KR100884324B1 - 신규한 메타크릴 수지 압출판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 판 두께 2.0∼15.0mm의 메타크릴 수지 압출판에 있어서, 겉보기 밀도 O.70g/ml∼0.78g/ml의 구형 메타크릴 수지 중합체와 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 원주형 및/또는 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g /ml의 편평형 메타크릴 수지 중합체의 혼합물로서, 상기 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상이며, 상기 혼합물을 압출 성형하여, 휘도 균일도가 80% 이상이며, 폭 방향의 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내로 제어된 메타크릴 수지 압출판을 제공한다. 본 발명에 의하면, PC나 워드 프로세서 등의 사무 자동화 기기, 화상 신호를 표시하는 각종 모니터, 예를 들면 패널 모니터, 텔레비전 모니터 등에 이용할 수 있는 표시 장치 및 실내외 공간의 조명 장치에 사용되는 표시 장치나 간판 등에 적합한 도광판용 메타크릴 수지 압출판을 제공할 수 있다.
매타크릴, 압출, 도광판, 백라이트, 모니터, 패널

Description

신규한 메타크릴 수지 압출판 및 그 제조 방법{NOVEL METHACRYLIC RESIN EXTRUSION PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, PC나 워드 프로세서 등의 사무 자동화 기기, 패널 모니터, 텔레비전 모니터 등의 화상 신호를 표시하는 각종 모니터에 이용할 수 있는 표시 장치 및 실내외 공간의 면광원 장치에 사용되는 표시 장치나 간판 등에 적합한 도광판용 메타크릴 수지 압출판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
투명 열가소성 수지, 그중에서도 특히 메타크릴 수지는, 우수한 광투과성, 기계적 특성으로 인하여 지금까지 여러 가지 조명 용도로 사용되어 왔지만, 특히 근래에는 조명용 램프를 구비한 표시 장치 등의 백라이트용 도광판으로 사용되고 있다. 상기 백라이트 방식으로서는, 도광판을 광원과 액정 유닛의 사이에 삽입하는, 소위 직하식과, 광원을 도광판 에지에 장착하는 에지 라이트 방식의 2종이 통상적으로 이용되고 있으며, 현재는 에지 라이트 방식이 주류이다. 근래에는 표시 장치의 고휘도화, 대형화, 박형화가 강하게 요구되며, 보다 밝고, 보다 크고, 보다 얇은 상품 컨셉트로의 개발이 계속되고 있다. 특히, 에지 라이트 방식에서의 고휘도면 발광 장치의 개발이 강하게 요구되고 있다.
따라서, 광원 장치로 사용되는 도광판에 대해서도, 측면에 배치된 광원 램프 로부터 입광한 광의 입사광을 출사면으로 효율적으로 출사시키는 도광판이 강하게 요구되고 있다.
그러나, 통상적인 압출판에서는, 압출 방향의 판 두께 변동은 적지만, 폭방향의 판 두께 변동이 크고, 광원 장치에 배치된 광원 램프로부터 입광한 광이 불규칙하게 출광되어 휘도 균일성이 떨어지며, 고휘도를 얻을 수 없다.
도광판에 의한 고휘도화 방법에 대해서는, 현재까지 여러 가지 기술이 공개되었다. 예를 들면, 도광판 중에 광확산 입자를 분산 혼입함으로써 균일한 발광면을 얻는 방법(예를 들면, 특허 문헌 1 참조), 도광체에 굴절률이 상이한 미립자를 포함하는 광산란성 플라스틱 재료를 사용하여 고휘도화 하는 방법 등이 개시되어 있으나(예를 들면, 특허 문헌 2 참조) 공정이 복잡한 문제가 있다.
특허 문헌 1: 특공 소 39-1194호 공보
특허 문헌 2: 특개 평 4-145485호 공보
그러나, 이러한 미립자를 함유하는 메타크릴 수지를 이용하는 기술은, 복잡할 뿐만 아니라, 휘도 및 휘도 불균일 등, 표시 장치의 대형화, 박형화에 따른 요구에 충분히 대응할 수 있는 수준에는 이르지 못한 실정이다.
본 발명의 목적은, 화상 신호를 표시하는 각종 모니터, 예를 들면 패널 모니터, 텔레비전 모니터 등에 사용할 수 있는 표시 장치 및 실내외 공간의 조명 장치에 사용되는 표시 장치나 간판 등에 적합한 도광판용 메타크릴 수지 압출판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 검토를 거듭한 결과, 특정한 형상을 가지는 메타크릴 수지 압출 원료를 특정한 비율로 혼합하고, 압출 성형한 메타크릴 수지판을 도광판으로서 이용함으로써, 고휘도화 및 휘도 불균일을 감소시킬 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명은,
[1] 판 두께 2.0∼15.0mm의 메타크릴 수지 압출판에 있어서,
겉보기 밀도 0.70g/ml∼0.78g/ml의 구형 메타크릴 수지 중합체와 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/m1의 원주형 및/또는 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 편평형 메타크릴 수지 중합체의 혼합물로서, 상기 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상이며, 상기 혼합물을 압출 성형하여 얻어지는, 휘도 균일도가 80% 이상인 것을 특징으로 하는 도광판(導光板)용 메타크릴 수지 압출판,
[2] 상기 압출판의 폭 방향의 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내인 것을 특징으로 하는 항목 [1]에 따른 도광판용 메타크릴 수지 압출판,
[3] 상기 압출판의 판 두께가 3.5∼8.5mm이며, 상기 압출판의 폭 방향의 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±0.5% 이내인 것을 특징으로 하는 항목 [1] 또는 항목 [2]에 따른 도광판용 메타크릴 수지 압출판,
[4] 판 두께 2.0∼15.0mm의 메타크릴 수지 압출판에 있어서,
겉보기 밀도 0.70g/ml∼0.78g/ml의 구형 메타크릴 수지 중합체와 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 원주형 및/또는 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 편평형 메타크릴 수지 중합체의 혼합물로서, 상기 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상이며, 상기 혼합물을 압출 성형하여 얻어지는, 휘도 균일도가 80% 이상이며, 폭 방향의 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내인 것을 특징으로 하는 도광판용 메타크릴 수지 압출판의 제조 방법,
이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 이용할 수 있는 메타크릴 수지로서는 메타크릴산메틸 또는 메타크릴산에틸 70중량% 이상과, 이들과 공중합성을 가지는 단량체를 공중합함으로써 얻을 수 있다. 이들과 공중합성을 가지는 단량체로서는 메타크릴산부틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산2-에틸헥실 등의 메타크릴산에스테르류, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산2-에틸헥실 등의 아크릴산에스테르류, 메타크릴산, 아크릴산 등의 불포화산류 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명에서 이용할 수 있는 구형 메타크릴 수지는, 현탁 중합법에 의해 얻어진다. 현탁 중합법에 대하여 설명한다. 우선 메타크릴산메틸 또는 메타크릴산에틸과 이외의 단량체로 이루어지는 단량체 혼합물에, 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 균일하게 용해시킨다. 상기 균일 용해물을 분산 안정제가 존재하는 수매체에 현탁한 후, 소정의 중합 온도에서 일정 시간 유지해서 중합을 완료시키고, 얻어진 혼탁 중합물을 여과하고, 수세, 건조하여 얻어진다.
현탁 중합시에 사용되는 중합 개시제로서는, 비닐 단량체의 중합용으로서 공지된 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸-2,2'-아조비스이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시피바레이트, t-부틸퍼옥시2-에틸헥사에이트, 쿠밀퍼옥시2-에틸헥사에이트, 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 이들 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 단량체 또는 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 통상 0.01∼2.0중량부의 범위가 바람직하다.
현탁 중합시에 사용되는 연쇄 이동제로서는, 메타크릴산메틸의 중합에 이용할 수 있는 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, t-부틸메르캅탄, n-부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-도데실메르캅탄 등을 들 수 있다. 이들 연쇄 이동제의 사용량은, 단량체 또는 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 통상 0.01∼2.0중량부의 범위가 바람직하다.
현탁 중합시에 사용되는 분산 안정제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 인산칼슘, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 등의 수난용성 무기 화합물, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 유도체의 비이온계 고분자 화합물, 폴리아크릴산 및 그 염, 폴리메타크릴산 및 그 염, 메타크릴산에스테르와 메타크릴산 및 그 염과의 공중합체 등의 음이온계 고분자 화합물을 들 수 있다. 이들 분산 안정제의 사용량은, 물 100중량부에 대하여 0.01∼5.0중량부의 범위가 바람직하다.
현탁 중합시에 사용되는 물로는, 순수, 이온 교환수, 탈이온수 등을 들 수 있다. 물의 사용량은, 특별히 한정되지 않지만, 단량체 또는 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 100∼250중량부의 범위가 바람직하다.
또한, 현탁 중합의 중합 온도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 60∼120℃ 정도로, 이용되는 중합 개시제에 적합한 온도로 한다. 중합 장치로서는, 공지된 교반 날개, 예를 들면, 터빈 날개, 파우드라 날개, 프로펠라 날개, 블루머진 날개 등의 날개가 장착된 교반기를 구비한 중합 용기를 이용하며, 상기 용기에는, 배플이 부착되어 있는 것이 일반적이다.
또한, 필요에 따라 이형제, 착색제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광확산제, 가소제 등을 현탁시켜서 중합시켜도 된다.
현탁 중합이 종료된 후에는, 공지된 방법에 의해 세정, 탈수, 건조함으로써 구형 메타크릴 수지 중합체를 얻을 수 있다.
본 발명의 중요 구성 요건인 구형 메타크릴 수지 중합체의 평균 입경은 0.2∼0.5mm이며, 0.25∼0.39mm인 것이 바람직하다. 0.2mm 이상으로 하면 판 두께의 정밀도가 양호하며, 또한 0.5mm 이하에서 평균 입경을 가지는 중합체를 안정적으로 제조할 수 있다. 또한, 겉보기 밀도를 0.70g/ml∼0.78g/ml의 범위 이내로 하면, 양호한 판 두께 정밀도를 얻을 수 있다.
이어서, 본 발명의 중요한 구성 요건인 원주형 또는 편평형 메타크릴 수지 중합체에 대하여 설명한다. 원주형 메타크릴 수지 중합체는 상기 현탁 중합에서 얻어진 구형 메타크릴 수지 중합체를 벤트 부착 압출기에 공급하고, 온도 220∼260℃, 벤트 진공 압력 1.3∼8kPa로 압출하여 다이스로부터 스트랜드형으로 압출, 수냉하여, 스트랜드 커터에 의해 절단함으로써 얻어진다. 다른 방법으로는, 공지된 용액 중합법, 괴상 중합법에 의해 얻어지는 용융 상태의 메타크릴 수지 중합체를 압출하여 다이스로부터 스트랜드형으로 압출, 수냉하여, 스트랜드 커터에 의해 절단해서 얻어진다. 편평형 메타크릴 수지 중합체는 상기 원주형 메타크릴 수지 중합체 제조 방법과 동일한 방법으로 벤트 부착 압출기로부터 압출되고, 이어서 언더 워터 커터에 의해 절단되어 얻어진다.
용액 중합법, 괴상 중합법의 예로서는 이하의 방법을 들 수 있다. 용액 중합법에 있어서의 용매는, 증류탑 저부 및 증류탑 내부에서 메타크릴산메틸 단량체 및 메타크릴산메틸 단량체 및 메타크릴산메틸과 공중합 가능한 단량체보다 비점이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠 등의 방향족 화합물, 옥탄, 데칸 등의 지방족 화합물, 데카인 등의 지방환족 화합물, 아세트산부틸, 아세트산펜틸 등의 에스테르류, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 등의 할로겐 화합물을 들 수 있다. 특히, 알킬벤젠, 그 중에서 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠이 비점이 적당하며, 탈기에도 부하가 적고, 또한 중합에 악영향을 끼치지 않으므로 바람직하다. 용매량은 용매의 비점에 의해도 다르지만, 중합시의 전체 혼합물의 중량에 대하여 30중량% 이하, 바람직하게는 20중량% 이하이다. 중합시에 용매를 사용하지 않으면, 괴상 중합이 된다.
용액 중합법, 괴상 중합법에서 사용되는 중합 개시제는, 중합 온도에서 활성화되어 분해됨으로써 라디칼을 생성하는 것으로서, 예를 들면, 디-t-부틸퍼옥시드, 디쿠밀퍼옥시드, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 디-t-부틸퍼프탈레이트, 디-t-부틸퍼벤조에이트, t-부틸퍼아세테티트, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 디-t-아밀퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, 쿠멘하이드로퍼옥시드, 라우릴퍼옥시드, 아조비스이소부타놀디아세테이트, 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 대하여 0.001∼0.03중량%가 바람직하다.
또한, 이때 사용하는 분자량 조절제로서는, 주로 메르캅탄류가 사용된다. 메르캅탄류로서는, 예를 들면, n-부틸메르캅탄, 이소부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-도데실메르캅탄, sec-도데실메르캅탄, t-부틸메르캅탄, 페닐메르캅탄, 티오크레졸, 티오글리콜산과 그 에스테르 및 에틸렌티오글리콜 등을 들 수 있다. 이들 분자량 조정제의 사용량은, 전체 반응 혼합물의 중량에 대하여 0.01∼0.5중량%가 바람직하다.
중합 반응기는 더블 헬리컬 리본, 피치드 바돌형 등의 교반 날개에 의해 균일하게 교반되는 장치를 사용한다. 중합은 단량체 또는 단량체 용액을 중합 반응기에 연속적으로 공급하고, 단량체의 중합 전화율이 40∼70%의 범위 내에서 실질적으로 일정하게 유지되도록 120∼160℃의 온도에서 중합 반응한다. 중합 전화율이 40% 이상이면, 휘발 성분에 의한 탈휘 공정의 부하가 작아지고, 예를 들면, 예비 가열기의 전열 면적의 제약으로 인하여 탈휘가 불충분하게 되지 않으므로 바람직하다. 한편, 70% 이하에서는, 예를 들면, 중합 반응기로부터 예비 가열 기간에서의 배관 압력 손실이 적어지고, 중합액의 수송이 용이해지므로 바람직하다. 중합 온도가 120℃ 이상에서는 중합 속도가 실용적이며, 또한 160℃ 이하에서는 중합 속도가 적당해서, 중합 전화율을 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 내열분해성이 저하되지 않으므로 바람직하다.
이러한 중합 반응에 의해 얻어진 중합액은, 탈휘시켜 중합물을 꺼낸다. 탈휘 장치로서는, 다단 벤트 부착 압출기, 탈휘 탱크 등을 사용한다. 바람직하게는, 중합액을 예비 가열기 등으로 200∼290℃의 온도로 과열하고, 상부에 충분한 공간을 확보하고, 동시에 200∼250℃, 2.7∼13.3kPa의 온도, 진공하의 탈휘 탱크에 유입시켜 중합물을 꺼낸다.
이 중합물은 용융 상태로 연속적으로 압출기로 이송되어, 압출기를 통해서 다이스로부터 스트랜드형으로 압출되어, 수냉되고, 스트랜드 커터에 의해 절단되어, 원주형 중합체가 얻어진다. 편평형 메타크릴 수지 중합체는 상기 원주형 메타크릴 수지 중합체 제조와 동일한 방법으로 압출기로부터 압출되고, 이어서 언더워터 커터에 의해 절단되어 얻어진다.
또한, 필요에 따라, 절단 전에, 압출기의 사이드부를 통하여 유입 펌프를 이용하여, 이형제, 착색제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광확산제, 가소제 등을 첨가할 수도 있다.
본 발명의 중요 구성 요건인 원주형 폴리머의 형상은, 단면의 장경(a1), 단경(b1) 및 길이(L)로 규정된다. 장경(a1), 단경(b1)은 모두 2.000∼4.000mm이며, (b1)/(a1)=0.66∼1.00이며, 길이(L)는 2.000∼5.00Omm이다. 상기 범위 이내로 하는 것이, 양호한 판 두께 정밀도를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 중요 구성 요건인 편평형 폴리머의 형상은 장경(a2), 단경(b2) 및 두께(T)로 규정된다. 장경(a2), 단경(b2)은 모두 2.000∼4.00Omm이며, (b2)/(a2)=0.66∼1.00이며, 두께(T)는 1.000∼3.000mm이다. 상기 범위 이내로 하는 것이, 양호한 판 두께 정밀도를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
또한, 원주형 또는 편평형 메타크릴 수지 중합체의 겉보기 밀도가 0.63g/ml∼0.70g/ml의 범위 이내이면, 양호한 판 두께 정밀도를 얻을 수 있다.
구형 메타크릴 수지 중합체와 원주형 및/또는 편평형 메타크릴 수지 중합체의 혼합 비율은 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상이 되도록 혼합하는 것이 중요하다. 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상일 경우 압출하면 안정성이 우수하고, 양호한 판 두께 정밀도의 압출판을 얻을 수 있다.
각 중합체의 바람직한 혼합 비율은 중합체의 크기에 따라서도 다르지만, 본 명세서 실시예의 중합체 입자 직경의 경우, 구형 메타크릴 수지 중합체를 100중량부로 한 경우의 혼합 비율은, 원주형 및/또는 편평형 메타크릴 수지 중합체는 10∼600중량부이며, 바람직하게는 15∼500중량부이며, 더욱 바람직하게는 15∼400중량부이다.
본 발명의 압출판은 통상의 용융 압출법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구형 메타크릴 수지 중합체와 원주형 및/또는 편평형 메타크릴 수지 중합체 혼합물을 220∼300℃에서 용융한 후, T다이를 통하여 판형으로 압출, 폴리싱 롤로 표면을 마무리하여 냉각한 후, 절단함으로써 판형체를 얻을 수 있다.
판 두께 정밀도는, 폭 1000mm의 판에 있어서 50mm 간격으로 측정한 판 두께의 평균값과 측정점의 최대값 및 최소값의 차이다. 판 두께가 2.0∼15.0mm의 경우는 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내, 바람직하게는 ±0.5% 이내이다.
또한, 판 두께가 3.5∼8.5mm의 경우는 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±0.5% 이내이다.
휘도 균일도는, 80% 이상이면 휘도 불균일의 발생을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
[발명의 효과]
본 발명의 메타크릴 수지 압출판은, 광원 램프로부터 입광한 광의 발광 효율을 최대한 향상시키는 동시에, 휘도 불균일을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 있어서의 두께 측정점을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 도광판을 이용한 에지 라이트 방식 액정 광원 장치에서의 휘도 평가 방법의 일례를 나타낸 것이다.
- 부호의 설명 -
A: 광원(냉음극관) B: 램프 하우스 C: 도광판
D: 광반사 시트 E: 광확산 시트
이하, 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.
(구형 메타크릴 수지 중합체 평균 입경의 측정 방법)
전자 진탕식 사분(篩分) 측정기(미타무라리켄공업주식회사 제품 전자 진동식 AS200 DISIT)를 이용했다. 시료 100g을 치수 500-425-355-300-250-150-150언더의 7단으로 이루어진 체의 최상단에 위치시키고, 시브 세이커(sieve shaker)에서 10분간 진탕 후, 각 체에서 구형 메타크릴 수지 중합체을 칭량하고, 누적 잔류 분포 곡선을 기록하고, 메디안 직경을 구하여, 평균 입경으로 했다. 평균 입경이 작은 중합체용에는 치수 300-250-180-125-100-63-63언더의 7단계로 이루어진 체를 이용해서 측정했다.
(원주형 메타크릴 수지 중합체의 장경, 단경, 길이의 측정 방법)
외측 마이크로미터(주식회사미쯔토요 제품 MDC-25M)를 이용하고, 시료 분말 200의 장경, 단경, 길이를 O.OO1mm까지 측정하고, 그 평균값을 구했다.
(편평형 메타크릴 수지 중합체의 장경, 단경, 길이의 측정 방법)
외측 마이크로미터(주식회사미쯔토요 제품 MDC-25M)를 이용하고, 시료 분말 200의 장경, 단경, 두께를 O.OO1mm까지 측정하고, 그 평균값을 구했다.
(겉보기 밀도)
JIS K 7365에 준해서 측정했다.
(메타크릴 수지 압출판의 두께 측정)
도 1에 나타낸 폭 1000mm의 판에 있어서 50mm 간격으로 19점 외측 마이크로미터(주식회사미쯔토요 제품 MDC-25M))를 이용하여 0.001mm까지 측정했다. 각 측정점의 평균값을 구하고, 상기 평균값과 각 측정점의 최대값, 최소값으로부터 판 두께 정밀도를 산출했다. 최대 두께의 판 두께 정밀도를 「판 두께 정밀도-A」, 최소 두께의 판 두께 정밀도를 「판 두께 정밀도-B」로 했다.
판 두께 정밀도-A(%)-(최대값-평균값)/평균값×100… (1)
판 두께 정밀도-B(%)-(최소값-평균값)/평균값×100… (2)
(도광판의 휘도, 휘도 불균일의 측정 방법)
도 2에 나타낸 광원 장치에 따라서, 광원으로서 3mmφ의 냉음극관(해리슨전기 제품)을 도광판의 길이 319mm 측의 양 단면에 설치하고, 광반사 시트로서 레이 화이트 75(키모토 제품)를 이용하여, 도광판의 상부에 광확산 시트 D121(츠시덴 제품)을 2장 탑재했다. 냉음극관에는 직류 전압 안전 장치로부터 12V의 전압을 인가하여 20분간 점등 후에 발광면에서 1m 떨어진 위치에 설치한 휘도계(CA-1000: 미놀타 제품)에 의해, 발광면 전체를 세로 19×가로 19 = 361로 분할한 측정점에서의 각각의 휘도를 측정했다. 이어서, 얻어진 361점의 측정값으로부터 평균 휘도를 산출했다. 또한, 얻어진 361점의 측정값으로부터 하기 식(3)에 의해 휘도 불균일의 평가 지표로서 균일도를 산출했다.
휘도 균일도(%) = 최소 휘도값/최대 휘도값×100… (3)
본 발명의 메타크릴 수지판은 평균 휘도가 높고, 즉 광원 램프로부터 입광된 광의 발광 효율이 높고, 휘도 균일도가 높으며, 휘도 불균일을 낮추는 효과가 있다.
(구형 메타크릴 수지 중합체(중합체-A)의 제조)
메타크릴산메틸 95.0중량부, 아크릴산메틸 5.0중량부, 라우로일퍼옥사이드 0.15중량부, n-옥틸메르캅탄 0.25중량부, 탈이온수 130중량부, 수산화알루미늄 0.65중량부를 200리터의 중합기에 투입하고, 교반 혼합했다. 반응 온도 80℃에서 150분 동안 현탁 중합하고, 계속해서, 100℃에서 60분 동안 숙성하여 중합 반응을 실질적으로 종료했다. 이어서, 중합 반응액을 50℃까지 냉각하고, 묽은 황산을 투입하고, 세정 탈수 건조 처리하고, 멜트 플로레이트(ISO-1139-Cond 13) 1.0g/10분의 구형 메타크릴 수지 중합체(중합체-A)를 얻었다. 중합체-A의 평균 입경은 0.39mm, 겉보기 밀도는 0.76g/ml였다.
(구형 메타크릴 수지 중합체(중합체-B)의 제조)
중합체-A 제조시에 이용한 수산화알루미늄 배합량 0.65중량부를 대신하여 1.00중량부를 이용하고, 탈이온수 250중량부를 이용하는 것 이외에는 동일한 방법으로 멜트 플로레이트(ISO-1139-Cond 13) 1.lg/10분의 구형 메타크릴 수지 중합체(중합체-B)를 얻었다. 중합체-B의 평균 입경은 0.21mm, 겉보기 밀도는 O.72g/ml였다.
(원주형 메타크릴 수지 중합체(중합체-C)의 제조)
메타크릴산메틸 79.9중량%, 아크릴산메틸 5.1중량%, 및 에틸벤젠 15중량%로 이루어진 단량체 혼합물에 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 150ppm 및 n-옥틸메르캅탄 300ppm을 첨가하고, 완전 혼합형 중합 반응기로 중합 온도 155℃, 체류 시간 2.0시간, 중합 전화율 53%까지 연속적으로 중합한다. 중합액을 연속적으로 중합 반응기로부터 꺼내고, 계속해서 가열판으로 260℃로 가열하고, 가열판의 간격을 통해서 유연(流延) 낙하시켰다. 탈휘 탱크, 4kPa, 230℃로 유지하고, 중합체와 미반응 단량체 및 용제를 분리했다. 중합체는 압출기로 연속적으로 용융 상태로 이송하고, 압출기를 통해서 다이스로부터 스트랜드형으로 압출하고, 수냉(물 온도 60℃의 베스)하고, 스트랜드 커터에 의해 절단하여, 멜트 플로레 이트(lSO-1139-Cond 13) 1.0g/10분의 원주형 메타크릴 수지 중합체(중합체-C)를 얻었다. 중합체-C의 장경(a1), 단경(b1), 길이(L)는, 각각 (a1) 2.773mm, (b1) 2.689mm, (L) 3.105mm, (b1)/(a1) 0.97, 겉보기 밀도는 0.67g/ml였다.
(편평형 메타크릴 수지 중합체(중합체-D)의 제조)
중합체-C의 제조 공정에서 다이스로부터 스트랜드형으로 압출, 수냉 후 커터로 절단하는 대신, 다이스로부터 수중으로 압출하여 절단하는 언더워터 커팅 방식으로 절단하여, 멜트 플로레이트(ISO-1139-Cond 13) 1.0g/10분의 편평형 메타크릴 수지 중합체(중합체-D)를 얻었다. 중합체-D의 장경(a2), 단경(b2), 두께(T)는, 각각 (a2) 3.178mm, (b2) 3.089mm, (T) 1.505mm, (b2)/(a2) 0.97, 겉보기 밀도는 0.68g/ml였다.
(원주형 메타크릴 수지 중합체(중합체-E)의 제조)
중합체-A를 70mmφ 단축 압출기에 연속적으로 공급하고, 실린더 온도 유입 측으로부터 200℃-200℃-260℃-240℃-240℃-230℃-230℃-230℃로 압출하고, 물 온도 55℃의 베스에서 냉각한 후, 스트랜드 커터에 의해 절단하여, 원주형 메타크릴 수지 중합체(중합체-E)를 얻었다. 중합체-E의 장경(a1), 단경(b1), 길이(L)는, 각각 (al) 3.367mm, (bl) 2.716mm, (L) 3.315mm, (b1)/(al) 0.81, 겉보기 밀도는 0.64g/ml였다.
실시예 1
중합체-A 50중량부와 중합체-C 50중량부의 혼합물(겉보기 밀도 0.88g/ml)을 시트용 T다이(다이 온도: 250℃)를 가지는 150mmφ 단축 압출기(실린더 온도: 유입 측으로부터 200℃-210℃-210℃-260℃-260℃-240℃)로 온도 조절된 3개의 폴리싱 롤(롤 온도: 80℃)과 인출 장치로 이루어지는 압출 시트 성형기를 이용하고, 압출량 600Kg/hr로 압출하여, 폭 1000mm, 두께 6mm의 메타크릴 수지 압출판(압출판-A)을 얻었다. 도 1에서 나타낸 두께 측정점에 대하여 측정하고, 판 두께 정밀도를 산출한 결과를 표 1에 나타낸다.
이어서, 얻어진 압출판으로부터 폭 241mm, 길이 319mm 사이즈로 환형 톱을 이용해서 잘라내고, 잘라낸 판의 커팅 면을 정밀 연마기(PLA-BEAUTY: 메갈로테크니카(주) 제품)를 이용해서 연마하고, 버프 연마하여 거울면형으로 마무리한다. 이어서, 15인치 사이즈의 도트 그라데이션을 실시한 인쇄 스크린을 이용하고, 잉크에 매트 미디움 SR931(미노그룹 제품)을 사용하여, 도광판의 한 면에 스크린 인쇄가 행해진 도광판을 얻었다. 휘도, 휘도 불균일의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1, 2>
실시예 1에서 이용한 중합체-A(겉보기 밀도 0.76g/ml) 및 중합체-C(겉보기 밀도 0.67g/ml)를 실시예 1과 동일한 방법으로 각각 단독으로 압출하여, 압출판-B 및 압출판-C를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 측정, 휘도, 휘도 불균일을 측정하고, 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2
중합체의 혼합량을 중합체-A 80중량부와 중합체-C 20중량부로 한 혼합물(겉보기 밀도 0.82g/ml)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 압출판-D를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 3
중합체의 혼합량을 중합체-A 20중량부와 중합체-C 80중량부로 한 혼합물(겉보기 밀도 0.81g/ml)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 압출판-E를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 3>
중합체의 혼합량을 중합체-A 95중량부와 중합체-C 5중량부로 한 혼합물(겉보기 밀도 0.78g/ml)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 압출판-F를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 4>
중합체의 혼합량을 중합체-A 5중량부와 중합체-C 95중량부로 한 혼합물(겉보기 밀도 0.72g/ml)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 압출판-G을 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 4
실시예 1에서 이용한 원주형 메타크릴 수지 중합체-C 대신 편평형 메타크릴 수지 중합체-D를 이용한 혼합물(겉보기 밀도 0.89g/ml)로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 압출판-H를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 5
실시예 1에서 이용한 구형 메타크릴 수지 중합체-A 대신 구형 메타크릴 수지 중합체-B를 이용한 혼합물(겉보기 밀도 O.85g/ml)로 한 것 이외에는 동일한 방법으 로 압출판-I를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 6
실시예 1에서 이용한 원주형 메타크릴 수지 중합체-C 대신 원주형 메타크릴 수지 중합체-E를 이용한 혼합물(겉보기 밀도 O.84g/ml)로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 압출판-J를 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 7
실시예 1의 압출 원료를 이용해서 판 두께 8mm의 메타크릴 수지 압출판(압출판-K)을 성형하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(결과의 개요)
휘도, 휘도 불균일에 있어서, 실시예 1∼7은 모두 비교예 1∼4에 비하여 우수한 성능이 발현되었다.
[표 1]
Figure 112007009184654-pct00001
본 발명의 도광판은, PC나 워드 프로세서 등의 사무 자동화 기기, 화상 신호 를 표시하는 각종 모니터, 예를 들면 패널 모니터, 텔레비전 모니터 등에 이용할 수 있는 표시 장치 및 실내외 공간의 조명 장치에 사용되는 표시 장치나 간판 등에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 판 두께 2.0∼15.0mm의 도광판용 메타크릴 수지 압출판으로서,
    겉보기 밀도 0.70g/ml∼0.78g/ml의 구형 메타크릴 수지 중합체와, 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/m1의 원주형 메타크릴 수지 중합체 및 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 편평형 메타크릴 수지 중합체 중에서 선택되는 적어도 하나의 메타크릴 수지 중합체의 혼합물을 압출 성형하여 얻어지되,
    상기 혼합물의 혼합 비율은 구형 메타크릴 수지 중합체 100중량부에 대하여 원주형 메타크릴 수지 중합체 및 편평형 메타크릴 수지 중합체 중에서 선택되는 적어도 하나의 메타크릴 수지 중합체가 10∼600중량부이고, 상기 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상이며,
    상기 혼합물을 압출 성형하여 얻어지는, 압출판의 휘도 균일도(최소 휘도값/최대 휘도값×100 %)가 80% 이상인 것을 특징으로 하는 도광판(導光板)용 메타크릴 수지 압출판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압출판의 폭 1000mm의 판에 있어서 50mm 간격으로 측정한 판 두께의 평균값과 측정점의 최대값 및 최소값의 차가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내인 것을 특징으로 하는 도광판용 메타크릴 수지 압출판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압출판의 판 두께가 3.5∼8.5mm이며, 상기 압출판의 폭 1000mm의 판에 있어서 50mm 간격으로 측정한 판 두께의 평균값과 측정점의 최대값 및 최소값의 차가 평균 판 두께의 ±0.5% 이내인 것을 특징으로 하는 도광판용 메타크릴 수지 압출판.
  4. 겉보기 밀도 0.70g/ml∼0.78g/ml의 구형 메타크릴 수지 중합체와, 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 원주형 메타크릴 수지 중합체 및 겉보기 밀도 0.63g/ml∼0.70g/ml의 편평형 메타크릴 수지 중합체 중에서 선택되는 적어도 하나의 메타크릴 수지 중합체의 혼합물로서, 상기 혼합물의 혼합 비율은 구형 메타크릴 수지 중합체 100중량부에 대하여 원주형 메타크릴 수지 중합체 및 편평형 메타크릴 수지 중합체 중에서 선택되는 적어도 하나의 메타크릴 수지 중합체가 10∼600중량부이고, 상기 혼합물의 겉보기 밀도가 0.80g/ml 이상인, 상기 혼합물을 압출 성형하여 제조되며, 제조된 압출판의 휘도 균일도(최소 휘도값/최대 휘도값×100 %)는 80% 이상이고, 폭 방향의 판 두께 정밀도가 평균 판 두께의 ±1.0% 이내인 것을 특징으로 하는, 판 두께 2.0∼15.0mm의 도광판용 메타크릴 수지 압출판의 제조 방법.
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