KR102033033B1 - 광학 비드 제조 방법, 이에 의해 제조된 광학 비드, 광학 비드를 포함하는 반사 필름, 및 반사 필름을 포함하는 광원 어셈블리 - Google Patents

광학 비드 제조 방법, 이에 의해 제조된 광학 비드, 광학 비드를 포함하는 반사 필름, 및 반사 필름을 포함하는 광원 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일특징에 따른 광학 비드 제조방법은, PET(Polyethylene terephthalate) 칩을 준비하는 단계, 상기 PET 칩을 가열하여 열처리하는 단계 및 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 PET 칩을 연질화하는 단계는, 상기 PET칩을 160℃ 내지 180℃의 온도에서 12 내지 14시간 동안 가열하는 단계를 포함한다.

Description

광학 비드 제조 방법, 이에 의해 제조된 광학 비드, 광학 비드를 포함하는 반사 필름, 및 반사 필름을 포함하는 광원 어셈블리{METHOD FOR PRODUCING OPTICAL BEADS, OPTICAL BEADS PRODUCED BY THE SAME, REFLECTION FILM, AND LIGHT SOURCE ASSEMBLY COMPRISING THE FILM}
본 발명은 광학 비드의 제조방법, 이에 의해 제조된 광학 비드, 이러한 광학비드가 코팅된 반사 필름, 및 이러한 반사 필름을 구비한 광원 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 반사필름 또는 광원 어셈블리에 사용되는 광학 비드로서 도광판에 스크래치가 발생되지 않도록 하는 내-스크래치성을 향상시킨 반사필름 코팅을 위한 광학 비드를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 광학 비드, 그리고 이러한 광학 비드가 코팅된 반사 필름, 이러한 반사 필름을 갖는 광원 어셈블리에 대한 것이다.
액정표시장치의 박형화 및 저 소비전력화를 위해 백라이트 유닛의 광원으로 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)가 이용되고 있다. LED 광원을 액정표시장치의 측면에 배치하는 이른바 에지 타입 백라이트 유닛에서는 통상 하부에 반사필름을 배치하고, 그 위에 도광판과 광확산필름 등을 배치하여 백라이트 유닛을 구성하고 있다. 이와 같은 구성의 백라이트 유닛에서 예를 들어 진동이나 외부 충격 등에 의해 반사필름과 도광판 사이에 마찰이 발생하면 도광판의 표면에 스크래치가 발생하며, 이 스크래치에 의해 액정표시장치의 휘도가 저하한다는 문제가 있었다.
액정표시장치에서의 휘도 저하 문제를 해결하기 위하여, 또다른 종래기술의 반사필름은 기재 필름의 일면에 형성되고, 바인더 수지, 광확산 입자 및 무기안료 입자를 포함하는 비드 형상으로 코팅된 광 확산층을 가진다. 여기서, 광확산 입자로는 아크릴계 중합체 입자, 올레핀계 중합체 입자, 아크릴계와 올리핀계의 공중합체 입자 및 폴리스티렌계 중합체 입자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상, 또는 나일론계 중합체 입자, 우레탄계 중합체 입자 및 PBMA(Polybutylmethacrylate)계 중합체 입자로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 사용하였다.
그러나, 이러한 종래기술에서는 광확산 입자로 비교적 경도가 높은 재료들이 사용되고 있고, 이와 같이 도광판과 반사필름의 접촉하는 부분인 비드(광 확산층의 광 확산입자)용 재료에 경도가 높은 재료를 사용하면 역시 도광판에 스크래치가 발생할 가능성이 높은 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, PET(Polyethylene Terephthalate) 칩을 소정의 온도로 열처리하여 연질화하고 이후 분쇄하여 광학 비드를 생성함으로써, 연질화도, 백색도, 평균입도, 제품 수율이 우수한 광학 비드를 제조하기 위한 광학 비드 제조방법을 제공한다.
본 발명은 분쇄 공정을 통하여 입자 크기가 작아질수록 외부 표면이 최대한 매끄러운 구형을 이룰 수 있는 광학 비드 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 판상화 공정을 통해 판상을 이루면서 반사율 및 백라이트 휘도를 향상시킬 수 있는 광학 비드 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 우수한 광학적 특성을 가진 광학 비드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 우수한 광학적 특성을 가진 광학 비드를 포함하는 반사 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 우수한 광학적 특성을 가진 광원 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 광학 비드 제조방법은, PET(Polyethylene terephthalate) 칩을 준비하는 단계; 상기 PET 칩을 소정의 온도로 가열하여 열처리하는 단계; 및 열처리된 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 열처리하는 단계는 폴리머 체인을 분해하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 열처리하는 단계는 소정의 온도를 유지하는 시간 간격동안 상기 PET 칩을 가열하여 열처리 하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 열처리하는 단계는 160℃ 내지 180℃의 온도에서 상기 PET 칩을 가열하여 열처리하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 열처리하는 단계는 12시간 내지 14시간 동안 상기 PET 칩을 가열하여 열처리하는 단계를 포함한다.
상기 PET 칩을 분쇄하는 단계는, 열처리된 상기 PET 칩을 액체 질소로써 냉동한 후 냉동된 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계를 포함한다.
상기 열처리 단계의 온도와 상기 액체 질소로써 냉동하는 온도의 차이는 358℃ 내지 378℃의 범위로 된다.
특히, 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계는 분쇄기의 로터의 회전속도 및 분쇄기로 공급되는 PET 칩의 공급량 중 적어도 하나를 가변시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 PET 칩이 분쇄되기 전에 가열된 온도에서 유지되는 시간이 냉동된 온도에서 유지되는 시간보다 길다.
상기 가열된 온도에서 유지되는 시간과 냉동된 온도에서 유지되는 시간의 비는 720:1 내지 840:1 로 된다.
본 발명의 다른 특징은 전술한 광학 비드 제조방법에 따라 제조된 광학 비드에 대한 것이다.
본 발명의 다른 특징은 전술한 광학 비드 제조방법에 따라 따라 제조된 광학비드를 포함하는 반사 필름에 대한 것이다.
본 발명의 다른 특징은 전술한 반사 필름을 포함하는 광원 어셈블리에 대한 것이다.
본 발명에 의하면, PET 칩을 가열하여 열처리하는 연질화 과정을 거친 PET 칩을 분쇄함으로써 외부 표면이 최대한 매끄러운 구형을 이루어서 내 스크래치성이 우수하고, 제조 공정상 제품 수율이 높은 우수한 광학 비드를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 화학적 연질화 공정을 통하여 얻어진 광학 비드에 비하여, 분쇄하여 얻어진 분말이 미세화되는 현상 및 분말이 이탈되는 현상을 해결할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d은 본 발명의 비드 제조방법에 의해 형성된 광학 비드의 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 비드 제조방법에 의해 형성된 광학 비드의 연질화 평가 방법을 간략히 설명하는 도면이다.
도 3a는 가열 열처리를 통하여 수행되는 연질화 단계를 거치기 전의 PET 칩의 사진이며, 도 3b는 가열 열처리를 통하여 수행되는 연질화 단계를 거친 후의 PET 칩의 사진이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "구비하다(have)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 배치 순서 또는 중요도가 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에서는 비드 제조용 재료로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephthalate) 칩을 이용한다. PET는 열가소성 플라스틱으로서 폴리에스터 고분자 중 하나이며, 가볍고 냄새가 없어서 음료수 병(PET병), 생활 용품, 장난감, 전기절연체, 각종 가전제품의 케이스 및 포장재로 널리 사용되고 있고, 특히, 종래기술에 사용하였던 재료인 PMMA(polymethylmethacrylate)에 비해 연질의 재료이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 광학 비드를 제조하는 과정을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 광학 비드 제조방법은 PET 칩을 냉동 동결 분쇄하여 PET 비드를 제조하는 과정을 포함하되, 칩을 분쇄하기 이전에 PET 칩을 가열 열처리하여 연질의 PET 비드를 생성하는 연질화 단계를 거친 후 연질의 PET 칩의 분쇄하는 단계를 포함한다.
PET 칩을 가열 열처리하여 연질화 단계는 대기 공기 조성의 분위기의 오븐 내에서 PET 칩을 소정의 온도 범위의 고온이 일정 시간동안 유지되는 가열 열처리하는 공정이며, 이를 통하여 PET 칩의 폴리머 체인(polymer chain)이 분해되고 이로 인하여 PET 칩의 연질화 단계가 진행된다
연질화 공정에서 가열 열처리 온도 및 가열 열처리 시간을 가변시키면서 이를 통해 제조되는 광학 비드의 특성을 실험하였다.
분쇄 과정을 수행하기 위해서는 PET 칩을 냉동시켜 분쇄하는 냉동분쇄기를 사용하였다. 분쇄를 위한 PET 칩으로서 가로 세로 2.0mm X 3.0mm 크기로 절단된 PET 칩이 사용되었다.
PET 칩을 냉동하기 위해서 냉동 동결을 위한 매체로서 액화 질소가 사용된다. 냉동이 된 이후에 PET 칩은 분쇄된다. 분쇄 전 PET 칩은 액화질소에 의해 -198℃의 온도가 유지된 상태에서 약 1분간 냉각된다.
상기 PET 칩이 분쇄되기 전에 연질화를 위하여 가열 열처리되는 온도에서 유지되는 시간은 분쇄 전 냉동된 온도에서 유지되는 시간보다 길다.
분쇄 공정은 PET 칩을 회전시켜 분쇄시키는 분쇄 로터를 구비한 분쇄기에 PET 칩을 공급하여 수행된다. 실질적으로 3,000 rpm 내지 4,000 rpm 으로 분쇄 로터가 회전하는 상태에서, PET 칩은 분쇄기의 피더 내부로 100 Kg/hr 내지 200 Kg/hr 공급량으로 공급되었다.
분쇄기 로터의 회전 속도가 커질수록 입자는 미세화되는데, 분쇄기 로터의 회전 속도가 4,000rpm 을 초과하는 경우에는 분쇄기에 심한 진동이 발생하게 되므로 3,000 rpm 내지 4,000 rpm의 회전 속도에서 분쇄기 로터를 가동시키는 것이 바람직하다.
구형화 공정에서 분쇄 로터의 회전속도의 수준에 따라 입자가 미세화 될수록 입자의 형태가 구형화 된다. 이 경우, PET 광학 비드의 지름이 2~40㎛ 인 경우 소형영상제품용 PET 광학 비드로서 사용된다.
분쇄 과정에서 미세화되어 입자의 형태가 구형화된 PET 광학 비드의 경우 용제 배합시 침강현상이 발생하지 않아 분산성능이 향상된다.
한편, 분쇄 과정에서 광학 비드를 판 형태로 만드는 판상화 공정은 판상화장비 (PLANETARY MILL)를 사용하여 진행된다. 판상화 공정은 구형상의 볼을 광학 비드가 놓여진 분쇄기 안에 넣고 함께 회전시키는 과정을 포함한다. 이 과정에서 PET 광학 비드와 볼의 상호간 충돌로 인해 비드의 외주면을 볼이 압축하면서 판상화가 진행된다.
PET 광학 비드의 지름이 40~100㎛ 인 것은 대형영상제품용 PET 광학 비드로 사용되며 판상형 PET 광학 비드로 분류된다. 판상의 형태를 갖는 PET 광학 비드의 경우 보통의 PET 광학 비드보다 광원에서 유입되는 빛의 확산성능이 향상되며, 빛의 유실을 막는 반사성능 또한 향상된다.
최적의 PET 광학 비드를 생산하기 위하여, 아래와 같이 다양한 실시예의 조건으로 PET 비드를 연질화하는 공정을 수행하였고, 각 실시예의 물성치를 확인하였다.
각 실시예의 실험 조건은 다음과 같다.
<실시예 1>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 6시간 내지 8시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 2>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 8시간 내지 10시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 3>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 10시간 내지 12시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 4>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 5>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 14시간 내지 16시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 6>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 16시간 내지 18시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 7>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 6시간 내지 8시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 8>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 8시간 내지 10시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 9>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 10시간 내지 12시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 10>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 11>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 14시간 내지 16시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 12>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 16시간 내지 18시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 13>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 100~120℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 14>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 120~140℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 15>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 140~160℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 16>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 160~180℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
<실시예 17>
가로 세로 각각 2.0×3.0㎜ 정도의 PET 칩을 가열하여 열처리하여 연질화하였으며, 반응온도는 180~200℃의 범위로 고정하고, 12시간 내지 14시간 동안 PET 칩을 가열 열처리하여 연질화를 실행하였다.
상기 실시예의 제조방법에 의하여 제조된 비드 입자의 물성을 평가한 결과는 다음과 같다.
제조된 PET 비드의 물성 평가를 위해 상기 각 실시예에 의해 제조된 샘플에 대한 SEM 평가, 제조 수율 및 평균 입도를 분석하였으며, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
구분 SEM 연질화 백색도(whiteness) 평균 입도(㎛) 제품수율(%)
실시예 1 양호 불량 90.3 51.2 23.9
실시예 2 양호 불량 90.2 51.3 25.6
실시예 3 양호 불량 90.4 51.6 29.6
실시예 4 양호 불량 90.5 51.8 32.6
실시예 5 양호 불량 90.3 51.6 32.3
실시예 6 양호 불량 90.2 51.2 32.3
실시예 7 양호 불량 90.3 50.9 39.2
실시예 8 양호 양호 95.2 50.3 42.6
실시예 9 양호 양호 95.6 50.8 52.2
실시예 10 양호 양호 95.4 50.4 55.8
실시예 11 양호 양호 95.1 50.6 55.3
실시예 12 양호 양호 94.9 50.7 55.3
실시예 13 양호 불량 90.2 52.1 20.5
실시예 14 양호 불량 90.5 51.8 32.6
실시예 15 양호 양호 95.4 50.4 55.8
실시예 16 양호 양호 95.3 50.7 65.3
실시예 17 양호 불량 90.2 51.6 30.2
SEM 평가와 관련하여, 평가를 위한 SEM 장치로는 TESCAN사의 Model을 이용하였다. 구형의 비드를 획득하고자 하는 경우 평가기준은 SEM 사진을 육안으로 확인하여 제조된 PET 비드의 외부 표면이 구형을 이루는 경우에는 '양호'로 판정하고, 제조된 PET 비드의 외부표면의 일부에 구형을 이루지 않는 부분이 있으면 '불량'으로 판정하였다.
판상형의 비드를 획득하고자 하는 경우 평가기준은 SEM 사진을 육안으로 확인하여 제조된 PET 비드의 외부 표면이 판상형을 이루는 경우에는 '양호'로 판정하고, 제조된 PET 비드의 외부표면의 일부에 판상형을 이루지 않는 부분이 있으면 '불량'으로 판정하였다.
표 1로부터 알 수 있는 것과 같이, 실시예 1 내지 17의 샘플은 SEM 평가에서 모두 양호로 판정되었다. 본 발명에 따라 제조된 광학 비드의 대표적인 SEM 사진이 도 1a 내지 도 1d에 도시된다.
다음으로 위 실시예들에 대하여 연질화 평가를 하였다.
PET 칩의 연질화 정도를 평가하기 위해 각 실시예의 샘플을 일정 압력을 가하여 칩의 깨짐 정도를 측정하는 분쇄 수율 확인 방법을 사용하였다. 각 실시예의 샘플에 가해지는 압력은 도 2에 도시된 바와 같이 500 그램 중량의 추(W)가 누르는 힘에 의해 가압표면(P)가 연질화된 PET 칩(B)을 가압하여 수평 방향으로 왕복한 후에 칩의 깨짐 정도를 측정한 결과 쉽게 깨지는 것을 '양호' 한 것으로 판정하고, 깨지지 않는 것을 '불량'으로 판정하였다.
도 3a 및 도 3b은 가열 열처리되어 연질화되기 이전과 가열 열처리되어 연질화된 이후의 PET 칩에 대한 사진이다. 연질화 과정을 거치기 이전에 투명하던 PET 칩은 연질화 과정을 거친 후 불투명한 백색으로 변화하게 된다.
표 1로부터 알 수 있는 것과 같이, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 10, 실시예 11, 실시예 12, 실시예 15 및 실시예 16의 샘플은 연질화 평가 결과'양호'로 판정되었다.
연질화 평가에서 실시예 1 내지 실시예 6, 실시예 13 및 실시예 14가'불량'으로 판정된 것은 실시예 1 내지 실시예 6, 실시예 13 및 실시예 14의 경우 PET 칩을 연질화 하기 위한 충분한 온도로 가열되지 않은 이유로 판단된다. 동일한 온도조건인 140℃ 내지 160℃에서 실험된 실시예 8 내지 실시예 12에 비하여, 실시예 7이 불량으로 판단된 것은 가열 시간이 부족하여 연질화가 정상적으로 진행되지 않은 것으로 판단된다.
실시예 17의 경우, 가열 열처리 온도가 너무 높아 PET 칩이 열분해되어 연질화 평가가 불가능한 상태로 되는 문제가 있다.
실시예 8 내지 실시예 12, 실시예 15 및 실시예 16 의 경우를 통해서 연질화가 정상적으로 진행되기 위해서는 140℃ 내지 180℃의 반응 온도에서 8시간 내지 18시간의 반응 온도의 최적 조합에서 PET 칩에 대한 가열 열처리가 수행되어야 하는 것을 알 수 있다.
표 1에서 알 수 있듯이, 가열 열처리에서의 가열 온도와 가열 시간은 제품 수율과도 밀접한 관련성이 있음을 확인할 수 있다.
제품 수율과 관련하여, 분쇄 후 분급과정을 거쳐서 지름 2~100㎛ 범위의 크기를 갖는 PET 비드의 수득량을 측정하였다.
본 발명의 실시예에서 PET 비드의 입자의 지름을 2~100㎛ 범위로 한정한 이유는, 소형영상제품용 PET 비드의 경우 PET 비드의 지름이 2~40㎛ 가 적합하고 지름이 커질수록 용제 배합시 침강현상이 발생되어 분산성이 떨어지기 때문이다.
또한 대형영상제품용 PET 비드의 경우 PET 비드 입자의 지름이 40~100㎛ 가 적합하고 지름이 작아질수록 PET 비드가 코팅된 기재 필름의 표면특성인 요철감이 나타나지 않게 되기 때문이다.
표 1에서 알 수 있듯이, 연질화 평가가 '불량'으로 판단된 실시예 1 내지 7, 실시예 13, 실시예 14, 실시예 17은 제품 수율이 40%를 넘지 못하였다.
한편, 연질화 평가가 '양호'로 판단된 실시예 8 내지 실시예 12에서, 반응 온도를 140 내지 160℃로 고정하고, 반응 시간을 8시간 이상으로 점점 늘려감에 따라 제품 수율은 실시예 8에서 42.6%으로 되고, 이후 실시예 10에서 55.8%로 된 후 반응시간이 더 길게된 실시예 11 및 실시예 12에서 수율은 각각 55.3%로 실시예 10과 상대적으로 약간 낮게 유지된다.
그렇다면, 동일한 가열 열처리 온도에서 PET 칩을 가열열처리하는 적정한 가열 시간은 실시예 10, 실시예 11, 실시예 12와 같이 최저 12시간 이상의 가열 열처리를 하여야 함을 알 수 있고, 제품 수율면에서 가장 유리한 가열 열처리 시간은 12시간 내지 14시간임을 알 수 있다.
비록 연질화 평가에서는 불량으로 판단된 실시예 1 내지 실시예 6을 살펴보더라도, 동일한 가열열처리 반응온도인 120℃ 내지 140℃의 온도 구간에서 제품 수율이 가장 높게 확인된 가열시간은 실시예 4(제품 수율: 32.6%)이다.
따라서, 어느 가열 온도에서라도 가장 현저한 제품수율을 보여주는 가열 열처리 반응 시간은 12시간 내지 14시간임을 알 수 있다.
한편, 가열 열처리하는 반응시간을 12시간 내지 14시간으로 고정하고 반응 온도를 점점 상승시켜 실험해본 실시예 13 내지 실시예 17에 따르면, 실시예 13 및 실시예 14는 연질화 평가도 '불량'했고, 제품 수율은 각각 20.5%와 32.6 %로 상당히 미흡한 것으로 확인되었다.
그러나, 동일한 가열열처리 반응시간인 12 시간 내지 14시간이면서도 실시예 13 및 실시예 14보다 열처리 반응온도가 더 높은 140℃ 내지 160℃에서 가열 열처리한 실시예 15와 160℃ 내지 180℃의 온도에서 가열열처리한 실시예 16의 경우, 제품 수율이 각각 55.8% 및 65.3%로 확인되었다.
특히, PET 칩을 가열열처리하여 연질화하는 온도가 160℃ 내지 180℃ 인 실시예 16의 경우 제품 수율이 실시예 15에 비해서도 현저하게 높은 65.3%로 확인되었다. 그렇다면, 동일 시간의 가열 열처리 시간에서 가열 열처리 온도가 160℃ 내지 180℃ 인 경우가 연질화 및 제품수율면에서 동시에 우수한 결과를 도출할 수 있음을 알 수 있다.
위 실시예들에 대한 백색도(whiteness) 측정 결과, 표 1에서 나타낸 바와 같이 측정되었다. 백색도는 색차계를 이용하여 측정하고자 하는 시료를 플레이트에 담은후 색차계를 이용하여 측정하는 값이다. 실시예들의 백색도는 모두 적절한 수준으로 판단된다.
평균 입도와 관련하여, 제조된 비드의 입자 지름인 입도의 측정은 HORIBA 사의 LA960을 이용하여 실시하였다. 각 실시예에 대한 평균 입도가 표 1에 기재된 바와 같이 측정되었다. 평균 입도면에서 각 실시예는 큰 차이를 보이지 않는 것으로 확인되었다.
상기 평가결과를 종합하면, 실시예 8 내지 실시예 12, 실시예 15, 실시예 16의 샘플은 SEM 평가, 연질화, 백색도, 제품 수율면에서 어느 정도 바람직한 것으로 판정되되, 제품 수율이 현저하게 향상되는 실시예가 실시예 16임을 고려하면, 연질화 공정에서 PET 칩을 가열열처리하는 반응 온도를 160~180℃ 로 하고 반응 시간은 12시간(즉, 720분) 내지 14 시간(즉, 840분)으로 하는 것이 우수한 광학적 특징을 가진 광학 비드를 현저하게 높은 수율로 제조할 수 있는 제조 방법인 것으로 판단된다.
여기서, 가열 열처리 후 냉동분쇄시 액화 질소로 냉동시키는 온도와 시간 조건이 공지된 조건으로서 앞서 언급한 바와 같이 -198℃ 및 1분인 점을 고려하면, PET 칩을 가열 열처리하고 이후 냉동 분쇄하여 최적의 수율을 얻을 수 있으려면, 상기 열처리 단계의 온도와 상기 액체 질소로써 냉동하는 온도의 차이는 358℃ 내지 378℃의 범위로 되어야 현저하게 높은 제품 수율로 PET 광학 비드를 제조할 수 있게 되며, 이때, 상기 가열된 온도에서 유지되는 시간과 냉동된 온도에서 유지되는 시간의 비는 720:1 내지 840:1 로 되어야 현저하게 높은 제품 수율로 PET 광학 비드를 제조할 수 있게 된다.
본 발명의 일특징은 전술한 일실시예에 따른 광학 비드 제조방법에 의해 제조된 광학 비드를 이용하여 반사 필름을 제공하는 것이다.
반사필름용 안티 블로킹 비드로 상기 실시예 16과 같은 방법으로 제조된 PET 광학 비드를 기재필름에 코팅하여 반사필름을 제작한다. 기재필름으로는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 필름을 이용하며, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 폴리카보네이트계, 폴리아크릴레이트계, 폴리스티렌계, 폴리비닐클로라이드계 등의 공지의 고분자 필름을 이용할 수 있다.
PET 광학 비드의 기재 필름상의 코팅에는 예를 들어 아크릴계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 투명한 바인더 수지가 이용될 수 있다. 상기 바인더 수지에 의해 기재필름으로부터 비드 입자가 탈락하는 것이 방지될 수 있다. 그 외에도, 필요에 따라서는 무기안료 입자 등도 PET 비드 및 바인더 수지와 함께 코팅되어도 좋고, 이들의 코팅에 의해 반사필름을 얻을 수 있으며, 코팅방법은 공지의 기술이므로 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일특징은 전술한 광원 어셈블리용 반사필름으로 상기 반사필름을 도광판의 일면에 구비한 광원 어셈블리를 제공하는 것이다.
광원 어셈블리는 예를 들어 LED를 백라이트용 광원으로 이용하는 표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 예를 들어 LED로 이루어지며 빛을 발하는 광원과, 광원의 측면에 배치되는 반사필름과, 반사필름의 상부에 배치되며, 광원으로부터 입사하는 광을 내부로 반사시키는 도광판을 포함하는 구성으로 할 수 있으며, 필요에 따라서는 확산필름 및 프리즘 등을 더 구비해도 좋다. 이들 구조는 공지의 구성이므로 여기에서는 자세한 설명은 생략한다.
또, 광원 어셈블리는 상기 구조로 한정되지는 않고, 반사필름과 도광판을 이용하는 구조라면 공지의 어떤 구성이라도 좋으며, 중요한 점은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 PET 광학 비드가 코팅된 반사필름을 포함하는 광원 어셈블리이면 어떤 구성이라도 상관없다. 이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 설명하였으나, 본 발명이 상시 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위)에서 '상기'의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이래를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
W: 추
B: PET 칩
P: 가압 표면

Claims (11)

  1. PET(Polyethylene terephthalate) 칩을 준비하는 단계;
    상기 PET 칩을 소정의 온도로 가열하여 열처리하는 단계; 및
    열처리된 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계;를 포함하며,
    상기 열처리하는 단계는 폴리머 체인을 분해하는 단계를 포함하며,
    상기 열처리하는 단계는 160℃내지 180℃의 온도에서 12시간 내지 14시간 동안 상기 PET 칩을 가열하여 열처리하는 것을 포함하는 광학 비드 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 PET 칩을 분쇄하는 단계는,
    열처리된 상기 PET 칩을 액체 질소로써 냉동한 후 냉동된 상기 PET 칩을 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 비드 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 PET 칩을 분쇄하는 단계는
    분쇄기의 로터의 회전속도 및 분쇄기로 공급되는 PET 칩의 공급량 중 적어도 하나를 가변시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 비드 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 PET 칩이 분쇄되기 전에 가열된 온도에서 유지되는 시간이 냉동된 온도에서 유지되는 시간보다 긴 것을 특징으로 하는, 광학 비드 제조방법.
  9. 제 1 항, 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 광학 비드 제조방법에 따라 제조된 광학비드.
  10. 제 1 항, 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 광학 비드 제조방법에 따라 제조된 광학비드를 포함하는 반사 필름.
  11. 제 10 항의 반사 필름을 포함하는 광원 어셈블리.
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