KR20220152056A - 차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서 - Google Patents

차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서에 관한 것으로, 기재의 양면에 본 발명의 차광성 잉크 조성물을 이용하여 필름층을 형성하여 광학기기 렌즈용 스페이서로 제공되는 것으로, 완전한 빛의 흡수를 통해 플레어 현상을 방지할 수 있다.
또한, 또한, 상기 잉크 조성물을 이용한 스페이서는 흑색 색상으로의 색감이 뛰어나고, 필름층의 접착력이 우수하며, 물리적 특성이 우수하여, 외부의 충격에 의한 손상이 발생하지 않는다.

Description

차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서{Light shielding ink composition and spacer for optical device lens comprising the same}
본 발명은 차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서이며, 보다 구체적으로 광학기기의 렌즈에 포함되어 빛 흡수력이 우수하여 빛의 반사에 의한 플레어 현상을 방지할 수 있는 차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서에 관한 것이다.
광학기기용 스페이서는 카메라와 같은 광학기기에 사용되는 것으로, 렌즈와 같은 부품을 서로 이격시키는 등의 용도로 사용된다. 카메라는 빛의 발산 또는 수렴 현상을 이용해 이미지를 재현하는 광학 기기이며, 보통 렌즈 결합체와 렌즈 결합체에 의해 생성된 이미지를 감지하는 감광부를 포함하여 형성된다.
렌즈 결합체는 경통의 내부에 하나 이상의 렌즈가 일렬로 배치되는 방법으로 형성될 수 있으며, 렌즈와 렌즈의 사이에는 스페이서가 개재되어, 스페이서를 이용하여 렌즈들 사이의 간격을 유지시키거나 조정할 수 있다. 렌즈 및 스페이서는 경통의 형태나 크기에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 근래 제작되고 있는 모바일폰이나 그외의 휴대용 전자기기들은 다양한 기능을 구현할 수 있도록 만들어지며, 대부분의 기기들은 사진 촬영 기능을 기본적으로 제공하고 있다. 이러한 휴대용 기기들에는 사진 촬영 기능을 구현하기 위해서 소형화 된 카메라 모듈이 장착될 수 있다.
일반적인 경우, 소형 카메라 모듈은 휴대 기기에 장착될 수 있을 만큼의 적절한 크기로 축소 제작된 경통을 사용하며, 경통의 내부에 렌즈 및 스페이서가 서로 적층되는 방식으로 형성될 수 있다. 이 때, 스페이서는 소형화된 경통 및 렌즈의 크기에 맞추어 매우 작은 크기로 제작될 수 있으며 이에 따라, 두께 또한 매우 얇아질 수 있다.
상기 스페이서는 보통 빛을 차단하기 위하여 불투명 재질로 코팅하여 형성되는 경우가 대부분이다.
종래 스페이서는 PE필름 표면에 코팅을 한 다음, 천공 내지 타공 방식으로 스페이서를 제조하였기 때문에 제조 속도는 빠르다는 장점은 있으나, 툴(Tool)로 찍어 내기 때문에 보풀(burr)이 생기기 쉽다는 단점이 있다.
종래 스페이서는 표면이 입자에 엉킨 구조이고 단면에 PE필름이 노출되기 때문에 빛의 반사에 의한 플레어(flare) 현상이 일어나기 쉽다는 단점이 있다.
앞서 PE 필름 표면에 코팅하여 제조한 스페이서는 플레어 현상이 쉽게 일어난다는 문제가 있어, 이를 개선하기 위해, 금속 위에 착색층을 형성함으로써 빛의 반사를 막는 제품도 개발되었다.
상기 스페이서는 PE 필름을 사용하는 것에 비해 반사가 덜 일어나 개선되기는 하나, 입상 구조를 형성하기 때문에 완전한 빛의 흡수가 이루어지지 않아 여전히 플레어 현상이 일어난다는 문제가 있다.
상기의 문제를 해결할 수 있는 스페이서의 개발이 필요하다.
KR 10-2108558 B1
본 발명의 목적은 차광성 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광학기기 렌즈용 스페이서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기재의 양면에 본 발명의 차광성 잉크 조성물을 이용하여 필름층을 형성하여 광학기기 렌즈용 스페이서로 제공되는 것으로, 완전한 빛의 흡수를 통해 플레어 현상을 방지할 수 있는 차광성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 또한, 상기 잉크 조성물을 이용한 스페이서는 흑색 색상으로의 색감이 뛰어나고, 필름층의 접착력이 우수하며, 물리적 특성이 우수하여, 외부의 충격에 의한 손상이 발생하지 않는 광학기기 렌즈용 스페이서를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차광성 잉크 조성물은 카본 블랙; 다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide); 바인더 수지; 분산제; 및 커플링제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하며, 기재의 양면에 코팅되어 필름층을 형성하고, 흑색의 색감을 높여 빛의 반사를 방지하고, 빛의 흡수를 높인 것이다.
상기 카본 블랙은 용매에 균일하게 포함된 형태이며, 상기 용매는 메틸이소부틸케톤(MIBK, Methyl Isobutyl Ketone)이다.
상기 바인더 수지는 에폭시 수지이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학기기 렌즈용 스페이서는 알루미늄 기재; 및 상기 기재의 양면에 상기 차광성 잉크 조성물이 도포되어 형성된 필름층을 포함하며, 상기 알루미늄 기재는 중심이 관통된 도넛 형상이다.
상기 스페이서는 중심이 관통된 도넛 형상으로, 상부 및 하부면은 필름층을 포함하고, 상기 상부 및 하부면에 수직 방향인 외부 및 내부면은 흑색으로 착색된 것일 수 있다.
본 발명은 기재의 양면에 본 발명의 차광성 잉크 조성물을 이용하여 필름층을 형성하여 광학기기 렌즈용 스페이서로 제공되는 것으로, 완전한 빛의 흡수를 통해 플레어 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 잉크 조성물을 이용한 스페이서는 흑색 색상으로의 색감이 뛰어나고, 필름층의 접착력이 우수하며, 물리적 특성이 우수하여, 외부의 충격에 의한 손상이 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이서의 표면에 대한 현미경 측정 사진이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
일반적으로 카메라 렌즈용 스페이서는 렌즈와 렌즈 사이에 끼워져 렌즈 사이의 간격을 유지시키는 역할을 하는 것이다. 그리고 스페이서는 렌즈의 수광의 크기보다 다소 큰 홀을 중심부에 구비한다.
최근 카메라의 사용 뿐 아니라, 스마트폰의 사용이 증대되고 있는 상황에서, 스마트폰은 점차 카메라 성능의 향상을 위해, 스마트폰에 포함되는 렌즈의 수도 증가하고 있다.
시장조사업체의 조사 결과에 의하면, 소비자들이 구매한 스마트폰의 만족도를 결정할 때 가장 중요한 요소로서 처리 속도나 디자인보다 카메라로 분석할 만큼 카메라의 중요성이 점점 더 크게 대두되고 있다. 이렇게 카메라의 사용량과 품질의 중요성이 확대될수록 카메라 부품 시장의 수요도 높아지게 된다.
스마트폰 카메라엔 평균 4 내지 5개의 렌즈가 들어가는데, 이 렌즈들이 맞물려 발생하는 손상을 방지하고 빛이 통과하면서 간섭으로 인해 사진이 흐리게 보이거나 잔상으로 얼룩지는 플레어(flare) 현상을 억제하기 위해 흑색 스페이서(spacer)를 사용한다.
현재 스페이서의 소재로는 폴리머(polymer)를 사용하는데, 폴리에틸렌(PE) 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 시트(sheet)에 의해서 형성되고 그 표면에는 블랙 카본 코팅 등과 같은 코팅층이 형성된다. 그런데 폴리머 소재가 충격에 의해 눌리거나 손상되면 기존의 가지런한 렌즈의 배열을 흐트러뜨리게 되고 그로 인해 사진의 화질이 저하되거나 이물질이 보이는 문제가 생길 수 있다. 결국 카메라 모듈 자체를 교체해야 한다.
즉, 종래 광학기기 렌즈용 스페이서는, 기재로 폴리머를 사용하고, 기재의 양면에 흑색 필름층을 형성하여 플레어 현상을 방지한다. 다만, 폴리머는 외부 충격에 의해 손상이 되기 쉬워, 화질의 저하 또는 이물질이 보이는 문제가 발생한다.
특히 스마트폰의 사용 상태를 고려하면, 스마트폰 자체에 충격이 가해지는 경우가 많고, 이때 스마트폰 내부의 렌즈에도 외부 충격이 가해지게 되는데, 이때의 외부 충격에 의해 스페이서에 손상이 발생하는 경우가 있다.
상기와 같은 종래의 스페이서를 대체하기 위해서, 폴리머 소재의 기재를 대체하여 금속 소재를 기재로 사용하는 방안의 마련이 필요하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차광성 잉크 조성물은 카본 블랙; 다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide); 바인더 수지; 분산제; 및 커플링제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하며, 기재의 양면에 코팅되어 필름층을 형성하고, 흑색의 색감을 높여 빛의 반사를 방지하고, 빛의 흡수를 높일 수 있다.
상기 본 발명의 차광성 잉크 조성물은, 광학기기 렌즈용 스페이서의 필름층을 형성하기 위한 것으로, 후술하는 바와 같이 본 발명의 스페이서는 기재로 알루미늄(Al)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 알루미늄은 타 금속 기재인 구리와 비교하여, 비중이 작아 가벼운 특성을 나타낼 수 있다.
상기 알루미늄 기재는 폴리머 기재와 달리 외부의 충격에 의해 쉽게 손상이 발생하지 않아 물리적인 특성이 우수한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 본 발명의 잉크 조성물에 의해 필름층이 양면에 형성되고, 스페이서로 가공될 때 발생되는 수직의 내부 및 외부 면은 산화 공정에 의해 흑색 처리되어, 스페이서로 제공 시 플레어 현상을 방지할 수 있다.
상기 본 발명의 차광성 잉크 조성물은, 알루미늄 기재에 필름층을 형성하기 위한 것으로, 알루미늄 기재와의 접착성이 우수하여, 상기 잉크 조성물을 도포하고 필름층으로 형성된 후, 쉽게 제거되지 않는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 카본블랙은 입자의 평균 직경이 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 1 내지 10㎛이다. 평균 입자 직경이 상기 범위의 카본블랙을 사용함으로써, OD값 (Optical Density: 광학 농도) 이 5.0 내지 7.0이 되고, 높은 현상성, 해상성, 및 밀착성을 나타낼 수 있다. 카본블랙의 평균 입자 직경이 지나치게 크면 박막화가 어려워, 기재의 양면에 균일한 필름층으로 제조가 불가하고, 지나치게 작으면 분산 안정성이 낮아진다.
상기 카본 블랙은 용매에 균일하게 포함된 형태이며, 상기 용매는 메틸이소부틸케톤(MIBK, Methyl Isobutyl Ketone)이다. 상기 카본 블랙은 용매인 메틸이소부틸케톤에 균일하게 분산된 형태로 제공되는 것으로, 상기 카본 블랙은 용액 전체 내 35 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 일반적으로 카본 블랙은 용매 내 분산성이 낮은 문제가 있어, 이를 개선하기 위해 pH를 조절하고, 별도의 분산제를 사용해야 하나, 본 발명에서는 메틸이소부틸케톤에 의해 균일하게 분산된 카본 블랙을 사용함으로 인해, 제조 공정을 단순하게 하고, 제조된 잉크 조성물 내 카본 블랙이 균일하게 분산되어 균일한 흑색의 색감을 나타내는 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 실리카 입자는 본 발명의 잉크 조성물을 기재의 양면에 도포하고 이를 건조시켜 필름층으로 제조 시, 필름층의 끈적임(Tacky)을 최소화 또는 방지하는 구성요소다. 또한, 잉크 조성물의 구성 간의 분산성을 향상시켜 잉크의 점도를 조절하기 위한 것으로, 전체 잉크 조성물의 중량 대비 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 포함되는 경우, 잉크의 구성 성분 간의 분산이 되지 않는 문제를 방지하고, 적정 수준의 점도를 나타내 필름층으로의 형성이 가능하다.
상기 바인더 수지는 에폭시 수지일 수 있다. 상기 에폭시 수지로서, 예를 들어 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 A 형 에폭시수지의 알코올성 수산기와 에피클로르히드린의 반응에 따라 얻어지는 에폭시 수지, 비스페놀 F형 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지의 알코올성 수산기와 에피클로르 히드린의 반응에 따라 얻어지는 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비페닐글리시딜에테르, 페놀노볼락형 에폭시 수지, (o, m, p-) 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 플루오렌 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레 이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산, 스티렌, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, α-메틸스티렌, 글리세린모노(메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.
보다 구체적으로 본 발명의 바인더 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고, 필름층으로 형성 후, 필름층의 표면강도 및 내약품성을 나타낼 수 있는 바인더 수지는 제한 없이 모두 사용 가능하다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
여기서,
n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 분산제는 Disperbyk-103, Disperbyk-110, Disperbyk-111, Disperbyk-180, Disperbyk-130, Anti-Terra-203, Anti-terra-204, Anti-terra-205, Anti-terra-206, Bykumen, Disperbyk-115, Disperbyk-160, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, Disperbyk-164, Disperbyk-166, Disperbyk-167, Disperbyk-169, Disperbyk-182, Disperbyk-170, Disperbyk-171, Disperbyk-174, Disperbyk-116, Disperbyk-140, Anti-terra-U, Anti-terra-U80, Disperbyk-101, Disperbyk-107, Disperbyk-108, Disperbyk-183, Disperbyk-184, Disperbyk-185, 또는 Disperbyk-190을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Disperbyk-103이지만, 예시에 국한되지 않는다.
상기 커플링제는 실란 커플링제이며, 커플링제의 사용에 의해 기재와의 밀착성이 개선된다. 실란 커플링제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일반적으로 에폭시실란계 커플링제, 아미노실란계 커 플링제, 양이온성 실란계 커플링제, 비닐실란계 커플링제, 아크릴실란계 커플링제, 머캅토실란계 커플링제 및 이들의 복합계 커플링제를 들 수 있다.
실란 커플링제는, 예를 들어 KA-1003, KBM-1003, KBE-1003, KBM-303, KBM-403, KBE-402, KBE403, KBM-1403, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE-503, KBM-5103, KBM-602, KBM-603, KBE-603, KBM-903, KBE 903, KBE-9103, KBM-9103, KBM-573, KBM-575, KBM-6123, KBE-585, KBM-703, KBM-802, KBM-803, KBE-846, KBE9007(모두 상품명, 신에쯔 실리콘사 제조), 실퀘스트(Silquest) A-186, 실퀘스트 A-187, Y-9805(모두 상품명, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 구성 성분 이외에 차광성 잉크 조성물을 제조하기 위한 기타 첨가제로, 난연제, 산화 방지제, 가소제, 유동 조정제, 소포제 등의 첨가제를 추가할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 경화제는 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 이미다졸 계 화합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 차광성 잉크 조성물은 주제로 카본 블랙; 다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide); 바인더 수지; 분산제; 및 커플링제를 포함하며, 상기 바인더 수지는 하기와 같이 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00003
[화학식 2]
Figure pat00004
여기서,
n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 주제는 카본 블랙; 다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide); 바인더 수지; 분산제; 및 커플링제를 혼합하여 제조되는 것이며, 주제에 경화제를 혼합하여 잉크 조성물로 제조된다.
구체적으로, 상기 차광성 잉크 조성물은 주제로, 카본 블랙 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 내지 110 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 30 내지 40 중량부, 다공성 실리카 입자 30 내지 40 중량부, 분산제 3 내지 7 중량부 및 커플링제 5 내지 10 중량부로 포함할 수 있다. 상기 주제 100 중량부에 대해, 경화제는 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 혼합하여 사용 시, 기재의 양면에 필름층을 형성하여 광학기기 렌즈용 스페이서로 제공 시, 접착력이 우수하고, 흑색으로의 발색력이 우수하여, 플레어 현상을 방지할 수 있고, 외부의 충격에 의해 쉽게 손상이 발생하지 않는다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학기기 렌즈용 스페이서는 알루미늄 기재; 및 상기 기재의 양면에 본 발명의 차광성 잉크 조성물을 도포되어 형성된 필름층을 포함하며, 상기 알루미늄 기재는 중심이 관통된 도넛 형상이다.
상기 스페이서는 중심이 관통된 도넛 형상으로, 상부 및 하부면은 필름층을 포함하고, 상기 상부 및 하부면에 수직 방향인 외부 및 내부면은 흑색으로 착색된 것이다.
본 발명의 스페이서는, 종래 폴리머 기재가 아닌 금속 기재를 사용하는 것으로, 폴리머 기재와 달리 외부의 충격에 의해 쉽게 손상이 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.
이러한 종래 스페이서의 문제를 해결하기 위해, 금속 기재를 이용한 스페이서의 개발이 진행되었으나, 금속 기재를 이용한 스페이서는 금속 기재를 산화시켜 산화막을 형성시키고, 이때 산화막을 흑색으로 형성하였다. 종래 폴리머 기재에 비해 금속 기재를 사용한 경우, 외부 충격에 의해 쉽게 손상이 발생하지 않는 것을 특징으로 하나, 산화막의 경우, 흑색의 색감이 낮아 플레어 현상의 방지에 효율적이지 않은 문제가 있다.
상기의 문제를 개선하기 위해, 본 발명에서는 금속 기재로 알루미늄 기재를 사용하고, 산화막을 형성하는 것이 아닌, 흑색의 필름층을 양 면에 형성하여 플레어 현상을 방지한다.
본 발명의 스페이서는 일반적인 스페이서와 같이 도넛 형상으로 성형되는 것으로, 상부 및 하부면은 본 발명의 차광성 잉크 조성물에 의해 흑색의 필름층이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 상부 및 하부면에 수직 방향인 외부 및 내부면은 흑색으로 착색한다.
상기 내측면 및 외측면은 차광성 잉크 조성물의 도포에 의해 흑색의 필름층의 형성이 어려운 문제로 인해, 착색제를 이용하여 흑색으로 처리한다.
구체적으로 본 발명의 스페이서를 제조하기 위해서는 카본 블랙; 다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide); 바인더 수지; 분산제; 및 커플링제를 혼합하여 주제로 제조하고, 상기 주제에 경화제를 혼합하여 차광성 잉크 조성물을 제조한다.
상기 차광성 잉크 조성물은 알루미늄 기재의 양면에 도포하여 필름층을 형성한다. 상기 필름층을 형성하는 것은, 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 등의 방법을 이용할 수 있으나 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 알루미늄 기재의 양면에 잉크 조성물을 도포한 후, 열 경화에 의해 필름층을 형성한다. 상기 열 경화 방식은 100 내지 200℃에서 30 내지 60분 동안 경화를 진행할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
알루미늄 기재의 양면에 필름층이 형성되면, 중심부과 관통된 도넛 형상으로 제조하기 위한 성형 공정을 진행한다.
상기 성형 공정은 프레스 가공에 의해 제조할 수 있으나, 상기 공정 방법은 예시에 제한되지 않고, 도넛 형상으로 제조할 수 있는 방법은 제한 없이 모두 사용 가능하다.
이후 도넛 형상으로 성형된 기재는 용제 또는 탈지 제품으로 기재의 표면을 탈지하고, 물을 이용하여 수세한다. 이후, 전처리제인 강산액에 넣고 5 내지 10분 동안 담금질을 한다. 이때 강산액은 물과 희석한 희석액을 사용하며, 강산액은 염산, 황산 등 공지된 강산액을 모두 사용 가능하다. 이후, 물을 이용하여 충분히 수세 공정을 진행한 후, 착색액이 담긴 용기 내에 침전시킨 후, 30 내지 120초 동안 침지시킨 후, 물로 수세하여 착색 공정을 마무리한다.
상기 착색액은 아인산(Phosphonic acid) 0.5 내지 1.5 중량%, 황산 0.1 내지 1 중량%, 붕산(Boric acid) 0.05 내지 0.5 중량% 및 나머지 물을 포함할 수 있다. 상기 착색액은 예시에 국한되지 않고, 알리미늄 기재에 흑색으로 착색할 수 있는 착색액은 제한 없이 모두 사용 가능하다.
제조예 1
차광성 잉크 조성물의 제조
상기 차광성 잉크 조성물은 주제로, 카본 블랙, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 다공성 실리카 입자, 분산제 및 커플링제를 혼합하여 주제로 제조하고, 상기 주제에 경화제를 혼합하여 잉크 조성물로 제조하였다:
[화학식 1]
Figure pat00005
[화학식 2]
Figure pat00006
여기서,
n은 1 내지 100의 정수이다.
이때, 카본 블랙은 메틸이소부틸케톤(MIBK, Methyl Isobutyl Ketone)에 용해된 형태로 포함되는 것으로, 용액의 전체 중량 대비 카본 블랙은 35 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 잉크 조성물의 구성 성분 함량은 하기 표 1과 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
카본 블랙 100 100 100 100 100
화학식 1 50 100 105 110 150
화학식 2 20 30 35 40 50
다공성 실리카 입자 20 30 35 40 50
분산제 1 3 5 7 10
커플링제 1 5 7 10 15
경화제 1 1 1 1 1
(단위 중량부, 경화제는 주제 100 중량부에 대한 중량부임)
제조예 2
광학기기 렌즈용 스페이서의 제조
두께가 20㎛인 알루미늄 기재를 준비하고, 상기 제조예 1에서 제조한 차광성잉크 조성물을 양면에 도포하였다. 이후 오븐 내에서 150℃로, 60분 동안 열 경화하여, 양면에 각각 8㎛의 필름층을 형성하였다. 이후 기재는 원형의 관통공으로 프레스 가공한 후, 도넛 형상의 스페이서를 제조하였다. 상기 스페이서는 물을 이용하여 수세하였다. 이후, 전처리제인 0.25M의 염산액에 넣고 5 내지 10분 동안 담금질을 하였다. 이후, 물을 이용하여 충분히 수세 공정을 진행한 후, 착색액이 담긴 용기 내에 침전시킨 후, 30 내지 120초 동안 침지시킨 후, 물로 수세하여 스페이서를 제조하였다.
상기 착색액은 아인산(Phosphonic acid) 1 중량%, 황산 0.5 중량%, 붕산(Boric acid) 0.1 중량% 및 나머지 물을 포함한다.
실험예 1
스페이서의 표면 측정(SEM)
실시예 3의 차광성 잉크 조성물을 이용하여 필름층을 형성한 스페이서의 표면을 디지털 현미경(VHX 현미경, X500 배율)을 이용하여 측정하였다.
실험 결과는 도 1과 같다. 도 1은 고른 표면이 형성되어, 빛의 반사를 방지할 수 있고, 색감이 매우 우수한 흑색을 나타냄을 확인할 수 있다.
실험예 2
경도 및 반사율 측정
상기 실시예 1 내지 5에 의해 필름층이 형성된 스페이서에 대해, JIS K-5400 및 JIS K-7105에 의해 경도 및 반사율을 측정하였다.
실험 결과는 하기 표 2와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
경도 HB 4H 4H 4H 5H
반사율 4.5±1.0% 1.5±1.0% 1.0±1.0% 1.0±1.0% 5±1.0%
상기 실험 결과에 의하면, 본 발명의 실시예 2 내지 4의 차광성 잉크 조성물을 이용하여 필름층을 형성한 스페이서는 경도 및 반사율이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실험예 3
크랙 발생 여부
스페이서는 외부의 충격에 의해 손상이 발생하지 않아야 하는 점을 고려하여, MIT Test를 통해 그 결과를 확인하였다.
상기 MIT Test는 90°, 50cpm, 500g하중 및 500cycle의 조건 하에서 진행하였으며, 크랙의 발생 여부를 육안 및 SEM 측정을 통해 확인하였다. 실험 결과는 하기 표 3과 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
크랙 발생없음 발생없음 발생없음 발생없음 발생
상기 실험 결과에 의하면, 실시예 1 내지 4에서 크랙이 발생하지 않은 것을 확인하였다.
실험예 2 및 3의 결과를 통해, 알루미늄 기재에 필름층을 형성한 스페이서는, 실시예 2 내지 4의 차광성 잉크 조성물을 이용하는 경우, 우수한 스페이서로 제공될 수 있음을 확인하였다. 즉, 경도 및 반사율이 우수하고, 크랙도 발생하지 않는 스페이서로 제공될 수 있다.
실험예 4
광택 및 색차 값 평가
광택도 측정은, 60° 경면 광택도로 닛폰 덴쇼쿠 고교(주) 제품 글로스 미터 「VG2000」을 사용하여, JIS K 7105에 준거해서 측정하였다.
흑화 정도를 평가할 때는 일반적으로 CIE (International Commission on Illumination, 국제조명위원회) LAB을 사용하였다. CIE LAB에서의 색 좌표는 L*, a*, b* 로 표시하게 되며 L*는 명도, a*는 붉은색(red)와 녹색(green)의 정도, b*는 노란색(yellow)와 파란색(blue)의 정도를 나타내는 입체 좌표이다.
상기 측정 결과는 하기 표 4와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
광택도 5.3 2.7 2.4 2.1 2.0
L* 28.03 25.89 25.92 25.97 25.98
a* 0.22 -0.07 -0.08 -0.09 -0.09
b* 0.67 -1.01 -1.03 -1.05 -1.05
상기 실험 결과, 실시예 2 내지 4의 차광성 잉크 조성물을 이용하는 경우, 낮은 광택도 및 선명한 흑색으로 색감을 나타내는 것을 확인하여, 스페이서로 이용 시 플레어 현상을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 카본 블랙;
    다공성 실리카 입자(Amorphous Silicone dioxide);
    바인더 수지;
    분산제; 및
    커플링제를 포함하는 주제; 및
    경화제를 포함하며,
    기재의 양면에 코팅되어 필름층을 형성하고, 흑색의 색감을 높여 빛의 반사를 방지하고, 빛의 흡수를 높인
    차광성 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카본 블랙은 용매에 균일하게 포함된 형태이며,
    상기 용매는 메틸이소부틸케톤(MIBK, Methyl Isobutyl Ketone)인
    차광성 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 에폭시 수지인
    차광성 잉크 조성물.
  4. 알루미늄 기재; 및
    상기 기재의 양면에 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 차광성 잉크 조성물이 도포되어 형성된 필름층을 포함하며,
    상기 알루미늄 기재는 중심이 관통된 도넛 형상인
    광학기기 렌즈용 스페이서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스페이서는 중심이 관통된 도넛 형상으로, 상부 및 하부면은 필름층을 포함하고,
    상기 상부 및 하부면에 수직 방향인 외부 및 내부면은 흑색으로 착색된
    광학기기 렌즈용 스페이서.
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