막;

   상기 전처리막의 표면을 코로나방전 처리하여 얻어지는 미세 요철면;

   상기 요철면의 상부에 광반사를 위해 액상 분사식으로 도포 형성되는 은막;

   상기 은막을 보호하기 위해 투명도료를 도포 형성되는 변색방지막; 그리고

   상기 변색방지막의 상부에, 폴리우레탄계, 에폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼합된 투명도료를 도포 형성되는 상보호막을 포함하여 이루어지는 은 반사필름.
2. 삭제
3. 삭제
4. 롤투롤방식으로 플라즈마 발생장치를 통과시키면서 PET필름의 표면 이물질을 제거하는 단계;

   PET필름의 상면에 폴리우레탄계, 에폭시계 또는 변성아크릴계 투명도료 중에서 하나를 선택하여 분사 도포하고, 건조로를 통과시켜 전처리막을 형성하는 단계;

   연속하여 코로나방전장치를 거쳐 전처리막의 표면에 미세 요철면을 형성하는 단계; 그리고

   연속 공정으로 요철면의 표면에 질산은과 환원액을 동시에 분사하여 은경반응에 의한 은이 석출되도록 하고, 세척, 수분 제거 및 건조시켜 은막을 형성하는 단계;

   로 이루어짐을 특징으로 하는 은 반사필름의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 은막의 상부에 투명도료를 도포 건조하여 변색방지막을 형성하는 단계: 그리고

   상기 변색방지막의 상부에 폴리우레탄계, 에폭시계 및 변성아크릴계 수지를 주성분으로 하여 혼합된 투명도료를 도포하고, UV경화장치를 통과시켜 상보호막을 형성하는 단계;

   를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 은 반사필름의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상보호막용 투명도료는 변성 폴리우레탄 수지 15중량%와, 아미노 수지 5중량%, 그리고 변성 아크릴 수지 10중량% 및 인산계 촉매 0.5~1중량%를 포함하며, 케톤, 에틸 아세테이트, 톨루엔을 용제로 사용하고, 고형분은 20~40%의 범위로 혼합하여 제조한 것임을 특징으로 하는 은 반사필름의 제조방법.

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