KR20090019059A - 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물에 관한 것으로, 보다 자세하게는 폴리머 계열 기판에 폴리실라잔을 이용한 글래스 보호층을 형성함으로써, 기판의 색상이나 광택은 유지시키고 스크래치, 마모, 지문, 먼지 등으로부터 보호할 수 있도록 하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 모재와 실버 코팅층이 순차적으로 형성된 글래스 보호층을 갖는 구조물에 있어서, 상기 실버 코팅층 상에 폴리실라잔을 이용하여 형성되는 글래스 보호층을 포함하는 기술적 특징이 있다.
코팅, 글래스 보호층, 상압 플라즈마 경화

Description

표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물{Structure having a glass protecting layer in surface}
본 발명은 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물에 관한 것으로, 보다 자세하게는 폴리머 계열 기판에 폴리실라잔을 이용한 글래스 보호층을 형성함으로써, 기판의 색상이나 광택은 유지시키고 스크래치, 마모, 지문, 먼지 등으로부터 보호할 수 있도록 하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물에 관한 것이다.
키패드로 사용되는 기판은 땀의 염분이나 외부 스크래치, 손가락의 하중 등으로 인해 기판에 새겨진 글자가 지워지거나 코팅 막이 벗겨지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 방법들이 시도되고 있으며, 이 중에서 모재 표면의 색깔이나 광택을 내기 위하여 니켈 코팅을 사용한다. 그러나 니켈 코팅의 환경적인 문제점으로 인해 실버 코팅을 사용하려는 노력이 있었다. 다만 실버 코팅은 낮은 기계적 물성을 가진다는 단점이 있어 이를 개선하기 위해 투명보호막이 필요하였으며, 이러한 보호막 형성시 상온에서 공정 수행이 가능한 UV 폴리머 투명 보호막 코팅이 사용되었다. 그러나, UV 폴리머 코팅의 경우도 자체의 기계적 특성이 좋지 않아 마모가 쉽게 발생하는 문제점이 있다.
또한, 기계적 특성이 좋은 폴리실라잔을 이용한 클래스 보호층을 사용하고자 하는 경우, 경화시 상온 경화는 경화시간이 매우 길고, 오염으로 인하여 생산성에 문제가 있으며, 고온경화는 온도를 100℃이상 올리게 되면 모재의 뒤틀림이나 실버 코팅층이 박리되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 폴리머 계열 기판에 폴리실라잔을 이용한 글래스 보호층을 형성하여 기판에 색상이나 광택은 유지하고, 스크래치, 마모, 지문, 먼지 등으로부터 보호할 수 있도록 하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 글래스 보호층을 형성하는 과정에서 상압 플라즈마 경화, 가압 가습 경화 또는 스팀 경화의 방법을 사용함으로써 코팅 전체의 공정시간을 단축할 수 있으며, 상온에서도 글래스 보호층이 최고의 물성을 발현할 수 있도록 하는 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 모재와 실버 코팅층이 순차적으로 형성된 글래스 보호층을 갖는 구조물에 있어서, 상기 실버 코팅층 상에 폴리실라잔을 이용하여 형성되는 글래스 보호층을 포함하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 실버 코팅층과 글래스 보호층 사이에 광택 및 색깔을 나타내기 위한 착색층을 더 포함됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 글래스 보호층은 상압 플라즈마 경화, 가압 가습 경화 및 스팀 경화 중 어느 하나를 사용하는 것으로 이루어짐이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물은 폴리머 계열 기판에 폴리실라잔을 이용한 글래스 보호층을 형성함으로써 기판의 색상이나 광택은 유지하고, 스크래치, 마모, 지문 등을 보호할 수 있는 장점이 있으며, 기판 또는 1차 코팅의 물성에 의존하지 않고 화학적 안정성을 극대화할 수 있어 표면을 멸균처리 상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 글래스 보호층을 이용함으로써, 글래스 보호층 밑에 실버를 이용한 도금공정을 진행할 수 있어 니켈을 사용하는 기존의 방법보다 환경오염을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명의 글래스 보호층을 형성하는 과정에서 상압 플라즈마 경화, 가압 가습 경화 또는 스팀 경화의 방법을 사용함으로써 폴리머 계열 기판에 고성능 글래스 보호층을 짧은 시간에 코팅할 수 있으며, 글래스 보호층을 상온에서도 최고의 물성 발현을 할 수 있도록 하는 또 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명은 글래스 보호층 밑에 실버코팅층을 형성할 수 있으며, 실버코팅층을 하지도금층으로 이용하여 실버코팅층 위에 착색층을 용이하게 구성할 수 있도록 하는 또 다른 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물의 공정도이다. 도 1을 참조하면, 폴리머 계열 기판 즉, 모재를 세척 및 알카리 탈지 등의 전처리 공정(S110)을 거친 후, 질산은 용액, 암모니아 환원액을 스프레이 방식으로 코팅함으로써, 실버 코팅층을 형성시킨다(S120).
그 후 기름기를 제거하는 탈지(S130)와 물로 세척하는 수세(S140)를 거쳐 건조(S150)시켜서 불순물 및 수분을 제거하고, 폴리실라잔을 스프레이 또는 디핑 방식을 이용하여 0.1㎛ 내지 5㎛로 코팅함으로써 투명층으로 형성된 글래스 보호층(S160)을 경화시킨다(S170).
상기 경화의 방법으로는 상압 플라즈마 경화, 가압 가습 경화 또는 스팀 경화를 적용하며, 세 가지 경화방식은 모두 모재의 온도를 40℃ 내지 130℃까지 증가시키기 때문에 모재 혹은 실버 코팅층의 재료의 선택이 자유롭다. 또한, 상기 경화 방법을 이용하면 1시간 이내에 물성 발현이 가능하고, 상압 플라즈마 경화의 방법은 15분 이내에도 물성 발현이 가능하기 때문에 상온에서 7 내지 30일이 걸리는 기존의 자연 경화에 비해 시간이 단축되고, 불순물의 침투를 현저하게 막을 수 있다.
상압 플라즈마 경화에서는 고온경화와 유사하게 폴리실라잔과 산소나 산소 이온을 반응시키되 플라즈마에 의해 산화반응이 촉진된다. 가압 가습 경화 또는 스팀 경화는 폴리실라잔과 물(H2O)이 반응하는 방법이며, 가압 가습 또는 스팀에 의해 그 반응이 촉진된다.
상기 상압 플라즈마 경화를 이용하는 경우 전원으로는 AC, DC, RF의 이용이 가능하며, 인가 전원은 50W 내지 500W이고, 공정가스로는 Ar 0.5slm 내지 100slm, O2 10sccm 내지 500sccm가 사용된다. 안정적인 방전을 유도하기 위해서는 He 10sccm 내지 100sccm을 유입시킬 수도 있으며, 상기 경화 시 구조물과 전극과의 거리는 1mm 내지 30mm 정도가 적당하다.
상기 가압 가습 경화의 경우에는 40℃ 내지 130℃의 온도로 0.1kgf/cm2 내지 0.5 kgf/cm2 의 압력이 적당하며, 상기 스팀 경화의 경우는 3cm 내지 15cm 떨어진 곳에 구조물을 두고 처리하며 이때 측정되는 구조물의 표면온도는 50℃ 내지 80℃인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 모재(210), 실버 코팅층(220), 착색층(230), 글래스 보호층(240)으로 구성된다.
도 1의 공정도를 거쳐 모재(210), 실버 코팅층(220), 착색층(230), 글래스 보호층(240) 순서로 구조물을 제작하며, 실버 코팅층(220) 위에 바로 글래스 보호층(240)이 형성될 수도 있고, 도 1과 같이 광택 및 색깔을 내기 위하여 착색층(230)을 형성한 후 글래스 보호층(240)을 형성할 수도 있다.
또한, 실버 코팅층(220)의 경우 하지도금으로 사용되는 니켈을 대신하여 사용될 수 있어 착색층(230)으로 크롬도금 같은 전해도금을 모재 표면에 적용할 수 있는 구조물으로, 기존에는 니켈을 이용하여 하지도금 후 크롬도금을 사용하였으나, 니켈이 환경적 요소로 적합하지 않기 때문에 실버를 이용한 실버도금을 한 후, 크롬도금을 사용하려는 시도가 많았다. 그러나, 크롬도금만을 할 경우 실버도금이 니켈을 이용한 도금보다 빨리 손상되는 문제가 발생하여, 실버도금을 사용하지 못한 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 실버 코팅층(220)과 착색층(230)위에 글래스 보호층(240)을 사용함으로써 환경적인 문제를 개선하고, 실버 코팅층(220)이 손상되는 문제점을 해결할 수 있다.
실버 코팅층(220)과 글래스 보호층(240)은 스프레이 방식을 사용하는 것이 바람직하나 딥핑, 스핀코팅의 방법을 이용하여도 무방하며, 글래스 보호층(240)으로 인해서 내마모성, 오염방지, 내산성이 개선된다.
[실험예]
모재 위에 실버 코팅층을 형성한 후 글래스 보호층에 경화를 적용하여 구조물의 내마모도 및 내산성을 실험하였다. 0.5kg의 하중으로 30회/min로 스크래치 테 스트를 하였을 때, 상온 자연 경화의 경우 50회를 넘기지 못하고 모재가 드러났지만, 상압 플라즈마 경화를 하였을 경우 500회 이상이 되어야 모재가 들어나는 결과가 나타났다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 폴리머 계열 기판에 폴리실라잔을 이용한 글래스 보호층을 형성함으로써 휴대폰 키패드, 전자 디바이스 외장, 자동차 전장 등에 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면에 투명코팅층을 갖는 구조물의 공정도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면에 투명코팅층을 갖는 구조물의 모식도이다.

Claims (5)

  1. 모재와 실버 코팅층이 순차적으로 형성된 글래스 보호층을 갖는 구조물에 있어서,
    상기 실버 코팅층 상에 폴리실라잔을 이용하여 형성되는 글래스 보호층
    을 포함하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실버 코팅층과 글래스 보호층 사이에 광택 및 색깔을 나타내기 위한 착색층을 더 포함하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 글래스 보호층의 형성은 상압 플라즈마 경화, 가압 가습 경화 및 스팀 경화 중 어느 하나를 사용하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실버 코팅층 및 글래스 보호층은 스프레이 방식, 딥핑 및 스핀코팅 방 식 중 어느 하나를 사용하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 글래스 보호층은 0.1㎛ 내지 5㎛의 두께로 코팅하는 표면에 글래스 보호층을 갖는 구조물.
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