KR101776372B1 - 폴리카보네이트 수지 펠렛 및 이로부터 형성된 도광판 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 펠렛 및 이로부터 형성된 도광판 Download PDF

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Abstract

본 발명의 폴리카보네이트 수지 펠렛에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 ASTM D1238에 의거하여 250℃ 및 1.2kgf의 조건에서 측정한 용융지수(Melt-flow Index: MI)가 15 내지 40 g/10분인 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되며, 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 내지 1 : 1이고, 부피 밀도(bulk density)가 600 내지 800 mg/cm3인 것을 특징으로 한다. 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 펠렛 간 마찰에 의한 분칩 발생을 저감시킴으로써, 사출 성형 시 외관 불량 발생을 저감시킬 수 있다.

Description

폴리카보네이트 수지 펠렛 및 이로부터 형성된 도광판{POLYCARBONATE RESIN PELLET AND LIGHT GUIDE PLATE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 펠렛 및 이로부터 형성된 도광판에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 펠렛 간 마찰에 의한 분칩 발생을 저감시킴으로써, 성형 시 외관 불량 발생을 저감시킨 폴리카보네이트 수지 펠렛 및 이로부터 형성된 도광판에 관한 것이다.
최근 휴대 전화 등 휴대용 디스플레이 장치의 크기가 다양화되고 있고, 이에 따라, 기존 2 내지 4인치 크기 및 0.5 mm 내외 두께를 갖는 도광판에 비해 대형화 및 박막화된 도광판이 요구되고 있다. 이러한 대형화 및 박막화된 도광판을 사출성형하기 위해서는 종래의 성형 온도보다 높은 온도에서 사출성형하기 때문에 폴리카보네이트 수지의 유동성 및 전사성이 충분히 확보되어야 한다. 그러나, 일반적으로 높은 온도에서 사출성형된 도광판은 주요 기능인 빛의 면확산에 있어 노란색(황변)을 가질 수 있으며, 오랜 시간 고온 및 고습 조건에서 사용 시, 황변 현상이 가속화된다.
이를 해결하기 위하여, 유동성을 종전보다 향상시키면서, 열안정성이 우수하고 성형 후 색상이 양호한 폴리카보네이트 수지를 사용하여 적절한 가공온도 조건에서 성형하는 것이 필요하다. 예를 들면, 기계적 강도를 유지하면서 유동성을 개선하기 위해 일본특허 특개 2001-208917호는 tert-옥틸 페녹시기를 말단기로 가지는 방향족 폴리카보네이트를 개시하고 있고, 일본특허 특개 2001-208918호는 장쇄알킬페녹시기를 말단기로 가지는 방향족 폴리카보네이트를 개시하고 있다. 또한, 특개 2001-215336호는 지방족 세그먼트를 가지는 코폴리에스테르 카보네이트(copolyester carbonate)와 방향족 폴리카보네이트로 이루어진 유동성 개선 수지 조성물을 사용하여 제조한 도광판 및 그 제조방법을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 고유동 폴리카보네이트 수지 펠렛은 제조 및 운반 과정에서 분칩이 발생하며, 발생된 분칩이 포함된 폴리카보네이트 수지 펠렛을 사용하여 성형품을 사출성형 시, 백점, 가스 등에 의한 외관 불량 등이 발생할 우려가 있다.
따라서, 분칩 발생을 저감할 수 있는 도광판용 폴리카보네이트 수지 펠렛, 및 이로부터 형성된 백점, 가스 등에 의한 외관 불량이 저감된 도광판의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 펠렛 간 마찰에 의한 분칩 발생 및 성형 시 백점, 가스 등에 의한 외관 불량 발생을 저감시킬 수 있는 폴리카보네이트 수지 펠렛을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛으로부터 형성된 도광판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 폴리카보네이트 수지 펠렛에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 ASTM D1238에 의거하여 250℃ 및 1.2kgf의 조건에서 측정한 용융지수(Melt-flow Index: MI)가 15 내지 40 g/10분인 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되며, 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 내지 1 : 1이고, 부피 밀도(bulk density)가 600 내지 800 mg/cm3인 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 평균 장경 2.0 내지 4.0mm, 평균 단경 1.5 내지 3.5mm 및 평균 길이 2.0 내지 4.0mm인 (타)원기둥형 펠렛일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 18rpm으로 8시간 동안 텀블링(tumbling)시킨 후, 600μm 필터를 통과하는 분칩의 함량이 50ppm 미만일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 중합체로서, 상기 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 몰비가 1 : 1.02 내지 1 : 1.35이고, 중량평균분자량이 10,000 내지 18,000g/mol이며, 말단 히드록시기 함량이 전체 말단기 중 5 내지 30몰%인 폴리카보네이트 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 도광판에 관한 것이다. 상기 도광판은 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛으로부터 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 도광판은 전면, 상기 전면과 대향하는 배면, 및 상기 전면과 배면을 연결하는 측면을 포함하며, 상기 배면에는 광학 패턴이 형성될 수 있다.
구체예에서, 상기 측면은 광원이 위치하는 제1 측면; 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면; 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제3 측면; 및 상기 제3 측면과 대향하고, 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제4 측면;을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 도광판은 사출 성형 시, 백점 및 가스 발생에 의한 외관 불량 발생률이 15% 이하일 수 있다.
본 발명은 펠렛 간 마찰에 의한 분칩 발생 및 성형 시 백점, 가스 등에 의한 외관 불량 발생을 저감시킬 수 있는 폴리카보네이트 수지 펠렛 및 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛으로부터 형성된 도광판을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 펠렛은 펠렛 간 마찰에 의한 분칩 발생을 저감시킬 수 있는 것으로서, ASTM D1238에 의거하여 250℃ 및 1.2kgf의 조건에서 측정한 용융지수(Melt-flow Index: MI)가 15 내지 40 g/10분인 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되며, 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 내지 1 : 1이고, 부피 밀도(bulk density)가 600 내지 800 mg/cm3인 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지를 90 중량% 이상 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 폴리카보네이트 수지는 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 중합체로서, 상기 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 몰비(방향족 디히드록시 화합물 : 디아릴카보네이트)가 1 : 1.02 내지 1.35, 예를 들면 1.02 내지 1.25일 수 있고, GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량이 10,000 내지 18,000g/mol, 예를 들면 11,000 내지 17,000g/mol일 수 있다. 상기 몰비 범위에서, 사출 성형 시 이형성과 열안정성이 우수할 수 있고, 충분한 중량평균분자량의 폴리카보네이트 수지를 제조할 수 있고, 상기 중량평균분자량 범위에서 폴리카보네이트 수지 조성물의 유동성 및 기계적 물성이 우수할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 1H-NMR로 측정한 말단 히드록시기 함량이 전체 말단기 100몰% 중 5 내지 30몰%, 예를 들면 10 내지 28몰%일 수 있다. 상기 범위에서 상기 몰비 범위에서, 사출 성형 시 이형성과 열안정성이 우수할 수 있고, 충분한 중량평균분자량의 폴리카보네이트 수지를 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카보네이트를 용융 중합(에스테르 교환 반응)하여 제조할 수 있다.
상기 방향족 디히드록시 화합물로는 방향족 폴리카보네이트 수지 제조에 사용되는 통상의 방향족 디히드록시 화합물을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014128679989-pat00001
상기 화학식 1에서, A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기, -CO-, -S-, 또는 -SO2-이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
본 발명의 명세서에서, "탄화수소기"는 특별한 언급이 없는 한, 선형, 분지형 또는 환형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 의미하며, 상기 "치환"은 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 이들의 조합 등의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
구체예에서, 상기 A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5 의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 6의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 6의 시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실렌기, 할로겐산 에스테르기, 탄산에스테르기, -CO-, -S-, 또는 -SO2-이고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30, 예를 들면 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30, 예를 들면 탄소수 6 내지 10의 아릴기이다.
상기 방향족 디히드록시 화합물의 예로는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 4,4'-비페놀, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판("비스페놀 A")을 사용할 수 있다.
상기 디아릴카보네이트로는 폴리카보네이트 수지 제조에 사용되는 통상의 디아릴카보네이트를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014128679989-pat00002
상기 화학식 2에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20, 바람직하게는 6 내지 10의 아릴기이다.
상기 디아릴카보네이트의 예로는 디페닐카보네이트, 디토릴카보네이트, 비스(클로로페닐)카보네이트, m-크레실카보네이트, 디나프틸카보네이트, 비스(디페닐)카보네이트 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로는 디페닐카보네이트를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 용융 중합은 촉매 존재 하에 수행될 수 있다. 상기 촉매로는 통상의 방향족 폴리카보네이트 수지 용융 중합에 사용되는 촉매를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 알칼리 금속 촉매, 알칼리 토금속 촉매 등이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 금속 촉매의 예로는 LiOH, NaOH, KOH 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 촉매의 사용량은 상기 방향족 디히드록시 화합물에 대하여, 60 내지 30ppb(몰 기준), 예를 들면 80 내지 150ppb일 수 있다. 상기 범위에서 잔류 촉매에 의한 황변 현상을 방지할 수 있다.
상기 용융 중합은 250 내지 290℃, 예를 들면 260 내지 280℃의 온도 및 0.1 내지 100torr, 예를 들면 0.3 내지 50torr의 압력에서, 예를 들면, 1 내지 10시간 동안 수행할 수 있다. 상기 범위에서 상기 중량평균분자량 범위 및 말단 히드록시기 함량 범위를 갖는 방향족 폴리카보네이트 수지를 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 중합 시, 산화 방지제, 열안정제, 이형제 등의 통상의 첨가제를 더욱 첨가할 수 있다. 첨가제 사용 시, 사용량은 반응물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 1 중량부, 예를 들면 0.01 내지 0.1 중량부일 수 있다. 다만, 상기 첨가제는 가급적 소량 사용하는 것이 내변색성 등에 바람직할 수 있다.
이와 같은 제조방법에 따라, 상기 몰비의 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트로부터 중합된 방향족 폴리카보네이트 수지는 방향족 디히드록시기 화합물의 히드록시기(-OH) 및 디아릴카보네이트의 페녹시기 등의 아릴옥시기를 말단기로 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여 250℃ 및 1.2kgf의 조건에서 측정한 용융지수(Melt-flow Index: MI)가 15 내지 40 g/10분, 예를 들면 20 내지 30 g/10분일 수 있다. 상기 범위에서 사출 성형성이 우수하여 대형화 및 박막화된 도광판을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리카보네이트 수지 펠렛은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 사용하고, 예를 들면, 통상적인 압출 방법을 사용하되, 압출기 노즐에서 나오는 수지 조성물을 압출 스트랜드(strand) 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터(cutter)의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 제조할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 내지 1 : 1, 예를 들면 1 : 0.6 내지 1 : 0.9인 것을 특징으로 한다. 통상적인 커팅 방식 등으로 용융지수가 10 g/10분 이상인 고유동 폴리카보네이트 수지 조성물로 펠렛을 제조할 경우, 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비는 1 : 0.5 미만인 것이 대부분이다. 상기 펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비가 1 : 0.5 미만이면, 펠렛 제조 및 운반 과정에서 분칩 발생량이 증가하고, 생성된 분칩으로 인해 사출 성형 시 성형품의 외관 불량 등이 발생할 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 평균 장경 2.0 내지 4.0mm, 예를 들면 2.5 내지 3.5mm, 평균 단경 1.5 내지 3.5mm, 예를 들면 2.0 내지 3.0mm 및 평균 길이 2.0 내지 4.0mm, 예를 들면 2.0 내지 3.0mm인 (타)원기둥형 펠렛일 수 있다. 상기 범위에서 펠렛 제조 및 운반 과정에서 분칩 발생량이 감소하고, 사출 성형 시 외관 불량 등을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 부피 밀도(bulk density)가 600 내지 800 mg/cm3, 예를 들면 610 내지 700 mg/cm3일 수 있다. 상기 범위에서 펠렛 제조 및 운반 과정에서 분칩 발생량이 감소하고, 사출 성형 시 성형품의 외관 불량 등을 저감시킬 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 18rpm으로 8시간 동안 텀블링(tumbling)시킨 후, 600μm 필터를 통과하는 분칩의 함량이 전체 폴리카보네이트 수지 펠렛 중량 기준으로 50ppm 미만, 예를 들면 10 내지 40ppm일 수 있다. 상기 범위에서 사출 성형 시 백점, 가스에 의한 외관 불량 등을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 도광판은 상기 도광판은 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛으로부터 사출 성형된 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 사출 성형은 320 내지 360℃, 예를 들면 330 내지 350℃ 의 사출 성형 온도(실린더 온도)로 폴리카보네이트 수지 펠렛을 가열하여 용융 수지를 제조한 후, 50 내지 110℃, 예를 들면 70 내지 100℃의 금형 온도를 갖는 금형의 내부 공간(cavity)에 상기 용융 수지를 300 내지 800mm/sec, 예를 들면 500 내지 700mm/sec의 사출 속도로 사출하여 성형하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 색편차가 적고, 내변색성, 휘도 품질(휘도 균일도) 등이 우수한 도광판을 얻을 수 있다.
상기 사출 성형 시, 예를 들면, 일반의 강재 금형을 사용하는 방법, 저열도전성 재료(세라믹, 폴리이미드 등의 수지 등)를 금형의 일부로 사용한 단열 금형을 사용하는 방법, 금형 표면을 선택적으로 급가열, 급냉각하는 방법 등이 사용된다. 구체적으로는 지르코니아 세라믹을 사용한 단열 금형을 사용하여 수행할 수 있다. 상기 단열 금형을 사용할 경우, 금형 내부 공간의 용융 수지의 급냉에 의한 고화층의 형성을 회피할 수 있고, 금형의 두께가 매우 얇은 경우에서도 일반적인 강재 금형 등에 비하여 내부 공간을 용융된 폴리카보네이트 수지 펠렛(용융 수지)으로 충전하는 것이 용이하여, 미세한 요철 패턴의 전사성이 우수한 도광판의 제조에 더욱 적합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도광판은 통상의 도광판 형상을 가질 수 있으며, 예를 들면, 쐐기 형상, 평판 형상 등의 형상을 가질 수 있다. 한 구체예에서는 경사면 또는 평면 상에 적어도 1개 이상의 요철 패턴(프리즘 형상, 원주 형상 등의 패턴)이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 요철 패턴은 사출 성형 시, 금형의 일부 표면에 형성된 요철부를 전사하는 것에 의해 부여될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 도광판은 전면(110), 전면(110)과 대향하는 배면(120), 및 전면(110)과 배면(120)을 연결하는 측면(130)을 포함하며, 배면(120)에는 광학 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 전면(110)은 디스플레이 장치의 패널(LCD 패널 등)과 대향할 수 있으며, 측면 광원으로부터 빛을 패널 쪽으로 출사하여 디스플레이가 표시되도록 할 수 있다.
구체적으로, 배면(120)은 전면(110)과 대향하고, 측면 광원으로부터의 빛 중 일부를 전면(110)으로 다시 반사시켜 광효율을 높일 수 있다. 배면(120)에 광학 패턴이 형성되어 있을 경우, 광학 패턴은 광원의 빛이 광학 패턴을 거치면서 전반사되어 전면(110)을 통해 패널 쪽으로 출사되도록 함으로써, 도광판의 광 효율을 높일 수 있다.
상기 광학 패턴은 측면 광원으로부터 빛을 반사시킬 수 있다면, 음각, 양각 또는 이들의 혼합 형상에 제한되지 않고, 밀집도, 이격 거리 등에 특별한 제한 없이 랜덤하게 형성될 수 있다. 또한, 광학 패턴은 원뿔, 프리즘 바 등의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 광학 패턴의 높이는 6 내지 30㎛일 수 있고, 폭 또는 직경이 10 내지 35㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 측면(130)은 광원이 위치하는 제1 측면(132)과 제1 측면(132)과 대향하는 제2 측면(134), 제1 측면(132)과 제2 측면(134)을 연결하는 제3 측면(136), 및 제3 측면(136)과 대향하고, 제1 측면(132)과 제2 측면(134)을 연결하는 제4 측면(138)을 포함할 수 있다.
상기 도광판은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 측면의 높이가 제2 측면의 높이보다 긴 경사면(배면)을 가질 수 있고, 평판 형상일 수도 있다. 예를 들면 경사면을 갖는 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 도광판의 평균 두께는 0.3 내지 0.7mm, 예를 들면 0.35 내지 0.50mm일 수 있다. 상기 범위에서 박막형 휴대용 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 도광판은 분칩 발생을 저감시킨 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛을 적용함으로써, 사출 성형 시, 백점 및 가스 발생에 의한 외관 불량 발생률이 15% 이하, 예를 들면 5 내지 10%일 수 있다. 여기서, 외관 평가는 육안으로 LED 형광등 아래에서 흰색으로 반짝이는 이물이 보이는 경우, 백점으로 판단하였고, 도광판 표면에 물결 또는 얼룩이 보이는 경우, 가스 발생에 의한 불량으로 판단하였다. 또한, 상기 외관 불량 발생률은 도광판 사출 성형품 100개를 사출 성형한 후, 상기 불량이 발생한 도광판 사출 성형품의 개수로 계산하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
제조예 1: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 4.0mm, 평균 단경이 2.4mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
제조예 2: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 3.4mm, 평균 단경이 2.7mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
제조예 3: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 2.8mm, 평균 단경이 2.3mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
제조예 4: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 4.2mm, 평균 단경이 1.8mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
제조예 5: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 2.8mm, 평균 단경이 1.3mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
제조예 6: 폴리카보네이트 수지 펠렛의 제조
용융지수(MI)가 25 g/10분(ASTM D1238, 250℃, 1.2 kgf)인 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 L/D=44, 직경 45mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 하기 표 1의 온도 및 스크류 회전속도 250rpm 조건에서 용융 및 압출하였으며, 압출기 다이 홀(die hole)에서 나오는 수지 조성물 스트랜드(strand)의 길이 방향에 수직으로 커팅할 수 있도록 압출기 커터의 각도를 10 내지 30˚로 조절하여 폴리카보네이트 수지 펠렛의 평균 장경이 4.1mm, 평균 단경이 2.9mm가 되도록 펠렛을 제조하였다.
물성 평가 방법
(1) 펠렛의 평균 장경, 평균 단경 및 평균 길이(단위: mm): 제조된 폴리카보네이트 수지 펠렛을 무작위로 30개 선별하여, 각각의 장경, 단경 및 길이를 측정하고, 이의 평균값을 계산하여, 하기 표 1에 나타내었다.
(2) 부피 밀도(bulk density)(단위: mg/cm3): 100cm3 부피의 메스실린더에 채워지는 폴리카보네이트 수지 펠렛의 무게를 측정하여 부피 밀도를 계산하였다.
(3) 분칩 발생량(단위: ppm): 제조된 폴리카보네이트 수지 펠렛 10kg을 텀블러에 넣고 18rpm으로 8시간 동안 텀블링 시킨 다음, 600μm 필터를 통과하는 분칩의 함량을 측정하였다.
제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6
평균 장경(mm) 4.0 3.4 2.8 4.2 2.8 4.1
평균 단경(mm) 2.4 2.7 2.3 1.8 1.3 2.9
평균 길이(mm) 2.9 2.9 3.2 2.7 2.3 2.7
평균 장경 : 평균 단경 1:0.60 1:0.72 1:0.82 1:0.45 1:0.47 1:0.70
부피 밀도( mg/cm3) 675 699 707 590 680 590
분칩 발생량(ppm) 40 22 20 72 50 55
압출기 온도(℃) 230 230 230 260 250 250
상기 결과로부터, 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 미만이거나 부피 밀도가 600 mg/cm3 미만인 제조예 4 내지 6의 경우, 분칩 발생량이 50ppm 이상으로, 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.5 이상이고, 부피 밀도가 600 mg/cm3 이상인 본 발명의 범위에 해당하는 제조예 1 내지 3의 펠렛에 비해 분칩 발생량(함량)이 높음을 알 수 있다.
실시예 2 내지 3 및 비교예 1 내지 4: 도광판의 제조 및 평가
상기 제조예 1 내지 6에서 제조한 폴리카보네이트 수지 펠렛을 전면 대각선 길이가 8인치(inch)이고, 평균 두께가 0.5mm인 박막 금형을 포함하는 130톤 사출 성형기(제조사: Toyo Machinery and Metal Co., Ltd.)를 이용하여 사출 온도 340℃, 금형 온도 70℃, 사출 속도 500mm/sec, 성형 사이클 타임(cycle time) 13초의 조건으로 사출 성형하여 도광판을 제조하였다. 제조된 도광판의 외관 불량을 하기의 방법으로 평가하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
물성 평가 방법
외관 불량 발생률(단위: %): 사출 성형된 도광판을 육안으로 검사하여, LED 형광등 아래에서 흰색으로 반짝이는 이물이 보이는 경우, 백점으로 판단하였고, 도광판 표면에 물결 또는 얼룩이 보이는 경우, 가스 발생에 의한 불량으로 판단하였다. 외관 불량 발생률은 사출 성형된 도광판 100개 중 상기 불량이 발생한 사출 성형품의 개수로 계산하였다.
비교예 4 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
사용 펠렛 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6
분칩 발생량(ppm) 40 22 20 72 50 55
외관 불량(%) 15 15 14 40 30 35
상기 결과로부터, 분칩 발생량이 적은 펠렛을 사용한 실시예 2 내지 3의 경우, 외관 불량이 분칩 발생량이 50ppm 이상인 펠렛을 사용한 비교예 1 내지 3에 비해 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. ASTM D1238에 의거하여 250℃ 및 1.2kgf의 조건에서 측정한 용융지수(Melt-flow Index: MI)가 15 내지 40 g/10분인 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되며,
    펠렛의 평균 장경 및 평균 단경의 비(평균 장경 : 평균 단경)가 1 : 0.72 내지 1 : 1이고, 부피 밀도(bulk density)가 600 내지 800 mg/cm3인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 펠렛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 평균 장경 2.0 내지 4.0mm, 평균 단경 1.5 내지 3.5mm 및 평균 길이 2.0 내지 4.0mm인 (타)원기둥형 펠렛인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 펠렛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 펠렛은 18rpm으로 8시간 동안 텀블링(tumbling)시킨 후, 600μm 필터를 통과하는 분칩의 함량이 50ppm 미만인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 펠렛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 중합체로서, 상기 방향족 디히드록시 화합물 및 디아릴카보네이트의 몰비가 1 : 1.02 내지 1.35이고, 중량평균분자량이 10,000 내지 18,000g/mol이며, 말단 히드록시기 함량이 전체 말단기 중 5 내지 30몰%인 폴리카보네이트 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 펠렛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 펠렛으로부터 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도광판은 전면, 상기 전면과 대향하는 배면, 및 상기 전면과 배면을 연결하는 측면을 포함하며, 상기 배면에는 광학 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 측면은 광원이 위치하는 제1 측면; 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면; 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제3 측면; 및 상기 제3 측면과 대향하고, 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제4 측면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제5항에 있어서, 상기 도광판은 사출 성형 시, 백점 및 가스 발생에 의한 외관 불량 발생률이 15% 이하인 것을 특징으로 하는 도광판.
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