KR102570913B1 - 흑색 차광부재 - Google Patents

Abstract

우수한 저광택성에 의한 반사방지효과와 높은 흑색성을 갖는 흑색 차광부재를 제공한다. 기재필름, 및 기재필름의 적어도 일방의 면에 형성된, 요철형상을 갖는 수지제 차광층과, 수지제 차광층 상에 형성된 흑색화층을 구비하는 흑색 차광부재를 제조한다. 차광층과 흑색화층이 형성된 면의 표면의 산술평균거칠기Ra가 0.25μm 이상이고, 흑색화층의 최대두께가, 상기 Ra보다 작아지도록 조정함으로써, L값이 12 이하인 흑색도가 실현된다.

Description

흑색 차광부재

본 발명은 흑색 차광부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스마트폰을 포함하는 휴대전화 등의 카메라유닛 등 광학기기에 호적하게 이용할 수 있는 흑색 차광부재에 관한 것이다.

통상, 카메라의 렌즈조리개, 셔터 및 렌즈스페이서에는, 차광부재가 이용되고 있다.

이러한 차광부재로는, 카본블랙 등을 함유하는 흑색 폴리에스테르기재 등의 표면에 소정의 요철형상을 형성한 흑색필름이 알려져 있다. 상기 요철을 형성하는 방법으로는, 기재 표면에 매트제를 포함하는 차광층을 피복하는 방법이나 기재 표면을 샌드블라스트 등의 수법에 의해 조면화처리하는 방법을 들 수 있다.

특허문헌 1에는, 상기 방법 등을 이용하여, 표면의 JIS B0601:2001에 있어서의 산술평균거칠기Ra가 0.5μm 이상이고, 또한 최대봉우리높이Rp와 최대골짜기깊이Rv와의 차(Rp-Rv)가 3 미만인 차광부재를 제작할 수 있는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1의 차광부재는, 박형화해도 우수한 반사방지성능을 갖고, 고경도이며, 차광층과 필름기재와의 밀착성도 우수하므로, 장기에 걸쳐 우수한 반사방지성능을 유지할 수 있는 것이 나타나 있다.

국제공개 WO2018/052044호 공보

최근, 디자인성의 향상을 목적으로, 광학기기용 차광부재가 검은 것을 두드러지게 한 것이 요구되고 있다. 그러나, 아직 만족할만한 것이 얻어지지 않았다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과와 높은 흑색성을 갖는 차광부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 감안하여 예의 연구한 결과, 본 발명자들은, 기재필름, 및 기재필름의 적어도 일방의 면에 형성된, 요철형상을 갖는 수지제 차광층을 갖는 흑색 차광부재에 있어서, 상기 요철형상의 위에 흑색화층을 형성하여, 차광부재 표면의 요철형상을 더욱 제어함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 상도하였다. 즉, 본 발명의 흑색 차광부재는, 기재필름, 및 상기 기재필름의 적어도 일방의 면에 형성된, 요철형상을 갖는 수지제 차광층과, 상기 수지제 차광층 상에 형성된 흑색화층을 구비하는 흑색 차광부재로서, 상기 차광층과 흑색화층이 형성된 면의 표면의 산술평균거칠기Ra는 0.25μm 이상이고, 또한 L값은 12 이하이며, 상기 흑색화층의 최대두께는, 상기 Ra보다 작은 것을 특징으로 한다.

여기서, 수지제 차광층이란, 적어도 흑색화층을 형성하는 표면의 요철부가 수지제인 것을 말한다. 예를 들어, 나중에 서술하는 바와 같이 요철형상을 형성한 금속제 기재필름 표면에 매트제를 포함하는 차광층 및/또는 매트제를 포함하지 않는 차광층을 형성한 구성도 본 발명의 수지제 차광층에 포함된다.

한편, 본 발명에서 말하는 산술평균거칠기Ra는, JIS B0601:2001에 기초하여 산정한 것이며, L값은, JIS Z8781-4에 기초하여 산정한 L^*a^*b^*색공간 중 명도를 나타내는 L^*값이다.

상기 수지제 차광층은, 매트제 및 수지성분을 함유하는 수지층을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지제 차광층은, 기재필름 표면에 형성된 조면화부를 포함할 수도 있다.

한편, 상기 흑색화층은, 무기계 재료를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 흑색화층은, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화리튬, 산화알루미늄, 산화갈륨, 산화규소로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 흑색화층은, 스퍼터링법, 증착법, 이온플레이팅법, 화학증착(CVD)법으로부터 선택되는 어느 한 방법으로 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 흑색화층의 최대두께는, 상기 표면의 산술평균거칠기Ra의 1/2의 값보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 흑색 차광부재는, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과를 가질 뿐만 아니라, 흑색성이 높고 검은 것이 두드러지므로, 디자인성도 우수하다. 이 때문에, 스마트폰 등의 휴대전화의 카메라유닛으로도 호적하게 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 있어서의 차광부재의 구성을 나타내는 단면모식도이다(흑색화층형성 전(a), 흑색화층형성 후(b)).
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 차광부재의 구성을 나타내는 단면모식도이다(흑색화층형성 전(a), 흑색화층형성 후(b)).

이하에 본 발명의 실시의 형태에 대하여 상세히 설명한다.

한편, 본 명세서 중, 수치범위를 나타내는 「~」은, 그 상한값 및 하한값으로서 각각 기재되어 있는 수치를 포함하는 범위를 나타낸다. 또한, 수치범위에 있어서 상한값만 단위가 기재되어 있는 경우는, 하한값도 상한값과 동일한 단위인 것을 의미한다.

본 명세서에 단계적으로 기재되어 있는 수치범위에 있어서, 어느 수치범위에서 기재된 상한값 또는 하한값은, 다른 단계적인 기재의 수치범위의 상한값 또는 하한값으로 치환할 수도 있다.

또한, 본 명세서에 기재되어 있는 수치범위에 있어서, 어느 수치범위에서 기재된 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 치환할 수도 있다.

본 명세서에 있어서 조성물 중의 각 성분의 함유율 또는 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수종 존재하는 경우, 특별히 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 해당 복수종의 물질의 합계의 함유율 또는 함유량을 의미한다.

이하에 본 발명의 실시의 형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 흑색 차광부재는, 기재필름, 및 상기 기재필름의 적어도 일방의 면에 형성된, 요철형상을 갖는 수지제 차광층과, 상기 수지제 차광층 상에 형성된 흑색화층을 구비하는 흑색 차광부재로서,

상기 차광층과 흑색화층이 형성된 면의 표면의 산술평균거칠기Ra는 0.25μm 이상이고, 또한 흑색도(L값)는 12 이하이며, 상기 흑색화층의 최대두께는, 상기 Ra보다 작은 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명의 수지제 차광층의 요철형상에 대하여, 도면을 참조하여, 설명한다.

수지제 차광층의 요철형상의 형성방법으로는, 이하의 (A), (B) 및 (C)의 방법을 들 수 있다.

(A)의 방법에서는, 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 평탄한 기재필름(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, 차광부재(1) 표면의 Ra는, 매트제(31)의 입경, 입도분포, 함유량 및 차광층(3)의 막두께 등을 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 도포액 제작시의 용제의 종류나 고형분농도, 기재필름에의 도포량을 조정함으로써, 제어할 수도 있다. 나아가, 도포액의 도포방법이나 건조온도, 시간 및 건조시의 풍량 등의 도막제조조건에 의해서도, 제어할 수 있다.

(B)의 방법에서는, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 기재필름(2) 표면에 요철을 형성한다. 기재필름이 수지제 필름인 경우, 요철을 형성하기 위해서는, 예를 들어, 샌드블라스트법을 적용할 수 있다. 여기서, 이용하는 연마제의 입경이나 분사압 등을 제어함으로써, Ra를 제어할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기재필름의 원료에 매트제를 함유시켜, 매트제를 포함하는 기재필름을 제작할 수도 있다. 매트제로는 후술하는 차광층과 동일한 종류인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 매트제의 입경, 입도분포, 함유량과 기재필름의 두께를 제어함으로써, 기재필름 표면의 Ra를 제어할 수 있다.

나아가, 요철을 형성한 기재필름(2) 상에 도포액 등을 피복하여, 차광부재(1) 표면에, 기재필름(2) 표면의 요철형상에 따른 수지제 박막(4)을 형성할 수도 있다. 여기서는, 차광부재 표면의 수지제 박막(4)은, 예를 들어, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 요소계 수지, 멜라민 수지, 불소 수지, 이미드 수지 등의 수지성분으로 이루어진다. 수지제 박막(4)은 매트제를 함유하지 않고, 차광부재(1) 표면의 Ra 등은, 수지제 기재필름(2)의 요철형상 및 수지제 박막(4)의 막두께 등에 의해 조제할 수 있다.

한편, 상기 수지제 박막(4)과 후술하는 흑색화층에서는, 재료 및 막두께가 상이하다. 즉, 수지제 박막(4)은 수지성분으로 형성되고, 막두께는, 1~50μm 정도, 바람직하게는 2~10μm 정도이다. 한편, 후술하는 흑색화층은, 무기재료 또는 서브미크론오더의 수지입자 및 바인더수지성분 등으로부터 형성되고, 막두께는, 10nm~200nm 정도이다.

상기 상이점으로 인해, 흑색화층을 형성한 본 발명의 흑색 차광부재에서는, L값이 12 이하인 흑색도가 실현된다.

(C)의 방법에서는, (B)와 같이 기재필름 표면에 요철을 형성하고, 또한 (A)와 같이 차광부재 표면에 매트제를 함유하는 차광층을 피복한다. 이 구성에 있어서, 차광부재 표면의 Ra는, 기재필름(2) 표면의 요철형상, 차광층의 막두께, 차광층 중의 매트제의 입경, 입도분포, 함유량, 차광층의 제조조건 등에 의해, 제어할 수 있다.

본 발명의 흑색 차광부재는, 기재필름의 적어도 일방의 면에 차광층이 형성된 구성인 것이 바람직하다. 한편, 이하의 설명에서는, (B)의 방법으로 형성되는, 기재필름 표면에 형성되는 요철형상(조면화부) 및 그 표면에 피복하는 매트제를 함유하지 않는 수지제 박막도 차광층에 포함하는 것으로 한다.

이하에 본 발명의 흑색 차광부재의 구체적인 재료구성에 대하여 서술한다.

(1)기재필름

본 발명에 이용되는 기재필름은, 특별히 한정되지 않고, 투명한 것이어도 불투명한 것이어도 된다. 또한, 본 발명의 기재필름은, 수지제여도 금속제여도 된다.

수지제 기재필름으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌과 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 나일론 등의 폴리아미드, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리아세트산비닐 등의 기타 범용 플라스틱필름이나, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등의 엔지니어링 플라스틱필름을 들 수 있다.

또한, 금속제 기재필름으로는, 금, 은, 구리, 알루미늄, 티탄, 아연, 베릴륨, 니켈, 주석 등의 금속을 이용한 금속시트나, 인청구리, 구리니켈, 구리베릴륨, 스테인리스, 진유, 두랄루민 등의 합금을 이용한 합금시트를 들 수 있다.

이들 소재 중에서도 비교적 강도가 높고, 경제성이나 범용성이 높다는 관점에서는, 이축연신한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 내열성을 갖는다는 관점에서는, 폴리이미드필름, 나아가 높은 내열성을 갖는다는 관점에서는, 구리로 이루어지는 금속시트를 이용하는 것이 바람직하다. 수지제 기재필름의 경우에는, 미리 카본블랙이나 아닐린블랙과 같은 흑색착색제를 투입하여 광학농도 2 이상, 바람직하게는 4 이상의 고차광성으로 함으로써, 보다 우수한 차광효과를 얻을 수 있다.

기재필름의 두께는, 특별히 한정되지 않는데, 수지제 기재필름을 이용하는 경우는, 4~250μm인 것이 바람직하고, 12~100μm인 것이 보다 바람직하다. 두께를 상기 범위로 함으로써, 소형이나 박형의 광학부품에도 호적하게 이용할 수 있다. 또한, 휴대전화 등의 카메라유닛 등의 광학기기에 이용되는 경우는, 4~20μm로 하는 것이 바람직하다.

금속제 기재필름을 이용하는 경우는, 두께는, 6~40μm가 바람직하고, 특히, 휴대전화 등의 카메라유닛 등의 광학기기에 이용되는 경우는, 10~20μm로 하는 것이 바람직하다.

상기 (B) 및 (C)의 방법을 이용하는 경우에는, 기재필름 표면에, 매트가공을 실시하여, 요철(조면화부)을 형성한다. 매트가공법은, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기재필름이 수지제 기재필름인 경우는, 화학적 에칭법, 블라스트법, 엠보스법, 캘린더법, 코로나방전법, 플라즈마방전법, 수지와 조면화형성제에 의한 케미칼매트법 등을 이용할 수 있다. 또한, 기재필름에 직접 매트제를 함유시키고, 수지제 기재필름의 표면에 요철을 형성할 수도 있다. 상기 가공법 중에서도, 형상컨트롤의 용이함이나 경제성, 취급성 등의 관점에서, 블라스트법, 특히 샌드블라스트법을 이용하는 것이 바람직하다.

샌드블라스트법에서는, 이용하는 연마제의 입경이나 분사압 등에 의해, 표면의 Ra 등을 제어할 수 있다. 또한, 엠보스법에서는, 엠보스롤형상이나 압을 조정함으로써, 표면의 Ra 등을 제어할 수 있다.

한편, 기재필름이 금속제 기재필름인 경우는, 흑화처리, 블라스트처리, 에칭처리 등에 의해, 표면에 요철을 형성할 수 있다. 한편, 기재필름이 금속제 기재필름인 경우에는, 표면의 요철(조면화부)에, 후술하는 매트제를 함유하는 차광층 또는 매트제를 함유하지 않는 차광층의 적어도 일방을 형성할 필요가 있다.

(2)앵커층

상기 기재필름의 적어도 일방의 면에 차광층을 마련하기 전에, 기재필름과 차광층의 접착성을 향상시키기 위해, 앵커층을 마련할 수도 있다. 앵커층으로는, 요소계 수지층, 멜라민계 수지층, 우레탄계 수지층, 폴리에스테르계 수지 등을 적용할 수 있다. 예를 들어 우레탄계 수지층은, 폴리이소시아네이트와 디아민, 디올 등의 활성 수소함유 화합물을 함유하는 용액을 기재필름 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, 유기용제(메틸에틸케톤, 톨루엔 등)로 용해 또는 희석한 용액을 기재 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 얻어진다.

(3)차광층

상술한 바와 같이 (B)의 방법으로, 수지제 기재필름 표면에 형성한 요철부만을 차광층으로 하는 차광부재 이외에서는, 기재필름의 적어도 일방의 면에, 차광층을 피복한다. 상기 차광층에는, 상기 (A) 및 (C)의 방법으로 이용하는 매트제를 함유하는 차광층과 (B)의 방법으로 이용하는 매트제를 갖지 않는 차광층(고경도층, 박막)이 있다.

이하에, 각각의 차광층의 구성에 대하여 설명한다.

i)매트제를 함유하는 차광층

차광층의 구성성분으로는, 수지성분, 매트제 및 착색·도전제가 포함된다.

수지성분은, 매트제 및 착색·도전제의 바인더가 된다. 수지성분의 재료는 특별히 한정되지 않고, 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 어느 것을 이용할 수도 있다. 구체적인 열경화성 수지로는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 요소계 수지, 디알릴프탈레이트계 수지, 불포화폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 알키드계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 열가소성 수지로는, 폴리아크릴에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 부티랄 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 내열성, 내습성, 내용제성 및 표면경도의 관점에서는, 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로는, 유연성 및 피막의 강인함을 고려하면, 아크릴 수지가 특히 바람직하다.

차광층의 구성성분으로서 경화제를 첨가함으로써, 수지성분의 가교를 촉진시킬 수 있다. 경화제로는, 관능기를 가진 요소 화합물, 멜라민 화합물, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아질리딘 화합물, 옥사졸린 화합물 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 특히 이소시아네이트 화합물이 바람직하다. 경화제의 배합비율은, 수지성분 100질량%에 대하여, 10~50질량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 경화제를 첨가함으로써, 보다 호적한 경도의 차광층이 얻어지고, 타부재와 슬라이드이동하는 경우에도, 장기에 걸쳐 차광층의 Ra가 유지되고, 우수한 반사방지효과가 지속된다.

경화제를 이용하는 경우는, 그 반응을 촉진하기 위해, 반응촉매를 병용할 수도 있다. 반응촉매로는, 암모니아나 염화암모늄 등을 들 수 있다. 반응촉매의 배합비율은, 경화제 100질량%에 대하여 0.1~10질량%의 범위인 것이 바람직하다.

매트제로는, 수지계 입자를 이용할 수도 무기계 입자를 이용할 수도 있다. 수지계 입자로는, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 벤조구아나민/멜라민/포르말린 축합물, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 스티렌 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 한편, 무기계 입자로는, 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.

매트제의 평균입경, 입도분포 및 함유량은, 설정하는 차광층의 막두께나 기재필름의 표면의 요철형상의 정도에 따라 상이해지는 것이며, 차광부재의 표면이 원하는 Ra 등을 얻을 수 있도록 조정한다. (A)의 방법의 경우, 예를 들어, 표면이 평활한 기재필름 상에 막두께 2~35μm의 차광층을 형성하는 경우는, 통상, 매트제의 평균입경은, 1~40μm가 바람직하다. 또한, 차광층의 막두께를 4~25μm로 한 경우는, 매트제의 평균입경은, 5~20μm인 것이 바람직하다.

(C)의 방법의 경우, 예를 들어, 요철형상을 갖는 기재필름 상에 막두께 1~35μm의 차광층을 형성하는 경우는, 매트제의 평균입경은 2~15μm가 바람직하다. 또한, 차광층의 막두께를 2~7μm로 한 경우는, 매트제의 평균입경은 2~10μm인 것이 바람직하다.

매트제의 입도분포는, 차광층의 막두께와 선택한 매트제의 크기의 조합에 따라 상이해지는 것이며, 일률적으로는 말할 수 없으나, 가능한 한 샤프한 것이 바람직하다. 또한, 평균입경 및 입도분포가 상이한 복수의 매트제를 이용하여, Ra 등을 조정할 수도 있다.

매트제의 첨가량은, 매트제의 평균입경, 입도분포 및 차광층의 막두께에 따라서도 다른데, (A)의 방법의 경우, 차광층 전체를 100질량%로 하여, 20질량%~80질량%인 것이 바람직하다. 또한, (C)의 방법의 경우, 1질량%~40질량%인 것이 바람직하다.

수지제 기재필름의 표면형상 그리고 매트제의 평균입경, 입도분포 및 함유량, 더 나아가, 차광층의 막두께 등을 제어하여, 차광층 표면의 Ra 등을 조정함으로써, 얇아도 우수한 차광특성을 발휘한다.

매트제의 형상에 대해서는 특별히 한정되지 않는데, 도포액의 유동특성이나 도포성, 얻어지는 차광층의 슬라이드이동특성 등을 고려하면, 진구상의 매트제를 이용하는 것이 바람직하다. 나아가, 광의 반사를 억제하기 위해, 유기계 또는 무기계 착색제에 의해 매트제를 흑색으로 착색할 수도 있다. 구체적인 착색제로는, 카본블랙, 아닐린블랙, 카본나노튜브 등을 들 수 있다. 카본블랙으로 착색한 매트제를 이용하고, 나아가, 착색·도전제로서 카본블랙 등을 차광층 중에 첨가함으로써, 보다 우수한 차광특성을 얻을 수 있다.

착색·도전제로는, 통상, 카본블랙 등을 이용한다. 착색·도전제를 첨가함으로써, 차광층이 착색되므로, 반사방지효과가 향상되고, 또한 양호한 대전방지효과가 얻어진다.

착색·도전제의 평균입경은, 1nm~1000nm인 것이 바람직하고, 5nm~500nm인 것이 보다 바람직하다. 착색·도전제의 입경을 상기 범위로 함으로써, 보다 우수한 차광특성을 얻을 수 있다.

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

본 발명에 있어서는, 차광층의 구성성분으로서, 필요에 따라, 추가로, 레벨링제, 증점제, pH조정제, 윤활제, 분산제, 소포제 등을 첨가할 수 있다.

윤활제로는, 고체 윤활제인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)입자 외에, 폴리에틸렌계 왁스, 실리콘입자 등을 이용할 수 있다.

유기용제 또는 수중에, 상기 구성성분을 첨가하여, 혼합교반함으로써, 균일한 도포액을 조제한다. 유기용제로는, 예를 들어, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 등을 이용할 수 있다.

얻어진 도포액을, 기재필름 표면에 직접, 또는 미리 형성한 앵커층의 위에 도포하고, 건조함으로써 차광층이 형성된다. 도포방법은 특별히 한정되지 않는데, 롤코터법이나 닥터블레이드법 등이 이용된다.

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

차광층의 두께를 상기 범위로 함으로써, 원하는 반사방지효과 및 슬라이드이동성이 얻어진다. 한편, 매트제를 함유하는 차광층의 두께는, 필름기재 표면으로부터 차광층의 매트제에 의해 돌출되어 있지 않은 매트릭스부까지의 높이이다. 상기 차광층의 두께는, JIS K7130에 기초하여 측정할 수 있다.

ii)매트제를 함유하지 않는 차광층

다음에, 상기 (B)의 방법으로 이용하는 매트제를 함유하지 않는 차광층에 대하여 설명한다. 이 구성에서는, 전술한 바와 같이, 차광부재의 차광특성은, 기재필름의 요철형상에 의해, 제어되므로, 기재필름 표면에 피복되는 차광층은 기재필름 표면의 요철형상을 유지할 수 있도록 얇은 층으로 할 필요가 있다. 이러한 구성에서는, 차광층은, 도전층 및 슬라이드이동층으로서 기능한다.

상기 차광층의 구성성분으로는, 수지성분 및 착색·도전제가 포함된다.

수지성분은, 매트제를 함유하는 차광층과 동일한 재료를 이용할 수 있다.

착색·도전제는, 매트제를 함유하는 차광층에서 이용되는 재료와 동일한 재료를 이용할 수 있다.

본 구성의 차광층에 있어서도, 필요에 따라, 추가로, 레벨링제, 증점제, pH조정제, 분산제, 소포제 등을 첨가할 수 있다.

물, 알코올 또는 유기용제 중에, 상기 구성성분을 첨가하여, 혼합교반함으로써, 균일한 도포액을 조제한다.

얻어진 도포액을, 미리 매트가공하여, 요철형상을 형성한 기재필름 표면에 직접, 또는 미리 형성한 앵커층을 개재하여 도포하고, 건조함으로써 차광층이 형성된다. 도포방법은 특별히 한정되지 않는데, 롤코터법이나 닥터블레이드법 등이 이용된다.

본 구성과 같이, 매트제를 함유하지 않는 경우, 차광층의 두께는, 1μm~15μm인 것이 바람직하고, 2μm~10μm인 것이 바람직하다. 차광층의 두께를 상기 범위로 함으로써, 기재필름의 요철형상을 저해하는 일 없이, 도전성, 슬라이드이동성 등을 부여할 수 있다. 한편, 매트제를 함유하지 않는 차광층의 두께는, 필름기재 표면의 굴곡을 소거한 차광층 자체의 두께이다.

(4)흑색화층

본 발명의 흑색 차광부재는, (3)에서 서술한 수지제 차광층의 요철의 위에 흑색화층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1(b) 및 도 2(b)에, 흑색화층(5)을 형성한 본 발명의 흑색 차광부재(10)의 단면모식도를 나타낸다. 본 발명의 흑색 차광부재(10)의 흑색화층(5)은 얇고, 수지제 차광층(3) 상에 미세층(미세알갱이)이 불균일하게 존재한 구조를 갖는 것으로 생각된다. 그리고, 이러한 구성의 흑색화층 표면에 있어서 생기는 (흑색)광의 난반사로 인해, 본 발명의 흑색 차광부재에서는, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과 및 흑색도를 갖는 것으로 추찰된다.

즉, 본 발명은, 요철형상을 갖는 수지제 차광층 상에, 얇은 흑색화층을 형성하여, 표면의 산술평균거칠기Ra를 0.25μm 이상이 되도록 조정함으로써, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과와 L값이 12 이하인 흑색도를 실현할 수 있는 것을 발견하여 완성된 것이다. 흑색화층의 최대두께는, Ra보다 작으면 특별히 한정되지 않는데, 10nm~200nm인 것이 바람직하고, 50~150nm인 것이 보다 바람직하고, 더 나아가 70~110nm인 것이 가장 바람직하다.

한편, 흑색화층의 최대두께는, 현미경 관찰사진 등으로부터 산정할 수 있다.

흑색화층은, 상기 조건을 만족하면, 무기계 재료여도 유기계 재료여도 되고, 유기계 재료와 무기계 재료의 혼합재료 또는 복합재료여도 된다. 무기계 재료로는, 예를 들어, 금, 은, 구리, 백금, 코발트, 주석, 아연, 납, 팔라듐, 루테늄, 네오듐, 사마륨, 알루미늄, 마그네슘, 인듐, 갈륨, 비스무트 및 이들의 합금 등의 금속, 산화알루미늄, 산화규소(이산화규소 등), 산화티탄(일산화티탄, 오산화티탄, 이산화티탄 등), 산화인듐주석(ITO), 산화세륨, 산화아연, 산화크롬(Cr₂O₃ 등), 산화갈륨, 산화하프늄, 산화니켈, 산화마그네슘, 산화니오븀(오산화니오븀 등), 산화탄탈(오산화탄탈 등), 산화이트륨, 산화지르코늄 등의 금속산화물 및 이들의 복합물, 불화마그네슘, 불화알루미늄, 불화칼슘, 불화세륨, 불화란탄, 불화리튬, 불화나트륨, 불화네오듐, 불화사마륨, 불화이터븀, 불화이트륨 등의 불화물, 질화티탄, 질화크롬, 탄질화티탄, 질화티탄알루미늄, 질화붕소, 질화알루미늄, 질화탄소, 질화붕소탄소 등의 질화물, 탄소(아몰퍼스카본, 다이아몬드, 다이아몬드라이크카본, 그래파이트 등), 탄화티탄, 탄화규소, 탄화붕소, 탄화텅스텐 등의 탄화물을 들 수 있다.

또한, 유기계 재료로는, 예를 들어, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등의 서브미크론입자를 들 수 있다. 나아가, 상기 금속산화물과 유기분자가 복합화한 유기무기 하이브리드재료(유기무기 나노복합재료)를 이용할 수도 있다.

흑색화층의 형성방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않는데, 스퍼터링법, 진공증착법, 이온플레이팅법, 화학증착(CVD)법 등의 드라이법(건식법) 그리고 졸-겔법을 이용한 도포법, 및 상기 흑색화층의 재료를 졸용액이나, 용매 및 바인더성분에 분산·혼합한 분산액을 도포하는 도포법 등의 웨트법(습식법)이 이용된다.

그 중에서도, 보다 우수한 흑색화효과가 얻어지는 점에서 드라이법이 바람직하다. 드라이법에 의해 흑색화층을 형성하는 과정에서는, 나노미터레벨의 입자가 차광층의 요철형상의 볼록부, 오목부 및 경사면에 부착되어, 더욱 복잡하고, 불균일한 요철형상이 형성되는 것으로 생각된다. 이러한 표면형상을 가지는 차광부재에서는, 입사광은 흑색화층 표면에서 복잡하게 반사하면서 흡수되므로, 보다 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과 및 흑색도가 실현될 것으로 추찰된다.

또한, 드라이법에서는, 웨트법과 달리, 오목부에 도포액이 모이는 것에 기인하는 표면거칠기의 저하가 발생하지 않는 점에서도 바람직하다. 나아가, 용매를 이용하지 않는 것으로부터 환경에의 악영향이 적고, 설비도 비교적 작아도 되는 점에서도 바람직하다.

드라이법 중에서도 차광층과의 밀착성이나 내찰상성, 두께의 조정의 용이함 등이 우수한 점에서, 스퍼터링법이 바람직하다.

한편, 웨트법은, 경제성, 작업성 및 수율 등이 우수하므로, 비용 대 효과의 관점에서, 바람직하게 이용된다. 웨트법에 있어서는, 졸용액이나 분산액이 차광층의 요철형상의 볼록부, 오목부 및 경사면에 도포되고, 건조되는 과정에서, 용매가 증발할 때에 아래로부터 위로의 대류가 발생하므로, 요철을 갖는 차광층 표면에, 더욱 복잡하고, 불균일한 요철형상이 형성되는 것으로 생각된다. 이러한 표면형상을 갖는 차광부재에서는, 입사광은 흑색화층 표면에서 복잡하게 반사하면서 흡수되므로, 보다 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과 및 흑색도가 실현될 것으로 추찰된다.

흑색화층의 재료나 형성방법, 층의 두께 등은, 차광부재에 요구되는 특성이나 비용 등을 고려하여, 적당히 설정할 수 있다.

실시예

이하의 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은, 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 한편, 실시예 중, 특별히 기재가 없는 경우에는, 「%」 및 「부」는 질량% 및 질량부를 나타낸다.

<흑색 차광부재의 구성>

(1)기재필름

(1-1)폴리이미드필름: 캡톤 50MBC(두께 12μm), 도레이·듀폰사제

(1-2)동박필름: NC-WS(두께 12μm), 후루카와전공사제

(1-3)폴리에틸렌테레프탈레이트필름: 루밀러 X30(두께 50μm, 도레이주식회사제)의 양면을 샌드블라스트 가공하여, 표면에 요철을 형성한 필름.

(2)차광층

(a)수지

(a1)아크릴 수지: 아크리딕 A814, DIC주식회사제

(b)경화제

(b1)TDI계 폴리이소시아네이트: 코로네이트 L, 토소주식회사제

(c)착색·도전제

(c1)카본블랙; NX-592블랙, 다이니찌세이카공업주식회사제

(d)매트제

(d1)아크릴필러: MX-200(평균입경: 2μm), 소켄화학주식회사제

(d2)아크릴필러: MX-300(평균입경: 3μm), 소켄화학주식회사제

(d3)아크릴필러: MX-500(평균입경: 5μm), 소켄화학주식회사제

(3)흑색화층

(3-1)스퍼터링법에 의한 형성

시바우라엘레텍주식회사제 스퍼터링장치(형식: CFS-4ES)를 이용하여, 불화마그네슘(MgF₂)을 타겟으로 하고, 아르곤 중에서 스퍼터링법에 의해 불화마그네슘층을 형성하였다. 여기서, 도달압력은, 3×10^-3Pa, 스퍼터압력은, 7.6×10^-3Pa, Ar유량은, 11sccm으로 하였다. 한편, 미리 평탄한 기판 상에 소정의 조건(200W)으로 불화마그네슘층을 형성하고, 그 때의 스퍼터시간과 층의 두께의 관계를 구하였다. 층의 두께가 각각 80nm, 100nm 및 120nm가 되는 조건으로 형성한 불화마그네슘의 스퍼터형성막을 각각 박막, 중막, 후막으로 한다.

(3-2)분산액의 도포에 의한 형성

(3-2-1)바인더성분: 폴리에스테르 수지

불화마그네슘입자 분산액(9076MF, 일차입자경 39nm, 고형분 26%: 주식회사토쿠시키제) 1부와, 폴리에스테르 수지(바일론 200: 토요보사제))의 농도가 10질량%가 되도록 메틸에틸케톤에 용해한 수지액 2부, 및 메틸에틸케톤 87부를 혼합하여 도포액을 조제하였다. 얻어진 도포액을, 바코트법에 의해 도포하고, 가열건조하여 두께 약 100nm의 흑색화층을 형성하였다.

(3-2-2)바인더성분: 이산화규소

(3-2-1)에서 이용한 불화마그네슘입자 분산액 1부와, 실리카졸액(콜코트 N-103X(고형분 2%), 콜코트사제)을 n-부탄올로 20%로 희석한 액 10부, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르 90부를 혼합하여 도포액을 조제하였다. 얻어진 도포액을, 바코트법에 의해 도포하고, 가열건조하여 두께 약 100nm의 흑색화층을 형성하였다.

(3-3)졸-겔법에 의한 형성

실리카졸액(콜코트 N-103X(고형분 2%), 콜코트사제) 25부와, 물:이소프로필알코올의 질량비가 1:2인 용매 75부를 혼합하여 도포액을 조제하였다. 얻어진 도포액을, 바코트법에 의해 도포하고, 가열건조하여 두께 약 100nm의 흑색화층을 형성하였다.

(실시예 1~12, 비교예 1~9)

표 1~3에 나타내는 배합비(질량)로 상기 (2)차광층의 각 성분을 용매 중에 넣고, 교반혼합하여 도포액을 얻었다. 여기서, 용매로는, 메틸에틸케톤과 톨루엔을 이용하였다.

표 1~3에 나타내는 기재필름을 이용하여, 일방의 면에 표 1~3의 조성의 도포액을 도포한 후, 100℃에서 2분 건조하여, 차광층을 형성하였다.

얻어진 차광층 상에, 표 1~3에 나타낸 흑색화층을 상기 (3)에서 서술한 방법으로 형성하였다. 차광층의 평균막두께, 흑색화층의 평균막두께, 차광부재의 Ra, 60°의 입사각도의 입사광에 대한 광택도 및 L값을 측정한 결과를 표 1~3에 나타낸다. 차광부재의 산술평균거칠기Ra는, JIS B0601:2001에 기초하여 산정하고, L값은, JIS Z8781-4에 기초하여 산정하였다. 또한, 60°의 입사각도의 입사광에 대한 광택도의 측정은 JIS Z8741에 따라, 입사각 60°에 대한 경면광택도를 측정하였다.

또한, 차광층의 평균막두께는, JIS K7130에 기초하여 측정하였다. 매트제를 함유하는 차광층의 두께는, 필름기재 표면으로부터 차광층의 매트제에 의해 돌출되어 있지 않은 매트릭스부까지의 높이로 하였다. 한편, 매트제를 함유하지 않는 차광층의 두께는, 필름기재 표면의 굴곡을 소거한 차광층 자체의 두께로 하였다.

표 중에 기재된 스퍼터링법에 의한 불화마그네슘 흑색화층의 평균막두께는, 실측값이 아니고, 차광층에 형성할 때와 같은 조건으로 평탄기판에 스퍼터링법으로 불화마그네슘층을 형성했을 때의 평균막두께이다. 또한, 표 3에 기재된 분산액도포법 및 졸-겔법에 의한 흑색화층의 평균막두께는, 스퍼터링법에 의한 흑색화층의 형성과 마찬가지로 실측값이 아니고, 차광층에 형성할 때와 같은 조건으로 평탄기판에 분산액 도포법 및 졸-겔법에 의해 각각의 흑색화층을 형성했을 때의 평균막두께이다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 플랫한 폴리이미드필름인 참고예 1에서는, Ra는, 0.2μm로 낮고, 입사각 60°에서의 광택도는 35.4%이고, L값은 28.3이며, 저광택성에 의한 반사방지효과 및 흑색도 모두 낮은 것을 알 수 있었다. 이에 반해, 매트제를 함유하는 차광층을 마련한 비교예 1에서는, Ra가 0.48μm로 상승하고, 표면이 조면화되고, 저광택성에 의한 반사방지효과 및 흑색도 모두 개선되었는데, 흑색도는 충분하다고는 할 수 없었다.

한편, 차광층 상에 추가로, 불화마그네슘의 스퍼터링형성막인 흑색화층을 마련한 실시예 1~3에서는, 입사각 60°에서의 광택도 및 L값 모두 대폭 저하되어, 우수한 저광택성에 의한 광반사방지효과와 흑색도를 갖는 것이 확인되었다. 특히, 중막 및 박막의 흑색화층을 형성한 실시예 1 및 실시예 2의 흑색 차광부재는, 흑색화층을 갖지 않는 비교예 1의 흑색 차광부재와 비교하면, Ra는 0.48μm로부터, 각각 1.28μm 및 1.32μm로 대폭 상승하였다. 또한, 후막의 흑색화층을 형성한 실시예 3의 흑색 차광부재의 Ra는 0.49μm이며, 실시예 1, 2와 비교하면 Ra의 상승률은 낮았다. 이 점에서, 흑색화층의 막두께는, 지나치게 두꺼워지지 않고, 적절한 범위로 함으로써, 더욱 효과적으로 흑색 차광부재 표면의 요철이 보다 복잡한 형상이 되어, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과와 보다 높은 흑색성을 갖는 차광부재가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

한편, 플랫한 폴리이미드필름에 중막의 흑색화층이 형성된 참고예 2에서는, 입사각 60°에서의 광택도 및 L값 모두 참고예 1과 거의 변화하지 않는 것을 알 수 있었다. 이 점에서, 요철형상을 갖는 차광층 표면에 흑색화층을 형성한 본 발명의 효과가 확인되었다.

[표 1]

표 2에는, 입경이 상이한 매트제를 이용하여, 표면거칠기를 바꾼 차광층의 표면에, 중막의 흑색화층을 형성했을 때의 차광부재 표면의 Ra, 입사각 60°에서의 광택도와 L값을 비교한 결과를 나타낸다. 비교예 1, 4 및 5에 나타나는 바와 같이, 차광층에 첨가하는 매트제의 입경을 바꿈으로써, 표면의 Ra가 변화하는데, 어느 비교예에 있어서도 L값이 20을 넘어, 충분한 흑색도가 얻어지지 않는 것을 알 수 있었다. 이에 반해, 스퍼터링법으로, 중막의 불화마그네슘의 흑색화층을 형성한 실시예 1, 4 및 5에서는, 모두 입사각 60°에 있어서의 광택도 및 L값 모두 대폭 저하되고, 우수한 저광택성에 의한 반사방지효과 및 높은 흑색성을 갖는 것이 확인되었다.

[표 2]

표 3의 실시예 6에서는, 기재필름으로서, 동박필름을 이용한 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로 차광층 및 흑색화층을 형성한 시료를 평가한 결과를 나타낸다. 실시예 6에서는, 흑색화층을 형성하지 않은 비교예 6과 비교하여, Ra가 증가하고, 입사각 60°에서의 광택도 및 L값 모두 대폭 저하되었다. 이 점에서, 기재필름으로서, 금속제 기재필름을 이용해도 본 발명의 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.

[표 3]

또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트필름을 기재필름으로서 이용하고, 블라스트처리한 표면에 직접 흑색화층을 형성한 실시예 7, 블라스트처리한 표면에 매트제를 함유하는 차광층을 형성 후, 흑색화층을 형성한 실시예 8 및 블라스트처리한 표면에 매트제를 함유하지 않는 차광층을 형성 후, 흑색화층을 형성한 실시예 9에 대해서도 동일하게 평가를 행하였다. 어느 차광부재도 흑색화층을 형성하지 않은 비교예 7, 8 및 9보다, Ra가 증가하고, 입사각 60°에서의 광택도 및 L값 모두 대폭 저하되었다. 이 점에서, 차광층의 요철형성방법에 상관없이 본 발명의 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

실시예 10에서는, 흑색화층을 스퍼터링층을 대신하여, 분산액도포법으로 형성한 불화마그네슘/폴리에스테르 수지층으로 한 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로 흑색 차광부재를 제작하여 평가하였다. 실시예 10에서도 비교예 1에 비해, Ra가 증가하고, 입사각 60°에 있어서의 광택도가 저하되고, L값이 대폭 감소하였다. 이 점에서, 웨트법으로 형성한 흑색화층에서도 본 발명의 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.

또한, 실시예 11에서는, 흑색화층을 스퍼터링층을 대신하여, 불화마그네슘/산화규소층으로 하고, 실시예 12에서는, 산화규소층으로 한 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로 흑색 차광부재를 제작하여 평가하였다. 실시예 11 및 실시예 12의 어느 것도 비교예 1에 비해, Ra가 증가하고, 입사각 60°에 있어서의 광택도가 저하되고, L값이 대폭 감소하였다. 이 점에서, 흑색화층의 형성방법이나 재료에 상관없이, 수지제 차광층 상에 얇고 불균일한 흑색화층을 형성한 구성에서는, 본 발명의 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.

1 차광부재(흑색화층형성 전)
10 차광부재(흑색화층형성 후)
2 기재필름
3 차광층
31 매트제
32 매트릭스부
4 차광층(수지제 박막)
5 흑색화층

Claims (7)

1. 기재필름, 및 상기 기재필름의 적어도 일방의 면에 형성된, 요철형상을 갖는 수지제 차광층과, 상기 수지제 차광층 상에 형성된 흑색화층을 구비하는 흑색 차광부재로서,
   상기 수지제 차광층과 흑색화층이 형성된 면의 표면의 산술평균거칠기 Ra는 0.25μm 이상이고, 또한 CIE 표색계에 의한 L값은 12 이하이며, 상기 흑색화층의 최대두께는, 상기 Ra보다 작으며,
   상기 흑색화층은, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화리튬, 산화알루미늄, 산화갈륨, 산화규소로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑색 차광부재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수지제 차광층은, 매트제 및 수지성분을 함유하는 수지층을 갖는 것을 특징으로 하는 흑색 차광부재.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수지제 차광층은, 기재필름 표면에 형성된 조면화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑색 차광부재.
4. 제1항에 있어서,
   상기 흑색화층은, 스퍼터링법, 증착법, 이온플레이팅법, 화학증착(CVD)법으로부터 선택되는 어느 한 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흑색 차광부재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 흑색화층의 최대두께는, 상기 표면의 산술평균거칠기Ra의 1/2의 값보다 작은 것을 특징으로 하는 흑색 차광부재.
   
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7. 삭제

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