KR101661307B1 - 대형 ｔｖ용 도광판 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 아크릴계 단량체를 포함하는 스킨층을 공압출시켜 다층구조로 형성되는 수분 흡습에 대한 변형이 개선된 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 아크릴계 단량체를 포함하는 스킨층을 공압출시켜 다층구조로 형성되는 수분 흡습에 대한 변형이 개선된 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 투명성 및 내후성이 뛰어나고, 기계적 물성 등이 우수해 투명성을 요구하는 다양한 분야에서 사용되고 있는 대표적인 투명 수지이다. 최근의 디스플레이 산업의 성장으로 이러한 투명한 소재에 대한 수요가 크게 신장되고 있어 큰 관심을 받고 있다. 특히, LCD 디스플레이 백라이트의 중요 소재인 도광판의 경우 폴리메틸메타크릴레이트의 뛰어난 광투과도가 매우 높으며 복굴절이 작고 내광성이 우수함에 따라, 광학 부품의 주요 소재로 채택되어 사용되고 있다.
백라이트용 도광판(Light Guide Plate)이란, 도광판의 측면에서 출사된 선광원을 판의 전면 전체에서 빛이 출사되는 면광원으로 변환시켜 줄 수 있도록 빛을 전달하는 기능을 가진 판상의 성형체이다. 이는 도광판 중의 광투과 거리가 비교적 길어 도광판 내부에서 광손실이 증가함에 따라 이를 방지하기 위하여 높은 광투과성을 가지는 재료가 요구된다.
그러나, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 도광판의 경우 내열성 및 충격강도가 낮고, 흡습성에 의한 치수변화율 및 백탁현상이 발생하는 문제가 발생하여 박막화되고 있는 전자전기 장비에 적용하기엔 그 한계점이 있다.
특히, 최근 TV의 대형화에 따라 LCD 도광판의 크기가 증가됨에 따라 폴리메틸메타크릴레이트 수지 도광판의 고온에서 수분 흡수에 따른 변형이 중요한 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 수분 흡수가 적은 MS 수지(MMA-styrene copolymer) 등으로 일부 대체하고 있으나, MS 수지(MMA-styrene copolymer)의 경우 수분 흡수에 의한 변형은 적으나 투과도가 저하되는 문제가 발생한다. 투과도의 저하로 인하여 휘도 저하가 발생하고, 이로 인해 입광부와 반입광부에서의 색차의 편차가 증가된다. 또한, MS 수지(MMA-styrene copolymer)의 표면이 상대적으로 폴리메틸메타크릴레이트보다 무름으로 인한 광학 필름에 의한 표면 스크래치 등의 문제가 여전히 잔존하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2001-0095111호(특허문헌 1)에는 메틸메타크릴산과 스티렌계 단량체를 주성분으로 하는 공중합체로 제조되는 광학재료용 수지성형체 및 이로 이루어진 도광판에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 수분 흡습성은 일부 감소되나 가시광선 투과도가 감소하고, 백탁현상이 발생하여 광학 특성이 저하되는 문제가 여전히 남아 있었다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2010-0070143호(특허문헌 2)에는 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체, 자외선 흡수제 및 광안정제를 포함하여 내습성 및 내광성이 우수한 도광판용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 도광판에 관하여 개시하고 있다. 초기 광특성 및 내광성은 우수하였으나 고온에서의 광학특성 및 휨특성은 저하되는 문제가 여전히 남아있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨층을 공압출하여 형성시킴으로써, 고휘도 특성을 구현할 수 있고, 색좌표 편차가 적을 뿐 아니라, 고온고습에서의 수분 흡수율을 최소화하여 변형을 최소화할 수 있는 대형 TV용 도광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상술한 대형 TV용 도광판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아크릴계 코어조성물의 중합체로 형성되는 코어층; 상기 코어층 일면 또는 양면에 형성되는 스킨층;을 포함하며, 상기 스킨층은 적어도 하나의 (C5-C20)의 고리형 치환기를 포함하는 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨조성물의 중합체로 형성되는 대형TV용 도광판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 스킨층은 10 내지 50㎛의 평균두께로 공압출되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체는 사이클로헥실 메타크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 아크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트, 4-t-부틸 사이클로헥실 메티크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 2-에틸 아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 코어조성물은 메틸메타크릴레이트 100중량% 또는 상기 메틸메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%와 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 20중량%의 혼합물 100 중량부에 대하여, 개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 스킨조성물은 상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체 20 내지 99중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 0.1 내지 75중량% 및 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10중량% 포함하는 혼합물 100중량부에 대하여, 개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 코어조성물 또는 스킨조성물은 산화방지제, 가소제, 열안정제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격보강제 및 자외선 흡수제 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 대형TV용 도광판은 하기 [식 1]에 따라 계산된 고온고습팽창율(%)이 0.01 내지 0.08%일 수 있다.
고온고습팽창율(%) = {(La - Li) / Li}×100 [식 1]
(상기 식 1에서, La는 80℃ 및 100%R.H에서 24시간 경과 후 측정된 시편의 길이(cm), Li는 초기 시편의 길이(cm)이다. )
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아크릴계 코어조성물로 형성되는 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨조성물로 형성되는 스킨층을 공압출하는 단계를 포함하는 대형TV용 도광판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스킨층의 평균두께가 10 내지 50㎛로 공압출되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코어조성물은 메틸메타크릴레이트 100중량% 또는 상기 메틸메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%와 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 20중량%의 혼합물을 포함하고, 상기 스킨조성물은 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체 20 내지 99중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 0.1 내지 75중량% 및 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10중량%의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 따르면, 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨조성물로 형성되는 스킨층을 공압출함으로써, 고온고습 상태에서 수분 흡습에 의한 도광판 팽창으로 인한 불량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 뿐 만 아니라, 가시광선 투과도 및 내광성의 저하없이 내구성이 우수함으로써, 대형 TV용으로 적합한 도광판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 대형 TV용 도광판 및 이의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 발명은 적어도 하나의 (C5-C20)의 고리형 치환기를 포함하는 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨조성물로 형성되는 스킨층을 코어층의 일면 또는 양면에 공압출함으로써, 고온고습 상태에서 수분 흡습에 의한 도광판 팽창으로 인한 불량을 감소시킬 수 있을 뿐 만 아니라, 가시광선 투과도 및 내광성의 저하없이 내구성이 우수한 도광판을 제조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대형 TV용 도광판은 코어조성물의 중합체로 형성되는 코어층 및 상기 코어층 일면 또는 양면에 형성되는 스킨층이 공압출되어 형성되는 다층필름 구조일 수 있다. 상기 스킨층의 평균두께는 10 내지 50㎛일 수 있다. 보다 바람직하게 20 내지 40㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코어층은 도광판의 가시광선 투과도를 향상시키고, 기계적 물성을 유지하기 위하여 형성되는 것으로, 상기 코어층을 형성하는 코어조성물은 당해 기술분야에 자명하게 공지된 도광판용 수지 조성물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸메타크릴레이트 단량체, 메틸메타크릴레이트와 알킬 아크릴레이트 단량체의 혼합물를 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 목적하는 광학적 물성에 따라 스티렌계 화합물이 공중합될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 코어조성물의 알킬 아크릴레이트 단량체는 가공성을 향상시키기 위한 것으로 메틸메타크릴레이트와 공중합이 가능한 알킬 아크릴레이트 단량체이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 탄소수가 1 내지 10개인 알킬 아크릴레이트인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 탄소수가 1 내지 8개인 알킬 아크릴레이트인 것이 가공성 향상에 효과적이다. 보다 구체적으로 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트 및 옥틸 아크릴레이트 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 코어조성물은 개시제 및 사슬전이이동제를 포함하여 공중합될 수 있다. 상기 공중합 방법은 당해 기술분야에 자명한 중합방법이면 제한되지 않으며, 현탁중합, 용액중합, 괴상중합 및 유화중합으로 중합할 수 있다. 바람직하게 현탁중합 및 용액중합으로 중합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어조성물은 상기 메틸메타크릴레이트 100중량% 또는 상기 메틸메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%와 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 20중량%의 혼합물 100 중량부에 대하여, 개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함할 수 있다.
상기 알킬 아크릴레이트의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 가공성 향상이 미미해질 우려가 있으며, 20 중량% 초과일 경우에는 기계적 물성 및 가시광선 투과도가 저하될 우려가 있다. 따라서, 코어조성물이 상기 범위로 포함될 때, 가공성이 우수할 뿐 아니라 가시광선 투과도 및 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스킨층은 코어층의 일면 또는 양면에 공중합되어 수분 흡습 특성을 향상시켜 고온고습에서 변형율을 최소화하기 위하여 형성될 수 있다. 상기 스킨층을 형성하는 스킨조성물은 적어도 하나의 (C5-C20)의 고리형 치환기를 포함하는 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 스킨조성물은 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체, 메틸메타크릴레이트 단량체 및 알킬 아크릴레이트 단량체의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체는 (C5-C20)시클로알킬 또는 (C6-C20)아릴 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
본 발명에 기재된 “(C5-C20)시클로알킬”은 탄소 원자수가 5개 내지 20개인 포화모노시클릭 또는 포화바이시클릭 고리 구조를 포함할 수 있다.
본 발명에 기재된 “(C6-C20)아릴”은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 탄소 원자수가 6개 내지 20개인 유기라디칼로 각 고리에 적절하게는 4 ~7개, 바람직하게는 5 ~ 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로는 페닐, 나프틸, 비페닐, 톨릴 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로 상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체는 사이클로헥실 메타크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 아크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트, 4-t-부틸 사이클로헥실 메티크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 2-에틸 아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 스킨조성물의 알킬 아크릴레이트 단량체는 가공성을 향상시키기 위한 것으로 메틸메타크릴레이트와 공중합이 가능한 알킬 아크릴레이트 단량체이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 탄소수가 1 내지 10개인 알킬 아크릴레이트인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 탄소수가 1 내지 8개인 알킬 아크릴레이트인 것이 가공성 향상에 효과적이다. 스킨조성물의 알킬 아크릴레이트는 상기 코어조성물의 알킬 아크릴레이트과 동일하거나 상이할 수 있으며, 보다 구체적으로 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트 및 옥틸 아크릴레이트 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 스킨조성물은 개시제 및 사슬전이이동제를 포함하여 공중합될 수 있다. 상기 공중합 방법은 당해 기술분야에 자명한 중합방법이면 제한되지 않으며, 현탁중합, 용액중합, 괴상중합 및 유화중합으로 중합할 수 있다. 바람직하게 현탁중합 및 용액중합으로 중합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스킨조성물은 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체 20 내지 99중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 0.1 내지 75중량% 및 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10중량% 포함하는 혼합물 100중량부에 대하여, 개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함할 수 있다.
상기 내습성 향상 (메타)아크릴레이트의 함량이 20중량% 미만일 경우에는 고온고습 환경에서 충분한 수분 흡성 특성이 구현되지 않아 변형이 증가될 우려가 있다. 또한, 알킬 아크릴레이트 단량체가 0.1 중량% 미만일 경우에는 가공성이 저하될 수 있으며, 10중량% 초과일 경우에는 계적 물성 및 가시광선 투과도가 저하될 우려가 있다. 따라서, 스킨조성물이 상기 범위로 포함될 때, 고온고습에서 수분 흡습 특성이 우수하여 변형을 방지할 수 있으며, 가공성이 우수할 뿐 아니라 가시광선 투과도 및 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.
상기 코어조성물 또는 스킨조성물의 개시제는 황변 현상이 발생하지 않아 우수한 가시광선 투과도를 가지는 광학용 수지 제조가 가능하다. 상기 개시제는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 개시제이면 제한되지 않으며, 예를 들면, 2,2'-아조비스2,4-디메틸-발레로니트릴, 2,2'-아조비스4-메톡시-2,4-디메틸 발레로니트릴, α,α'-비스 네오데카노일퍼옥시 디이소프로필 벤젠, 이소부티릴 퍼옥사이드, 쿠밀 퍼옥시네오데카노에이트, 디-노르말-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 1,1,3,3,-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-2-에톡시에틸 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시헥실 디카보네이트, 터셔리-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, 디메톡시부틸 퍼옥시 디카보네이트, 비스 3-메틸-3메톡시부틸 퍼옥시 디카보네이트, 터셔리-부틸 퍼옥시 네오테카노에이트, 터셔리-헥실 퍼옥시피바레이트, 터셔리-부틸 퍼옥시피바레이트, 3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 개시제의 함량은 제한되지는 않지만, 상기 단량체 또는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 3 중량부 사용하는 것이 중합 시간 및 안정성 측면에서 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 ~ 0.5 중량부를 사용할 수 있다.
상기 코어조성물 또는 스킨조성물의 사슬전이 이동제는 본 발명의 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 분자량 조절 및 유동성을 조절하고, 열분해 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 사슬전이 이동제는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 화합물이면 제한되지 않으며, 바람직하게 하나의 티올 관능기를 가지는 (C1-C12)알킬 메르캡탄(alkyl mercaptan) 또는 2개 이상의 티올 관능기를 가지는 폴리티올 메르캡탄을 사용할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 사슬전이 이동제로는 이소프로필 메르캡탄, 노르말 부틸 메르캡탄, 터셔리-부틸 메르캡탄, 노르말-아릴 메르캡탄, 노르말-옥틸 메르캡탄, 노르말-도데실 메르캡탄 등이 사용 가능하다.
본 발명의 사슬전이 이동제의 함량은 제한되지는 않지만, 상기 단량체 또는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 5 중량부 사용하는 것이 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 분자량 및 유동성을 조절하고, 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 물성이 효과적으로 발현되므로 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 1 중량부를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 코어조성물 또는 스킨조성물은 산화방지제, 가소제, 열안정제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격보강제 및 자외선 흡수제 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 본 발명의 대형 TV용 도광판의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 코어조성물 또는 스킨조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 100중량부 포함될 수 있으며, 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대형TV용 도광판은 하기 [식 1]에 따라 계산된 고온고습팽창율(%)이 0.01 내지 0.08%일 수 있다.
고온고습팽창율(%) = {(La - Li) / Li}×100 [식 1]
(상기 식 1에서, La는 80℃ 및 100%R.H에서 24시간 경과 후 측정된 시편의 길이(cm), Li는 초기 시편의 길이(cm)이다. )
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 아크릴계 코어조성물로 형성되는 코어층의 일면 또는 양면에 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 스킨조성물로 형성되는 스킨층을 공압출하는 단계를 포함하는 대형TV용 도광판의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 아크릴계 코어조성물은 메틸메타크릴레이트 단독 또는 메틸메타크릴레이트와 알킬 아크릴레이트 단량체의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 공압출되는 스킨층의 평균두께는 10 내지 50㎛일 수 있다. 보다 바람직하게 20 내지 40㎛일 수 있다. 상기 스킨층의 두께가 10㎛ 미만일 경우에는 고온고습에서 수분 흡습 특성이 저하되어 변형이 발생할 수 있으며, 50㎛ 초과일 경우에는 광학 특성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 스킨조성물을 이용하여 스킨층 단일층으로 도광판을 제조할 수 있으나, 이 경우, 공압출하여 제조된 다층필름의 도광판에 비해 광학 물성이 저하되고, 고가의 단량체를 사용함으로써 경제성이 감소할 우려가 있다. 따라서, 상술한 두께 범위로 공압출하여 다층필름으로 형성되는 것이 광학물성 및 경제성 향상에 효과적이다.
이하, 본 발명의 대형 TV용 도광판 및 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법에 관하여 상세히 설명한다.
물성측정
1. 고온 고습 팽창률(%)
도광판 2mm 두께로 압출 후, 가로 세로 30 cm 크기로 절단한다. 이 후, 상온 상습에서 초기 가로 세로 길이를 각각 측정하고, 측정이 끝난 샘플은 80도 상대습도 100% 챔버에 넣은 후, 24시간 경과 후, 길이 변화를 측정한다. 고온 고습 팽창률은 하기 식 1로 계산하였다.
고온고습팽창율(%) = {(La - Li) / Li}×100 [식 1]
(상기 식 1에서, La는 80℃ 및 100%R.H에서 24시간 경과 후 측정된 시편의 길이(cm), Li는 초기 시편의 길이(cm)이다. )
2. 휘도 및 색좌표 측정
도광판을 2mm 두께로 압출 후, 가로 세로 각각 300mm로 성형품을 제작하고 바닥면에 반사필름, 에지 방식의 LED 광원을 사용한 휘도 측정기(HS1000, Otsuka electronics 사 제품)를 사용하여 25 곳의 출사광의 휘도 평균값을 사용하였다. 색좌표 편차는 상기 측정 장치에서 반입광부 색좌표의 측정값과 입광부 색좌표의 측정값의 차이를 구해 범위가 0.02 이하이면, “양호”로 표시하였으며, 0.02 초과이면 “불량”으로 표시하였다.
3. 투과도 측정
투과도는 도광판을 150mm X 100mm 크기로 제단 후, 제단면을 경면 처리하여 150mm 길이의 투과도를 측정하였다. 투과도 측정은 히타치사(Hitachi)사의 U-4001 spectrophotometer를 이용하여 380nm~780nm 범위를 측정 하였다.
[실시예 1]
메틸메타크릴레이트 69 중량% 및 사이클로헥실메타아크릴레이트 30 중량%, 메틸아크릴레이트 1 중량%를 혼합한 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 개시제(2,2'-아조비스2,4-디메틸-발레로니트릴) 0.1 중량부, 사슬전이 이동제(노말옥틸메르캡탄) 0.3 중량부를 사용하여 현탁 중합을 실시하여 스킨조성물을 제조하였다. 현탁중합은 80도에서 90분 중합 후, 105도로 승온 20분간 중합하여 잔류모노머가 제거된 현탁중합체를 제조하였으며, 제조된 현탁중합체는 물로 세척, 건조 및 압출 공정을 거쳐 펠렛(pellet)화하였다.
코어조성물로 LGMMA 社의 HP202를 사용하여 코어층을 형성하고, 상기 제조된 스킨조성물로 코어층의 양면에 평균 두께가 20㎛인 스킨층을 형성하도록 2축 공압출 장비를 이용하여 230도 ~ 250도 온도에서 전체 두께가 2mm인 대형 TV용 도광판을 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1의 스킨조성물 제조시 메틸메타크릴레이트 49 중량%, 사이클로헥실 메타크릴레이트 50 중량%, 메틸아크릴레이트 1 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 스킨층의 두께를 40 ㎛ 공압출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1에서 스킨조성물로 스킨층을 형성하지 않고 코어조성물 단독으로 2 mm 두께의 TV용 도광판을 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1의 스킨조성물 제조시 메틸메타크릴레이트 89 중량%, 사이클로헥실 메타크릴레이트 10 중량%, 메틸아크릴레이트 1 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1에서 상기 스킨층의 두께를 5 ㎛ 공압출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1에서 상기 스킨층의 두께를 70 ㎛ 공압출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 도광판은 가로, 세로가 300 × 300 ㎜로 제단 후, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
상기 표2에서 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 대형 TV용 도광판은 코어층의 양면에 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체을 포함하는 스킨층을 일정 두께로 형성함으로써, 고온고습 팽창률이 개선되고, 휘도, 가시광선 투과도가 향상될 뿐 아니라 색좌표 차이도 양호한 것을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1은 스킨층을 형성하지 않고 코어층만으로 형성된 도광판으로 가시광선 투과도 등의 광학 특성은 양호하나 고온 고습 팽창률이 현저히 감소하여 대형 TV용 도광판으로는 적합하지 않으며, 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체가 적게 함유된 비교예 2 및 스킨층의 두께가 얇게 형성된 비교예 3에서도 고온 고습 팽창률이 현저히 감소하여 대형 TV용 도광판으로는 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.
또한, 비교예 4는 스킨층이 불필요하게 두껍게 형성됨에 따라, 고온 고습 팽창율은 양호하나 휘도 및 가시광선 투과도가 저하되고, 특히 색좌표 차이가 불량으로 나타나 대형 TV용 도광판으로는 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
Claims (10)
- 아크릴계 코어조성물의 중합체로 형성되는 코어층;
상기 코어층 일면 또는 양면에 형성되는 스킨층;을 포함하며,
상기 스킨층은 적어도 하나의 (C5-C20)의 고리형 치환기를 포함하는 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 20 내지 99중량%로 포함하는 스킨조성물의 중합체로 형성되고,
하기 [식 1]에 따라 계산된 고온고습팽창율(%)이 0.01 내지 0.08%인 대형TV용 도광판.
고온고습팽창율(%) = {(La - Li) / Li}×100 [식 1]
상기 식 1에서, La는 80℃ 및 100%R.H에서 24시간 경과 후 측정된 시편의 길이(cm), Li는 초기 시편의 길이(cm)이다. - 제 1항에 있어서,
상기 스킨층은 10 내지 50㎛의 평균두께로 공압출되어 형성되는 대형TV용 도광판. - 제 1항에 있어서,
상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체는 사이클로헥실 메타크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 아크릴레이트, 트리메틸 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트, 4-t-부틸 사이클로헥실 메티크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 2-에틸 아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 대형TV용 도광판. - 제 1항에 있어서, 상기 코어조성물은
메틸메타크릴레이트 100중량% 또는 상기 메틸메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%와 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 20중량%의 혼합물 100 중량부에 대하여,
개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함하는 대형TV용 도광판. - 제 1항에 있어서, 상기 스킨조성물은
상기 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체 20 내지 99중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 0.1 내지 75중량% 및 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10중량% 포함하는 혼합물 100중량부에 대하여,
개시제 0.01 내지 3 중량부 및 사슬전이 이동제 0.1 내지 5중량부 포함하는 대형TV용 도광판. - 제 1항에 있어서,
상기 코어조성물 또는 스킨조성물은 산화방지제, 가소제, 열안정제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격보강제 및 자외선 흡수제 중에서 1종 또는 2종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함하는 대형TV용 도광판. - 삭제
- 아크릴계 코어조성물로 형성되는 코어층의 일면 또는 양면에 (C5-C20)의 고리형 치환기를 포함하는 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체를 20 내지 99중량%로 포함하는 스킨조성물로 형성되는 스킨층을 공압출하는 단계를 포함하며,
하기 [식 1]에 따라 계산된 고온고습팽창율(%)이 0.01 내지 0.08%인 대형TV용 도광판의 제조방법.
고온고습팽창율(%) = {(La - Li) / Li}×100 [식 1]
상기 식 1에서, La는 80℃ 및 100%R.H에서 24시간 경과 후 측정된 시편의 길이(cm), Li는 초기 시편의 길이(cm)이다. - 제 8항에 있어서,
상기 스킨층의 평균두께가 10 내지 50㎛로 공압출되는 대형 TV용 도광판의 제조방법. - 제 8항에 있어서,
상기 코어조성물은 메틸메타크릴레이트 100중량% 또는 상기 메틸메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%와 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 20중량%의 혼합물을 포함하고,
상기 스킨조성물은 내습성 향상 (메타)아크릴계 단량체 20 내지 99중량%, 메틸메타크릴레이트 단량체 0.1 내지 75중량% 및 알킬 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 10중량%의 혼합물을 포함하는 대형TV용 도광판의 제조방법.
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