KR102105479B1 - 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판 - Google Patents

광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판 Download PDF

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Abstract

본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트는 균등계수(Cu)가 1 내지 7인 글라스비드를 포함하여 시료를 안정적으로 고정하면서도 투과도 및 내광성이 우수하다.

Description

광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판{POROUS PLATE FOR VACUUM PLATE OF INTERFEROMETER AND VACUUM PLATE COMPRISING THE SAME FOR INTERFEROMETER}
본 발명은 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트는 평균입경(D50)이 0.1mm 내지 5.0mm, 균등계수(Cu)가 1 내지 7인 글라스비드를 포함하여 시료를 안정적으로 고정하면서도 투과도 및 내광성이 우수하다.
비접촉 방식으로 삼차원 영상을 나노미터 단위까지 측정하기 위해 백색광 주사 간섭법(WSI : White-light Scanning Interferometry)의 원리를 이용한다. 이는 광분할기인 빔 스플리터(Beam splitter)에서 분리되는 기준광과 측정광이 거의 동일한 광경로차(Optical path difference)를 겪을 때에만 간섭신호(Interference signal)가 발생하는 원리를 이용하며, 이러한 간섭신호의 발생 위치를 측정 영역 내의 모든 측정점에서 산출하면 측정면의 3차원 형상에 대한 정보를 획득하게 되고, 획득된 3차원 정보로부터 측정대상물의 표면 형상을 측정하게 된다. 가장 널리 알려진 백색광 주사 간섭법에 사용되는 간섭렌즈의 구조로 마이켈슨간섭계, 미라우간섭계 및 리닉간섭계가 있다.
이러한 3차원 형상 측정 시 신뢰도 높은 형상을 얻기 위해 대상 시료를 안정적으로 고정하는 것이 필요하며, 여기에 다공질 세라믹을 이용해 시료를 진공으로 고정하는 흡착판을 적용하고 있다.
최근 3차원 형상 측정과 동시에 현미경 등으로 2차원으로 시료를 측정하려는 시도가 있지만, 기존의 흡착판은 불투명하기 때문에 시료의 바닥면에서 빛을 조사하는 배사조명 방식은 적용할 수 없는 문제가 있다.
또한, 시간이 지나도 배사조명의 투과도 유지와 형상의 신뢰도를 높이기 위해서는 흡착판은 강도, 내변색성, 내광성 역시 우수해야 한다.
이에, 시료를 안정적으로 고정할 수 있으면서도, 투과도, 강도, 내변색성 및 내광성이 우수한 광학장치용 시료 흡착판이 필요하다.
본 발명의 목적은 시료를 안정적으로 고정하면서도 투과도가 우수한 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 강도, 내광성이 우수한 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 광학장치 흡착판용 다공플레이트에 관한 것이다.
일 구체예에서, 상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트는 균등계수(Cu)가 1 내지 7인 글라스비드를 포함한다.
또한, 상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트는 공극률이 45% 내지 85%일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학장치용 흡착판에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 상기 광학장치용 흡착판은 본 발명의 하나의 관점에 따른 다공플레이트; 상기 다공플레이트가 안착될 수 있도록 형성된 안착부, 시료가 진공흡착되도록 상기 안착된 다공플레이트 내 기공과 연통되는 공기배출구 및 상기 다공플레이트의 하면 일부에 대응되는 영역이 개구된 개구부를 포함하는 프레임; 및 상기 다공플레이트 내의 공기가 상기 개구부로 빠져나가는 것을 차단하는 투명부재;를 포함할 수 있다.
다른 구체예에 따르면, 상기 광학장치용 흡착판은 본 발명의 하나의 관점에 따른 다공플레이트; 상기 다공플레이트를 수용하고, 상기 다공플레이트가 안착되는 안착부를 포함하는 프레임; 상기 다공플레이트 하부에 형성되고, 상면 중앙에 진공홈이 형성되는 기재플레이트; 및 상기 기재플레이트의 진공홈 근처에 위치하는 공기를 흡입하는 공기흡입포트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재플레이트의 상면 테두리에 형성되는 삽입홈에 삽입되는 오링을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다공플레이트는 다공플레이트용 조성물로 형성되고, 상기 다공플레이트용 조성물은, 글라스비드 40 내지 80 중량부; 실리카졸 또는 규산염 1 내지 20 중량부; 분산제 3 내지 10 중량부; 중량평균분자량이 30,000 내지 150,000인 아크릴레이트계 수지 0.05 내지 2 중량부; 및 폴리카보네이트 수지 10 내지 35 중량부;를 포함할 수 있다.
본 발명은 시료를 안정적으로 고정하면서도 투과도, 강도 및 내광성이 우수한 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치 흡착판용 다공플레이트의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 평면도를 간단히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 A-A 단면도를 간단히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 분해사시도를 간단히 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.
전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것에 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 중량부는 각 성분 간의 비율을 나타낼 수도 있고, 조성물 전체를 100 중량부를 기준으로 나타낼 수도 있다.
광학장치 흡착판용 다공플레이트
이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치 흡착판용 다공플레이트의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트(100)는 균등계수(Cu)가 1 내지 7인 글라스비드를 포함한다. 상기 균등계수(Cu)는 하기 식 1로 산출될 수 있다.
[식 1]
균등계수(Cu)=D60/D10
(상기 식 1에서, D60은 입도분포곡선 중에서 중량 백분율의 60%에 해당하는 입경을 의미하고, D10은 입도분포곡선 중에서 중량 백분율이 10%에 해당하는 입경을 의미한다.)
상기 글라스비드는 평균입경(D50)이 0.01mm 내지 5.0mm, 구체적으로 0.05mm 내지 3mm, 더욱 구체적으로 0.1mm 내지 2mm일 수 있고, 또한 균등계수(Cu)가 1 내지 7, 구체적으로 2 내지 6, 더욱 구체적을 3 내지 5.5일 수 있다. 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판은 이러한 특정 평균입경(D50) 및 균등계수(Cu)를 갖는 글라스비드를 포함함으로써, 투명도 및 진공 흡착 효율이 모두 우수한 장점이 있다. 상기 평균입경(D50)은 중량평균입경을 의미할 수 있다.
특히, 상기 글라스비드는 입사되는 빛을 굴절, 복굴절 시킴으로써 다공플레이트 내에서 빛이 다양한 경로로 이동하도록 할 수 있고, 따라서 배사조명을 사용하는 광학장치에 적용 시 조명이 어떠한 모양이라도 시료 방향으로 균일하게 빛을 출사할 수 있다.
상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트(100)는 공극률이 45% 내지 85%, 구체적으로 50% 내지 80%일 수 있다. 상기 범위에서 진공 흡착 효율 및 강도의 밸런스가 우수하다. 공극률이 낮은 경우 진공 흡착 효과가 낮아, 시료의 안정적인 고정이 어려울 수 있다.
상기 공극률은 수은 압입법 또는 다공플레이트를 다이에틸렌글라이콜 등의 유기용제에 침지시켜 그 질량 변화로부터 공극 용량을 측정하고, 다공플레이트의 두께를 단면의 현미경 관찰에 의하여 측정하여 산출하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트(100)는 두께가 0.5mm 내지 10mm, 구체적으로 1mm 내지 5mm, 더욱 구체적으로 1mm 내지 3mm일 수 있다.
광학장치용 흡착판
본 발명의 다른 관점은 광학장치용 흡착판에 관한 것이다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 사시도를 간단히 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 평면도를 간단히 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 흡착판의 A-A 단면도를 간단히 도시한 것이다.
도 2 내지 4를 참고하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판(1100)은 본 발명의 하나의 관점에 따른 다공플레이트(100); 상기 다공플레이트(100)가 안착될 수 있도록 형성된 안착부(221), 시료가 진공흡착되도록 상기 안착된 다공플레이트(100) 내 기공과 연통되는 공기배출구(211) 및 상기 다공플레이트(100)의 하면 일부에 대응되는 영역이 개구된 개구부(231)를 포함하는 프레임(201); 및 상기 다공플레이트(100) 내의 공기가 상기 개구부(231)로 빠져나가는 것을 차단하는 투명부재(301);를 포함할 수 있다.
상기 다공플레이트(100)는 본 발명의 하나의 관점으로 기재한 다공플레이트와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 프레임(201)은 상기 다공플레이트(100) 및 투명부재(301)이 수용되고, 안착될 수 있는 안착부(221)가 형성되고, 다공플레이트(100) 내의 기공과 연통되어 공기를 (음압으로) 진공 흡입할 수 있는 공기배출구(211)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 프레임(201)은 일부가 개구되는 개구부(231)가 구비되어, 배사조명(10) 방식으로 조명하기에 적합한 장점이 있다. 개구되는 영역의 넓이는 사용 목적 및 환경에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어 프레임 크기의 약 50% 내지 90%가 개구될 수 있다.
상기 안착부(221)는 다공플레이트(100) 및 투명부재(301)을 안착 수용할 수 있는 정도로 형성되면 충분하며, 걸림턱 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 5mm 내지 15mm 개구부 중앙으로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 공기배출구(211)는 공기흡입포트(미도시)가 구비될 수 있고, 공기를 흡입하여 다공플레이트(100) 상에 시료가 진공흡착될 수 있도록, 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 공기배출구(211)는 입경이 1mm 내지 5mm일 수 있다.
상기 다공플레이트(100) 내의 공기가 공기배출구(211)를 통해 배출될 때, 다공플레이트(100) 상부의 흡착력을 증가시키고, 배사조명(10)을 적용하기 위해 상기 다공플레이트(100) 하면에 투명부재(301)를 구비할 수 있고, 상기 투명부재(301)은 상기 프레임(201)에 안착, 수용될 수 있다.
상기 투명부재(301)은 투명하고, 개구부(231)로부터 공기가 들어오는 것을 차단할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 유리판 또는 투명 고분자 수지일 수 있다. 상기 투명부재(301)은 두께가 0.5mm 내지 5mm, 구체적으로 1mm 내지 2mm일 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 6를 참고하여, 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학장치용 흡착판을 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 사시도를 간단히 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 다른 구체예에 따른 광학장치용 흡착판의 분해사시도를 간단히 도시한 것이다.
도 5 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 구체에에 따른 광학장치용 흡착판(1200)은 본 발명의 하나의 관점에 따른 다공플레이트(100); 상기 다공플레이트(100)를 수용하고, 상기 다공플레이트(100)가 안착되는 안착부(미도시)를 포함하는 프레임(202); 상기 다공플레이트(100) 하부에 형성되고, 상면 중앙에 진공홈(430)이 형성되는 기재플레이트(402); 및 상기 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 위치하는 공기를 흡입하는 공기흡입포트(450);를 포함할 수 있다.
상기 다공플레이트(100)는 본 발명의 하나의 관점으로 기재한 다공플레이트와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 프레임(202)는 상기 다공플레이트(100)가 수용될 수 있다. 또한, 상기 프레임(202)는 상기 다공플레이트(100)가 안착될 수 있는 안착부(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 일 구체예에 따른 광학장치용 흡착판(1100)과 유사한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 안착부는 걸림턱 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 5mm 내지 15mm 연장되어 형성될 수 있다.
상기 기재플레이트(402)는 상기 다공플레이트(100) 및/또는 프레임(202) 하부에 형성되고, 상면 중앙에 진공홈(430)이 형성될 수 있다. 상기 진공홈(430)은 상기 다공플레이트(100)의 기공들과 면 전체로 연통되어, 공기흡입포트(450)로 공기를 흡입시 다공플레이트(100) 상부의 진공 흡착 효율을 더욱 개선시킬 수 있는 장점이 있다. 상기 공기흡입포트(450)는 공기를 흡입할 수 있는 펌프(미도시)가 구비될 수 있고, 상기 공기흡입포트의 입경은 1mm 내지 15mm, 구체적으로 3mm 내지 10mm일 수 있다. 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프는 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 위치하는 공기를 흡입하여, 상기 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 진공환경을 형성하며, 이러한 음압에 의해 다공플레이트(100) 상부에 진공 흡착 효과가 부여된다.
상기 기재플레이트(402)는 일부(예를 들어 하면(302))가 투명한 부재로 형성될 수 있으며, 이 경우 배사조명 방식을 적용할 수 있는 장점이 있다. 상기 투명한 부재는 진공홈(430)에 공기가 들어오지 못하도록 차단할 수 있고, 투명한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 유리판 또는 투명 고분자 수지일 수 있다. 상기 투명한 부재(302)는 두께가 0.5mm 내지 5mm, 구체적으로 1mm 내지 2mm일 수 있다.
상기 광학장치용 흡착판(1200)은 프레임(202) 및 기재플레이트(402)가 서로 조임 결합할 수 있도록 조임 볼트(510)를 더 구비할 수 있다. 상기 조임 볼트(510)는 상기 기재플레이트(402) 및 상기 프레임(20)의 테두리를 조임 결합하여 서로 더욱 밀봉하는 역할을 할 수 있다.
구체예에서, 상기 광학장치용 흡착판(1200)은 상기 기재플레이트(402)의 상면 테두리에 형성되는 삽입홈(420)에 삽입되는 오링(600)을 더 포함할 수 있다.
상기 오링(600)은 상기 기재플레이트(402)와 프레임(202) 사이의 기밀을 좀 더 강화하는 역할을 한다.
이로써 본 발명의 광학장치용 흡착판은 시료를 안정적으로 고정하면서도 투과도, 강도 및 내광성이 우수한 장점이 있어, 시료의 2차원 측정 및 3차원 측정을 동시에 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 다공플레이트(100)의 상면에 시료의 접촉 여부을 감지하여 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프(미도시)의 작동 여부를 결정하는 접촉감지센서(미도시)가 더 설치될 수 있다.
상기 접촉감지센서는 상기 다공플레이트(100)의 상면에 시료의 접촉이 감지되면, 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프를 작동시켜 상기 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 진공환경을 형성하며, 상기 다공플레이트(100)의 상면에 시료의 접촉이 감지되지 않으면 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프를 작동시키지 않는다.
상술한 구성을 바탕으로, 시료가 상기 다공플레이트(100)의 상부에 진공흡착되는 원리에 대해 설명하기로 한다.
1) 시료가 상기 다공플레이트(100)의 상면에 접촉되고 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프가 작동되어 다공플레이트(100) 내의 공기가 흡입되거나, 상기 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 위치하는 공기가 흡입되어 상기 기재플레이트(402)의 진공홈(430) 근처에 진공환경이 형성된다.
이 때, 상기 접촉감지센서가 상기 다공플레이트(100)의 상면에 시료의 접촉을 감지하여 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프를 작동시킬 수 있다.
2) 이로써, 상기 다공플레이트(100) 상면에 진공흡입력이 발생하여, 기재(시료)가 진공흡착된다.
이 후, 상기 공기흡입포트(450) 및/또는 펌프의 작동을 간편하게 중단하는 것으로도, 기재가 상기 다공플레이트(100)의 상면에 진공흡착된 상태를 간편하게 해제할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 광학장치용 흡착판(1100, 1200)은 시료가 다공플레이트(100)의 상면에 신속하게 진공흡착됨으로써, 시료의 박판 형태에 변형을 가하지 않고 시료를 다공플레이트(100)의 상면에 신속하게 고정할 수 있는 효과가 있다.
다공플레이트 형성용 조성물
상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트(100)는 다공플레이트용 조성물로 형성되고, 상기 다공플레이트용 조성물은, 글라스비드 40 내지 80 중량부; 실리카졸 또는 규산염 1 내지 20 중량부; 분산제 3 내지 10 중량부; 중량평균분자량이 30,000 내지 150,000인 아크릴레이트계 수지 0.05 내지 2 중량부; 및 폴리카보네이트 수지 10 내지 35 중량부;를 포함할 수 있다.
상기 글라스비드는 투명하며, 입사되는 빛을 굴절, 복굴절 시킴으로써 흡착플레이트 내에서 빛이 다양한 경로로 이동하도록 할 수 있고, 따라서 배사조명을 사용하는 광학장치에 적용 시 조명이 어떠한 모양이라도 시료 방향으로 균일하게 빛을 출사할 수 있다.
상기 글라스비드는 평균입경(D50)이 0.01mm 내지 5.0mm, 구체적으로 0.05mm 내지 3mm, 더욱 구체적으로 0.1mm 내지 2mm일 수 있고, 또한 균등계수(Cu)가 1 내지 7, 구체적으로 2 내지 6, 더욱 구체적을 3 내지 5.5일 수 있다. 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트 및 이를 포함하는 광학장치용 흡착판은 이러한 특정 평균입경(D50) 및 균등계수(Cu)를 갖는 글라스비드를 포함함으로써, 투명도 및 진공 흡착 효율이 모두 우수한 장점이 있다. 상기 평균입경(D50)은 중량평균입경을 의미할 수 있다.
상기 글라스비드는 통상적으로 사용되는 글라스비드를 사용할 수 있고, 다공플레이트용 조성물에서 40 내지 80 중량부, 구체적으로 50 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 흡착판의 투과도와 충격강도가 우수한 장점이 있다.
상기 실리카졸 또는 규산염은 상기 글라스비드간 또는 글라스비드와 바인더수지와의 접착력을 강화시켜 글라스비드가 탈리되는 것을 방지하고, 내충격성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 실리카졸은 고형분 30 내지 40 중량%이고, pH는 9 내지 10인 것을 사용하며, 규산염은 액상 또는 분말상의 규산나트륨(규산소다), 액상 규산칼륨(규산카리), 메타규산나트륨에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 이때, 상기 규산나트륨은 SiO2 : Na2O의 몰비가 1 : 50 내지 100이고, pH는 9 ~ 10, 고형분은 30 내지 40 중량%, 입경은 50nm 내지 100nm인 것을 사용할 수 있고, 아크릴에멀젼과 혼합하여 바인더로 사용할 수 있다.
실리카졸 또는 규산염만 사용하는 경우 건조 후 크랙이 발생할 수 있으므로 아크릴 에멀젼과 같은 바인더 수지와 혼합하여 사용함으로써, 상기 문제점을 방지할 수 있다.
상기 실리카졸 또는 규산염은 다공플레이트용 조성물에서 1 내지 20 중량부, 구체적으로 5 내지 15 중량부로 사용될 수 있다. 상기 함량범위에서 투과도와 충격강도의 밸런스가 우수하다.
상기 분산제는 실란커플링제(A-187)를 사용할 수 있으며, 이는 각 글라스비드의 입자 응집을 방지하기 위한 것이다. 상기 분산제는 다공플레이트용 조성물에서 3 내지 10 중량부, 구체적으로 4 내지 8 중량부로 사용될 수 있다. 상기 함량 범위에서 건조 속도에 영향 없이 진공흡착 효율 및 강도가 우수한 장점이 있다.
상기 아크릴레이트계 수지는 MSAN 수지(방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체)일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체의 중량평균분자량(Mw)은 30,000 내지 150,000, 구체적으로 50,000 내지 100,000일 수 있다. 상기 중량평균분자량 범위에서 흡착플레이트의 광 투과율을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 MSAN 수지는 일례로 상기 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체를 구성하는 화합물 총 100 중량% 중 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물 37 내지 80 중량%, 방향족 비닐 화합물 17 내지 60 중량%, 및 비닐시안 화합물 3 내지 20 중량%로 구성된 공중합체일 수 있다. 특히, 비닐시안 화합물의 사용량이 3중량% 미만 시 내화학성, 내스크래치성 및 충격강도가 저하될 수 있고, 20중량% 초과시 황변 현상을 일으킬 수 있다.
다른 일례로, 상기 MSAN 수지는 상기 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체를 구성하는 화합물 총 100 중량% 중 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물 60 내지 77 중량%, 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량%, 및 비닐시안 화합물 3 내지 15 중량%로 구성된 공중합체일 수 있다.
상기 MSAN 수지는 이에 한정하는 것은 아니나, 현탁중합 혹은 괴상중합으로 제조할 수 있으며, 특히 제조원가를 고려할 때 연속괴상중합이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 괴상중합으로 중합하면 비닐시안 화합물 함량을 높일 수 있다. 이는 유화중합 혹은 현탁중합과 같은 수상에서 중합을 하는 경우, 친수성 모노머인 비닐시안 화합물의 함량을 높일 경우 수상에서 호모 폴리머를 많이 생성하여 황변 현상을 일으킬 수 있다. 반면, 괴상중합에서는 호모폴리머 생성이 적으므로 황변 현상이 저감될 수 있어 비닐시안 화합물의 함량을 높일 수 있는 것으로, 결과적으로 내화학성 및 내충격성을 향상시킬 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 일례로, 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 및 p-메톡시스티렌 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 에타크릴로니트릴 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물은 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 및 부틸 메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 수지는 다공플레이트용 조성물에서 0.05 내지 2 중량부, 구체적으로 0.5 내지 1.5 중량부로 사용될 수 있다. 상기 함량범위에서 투과도 개선 효과가 극대화된다.
상기 폴리카보네이트 수지는 이에 한정하는 것은 아니나, 계면 중합법이나 용융 축합 중합법으로 제조된 종류를 사용할 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 기재 수지의 중량평균분자량(Mw)은 14,000 내지 30,000, 구체적으로 15,000 내지 25,000일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지에 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체를 배합하는 것 이외에 벤조트리아졸계 화합물을 자외선 흡수제 역할을 수행하도록 추가 투입할 수 있으며, 또한 힌더드 아민계 화합물을 광안정제로서 추가 투입할 수 있다. 이 경우 흡착플레이트의 내광성이 개선되는 효과가 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 다공플레이트용 조성물에서 10 내지 35 중량부, 구체적으로 15 내지 30 중량부로 사용될 수 있다. 상기 함량범위에서 투과도 및 충격강도의 밸런스가 우수하다.
상기 벤조트리아졸계 화합물은 이에 한정하는 것은 아니나, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-p-크레졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 또는 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀로부터 선택할 수 있으며, 그 함량은 흡착플레이트 조성물 중 0.05 내지 1.0 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 자외선 흡수 효과를 극대화할 수 있다.
상기 힌더드 아민계 화합물로는 이에 한정하는 것은 아니나, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 데칸-2-산비스, (2,2,6,6-테트라메틸-1(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르, 1,1-디메틸에틸히드로퍼옥시드, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜[[3,5-비스(1,1디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]부틸말로에니트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-세바케이트, 또는 메틸-1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜세바케이트로부터 선택할 수 있으며, 그 함량은 흡착플레이트 조성물 중 0.05 내지 1.0 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 광 안정화 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 상기 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체에 메타크릴산알킬에스테르, 아크릴산알킬에스테르, 메타크릴산시클로알킬에스테르, 아크릴산시클로알킬에스테르, 메타크릴산아릴에스테르, 아크릴로니트릴, 말레이미드, 아크릴산아릴에스테르 또는 그 산무수물, 아크릴산, 아크릴산의 산무수물, 메타크릴산, 메타크릴산의 산무수물, 말레인산, 및 말레인산의 산무수물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체가 함께 공중합될 수도 있다. 이들 단량체들은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 필요에 따라 소량 첨가하여 공중합할 수 있으며 그 첨가량은 통상적으로 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물의 3원 공중합체에 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하 일 수 있다.
상기 광학장치 흡착판용 다공플레이트 형성 조성물은 산화방지제, 열안정제, 가소제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제, 형광증백제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예 1
1) 아크릴레이트계 수지 제조: 반응조에 메틸메타아크릴레이트 63.4 중량%, 스티렌 24.6 중량%, 아크릴로니트릴 12 중량%의 단량체 혼합물에, 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 톨루엔 용매 30 중량부, 분자량조절제로서 디터셔리 도데실 메르캅탄 0.15 중량부를 혼합한 원료를 평균 반응시간이 3시간 되도록 연속 투입하고 148℃로 유지하였다. 상기 반응조에서 배출된 중합액을 예비 가열조에서 가열하고 휘발조에서 미반응 단량체는 휘발시킨 다음 폴리머의 온도 210℃를 유지하면서 폴리머 이송펌프 및 압출가공기를 이용하여 공중합체 수지를 펠렛 형태로 가공 후 분쇄하여 분말상의 수지를 얻었다. 수득한 수지는 PS Standard로 검량하여 GPC(Agilent 1200 Series)로 중량평균분자량을 측정하였고, 측정된 중량평균분자량(Mw)은 70,000이었다.
2) 광학장치 흡착판용 다공플레이트 제조: 평균입경이 2mm, 균등계수(Cu)가 약 6인 글라스비드1 60 중량부, 실리카졸 10 중량부, 실란커플링제 6 중량부, 상기 1)에서 제조된 아크릴레이트계 수지 1 중량부 및 폴리카보네이트 수지(제품명: LUPOY PC 1080-70, 중량평균분자량 19,000 g/mol) 23 중량부를 배합하고, 동방향 이축 압출기(스크류 직경 27mm, L/D=48)로 용융혼련하여 펠렛 상태의 혼합 조성물을 제조하였다. 제조된 펠렛을 건조시킨 뒤 사출 성형기를 이용하여 시편을 제작하였다.
비교예 1
균등계수(Cu)가 약 9인 글라스비드2를 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였다.
비교예 2
아크릴레이트계 수지를 포함하지 않고, 하기 표 1과 같이 구성 성분의 함량을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였다.
비교예 3
실란커플링제를 포함하지 않고, 하기 표 1과 같이 구성 성분의 함량을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였다.
비교예 4
글라스비드를 30 중량부로 포함하면서, 하기 표 1과 같이 구성 성분의 함량을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였다.
비교예 5
글라스비드를 85 중량부로 포함하면서, 하기 표 1과 같이 구성 성분의 함량을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
글라스비드1 60 - 60 60 30 85
글라스비드2 - 60 - - - -
실리카졸 10 10 10 10 10 8
분산제 6 6 6 - 6 4
아크릴레이트계 수지 1 1 0 1 1 1
폴리카보네이트 수지 23 23 24 29 53 2
합계 100 100 100 100 100 100
(단위: 중량부)
물성평가 방법
1) 평균 광투과율(%): 가로 150mm, 세로 100mm, 두께 3mm의 사출 시편을 제작하여 분광광도계(U-4100, Hitachi社)로 세로 방향으로 광을 조사하여 380nm에서 780nm 범위에서 5nm 단위로 측정하고, 그 값의 평균을 산출하여 하기 표 2에 나타내었다.
2) 충격강도(J/m): ASTM D256(23℃)에 의거하여 1/8인치 두께의 Notched 시편을 제작하여 측정하였다.
3) 공극률(%): 다공플레이트를 다이에틸렌글라이콜 등의 유기용제에 침지시켜 그 질량 변화로부터 공극 용량을 측정하고, 다공플레이트의 두께를 단면의 현미경 관찰에 의하여 측정하여 산출하는 방법으로 수행할 수 있다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
평균 광투과율(%) 92.2% 89.2% 85.8% 91.4% 81.4% 91.4%
충격강도(J/m) 270 297 283 243 310 123
공극률(%) 65 44 64 62 51 68
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 광학장치 흡착판용 다공플레이트는 광투과율 및 충격강도의 밸런스가 우수하고, 공극률이 높아 진공 흡착 효율이 좋은 반면, 균등계수가 본 발명 범위를 벗어나는 비교예 1은 공극률이 낮아 진공 흡착 효율이 저하되고, 아크릴레이트계 수지를 포함하지 않는 비교예 2 및 글라스비드를 소량 함유하는 비교예 4는 광투과율, 공극률이 저하되고, 실란커플링제를 포함하지 않은 비교예 3은 글라스비드의 분산이 나빠 진공 흡착 능력이 고르지 못할 뿐만 아니라 충격강도가 저하되며, 글라스비드가 과량 함유된 비교예 5는 충격강도가 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
10: 배사조명 100: 다공플레이트
110, 201, 202: 프레임 211: 공기배출구
221: 안착부 231: 개구부
301: 투명부재 302: 투명한 부재
402: 기재플레이트 420: 삽입홈
430: 진공홈 450: 공기흡입포트
510: 조임볼트 600: 오링

Claims (6)

  1. 균등계수(Cu)가 1 내지 7인 글라스비드 40 내지 80 중량부;
    실리카졸 또는 규산염 1 내지 20 중량부;
    분산제 3 내지 10 중량부;
    중량평균분자량이 30,000 내지 150,000인 아크릴레이트계 수지 0.05 내지 2 중량부; 및
    폴리카보네이트 수지 10 내지 35 중량부;
    를 포함하고,
    상기 아크릴레이트계 수지는 (메트)아크릴산 알킬에스테르 화합물 37 내지 80 중량%, 방향족 비닐 화합물 17 내지 60 중량% 및 비닐시안 화합물 3 내지 20 중량%로부터 형성되는 조성물로 형성되는 광학장치 흡착판용 다공플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공플레이트는 공극률이 45% 내지 85%인 광학장치 흡착판용 다공플레이트.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 다공플레이트;
    상기 다공플레이트가 안착될 수 있도록 형성된 안착부, 시료가 진공흡착되도록 상기 안착된 다공플레이트 내 기공과 연통되는 공기배출구 및 상기 다공플레이트의 하면 일부에 대응되는 영역이 개구된 개구부를 포함하는 프레임; 및
    상기 다공플레이트 내의 공기가 상기 개구부로 빠져나가는 것을 차단하는 투명부재;
    를 포함하는 광학장치용 흡착판.
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 다공플레이트;
    상기 다공플레이트를 수용하고, 상기 다공플레이트가 안착되는 안착부를 포함하는 프레임;
    상기 다공플레이트 하부에 형성되고, 상면 중앙에 진공홈이 형성되는 기재플레이트; 및
    상기 기재플레이트의 진공홈 근처에 위치하는 공기를 흡입하는 공기흡입포트;를 포함하는 광학장치용 흡착판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기재플레이트의 상면 테두리에 형성되는 삽입홈에 삽입되는 오링을 더 포함하는 광학장치용 흡착판.
  6. 삭제
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