KR20200015121A - 광학기기 렌즈용 스페이서 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학기기 렌즈용 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 저가격, 플레어 현상의 방지, 저흡습성, 내약품성, 두께 균일성, 용이한 가공성, 및 생산 편리성이 개선되고, 다양한 두께로 대응 가능하며 표면강도가 우수한 스페이서를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명의 스페이서는, 저가격, 플레어 현상의 방지, 저흡습성, 내약품성, 두께 균일성, 용이한 가공성, 및 생산 편리성이 개선되고, 다양한 두께로 대응 가능하며 표면강도가 우수한 효과가 있다.

Description

광학기기 렌즈용 스페이서 및 그 제조방법 {SPACER FOR LENS OF OPTICAL DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 광학기기 렌즈용 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 플레어를 방지할 수 있고 내약품성 및 표면강도가 우수한 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 카메라뿐만이 아니라, 스마트폰, 노트북 또는 태블릿 PC 등과 같은 광학기기에도 카메라 모듈이 장착되어 있다. 이와 같은 카메라 모듈은 다수 개의 렌즈를 포함하고, 렌즈와 렌즈 사이에는 스페이서(spacer)가 개재되어 있다.

일반적으로 광학기기 렌즈용 스페이서는 렌즈와 렌즈 사이에 끼워져 렌즈 사이의 간격을 유지시키는 역할을 하며, 이와 같은 스페이서는 보통 빛을 차단하기 위하여 불투명 재질로 코팅하여 형성되는 경우가 대부분이다.

예를 들어, 종래의 필름 타입 스페이서는, 블랙 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)에 유기 피막을 코팅하여 제조한다. 구체적으로, 특허문헌 1 는, 광학기기용 차광재를 제조하기 위해, 바인더 수지, 흑색 미립자 및 변동 계수가 20 이상인 매트제를 포함하는 도공액을 준비하고, 상기 도공액을 기재 상에 도포하고 건조시켜 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학기기용 차광재의 제조 방법을 개시하고 있다. 그러나 특허문헌 1 의 차광재의 경우, 펀칭과 같은 가공시에 버(Burr)가 발생하며, 가공에 의해 발생한 관통공 내부 수직면의 기재가 노출되어 플레어(Flare)현상이 발행한다. 또한, 특허문헌 1 은 기재로서 블랙 PET 를 사용하고, 기재 상에 차광막을 건조를 통해 형성시킨다. 그러나 PET 는 흡습에 약하며, 건조에 의해 형성된 차광막은 내약품성 및 표면 강도가 좋지 않은 단점이 있다.

한편, 특허문헌 2 는, 금속 또는 합금으로 이루어지고 그 표면에 산화피막이 형성된, 스페이서를 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 2 의 스페이서는 침상구조의 산화피막(0.1 ~ 1.0㎛)을 갖게 되며, 이는 외부 충격에 의해 손상되기 쉽다. 상기 손상에 의해 산화피막에 크랙, 변색, 스크래치 등이 발생할 경우, 반사율이 증가하게 되어 차광 효과가 감소하는 단점이 있다. 또한, 단가가 매우 높고, 두께(Thickness) 편차가 크며, 다양한 두께의 스페이서를 제조하는 것이 어렵다는 단점이 있다.

공개특허공보 10-2014-0019416(2014.02.14.) 등록특허공보 10-1173835(2012.08.07.)

본 기술분야에서는, 저가격, 플레어 현상의 방지, 저흡습성, 내약품성, 두께 균일성, 용이한 가공성, 생산 편리성, 다양한 두께로 대응 가능하고 표면강도가 우수한 스페이서에 대한 개발이 요구되고 있다.

그러나 종래의 스페이서는, 플레어 현상, 버(Burr)가 발생하고, 흡습, 내약품성, 표면 강도가 열악하고, 단가가 높으며, 두께(Thickness) 편차가 크고, 다양한 두께의 스페이서를 제조하는 것이 용이하지 않음과 같은 문제점이 있었다.

이에, 본 발명의 목적은, 플레어 현상의 방지, 내스크래치성, 내약품성, 두께 균일성, 용이한 가공성, 및 생산 편리성이 개선되고, 다양한 두께로 대응 가능하며 표면강도 및 정전기가 발생하지 않는 우수한 스페이서를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 연구를 실시한 결과, 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재 상의 양면에 유기층을 형성시키고, 이 유기층이 형성된 기판을 스페이서 형상으로 가공하여 노출된 관통 구멍 안쪽의 내부 수직면을 포함하는 기재 노출면(관통 구멍 안쪽의 내부 수직면의 노출면을 포함한, 유기층이 형성되지 않은 기재 노출면)에 산화 처리를 하여 산화 피막을 형성하고, 상기 유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 입자, 매트제 및 용제를 포함하는 조성물로부터 형성되며, 상기 바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 유연한 수지를 포함하여 상기 목적을 실현할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 스페이서는, 종래의 필름 타입에서 발생할 수 있는 플레어 현상을 방지할 수 있으며, 종래의 동 또는 동 합금을 전체 산화 처리 하는 스페이서에서 발생할 수 있는 내스크래치성과 스크래치에서 발생할 수 있는 빛 반사를 방지할 수 있다. 그 외 내약품성, 두께 균일성이 개선되고, 다양한 두께로 대응 가능하며 정전기 발생을 방지할 수 있기 때문에 가공성이 우수한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 스페이서의 구조를 나타낸 것이다. 유기층이 적층된 기재에 산화 처리를 할 경우, 기재는 약 1 ~ 2㎛ 정도 엣칭되면서 산화피막이 형성된다. 이 경우, 내벽으로 들어온 빛이 외부로 나가기 어려운 구조가 형성된다. 따라서, 내벽의 산화 처리로 인해 플레어 현상을 방지할 수 있으며, 구조적인 강점으로 인해서 플레어 현상을 더욱 방지할 수 있다.
도 2 는 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서의 표면을 SEM(Scanning Electron Microscope;주사 전자 현미경) (X1000, X2000 배율)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 3 은 종래의 필름타입 스페이서 기재의 표면을 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 4 는 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서의 표면의 내스크래치성을 판단하기 위하여 힘을 가한 후의 표면을 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 5 는 종래의 동 또는 동 합금 스페이서 기재의 표면에 힘을 가한 후 SEM (X1000, X2000 배율) 으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 6 은 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서 제품의 단면을 틸팅하여 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 7 은 종래의 필름타입 스페이서 기재의 단면을 틸팅하여 SEM (X1000, X2000 배율) 으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 8 은 종래의 동 또는 동 합금 스페이서 기재의 단면을 틸팅하여 SEM (X2000, X3000 배율) 으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 9 는 도 10 및 도 11 의 측정 위치에 대해 나타낸 모식도이다.
도 10 은 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서 제품을 관통공 가공 후 원형의 안쪽 단면을 광학 현미경 (X500 배율)로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 11 은 종래의 필름타입 스페이서 제품을 관통공 가공 후 원형의 안쪽 단면을 광학 현미경 (X500 배율)로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 12 는 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서 제품의 산화 처리 전후 표면을 SEM (X1000)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 13 은 제조예 4 로 제조된 스페이서 제품의 산화 처리 전후 표면을 SEM (X1000)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 14 는 제조예 1 로 제조된 본 발명의 스페이서 제품의 산화 처리 및 관통공 공정 후 관통공 부위 표면을 SEM (X2000)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.
도 15 는 제조예 4 로 스페이서 제품의 산화 처리 및 관통공 공정 후 관통공 부위 표면을 SEM (X2000)으로 측정한 사진을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은, 기재 상의 양면에 유기층이 형성된 스페이서로서,

상기 스페이서는 가공에 의해 관통공이 형성되어 있고,

관통공 내측의 내부수직면을 포함하는 기재의 노출면(관통 구멍 안쪽의 내부 수직면의 노출면을 포함한, 유기층이 형성되지 않은 기재 노출면)에는 산화피막이 형성되고,

상기 유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 미립자, 매트제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성되고,

상기 바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 플렉서블 수지를 포함하는 것인, 광학 기기 렌즈용 스페이서를 제공한다.

상기 기재는, 산화에 의해 피막을 형성할 수 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으나, 산화피막의 형성 용이성 및 빛 흡수성을 고려하였을 때, 동 또는 동 합금이 바람직하다. 또한, 두께 균일성 및 단가를 고려하였을 때, 전해 동박이 보다 바람직하다.

기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 통상 요구되는 스페이서의 두께가 0.02~0.50mm 이므로, 이를 고려하여 기재의 두께를 적절히 조정할 수 있다. 구체적으로, 기재의 두께는 0.01~0.40mm 가 바람직하고, 0.02~0.30mm 가 보다 바람직하다. 또한, 스페이서의 두께는 0.02~0.50mm 가 바람직하고, 0.03~0.40mm 가 보다 바람직하다.

유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 미립자, 매트제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성되며, 임의로 첨가제를 추가할 수 있다.

바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 플렉서블 수지를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 구성을 모두 충족함에 따라, 도막의 표면강도 및 내약품성, 플렉서블리티 효과를 갖는다.

에폭시 수지는 에폭시기를 분자 중에 포함하는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 수지의 비제한적인 예로는 비스페놀A, 비스페놀F, 크레졸노볼락, 디시클로펜타젠, 트리스페닐메탄, 나프탈렌, 바이페닐형 및 이들의 수소 첨가 에폭시 수지 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.

에폭시 수지의 함량은 도포 액에 포함된 고형분 중, 바람직하게는 15 중량% 이상, 보다 바람직하게는 20 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 25 중량% 이상이며, 50 중량% 이하, 바람직하게는 40 중량% 이하, 보다 바람직하게는 30 중량% 이하로 할 수 있다.

우레탄 수지는 변성 우레탄 수지를 포함하며, 우레탄 수지는 에스테르 타입 우레탄계, 에테르 타입 우레탄계, 우레탄계, 변성 우레탄 아크릴레이트계, 변성 우레탄 에폭시, 실리콘 변성 우레탄, 불소계 변성 우레탄 등이 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 에폭시기가 함유된 변성 우레탄 에폭시가 사용될 수 있다.

우레탄 수지 함유율은 도포액에 포함된 고형분 중, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이상이며, 50 중량% 이하, 바람직하게는 40 중량% 이하, 보다 바람직하게는 30 중량% 이하로 할 수 있다.

본 명세서에서 변성이란, 기본 골격 물질에 추가 필요 물성을 부여하기 위하여, 기본 골격에 추가적인 반응물(들)을 반응시켜 합성하는 것을 의미한다. 예를 들어, 변성 우레탄이란 우레탄을 포함하여 적게는 두 가지 이상의 반응물을 합성하여 만든 물질이고, 변성 우레탄 에폭시란 기본 골격을 우레탄으로 유지하고 열경화성을 부여하기 위하여 에폭시기를 합성시켜 부여한 물질이라고 할 수 있다.

플렉서블 수지는 천연, 변성 또는 합성 러버(고무)가 사용될 수 있으며, 예를 들어 폴리이소프렌 러버, 폴리부타디엔 러버(BR), 스티렌 부타디엔 러버(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 러버(변성 SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-부틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBBS), 에틸렌프로필렌 공중합체(EPDM), 클로로프렌 러버, 아크릴 러버, 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR) 등을 들 수 있다. 또한, 폴리부타디엔 러버(BR), 스티렌 부타디엔 러버(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 러버(변성 SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR)를 사용하는 것이 바람직하며, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR)를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명은 상기 플렉서블 수지를 사용함으로써 분산성, 은폐력, 유연성, 내스크래치성 및 내크랙성이 향상되는 효과를 갖는다.

플렉시블 수지의 함량은 도포액에 포함된 고형분 중, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상이며, 20 중량% 이하, 바람직하게는 15 중량% 이하, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하로 할 수 있다.

상온 건조형 수지로서는 불소계 수지, 아크릴/실리콘 수지, 알키드 수지, 셀룰로오스계 수지 등의 1 또는 2 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 셀룰로오스계 수지를 사용할 수 있다. 상기 상온은 약 20℃를 의미한다.

상온 건조형 수지의 함량은 도포 액에 포함된 고형분 중, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 15 중량% 이상이며, 25 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이하, 보다 바람직하게는 15 중량% 이하이다.

경화제로서는 다관능 페놀 화합물, 폴리카르복실산 및 그 산무수물, 지방족 또는 방향족의 아민, 변성품 아민, 폴리아미드 수지, 폴리메르캅토 화합물, 이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 지방족 아민 또는 이미다졸계 화합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 이들 경화제의 배합 비율은, 통상 사용되는 양적 비율로 사용할 수 있다.

흑색 미립자는 바인더 수지를 흑색으로 착색시켜 차광성을 부여하기 위해 배합된다. 흑색 미립자로서는 예를 들면 카본블랙, 티탄블랙, 아닐린블랙, 산화철 등을 들 수 있다. 그 중에서도 카본블랙은 도막에 차광성과 대전 방지성의 양 특성을 동시에 부여할 수 있기 때문에 바람직하게 사용된다.

매트제로는 무기 입자(예를 들면 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화 알루미늄, 실리카, 카올린, 클레이, 탈크 등)나 수지 입자(예를 들면 아크릴 수지 입자, 폴리스티렌 수지 입자, 폴리우레탄 수지 입자, 폴리에틸렌 수지 입자, 벤조구아나민 수지 입자, 에폭시 수지 입자 등)를 들 수 있으며, 그 중에서 실리카가 바람직하고, 특히 다공성 실리카가 바람직하다. 상기 다공성 실리카의 평균 입경은 1㎛~10㎛ 가 바람직하고, 평균 입경 1㎛~4㎛ 가 보다 바람직하다.

매트제의 함유량은 바인더 수지 100 중량부에 대해서 5 중량부 이상, 바람직하게는 10 중량부 이상, 보다 바람직하게는 15 중량부 이상이고, 50 중량부 이하, 바람직하게는 40 중량부 이하, 보다 바람직하게는 30 중량부 이하로 할 수 있다.

본 발명의 유기층에는, 본 발명의 기능을 훼손하지 않는 범위에서 추가적인 효과를 발현하기 위하여 난연제, 항균제, 산화 방지제, 가소제, 레벨링제, 유동 조정제, 소포제, 분산제 등의 첨가제를 추가할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

용매로서는 물이나 유기 용제, 물과 유기 용제의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 유기 용제는, 예를 들어, 케톤류, 방향족 탄화수소류, 글리콜에테르류, 글리콜 에테르아세테이트류, 에스테르류, 알코올류, 지방족 탄화수소, 석유계 용제 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류；톨루엔, 자일렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류；셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜 에테르류；디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜부틸에테르아세테이트 등의 글리콜에테르아세테이트류；아세트산에틸, 아세트산부틸 및 상기 글리콜에테르류의 아세트산에스테르화물 등의 에스테르류；에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류；옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소；석유 에테르, 석유 나프타, 수첨 석유 나프타, 솔벤트 나프타 등의 석유계 용제 등이다.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 스페이서의 제조 방법을 제공한다.

a) 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재상의 양면에 유기층을 도포하는 단계;

b) 도포된 유기층을 건조 및 열경화시키는 단계;

c) 관통공을 갖는 스페이서 형상으로 가공하는 단계;

d) 가공에 의해 발생한 관통공 내부 수직면을 포함한 노출된 기재의 표면을 산화시켜, 산화피막을 형성하는 단계,

여기서, 상기 유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 미립자, 매트제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성되고,

상기 바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 플렉서블 수지를 포함한다.

상기 a) 단계에서 유기층을 도포하는 단계는, 통상 콤마 코터, 슬롯 다이 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼롤 코터, 그라비아 코터, 마이크로 그라비아 코터, 스프레이 코터 등으로 도포할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 b) 단계에서 열경화는 저온 또는 고온 열경화이며, 이는, 저온 경화제 또는 경화 촉진제 등의 사용 유무, 사용되는 유기층의 구성 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 저온 열경화의 예로서, 40~100℃ 에서 30 ~ 100분 동안 경화를 진행할 수 있으며, 고온 열경화의 예로서, 100 ~ 200℃ 에서 30 ~ 100분 동안 경화를 진행할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

열 경화에 사용되는 장치로는, 열풍 순환식 건조로나 IR로, 핫 플레이트, 컨벡션 오븐 등, 증기에 의한 공기 가열 방식의 열원을 구비한 것을 사용할 수 있다. 이 장치를 사용한 가열 방법으로는, 건조기 내의 열풍을 향류 (向流) 접촉시키는 방법, 혹은 노즐로부터 지지체에 분사하는 방법을 사용할 수 있다. 나아가서는, 나노화 과열 건조 증기를 생성할 수 있는 장치를 사용한 그 나노화 과열 건조 증기에 의한 열 경화 방법을 사용할 수도 있다.

상기 c) 단계에서의 가공은, 해당 기술분야에서 널리 사용되는 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 펀칭(프레스)을 하여 가공을 할 수 있다.

상기 d) 단계에서 기재를 산화시켜 산화피막을 형성하는 단계는, 해당 기술분야에서 널리 사용되는 방법을 통해 수행할 수 있으며, 예를 들어, 알칼리성 용액에 아염소산소다와 같은 산화제를 첨가하여 대략 70 ~ 80℃의 온도에서 산화 처리를 할 수 있다. 이 때, 기재 상에 형성된 유기층은, 산화 처리에 반응을 하지 않는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같은 스페이서에 대하여, 이하 실시예를 사용하여 보다 상세하게 설명한다.

실시예

제조예 1

1. 하기 성분 조성으로 이루어진 본 발명의 유기층용 조성물을 준비하였다.

성분	함량(중량부)
비스페놀 A 에폭시(에폭시 당량 180-190g/eq, 고형분 질량100%)	7.6
o-크레졸 노볼락 에폭시(에폭시 당량 200-210g/eq, 고형분 질량65%)	4.5
변성 우레탄 에폭시 수지(고형분 질량30%, 에폭시 당량 265-280g/eq)	14.5
NBR(아크릴로니트릴-부타디엔 러버) (고형분 질량30%)	3.0
CAB(셀룰로오스 아세테이트 부티레이트) (고형분 질량70%)	4.4
카본블랙(흑염화탄소, 고형분 질량100%)	4.4
실리카(다공성 실리카, D50:1.0㎛~2.0㎛)	2.5
폴리 아민 경화제(아민가 450-500mgKOH/g, 고형분 질량100%)	1.6
사이클로 헥사논(용제)	2.0

2. 두께가 18㎛ 인 동박 위에 준비한 상기 조성물을 Micro Gravure Coating을 통해 도포하였다.

3. 박스 오븐에 45℃, 6시간 동안 열풍 건조를 하고, 150℃, 30분 동안 열경화하여, 4±1㎛ 막두께의 유기층을 형성하였다.

4. 경화시킨 상기 조성물로 이루어진 유기층을 형성한 기재를 원형의 관통공을 통하여 가공(Punching) 후 링 형상의 스페이서를 제조하였다.

5. 상기 스페이서를 산화 처리 약액(YMT社 LDB A, LDB B) 에 10분 동안 침적하여 노출된 구리가 산화피막을 형성한 뒤 수세 처리 하여 약액을 제거하였다.

6. 상기 스페이서에 잔존해 있는 수분을 오븐 건조를 통해 제거한 후 최종 스페이서 제조를 완료하였다.

제조예 2

하기 방법을 통해, 종래의 필름 타입 스페이서를 제조하였다.

1. 하기를 포함하는 종래의 필름 타입 스페이서 차광 형성용 도포액을 준비하였다.

성분	함량(중량부)
아크릴 폴리올(고형분 질량50%)	153.8
이소시아네이트(고형분 질량75%)	30.8
카본블랙(흑염화탄소, 고형분 질량100%)	24
실리카 (평균입경 5 ㎛)	3.0
메틸에틸케톤, 톨루엔(용제)	611.4~1091.4

2. 두께가 25㎛ 인 블랙 PET 위에 준비한 상기 차광 형성용 도포액을 Micro Gravure Coating을 통해 도포하였다.

3. 박스 오븐에 45℃, 24시간 동안 열풍 건조하여, 3±1㎛ 막두께의 유기층을 형성하였다.

4. 경화시킨 스페이서용 차광재를 원형의 관통공을 통하여 가공 후 링 형상의 스페이서를 제조하였다.

제조예 3

하기 방법을 통해, 종래의 동 또는 동 합금 스페이서를 제조하였다.

1. 두께가 0.035mm인 동판을 원형의 관통공을 통하여 링 형상의 스페이서를 제조한다.

2. 황산용액 (10wt%)으로 2분 동안 침적시켜 표면 처리를 행한다.

3. 산화 처리 약액 (YMT社 LDB A, LDB B)를 첨가한 처리액에 상기 스페이서를 10분 동안 침적시킨다.

4. 상기 스페이서를 수세 처리하고 90℃ 오븐 건조하여 제조를 완료한다.

제조예 4

제조예 1 에서 NBR(아크릴로니트릴-부타디엔 러버) 를 제외한 성분을 사용하여, 제조예 1 의 공정으로 스페이서를 제조하였다.

스페이서의 표면 측정(SEM)

실시예 1

상기 제조예 1 에서 제조된 스페이서를 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정하였다. 그 결과를 도 2 에 나타내었다.

도 2 에 나타난 바와 같이, 실리카 입자가 단독으로 표면에 노출 없이 수지에 포함되어 결합력이 향상됨을 알 수 있다. 또한, 이로서 경도, 내스크래치성, 내약품성이 향상될 수 있음을 확인할 수 있다.

비교예 1

상기 제조예 2 에서 제조된, 종래의 필름 타입 스페이서 기재의 표면을 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정하였다. 그 결과를 도 3 에 나타내었다.

도 3 에 나타난 바와 같이, 실리카 혹은 수지가 결합되지 않은 상태로 노출되며 이러한 부분이 스크래치나 약품에 의해 박리될 가능성이 있음을 확인할 수 있다.

스페이서의 내스크래치성 측정

실시예 2

상기 제조예 1 에서 제조된 스페이서의 내스크래치성을 판단하기 위하여, UTM(Universal Testing Machine) 장비를 사용하여 10N 로드셀로 5회 반복 후, 그 표면을 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정하였다. 그 결과를 도 4 에 나타내었다.

도 4 에 나타낸 바와 같이, 제조예 1 의 스페이서는, 스크래치가 발생하지 않았으므로, 우수한 내스크래치성을 갖고 있음을 확인하였다.

비교예 2

상기 제조예 3 에서 제조된, 종래의 동 또는 동 합금 스페이서의 내스크래치성을 판단하기 위하여, 상기 실시예 2 와 동일한 조건으로 힘을 가한 후, 그 표면을 SEM (X1000, X2000 배율) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 5 에 나타내었다.

도 5 에 나타난 바와 같이, 산화 처리로 형성된 스머트가 외부 힘 또는 압력에 의해 형성된 스머트가 파괴되거나 누움으로써 반사율이 증가하므로, 차광 효과가 저하되는 것을 확인할 수 있다.

스페이서를 틸팅한 단면의 측정(SEM)

실시예 3

상기 제조예 1 에서 제조된 스페이서 제품의 단면을 틸팅하여 SEM (X1000, X2000 배율)으로 측정하였으며, 그 결과를 도 6 에 나타내었다.

도 6 에 나타난 바와 같이, 제조예 1 에서 제조된 스페이서는 그 표면 및 내벽면 경계점에서 버(Burr)가 발생하지 않았으며, 내벽면의 산화 처리에 의해 플레어 현상을 보다 완벽히 방지할 수 있는 구조가 형성되었음을 확인하였다.

비교예 3

상기 제조예 2 에서 제조된, 종래의 필름타입 스페이서 기재의 단면을 틸팅하여 SEM (X1000, X2000 배율) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 7 에 나타내었다.

도 7 에 나타난 바와 같이, 상부 유기층 및 중간 지지층으로 사용되는 필름의 영향으로 버 (Burr)가 발생함을 확인할 수 있으며, 중간 지지층인 필름의 높은 반사율에 의해서 플레어 현상이 발생하기 쉬운 구조임을 확인할 수 있다.

비교예 4

상기 제조예 3 에서 제조된, 종래의 동 또는 동 합금 스페이서 기재의 단면을 틸팅하여 SEM (X2000, X3000 배율) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 8 에 나타내었다.

스페이서의 단면 측정(광학 현미경)

실시예 4

상기 제조예 1 에서 제조된 스페이서 제품을 관통공 가공 후 원형의 안쪽 단면을 광학 현미경 (X500 배율)으로 측정하였다. 광학 현미경으로 측정한 단면의 위치는 도 9 에 나타내었으며, 측정한 결과는 도 10에 나타내었다.

비교예 5

상기 제조예 2 에서 제조된, 종래의 필름타입 스페이서 제품을 관통공 가공 후 원형의 안쪽 단면을 광학 현미경 (X500 배율)으로 측정하였다. 광학 현미경으로 측정한 단면의 위치는 도 9 에 나타내었으며, 측정한 결과는 도 11에 나타내었다.

상기 도 10 및 도 11은 관통공의 안쪽 단면이 광학 현미경의 LED에 의해 빛이 반사(플레어 현상과 유사)되는 정도를 확인한 결과이다. 도 10 및 도 11에서 보이는 바와 같이, 종래의 필름타입 스페이서(도 11)에 비해 상기 제조예 1 에서 제조된 스페이서(도 10)의 빛 반사가 현저히 적음을 확인할 수 있으며, 이로 인해 플레어 현상을 보다 더 방지할 수 있음을 확인하였다.

NBR 첨가 여부에 따른 스페이서의 표면 측정(SEM)

실시예 5

상기 제조예 1에서 제조된 스페이서 제품의 산화 처리 전후 표면을 SEM (X1000) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 12에 나타내었다.

비교예 6

상기 제조예 4에서 제조된 스페이서 제품의 산화 처리 전후 표면을 SEM (X1000) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 13에 나타내었다.

상기 도 12 및 도 13 에 나타낸 바와 같이, NBR 이 첨가되지 않은 비교예 6 의 경우, 표면 모폴로지의 변화로 유기층이 필러를 덮지 못한 상태로 필러 단독으로 돌출 되게 되고, 이로써 산화 처리 공정에서 필러 탈락으로 이어지게 되며, 필러 탈락으로 인해 스크래치 내성이 감소되고, 탈락된 부위의 빛 반사가 발생할 가능성이 높아지게 됨을 확인하였다.

실시예 6

상기 제조예 1에서 제조된 스페이서 제품의 산화 처리 및 관통공 공정 후 관통공 부위 표면을 SEM (X2000) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 14에 나타내었다.

비교예 7

상기 제조예 4에서 제조된 스페이서 제품의 산화 처리 및 관통공 공정 후 관통공 부위 표면을 SEM (X2000) 으로 측정하였다. 그 결과를 도 15에 나타내었다.

상기 도 14 및 15 에 나타낸 바와 같이, 비교예 7 의 경우, 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다. NBR과 같은 플렉서블 수지는 플렉시블성을 향상시키기도 하지만 충격에 의한 충격강도를 감소시킬 수 있는 역할도 하므로, NBR 이 없는 비교예 7 의 경우, 관통공에 의한 충격을 흡수하지 못하고 관통공 주위 크랙이 발생한 것으로 판단된다(도 15). 반면, 실시예 6 의 경우, NBR 이 관통공에 의한 충격강도를 줄여주므로 크랙이 발생하지 않은 것으로 판단된다(도 14).

스페이서들의 비교 및 평가

상기 제조예 1에서 제조된 스페이서 제품(본 발명 스페이서), 상기 제조예 2에서 제조된 스페이서 제품(종래 필름 타입 스페이서), 상기 제조예 3에서 제조된 스페이서(종래 동 또는 동합금 스페이서), 상기 제조예 4에서 제조된 스페이서 제품(NBR을 제외한 성분을 사용하여 제조한 스페이서)의 물성 및 특성을 비교 분석하였다. 그 결과를 하기 표에 나타내었다.

비교 항목 및 방법		제조예 1	제조예 2	제조예 3	제조예 4
경도	JIS K-5400	4H	1H	HB	2H
반사율	JIS K-7105	1.5±1.0%	4.0±1.0%	3.0±1.0%	4.0±1.0%
내약품성(황산 10wt%)	25분 침적 후 UV-Visible 측정 (UV-VIS 분광광도계)	용출 없음	용출 발생	용출 없음	용출없음
내약품성 (산화 처리 약액 LDB A, LDB B)	25분 침적 후 UV-Visible 측정 (UV-VIS 분광광도계)	용출 없음	용출 발생	용출 없음	용출 없음
크랙 (Crack)	MIT Test(90°, 50cpm, 500g하중, 500cycle) 및 관통공 공정 후 현미경 및 SEM 관측	발생 없음	발생 없음	발생 없음	발생
버(Burr)	관통공 공정 후 현미경 및 SEM 관측	발생 없음	발생	발생 없음	발생 없음
총 스페이서 두께 조절의 용이성	-	가능(유기층으로 두께 조절)	가능 (유기층으로 두께 조절)	용이하지 않음	가능 (유기층으로 두께 조절)
스크래치내성	UTM (10N 로드셀, 5회 반복)	내성 있음	내성 있음	내성 없음(스크래치 발생)	내성 있음

Claims (13)

1. 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재 상의 양면에 유기층이 형성된 스페이서로서,
   상기 스페이서는 가공에 의해 관통공이 형성되어 있고,
   관통공 내측의 내부수직면을 포함하는 기재의 노출면에는 산화피막이 형성되고,
   상기 유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 미립자, 매트제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성되고,
   상기 바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 플렉서블 수지를 포함하는 것인, 광학기기 렌즈용 스페이서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경화제는 지방족 아민 또는 이미다졸계 경화제를 사용하는 것을 특징으로 하는, 스페이서.
3. 제 1 항에 있어서,
   바인더 수지 중, 상온 건조형 수지는 셀룰로오스계 수지인 것을 특징으로 하는, 스페이서.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 매트제는 평균 입경 1㎛~4㎛ 의 다공성 실리카 미립자인 것을 특징으로 하는, 스페이서.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 플렉서블 수지는 폴리부타디엔 러버(BR), 스티렌 부타디엔 러버(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 러버(변성 SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 또는 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR) 인 것을 특징으로 하는, 스페이서.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재의 두께는 0.01~0.40mm 이고, 상기 기재에 유기층이 형성된 스페이서의 두께는 0.02~0.50mm 인 것을 특징으로 하는, 스페이서.
7. 하기 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 스페이서의 제조 방법:
   a) 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재상의 양면에 유기층을 도포하는 단계;
   b) 도포된 유기층을 건조 및 열경화시키는 단계;
   c) 관통공을 갖는 스페이서 형상으로 가공하는 단계;
   d) 가공에 의해 발생한 관통공 내부 수직면을 포함한 노출된 기재의 표면을 산화시켜, 산화피막을 형성하는 단계,
   여기서, 상기 유기층은 바인더 수지, 경화제, 흑색 미립자, 매트제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성되고,
   상기 바인더 수지는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 상온 건조형 수지 및 플렉서블 수지를 포함함.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 경화제는 지방족 아민 또는 이미다졸계 경화제를 사용하는 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   바인더 수지 중, 상온 건조형 수지는 셀룰로오스계 수지인 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 매트제는 평균 입경 1㎛~4㎛ 의 다공성 실리카 미립자인 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 플렉서블 수지는 폴리부타디엔 러버(BR), 스티렌 부타디엔 러버(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 러버(변성 SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 또는 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR) 인 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 동 또는 동 합금으로부터 선택된 기재의 두께는 0.01~0.40mm 이고, 상기 기재에 유기층이 형성된 스페이서의 두께는 0.02~0.50mm 인 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 열경화 방법은 저온 또는 고온 열경화인 것을 특징으로 하는, 스페이서의 제조 방법.

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