KR101073020B1 - 광확산판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확산제를 사용하지 않고 올레핀(olefin)계 수지만으로 적절한 헤이즈(haze)를 형성하여 우수한 광확산성과 투과율을 제공하는 광확산판과 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광확산판의 제조방법은, 올레핀계 수지 원료를 공급하는 단계; 공급된 올레핀계 수지를 용융하여 압출하는 단계; 그리고, 압출된 수지물을 순차적으로 높은 온도를 갖는 복수개의 롤러의 외주면을 따라 이동시키면서 헤이즈를 갖는 일정 두께의 판재로 성형하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

광확산판, 확산판, 올레핀계 수지, 헤이즈, 롤러

Description

광확산판의 제조방법{Light Diffusion Plate and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 광확산판과 이 광확산판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 확산제를 사용하지 않고 올레핀(olefin)계 수지만으로 적절한 헤이즈(haze)를 형성하여 우수한 광확산성과 투과율을 제공하는 광확산판과, 이 광확산판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 광고판 등의 광고장치는 형광램프나 발광다이오드 등의 조명장치로부터 조사되는 빛을 확산시키면서 외부로 출사하는 투명 또는 반투명한 광투과성 재질의 광확산판을 구비한다. 상기 광확산판은 그의 표면에 광고를 위한 그림이나 문구, 도안 등이 새겨진 얇은 필름이 부착되거나 그 자체가 특정한 글자나 그림 등의 형상을 가질 수 있다.

또한, 광고장치 외에도 형광등이나 스탠드등, 가로등, 인테리어 조명등과 같은 조명장치에도 광확산판이 사용되며, 액정디스플레이장치(LCD)의 백라이트 유닛(BLU : Back Light Unit)에도 광원으로부터 빛을 확산시키는 광확산판이 사용된다.

이러한 통상의 광확산판들은 광확산판의 주원료에 무기계 입자, 스티렌계나 아크릴계 중합체 입자 등을 부분적으로 가교한 폴리머미립자를 확산제로서 첨가하는 방식으로 제작된다.

하지만, 종래의 광확산판은 비중이 과다하여 중량이 많이 나가고, 제조과정에서 확산제를 주원료에 균일하게 혼합해야 하므로 제조공정이 복잡하며, 균일한 품질을 보장하기가 어려운 문제가 있다.

또한, 종래의 광확산판은 광확산도는 양호하지만, 많은 양의 빛이 확산제의 입자에 의해 부딪혀 반사되면서 외부로 진출하지 못하므로 광투과도가 낮아 전체적으로 휘도 특성이 낮은 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 확산제를 사용하지 않고 하나의 원료만으로 헤이즈(haze)를 형성하여 우수한 광확산 성능과 함께 우수한 광투과율을 제공하며, 제조공정이 간단하고 균일한 품질을 제공할 수 있는 광확산판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 올레핀(olefin)계 수지만으로 이루어지며, 올레핀계 수지의 결정화 속도에 기인하여 광확산 기능을 갖는 헤이즈(haze)가 형성된 광확산판이 제공된다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 올레핀계 수지 원료를 공급하는 단계; 공급된 올레핀계 수지를 용융하여 압출하는 단계; 그리고, 압출된 수지물을 순차적으로 높은 온도를 갖는 복수개의 롤러의 외주면을 따라 이동시키면서 헤이즈를 갖는 일정 두께의 판재로 성형하는 단계를 포함하여 구성된 광확산판의 제조방법이 제공된다.

이러한 본 발명에 따르면, 확산제를 첨가하지 않고 올레핀계 수지만으로 헤이즈를 형성하여 광확산판을 제조할 수 있다. 따라서, 우수한 광확산 성능과 함께 우수한 광투과율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 확산제를 사용하지 않기 때문에 제조공정을 단순화시킬 수 있으며, 균일한 품질의 광확산판을 제조할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광확산판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 광확산판의 제조방법을 설명하는 순서도와 광확산판의 제조장치의 구성의 일례를 나타낸 도면들로, 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 광확산판 제조방법은 올레핀(olefin)계 수지 원료를 공급하는 단계(S1)와, 공급된 올레핀계 수지를 용융하여 압출하는 단계(S2), 압출된 수지물을 순차적으로 높은 온도를 갖는 복수개의 롤러의 외주면을 따라 이동시키면서 헤이즈를 갖는 일정 두께의 판재로 성형하는 단계(S3)로 이루어진다.

도 2와 도 3을 참조하여 각 단계별로 이루어지는 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 것과 같이 본 발명의 광확산판을 제조하기 위한 장치는 수지 원료(R1)가 공급되는 호퍼(10)와, 상기 호퍼(10)로부터 공급된 수지 원료를 가열하여 용융시키고 일방향으로 이송시키는 관상의 압출실린더(20)와, 상기 압출실린더(20)의 일단부에 연결된 압출다이(30)와, 상기 압출다이(30)에 형성된 압출슬릿을 통해 압출되는 수지물(R2)을 냉각시키면서 일정한 두께의 판재(R3)로 만들어 이송하는 복수개(이 실시예에서 3개)의 롤러(41, 42, 43) 등을 포함하여 구성된다. 편의상 상기 롤러(41, 42, 43)들을 순서대로 제1롤러(41)와 제2롤러(42), 제3롤러(43)로 명하여 설명한다.

상기 압출실린더(20)는 공급된 수지 원료를 가열하기 위한 히터(미도시)와, 용융된 수지물을 압출슬릿 쪽으로 이송하는 이송스크류(21)를 구비한다.

또한, 상기 제1,2,3롤러(41, 42, 43)의 내부에는 각각의 롤러(41, 42, 43)를 일정한 온도로 유지하기 위하여 냉매가 공급되는 냉각유로(미도시)가 형성되어 있다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 제1,2,3롤러(41, 42, 43)의 후방부에는 롤러(41, 42, 43)를 통과한 수지물을 인장력을 가하면서 끌어당겨 이송시키는 인출기, 롤러(41, 42, 43)를 통과한 판재(본 발명의 광확산판이 됨)의 가로폭을 절단하는 가로폭 절단 커터, 인출기(미도시)를 통과한 판재의 세로폭을 절단하는 세로폭 절단 커터, 일정 크기로 절단된 판재를 순차적으로 적재하는 패키징부 등이 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 제조장치를 이용한 광확산판을 제조 공정은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 펠릿(pellet)상의 올레핀계 수지 원료(R1)를 호퍼(10)에 공급한다. 여기서, 상기 호퍼(10)에 공급되는 올레핀계 수지 원료(R1)는 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등으로 된 펠릿으로 이루어지며, 30~70%의 헤이즈(haze)를 갖는 것이 바람직하다.

상기 호퍼(10)에 공급된 올레핀계 수지 원료는 압출실린더(20)의 일단부로 공급된 다음, 압출실린더(20) 내부에서 가열되어 용융되면서 이송스크류(21)에 의해 타단부로 송출된다. 이 때, 상기 압출실린더(20) 내부의 온도는 약 150~250℃의 고온 상태이다.

상기 압출실린더(20)에서 용융된 수지물은 압출실린더(20)의 말단에 연결된 압출다이(30)의 압출슬릿을 통해 판재 형상으로 외부로 압출된다.

그리고, 상기 압출슬릿을 통해 압출된 수지물(R2)은 도 3에 도시된 것과 같이, 제1롤러(41)와 제2롤러(42)의 외주면 사이를 통과한 다음, 제2롤러(42)의 외주면을 따라 이동한 뒤 다시 제3롤러(43)의 외주면을 따라 이동하여 후방으로 이송되면서 서서히 냉각된다.

이 때, 상기 제1,2,3롤러(41, 42, 43)는 외부에서 각각의 냉각유로(미도시) 내로 공급되는 냉매에 의해 일정한 온도를 유지하는데, 상기 제1롤러(41)의 온도(T1)는 20~40℃이고, 제2롤러(42)의 온도(T2)는 50~80℃이며, 제3롤러(43)의 온도(T3)는 60~100℃ 범위이며, T1 < T2 < T3 이다. 즉, 상기 제1,2,3롤러(41, 42, 43)의 온도는 순차적으로 높은 온도를 갖는다. 예를 들어, 상기 제1롤러(41)는 대략 30℃의 온도를 유지하며, 제2롤러(42)는 70℃, 제3롤러(43)는 80℃의 온도를 각각 유지한다.

이와 같이 제1,2,3롤러(41, 42, 43)의 온도(T1, T2, T3)를 순차적으로 높은 온도로 유지하게 되면, 압출된 올레핀계 수지물(R2)이 제1,2,3롤러(41, 42, 43)를 통해 냉각되는 과정에서 결정화되는 속도가 늦추어지고, 판재(R3)에 헤이즈(haze)가 형성되어 광확산 성능을 갖게 된다. 상기 판재(R3)에 형성되는 헤이즈의 농도는 제1,2,3롤러(41, 42, 43)의 온도를 상기 설정 범위 내에서 조정함으로써 조정될 수 있다.

제1,2,3롤러(41, 42, 43)를 통과하면서 헤이즈가 형성된 일정 두께의 판 재(R3)는 후방의 커터(미도시)에 의해 일정 크기로 절단된 다음 패키징부(미도시)에서 적재함에 적재된다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 따르면 압출된 올레핀계 수지물의 냉각 온도를 조절함으로써 수지의 결정화 속도를 조절하고, 이로써 판재에 헤이즈를 형성하여 광확산판을 구현할 수 있다.

다시 말해서, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 광확산판은 확산제 없이 올레핀계 수지만으로 이루어지며, 올레핀계 수지의 결정화 속도에 기인한 헤이즈(haze)가 형성되어 우수한 확산성과 광투과도를 제공하는 특징을 갖는다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 광확산판은 ASTM(미국재료시험학회) 규격 D1003-00 (투명 플라스틱의 헤이즈와 빛 투과성의 표준 측정법)을 기준으로 70% 이상의 헤이즈를 갖는 것이 바람직하다.

아래의 표 1은 본 발명에 의해 제조된 광확산판을 시험한 결과로서, 시험에 사용된 광확산판의 두께는 3mm이며, 측정장비는 HM-150 HAZE METER(적분구 측정 방식, MCR 사)이고, 측정규격은 ISO 13468, ISO 14782, ASTM D 1003 이다.

	ISO 규격(3회 측정후 평균값)
시험면	전체 광투과율(%)	확산투과율(diffse)(%)	Haze(%)	Parallel(%)
zero	100	0	0	100
앞(광택면)	40.5	40.4	99.8	0.1
뒤(비광택면)	39.6	39.5	99.7	0.1
	ASTM D 1003
zero	100	0	0	100
앞(광택면)	43.3	36	83.1	7.3

위 표에서 확산 투과율(diffuse)은 헤이즈(haze)에 의해 산란되면서 투과된 빛의 양에 대한 비율이며, Parallel은 확산되지 않고 바로 광확산판을 투과한 빛의 양에 대한 비율로서, 위 표 1에서 볼 수 있는 것처럼 본 발명의 광확산판은 헤이즈율이 거의 99.8%에 육박하며, 투과되는 전체 빛의 양 중 확산되지 않고 바로 투과되는 빛(parallel)은 0.1%에 불과한 것을 볼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광확산판의 제조방법의 일 실시예를 설명하는 순서도

도 2는 본 발명의 광확산판 제조방법에 따라 광확산판을 제조하기 위한 제조장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 도면

도 3은 도 2의 제1,2,3롤러 부분을 확대하여 나타낸 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 호퍼 20 : 압출실린더

21 : 이송스크류 30 : 압출다이

41 : 제1롤러 42 : 제2롤러

43 : 제3롤러 R1 : 수지 원료

R2 : 압출된 수지물 R3 : 판재

Claims (4)

1. 삭제
2. (a) 올레핀계 수지 원료를 공급하는 단계;

   (b) 공급된 올레핀계 수지를 용융하여 압출하는 단계;

   (c) 압출된 수지물을 서로 일정 거리 이격되며 후순위로 갈수록 순차적으로 높은 온도를 갖는 복수개의 롤러의 외주면 사이를 연속적으로 통과시키면서 이동시켜 헤이즈를 갖는 일정 두께의 판재로 성형하는 단계를 포함하여 구성된 광확산판의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 복수개의 롤러 중 첫번째 롤러의 온도(T1)는 20~40℃이고, 두번째 롤러의 온도(T2)는 50~80℃이며, 세번째 롤러의 온도(T3)는 60~100℃ 범위이며, T1 < T2 < T3 인 것을 특징으로 하는 광확산판의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 공급되는 올레핀계 수지 원료는 30~70%의 헤이즈(haze)를 갖는 것을 특징으로 하는 광확산판의 제조방법.

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