KR20120015273A - 적층체 및 적층체 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기재; 수지 패턴층; 및 박막코팅층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체를 제공한다. 수지 패턴층의 반대쪽에서 박막코팅층에는 보호필름 또는 제1보호코팅층이 적층될 수 있다. 더 나아가 박막코팅층과 보호필름 또는 제1보호코팅층의 사이에는 제2보호코팅층이 적층될 수 있다. 바람직하게는 상기 수지 패턴층과 박막코팅층의 사이에는 프라이머코팅층이 적층될 수 있다.
Description
본 발명은 적층체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막코팅층을 갖는 적층체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 제품의 디자인 경쟁력이 제품 경쟁력의 주요한 요소로 자리매김하고 있다. 예컨대, 가전 제품(냉장고, 에어컨, 디스플레이 장치), 등에 있어, 디자인 차별화를 통하여 시장 경쟁력을 확보하려는 노력이 집중되고 있다. 가전 제품의 디자인 차별화를 위하여 데코레이션 적층체를 가전 제품의 바디에 접착하여 제품 경쟁력을 높이고 있다.
도 1은 종래의 적층체의 적층 구조를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 종래의 적층체는 기재(10), 패턴층(20') 및 인쇄층(30)을 포함한다. 패턴층(20')은 기재(10)의 배면에 형성된다. 인쇄층(30)은 패턴층(20')의 배면에 형성된다. 상기 인쇄층(30)으로는, 전형적으로 미러 잉크의 인쇄층(30)이 사용되는데, 이러한 인쇄층(30)으로는 풍부한 색감 및 깊이감, 특히 풍부한 금속색의 색감 및 질감을 나타내는데 한계가 있었다. 또한, 미러 잉크가 고가여서, 적층체의 단가를 상승시키는 요인이 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 적층체에 풍부한 색감 및 깊이감을 부여함으로써, 제품 경쟁력을 높이는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기재; 수지 패턴층; 및 박막코팅층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체를 제공한다.
수지 패턴층의 반대쪽에서 박막코팅층에는 보호필름 또는 제1보호코팅층이 적층될 수 있다. 더 나아가 박막코팅층과 보호필름 또는 제1보호코팅층의 사이에는 제2보호코팅층이 적층될 수 있다.
바람직하게는 상기 수지 패턴층과 박막코팅층의 사이에는 프라이머코팅층이 적층될 수 있다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은 적층체가 풍부한 색감 및 깊이감을 뚜렷하게 나타내도록 하여, 세련미를 더 한층 살릴 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 적층체의 형성 공정의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 적층체에서 발생할 수 있는 결함을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 적층체에서 발생할 수 있는 결함을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11 및 도 12는 도 4의 적층체가 가전 제품에 부착되어 사용되는 형태를 보여주는 단면도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 적층체의 형성 공정의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 적층체에서 발생할 수 있는 결함을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 적층체에서 발생할 수 있는 결함을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11 및 도 12는 도 4의 적층체가 가전 제품에 부착되어 사용되는 형태를 보여주는 단면도 및 정면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "코팅"은 코팅 물질의 타겟을 스퍼터링하여 얻는 증착층이나 액상 코팅 물질을 도포하여 얻는 인쇄층을 포함하나, 접착제를 개재하여 접착된 필름은 제외한다. 접착(Adhesion)은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)를 이용한 접착을 포함한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제1실시예의 적층체는 기재(10), 수지 패턴층(20) 및 박막코팅층(40)을 포함한다. 전형적으로, 수지 패턴층은 기재와 반대쪽의 면에 패턴을 갖고, 이 패턴은 기재를 통하여 가시된다. 즉, 전형적으로, 수지 패턴층의 패턴은 기재의 전방의 관찰자에게 가시된다.
기재(10)는 유리 또는 고분자 필름과 같은 비금속 기재일 수 있다. 유리는 강화 유리가 사용될 수 있다.
수지 패턴층(20)은 기재(10)의 배면에 형성된다. 수지 패턴층(20)은 요철 패턴을 갖는다. 여기서, 요철 패턴은, 선형 라인, 비선형 라인, 헤어스핀, 헤어라인, 스크래치, 크로스해칭, 텍스춰(texture), 엠보(emboss), 프리즘, 그루브, 렌즈, 기둥(pillar), 원뿔, 다각뿔, 구멍과 같은 다양한 패턴을 포함한다. 요철 패턴은 다양한 방식으로 형성될 수 있는데, 전형적으로는 도 3과 같은 임프린팅에 의하여 형성된다. 실시예에 따라서는, 수지 패턴층 및 박막코팅층이 기재의 일부 면적에만 형성되는 것도 가능하다. 예컨대, 휴대폰 표시창의 경우, 수지 패턴층 및 박막코팅층은 기재의 테두리에만 형성되어 데코레이션 효과를 부여하고, 기재의 중심부는 디스플레이 화면이 투과될 수 있는 단순 투과창의 기능을 수행하는 것이다.
도 3은 도 2의 적층체의 형성 공정의 일 예를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 기재(10)와 몰드(M) 사이에 UV 경화 수지를 개재시킨 상태에서 UV를 조사하여 UV 경화 수지를 경화시킨다. 이때 기재(10)는 UV를 투과시키는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 기재(10)가 UV 투과성이 없는 재질로 이루어지는 경우, 몰드(M)가 UV를 투과시키는 재질로 이루어져야 한다.
UV 경화 수지를 임프린팅하여 수지 패턴층(20)을 형성하는 것 외에도 다양한 방식으로 수지 패턴층(20)을 형성할 수 있음은 전술하였다. 예컨대, 열 경화 수지를 임프린팅하여 수지 패턴층(20)을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 기재를 에칭하여 수지 패턴층을 형성하거나, 기재에 컬러 수지 물질, 등을 인쇄하여 수지 패턴층을 형성할 수 있다.
수지 패턴층(20)은 3D 입체 패턴을 가질 수 있다. 예컨대, 요부의 깊이 및 철부의 높이가 일정하지 않은 요철 패턴을 가질 수 있다. 이를 위하여, 3D 입체 패턴의 역상을 갖는 몰드를 이용하여 임프린팅 방식으로 수지 패턴층(20)을 형성할 수 있다. 또한, 다층 코팅을 통하여 수지 패턴층(20)을 형성하되, 각 층의 2D 패턴을 달리하여 3D 입체 패턴을 갖는 수지 패턴층(20)을 형성할 수도 있을 것이다. 또한, 기재(10)를 에칭하여 수지 패턴층(20)을 형성하되, 각 위치마다 에칭 깊이를 달리하여 3D 입체 패턴을 갖는 수지 패턴층(20)을 형성할 수도 있을 것이다.
수지 패턴층은 안료와 같은 색소를 포함할 수 있다.
박막코팅층(40)은 수지 패턴층(20)의 배면에 형성될 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 적층체에 있어서, 박막코팅층의 색상은 외관에 드러나, 적층체에 색감 및 질감을 부여한다.
박막코팅층(40)은 금속, 산화물, 질화물, 산질화물(oxy-nitride), 서말크로믹(thermalchromic) 물질, 포토크로믹(photochromic) 물질 및 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질 중 적어도 어느 하나가 단층 또는 다층으로 코팅된다. 여기서, 금속은 금속합금을 포함한다. 서말크로믹 물질, 포토크로믹(photochromic) 물질 및 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질은 각각 열, 광 및 전기가 인가되면 색상이 변화하는 특성을 갖는다.
예컨대, 수지 패턴층(20)의 배면에 금속층이 단층으로 코팅되거나, 금속층이 다층으로 코팅되거나, 산화물층이 단층으로 코팅되거나, 산화물층이 다층으로 코팅될 수 있다.
또한, 수지 패턴층(20)의 배면에 금속층 및 산화물층이 다층으로 코팅될 수 있다. 금속층 및 산화물층을 포함하는 박막코팅층(40)의 예로서, NbOX 코팅층/AZO(Aluminum doped Zinc Oxide) 코팅층/Ag 코팅층/AZO 코팅층/NbOX 코팅층이 1 회 이상, 예컨대 1회~4회 반복하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 서말크로믹 물질로는 VO2가 사용될 수 있는데, 박막코팅층은 VO2 박막 및 TiO2 박막이 적어도 1회 이상 반복되어 형성될 수 있다.
상기 금속으로는, 예컨대, 스테인레스스틸(SUS 316L, 등), Cu, Al, Ni, Ti, Nb, Si, Cr, 등이 사용될 수 있고, 상기 산화물로는 상기 금속의 산화물, TiO2, SiO2, Ta2O5, 등이 사용될 수 있다. 상기 질화물로는, 상기 금속의 질화물이 사용될 수 있다. 상기 산질화물로는, 상기 금속의 산질화물이 사용될 수 있다.
박막코팅층(40)은 전체 두께가 3nm~10㎛인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 박막코팅층은 전체 두께가 10~500nm이다.
박막코팅층(40)은 스퍼터링에 의하여 코팅되는 것이 바람직하고, 이 밖에, E-beam evaporation 및 저항 가열에 의하여 코팅될 수 있다. 스퍼터링하는 경우, 다양한 가스(산소, 질소 등)를 주입하여, 그 주입량에 따라 박막코팅층의 색상을 조절할 수 있어 바람직하다.
아래 표 1은 스퍼터링 조건을 나타낸다.
| 기재 히팅 온도 | 100℃ (10분) |
| 공정 압력 | 2.0~3.0 mtorr |
| Ar | 100 sccm |
| 캐리어 속도 | 33/65/130 cm/min |
| 막두께 | 30/60/120 nm |
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 적층체는 박막코팅층(40)의 배면에 보호필름(60)이 적층된다. 보호필름(60)은 박막코팅층(40)의 스크래치를 방지하는 등, 물리적 내구성을 확보하는 것에 그치는 것이 아니라, 박막코팅층(40)의 화학적 내구성을 유지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 적층체는, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 전형적으로 가전제품에 부착되는데, 이때 폴리우레탄 접착제가 사용될 수 있다. 따라서, 보호필름(60)은 폴리우레탄 접착제와 박막코팅층(40)의 화학적 반응을 차단하여 화학적 내구성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다.
보호필름(60)은 투명하거나 무채색 또는 유채색 색상을 가질 수 있다. 예컨대, 실시예에 따라 보호필름의 배면의 접착제의 색상이 적층체의 전면에 노출될 우려가 있는 경우, 보호필름(60)에 화이트색을 부여하여 접착제의 색상이 전면에 노출되지 않도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
본 실시예의 적층체는 도 4의 보호필름(60)을 대신하여 제1보호코팅층(70)을 가진다. 상기 제1보호코팅층은 인쇄층일 수 있다. 또한, 상기 제1보호코팅층은, Si3N4, SiC, NbOx, TiN, Ti 및 DLC중 적어도 어느 하나의 물질의 코팅층으로서, 예컨대 CVD, 스퍼터링, 등에 의하여 코팅할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 적층체는 박막코팅층(40)과 보호필름(60)의 사이에 제2보호코팅층(50)이 더 형성될 수 있다.
유사하게, 도 6의 실시예의 박막코팅층과 제1보호코팅층(70) 사이에 제2보호코팅층(50)이 개재될 수 있다.
도 4의 적층체에 대한 내열 테스트(65℃, 상대습도 90%, 72시간) 및 내습 테스트(상대습도 90%, 48 시간)를 실시한 결과, 도 5에 도시한 바와 같이 레인보우(rainbow) 무늬의 결함이 발생할 수 있음을 보여주었다. 레인보우 무늬는 UV 수지의 수지 패턴층에 수분이 침투하여 굴절률 차이가 발생한 결과로 판단되었다. 따라서, 도 7에서와 같이, 제2보호코팅층(50), 예컨대 NbOx의 제2보호코팅층을 적층하여 레인보우 무늬의 발생을 막을 수 있었다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 도 9의 적층체는 기재(10), 수지 패턴층(20), 프라이머코팅층(90), 박막코팅층(40) 및 보호필름(60)을 포한다. 실시예에 따라서, 보호필름(60)은 제외될 수 있다. 도 9의 적층체도 보호필름을 대신하여 제1보호코팅층을 가질 수 있고, 더 나아가 제2보호코팅층도 가질 수 있다.
프라이머코팅층(90)은 Ti, Nb, Si, TiOx, NbOx 및 SiOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프라이머코팅층의 두께는 바람직하게는, 5~500nm이다.
프라이머코팅층은 예컨대, 스퍼터링을 통한 증착층이 바람직하고, 인쇄층은 바람직하지 않을 수 있다. 후자의 방법은, 프라이머코팅층을 바람직한 두께로 코팅하는 것이 어렵기 때문이다.
도 7의 적층체에 대한 내열 테스트 및 내습 테스트를 실시한 결과, 레인보우 무늬의 결함을 억제할 수 있으나, 도 8에 도시한 바와 같이, 적층체에 국부적 색상차의 결함이 발생할 수 있음을 보여주었다. 이는 박막코팅층, 특히 산소 주입 조건에서 스퍼터링된 박막코팅층(40)이 UV 수지의 수지 패턴층(20)과 화학 반응을 야기하여 색상차가 발생되는 것으로 판단되었다. 또한, 박막코팅층(40)의 형성 전에 수지 패턴층(20) 자체가 가지는 오염은 이러한 색상차 결함을 심화시키는 것으로 조사되었다. 따라서, 본 발명에서는 도 9에서와 같이 프라이머코팅층(90)을 형성하여 이 같은 결함을 억제할 수 있었다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 적층체의 적층 구조를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 적층체는 전면에 방오코팅층(80)을 가질 수 있다. 방오코팅층(80)은, 플루오린계인 MgF2, 플루오린계인 PTFE(polytetrafluroethylene), DLC(Diamond Like Carbon) 및 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 이들에 불순물을 소량 도핑하여 그 성능을 높일 수 있다. 방오코팅층은 친수 기능, 광촉매 기능, 등을 수행하여 적층체의 오염을 방지한다.
실시예에 따라서, 보호필름(60)은 제외될 수 있다. 도 10의 적층체도 보호필름을 대신하여 제1보호코팅층을 가질 수 있고, 더 나아가 제2보호코팅층도 가질 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 4의 적층체가 가전 제품에 부착되어 사용되는 형태를 보여주는 단면도 및 정면도이다.
도 11 및 도 12에서는 본 발명의 적층체가 냉장고(100)에 부착되어 사용되는 실시예를 보여준다. 이러한 실시예에서는, 수지 패턴층(20)의 패턴이 사용자에게 가시될 수 있어야 하므로, 적어도, 기재 및 수지 패턴층은 불투명하지 않아야 할 것이다.
본 발명의 적층체는 예컨대, 가전 제품, 등의 외벽면에 부착되는 형태가 전형적일 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 냉장고의 실내 벽면에 부착되어 실내 디자인의 일부를 이룰 수도 있을 것이다. 또한, 지금까지는 본 발명의 적층체가 가전 제품에 부착되는 것을 주요 실시예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 예컨대, 본 발명의 적층체의 적용분야는 휴대폰, 가정용품, 가구, 건물용 윈도우, 자동차 등 다양한 분야를 망라한다.
10: 기재, 20: 수지 패턴층,
40: 박막코팅층, 50: 제2보호코팅층,
60: 보호필름, 70: 제1보호코팅층,
90: 프라이머코팅층
40: 박막코팅층, 50: 제2보호코팅층,
60: 보호필름, 70: 제1보호코팅층,
90: 프라이머코팅층
Claims (25)
- 기재;
수지 패턴층; 및
박막코팅층이 순차적으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층과 박막코팅층의 사이에 프라이머코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제2항에 있어서,
상기 프라이머코팅층은 Ti, Nb, Si, TiOx, NbOx 및 SiOx 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제2항에 있어서,
상기 프라이머코팅층의 두께는 5~500nm인 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 박막코팅층은 금속, 산화물, 질화물, 산질화물, 서말크로믹(thermalchromic) 물질, 포토크로믹(photochromic) 물질 및 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질 중 적어도 하나의 박막이 단층 또는 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제5항에 있어서,
상기 금속은 스테인레스스틸, Cu, Al, Ni, Ti, Nb, Si 및 Cr 중 적어도 하나이고,
상기 산화물은 상기 금속의 산화물, TiO2, SiO2 및 Ta2O5 중 적어도 하나이고,
상기 질화물은 상기 금속의 질화물이고,
상기 산질화물은 상기 금속의 산질화물이고,
상기 서말크로믹 물질은 V02인 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 박막코팅층은 NbOx 박막, AZO 박막, Ag 박막, AZO 박막 및 NbOx 박막이 적어도 1회 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 박막코팅층은 VO2 박막 및 TiO2 박막이 적어도 1회 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 박막코팅층은 두께가 3nm~10㎛인 것을 특징으로 하는 적층체. - 제9항에 있어서,
상기 박막코팅층은 두께가 10~500nm인 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 UV 경화 수지 또는 열 경화 수지에 요철 패턴이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 상기 기재가 에칭되어 이루어진 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 컬러 수지 물질이 인쇄되어 이루어진 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 색소를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 3D 입체 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층과는 반대쪽에서 상기 박막코팅층에 보호필름이 접착되거나 제1보호코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제16항에 있어서,
상기 제1보호코팅층은 인쇄층인 것을 특징으로 하는 적층체. - 제16항에 있어서,
상기 제1보호코팅층은 Si3N4, SiC, NbOx, TiN, Ti 및 DLC중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제16항에 있어서,
상기 박막코팅층과 보호필름 또는 제1보호코팅층의 사이에 제2보호코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제19항에 있어서,
상기 제2보호코팅층은 Ti, TiO2, Si, SiO2, Ta2O5, Nb 및 NbOx 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층의 반대쪽에서 상기 기재에 방오코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제21항에 있어서,
상기 방오코팅층은, MgF2, PTFE, DLC 및 TiO2 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 기재를 통하여 상기 수지 패턴층의 패턴이 가시되는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴층은 상기 기재와 반대쪽의 면에 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체. - 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 적층체를 제조하는 방법으로서,
상기 박막코팅층을 스퍼터링, E-빔 이베퍼레이션(E-beam evaporation) 또는 저항 가열에 의하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 적층체 제조방법.
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