KR101284640B1 - 자기복원층이 구비된 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트에 관한 것으로 보다 상세하게는, 터치패널의 강화유리를 대체하는 원본플레이트, 상기 원본플레이트에 부착되는 부착면과 외부로 노출되는 노출면 사이에 분포된 나노캡슐이 구비된 자기복원층, 및 상기 원본플레이트의 상단면에 상기 자기복원층의 부착면이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 터치스크린용 터치패널의 강화유리를 대체하는 원본플레이트, 상기 원본플레이트에 부착되는 부착면과 외부로 노출되는 노출면 사이에 분포된 나노캡슐이 구비된 자기복원층, 및 상기 원본플레이트의 상단면에 상기 자기복원층의 부착면이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자기복원층이 구비된 플레이트{Plates with self-restoring layer}

본 발명은 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트에 관한 것으로 보다 상세하게는, 터치패널의 강화유리를 대체하는 원본플레이트, 상기 원본플레이트에 부착되는 부착면과 외부로 노출되는 노출면 사이에 분포된 나노캡슐이 구비된 자기복원층, 및 상기 원본플레이트의 상단면에 상기 자기복원층의 부착면이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트에 관한 것이다.

일반적으로 필름, 시트, 코팅제 등(이하 "플레이트"라 한다)은 외부로 노출되는 표면을 가지게 되어 외부 충격에 의한 손상이 발생할 수 있다. 이러한 손상은 미관상의 문제도 있지만 플레이트의 기계적 강도를 저하시켜 플레이트 전체의 파손을 야기할 수 있다. 특히 플레이트가 터치스크린의 터치패널로 사용되는 경우에는 터치스크린에 접촉하는 인체부위 및 물체에 의한 스크래치, 즉 손상이 발생할 수 있고, 반복적인 터치로 인한 손상이 누적되면 터치패널의 터치감 즉, 신호입력에 장애가 발생할 수 밖에 없다. 이러한 경우 상기 터치패널을 수리할 방법이 없어서 터치패널 자체를 교체하는 것이 현실이다.

한편, 다른 플레이트 제작기술에서 밀리캡슐, 마이크로캡슐, 나노캡슐 등(이하 "나노캡슐"이라 한다)을 이용하여 외부 충격에 의한 손상을 스스로 복원하는 기술이 공지되어 있다. 나노캡슐을 이용한 자기복원기술은 그 종류에 따라 플레이트의 기계적 성질뿐만 아니라 전기전도성, 부식성 등 다른 성질도 복원하는 것을 목적으로 하여 사용된다. 이와 같은 나노캡슐을 이용한 자기복원기술에 있어서 나노캡슐은 플레이트 내에 고르게 분산시키는 것이 일반적이다.

종래의 스마트폰의 경우에는 일반유리 또는 플라스틱을 사용하였으나, 위에서 언급된 바와 같이 외부 충격에 의한 터치패널의 손상으로 신호입력에 장애가 발생하는 문제가 있었으며, 이러한 문제의 근본원인인 손상을 수리하여 문제를 해결하기 보다는 손상 발생율을 최소화하기 위해서 일반유리 또는 플라스틱을 대체하여 강화유리를 사용하였다. 이 경우에 경도가 향상되어 외부 충격에 의한 손상 발생율 자체를 감소시켰다. 하지만 경도가 증가한 강화유리를 사용하여 터치패널을 제작한 경우라 하더라도 외부 충격에 의한 손상이 아예 발생되지 않는 것은 아니고 강화유리 이상의 경도를 가지는 물체에 의한 스크래치, 즉 손상이 발생하면 강화유리 또한 교체되어야 한다. 또한, 터치패널용 강화유리의 제작 불량률이 약 40 % 이상으로 이는 곧 생산단가의 증가로 이어지는 문제점이 있다. 즉, 외부 충격에 대한 내구성이 높으면서 제작 및 유지보수 단가가 낮은 터치패널이 요구된다 할 것이다.

본 발명은, 터치패널에 생산수율이 낮고 성형이 어려운 강화유리를 대체하여 생산수율이 우수하며 성형이 용이한 아크릴판을 사용하면서, 아크릴판의 상단면에 외부 충격에 의한 손상을 자기복원하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층을 더 구비하도록 함으로서 경도를 높이는 대신에 근본 원인인 외부 충격에 의한 손상 자체를 자기복원하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 나노캡슐이 외부 충격에 의한 손상이 주로 발생되는 부분인 플레이트의 노출면 바로 아래에 집중된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트 하단에 리무벌접착층을 더 구비하고, 상기 리무벌접착층은 기존의 강화유리로 형성된 터치패널에 탈부착이 가능하게 한 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트를 제공하는데 목적이 있다.

이하 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

과제 해결 수단과 관련하여,

본 발명은, 터치스크린용 터치패널의 강화유리를 대체하는 원본플레이트, 상기 원본플레이트에 부착되는 부착면과 외부로 노출되는 노출면 사이에 분포된 나노캡슐이 구비된 자기복원층, 및 상기 원본플레이트의 상단면에 상기 자기복원층의 부착면이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본원의 다른 발명은, 상기 나노캡슐은 상기 자기복원층에 가해진 외부 충격에 의해 이격되었다가 시간이 경과함에 따라 원위치로 복귀함으로서 외부 충격에 의한 손상을 자기복원하는 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 나노캡슐은 상기 부착매개층에 의해 상기 원본플레이트에 부착되는 상기 자기복원층의 상기 부착면의 반대방향에 위치한 상기 노출면의 바로 아래에 집중된 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 나노캡슐은 상기 원본플레이트의 상기 상단면의 반대 방향에 위치한 하단면 아래에서 쏘아주는 UV램프의 빛(light)에 의해 상기 자기복원층의 상기 노출면 바로 아래에 집중되는 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 나노캡슐은 상기 원본플레이트의 상기 상단면의 반대 방향에 위치한 하단면 아래에서 쏘아주는 열원의 열(heat)에 의해 상기 자기복원층의 상기 노출면 바로 아래에 집중되는 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 원본플레이트의 상기 하단면에 부착되는 리무벌접착층이 더 구비되고, 상기 리무벌접착층의 상기 원본플레이트가 부착된 면의 반대측면에 터치스크린용 터치패널에 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 원본플레이트는 300㎛ ~ 500㎛의 두께의 필름으로 제작된 것을 특징으로 한다.

본원의 또 다른 발명은, 상기 원본플레이트는 아크릴 재질인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 터치패널에 강화유리가 아닌 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 아크릴판을 사용함으로써, 경도 증가에 의해서가 아니라 자기복원 기술에 의해서 외부 충격에 대한 내구성을 강화하고, 제작 공정상의 생산수율을 높임과 아울러 터치패널의 교체주기를 지연시킴으로서 터치패널의 제작 및 유지보수 단가를 낮추는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 나노캡슐을 외부 충격에 의한 손상이 주로 발생되는 부분인 외부 노출면의 바로 아래에 집중시킴으로써 자기복원성 및 경제성을 향상시키는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 하단에 리무벌접착층을 더 구비함으로써, 위에서 언급된 바와 같이 기존의 터치패널을 본 발명으로 대체하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 플레이트를 기존의 터치패널로 사용되는 강화유리에 단순 부착하여 사용함으로서 강화유리의 수명을 연장할 수 있다.

도1은, 본 발명에 따른 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도.
도2는, 외부 충격에 의한 손상이 발생한 경우에 나노캡슐이 손상을 복구하는 매커니즘의 개략도.
도3은, UV램프에 의해 노출면으로 이동하는 나노캡슐이 도시된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도.
도4는, 리무벌접착층이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도.
도5는, 도4의 리무벌접착층이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트가 스마트폰의 터치패널에 결합한 형태의 사시도.

이하에서는 첨부된 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명에 따른 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 바람직한 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도, 도2는 외부 충격에 의한 손상이 발생한 경우에 나노캡슐이 손상을 복구하는 매커니즘의 개략도, 도3은 UV램프에 의해 노출면으로 이동하는 나노캡슐이 도시된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도이다.

도1은 본 발명에 따른 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트(10)의 단면도이다. 본 발명에 따른 플레이트는 원본플레이트(100), 자기복원층(300) 및 상기 원본플레이트(100)의 상단면(120)과 상기 자기복원층(300)의 부착면(310)이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층(200)을 포함하여 구성된다.

상기 원본플레이트(100)는 터치패널의 강화유리를 대체하여 사용되고, 바람직하게는 터치스크린 내부를 보호할 수 있도록 일정한 기계적 강도가 유지되도록 시트로 제작된다. 여기서 시트란 500㎛ ~ 2㎜의 두께를 가지는 플레이트를 의미한다. 또한, 상기 원본플레이트(100)는 바람직하게는 아크릴 재질이다.

상기 자기복원층(300)은 상기 부착매개층(200)에 의해 상기 원본플레이트(100)에 부착되는 부착면(310)과 외부로 노출되는 노출면(320) 사이에 분포된 나노캡슐(330)을 포함하여 구성된다. 상기 나노캡슐(330)은 상기 자기복원층(300)에 가해진 외부 충격에 의한 손상을 복원하게 되는데 그 매커니즘은 도2에서 설명한다. 상기 나노캡슐(330)을 제조하는 방법으로는 계면침적법, 계면반응법 등이 있으며, 이에 한정되지 아니하고 당해 기술 분야에서 사용되는 통상의 방법에 의해 제조될 수 있다.

한편, 상기 나노캡슐(330)은 상기 자기복원층(300)의 상기 부착면(310)에서 상기 노출면(320) 방향으로 솟아올라 외부 충격에 의한 손상이 주로 발생하는 노출면(320) 바로 아래에 집중되게 제작된다. 상기 나노캡슐(330)이 상기 노출면(320)에 집중되게 제작되는 매커니즘은 도3에서 설명한다. 이때, 솟아오른다는 것은 상기 나노캡슐(330)이 상기 노출면(320)의 외부로 돌출된다는 의미가 아니라, 상기 자기복원층(300) 내에서 상부에 집중 분포됨을 의미한다.

이때, 상기 자기복원층(300)은 외부에서 가해지는 충격이 상기 원본플레이트(100)에 전달되는 것을 완화하도록 탄성 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 자기복원층(300)는 우레탄계 UV액으로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노캡슐(330)은 나노캡슐에 한정되지 아니하고 마이크로캡슐로 대체하여 사용될 수도 있다.

도2는 외부 충격에 의한 손상이 발생한 경우에 나노캡슐(330)이 손상을 복구하는 매커니즘의 개략도이다. 도2(a)에서 도시된 바와 같이, 상기 자기복원층(300)의 노출면(320)에 외부 충격에 의한 스크래치, 즉 손상이 발생하면 손상 주변의 나노캡슐(330)은 충격에 의해 손상 부분을 따라 이격된다. 도2(b)에서 도시된 바와 같이, 이후 시간이 경과하면 충격에 의해 손상 부분을 따라 이격되었던 상기 나노캡슐(330)은 원위치로 복귀함으로서 상기 자기복원층(300)의 노출면(320)에 발생했던 손상 부분이 원상태로 자기복구된다.

도3은 UV램프(400)에 의해 노출면(320)으로 이동하는 나노캡슐(330)이 도시된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트(10)의 단면도이다. 상기 나노캡슐(330)은 음의 굴광성을 가지는 물질로 제작되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 원본플레이트(100)의 상기 상단면(120)의 반대 방향에 위치한 하단면(110) 아래에서상기 상단면(120)의 방향으로 UV램프(400)를 이용하여 빛(light)을 쏘아주면 음의 굴광성에 의해 상기 나노캡슐(330)은 빛의 반대 방향인 상기 노출면(320)으로 솟아오르게 된다.

이때, 상기 나노캡슐(330)이 상기 노출면(320)에 집중되게끔 빛을 쏘아주는 자극매체는 상기 UV램프(400)에 한정되지 아니하며, 열(heat)을 방출하는 열원(미도시)과 같이 상기 자기복원층(300)이 경화되기 전에 상기 자기복원층(300) 내에서 나노캡슐(330)의 이동을 유발할 수 있는 다른 자극매체로 구성될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도4 또는 도5를 참조하여 본 발명에 따른 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 바람직한 제2실시예를 설명하면 다음과 같다.

도4는 리무벌접착층이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트의 단면도, 도5는 도4의 리무벌접착층이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트가 스마트폰의 터치패널에 결합한 형태의 사시도이다.

도4는 리무벌접착층(500)이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트(10)의 단면도이다. 상기 제1실시예에 따른 플레이트(10)에서, 상기 원본플레이트(100)의 상기 하단면(110)에 부착되는 리무벌접착층(500)이 더 구비되고, 상기 리무벌접착층(500)의 상기 원본플레이트(100)가 부착된 면의 반대측면은 터치패널에 탈부착이 가능하도록 제작된다. 이 경우 상기 원본플레이트(100)는 터치패널을 대체하는 것이 아니므로 강화유리와 같은 상당한 정도의 기계적 강도가 요구되지 않고, 터치패널로 사용되는 강화유리에 가해지는 외부 충격을 완화하는 기능만을 수행한다. 이때, 상기 원본플레이트(100)는 기존의 강화유리에 요구되는 상당한 정도의 기계적 강도가 요구되지 아니하므로, 상기 원본플레이트(100)는 필름으로 제작하는 것이 바람직하다. 여기서 필름이란 300㎛ ~ 500㎛의 두께를 가지는 플레이트를 의미한다.

도5는 도4의 리무벌접착층(500)이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원부가 구비된 플레이트(10)가 스마트폰의 터치패널(20)에 결합한 형태의 사시도이다. 본 발명에 따른 플레이트(10)의 상기 리무벌접착층(500)에서 상기 원본플레이트(100)가 부착된 면의 반대측면은 스마트폰의 터치패널(20)인 강화유리에 부착된다.

또한, 본 발명에 따른 플레이트(10)는 상기 원본플레이트(100)가 강화유리가 아닌 아크릴로 제작되어 제작사이즈의 제한을 크게 받지 않는다는 점에서 스마트폰의 터치패널보다 큰 사이즈의 시트, 예를 들어 놀이방의 벽재나 바닥재 등을 대체하여 사용될 수도 있다. 리무벌접착층(500)이 더 구비된 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트(10)의 경우에는 스마트폰의 터치패널보다 큰 사이즈의 시트, 예를 들어 놀이방의 벽재나 바닥재 등을 그대로 유지하고 그 위에 부착하여 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 플레이트(10)는 상기 원본플레이트(100)와 상기 부착매개층(200)을 제외한 상기 자기복원층(300) 및 상기 리무벌접착층(500)만으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 플레이트(10)는 시트 또는 필름 용도가 아니라 나노캡슐(330)을 포함한 자기복원층(300)이 구비된 코팅제로서 사용될 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트
20 : 스마트폰의 터치패널
100 : 원본플레이트 310 : 부착면
110 : 하단면 320 : 노출면
120 : 상단면 330 : 나노캡슐
200 : 부착매개층 400 : UV램프
300 : 자기복원층 500 : 리무벌접착층

Claims (9)

1. 터치스크린용 터치패널의 강화유리를 대체하는 원본플레이트;
   상기 원본플레이트에 부착되는 부착면과 외부로 노출되는 노출면 사이에 분포된 나노캡슐이 구비된 자기복원층; 및
   상기 원본플레이트의 상단면에 상기 자기복원층의 부착면이 부착되도록 하는 매개체인 폴리머 성분의 부착매개층을 포함하여 구성되며,
   상기 나노캡슐은 상기 부착매개층에 의해 상기 원본플레이트에 부착되는 상기 자기복원층의 상기 부착면의 반대방향에 위치한 상기 노출면의 바로 아래에 집중된 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 나노캡슐은 상기 자기복원층에 가해진 외부 충격에 의해 이격되었다가 시간이 경과함에 따라 원위치로 복귀함으로서 외부 충격에 의한 손상을 자기복원하는 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 나노캡슐은 상기 원본플레이트의 상기 상단면의 반대 방향에 위치한 하단면 아래에서 쏘아주는 UV램프의 빛(light)에 의해 상기 자기복원층의 상기 노출면 바로 아래에 집중되는 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 나노캡슐은 상기 원본플레이트의 상기 상단면의 반대 방향에 위치한 하단면 아래에서 쏘아주는 열원의 열(heat)에 의해 상기 자기복원층의 상기 노출면 바로 아래에 집중되는 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
6. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원본플레이트의 하단면에 부착되는 리무벌접착층이 더 구비되고, 상기 리무벌접착층에 터치스크린용 터치패널이 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 원본플레이트는 300㎛ ~ 500㎛의 두께의 필름으로 제작된 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
8. 제7항에 있어서,
   상기 원본플레이트는 아크릴 재질인 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 자기복원층의 나노캡슐은 경화된 우레탄계 UV액에 분산된 것을 특징으로 하는 나노캡슐을 포함한 자기복원층이 구비된 플레이트.

Images