KR20020070381A

KR20020070381A - 도광판 및 도광판용 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법

Info

Publication number: KR20020070381A
Application number: KR1020027008953A
Authority: KR
Inventors: 히로따사또루
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2002-09-06
Also published as: US20030007764A1; AU2002211017A1; JPWO2002039153A1; DE10194841B4; US6941056B2; TW567344B; KR100512082B1; CN1395693A; DE10194841T1; JP3850373B2; CN1183409C; WO2002039153A1

Abstract

굴절률이 1.7 내지 3.0이고, 평균 입경이 0.01 내지 1.0 ㎛인 입자를 1 내지 200 ppm으로 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 도광판. 이같은 도광판은 사무 자동화 기기, 예를 들어, 개인 컴퓨터 또는 워드 프로세서, 및 화상 신호가 디스플레이되는 모니터, 예를 들어, 패널 모니터 또는 텔레비젼 모니터에 사용되는 디스플레이, 실내 또는 실외 공간 조명용 조명 기기에 사용되는 디스플레이, 및 간판에 적합하다.

Description

도광판 및 도광판용 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법 {LIGHT GUIDE AND METHOD FOR PRODUCING TRANSPARENT THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION FOR LIGHT GUIDE}

투명 열가소성 수지, 특히, 메타크릴계 수지는 이들의 우수한 광투과성 및 기계적 특성 때문에 폭넓은 다양한 조명에 적용되어 왔다. 최근, 조명 램프가 제공되는 디스플레이 장치에서 후광용 도광판으로서 이들을 사용한다. 후광 시스템으로서, 광원과 액정 설비 사이에 도광판이 삽입되는 소위 직광형, 및 도광판의 측면 모서리 부분에 광원이 제공되는 모서리광형의 두 시스템을 일반적으로 사용하고, 현재 모서리광형을 주로 적용한다. 특히, 고휘도 (高輝度) 디스플레이 장치, 큰 크기의 디스플레이 장치 및 얇은 디스플레이 장치에 대한 최근의 강한 요구로, 더 가볍고, 더 크고 더 얇은 장치를 제조한다는 관념 하에서 발광 장치를 개발해왔고, 이들 중, 모서리광형의 고휘도 면 발광 장치가 특히 요구된다.

따라서, 광원 장치에 사용되는 도광판에 관하여, 측면 모서리 부분에 배치된 광원 램프로부터 들어오는 입사광의 손실이 도광판 내부에서 가능한 한 많이 감소하고 입사광이 출구면 쪽으로 효과적으로 나가는 것에 따른 도광판을 또한 강하게 요구해왔다.

이러한 요구를 충족시키기 위해서, 도광판을 사용하여 고휘도를 달성하는 방법에 대한 다양한 기술적 기재가 있어 왔다. 예를 들어, JP-B-39-1194에는 광 확산 입자를 도광판의 기질에 혼입 및 분산시킴으로써 균일한 발광면을 수득하는 방법이 기재되어 있다. 또한, JP-A-4-145485에는 굴절률이 상이한 세립자를 함유하는 광 산란 가소성 물질을 도광물로서 사용하여 고휘도를 달성하는 것이 기재되어 있다. 또한, JP-A-2000-113708에는 굴절률이 상이한 중공 (hollow) 세립자를 도광판 내에 분산시킴으로써 고휘도를 달성하는 방법이 기재되어 있다.

상기 선행 기술에서는, 세립자가 혼입되지만, 세립자의 종류 및 평균 입경의 최적화는 이루어지지 않고, 휘도를 개선시키는 효과가 적어서, 디스플레이 장치를 더 크고 더 얇게 만드는 경우, 아직 충분하게 고휘도를 수득하지 못한다.

본 발명의 목적은 개인 컴퓨터, 워드 프로세서 등과 같은 사무 자동화 기기, 및 패널 모니터, 텔레비젼 모니터 등과 같이 영상 신호를 디스플레이하는 다양한 모니터에 사용되는 디스플레이 장치, 실내 또는 실외 공간용 조명에 사용되는 디스플레이 장치, 및 간판에 적합한 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 도광판용 수지 조성물의 안정한 제조 방법을 제공하는 것이다.

발명의 개요

상기 문제들을 해결하기 위해서 본 발명자들에 의해 수행된 강도 높은 연구의 결과로, 특정 굴절률 및 특정 평균 입경을 갖는 소정량의 광 산란 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물로부터 수득한 도광판이 도광판의 측면 모서리를 따라 배치된 광원 램프로부터 들어오는 입사광의 진행방향을 도광판의 발광면에 수직인 방향으로 바꿀 수 있고 발광면의 측면으로 입사광을 효과적으로 산란시킬 수 있어서, 면 발광의 휘도가 높아질 수 있다는 것을 발견하였다. 이렇게 하여, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명의 도광판은 투명 열가소성 수지 및 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물을 포함하고, 이 때 세립자의 굴절률 및 평균 입경은 각각 1.7 - 3.0 및 0.01 - 1.0 ㎛이고, 세립자의 양은 투명 열가소성 수지의 중량을 기초로 1 - 200 ppm이다.

또한, 본 발명의 도광판을 구성하는 투명 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법은 먼저 유기 액체 내에 세립자를 분산시킴으로써, 투명 열가소성 수지 내에 세립자를 균일하게 분산시키는 것을 포함한다.

본 발명은 개인 컴퓨터, 워드 프로세서 등과 같은 사무 자동화 기기, 및 패널 모니터, 텔레비젼 모니터 등과 같이 영상 신호를 디스플레이하는 다양한 모니터에 사용되는 디스플레이 장치, 실내 또는 실외 공간용 조명에 사용되는 디스플레이 장치, 및 간판에 적합한 도광판에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 도광판을 사용하는 모서리광형 액정 광원 기기의 한 예를 나타내고, 도 1A는 기기의 단면도이고 도 1B는 기기의 평면도이다. 도면에서, A는 광원 (저온 캐쏘드선 튜브)을 가리키고, B는 램프 외피 (house)를 가리키고, C는 도광판을 가리키고, D는 광반사 시트를 가리키고, E는 광확산 시트를 가리키며,F는 프리즘 시트를 가리킨다.

본 발명을 하기에 상세하게 설명할 것이다.

본 발명의 도광판은 투명 열가소성 수지 및 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물을 포함한다.

투명 열가소성 수지 조성물에 함유되는 투명 열가소성 수지로서, 메타크릴계 수지, 폴리카르보네이트 수지, 스티렌 수지, 시클릭 올레핀 수지, 비결정질 폴리에스테르 등을 언급할 수 있다. 메타크릴계 수지, 폴리카르보네이트 수지 및 시클릭 올레핀 수지가 바람직하고, 메타크릴계 수지가 더욱 바람직하다.

메타크릴계 수지로서, 메틸 메타크릴레이트 또는 에틸 메타크릴레이트와 이들과 공중합가능한 단량체의 공중합체를 사용할 수 있다. 메틸 메타크릴레이트 또는 에틸 메타크릴레이트의 양은 바람직하게는 공중합체의 중량을 기초로 70 중량% 이상이다.

메틸 메타크릴레이트 또는 에틸 메타크릴레이트와 공중합가능한 단량체의 예로는 부틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴레이트 에스테르; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트 에스테르; 메타크릴산, 아크릴산 등과 같은 불포화 산 등이 있다. 단량체는 이러한 예들에 한정되지는 않는다.

메타크릴계 수지의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않고, 이들을 통상적인 방법으로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 메타크릴계 수지에는 내열성 메타크릴계 수지, 저흡습성 메타크릴계 수지, 고강도 메타크릴계 수지 등이 포함된다. 고강도 메타크릴계 수지로는 예를 들어, 메타크릴계 수지와 고무 엘라스토머와의 혼합물이 있다. 고무 엘라스토머는 JP-A-53-58554, JP-A-55-94917, JP-A-61-32346 등에 기재되어 있다.

폴리카르보네이트 수지로서, 2가 페놀 화합물로부터 유도된 중합체를 사용할 수 있고, 이의 대표적인 예로는 비스페놀 A가 있다. 폴리카르보네이트 수지의 제조 방법은 또한 특별히 한정되지는 않고, 포스겐법, 에스테르 교환법, 고체상 중합법 등과 같은 잘 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

시클릭 올레핀 수지로서, 노르보넨, 시클로헥사디엔 등과 같이 중합체 쇄에 시클릭 올레핀 골격을 함유하는 중합체, 또는 노르보넨, 시클로헥사디엔 등을 함유하는 공중합체와 같은 비결정질 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 이들의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않는다.

예를 들어, 노르보넨으로 주로 구성되는 시클릭 올레핀 수지로서, JP-A-60-168708, JP-A-62-252406, JP-A-2-133413, JP-A-63-145324, JP-A-63-264626, JP-A-1-240517, JP-B-57-8815 등에 기재된 수지를 사용할 수 있다. 또한, 필요하다면, 여기에 α-올레핀을 함유하는 올레핀계 연질 중합체, 이소부틸렌을 함유하는 이소부틸렌계 연질 중합체, 부타디엔, 이소프렌 등과 같은 공액 디엔을 함유하는디엔 연질 중합체, 노르보넨, 시클로펜텐 등과 같은 시클릭 올레핀을 함유하는 시클릭 올레핀 연질 중합체, 유기폴리실록산 연질 중합체, α,β-불포화 산 및 이들의 유도체를 함유하는 연질 중합체, 불포화 알콜 및 아민 또는 이들의 아실 유도체 또는 아세탈을 함유하는 연질 중합체, 에폭시 화합물 중합체, 불화고무 등의 연질 중합체를 첨가할 수 있다.

스티렌 수지로서, 필수 성분으로서 스티렌을 함유하는 단중합체 또는 공중합체, 이러한 중합체 및 기타 수지로부터 수득한 중합체 혼합물 등을 사용할 수 있다. 폴리스티렌, 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 수지인 AS 수지, 메타크릴레이트 에스테르와 스티렌의 공중합체 수지인 MS 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 고무가 분포된 스티렌 수지상을 갖는 투명 강화 폴리스티렌을 또한 적합하게 사용할 수 있다. 스티렌 수지의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않고 공지된 방법일 수 있다.

비결정질 폴리에스테르로서, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜 등과 같은 지방족 글리콜, 시클로헥산디메탄올 등과 같은 지환식 글리콜, 및 비스페놀, 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 1,4-비스(히드록시에톡시)벤젠 등과 같은 방향족 디히드록시 화합물로부터 선택된 하나 이상의 디히드록시 화합물 단위, 및 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등과 같은 방향족 디카르복실산, 옥살산, 아디프산, 세박산, 숙신산, 운데카디카르복실산 등과 같은 지방족 디카르복실산, 및 헥사히드로테레프탈산 등과 같은 지환식 디카르복실산으로부터 선택된 하나 이상의 디카르복실산 단위로부터 형성된 폴리에스테르 중의 비결정질 수지를 사용할 수 있다. 비결정질 폴리에스테르의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않고 공지된 방법일 수 있다. 시판되는 것으로는 Eastman Kodak Co., Ltd.에서 제조한 KODAR PETG 또는 PCTA 등이 있다.

다음으로, 투명 열가소성 수지 조성물에 함유된 세립자를 설명할 것이다.

세립자는 투명 열가소성 수지에 분산된 상태로 존재하고 광확산제로서 작용하며, 투명 열가소성 수지 및 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물을 도광판으로 만들 경우 도광판의 휘도를 개선시킬 수 있다.

세립자의 굴절률은 1.7 - 3.0, 바람직하게는 1.7 - 2.5, 더욱 바람직하게는 1.7 - 2.0이다. 굴절률이 1.7 미만이면, 산란성이 약하고, 3.0을 초과하면, 산란성이 너무 강하며, 측면을 따라 배치된 광원 램프로부터의 입사광의 진행 방향이 도광판의 발광면에 수직인 방향으로 바뀔 경우, 램프 인접에서의 산란이 너무 강해지고, 그 결과, 출광 (outgoing light)의 휘도의 불규칙성 및 색조의 불규칙성이 발생하는 경향이 있다.

본 발명에서 굴절률은 20 ℃의 온도에서 D 선 (589 nm)에 기초한 값이다. 세립자의 굴절률을 측정하는 방법으로서, 예를 들어, 굴절률을 조금씩 바꿀 수 있는 액체에 세립자를 담그고, 액체의 굴절률을 바꾸는 동안 세립자의 상호작용을 관찰하며, 세립자의 상호작용이 불명확하게 될 때, 액체의 굴절률을 측정하는 것에 따른 방법이 있다. 액체의 굴절률을 측정하기 위해서, Abbe 굴절계 등을 사용할 수 있다.

세립자의 평균 입경은 0.01 - 1.0 ㎛이다. 평균 입경이 1.0 ㎛를 초과하면, 측면 모서리를 따라 배치된 광원 램프로부터의 입사광의 진행 방향이 도광판의 발광면에 수직인 방향으로 바뀔 경우, 후반사에 기인하여 광 손실이 발생하고, 따라서, 입사광은 발광면의 측면으로 효과적으로 산란될 수 없고, 면 발광의 목적하는 휘도를 거의 수득할 수 없다. 평균 입경이 0.01 ㎛ 미만이면, 입사광을 산란시키기가 어렵게 되고, 면 발광의 목적하는 휘도를 수득할 수 없다.

세립자의 평균 입경의 측정 방법으로서, 세립자를 유기 액체에 분산시키고, 마이크로-트랙 (micro-track) 법을 사용하여 50 % 누적 입경을 측정하는 방법, 세립자의 투과형 전자 현미경사진으로부터 입경을 수득하고, 상기 입경의 평균 값을 평균 입경으로 적용하는 방법 등이 있다.

또한, 세립자의 양은 투명 열가소성 수지의 중량을 기초로 1 - 200 ppm이다. 색조 및 출광에서의 불규칙성과 휘도 사이의 균형을 고려하여, 그 양은 바람직하게는 3 - 100 ppm, 더욱 바람직하게는 5 - 70 ppm이다. 세립자의 양이 1 ppm 미만이면, 실질적으로는 휘도를 개선시키는 어떠한 효과도 나타나지 않는다. 세립자의 양이 200 ppm을 초과하면, 측면 모서리를 따라 배치된 광원 램프로부터의 입사광에서, 진행 방향이 램프 인접에서의 발광면에 수직인 방향으로 바뀌는 입사광의 비율이 너무 크고, 15 인치 이상인 크기가 큰 액정 디스플레이 장치의 경우, 면 발광체의 중심부로 어떠한 충분한 광도 도달하지 않는다. 그 결과, 출광을 보정하기 위해서 발광면에 마주한 도광판의 측면에 점 패턴을 적용한다 할지라도, 발광면의 중심부는 어두워지고 출광의 불규칙성을 적당하게 균형잡는 것이 어려워진다. 세립자의 비율이 200 ppm을 초과하면, 도광판의 황도 (yellowness)가 증가하고, 따라서, 발광면 내의 출광에서 색조 분포가 발생하는 경향이 있다.

세립자의 모양은 임의의 진구 (眞球) 형태, 구형 형태, 조각 형태, 입방 형태, 부정 (不定) 형태 등일 수 있고, 특별히 한정되지는 않는다.

세립자에 함유된 불순물은 바람직하게는 가능한 한 많이 감소되고, 세립자의 순도는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99 중량% 이상이다.

본 발명에서 세립자는 이들이 상기 조건을 만족시키는 한 특별히 한정되지는 않고, 이들의 예로는 삼산화알루미늄 (굴절률: 1.7 - 1.8), 이산화티탄 (굴절률: 2.5 - 2.8) 등이 있다. 면 발광의 휘도를 개선시키는 효과와 발광면 내에서의 색조의 불규칙성 사이의 균형의 관점으로부터, 세립자로서 삼산화알루미늄을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이산화티탄은 면 발광의 휘도를 개선시키는 효과가 뛰어나지만, 때때로 램프 인접에서의 출광의 색조 및 중심부에서의 출광의 색조에서의 상이함을 야기시킨다.

투명 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법은, 세립자가 투명 열가소성 수지에 균일하게 분산되는 한 특별히 한정되지는 않는다.

그러나, 바람직하게는, 세립자를 유기 액체에 먼저 균일하게 분산시키고, 생성된 분산액을 사용하여 투명 열가소성 수지 조성물을 제조한다. 즉, 본 발명의 도광판을 구성하는 투명 열가소성 수지 조성물을 제조하기 위해서, 세립자를 유기 액체에 먼저 분산시킴으로써 투명 열가소성 수지에 세립자를 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다. 또한, 세립자를 유기 액체에 균일하게 분산시키기 위해서, 초음파발생기를 사용하는 것이 바람직하다.

본원에서의 유기 액체에는 일반적인 유기 액체에 더하여 투명 열가소성 수지를 구성하는 중합가능한 단량체가 포함되고, 세립자가 유기 액체에 거의 용해되지 않고 이들과 함께 거의 팽창하지 않으며, 세립자가 균일하게 분산될 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 세립자의 분산 상태에 따라, 몇몇 종류의 유기 액체를 임의의 비율로 혼합할 수 있고, 혼합물로서 사용할 수 있다.

일반적인 유기 액체의 예로는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등과 같은 케톤, 자일렌, 톨루엔 등과 같은 방향족 화합물 및 메탄올, 에탄올 등과 같은 알콜이 있다. 투명 열가소성 수지가 메타크릴계 수지인 경우, 중합가능한 단량체의 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴레이트 에스테르, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트 에스테르, 메타크릴산, 아크릴산 등과 같은 불포화 산 등이 있다.

투명 열가소성 수지 및 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물의 제조에서 투명 열가소성 수지에 세립자를 균일하게 분산시키는 방법으로서, 하기의 방법을 예로 들 수 있다.

(1) 투명 열가소성 수지 및 세립자를 압출기에 의해 용융 혼련시키는 경우:

바람직하게는 초음파발생기를 사용하여 세립자를 유기 액체에 분산시키고, 생성된 분산액을 투명 열가소성 수지와 혼합하고, 압출기에 의해 혼합물을 용융 혼련시키는 것을 포함하는 방법이 있다. 이 경우, 사용하는 유기 액체는 세립자가 유기 액체에 용해되지 않고 이들과 함께 팽창하지 않으며, 세립자가 상기 언급된 바와 같이 균일하게 분산될 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 분산 상태에 따라, 몇몇 종류의 유기 액체를 임의의 비율로 혼합할 수 있고 혼합물로서 사용할 수 있다.

세립자 및 유기 액체의 혼합비는 세립자의 분산성을 고려하여 임의로 결정할 수 있지만, 세립자의 양은 유기 액체의 100 중량부를 기초로 0.001 - 80 중량부의 범위인 것이 바람직하다.

세립자 및 유기 액체 및 투명 열가소성 수지를 함유하는 분산액의 혼합비는 또한 혼합 압출 단계에서의 조작성을 고려하여 임의로 결정할 수 있지만, 분산액의 양은 투명 열가소성 수지의 100 중량부를 기초로 0.001 - 10 중량부의 범위인 것이 바람직하다.

분산액 및 투명 열가소성 수지를 혼합하는 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, Henschel 혼합기에 의한 혼합, 수퍼-플로우터에 의한 혼합 및 텀블러에 의한 혼합과 같은 공지된 혼합 방법을 적용할 수 있다.

혼합물의 용융 혼련에 사용되는 압출기에 관하여, 특정 압출기를 사용할 필요는 없고, 이들은 통상적인 단일 스크류 또는 트윈 스크류 압출기 등일 수 있다. 그러나, 분산액에 사용되는 유기 액체 내의 휘발 성분 제거의 관점으로부터, 바람직하게는 출구에서 300 토르 (Torr) 이하로 압력을 감소시킴으로써 탈휘발화를 수행할 수 있는 것들이 바람직하다. 또한, 세립자의 2차 응집을 억제하는 관점으로부터, 트윈 스크류 압출기는 조성물의 제조에 있어서 바람직하다. 압출기의 온도는 사용하는 투명 열가소성 수지의 종류에 따라 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 메타크릴계 수지의 경우 약 180 - 260 ℃이다.

(2) 캐스팅법에 의해 중합을 수행하여 시트를 수득하는 경우:

바람직하게는 초음파발생기를 사용하여 투명 열가소성 수지용 출발 단량체 또는 상기 출발 단량체와 공중합가능한 단량체에 세립자를 분산시키는 것을 포함하는 방법이 있다. 이 경우, 출발 단량체의 일부에 세립자를 먼저 분산시킨 후, 부분적으로 중합된 중합체 용액 등과 혼합하는 것 등이 바람직하다. 세립자의 양 및 세립자가 분산되는 출발 단량체의 양의 비는 분산성, 주입시의 점도, 조작성 등을 고려하여 임의로 결정할 수 있다.

또한, 캐스트법 및 시트 (캐스트 판) 형성 방법에서 중합 온도, 중합 시간, 중합 개시제의 양 등과 같은 중합 조건은 특별히 한정되지는 않는다. 시트 형성 방법으로서, 예를 들어, 유리 셀 캐스트법, 연속 캐스트법 등을 언급할 수 있다.

입자의 분산에 사용되는 초음파발생기는 특별히 한정되지는 않고, 시판되는 초음파세척기, 초음파교반기 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초음파 주파수가 28 - 100 KHz인 초음파세척기를 일반적으로 사용한다. 초음파발생기에 의한 조사 시간을 세립자의 분산 상태에 따라 임의로 설정할 수 있고, 바람직하게는 1 -60 분이다.

본 발명에서, 필요하다면, 도광판을 구성하는 투명 열가소성 수지 조성물에 자외선 흡수제를 첨가할 수 있다. 자외선 흡수제의 첨가에 의해, 도광판의 측면 모서리를 따라 배치된 광원 램프로부터 발생하는 자외선에 기인한 착색을 방지할 수 있다. 특히, 색을 위한 광원 장치에서, 장기간의 사용 후에도, 모니터 화면의 색조를 항상 일정하게 유지할 수 있고, 색의 불규칙성의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 휘도의 감소 및 휘도의 불규칙성의 증가도 또한 억제할 수 있다. 자외선 흡수제의 예로는 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α'-디메틸벤질)페닐]벤조트리아졸, 2-(3,5-디-t-아밀-2-히드록시페닐)벤조트리아졸 등과 같은 벤조트리아졸-기재 자외선 흡수제; 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논 등과 같은 벤조페논-기재 자외선 흡수제; 및 페닐 살리실레이트, 4-t-부틸페닐 살리실레이트 등과 같은 살리실산-기재 자외선 흡수제가 있다. 이러한 자외선 흡수제는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

자외선 흡수제를 투명 열가소성 수지를 기초로 30 - 2000 ppm, 바람직하게는 80 - 500 ppm의 농도로 첨가할 수 있다. 자외선 흡수제의 농도가 30 ppm 미만이면, 효과가 작고, 2000 ppm을 초과하면, 자외선 흡수제의 첨가에 기인한 도광판의 착색이 증가하고, 또한, 휘도의 감소가 야기된다.

또한, 본 발명의 도광판에서, 투명 열가소성 수지 조성물은 글리세린 모노스테아레이트 등과 같은 글리세린의 지방산 에스테르, 스테아릴 알콜과 같은 고급 알콜, 또는 방출제로서 스테아르산과 같은 고급 지방산, 또는 페놀계 유형, 티오에테르 유형, 포스파이트 유형 등의 것과 같은 항산화제를 본 발명의 목적의 달성을 방해하지 않는 농도의 범위 (통상적으로, 5000 ppm 이하의 농도)로 함유할 수 있다.

본 발명의 도광판을 성형하는 방법은 특별히 한정되지는 않고, 공지된 방법, 예를 들어, (1) 시트 성형 압출기 또는 압착 성형기에 의해 투명 열가소성 수지 조성물을 시트로 성형하고, 생성된 시트를 원하는 크기로 절단하고, 절단면을 연마 작업하는 방법, (2) 몰드를 갖는 주입 성형기에 의해 투명 열가소성 수지 조성물을 성형하는 방법, 및 (3) 투명 열가소성 수지용 출발 단량체 또는 부분적 중합체를 함유하는 시럽에 세립자를 분산시킨 후, 캐스트법에 의해 단량체 또는 부분적 중합체를 중합시켜 시트-유사 성형품을 수득한 후, 원하는 크기로 절단하고 절단면을 연마 작업하는 방법을 적용할 수 있다. 시트 성형 압출기, 압착 성형기, 몰드를 갖는 주입 성형기 등에 의해 투명 열가소성 수지 조성물을 성형하여 도광판을 수득하는 경우, 작동 및 경제적인 관점으로부터, 열가소성 수지 조성물 내의 세립자의 농도가 원하는 농도보다 더 높은 마스터 배치 펠렛 (master batch pellet)을 제조하고 성형시 투명 열가소성 수지로 원하는 농도로 희석시키는 단계를 포함하는 방법을 적용할 수 있다.

본 발명을, 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정하도록 해석되어서는 안되는 하기 실시예 및 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명할 것이다.

(평균 입경 측정 방법)

세립자의 평균 입경을 하기의 방법에 의해 측정하였다.

평균 입경이 0.1 ㎛ 이상인 세립자에 관하여, 세립자를 초음파에 의해 유기 액체에 분산시키고, 생성된 분산액을 마이크로 트랙법에 의해 측정하고, 50 % 누적 입경을 평균 입경으로 하였다.

평균 입경이 0.1 ㎛ 미만인 세립자에 관하여, 세립자를 전송형 전자현미경으로 사진찍고, 생성된 입자 영상의 더 긴 직경 및 더 짧은 직경을 측정하였다. 이들의 평균 값을 한 입자의 입경으로 가정하여, 30 개의 세립자의 입경의 평균 값을 평균 입경으로 하였다.

(도광판의 휘도 측정 방법, 및 색조의 불규칙성 및 출광의 불규칙성의 시각적 평가 방법)

도 1에 나타낸 광원 기기에 의해 측정 및 평가를 수행하였다. 구체적으로, 광원 A로서 4 mmΦ의 저온 캐쏘드 튜브 (Harison Electric Co., Ltd. 제조)를 도광판 C의 319 mm 길이의 측면에 양쪽 측면 모서리에 배치된 램프 외피 B에 제공하였다. REFWHITE RW 75CB (Kimoto & Co., Ltd. 제조)를 광반사 시트 D로서 사용하고, 광확산 시트 E로서 D121 (Tsujiden Co., Ltd. 제조)의 한 시트를 도광판 C의 상부 표면에 놓고, 프리즘 시트 F로서 BEFII (Sumitomo 3M Co., Ltd. 제조)의 두 시트를 한 시트의 프리즘 열이 또다른 시트의 프리즘 열을 직각으로 교차하는 방식 (즉, 하부 프리즘 시트의 프리즘 열이 저온 캐쏘드선 튜브를 직각으로 교차하고, 상부 프리즘 시트의 프리즘 열이 저온 캐쏘드 튜브에 평행함)으로 광확산 시트 E에 놓았다. 직류 전압 안정화 기기로부터 12 V의 전압을 저온 캐쏘드 튜브에적용하고, 20 분 동안 조명한 후, 전체 발광면을 100 부분 (길이 및 너비 10 ×10)으로 나눔으로써 제공된 100 개의 측정 점에서의 휘도를 발광면으로부터 1 m 거리에 제공된 휘도계 (CA-1000, Minolta Camera Co., Ltd. 제조)에 의해 측정하였다. 이어서, 생성된 측정 값의 평균 휘도를 산출하였다. 또한, 발광면을 시각적으로 관찰하여 색조의 불규칙성 및 출광의 불규칙성을 평가하였다.

(긴 광로의 광투과성의 측정 방법)

220 mm 길이의 시험편 (폭 6 mm ×높이 30 mm ×길이 220 mm)을 통해 투과하는 광속 (光束)의 3자극 값 XYZ를 측정 장치로서 Tokyo Denshoku Co., Ltd 제조의 색 및 색차계 모델 TC-1500 MC 및 광원으로서 표준광 C를 사용하여 10°의 시각영역에서 측정하였다. Y 값을 광투과성으로 하였다 (Asahi Kasei 법).

(긴 광로의 황도 측정방법)

220 mm 길이의 시험편 (폭 6 mm ×높이 30 mm ×길이 220 mm)을 통해 투과하는 광속의 3자극 값 XYZ를 측정 장치로서 상기 TC-1500 MC 및 광원으로서 표준광 C를 사용하여 10°의 시각영역에서 측정하였다. 시험편의 황도 α를 결정된 값 XYZ로부터 하기 식 1에 의해 산출하였다. 또한, 시험편 없이, 3자극 값 XYZ를 측정하고, 공기의 황도 β를 하기 식 1에 의해 유사하게 산출하였다. 결정된 값 α및 β를 하기 식 2에서 황도 α및 β로 대체하여, 각각의 시험편의 긴 광로 황도를 수득하였다.

황도 (α, β) = 100 (1.28X - 1.06Z)/Y

긴 광로 황도 = 황도 α- 황도 β

(메타크릴계 수지 펠렛의 제조)

150 ppm의 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 300 ppm의 n-옥틸메르캅탄을 79.9 중량%의 메틸 메타크릴레이트, 5.1 중량%의 메틸 아크릴레이트 및 15 중량%의 에틸벤젠을 함유하는 단량체 혼합물에 첨가하고, 이들을 균일하게 혼합하였다. 생성된 혼합액을 내부 부피가 10 리터인 밀폐형 내압 반응 용기에 연속적으로 공급하고, 교반하면서 2 시간의 평균 체류 시간 동안 130 ℃의 평균 온도에서 중합을 수행하였다. 이어서, 생성된 중합체를 반응 용기에 연결된 저장 탱크로 연속적으로 운반하고, 휘발 성분을 감압하에 제거하고, 중합체를 용융 상태로 압출기로 연속적으로 이송하였다. 140 ℃에서 가열하여 용융된 제시량의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸 (자외선 흡수제)을 공급 펌프에 의해 압출기에 측면으로부터 공급하고, 이들을 압출하여 메타크릴계 수지 펠렛을 수득하였다. 생성된 메타크릴계 수지 펠렛을 분석하여, 이들이 94.0 중량%의 메틸 메타크릴레이트 단위 및 6.0 중량%의 메틸 아크릴레이트 단위의 공중합 비를 가지며, 150 ppm의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸을 함유한다는 것을 발견하였다.

(원료 펠렛 A의 제조)

0.06 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.45 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, Henschel 혼합기 (Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd 제조)에 의해 1400 회전수로 1 분 동안, 있는 그대로의 펠렛을 블렌드하였다. 혼합 펠렛의 양이 필요량에 도달할 때까지 이 공정을 반복하였다. 생성된 혼합 펠렛을 30 mmΦ 트윈 스크류 압출기 (Nakatani Co., Ltd 제조)에 의해 압출하는 동안, 100 토르의 감압하에 탈휘발화를 수행하여, 20 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 A로서 참고하였다.

(원료 펠렛 B의 제조)

0.60 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.05 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 방식으로 블렌드 및 압출을 수행하여, 200 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 B로서 참고하였다.

(원료 펠렛 C의 제조)

0.021 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 2 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 방식으로 블렌드 및 압출을 수행하여, 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 C로서 참고하였다.

(원료 펠렛 D의 제조)

0.15 g의 이산화티탄 (평균 입경: 0.04 ㎛, 굴절률: 2.71; Ishihara Sangyo Co., Ltd 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 예비분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 블렌드 및 압출을 수행하여, 50 ppm의 이산화티탄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 D로서 참고하였다.

(원료 펠렛 E의 제조)

0.15 g의 삼산화알루미늄 세립자 (평균 입경: 0.45 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd 제조)를 유기 액체 내에서의 예비분산을 수행하지 않고, 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, Henschel 혼합기 (Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd 제조)에 의해 1400 회전수로 1 분 동안, 있는 그대로의 펠렛을 블렌드하였다. 이어서, 펠렛을 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 방식으로 압출하여, 50 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 E로서 참고하였다.

(원료 펠렛 F의 제조)

0.15 g의 탄산칼슘 (평균 입경: 0.04 ㎛, 굴절률: 1.66)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 블렌드 및 압출을 수행하여, 50 ppm의 탄산칼슘을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 F로서 참고하였다.

(원료 펠렛 G의 제조)

0.15 g의 황산바륨 (평균 입경: 0.06 ㎛, 굴절률: 1.64)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 블렌드 및 압출을 수행하여, 50 ppm의 황산바륨을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 G로서 참고하였다.

(원료 펠렛 H의 제조)

0.30 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.45 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 블렌드 및 압출을 수행하여, 100 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 이를 원료 펠렛 H로서 참고하였다.

실시예 1

원료 펠렛 A 및 메타크릴계 수지 펠렛을 텀블러로 1:19의 중량비로 균일하게 혼합하였다. 생성된 혼합 펠렛을 시트용 T-틀, 온도-제어 광택 롤 및 테이크 오프 장치가 있는 50 mmΦ단일 스크류 압출기를 포함하는 압출 시트 성형 기계를 사용하여 250 ℃의 온도에서 압출하여, 1 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 폭 300 mm 및 두께 6 mm의 압출판을 수득하였다. 이어서, 생성된 압출판으로부터, 원형 톱을 사용하여 폭 241 mm 및 길이 319 mm의 판을 절단하였다. 이 판의 단면을 정밀 마모기 (PLA-BEAUTY, Megaro Technica Co., Ltd. 제조)에 의해 마모시키고, 추가로 연마하여 거울 마무리를 수행함으로써, 1 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 수득하였다.

비교예 1

메타크릴계 수지 펠렛만을 사용하고 원료 펠렛 A를 사용하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 도광판을 제조하였다.

실시예 2

원료 펠렛 A 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 7:13으로 바뀌는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는도광판을 제조하였다.

실시예 3

메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고 원료 펠렛 A만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 20 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

실시예 4 및 5

원료 펠렛 B를 사용하고 원료 펠렛 B 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 1:3 또는 1:1인 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 100 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

실시예 6

메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고 원료 펠렛 B만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 200 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

실시예 7

원료 펠렛 A 및 메타크릴계 수지 펠렛을 텀블러로 7:13의 중량비로 균일하게 혼합하여, 주입 성형용 원료를 수득하였다. 생성된 혼합 펠렛을 몰드 및 성형 온도 제어 장치가 있는 주입 성형 기계 (IS550, Toshiba Machine Co., Ltd. 제조)를 사용하여 260 ℃의 온도에서 성형하여, 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 폭 241 mm, 길이 319 mm 및 두께 6 mm의 도광판을 수득하였다.

실시예 8

0.014 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.45 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd. 제조)를 100 g의 메틸 메타크릴레이트에 첨가하고, 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 입자들을 분산시켜 분산액을 제조하였다. 평균 분자량이 100,000인 폴리메틸 메타크릴레이트 400 g을 1500 g의 메틸 메타크릴레이트에 용해시켜 메타크릴계 수지 시럽을 제조하였다. 상기 시럽에 상기 분산액, 0.8 g의 2,2-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 및 자외선 흡수제로서 0.3 g의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸을 첨가한 후, 진공 탈기를 수행하는 동안 균일하게 혼합하였다. 생성된 혼합물을 통상적인 셀 캐스트법에 따라, 두께가 9 mm인 2 개의 유리판 및 가스캣을 포함하는 셀에 붓고, 셀을 밀봉한 후, 40 ℃의 온도로 조절된 수조 내에서 12 시간 동안 중합을 수행하고, 이어서 110 ℃에서 3 시간 동안 후중합을 수행하여, 7 ppm의 삼산화알루미늄 및 150 ppm의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸을 함유하는 두께 6 mm의 캐스트 판을 수득하였다. 이어서, 생성된 캐스트 판으로부터, 원형 톱을 사용하여 폭 241 mm 및 길이 319 mm인 판을 절단하였다. 이 판의 단면을 정밀 마모기 (PLA-BEAUTY, Megaro Technica Co., Ltd 제조)에 의해 마모시키고 추가로 연마하여, 거울 마무리를 수행함으로써, 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 수득하였다.

실시예 9

원료 펠렛 E를 사용하고 원료 펠렛 E 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 7:43인 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

비교예 2

원료 펠렛 A를 사용하고 원료 펠렛 A 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 1:39로 바뀌는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 0.5 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

비교예 3

0.75 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.05 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd. 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 메타크릴계 수지 펠렛에 균일하게 분무한 후, 원료 펠렛 A의 제조에서와 동일한 방식으로 블렌드 및 압출을 수행하여, 250 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 메타크릴계 수지 조성물을 수득하였다. 메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고, 생성된 조성물 펠렛만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 250 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

비교예 4

메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고 원료 펠렛 C만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

비교예 5

메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고 원료 펠렛 F만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 50 ppm의 탄산칼슘을 함유하는 도광판을 제조하였다.

비교예 6

메타크릴계 수지 펠렛으로 희석을 수행하지 않고 원료 펠렛 G만을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 50 ppm의 황산바륨을 함유하는 도광판을 제조하였다.

실시예 10

0.15 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.05 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd. 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 폴리카르보네이트 수지 펠렛 (PANLITE/L-1250Y, Teijin Chemicals Ltd. 제조)에 균일하게 분무한 후, Henschel 혼합기 (Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd 제조)에 의해 1400 회전수로 1 분 동안, 있는 그대로의 펠렛을 블렌드하였다. 혼합 펠렛의 양이 필요량에 도달할 때까지 이 공정을 반복하였다. 생성된 혼합 펠렛을 30 mmΦ트윈 스크류 압출기 (Nakatani Co., Ltd. 제조)에 의해 260 ℃에서 압출하는 동안, 100 토르 이하의 감압 하에 출구 부분에서 탈휘발화를 수행하여, 50 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 폴리카르보네이트 수지 조성물을 수득하였다.

생성된 폴리카르보네이트 수지 조성물, 폴리카르보네이트 수지 펠렛 및 자외선 흡수제로서 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸을 텀블러로 1 : 6.14 : 0.0011의 중량비로 균일하게 혼합하였다. 생성된 혼합 펠렛을 시트용 T-틀, 온도-제어 광택 롤 및 테이크 오프 장치가 있는 50 mmΦ단일 스크류 압출기를 포함하는 압출 시트 성형 기계를 사용하여 260 ℃의 온도에서 압출하여, 7 ppm의 삼산화알루미늄 및 150 ppm의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)-벤조트리아졸을 함유하는 폭 300 mm 및 두께 6 mm의 압출판을 수득하였다. 이어서, 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 실시예 1에서와 동일한 방식으로 수득하였다.

실시예 11

0.15 g의 삼산화알루미늄 (평균 입경: 0.05 ㎛, 굴절률: 1.76; Nippon Light Metal Co., Ltd. 제조)을 초음파세척기 (US-4, IUCHI 제조)를 사용하여 38 KHz의 진동 주파수에서 30 분 동안 자일렌 : 메탄올 = 3 : 1의 혼합 유기 액체 20 g에 분산시키고, 균일한 분산이 달성되었음을 확인하였다. 이어서, 분산액을 3 kg의 시클릭 올레핀 수지 펠렛 (ZEONOR 1060R, Nippon Zeon Co., Ltd. 제조)에 균일하게 분무한 후, Henschel 혼합기 (Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd 제조)에 의해 1400 회전수로 1 분 동안, 있는 그대로의 펠렛을 블렌드하였다. 혼합 펠렛의 양이 필요량에 도달할 때까지 이 공정을 반복하였다. 생성된 혼합 펠렛을 30 mmΦ트윈 스크류 압출기 (Nakatani Co., Ltd. 제조)에 의해 250 ℃에서 압출하는 동안, 100 토르 이하의 감압으로 출구 부분에서 호퍼 (hopper)를 질소로 정화 및 탈휘발화를 수행하여, 50 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 시클릭 올레핀 수지 조성물을 수득하였다.

생성된 시클릭 올레핀 수지 조성물, 시클릭 올레핀 수지 펠렛 및 자외선 흡수제로서 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸을 텀블러로 1 : 6.14 : 0.0011의 중량비로 균일하게 혼합하였다. 호퍼 부분을 질소로 정화하는 동안, 생성된 혼합 펠렛을 시트용 T-틀, 온도-제어 광택 롤 및 테이크 오프 장치가 있는 50 mmΦ단일 스크류 압출기를 포함하는 압출 시트 성형 기계를 사용하여 250 ℃의 온도에서 압출하여, 7 ppm의 삼산화알루미늄 및 150 ppm의 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)-벤조트리아졸을 함유하는 폭 300 mm 및 두께 6 mm의 압출판을 수득하였다. 이어서, 7 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 실시예 1에서와 동일한 방식으로 수득하였다.

실시예 12 및 13

원료 펠렛 D를 사용하고 원료 펠렛 D 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 7:43 또는 2:3인 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 7 ppm 또는 20 ppm의 이산화티탄을 함유하는 도광판을 제조하였다.

실시예 1-13 및 비교예 1-6에서 수득한 도광판의 휘도를 측정하고, 색조의 불규칙성 및 출광의 불규칙성에 대한 시각적 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 1-13의 도광판은 비교예 1, 2, 4, 5 및 6의 도광판과 비교하여 상당히 더 높은 면 발광 성능을 갖는다. 비교예 3의 도광판은 평균 휘도가 다소 개선되었지만, 중심부의 출광이 너무 작은 반면, 램프 인접에서의 출광이 크다는 현상 (불규칙적인 출광)이 뚜렷하고, 게다가, 램프 인접에서 청도 (blueness)가 강하고, 중심부에서 황도가 강한 현상 (불규칙적인 색조)이 뚜렷하며, 따라서, 도광판은 액정 모니터와 같은 디스플레이 장치용 도광판으로서 부적합하다.

또한, 실시예 5, 6 및 13의 도광판은 불규칙적인 색조 및 불규칙적인 출광이라는 몇몇 현상을 나타내지만, 이들은 액정 모니터와 같은 디스플레이 장치용 도광판으로서 사용가능하다.

실시예 14

실시예 2에서 수득한 도광판의 한 면을 점 등급을 갖는 15 인치 크기의 화면 인쇄기 및 잉크로서 마트 (matte) 매질 SR931 (Mino Group Co., Ltd. 제조)을 사용하여 화면 인쇄하고, 또다른 면을 확산층으로 제공하였다. 실시예 1에서와 동일한 방식으로 휘도를 측정하였다. 도광판은 평균 휘도가 3100 cd/㎡이고, 불규칙적인 색조 및 불규칙적인 출광을 나타내지 않았다. 따라서, 이것은 우수한 성능을 갖는다.

비교예 7

비교예 1에서 수득한 도광판을 실시예 14에서와 동일한 방식으로 인쇄하고, 휘도를 측정하였다. 도광판은 평균 휘도가 2700 cd/㎡이고, 불규칙적인 색조 및 불규칙적인 출광을 나타내지 않았지만, 실시예 14의 도광판보다 평균 휘도가 400 cd/㎡ 더 낮았다.

실시예 15

긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도 측정용 두께 6 mm, 광로 길이 220 mm 및 높이 30 mm인 판을 갖는 시험편을 원형 톱을 사용하여 실시예 2에서 수득한 도광판으로부터 절단하여 제조하고, 광이 통과하여 들어가는 양 단면을 정밀 마모기 (PLA-BEAUTY, Megaro Technica Co., Ltd. 제조)에 의해 마모시킨 후, 연마하였다. 긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도를 측정하였다.

실시예 16-22

원료 펠렛 H를 사용하고 원료 펠렛 H 및 메타크릴계 수지 펠렛의 혼합 중량비가 12:88, 17:83, 22:78, 32:68, 42:58, 70:30, 및 100:0인 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 12 ppm, 17 ppm, 22 ppm, 32 ppm, 42 ppm, 70 ppm, 및 100 ppm의 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판을 제조하였다. 생성된 도광판으로부터, 긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도 측정용 시험편을 실시예 15에서와 동일한 방식으로 제조하고, 긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도를 측정하였다.

비교예 8

비교예 1에서 수득한 도광판으로부터, 긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도 측정용 시험편을 실시예 15에서와 동일한 방식으로 제조하고, 긴 광로의 광투과성 및 긴 광로의 황도를 측정하였다. 실시예 15-22 및 비교예 8에서의 측정 결과를 표 2에 나타낸다.

광로 길이는 임의로 설정할 수 있지만, 실시예 15-22 및 비교예 8에서는 더 길게, 즉, 220 mm로 설정하여, 세립자 함량의 차이에 기인하여 측정 값에서의 차이를 용이하게 결정할 수 있다. 이 220 mm의 광로 길이는 예를 들어, 약 29 인치 크기의 액정 모니터 (크기비는 짧은 쪽 : 긴 쪽 = 3 : 4임)의 도광판의 더 긴 측면 모서리를 따라 배치된 램프와 도광판의 중심부 사이의 거리에 상응하는 거리이다.

실시예 15-22에서의 측정 결과를 참고하면, 삼산화알루미늄의 함량의 증가하면 긴 광로의 광투과성이 감소하였다. 이것은 세립자의 함량의 증가에 기인하여 광산란이 강해지며, 램프로부터 들어오는 광속이 안에서 산란되고 시험편으로부터 발산되기 때문이다. 긴 광로의 광투과성이 너무 낮으면, 이것은 "불규칙적인 출광"을 야기시키고, 즉, 도광판의 중심부는 램프에 가까운 부분보다 더 어둡다. 또한, 삼산화알루미늄의 함량이 증가하면, 긴 광로의 황도가 증가하는 경향이 있다. 긴 광로의 황도가 너무 높으면, 이것은 "불규칙적인 색조"를 야기시키고, 즉, 도광판의 중심부가 황색이 된다.

본원에서, 액정 모니터의 인치 크기가 바뀌면, 광로 길이도 또한 바뀌는 것이 자연스럽다. 예를 들어, 본 발명의 도광판을 15 인치 크기의 액정 모니터에 사용할 경우, 도광판의 중심부까지의 광로 길이는 약 114 mm이고, 본 발명의 도광판을 10 인치 크기의 액정 모니터에 사용하는 경우, 도광판 중심부까지의 광로 길이는 약 76 mm이다. 광로 길이가 바뀌면, 광투과성 및 황도가 자연스럽게 바뀌고, 광로 길이가 감소하면, 광투과성이 증가하고 황도가 감소하는 경향이 있다.

따라서, 심지어 광로 길이가 실시예 20-22에서와 같이 220 mm일 경우, 긴 광로의 광투과성이 5 % 미만이고 긴 광로의 황도가 60을 초과하는 도광판의 경우에도, 본 발명의 효과인 휘도의 증가를 상이한 인치 크기의 액정 모니터에서 달성할 수 있다. 다시 말해서, 특정 굴절률 및 특정 평균 입경을 갖는 세립자의 양을 도광판을 사용하는 디스플레이 장치의 크기 등에 따라 본 발명의 범위 내에서 적절하게 조절함으로써 도광판의 휘도를 증가시킨다.

또한, 실시예 2에서 수득한 도광판을 사용하는 실시예 15와 비교예 1 (수지 조성물이 세립자를 함유하지 않는 경우)에서 수득한 도광판을 사용하는 비교예 8의 비교로부터, 실시예 15의 긴 광로의 광투과성이 비교예 8의 것 보다 더 낮고, 실시예 15의 긴 광로의 황도가 비교예 8의 것 보다 더 높다는 것을 인식하였다. 이것은 삼산화알루미늄의 함량이 증가하면, 긴 광로의 광투과성은 감소하고 긴 광로의 황도는 증가한다는 상기 언급된 경향을 나타낸다고 할 수 있다. 그러나, 사실, 색조에서의 불규칙성 및 출광에서의 불규칙성은 또한 실시예 15의 도광판에서 나타나지 않는다. 또한, 상기 결과로부터 명확하듯이, 실시예 15에서와 같이 실시예 2의 도광판을 사용함으로써 수득한 실시예 14의 도광판은 비교예 1 (수지 조성물이 세립자를 함유하지 않는 경우)의 도광판을 사용함으로써 수득한 비교예 7의 도광판과 비교하여 평균 휘도가 400 cd/㎡ 더 월등하다. 따라서, 수지 조성물이 특정량의 세립자를 함유하는 본 발명의 도광판은 디스플레이 장치의 크기에 관계없이 매우 높은 면 발광 성능을 갖는다.

	입자	열가소성수지	면 발광체제조 방법	평균 휘도(cd/㎡)	색조 및출광의불규칙성에대한시각적 평가
	종류	열가소성수지	면 발광체제조 방법	평균 휘도(cd/㎡)	색조 및출광의불규칙성에대한시각적 평가	입경(㎛)	양(ppm)
실시예 1	삼산화알루미늄	0.45	1	메타크릴계수지	압출법	80	없음
실시예 2	삼산화알루미늄	0.45	7	메타크릴계수지	압출법	1090	없음
실시예 3	삼산화알루미늄	0.45	20	메타크릴계수지	압출법	1330	없음
실시예 4	삼산화알루미늄	0.05	50	메타크릴계수지	압출법	1350	약간
실시예 5	삼산화알루미늄	0.05	100	메타크릴계수지	압출법	1400	다소
실시예 6	삼산화알루미늄	0.05	200	메타크릴계수지	압출법	1230	다소
실시예 7	삼산화알루미늄	0.45	7	메타크릴계수지	주입 성형법	1085	없음
실시예 8	삼산화알루미늄	0.45	7	메타크릴계수지	캐스트	1095	없음
실시예 9	삼산화알루미늄	0.45	7	메타크릴계수지	압출법	760	없음
실시예 10	삼산화알루미늄	0.45	7	폴리카르보네이트	압출법	995	없음
실시예 11	삼산화알루미늄	0.45	7	시클릭 올레핀	압출법	1025	없음
실시예 12	이산화티탄	0.04	7	메타크릴계수지	압출법	1370	약간
실시예 13	이산화티탄	0.04	20	메타크릴계수지	압출법	1670	다소
비교예 1	비첨가	-	-	메타크릴계수지	압출법	70	없음
비교예 2	삼산화알루미늄	0.45	0.5	메타크릴계수지	압출법	75	없음
비교예 3	삼산화알루미늄	0.05	250	메타크릴계수지	압출법	500	많음
비교예 4	삼산화알루미늄	2	7	메타크릴계수지	압출법	170	없음
비교예 5	탄산칼슘	0.04	50	메타크릴계수지	압출법	75	없음
비교예 6	황산바륨	0.05	50	메타크릴계수지	압출법	80	없음

	입자	열가소성수지	제조 방법	긴 광로의광투과성(220 mm 길이)	긴 광로의황도(220 mm 길이)
	종류	열가소성수지	제조 방법	긴 광로의광투과성(220 mm 길이)	긴 광로의황도(220 mm 길이)	입경(㎛)	양(ppm)
실시예 15	삼산화알루미늄	0.45	7	메타크릴계수지	압출법	40 %	30
실시예 16	삼산화알루미늄	0.45	12	메타크릴계수지	압출법	30 %	38
실시예 17	삼산화알루미늄	0.45	17	메타크릴계수지	압출법	21 %	44
실시예 18	삼산화알루미늄	0.45	22	메타크릴계수지	압출법	13 %	51
실시예 19	삼산화알루미늄	0.45	32	메타크릴계수지	압출법	8 %	53
실시예 20	삼산화알루미늄	0.45	42	메타크릴계수지	압출법	3 %	61
실시예 21	삼산화알루미늄	0.45	70	메타크릴계수지	압출법	1 %	67
실시예 22	삼산화알루미늄	0.45	100	메타크릴계수지	압출법	0.6 %	76
비교예 8	비첨가	-	-	메타크릴계수지	압출법	90 %	2

본 발명의 도광판은 본질적으로 판의 면 발광 효능이 이들의 최대치로 개선됨으로써, 휘도의 강화를 달성하며, 그 결과, 개인 컴퓨터, 워드 프로세서 등과 같은 사무 자동화 기기, 및 패널 모니터, 텔레비젼 모니터 등과 같이 영상 신호를 디스플레이하는 다양한 모니터에 사용되는 디스플레이 장치, 실내 또는 실외 공간용 조명에 사용되는 디스플레이 장치, 및 간판에 적합한 도광판을 제공한다.

Claims

투명 열가소성 수지 및 세립자를 함유하는 투명 열가소성 수지 조성물을 포함하는 도광판으로서, 세립자의 굴절률 및 평균 입경이 각각 1.7 - 3.0 및 0.01 - 1.0 ㎛이고, 세립자의 양이 투명 열가소성 수지의 중량을 기초로 1 - 200 ppm인 도광판.
제 1 항에 있어서, 세립자가 삼산화알루미늄을 함유하는 도광판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 투명 열가소성 수지가 메타크릴계 수지, 폴리카르보네이트 수지 및 시클릭 올레핀 수지로 구성되는 군으로부터 선택된 수지인 도광판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 열가소성 수지 조성물이 자외선 흡수제를 추가로 함유하는 도광판.
세립자를 투명 열가소성 수지에 균일하게 분산시키는 것을 포함하는, 도광판용 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법으로, 세립자를 먼저 유기 액체에 분산시키는 방법.
제 5 항에 있어서, 초음파발생기를 사용하여 세립자를 유기 액체에 분산시키는, 도광판용 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법.