KR101649373B1

KR101649373B1 - 도광판

Info

Publication number: KR101649373B1
Application number: KR1020090072950A
Authority: KR
Inventors: 도모히로 마에카와
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2016-08-19
Also published as: CN101650451A; JP5357462B2; CN101650451B; TWI475263B; TW201022746A; JP2010042597A; KR20100020428A

Abstract

[과제] 얇고 대화면의 백라이트에 사용해도 열변형되기 어려운 압출 수지판으로 이루어지는 도광판을 제공하는 것에 있다.

[해결 수단] 두께 0.1 ∼ 2.0 ㎜ 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판으로서, 상기 압출 수지판을 120 ℃ 의 열분위기하에서 0.5 시간 방치했을 때, 상기 압출 수지판의 압출 방향의 수축률 S1 (%) 및 폭 방향의 수축률 S2 (%) 가 모두 0 ∼ 5 % 가 되도록 구성하였다. 상기 압출 수지판의 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

Description

도광판{LIGHT GUIDE SHEET}

본 발명은 압출 수지판으로 이루어지는 도광판에 관한 것이다.

액정 디스플레이의 면광원으로서 사용되는 백라이트에는, 냉음극관이나 LED 등의 광원을 저면에 늘어놓아 광확산판을 개재하여 광을 출사하는 직하형과, 냉음극관이나 LED 등의 광원을 도광판이라고 불리는 투명한 판의 에지 부분에 배치하고, 도광판 에지로부터 광을 통과시켜 배면에 형성된 도트 인쇄나 패턴 형상에 의해 전면에 광을 사출하는 에지 라이트형이 있다. 지금까지는, 백라이트의 휘도를 높게 할 수 있는 관점에서 직하형이 주류였지만, 최근, 광원으로서 얇고 고휘도인 LED 가 많이 사용되게 된 점이나, 액정 디스플레이의 박형화에 의해, 에지 라이트형의 비율이 증가하고 있다.

한편, 액정 디스플레이의 대(大)화면화가 진행되고 있는 점도 있어, 얇고 넓은 면적의 도광판이 요망되고 있다. 지금까지는, 사출 성형으로 도광판이 제조되는 경우가 많았지만 (예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조), 사출 성형에서는 넓은 면적이 되면 잘 가공할 수 없다는 문제가 있다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평9-131770호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2008-20747호

사출 성형 대신에 압출 성형에 의하면 얇고 면적이 큰 도광판을 유리하게 제조할 수 있지만, 최근의 고출력 LED 를 광원으로 했을 경우, 대화면화에 수반하는 LED 의 개수 증가와 함께, 광원 근방의 온도가 높아지기 때문에, 도광판이 변형되는 경우가 있었다. 그 때문에, 광원으로부터의 광 누출이 발생하는 경우가 있어, 화면의 휘도 저하에 이르는 경우가 있었다. 그래서, 본 발명의 목적은 얇고 대화면의 액정 디스플레이의 백라이트로 사용해도 열변형되기 어려운 압출 수지판으로 이루어지는 도광판을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 도광판은 두께 0.1 ∼ 2.0 ㎜ 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판으로서, 상기 압출 수지판을 120 ℃ 의 열분위기하에서 0.5 시간 방치했을 때, 상기 압출 수지판의 압출 방향의 수축률 S1 (%) 및 폭 방향의 수축률 S2 (%) 가 모두 0 ∼ 5 % 이다.

도광판에 광을 넣었을 때에 광이 착색되어 휘도가 저하되는 것을 억제하는 데 있어서, 상기 압출 수지판의 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판은 얇고 대화면의 액정 디스플 레이의 백라이트에 사용해도 열변형되기 어렵다는 효과를 갖는다. 그 도광판은 예를 들어 휴대 정보 단말이나 휴대 게임기, 노트북 PC 등에 사용되는 박형 백라이트 용도 등으로서 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명의 도광판은 압출 수지판으로 이루어진다. 그 압출 수지판을 구성하는 수지로서는, 용융 가공 가능한 열가소성 수지라면 특별히 제한은 없고, 예를 들어 폴리염화비닐 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지, 직사슬 저밀도 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지, 셀룰로오스아세테이트 수지, 에틸렌-비닐아세테이트 수지, 아크릴-아크릴로니트릴-스티렌 수지, 아크릴-염소화폴리에틸렌 수지, 에틸렌-비닐알코올 수지, 불소 수지, 메타크릴산메틸 수지, 메타크릴산메틸-스티렌 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 방향족 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 메틸펜텐 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 지환 구조 함유 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 함유하는 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지 등의 범용 또는 엔지니어링 플라스틱 외에, 폴리염화비닐계 엘라스토머, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌-아크릴산에틸 수지, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 아이오노머 수지, 스티렌-부타디엔 블록 폴리머, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리부타디엔 수지, 아크릴계 고무 등의 고무 형상 중합체를 들 수 있고, 이들은 1 종 이용해도 되고, 2 종 이상을 블렌드하여 이용해도 된다. 예를 들어, 폴리카보네이트 수지와 미량의 메타크릴산메틸계 수지로 이루어지는 수지 혼합물을 사용할 수 있다.

이들 수지 중에서, 광학 특성이 양호한 메타크릴산메틸 단위를 50 질량% 이상 함유하는 메타크릴산메틸계 수지, 상기 서술한 메타크릴산메틸계 수지 100 중량부에 고무 형상 중합체를 100 중량부 이하 첨가한 수지 조성물, 스티렌 단위를 50 질량% 이상 함유하는 스티렌계 수지, 상기 서술한 스티렌계 수지 100 중량부에 고무 형상 중합체를 100 중량부 이하 첨가한 수지 조성물, 방향족 폴리카보네이트 수지, 또는 지환 구조 함유 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 함유하는 수지가 바람직하다.

압출 수지판을 구성하는 수지로서 1 종류의 수지를 이용하여, 1 종 1 층판으로 해도 되고, 압출 수지판을 구성하는 수지로서 2 종류의 수지를 이용하여, 2 종 2 층판으로 하거나, 2 종 3 층판으로 하거나 해도 된다. 예를 들어, 주층으로서 방향족 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 층을 갖고, 표층에 메타크릴산메틸계 수지로 이루어지는 층을 갖는 압출 수지판을 들 수 있다.

메타크릴산메틸 단위를 50 질량% 이상 함유하는 메타크릴산메틸계 수지는 단량체 단위로서 메타크릴산메틸 단위를 함유하는 중합체로서, 바람직하게는 70 질량% 이상이며, 100 질량% 이어도 된다. 메타크릴산메틸 단위가 100 질량% 인 중합체는 메타크릴산메틸을 단독으로 중합시켜 얻어지는 메타크릴산메틸 단독 중합체이다.

또한, 메타크릴산메틸 단위를 50 질량% 이상 함유하는 메타크릴산메틸 중합체는 메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 1 종 이상의 단량체와의 공중합체이어도 된다. 메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 단량체로서는, 메타크릴산메틸 이외의 메타크릴산에스테르류를 들 수 있다. 이러한 메타크릴산에스테르류로서는, 예를 들어 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산2-히드록시에틸 등의 아크릴산에스테르류, 메타크릴산, 아크릴산 등의 불포화산류, 클로로스티렌, 브로모스티렌 등의 할로겐화스티렌류, 비닐톨루엔,

-메틸스티렌 등의 알킬스티렌류 등의 치환 스티렌류, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 무수 말레산, 페닐말레이미드, 시클로헥실말레이미드 등도 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 고무 형상 입자란, 아크릴계 다층 구조 중합체, 또는 고무 형상 중합체와 에틸렌성 불포화 단량체의 그래프트 공중합체를 들 수 있다. 그 중에서도, 5 ∼ 80 중량부의 고무 형상 중합체와 95 ∼ 20 중량부의 아크릴계 불포화 단량체로 이루어지는 그래프트 공중합체가 바람직하다.

아크릴계 다층 구조 중합체는 엘라스토머로 이루어지는 층을 20 ∼ 60 중량부를 내재시키는 것이 바람직하다. 아크릴계 다층 구조 중합체는, 최외층으로서 경질층을 갖는 것이 바람직하고, 최내층으로서 경질층을 갖는 것이 바람직하다.

아크릴계 다층 구조 중합체는 중합체로 이루어지는 층이 2 층 이상으로 적층 된 구조를 갖는 입자 형상의 중합체로 이루어지는 다층체로서, 중합체로 이루어지는 층 중 적어도 1 층은 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르로 이루어지는 중합체인 다층체이다.

고무 형상 중합체는 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르와, 2 개 이상의 불포화기를 포함하는 화합물의 공중합체이다.

에틸렌성 불포화 단량체는 분자의 말단에 불포화 결합을 갖고, 그 불포화 결합이 에틸렌 골격 (-CH=CH₂) 인 단량체이다.

아크릴계 불포화 단량체는 분자의 말단에 불포화 결합을 갖는 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르이다.

엘라스토머로 이루어지는 층을 구성하는 수지는 유리 전이점 (Tg) 이 25 ℃ 미만인 아크릴계 중합체로서, 저급 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 저급 알콕시아크릴레이트, 시아노에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 히드록시 저급 알킬아크릴레이트, 히드록시 저급 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 등의 1 종 이상의 모노에틸렌성 불포화 단량체와, 알릴메타크릴레이트 및/또는 전술한 다관능 단량체의 중합체로 이루어진다.

경질층이란, 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르로 이루어지는 중합체이다.

경질층을 구성하는 중합체는 Tg 가 25 ℃ 이상인 아크릴계 중합체로서, 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트의 단독 중합체, 또는 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트와 다른 공중합체 성분의 공중합체인 것이 바람직하다. 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트와 다른 공중합체 성분의 공중합체에 있어서, 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트가 주성분인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트와 다른 공중합체 성분의 공중합체는 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트 단위를 95 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 탄소수 1 ∼ 4 개의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트와 공중합할 수 있는 다른 공중합체 성분으로서는, 다른 알킬메타크릴레이트나 알킬아크릴레이트, 스티렌, 치환 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 단관능 단량체를 이용해도 되고, 또한 다관능 단량체를 이용해도 된다.

본 명세서에 있어서, 단관능 단량체란, 분자 중에 1 개의 아크릴로일기를 갖는 단량체이고, 다관능 단량체란, 분자 중에 2 개 이상의 아크릴로일기를 갖는 단량체이다.

이와 같은 고무 형상 입자로서는, 예를 들어 일본 특허공보 소55-27576호 또는 일본 공개특허공보 평6-80739호나 일본 공개특허공보 소49-23292호 등에 기재된 중합체를 들 수 있다.

5 ∼ 80 중량부의 고무 형상 중합체와 95 ∼ 20 중량부의 에틸렌성 불포화 단량체로 이루어지는 그래프트 공중합체에 있어서, 고무 형상 중합체로서 예를 들어 폴리부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무 등의 디엔계 고무, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리프로필아크릴레이트, 폴리-2-에틸헥실아크릴레이트 등의 아크릴계 고무, 및 에틸렌-프로필렌-비공액 디엔계 고무 등을 사용할 수 있다. 이 고무 형상 중합체에 그래프트 공중합하는 데 사용되는 에틸렌성 불포화 단량체 및 이들의 혼합물로서는, 예를 들어 스티렌, 아크릴로니트릴, 알킬(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 그래프트 공중합체로서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 소55-147514호나 일본 특허공보 소47-9740호 등에 기재된 그래프트 공중합체를 사용할 수 있다.

고무 형상 중합체와, 메타크릴산메틸계 또는 스티렌계 수지를 조합하여 이용하는 경우, 고무 형상 중합체의 분산 비율은, 메타크릴산메틸계 수지 또는 스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 0 ∼ 100 중량부, 바람직하게는 3 ∼ 50 중량부이다. 100 중량부를 초과하면 압출 수지판의 강성이 저하되는 경우가 있다.

스티렌 단위를 50 질량% 이상 함유하는 스티렌계 수지는 스티렌계 단관능 단량체 단위를 주성분으로 하는 중합체, 예를 들어 스티렌계 단관능 단량체 단위를 50 질량% 이상 함유하는 중합체로서, 스티렌계 단관능 단량체의 단독 중합체이어도 되고, 스티렌계 단관능 단량체 및 이것과 공중합 가능한 1 종 이상의 단관능 단량체의 공중합체이어도 된다.

스티렌계 단관능 단량체란, 예를 들어 스티렌 외에, 클로로스티렌, 브로모스티렌 등의 할로겐화스티렌류, 비닐톨루엔,

-메틸스티렌 등 알킬스티렌류 등의 치환 스티렌 등과 같은, 스티렌 골격을 갖고, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 분자 내에 1 개 갖는 화합물이다.

이러한 스티렌계 단관능 단량체와 공중합 가능한 단관능 단량체란, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 분자 내에 1 개 갖고, 이 이중 결합으로 스티렌계 단관능 단량체와 공중합 가능한 화합물로서, 예를 들어 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸 등의 메타크릴산에스테르류, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산2-히드록시에틸 등의 아크릴산에스테르류, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 메타크릴산메틸 등의 메타크릴산에스테르류가 바람직하게 사용된다.

방향족 폴리카보네이트 수지는 통상 1 종 이상의 2 가 페놀과 카보네이트 선구체를 계면 중축합법, 용융 에스테르 교환법으로 반응시켜 얻어진 중합체 외에, 카보네이트 프레폴리머를 고상 에스테르 교환법에 의해 중합시켜 얻어진 중합체, 또는 고리형 카보네이트 화합물의 개환 중합법에 의해 중합시켜 얻어지는 중합체이다.

여기서 사용되는 2 가 페놀의 대표적인 예로서는, 히드로퀴논, 레조르시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스{(4-히드록시-3,5-디메틸)페닐}메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (통칭 비스페놀 A), 2,2-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-히드록시-3,5-디메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-히드록시-3,5-디브로모)페닐}프로판, 2,2-비스{(3-이소프로필-4-히드록시)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-히드록시-3-페닐)페닐}프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비 스(4-히드록시페닐)-3-메틸부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-3,3-디메틸부탄, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)펜탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-4-메틸펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-4-이소프로필시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}플루오렌,

,

'-비스(4-히드록시페닐)-o-디이소프로필벤젠,

,

'-비스(4-히드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠,

,

'-비스(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 1,3-비스(4-히드록시페닐)-5,7-디메틸아다만탄, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시디페닐술폭사이드, 4,4'-디히드록시디페닐술파이드, 4,4'-디히드록시디페닐케톤, 4,4'-디히드록시디페닐에테르 및 4,4'-디히드록시디페닐에스테르 등을 들 수 있다.

그 중에서도 비스페놀 A, 2,2-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-3-메틸부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-3,3-디메틸부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-4-메틸펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및

,

'-비스(4-히드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 비스페놀로부터 얻어지는 단독 중합체 또는 공중합체가 바람직하고, 특히 비스페놀 A 의 단독 중합체, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산과 비스페놀 A 의 공중합체, 또는 2,2-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}프로판 및

,

'-비스(4-히드록시페닐)-m-디이 소프로필벤젠에서 선택되는 적어도 1 종의 2 가 페놀과 비스페놀 A 의 공중합체가 바람직하다.

카보네이트 전구체로서는, 예를 들어 카르보닐할라이드, 카보네이트에스테르 또는 할로포르메이트 등이 사용되고, 구체적으로는 포스겐, 디페닐카보네이트 또는 2 가 페놀의 디할로포르메이트 등을 들 수 있다.

지환 구조 함유 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 함유하는 수지로서는, 노르보르넨계 중합체, 단고리의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소계 중합체, 및 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 광투과성의 관점에서, 노르보르넨계 중합체 수소 첨가물, 비닐 지환식 탄화수소계 중합체 또는 그 수소화물 등이 바람직하고, 노르보르넨계 중합체 수소 첨가물이 보다 바람직하다. 지환 구조 함유 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 함유하는 수지는 중합체의 반복 단위 중에 지환식 구조를 함유하는 것이 특징이고, 지환식 구조는 주사슬 및/또는 측사슬 중 어느 것에 갖고 있어도 된다. 광투과성의 관점에서, 주사슬에 지환식 구조를 함유하는 중합체가 바람직하다.

압출 수지판에는, 충분한 내구성을 부여하기 위하여, 1 종 이상의 자외선 흡수제를 함유시키는 것이 좋다. 이 자외선 흡수제의 함유량은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 통상 0.001 ∼ 1 중량부, 바람직하게는 0.01 ∼ 0.5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.1 중량부이다. 이 자외선 흡수제의 함유량이 0.001 중량부 미만이면, 도광판의 내구성이 충분해지지 않는 경우가 있고, 또한 1 중량부를 초과하면, 도광판의 표면에 자외선 흡수제가 블리드되기 쉬워져, 도광판 의 외관이 손상되는 경우가 있다.

자외선 흡수제로서는, 250 ∼ 320 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 자외선 흡수제가 바람직하고, 특히 250 ∼ 800 ㎚ 의 범위에 있어서의 최대 흡수 파장 (이하, 「λ_max」라고 하는 경우가 있다) 이 그 극대 흡수 파장인 자외선 흡수제가 도광판의 내구성을 향상시키고, 또한 자외선 흡수제의 가시광 흡수에 의한 도광판의 착색을 억제할 수도 있다. 또한, 자외선 흡수제로서는, 최대 흡수 파장에 있어서의 몰 흡광 계수 (이하, 「ε_max」라고 하는 경우가 있다) 가 10000 mol^-1cm^-1 이상, 특히 15000 mol^-1cm^-1 이상인 자외선 흡수제나, 분자량 (이하, 「Mw」라고 하는 경우가 있다) 이 400 이하인 자외선 흡수제가 사용 중량 저감의 관점에서 바람직하다.

또한, 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 벤조페논계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 니켈 착염계 자외선 흡수제, 벤조에이트계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 말론산에스테르계 자외선 흡수제, 옥살아닐리드계 자외선 흡수제, 아세트산에스테르계 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 말론산에스테르계 자외선 흡수제, 옥살아닐리드계 자외선 흡수제, 아세트산에스테르계 자외선 흡수제가 바람직하고, 특히 말론산에스테르계 자외선 흡수제, 옥살아닐리드계 자외선 흡수제, 아세트산에스테르계 자외선 흡수제 가, 도광판의 내구성을 향상시키고, 또한 자외선 흡수제의 가시광 흡수에 의한 도광판의 착색을 억제할 수도 있다.

벤조페논계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2,4-디히드록시벤조페논 (Mw : 214, λ_max: 288 ㎚, ε_max : 14100 mol^-1cm^-1), 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 (Mw : 228, λ_max : 289 ㎚, ε_max : 14700 mol^-1cm^-1), 2-히드록시-4-메톡시벤조페논-5-술폰산 (Mw : 308, λ_max: 292 ㎚, ε_max : 12500 mol^-1cm^-1), 2-히드록시-4-옥틸옥시벤조페논 (Mw : 326, λ_max: 291 ㎚, ε_max : 15300 mol^-1cm^-1), 4-도데실옥시-2-히드록시벤조페논 (Mw : 383, λ_max: 290 ㎚, ε_max : 16200 mol^-1cm^-1), 4-벤질옥시-2-히드록시벤조페논 (Mw : 304, λ_max: 289 ㎚, ε_max : 15900 mol^-1cm^-1), 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 (Mw : 274, λ_max: 289 ㎚, ε_max : 11800 mol^-1cm^-1), 1,6-비스(4-벤조일-3-히드록시페녹시)-헥산 (Mw : 511, λ_max : 290 ㎚, ε_max : 30100 mol^-1cm^-1), 1,4-비스(4-벤조일-3-히드록시페녹시)-부탄 (Mw : 483, λ_max: 290 ㎚, ε_max : 28500 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 에틸2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트 (Mw : 277, λ_max : 305 ㎚, ε_max : 15600 mol^-1cm^-1), 2-에틸헥실2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트 (Mw : 362, λ_max : 307 ㎚, ε_max : 14400 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

살리실레이트계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 페닐살리실레이트 (Mw : 214, λ_max : 312 ㎚, ε_max : 5000 mol^-1cm^-1), 4-tert-부틸페닐살리실레이트 (Mw : 270, λ_max : 312 ㎚, ε_max : 5400 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

니켈 착염계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 (2,2'-티오비스(4-tert-옥틸페놀레이트))-2-에틸헥실아민니켈 (II) (Mw : 629, λ_max : 298 ㎚, ε_max : 6600 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

벤조에이트계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2',4'-디-tert-부틸페닐-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤조에이트 (Mw : 436, λ_max : 267 ㎚, ε_max : 20200 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

벤조트리아졸계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2-(2-히드록시-5-메틸페 닐)-2H-벤조트리아졸 (Mw : 225, λ_max : 300 ㎚, ε_max : 13800 mol^-1cm^-1), 5-클로로-2-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸 (Mw : 358, λ_max : 312 ㎚, ε_max :14600 mol^-1cm^-1), 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸 (Mw : 316, λ_max : 354 ㎚, ε_max : 14300 mol^-1cm^-1), 2-(3,5-디-tert-펜틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸 (Mw : 352, λ_max : 305 ㎚, ε_max : 15200 mol^-1cm^-1), 2-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸 (Mw : 323, λ_max : 303 ㎚, ε_max : 15600 mol^-1cm^-1), 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸-6-(3,4,5,6-테트라히드로프탈이미딜메틸)페놀 (Mw : 388, λ_max : 304 ㎚, ε_max : 14100 mol^-1cm^-1), 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸 (Mw : 323, λ_max : 301 ㎚, ε_max : 14700 mol^-1cm^-1) 등을 들 수 있다.

말론산에스테르계 자외선 흡수제로서는, 2-(1-아릴알킬리덴)말론산에스테르류, 그 중에서도 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이 바람직하게 사용된다.

(식 중, X¹ 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기를 나타내고, R¹ 및 R² 는 각각 동일 또는 상이한 기로서, 각각 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타낸다)

상기 일반식 (1) 중, X¹ 로 나타내는 알킬기 및 X¹ 로 나타내는 알콕시기에 있어서의 알킬기는 각각 직사슬형이어도 되고 분기형이어도 되며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다. X¹ 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기인 것이 바람직하고, X¹ 의 치환 위치는 파라 위치인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식 (1) 중, R¹ 및 R² 로 나타내는 알킬기는 각각 직사슬형이어도 되고 분기형이어도 되며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다. R¹ 및 R² 는 각각 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물로서는, 특히 2-(파라메톡시벤질리덴)말론산디메틸 (Mw : 250, λ_max : 308 ㎚, ε_max : 24200 mol^-1cm^-1) 이 바람직하다.

옥살아닐리드계 자외선 흡수제로서는, 알콕시옥살아닐리드류, 그 중에서도 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물이 바람직하게 사용된다.

(식 중, R³ 및 R⁴ 는 각각 동일 또는 상이한 기로서, 각각 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타낸다)

상기 일반식 (2) 중, R³ 및 R⁴ 로 나타내는 알킬기는 각각 직사슬형이어도 되고 분기형이어도 되며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다. R³ 및 R⁴ 는 각각 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기인 것이 바람직하고, 또한 R³ 및 R⁴ 의 치환 위치는 각각 오르토 위치인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물로서는, 특히 2-에톡시-2'-에틸옥살아닐리드 (Mw : 312, λ_max : 298 ㎚, ε_max : 16700 mol^-1cm^-1) 가 바람직하다.

아세트산에스테르계 자외선 흡수제로서는, 2-(1-아릴알킬리덴)아세트산에스테르류, 그 중에서도 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물이 바람직하게 사용된다.

(식 중, X² 는 수소 원자, 알킬기 또는 알콕실기를 나타내고, R⁵ 는 알킬기를 나타낸다)

치환기 X² 로서의 알콕실기는 직사슬형이어도 되고, 분기형이어도 되며, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, n-펜톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 6 정도의 알콕실기를 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 정도의 알콕실기이다. 알킬기는 직사슬형이어도 되고, 분기형이어도 되며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기 등의 탄소수 1 ∼ 6 정도의 알킬기를 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 정도의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 메톡시기이다. 치환기 X² 는 알콕실기인 것이 바람직하다.

치환기 R⁵ 로서의 알킬기로서는, 통상적으로는 탄소수 1 ∼ 10 정도의 알킬 기를 들 수 있고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데카닐기, 1-메틸펜틸기, 1-에틸펜틸기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기 등의 탄소수 1 ∼ 10 정도의 알킬기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸기, 2-에틸헥실기 등이다.

압출 수지판에는, 더욱 내구성을 향상시키기 위하여, 1 종 이상의 힌더드 아민 (Hindered Amine) 류, 특히 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 갖는 화합물을 함유시키는 것이 바람직하다. 힌더드 아민류의 함유량은 압출 수지판 중에 함유 되는 자외선 흡수제의 통상 2 중량배 이하이며, 바람직하게는 0.01 ∼ 1 중량배이다.

힌더드 아민류로서는, 예를 들어 숙신산 디메틸/1-(2-히드록시에틸)-4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물, 폴리((6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일) ((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)헥사메틸렌((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)), 2-(2,3-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜), 2-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민/2,4-비스(N-부틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-6-클로로-1,3,5-트리아진 축합물, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 숙신산비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜) 이나, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다.

(식 중, Y 는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 탄소수 2 ∼ 20 의 카르복시알킬기, 탄소수 2 ∼ 25 의 알콕시알킬기 또는 탄소수 3 ∼ 25 의 알콕시카르보닐알킬기를 나타낸다)

상기 일반식 (4) 중, Y 로 나타내는 알킬기, 카르복시알킬기, 알콕시알킬기에 있어서의 2 개의 알킬기 (알콕시기의 알킬기 및 알콕시기로 치환된 알킬기), 그리고 알콕시카르보닐알킬기에 있어서의 2 개의 알킬기 (알콕시기의 알킬기 및 알콕시카르보닐기로 치환된 알킬기) 는 각각 직사슬형이어도 되고 분기형이어도 된다. Y 는 수소 원자 또는 탄소수 5 ∼ 24 의 알콕시카르보닐알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자 또는 알콕시카르보닐에틸기인 것이 더욱 바람직하다. 그 알콕시카르보닐에틸기로서는, 예를 들어 도데실옥시카르보닐에틸기, 테트라데실옥시카르보닐에틸기, 헥사데실옥시카르보닐에틸기, 옥타데실옥시카르보닐에틸기 등을 들 수 있다.

또한, 압출 수지판에는, 자외선 흡수제나 힌더드 아민류 이외의 1 종 이상의 첨가제, 예를 들어 광확산제, 광택 제거제, 산화 방지제, 이형제, 난연제, 대전 방 지제 등을 함유시켜도 된다.

본 발명에 있어서의 압출 수지판은 두께가 0.1 ∼ 2.0 ㎜, 바람직하게는 0.2 ∼ 1.5 ㎜, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 1.3 ㎜ 이다. 두께가 0.1 ㎜ 미만이면, 도광판으로서 에지 부분의 면적이 작아져 광원으로부터 충분한 광을 도광판 내에 도입하는 것이 곤란해지고, 2.0 ㎜ 를 초과하면 도광판으로서 중량이 커진다. 압출 수지판의 두께는 후술하는 다이 (3) 로부터 밀려 나오는 용융 열가소성 수지 (4) 의 두께, 2 개의 냉각 롤 (5) 의 간격 등에 의해 조정할 수 있다.

여기서, 본 발명에서는, 압출 수지판을 120 ℃ 의 열분위기하에서 0.5 시간 방치했을 때의 상기 압출 수지판의 압출 방향의 수축률 S1 (%) 및 폭 방향의 수축률 S2 (%) 가 모두 0 ∼ 5 %, 바람직하게는 1 ∼ 4 %, 보다 바람직하게는 1 ∼ 3 % 이다. 수축률 S1, S2 가 마이너스 즉 0 % 미만이면, 도광판으로서 사용했을 때에, 광원의 열에 의해 도광판이 팽창하여 백라이트의 하우징에 닿아, 도광판 자체가 변형될 뿐만 아니라, 그 도광판을 구비하는 백라이트 유닛에도 변형이 발생하기 쉬워진다. 또한, 수축률 S1, S2 가 5 % 를 초과하면, 광원을 점등하여 내부 온도가 상승하면 도광판의 수축이 커져, 변형을 수반하는 경우도 있기 때문에, 광원 부분으로부터 광 누출이 발생하여 휘도 저하를 일으킬 가능성이 있다.

상기 수축률 S1, S2 는 이하와 같이 하여 산출되는 값이다. 즉, JIS-K7133 에 준거하여, 압출 수지판으로부터 가로 세로 120 ㎜ 사이즈로 잘라낸 시험편에, 한 변 100㎜ 의 정방형을, 1 세트의 대변이 압출 수지판의 압출 방향과 평행이 되도록 컷터날로 가공에 필요한 선을 표시한다. 다음으로, 120 ℃ 의 조 내 온도로 설정된 열풍 순환 오븐에 이 시험편을 0.5 시간 방치하여 가열하고, 상기 오븐으로부터 꺼내 충분히 공랭시킨 후, 상기 정방형의 변의 길이를 측정한다. 이 때, 압출 수지판의 압출 방향의 길이는 2 변의 길이의 평균치로 하고, 그것과 직교하는 방향 (폭 방향) 의 길이도 2 변의 길이의 평균치로 한다. 그리고, 각 길이의 평균치를 하기 식 (i) 에 적용시켜, 압출 방향의 수축률 S1 및 폭 방향의 수축률 S2 를 각각 산출한다.

수축률 (%) = {(A-B)/A}×100 ··· (i)

A : 가열 전의 압출 방향 또는 폭 방향의 길이의 평균치

B : 가열 후의 압출 방향 또는 폭 방향의 길이의 평균치

압출 방향 및 폭 방향의 수축률 S1, S2 를 상기 서술한 범위 내로 하는 방법으로서는, 예를 들어 이하의 방법을 들 수 있다. 즉, 통상적인 압출 성형을 실시한 시트를, 그 시트를 구성하는 열가소성 수지의 열변형 온도 (deflection temperature under load) 이상의 영역을 통과시켜, 원하는 수축률 범위에 넣는 방법이나, 다이로부터 압출되는 용융 열가소성 수지를, 고강성의 금속 롤과, 외주부에 금속제 박막을 구비한 탄성 롤로 협지하면서 막 제조하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 상기 서술한 방법 중, 용융 열가소성 수지를 금속 롤과 탄성 롤로 사이에 끼워 막 제조하는 방법이 바람직하게 사용된다. 이하, 본 발명에 관련된 압출 수지판의 제조 방법의 하나의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상 세하게 설명한다. 도 1 은 본 실시형태에 관련된 압출 수지판의 제조 방법을 나타내는 개략 설명도이다. 도 2 는 본 실시형태에 관련된 금속 롤 및 탄성 롤을 나타내는 개략 단면 설명도이다.

본 실시형태의 압출 수지판은 통상적인 압출 성형법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기재가 되는 열가소성 수지를 압출기 (1) 및/또는 압출기 (2) 로 가열하여 용융 혼련하면서, 다이 (3) 로부터 판 형상으로 압출을 실시한다.

압출 수지판을 복층 구조로 하는 경우에는, 공압출 성형법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 예를 들어 압출기 (1) 로부터 기재가 되는 열가소성 수지를, 압출기 (2) 로부터 적층하고자 하는 다른 열가소성 수지를 각각 공압출하면 된다. 공압출하려면, 각 열가소성 수지를 각각 별개의 압출기 (1, 2) 로 가열하여 용융 혼련하면서, 공압출 성형용 다이 (3) 로부터 압출하여, 적층 일체화하면 된다.

압출기 (1, 2) 로서는, 예를 들어 1 축 압출기, 2 축 압출기 등을 들 수 있다. 또한, 압출기의 수는 2 대에 한정되지 않고, 3 대 이상의 복수대로 해도 된다. 다이 (3) 로서는, 통상, T 다이가 이용되고, 열가소성 수지를 단층으로 압출하는 단층 다이 외에, 피드 블록 다이, 멀티 매니폴드 다이 등과 같이, 각각 독립적으로 압출기 (1, 2) 로부터 압송된 2 종 이상의 열가소성 수지를 적층하여 공압출하는 다층 다이 등을 채용할 수 있다.

상기와 같이 하여 다이 (3) 로부터 압출되는 용융 열가소성 수지 (4) 를, 대략 수평 방향에 대향 배치된 2 개의 냉각 롤 (5) 에 끼워 냉각시킴으로써 압출 수 지판 (11) 을 얻는다. 냉각 롤 (5) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 고강성의 금속 롤 (6) 과, 외주부에 금속제 박막 (9) 을 구비한 탄성 롤, 즉 금속 탄성 롤 (7) 로 구성되어 있다. 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 은 적어도 한쪽이 모터 등의 회전 구동 수단에 접속되어 있고, 양 롤이 소정의 주(周)속도로 회전 하도록 구성되어 있다.

고강성의 금속 롤 (6) 은 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 사이에서 협지된 후의 판 형상의 열가소성 수지가 감겨지는, 감김 롤이다. 이와 같은 금속 롤 (6) 은 특별히 한정되지 않고, 종래부터 압출 성형에서 사용되고 있는 통상적인 금속 롤을 채용할 수 있다. 구체예로서는, 드릴드 롤이나 스파이럴 롤 등을 들 수 있다. 금속 롤 (6) 의 표면 상태는 예를 들어 경면이어도 되고, 모양이나 요철 등이 있어도 된다.

금속 탄성 롤 (7) 은 대략 원주 형상의 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된 축 롤 (8) 과, 이 축 롤 (8) 의 외주면을 덮도록 배치되고, 용융 열가소성 수지 (4) 에 접촉하는 원통형의 금속제 박막 (9) 를 구비하고 있고, 이들 축 롤 (8) 과 금속제 박막 (9) 사이에는 유체 (10) 가 봉입되어 있고, 이로써 금속 탄성 롤 (7) 은 탄성을 나타낼 수 있다. 상기 축 롤 (8) 은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스테인리스강 등으로 이루어진다.

금속제 박막 (9) 은 예를 들어 스테인리스강 등으로 이루어지고, 그 두께로서는 2 ∼ 5 ㎜ 정도가 바람직하다. 이 금속제 박막 (9) 은 굴곡성이나 가요성 등을 갖고 있는 것이 바람직하고, 용접 이음부가 없는 심리스 구조가 바람직하다. 이와 같은 금속제 박막 (9) 를 구비한 금속 탄성 롤 (7) 은 내구성이 우수함과 함께, 금속제 박막 (9) 을 경면화하면 통상적인 경면 롤과 동일한 취급을 할 수 있고, 금속제 박막 (9) 에 모양이나 요철을 부여하면 그 형상을 전사할 수 있는 롤이 되므로, 사용하기 편리하다.

이 금속제 박막 (9) 이 축 롤 (8) 의 양단부에서 고정되어, 축 롤 (8) 과 금속제 박막 (9) 사이에 유체 (10) 가 봉입된다. 유체 (10) 로서는, 예를 들어 물, 오일 등을 들 수 있다. 이 유체 (10) 를 온도 제어함으로써, 금속 탄성 롤 (7) 을 온도 제어 가능하게 할 수 있고, 이로써 얻어지는 압출 수지판을 원하는 수축률로 제어하기 쉽고, 또한 생산 능력을 향상시킬 수 있다. 상기 온도 제어에는, 예를 들어 PID 제어나 ON-OFF 제어 등의 공지된 제어 방법을 채용할 수 있다. 또한, 유체 (10) 대신에 공기 등의 기체를 사용할 수도 있다.

이와 같은 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 사이에 용융 열가소성 수지 (4) 를 협지하면, 금속 탄성 롤 (7) 이 용융 열가소성 수지 (4) 를 개재하여 금속 롤 (6) 의 외주면을 따라 오목 형상으로 탄성 변형되어, 금속 탄성 롤 (7) 과 금속 롤 (6) 이 용융 열가소성 수지 (4) 를 개재하여 소정의 접촉 길이 L 로 접촉한다. 이로써, 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 은 용융 열가소성 수지 (4) 에 대하여 면접촉으로 압착하게 되고, 이들 롤 사이에 협지되는 용융 열가소성 수지 (4) 는 면 형상으로 균일 가압되면서 막 제조된다. 이와 같이 하여 막 제조하면, 수지판 내에 변형이 잔류하는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 얻어지는 압출 수지판 (11) 의 압출 방향 및 폭 방향의 수축률 S1, S2 가 상기 서술한 범위 내가 된다.

얻어지는 압출 수지판 (11) 의 압출 방향 및 이것에 직교하는 방향, 즉 폭 방향의 수축률 S1, S2 가 상기 서술한 범위 내가 되는 길이로 하기 위하여, 상기 접촉 길이 L 을 1 ∼ 20 ㎜ 로 하는 것이 바람직하고, 1 ∼ 10 ㎜ 로 하는 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 7 ㎜ 로 하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 금속 탄성 롤 (7) 은 그 금속 탄성 롤 (7) 이 탄성 변형되었을 때에 이와 같은 접촉 길이 L 을 형성할 수 있을 정도의 탄성을 구비하고 있으면 된다. 상기 접촉 길이 L 을 소정의 값으로 하려면, 예를 들어 금속제 박막 (9) 의 두께, 유체 (10) 의 봉입량 등을 조정하면 된다. 또한, 상기 접촉 길이 L 이란, 용융 열가소성 수지 (4) 를 개재하여 금속 탄성 롤 (7) 과 금속 롤 (6) 이 접촉을 개시하는 점과, 접촉을 종료하는 점을 연결하는 직선의 길이를 의미한다.

금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 사이에서 협지된 후의 판 형상의 열가소성 수지는, 금속 롤 (6) 에 감겨진 후, 도시되지 않은 인취 롤에 의해 반송 롤 상을 냉각되면서 인취되고, 이로써 압출 수지판 (11) 을 얻는다.

다음으로, 본 발명에 관련된 압출 수지판의 제조 방법의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 도 3 은 본 실시형태에 관련된 탄성 롤을 나타내는 개략 단면 설명도이다. 또한, 도 3 에 있어서는, 전술한 도 1, 도 2 와 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 금속 탄성 롤 (15) 은 대략 원주 형상의 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된 축 롤 (16) 의 외주면을, 원통형의 금속제 박막 (17) 으로 피복한 금속 탄성 롤이다.

축 롤 (16) 은 예를 들어 실리콘 고무 등의 고무로 이루어지는 고무 롤이며, 이로써 금속 탄성 롤 (15) 은 탄성을 나타낼 수 있다. 상기 고무의 경도를 조정하는 것에 의해서도, 상기 접촉 길이 L 을 소정의 값으로 할 수 있다.

금속제 박막 (17) 은 예를 들어 스테인리스강 등으로 이루어지고, 그 두께로서는 0.2 ∼ 1 ㎜ 정도가 바람직하다.

금속 탄성 롤 (15) 을 온도 제어 가능하게 구성하려면, 예를 들어 백업 냉각 롤을 금속 탄성 롤 (15) 에 장착하면 된다. 그 밖의 구성은 상기한 하나의 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.

이렇게 하여 얻어지는 압출 수지판은 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 를 초과하면 도광판에 광을 넣었을 때에 광이 착색되어 휘도를 저하시키는 경우가 있다. 상기 면내 리타데이션값은, 후술하는 바와 같이, 미소 면적 복굴절률계로 측정하여 얻어지는 값이다.

면내 리타데이션값을 200 ㎚ 이하로 하려면, 용융 열가소성 수지 (4) 를 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 에 협지하여 성형할 때에, 용융 열가소성 수지 (4) 를 냉각 고화 전 내지 냉각 고화시키는 과정에서 양 롤에 협지시키는 것이 좋다. 구체적으로는, 금속 롤 (6) 및 금속 탄성 롤 (7) 의 표면 온도 (Tr) 를, 열가소성 수지의 열변형 온도 (Th) 에 대하여, (Th - 20 ℃) ≤ Tr ≤ (Th + 20 ℃), 바람직하게는 (Th - 15℃) ≤ Tr ≤ (Th + 10 ℃), 보다 바람직하게는 (Th - 10 ℃) ≤ Tr ≤ (Th + 5℃) 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

한편, 표면 온도 (Tr) 가 (Th - 20 ℃) 보다 낮은 온도가 되면, 수축률 S2 가 작아지는 경향이 있다. 또한, 표면 온도 (Tr) 가 (Th + 20 ℃) 보다 높은 온도가 되면, 수축률 S1 이 커지고, 면내 리타데이션값도 커지는 경향이 있다. 또한 수지판에 롤로부터의 박리 흔적이 남아 외관을 해치는 경향이 있다.

또한, 본 발명에서는 이종(異種) 재료를 적층한 복층 수지판도 대상으로 하고 있으며, 이 경우의 열변형 온도 (Th) 는, 수축률 S1, S2 에서는 열변형 온도 (Th) 가 가장 높은 수지를 기준으로 하여, 표면 온도 (Tr) 에 대해서도, 열변형 온도 (Th) 가 가장 높은 수지를 기준으로 한다. 열변형 온도 (Th) 로서는, 특별히 한정되지 않고, 통상 60 ∼ 200 ℃ 정도이다. 열변형 온도 (Th) 는 ASTM D-648 에 준거하여 측정되는 온도이다.

이렇게 하여 얻어지는 압출 수지판으로 이루어지는 본 발명의 도광판은 얇고 대화면의 백라이트에 사용해도 열변형되기 어렵기 때문에, 액정 디스플레이, 구체적으로는 카 네비게이션 시스템, 휴대 정보 단말, 산업 기계의 조작 패널, 휴대 게임기, 노트북 PC, 액정 모니터, 액정 TV 등에 사용되는 백라이트 용도로서 바람직하게 이용할 수 있고, 특히 휴대 정보 단말이나 휴대 게임기, 노트북 PC 등에 사용되는 박형 백라이트 용도로서 바람직하게 이용할 수 있다.

압출 수지판을 도광판으로서 사용하려면, 예를 들어 인쇄, 표면 절삭 가공을 실시하여, 소정의 형상 내지 크기로 절단 처리하고, 에지 연마하면 된다. 그리고, LED 나 냉음극관 등의 광원을 세팅하여, 반사 필름, 프리즘 필름, 확산 필름과 조합하여 백라이트 유닛으로 한다. 본 발명의 도광판은 열변형되기 어렵고, 열변형에 의한 백라이트의 광 누출이나 휘도 저하가 적은 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 각 예에 있어서의 압출 장치의 구성은 다음과 같다.

압출기 1 : 스크루 직경 65 ㎜, 1 축, 벤트 부착 (토시바 기계 (주) 제조).

압출기 2 : 스크루 직경 45 ㎜, 1 축, 벤트 부착 (히타치 조선 (주) 제조).

피드 블록 : 2 종 3 층 및 2 종 2 층 분배 (히타치 조선 (주) 제조).

다이 3 : T 다이, 립 폭 1400 ㎜, 립 간격 1 ㎜ (히타치 조선 (주) 제조).

롤 : 횡형, 면 길이 1400 ㎜, 직경 300 ㎜φ 의 냉각 롤 2 개.

압출기 (1, 2), 다이 (3) 를 도 1 에 나타내는 바와 같이 배치하고, 피드 블록을 소정 위치에 배치하였다. 이어서, 상기 2 개의 냉각 롤 중, 압출기 (1, 2) 에 가장 가까운 롤을 1 번 롤, 감김 롤을 2 번 롤로 하고, 각 롤을 이하와 같이 구성하였다.

<롤 구성 1>

도 2 에 나타낸 구성을 롤 구성 1 로 하였다. 구체적으로는, 1 번 롤 및 2 번 롤을 이하와 같이 구성하였다.

(1 번 롤)

축 롤 (8) 의 외주면을 덮도록 금속제 박막 (9) 을 배치하고, 축 롤 (8) 과 금속제 박막 (9) 사이에 유체 (10) 를 봉입한 금속 탄성 롤 (7) 을 1 번 롤로 하였다. 축 롤 (8), 금속제 박막 (9) 및 유체 (10) 는 다음과 같다.

축 롤 (8) : 스테인리스강제

금속제 박막 (9) : 두께 2 ㎜ 의 스테인리스강제의 경면 금속 슬리브

유체 (10) : 오일이며, 이 오일을 온도 제어함으로써, 금속 탄성 롤 (7) 을 온도 제어 가능하게 하였다. 보다 구체적으로는, 온도 조절기의 ON-OFF 제어에 의해 상기 오일을 가열, 냉각시켜 온도 제어 가능하게 하고, 축 롤 (8) 과 금속제 박막 (9) 사이에 순환시켰다.

(2 번 롤)

표면 상태를 경면으로 한 스테인리스강제의 스파이럴 롤을 고강성의 금속 롤 (6) 로 하고, 이것을 2 번 롤로 하였다.

또한, 금속 탄성 롤 (7) 과 금속 롤 (6) 이 용융 열가소성 수지 (4) 를 개재하여 접촉하는 접촉 길이 L 은 5 ㎜ 로 하였다.

<롤 구성 2>

1 번 롤 및 2 번 롤을 모두 고강성의 금속 롤 (표면 상태를 경면으로 한 스테인리스강제의 스파이럴 롤) 로 하였다.

이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 열가소성 수지는 다음과 같다.

수지 1 : 메타크릴산메틸/아크릴산메틸 = 94/6 (중량비) 의 공중합체. 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃. 자외선 흡수제로서, 2-(파라메톡시벤질리덴)말론산디메틸을 0.01 중량부 함유시키고 있다.

수지 2 : 방향족 폴리카보네이트만의 중합체 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱스 (주) 제조의 「유피론 S2000」). 열변형 온도 (Th) 는 140 ℃.

수지 3 : 메타크릴산메틸/아크릴산메틸 = 98/2 (중량비) 의 공중합체. 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃. 자외선 흡수제로서, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)- 2H-벤조트리아졸을 0.01 중량부 함유시키고 있다.

수지 4 : 메타크릴산메틸/스티렌 = 60/40 (중량비) 의 공중합체 (닛폰 A&L (주) 제조의 「프라네로이 KM6A」). 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃.

수지 5 : 스티렌만의 중합체 (토요 스티렌 (주) 제조의 「토요 스티롤 HRM-40」). 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃.

수지 6 : 메타크릴산메틸/아크리릴산메틸 = 96/4 (중량비) 의 공중합체 70 중량% 에 하기 참고예에서 얻은 아크릴계 다층 탄성체를 30 중량% 함유시킨 아크릴 수지계 조성물. 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃. 자외선 흡수제로서, 2,2'메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-((2H-벤조트리아졸-2-일)페놀) 을 0.1 중량부 함유시키고 있다.

수지 7 : 지환 구조 함유 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 함유하는 중합체 (닛폰 제온 (주) 제조의 「제오노아 1020R」). 열변형 온도 (Th) 는 100 ℃.

또한, 상기 자외선 흡수제의 함유량은 열가소성 수지 100 중량부에 대한 값이다.

[참고예]

(고무 형상 입자의 제조)

일본 특허공보 소55-27576호의 실시예에 기재된 방법에 준거하여, 3 층 구조로 이루어지는 아크릴계 다층 탄성체를 제조하였다. 구체적으로는, 먼저 내용적 5 ℓ 의 유리제 반응 용기에 이온 교환수 1700 g, 탄산나트륨 0.7 g, 과황산나트륨 0.3 g 을 주입하고, 질소 기류하에서 교반 후, 펠렉스 OT-P ((주) 카오 제조) 4.46 g, 이온 교환수 150 g, 메틸메타크릴레이트 150 g, 알릴메타크릴레이트 0.3 g 을 주입한 후, 75 ℃ 로 승온시켜 150 분간 교반을 계속하였다.

계속해서 부틸아크릴레이트 689 g, 스티렌 162 g, 알릴메타크릴레이트 17 g의 혼합물과 과황산나트륨 0.85 g, 펠렉스 OT-P 7.4 g 과 이온 교환수 50 g 의 혼합물을 다른 입구로부터 90 분간에 걸쳐 첨가하고, 다시 90 분간 중합을 계속하였다.

중합을 완료 후, 추가로 메틸아크릴레이트 326 g, 에틸아크릴레이트 14 g 의 혼합물과 과황산나트륨 0.34 g 을 용해시킨 이온 교환수 30 g 을 각각의 입구로부터 30 분간에 걸쳐서 첨가하였다.

첨가 종료 후, 추가로 60 분간 유지하고 중합을 완료하였다. 얻어진 라텍스를 0.5 % 염화알루미늄 수용액에 투입하여 중합체를 응집시켰다. 이것을 온수로 5 회 세정 후, 건조시켜 아크릴계 다층 탄성체를 얻었다.

[실시예 1 ∼ 6, 8 및 비교예 1 ∼ 4]

<압출 수지판의 제작>

표 1 에 나타내는 종류의 수지를 압출기 (1) 에서 용융 혼련하고, 피드 블록및 다이 (3) 의 순서로 공급하였다. 그리고, 다이 (3) 로부터 압출된 용융 열가소성 수지 (4) 를, 표 1 에 나타내는 롤 구성의 1 번 롤 및 2 번 롤로 협지하면서 막 제조하여, 표 1 에 나타내는 두께의 압출 수지판을 얻었다. 또한, 표 1 중의 「1 번 롤 표면 온도」 및 「2 번 롤 표면 온도」는 모두 롤의 표면 온도를 실측한 값이다.

[실시예 7]

수지층 A 로서, 표 1 에 나타내는 종류의 수지를 압출기 (1) 에서 용융 혼련하여, 피드 블록에 공급하였다. 한편, 수지층 B 로서, 표 1 에 나타내는 종류의 수지를 압출기 (2) 에서 용융 혼련하여, 피드 블록에 공급하였다. 압출기 (1) 로부터 피드 블록에 공급되는 수지층 A 가 주층이 되고, 압출기 (2) 로부터 피드 블록에 공급되는 수지층 B 가 표층 (편면/상측) 이 되도록, 공압출 성형을 실시하였다.

그리고, 다이 (3) 로부터 압출된 용융 열가소성 수지 (4) 를, 표 1 에 나타내는 롤 구성의 1 번 롤 및 2 번 롤로 협지하면서, 또한 수지층 B 가 2 번 롤에 접하도록 하여 막 제조하여, 표 1 에 나타내는 두께의 2 층 구조로 이루어지는 압출 수지판을 얻었다. 또한, 표 1 중의 압출기 (1, 2) 에 있어서의 「두께」는 수지층 A, B 의 각 두께를 나타내고 있다. 또한, 표 1 중의 「총 두께」는 얻어진 압출 수지판의 총 두께를 나타내고 있다.

[실시예 9 및 비교예 5]

수지층 A 로서, 표 1 에 나타내는 종류의 수지를 압출기 (1) 에서 용융 혼련하여, 피드 블록에 공급하였다. 한편, 수지층 B 로서, 표 1 에 나타내는 종류의 수지를 압출기 (2) 에서 용융 혼련하여, 피드 블록에 공급하였다. 압출기 (1) 로부터 피드 블록에 공급되는 수지층 A 가 중간층이 되고, 압출기 (2) 로부터 피드 블록에 공급되는 수지층 B 가 양 표층이 되도록, 공압출 성형을 실시하였다.

그리고, 다이 (3) 로부터 압출된 용융 열가소성 수지 (4) 를, 표 1 에 나타 내는 롤 구성의 1 번 롤 및 2 번 롤로 협지하면서 막 제조하여, 표 1 에 나타내는 두께의 3 층 구조로 이루어지는 압출 수지판을 얻었다.

<평가>

얻어진 각 압출 수지판 (실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 ∼ 5) 에 대하여, 수축률의 평가와 면내 리타데이션값의 측정, 및 백라이트 유닛 평가 (이하, 유닛 평가라고 한다) 를 실시하였다. 평가 방법 및 시험 방법을 이하에 나타냄과 함께, 그 결과를 표 1 에 아울러 나타낸다.

(수축률)

압출 방향 및 폭 방향의 수축률 S1, S2 를 상기에서 설명한 방법에 따라 산출하였다.

또한, 표 1 중의 수축률 S1, S2 에 있어서, + 의 결과는 수축된 것을, - 의 결과는 팽창된 것을 각각 나타내고 있다.

(면내 리타데이션값)

압출판을 50 ㎜ 의 사각으로 잘라내어, 면내 리타데이션값을 미소 면적 복굴절률계 (오우지 계측기기 주식회사 제조의 「KOBRA-CCO/X」) 를 이용하여 측정하였다.

(유닛 평가)

먼저, 압출판을 10 ㎝ ×20 ㎝ 의 크기로 잘라내고, 10 ㎝ 측에 LED 칩을 1 ㎝ 간격으로 10 개 늘어놓은 유닛을 세팅하여 백라이트 유닛 본체를 얻었다. 이어서, 24 V 로 LED 를 점등시키고, 압출판의 배면에 반사 필름, 전면에 확산 필름 2 장을 세팅하여 백라이트 유닛을 얻고, 그 백라이트 유닛을 80 ℃ 의 오븐에 투입하였다. 24 시간 경과 후에 백라이트 유닛을 꺼내어, 가열에 의한 변형의 유무와, 가열 전후에 있어서의 출사광의 착색의 유무를 육안 관찰에 의해 조사하였다.

표 1 로부터 분명하듯이, 본 발명에 관련된 실시예 1 ∼ 5 의 압출 수지판은 압출 방향의 수축률 S1 및 폭 방향의 수축률 S2 가 모두 0 ∼ 5 % 의 범위 내로, 수축률이 작다. 그리고, 유닛 평가에 있어서, 모두 변형되지 않았음을 알 수 있다. 이들 결과로부터, 실시예 1 ∼ 5 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판은 두께가 얇음에도 불구하고, 대화면의 백라이트에 사용해도 열변형되기 어려움을 알 수 있다. 특히, 실시예 1, 2, 4 ∼ 9 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판은 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 이하이고, 출사광의 착색은 관찰되지 않았다.

한편, 비교예 1 ∼ 3, 5 의 압출 수지판은 모두 수축률 S1, S2 가 본 발명의 범위 밖이고, 비교예 4 의 압출 수지판은 수축률 S2 가 본 발명의 범위 밖이었다. 그리고, 유닛 평가에 있어서 모두 변형이 관찰되었다. 또한, 비교예 2, 3 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판은 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 를 초과하고, 출사광에 착색이 관찰되었다.

도 1 은 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 압출 수지판의 제조 방법을 나타내는 개략 설명도이다.

도 2 는 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 금속 롤 및 탄성 롤을 나타내는 개략 단면 설명도이다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 탄성 롤을 나타내는 개략 단면 설명도이다.

부호의 설명

1, 2 압출기

3 다이

4 용융 열가소성 수지

5 냉각 롤

6 금속 롤

7, 15 금속 탄성 롤

8, 16 축 롤

9, 17 금속제 박막

10 유체

11 압출 수지판

Claims

두께 0.2 ∼ 1.5 ㎜ 의 압출 수지판으로 이루어지는 도광판으로서, 상기 압출 수지판을 120 ℃ 의 열분위기하에서 0.5 시간 방치했을 때, 상기 압출 수지판의 압출 방향의 수축률 S1 (%) 및 폭 방향의 수축률 S2 (%) 가 모두 0 ∼ 5 % 이고, 상기 압출 수지판의 면내 리타데이션값이 200 ㎚ 이하인 도광판.
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