KR20140054286A - 발포 시트 및 이것을 이용한 광반사판 및 백라이트 패널 - Google Patents

발포 시트 및 이것을 이용한 광반사판 및 백라이트 패널 Download PDF

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KR20140054286A
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Abstract

열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 적어도 2층 구조의 발포 시트로서,
상기 발포 시트는 적어도 1층의 발포층과 적어도 1층의 비발포층을 가지고, 또한 비발포층의 적어도 1층은 상기 발포 시트의 표층을 구성하고,
비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하고 100질량부 이하로 함유하는 것이고,
표층을 구성하는 비발포층의 적어도 1층의 노출면에는, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상인 요철이 형성되어 있는, 발포 시트.

Description

발포 시트 및 이것을 이용한 광반사판 및 백라이트 패널{FOAMED SHEET, AND LIGHT REFLECTOR AND BACKLIGHT PANEL BOTH FORMED USING SAME }
본 발명은, 발포(發泡) 시트, 및 이것을 이용한 광반사판 및 백라이트(back light) 패널에 관한 것이다.
액정표시장치 등에 있어서는, 액정층의 배면(背面)측으로부터 빛을 비추는 백라이트 패널이 이용된다. 이 백라이트 패널로서는, 광원의 수를 줄일 수 있어, 에너지 절약에 유리한 에지 라이트(edge light) 방식의 채용이 증가하고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 에지 라이트식 백라이트 패널(30)에서는, 도광판(導光板)(31)에 인접하여 광반사판(32)이 설치된다. 이 광반사판에 의해서, 광원(34)으로부터 도광판 내로 유도되어 광반사판측에 누설된 빛이 액정층 측에 되돌아가기 때문에, 광원(34)으로부터의 출사광을 액정층 측에 효율적으로 출사(出射)시키는 것이 가능하게 되어, 액정표시장치의 휘도(輝度)를 보다 높일 수 있다.
에지 라이트 방식의 백라이트 패널(30)에서는, 광반사판(32)과 도광판(31)과의 사이에는, 통상, 소정의 간격으로 빈틈(35)이 형성된다. 이것은, 광반사판과 도광판이 밀착되어 있으면, 화이트 스팟(white spot)이라 불리는 부분적으로 밝은 부분이 발생하여, 휘도에 편차가 생길 우려가 있기 때문이다. 보다 구체적으로 설명하면, 광반사판과 도광판이 밀착되어 있으면, 예를 들면, 도광판 등이 열 등으로 부분적으로 변형되었을 때에, 상기 부위가 다른 부위에 대해서 광반사판에 강하게 내리눌러져, 상기 부위의 휘도에 변화가 생겨, 화이트 스팟 등의 발생 요인이 될 수 있다.
도광판과 광반사판의 사이에 공극을 형성하는 방법으로서, 가교 아크릴 비즈 등을 바인더에 혼합한 것을 광반사판의 표면에 도포하는 방법(특허문헌 1)이나, 광반사판의 표면에 직접 요철을 형성하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 2∼5).
일본 공개특허공보 2005-25183호 일본 공개특허공보 2003-121616호 일본 공개특허공보 2003-270415호 국제 공개 WO2007/142260호 팜플렛 일본 공개특허공보 2001-266629호
그러나, 특허문헌 1과 같이, 비즈에 의해서 광반사판과 도광판과의 빈틈을 유지하는 방법에서는, 비즈를 균일하게 분산시켜 도포할 필요가 있다. 이 때문에, 별도의 비즈를 사용할 필요가 있어, 재료비가 증가하는 것과 함께, 도포 공정을 필요로 하기 때문에 제조 효율도 떨어진다.
또한, 특허문헌 2∼4에 기재되는 바와 같이, 광반사판으로서 발포 시트를 이용하는 방법도 보급되고 있지만, 특허문헌 2∼4에 기재된 광확산 반사 시트, 광반사 시트 내지 발포체의 제조에서는, 시트를 발포시킨 후에 그 표면에 요철을 형성시키기 때문에, 요철 형성의 정밀한 제어가 곤란하고, 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용한 경우에는, 화이트 스팟 발생 방지성(화이트 스팟 내성)은 아직도 충분하다고는 말할 수 없었다.
본 발명은, 표면에 특정의 요철이 정밀도 좋게 형성된 발포 시트로서, 백라이트 패널의 광반사판으로서 뛰어난 성능을 나타내는 발포 시트를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 특정한 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 다층 구조의 수지 시트를 이용하면, 이 수지 시트 표면에 원하는 요철을 형성시킨 후에 상기 수지 시트에 불활성 가스를 함침시켜 발포시켜도, 얻어지는 발포 시트의 표면에는 당초의 요철 형상이 유지되는 것을 알아내었다. 또한, 상기 발포 시트를 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하면, 화이트 스팟의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알아내었다. 본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 완성되기에 이른 것이다.
즉, 본 발명의 요지는 이하와 같다.
＜1＞ 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 적어도 2층 구조의 발포 시트로서,
상기 발포 시트는 적어도 1층의 발포층과 적어도 1층의 비발포층을 가지고, 또한 비발포층의 적어도 1층은 상기 발포 시트의 표층을 구성하고,
비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하며 100질량부 이하로 함유하는 것이고,
표층을 구성하는 비발포층의 적어도 1층의 노출면에는, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상의 요철이 형성되어 있는, 발포 시트.
＜2＞ 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 3층 구조의 발포 시트로서,
상기 발포 시트는, 발포층을 사이에 두고 서로 대향하는 2개의 비발포층을 가지고,
상기 비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하며 100질량부 이하로 함유하고,
적어도 한쪽의 비발포층의 노출면에는, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상의 요철이 형성되어 있는, ＜1＞에 기재된 발포 시트.
＜3＞ 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)가 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는, ＜1＞ 또는 ＜2＞에 기재된 발포 시트.
＜4＞ 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)가 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는, ＜1＞∼＜3＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트.
＜5＞ 비중이 0.2∼0.7인, ＜1＞∼＜4＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트.
＜6＞ 두께가 0.25∼1.0㎜인, ＜1＞∼＜5＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트.
＜7＞ 발포층이 가지는 기포의 평균지름이 0.1∼10.0㎛인, ＜1＞∼＜6＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트.
＜8＞ ＜1＞∼＜7＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트로 이루어지는 광반사판.
＜9＞ ＜8＞에 기재된 광반사판과, 상기 반사판의 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상인 요철면에 설치된 도광판과, 상기 도광판의 측면에 설치된 광원을 구비하는 백라이트 패널로서,
상기 광반사판 표면의 상기 요철에 의해서, 상기 광반사판과 상기 도광판과의 사이에 상기 요부(凹部)에 의한 빈틈이 형성되어 있는, 백라이트 패널.
＜10＞ 하기 공정 (a)∼(c)를 포함한, ＜1＞∼＜7＞중의 어느 하나에 기재된 발포 시트의 제조 방법:
(a) 발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)과, 비발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)으로 이루어지고, 또한, 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층이 표층을 구성해서 이루어지는 적어도 2층 구조의 수지 시트에, 엠보스 가공을 실시하고, 상기 수지 시트의 표층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층의 노출면에 요철을 형성시키는 공정,
(b) 엠보스 가공을 실시한 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키는 공정, 및
(c) 불활성 가스를 함침시킨 수지 시트를 가열하고, 상기 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)를 발포시키는 공정.
＜11＞ 공정 (c)에 있어서, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)가 발포되지 않는, ＜10＞에 기재된 제조 방법.
본 명세서에 있어서 '열가소성 폴리에스테르 수지'라고 하는 용어는, 1종류의 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 수지 외, 2종 이상의 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 블랜딩 수지도 포함하는 의미로 이용한다.
본 명세서에 있어서, 어느 원료, 부재 내지 구성이 '열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어진다' 또는 '열가소성 폴리에스테르 수지로 형성된다'란, 상기 원료, 부재 내지 구성이, 열가소성 폴리에스테르 수지만에 의해서 구성되어 있는 형태 외, 열가소성 폴리에스테르 수지에 여러 가지의 첨가제가 배합된 조성물에 의해 구성되어 있는 형태도 포함하는 의미로 이용한다.
구체적으로는, 어느 원료, 부재 내지 구성의 80∼100질량부가 열가소성 폴리에스테르 수지로 구성되어 있는 형태는 '열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는' 또는 '열가소성 폴리에스테르 수지로 형성된' 형태이다. 또한, '열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는'또는 '열가소성 폴리에스테르 수지로 형성된'이란, 바람직하게는 90∼100질량부. 보다 바람직하게는 95∼100질량부가 열가소성 폴리에스테르 수지로 구성된 형태이다. 이것은, 열가소성 폴리에스테르 수지가 구체적인 수지명으로 특정되어 있는 경우도 마찬가지이다.
본 명세서에 있어서 '표층'이란, 시트의 최외층을 의미한다. 한편, 시트가 2층 구조이면, 어느 층이나 표층이 된다.
본 발명의 발포 시트는, 그 표면의 요철 형상이 보다 정밀하게 제어된, 열가소성 폴리에스테르 수지성의 발포 시트이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적절히 첨부된 도면을 참조하여, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 발포 시트의 한 형태의 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 발포 시트의 제조에 이용하는 수지 시트의 한 형태의 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 백라이트 패널의 한 형태를 나타내는 모식도이다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 발포 시트의 실시형태를 상세하게 설명하지만, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 발포 시트의 바람직한 일실시형태를 도 1에 모식적으로 나타낸다. 도 1에 기재된 발포 시트(10)는, 발포층(11)과, 상기 발포층의 양면에 비발포층(12)을 구비한 구조를 가진다.
상기 발포층(11)과 상기 비발포층(12)은 모두 열가소성 폴리에스테르 수지로 형성되지만, 각 비발포층(12,12)은 각각, 상기 발포층(11)을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지를, 각 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하고 100질량부 이하로 함유한다. 또한, 본 발명의 발포 시트의 적어도 한쪽의 면은 특정한 요철 형상을 가진다.
또한, 본 발명의 발포 시트는, 발포층과 비발포층으로 이루어지는 2층 구조이더라도 좋다. 즉, 도 1의 형태에 있어서, 요철을 가지지 않는 비발포층이 존재하지 않는 형태도, 본 발명의 발포 시트에 포함된다.
또한, 본 발명의 발포 시트는 4층 이상의 구조이더라도 좋다. 즉, 도 1의 형태에 있어서, 요철을 가지지 않는 비발포층에 발포층이 더 형성되어 있는 형태나, 상기 발포층에 비발포층이 더 형성되어 있는 형태도 또한, 본 발명의 발포 시트에 포함된다.
[발포층]
본 발명의 발포 시트의 발포층은, 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 상기 열가소성 폴리에스테르 수지에 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 또는 이들의 블랜딩 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 적합하게 이용할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지를 '열가소성 폴리에스테르 수지 (A)'로서 특정하는 경우가 있다. 본 발명의 발포 시트가 복수의 발포층을 가지는 경우에는, 모든 발포층은 동일 조성인 것이 바람직하다.
또한, 발포층은, 첨가제로서 기포핵제(氣泡核劑)가 첨가된 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 기포핵제가 첨가됨으로써, 열가소성 수지중에 기포핵을 보다 많이 생성할 수 있다. 이것에 의해, 후술하는 발포 공정에서, 생성된 기포가 서로의 기포의 성장을 서로 저해하기 때문에, 보다 미세한 기포를 가지는 발포층을 형성시키는 것이 가능하게 된다. 상기 기포핵제에 특별히 제한은 없지만, 폴리에스테르계 엘라스토머를 적합하게 이용할 수 있다. 기포핵제는, 열가소성 수지 100질량부에 대해서 0.1∼10질량부 배합되어 있는 것이 바람직하다.
발포층은, 상기 열가소성 수지, 기포핵제 외, 결정화 핵제, 결정화 촉진제, 산화방지제, 대전방지제, 자외선방지제, 광안정제, 형광상백제, 안료, 염료, 상용화제(相溶化劑), 활재(滑材), 강화제, 난연제, 가교제, 가교조제(架橋助劑), 가소제(可塑劑), 증점제(增粘劑), 감점제(減粘劑) 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.
본 발명의 발포 시트가 구비하는 발포층은 기포를 가진다. 발포체의 광반사율의 관점으로부터, 상기 기포의 평균지름(평균 기포지름)은 0.1㎛ 이상 10.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 7.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.0㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 3.0㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 2.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 평균 기포지름은, 통상에는 0.5㎛ 이상이고, 1.0㎛ 이상이더라도 좋다.
[비발포층]
본 발명의 발포 시트의 비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지(이하, 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)라고도 한다.)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서(상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부중), 50질량부를 초과하고 100질량부 이하로 함유한다. 비발포층 100질량부중의 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)의 함유량은, 60∼100질량부인 것이 바람직하고, 70∼100질량부인 것이 더 바람직하며 75∼100질량부인 것이 더 바람직하고, 80∼100질량부인 것이 보다 바람직하다.
비발포층에 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서 50질량부 초과로 함유시킴으로써, 비발포층중에서 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를 바다, 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)를 섬으로 하는 상(相) 구조를 형성할 수 있다. 이와 같이, 상구조를 제어하고, 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를 바다로 함으로써, 후술하는 것과 같은 한 번의 발포 공정에서, 발포층과 비발포층을 동시에 형성시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 이러한 상구조로 함으로써, 발포 전에 형성한 시트 표면의 요철을 발포 후에도 충분히 유지하는 것이 가능해진다.
상기의 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)의 적합한 예로서는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등, 또는 이들의 블랜딩 수지를 들 수 있고, 그 중에서도 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 본 발명의 발포 시트가 복수의 비발포층을 가지는 경우에는, 모든 비발포층은 동일 조성인 것이 바람직하다.
본 발명의 발포 시트의 비발포층은, 상기 열가소성 폴리에스테르 수지 외, 결정화 핵제, 결정화 촉진제, 산화방지제, 대전방지제, 자외선방지제, 광안정제, 형광상백제, 안료, 염료, 상용화제, 활재, 강화제, 난연제, 가교제, 가교조제, 가소제, 증점제, 감점제 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.
본 발명의 발포 시트에 있어서, 표층을 구성하는 비발포층 중 적어도 1층의 노출면에는 특정한 요철이 형성되어 있다. 즉, 본 발명의 발포 시트의 적어도 한쪽의 표면에는 비발포층의 표면이 노출되어 있고, 상기 노출면(비발포층의 노출면이 시트 양면인 경우는 상기 양면의 적어도 한쪽)에는 특정한 요철이 형성되어 있다.
상기 요철면은, 그 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상이다. 이 Ra가 너무 작으면, 예를 들면, 발포 시트를 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용한 경우에, 도광판과의 사이에 충분한 빈틈을 형성할 수 없게 될 우려가 있다. 상기 Ra는 3.8㎛ 이상인 것이 바람직하고, 4.0㎛ 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 Ra는, 발포 후의 시트의 평활성의 점으로부터, 15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 발포 시트에는, 그 양면에 요철이 형성되어, 그 한쪽의 면의 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상이고, 다른쪽의 면의 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이하인 시트도 포함된다.
본 발명의 발포 시트에 있어서, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상의 비발포층 표면은, 요철의 평균 간격 RSm가 300∼700㎛인 것이 바람직하고, 400∼600㎛인 것이 보다 바람직하다. 이러한 규칙적인 요철 간격을 구비함으로써, 발포 시트 전체의 성능이 보다 균질하게 된다. 따라서, 예를 들면, 상기 발포 시트를 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용했을 때에는, 표시되는 화상의 휘도가 보다 균일하게 된다.
비발포층은, 상기 열가소성 수지 외, 결정화 핵제, 결정화 촉진제, 산화방지제, 대전방지제, 자외선방지제, 광안정제, 형광상백제, 안료, 염료, 상용화제, 활재, 강화제, 난연제, 가교제, 가교조제, 가소제, 증점제, 감점제 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.
[발포 시트의 제조]
본 발명의 발포 시트의 제조 방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 발포 시트가 3층 구조인 경우를 예로 들어, 그 제조법의 일례를 이하에 설명한다.
우선, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층(21)과, 그 양면에 형성된 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층(22,22)으로 이루어지는 3층 구조의 수지 시트(20)를 조제한다. 상기 수지 시트(20)는 일체 성형에 의해 조제할 수 있다. 상기 수지 시트(20)는, 바람직하게는 공압출(共壓出)에 의한 일체 성형에 의해 조제된다. 한편, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층은, 상술한 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지고, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층은, 상술한 비발포층을 구성하는 열가소성 수지로 이루어진다.
계속하여 도 2b에 나타내는 바와 같이, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층에 다수의 요부(凹部)(23)와 철부(凸部)(24)를 형성시킨다. 상기 요철의 형성에는, 예를 들면, 수지 시트를, 형성시키고 싶은 원하는 볼록 형상에 대응하는 오목부를 가지는 한 쌍의 엠보스 롤의 사이에 통과시켜, 상기 롤에 의해서 수지 시트(20)의 표면에 요철을 형성할 수 있다. 즉, 수지 시트에 엠보스 가공을 실시함으로써, 수지 시트 표면에 요철을 형성시킬 수 있다. 한편, 도 2b에서는, 비발포층을 형성하기 위한 2개의 열가소성 폴리에스테르 수지층 중, 1개의 표면에 요철이 형성되어 있는 것을 나타내지만, 목적에 따라서, 비발포층을 형성하기 위한 2개의 열가소성 폴리에스테르 수지층의 쌍방의 표면에 요철을 형성시켜도 좋다.
요철이 형성되는 상기 수지 시트는, 불활성 가스의 침투 내지 발포 공정을 실시하기 전의 시트이므로, 엠보스 가공을 실시해도 시트의 내부의 변형이 보다 적어, 원하는 요철을 정밀도 좋게 형성시킬 수 있다.
계속하여, 요철을 형성시킨 수지 시트에 불활성 가스를 함침시킨다. 요철을 형성시킨 수지 시트와 세퍼레이터를 겹쳐 감는 것에 의해 롤을 형성하고, 이 롤을 가압 불활성 가스 분위기중에서 유지하여 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키는 것이 바람직하다. 상기 세퍼레이터는, 불활성 가스나 필요에 따라서 이용되는 유기용제가 자유롭게 출입하는 공극을 가지고, 또한 그 자신에게로의 불활성 가스의 침투를 무시할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 좋다. 세퍼레이터의 적합한 예를 나타내면, 수지성 부직포나 금속제의 망을 들 수 있다.
한편, 수지 시트는 무연신(無延伸) 상태로 불활성 가스를 함침시키는 것이 바람직하다. 연신시켜 버리면, 가스가 시트내에 충분히 침투하지 않게 될 우려가 있다.
롤을 형성한 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키기 전에, 수지 시트에 유기용제를 함유시켜도 좋다. 수지 시트에 유기용제를 함유시키면, 열가소성 수지 시트의 결정화도를 향상시킬 수 있어, 시트의 강성(剛性)이 향상되어 시트 표면에 세퍼레이터의 흔적이 잔존하기 어려워진다. 또한, 불활성 가스의 침투 시간을 단축시키는 효과도 기대할 수 있다.
상기 유기용제로서는, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 포름산에틸, 아세톤, 초산, 디옥산, m-크레졸, 아닐린, 아크릴로니트릴, 프탈산디메틸, 니트로에탄, 니트로메탄, 벤질알코올을 들 수 있다. 그 중에서도 아세톤이 적합하게 이용된다.
상기 불활성 가스로서는, 헬륨, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등을 들 수 있다. 그 중에서도 이산화탄소는, 열가소성 수지중에 다량으로 함유시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 불활성 가스의 침투압력은 바람직하게는 30∼70kg/㎠, 보다 바람직하게는 50∼70kg/㎠이다. 또한, 불활성 가스의 침투 시간은 통상으로는 1시간 이상이며, 포화 상태가 될 때까지 불활성 가스를 침투시키는 것이 바람직하다.
계속하여, 불활성 가스를 함침시킨 수지 시트를 발포시킨다. 이 발포 공정에서는, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층이 발포되고, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층은 발포되지 않는 조건하에서 행한다. 구체적으로는, 롤로부터 세퍼레이터를 제거하고, 수지 시트를, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지의 연화점 이상의 온도로 가열함으로써, 발포층을 형성시킬 수 있다. 이 가열은, 발포층의 융점보다 낮은 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 발포층이 폴리에틸렌테레프탈레이트이면, 발포를 위한 가열 온도는, 통상으로는 발포층의 열가소성 폴리에스테르형 수지의 유리 전이 온도 이상 융점 이하의 온도에서 행하여진다.
얻을 수 있는 발포체의 부피 비중은, 가스 침투시의 고압력 용기로부터 시트를 꺼낸 후, 발포시킬 때까지의 시간을 조절함으로써, 적절히 조절할 수 있다.
발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층을 발포시키고, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층을 발포시키지 않도록 하기 위해서는 여러 가지의 방법을 생각할 수 있다. 예를 들면, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층에 기포화 핵제를 첨가하거나, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층에 결정화 핵제, 결정화 촉진제를 첨가해 두는 것에 의해서도, 각 수지층의 발포성을 어느 정도 제어할 수 있다. 또한, 각 층의 형성에 이용하는 폴리에스테르 수지로서 특정한 종류의 수지를 채용하는 것에 의해, 보다 엄밀하게 발포성을 제어하는 것이 가능하게 된다. 이러한 열가소성 폴리에스테르 수지로서 적합한 수지는 상술한 바와 같다.
또한, 발포 시트의 구성이 2층 구조, 또는 4층 이상의 구성인 경우에도, 상기의 제법예에 준하여 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 발포 시트의 제조 방법은, 하기 공정 (a)∼(c)를 포함하는 것이 바람직하다:
(a) 발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)과, 비발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층으로 이루어지고, 또한, 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층이 표층을 구성하는 적어도 2층 구조의 수지 시트에, 엠보스 가공을 실시하고, 상기 수지 시트의 표층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층의 노출면에 요철을 형성시키는 공정,
(b) 엠보스 가공을 실시한 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키는 공정, 및
(c) 불활성 가스를 함침시킨 수지 시트를 가열하고, 상기 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)를 발포시키는 공정.
또한, 본 발명의 발포 시트가 도 1에 나타내는 3층 구조인 경우에는, 상기 발포 시트의 제조 방법은 하기 공정 (d)∼(f)를 포함하는 것이 바람직하다.
(d) 발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층과, 그 양측에 형성된 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층으로 이루어지는 3층 구조의 수지 시트에 엠보스 가공을 실시하고, 상기 수지 시트의 표면에 요철을 형성시키는 공정,
(e) 엠보스 가공을 실시한 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키는 공정, 및
(f) 불활성 가스를 함침시킨 수지 시트를 가열하고, 발포층을 형성하기 위한 열가소성 수지층을 발포시키는 공정.
본 발명의 발포 시트는, 그 비중이 0.2∼0.7인 것이 바람직하고, 0.25∼0.6인 것이 보다 바람직하다. 또한, 그 비중을 0.5 이하로 해도 좋다. 이러한 비중이면, 통상은, 기포가 미세하고 그 분포도 균일하다. 또한, 본 발명의 발포 시트의 두께는, 강성 및 제조 효율의 양립의 관점으로부터, 0.25∼1.0㎜인 것이 바람직하고, 0.3∼0.8㎜인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 두께를 0.6㎜ 이하, 또 0.5㎜ 이하로 할 수도 있다.
본 발명의 발포 시트의 용도는 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들면, 광반사판, 특히 백라이트 패널용 광반사판으로서 적합하게 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 액정표시장치 등의 백라이트 패널에 이용하는 광반사판으로서 적합하다. 본 발명의 발포 시트는, 특정한 요철이 형성되어 있기 때문에, 특히 에지 라이트형 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용한 경우에, 도광판과 광반사판과의 경계면에 특정한 간격으로 적당한 빈틈이 형성되어, 이것에 의해, 도광판의 변형 등에 의해서 도광판이 광반사판에 내리눌러져도 요철의 존재에 의해서 충분한 빈틈을 유지할 수 있다. 그 결과, 화이트 스팟의 형성이 억제되어, 균일한 휘도의 백라이트 패널이 실현된다.
상기 제조 방법에 의해 얻을 수 있는 발포 시트의 광반사율은 98% 이상인 것이 바람직하다. 광반사율은, 분광 광도계(히타치하이테크사 제조 U-4100)를 이용하여, 분광 슬릿 4㎚의 조건으로, 광선 파장 550㎚에 있어서의 분광 전(全)반사율을 측정함으로써 실시할 수 있다. 그 때, 레퍼런스로서는 산화알루미늄 백색 판(210-0740: 히타치하이테크필딩사 제조)을 사용하고, 측정치는 레퍼런스에 대한 상대치로 한다.
본 발명의 발포 시트에는, 상술한 각종의 첨가제 등을 함유하는 도료가 코팅되어 있어도 좋고, 이러한 발포 시트도 본 발명의 발포 시트에 포함된다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
(측정·평가방법)
(1) 시트두께
발포 시트의 4각(角) 및 4변(邊)의 중심에 있어서의 철부(凸部)의 두께를 마이크로미터에 의해 측정하여, 합계 8점의 평균치를 시트두께로 하였다.
(2) 평균 기포지름
ASTMD3576-77에 준하여 구하였다. 발포 시트의 종단면에 대해서 SEM 사진을 촬영하고, 상기 SEM 사진상에서, 발포 시트의 각 층의 적층 방향에 대해서 수평 방향 및 수직 방향으로 직선을 그어, 직선이 가로지르는 독립 기포의 현(弦)의 길이의 평균 t를 구하였다. 사진의 배율을 M으로 하고, 하기 식에 대입하여 평균 기포지름 d를 구하였다(d=t/(0.616×M))
(3) 비중
JISK 7112의 A법(수중 치환법)에 의해 측정된 발포 시트의 비중(ρf)을 산출하였다.
(4) 산술 평균 거칠기 Ra
JIS B0601(2001)에 기초하여 평가하였다.
(5) 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm
JIS B0601(2001)에 기초하여 측정하였다.
(6) 화이트 스팟 내성
시판된 에지 라이트형 액정 모니터의 백라이트 패널에, 평가를 행하는 발포 시트를 광반사판으로서 조립해 넣고, 그 후, 백라이트 패널을 원래와 같이 다시 조립하였다. 계속하여, 백라이트 패널의 표면으로부터 40N의 하중으로 압축하여, 화이트 스팟의 유무를 조사하였다. 화이트 스팟이 발생되지 않으면 합격, 발생되어 있으면 불합격이라고 판단하였다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 형상의 발포 시트(10)를 다음과 같이 하여 작성하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(그레이드: RT553C, 니혼유니페트 제조, ρs=1.34) 100질량부에, 폴리에스테르계 엘라스토머(그레이드: 프리머로이 B1942N, 미쓰비시가가쿠 제조) 2질량부를 첨가하여 혼련한 것을, 발포층을 형성시키기 위한 중간층으로 하고, 그 양면에 폴리부틸렌테레프탈레이트(그레이드: 노바듀란 5026, 미쓰비시 엔지니어링플라스틱 제조, ρs=1.31)로 이루어지는 표층을 가지는 3층 구조의 수지 시트(20)를 제작하였다. 이 수지 시트의 한쪽의 면에 엠보스 가공을 실시하여 요철을 형성시키고, 계속하여 올레핀계 부직포의 세퍼레이터를 겹쳐 감아, 롤 형상으로 하였다. 이 수지 시트의 상기 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바, 6.1㎛였다. 또한, 상기 요철면의 RSm은 320㎛였다.
그 후, 상기 롤을 압력 용기에 넣고, 탄산가스로 6MPa로 가압하여, 수지 시트에 탄산가스를 침투시켰다. 침투시간은 72시간으로 하였다. 침투 완료 후, 압력 용기로부터 롤을 꺼내, 세퍼레이터를 제거하면서 수지 시트만을 수지 시트의 중간층을 구성하는 수지의 연화점 이상 융점 이하의 온도로 설정한 열풍로에 공급하여 발포시켰다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.75㎜, 비중은 0.54, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바, 4.0㎛이고, RSm은 406㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 도 3에 나타내는 백라이트 패널(30)의 광반사판(32)으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 평가한 바 합격이었다.
(실시예 2)
실시예 1의 표층의 조성을 폴리에틸렌테레프탈레이트 20질량부에 대해서 폴리부틸렌테레프탈레이트를 80질량부로 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 시트를 제작하였다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.76㎜, 비중은 0.55, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바 4.7㎛이고, RSm은 450㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 상기와 마찬가지로 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 평가한 바 합격이었다.
(실시예 3)
실시예 1의 표층의 조성을 폴리에틸렌테레프탈레이트 35질량부에 대해서 폴리부틸렌테레프탈레이트를 65질량부로 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 시트를 제작하였다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.76㎜, 비중은 0.55, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바 4.2㎛이고, RSm은 500㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 상기와 마찬가지로 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 평가한 바 합격이었다.
(비교예 1)
실시예 1의 표층의 조성을 폴리에틸렌테레프탈레이트(그레이드: RT553C, 니혼유니페트 제조, ρs=1.34) 50질량부에 대해서 폴리부틸렌테레프탈레이트를 50질량부로 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 시트를 제작하였다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.75㎜, 비중은 0.54, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바 3.1㎛이고, RSm은 750㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 상기와 마찬가지로 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 평가한 바 불합격이었다.
(비교예 2)
실시예 1의 표층의 조성을 폴리에틸렌테레프탈레이트(그레이드: RT553C, 니혼유니페트 제조, ρs=1.34) 60질량부에 대해서 폴리부틸렌테레프탈레이트를 40질량부로 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 시트를 제작하였다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.75㎜, 비중은 0.51, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바 2.9㎛ 이며, RSm은 780㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 상기와 마찬가지로 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 평가한 바 불합격이었다.
(비교예 3)
실시예 1의 표층의 조성을 폴리에틸렌테레프탈레이트(그레이드: RT553C, 니혼유니페트 제조, ρs=1.34) 100질량부로 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 발포 시트를 제작하였다. 얻어진 발포 시트의 두께는 0.75㎜, 비중은 0.37, 평균 기포지름은 1.0㎛였다. 이 발포 시트의 요철면의 산술 평균 거칠기 Ra를 측정한 바 2.4㎛이고, RSm은 820㎛였다. 또한, 상기 발포 시트의 광반사율은 98% 이상이었다.
또한, 얻어진 발포 시트를 상기와 마찬가지로 백라이트 패널의 광반사판으로서 이용하여 화이트 스팟 내성을 측정한 바 불합격이었다.
이상의 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
[표 1]
Figure pct00001
본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리는 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 자세한 부분에 있어서도 한정하려고 하는 것이 아니라, 첨부된 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되어야 한다고 생각한다.
본원은, 2012년 6월 18일에 일본에서 특허 출원된 일본 특허출원 2012-137366에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 넣는다.
10 : 발포 시트
11 : 발포층
12 : 비발포층
13 : 기포
20 : 수지 시트
21 : 발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층
22 : 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층
23 : 요부(凹部)
24 : 철부(凸部)
30 : 에지 라이트형 백라이트 패널
31 : 도광판
32 : 광반사판
33 : 리플렉터
34 : 광원
35 : 빈틈

Claims (11)

  1. 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 적어도 2층 구조의 발포(發泡) 시트로서,
    상기 발포 시트는 적어도 1층의 발포층과 적어도 1층의 비발포층을 가지고, 또한 비발포층의 적어도 1층은 상기 발포 시트의 표층을 구성하고,
    비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하고 100질량부 이하로 함유하는 것이고,
    표층을 구성하는 비발포층의 적어도 1층의 노출면에는, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상의 요철(凹凸)이 형성되어 있는, 발포 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르 수지로 이루어지는 3층 구조의 발포 시트로서,
    상기 발포 시트는, 발포층을 사이에 두고 서로 대향하는 2개의 비발포층을 가지고,
    상기 비발포층은, 발포층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)와는 다른 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)를, 상기 비발포층을 구성하는 전체 열가소성 폴리에스테르 수지 100질량부에 대해서, 50질량부를 초과하고 100질량부 이하로 함유하고,
    적어도 한쪽의 비발포층의 노출면에는, 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상의 요철이 형성되어 있는, 발포 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르 수지 (A)가 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는, 발포 시트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르 수지 (B)가 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는, 발포 시트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 비중이 0.2∼0.7인, 발포 시트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 두께가 0.25∼1.0㎜인, 발포 시트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 발포층이 가지는 기포의 평균지름이 0.1∼10.0㎛인, 발포 시트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 기재된 발포 시트로 이루어지는 광반사판.
  9. 제 8 항에 기재된 광반사판과, 상기 반사판의 산술 평균 거칠기 Ra가 3.5㎛ 이상인 요철면에 설치된 도광판과, 상기 도광판의 측면에 설치된 광원을 구비하는 백라이트 패널로서,
    상기 광반사판 표면의 상기 요철(凹凸)에 의해서, 상기 광반사판과 상기 도광판과의 사이에 상기 요부(凹部)에 의한 빈틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 백라이트 패널.
  10. 하기 공정 (a)∼(c)를 포함한, 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 기재된 발포 시트의 제조 방법:
    (a) 발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)과, 비발포층을 형성하기 위한 적어도 1층의 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)으로 이루어지고, 또한, 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층이 표층을 구성하여 이루어지는 적어도 2층 구조의 수지 시트에, 엠보스 가공을 실시하고, 상기 수지 시트의 표층을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)의 적어도 1층의 노출면에 요철을 형성시키는 공정,
    (b) 엠보스 가공을 실시한 수지 시트에 불활성 가스를 함침시키는 공정, 및
    (c) 불활성 가스를 함침시킨 수지 시트를 가열하고, 상기 열가소성 폴리에스테르 수지층 (C)를 발포시키는 공정.
  11. 제 10 항에 있어서, 공정 (c)에 있어서, 비발포층을 형성하기 위한 열가소성 폴리에스테르 수지층 (D)이 발포되지 않는, 제조 방법.
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