KR20130092226A - 자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 수지, 기타 첨가제 등으로 된 자성 분산액을 지지체 상에 도포하여 자성 분산액 필름을 형성한 다음, 자기장을 인가하여 자성 분산액 층 내 분산된 자성 입자들이 자기장 방향을 따라 규칙적으로 정렬된 칼럼을 형성하여 제조되는 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고분자 복합 필름 및 그 제조방법은 지지체상에 도포된 자성 분산액 필름에 자기장을 인가하여 자성 입자들이 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼을 형성한 다음, 자외선으로 경화시켜 제조됨으로써, 간단한 공정으로 광량의 조절이 가능한 고체상태의 고분자 복합 필름을 용이하게 제조할 수 있으며, 컴퓨터 모니터, 현금 자동 입출금기 및 휴대용 단말기기 등의 표시장치에 부착되어 사용자의 개인 정보를 보호하는 시약각 제어 필름, 평면 패널 디스플레이의 시야각 확장 필름 등에 효과가 있다.

Description

자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법{Ordered Structure of Magnetic Particles in Polymeric Film and Method for Preparing the Same}
본 발명은 자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 수지, 기타 첨가제 등으로 된 자성 분산액을 지지체 상에 도포하여 자성 분산액 필름을 형성한 다음, 자기장을 인가하여 자성 분산액 층 내 분산된 자성 입자들이 자기장 방향을 따라 규칙적으로 정렬된 칼럼을 형성하여 제조되는 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고분자 복합 필름(Polymer Composite Film)이 주로 사용되는 광조절 필름(Light Control Film)은 특정 각도 영역의 입사광만을 선택적으로 산란시켜 높은 탁도값(불투명)을 가지고, 다른 각도 영역의 입사광은 투과를 허용하여 낮은 탁도값(투명)을 가지는 필름으로, 컴퓨터 모니터, ATM 및 휴대용 단말기기 등의 표시장치에 부착되어 사용자의 개인 정보를 보호하는 시약각 제어 필름, 평면 패널 디스플레이의 시야각 확장 필름 등으로 사용된다. 일반적으로, 광조절 필름은 탄성이 있는 투명필름에 불투명 잉크를 주입하는 방법(한국특허 제10-2010-0049913호), 투명층과 불투명층으로 서로 교차 적층하여 수직으로 절단하는 방법(한국특허 제10-2011-0065614호) 및 양의 복굴절을 갖는 고분자를 연신하는 방법(한국특허 제10-2008-0022062호) 등으로 제조되는데, 수직 절단시 적층된 투명 필름층과 불투명 접착성 잉크층이 분리되거나 갈라지는 문제점과 상기 문제점을 해결하기 위하여 소정 두께 이상으로 절단시에는 광조절 필름이 두꺼워지는 문제점이 있다.
이에, 한국특허 제 10-2010-0095408호는 용매에 분산되어 자성을 갖는 복수의 입자에 대하여 자기장을 인가하여 정렬되도록 함으로써 광의 투과도를 조절하는 필름을 제공하였으나, 자성 입자 및 용매를 캡슐화함으로써 캡슐을 구성하는 물질 및 고정시키기 위한 물질이 추가되어 제조 공정이 복잡게 구성되고, 자기장이 차단되면 자성 입자의 정렬된 상태가 해제되어 광조절 필름의 성능을 구현할 수 없는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 자성 입자를 고분자 수지액에 분산시고, 자기장을 인가하여 자성 입자들이 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성한 다음, 경화 처리하여 고체 상태의 고분자 복합 필름을 제조할 경우, 자성 입자 및 자성 입자로 이루어진 컬럼을 고정하기 위한 물질의 사용없이 광 투과율이 향상됨을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 광 투과율을 향상시키기 위해 자성 입자 및 자성 입자로 이루어진 컬럼을 고정하기 위한 물질의 사용없이, 자성 입자들이 규칙적으로 정렬된 고체 상태의 고분자 복합 필름 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 필름 형태의 지지체, (메타)아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 올레핀 수지로 구성된 군에서 선택되는 고분자 수지; Fe3O4, Fe2O3, CoFe2O4, MnFe2O4, CoPt 및 FePt로 구성된 군에서 선택되고, 상기 고분자 수지 내부에 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 자성 입자를 분산제 및 광 개시제를 포함하는 고분자 수지액에 습윤시키는 단계; (b) 상기 자성 입자가 습윤된 고분자 수지액을 균질화하여 분산시킨 다음, 자성 분산액을 형성하는 단계; (c) 상기 자성 분산액을 지지체에 코팅하는 단계; (d) 상기 코팅된 자성 분산액 필름을 자기장 인가시켜 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 컬럼이 형성된 자성 분산액 필름에 자외선으로 경화시키는 단계를 포함하는 고분자 복합 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 고분자 복합 필름 및 그 제조방법은 지지체상에 도포된 자성 분산액 필름에 자기장을 인가하여 자성 입자들이 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼을 형성한 다음, 자외선으로 경화시켜 제조됨으로써, 간단한 공정으로 광량의 조절이 가능한 고체상태의 고분자 복합 필름을 용이하게 제조할 수 있으며, 컴퓨터 모니터, 현금 자동 입출금기 및 휴대용 단말기기 등의 표시장치에 부착되어 사용자의 개인 정보를 보호하는 시약각 제어 필름, 평면 패널 디스플레이의 시야각 확장 필름 등에 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고분자 복합 필름의 제조 방법 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기장 유무에 따른 자성 입자의 배열 상태 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자성 입자의 부피 분율 0.005인 고분자 복합 필름의 주사형 전자 현미경(Scanning electron microscope) 사진으로, (a)는 자기장을 인가하지 않은 고분자 복합 필름의 사진이고, (b)와 (c)는 각각 250 가우스(Gauss)와 750 가우스에서 자성 입자를 정렬시킨 후 경화하여 얻어진 고분자 복합 필름의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 자성 입자의 부피 분율 0.005인 고분자 복합 필름의 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope) 사진으로, (a)는 자기장을 인가하지 않은 고분자 복합 필름의 사진이고, (b)와 (c)는 각각 250 가우스(Gauss)와 750 가우스에서 자성 입자를 정렬시킨 후 경화하여 얻어진 고분자 복합 필름의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 자기장 유무와 자기장 세기를 변화하여 제조된 고체 상태의 고분자 복합 필름을 투과하는 빛의 입사각에 따른 광 투과율의 변화 그래프이다.
본 발명은 일 관점에서, 투명한 필름 형태의 지지체, (메타)아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 올레핀 수지로 구성된 군에서 선택되는 고분자 수지; Fe3O4, Fe2O3, CoFe2O4, MnFe2O4, CoPt 및 FePt로 구성된 군에서 선택되고, 상기 고분자 수지 내부에 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른, 자성 입자는 직경이 5㎛ 이하의 철, 니켈, 코발트 및 그 산화물로 구성된 강자성 입자로, 자기장 인가에 의해 비교적 용이하게 배열을 조절할 수 있어 자성 유체, 오디오, 비디오 및 컴퓨터용 자기 기록 테이프, 프린팅용 자성 잉크, 약물 전달, 자기 공명 영상 장치용 조영제, 나노 유체 및 광학 필터 등에 사용된다. 일반적으로, 자성 입자는 유체 상에 분산된 현탁액 및 콜로이드 분산액 상태로 사용하는데, 자성 유체로 사용할 때에는 인가된 자기장을 조절하여 자성 입자간의 거리나 응집된 입자의 크기를 변화시킬 수 있다는 장점은 있으나, 자기장을 인가하는 장치가 필요하고 자성 입자의 분산 안정성이 떨어지면 제대로 구현할 수 없는 단점이 있다. 이에, 본 발명은 자성 입자를 고분자 수지액에 분산시킨 자성 분산액을 이용하여 자성 입자들로 형성된 칼럼들이 규칙적으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 상태의 고분자 복합 필름과 그 제조 방법을 핵심 요지로 한다.
본 발명에 있어서, 고분자 수지액은 (메타)아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 올레핀 수지 등의 군에서 선택되어지는 하나 이상의 골격 구조를 포함하는 하나 이상의 다관능성 중합체와 에폭시, 아크릴, 우레탄, 에테르 및 에스테르 계로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 다관능성 모노머를 포함한다. 고분자 수지를 선택함에 있어서는 수지 액의 색, 점도, 공정 온도, 첨가 될 입자의 부피 분율 및 분산성을 고려하여 구성하고 또한 고체화 과정에서 발생하는 표면 장력으로 인해 필름이 말리는 컬(curl)이 생기거나 필름 막에 균열(crack)이 발생하는 것을 방지하기 위해 올리고머와 모노머의 관능기 수를 고려하여 하나 이상의 중합체 또는 하나 이상의 모노머를 하나 이상의 중합체와 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 고분자 수지액에 분산되는 자성 입자는 Fe3O4, Fe2O3, CoFe2O4, MnFe2O4, CoPt 및 FePt를 주성분으로 구성된 군에서 하나 이상 선택되어 사용되고, 입자는 구형상, 방추형상, 입방체상, 부정형상 등과 같이 특별히 한정되는 형태는 없으나 자기장을 이용하여 입자의 정렬시키는 것을 보다 용이하게 조절하기 위해 구형상을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 자성 입자는 직경이 0.001 ~ 5 미크론에서 선택되고 0.001 미크론 이하의 크기의 자성체는 자기장에 의한 배열이 어렵고, 5 미크론 이상의 크기를 갖는 자성체의 경우, 광투과율을 저하시켜 시인성(visibility)에 문제가 있다. 자성 입자는 자성입자를 함유한 전체 고분자 복합 필름에 대해 부피 분율 0.001 ~ 0.30으로 첨가되며, 자성 입자의 부피 분율이 0.001 이하일 경우, 정렬된 자성 입자의 칼럼에 의한 광 조절이 어렵고, 부피 분율이 0.30을 초과할 경우, 광차폐가 커 광투과율이 낮아지고 자성 입자의 응집체 형성에 의하여 자성 입자의 규칙적인 칼럼 형성이 어렵다.
상기 자성 분산액의 코팅성 개선과 표면 처리 및 기계적 물성을 보강하기 위하여 첨가되는 기타 첨가제로는 분산제, 광중합 개시제, 소포제, 레벨링제 중 어느 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 구체적으로, 분산제는 상기 제시한 자성 입자들과 고분자 수지액을 고려하여 선택되고, 실시된 예와 같이 마그네타이트(Fe3O4) 입자를 사용할 경우 수산기, 카르복실기, 인산기, 황산기 등의 극성기 또는 그들의 염을 관능기로 가진 화합물 군에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 분산제는 자성 입자의 표면 흡착 면적을 고려하여 자성 입자가 충분히 분산될 수 있도록 첨가량을 조절해야 한다. 실시된 예에서는 올레인산(oleic acid)을 분산제로 사용하였는데 자성 입자에 대한 올레인산의 무게 분율이 1 ~ 10 무게%로 첨가되며, 좋기로는 1 ~ 5 무게%가 적당하다. 올레인산의 첨가량이 1무게% 미만일 경우, 분산이 잘 이루어지지 않아 자성 입자들이 덩어리 질 수 있고, 그 첨가량이 5무게% 초과할 경우, 과량의 올레인산에 의해 응집이 생기는 문제가 발생한다. 또한 자성 분산액이 자외선 경화에 의해 고체화되는 경우, 광 개시제로는 α-히드록시케톤계 화합물, 페닐글리옥실레이트계 화합물, 벤질디메틸케탈계 화합물, α-아미노케톤계 화합물, 모노아실포스핀계 화합물, 비스아실포스펜계 화합물, 포스핀옥시드계 화합물 및 메탈로센계 화합물로 구성된 군 중, 함께 사용될 자외선 조사 장치의 주 파장 영역에서 반응이 가능한 하나 이상의 화합물을 선택하여 사용할 수 있다. 실시된 예의 경우, 주 파장이 305nm와 365nm를 갖는 경화용 수은(Hg) 램프가 사용될 때 바람직하게는 2-메틸-1-[4-(메틸시오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(305nm의 주파장을 흡수하여 반응 개시)를 사용할 수 있다. 이때, 광 개시제는 아크릴 모노머와 올리고머의 전체 혼합액에 대해 농도 분율 100ppm ~ 5,000ppm으로 첨가된다. 이때, 광 개시제의 첨가량이 100ppm 미만일 경우, 자성 분산액의 어두운 색에 의해 자외선 투과도가 낮아 경화가 일어나지 않고, 광 개시제의 첨가량이 5,000ppm 초과할 경우, 과량의 광 개시제에 의해 다량의 라디칼이 생성되어 제조된 고체 필름에 컬(curl)이 생기거나 필름 표면에 균열(crack)이 일어날 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서, (a) 자성 입자를 분산제 및 광 개시제를 포함하는 고분자 수지액에 습윤시키는 단계; (b) 상기 자성 입자가 습윤된 고분자 수지액을 균질화하여 분산시킨 다음, 자성 분산액을 형성하는 단계; (c) 상기 자성 분산액을 지지체에 코팅하는 단계; (d) 상기 코팅된 자성 분산액 필름을 자기장 인가시켜 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 컬럼이 형성된 자성 분산액 필름에 자외선으로 경화시키는 단계를 포함하는 고분자 복합 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 (a)단계에서 분산 과정은 균질화(homogenization)시킨 혼합물 내 자성 입자의 응집체 크기를 줄여 분산성을 향상시키기 위해 밀링(milling) 처리 과정을 포함한다. 자성 입자와 고분자 수지액이 혼합된 액체의 점도, 용기의 용량 및 볼(ball)의 크기와 밀도를 고려하여 선택 운전하고, 실시된 예의 경우 점도 10~30cps를 갖는 자성 분산액을 지르코니아 또는 스틸 볼과 부피 비율 1:1로 300mL의 용기에 50% 채워서 적정한 회전속도와 처리 시간으로 운전하였다. 분산 처리 시간은 분산액의 상태나 분산처리기의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 분산이 미흡하면 자성 입자의 응집체를 다량 포함하게 되고 과도하게 되면 입자들이 분쇄되거나 고분자 수지액의 열화 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 (b)단계에서는 제조된 자성 분산액을 지지체에 간이 코팅 장치(어플리케이터) 또는 스핀 코터를 사용하여 코팅을 수행한다. 상기 지지체는 투명한 필름으로 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아크릴, 에폭시, 폴리이미드, 폴리우레탄 및 트리아세틸셀룰로오스(TAC ; Triacetylcellulose) 필름으로 구성된 군에서 선택하여 사용할 수 있다.
제조된 자성 분산액 필름은 상기 (c)단계에서 영구자석 또는 전자석을 이용하여 자성 입자들이 자력선의 방향에 따라 정렬되어 칼럼을 형성하도록 적절한 세기로 자기장을 인가한다. 여기서 자기장의 세기가 자성 입자의 칼럼 형성과 배열에 큰 영향을 미치게 된다. 자기장의 세기를 변화하여 자성 입자의 기둥의 형성과 배열 구조를 조절하기 위해 시간에 따른 자기장의 변화율을 일정하게 고정하고 자기장의 세기만을 변화시킨다. 인가된 자기장의 세기가 작아질수록 입자가 정렬된 칼럼의 굵기는 두꺼워지고 형성된 칼럼 간의 간격이 넓어질 수 있고, 인가된 자기장의 세기가 높아질수록 입자의 칼럼 굵기가 가늘어지고 형성된 칼럼 간의 간격이 좁아져서 투과되는 광량이 증가할 수 있다.
상기 (d)단계의 자외선 경화는 롤투롤(roll to roll)방식의 자외선 경화장치를 사용하여 수행하며, 자외선 경화의 경우, 광 개시제에 의한 개시 반응으로 고분자 수지액의 경화를 방해하는 외부의 산소를 차단하기 위해 밀폐된 공간에 아르곤 가스를 주입한 상태로 자외선을 조사하는 방법을 일반적으로 사용한다. 제조된 고분자 복합 필름의 두께는 자성 분산액의 점도에 의해 영향을 받는데 아르곤 가스를 이용하면 자성 분산액의 점도와 자성 입자의 농도를 변화시키면 코팅될 자성 분산액의 두께를 조절할 수 있다. 반면 자외선 경화 방식이 아닌 용매 건조에 의한 제막 공정은 용매가 증발하면서 발생하는 수축응력으로 인해 필름이 말리는 컬이 생기는 현상뿐만 아니라 자기장에 의해 입자가 배열된 상태로 용제의 증발이 일어나 입자들의 칼럼이 필름 표면의 돌기로 남는 문제점이 있다.
본 발명에 따른, 자성 분산액을 투명한 지지체상에 도포하여 자성 분산액 필름을 형성하고 이에 자기장을 인가하여 자성 입자들이 자기장 방향으로 정렬시켜 칼럼을 형성하게 한 후, 자외선 경화를 거쳐 제조함으로써, 간단한 공정으로 필름을 투과하는 광량이나 투과광 파장 영역을 용도에 따라 고정시켜 사용할 수 있는 고체 상태의 고분자 복합 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 고분자 복합 필름의 제조
도 1에 나타낸 바와 같이, 균일한 입도 분포를 가진 직경 약 300nm의 구형 Fe3O4(SMT-01S, (주)새한미디어) 0.005~0.03으로 광중합 개시제 ADDITOL DMMTA(SK-Cytec)와 올레산(SAMCHUN Pure Chemical)을 함유한 아크릴 수지액(폴리우레탄/폴리에스터 올리고머와 아크릴모노머) 10~15㎖에 잘 습윤되도록 5분간 약수저를 이용하여 반죽을 하고 나머지 수지액을 첨가한 다음, 균질기(Model HG-150, WiseTIS Corporation)를 사용하여 균질화하였다. 균질화한 혼합물은 직경 3nm 지르코니아 볼로 채워진 볼밀(Model Wisemix BML, Daihan Company)로 분산시킨 다음, 지지체로서 폴리에스터 필름 상에 어플리케이터(Yoshimistu,JP)를 이용하여 코팅하였다. 코팅된 필름은 도 2에 나타낸 바와 같이 N-S 대향 영구 자석을 이용하여 자기장을 가해 자성 입자가 수지액 내에서 규칙적 배열을 갖게 한 후 자외선 경화로 필름을 제조하였다.
실험예 1: 고분자 복합 필름의 특성 분석
도 3과 4는 실시예 1에서 제조된 자성 입자의 부피 분율 0.005와 0.010인 고분자 복합 필름의 표면과 단면 주사 현미경 사진으로, (a)는 자기장을 인가하지 않은 고분자 복합 필름이고, (b)와 (c)는 각각 250가우스와 750가우스의 자기장 하에서 자성 입자들이 컬럼을 형성한 고분자 복합 필름의 사진이다. 왼쪽 사진은 고분자 복합 필름의 평면을 촬영한 것이며 중간과 오른쪽 사진들은 각각 고분자 복합 필름의 두께 방향 단면을 낮은 배율과 높은 배율로 촬영한 것이다. 고분자 복합 필름의 단면에서 입자들의 컬럼 간의 평균 간격이 자기장 세기가 높을수록 가까운 것을 확인할 수 있었고, 자기장을 인가하지 않은 (a)의 중간 사진과 오른쪽 사진의 경우 입자들이 불규칙한 분포를 보이고 있었다. 도 3과 도 4의 각 (a)에서 자성 입자의 부피 분율이 높은 도 4의 경우가 자성 입자로 이루어진 응집체들의 평균적인 크기가 큰 것을 확인할 수 있으므로, 자성 분산액 내 입자들이 응집체로 존재하여 분산되어 있는 것을 분명히 알 수 있었다. 그리고 (b)와 (c)는 자기장하에서 자성 입자들이 자기장 방향에 따라 정렬하여 필름의 두께 방향으로 형성된 여러 개의 컬럼들을 뚜렷하게 보여주었고, 입자로 이루어진 컬럼의 전체적인 형태와 길이, 컬럼 간의 거리 및 긁기를 확인할 수 있었다. 자성 입자의 부피 분율이 높은 도 4의 (b)와 (c)가 도 3보다 컬럼 간 거리가 가깝고 컬럼도 상대적으로 굵은 것을 볼 수 있는데 제막 과정 중 자기장의 세기뿐만 아니라 자성 입자의 농도와 분산액 내 자성 입자들의 분포가 컬럼의 굵기와 이웃한 컬럼간 거리에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.
자성 입자 컬럼이 규칙적으로 배열된 고분자 복합 필름은 그 컬럼의 굵기와 이웃한 컬럼간 거리에 따라 빛의 투과율을 조절할 수 있다. 도 5에서는 자성 입자의 부피 분율과 자기장 세기를 각각 변화하며 제조한 고분자 복합 필름의 광 투과율을 나타내었다. 도 5에서 점 데이터의 모양(사각형, 원형, 삼각형의 점데이터)은 각각 자기장을 인가하지 않은 조건과 250과 750 가우스의 자기장 조건의 고분자 복합 필름을 나타내며 속이 빈 점과 채워진 점은 각각 0.005와 0.010의 자성 입자 부피 분율, 즉 자성체의 농도 차이를 나타낸다. 자성 입자의 농도가 진하면 광 투과율이 낮아지는 것을 쉽게 예측할 수 있는 데 입자들의 미시적 배열 상태를 보면 자성 입자 컬럼의 평균 굵기가 상대적으로 커졌음을 알 수 있었다. 자기장을 인가하지 않은 상태에서 경화된 고분자 복합 필름은 분산되어 있는 자성 입자나 입자들로 이루어진 응집체에 의해 빛이 투과되지 못하고 입사각에 관계없이 투과율이 거의 0에 가깝다. 750 가우스의 고분자 복합 필름에 배열된 컬럼의 굵기는 250 가우스의 경우보다 가늘어지고 이웃한 컬럼간 간격이 가까워지면서 광 투과율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 자성체의 농도가 일정한 경우 자기장 세기가 커질수록 자성 입자들의 응집 컬럼의 굵기는 가늘어지고 이웃한 컬럼간 간격이 가까워지면서 광량이 증가하는 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 투명한 필름 형태의 지지체, (메타)아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 올레핀 수지로 구성된 군에서 선택되는 고분자 수지; Fe3O4, Fe2O3, CoFe2O4, MnFe2O4, CoPt 및 FePt로 구성된 군에서 선택되고, 상기 고분자 수지 내부에 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자성 입자의 직경은 0.001 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자성 입자가 고분자 수지액에 부피 분율 0.001 ~ 0.3으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지체는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아크릴, 에폭시, 폴리이미드, 폴리우레탄 및 폴리염화알루미늄 필름으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름.
  5. 다음을 포함하는, 고분자 복합 필름의 제조방법:
    (a) 자성 입자를 분산제 및 광 개시제를 포함하는 고분자 수지액에 습윤시키는 단계;
    (b) 상기 자성 입자가 습윤된 고분자 수지액을 균질화하여 분산시킨 다음, 자성 분산액을 형성하는 단계;
    (c) 상기 자성 분산액을 지지체에 코팅하는 단계;
    (d) 상기 코팅된 자성 분산액 필름을 자기장 인가시켜 자기장의 방향에 따라 정렬되어 컬럼(column)을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 컬럼이 형성된 자성 분산액 필름에 자외선으로 경화시키는 단계.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계의 자성 입자는 Fe3O4, Fe2O3, CoFe2O4, MnFe2O4, CoPt 및 FePt로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 자성 입자의 직경은 0.001 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계의 고분자 수지액에 자성 입자가 부피 분율 0.001 ~ 0.3으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계의 광 개시제는 α-히드록시케톤계 화합물, 페닐글리옥실레이트계 화합물, 벤질디메틸케탈계 화합물, α-아미노케톤계 화합물, 모노아실포스핀계 화합물, 비스아실포스펜계 화합물, 포스핀옥시드계 화합물 및 메탈로센계 화합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계의 고분자 수지액에 광 개시제가 160ppm ~ 2,500ppm로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 (a)단계의 고분자 수지액은 (메타)아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 올레핀 수지로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 (c)단계의 지지체는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아크릴, 에폭시, 폴리이미드, 폴리우레탄 및 트리아세틸셀룰로오스(TAC ; Triacetylcellulose) 필름으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합 필름의 제조방법.
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