KR100864334B1

KR100864334B1 - 고휘도 도광판용 수지 압출판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100864334B1
Application number: KR1020077011348A
Authority: KR
Inventors: 요시까즈 쯔루따; 순지 가미야
Original assignee: 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2008-10-17
Also published as: TW200631762A; CN101060967A; KR20070074629A; JPWO2006054509A1; CN100566976C; WO2006054509A1; TWI303206B

Abstract

본 발명은 개인용 컴퓨터나 워드프로세서 등의 사무 자동화 기기, 화상 신호를 표시하는 각종 모니터, 예를 들면 패널 모니터, 텔레비전 모니터 등에 이용되는 표시 장치 및 실내외 공간의 조명 장치에 사용되는 표시 장치나 간판 등에 적합한 도광판용 수지 압출판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 판 두께가 2 내지 15 mm, 두께가 설정 두께의 ±1 ％ 이내이고, 액정 디스플레이 백 라이트 장치의 도광판으로서 사용한 경우에 휘도의 균제도가 80 ％ 이상인 수지 압출판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

도광판, 수지 압출판, 메타크릴 수지, 뱅크

Description

고휘도 도광판용 수지 압출판 및 그의 제조 방법{RESIN EXTRUDED PLATE FOR HIGH LUMINANCE LIGHT GUIDE PLATE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 노트북형 또는 데스크탑형의 개인용 컴퓨터, 휴대 정보 단말기, 게임기, 워크스테이션, 화상 모니터, 또는 텔레비전 등의 표시 장치로서 이용되는 액정 디스플레이에 있어서, 액정을 배면으로부터 비추는 백 라이트 장치에 이용되는 도광판에 알맞은 수지 압출판에 관한 것이다. 또한 본 발명은 액정 디스플레이의 휘도나 화질을 손상시키지 않는 백 라이트 장치를 제조하는 데에 바람직한 도광판에 알맞은 수지 압출판의 제조 방법에 관한 것이다.

정보 및 화상의 표시 장치로는 CRT, 소위 브라운관이 오래 이용되어 오고 있다. 최근 표시 장치의 박형화나 소형화의 요청에 대응하여 액정 디스플레이가 브라운관을 대체하는 경향이 있다. 액정 디스플레이에서 액정 유닛 자체는 발광하는 기능이 없기 때문에, 일반적으로는 액정 유닛을 배면으로부터 비춰서 표시를 시인하기 쉽게 하는, 소위 백 라이트 장치가 이용되고 있다.

이 백 라이트 장치의 방식으로는, 1) 빛을 산란시키는 기능을 가진 "확산판"을 광원과 액정 유닛 사이에 끼운, 소위 직하식, 및 2) 광원을 도광판의 엣지에 부착하고 도광판 배면의 반사판을 이용하여 면 방향으로 빛을 내는 엣지라이트 방식 의 2종이 통상 이용되고 있다. 현재는 엣지라이트 방식이 주류를 이루고 있다. 특히, 최근에는 표시 장치의 고휘도화, 대형화, 박형화의 요구가 강하며, 보다 밝게, 보다 크게, 보다 얇게라는 상품 컨셉트하에 개발이 진행되고 있다. 특히 엣지라이트 방식에서의 고휘도인 백 라이트 장치의 개발이 강하게 요망되고 있다.

이 때문에, 백 라이트 장치에서 사용되는 도광판에 대해서도, 측면에 배치된 광원 램프로부터 입광된 입사광을 효율적으로 출사면에 출사시키는 도광판의 요구가 매우 강해지고 있다.

이러한 요구에 대해서, 도광판에 의한 고휘도화의 방법에 관해서는 지금까지도 복수개의 기술 개시가 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공고 (소)39-1194호 공보에는 도광판 중에 광 확산 입자를 분산 혼입함으로써 균일한 발광면을 얻는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 (평)4-145485호 공보에는 도광체에 굴절률이 다른 미립자를 포함하는 광 산란성 플라스틱 재료를 이용함으로써 고휘도화하는 방법 등이 개시되어 있지만 공정이 번잡하다.

그러나 미립자를 함유하는 메타크릴 수지를 이용하는 이들 번잡한 기술 이외에, 휘도 및 휘도 얼룩 등에 있어서, 표시 장치의 대형화, 박형화에 따른 요구에 대하여 충분히 대응할 수 있는 수준에는 도달하지 않은 것이 현실이다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공고 (소)39-1194호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (평)4-145485호 공보

본 발명의 목적은 액정 디스플레이를 위한 고휘도인 엣지라이트 방식 백 라이트 장치의 도광판으로서 바람직한 수지 압출판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 수지 압출판의 두께를 설정 두께의 ±1 ％ 이내로 제어하는 것이 백 라이트 장치의 고휘도화나 휘도 얼룩 감소에 유효하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 판 두께가 2 내지 15 mm, 두께가 설정 두께의 ±1 ％ 이내이고, 액정 디스플레이 백 라이트 장치의 도광판으로서 사용한 경우에 휘도의 균제도가 80 ％ 이상인 수지 압출판과 그의 제조 방법에 관한 것이다.

<발명의 효과>

본 발명의 수지 압출판은 광원 램프로부터 입광한 빛의 발광 효율을 최대한으로 향상시킬 뿐만 아니라 휘도 얼룩을 감소시키는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 관한 수지 압출판의 제조 방법에 따르면, 상기 효과를 갖는 수지 압출판을 용이하게 얻을 수 있다.

도 1은 압출 성형에서의 뱅크를 모식적으로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에서의 두께 측정점을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 도광판을 이용한 엣지라이트 방식 액정 광원 장치에서의 휘도 평가 방법의 일례를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에서의 수지 압출판의 제조 설비의 일례를 나타낸 것이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명에 대해서 이하 구체적으로 설명한다.

본 발명의 수지 압출판은 원료 수지를 용융 압출 성형하여 판의 형상으로 함으로써 제조할 수 있다. 원료 수지로는 메타크릴 수지(PMMA), 폴리스티렌(PS), 스티렌/메틸메타크릴레이트 수지(MS), 아크릴로니트릴/스티렌 수지(SAN), 폴리카르보네이트(PC), 비정질 폴리에스테르, 지환식 폴리올레핀(미쯔이 세끼유 가가꾸의 아포(APO), 닛본제온의 제오넥스(ZEONEX)와 제오노아(ZEONOR), JSR의 아톤(ARTON) 등) 등의 투명하고 용융 성형이 가능한 수지이면 모두 사용할 수 있다. 또한 원료 수지를 단독으로 이용할 수도, 휘도를 저하시키지 않는 범위에서 광 확산제, 형광 증백제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 가소제, 이형제, 염료, 안료 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수도 있다. 판은 단층으로 압출하여 제조할 수도 있고, 공압출법이나 라미네이트법에 의해서 2층 이상으로 적층할 수도 있다.

원료 수지 중에서도 메타크릴 수지, 폴리카르보네이트 또는 지환식 폴리올레핀이 투명성의 관점에서 도광판용 원료로서 바람직하다. 그 중에서도 메타크릴 수지는 무색 투명성, 내광성, 성형 가공성, 기계 강도, 표면 경도 등의 특성으로부터 특히 바람직하게 이용된다.

본 발명에서 특히 바람직하게 이용할 수 있는 메타크릴 수지는, 예를 들면 메타크릴산메틸 및/또는 메타크릴산에틸 70 중량％ 이상과, 이들과 공중합성을 갖는 단량체 30 중량％ 미만을 공중합함으로써 얻을 수 있다. 공중합성을 갖는 단량체로는 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산트리시클로데실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질 등의 메타크 릴산에스테르류, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산트리시클로데실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질 등의 아크릴산에스테르류, 메타크릴산, 아크릴산 등의 불포화산류, 말레산 무수물, 말레이미드 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 단량체는 단독으로 사용하거나 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 관한 수지 압출판의 원료로서 이용되는 수지는 현탁 중합법, 유화 중합법, 캐스트 중합법, 연속 괴상 중합법, 연속 용액 중합법 등의 어느 것의 중합 방법으로 얻어진 것도 사용할 수 있다. 특히 현탁 중합법 및 연속 용액 중합법을 이용하여 제조된 수지, 특히 메타크릴 수지는 협잡물도 적어 도광판의 원료 수지로서 바람직하다.

원료 수지의 일례로서의 메타크릴 수지의 현탁 중합법에 대해서 설명한다. 우선 메타크릴산메틸 및/또는 메타크릴산에틸과 다른 공중합 가능한 단량체를 포함하는 단량체 혼합물에 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 균일하게 용해시킨다. 상기 균일 용해물을 분산 안정제가 존재하는 물 매체에 현탁한 후, 소정의 중합 온도에서 일정 시간 동안 유지하여 중합을 완결시키고, 그 얻어진 혼탁 중합물을 여과하고 수세, 건조함으로써 얻어진다.

현탁 중합시에 사용되는 중합 개시제로는, 비닐 단량체의 중합용으로서 주지된 라디칼 중합 개시제 등을 들 수 있다. 예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸-2,2'-아조비스이소부티레이트, t- 부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사에이트, 쿠밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드 등을 들 수 있다. 이들 중합 개시제의 사용량은 단량체 또는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 통상 0.01 내지 2.0 중량부의 범위가 바람직하다.

현탁 중합시에 사용되는 연쇄 이동제로는 메타크릴산메틸의 중합에 이용되는 주지된 것일 수 있다. 예를 들면, t-부틸메르캅탄, n-부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, t-도데실메르캅탄 등을 들 수 있다. 이들 연쇄 이동제의 사용량은 단량체 또는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 통상 0.01 내지 2.0 중량부의 범위가 바람직하다.

현탁 중합시에 사용되는 분산 안정제로는 특별히 한정되지 않지만, 인산칼슘, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 등의 수난용성 무기 화합물, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥시드, 셀룰로오스 유도체의 비이온계 고분자 화합물, 폴리아크릴산 및 그의 염, 폴리메타크릴산 및 그의 염, 메타크릴산에스테르와 메타크릴산 및 그의 염과의 공중합물 등의 음이온계 고분자 화합물을 예로 들 수 있다. 이들 분산 안정제의 사용량은 물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5.0 중량부의 범위가 바람직하다.

현탁 중합시에 사용되는 물로는 순수, 이온 교환수, 탈이온수 등을 들 수 있다. 물의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 단량체 또는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 100 내지 300 중량부의 범위가 바람직하다.

또한, 현탁 중합의 중합 온도로는 특별히 한정되지 않지만, 60 내지 120 ℃ 정도이고, 이용하는 중합 개시제에 알맞은 온도로 한다. 중합 장치로는 주지된 교반 날개, 예를 들면 터빈 날개, 파우드라 날개, 프로펠라 날개, 블루마진 날개 등의 날개가 부착된 교반기를 구비한 중합 용기를 이용하고, 상기 용기에는 배플을 붙이고 있는 것이 일반적이다.

또한 필요에 따라서 광 확산제, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 산화 방지제, 가소제, 이형제, 염료, 안료 등을 현탁시켜 중합시킬 수도 있다.

현탁 중합의 종료 후에는, 주지된 방법에 의해 세정, 탈수, 건조함으로써 구상 수지 중합체(예를 들면, 구상 메타크릴 수지 중합체)를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 수지 압출판의 원료로서 이용되는 구상 수지(예를 들면, 구상 메타크릴 수지)의 평균 입경은 0.2 내지 0.5 mm이고, 바람직하게는 0.25 내지 0.39 mm이다. 0.2 mm 미만이면 양호한 판 두께 정밀도가 얻어지지 않는다. 또한 0.5 mm를 초과한 평균 입경을 가진 중합체를 안정적으로 제조하는 것은 곤란하다.

본 발명에서 수지 압출판의 원료로서 이용되는 수지는, 현탁 중합법에 의한 구상 수지 이외에, 구상 수지 중합체를 벤트가 부착된 압출기에 공급하고, 온도 220 내지 260 ℃, 벤트 진공 압력 10 내지 60 토르로 압출 다이스로부터 스트랜드상으로 압출, 수냉하고, 스트랜드 커터로 절단하여 얻어진 원주상(펠릿상)의 수지나, 공지된 연속 용액 중합법, 연속 괴상 중합법에 의해 얻어지는 용융 상태의 수지 중합체를 압출 다이스로부터 스트랜드상으로 압출, 수냉하고, 스트랜드 커터로 절단하여 얻어진 원주상(펠릿상) 수지를 사용할 수 있다.

연속 용액 중합법, 연속 괴상 중합법의 예로는 이하의 방법을 들 수 있다.

연속 용액 중합법에서의 용매로는, 증류탑 하부 및 증류탑 내부에서 원료 수지의 단량체(예를 들면, 메타크릴 수지의 경우에는 메타크릴산메틸 단량체 및 메타크릴산메틸 단량체 및 메타크릴산메틸과 공중합 가능한 단량체)보다 높은 비점을 갖고 있는 것, 구체적으로는 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠 등의 방향족 화합물, 옥탄, 데칸 등의 지방족 화합물, 데칼린 등의 지환족 화합물, 아세트산부틸, 아세트산펜틸 등의 에스테르류, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 등의 할로겐 화합물을 들 수 있다.

특히 알킬벤젠, 또한 그 중에서 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠이 적절한 비점을 갖고, 탈기에도 부하가 적으며, 중합에 악영향을 미치지 않아 바람직하다.

용매량은 용매의 비점에 따라서도 다르지만, 중합시의 전체 혼합물의 중량에 기초하여 바람직하게는 30 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 25 중량％ 이하이다. 중합시에 용매를 사용하지 않으면 괴상 중합이 된다.

연속 용액 중합법, 연속 괴상 중합법에서 사용되는 중합 개시제는 중합 온도에서 활성으로 분해되어 라디칼을 발생시키는 중합 개시제일 수 있다. 예를 들면 디-t-부틸퍼옥시드, 디쿠밀퍼옥시드, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 디-t-부틸퍼프탈레이트, 디-t-부틸퍼벤조에이트, t-부틸퍼아세테이트, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-(3,3,5-트리메틸)시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 디-t-아밀퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드, 라우릴퍼옥시드, 아조비스이소부탄올디아세테이트, 1,1'-아조비스시클로헥산카르보니트릴, 2-페닐아조2,4-디메틸-4-메톡시발레로니트릴, 2-시아노-2,2-프로필아조포름산, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중합 개시제의 사용량은 전체 반응 혼합물의 중량에 기초하여 0.001 내지 0.03 중량％가 바람직하다.

또한, 이 때에 사용되는 분자량 조절제로는 주로 메르캅탄류가 사용된다. 메르캅탄류로는, 예를 들면 n-부틸메르캅탄, 이소부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-도데실메르캅탄, sec-도데실메르캅탄, t-부틸메르캅탄, 페닐메르캅탄, 티오크레졸, 티오글리콜산과 그의 에스테르 및 에틸렌티오글리콜 등을 들 수 있다. 이들 분자량 조절제의 사용량은 전체 반응 혼합물의 중량에 기초하여 0.01 내지 0.5 중량％가 바람직하다.

중합 반응기는 더블헬리칼리본, 피치드버들형 등의 교반 날개로 균일하게 교반되는 장치를 사용한다. 중합은 단량체 또는 단량체 용액을 중합 반응기에 연속하여 공급하고, 단량체의 중합 전환율이 40 내지 70 ％의 범위 내에서 실질적으로 일정하게 되도록 120 내지 160 ℃의 온도에서 중합 반응을 실시한다. 중합 전환율이 40 ％ 미만이면, 휘발 성분에 의한 탈휘 공정의 부하가 크고, 예를 들면 예비 가열기의 전열 면적의 제약으로부터 탈휘 불충분이 되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 한편, 70 ％를 초과하면, 예를 들면 중합 반응기로부터 예비 가열기 사이에서의 배관 압력 손실이 커지고, 중합액의 수송이 곤란해져 바람직하지 않다. 중합 온도가 120 ℃ 미만이면 중합 속도가 너무 느려 비실용적이다. 또한 160 ℃를 초과하면 중합 속도가 지나치게 빨라 중합 전환율의 조정이 곤란해진다. 또한, 내열 분해성이 저하되어 바람직하지 않다.

이러한 중합 반응에 의해 얻어진 중합액은 탈휘하여 중합물을 취출한다. 탈 휘 장치로는 다단 벤트가 부착된 압출기, 탈휘 탱크 등을 사용한다. 바람직하게는 중합액을 예비 가열기 등에서 200 내지 290 ℃의 온도로 과열하고, 상부에 충분한 공간을 갖는, 200 내지 250 ℃, 20 내지 100 토르의 온도, 진공하의 탈휘 탱크에 공급하여 중합물을 취출한다.

이 중합물은 압출기에 연속적으로 용융 상태로 이송되고, 압출기를 통해서 다이스로부터 스트랜드상으로 압출되고 수냉되고 스트랜드 커터로 절단되어 원주상 중합체가 얻어진다.

또한 필요에 따라서, 다이스로부터 스트랜드상으로 압출하기 전에 압출기의 사이드부로부터 피드 펌프를 이용하여 광 확산제, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 산화 방지제, 가소제, 이형제, 염료, 안료 등을 첨가할 수도 있다.

본 발명의 수지 압출판은 용융 압출 성형법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 원료 수지를 압출기 내에서 용융하여 T 다이로부터 압출하고, 온도 조절된 3, 4 내지 5개의 폴리싱 롤의 사이를 차례로 통과해서 판상(바람직하게는 평판상)으로 성형하고, 그 성형판을 가이드 롤 위를 통과해서 인취 롤로 당기면서 냉각, 고화시키고, 폭 방향과 유동 방향을 소정의 길이로 절단함으로써 매엽의 제품으로서 수지 압출판을 얻을 수 있다. 이 때 폴리싱 롤의 간극과 인취 속도를 조절함으로써 원하는 판 두께의 수지 압출판을 제조할 수 있다. 일반적으로 도광판용으로는 2 내지 15 mm의 판 두께의 수지 압출판이 사용된다.

본 발명의 수지 압출판은 판 두께가 설정 두께의 ±1 ％ 이내로 제어하여 제조된 것이 도광판으로서 가장 중요한 특성이다. 최근 액정 디스플레이의 박형화의 움직임에 따라 백 라이트 자체도 박형화하고, 도광판을 유지하는 프레임이 얇고 가늘어지고 있다. 따라서, 판의 두께가 설정 두께의 ±1 ％ 이내, 바람직하게는 ±0.5 ％ 이내가 아니면, 도광판과 프레임 사이에 간극이 발생하여 광원으로부터의 빛이 누설되고, 백 라이트의 휘도의 저하나 휘도의 얼룩이 발생한다.

본 발명자들은 이러한 판 두께의 제어에 관한 엄격한 요구 사항을 충족시키기 위해서 예의 연구를 거듭하여, 압출 성형시 뱅크의 크기와 형상을 제어함으로써 판 두께의 정밀도를 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 일반적으로 용융 수지를 폴리싱 롤 사이에 연속적으로 공급하여 판의 형상으로 성형하는 압출 성형법에서는, 도 1에 도시한 바와 같은 뱅크(수지 저장소)를 형성시키는 것이 일반적이다. 여기서 뱅크의 양단부의 크기가 1) 판의 두께가 2 mm 이상 6 mm 이하인 경우에는 10 내지 15 mm, 2) 판의 두께가 6 mm를 초과하여 15 mm까지인 경우에는 15 내지 20 mm의 범위를 벗어나는 경우에는, 뱅크가 맥동하거나 뱅크 내부에서 수지가 회전한 결과, 판의 표면에 소위 뱅크 마크라 불리는 연속파상의 결함이나 터치 불량이라 불리는 오목부가 생기기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 또한 뱅크의 중앙부의 크기가 양단부의 크기의 1.5배 미만인 경우에는, 판의 폭 방향의 두께 분포를 관찰하면 중앙이 얇고 양측이 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 이는 압출된 용융 수지의 양단부가 차가워지기 쉽기 때문에 중앙부보다 먼저 고화하고, 늦게 중앙부가 고화할 때에 수축하여 판의 중앙부가 얇아지는 것이라고 생각된다. 한편, 뱅크의 중앙부의 크기가 양단부의 크기의 3배를 초과하는 경우에는, 역시 뱅크가 맥동하기 쉽다. 이 때문에 뱅크 마크나 터치 불량이 발생하기 쉬워지기 때문 에 바람직하지 않다.

이와 같이 뱅크 (D)의 크기와 형상을 제어하는 것은, 일반적으로 다이스 내의 수지 유로의 간격을 초크바를 이용하여 제어하거나, 다이스의 폭 방향의 각 히터존에서의 온도 설정을 변화시키는 것 등에 의해서 실시할 수 있다(본 발명의 도 1 참조. A는 폴리싱 롤, B는 다이, C는 압출된 용융 수지, D는 뱅크를 나타냄).

본 발명의 실시예에 기초하여 더욱 구체적으로 설명한다. 우선, 본 실시예에 관계된 수지 압출판에 관한 각 측정법을 이하에 나타낸다.

(수지 압출판의 두께 측정)

도 2에 도시한 폭 1000 mm의 수지 압출판 (1)에서, 폭 방향으로 판 두께 측정점 (2)로 하여 5점에서, 외측 마이크로미터(가부시끼가이샤 미쯔토요제 MDC-25M)를 이용하여 0.01 mm까지 두께를 측정하여 평균하였다. 수지 압출판 (1)의 압출 방향(도 1의 화살표 방향)의 두께는 판의 양끝을 길이 1000 mm에 걸쳐 50 mm 간격으로 판 두께 측정점 (3)으로 하여 마찬가지로 측정하였다.

(도광판의 휘도, 휘도 얼룩의 측정 방법)

도 3에 도시한 광원 장치에 준하여, 램프하우스 (B) 내의 광원 (A)로서 3 mmφ의 냉음극관(핼리슨 덴끼제)을 도광판 (C)의 길이 319 mm 측의 양끝면에 설치하고, 광 반사 시트 (D)로서 레이화이트 75(기모또 제)를 이용하고, 도광판의 상부에 광 확산 시트 (E)로서 D121(쯔지덴 제)을 2매 올려 놓았다. 냉음극관에는 직류 전압 안정 장치로부터 12 V의 전압을 가해 20 분간 점등한 후에 발광면으로부터 1 m 떨어진 위치에 설치한 휘도계(CA-1000: 미놀타제)에 의해, 발광면 전체를 세로 19×가로 19=361 분할한 측정점의 각각의 휘도를 측정하였다. 이어서 얻어진 361점의 측정값으로부터 평균 휘도를 산출하였다.

또한, 얻어진 361점의 측정값으로부터 하기 수학식 1에 의해 휘도 얼룩의 평가 지표로서 균제도를 산출하였다.

균제도(％)=최소 휘도값/최대 휘도값×100

(구상 메타크릴 수지 중합체 평균 입경의 측정 방법)

전자 진탕식 체 분류 측정기(미따무라 리켄 고교 가부시끼가이샤 제조 전자 진동식 AS200 DISIT)를 이용하였다. 시료 100 g을 0.5 내지 0.15 mm 7단계를 포함하는 체의 최상단 체 위에 올리고, 시브쉐이커로 10 분간 진탕한 후, 각 체 위의 구상 메타크릴 수지 중합체를 칭량하고 누적 잔류 분포 곡선을 그리고 중앙 직경을 구하여 평균 입경으로 하였다.

(원주상 메타크릴 수지 중합체의 장경, 단경, 길이의 측정 방법)

외측 마이크로미터(가부시끼가이샤 미쯔토요제 MDC-25M))를 이용하여 시료 200 입자의 장경, 단경, 길이를 0.001 mm까지 측정하고, 그 평균값을 구하였다.

(구상 메타크릴 수지 중합체(중합체-A)의 제조)

메타크릴산메틸 95.0 중량부, 아크릴산메틸 5.0 중량부, 라우로일퍼옥시드 0.15 중량부, n-옥틸메르캅탄 0.25 중량부, 탈이온수 130 중량부, 수산화알루미늄 0.65 중량부를 200 ℓ의 중합기에 투입하여 교반 혼합하였다. 반응 온도 80 ℃에 서 150 분간 현탁 중합하고, 계속해서 100 ℃에서 60 분간 숙성하여 중합 반응을 실질 종료하였다. 이어서 중합 반응액을 50 ℃까지 냉각하고, 희류산을 투입하여 세정 탈수 건조 처리하고, 용융 유속(ISO 1139 조건 13) 1.0 g/10 분의 구상 메타크릴 수지 중합체(중합체-A)를 얻었다. 중합체-A의 평균 입경은 0.39 mm였다.

(원주상 메타크릴 수지 중합체(중합체-B)의 제조)

메타크릴산메틸 79.9 중량％, 아크릴산메틸 5.1 중량％ 및 에틸벤젠 15 중량％를 포함하는 단량체 혼합물에 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 150 ppm 및 n-옥틸메르캅탄 300 ppm을 첨가하고, 완전 혼합형 중합 반응기로 중합 온도 155 ℃, 체류 시간 2.0 시간 동안 중합하고, 중합 전환율 53 ％까지 연속적으로 중합하였다. 계속해서 중합액을 연속적으로 중합 반응기로부터 취출하고, 이어서 가열판에서 260 ℃로 가열하고, 가열판의 간격을 통과해서 유연 낙하시켰다. 탈휘 탱크에서 30 토르, 230 ℃로 유지하여 중합체를 미반응 단량체 및 용제와 분리하였다. 중합체를 압출기에 연속적으로 용융 상태로 이송하고, 압출기를 통해서 다이스로부터 스트랜드상으로 압출하고 수냉(물 온도 60 ℃의 조)하고 스트랜드 커터로 절단하여, 용융 유속(ISO 1139 조건 13) 1.0 g/10 분의 원주상 메타크릴 수지 중합체(중합체-B)를 얻었다. 중합체-B의 장경(a), 단경(b), 길이(L)는 각각 (a) 2.773 mm, (b) 2.689 mm, (L) 3.105 mm, (b)/(a) 0.97이었다.

<실시예 1>

중합체-A 50 중량부와 중합체-B 50 중량부의 혼합물(계 100 중량부)을 도 4의 원료 호퍼 (1)에 공급하고, 실린더 온도가 호퍼측에서 다이측으로 순서대로 210, 210, 240, 250, 260, 260 ℃로 온도 조절된 150 mmφ 단축 압출기 (2)에서 용융하고, 립폭 1250 mm, 립 개방도 10 mm의 T 다이 (3)로부터 780 kg/시간의 토출량, 수지 온도 281 ℃에서 압출하여 수평으로 배치된 4개의 폴리싱 롤 (4)(온도는 순서대로 89, 94, 95, 95 ℃) 사이를 통과시키고, 가이드 롤 (5) 상의 압출판을 인취 롤 (6)로 당기면서 냉각하였다. 다이로부터 토출된 용융 수지를 2개의 폴리싱 롤 사이에 연속적으로 공급할 때에 뱅크를 형성하지만, 그 크기는 기준과 함께 사진 촬영하여 계측하면 정확하게 구할 수 있다. 그 예로는, 다이의 초크바를 조정한 결과, 뱅크 양단부의 크기는 12 mm, 중앙부의 크기는 그것의 약 2배인 25 mm였다. 또한 압출 라인 주변의 기온은 49 ℃였다. 가이드 롤의 상하에는 판의 표리를 냉각하기 위한 선풍기와 에어 분무 장치를 설치하고, 이들을 조정함으로써 판의 중앙과 끝, 표리의 온도 분포를 제어하여, 휘어짐이 적은 수지 압출판을 제조하였다.

인취 롤부에서 판의 상하에 표면 보호용 폴리에틸렌 마스킹을 부착하고, 트리밍기 (7)로 판의 양단부를 절단하여 폭 1100 mm로 하였다. 이어서 크로스 컷트기 (8)로 1380 mm의 길이로 절단하여 매엽으로 하고, 반송 컨베이어 (9)로 스타커(stocker) (10)로 보내고, 팔레트 (12) 상에 소정 매수로 도광판 제품 (11)으로서 적재하였다. 또한 불량판은 팔레트에 쌓지 않고, 불량 배출 (13)로 배출하여 제품에 혼입하지 않도록 하였다.

판 두께를 측정한 바, 폭 방향과 압출 방향 모두 6.00±0.05 mm, 즉 설정 두께의 ±1 ％ 이내였다.

이어서 얻어진 수지 압출판으로부터 폭 241 mm, 길이 319 mm의 크기로 휠톱을 이용하여 절단해내고, 절단해낸 판의 절단면을 정밀 연마기(플라-뷰티(PLA-BEAUTY): 메갈로테크니카(주) 제조)를 이용하여 연마하였다. 또한 배프 연마를 실시하여 경면상으로 마무리하고, 이어서 15인치 크기의 도트그라데이션을 실시한 인쇄 스크린을 이용하고 잉크로 매트미디움 SR931(미노그룹제)을 사용하여 도광판의 편면에 스크린 인쇄를 행하여 도광판을 얻었다. 이 도광판을 도 3에 도시한 장치에 세팅하고, 휘도 및 휘도의 균제도를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

<실시예 2>

다이의 초크바를 조정하여 뱅크 양단부의 크기가 14 mm, 중앙부의 크기는 그것의 약 2.5배인 36 mm가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 압출판 B를 얻었다. 판 두께 정밀도, 휘도 및 휘도의 균제도의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 1]

다이의 초크바를 조정하여 뱅크 양단부의 크기가 20 mm, 중앙부의 크기는 그것과 거의 동등한 22 mm가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 압출판 C를 얻었다. 결과는 판의 중앙부에 현저한 뱅크 마크가 보이고, 양호한 샘플은 얻어지지 않았다.

[비교예 2]

다이의 초크바를 조정하여 뱅크 양단부의 크기가 15 mm, 중앙부의 크기는 그 1.2배인 18 mm가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 압출 판 D를 얻었다. 판 두께 정밀도, 휘도 및 휘도의 균제도의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 3]

다이의 초크바를 조정하여 뱅크 양단부의 크기가 15 mm, 중앙부의 크기는 그 3.5배인 53 mm가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 압출판 E를 얻었다. 판 두께 정밀도, 휘도 및 휘도의 균제도의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

(결과의 개요)

이상의 실시예, 비교예에서 나타낸 바와 같이, 판 두께 6 mm에서의 실험에서는 뱅크의 양단부의 크기가 10 내지 15 mm이면서, 뱅크 중앙부의 크기가 양단부의 크기의 1.5 내지 3배가 되도록 제어하지 않으면, 판 두께의 정밀도가 불량이고 도광판으로서 백 라이트 유닛에 세팅한 경우에 휘도 및 휘도의 균제도가 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 수지 압출판은 노트북형 또는 데스크탑형의 개인용 컴퓨터, 휴대 정보 단말기, 게임기, 워크스테이션, 화상 모니터, 또는 텔레비전 등의 표시 장치로서의 액정 디스플레이에 있어서, 액정을 배면으로부터 비추는 백 라이트 장치에 이용되는 도광판으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

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용융 수지를 이용하여 판상으로 압출 성형하고, 그 성형판을 가이드 롤의 위를 통과해서 인취 롤로 당기면서 냉각, 고화시키고, 폭 방향과 유동 방향을 소정의 길이로 절단하는 수지 압출판의 제조 방법에 있어서, 용융 수지를 2개의 폴리싱 롤 사이에 공급할 때에 뱅크(수지 저장소)를 형성하고, 뱅크의 양단부의 크기를 1) 판의 두께가 2 mm 이상 6 mm 이하인 경우에는 10 내지 15 mm로, 2) 판의 두께가 6 mm를 초과하여 15 mm까지인 경우에는 15 내지 20 mm로 제어하고, 추가로 뱅크의 중앙부의 크기가 양단부의 크기의 1.5 내지 3배가 되도록 제어하는 것인 수지 압출판의 제조 방법.
제5항에 있어서, 온도 조절된 3 내지 5개의 폴리싱 롤의 사이를 차례로 통과해서 판상으로 성형하는 공정을 포함하는 수지 압출판의 제조 방법.