KR102195942B1 - 광학 장치용 차광 부재 - Google Patents

Abstract

[과제] 간단한 공정으로 제조 가능하며, 우수한 반사 방지 성능을 가지며, 소형화, 박형화된 광학 장치에 적용도 가능한 광학 장치용 차광 부재를 제공한다.
[해결수단] 광학 장치용 차광 부재 표면을 JIS B0601 : 2001에 기초한 평가된 프로파일의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5μm 이상이고 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)가 3 미만이 되도록 조제한다. 광학 장치용 차광 부재는 기재 필름 및 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 형성된 차광층을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 차광층의 평균 막 두께가 2μm ~ 35μm가 되도록 조제한다.

Description

광학 장치용 차광 부재

본 발명은, 광학 장치용 차광 부재에 관한 것으로, 특히, 카메라, 프로젝터 및 비디오 카메라, 복사기, 광택도계 등의 광학 물성 측정기 등의 광학 장치의 내벽면, 플렉서블 프린트 기판, 셔터, 아이리스(조리개), 가스켓 등에 이용되는 차광 부재에 관한 것이다.

종래로부터, 각종 광학 장치의 내벽면 및 플렉서블 프린트 기판 등에는, 반사 방지 성능을 갖는 차광 부재가 설치되어 있다(특허문헌 1). 또한, 카메라, 프로젝터, 비디오 카메라 등의 광학 기기의 날개재(羽材)나 가스켓 등에도 차광성 필름이 사용되고 있다(특허문헌 2).

일본 공개특허공보 평10-268105호 일본 공개특허공보 평4-9802호 일본 공개특허공보 특개2008-225099호

상기 차광 필름 등의 표면에는, 일반적으로, 매트제(matting agent)를 첨가하여 표면을 조면화(roughening)한 차광층이 형성되어 있다. 차광 필름의 차광 성능을 향상시키기 위하여, 차광층 및 기재(其材) 필름과 차광층 사이에 설치되는 앵커층 후막화가 유효하게 될 수 있다.

그러나, 최근, 광학 장치의 소형화, 박형화가 진행됨에 따라, 얇고도 우수한 차광 특성, 양호한 경도 및 차광층과 기재 필름 사이의 양호한 접합을 갖는 차광 필름이 요구되고 있다. 이러한 과제를 해결하기 위하여, 특허문헌 3에서는 기재 필름(기재)과, 상기 기재의 일면에 배치된 차광층을 포함하는 차광 필름이며, 상기 기재가 백색 안료를 함유하거나 또는 표면 및 내부에 미세한 독립 기포를 갖는, 광 반사율 80% 이상의 합성 수지 필름이며, 상기 차광층이 바인더 수지, 흑색 안료 및 필러를 함유하고 또한 그 두께가 15μm 이하이며, 상기 차광층이 그 두께 방향에 있어서, 상기 기재에 접하는 면에 가까운 영역의 흑색 안료의 농도가 상기 기재에 접하지 않는 면(표면)에 가까운 영역의 흑색 안료의 농도보다 높고, 전체 두께가 60μm 이하인 차광 필름이 개시되어 있다. 상기 차광 필름은 박막이면서도 우수한 차광 특성을 갖는다고 기재되어 있다. 구체적으로는, 60°의 입사 각도의 입사광에 대한 광택도가 6% 이하인 차광 필름이 나타나 있다.

그러나, 특허 문헌 3에서는, 두께 방향으로 흑색 안료의 농도를 변화시키기 때문에, 2층 이상의 차광층을 설치하는 등 복잡한 과정을 거칠 필요가 있다. 또한, 최근, 광원의 소형화, 광량 상승 등의 고성능화 때문에, 더욱 우수한 반사 방지 성능(차광 특성)이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 간단한 공정으로 제조 가능하며, 우수한 반사 방지 성능을 가지고, 소형화, 박형화된 광학 장치에 적용도 가능한 광학 장치용 차광 부재를 제공하는 것을 목표로 한다.

상기 과제를 감안한 예의 연구의 결과, 본 발명자는 소정 이상의 표면 거칠기(roughness)를 갖는 차광 부재 표면의 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차를 제어함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명의 차광 부재는, JIS B0601:2001에 기초하여, 표면의 평가된 프로파일의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5μm 이상이고, 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)가 3 미만인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차광 부재의 표면 경도는 H 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 차광 부재는 기재 필름 및 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 형성된 차광층을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차광층의 평균 막 두께는 2μm ~ 35μm인 것이 바람직하다.

본 발명의 차광 부재는 간단한 공정으로 제조 가능하고, 박형화도 우수한 반사 방지 성능을 가진다. 또한, 차광층을 갖는 본 발명의 차광 부재는 우수한 경도 및 차광층과 필름 기재의 밀착성을 갖기 때문에, 소형화, 박형화된 광학 장치에 적용된 경우에도 장기간에 걸쳐 우수한 반사 방지 성능을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차광 부재의 구성을 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 차광 부재의 구성을 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 차광 부재 표면의 Rp-Rv 값과 입사각 60°의 입사광에 대한 광택도의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 차광 부재는, JIS B0601:2001에 기초하여, 표면의 평가된 프로파일의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5μm 이상이며, 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)가 3 미만인 것을 특징으로 한다.

차광 부재 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)를 0.5μm 이상으로 하고, 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)를 3 미만으로 함으로써, 얇아도 우수한 반사 방지 성능을 발휘한다. 구체적으로는, 차광 부재 표면을 상기 범위로 제어함으로써, 입사각 60°에서 광택도가 3% 미만인 우수한 반사 방지 성능을 얻는 것이 가능하다.

차광 부재 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 1.0μm 이상이 바람직하고, 2.0μm 이상이 더욱 바람직하다.

차광 부재 표면의 Rp-Rv의 값은 2.0 이하가 바람직하고, 1.5 이하가 더욱 바람직하다. 한편, Rp-Rv의 하한값은 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.5μm 이상이면 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 차광 부재의 표면의 Ra 및 Rp-Rv의 값을 제어하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, (A) 표면의 차광층에 첨가하는 충전제(매트제)의 입경, 입도 분포, 함유량 및 차광층의 막 두께, 차광층의 제조 조건 등에 따라 차광층 표면의 요철을 제어하는 방법, (B) 차광 부재의 기재 표면에 요철을 형성하는 방법, 및 (C) 차광층의 기재 표면에 요철을 형성하고, 표면의 차광층에 첨가하는 충전제(매트제)의 입경 등을 제어하는 방법을 예로 들 수 있다.

각각의 상세에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

처음에, (A)의 방법으로 얻어진 차광 부재(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 평탄한 기재 필름(2)의 표면에 매트제(31)와 매트릭스부(32)를 함유하는 차광층(3)을 피복한다. 차광층(3)의 표면에는 매트제(31)에 의해 요철이 형성된다. 여기서, 차광 부재(1) 표면의 Ra 및 Rp-Rv 값은 매트제(31)의 입경, 입도 분포, 함유량 및 차광층(3)의 막 두께 등을 조정함으로써 제어될 수 있다. 또한, 이 값들은 도포액 제조시의 용제의 종류나 고형분 농도, 기재 필름에의 도포량을 조정함으로써 제어될 수 있다. 또한, 이 값들은 도포액의 도포 방법이나 건조 온도, 건조 시간 및 건조시의 풍량 등의 도막 제조 조건에 의해서도 제어될 수 있다. 이와 같이 도포액의 조성이나 도막 제조 조건 등을 제어함으로써 동일한 정도의 막 두께 또는 Ra을 갖는 차광층에도 Rp-Rv 값이 다른 차광층을 제조할 수 있다.

다음으로, (B)의 방법에 의해 얻어지는 차광 부재(1)의 구성에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기재 필름(2) 표면에 요철이 형성된다. 요철 형성에는, 예를 들어, 샌드 블래스트 방법을 적용할 수 있으며, 사용 연마제의 입경이나 분사압 등을 제어함으로써, Ra 및 Rp-Rv 값을 제어할 수 있다. 도 2에는, 요철을 형성한 기재 필름(2) 상에 박막(4)을 피복함으로써, 차광 부재(1) 표면에 기재 필름(2) 표면의 요철 형상을 모방한 요철 형상이 형성된다. 여기에서는, 차광 부재 표면의 박막(4) 중에는 매트제를 첨가하지 않고 차광 부재(1) 표면의 Ra 및 Rp-Rv 값은 기재 필름(2)의 요철 형상 및 박막(4)의 막 두께 등에 따라 조절된다.

고경도를 요하지 않는 분야에 적용되는 경우나 기재 필름이 충분한 경도를 갖는 경우에는, 박막(4)을 형성하지 않고 기재 필름(2)을 차광 부재로 사용할 수 있다. 한편, 다른 부재와 슬라이딩하는 부재나, 사람의 손에 닿는 부재로 사용되는 경우에는, 차광 부재 표면에 고경도로 슬라이딩 특성이 우수한 박막(4)을 형성함으로써 장기간에 걸쳐 우수한 차광성을 유지할 수 있다.

(C)의 방법은, (B)와 같이, 기재 필름 표면에 요철을 형성하고, 또한, (A)와 같이, 차광 부재 표면에 매트제를 함유하는 차광층을 피복한다. 이 구성에 있어서, 차광 부재 표면의 Ra 및 Rp-Rv 값은 기재 필름(2) 표면의 요철 형상, 차광층의 막 두께, 차광층 중 매트제의 입경, 입도 분포, 함유량, 차광층의 제조 조건 등에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 차광 부재의 표면 경도는, 특별히 한정되지 않지만, H 이상인 것이 바람직하다. 차광 부재의 표면 경도를 H 이상으로 함으로써, 슬라이딩 부재나 사람의 손이 닿는 부재로 이용한 경우에도 차광 부재의 표면 마모가 저감되어 장기간에 걸쳐 우수한 차광 특성을 유지할 수 있다. 본 발명의 차광 부재의 표면 경도는 2H 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 표면 경도는 JIS K5600에 따라 연필 스크래치 시험에 의해 측정하고, JIS K5400의 기준으로 평가했다.

또한, 본 발명의 차광 부재는 메틸 에틸 케톤을 함침하는 탈지면을 상대재로 하는 반복 슬라이딩 시험 전후의 광학 농도차가 1.5 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 내용제성이 우수한 차광 부재로 함으로써 가교 밀도가 높은 차광막으로 할 수 있어, 강인한 피막이 되기 때문에 슬라이딩 조건 하에서도 장기간에 걸쳐 요철 형상을 유지하고 우수한 차광 특성을 더욱 발휘할 수 있다. 상기 슬라이딩 시험 및 광학 농도의 측정은 이하의 방법으로 할 수 있다.

도막면에 대해 메틸 에틸 케톤을 함침하는 탈지면을 3cm² 당 250g 하중에서 200mm/s로 20회 왕복 슬라이딩시키고, 광학 농도계에서 시험 전후의 광학 농도를 측정하여 차이를 산출한다.

또한, 본 발명의 차광 부재가 다른 부재와 슬라이딩하는 부재에 적용되는 경우에는 차광 부재의 표면의 동 마찰 계수는 0.42 이하인 것이 바람직하다. 이러한 차광 부재는 슬라이딩 특성에서 뛰어나 장기간 사용에서도 차광 부재 표면의 요철 형상, 즉 상술한 Ra 및 Rp-Rv 값이 유지된다. 따라서, 장기간에 걸쳐 우수한 반사 방지 성능(차광 특성)을 지속할 수 있다.

본 발명의 차광 부재의 동 마찰 계수는 0.35 이하가 바람직하고, 0.3 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 동 마찰 계수는 마찰 마모 시험기 HEIDON 등에 의해 측정 할 수 있다.

본 발명의 차광 부재는 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 차광층이 형성된 구성 인 것이 바람직하다. 또한, 이하의 설명에서는 (B)의 방법으로 형성되는 기재 필름 표면에 피복하는 매트제를 함유하지 않는 박막도 차광층에 포함하는 것으로 한다.

다음으로, 본 발명의 차광 부재의 구체적인 재료 구성에 대해 설명한다.

(1) 기재 필름

본 발명에 사용되는 기재 필름은 특별히 한정되지 않고, 투명한 것이어도 좋고, 불투명한 것이어도 좋다. 기재 필름의 소재로는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌과 탄소수 4 이상의 α-올레핀의 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 나일론 등의 폴리아미드, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리비닐 아세테이트 등의 기타 범용 플라스틱, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등의 엔지니어링 플라스틱을 사용할 수 있다. 이러한 소재 중에서도 비교적 강도가 높고 경제성이나 범용성이 높다는 관점에서 이축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 소재에는, 미리 카본 블랙이나 아닐린 블랙과 같은 흑색 착색제를 첨가한 광학 농도 2 이상, 바람직하게는 4 이상의 높은 차광성으로 한 것을 이용함으로써 더욱 우수한 차광 효과를 얻을 수 있다.

기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 12 ~ 188μm인 것이 바람직하고, 12 ~ 75μm인 것이 더욱 바람직하다. 기재 필름의 두께를 상기 범위로 함으로써, 소형이거나 박형인 광학 부품에도 호적하게 이용할 수 있다.

상기 (B) 및 (C)의 방법을 이용하는 경우에는, 미리 차광 부재 표면에 매트 가공을 실시하여, 요철을 형성한다. 매트 가공 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 화학적 에칭 방법, 블래스트 방법, 엠보싱 방법, 캘린더 방법, 코로나 방전 방법, 플라즈마 방전 방법, 수지와 조면화 형성제에 의한 캐미칼 매트 방법 등을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 형상 제어의 용이성이나 경제성, 취급성 등의 관점에서 블래스트 방법, 특히 샌드 블래스트 방법을 이용하는 것이 바람직하다.

샌드 블래스트 방법에서는, 사용 연마제의 입경이나 분사압 등에 의해, 표면의 Ra 및 Rp-Rv 값을 제어할 수 있다. 또한, 엠보싱 방법에서는, 엠보싱 롤 형상이나 압력을 조정함으로써 표면의 Ra 및 Rp-Rv 값을 제어할 수 있다.

또한, 차광 부재의 용도에 따라서는, (B)의 방법으로 표면에 요철이 형성된 기재 필름 상에 후술하는 차광층을 형성하지 않고, 요철부를 표면에 노출시킨 차광 부재로 하여 사용할 수도 있다.

(2) 앵커층

상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 차광층을 마련하기 전에, 기재 필름과 차광층의 접착성을 향상시키기 위해 앵커층을 마련할 수도 있다. 앵커층으로서는 요소계 수지층, 멜라민계 수지층, 우레탄계 수지층, 폴리에스테르계 수지 등을 적용할 수 있다. 예를 들어, 우레탄계 수지층은 폴리이소시아네이트와 디아민, 디올 등의 활성 수소 함유 화합물을 함유하는 용액을 기재 필름 표면에 도포하여 경화시킴으로써 얻어진다. 또한, 요소계 수지, 멜라민계 수지의 경우는, 수용성 요소계 수지 또는 수용성 멜라민계 수지를 함유하는 용액을 기재 표면에 도포하고 경화시킴으로써 얻어진다. 폴리에스테르계 수지는 유기 용제(메틸 에틸 케톤, 톨루엔 등)에서 용해 또는 희석한 용액을 기판 표면에 도포하고 건조시킴으로써 얻어진다.

(3) 차광층

상술한 바와 같이, (B)의 방법으로 기재 필름 표면에 형성한 요철부를 노출시킨 구성의 차광 부재로 하는 경우 이외에는, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에는 차광층을 형성한다. 차광층으로서는, 상기 (A) 및 (C)의 방법에서 이용하는 매트제를 함유하는 차광층과, (B)의 방법에서 이용하는 매트제를 갖지 않는 차광층(고경도층 또는 박막)이 있다.

이하, 각각의 차광층의 구성에 대해 설명한다.

i) 매트제를 함유하는 차광층

차광층의 구성 성분으로는 수지 성분, 매트제 및 착색·도전제가 포함된다.

수지 성분은 매트제 및 착색·도전제의 바인더가 된다. 수지 성분의 재료는 특별히 한정되지 않고, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 하나를 사용할 수도 있다. 구체적인 열경화성 수지로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 요소계 수지, 디알릴 프탈레이트계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 알키드계 수지 등을 예로 들 수 있다. 또한, 열가소성 수지로는 폴리아크릴 에스테르 수지, 폴리 염화 비닐 수지, 부티랄 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지 등을 예로 들 수 있다. 내열성, 내습성, 내용제성 및 표면 경도의 관점에서, 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로는, 유연성 및 피막의 강인함을 고려하면, 아크릴 수지가 특히 바람직하다.

차광층의 구성 성분으로 경화제를 첨가하는 것에 의해, 수지 성분의 가교를 촉진시킬 수 있다. 경화제로는 관능기를 갖는 요소 화합물, 멜라민 화합물, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리진 화합물, 옥사졸린 화합물 등을 사용할 수 있다. 이 중에서도 특히 이소시아네이트 화합물이 바람직하다. 경화제의 배합 비율은 수지 성분 100 질량%에 대하여 10 ~ 50 질량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 경화제를 첨가함으로써 더욱 호적한 경도의 차광층을 얻을 수 있어, 다른 부재와 슬라이딩하는 경우에도 장기간에 걸쳐 차광층의 Ra 및 Rp-Rv 값이 유지되고 우수한 차광 특성이 지속된다.

경화제를 사용하는 경우는 그 반응을 촉진하기 위해 반응 촉매를 병용할 수도 있다. 반응 촉매로는 암모니아와 염화암모늄 등을 예로 들 수 있다. 반응 촉매의 배합 비율은 경화제 100 질량%에 대하여 0.1 ~ 10 질량%의 범위인 것이 바람직하다.

매트제로는 수지계 입자를 사용하여도 좋고, 무기계 입자를 사용하여도 좋다. 수지계 입자로는 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 벤조구아나민/멜라민/포르말린 축합물, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 스티렌 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 등을 예로 들 수 있다. 한편, 무기 입자로는 실리카, 알루미나, 탄산 칼슘, 황산 바륨, 산화 티탄 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

매트제의 평균 입경, 입도 분포 및 함유량은 설정하는 차광층의 막 두께나 기재 필름의 표면의 요철 형상의 정도에 따라 달라지는 것이며, 원하는 Ra 및 Rp-Rv 값이 이를 조정함으로써 차광 부재의 표면에서 얻어진다. (A) 방법의 경우, 예를 들면, 표면이 평활한 기재 필름 상에 막 두께 2 ~ 35μm의 차광층을 형성하는 경우는, 일반적으로, 매트제의 평균 입경은 1 ~ 40μm가 바람직하다. 또한, 차광층의 막 두께를 4 ~ 25μm로 한 경우에는 매트제의 평균 입경은 5 ~ 20μm 인 것이 바람직하다.

(C) 방법의 경우, 예를 들면, 요철 형상을 가진 기재 필름에 막 두께 1 ~ 10μm의 차광층을 형성하는 경우에는 매트제의 평균 입경은 2 ~ 15μm가 바람직하다. 또한, 차광층의 막 두께를 2 ~ 7μm로 하는 경우에는 매트제의 평균 입경은 2 ~ 10μm 인 것이 바람직하다.

매트제의 입도 분포는 차광층의 막 두께와 선택한 매트제 크기의 조합에 따라 달라지는 것이고, 한마디로 말할 수 없지만 가능한 한 샤프한 것이 바람직하다. 또한, 평균 입경 및 입도 분포가 다른 복수의 매트제를 이용하여 Ra 및 Rp-Rv 값을 조정할 수도 있다.

매트제의 첨가량은 매트제의 평균 입경, 입도 분포 및 차광층의 막 두께에 따르지만, (A)의 방법의 경우 차광층 전체를 100 질량%로 하여, 20 질량% 내지 80 질량% 인 것이 바람직하다. 또한, (C)의 방법의 경우, 1 질량% ~ 40 질량%인 것이 바람직하다.

기재 필름의 표면 형상과, 매트제의 평균 입경, 입도 분포 및 함유량, 더하여, 차광층의 막 두께 등을 제어하여 차광층 표면의 Ra 값을 0.5μm 이상, Rp-Rv 값을 3 미만으로 조정함으로써 얇아도 우수한 차광 특성을 발휘한다. 구체적으로는, 상기와 같이 차광층 표면의 Ra 값과 Rp-Rv 값을 제어함으로써, 60°의 입사 각도의 입사광에 대해 광택도가 3% 이하가 되는 것이 확인된다.

또한, 매트제의 형상에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 도포액의 유동 특성과 도포성, 얻어지는 차광층의 슬라이딩 특성 등을 고려하면 구(球) 형상의 매트제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 빛의 반사를 억제하기 위해 필요에 따라 유기계 또는 무기계 착색제에 의해 매트제를 검은 색으로 착색할 수 있다. 구체적인 착색제로는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 탄소 나노 튜브 등을 예로 들 수 있다. 카본 블랙으로 착색한 매트제를 이용하고, 추가로, 착색·도전제로 카본 블랙 등을 차광층 중에 첨가함으로써, 더욱 우수한 차광 특성을 얻을 수 있다.

착색·도전제로는, 일반적으로, 카본 블랙 등을 사용한다. 착색·도전제를 첨가함으로써 차광층이 착색되기 때문에, 차광성이 향상되며 양호한 대전 방지 효과를 얻을 수 있다.

착색·도전제의 평균 입경은 1nm ~ 1000nm인 것이 바람직하고, 5nm ~ 500nm 인 것이 더욱 바람직하다. 착색·도전제의 입경을 상기 범위로 함으로써, 더욱 우수한 차광 특성을 얻을 수 있다.

또한, 착색·도전제의 함유량은 차광층 전체를 100 질량%로 하여, 9 질량% ~ 38 질량%인 것이 바람직하다. 착색·도전제의 함유량을 상기 범위로 함으로써 더욱 우수한 차광 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 차광층의 구성 성분으로서, 필요에 따라, 추가로, 레벨링제, 증점제, pH 조절제, 윤활제, 분산제, 소포제 등을 첨가할 수 있다.

윤활제로는 고체 윤활제인 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) 입자 외에 폴리에틸렌계 왁스, 실리콘 입자 등을 사용할 수 있다.

유기 용제 또는 물에 상기 구성 성분을 첨가하고 혼합 교반하여 균일한 도포액을 조제한다. 유기 용제로서는, 예를 들면, 메틸 에틸 케톤, 톨루엔, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메탄올, 에탄올, 이소 프로필 알코올, 부탄올 등을 사용할 수 있다.

얻어진 도포액을 기재 필름 표면에 직접 또는 미리 형성한 앵커층 상에 도포하고 건조하여 차광층이 형성된다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않지만, 롤 코터 방법 또는 닥터 블레이드 빙법 등이 사용된다. 여기에서, 도포액의 농도 및 사용량, 건조시의 풍량 등의 도막 제조 조건에 따라 Ra 값과 Rp-Rv 값을 제어할 수 있다.

본 발명에서의 차광층의 두께는 2μm ~ 35μm인 것이 바람직하다. 특히, 매트제를 함유하는 경우, (A)의 방법의 경우는, 차광층의 두께는 2μm ~ 30μm인 것이 바람직하고, 4μm ~ 25μm인 것이 더욱 바람직하다. 또한, (C) 방법의 경우는, 차광층의 두께는 1μm ~ 10μm인 것이 바람직하고, 2μm ~ 7μm인 것이 더욱 바람직하다.

차광층의 두께를 상기 범위로 함으로써 원하는 차광성 및 슬라이딩 특성이 얻어진다. 또한, 매트제를 함유하는 차광층의 두께는 필름 기재 표면에서 차광층 매트제에 의해 돌출하지 않는 매트릭스부까지의 높이이다. 상기 차광층의 두께는 JIS P8118에 기초하여 측정할 수 있다.

실시예

다음 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중, 특별히 기재가 없는 경우에는, 「%」및 「부」는 질량% 및 질량부를 나타낸다.

<차광층의 구성 성분>

(a) 수지

(a1) 아크릴 수지: ACRYDIC A814, DIC Corporation 제조

(a2) 폴리우레탄 수지: HYDRAN AP-40, DIC Corporation 제조

(b) 경화제

TDI계 폴리이소시아네이트: CORONATE L, Tosoh Corporation 제조

(c) 착색·도전제

(c1) 카본 블랙; NX-592 블랙, Dainichiseika Color & Chemicals Mfg Co., Ltd. 제조

(c2) 카본 블랙: GPI 블랙 # 4613, Mikuni-Color Ltd. 제조

(d) 매트제

(d1) 아크릴 필러: MX-500(평균 입경: 5μm), Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조

(d2) 아크릴 필러 : MX-1000(평균 입경: 10μm), Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조

(d3) 아크릴 필러 : MX-1500H(평균 입경: 15μm), Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조

(d4) 아크릴 필러 : MX-2000(평균 입경: 20μm), Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조

(d5) 아크릴 필러 : MX-300(평균 입경: 3μm), Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조

(e) 윤활제

고결정 폴리에틸렌 왁스 : HIGHTECH E-3500, Toho Chemical Industry Co., Ltd. 제조

(실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4)

표 1에 나타내는 배합비(질량)로 상기 수지, 경화제, 착색·도전제 및 매트제를 용제에 넣고 교반 혼합하여 도포액을 얻었다. 여기서, 용제로는 메틸 에틸 케톤과 톨루엔을 사용하였다.

두께 50μm의 폴리에틸렌 필름(Lumirror X30, Toray Industries, Inc. 제조)를 기재 필름으로 하여, 한쪽 면에 도포액을 도포한 후 100℃에서 2분 건조하여 차광층을 형성했다. 또한, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4에서 수지, 경화제, 착색·도전제의 종류 및 함유량은 모두 동일하게 하고, 매트제의 종류를 바꾸고, 도포액을 조제했다. 또한, 실시예 2 및 비교예 1, 실시예 3, 4 및 비교예 2, 실시예 5, 6, 비교예 3 및 4는 동일한 도포액을 이용하여 도포시의 WET 두께 및 건조시 드라이어의 풍량을 조정함으로써 다른 형상의 차광층을 얻었다. 구체적으로는 드라이어의 풍량을 결정하는 인버터의 회전수를 실시예 2, 3, 5 및 비교예 4는 1000 rpm으로 하고, 비교예 1 ~ 3은 600 rpm으로 풍량을 완화시켜 건조시키고, 실시예 1, 4, 6은 1400brpm으로 풍량을 강하게 하고 건조시켰다.

얻어진 차광 부재 및 차광층의 평균 막 두께, Ra 값, Rp-Rv 값 60°의 입사 각도의 입사광에 대한 광택도를 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 7, 8, 9 및 비교예 5)

두께가 50μm인 흑색 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Lumirror X30)의 양면을 샌드 매트 가공하여 표면에 요철을 형성했다. 샌드 매트 가공한 상태에서 표면에 도막을 도포하지 않은 시료를 실시예 7로 했다.

다음으로, 표 2에 나타내는 배합비(질량)로 수지, 경화제, 착색·도전제, 매트제, 윤활제를 용제에 넣고 교반 혼합하여 도포액을 얻었다. 여기에서, 용제로는 물과 이소프로필알코올의 혼합 용액을 사용하였다. 얻어진 도포액을 양면을 샌드 매트 가공한 상기 흑색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 필름의 각 면에 도포한 후 110℃에서 2분간 건조하여 차광층을 형성하였다(실시예 8, 실시예 9 및 비교예 5). 또한, 실시예 8은 상술한 (B)의 방법으로 얻어지는 차광층 매트제를 함유하지 않는 구성이며, 실시예 9는 상술한 (C)의 방법으로 얻어지는 표면에 요철이 있는 기재 필름 상에 매트제를 포함하는 차광층을 설치한 구성이다. 또한, 비교로, 샌드 매트 가공시의 매트 처리 시간을 단축하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 표면 거칠기를 바꾼 것을 제외하고는 실시예 8와 동일한 방식으로 차광층을 형성한 시료를 제작하였다(비교예 5).

얻어진 차광 부재 및 차광층의 Ra 값, Rp-Rv, 60°의 입사 각도의 입사광에 대한 광택도를 측정한 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 8, 실시예 9 및 비교예 5에서는 차광층의 평균 막 두께를 측정한 결과도 표 2에 나타낸다.

표 1에서 다른 종류의 매트제를 사용하여 차광층의 막 두께, 표면의 Ra 값 및 Rp-Rv 값이 바뀌는 것으로 확인되었다. 또한, 실시예 2 및 비교예 1, 실시예 3, 4 및 비교예 2, 실시예 5, 6, 비교예 3 및 4를 비교하여, 동일한 도포액을 이용하고 매트제의 종류는 같아도 차광층의 두께 및 제조 조건을 변경하여 표면의 Ra 값 및 Rp-Rv을 제어할 수 있는 것으로 확인되었다. 여기에서, 같은 도포액을 이용한 실시예 및 비교예를 비교하면 Rp-Rv 값이 낮을수록 60°의 입사 각도의 입사광에 대한 광택도가 낮아지고, 차광성을 향상시키는 것을 알 수 있다.

도 3에 차광 부재 표면의 Rp-Rv 값과 입사각 60°의 입사광에 대한 광택도의 관계를 도시한 결과를 나타낸다. 이 결과에 따라, 차광 부재 표면의 Rp-Rv 값이 작을수록 입사 각도 60°의 입사광에 대한 광택도가 감소하는 경향이 있는 것이 분명하다. 또한, Rp-Rv 값이 3 부근까지는 입사 각도 60°의 입사광에 대한 광택도가 3 미만으로 되어, 매우 우수한 차광성을 갖는 것으로 나타났다. Rp-Rv 값이 3을 초과하면 입사 각도 60°의 입사광에 대한 광택도가 급격히 상승하고 차광성이 저하하는 것이 확인되었다. 따라서, 차광 부재 표면의 Rp-Rv 값을 3 미만으로 하는 것이 중요하다고 생각된다. 여기에서 Ra 값이 0.5μm 이상이면, Rp-Rv 값을 3 미만으로 함으로써 우수한 차광성을 발휘하는 것으로 확인되고 있다.

또한, 표에 기재되어 있지 않지만, 표 1에 나타낸 실시예 및 비교예의 시료의 표면 경도는 모두 H보다 더 컸다. 특허 문헌 1의 실시예의 차광 부재의 표면 경도를 측정한 결과는 B이었기 때문에 본 실시예에서는 차광층의 고경도화도 실현되는 것이 확인되었다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 요철을 형성한 필름 기재를 그대로 차광 부재로 사용한 실시예 7에서는, Ra 값이 0.68μm이고, Rp-Rv 값이 0.9이고, 입사 각도 60°의 입사광에 대한 광택도는 2.4%이다. 표면에 매트제를 함유하지 않는 차광층을 피복한 실시예 8에서 Ra 값이 0.76μm이고, Rp-Rv 값이 1.2이고, 입사각 60°의 입사광에 대한 초기의 광택도는 2%이다. 또한, 요철을 형성한 필름 기재 표면에 매트제를 함유하는 차광층을 피복한 실시예 9에서는, Ra 값이 0.58μm이고, Rp-Rv 값이 1.1이고, 입사각 60°의 입사광에 대한 초기의 광택도는 2.9%이다. 이에 대해, Ra 값이 0.41μm이고 표면의 요철이 적은 비교예 5에서는 Rp-Rv 값이 0.7이지만, 입사 각도 60°의 입사광에 대한 광택도는 6.9%이다. 이 때문에 우수한 차광성을 얻기 위하여는 Ra 값을 소정 이상으로 하고 Rp-Rv 값을 낮게 제어하는 것이 필수적임이 확인되었고, 구체적으로는 차광 부재의 구성에 관계없이 Ra 값을 0.5μm 이상으로 하고, Rp-Rv 값을 3 미만으로 제어함으로써, 광택도가 3% 이하로 되어, 우수한 차광 특성을 얻을 수 있다. 또한, 표에 나와 있지 않지만, 어떤 구성에 있어서도 Ra 값이 0.5μm 이상이라도 Rp-Rv 값이 3 이상으로 커지면 좋은 차광성을 얻을 수 없는 것으로 확인된다.

이상의 결과로부터 JIS B0601:2001에 따라 측정된 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)를 0.5μm 이상으로 하고 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)를 3 미만으로 한 본 발명 차광 부재의 우위가 확인되었다.

본 발명의 차광 부재는, 특히, 카메라, 프로젝터 및 비디오 카메라, 복사기, 광학 물성 측정기(광택도계 등) 등의 광학 장치의 내벽면, 플렉서블 프린트 기판, 셔터, 아이리스(조리개), 가스켓 등에 사용된다. 또한, 시계, 장난감 등에도 사용할 수 있다.

1 차광 부재
2 기재 필름
3 차광층
31 매트제
32 매트릭스부
4 차광층(박막)

Claims (3)

1. 기재 필름을 갖는 광학 장치용 차광 부재에 있어서,
   상기 기재 필름의 표면의 JIS B0601:2001에서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2 μm 이상이고, 상기 기재 필름의 표면의 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)가 3μm 미만인 것을 특징으로 하는 광학 장치용 차광 부재.
2. 기재 필름 및 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 형성된 차광층을 갖는 광학 장치용 차광 부재에 있어서,
   상기 광학 장치용 차광 부재의 상기 차광층이 형성된 면의 가장 바깥쪽 표면의 JIS B0601:2001에서의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2μm 이상이고, 상기 가장 바깥쪽 표면의 최대 프로파일 피크 높이(Rp)와 최대 프로파일 골짜기 깊이(Rv)의 차(Rp-Rv)가 3μm 미만인 것을 특징으로 하는 광학 장치용 차광 부재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 차광층의 평균 막 두께가 2μm ~ 35μm인 것을 특징으로 하는 광학 장치용 차광 부재.

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