KR101393822B1

KR101393822B1 - 광 확산성 수지 조성물 및 그것을 이용한 광 확산판

Info

Publication number: KR101393822B1
Application number: KR1020087027460A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 이시카와; 마사미 고구레; 히로시 가와토
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2014-05-12
Also published as: US8795824B2; JP5073226B2; US20090186208A1; CN101437896A; WO2007132604A1; DE112007001139T5; KR20090010975A; JP2007302793A; TW200808898A; CN101437896B

Abstract

본 발명은, 화학식 I 및 II로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 공중합체(A)를 함유하는 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 광 확산제(B) 0.01~10질량부를 배합하여 이루어지고, 대화면의 광 확산판을 형성하더라도, 열 열화에 의한 황변이 없어, 양호한 광 확산성을 갖는 성형체를 얻을 수 있는 광 확산성 수지 조성물 및 그 수지 조성물을 이용한 광 확산판에 관한 것이다.

Description

광 확산성 수지 조성물 및 그것을 이용한 광 확산판{LIGHT DIFFUSING RESIN COMPOSITION AND LIGHT DIFFUSING PLATE USING THE SAME}

본 발명은, 액정 디스플레이 분야에서의 광 확산판 등의 광학 소자, 가로등 커버, 차량 및 건재용 적층 유리 등의 유리 대체 용도 등에 이용되는 광 확산성 수지 조성물 및 그것을 이용한 광 확산판에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 특정한 반복 구성 단위를 갖는 폴리카보네이트 공중합체에, 바람직하게는 그 폴리카보네이트 공중합체 이외의 폴리카보네이트 수지 및/또는 아크릴계 수지, 및 광 확산제를 배합한 광 확산성 수지 조성물 및 그것을 이용한 광 확산판에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이(LCD)의 용도는, 노트북 컴퓨터, 모니터뿐만 아니라, 텔레비전 셋(TV)에까지 그 용도를 확대하여 오고 있다. 특히 밝기가 요구되는 TV에 탑재되는 직하형 백라이트용의 광 확산판은 아크릴 수지제가 주류이지만, 최근에는, 내열성, 흡습성의 점에서 아크릴 수지보다 우수한 폴리카보네이트 수지가 광 확산판의 매트릭스 수지로서 이용되어, 그 수요가 확대되고 있다.

종래, 폴리카보네이트 수지제의 광 확산판은, 압출 성형법에 의한 시트가 주 류이다. 이것은, 폴리카보네이트 수지의 용융 유동성이 낮으므로, 50㎝(20인치)를 넘는 대면적의 디스플레이를 사출 성형법으로 제작하고자 하면, 얻어지는 성형체가 폴리카보네이트 수지의 열 열화에 의한 색조 불량, 두께 정밀도 불충분 등의 문제가 있었다.

그러나 사출 성형법에 의한 광 확산판은, 압출 성형법에 의한 광 확산판에 비하여 외형 가공 비용의 저감을 도모할 수 있다고 하는 이점을 기대할 수 있다.

그런데, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-다이아이소프로필벤젠(이하, 비스페놀 M이라고 하는 경우가 있음)과 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(이하, 비스페놀 A라고 하는 경우가 있음)으로 이루어지는 폴리카보네이트 공중합체가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 그 공중합체는, 저흡수성, 저복굴절성이므로, 그 공중합체의 용도로서 광학 렌즈(예컨대, 특허문헌 2, 3 참조), 광 디스크 기판(예컨대, 특허문헌 4 참조)이 알려져 있다. 그러나 우수한 광 확산 성능과 성형성을 갖는 수지 재료는, 아직 기술적으로 확립되어 있지 않은 것이 현재 상황이다.

또한, 비스페놀 A로부터 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 특정량의 아크릴계 수지 및 광 확산제를 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 5 참조).

그러나 이러한 방향족 폴리카보네이트 수지를 이용하여 광 확산판을 성형하는 경우, 대화면화를 위해서는 충분한 용융 유동성을 얻기 위해 성형 온도를 높일 필요가 있지만, 이용하는 폴리카보네이트 수지의 열 열화에 의해 얻어지는 광 확산판의 색조가 황색을 띠므로, 만족할만한 성능의 광 확산판을 얻기 어려워, 보다 대 화면화할 수 있고, 우수한 광 확산 성능을 갖는 수지 재료가 요구되고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 소 63-89539 호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 공개 제 2003-192780 호 공보

특허문헌 3: 일본 특허 공개 제 2003-96179 호 공보

특허문헌 4: 일본 특허 공개 제 2002-348367 호 공보

특허문헌 5: 일본 특허 공개 제 2005-298710 호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 폴리카보네이트계 수지를 이용하여, 대화면의 광 확산판을 성형하더라도, 열 열화에 의한 황변이 없고, 양호한 광 확산성을 갖는 성형체를 얻을 수 있는 광 확산성 수지 조성물 및 그 수지 조성물을 이용한 광 확산판을 제공하는 것을 과제로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하도록, 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 특정한 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 공중합체를 함유하는 폴리카보네이트계 수지에 광 확산제를 배합한 수지 조성물, 또는 상기 폴리카보네이트계 수지에, 상기 폴리카보네이트 공중합체 이외의 폴리카보네이트 수지 및/또는 아크릴계 수지 및 광 확산제를 배합한 광 확산성 수지 조성물이 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성했다.

즉, 본 발명은,

(1) 하기 화학식 I 및 II로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 공중합체(A)를 함유하는 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 광 확산제(B) 0.01~10질량부를 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 확산성 수지 조성물,

(2) 폴리카보네이트 공중합체(A)의 점도수가 30~70인 상기 (1)에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(3) 상기 화학식 I로 표시되는 반복 구조 단위와, 상기 화학식 II로 표시되는 반복 구조 단위의 몰비가 1:99~99:1인 폴리카보네이트 공중합체(A)를 이용하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(4) 상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 아크릴계 수지(C) 0.01~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 상기 (1)~(3)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(5) 상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 인계 안정제(D) 0.001~0.5질량부를 더 배합하여 이루어지는 상기 (1)~(4)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(6) 상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 오가노폴리실록산(E) 0.01~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 상기 (1)~(5)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(7) 상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 지환식 에폭시 화합물(F) 0.001~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 상기 (1)~(6)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(8) 아크릴계 수지(C)의 점도 평균 분자량이, 1,000~200,000인 상기 (1)~(7)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(9) 광 확산제(B)가, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유, 유리 섬유로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 상기 (1)~(5)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(10) 광 확산제(B)의 평균 입자 직경이, 1~200㎛인 상기 (1)~(9)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(11) 인계 안정제(D)가, 인산계 화합물 및/또는 방향족 포스핀 화합물인 상기 (5)~(10)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(12) 상기 폴리카보네이트 공중합체(A) 이외의 방향족 폴리카보네이트 수지를 더 배합하여 이루어지는 상기 (1)~(11)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(13) 광 확산성 수지 조성물의 점도수가 30~70인 상기 (1)~(12)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물,

(14) 상기 (1)~(13)의 하나에 기재된 광 확산성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는, 두께가 0.5~3㎜인 광 확산판,

이다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 폴리카보네이트 수지를 이용하여, 대화면의 광 확산판을 성형하더라도, 열 열화에 의한 황변이 없고, 양호한 광 확산성을 갖는 성형체를 얻을 수 있는 광 확산성 수지 조성물 및 상기 수지 조성물을 이용한 광 확산판을 제공할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 광 확산성 조성물 등을 구체적으로 설명한다.

폴리카보네이트 공중합체(A)

본 발명의 광 확산성 조성물을 구성하는 폴리카보네이트 공중합체(A)는, 하기 화학식 I 및 II

[화학식 I]

[화학식 II]

로 표시되는 반복 단위를 갖는 것으로, 관용의 제조 방법, 즉, 계면 중합법 또는 에스터 교환법이라고 불리는 제조 방법으로 제조할 수 있다.

구체적으로는, 예컨대, 염화메틸렌 등의 용매 중에 있어, 공지의 산 수용체, 예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등이나 말단 정지제의 존재하에, 필요에 따라, 분기제를 더 첨가하고, 하기 화학식 III으로 표시되는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(이하, 비스페놀 A라고 하는 경우가 있음)과 포스겐 등의 카보네이트 전구체의 반응에 의해 얻어지는 폴리카보네이트 올리고머와, 하기 화학식 IV로 표시되는, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-다이아이소프로필벤젠(이하, 비스페놀 M이라고 하는 경우가 있음)을 반응시키는 계면 중합법,

혹은 다이페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체와 비스페놀 A 및 비스페놀 M의 에스터 교환 반응에 의한 중합 방법 등에 의해 제조할 수 있다.

본 발명에서 이용되는 폴리카보네이트 공중합체(A)에 있어서, 상기 화학식 I로 표시되는 반복 구조 단위와, 상기 화학식 II로 표시되는 반복 구조 단위의 몰비는, 1:99~99:1이 바람직하고, 1:99~30:70이 특히 바람직하다.

폴리카보네이트 공중합체(A)에 있어서, 그 몰비가 이 범위이면, 기계적 물성과 소망하는 용융 유동성을 만족할 수 있어, 박육 또는 대형의 광 확산판을 양호하게 성형할 수 있다.

후술하는 폴리카보네이트계 수지에 있어서도 마찬가지의 몰비인 것이 바람직하다.

본 발명에서 이용되는 폴리카보네이트 공중합체(A)의 제조에 있어서, 이용되는 카보닐원으로서는, 일반적인 폴리카보네이트의 계면 중축합에서 이용되는 포스겐을 비롯하여, 트라이포스겐, 브로모포스겐 등을 이용할 수 있다. 또, 에스터 교환법의 경우는, 다이알릴카보네이트 등을, 산화적 카보닐화법의 경우는 일산화탄소등을 이용할 수 있다.

본 발명에서 이용되는 폴리카보네이트 공중합체(A)의 제조에 있어서, 이용되 는 말단 정지제로서는, 통상, 폴리카보네이트의 중합에 이용되는 것이라면, 각종의 것을 이용할 수 있다. 일반적으로는 1가 페놀류를 이용할 수 있다. 1가 페놀류로서는, 페놀, 직쇄 또는 분기형의 (장쇄)알킬기, 지방족 폴리에스터기, 치환기에 방향족 화합물을 갖는 페놀류가 이용된다. 구체적으로는, 페놀, o-, m-, p-크레졸, p-tert-뷰틸페놀, p-tert-아밀페놀, p-tert-옥틸페놀, p-큐밀페놀, p-메톡시페놀, p-페닐페놀, 아이소옥틸페놀, 평균 탄소수 12~35의 직쇄 또는 분기형의 알킬기를 오쏘 위치, 메타 위치, 또는 파라 위치에 갖는 모노알킬페놀, 9-(4-하이드록시페닐)-9-(4-메톡시페닐)플루오렌, 9-(4-하이드록시-3-메틸페닐)-9-(4-하이드록시-3-메틸페닐)-9-(4-메톡시-3-메틸페닐)플루오렌, 및 4-(1-아다만틸)페놀 등을 들 수 있다. 그 중에서도 p-tert-뷰틸페놀, p-큐밀페놀, p-tert-옥틸페놀, 페놀이 바람직하다.

본 발명의 폴리카보네이트 공중합체(A)의 제조에 있어서 이용되는 분기제로서는, 예컨대, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에테인; 4,4'-[1-[4-[1-(4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀; α,α',α"-트리스(4-하이드록시페닐)-1,3,5-트라이아이소프로필벤젠; 1-[α-메틸-α-(4'-하이드록시페닐)에틸]-4-[α',α'-비스(4"-하이드록시페닐)에틸]벤젠; 플로로글리신, 트라이멜리트산, 이사틴비스(o-크레졸) 등의 작용기를 3개 이상 갖는 화합물을 이용할 수도 있다.

본 발명에서 이용되는 폴리카보네이트 공중합체(A)의 점도수는, 30~70, 즉, 점도 평균 분자량(Mv)으로 환산하여 10,000~28,000이 바람직하고, 34~62, 즉, Mv로 환산하여 12,000~24,000이 보다 바람직하다. 점도수가 30~70이면, 대형 광 확산판 을 양호하게 성형할 수 있다.

또한, 본 발명에서 얻어지는 광 확산성 수지 조성물에 있어서도 같은 점도수인 30~70, 바람직하게는 34~62인 것이 바람직하다.

한편, 점도수는, ISO1628-4(1999)에 준거하여 측정한 값이다.

본 발명의 폴리카보네이트계 수지는, 사용하는 용도, 성형품 형상에 따라, 물성 밸런스를 향상시키는 관점에서, 상기 폴리카보네이트 공중합체(A)에, 그 폴리카보네이트 공중합체(A) 이외의 방향족 폴리카보네이트 수지를 배합할 수 있다.

상기 방향족 폴리카보네이트 수지는, 관용된 제조 방법, 즉, 통상, 2가 페놀과, 포스겐 또는 탄산에스터 화합물 등의 폴리카보네이트 전구체를 반응시킴으로써 제조한 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 예컨대, 염화메틸렌 등의 용매 중에 있어, 공지의 산 수용체나 말단 정지제의 존재하, 또한, 필요에 따라 분기제를 첨가하고, 2가 페놀과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체의 반응에 의해, 혹은 2가 페놀과 다이페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체의 에스터 교환 반응 등에 의해 제조된 것이다.

이용되는 2가 페놀로서는, 다양한 것이 있지만, 특히, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인〔통칭 : 비스페놀 A〕이 적합하다. 비스페놀 A 이외의 비스페놀로서는, 예컨대, 비스(4-하이드록시페닐)메테인; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥테인; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)페닐메테인; 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로페인; 비스(4-하이드록시페닐)나프틸메테인; 1,1-비스(4-하이드록시-t-뷰틸페닐)프로페 인; 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로페인; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라메틸페닐)프로페인; 2,2-비스(4-하이드록시-3-클로로페닐)프로페인; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라클로로페닐)프로페인; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-테트라브로모페닐)프로페인 등의 비스(하이드록시알릴)알케인류, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로펜테인; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,5,5-트라이메틸사이클로헥세인; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)노보넨 등의 비스(하이드록시알릴)사이클로알케인류, 4,4'-다이하이드록시페닐에터; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸페닐에터 등의 다이하이드록시알릴에터류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설파이드; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설파이드 등의 다이하이드록시다이알릴설파이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폭사이드; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폭사이드 등의 다이하이드록시다이알릴설폭사이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폰; 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폰 등의 다이하이드록시다이알릴설폰류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐 등의 다이하이드록시다이페닐류, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌; 9,9-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)플루오렌 등의 다이하이드록시다이알릴플루오렌류, 비스(4-하이드록시페닐)다이페닐메테인, 1,3-비스(4-하이드록시페닐)아다만테인; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만테인; 1,3-비스(4-하이드록시페닐)-5,7-다이메틸아다만테인 등의 다이하이드록시다이알릴아다만테인류, 비스(4-하이드록시페닐)다이페닐메테인, 4,4'-[1,3-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴)]비스페놀, 10,10-비스(4-하이드록시페닐)-9-안트론, 1,5-비스(4-하이드록시페닐싸이오)-2,3- 다이옥사펜타엔, α,ω-비스하이드록시페닐폴리다이메틸실록산 화합물 등을 들 수 있다. 이들 2가 페놀은, 각각 단독으로 이용하더라도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

탄산에스터 화합물로서는, 다이페닐카보네이트 등의 다이알릴카보네이트나 다이메틸카보네이트, 다이에틸카보네이트 등의 다이알킬카보네이트 등을 들 수 있다.

말단 정지제로서는, 통상, 폴리카보네이트의 중합에 이용되는 것이라면, 각종의 것을 이용할 수 있다.

구체적으로는, 1가 페놀로서, 예컨대, 페놀, o-n-뷰틸페놀, m-n-뷰틸페놀, p-n-뷰틸페놀, o-아이소뷰틸페놀, m-아이소뷰틸페놀, p-아이소뷰틸페놀, o-t-뷰틸페놀, m-t-뷰틸페놀, p-t-뷰틸페놀, o-n-펜틸페놀, m-n-펜틸페놀, p-n-펜틸페놀, o-n-헥실페놀, m-n-헥실페놀, p-n-헥실페놀, p-t-옥틸페놀, o-사이클로헥실페놀, m-사이클로헥실페놀, p-사이클로헥실페놀, o-페닐페놀, m-페닐페놀, p-페닐페놀, o-n-노닐페놀, m-노닐페놀, p-n-노닐페놀, o-큐밀페놀, m-큐밀페놀, p-큐밀페놀, o-나프틸페놀, m-나프틸페놀, p-나프틸페놀; 2,5-다이-t-뷰틸페놀; 2,4-다이-t-뷰틸페놀; 3,5-다이-t-뷰틸페놀; 2,5-다이큐밀페놀; 3,5-다이큐밀페놀; p-크레졸, 브로모페놀, 트라이브로모페놀 등을 들 수 있다. 이들 1가 페놀 중에서는, p-t-뷰틸페놀, p-큐밀페놀, p-t-옥틸페놀, 페놀 등을 바람직하게 이용할 수 있다.

기타, 분기제로서는, 폴리카보네이트 공중합체의 분기제로서 상술한 것을 이용할 수 있다.

상기 방향족 폴리카보네이트 수지는, 통상, 점도 평균 분자량이 10,000~100,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12,000~40,000이다.

또한, 본 발명의 폴리카보네이트계 수지에 있어서의 폴리카보네이트 공중합체(A)와 방향족 폴리카보네이트 수지의 배합 비율은, 질량비로 100:0~30:70이 바람직하고, 100:0~40:60이 보다 바람직하다.

광 확산제(B)

본 발명에서 이용되는 광 확산제는, 광학적으로 투명하고, 또한 폴리카보네이트계 수지와는 다른 굴절률을 갖는 것이다.

광 확산제의 구체예로서는, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유 및 유리 섬유 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자 및 석영 입자를 적합하게 이용할 수 있다.

이들 광 확산제는, 1종 단독으로 이용하더라도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 이용하더라도 좋다.

본 발명에 이용되는 광 확산제는, 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 0.01~10질량부, 바람직하게는 0.05~8질량부, 보다 바람직하게는 0.1~6질량부 배합된다. 광 확산제의 배합량이 0.01질량부 이상이라면, 광 확산성이 발현하여, 휘도가 상승한다. 또한, 배합량이 10질량부 이하이면, 광 확산성이 과잉으로 되지 않아, 휘도가 저하하는 일이 없다.

광 확산제의 평균 입경은, 통상, 1~200㎛, 바람직하게는 1~150㎛, 보다 바람직하게는 2~100㎛이다.

아크릴계 수지(C)

본 발명에서 이용되는 아크릴계 수지는, 아크릴산, 아크릴산에스터, 메타크릴산, 메타크릴산에스터, 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴 및 그들의 유도체의 모노머 단위를 반복 구조 단위로서 포함하는 열가소성 폴리머를 말하고, 단독 중합체 또는 스타이렌, 뷰타다이엔 등과의 공중합체가 있다.

구체적으로는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리아크릴로나이트릴, 아크릴산에틸-아크릴산2-클로로에틸 공중합체, 아크릴산n-뷰틸-아크릴로나이트릴 공중합체, 아크릴로나이트릴-스타이렌공중합체, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 공중합체, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 특히, 폴리메타크릴산메틸(PMMA)을 적합하게 이용할 수 있다.

이 폴리메타크릴산메틸(PMMA)은, 공지된 것으로 좋고, 통상, 과산화물, 아조계의 중합 개시제의 존재하, 메타크릴산메틸모노머를 괴상 중합하여 제조된다.

상기 아크릴계 수지의 점도 평균 분자량은, 통상, 1,000~200,000이며, 바람직하게는, 20,000~100,000이다. 점도 평균 분자량이 이 범위 내이면, 매트릭스인 폴리카보네이트계 수지로의 상용성이 우수하다.

상기 아크릴계 수지는, 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 통상, 0.01~1질량부, 바람직하게는 0.05~0.5질량부, 보다 바람직하게는 0.1~0.3질량부 배합된다. 아크릴계 수지의 배합량이 0.01질량부 이상이면, 매트릭스인 폴리카보네 이트계 수지의 도광성이 양호해져, 결과적으로 휘도가 향상된다.

또한, 배합량이 1질량부 이하이면, 아크릴계 수지 성분의 상 분리가 일어나지 않아, 백탁하지 않으므로, 매트릭스인 폴리카보네이트계 수지의 도광성이 저하되지 않고, 결과적으로 휘도가 향상된다.

본 발명의 광 확산성 수지 조성물에는, 이하의 첨가제를 필요에 따라 더 배합할 수 있다.

인계 안정제(D)

본 발명에 이용되는 인계 안정제로서는, 인산계 화합물 및/또는 방향족 포스핀 화합물을 들 수 있다.

인산계 화합물로서는, 아인산, 인산, 아포스폰산, 포스폰산 및 이들의 에스터 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 트라이페닐포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 트라이데실포스파이트, 트라이옥틸포스파이트, 트라이옥타데실포스파이트, 다이데실모노페닐포스파이트, 다이옥틸모노페닐포스파이트, 다이아이소프로필모노페닐포스파이트, 모노뷰틸다이페닐포스파이트, 모노데실다이페닐포스파이트, 모노옥틸다이페닐포스파이트, 비스(2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-다이-tert-뷰틸페닐)옥틸포스파이트, 비스(노닐페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 다이스테아릴펜타에리트리톨다이포스파이트, 트라이뷰틸포스페이트, 트라이에틸포스페이트, 트라이메틸포스페이트, 트라이페닐포스페이트, 다이페닐모노오쏘크세닐포스페이트, 다이뷰 틸포스페이트, 다이옥틸포스페이트, 다이아이소프로필포스페이트, 4,4'-바이페닐렌다이포스포스핀산테트라키스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)벤젠포스폰산다이메틸, 벤젠포스폰산다이에틸, 벤젠포스폰산다이프로필 등을 들 수 있다.

트리스노닐페닐포스파이트, 트라이메틸포스페이트, 트리스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트 및 벤젠포스폰산다이메틸이 바람직하다.

방향족 포스핀 화합물로서는, 예컨대, 하기 화학식 P로 표시되는 아릴포스핀 화합물을 들 수 있다.

(식 중, X는 탄화수소기이며, 적어도 그 하나는 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 6~18의 아릴기임)

화학식 P의 아릴포스핀 화합물로서는, 예컨대, 트라이페닐포스핀, 다이페닐뷰틸포스핀, 다이페닐옥타데실포스핀, 트리스-(p-톨릴)포스핀, 트리스-(p-노닐페닐)포스핀, 트리스-(나프틸)포스핀, 다이페닐-(하이드록시메틸)-포스핀, 다이페닐-(아세톡시메틸)-포스핀, 다이페닐-(β-에틸카복시에틸)-포스핀, 트리스-(p-클로로페닐)포스핀, 트리스-(p-플루오로페닐)포스핀, 다이페닐벤질포스핀, 다이페닐-β-사이아노에틸포스핀, 다이페닐-(p-하이드록시페닐)-포스핀, 다이페닐-1,4-다이하이드록시페닐-2-포스핀, 페닐나프틸벤질포스핀 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 특히 트라이페닐포스핀을 적합하게 이용할 수 있다.

상기 인계 안정제는, 1종 단독으로 이용하더라도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 좋다. 본 발명에서 이용되는 인계 안정제의 배합량은, 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 통상 0.001~0.5질량부, 바람직하게는 0.005~0.3질량부, 보다 바람직하게는 0.01~0.1질량부이다. 인계 안정화제의 배합량이 이 범위 내이면, 성형시의 열 안정성이 향상된다.

오가노폴리실록산(E)

본 발명에 이용되는 오가노폴리실록산은, 페닐기, 다이페닐기, 바이닐기, 알콕시기 중에서 선택되는 적어도 1종의 기를 갖고, 예컨대, 실리콘계 화합물에 페닐기, 다이페닐기, 바이닐기, 알콕시기 중에서 선택되는 적어도 1종의 기를 도입한 실리콘계 화합물 등(오가노실록산 등)이다.

바람직한 오가노폴리실록산으로서는, 페닐기 및/또는 다이페닐기, 바이닐기 및/또는 알콕시기를 갖는 오가노폴리실록산을 들 수 있다.

본 발명에 이용되는 오가노폴리실록산은, 폴리카보네이트계 수지와의 굴절률의 차가 통상 0.15 이하, 바람직하게는 0.13 이하, 보다 바람직하게는 0.1 이하이다.

본 발명에 이용되는 오가노폴리실록산의 배합량은, 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 통상, 0.01~1질량부, 바람직하게는 0.02~0.8질량부, 보다 바람직하게는 0.03~0.3질량부 배합된다. 오가노폴리실록산의 배합량이 이 범위 내이면, 성형시의 열 안정성이 향상된다.

지환식 에폭시 화합물(F)

본 발명에 이용되는 지환식 에폭시 화합물은, 지환식 에폭시기, 즉, 지방족환 내의 에틸렌 결합에 산소 1원자가 부가된 에폭시기를 갖는 환상 지방족 화합물을 의미하고, 구체적으로는 하기 화학식 V~XIV로 표시되는 화합물이 적합하게 이용된다.

(R : H 또는 CH₃)

(R : H 또는 CH₃)

(a+b=1 또는 2)

(a+b+c+d=1~3)

〔a+b+c=n(정수), R : 탄화수소기〕

(n : 정수)

(R : 탄화수소기)

(n : 정수, R : 탄화수소기)

그 중에서도, 화학식 V, 화학식 X 또는 화학식 XIV로 표시되는 화합물이, 폴리카보네이트계 수지에의 상용성이 우수하여, 투명성을 손상하는 일이 없는 점에서 바람직하다.

지환식 에폭시 화합물의 배합량은, 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 0.001~1질량부, 바람직하게는 0.005~0.8질량부, 보다 바람직하게는 0.01~0.5질 량부 배합된다. 배합량이 0.01질량부 이상이면, 투명성 및 내스팀성이 향상된다. 또한, 1질량부 이하에서는, 상 분리가 일어나는 일이 없고, 투명성도 양호하다.

각종 첨가제

본 발명의 광 확산성 수지 조성물에는, 필요에 따라, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위로 각종 첨가제를 배합하더라도 좋다. 예컨대, 힌더드(hindered)페놀계, 에스터계, 아민계 등의 산화 방지제, 벤조트라이아졸계, 벤조페논계, 말론산에스터계, 옥살릴아닐리드계 등의 자외선 흡수제, 힌더드아민계 등의 광 안정제, 지방족 카복실산에스터계, 파라핀계, 실리콘오일, 폴리에틸렌 왁스 등의 내부 윤활제, 스타이렌과 아크릴계 화합물의 공중합체로 이루어지는 유동성 개질재, 상용의 난연화제, 난연조제, 이형제, 대전 방지제, 착색제 등을 들 수 있다.

본 발명의 광 확산성 수지 조성물은, 필요에 따라, 상기 각 성분을 배합하여, 용융 혼련함으로써 얻을 수 있다. 배합, 용융 혼련은 통상의 방법을 채용할 수 있고, 예컨대, 리본 블렌더, 헨쉘 믹서, 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 코니더, 다축 스크류 압출기 등에 의해 행할 수 있다. 용융 혼련에 있어서의 가열 온도는 통상 250~300℃가 적당하다.

이 광 확산성 수지 조성물은, 수지의 용융 유동성이 현저히 향상되고, 또한, 사출 성형기 등에서의 체류 안정성이 향상되어 있으므로, 광학 성형품이나 광 확산판 등의 재료로서 적합하다.

광학 성형품으로서는, 액정 디스플레이 분야, 광학 부품의 용도, 유리 대체 용도의 광 확산판, 광학 부품으로서는, 예컨대, 광학 렌즈, 광 확산판 등의 광학 소자 등을 들 수 있고, 유리 대체 용도로서는, 가로등 커버, 차량용 및 건재용 적층 유리 등을 들 수 있다.

광 확산판

본 발명의 광 확산성 수지 조성물은, 광 확산판에 적합하다. 본 발명은 또한, 상기 광 확산성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 광 확산판을 제공하는 것이며, 상기 광 확산판은, 상기 광 확산성 수지 조성물을, 바람직하게는, 사출 성형함으로써 제작된다. 사출 성형하는 경우, 사출 성형기의 실린더 온도를, 240~400℃ 정도, 바람직하게는 280~380℃ 정도로 하고, 금형 온도를 50~130℃ 정도로 행하는 것이 바람직하다.

광 확산판으로서의 형상은, 특별히 제한은 없고, 두께 0.5~3㎜의 평판, 곡면판 등을 성형하면 된다.

다음으로 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 조금도 한정되는 것이 아니다.

한편, 물성은, 하기의 방법에 따라 측정했다.

(1) 점도수의 측정

ISO1628-4(1999)에 준거하여 측정했다.

(2) 용융 유동성(Q값)의 측정

고가식 플로우 테스터를 이용하여, JISK7210에 준거하여, 280℃, 15.7㎫의 압력하에서, 직경 1㎜, 길이 10㎜의 노즐에서 유출되는 용융 수지량(㎖/초)을 측정했다.

(3) 투과율 및 헤이즈의 측정

사출 성형에 의해 세로 35㎜, 가로 25㎜, 두께 2.0㎜의 성형품을 제작하여, 스가 시험기 제품 직독 헤이즈 미터 HGM-20DP를 이용하여 D65 광원으로 측정했다.

(4) YI의 측정

사출 성형에 의해 세로 35㎜, 가로 25㎜, 두께 2.0㎜의 성형품을 제작하여, 니폰덴쇼쿠 제품 분광 측색계 Σ90으로 측정 면적 30Φ, C2 광원의 반사법으로 측정했다.

(5) 내광성 시험

사출 성형에 의해 세로 35㎜, 가로 25㎜, 두께 2.0㎜의 성형품을 제작했다. 본 샘플을 이용하여, 아틀라스사 제품 내광 시험기 「UVCON UC-1」을 이용하여, 형광 UV 램프를 광원으로 하여, 65℃의 분위기 하에서 24시간 조사 후의 색조 변화 ΔE를 평가했다.

(6) 체류 안정성

40t 사출 성형기로써 체류시키지 않는 경우를 레퍼런스로 하여, 15분간 체류시킨 후에 성형한 시험편의 색조 변화(ΔE)를 니폰덴쇼쿠 제품 분광 측색계 Σ90으로 측정 면적 30Φ, C2 광원의 반사법으로 측정했다.

(7) 성형성

650t 사출 성형기로써 32인치, 두께 2㎜의 광 확산판을 성형하여, 외관에 그 을림, 가스가 보이지 않고, 두께 교차가 ±100㎛ 이내의 경우를 ○, 그 이외의 경우를 ×라고 평가했다.

제조예 1

폴리카보네이트 올리고머의 합성 공정

5.6질량%의 수산화나트륨 수용액에, 후에 용해시킬 비스페놀 A(이하, BPA라고 하는 경우가 있음)에 대하여 2000ppm의 나트륨 다이싸이오나이트를 가하고, 이것에 BPA 농도가 13.5질량%가 되도록 BPA를 용해하여, BPA의 수산화나트륨 수용액을 조제했다.

이 BPA의 수산화나트륨 수용액을 40리터/hr, 염화메틸렌을 15리터/hr의 유량으로, 포스겐을 4.0㎏/hr의 유량으로, 내경 6㎜, 관 길이 30m의 관형 반응기에 연속적으로 통과시켰다. 이용한 관형 반응기는 재킷 부분을 갖고 있고, 재킷에 냉각수를 통하여 반응액의 온도를 40℃ 이하로 유지했다.

관형 반응기를 빠져나간 반응액은, 후퇴익을 구비한 내용적 40리터의 배플 부착 조형 반응기에 연속적으로 도입되고, 여기에 추가로 BPA의 수산화나트륨 수용액 2.8리터/hr, 25질량%의 수산화나트륨 수용액 0.07리터/hr, 물 17리터/hr, 1질량%의 트라이에틸아민 수용액을 0.64리터/hr 첨가하여 반응을 행했다. 조형 반응기로부터 넘쳐 나가는 반응액을 연속적으로 뽑아내어, 정치(靜置)함으로써 수상(水相)을 분리 제거하여, 염화메틸렌상을 채취했다.

이렇게 하여 얻어진 폴리카보네이트 올리고머는 농도 320g/리터, 클로로포메이트기의 농도는, 0.75몰/리터였다.

중합 공정

배플 플레이트, 패들형 교반익 및 냉각용 재킷을 구비한, 내용적 50리터 조형 반응기에 상기 올리고머 용액 15리터, 염화메틸렌 9.0리터, p-tert-뷰틸페놀(이하, PTBP라고 하는 경우가 있음) 187g 및 트라이에틸아민 3.0밀리리터를 투입하고, 교반하에서 여기에 비스페놀 M(이하, BPM이라고 하는 경우가 있음)의 수산화칼륨 수용액(KOH 520g과 나트륨 다이싸이오나이트 1.9g을 물 5.5리터에 용해한 수용액에 비스페놀 M 973g을 용해시킨 것)을 가하고, 10분간 폴리카보네이트 올리고머와 비스페놀 M의 반응을 행했다.

이 중합액에, BPA의 수산화나트륨 수용액(NaOH 306g과 나트륨 다이싸이오나이트 1.0g을 물 4.5리터에 용해한 수용액에 BPA 513g을 용해시킨 것)을 첨가하여 50분간 중합 반응을 실시했다.

희석을 위한 염화메틸렌 10리터를 가하여, 10분간 교반한 후, 폴리카보네이트를 포함하는 유기상과 과잉의 BPA 및 NaOH를 포함하는 수상으로 분리하고, 유기상을 단리했다.

이렇게 해서 얻어진 폴리카보네이트의 염화메틸렌 용액을, 그 용액에 대하여 순차적으로 15vol%의 0.03몰/리터의 KOH 수용액, 0.2몰/리터 염산으로 세정하고, 이어서 세정 후의 수상 중의 전기 전도도가 0.01㎲/m 이하가 될 때까지 순수로 세정을 반복했다.

세정에 의해 얻어진 폴리카보네이트의 염화메틸렌 용액을 농축ㆍ분쇄하고, 얻어진 플레이크를 감압하 100℃로 건조하여, BPM 공중합체(a)를 얻었다. ¹³C-NMR에 의해 구한 BPM 공중합체(a)의 비스페놀 M 유래의 반복 구조 단위와 비스페놀 A 유래의 반복 구조 단위의 몰비는 12:88이었다.

제조예 2

비스페놀 M의 수산화칼륨 수용액의 첨가량을 다음과 같이 변경하고, 비스페놀 A의 수산화나트륨 수용액의 첨가를 행하지 않은 것 이외에는 제조예 1과 같이 하여 BPM 공중합체(b)를 얻었다. ¹³C-NMR에 의해 구한 비스페놀 M 유래의 반복 구조 단위와 비스페놀 A 유래의 반복 구조 단위의 몰비는 22:78이었다.

(비스페놀 M의 수산화칼륨 수용액)

KOH 957g과 나트륨 다이싸이오나이트 3.6g을 물 10.1리터에 용해한 수용액에, 비스페놀 M 1783g을 용해시킨 것.

제조예 3

PTBP의 첨가량을 191g에서 160g으로 변경한 것 이외에는 제조예 2와 같이 하여 BPM 공중합체(c)를 얻었다.

¹³C-NMR에 의해 구한 비스페놀 M 유래의 반복 구조 단위와 비스페놀 A 유래의 반복 구조 단위의 몰비는 22:78이었다.

제조예 4

비스페놀 M의 수산화칼륨 수용액, 비스페놀 A의 수산화나트륨 수용액, PTBP의 첨가량을 다음과 같이 변경한 것 이외에는 제조예 1과 같이 하여 BPM 공중합 체(d)를 얻었다. ¹³C-NMR에 의해 구한 비스페놀 M 유래의 반복 구조 단위와 비스페놀 A 유래의 반복 구조 단위의 몰비는 8:92였다.

(비스페놀 M의 수산화칼륨 수용액)

KOH 347g과 나트륨 다이싸이오나이트 1.3g을 물 3.7리터에 용해한 수용액에 비스페놀 M 649g을 용해시킨 것.

(비스페놀 A의 수산화나트륨 수용액)

NaOH 432g과 나트륨 다이싸이오나이트 1.5g을 물 6.3리터에 용해한 수용액에 BPA 727g을 용해시킨 것.

(PTBP)

200g.

실시예 1~23, 비교예 1, 2

표 1에 나타내는 조성비로 원료를 배합하고, 벤트 붙은 40㎜Φ의 단축 압출기에 의해 수지 온도 280℃, 스크류 회전수 100rpm으로 용융 혼련 압출 각각의 펠렛을 얻었다. 사용한 카보네이트계 수지의 종류, 비스페놀 M의 몰%, 점도 평균 분자량 및 Q값의 측정을 행하여, 그 결과를 표 1에 나타냈다. 또한, 얻어진 각 펠렛을 이용하여, 사출 성형법에 의해 광 확산판을 성형하고, 그 성형성, 투과율, 헤이즈, 확산광의 색조, 내광성, 체류 안정성을 각각 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

또, 표 1 중,

(1) FN1500 : 방향족 폴리카보네이트 수지(이데미츠고산 주식회사 제품, 타프론 FN1500), (2) PEP36 : 인계 안정제(아사히덴카공업 주식회사 제품, 아데카스탑 PEP36), (3) KMP590 : 실리콘 수지 입자(신에츠화학공업 주식회사 제품), (4) X-52-1621 : 실리콘계 확산 미립자(신에츠화학공업 주식회사 제품), (5) EXL-5136 : 메타크릴 수지(롬앤드하스 주식회사 제품), (6) MBX-20(세키스이플라스틱 주식회사 제품), (7) 토스펄120 : 가교 실리콘 수지(도시바실리콘 주식회사 제품), (8) BR83 : 아크릴계 수지(미츠비시레이온 주식회사 제품, 다이아날BR83), (9) KR511 : 오가노폴리실록산(신에츠화학공업 주식회사 제품), (10) SH556(도오레ㆍ다우코닝 주식회사 제품), (11) KF56(신에츠화학공업 주식회사 제품), (12) SH710(도오레ㆍ다우코닝 주식회사 제품), (13) DC3037(도오레ㆍ다우코닝 주식회사 제품), (14) 2021P : 지환식 에폭시 화합물(다이셀화학공업 주식회사 제품, 셀록사이드2021P), (15) 케미소프 79 : 내광제(상표, 케미프로화성 주식회사 제품), (16) HOSTAVIN B-CAP : 내광제(상표, 클라리언트저팬 주식회사 제품), (17) HOSTAVIN VSU : 내광제(상표, 클라리언트저팬 주식회사 제품), (18) PR25 : 내광제(클라리언트저팬 주식회사 제품), (19) TP003 : 스타이렌/페닐메타크릴레이트 공중합체(미츠비시레이온 주식회사 제품)를 각각 나타낸다.

본 발명의 광 확산성 수지 조성물을 이용하면, 대화면의 광 확산판을 성형하더라도, 열 열화에 의한 황변이 없어, 양호한 광 확산성을 갖는 성형체를 얻을 수 있으므로, 액정 디스플레이 분야에서의 광 확산판 등의 광학 소자, 가로등 커버, 차량 및 건재용 적층 유리 등의 유리 대체 용도 등에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims

하기 화학식 I 및 II로 표시되는 반복 구조 단위를 갖고, 상기 화학식 I로 표시되는 반복 구조 단위와, 상기 화학식 II로 표시되는 반복 구조 단위의 몰비가 1:99~30:70인 폴리카보네이트 공중합체(A)를 함유하는 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 광 확산제(B) 0.01~10질량부를 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 확산성 수지 조성물.

[화학식 I]

[화학식 II]
제 1 항에 있어서,

폴리카보네이트 공중합체(A)의 점도수가 30~70인 광 확산성 수지 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 아크릴계 수지(C) 0.01~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 인계 안정제(D) 0.001~0.5질량부를 더 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 오가노폴리실록산(E) 0.01~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리카보네이트계 수지 100질량부에 대하여, 지환식 에폭시 화합물(F) 0.001~1질량부를 더 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물.
제 4 항에 있어서,

아크릴계 수지(C)의 점도 평균 분자량이, 1,000~200,000인 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

광 확산제(B)가, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리오가노실세스퀴옥산 입자, 실리카 입자, 석영 입자, 실리카 섬유, 석영 섬유, 유리 섬유로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합인 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

광 확산제(B)의 평균 입자 직경이, 1~200㎛인 광 확산성 수지 조성물.
제 5 항에 있어서,

인계 안정제(D)가, 인산계 화합물 및/또는 방향족 포스핀 화합물인 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리카보네이트 공중합체(A) 이외의 방향족 폴리카보네이트 수지를 더 배합하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 광 확산성 수지 조성물의 점도수가 30~70인 광 확산성 수지 조성물.
청구항 1에 기재된 광 확산성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는, 두께가 0.5~3㎜의 광 확산판.