오늘날 플라스틱소재는 많은 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 광학 플라스틱소재는 유연함과 가벼움 그리고 낮은 가격 때문에 플렉시블 디스플레이 산업에서 유리를 대체하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 플라스틱소재는 경도, 내화학성, 내스크래치성, 내후성등의 취약한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 투명도가 우수한 PMMA 기판의 높은 경도특성을 부여하기 위한 유-무기 하이브리드 코팅제를 제조하였다. 코팅제는 ...
오늘날 플라스틱소재는 많은 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 광학 플라스틱소재는 유연함과 가벼움 그리고 낮은 가격 때문에 플렉시블 디스플레이 산업에서 유리를 대체하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 플라스틱소재는 경도, 내화학성, 내스크래치성, 내후성등의 취약한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 투명도가 우수한 PMMA 기판의 높은 경도특성을 부여하기 위한 유-무기 하이브리드 코팅제를 제조하였다. 코팅제는 우레탄 올리고머와 다관능성 아크릴레이트 모노머와 나노크기의 콜로이드실리카와 커플링제로 구성되었다. PMMA 기판위의 하드코팅층은 스핀코팅하였으며 자외선 조사에 의하여 경화시켰다. 자외선 경화시스템에서 광 개시제의 영향, 콜로이드 실리카와 커플링제의 몰비에 따른 영향, 무기물 함량에 따른 영향을 알아보았다. FT-IR 분석으로 콜로이드 실리카와 실란커플링제의 반응을 확인하였고 경화반응에서 탄소이중결합의 피크변화를 통해 전환율을 알아보았다. UV/Vis 분석을 통해 광 개시제의 흡광도를 알아보았다. 기계적 강도를 알아보기 위하여 연필경도, micro hardness, 충격강도를 측정하였으며 광학적 특성을 알아보기 위하여 투과도, haze, 황변도를 측정하였다. 콜로이드 실리카와 실란커플링제가 축합반응함으로써 유기-무기간 결합특성을 강화시켰다. 광개시제는 넓은 흡수파장영역대를 가짐으로써 우수한 반응성을 나타내었다. 제조된 유-무기 하드코팅제에서의 광개시제의 함량은 5wt%일 때 가장 반응성이 우수함을 알 수 있었다. 콜로이드 실리카 입자표면에 실란커플링제를 완전히 반응시킴으로써 입자가 조밀하고 dense한 형태를 가지고 0.5몰비에서 기계적 강도가 우수하였다. 제조된 유-무기 하드코팅제내의 무기물 함량이 30wt%일 때 우수한 특성을 나타내었다. 또한 전환율이 높을수록 가교반응이 많이 진행되어 하드코팅층의 기계적 강도가 우수함을 알 수 있었다. PMMA 기판위에 하드코팅함으로써 경도, 충격강도와 광학적 특성등이 향상됨을 확인하였다.
오늘날 플라스틱소재는 많은 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 광학 플라스틱소재는 유연함과 가벼움 그리고 낮은 가격 때문에 플렉시블 디스플레이 산업에서 유리를 대체하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 플라스틱소재는 경도, 내화학성, 내스크래치성, 내후성등의 취약한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 투명도가 우수한 PMMA 기판의 높은 경도특성을 부여하기 위한 유-무기 하이브리드 코팅제를 제조하였다. 코팅제는 우레탄 올리고머와 다관능성 아크릴레이트 모노머와 나노크기의 콜로이드실리카와 커플링제로 구성되었다. PMMA 기판위의 하드코팅층은 스핀코팅하였으며 자외선 조사에 의하여 경화시켰다. 자외선 경화시스템에서 광 개시제의 영향, 콜로이드 실리카와 커플링제의 몰비에 따른 영향, 무기물 함량에 따른 영향을 알아보았다. FT-IR 분석으로 콜로이드 실리카와 실란커플링제의 반응을 확인하였고 경화반응에서 탄소이중결합의 피크변화를 통해 전환율을 알아보았다. UV/Vis 분석을 통해 광 개시제의 흡광도를 알아보았다. 기계적 강도를 알아보기 위하여 연필경도, micro hardness, 충격강도를 측정하였으며 광학적 특성을 알아보기 위하여 투과도, haze, 황변도를 측정하였다. 콜로이드 실리카와 실란커플링제가 축합반응함으로써 유기-무기간 결합특성을 강화시켰다. 광개시제는 넓은 흡수파장영역대를 가짐으로써 우수한 반응성을 나타내었다. 제조된 유-무기 하드코팅제에서의 광개시제의 함량은 5wt%일 때 가장 반응성이 우수함을 알 수 있었다. 콜로이드 실리카 입자표면에 실란커플링제를 완전히 반응시킴으로써 입자가 조밀하고 dense한 형태를 가지고 0.5몰비에서 기계적 강도가 우수하였다. 제조된 유-무기 하드코팅제내의 무기물 함량이 30wt%일 때 우수한 특성을 나타내었다. 또한 전환율이 높을수록 가교반응이 많이 진행되어 하드코팅층의 기계적 강도가 우수함을 알 수 있었다. PMMA 기판위에 하드코팅함으로써 경도, 충격강도와 광학적 특성등이 향상됨을 확인하였다.
Modern plastics have a great important role in many practical applications. Especially, optical plastics have been investigating to replace glass substrates in flexible display industry, due to flexibility, lightness and low price. However, the present plastics have some inherent problems such as ha...
Modern plastics have a great important role in many practical applications. Especially, optical plastics have been investigating to replace glass substrates in flexible display industry, due to flexibility, lightness and low price. However, the present plastics have some inherent problems such as hardness, chemical and scratch resistance and weatherability. Organic-inorganic hybrid hard coating layer was prepared by UV-curing to improve the hardness and transparency of PMMA substrate. Organic-inorganic solution consists of polyurethane oligomer functional acrylate monomer and nano-sized colloidal silica. Methacryoxypropyltrimethoxysilane (MAPTMS) was also added as a coupling agent to bridge the organic and inorganic phases. Solution was spin coated on PMMA substrate and cured by UV. We investigated the effects of photo initiator in the UV curing system, mole ratios of MAPTMS to colloidal silica and the optimum conditions of inorganic contents. FT-IR spectrometer was used to analyse the degree of coupling reaction and conversion. And also UV spectrum of photo initiator was investigated. Pencil hardness, microhardness and impact strength were measured to examine mechanical properties of coating layer and also optical properties were examined such as transmittance, haze and yellowness index. The coupling agent were attributed to a homogenous hybrid network between organic polymer phase and inorganic phase of silicate backbone. The photo initiator having the wide range of UV spectrum contributed to the good reactivity and high conversion rate. The optimum concentration of the photo initiator was ascertain to be 5wt%. Coupling process reduced the particle size and enhanced the uniform distribution of particles in the coating layer. Saturation of coupling was attained at 0.5mole ratio of MAPTMS/Silica, where the samples showed the best performances. The optimum inorganic content of the hard coating solution was determined to be 30wt%. The high cross-linking in matrix took place as the conversion rate increase, which incurred the reinforcement in the hard coating layer. Hard coating of PMMA substrate enhanced the several properties of hardness, impact strength and optical properties required for window materials
Modern plastics have a great important role in many practical applications. Especially, optical plastics have been investigating to replace glass substrates in flexible display industry, due to flexibility, lightness and low price. However, the present plastics have some inherent problems such as hardness, chemical and scratch resistance and weatherability. Organic-inorganic hybrid hard coating layer was prepared by UV-curing to improve the hardness and transparency of PMMA substrate. Organic-inorganic solution consists of polyurethane oligomer functional acrylate monomer and nano-sized colloidal silica. Methacryoxypropyltrimethoxysilane (MAPTMS) was also added as a coupling agent to bridge the organic and inorganic phases. Solution was spin coated on PMMA substrate and cured by UV. We investigated the effects of photo initiator in the UV curing system, mole ratios of MAPTMS to colloidal silica and the optimum conditions of inorganic contents. FT-IR spectrometer was used to analyse the degree of coupling reaction and conversion. And also UV spectrum of photo initiator was investigated. Pencil hardness, microhardness and impact strength were measured to examine mechanical properties of coating layer and also optical properties were examined such as transmittance, haze and yellowness index. The coupling agent were attributed to a homogenous hybrid network between organic polymer phase and inorganic phase of silicate backbone. The photo initiator having the wide range of UV spectrum contributed to the good reactivity and high conversion rate. The optimum concentration of the photo initiator was ascertain to be 5wt%. Coupling process reduced the particle size and enhanced the uniform distribution of particles in the coating layer. Saturation of coupling was attained at 0.5mole ratio of MAPTMS/Silica, where the samples showed the best performances. The optimum inorganic content of the hard coating solution was determined to be 30wt%. The high cross-linking in matrix took place as the conversion rate increase, which incurred the reinforcement in the hard coating layer. Hard coating of PMMA substrate enhanced the several properties of hardness, impact strength and optical properties required for window materials
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