KR100844884B1 - 고백색도의 미연신 반사시트 및 그의 제조방법 - Google Patents

고백색도의 미연신 반사시트 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대형의 평면 디스플레이 장치에 적용 가능한, 우수한 반사율 및 고백색도를 구현하는 미연신 반사시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 고백색도의 미연신 반사시트는 내열성이 우수한 폴리카보네이트계 수지를 단독사용하거나, 상기 폴리카보네이트계 수지에 우수한 기계적 강도 및 가공성을 갖는 코폴리에스테르계 수지를 블렌드하여, 수지의 특성을 최적화하고, 상기 수지에 백색의 무기입자, 하나 이상의 형광증백제 및 실리콘 입자를 고농도의 마스터배치 칩형태로 용융한 후 공압출하여 스킨층(B층)/코어층(A층)/스킨층(B층)의 적층구조로 제조되며, 나아가, 상기 시트 일면에 매트 롤 가공처리에 의한 요철을 형성하여 확산반사 효과를 부여하여 반사특성이 우수한 반사시트을 제공할 수 있다.
미연신 반사시트, 실리콘입자, 형광증백제, 매트가공처리

Description

고백색도의 미연신 반사시트 및 그의 제조방법{NON-ORIENTED OPTICAL REFLECTION SHEET HAVING HIGH-WHITENESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 미연신 반사시트의 구조를 도시한 것이다.
본 발명은 고백색도의 미연신 반사시트 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카보네이트계 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트계 수지에 적어도 하나이상의 코폴리에스테르계 수지를 블렌드하여, 수지의 특성을 최적화하고, 상기 수지에 백색의 무기입자, 하나 이상의 형광증백제 및 실리콘 입자를 고농도의 마스터배치 칩형태로 용융한 후 공압출하여, 우수한 반사율 및 고백색도를 구현하는 미연신 반사시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
정보표시 기술분야에서 표시장치는 지난 반세기 이상 브라운관(CRT)이 독보적인 위치를 점유해 왔다. 그러나 급속히 발전하는 정보시대의 요구에 따라, 다양한 방식 의 디스플레이의 기술개발이 진행되고 있으며, 이미 소형 계측기기뿐만 아니라 각종 모니터와 TV에 이르기까지 기존 CRT 방식이 평판디스플레이 방식으로 대체되고 있다.
이러한 평판디스플레이 기술은 액정디스플레이(LCD), 프로젝션 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이(PDP)로 이미 TV분야 시장을 확보하고 있으며, 전계방출디스플레이(FED)와 전계발광디스플레이(ELD) 등의 관련기술이 향상되면서 그 적용범위는 확대될 것이다.
그중에서도 LCD는 유리판 두 장사이에 액정을 주입해 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여, 각 화소에서 액정 분자배열이 변화하여 영상을 표시하는 장치로서, 현재 노트북, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 액정 TV, 자동차, 항공기에 사용되고 있어, 평판시장의 80% 가량을 점유하고 있다.
LCD 디스플레이 장치는 통상 LCD 패널부, 구동부 및 백라이트 유닛(Backlight unit)로 구성된다. LCD 패널은 다른 평판 디스플레이 방식과는 달리, 액정자체가 비발광 소재이므로, 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키기 위해서는 추가적인 발광장치가 필요하다.
상기 추가적인 발광장치로서 프론트 라이트 방식 및 백 라이트 방식의 발광장치가 있다. 프론트 라이트 방식은 디스플레이 전면 또는 전측면에 광원을 부착하여 디스플레이 표면을 조광하는 방식이지만, 디스플레이 크기가 대형화됨에 따라 광을 디스플레이 전면에 고르게 분산시키기 극히 어려운 기술상의 문제점이 있고, 디스플레이의 전측면에 추가적으로 부가되는 장치들로 인해, 디스플레이의 외관 디자인 에 제약이 따르는 문제점이 있다. 따라서 이러한 방식은 19인치 이하의 소형 디스플레이 장치에 사용되는데, 예를 들어, 차량 및 노트북 같은 소형의 14인치 이하는 한 개의 냉음극 형광관을 도광판 외곽에 설치하고, 모니터와 TV용으로 사용되는 15∼18인치 백라이트 유닛은 밝기를 높이기 위해 도광판 외곽에 각 2 내지 3개의 램프가 설치된다.
반면, 19인치 이상은 도광판 방식으로는 충분한 밝기를 낼 수 없기 때문에 다수의 램프를 확산판 아래에 일정한 간격으로 배열한 직하형(direct) 방식이 사용된다. 이러한 방식은 확산시트의 후면에 수 개의 형광램프를 일렬로 배치하는 방식으로 측광형보다 휘도를 높이고 균일성을 개선한 방식으로 백라이트 방식이라 한다.
즉, 백라이트 방식은 디스플레이 소자의 뒷면에 부착된 백라이트 유니트의 광원으로부터 발생되는 빛을 도광판을 통하여 반대편에까지 이르게 하고, 금속 증착판 또는 불투명 백색판과 같은 반사판에 반사시켜 전면으로 광이 출사 되도록 하여 디스플레이 화면의 밝기를 향상시키는 간접 조명방식으로서, 상기한 프론트 라이트 방식에서의 문제점을 해소할 수 있는 발광방식이다. 이에, 백라이트 유닛은 이러한 LCD의 후면광을 구현하기 위한 시스템을 의미하는 것으로서, 크게는 램프, 시트류, 기구부 및 구동회로로 구성된다. 즉, 램프만으로는 전면적에 걸쳐 균일한 빛을 만들어 낼 수 없으므로, 도광판이나 확산판, 반사판, 프리즘, 프레임 등의 시트류와 기구부가 구비된다. 이러한 백라이트 방식에 있어서, 백라이트 광원은 LCD에 도달하기 전에 여러 단계를 거치게 되고, 이 과정에서 그 본래 밝기를 소실하고, 분산효과 때문에 화면의 전체에 걸쳐 빛의 균일성이 손실되므로, 매우 밝아야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로, 광원의 크기를 증가시킬 수 있으나, 설치비용이 높아지고 전력소비가 많고, 또한 무게를 많이 증가시키는 문제가 있다. 따라서, 투과과정 동안 가능한 한, 광손실 없이 광원밝기를 향상시키려는 시도가 요구된다.
이에, LCD 또는 프로젝션 TV와 같은 평면 디스플레이 장치는 빛이 광원에서부터 시청자의 눈까지 도달하는 데 중요한 역할을 하는 반사필름이 있다. 반사필름은 LCD 디스플레이의 한쪽 측면 또는 후면에서의 횡방향 광원램프의 빛을 화면 전면에 균일한 빛으로 발산시키고, 후면으로 나오는 빛을 패널 방향으로 반사시켜 빛의 효율을 높이는 기능을 가진 광학요소이다. 즉, 반사필름은 후면에 위치하여 백라이트 유닛을 지지하고 있는 프레임을 은폐시킴과 동시에 백라이트에서 나온 빛이 새는 현상을 방지하고 최대한 전면으로 반사시켜 휘도를 높이는 역할을 한다. 따라서, 반사필름은 휘도 향상을 위하여, 우수한 반사율이 필요하고, 프레임에 대한 충분한 은폐성을 구현하기 위하여, 낮은 투과율이 선행되어야 한다.
또한, 최근에는 평판 디스플레이 장치가 더욱 대형화되는 추세에 따라, 광원의 광량이 증가하는데, 광량이 증가하면 사용도중의 온도가 지나치게 고온으로 도달된다. 따라서, 백라이트와 인접하여 장착되는 반사필름은 램프의 발열에 의한 열변형이 일어나지 않을 정도의 내열성과 우수한 기계적 강도를 충족해야 한다.
종래의 반사필름 분야에서는 백색 발포 폴리에스테르 필름이 주류를 이루어 왔다. 백색 발포 폴리에스테르 필름은 적당량의 무기입자를 함유한 폴리에스테르 필름을 이축 연신시킴으로써, 다공성 구조를 형성하고, 연신에 의해 형성되는 공극과 수지와의 계면에서, 광의 확산반사 및 충전된 무기입자 자체의 반사에 의해 높은 반사율을 보고하고 있다[대한민국 특허공개 제1996-29382호, 제2001-82751호, 제2002-73395호, 제2003-75477호, 제2004-101685호, 제2005-41164호, 제2006-37367호, 제2006-96042호]. 이때, 기재수지와 무기입자간의 굴절율 차이가 클수록, 수지와 무기입자의 계면에서의 굴절 산란작용에 의해 필름에 반사성을 용이하게 부여할 수 있다.
그러나, 상기 백색 발포 폴리에스테르 필름은 공극을 형성시키는 수단으로 수지 조성물에 무기입자를 첨가하여 적어도 1축 방향으로 연신하게 되는데, 이때, 연신 조건에 따라 공극율이 소정범위 이상을 초과하면, 필름의 기계적 강도가 저하되어 필름 제조 중에 필름이 파단되거나, 내열성을 부여할 수 없다.
또한, 종래 반사필름에서 확산반사를 유도하기 위한 표면 조도화 방법으로는 바인더 수지와 무기입자로 구성되는 도포액을 기재 필름 일면에 도포하는 코팅법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기 방법은 바인더 수지와 무기입자간의 큰 밀도차로 인해 무기입자가 침전되므로, 균일한 도포액을 얻기 힘들다. 이러한 도포액은 코팅공정에서 건조공정으로 이동할 때까지 수지유동이 일어나 균일한 두께의 도포층을 형성하는 데 어려움이 있다.
이에, 본 발명자들은 우수한 광학특성의 반사시트를 얻고자 노력한 결과, 내열성이 우수한 폴리카보네이트계 수지를 단독사용하거나, 상기 폴리카보네이트계 수지와 우수한 기계적 강도 및 가공성을 갖는 코폴리에스테르계 수지를 블렌드하여, 수지의 특성을 최적화하고, 상기 수지에 백색의 무기입자, 하나 이상의 형광증백제 및 실리콘 입자를 고농도의 마스터배치 칩형태로 용융한 후 공압출하여 미연신 반사시트를 제조하고, 상기 미연신 반사시트에 대하여 낮은 투과율, 높은 반사율 및 고백색도를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 고백색도의 미연신 반사시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폴리카보네이트 수지 단독; 또는 상기 폴리카보네이트 수지 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지로 이루어진 블렌드 수지;에서 선택되는 수지성분을 이용하여 구현되는 고백색도의 미연신 반사시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지로 이루어진 블렌 드 수지에서 선택되는 수지성분에 백색의 무기입자 및 하나 이상의 형광증백제를 함유하는 조성물로 이루어진 코어층(A층); 및 상기 코어층(A층)의 양면에 형성되며, (a) 상기 수지성분; (b) 상기 코어층 조성물; 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물;로 이루어진 스킨층(B층);이 적층된, 미연신 반사시트를 제공한다.
상기에서 코어층(A층)은 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분에 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 함유하는 조성물로 이루어진다.
또한, 상기 스킨층(B층)은 (a) 수지성분 10 내지 50중량%, (b) 상기 코어층 조성물 40 내지 60중량% 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물 10 내지 30 중량%로 이루어진다.
상기에서 백색의 무기입자는 이산화티타늄, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 마이카, 탈크 및 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이다.
더욱 바람직하게는 상기 백색의 무기입자가 0.01∼2㎛의 입자 크기를 갖는 루틸형 이산화티타늄을 사용하며, 상기 형광증백제로는 비스벤족사졸계 형광증백제를 사용한다.
상기 (c) 조성물에서 실리콘 입자가 0.05∼5㎛의 입자 크기를 갖으며, 스킨층(B층)에 사용되는 전체 수지성분의 중량에 대하여 0.1 내지 10중량%를 함유한다.
본 발명의 미연신 반사시트의 두께는 10 내지 500㎛이다.
나아가, 본 발명의 미연신 반사시트는 그 일면에 요철형상이 부여되어 반사특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법을 제공한다. 상세하게는,
1) (a) 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분을 준비하고,
(b) 상기 수지성분에 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 혼합하여 마스터배치(I)를 제조하고,
(c) 상기 수지성분 60 내지 80 중량% 및 실리콘 입자 20 내지 40 중량%를 혼합하여 마스터배치(Ⅱ)를 제조하여 원료조성물을 제조하는 단계;
2) 마스터배치(I)를 코어층으로 하되, 상기 코어층 양면에, (a) 상기 수지성분, (b) 마스터배치(I) 및 (c) 마스터배치(Ⅱ)로 이루어진 조성을 스킨층(B층)으로 하여, 피이드 블록에서 스킨층(B층)/코어층(A층)/스킨층(B층)으로 적층하고, 공압출 다이를 통해 압출하는 단계; 및
3) 압출 후 냉각시켜 미연신 시트로 제조하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법을 제공한다.
상기에서 코어층(A층)은 마스터배치(I) 단독으로 제조되며, 스킨층(B층)은 수지성분 10 내지 50중량%, 마스터배치(I) 40 내지 60중량% 및 마스터배치(Ⅱ) 10 내지 30 중량%로 공압출하여 제조된다.
본 발명의 제조방법은 반사시트의 일면에 매트 롤 가공처리를 추가로 수행하여 요철을 형성한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 및 적어도 하나이상의 코폴리에스테르계 수지로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분에 백색의 무기입자 및 하나 이상의 형광증백제를 함유하는 조성물로 이루어진 코어층(A층); 및 상기 코어층(A층)의 양면에 형성되며, (a) 상기 수지성분; (b) 상기 코어층 조성물; 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물;로 이루어진 스킨층(B층);이 적층된, 미연신 반사시트를 제공한다.
본 발명의 고백색도의 미연신 반사시트는 상기 폴리카보네이트 수지 단독; 또는 상기 폴리카보네이트 수지 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분을 이용함으로써 구현된다.
즉, 본 발명의 수지성분은 통상의 열가소성 수지 중, 우수한 내열성을 갖는 폴리카보네이트계 수지를 사용하거나, 상기 폴리카보네이트 수지와 기계적 강도 및 가공성이 우수한 코폴리에스테르계 수지를 블렌드함으로써, 각각의 수지가 가지는 장점을 극대화하고, 취약점을 최소화할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지는 임의의 폴리카보네이트를 사용할 수 있으나, 방향족 폴리카보네이트 사용이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트를 사용하는 것이다.
코폴리에스테르는, 산 성분으로서, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산 또는 이의 혼합물이 사용될 수 있고, 글리콜 성분으로는 에틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)이 사용될 수 있다. 코폴리에스테르로서 바람직하게는 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트)(PCT), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 나프탈렌디카르복실레이트)(PCN) 및 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 1,4-시클로헥산디카르복실레이트)(PCC)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이다.
본 발명의 수지성분로서, 더욱 바람직하게는 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지를 사용하는 것이다.
이때, 코폴리에스테르 산성분으로서, 디카르복실산 100 몰%에 대하여, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 산 성분 65 내지 85 몰%, 이소프탈산 15 내지 35 몰%, 및 4∼40개 탄소수를 포함하는 다른 디카르복실산 0 내지 20 몰%를 포함하고, 글리콜 성분으로서, 글리콜 100 몰%에 대하여, 1,4-사이클로헥산디메탄올 80 내지 100 몰%와 탄소수 3∼13개의 다른 글리콜 유니트 0 내지 20 몰%를 포함하는 것이 다.
또다른 관점에서, 폴리카보네이트 수지 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지로 이루어진 블렌드 수지에 있어서, 조성물 총 중량기준으로 폴리카보네이트 5 내지 45 중량% 및 코폴리에스테르 55 내지 95 중량%를 포함할 수 있다. 이때, 코폴리에스테르 산 성분으로서, 디카르복실산 100 몰%에 대하여, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실 산, 1,4-사이클로헥산디카르복실 산 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 산 성분 80 내지 100 몰% 및 4∼40개 탄소수를 포함하는 다른 디카르복실산 0 내지 20 몰%를 포함하고, 글리콜 성분으로서, 글리콜 100 몰%에 대하여, 에틸렌글리콜 1 내지 60 몰%, 1,4-사이클로헥산디메탄올 40 내지 99 몰% 및 탄소수 3-13개의 다른 글리콜 유니트 0 내지 20 몰%를 포함한다.
상기 블렌드 수지의 경우, 황변현상이 발생할 수 있으므로 필요에 따라, 포스페이트계 열안정제 0.01 내지 5.0중량%를 사용할 수 있으며, 내열성 및 내흡습성을 제어하기 위하여 각각의 수지 함량을 변형시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 코어층(A층)은 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분에 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 함유하는 조성물로 이루어진다.
본 발명에 사용될 수 있는 백색의 무기입자는 이산화티타늄, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 마이카, 탈크 및 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 본 발명은 바람직한 실시예로서 루틸형 이산화티타늄에 대하여 기술하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 루틸형 이산화티타늄의 평균입자 크기는 0.01 내지 2㎛ 범위가 바람직하며, 입자 크기가 0.01㎛ 이하이면, 입자응집으로 인하여 수지 내의 입자 분산성이 저하되고, 입자 크기가 2㎛를 초과하면, 입자와 입자간, 입자와 매트릭스간의 상호작용력이 약해져 필름 제조시 파단 가능성이 높다.
또한, 루틸형 이산화티타늄의 바람직한 함유량은 5 내지 60 중량%이다. 이때, 함유량이 5 중량% 미만이면, 백색도가 낮고 은폐력이 적정요구치에 이르지 않으며, 60 중량%를 초과하면, 수지의 고유점도가 지나치게 낮아 제막공정에 어려움이 있다.
본 발명에서 바람직한 백색의 무기입자로 사용되는 루틸형 이산화티타늄은 자외선 차폐 및 은폐력이 우수하며, 특히, 루틸형 이산화티타늄은 아나타제 이산화티타늄과 비교하여, 우수한 은폐력과 저활성도를 갖기 때문에 수지에 대한 높은 안정성을 부여하고 부산물의 형성을 억제할 수 있다. 그러나 이산화티타늄 자체의 광 흡수 작용에 의해 420nm 이하의 파장영역에서 반사율이 저하되고 황변현상을 촉진하기도 한다. 따라서 백색도를 증진하기 위하여 루틸형 이산화티타늄 이외에 형광증백제를 추가로 사용한다.
또한, 코어층(A층)에 사용되는 형광 증백제는 360∼380nm 영역의 자외선 범위 내의 방사에너지를 흡수하고, 이러한 에너지를 가시광선 스펙트럼의 청색범위영역으로 재방출한다. 이러한 기능을 수행하는 형광증백제를 사용함으로써, 가시광선 스펙트럼의 청색범위영역인 단파장영역, 특히 420 내지 450nm의 반사율이 향상된다.
본 발명에서 사용되는 형광증백제의 바람직한 일례로는 비스벤족사졸계 형광증백제를 사용하는 것이며, 더욱 바람직하게는 2,2'-(1,2-에테네디일디-4,1-페닐린)비스벤족사졸을 사용한다. 그의 함량은 0.005 내지 0.5 중량%가 바람직하다. 이때, 형광증백제의 함량이 0.005 중량% 미만이면, 백색도가 떨어지고, 0.5 중량%를 초과하면, 역으로 황변되거나, 내구성이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 미연신 반사시트에 있어서, 스킨층(B층)은 코어층(A층)의 조성인 루틸형 이산화티타늄과 형광증백제에 의한 백색도 증진의 한계를 개선하기 위하여, 95% 이상의 우수한 백색도를 갖는 실리콘 입자를 더 함유한다.
즉, 상기 스킨층(B층)은 (a) 수지성분 10 내지 50중량%, (b) 상기 코어층 조성물 40 내지 60중량% 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물 10 내지 30 중량%로 이루어진다.
상기 실리콘 입자는 평균입경 0.05 내지 5㎛이며, 스킨층(B층)에 사용되는 전체 수지성분의 중량에 대하여, 0.1 내지 10중량%를 함유한다. 이때, 입자 크기가 0.05㎛ 이하이면, 입자응집으로 인하여 수지 내의 입자 분산성이 저하되고, 입자 크기 가 5㎛를 초과하면, 제막성이 떨어진다.
본 발명은 반사시트에 기능을 부여하기 위하여, 상기 스킨층은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 UV 차단제, 제전제, 대전방지제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명의 미연신 반사시트는 백라이트 광원과 반대편에 위치하는 스킨층 일면에 매트 롤 가공처리에 의한 요철이 형성될 수 있다. 즉, 상기 표면의 요철에 의해 빛이 확산반사되고 다양한 광 경로가 발생함으로써, 특정방향으로 반사가 많이 이루어지는 정반사에 비해 눈부심 현상을 제거하고, 디스플레이 영상에 램프의 휘선이 생성될 가능성이 적어 휘도 균일성을 증가시킨다.
도 1은 본 발명의 미연신 반사시트(1)의 구조를 도시한 것으로서, 코어층(A층)과 상기 코어층(A층)의 양면에 스킨층(B층)으로 이루어진 라미네이트 구조이다. 또한, 스킨층(B층)의 어느 일면에 요철이 형성되어, 확산반사 효과 및 휘도 균일성을 부여한다.
본 발명의 미연신 반사시트의 두께는 10 내지 500㎛이다. 이때, 반사시트의 두께가 10㎛ 미만이면, 은폐성이 저하되고 컬이 발생하기 쉽고, 500㎛ 두께를 초과하면, 백라이트유닛의 박형화의 요구에 반하게 되어 바람직하지 않다.
이에, 본 발명의 미연신 반사시트는 400∼700nm의 가시광선의 파장영역에 있어서 평균반사율이 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상을 보인다. 또한, 본 발명의 미연신 반사시트는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 고백색도를 보인다.
또한, 본 발명은 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법을 제공한다. 보다 구체적으로는,
1) (a) 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분을 준비하고,
(b) 상기 수지성분에 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 혼합하여 마스터배치(I)를 제조하고,
(c) 상기 수지성분 60 내지 80 중량% 및 실리콘 입자 20 내지 40 중량%를 혼합하여 마스터배치(Ⅱ)를 제조하여 원료조성물을 제조하는 단계;
2) 마스터배치(I)를 코어층으로 하되, 상기 코어층 양면에, (a) 상기 수지성분, (b) 마스터배치(I) 및 (c) 마스터배치(Ⅱ)로 이루어진 조성을 스킨층(B층)으로 하여, 피이드 블록에서 스킨층(B층)/코어층(A층)/스킨층(B층)으로 적층하고, 공압출 다이를 통해 압출하는 단계; 및
3) 압출 후 냉각시켜 미연신 시트로 제조하는 단계;로 이루어진다.
본 발명의 코어층(A층)은 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분에, 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 혼합하여 제조된, 마스터배치(I) 칩 단독으로 구성될 수 있다.
상기 코어층(A층)의 조성인 수지성분, 백색의 무기입자 및 형광증백제는 상기에서 기술한 바와 동일하다.
또한, 본 발명의 스킨층(B층)은 수지성분 10 내지 50중량%, 마스터배치(I) 40 내지 60중량% 및 마스터배치(Ⅱ) 10 내지 30 중량%를 혼합하여 제조된다.
본 발명의 미연신 반사시트의 제조방법은 반사시트의 일면에 매트 롤 가공처리를 추가로 수행할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 400∼700nm의 가시광선의 파장영역에 있어서 평균반사율이 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상의 미연신 반사시트를 제공한다.
즉, 본 발명의 제조방법은 내열성이 우수한 폴리카보네이트계 수지를 단독사용하거나, 상기 폴리카보네이트계 수지와 우수한 기계적 강도 및 가공성을 갖는 코폴리에스테르계 수지를 블렌드하여, 수지의 특성을 최적화함으로써, 종래의 이축연신공정을 통하여 수지와 입자간의 공극에 의한 반사특성없이 미연신 반사시트로 우수한 반사특성을 부여한다. 따라서, 본 발명은 종래의 이축연신공정을 생략하는 제조방법으로서 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법은 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 고백색도를 갖는 미연신 반사시트을 제공한다.
따라서, 본 발명의 제조방법은 상기 수지성분에 백색의 무기입자, 하나 이상의 형광증백제 및 실리콘 입자를 고농도의 마스터배치 칩형태로 용융한 후 공압출하여 미연신 반사시트를 제조함으로써, 종래 반사시트의 확산반사를 유도하기 위하여, 바인더 수지와 무기입자로 구성된 도포액을 이용한 경우, 무기입자의 큰 밀도로 인하여 균일한 도포액 제조의 어려움과 이를 이용한 도포층의 두께가 균일하지 못한 문제를 해소할 수 있다.
나아가, 본 발명의 제조방법은 미연신 반사시트의 일면에 매트(matte)롤 가공처리에 의한 요철을 형성함으로써, 상기 표면의 요철에 의해 빛이 확산반사가 유도되어 다양한 광 경로가 발생함으로써 특정방향으로 반사가 이루어지는 정반사에 비해 눈부심 현상이 없어지고, 디스플레이되는 영상에 램프의 휘선이 생성될 가능성이 적어 휘도 균일성이 증가하는 반사시트를 제공한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
1,4-사이클로헥산디카르복실산을 주성분으로 하는 폴리에스테르계 수지와 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트계 수지를 중량비로 하여 2:1 비율로 배합하고, 포스페이트계 열안정제를 전체 수지함량에 대하여 0.3 중량%가 되도록 첨가하여, 블렌딩하여, 코폴리에스테르 및 폴리카보네이트로 이루어진 블렌드 수지를 제조하였다.
이후, 상기 코폴리에스테르 및 폴리카보네이트로 이루어진 블렌드 수지 59.96 중량%, 루틸형 이산화티타늄(R-103, Dupont) 40 중량% 및 형광증백제(OB-1, Eastman) 0.04 중량%를 함유하는 마스터배치(Ⅰ) 칩을 제조하였다.
또한, 상기 코폴리에스테르 및 폴리카보네이트로 이루어진 블렌드 수지 80 중량% 및 실리콘(SM-4, Nikkorica)입자 20중량%를 혼합하여 마스터배치(Ⅱ) 칩을 제조하였다.
상기 준비된 수지성분, 마스터배치(Ⅰ) 및 마스터배치(Ⅱ)를 표 1에 기재하고 있는 중량비율로 공압출하여 미연신 시트를 제조하고, 코어층 양면에 스킨층을 구비한 3층구조의 미연신 반사시트를 제조하였다. 상기 공압출시, T-다이에서 압출되는 폴리머를 80메쉬로 매트(Matte)처리된 칼렌다롤을 이용하여 상기 반사시트의 일면에 요철을 형성하였다. 제조된 반사시트의 물성은 표 1에 기재하였다.
<실시예 2∼3>
표 1에 기재된 수지, 마스터배치(Ⅰ) 및 마스터배치(Ⅱ) 칩의 중량비율로 공압출한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 3층 구조의 미연신 반사시트를 제조하였다.
<비교예 1∼2>
표 1에 기재된 수지 및 마스터배치(Ⅰ) 칩의 중량비율로 공압출한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 단층으로 용융압출하여 미연신 반사시트를 제조하였다.
<실험예 1> 반사시트의 물성측정
상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2에서 제조된 반사시트에 대하여, 일본 니폰 덴쇼쿠(NIPPON DENSHOKU 300A) 분석설비를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 투과율(TT) 및 탁도(Haze)를 측정하였다.
이때, 투과율은 하기 수학식 1에 의해 산출되었다.
Figure 112006090174348-pat00001
헤이즈 값은 아래 수학식 2에 의해 산출되었다.
Figure 112006090174348-pat00002
또한, 상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2에서 제조된 반사시트에 대하여, 평균 반사율과 백색도를 측정하기 위하여, 분광식 색차계인 일본 니폰 덴쇼쿠(NIPPON DENSHOKU SD-5000) 분석설비를 활용하였다. 이때, 평균반사율은 400∼700nm의 전 반사율(SCI)과 확산반사(SCE)와의 정반사의 합으로부터 산출하였고, 백색도는 하기 수학식 3의 ASTM E313 방법에 의하여 산출되었다.
Figure 112006090174348-pat00003
(상기에서, B는 샘플의 청반사율(=0.847Z)이고, G는 샘플의 XYZ 표색계에 대한 삼자극치 Y값이다)
Figure 112006090174348-pat00004
상기에서 보이는 바와 같이, 실시예 1∼3에서 제조된 미연신 반사시트는 낮은 투과율, 우수한 반사율 및 백색도를 확인하였다. 특히, 비교예 1∼2에서 제조된 반사시트의 단층구조보다 3층구조의 본 발명의 반사시트가 우수한 결과를 보였으며, 특히, 이산화티타늄과 형광증백제의 백색도 증진의 한계를 실리콘 입자를 첨가함으로써 반사율 및 백색도가 개선되었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은
첫째, 수지성분에 백색의 무기입자, 형광증백제 및 실리콘 입자를 고농도의 마스터배치 칩형태로 용융한 후 공압출하여, 광학특성이 우수하고, 열성형이 가능한 비결정화된 미연신 반사시트를 제공하였고,
둘째, 폴리카보네이트계 수지를 단독사용하거나, 상기 폴리카보네이트계 수지와 코폴리에스테르계 수지를 블렌드하여, 수지의 특성을 최적화하여 미연신 반사시트를 제조함으로써, 종래의 연신공정을 생략하여 비용절감의 효과가 있는 제조방법을 제공하였다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (13)

  1. 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분에 이산화티타늄, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 마이카, 탈크 및 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 백색의 무기입자 5 내지 60 중량% 및 하나 이상의 비스벤족사졸계 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 함유하는 조성물로 이루어진 코어층(A층); 및
    상기 코어층(A층)의 양면에 형성되며, (a) 상기 수지성분; (b) 상기 코어층 조성물; 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물;로 이루어진 스킨층(B층);이 적층된 것을 특징으로 하는 고백색도의 미연신 반사시트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 스킨층(B층)이 (a) 수지성분 10 내지 50중량%, (b) 상기 코어층 조성물 40 내지 60중량% 및 (c) 상기 수지성분에 실리콘 입자를 함유하는 조성물 10 내지 30 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 백색의 무기입자가 0.01∼2㎛의 입자 크기를 갖는 루틸형 이산화티타늄인 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 (c) 조성물에서 실리콘 입자가 0.05∼5㎛의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (c) 조성물에서 실리콘 입자가 스킨층(B층)에 사용되는 전체 수지성분의 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 미연신 반사시트의 두께가 10 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 미연신 반사시트의 일면에 요철형상이 부여된 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트.
  11. 1) (a) 폴리카보네이트 수지 단독 또는 상기 폴리카보네이트 수지 20 내지 99.9 중량% 및 적어도 하나 이상의 코폴리에스테르계 수지 0.1 내지 80 중량%로 이루어진 블렌드 수지에서 선택되는 수지성분을 준비하고,
    (b) 상기 수지성분에 백색의 무기입자 5 내지 60중량% 및 하나 이상의 형광증백제 0.005 내지 0.5 중량%를 혼합하여 마스터배치(I)를 제조하고,
    (c) 상기 수지성분 60 내지 80 중량% 및 실리콘 입자 20 내지 40 중량%를 혼합하여 마스터배치(Ⅱ)를 제조하여 원료조성물을 제조하는 단계;
    2) 마스터배치(I)를 코어층으로 하되, 상기 코어층 양면에, (a) 상기 수지성분, (b) 마스터배치(I) 및 (c) 마스터배치(Ⅱ)로 이루어진 조성을 스킨층(B층)으로 하여, 피이드 블록에서 스킨층(B층)/코어층(A층)/스킨층(B층)으로 적층하고, 공압출 다이를 통해 압출하는 단계; 및
    3) 압출 후 냉각시켜 미연신 시트로 제조하는 것을 특징으로 하는 제1항의 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스킨층(B층)이 (a) 수지성분 10 내지 50중량%, (b) 상기 마스터배치(I) 40 내지 60중량% 및 (c) 마스터배치(Ⅱ) 10 내지 30 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제조방법이 반사시트의 일면에 매트 롤 가공처리를 수행하여 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 고백색도의 미연신 반사시트의 제조방법.
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