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KR101394847B1 - 유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101394847B1
KR101394847B1 KR1020110136179A KR20110136179A KR101394847B1 KR 101394847 B1 KR101394847 B1 KR 101394847B1 KR 1020110136179 A KR1020110136179 A KR 1020110136179A KR 20110136179 A KR20110136179 A KR 20110136179A KR 101394847 B1 KR101394847 B1 KR 101394847B1
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South Korea
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heat
resistant resin
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transparent plastic
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이응기
이민희
신창학
박구일
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(주)엘지하우시스
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Abstract

투명 유리기판의 단점을 보완하여 경량 소재이면서도 휴대용 디스플레이 장치의 외창에 적용할 수 있는 기능성 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 투명 기재층; 상기 투명 기재층의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 접착층; 상기 제1 및 제2 접착층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 내열 수지층; 및 상기 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 하드 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH TRANSPARENT PLASTIC SHEET WHICH CAN USE IN PLACE OF GLASS SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용하기에 적합한 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트폰, PDA(personal digital assistants), 태블릿 PC(tablet personal computer) 등의 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 사용되는 투명 유리기판은 화학적 강화처리가 되어 있는 경우가 많으며, 충격강도와 표면경도 그리고 굴곡탄성률 측면에서 매우 우수한 물성을 나타낸다.
그러나, 이러한 투명 유리기판은 상대적으로 가격이 매우 고가이며, 플라스틱 등에 비하여 상당히 무겁다는 단점이 있다. 특히, 최근에는 휴대용 장치들이 점차 경량 및 박형화되는 추세에 따라 플라스틱과 같이 비중이 낮은 경량소재의 도입이 빠르게 이루어지고 있다.
이에 따라, 최근에는 투명 유리기판 대신 휴대용 디스플레이 장치들의 외창으로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 단층으로 압출한 시트를 이용하고는 있다. 그러나, PMMA 수지를 이용한 시트의 경우에는 내충격성이 낮아서 외부의 작은 충격에도 쉽게 깨지는 문제가 있다.
또한, 내충격성을 부여하기 위한 목적으로 폴리카보네이트(PC) 수지를 PMMA 수지와 공 압출한 투명 시트를 휴대용 디스플레이 장치들의 외창에 이용하고는 있다. 그러나, 이 경우 역시 비교적 낮은 굴곡 탄성율로 인해 손가락으로 누를 경우, 외창이 내부로 눌려 들어가는 문제점이 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0524832호(2005.10.28 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 투명도전성 필름이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 투명 유리기판의 단점을 보완하여 경량 소재이면서도 휴대용 디스플레이 장치의 외창에 적용할 수 있는 기능성 고강도 투명 플라스틱 시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 투명 유리기판의 표면경도에 상당히 근접하는 높은 표면경도를 가지며, 고온 및 고습에 강한 물성을 갖는 고강도 투명 플라스틱 시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트는 투명 기재층; 상기 투명 기재층의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 접착층; 상기 제1 및 제2 접착층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 내열 수지층; 및 상기 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 하드 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법은 (a) 투명 기재층의 양면에 제1 및 제2 접착층과 제1 및 제2 내열 수지층을 순차적으로 각각 부착하는 단계; 및 (b) 상기 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 제1 및 제2 하드 코팅층을 각각 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 내충격성과 고온 및 고습에 강한 특성을 가질 뿐만 아니라, 유리기판에 비하여 상대적으로 경량이며, 제조단가가 현저히 저렴한 이점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 플라스틱 소재를기반으로 하면서도 우수한 기계적 및 광학적 물성을 확보하는 것이 가능하므로, 휴대폰, 스마트폰, PDA(personal digital assistants), 태블릿 PC(tablet personal computer) 등의 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리 기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 고강도 투명 플라스틱 시트(100)는 투명 기재층(110), 제1 및 제2 접착층(120, 122), 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)과 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142)을 포함할 수 있다.
투명 기재층(110)은 대략 0.03 ~ 5mm의 두께를 가질 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 적용되는 모델에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이러한 투명 기재층(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(polyethylene terephthalate glycol : PETG), 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer : COP), 사이클로 올레핀 공중합체(cyclo-olefin copolymer : COC), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate : PEN) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이 경우, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(PETG)을 제외하고는 복합 수지로 적용하는 것이 바람직하다. 이는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(PETG) 수지의 경우 단독으로 사용하더라도 일정 강도를 가지면서도 고신율을 가지므로, 플렉시블(flexible)한 특성을 가져 곡면 부분에서의 크랙(crack) 등의 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있기 때문이다.
제1 및 제2 접착층(120, 122)은 투명 기재층(110)과 후술할 제1 내열 수지층(130) 사이, 그리고 투명 기재층(110)과 후술할 제2 내열 수지층(132) 사이에 각각 형성되어야 하며, 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)과 투명 기재층(110)의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 제1 및 제2 접착층(120, 122)은 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)과 공압출 코팅공정으로 투명 기재층(110)에 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제1 및 제2 접착층(120, 122)은 전처리 공정으로 투명 기재층(110)에 사전 코팅시키는 방법에 의하여 형성될 수도 있다.
이러한 제1 및 제2 접착층(120, 122)은 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴, EVA(ethylene co-vinyl acetate), PVAc(polyvinyl acetate) 등에서 선택된 접착제가 이용될 수 있다. 제1 및 제2 접착층(120, 122)은 그라비아 인쇄 공법, 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식의 스크린 인쇄 공법 및 플렉소 인쇄 공법, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마코팅, 롤코팅 등에서 선택된 하나의 공법을 이용하여 적정 두께로 도포하고 건조하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 접착층(120, 122) 각각은 그 두께가 낮을수록 유리하나, 제1 및 제2 접착층(120, 122) 각각의 두께가 0.5㎛ 미만일 경우 적정 수준 이상의 접착력을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 및 제2 접착층(120, 122) 각각의 두께가 5㎛를 초과할 경우에는 접착제의 사용량 증가로 제품의 경도가 낮아지며, 내열성의 문제가 있다. 따라서, 제1 및 제2 접착층(120, 122)은 0.5 ~ 5㎛의 두께로 각각 형성하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)은 제1 및 제2 접착층(120, 122)이 사전에 도포된 투명 기재층(110)의 양면에 압출코팅 공정을 통해 각각 형성되거나, 또는 제1 및 제2 접착층(120, 122)과 함께 공압출 코팅되는 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132) 각각은 중량평균 분자량 10 ~ 20만인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하며, 유리전이온도가 120 ~ 130도인 아크릴계 수지로 이루어진 것을 이용하는 것이 바람직하다. 유리전이온도가 120도 미만이거나, 또는 중량평균 분자량이 10만 미만인 아크릴계 수지를 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)으로 이용할 경우에는 비교적 고온(대략 70 ~ 90℃)에서 실시되는 휴대용 디스플레이 장치 외창의 인쇄공정에서 컬링(curling)이 발생하는 문제를 야기할 수 있다. 반대로, 유리전이온도가 130도를 초과하거나, 또는 중량평균 분자량이 20만을 초과하는 아크릴계 수지를 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)으로 이용할 경우에는 강도는 향상되나, 광학적으로 복굴절이 생길 수 있고, 냉각과정에서 잔류응력으로 인해 인쇄공정에서의 컬링 문제 발생 가능성이 커진다.
제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142)은 제1 및 제2 내열 수지층(130, 132)의 외측 면에 각각 형성된다. 이러한 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142)은 방오성, 내충격성, 내스크래치성 등을 향상시키는 역할을 하며, 일 예로 그라비아 코팅 공법에 의하여 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142) 각각은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실록산계 폴리머 재질 등에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 또한 올리고머(oligomer)와 같은 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142)은 강도 향상을 위하여 실리카(silica)계의 필러를 더 포함할 수도 있다.
상기 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142) 각각은 2 ~ 7㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142) 각각의 두께가 2㎛ 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142) 각각의 두께가 7㎛를 초과할 경우에는 효과 상승 대비 생산 비용이 더 큰 문제가 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 내충격성과 고온 및 고습에 강한 특성을 가질 뿐만 아니라, 유리기판에 비하여 상대적으로 경량이며, 제조단가가 현저히 낮아지는 이점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 플라스틱 소재를기반으로 하면서도 우수한 기계적 및 광학적 물성을 확보하는 것이 가능하므로, 휴대폰, 스마트폰, PDA(personal digital assistants), 태블릿 PC(tablet personal computer) 등의 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용하기에 적합하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트(100)는 일 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트(도 1의 100)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트(100)는 제1 및 제2 하드 코팅층(140, 142) 상에 각각 합지되는 제1 및 제2 보호 필름(150, 152)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1 및 제2 보호 필름(150, 152)은 먼지, 이물질 등으로부터 시트 표면을 보호하기 위한 목적으로 형성되는 이형 필름으로, 휴대용 디스플레이 장치의 외창에 활용할 경우에는 박리하여 사용하게 된다.
이러한 제1 및 제2 보호 필름(150, 152) 각각은 폴리에틸렌 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리에테르이미드 수지, 아세테이트 수지, 폴리스티렌 수지, 염화비닐 수지 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이러한 제1 및 보호 필름(150, 152) 각각의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 20 ~ 200㎛로 형성하는 것이 좋은 데, 이는 제1 및 제2 보호 필름(150, 152)의 두께가 너무 얇거나 두꺼울 경우 취급하는 데 어려움이 따르며, 특히 200㎛를 초과할 경우에는 제조 비용이 지나치게 상승하는 문제가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 대용으로 사용할 수 있는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법에 대하여 간략히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트를 제조하는 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 3을 참조하면, 도시된 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법은 내열 수지층 부착 단계(S210), 하드 코팅층 형성 단계(S220) 및 보호 필름 합지 단계(S230)를 포함할 수 있다.
내열 수지층 부착
내열 수지층 부착 단계(S210)에서는 투명 기재층의 양면에 제1 및 제2 내열 수지층을 각각 형성한다. 이와 다르게, 본 단계에서는 제1 및 제2 내열 수지층과 함께 투명 기재층의 양면에 제1 및 제2 접착층을 공압출할 수 있다. 이와 또 다르게, 전술한 바와 같이 사전에 제1 및 제2 접착층을 투명 기재층의 양면에 코팅하고, 별도 공정으로 제1 및 제2 내열 수지층을 제1 및 제2 접착층의 양면에 압출 코팅할 수도 있다.
투명 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(polyethylene terephthalate glycol : PETG), 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer : COP), 사이클로 올레핀 공중합체(cyclo-olefin copolymer : COC), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate : PEN) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
제1 및 제2 내열 수지층은 중량평균 분자량 10 ~ 20만인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하며, 유리전이온도가 120 ~ 130도인 아크릴계 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
하드 코팅층 형성
하드 코팅층 형성 단계(S220)에서는 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 제1 및 제2 하드 코팅층을 각각 형성한다.
이러한 제1 및 제2 하드 코팅층은 표면 경도 향상을 위해 하드 코팅액을 제1 및 제2 내열 수지층에 균일한 두께로 도포한 후, 대략 40 ~ 80℃에서 10 ~ 60분 동안 건조하는 방식으로 형성될 수 있다.
이때, 건조 온도가 40℃ 미만이거나, 경화 시간이 10분 미만일 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 건조 온도가 80℃를 초과하거나, 또는 60분을 초과할 경우에는 과도한 건조 온도 및 시간으로 인해 제품의 형상에 변형을 일으킬 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 하드 코팅층 각각은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실록산계 폴리머 재질 등에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 또한 올리고머(oligomer)와 같은 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 하드 코팅층은 강도 향상을 위하여 실리카(silica)계의 필러를 더 포함할 수도 있다.
보호 필름 합지
보호 필름 합지 단계(S230)에서는 제1 및 제2 하드 코팅층 상에 제1 및 제2 보호 필름을 합지한다.
이때, 제1 및 제2 보호 필름은 먼지, 이물질 등으로부터 시트 표면을 보호하기 위한 목적으로 형성되는 이형 필름으로, 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용할 경우에는 박리하여 사용하게 된다.
이러한 제1 및 제2 보호 필름 각각은 폴리에틸렌 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리에테르이미드 수지, 아세테이트 수지, 폴리스티렌 수지, 염화비닐 수지 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이때, 보호 필름 합지 단계(S230)는 반드시 수행해야 되는 것은 아니며, 필요에 따라 생략하는 것도 무방하다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법이 종료될 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 상기 과정(S210 ~ S230)으로 제조되는 고강도 투명 플라스틱 시트는 내충격성과 고온 및 고습에 강한 특성을 가질 뿐만 아니라, 유리기판에 비하여 상대적으로 경량이며, 제조단가가 현저히 저렴한 이점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 고강도 투명 플라스틱 시트는 플라스틱 소재를기반으로 하면서도 강화유리의 기계적 및 광학적 물성에 버금가는 물성을 확보하는 것이 가능하므로, 휴대폰, 스마트폰, PDA(personal digital assistants), 태블릿 PC(tablet personal computer) 등의 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용할 경우 가격 경쟁력 측면에서 우위를 확보할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시편 제조
실시예 1
50㎛의 두께를 갖는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름의 양면에, 그라비아 코팅 공법으로 건조 후 두께 2㎛의 폴리우레탄계 접착제를 도포하고, 별도의 압출공정을 통해 PET(polyethylene terephthalate) 필름의 양면에 유리전이온도가 125도인 아크릴계 공중합체 내열수지를 T-다이법을 이용하여 공압출 코팅하였다. 이 공압출된 전체두께는 1mm로 제조되었다.
이후, 공 압출된 시트의 양면에 하드 코팅층으로 우레탄계 폴리머를 5㎛의 두께로 각각 도포하고 50℃에서 15분 동안 경화한 후, 3cm(가로)*3cm(세로)*1mm(두께)로 절단하여 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
실시예 2
PET 필름 대신 PETG 필름을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
실시예 3
PET 필름 대신 PET 60 중량% 및 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer) 40 중량%로 이루어진 복합 필름을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
실시예 4
PET 80 중량% 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate : PEN) 20중량%로 이루어진 복합 필름을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
비교예 1
휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 상용화되어 사용되고 있는 코닝 사(社)의 Gorillaⓡ Glass를 3cm(가로)*3cm(세로)*1mm(두께)로 절단하여 강화유리 시편을 제조하였다.
비교예 2
0.6mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트(PC) 필름과 0.4mm의 두께를 갖는 PMMA 필름을 T-다이법으로 공 압출한 후, 3cm(가로)*3cm(세로)*1mm(두께)로 절단하여 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
비교예 3
1mm의 두께를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 T-다이법을 이용하여 단층으로 압출한 후, 3cm(가로)*3cm(세로)*1mm(두께)로 절단하여 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
비교예 4
유리전이온도가 100도인 아크릴계 공중합체 내열수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 플라스틱 시트 시편을 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4에 따른 시편들에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
(1) 투과도(%) 및 탁도(haze) : ASTM D1003 방법에 의거하여 Hazemeter로 측정하였다.
(2) b* : SHIMAZU UV-VIS-NIR 분광광도계(spectrophotometer)(UV-3600)로 측정하였다. 이때, b* 값은 옐로우이쉬(yellowish)한 정도를 나타내는 값으로 그 값이 클수록 더욱 노랗게 보이며, 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 사용함에 있어서 그 값이 낮을수록 좋다.
(3) 굴곡 탄성율(MPa) : ASTM D790 방법에 의거하여 측정하였다.
(4) 표면 연필경도 : ASTM D3363 방법에 의거하여 1kg 하중으로 측정하였다.
(5) 낙추 실험 : 시편이 깨지는 높이를 측정하기 위해 쇠구슬(Steel Ball) 13.2g을 일정한 높이에서 5회씩 떨어뜨리는 방식으로 낙추 실험을 하였으며, 각 시편이 깨지지 않고 견디는 낙추 최대높이를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112011100164794-pat00001
표 1을 참조하면, 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들의 경우, 투과도, 탁도 및 b* 값이 비교예 1에 따른 시편과 큰 물성 차이를 보이지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들의 경우, 굴곡탄성율 및 표면 연필경도가 9600 ~ 10000 및 5H ~ 6H로 강화유리인 비교예 1에 따른 시편에 대한 물성 값에는 미치지 못하는 수치이기는 하나, 비교예 2 ~ 3에 비해서는 높은 수치인 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들의 경우, 낙추 실험 결과 낙추 최대높이가 78 ~ 80cm로 비교예 1에 근접하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예 2 ~ 3에 따른 시편들의 경우에는 실시예 1 ~ 4와 비교해볼 때, 투과도 및 탁도는 유사한 값을 가지나, b* 값이 상당히 높게 측정된 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 굴곡탄성율 및 표면 연필경도가 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들에 비하여 상당히 낮은 값을 갖는 것을 알 수 있다. 특히, 비교예 2 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 낙추 실험 결과 낙추 최대높이가 22 ~ 23cm에 불과한 것을 확인하였다.
또한, 비교예 4에 따른 시편의 경우에는 대부분의 물성값은 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들의 물성값과 유사한 특성을 나타내기는 하였으나, 탁도가 급격히 나빠지는 것을 확인하였다.
위의 실험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ~ 4에 따른 시편들을 휴대용 디스플레이 장치의 외창으로 활용할 경우, 경량이면서도 저비용으로 강화유리의 기계적 및 광학적 물성에 버금가는 특성을 구현할 수 있다는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
100 : 고강도 투명 플라스틱 시트
110 : 투명 기재층
120, 122 : 제1 및 제2 접착층
130, 132 : 제1 및 제2 내열 수지층
140, 142 : 제1 및 제2 하드 코팅층
150, 152 : 제1 및 제2 보호 필름
S210 : 내열 수지층 부착 단계
S220 : 하드 코팅층 형성 단계
S230 : 보호 필름 합지 단계

Claims (10)

  1. 투명 기재층;
    상기 투명 기재층의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 접착층;
    상기 제1 및 제2 접착층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 내열 수지층; 및
    상기 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 각각 형성된 제1 및 제2 하드 코팅층;을 포함하고,
    상기 투명 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(polyethylene terephthalate glycol : PETG), 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer : COP) 및 사이클로 올레핀 공중합체(cyclo-olefin copolymer : COC) 중 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 내열 수지층 각각은 유리전이온도가 120℃ ~ 130℃인 아크릴계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 중량평균 분자량이 10만 ~ 20만인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하드 코팅층 각각은
    2 ~ 7㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트.
  6. (a) 투명 기재층의 양면에 제1 및 제2 접착층과 제1 및 제2 내열 수지층을 순차적으로 각각 부착하는 단계; 및
    (b) 상기 제1 및 제2 내열 수지층의 외측 면에 제1 및 제2 하드 코팅층을 각각 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 투명 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(polyethylene terephthalate glycol : PETG), 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer : COP) 및 사이클로 올레핀 공중합체(cyclo-olefin copolymer : COC) 중 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 내열 수지층 각각은 유리전이온도가 120℃ ~ 130℃인 아크릴계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계시,
    상기 투명 기재층의 양면에 상기 제1 및 제2 접착층을 사전에 형성한 후, 상기 제1 및 제2 내열 수지층을 양면에 압출 코팅하거나, 또는 상기 제1 및 제2 접착층과 상기 제1 및 제2 내열 수지층을 투명 기재층의 양면에 공압출 코팅하는 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 중량평균 분자량이 10만 ~ 20만인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이후,
    (c) 상기 제1 및 제2 하드 코팅층 상에 제1 및 제2 보호 필름을 합지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 투명 플라스틱 시트 제조 방법.
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