KR20140147225A - 광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물 - Google Patents

광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 특정 굴절율 값을 만족하는 수지들로 구성된 광확산 조성물, 및 광확산 수지 조성물을 제공함으로써, 투명 열가소성 수지의 광확산성을 개선하기 위하여 투입하는 종래 광확산제에 의하여 저감되던 물성을 개선시키고, 충격강도 및 가공성을 유지하면서 직사광, 형광등 또는 LED 등의 빛을 투과시키거나 확산시키는 광확산성을 효율적으로 제공할 수 있다.

Description

광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물 {Light diffusing composition and light diffusing resin composition comprising thereof}
본 발명은 광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 투명 열가소성 수지의 광확산성을 개선하기 위하여 투입하는 종래 광확산제에 의하여 저감되던 물성을 개선시키고, 충격강도 및 가공성을 유지하면서 광확산성을 효율적으로 부여할 수 있도록, 특정 굴절율 값을 만족하는 수지들로 구성된 광확산 조성물, 및 광확산 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 광확산성을 갖는 수지 조성물은 조명 커버, 조명 간판, 발광식 스위치 간판, LCD용 광확산판 등의 재료로 널리 사용되고 있으며, 최근에 디스플레이 산업의 발전 및 조명 산업의 변화 등으로 인하여 관심이 더욱 향상되고 있다. 특히, LED 조명과 같은 경우, LED가 가지는 배광이 낮은 특성을 보완하기 위하여, 빛의 확산성을 최대한 높여야 하며, 빛의 손실을 막기 위하여 광투과율은 높아야한다. 또한 조명간판, 옥외용 광고판 등에 이용하고자 할 때에는 어느 정도 이상의 충격강도를 가져야 하고, 대형물의 압사출이 가능하도록 가공성도 가지고 있어야 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 일반적으로 광확산성 수지 조성물은 기초 수지(매트릭스 수지)에 광확산성과 광투과성을 확보하기 위하여 광확산제를 첨가함으로써 제조된다.
참고로, 종래에 주로 사용되던 광확산제로는 이에 한정하는 것은 아니나, 일례로, 한국특허출원 제2006-0091830호 등에 개시된 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 스티렌계 수지 중에서 선택된 유기 광확산제, 및 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘 및 산화 아연 중에서 선택된 무기 광확산제 등을 들 수 있다.
하지만, 광확산성을 확보하기 위하여 투입하는 유,무기계 광확산제들은 기본 수지로 사용되는 투명 열가소성 수지의 물성을 저하시키는 문제점이 있다. 특히 충격강도의 경우 감소의 폭이 매우 커서 광확산제를 투입하기 이전보다 1/2 내지 1/4로 저하된다. 이러한 충격강도의 감소는 광확산제의 사용에 제약을 주고 있다.
이에 본 발명에서는 상기 문제점을 고려하여, 종래의 광확산제를 사용하지 않고도 광확산성이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광확산 조성물은,
a)투명 열가소성 수지와, b)상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.02 내지 0.05인 고무,를 포함하는 열가소성 공중합체, 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 광확산제는 상술한 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 광확산 수지 조성물은 상술한 광확산제와 c)괴상 공중합체 수지, 가 용융 혼련되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 광확산 조성물에 대하여 살펴본 다음 이를 포함하는 광확산 수지 조성물에 대하여도 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 본 발명에서는 a)투명 열가소성 수지,와 b)상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.02 내지 0.05인 고무,를 포함하는 열가소성 공중합체,로 구성되는 광확산 조성물을 제공하는데 기술적 특징을 갖는다.
구체적으로는, 앞서 살펴본 별도의 고가 유기/무기 광확산제를 포함하지 않아 원가 절감에 효과적일 뿐 아니라 베이스 수지로서의 투명 열가소성 수지의 물성을 저하시키지 않으면서, 동시에 상기 베이스 수지와의 굴절율 차이를 갖는 고무 입자를 포함하는 별도의 열가소성 수지를 포함시켜 광확산성을 부여할 수 있는 것이다.
이때 상기 a)의 수지와 b)의 공중합체 총 중량 기준으로, 상기 a)의 수지는 10 내지 90 중량%, 그리고 상기 b)의 공중합체는 90 내지 10 중량%, 로 포함될 수 있으며, 나아가 상기 a)의 수지와 b)의 공중합체 총 중량 기준으로, 상기 a)의 수지는 80 내지 99.9 중량%, 그리고 상기 b)의 공중합체는 20 내지 0.01 중량%, 로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
특히, 상기 a)의 수지는 고무 수지와 여기에 그라프트되는 전체 화합물(그라프트되는 단량체들도 이루어진 중합체)간 굴절율 차이가 0.005 이하인 그라프트 공중합체 수지 및 내충격 폴리메틸메타크릴레이트 수지 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
이때, 상기 고무 수지는 디엔계 고무, 아크릴계 고무 및 이들의 혼합물인 것으로, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 10 내지 60 중량%, 혹은 25 내지 35 중량%인 것을 특징으로 한다.
구체적인 예로, 상기 고무 수지는 평균 입경이 60 내지 500 nm, 혹은 250 내지 350 nm인 디엔계 고무, 혹은 아크릴계 고무로서 평균 입경이 200 내지 350 nm, 혹은 250 내지 350 nm인 아크릴레이트 또는 아크릴레이트-스티렌 고무 라텍스일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 고무 수지는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 디엔계 고무로서, 여기에 그라프트되는 전체 단량체는 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%로부터 선택된 40 내지 90 중량%를 그라프트 유화 중합한 것일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 고무 수지로서 아크릴계 고무는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 아크릴레이트-스티렌 고무 라텍스로서, 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%가 총 40 내지 90 중량%, 혹은 65 내지 75 중량%를 만족하는 함량을 그라프트 유화 중합한 것일 수 있다.
상기 a)의 투명 열가소성 수지의 투명성에는 그라프트 공중합체의 굴절율이 절대적인 영향을 미치는 것으로, 상기 굴절율은 단량체의 사용량과 혼합비에 의해 조절이 되는데, 그라프트시키기 위해 사용되는 고무 입자의 굴절율과 여기에 그라프트되는 성분 전체의 굴절율이 유사하여야 하며, 고무입자의 굴절율과 그라프트되는 성분 전체의 굴절율이 일치하는 것이 가장 바람직하다.
이때 고무입자 굴절율과 여기에 그라프트되는 전체 단량체(이들로 이루어진 중합체)의 굴절율 차이가 0.005 이상이면 본 발명에 적합하지 않다.
상기 a)의 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 8만 내지 15만 g/mol, 혹은 10만 내지14만 g/mol인 것을 특징으로 한다.
참고로, 본 발명의 a) 투명 열가소성 수지는 그 제조방법에 제한은 없으나, 유화 중합 또는 유화중합 및 괴상 중합의 복합 방법으로 제조할 수 있다. 이때 괴상 중합으로는 후술하는 c) 괴상 공중합체 수지를 수득할 수도 있다.
한편, 상기 b)의 공중합체는 고무 수지와 여기에 그라프트되는 화합물로 이루어진 그라프트 공중합체 수지일 수 있다.
여기서, 상기 고무 수지는 디엔계 고무, 아크릴계 고무 및 이들의 혼합물인 것으로, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 10 내지 60 중량%, 혹은 25 내지 35 중량%로 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 고무 수지는 평균 입경이 60 내지 500 nm, 200 내지 350 nm, 혹은 250 내지 340 nm인 디엔계 고무로서, 여기에 그라프트되는 전체 단량체는 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%가 총 40 내지 90 중량%, 혹은 65 내지 75 중량%를 만족하는 함량을 그라프트 유화 중합한 것일 수 있다.
혹은 상기 고무 수지로서 아크릴계 고무는 평균 입경이 60 내지 500 nm, 200 내지 350 nm, 혹은 250 내지 340 nm인 고무 라텍스로서, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 아크릴산 알킬에스테르 단량체 10 내지 45 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 15 중량%를 유화 중합한 것으로,
여기에 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 혹은 50 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 혹은 10 내지 20 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%, 혹은 1 내지 3 중량%로 그라프트 유화 중합한 것일 수 있다.
이때 상기 b)의 공중합체는 중량평균 분자량(Mw)이 8만 내지 15만 g/mol, 혹은 10만 내지 14만 g/mol인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 디엔계 고무 코어란 이에 한정하는 것은 아니나, 부타디엔 중합체,부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이로부터 유도된 공중합체일 수 있다.
또한 아크릴계 고무란 부틸아크릴레이트 고무, 2-에틸헥실 아크릴레이트 고무 등과 같은 아크릴레이트 고무, 또는 부틸아크릴레이트-스티렌 공중합체, 2-에틸헥실아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 등과 같이 아크릴레이트와 공중합가능한 모노머로 구성된 공중합체를 사용할 수 있다.
또한 상기 아크릴산 알킬에스테르 단량체는 아크릴산 메틸에스테르, 아크릴산 에틸에스테르, 아크릴산 프로필에스테르, 아크릴산 2-에틸헥실에스테르, 아크릴산 데실에스테르, 아크릴산 라우릴 에스테르 등이 있다.
상기 메타크릴산 알킬에스테르 단량체는 메타크릴산 메틸에스테르, 메타크릴산 에틸에스테르, 메타크릴산 프로필에스테르, 메타크릴산 2-에틸헥실에스테르, 메타크릴산 데실에스테르, 메타크릴산 라우릴 에스테르 등이 있으며, 그 중에서도 메타크릴산 메틸 에스테르인 메틸 메타크릴레이트가 가장 바람직하다.
나아가 상기 방향족 비닐 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 및 비닐 톨루엔으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있고, 상기 비닐시안 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명에서 제시한 고무 코어의 평균 입경은 최종 생성 수지의 충격강도 및 가공성 등에 매우 큰 영향을 미치는 팩터에 해당하는 것으로, 일반적으로 고무질 중합체의 입경이 작을수록 충격강도 및 가공성이 떨어지고 입경이 클수록 충격강도가 향상된다.
또한 본 발명에 따른 그라프트 유화 중합은 소듐도데실벤젠설포네이트 등의 설포네이트류, 혹은 소듐썩시네이트 및 폴리부틸렌 썩시네이트로부터 선택된 1종 이상의 썩시네이트류, 올레산나트륨 등으로부터 선택된 유화제를 고무 및 전체 단량체의 총 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부 투입하에 수행될 수 있다.
또한, 디이소프로필벤젠 하이드로 퍼옥사이드, t-헥실 하이드로 퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 하이드로 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥사이드, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸 퍼옥시)3,3,5-트리메틸사이클로헥산, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트, 및 비스(4-t-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트 중에서 선택된 1종 이상의 유용성 중합개시제 0.1 내지 5중량부, 및 소디움포름알데히드 술폭실레이트, 소디움에틸렌 디아민 테트라아세테이트, 황산 제1철, 덱스트로스, 피롤린산나트륨, 및 아황산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 활성화제 0.1 내지 1 중량부 투입하에 수행될 수 있다.
나아가, 분자량 조절제로서 도데실 메르캅탄 등의 메르캅탄 류를 0.1 내지 1 중량부 범위로 포함할 수 있다.
나아가, 상기 그라프트 공중합체는 하기 식 1로 표시된 1종 이상의 단량체를 고무 및 전체 단량체의 총 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 5 중량부로 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 식에서, A는 독립적으로 비닐기를 가진 치환기 혹은 (메트)아크릴레이트기이고, A'는 수소기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 혹은 탄소수 5 내지 24의 아릴알킬기, 혹은 탄소수 5 내지 24의 아릴아민기, 혹은 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
R은 독립적으로 에틸기 혹은 프로필기이고,
N은 5 내지 15의 정수이다.)
상기 화학식 1로 표시되는 단량체로는 이에 한정하는 것은 아니나, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트 및 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
나아가, 하기 실시예에서도 규명된 바와 같이, 상기 a)투명 열가소성 수지와, b)상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이는 0.02 이상, 0.02 내지 0.05, 혹은 0.026 내지 0.042인 고무를 포함하는 열가소성 공중합체, 로 구성된 것이 충격강도와 가공성이 개선되어 더욱 바람직한 광확산 조성물을 제공할 수 있다. 이때 굴절율 차이가 0.02 미만이면 광확산도 값이 낮아 본 발명에는 적합하지 않다.
또한 상술한 굴절율 차이를 보이는 고무 입자의 평균 입경은 50 내지 1000 nm, 혹은 200 내지 500 nm일 수 있다.
각 그라프트 공중합체는 라텍스 형태로서, 응집, 탈수 및 건조의 공정으로 파우더 형태로 회수할 수 있다. 이때 응집제로는 염화칼슘, 황산마그네슘, 황산알루미늄 등의 염이나, 황산, 질산, 염산 등의 산성물질 및 혼합물을 사용할 수 있다.
이상 살펴본 조성물은 광확산제로서 적용될 수 있다.
일례로, 이 같은 광확산제와 c)괴상 공중합체 수지, 가 용융 혼련되어 이루어진 광확산 수지 조성물을 제공할 수 있는 것이다.
이때 상기 c)의 괴상 공중합체 수지는 알킬 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴계 수지 또는 폴리메틸메타크릴레이트 수지일 수 있고, 광확산 조성물 총 100 중량부 기준으로 30 내지 80 중량부, 혹은 40 내지 70 중량부 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용융 혼련은 일례로 상기 조성물을 일축 압출기, 이축 압출기 또는 밴버리 믹서 등을 사용하여 균일하게 분산시킨 다음 수조를 통과시키고 절단하면 펠렛 형태의 광확산성 수지를 수득하게 된다.
이 같은 광확산성 수지는 유무기 광확산제의 미투입 조건하에 2mm 시트를 기준으로 측정시 상온에서 ASTM D1003을 사용하여 측정한 광 투과율(total transmittance) 81 이상이고, 광확산도(Haze value) 79 이상이고, 충격강도(IMP)는 5.5 이상, 그리고 유동성 지수(MI)는 11 이상일 수 있다.
또한, 상기 조성물은 필요에 따라 a) 평균 입경 1 내지 100 ㎛인 유기 광확산제, 및 평균 입경이 0.1 내지 100 ㎛인 무기 광확산제 중 1종 이상을 상기 a) 투명 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하 범위로 더 포함할 수도 있다.
이때 10 중량부를 초과할 경우에는 광확산성은 우수하나 투과율이 나빠져서 불투명한 수지가 되며 수지의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다.
상기 유기 광확산제는 이에 한정하는 것은 아니나, 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.005 이상인 수지 중에서 선택될 수 있고, 구체적으로는 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 스티렌계 수지 중에서 선택될 수 있고, 상기 무기 광확산제는 이에 한정하는 것은 아니나, 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘 및 산화 아연 중에서 선택될 수 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어진 본 발명의 조성물은 용도에 따라 활제, 산화방지제, 열안정제, 형광증백제, 대전방지제, 이형제 및 자외선 안정제 중에서 선택된 첨가제들을 추가하여 제조할 수 있다.
이중 활제는 일례로 에틸렌 비스 스테아르아미드, 산화 폴리에틸렌 왁스, 금속 스테아레이트, 각종 실리콘 오일 중에서 선택될 수 있으며, 그 사용량은 광확산성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0 내지 5 중량부, 혹은 0.1 내지 2 중량부 범위 내인 것이다.
본 발명에 따른 광확산 조성물 및 이를 포함하는 광확산 수지 조성물은 특정 굴절율 값을 만족하는 수지들로 구성된 광확산 조성물을 사용함으로써, 투명 열가소성 수지의 광확산성을 개선하기 위하여 투입하는 종래 광확산제에 의하여 저감되던 물성을 개선시키고, 충격강도 및 가공성을 유지하면서 직사광, 형광등 또는 LED 등의 빛을 투과시키거나 확산시키는 광확산성을 효율적으로 부여하는 이점을 갖는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명을 하기 실시예에 한정하는 것은 아니다.
[투명 열가소성 수지 제조]
제조예 1(투명 그라프트 공중합체-1)
디엔계 고무 라텍스로서 평균 입경이 300 nm이고 굴절율이 1.516, 겔 함량이 70%인 폴리부타디엔 고무 라텍스를 사용하였다.
상기 폴리부타디엔 고무 라텍스 30 중량부에 이온교환수 100 중량부, 유화제로서 소듐도데실벤젠설포네이트 0.8 중량부, 메틸메타크릴레이트 50 중량부, 스티렌 18 중량부, 아크릴로니트릴 2 중량부, 3급 도데실 메르캅탄 0.5 중량부, 소듐포름알데히드 술폭실레이트 0.048 중량부, 에틸렌디아민테트라에스테르산나트륨 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.04 중량부를 75 ℃에서 5시간 동안 연속 투여하여 반응시켰다.
반응 후 80 ℃로 승온한 다음 1시간 동안 숙성시키고 반응을 종료시켰다. 그런 다음 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척하여 분말상 열가소성 투명 수지를 수득하였다.
수득된 열가소성 투명 그라프트 공중합체의 굴절율은 1.516이었고 중량평균 분자량은 120,000 g/mol이었다.
제조예 2(투명 그라프트 공중합체-2)
(1)시드 제조단계:
질소치환된 중합 반응기에 증류수 50 중량부, 스티렌 5 중량부, 탄산수소나트륨0.02 중량부, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 0.05 중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.025 중량부 및 소디움 p-스티렌 술포네이트 0.02 중량부를 일괄 투여하고, 70 ℃까지 승온시킨 후 칼륨 퍼설페이트 0.03 중량부를 넣어 반응을 개시하였다. 이후 4시간 동안 70 ℃를 유지하면서 반응시켜 시드를 제조하였다.
(2)코어 제조단계:
상기 시드 라텍스 존재하에 증류수 60 중량부, 부틸 아크릴레이트 43 중량부, 스티렌 7 중량부, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 0.3 중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.15 중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.05 중량부 및 소디움 p-스티렌 설포네이트 0.3 중량부를 혼합한 혼합물을 70 ℃에서 4시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 더 중합을 실시하였다. 제조된 아크릴레이트-스티렌 라텍스는 평균 입경이 300 nm이고 굴절율은 1.49인 고무 라텍스이었다.
(3) 그라프트 쉘 제조단계:
상기 아크릴레이트-스티렌 라텍스 중합체 30 중량부에 이온교환수 90 중량부, 올레산나트륨 유화제 0.2 중량부, 메틸메타크릴레이트 70 중량부, 3급 도데실메르캅탄 0.25 중량부, 피로인산나트륨 0.048 중량부, 덱스트로스 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.10 중량부를 73 ℃에서 5시간 동안 연속 투여하고 반응시켰다. 반응 후 76 ℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성시키고 반응을 종료시켰다.
다음으로 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척하여 분말상의 투명 열가소성 수지를 얻었다. 얻어진 열가소성 투명 그라프트 공중합체의 굴절율은 1.49 이었고, 중량평균 분자량은 120,000 g/mol이었다.
제조예 3(투명 그라프트 공중합체-3)
상기 제조예 2의 코어 제조단계에서 부틸 아크릴레이트 32 중량부와 스티렌 18 중량부를 사용하고, 제조예 2의 쉘 제조단계에서 메틸메타크릴레이트 48 중량부, 스티렌 12 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부를 사용한 한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 제조되었다. 얻어진 투명 그라프트 공중합체의 굴절율은 1.519이었고, 중량평균 분자량은 약 120,000 g/mol이었다.
제조예 4( 투명 그라프트 공중합체-4)
상기 제조예 1의 쉘 제조단계에서 메틸메타크릴레이트 44 중량부, 스티렌 21 중량부, 아크릴로니트릴 5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하였다. 얻어진 공중합체의 중량평균 분자량은 약 120,000 g/mol이었다.
[투명 열가소성 수지와 다른 굴절율을 갖는 고무 코어 포함 열가소성 수지 제조]
제조예 5( 그라프트 공중합체 -1)
상기 제조예 1에서 메틸메타크릴레이트 63 중량부로 대체하고 스티렌과 아크릴로니트릴은 미사용한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하였다. 얻어진 수지의 코어 굴절율은 1.516, 쉘 굴절율은 1.49이었고, 중량평균 분자량은 120,000 g/mol이었다.
제조예 6( 그라프트 공중합체-2)
상기 제조예 2내 (2) 코어 제조단계에서 부틸 아크릴레이트를 50 중량부로 대체하고, 스티렌은 미사용한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하였다.
제조된 아크릴레이트 라텍스는 평균 입경이 300 nm이고 굴절율이 1.474, 겔 함량이 70%인 고무 라텍스이었다.
그런 다음 제조예 2 내 (3)그라프트 쉘 제조단계에서 메틸메타크릴레이트 56 중량부로 대체하고 스티렌 12 중량부와 아크릴로니트릴 2 중량부를 더 포함시킨 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하였다. 얻어진 열가소성 수지의 쉘 굴절율은 1.516이었고, 중량평균 분자량은 120,000 g/mol이었다.
제조예 7( 그라프트 공중합체 수지-3)
상기 제조예 3의 (2)코어 제조단계에서 부틸 아크릴레이트 39 중량부와 스티렌 11 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하였다. 부틸아크릴레이트-스티렌 코어 고무의 굴절율은 1.5이었고, 쉘의 굴절율은 1.516이었다. 최종 얻어진 수지의 중량평균 분자량은 약 120,000 g/mol이었다.
[괴상 공중합체 제조]
제조예 8(괴상 공중합체 수지-1)
메틸메타크릴레이트 68 중량부, 스티렌 22 중량부, 아크릴로니트릴 10 중량부에 용매로서 톨루엔 30 중량부와 분자량 조절제로서 3급 도데실 메르캅탄 0.15 중량부를 혼합한 원료를 평균 반응 시간이 3시간이 되도록 반응조에 연속 투입하여 반응 온도를 148 ℃로 유지하였다. 반응조에서 배출된 중합액은 예비가열조에서 가열하고 휘발조에서 미반응 단량체를 휘발시켰다.
다음으로 210 ℃의 온도에서 유지되도록 하여 폴리머 이송 펌프 압출 가공기를 이용하여 펠렛 형태의 공중합체를 제조하였다.
상기 괴상 중합을 통하여 제조된 공중합체의 최종 굴절율은 1.516 이었다.
< 실시예 1-3 및 비교예 1-3>
상기 제조예 1-4의 투명 열가소성 수지와 제조예 5-7의 열가소성 수지, 그리고 제조예 8-9의 괴상 공중합체 수지를 하기 표와 같은 조성으로 혼합하고 활제 0.1 중량부 및 산화방지제 0.2 중량부를 투여하여 220 ℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다.
구분 투명 열가소성 수지 열가소성 수지 괴상 공중합체 수지 광확산제
(베이스 수지) (광확산제 역할)
제조예1 제조예2 제조예3 제조예4 제조예5 제조예6 제조예7 제조예8 PMMA* PS**
실시예 1 40 　 　 　 　 10 　 50 　 　
실시예 2 　 20 　 　 10 　 　 　 70 　
실시예 3 　 　 40 　 　 10 　 50 　 　
비교예 1 50 　 　 　 　 　 　 50 　 5
비교예 2 　 　 　 40 　 10 　 50 　 　
비교예 3 40 　 　 　 　 　 10 50 　 　
* 폴리메틸메타크릴레이트 수지: LG-MMA사, IF830A
**PS: 평균 입경 20 ㎛이고 굴절율 1.59임.
상기 펠렛을 사출하고 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
< 성능 시험 >
* 광확산도 및 광투과율 : ASTM D-1003을 사용하여 2mm 시트의 헤이즈 값(haze value)와 전광선 투과율(light transmittance)을 각각 측정하였다.
*평균 입경: 레이저 분산 분석기(Laser Scattering Analyzer, Nicomp)의 수/부피/intensity 모드 중 intensity 모드로 측정한 값이다.
*충격강도( Notched Izod Impact Strength ): ASTM D-256에 의거하여 Notched Izod 충격강도를 측정하였다. 측정은 1/8" 시편을 이용하여 측정하였다.
*유동성 지수(Melt Index): ASTM D-1238에 의거하여 유동성을 측정하였다. 압출된 펠렛을 사용하여 220 ℃하에 10 kg의 조건에서 측정하였다.
구분 제조예 1-4내 고무 입자와 그라프트된 단량체(로 제조된 중합체)간 굴절율 차이 제조예 1-4의 수지내 고무입자와, 제조예 5-7내 고무 입자간 굴절율 차이 광확산도 광투과율 충격강도 유동성지수
(Haze) (Tt) (IMP) (MI)
실시예 1 0 0.042 82 81 12 15
실시예 2 0 0.026 79 83 5.5 11
실시예 3 0 0.042 83 82 11 16
비교예 1 0 - 86 71 2.7 15
비교예 2 0.0059 0.042 70 42 11 15
비교예 3 0 0.016 10 87 12 14
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 광확산도와 광투과율이 우수하며 높은 충격강도를 나타냈고, 유동성도 높아 가공성이 우수하였다.
반면, 광확산 특성을 위하여 투명 열가소성 수지에 종래의 광확산제를 첨가한 비교예 1의 경우 광확산 효과는 충분하지만 충격강도가 급격하게 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
또한 비교예 2의 경우 투명 열가소성 수지내의 굴절율 차이가 0.005 이상인 경우 광확산도는 우수하였으나, 낮은 광투과율을 보여 빛의 손실이 크게 나타나 적합하지 않았다.
한편, 비교예 3의 경우 투명 열가소성 수지의 굴절율과 굴절율 차이가 0.02 미만인 고무 입자를 포함하는 그라프트 공중합체를 추가 사용함으로써 원하는 수준의 광확산도를 얻지 못함을 규명하였다.

Claims (18)

  1. a)투명 열가소성 수지,와 b)상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.02 내지 0.05인 고무,를 포함하는 열가소성 공중합체, 로 구성된 광확산 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 수지와 b)의 공중합체 총 중량 기준으로, 상기 a)의 수지는 10 내지 90 중량%, 그리고 상기 b)의 공중합체는 90 내지 10 중량%, 로 포함되는 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 a)의 수지와 b)의 공중합체 총 중량 기준으로, 상기 a)의 수지는 80 내지 99.9 중량%, 그리고 상기 b)의 공중합체는 20 내지 0.01 중량%, 로 포함되는 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 수지는 고무 수지와 여기에 그라프트되는 전체 화합물간 굴절율 차이가 0.005 이하인 그라프트 공중합체 수지, 및 내충격 폴리메틸메타크릴레이트 수지 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고무 수지는 디엔계 고무, 아크릴계 고무 및 이들의 혼합물인 것으로, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 10 내지 60 중량%인 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고무 수지는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 디엔계 고무로서, 여기에 그라프트되는 전체 단량체는 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%로부터 선택된 40 내지 90 중량%를 그라프트 유화 중합하는 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고무 수지로서 아크릴계 고무는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 아크릴레이트-스티렌 고무 라텍스로서, 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%가 총 40 내지 90 중량%, 혹은 65 내지 75 중량%를 만족하는 함량을 그라프트 유화 중합한 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 8만 내지 15만 g/mol인 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 공중합체는 고무 수지와 여기에 그라프트되는 화합물로 이루어진 그라프트 공중합체 수지로 구성된 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고무 수지는 디엔계 고무, 아크릴계 고무 및 이들의 혼합물인 것으로, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 10 내지 60 중량%인 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고무 수지는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 디엔계 고무로서, 여기에 그라프트되는 전체 단량체는 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 기준으로 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량%로부터 선택된 40 내지 90 중량%를 그라프트 유화 중합하는 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고무 수지로서 아크릴계 고무는 평균 입경이 60 내지 500 nm인 고무 라텍스로서, 그라프트 공중합체 수지를 이루는 고무 및 전체 단량체의 총 중량 기준으로 아크릴산 알킬에스테르 단량체 10 내지 45 중량%, 방향족 비닐 화합물 0 내지 14 중량%를 그라프트 유화 중합한 것으로, 여기에 메타크릴산 알킬에스테르 단량체 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 단량체 0 내지 25 중량%, 비닐시안 단량체 0 내지 5 중량% 로 그라프트 유화 중합한 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 공중합체는 중량평균 분자량(Mw)이 8만 내지 15만 g/mol인 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 a)투명 열가소성 수지,와 b)상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.26 내지 0.042인 고무로 구성된 것을 특징으로 하는 광확산 조성물.
  15. 제1항의 광확산 조성물로 이루어진 광확산제.
  16. 제15항의 광확산제와 c)괴상 공중합체 수지, 가 용융 혼련되어 이루어진 광확산 수지 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 c)의 괴상 공중합체 수지는 알킬 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴계 수지 또는 폴리메틸메타크릴레이트 수지로서, 광확산 수지 조성물 총 100 중량부 기준으로 30 내지 70 중량부 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 광확산 수지 조성물.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광확산 수지 조성물은 유무기 광확산제의 미투입 조건하에 2mm 시트를 기준으로 측정시 상온에서 ASTM D1003을 사용하여 측정한 광 투과율(total transmittance) 81 이상이고, 광확산도(Haze value) 79 이상이고, 충격강도(IMP)는 7 이상, 그리고 유동성 지수(MI)는 11 이상인 것을 특징으로 하는 광확산 수지 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269324A2 (en) * 1986-11-18 1988-06-01 Rohm And Haas Company Particulate polymer composition, a method of making particulate polymer compositions, and light-scattering thermoplastic polymer compositions containing the particulate polymers
JPH10176092A (ja) * 1996-12-19 1998-06-30 Sumitomo Chem Co Ltd 光拡散性メタクリル酸メチル系樹脂組成物及びシート状物
KR20080112035A (ko) * 2007-06-20 2008-12-24 주식회사 엘지화학 기계적 물성 및 내후성이 우수한 광확산 수지 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269324A2 (en) * 1986-11-18 1988-06-01 Rohm And Haas Company Particulate polymer composition, a method of making particulate polymer compositions, and light-scattering thermoplastic polymer compositions containing the particulate polymers
JPH10176092A (ja) * 1996-12-19 1998-06-30 Sumitomo Chem Co Ltd 光拡散性メタクリル酸メチル系樹脂組成物及びシート状物
KR20080112035A (ko) * 2007-06-20 2008-12-24 주식회사 엘지화학 기계적 물성 및 내후성이 우수한 광확산 수지 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102125497B1 (ko) * 2019-08-09 2020-06-22 하현대 단일층 구조의 일체형 광확산판 겸용 눈부심방지판 및 그 제조방법

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