KR101567351B1 - 광학 시트, 광학 시트의 제조 방법, 성형체 그리고 성형체의 제조 방법 - Google Patents

광학 시트, 광학 시트의 제조 방법, 성형체 그리고 성형체의 제조 방법 Download PDF

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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 박육·대화면화가 도모된 도광판 등의 성형체로의 가공이 용이하고, 광선 투과율이 높은 광학 시트 및 그 제조 방법, 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시켜 이루어지는 성형체 및 성형체의 제조 방법을 제공하는 것이고, (A) 점도 평균 분자량 22000 이하의 방향족 폴리카보네이트 100 질량부 및 (B) 산화 방지제 0.01 ∼ 1 질량부를 함유하고, 청색계 색소 또는 안료를 함유하지 않는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물이 압출기로부터 압출된 후, 유리 전이 온도 이하에서 냉각된 광학 시트로서, 그 광학 시트의 두께 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율이 91 % 이상인 것을 특징으로 하는 광학 시트에 의해 달성된다.

Description

광학 시트, 광학 시트의 제조 방법, 성형체 그리고 성형체의 제조 방법{OPTICAL SHEET, PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL SHEET, FORMED OBJECT, AND PROCESS FOR PRODUCING FORMED OBJECT}
본 발명은, 도광판 등에 사용되는 광학 시트 및 광학 시트의 제조 방법, 그리고 광학 시트의 표면에 요철을 형성한 성형체 및 동 성형체의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특정한 열가소성 수지를 특정 조건하에서 압출 성형하여, 시트의 고체 구조에 있어서의 고차 구조를 제어함으로써 얻어지는 투명성, 도광성이 우수한 광학 시트, 그 광학 시트의 제조 방법, 성형체 그리고 성형체의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대전화, 휴대 음악 플레이어, 노트북 등 모바일 전자기기의 보급에 수반하여 이들 제품 기기의 박형화·화면 확대화가 도모되고 있다. LED 광원의 박형화 기술의 발전과 함께 여기에 탑재되는 액정 디스플레이용 백라이트도 또한 박형화·화면 확대화의 검토가 활발하게 실시되고 있다. 백라이트를 구성하는 부재 중에서도 도광판이 제품 사이즈를 지배하는 점에서, 도광판의 박형화와 화면 확대화의 검토가 중시되고 있다.
구체적으로는, 이미 두께 0.8 ㎜ 였던 것이 0.6 ∼ 0.4 ㎜ 로 박육화 (薄肉化) 되고, 최근에는 0.3 ㎜ 이하인 0.2 ㎜ 로 한층 더 박육화가 진행되고 있다. 이들 박육화는 LED 광원의 박육화에 따른 것이다. 한편, 화면 사이즈는 1.8 ∼ 2.8 인치 정도였던 것이, 점점 3 ∼ 3.5 인치로 확대되고 있다. 나아가서는, 노트북에 있어서도 CCFL 광원으로부터의 LED 광원화가 진행되어, 12 인치 클래스의 화면 사이즈에 대해서도 두께 0.4 ∼ 0.6 ㎜ 의 도광판 채용에 대한 검토가 시도되고 있다.
모바일 기기용 백라이트에 사용되는 도광판은 폴리카보네이트 수지제인 것이 주류이다. 이들은 주로 사출 성형법에 의해 폴리카보네이트 수지를 판 형상으로 성형함과 동시에 그 표면에 백라이트를 균일 발광시킬 목적으로 광학 설계된 미세한 요철이 형성된다.
여기에서 사용되는 폴리카보네이트 수지 중에서도, 특히, 사출 성형용 도광판 용도를 위한 도광성의 개량이 이루어진 수지 조성물이 다용되고 있다 (특허문헌 1, 2). 그러나, 이들 수지 조성물은 사출 성형법에 있어서는 도광판의 두께, 화면 사이즈에 의해 한정되는 데다가, 사출 성형시의 전단 배향에 의해 복굴절 (리타데이션) 이 발생하여 발광시에 색어긋남이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
또, 그 수지 조성물에 대해서는, 예를 들어 사출 성형법을 압출 성형법으로 바꾸어 시트 성형을 실시하였다고 하더라도, 압출 성형시에 시트가 백탁되고, 특히, 두께가 2 ㎜ 를 초과하면 백탁이 현저해져, 휘도 특성이 저하된다는 문제점이 있었다. 압출 성형법에 의한 그 수지 조성물에서의 도광판용 원반 (原反) 시트를 얻는 것은 곤란하였다.
반대로, 그 수지 조성물의 사출 성형시의 유동성을 개선하였다 하더라도 (특허문헌 3), 사출 성형법에서는 2.6 인치 클래스 이상, 두께 0.25 ㎜ 이하의 도광판은 성형 불가능한 한계 영역으로서, 도광판으로서의 휘도 성능을 발현하는 제품을 얻는 것은 매우 곤란하였다.
또, 노트북용과 같은 대화면인 것에 대해서는, 종래 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 제의 도광판이 사용되어 왔지만, 박육화에 따라서, 충격 강도가 부족할 뿐만 아니라, 휨 (치수 안정성의 부족) 에 의해 모아레 무늬의 발생이나 광원으로부터의 위치 어긋남에 의한 휘도 저하 등의 문제가 있었다.
이러한 배경으로부터, 이들 박육 도광판에 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 제 시트를 적용하는 시도도 이루어지고 있지만, PET 시트는 복굴절 (리타데이션) 이 극단적으로 커서, 도광판으로 했을 때에 색어긋남이 발생하기 쉽다는 결점이 있다.
또, 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대해, 인계 및/또는 페놀계 산화 방지제 0.02 ∼ 2 중량부를 배합하여 이루어지는 도광판용 폴리카보네이트 수지 조성물이 개시 (특허문헌 4) 되어 있지만, 청색계 염료 등을 사용하고 있는 것과, 성형 온도가 높기 때문에 전광선 투과율이 90 % 대에 머무르고 있어, 더욱 개량이 요망되고 있다.
일본 공개특허공보 평10-73725호 (특허 3330498호) 공보 일본 공개특허공보 2002-60609호 (특허 3516908호) 공보 일본 공개특허공보 2005-247947호 일본 공개특허공보 2008-24911호
본 발명의 목적은, 박육·대화면화가 도모된 도광판 등의 성형체로의 가공이 용이하고, 광선 투과율이 높은 광학 시트 및 그들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 특정 분자량의 방향족 폴리카보네이트와 산화 방지제를 사용하고 또한, 특정의 온도에서 성형함으로써 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 알아냈다. 본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 완성한 것이다.
즉, 본 발명은,
(1) (A) 점도 평균 분자량 22000 이하의 방향족 폴리카보네이트 100 질량부 및 (B) 산화 방지제 0.01 ∼ 1 질량부를 함유하고, 청색계 색소 또는 안료를 함유하지 않는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물이 압출기로부터 압출된 후, 유리 전이 온도 이하에서 냉각된 광학 시트로서, 그 광학 시트의 두께 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율이 91 % 이상인 것을 특징으로 하는 광학 시트,
(2) 복굴절 (위상차 ; 파장 550 ㎚ 에 있어서의 리타데이션값) 이 150 ㎚ 이하이고, 또한 시트면 내의 임의 지점에서의 리타데이션값의 표준 편차값이 10 이하인 상기 (1) 에 기재된 광학 시트,
(3) 상기 광학 시트에 사용되는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물로 조제된 시료판 두께가 0.4 ㎜ 에서 측정한 가시-UV 분광 스펙트럼에 있어서, 파장 300 ㎚ 에 있어서의 분광 광선 투과율 70 % 이상 또는 방향족 폴리카보네이트를 양용매에 용해하여 측정한 분광 광선 투과율 (용액법에 의한 측정 : 용액 셀의 도광 길이가 5 ㎝, 시료 용액 농도 12 g/dl, 용매 디클로로메탄, 파장 450 ㎚) 이 94 % 이상인 상기 (1) 에 기재된 광학 시트,
(4) 상기 (A) 성분 100 질량부에 대해 (C) 열가소성 폴리아크릴계 수지 0.01 ∼ 1 질량부를 함유하는 상기 (1) 에 기재된 광학 시트,
(5) 상기 (B) 성분의 산화 방지제가 인계 산화 방지제 및/또는 페놀계 산화 방지제인 상기 (1) 에 기재된 광학 시트,
(6) 상기 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 시트 형상으로 용융 압출하는 성형 공정, 용융 압출된 시트 형상 성형체를 유리 전이 온도 이하로 급냉시키는 냉각 공정, 및 냉각된 시트 형상 성형체를, 50 ℃ 이상, 상기 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 유리 전이 온도 이하에서 열처리하는 열처리 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 광학 시트의 제조 방법,
(7) 상기 (1) 에 기재된 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시켜 이루어지는 성형체,
(8) 도광판, 확산 시트, 재귀성 (再歸性) 반사판, 프리즘 시트 및 프레넬 렌즈 시트 중 어느 하나인 상기 (7) 에 기재된 성형체,
(9) 상기 (1) 에 기재된 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의해, 사출 성형법에서는 불가능한 두께와 면적의 도광판 등의 성형체의 제조에 적합한, 전사성 및 높은 투명성, 낮은 복굴절성 등 광학 특성 (도광성, 색조) 이 우수한 광학 시트 및 도광판 등이 제공된다.
도 1 은 스틸 벨트법에 의한 전사 공정을 나타내는 모식도이다.
도 2 는 협압 (挾壓) 롤법에 의한 전사 공정을 나타내는 도면이다.
도 3 은 벨트 전사법에 의한 전사 공정을 나타내는 모식도이다
도 4 는 시트 성형과 요철 패턴을 형성시키는 공정을 동시에 실시하는 제조 장치의 모식도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 광학 시트는, (A) 점도 평균 분자량 22000 이하의 방향족 폴리카보네이트에 (B) 산화 방지제를 함유하고, 청색계 색소 또는 안료를 함유하지 않는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물이 압출기로부터 압출된 후, 유리 전이 온도 이하에서 냉각된 광학 시트로서, 그 광학 시트의 두께 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율은 91 % 이상이다.
복굴절 (위상차 ; 파장 550 ㎚ 에 있어서의 리타데이션값) 은 150 ㎚ 이하이고, 또한 시트면 내의 임의 지점에서 측정한 리타데이션값의 표준 편차값은 10 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 시트는 청색계 색소 또는 안료를 함유하지 않기 때문에, 도광판 등으로 가공한 경우, 휘도 특성의 저하가 없다. 덧붙여서, 청색계 색소 또는 안료를 함유시킨 경우, 그 배합량에 따라서 다르기도 하지만, 휘도수가 10 % 의 오더로 저하된다.
또, (A) 방향족 폴리카보네이트를 베이스 수지로, (B) 산화 방지제를 함유하는 방향족 폴리카보네이트계 수지 조성물로 이루어지는 광학 시트로 했으므로, 시트로 성형 가공할 때의 황변의 저감이 도모되어, 이 시트를 도광판 등으로 가공했을 때의 휘도의 저하가 도모된다.
(A) 성분인 방향족 폴리카보네이트로는, 광학 투명성, 기계 강도, 내열성의 관점에서, 비스페놀 A 타입의 폴리카보네이트가 바람직하다.
방향족 폴리카보네이트는, 통상적으로 2 가 페놀과 포스겐 또는 탄산에스테르 화합물 등의 폴리카보네이트 전구체를 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 염화메틸렌 등의 용매 중에 있어서, 공지된 산수용체나 분자량 조절제의 존재하에서, 추가로, 필요에 따라 분지제를 첨가하고, 2 가 페놀과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체와의 반응에 의해, 또는 2 가 페놀과 디페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체와의 에스테르 교환 반응 등에 의해 제조된다.
2 가 페놀로는 여러가지 것이 있지만, 특히, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판〔통칭 : 비스페놀 A〕가 바람직하다. 비스페놀 A 이외의 비스페놀로는, 예를 들어, 비스(4-히드록시페닐)메탄 ; 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄 ; 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄 ; 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄 ; 2,2-비스(4-히드록시페닐)페닐메탄 ; 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판 ; 비스(4-히드록시페닐)나프틸메탄 ; 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐)프로판 ; 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판 ; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-테트라메틸페닐)프로판 ; 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판 ; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-테트라클로로페닐)프로판 ; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-테트라브로모페닐)프로판 등의 비스(히드록시아릴)알칸류, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로펜탄 ; 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 ; 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,5,5-트리메틸시클로헥산 등의 비스(히드록시아릴)시클로알칸류, 4,4'-디히드록시페닐에테르 ; 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸페닐에테르 등의 디히드록시아릴에테르류, 4,4'-디히드록시디페닐술파이드 ; 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술파이드 등의 디히드록시디아릴술파이드류, 4,4'-디히드록시디페닐술폭사이드 ; 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술폭사이드 등의 디히드록시디아릴술폭사이드류, 4,4'-디히드록시디페닐술폰 ; 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술폰 등의 디히드록시디아릴술폰류, 4,4'-디히드록시디페닐 등의 디히드록시디페닐류 등을 들 수 있다. 이들 2 가 페놀은 각각 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
또, 탄산에스테르 화합물로는, 디페닐카보네이트 등의 디아릴카보네이트나 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 디알킬카보네이트 등을 들 수 있다. 그리고 분자량 조정제로는 통상적으로 폴리카보네이트의 중합에 사용되는 것이면 되고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 1 가 페놀로서 예를 들어, 페놀, o-n-부틸페놀, m-n-부틸페놀, p-n-부틸페놀, o-이소부틸페놀, m-이소부틸페놀, p-이소부틸페놀, o-t-부틸페놀, m-t-부틸페놀, p-t-부틸페놀, o-n-펜틸페놀, m-n-펜틸페놀, p-n-펜틸페놀, o-n-헥실페놀, m-n-헥실페놀, p-n-헥실페놀, p-t-옥틸페놀, o-시클로헥실페놀, m-시클로헥실페놀, p-시클로헥실페놀, o-페닐페놀, m-페닐페놀, p-페닐페놀, o-n-노닐페놀, m-노닐페놀, p-n-노닐페놀, o-쿠밀페놀, m-쿠밀페놀, p-쿠밀페놀, o-나프틸페놀, m-나프틸페놀, p-나프틸페놀 ; 2,5-디-t-부틸페놀 ; 2,4-디-t-부틸페놀 ; 3,5-디-t-부틸페놀 ; 2,5-디쿠밀페놀 ; 3,5-디쿠밀페놀 ; p-크레졸, 브로모페놀, 트리브로모페놀 등을 들 수 있다. 이들 1 가 페놀 중에서는, p-t-부틸페놀, p-쿠밀페놀, p-t-옥틸페놀, 페놀 등이 바람직하게 사용된다.
그 밖에, 분지제로서 예를 들어, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄 ; α,α',α"-트리스(4-히드록시페닐)-1,3,5-트리이소프로필벤젠 ; 1-〔α-메틸-α-(4'-히드록시페닐)에틸〕-4-〔α',α'-비스(4"-히드록시페닐)에틸〕벤젠 ; 플로로글리신, 트리멜리트산, 이사틴비스(o-크레졸) 등의 관능기를 3 개 이상 갖는 화합물을 사용할 수도 있다.
본 발명에 있어서 사용되는 (A) 성분인 방향족 폴리카보네이트는, 점도 평균 분자량이 22000 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 12,000 ∼ 20,000 이다. 12,000 미만이면, 기계적 강도가 떨어지고, 22,000 을 초과하면 전광선 투과율이 91 % 미만이 되어 광학 시트로서 바람직하지 않다. 복굴절 (위상차 ; 파장 550 ㎚ 에 있어서의 리타데이션값) 은 150 ㎚ 이하이고, 바람직하게는, 130 ㎚ 이하이고, 또한 시트면 내의 임의 지점에서 샘플링하여 측정한 리타데이션값의 표준 편차값이 10 이하인 것이 바람직하다. 또, (A) 성분인 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이 온도는 141 ∼ 149 ℃ 정도이다. 방향족 폴리카보네이트가 압출기로부터 압출된 후, 이와 같은 유리 전이 온도 이하에서 냉각됨으로써, 복굴절이 150 ㎚ 이하가 되고, 그 표준 편차값을 10 이하로 할 수 있다.
표준 편차값의 하한은 낮으면 낮을수록 바람직하지만, 광학 시트에 요구되는 광학적 등방성 및 경제성 등의 관점에서, 실용적으로는 15 정도로 충분하다.
본 발명에 있어서, 임의 지점이라는 것은, 100 ㎝×100 ㎝ 의 광학 시트 샘플로부터, 각 측정 지점이 60 ㎝ 이상 떨어진 2 지점의 4 ㎝×4 ㎝ 부분의 1 ㎝ 피치의 3 ㎝×3 ㎝ 격자 상 9 지점에 대해 합계 18 점을 측정하는 것으로 한다.
(B) 성분인 산화 방지제로는, 인계, 페놀계, 펜타에리트리톨계인 것을 들 수 있다.
그 중에서도, 인계, 보다 구체적으로는 아인산에스테르, 인산에스테르 등의 인계 산화 방지 안정제가 바람직하게 사용된다. 아인산에스테르로는, 예를 들어, 트리페닐포스파이트, 트리스노닐페닐포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 트리놀릴포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 트리옥타데실포스파이트, 디스테아릴펜타에리트리톨디포스파이트, 트리시클로헥실포스파이트, 모노부틸디페닐포스파이트, 모노옥틸디페닐포스파이트, 디스테아릴펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐)옥틸포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4-디페닐렌포스포나이트 등의 아인산의 트리에스테르, 디에스테르, 모노에스테르 등을 들 수 있다.
인산에스테르로는, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 트리스(노닐페닐)포스페이트, 2-에틸페닐디페닐포스페이트 등을 들 수 있다. 이들 인계 산화 방지제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
이들 인계 산화 방지제 중에서도, 디스테아릴펜타에리트리톨디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트가 바람직하고, 펜타에리트리톨계, 그 중에서도 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트가 특히 바람직하다. 상기 인계 산화 방지제는, 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
인계 산화 방지제는 시판품을 그대로 사용할 수 있고, 예를 들어, 아사히 전화 공업 (주) 제조품〔상품명 : 아데카스타브 2112〕, 클라리언트 저팬사의 제품〔샌드스타브 P-EPQ〕, 스미토모 화학사의 제품〔스미라이저 P-168〕, 치바가이기사 제품〔트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 상품명 : 이르가포스 168), 아사히 전화 (주) 의 제품〔상품명 : 아데가 스타브 PEP36〕 등을 들 수 있다.
페놀계의 산화 방지제로는 α-토코페롤, 부틸히드록시톨루엔, 시나필알코올, 비타민 E, n-옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2-tert-부틸-6-(3'-tert-부틸-5'-메틸-2'-히드록시벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 2,6-디-tert-부틸-4-(N,N-디메틸아미노메틸)페놀, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트디에틸에스테르, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-시클로헥실페놀), 2,2'-디메틸렌-비스(6-α-메틸-벤질-p-크레졸), 2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-부틸리덴비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 트리에틸렌글리콜-N-비스-3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 1,6-헥산디올비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 비스[2-tert-부틸-4-메틸6-(3-tert-부틸-5-메틸-2-히드록시벤질)페닐]테레프탈레이트, 3,9-비스{2-[3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]-1,1-디메틸에틸}-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)술파이드, 4,4'-디티오비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-트리-티오비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 2,2-티오디에틸렌비스-[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2,4-비스(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3',5'-디-tert-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, N,N'-헥사메틸렌비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시하이드로신나미드), N,N'-비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐]하이드라진, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)이소시아누레이트, 트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스2[3(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸이소시아누레이트, 및 테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시메틸]메탄 등이 예시된다. 이들은 모두 입수 용이하다. 그 중에서도 n-옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시메틸]메탄이 바람직하고, 특히 n-옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트가 바람직하다. 상기 힌더드페놀계 산화 방지제는, 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
페놀계의 산화 방지제는 시판품을 그대로 사용할 수 있고, 예를 들어, 아사히 전화 공업사 제품〔상품명 : 아데카스타브 AO-80〕, 동사 제품〔상품명 : 아데카스타브 AO-30〕, 치바 스페셜리티 케미칼즈 (주) 제품〔상품명 : 이르가녹스 1010, 이르가녹스 1076〕 등을 들 수 있다.
(B) 성분인 산화 방지제는, 상기 인계 산화 방지제를 1 종 이상 사용해도 되고, 페놀계 산화 방지제를 1 종 이상 사용해도 되고, 인계 산화 방지제를 1 종 이상과 페놀계 산화 방지제를 1 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
그 첨가량은 (A) 성분인 방향족 폴리카보네이트 100 질량부에 대해, 0.01 ∼ 1 질량부의 범위, 바람직하게는, 0.05 ∼ 0.3 질량부의 범위이다. 이와 같은 범위로 함으로써, 광학 시트로서의 바람직한 특성이 얻어진다.
본 발명의 광학 시트는, 그 두께가 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율이 91 % 이상이다. 압출기로부터 압출된 후, 상기의 유리 전이 온도 이하에서 냉각시킴으로써, 전광선 투과율을 91 % 이상으로 할 수 있다. 바람직하게는, 91.5 ∼ 92 % 이다.
91 % 이상으로 함으로써, 휘도가 저하되는 것을 방지한다. 92 % 를 초과하는 것은, 방향족 폴리카보네이트의 분자 골격 유래의 흡수로 인해, 공업적인 제조는 현시점에서는 곤란하다.
일반적으로, 사출 성형품은 사출 성형시의 전단에 의한 분자 배향된 채로 금형 내에서 냉각되고, 그 분자 배향이 동결되기 때문에 잔류 응력 변형이 커지는 경향이 있어, 금형의 게이트 부근과 반게이트 말단에서는 잔류 응력 변형의 정도가 불균일해진다. 통상적으로 게이트 주변부의 잔류 응력 변형이 커지기 때문에, 리타데이션값은 보다 큰 계측값을 나타내는 경향이 있다.
한편, 압출 성형에 의한 시트는, 압출 성형시의 조건, 재료의 점도 (점도 평균 분자량에 의존한다) 에 따라 다르기도 하지만, 리타데이션값을 낮게 할 수 있어, 리타데이션의 시트 제품 내 분포도 균일화가 용이하다. 이 때문에, 사출 성형에 의한 도광판보다 더욱 표시 품위가 높은 도광판을 얻을 수 있다. 리타데이션값을 150 ㎚ 이하로 하고, 또한 시트면 내의 임의 지점에서 샘플링하여 측정한 리타데이션값의 표준 편차값을 10 이하로 함으로써, 광학 시트를 가공한 도광판을 사용한 백라이트를 액정 패널에 탑재하여 표시 장치로 한 경우의 표시 품위가 저하되는 것이 방지된다. 리타데이션값은 바람직하게는, 100 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎚ 이하이다.
본 발명의 광학 시트는, 두께 0.4 ㎜ 에서 측정한 가시-UV 분광 스펙트럼에 있어서, 파장 300 ㎚ 에 있어서의 분광 광선 투과율 70 % 이상 또는 방향족 폴리카보네이트를 양용매에 용해하여 측정한 분광 광선 투과율 (용액법에 의한 측정 : 용액 셀의 도광 길이가 5 ㎝, 시료 용액 농도 12 g/dl, 용매 디클로로메탄, 파장 450 ㎚) 은 94 % 이상이 되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 폴리카보네이트 수지 조성물의 (A) 성분으로서 사용하는 것이 바람직하다.
통상적으로 광학 시트를 사용하여 성형한 도광판에 있어서는, 단면으로부터 가시광 영역의 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광선이 입광하여, 단면 (端面) 방향으로 도파, 전파시키고, 두께 방향 (면방향) 으로 광의 방향성을 제어함으로써 면발광시킨다. 이 단면 방향으로 입사시킨 광을 반대측의 단면으로부터 출사시켜 광의 분광 특성을 측정함으로써, 도광판의 광의 전파에 적합한 평가를 할 수 있다.
그러나, 이와 같은 측정에 있어서, 1 ㎜ 이하의 얇은 성형편에서의 측정은 특별한 측정 장치를 준비할 필요가 있어, 현실적으로는 곤란하다. 그래서, 본 발명에서는 측정 평가가 용이한 두께 방향 (면방향) 의 분광 특성에 의해 시트의 특성 평가를 실시하였다. 일반적으로 시트의 두께가 1 ㎜ 이하로 얇아지면, 두께 방향으로 가시광을 투과시킨 분광 광선 투과율의 계측에서는 시트 기재 고유의 분광 특성차의 검출이 곤란해진다. 그러나, 두께 방향의 분광 특성 계측이라도, 자외 영역의 380 ㎚ 이하의 파장에 주목하면, 이 분광 특성차의 평가가 가능해진다. 즉, 두께 방향의 계측에 의한 300 ∼ 380 ㎚ 의 분광 투과율의 평가 결과는 직접적으로는 가시광역의 분광 투과율을 반영하지 않지만, 상대적으로 300 ∼ 380 ㎚ 의 분광 투과율과 연동하여 단면 방향의 가시광 파장 영역의 분광 특성을 반영하는 경향이 있어, 그 대용이 가능하다.
구체적으로는, 두께 방향에서 계측한 300 ∼ 380 ㎚ 의 분광 투과율이 높은 특성을 갖는 광학 수지 기재는, 단면 방향에서 계측한 경우의 가시광 파장 영역에 있어서의 분광 특성이 높아진다는 경향이 있다. 분광 광선 투과율 70 % 미만에서는, 도광 성능이 부족하기 때문에 휘도가 저하된다. 보다 바람직하게는 73 % 이상이다.
본 발명의 광학 시트에 있어서의 상기 (A) 방향족 폴리카보네이트의 점도 평균 분자량은 22000 이하이고, 바람직하게는 14000 ∼ 20000 이다. 보다 바람직하게는 15000 ∼ 19000 이다. 14000 미만이면, 제품 강도가 부족할 뿐 아니라, 제품의 외형 가공시의 절삭 분말 부착에 의한 수율 저하를 초래한다. 특히, 광학 시트의 두께를 0.3 ㎜ 이하의 박육으로 한 경우에, 강도의 부족을 초래하여 파손되기 쉬워지는 경향이 있다.
점도 평균 분자량이 2만2000 을 초과하면, 압출 성형 조건에 따라 다르기도 하지만, 수지 기재의 황변이나 리타데이션값이 커지기 쉽고, 전광선 투과율이 91 % 로의 도달이 곤란해진다.
또, 도광판 등은 수지 시트를, 롤 엠보스 성형 또는 프레스 성형에 의해 시트 표면에 수 ∼ 수백 미크론의 미세한 요철 패턴 (프리즘이나 도트, 돔 형상의 볼록 렌즈) 을 전사하여 요철 패턴을 형성시킴으로써 제조되는데, 점도 평균 분자량 2만2000 을 초과하면, 이 때의 전사성도 저하된다.
본 발명의 광학 시트는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 압출 성형하여 제작되지만, (A) 성분인 방향족 폴리카보네이트 및 (B) 성분인 산화 방지제 이외에 (C) 성분으로서 열가소성 폴리아크릴산알킬에스테르계 수지를 미량 첨가해도 된다. (C) 성분을 미량 첨가함으로써, 분광 특성이 더욱 향상된다.
(C) 성분은 (A) 성분/(C) 성분의 비율이 99.99/0.01 ∼ 99.00/1.00 (질량비) 이 되도록 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 99.95/0.05 ∼ 99.50/0.50, 특히 바람직하게는 99.90/0.10 ∼ 99.70/0.30 이다. (C) 성분의 첨가 비율을 0.01 이상으로 함으로써 성형체의 투명성이 향상되고, 1.00 이하로 함으로써 그 밖의 원하는 물성을 손상시키지 않고 투명성을 유지할 수 있다.
(C) 성분인 열가소성 폴리아크릴산알킬에스테르계 수지로는 아크릴산, 아크릴산에스테르, 아크릴로니트릴 및 그 유도체의 모노머 단위에서 선택되는 적어도 1 종을 반복 단위로 하는 중합체로서, 단독 중합체 또는 스티렌, 부타디엔 등과의 공중합체여도 된다. 구체적으로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산메틸 (PMMA), 폴리아크릴로니트릴, 아크릴산에틸-아크릴산-2-클로로에틸 공중합체, 아크릴산-n-부틸-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히, 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 을 바람직하게 사용할 수 있다. 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 로는 공지된 것을 사용할 수 있는데, 통상적으로 과산화물, 아조계의 중합 개시제의 존재하에서, 메타크릴산메틸 모노머를 괴상 중합하여 제조된 것이 바람직하다.
(C) 성분인 열가소성 폴리아크릴산알킬에스테르계 수지는, 분자량이 200 ∼ 10 만인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2 만 ∼ 6 만이다. 분자량이 200 ∼ 10 만인 것에 의해, 성형시에 (A) 성분과 (C) 성분간의 상분리가 지나치게 빨라지지 않기 때문에, 광학 시트에 있어서 충분한 투명성을 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 시트를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 하기의 본 발명의 광학 시트의 제조 방법에 의하면 원하는 광학 시트를 제조할 수 있다.
본 발명의 광학 시트의 제조 방법은, 상기 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 시트 형상으로 용융 압출하는 성형 공정, 용융 압출된 시트 형상 성형체를 유리 전이 온도 이하로 급냉시키는 냉각 공정, 및 냉각된 시트 형상 성형체를 50 ℃ 이상, 상기 폴리카보네이트 수지의 유리 전이 온도 이하에서 열처리하는 열처리 공정을 포함한다.
상기 냉각 공정은, 냉각수가 유하되는 슬릿에 상기 시트 형상 성형체를 통과시킴으로써, 상기 시트 형상 성형체를 냉각시킬 수 있다. 또, 상기 열처리 공정은 경면을 갖는 금속제 엔드리스 벨트 및/또는 금속 롤로, 상기 시트 형상 성형체의 표리면을 협지하여 가열함으로써 실시될 수 있다.
압출 성형법으로는, 통상 일반적으로 사용되는 3 본 롤을 구비한 시트 성형기에서도 성형 조건을 선정함으로써, 도광판으로서 이용 가능한 광학 시트의 제조가 가능하다. 압출기의 실린더 온도 및 다이의 온도는 수지의 조성의 차이, 유리 전이 온도 등에도 의존하지만 220 ∼ 340 ℃, 바람직하게는 240 ∼ 320 ℃ 정도이다.
(A) 성분/(C) 성분의 비율이 99.99/0.01 ∼ 99.00/1.00 (질량비) 이고, 또한, (B) 산화 방지제를 상기와 같은 비율로 함유하는 수지 조성물을 원료로서 압출 성형을 실시하는 경우에는, 상기한 용융 압출에 의해 얻어진 시트 형상 성형체를 유리 전이 온도 이하로 급냉시키는 냉각 공정이 중요하고, 이와 같은 냉각 공정을 구비하는 압출 성형 장치를 적용하는 쪽이, 보다 광학적으로 투명도가 높고 광학 시트를 얻을 수 있다.
냉각 온도는 유리 전이 온도 이하로 할 필요가 있고, 바람직하게는 140 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 이하이다. 냉각 온도를 유리 전이 온도 이하로 함으로써, 광학 시트의 두께 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율을 91 % 이상으로 할 수 있다. 냉각 온도의 하한은 수지의 조성의 차이, 유리 전이 온도 등에도 의존하지만 50 ℃ 정도이다. 50 ℃ 이상으로 함으로써, 성형된 광학 시트에 있어서의 잔류 변형을 줄여 광학적 등방성을 확보할 수 있다. 냉각은, 통상적으로 복수의 롤을 사용하여 실시된다.
압출기의 실린더 온도는 220 ∼ 340 ℃, 바람직하게는 240 ∼ 320 ℃ 정도이다.
또, 냉각된 시트 형상 성형체는, 50 ℃ 이상이며 상기 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이 온도 이하에서 열처리하는 열처리 공정에 의해, 상기 서술한 급냉 과정에 의한 잔류 변형을 일단 개방하여 부형함으로써, 주름이 없는 균일한 두께로, 리타데이션값이 낮은 광학 시트를 얻을 수 있다.
이들 제조 공정을 구비한 압출 성형기를 적용함으로써, (A) 성분/(C) 성분의 비율이 99.99/0.01 ∼ 99.00/1.00 (질량비) 인 수지 조성물의 용융 상태로부터 냉각 과정에서 일어나는 상분리를 억제할 수 있게 되어, 광선 투과율의 저하를 억제할 수 있다.
이들 공정을 구비하는 제조법으로는 탄성 롤법 또는 스틸 벨트법 등을 들 수 있으며, 이들을 구비한 압출 성형기의 적용이 보다 바람직하다.
스틸 벨트법으로는, 예를 들어, 일본 특허공개공보 2004-230598호에서 개시되어 있는 제조법을 들 수 있다.
이 제조법에 있어서는, 복수의 롤로 감겨 장착되고, 가열 롤부에 의해 가열된 무단 (無端) 벨트에 성형된 시트를 밀착하여 주행시키고, 이어서 동 시트를 상기 무단 벨트 및 롤 사이에서 면 형상 또는 선 형상 압접한 후, 그 시트를 상기 무단 벨트로부터 박리시키는 시트의 제조 방법으로서, 그 시트의 무단 벨트와는 반대측으로부터, 가열된 그 시트를 주행 중에 보온 및/또는 가열한다 (도 1 참조). 보온 및/또는 가열은, 보온판, 열풍 분사, 적외선에 의해 실시된다.
도 1 에 있어서, 1 은 텐션 롤, 2 는 가열 롤, 3 은 냉각 롤, 4 는 협압 롤, 5 는 무단 벨트, 6 은 시트 공급 롤, 7 은 텐션 롤, 8 은 가열 장치이다. S 는 요철 형상을 전사하기 전의 시트를, d 는 협압 롤 (4) 과 무단 벨트 (5) 사이에 협압되는 시트의 길이를 나타낸다.
탄성 롤법으로는, 예를 들어, 일본특허공개공보 2004-155101호에 개시되어 있는 방법을 들 수 있다.
이 제조법에 있어서는, 압출기에 T 형 다이를 장착하여 시트를 형성시키고, 이 시트를 제 1 협압 롤, 제 2 협압 롤, 제 3 협압 롤을 통과시켜, 복수의 이송 롤을 직선 형상으로 나열하여 시트를 제조하고, 인취 롤을 통과시켜 제조하는 방법이다 (도 2 참조).
도 2 에 있어서, 21 은 압출기, 22, 23, 25 는 협압 롤, 24 는 인취 롤, 26a, 26b, 26c 는 이송 롤이다.
다음으로, 상기 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시킨 도광판 등의 본 발명의 성형체에 대해 설명한다.
이상의 특성, 조성, 제조 방법에 의해 얻어진 광학 시트는, 그 표면에 미세한 요철 패턴을 형성함으로써 성형체로 하고, 배광 제어가 가능해져, 도광판, 확산 시트, 재귀성 반사판, 프리즘 시트 및 프레넬 렌즈 시트 등으로서 사용할 수 있다. 요철 패턴으로는 도트 형상, 볼록 렌즈 형상, 오목 렌즈 형상, V 홈 프리즘 형상, 삼각추나 사각추 등의 다각추 프리즘 형상 등을 들 수 있다.
도광판에 있어서는, 요철 패턴에 그라데이션 (농담 (濃淡)) 을 부여하는 것이 바람직하다.
통상적인 확산 시트, 재귀성 반사판 및 프리즘 시트라면 균일한 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 직하형 백라이트에서 사용되는 확산 시트의 경우에는 광원 상의 광원 그림자에서 광원간까지의 거리 사이에 요철 패턴의 농담을 형성함으로써, 휘도의 균일화를 도모할 수 있다.
이와 같은 요철 패턴의 형성법으로는, 롤 엠보스법, 진공 프레스 성형법, 벨트 전사법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 벨트 형상의 박판 스테인리스 표면에 니켈 도금박에 미세한 요철 패턴을 형성한 금형을 제작하고, 상하로 회전하는 금형 벨트 사이에서 수지 필름을 동기 반송하면서 가열, 가압 전사, 박리의 각 공정을 연속적으로 실시하는 수단을 구비한 장치를 사용한 벨트 전사법 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-321681호) 을 적용하는 것이 바람직하다. 이 방법에서는 진공화, 승온, 강온을 위한 시간이 불필요하며, 높은 생산성으로 대면적에 대한 전사를 실시할 수 있다 (도 3 참조).
도 3 에 있어서, 31 은 가열 롤, 32 는 요철을 형성시키기 위한 전사 롤, 33 은 예비 가열 롤, 34 는 냉각 롤, 35 는 반송 롤, 36 은 엔드리스 벨트이다. 좌측의 화살표는 요철 형상을 전사하기 전의 광학 시트, 우측의 화살표는 전사 후의 광학 시트, 즉, 도광판 등의 성형체를 나타낸다.
이 밖에, 미세한 요철 패턴이 형성된 금형을 사용하여 아크릴계 자외선 경화 수지를 본 발명의 광학 시트로 밀어서 닿게 하면서 자외선으로 경화시키는 리소그래피 법이나, 백색 잉크를 사용한 스크린 인쇄법 등을 적용할 수 있다.
상기의 광학 시트 성형과 표면에 요철 패턴을 형성시키는 공정을 동시에 실시함으로써, 도광판 등의 성형체를 제조할 수도 있다. 이와 같은 동시 공정을 구비하는 제조 장치로는, 예를 들어, 토시바 기계 주식회사 제조 연속 압출 엠보스 성형기 SPU-03026W 를 바람직하게 이용할 수 있다 (도 4 참조).
도 4 에 나타내는 장치에서는, 특수 터치 롤 (special touch roll) 의 유연성에 의해 압착 길이가 길어져, 전사율이 향상된다. 또, 롤 간극 조정 방식 (Pressure sensor 및 Positioning sensor) 에 의해, 간극, 누름력의 측정 및 제어가 가능해진다.
실시예
다음으로, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들의 예에 의해 전혀 한정되지 않는다.
실시예 및 비교예에서 사용된 배합 재료 등은 이하와 같다.
<배합 재료>
(1) 방향족 폴리카보네이트 PC1
타프론 FN1700A〔이데미츠 흥산 주식회사 제조의 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지, 유리 전이 온도 : 142 ℃, 점도 평균 분자량 : 17,300, 굴절률 : 1.585〕
(2) 방향족 폴리카보네이트 PC2
타프론 FN1900A〔이데미츠 흥산 주식회사 제조의 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지, 유리 전이 온도 : 145 ℃, 점도 평균 분자량 : 19,500, 굴절률 : 1.585〕
(3) 방향족 폴리카보네이트 PC3
타프론 FN2500A〔이데미츠 흥산 주식회사 제조의 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지, 유리 전이 온도 : 148 ℃, 점도 평균 분자량 : 23,500, 굴절률 : 1.585〕
(4) 인계 산화 방지제
아데가스타브 PEP36〔아사히 전화 (주) 제조의 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트〕
(5) 페놀계 산화 방지제
이르가녹스 1076〔치바 스페셜리티 케미칼즈 (주) 제조의 페놀계 산화 방지제, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕표 1 에서는, 「IRG1076」이라고 기재한다.
(6) 열가소성 폴리아크릴계 수지
다이아나르 BR83〔미츠비시 레이욘 (주) 제조, 분자량 : 25,000, 굴절률 1.490, 분자량은 오스트발트형 점도관을 사용하여 25 ℃ 에 있어서의 클로로포름 용액의 극한 점도 [η] 를 측정하고, 다음의 관계식에 의해 평균 중합도 PA 를 구하여 계산하였다. logPA=1.613 log ([η]×104/8.29)〕
표 1 에서는 「아크릴산에스테르 수지」로 기재한다.
(7) 청색 염료
HOSTALUX KSN〔클라리언트 저팬 (주) 제조, 4-(벤조옥사졸-2-일)-4´-(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤과 청색 안료의 혼합물〕
<혼련 압출>
텀블러를 사용하여 표 1 에 나타내는 각 실시예 및 비교예에 있어서의 배합 비율로 각 재료를 혼합하고 스크루 직경 65 ㎜φ 의 단축 압출기를 사용하여 280 ℃ 에서 용융 혼련 압출을 실시해서 각 예에서 사용한 펠릿을 제작하였다.
<광학 시트 압출 성형>
조건 1 (실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1, 2 에서 적용)
도 2 에 나타내는 압출기 (21) 를 설치한 「3 본 롤 장치」에 의해 광학 시트 (두께 0.4 ㎜) 를 제조하였다. 압출기 (21) 의 스크루 직경 65 ㎜, T 형 다이의 폭이 650 ㎜, 직경 300 ㎜ 의 제 1 협압 롤 (22) 을 사용하였다. 제 2 협압 롤 (23) 및 제 3 협압 롤 (25) 은 모두 직경 300 ㎜ 의 금속 롤을 사용하였다. 이송 롤 (26) 은 직경 70 ㎜ 의 금속 롤 3 개가 직선 형상으로 정렬된 것을 사용하였다. 또한, 최초의 이송 롤 (26a) 로부터 최종의 이송 롤 (26c) 간의 합계 거리는 3 m 로 하였다.
조건 2 (실시예 5 에서 적용)
Hitz 산기 테크노 주식회사 제조의 UF 롤 협압 압출 성형기 (탄성 롤법-도 2 참조) 를 사용하여 실시하였다. 압출기의 스크루 직경은 90 ㎜ 이다.
조건 3 (실시예 6 에서 적용)
토시바 기계 주식회사 제조의 연속 압출 엠보스 성형기 SPU-03026W (도 4 참조) 를 사용하여 시트 성형에 의해 얻어진 시트에 삼각추 프리즘 어레이 (높이 50 ㎛) 를 니켈 도금으로 형성한 스탬퍼를 강하게 눌러 동시에 패턴 전사를 실시함으로써 프리즘 시트를 제작하였다 (패턴 형성 2). 압출기의 스크루 직경 26 ㎜φ, 그 밖의 각 부의 온도는 표 1 에 기재한 바와 같다.
조건 4 (비교예 3 에서 적용)
각 처의 온도를 표 1 에 나타내는 온도로 변경한 것 이외에는 조건 1 과 동일하게 실시하였다.
조건 5 (비교예 4 에서 적용)
형 조임력 100 톤의 사출 성형기〔스미토모 중기계 공업 (주) 제조, 품번 SG100M-HP〕를 사용하여 성형 온도 360 ℃ (금형 온도 120 ℃) 에서 사출 성형을 실시하였다.
<프레스 성형에 의한 패턴 전사>
실시예 6 이외의 각 실시예 및 각 비교예에 있어서 제작한 각 광학 시트를 메이키 제작소 제조의 미세 패턴 전사용 진공 프레스로 진공 흡인 후, 삼각추 프리즘 어레이 (높이 50 ㎛) 를 니켈 도금으로 형성한 스탬퍼에 세게 밀어눌러 160 ℃ 에서 프레스 성형을 실시하여, 도광판을 제작하였다 (패턴 형성 1).
<평가 방법>
(1) 전광선 투과율
스가시험기 주식회사 제조의 헤이즈 미터 (HGM-2DP) 를 사용하여 JIS-K-7105 에 준거하여 측정하였다.
(2) 시트의 분광 광선 투과율
두께 0.4 ㎜ 의 광학 시트 샘플을 시마즈 제작소 제조의 UV 가시 분광 광도계 (UV-2450) 에 의해 파장 300 ㎚ 에서의 분광 광선 투과율 (%) 을 측정하였다.
(3) 복굴절율 (리타데이션) 및 그 표준 편차값
오오츠카 전자 주식회사 제조의 리타데이션 측정 장치 (RETS-100) 에 의해, 550 ㎚ 에 대한 복굴절 (리타데이션값) 을 측정하였다.
본 발명에 있어서, 임의 지점이라는 것은 100 ㎝×100 ㎝ 의 광학 시트의 샘플로부터, 각 측정 지점이 60 ㎝ 이상 떨어진 2 지점의 4 ㎝×4 ㎝ 부분의 1 ㎝ 피치의 3 ㎝×3 ㎝ 격자 상 9 지점에 대해 합계 18 점의 측정을 실시하였다.
계산식 :
표준 편차 (σ)=
Figure 112010061747314-pct00001
n 은 측정한 전체 샘플링수
Ren 은 n 번째 샘플링 지점의 Re 값
Reav 는 Re 의 평균값을 나타낸다.
(4) 용액법에 의한 광학 특성 (분광 광선 투과율)
a) 샘플 조제
절단한 샘플 (6 g) 을 메스 플라스크 (50 밀리리터) 에 넣고 디클로로메탄을 첨가하여 용해시키며, 용해시, 초음파 조사를 3 시간 실시하였다.
b) 측정 장치 : 시마즈 제작소 UV-2450
c) 측정 조건
셀 길이 : 5 ㎝
측정 파장 : 900 ∼ 200 ㎛
스캔 스피드 : 저속 모드로 설정
슬릿폭 : 2.0 ㎚
전환 파장 : 360 ㎚
d) 측정 순서
측정 2 시간 전에 장치를 시동하여 안정화시킨 후, 베이스 라인를 측정하고, 이어서, 500 ㎚ 에서 오토 제로를 측정하여, 제로점을 얻었는지 측정함으로써 확인한다.
디클로로메탄 및 아세톤을 사용하여 셀을 잘 세정하고, 셀 온도가 실온이 될 때까지 대기하여, 셀 온도가 돌아온 시점에서 측정 용액을 첨가하여 셀을 측정실에 넣어 뚜껑을 덮고, 1 분 정도 방치한 후, 측정 개시한다. 측정 종료 후, 측정 용액을 꺼내어 세정하고, 샘플을 바꾸어 이것을 반복한다.
(5) 요철 패턴의 전사성
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 4 에서 얻어진 각 도광판에 대하여, 휘도 특성을 반영하는 패턴의 전사율을 휘도 평가 대신에 실시하였다.
전사율 (%)=[전사한 도광판의 삼각추의 높이 (㎛)/스탬퍼에 있어서의 삼각추의 높이 (50 ㎛)]×100
[실시예 1 ∼ 6]
표 1 에 나타내는 배합 재료를 사용하여 용융 혼련 압출을 실시해서 제작한 각 펠릿을 사용하고, 「조건 1」, 「조건 2」 또는 「조건 3」의 성형 조건을 적용하여 광학 시트를 제작하여, 각 광학 시트에 상기 패턴 형성 1 (실시예 1 ∼ 5) 또는 패턴 형성 2 (실시예 6) 를 적용시켜 도광판을 제작하였다. 각 조건에 있어서의 각 처의 온도는 표 1 에 기재되어 있는 바와 같다.
[비교예 1 ∼ 4]
표 1 에 나타내는 배합 재료를 사용하여 용융 혼련 압출을 실시해서 제작한 각 펠릿을 사용하고, 「조건 1」, 「조건 4」 또는 「조건 5」의 성형 조건을 적용하여 광학 시트를 제작하고, 각 광학 시트에 상기 패턴 형성 1 을 적용시켜 도광판을 제작하였다. 각 조건에 있어서의 각 처의 온도는 표 1 에 기재되어 있는 바와 같다.
Figure 112010061747314-pct00002
산업상 이용가능성
본 발명의 광학 시트는 특정한 방향족 폴리카보네이트를 함유하는 수지 조성물을 특정 조건하에서 압출 성형함으로써 고체 구조에 있어서의 고차 구조를 제어하고, 용도에 따라 표면에 형성시키는 요철 패턴을 최적화함으로써 도광판, 확산 시트, 재귀성 반사판, 또는 휘도 향상 프리즘 시트 등으로 가공된다.
1 : 텐션 롤
2 : 가열 롤
3 : 냉각 롤
4 : 협압 롤
5 : 무단 벨트
6 : 시트 공급 롤
7 : 텐션 롤
8 : 가열 장치
S : 요철 형상을 전사하기 전의 시트
d : 협압 롤과 무단 벨트에 의해 협압되는 시트의 길이
21 : 압출기
22 : 협압 롤
23 : 협압 롤
24 : 인취 롤
25 : 협압 롤
26a : 이송 롤
26b : 이송 롤
26c : 이송 롤
31 : 가열 롤
32 : 요철을 형성시키기 위한 전사 롤
33 : 예비 가열 롤
34 : 냉각 롤
35 : 반송 롤
36 : 엔드리스 벨트

Claims (9)

  1. (A) 점도 평균 분자량 22000 이하의 방향족 폴리카보네이트 100 질량부 및 (B) 산화 방지제 0.01 ∼ 1 질량부를 함유하고, 청색계 색소 또는 안료를 함유하지 않고, 광 확산제를 함유하지 않는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물이 압출기로부터 압출된 후, 유리 전이 온도 이하에서 냉각된 광학 시트로서,
    상기 광학 시트의 두께 0.1 ∼ 1 ㎜ 에 있어서의 전광선 투과율이 91 % 이상인 것을 특징으로 하는 도광판, 재귀성 (再歸性) 반사판, 프리즘 시트 또는 프레넬 렌즈 시트로부터 선택되는 성형체의 제조에 사용되는 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복굴절 (위상차 ; 파장 550 ㎚ 에 있어서의 리타데이션값) 이 150 ㎚ 이하이고, 또한 시트면 내의 임의 지점에서의 리타데이션값의 표준 편차값이 10 이하인, 광학 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시트에 사용되는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물로 조제된 시료판 두께가 0.4 ㎜ 에서 측정한 가시-UV 분광 스펙트럼에 있어서, 파장 300 ㎚ 에 있어서의 분광 광선 투과율 70 % 이상 또는 방향족 폴리카보네이트를 양용매에 용해하여 측정한 분광 광선 투과율 (용액법에 의한 측정 : 용액 셀의 도광 길이가 5 ㎝, 시료 용액 농도 12 g/dl, 용매 디클로로메탄, 파장 450 ㎚) 이 94 % 이상인, 광학 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 성분 100 질량부에 대해 (C) 열가소성 폴리아크릴계 수지 0.01 ∼ 1 질량부를 함유하는, 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (B) 성분의 산화 방지제가 인계 산화 방지제 및/또는 페놀계 산화 방지제인, 광학 시트.
  6. 제 1 항에 기재된 광학 시트의 제조 방법으로서,
    상기 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 시트 형상으로 용융 압출하는 성형 공정, 용융 압출된 시트 형상 성형체를 유리 전이 온도 이하로 급냉시키는 냉각 공정, 및 냉각된 시트 형상 성형체를, 50 ℃ 이상, 상기 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 유리 전이 온도 이하에서 열처리하는 열처리 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 기재된 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시켜 이루어지는, 성형체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    도광판, 재귀성 (再歸性) 반사판, 프리즘 시트 및 프레넬 렌즈 시트 중 어느 것인, 성형체.
  9. 제 1 항에 기재된 광학 시트의 표면에 요철 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법.
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