KR20090108117A - 다층 스크린 복합재 - Google Patents

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KR20090108117A
KR20090108117A KR1020097018394A KR20097018394A KR20090108117A KR 20090108117 A KR20090108117 A KR 20090108117A KR 1020097018394 A KR1020097018394 A KR 1020097018394A KR 20097018394 A KR20097018394 A KR 20097018394A KR 20090108117 A KR20090108117 A KR 20090108117A
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마누엘 아. 가르시아-레이너
잭 제이. 레일리
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아르끄마 프랑스
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Abstract

본 발명은 내부 확산층과 양측 위의 적어도 하나의 기판층을 포함하는, 적어도 3개의 층들을 갖는, 스크린으로서 사용하기 위한 다층 복합재에 관한 것이다. 상기 확산층은, 중합체 매트릭스와 굴절율이 미스매칭된 좁은 입자 크기 분포를 갖는 작은 입자들을 함유한다. 상기 다층 아크릴 조성물은 프로젝션 스크린으로 사용할 수 있다.
프로젝션, 스크린, 확산층, 기판층, 중합체, 매트릭스, 입자

Description

다층 스크린 복합재 {Multi-layer screen composites}
본 발명은 내부 확산층 및 양측 위의 적어도 하나의 기판층을 포함하여, 적어도 3개의 층들을 갖는, 스크린으로서 사용하기 위한 다층 복합재에 관한 것이다. 상기 확산층은 중합체 매트릭스와 굴절율이 미스매칭된(refractive-index mismatched) 좁은 입자 크기 분포를 갖는 작은 입자들을 함유한다. 상기 다층 아크릴 조성물은 프로젝션 스크린으로 사용할 수 있다.
프로젝션 스크린들은 그 위에 투사되는 이미지를 표시하기 위해 사용된다. 전면 프로젝션 스크린에서 상기 이미지는 프로젝터와 동일한 측에서 보여지며, 배면 프로젝션 스크린에서 상기 이미지는 상기 프로젝터의 스크린으로서의 상기 스크린의 반대측에서 보여진다. 프로젝션 스크린들은, 광범위한 각도들로부터의 상기 이미지의 관찰을 허용하도록, 상기 투사된 이미지를 전개하기 위한 확산 입자들과 같은, 확산 메커니즘을 사용한다. 상기 이미지의 품질과, 상기 이미지가 보여질 수 있는 각도는 프로젝션 스크린들에 대한 중요한 파라미터들이다. 또한, 상기 스크린은 투사된 이미지가 왜곡되지 않도록 물리적인 무결성을 가져야 한다. 콘트라 스트비, 게인(gain), 이미지 화질(definition), 휘도 및 스크린 균일성 또한 프로젝션 스크린의 중요한 특성들이다.
굴절율이 미스매칭된, 구형의 2 내지 15㎛ 코어-쉘 입자들을 갖는 확산층이 미국 특허 제5,237,004호에 교시되어 있다.
미국 특허 제5,307,205호는 2 내지 15㎛ 코어-쉘 입자들을 갖는 배면 프로젝션 스크린으로 사용하기 위한 2층 시트를 포함하는 제품을 교시한다. 상기 확산층은 관측자를 향한다.
확산층과 적어도 하나의 기판층을 갖는 동시-압출 시트(co-extruded sheet)로부터 제조된, LED 조명과 사용하기 위한 다층 구조가 미국 특허 제6,878,436호에 교시되어 있다. 상기 다층 압출 시트는 매우 낮은 콘트라스트비와 불량한 이미지 품질을 갖는다.
상기 확산층이 스크린의 외부면 위에 있는 경우 상기 확산층은 제조 및 사용 과정에서 더 쉽게 스크래칭된다. 사용 과정에서 확산 스크린들의 위에 생긴 스크래치는 매우 해로우므로, (즉, 미국 특허 제5,170,287호에 교시된 바와 같이) 상기 스크래치를 제거하거나 차폐하는 방법들이 개발되었다.
상업적으로 입수 가능한 스크린 시스템들에서 통상적으로 관찰되는 바와 같이, 기판층들의 내부에 확산층을 배치함으로써, (이미지 화질, 휘도 등과 같은) 다층 스크린들의 전반적인 성능이 상기 스크린의 취급 중에 생성된 표면상의 스크래치 또는 결함들의 존재에 의해 영향을 받지 않는 것으로 밝혀졌다. 상기 시트 표면으로부터의 이미지-취득층(image-capturing layer)의 분리는, 이미지 품질을 유 지하며 표면 스크래치에 기인한 품질 저하를 방지하는데 도움을 준다. 또한, 스크래치에 기인한 저하된 이미지 품질에 대한 이러한 감소된 취약성은, 프로젝션 스크린 시스템들의 전반적인 제조과 취급을 용이하게 한다. 게다가, 내부 확산층을 갖는 다층 스크린들이, 외부 확산층을 갖는 스크린들과 비교하여 더 양호한 이미지 품질과 증가된 시야각을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 추가의 이점은 본 발명의 상기 다층 스크린이 단일의 동시-압출(co-extrusion) 공정으로 형성될 수 있다는 것이다.
[발명의 요약]
본 발명은
a) 40 내지 90중량%의 매트릭스 중합체(1) 및
1 내지 100㎛의 평균 입자 크기를 갖는 10 내지 60중량%의 확산 입자들로서, 상기 입자들 중의 90중량%의 평균 입자 크기가 상기 중량 평균 입자 크기의 ±55% 이내인 확산 입자들(2)을 포함하는 확산층으로서,
상기 확산 입자들의 굴절율과 상기 확산층 매트릭스의 굴절율이 0.02 이상 상이한 확산층; 및
b) 상기 확산층의 각각의 면 위에 하나씩 존재하는, 적어도 2개의 기판층들을 포함하는 다층 스크린에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 다층 스크린을 함유하며, 전면 프로젝션, 배면 프로젝션, 또는 전면 프로젝션과 배면 프로젝션 둘 다의 조합에 유용한 디스플레이에 관 한 것이다.
도 1은 각각의 면에 기판층들을 갖는 내부 확산층을 갖는, 본 발명의 전형적인 다층 시트의 도식이다.
도 2는 확산 특성들에 대한 평균 입자 크기의 효과를 나타낸 도식이다.
도 3은 2층 구조(비교예)의 광확산을 본 발명의 3층 구조와 비교하는 도식이다.
도 4는 스크린 균일성 및 프로젝션 성능을 측정하기 위한 시험 방법을 설명한다.
본 발명은 내부 확산층 및 상기 확산층의 양측 위의 적어도 하나의 기판층을 포함하여, 적어도 3개의 층들을 갖는, 프로젝션 스크린으로서 사용하기 위한 다층 복합재에 관한 것이다.
상기 다층 스크린은 두께가 0.1 내지 10mm, 바람직하게는 1 내지 6.4mm(0.039 내지 0.25")의 범위이다. 상기 스크린의 두께는 특성들의 가장 양호한 균형을 위해 선택된다. 일반적으로, 상기 스크린이 두꺼울수록 더 양호한 콘트라스트가 달성되지만, 또한 광투과도가 더 적어진다.
상기 내부 확산층은 두께가 0.0254 내지 1.27mm(0.001 내지 0.50"), 바람직하게는 0.127 내지 0.635mm(0.005 내지 0.025"), 가장 바람직하게는 0.254 내지 0.508mm(0.010 내지 0.020")이다. 6mm(0.236") 두께의 스크린에 대해 상기 확산층의 최적의 값은 약 0.381mm(0.015")이다. 상기 내부 층 두께는 다른 스크린 두께들에 대해 최적화될 수 있다. 일반적으로, 상기 내부 확산층 두께는 상기 프로젝션 스크린의 성능을 결정할 것이다.
상기 내부 확산층은 하나 이상의 타입의 확산 입자들을 함유하는 중합체 매트릭스로 이루어진다.
상기 중합체 매트릭스는 임의의 열경화성 또는 열가소성 중합체 또는 공중합체일 수 있다. "공중합체"는 2개 이상의 상이한 단량체 유니트(unit)를 갖는 중합체를 포함하는 것을 의미한다. 상기 확산층에 사용되는 상기 중합체 매트릭스는, 사용되고 있는 입자들의 굴절율과 비교하여, 0.02 유니트을 초과하는 차이로 상이한 굴절율을 갖는다. 상기 확산층의 상기 매트릭스로서 유용한 중합체의 예로는, 폴리카보네이트(PC); 글리콜 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG); 폴리비닐 클로라이드(PVC); 내충격성 개질된 PVC; 폴리에스테르들(PET, PBT, APET, 등); 스티렌 아크릴로니트릴(SAN); 아크릴로니트릴-아크릴레이트 공중합체; 아크릴로니트릴-메틸 메타크릴레이트 공중합체; 메틸 메타크릴레이트-스티렌 공중합체; 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 삼원 공중합체; 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 삼원 공중합체; 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 삼원 공중합체; 폴리스티렌(PS); 고충격 폴리스티렌(HIPS); 내충격성 개질된 폴리올레핀, 폴리사이클로-헥실에틸렌, 사이클릭 올레핀 공중합체(COC)를 포함하는 폴리올레핀; 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 중합체, 공중합체 및 삼원 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 중합체 및 공중합체, 불화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), PVdF-아크릴 공중합체를 포함하는 불소중합체; 이미드화된 아크릴 중합체, 및 내충격성 개질된 아크릴 중합체를 포함하는 아크릴 중합체; 폴리사이클로-헥실에틸렌; 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
한 가지 양태에서, 상기 매트릭스는, 알킬 메타크릴레이트 및 알킬 아크릴레이트 단량체, 및 이들의 혼합물로부터 형성된 중합체, 공중합체 및 삼원 공중합체를 포함하는 아크릴 중합체이다. 상기 알킬 메타크릴레이트 단량체는 바람직하게는, 60 내지 100중량%의 단량체 혼합물을 제조할 수 있는 메틸 메타크릴레이트이다. 또한 0 내지 40중량%의 다른 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체가 상기 단량체 혼합물에 존재할 수 있다. 상기 단량체 혼합물에서 유용한 다른 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 부틸 메타크릴레이트, 이소-옥틸 메타크릴레이트 및 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 및 라우릴 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 및 스테아릴 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 메톡시 에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-에톡시 에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 디메틸아미노 에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 메틸 아크릴산 및 아크릴산과 같은 알킬 (메트)아크릴산은 상기 단량체 혼합물에 유용할 수 있다. 가교제로서의 적은 수준의 다관능성 단량체 또한 사용될 수 있다. 적합한 가교결합 단량체는, 예를 들어, 알릴 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 트리아크릴레이트 및 트리메타크릴레이트, 부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, N-하이드록시메틸 아크릴아미드, N,N-메틸렌 디아크릴아미드 및 디메타크릴아미드, 트리알릴 시트레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디비닐 에테르 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 스티렌 및 알파-메틸 스티렌과 같은 스티렌 단량체 또한 상기 중합체에 혼입될 수 있다.
바람직한 매트릭스는 메틸 메타크릴레이트 및 0.5 내지 30중량%의 C2 - 8아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 공중합체이다. 바람직한 양태에서, 상기 매트릭스는 메틸 메타크릴레이트 및 0.5 내지 6중량%의 에틸 아크릴레이트의 공중합체이다.
상기 매트릭스 중합체의 분자량은 50,000 내지 300,000g/mol, 바람직하게는 70,000 내지 200,000g/mol의 범위일 수 있다.
상기 매트릭스 중합체는 40 내지 90중량%의 상기 확산층을 생성시킨다.
상기 내부 층의 상기 확산 입자들은 10 내지 60중량%의 상기 확산층을 생성시킨다. 상기 입자들은, 상기 매트릭스 중합체의 굴절율보다 0.02 이상만큼 상이한 굴절율을 갖는, 상기 매트릭스에 미스매칭된 굴절율을 갖는다. 굴절율은 ASTM D 542에 따르는 것과 같은 당해 기술분야에 익히 공지된 방법들에 의해 측정될 수 있다. 하나 이상의 상이한 타입의 확산 입자들이 사용될 수 있다. 하나 이상의 타입 및 크기의 확산 입자들이 사용되는 경우, 적어도 하나는 좁은 입자 크기 분포를 가질 필요가 있다.
상기 확산 입자들은 유기물, 무기물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 입자들은 1 내지 100㎛, 바람직하게는 1 내지 40㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 25㎛, 가장 바람직하게는 2 내지 15㎛의 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 상기 확산층에 사용되는 적어도 하나의 타입의 상기 입자들은, 상기 입자들 중의 90중량%가 중량 평균 입자 크기의 ±98% 이내, 바람직하게는 중량 평균 입자 크기의 ±55% 이내, 보다 바람직하게는 중량 평균 입자 크기의 ±40% 이내, 한 가지 양태에서는 중량 평균 입자 크기의 ±20% 이내의 평균 입자 크기를 갖는 좁은 입자 크기 분포를 갖는다. 일반적으로 입자 크기가 더 작으면 이미지 품질이 더 양호해지는 것으로 밝혀졌다.
유용한 입자들의 예는 BaSO4, TiO2, CaCO3와 같은 무기 입자; 폴리(테트라플루오로에틸렌)(PTFE), 폴리(클로로트리플루오로에틸렌)(PCTFE), 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 및 이들의 공중합체과 같은 불소중합체 입자; 폴리알킬 옥사이드와 같은 소수성 중합체; 폴리스티렌; 코어/쉘 중합체 입자; 바람직하게는 0 내지 99.99%의 스티렌, 0 내지 99.99%의 알킬 메타크릴레이트 또는 알킬 아크릴레이트 또는 둘 다의 혼합물, 0.01 내지 5%의 가교제의 조성물을 갖는 현탁 공정에 의해 제조되는, 가교결합된 아크릴 비드(bead)를 포함한다.
한 가지 양태에서, 상기 가교결합된 아크릴 입자는 0 내지 99.9%의 스티렌, 0 내지 99.9%의 메틸 메타크릴레이트, 0 내지 20%, 바람직하게는 1 내지 5%의 (C1 -10)알킬 아크릴레이트(예를 들면, 메틸 아크릴레이트(MA) 및 에틸 아크릴레이트(EA)) 및 0.1 내지 2.5%의 가교제로 이루어진다.
또 다른 양태에서, 상기 입자들은, 코어로서의 고무상 알킬 아크릴레이트 중합체과 적어도 하나의 중합체 쉘을 갖고, 상기 중합체 매트릭스에 상용성인 코어-쉘 구조를 갖는다. 상기 외부 쉘은 단지 전체 입자 중량의 일부를 나타낸다. 통상적으로 상기 고무상 코어는 상기 매트릭스 중합체의 굴절율과 적어도 0.02 이상의 유니트 차이로 상이한 굴절율을 갖는 알킬 아크릴레이트 중합체를 포함한다.
또한, 본 발명의 최선의 모드에서 설명되는 것과 유사한 다층 구조에 잠재적으로 적용할 수 있는 확산 내부 층들을 제조하기 위해, 상이한 크기, 형상 및 기원(유기물 또는 무기물)을 갖는 다양한 확산 입자들의 조합이 또한 사용될 수 있다.
상기 매트릭스 중합체와 확산 입자들 이외에도, 상기 확산층은 당해 기술분야에 익히 공지된 다른 개질제들 또는 첨가제들을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 착색제, 내충격성 개질제, 외부 윤활제, 산화 방지제, 난연제 등을 함유할 수 있다. 요구되는 경우, 자외선 안정제, 열 안정제, 유동 보조제(flow aid) 및 대전방지제 또한 첨가될 수 있다.
상기 다층 스크린은 상기 확산층의 각각의 면에 배치되는 적어도 하나의 기판층을 갖는 적어도 2개의 기판층들을 함유한다. 동일하거나 상이한 조성물 및 동일하거나 상이한 두께를 갖는, 상기 기판층들은 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 한 가지 양태에서, 상기 기판층들은 대칭이며, 최종 적용에서 어느 한 쪽의 방향으로 배치되는 것을 허용한다.
배면 프로젝션 스크린들에 대해, 양쪽의 기판층들은 광투과성이며, 이는 상기 기판층들이 30% 미만의 헤이즈(haze)와 0을 초과하는 광투과도를 갖는 것을 의미한다. 상기 기판층들은 반투명하지 않다. 통상적으로, 상기 확산층의 매트릭스와 상기 기판층 사이의 굴절율 차이는 0.19 유니트 이내이다. 상기 값들은, 심지어 상기 확산층의 매트릭스의 굴절율과 각각의 상기 기판층들 각각의 굴절율 사이의 차이가 없도록, 매칭될 수 있다.
전면 프로젝션 스크린들에 대해, (관측자와 프로젝터를 향하는) 상기 전면 층은 광투과가 되지만, 상기 배면 기판층은 반투명하거나 불투명하다.
상기 기판층은 유리일 수 있지만, 중합체, 구체적으로는 열가소성 중합체가 바람직하다. 유용한 열가소성 중합체는 상기 확산층 매트릭스에 대해 설명된 것들과 같은 것이다. 한 가지 양태에서, 상기 기판층들은 주로 적어도 하나의 C1 -8 직쇄를 갖는 메타크릴레이트 또는 분기 알킬 아크릴레이트 또는 메틸 메타크릴레이트의 아크릴 공중합체로 이루어진다. 특정의 유용한 기판은 0.6 내지 5%의 에틸 아크릴레이트 및 75,000 내지 130,000g/mol의 분자량을 함유하는 메틸 메타크릴레이트 수지로 제조된다.
바람직한 양태에서, 상기 관측자를 향하는 상기 기판층은 희망하는 색상을 부여하기 위해 전통적으로 사용되는 하나 이상의 무기 또는 유기 안료 또는 입자로 착색된다. 상기 화합물들의 농도는 상기 희망하는 색상에 달려있으며 잠재적으로는 하나 이상의 타입의 화학 물질이 포함될 수 있다. 상기 착색된 기판은 더 양호한 이미지 콘트라스트를 제공한다. 상기 스크린이 양쪽 면들로부터 보기 위한 것이라면, 틴트(tint)가 양쪽의 기판층들에 존재할 수 있다. 상기 기판층에 있어서 염료는 안료보다 바람직하지만, TiO2, BaSO4, ZnO와 같은 안료, 및 다른 무기 화합물이 또한 사용될 수 있다. 특히 유용한 틴트들은 CRT 눈부심방지 스크린(CRT anti-glare screen)을 위해 개발된 것들과 같은 그레이 틴트들이다.
상기 매트릭스 중합체 및 확산 입자들 이외에도, 상기 확산층은 당해 기술분야에 익히 공지된 다른 개질제들 및 첨가제들을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 착색제, 내충격성 개질제, 외부 윤활제, 산화 방지제, 난연제 등을 함유할 수 있다. 요구되는 경우, 자외선 안정제, 열 안정제, 유동 보조제 및 대전방지제 또한 첨가될 수 있다.
상기 확산층 및 기판층들 이외에도, 다른 층들은 상기 다층 스크린의 일부분이 될 수 있다. 비대칭 복합재에서, 얇은 눈부심방지층이 상기 관측자를 향해 있는 외부 층(들)으로 사용될 수 있다. 전형적인 눈부심방지층은 RI 매칭(매트릭스의 < 0.02)되는 17 내지 25nm 평균 직경 입자들의 1 내지 18중량% 입자 부하를 갖는 얇은 층일 것이다.
기판층의 굴절율이 상기 확산층에 비해 지나치게 상이한 굴절율을 가질 때, 다중 기판층들이 그 대신에 사용될 수 있다. 한 가지 예는, 폴리스티렌 층에 후속되는 폴리메틸 메타크릴레이트 층과 접촉하는 아크릴 매트릭스 확산층일 것이다.
상기 다층 스크린의 일부로 제조될 수 있는 다른 유용한 층들은 접착층(들)(상기 다층 스크린이 적층되는 경우); 상기 표면에 있는 내마모층, 및 대전방지 표면 층을 포함할 것이다.
상기 층들 중 임의의 층 또는 모든 층은 0 내지 60% 수준의 내충격성 개질제를 함유할 수 있다.
상기 다층 스크린은 당해 기술분야에서 공지된 수단에 의해, 주로 동시압출, 적층, 또는 이들의 조합에 의해 형성된다. 적층은 접착층을 포함할 수 있거나, 열 적층의 형태일 수 있다. 무슨 방법이 사용되든지 간에, 상기 층들 사이에 임의의 갇힌 공기(trapped air)를 피하기 위해 조심하는 것이 중요하다.
상기 확산층은, 1 내지 60%, 바람직하게는 10 내지 50%의 부하량의 상기 입자들을 상기 열가소성 매트릭스와 용융 혼합함으로써 제조될 수 있다.
용융 혼합은 당해 업계에서 익히 공지되어 있지만, 본 발명의 제품을 제조하기 위한 상기 공정의 하나의 예는 다음과 같다: 상기 열가소성 매트릭스 수지를, 예를 들어, 2-스테이지, 중간 워크 스크류(2-stage, medium work screw) 및 진공 배기 시스템(vacuum venting system)이 구비된 싱글-스크류 압출기를 통해 상기 가교결합된 입자들과 배합되기 전에, 제습, 강제 열풍 오븐에서 건조시킨다. 진공 배기 시스템이 구비된 트윈 스크류 압출기가 상기 배합을 위해 또한 사용될 수 있다. 상기 입자들, 상기 매트릭스 수지 및 첨가제들을 별도의 피더(feeder)를 사용하여 상기 압출기의 공급 호퍼로 첨가한다. 상기 비드들을 위한 컨베이어 시스템은 안전 위험 및 분진 위험을 피하기 위해 폐쇄 시스템이어야 한다. 상기 입자들은 오거 스크류(auger screw)가 구비된 피더를 사용하여 중량측정 제어 또는 용량측정 공급 제어에 의해 상기 압출기의 상기 피드 호퍼 내로 계량도입된다. 상기 조성물이 10 내지 60%의 현탁 비드와 40 내지 90%의 열가소성 수지, 바람직하게는 자유 라디칼 중합 공정으로 제조된 아크릴 수지를 함유하는 경우 상기 확산층 수지를 제조하기 위해 사용될 수 있는 온도 프로파일은 다음과 같을 수 있다:
싱글 스크류, 배합 압출기를 위한 통상의 공정 조건들이 아래에 기재되어 있다:
압출기 조건 조건
배럴 영역 1 225 내지 240℃
배럴 영역 2 235 내지 255℃
배럴 영역 3 245 내지 260℃
스크류 속도 60 내지 100rmp(분당 회전수)
연속적으로 생성되는 압출물은, 생성된 스트랜드(strand)를 수조를 통과해 이동시키고 후속적으로 이를 입자층 수지 펠릿들로 절단함으써, 냉각된다. 상기 입자층 수지는 추가의 처리를 하기 전에 오븐에서 건조된다.
상기 동시-압출된 생성물은 플라스틱 수지 재료들을 용융된 플라스틱으로 변환시키는 2개 이상의 압출기들로 이루어지는 동시-압출 공정에 의해 제조될 수 있다. 통상적으로, 최소한 제1 압출기 및 제2 압출기가 존재하지만, 제3 압출기 등과 같은 추가의 압출기들 또한 존재할 수 있다. 상기 제1 압출기는 통상 가장 큰 압출기이며 다른 개개의 압출기(들)와 비교하여 가장 높은 처리량을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 2층 시트 형태에서, 2개의 압출기들로 이루어지는 동시-압출 셋업(set-up)을 사용하는 경우, 상기 기판층을 구성하기 위해 사용되는 수지는 통상적으로 상기 제1 압출기로 공급되며, 상기 확산층을 구성하기 위해 사용되는 상기 확산층 수지는 통상적으로 상기 제2 압출기로 공급된다. 각각의 상기 압출기들은 공급된 상기 수지들을 용융된 중합체로 별도로 변환시킨다. 이후, 상기 용융물 스트림들은 일반적으로 피드블럭(feedblock) 시스템에서 또는 다중-매니폴드(multi-manifold) 다이 셋업에서 결합된다. 상기 피드블럭 시스템에서, 상기 2개의 용융 플라스틱들이 어떻게 상기 최종 시트로 층을 이룰 것인지를 결정하는 설치된 플러그가 존재한다. 따라서, 상기 중합체 용융물 스트림들은 상기 피드블럭 시스템으로 별도로 들어가며 상기 피드블럭 시스템 내에서 선택적으로 결합된다. 2층 시트 형태를 위해, 상기 입자 층은 상기 기판층의 상부 또는 하부 면의 어느 한쪽에 배치될 수 있다. 3층 시트 형태를 위해, 상기 입자 층은 외부 표면을 제외하고는 어디든지 (즉, 중간층 또는 광원을 향하고 있는 표면 위에) 배치될 수 있다. 상기 플라스틱 용융물 스트림들이 선택적으로 층을 이루어서 상기 피드블럭 시스템에서 서로 섞이게 되면, 상기 결합된 용융물 스트림이 상기 피드블럭 시스템을 나와서 상기 다이로 들어가며, 여기서 상기 결합된 용융물 스트림은 상기 다이의 폭까지 확산된다. 이후, 상기 용융 플라스틱 압출물은 고광택 크롬-도금된, 온도-제어되는 롤들 사이에서 연마된다. 상기 롤들은 상기 시트를 목적하는 전체 두께로 연마하고 냉각시킨다. 층을 이룬 시트를 수득하기 위해 피드블럭 시스템 대신에 다중-매니폴드 다이 또한 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 상기 중합체 용융물 스트림들은 상기 다중-매니폴드 다이로 별도로 들어가서 선택적으로 결합되며, 상기 다중-매니폴드 다이의 내부에서 모두 상기 다이의 폭까지 확산된다.
본 발명의 상기 스크린은, 스크린을 포함하는 디스플레이들을 위해 전면 및 배면 프로젝션 둘 다에 사용될 수 있다. 몇몇의 경우에, 상기 스크린은 상기 스크린의 양측 위에 동시에 이미지를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 스크린은 우수한 이미지 선명도, 휘도, 큰 시야각 뿐만 아니라 내스크래치성을 제공한다.
광-확산 특성은 고니오포토메트리(goniophotometry)를 사용하여 각도 의존 투과를 분석함으로써 수득되었다. 상기 결과들로부터, 은폐력, 하프 게인 각도(half gain angle) 및 확산 계수 값들은 본원에 기재된 모든 샘플들에 대해 정량화되었다. 상기 은폐력 값은 수학식 1에 따라 평가된다.
Figure 112009054193049-PCT00001
위의 수학식 1에서,
H.P.는 은폐력이고,
T(2°)는 2°시야각에서의 투과 값이고,
T(0°)는 0°시야각에서의 투과 값이다.
게다가, 하프 게인 각도는 상기 시야각으로서 한정되며, 여기서 상기 투과 값의 크기는, 제공된 측정 과정에서 관찰되는 (일반적으로 0°시야각 근처에서 관 찰되는) 최대 투과 값에 대해, 50%까지 감소된다. 마지막으로, 확산 계수는 수학식 2를 사용하여 평가된다.
Figure 112009054193049-PCT00002
위의 수학식 2에서,
D.F.는 확산 계수가고,
T(20°), T(70°) 및 T(5°)는 각각 20°, 70° 및 5°시야각에서의 투과 값이다.
본 발명의 상기 다층 스크린은, 하나 이상의 외부 표면들의 위에, 코팅, 적층 및 동시-압출 방법과 같은 당해 기술분야에서 공지된 수단에 의해 추가될 수 있는 추가의 층들을 임의로 가질 수 있다. 상기 추가된 층들은, 상기 표면들의 위에 투사되거나 상기 재료들에 의해 보호되는 이미지들을 볼 때 (오버헤드 라이트, 주변 환경 조건들, 햇빛 등) 다른 광원들로부터 오는 반사들을 피하기 위해, 눈부심방지(non-glare), 반사방지 및/또는 흠 저항성(mar resistance) 표면을 포함할 수 있다.
이들 효과는 통상적으로 광택 재료들에서 관찰되며, 이를 극복하기 위해, 유리 및 아크릴 제조업자들은 모두 통상적으로 상기 재료의 외부 표면에 매우 미세한 패턴을 부여한다. 상기 패턴화된 표면은 광을 산란시킴으로써 거울면 반사들 또는 광택을 감소시키며, 상기 스크린, 디스플레이, 사진 액자, 간판, 등의 눈부심을 감소시킨다.
눈부심방지 가공을 달성하기 위해 상기 표면에 패턴을 부여하는 개념이 유리 및 아크릴 제조업자들 둘 다에 의해 공유되더라도, 달성하기 위한 접근법은 매우 어렵다. 통상적으로, 유리 제조업자들은 요구되는 텍스쳐(texture)를 달성하기 위해 침습성 산(aggressive acid)으로 유리의 표면을 식각한다. 반면, 눈부심방지 플라스틱 표면들을 위한 최첨단 제조는, 요구되는 표면 특성들을 부여하기 위한, 플라스틱 압출과 엠보싱 공정들의 조합들 또는 특정하게 설계된 중합체 조성물들의 직접 동시-압출을 포함한다.
상기 엠보싱 기술은 통상적으로 시트 압출 공정을 통한 플라스틱 눈부심방지 표면의 제조를 포함하며, 여기서, 용융된 중합체 압출물이 시트로 연마되고 냉각될 때, 상기 용융된 중합체 압출물에 눈부심방지 패턴을 부여하기 위해 엠보싱 롤이 사용된다. 상기 기술의 결점들에 대한 접근법 및 분석의 예가 미국 특허 제6,861,129 B2호에 교시되어 있다. 상기 동시-압출 기술은 눈부심방지 플라스틱 표면을 제조하기 위한 경제적인 접근법을 가능하게 한다. 이 경우, 동시-압출된 층들의 특정한 조성물이 전반적인 표면 특성들을 제어하며, 눈부심방지 및 흠 저항성 표면의 제조를 위한 직접적인 경로를 제공한다. 이는 또한 미국 특허 제6,861,129 B2호에 상세하게 교시되어 있다. 일반적으로, 상기 접근법은 눈부심방지 시트 제품의 더 용이한 제조를 허용하며, 여기서, 고광택 시트 제품으로부터 특수 눈부심방지 시트 제품으로 바꾸기 위해, 상기 라인을 정지시킬 필요가 없다. 또한, 각종 두께를 갖는 생성된 시트의 광택 특성들은 상기 엠보싱 기술을 사용하여 제조된 시트에 비해 훨씬 더 균일하다. 또한, 마지막으로, 일반적으로 하나의 공정 단계에 서 모두 압출된 시트 제품과 비교하면, 동시-압출을 통해 생성된 시트의 흠 저항성이 개선된다.
위에 설명된 모든 접근법들은 눈부심방지, 내스크래치성 또는 내마모성 및 흠 저항 특성들을 갖는 프로젝션 스크린, 텔레비전 및 컴퓨터 스크린, 디스플레이 및 사진 액자 및 간판과 같은 기타 어플리케이션의 제조를 위해 계속될 수 있다.
위에 언급된 특성들 이외에도, 본 발명의 상기 스크린은 또한 대전방지 특성들을 나타낼 수 있다. 예를 들어 미국 특허 6,525,134호에 교시된 바와 같이, 대부분의 플라스틱들의 표면에서 정전기 전하들의 형성 및 유지가 공지되어 있다. 보호 필름 위에 정전기가 존재하는 것은, 상기 보호되는 물체 위의 분진의 축적을 야기하고 그에 따라 이들 물체의 사용을 방해할 수 있다. 정전기는 상기 물체들의 표면에서의 분진의 축적을 야기시키며, 전체적인 투명도 및 일반적으로 상기 물체들의 광학 특성들을 바꾼다.
대전방지 중합체에 대한 통상의 접근법은, 특정 조건하에 중합체에 첨가되는, 술폰산염 또는 에톡시화 아민 타입의 이온 계면활성제와 같은 대전방지제들의 첨가를 포함한다. 그러나, 상기 접근법으로부터 유래되는 상기 중합체의 상기 대전방지 특성들은, 주변 습도에 좌우되며, 상기 방지제들이 상기 중합체의 표면으로 이동하여 사라지기 때문에 영구적이지 않다. 따라서, 폴리아미드 블럭 및 친수성 폴리에테르 블럭을 함유하는 중합체가 대전방지제로서 제안되어 왔으며, 상기 방지제들은 이동하지 않기 때문에 주변 습도에 더욱 독립적이며 영구적인 대전방지 특성들을 주는 이점을 갖는다.
특별한 예가 미국 특허 제6,525,134호에 교시되어 있으며, 여기서, 아크릴 중합체(A), 필수적으로 에틸렌 옥사이드(C2H4O) 단위들을 포함하는 폴리에테르 블럭들 및 폴리아미드 블럭들을 함유하는 공중합체(B), 및 아크릴 내충격성 개질제 및/또는 관능성 중합체로부터 선택된 중합체(C)를 포함하는 조성물의 사용을 통해, 상업적으로 입수 가능한 아크릴 수지에 영구적인 대전방지 성질이 제공된다. 상기 접근법은 단지 필수적으로 아크릴 중합체만으로 이루어진 아크릴 수지들에, 또는 아크릴 중합체 및 충격 개질제의 혼합물로 이루어지는 수지들에, 대전방지 특성들을 제공한다. 상기 접근법은, 미국 특허 제6,525,134호에 교시된 바와 같이, PMMA의 경우에 대해 투명성에 부정적인 영향을 끼치지 않고, 충격 거동, 특히 다축 충격 거동에 대한 추가의 개선사항들을 제공한다. 더구나, 눈부심방지 및 대전방지 특성 둘 다를 달성하기 위해 위에 설명된 상기 접근법들을 결합시키는 것 또한 가능하다. 이는 상기 동시-압출 또는 필름 적층 공정을 사용하여 달성될 수 있으며, 여기서, 하나 이상의 외부 층들은 미국 특허 제6,861,129 B2호에 교시된 상기 눈부심방지 접근법을 포함하며, 더구나, 이는 또한 미국 특허 6,525,134호에 교시된 활성 대전방지제로 이루어지게 된다. 따라서, 상기 표면 층(들)은 스크린에 눈부심방지, 흠 저항성 및 대전방지 특성들을 갖는 생성된 스크린을 제공한다.
본 발명의 상기 다층 스크린은 경질이거나 연질일 수 있다. 한 가지 양태에서, 상기 다층 스크린은 천정을 향해 위로 접어들일(말릴) 수 있으며, 스크린으로 사용하기 위해 내려질(풀릴) 수 있다.
본 발명의 다층 스크린은 평평한 위치에서 사용될 수 있거나, 평평하지 않은 형태에서 사용될 수 있다. 한 가지 양태에서, 상기 다층 스크린은 빌딩에 있는 지지 지주(support column)와 같은 임의의 형상의 지주의 둘레로 권취될 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 다층 스크린은 임의의 형상으로 열성형될 수 있다.
실시예 1: 입자 크기 효과
상기 확산 입자 크기의 영향을, 상이한 크기의 입자들을 사용하는 동시-압출에 의해 제조된 다층 구조들을 비교함으로써 분석하였다. 상기 결과들은 도 2에 제시되며, 여기서 아크릴 입자들(중량 평균 입자 크기: 7㎛, 굴절율: 1.46)이 포함되는 중간층을 함유하는 3층 적층물의 성능이, 상업적으로 입수 가능한 아크릴-스티렌 공중합체 입자(입자 크기: 60㎛, 굴절율: 1.516)에서 관찰되는 성능과 비교된다. 둘 다의 경우, 상기 중간층의 조성물은 (1.492의 굴절율을 갖는 폴리메틸메타크릴레이트/에틸 아크릴레이트 공중합체 중의 40% 입자들) 유사하며 뿐만 아니라 그 두께들(10 내지 15mil)도 유사하며 상기 확산 거동에 대한 상기 입자 크기의 영향의 명확한 이해를 허용한다.
고니오포토메트리에 의해 수득되는 확산 특성들의 계산은, 상기 입자 크기의 명확한 기여를 나타낸다. 이는 표 1에 보여진다.
샘플 평균 입자 크기 은폐력 확산 계수 하프-게인 각도 (°)
60㎛ 0.975 0.028 7.28
7㎛ 0.815 0.155 10.53
실시예 2
동일한 두께(15mil)의 확산층과 236mil의 전체 기판 두께를 각각 갖는, 2층 및 3층 구조들이, 에어 포켓들을 제거하기 위해 상기 층들 사이에 글리세롤을 첨가함으로써 제조되었다. 이 연구에서 사용되는 상기 글리세롤은 알드리히 케미칼 캄파니, 인코포레이티드(Aldrich Chemical Company, Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능하다(카탈로그 # 13,487-2, 화학 초록 서비스 등록 번호 56-81-5). 상기 제조업자는 본 발명자들의 시험에 사용된 동일한 샘플 랏으로부터 취한 샘플에 대해 1.473의 측정된 굴절율 값을 보고했다. 상기 3층 구조의 경우, 상기 기판층은 1.492의 굴절율을 갖는 폴리메틸 메타크릴레이트/에틸 아크릴레이트 공중합체(96/4)의 2개의 동일한(118mil) 층들이었다. 상기 공중합체의 용융 유속은 ASTM D 1238, 조건 230℃/3.8kg, 과정 A에 따라 측정될 때 약 2g/10분이다. 상기 확산 거동은 도 3에 보여진다. 3층으로 이루어진 재료가 더 양호한 광투과도를 제공하며, 상기 확산층의 표면 조도의 기여를 한정시킴으로써 양호한 확산 특성들을 유지하는 것이 보여진다. 이 거동은 다양한 확산층 두께(5 내지 20mil)에서 재현되었으며, 동일한 반응이 관찰되었다.
실시예 3
회색 3층 구조들(기판/확산층/기판)의 0.118" 및 0.236" 두께의 샘플들이, 상기 기판층들에 2개의 상이한 회색 색상들을 사용하여 제조되었다. 상기 확산층 수지의 배합은, ASTM D 1238, 조건 230℃/3.8kg, 과정 A에 따라 측정될 때 용융 유속이 약 8g/10분인 메틸 메타크릴레이트/에틸 아크릴레이트 공중합체 중의, 중량 평균 입자 크기 약 7㎛ 및 굴절률 약 1.46의 코어-쉘 아크릴계 개질제들[롬 앤드 하스 캄파니(Rohm and Haas Company)로부터 상업적으로 입수 가능한 EXL-5136] 40중량%를 함유하는 블렌드의 제조를 포함하였다. 통상의 수지의 예는 아르케마 인코포레이티드(Arkema Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능한 Plexiglas® V920이다. 상기 블렌드는, 상기 확산 입자들을 도입하기 위해 추가의 분말 피더를 사용하여, WP 트윈-스크류 블랜더에서 제조되었다. 상기 블렌드는 최종 동시-압출된 구조에 15mil 중간층을 도입하기 위해 사용되었다. 상기 회색 기판의 제조는, ASTM D 1238, 조건 230℃/3.8kg, 과정 A에 따라 측정될 때 용융 유속이 약 2g/10분인 MMA/EA 공중합체 중에서 상응하는 회색 색상 농축물의 건식-블렌드를 포함하였다. 통상의 수지의 예는 아르케마 인코포레이티드(Arkema Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능한 Plexiglas® V045이다. 상기 건식-블렌드는 상기 아크릴 공중합체 매트릭스 중에서 특정한 희석 비율(let down ratio)로 착색 농축물을 희석시킴으로써 제조되었으며, 상기 재료의 최종 두께에 대해 상기 비율을 최적화하였다. 상기 재료들의 동시-압출 공정이, 일반적인 아크릴 시트의 제조를 위해 일반적으로 사용되는 조건들과 유사한 조건들에서 수행된다. 조건들은, 예를 들어, 상기 최종 동시-압출된 구조에서 요구되는 15mil 중간층을 제조하기 위한 제2 압출기에서의 200rpm의 속도를 포함하였다. 상기 확산 특성들은, 고니오포토메트리에 의해 측정되어, 표 2에 보여진다.
동시-압출에 의해 제조된 다층 프로젝션 스크린 재료들의 확산 특성
샘플 타입 두께 은폐력 확산 계수 하프-게인 각도 (°)
Vision 28001 P97 일체식 0.118" 0.977 0.259 17.919
Vision 28001 DP97 일체식 0.118" 1.012 0.290 19.753
PS2514 다층 (동시-압출됨) 0.118" 0.9826 0.245 18.529
PS2514 다층 (동시-압출됨) 0.236" 1.0003 0.397 29.072
PS2094 다층 (동시-압출됨) 0.118" 0.9756 0.230 17.776
PS2094 다층 (동시-압출됨) 0.236" 1.0062 0.399 29.556
위에 언급된 바와 같이, 이들 특성은 현재 구입 가능한 상업적인 시스템들에서 관찰되는 특성들과 유사하며, 몇 가지 경우, 통상의 성능을 능가한다. 이는 매우 높은 은폐력을 유지하면서, 개선된 확산 계수(약 0.4) 및 하프-게인 각도(약 30°)를 보여주는 0.236" 동시-압출된 구조의 경우에 관찰될 수 있다. 상기 데이터는, 상업적으로 입수 가능한 비교용 일체식 시스템들과 비교된 바와 같이, 본 발명의 상기 동시-압출된 스크린들의 성능의 증가를 보여준다.
실시예 4: 프로젝션 성능
실시예 3의 재료의 프로젝션 성능이 각종 기술들에 의해 분석되었다. 이미지 화질 및 콘트라스트비가 개발된 샘플과 상업용 샘플 둘 다에 대해 평가되었다. ANSI 및 ISO 권고사항들을 따르는 콘트라스트비를 평가하기 위한 방법들이 본 발명자들의 연구실에서 설계되었다(온-오프 및 체커보드 시험들).
상기 체커보드 방법에서, 스크린의 표면 위에 흑색 및 백색 패턴을 투사하고 스크린의 상이한 위치들에서 어두운 영역과 조명되는 영역에 대한 특정 조도를 측정함으로써, 상기 재료가 시험된다. 이 시험은 상기 콘트라스트비, 이미지 화질 및 스크린 균일성에 대한 정보를 제공한다. 콘트라스트비는, 예를 들어, 상기 어두운 영역과 밝은 영역에서 수득되는 상기 조도의 통계학족 평균들의 비율로서 수득된다.
콘트라스트비의 일반적인 표현은 수학식 3과 같다.
Figure 112009054193049-PCT00003
위의 수학식 3에서,
W 및 B는 체커보드 시험 과정에서 백색 영역과 어두운 영역에서 관찰되는 조도 값들이다.
스크린에서의 백색 영역과 어두운 영역의 갯수는 각각 nW 및 nB에 의해 표시된다.
유사하게, 스크린 균일성 값들은 다음의 일반적인 식들을 사용하여 상기 체커보드 시험에 의해 수득될 수 있다.
상기 백색 영역들에 대해 수학식 4가 사용된다.
Figure 112009054193049-PCT00004
위의 수학식 4에서, 분자는 통상적으로 중앙부로부터 멀리 떨어져 측정되는, 상기 스크린의 외부 영역들에서 수득되는 평균 조도를 한정한다. 유사하게, 분모는 상기 스크린의 중앙부에서의 평균 조도를 한정한다. 위의 수학식 4에서, W는 상기 스크린의 상이한 영역들에서의 조도이며, nO 및 nC는 각각 상기 스크린의 외부 영역들 및 중앙부에서 취한 측정치를 한정한다. 유사하게, 어두운 영역들에 대해 수학식 5가 사용될 수 있다.
Figure 112009054193049-PCT00005
완전히 어두운 이미지가 투사된 후에 수득되는 스크린 표면의 조도에 대한 완전히 흰색의 이미지를 투사한 후에 관찰되는 스크린 표면의 조도의 비율을 측정함으로써, 유사한 정보가 수득된다. 이는, 콘트라스트비, 이미지 화질 및 스크린 균일성에 대한 정보를 제공하는 FULL ON-FULL OFF 시험을 한정한다.
추가로, 콘트라시트비는 수학식 6이다.
Figure 112009054193049-PCT00006
위의 수학식 6에서,
W 및 B는 각각, ON/OFF 시험에 설명된 바와 같이, 완전히 백색 및 완전히 어두운 이미지를 투사한 후에 스크린에서 관찰되는 조도 값들이다.
표 3은 상기 방법들에 따라 상기 시스템들에서 측정된 프로젝션 성능을 설명한다.
스크린 재료들의 프로젝션 성능.
샘플 콘트라스트비 스크린 균일성 평균
(W/B) ON/OFF (W/B) 체커보드 체커보드 (흑색) 체커보드 (백색)
PS2514 515.9 89.8 0.8669 0.8074
PS2514 516.4 71.5 0.8665 0.9124
PS2094 513.7 86.9 0.8754 0.9199
PS2094 510.9 59.6 0.9264 0.9217
표 3에 설명된 바와 같이, 본 발명의 상기 동시-압출된 구조들은 우수한 프로젝션 성능을 보여주며, 이전에 설명된 기술들에 의해 측정된 바와 같은 높은 값의 콘트라스트비를 나타낸다. 또한, 이미지 화질 및 휘도가 뛰어나다. 상기 체커보드 시험에 의해 수득된 바와 같은 스크린 균일성은 현재 구입 가능한 상업적 시스템들에서 관찰된 바와 유사한 값들을 나타내며, 이들 어플리케이션에 대한 적당한 성능을 제시한다.
실시예 5
동시-압출에 의해 제조된 스크린 재료의 성능을 결정하는데 있어서 중요한 인자는 제공된 샘플에서 관찰된 특성들의 균일성과 관련된다. 실시예 3의 재료들을 위해, 스크린 균일성이, 항상 매우 긍정적인 결과들을 나타내는 각종 기술들에 의해 정량화되었다. 스크린 균일성에 대한 상세한 분석은, 시트의 상이한 위치들에서의 거동의 분석을 통해 수행되었다. 이에 대해, 시트 표면의 9개의 상이한 영역들이 도 4의 도식에 따라 분석되었다.
스크린 균일성 결과들은 상기 시트 표면 전체에 걸쳐 균일한 성능을 나타낸다. 시트의 광확산 특성들의 분포에 관한 데이터가 표 4에 포함되어 있다. 표 4는 본 발명의 2개의 동시-압출된 스크린들의 특정한 성능의 하나의 예를 제공한다.
동시-압출에 의해 제조된 다층 프로젝션 스크린들의 확산 특성. PS2094의 스크린 균일성의 분석. (a)
샘플: PS 2094 0.118" 은폐력 확산 계수 하프-게인 각도
시트의 좌측 스트립
1 상부 0.979 0.249 19.063
2 중간부 0.980 0.229 17.883
3 하부 0.967 0.228 17.482
시트의 중앙부 스트립
4 상부 0.971 0.263 19.251
5 중간부 0.967 0.209 16.612
6 하부 0.983 0.218 17.518
시트의 우측 스트립
7 상부 0.994 0.239 18.094
8 중간부 0.959 0.212 16.407
9 하부 0.978 0.226 17.385
(b)
샘플: PS 2094 0.236" 은폐력 확산 계수 하프-게인 각도
시트의 좌측 스트립
1 상부 0.996 0.412 30.135
2 중간부 1.002 0.369 29.163
3 하부 1.006 0.412 30.291
시트의 중앙부 스트립
4 상부 1.010 0.427 31.671
5 중간부 0.996 0.398 29.304
6 하부 1.018 0.382 28.113
시트의 우측 스트립
7 상부 1.010 0.393 28.502
8 중간부 1.013 0.389 28.454
9 하부 1.007 0.409 29.962
표 4에 제시된 바와 같이, 특성들은 스크린 표면 전체에 걸쳐 균일하며, 이는 일반적으로 스크린의 매우 균일한 성능을 시사한다. 상기 결과들은 잘 한정된 다층 구조들이 동시-압출에 의해 제조될 수 있음을 제시한다.
실시예 6
실시예 5와 유사한 방식으로, 실시예 3의 시트들의 성능과 이들의 균일성이 광투과에 의해 분석되었다. 상기 결과들의 한 가지 예가 표 5에 설명된다. 확산 특성들의 경우에서와 같이, 투과 특성들은 상기 스크린 표면 전체에 걸쳐 균일하며, 스크린 어플리케이션에서 우수한 성능을 가지며 동시-압출에 의해 제조된 매우 균일하고 잘 한정된 다층 구조를 제시한다.
동시-압출에 의해 제조된 다층 프로젝션 스크린의 광투과. PS2514(0.236")의 스크린 균일성의 분석.
샘플: PS 2514 0.236" 투과율(%) (Y) 광 강도 피크 (임의 단위)
반사 투과
시트의 좌측 스트립
1 상부 7.477 64.487 313.2
2 중간부 7.432 66.895 413.3
3 하부 7.619 64.561 252.8
시트의 중앙부 스트립
4 상부 7.499 64.084 265.4
5 중간부 7.444 65.442 318.0
6 하부 7.597 63.827 257.0
시트의 우측 스트립
7 상부 7.379 63.92 284.1
8 중간부 7.314 65.724 383.3
9 하부 7.544 62.8 250.6

Claims (26)

  1. a) 40 내지 90중량%의 매트릭스 중합체(1) 및
    1 내지 100㎛의 평균 입자 크기를 갖는 10 내지 60중량%의 확산 입자들로서, 상기 입자들 중의 90중량%의 평균 입자 크기가 상기 중량 평균 입자 크기의 ±55% 이내인 확산 입자들(2)을 포함하는 확산층으로서,
    상기 확산 입자들의 굴절율과 상기 확산층 매트릭스의 굴절율이 0.02 이상 상이한 확산층; 및
    b) 상기 확산층의 각각의 면 위에 하나씩 존재하는, 적어도 2개의 기판층들을 포함하는, 다층 스크린.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다층 스크린이 1.5 내지 10mm의 두께를 갖는, 다층 스크린.
  3. 제1항에 있어서, 상기 확산층이 0.0254 내지 1.27mm의 두께를 갖는, 다층 스크린.
  4. 제3항에 있어서, 상기 확산층이 0.254 내지 0.508mm의 두께를 갖는, 다층 스크린.
  5. 제1항에 있어서, 상기 확산층 매트릭스가 아크릴 중합체 또는 공중합체인, 다층 스크린.
  6. 제1항에 있어서, 상기 확산 입자들이 1 내지 40㎛의 평균 입자 크기를 갖는, 다층 스크린.
  7. 제6항에 있어서, 상기 확산 입자들이 1 내지 25㎛의 평균 입자 크기를 갖는, 다층 스크린.
  8. 제7항에 있어서, 상기 확산 입자들이 5 내지 9㎛의 평균 입자 크기를 갖는, 다층 스크린.
  9. 제1항에 있어서, 상기 확산 입자들 중의 90중량%가 상기 평균 입자 크기의 ±40% 이내의 평균 입자 크기를 갖는, 다층 스크린.
  10. 제9항에 있어서, 상기 확산 입자들 중의 90중량%가 상기 평균 입자 크기의 ±20% 이내의 평균 입자 크기를 갖는, 다층 스크린.
  11. 제1항에 있어서, 상기 확산 입자들이 아크릴계 코어-쉘 입자들인, 다층 스크린.
  12. 제1항에 있어서, 상기 기판층들이 두께 및 조성이 동일하며, 대칭의 복합재 스크린을 제공하는, 다층 스크린.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기판층들이 비대칭인, 다층 스크린.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기판층들이 열가소성 중합체를 포함하는, 다층 스크린.
  15. 제1항에 있어서, 상기 스크린이 3개 이상의 층들로 이루어지는, 다층 스크린.
  16. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 기판층이 아크릴 공중합체인, 다층 스크린.
  17. 제1항에 있어서, 상기 확산층의 관측자 측에 있는 적어도 하나의 기판층이 착색되는, 다층 스크린.
  18. 제1항에 있어서, 내마모층, 대전방지층, 눈부심방지층, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 외부 층들을 추가로 포함하는, 다층 스크린.
  19. 제1항에 있어서, 상기 스크린이 동시-압출 또는 적층에 의해 형성되는, 다층 스크린.
  20. 제1항에 있어서, 상기 기판층들의 굴절율이 상기 확산층 매트릭스 중합체의 굴절율의 0.19 이내인, 다층 스크린.
  21. 제1항에 있어서, 전면 프로젝션, 배면 프로젝션, 또는 전면 프로젝션과 배면 프로젝션 둘 다의 조합에 유용한 디스플레이를 포함하는, 다층 스크린.
  22. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 기판층들 및/또는 상기 확산층에 내충격성 개질제를 추가로 포함하는, 다층 스크린.
  23. 제1항에 있어서, 아크릴 매트릭스와 용융 혼합된 약 1 내지 60㎛의 평균 입자 크기를 갖는 입자들을 0.1 내지 18%의 부하량으로 포함하는 하나 이상의 외부 층들을 추가로 포함하며, 여기서, 상기 입자들 중의 90%가 70㎛ 미만이고, ASTM D 542에 따라 측정되는 경우 상기 입자 및 매트릭스가 0.020 유니트 이내의 굴절율을 갖는, 다층 스크린.
  24. 제1항에 있어서, 눈부심방지, 대전방지, 내스크래치성 또는 내마모성, 반사방지 및 흠-저항성(mar-resistance)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상 의 특성들을 제공하는 하나 이상의 층들을 추가로 포함하는, 다층 스크린.
  25. 확산층 및 상기 확산층의 양쪽 면 위의 적어도 하나의 기판층을 포함하는, 적어도 3개의 열가소성 층들을 포함하는 다층 스크린으로서,
    모든 기판층들이 투명하고 착색되지 않으며, 236mil(두께) 3층 스크린 위에서 고니오포토메트리(goniophotometry)에 의해 측정하는 경우 상기 스크린이 0.03을 초과하는 확산 계수와 7.3°를 초과하는 하프-게인 각도(half-gain angle)를 갖는, 다층 스크린.
  26. 확산층 및 상기 확산층의 양쪽 면 위의 적어도 하나의 기판층을 포함하는, 적어도 3개의 열가소성 층들을 포함하는 다층 스크린으로서,
    적어도 하나의 기판층이 착색되며, 236mil(두께) 3층 스크린 위에서 고니오포토메트리에 의해 측정하는 경우 상기 스크린이 0.1을 초과하는 확산 계수와 10°를 초과하는 하프-게인 각도를 갖는, 다층 스크린.
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