KR20150136528A - 광학 시트 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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오사무 가키노키
마사히데 다케다
마사타카 스기야마
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미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
엠지시 휠시트 가부시키가이샤
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Abstract

미세 요철 구조의 전사성의 향상을 충분히 도모할 수 있는 광학 시트의 제조 방법과, 그것을 이용하여 성형된 광학 시트를 제공한다.
본 발명의 광학 시트는, 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층이 공압출 성형에 의해 적층된 광학 시트로서, 제 1 층과 제 2 층의 계면은 박리 가능하고, 제 1 층 및 제 2 층의 표면 중, 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 이와 같이 복수의 층을 갖는 광학 시트는, 용융 압출 성형 시에 있어서의 시트 전체를 두껍게 하는 것이 가능하기 때문에, 충분한 열량을 성형 중의 적층체에 유지시키는 것이 가능하여, 미세 요철 구조의 전사성을 개선할 수 있다. 게다가, 박리에 의해서 한쪽의 층만을 사용하는 것에 의해, 광학 시트의 박층화도 가능하다.

Description

광학 시트 및 그의 제조 방법{OPTICAL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 광학 시트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 광학 시트는 텔레비전을 비롯한 각종 디스플레이 장치나, 조명기재, 디지털 사이니지(digital signage) 등 각종 표시 장치의 휘도 향상이나 시야각 개선에 적합하게 이용된다.
열가소성 수지 시트의 용융 압출 성형을 행할 때, 종종, 표면에 미세 요철 구조를 갖는 부형(賦形)용 냉각롤을 이용하여, 그 미세 요철 구조를 시트 표면에 전사함으로써, 열가소성 수지로 이루어지는 시트 성형품의 표면에 다양한 기능을 부여하고 있다. 예컨대, 롤의 표면에 미세한 프리즘 구조를 설치하여, 당해 프리즘 구조를 전사시키는 것에 의해, 고기능의 휘도 향상 시트를 용융 압출 성형에 의해 제조하고 있다.
이와 같은 시트 성형품을 용융 압출 성형하기 위해서는, 일반적으로 T 다이나 코트 행거 다이(coat hanger die)의 립부로부터 유출된 용융 상태의 열가소성 수지로 이루어지는 시트를, 표면에 미세 요철 구조를 갖는 부형용 냉각롤과 압착롤 사이에서 압착한다. 일반적으로는, 시트의 두께가 얇으면 얇을수록, 미세 요철 구조의 전사성이 저하되어 버리는 경향이 있다. 이는 다이 립으로부터 롤 압착부(부형용 냉각롤과 압착롤에서의 압착 개소)까지의 에어 갭이라고 불리고 있는 영역에 있어서, 시트상의 용융 수지가 식기 쉬운 것, 나아가서는 롤 압착부에 있어서도 부형용 냉각롤에의 전열(傳熱) 등에 의해서 상대적으로 빠르게 고화되어 버리는 것 등을 들 수 있다.
용융 압출 성형에 의한 얇은 시트의 전사성을 향상시키기 위해서, 다이나 롤의 설정 온도를 높게 하는 것이나, 압착 압력을 올린다고 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 다이 설정 온도나 롤 설정 온도가 지나치게 높으면, 부형용 냉각롤과 압착롤 사이에서의 프레스로부터, 부형용 냉각롤에서의 시트 박리까지의 동안에 있어서의 열가소성 수지의 고화 냉각이 충분하지 않아, 시트 성형품이 부형용 냉각롤에 점착되어 버려, 박리 마크라고 불리는 외관 불량이 발생한다. 그 때문에, 다이나 롤의 설정 온도를 높게 하는 것에는 한계가 있다. 또한, 압착 압력을 지나치게 올리면, 롤 강성이 부족한 경우에는 롤 벤딩이 발생하여, 시트 성형품의 막 두께 제어가 어려워지거나, 또한 균일 전사가 곤란해진다는 것과 같은 문제가 발생한다.
용융 압출 성형에 의한 형상 전사형의 광학 시트의 제조 방법으로서, 용이박리성을 갖는 보호 필름으로 이루어지는 제 1 층과, 광학 형상을 갖는 필름으로 이루어지는 제 2 층을 공압출법에 의해 적층시키는 공정을 갖고, 상기 보호 필름으로 이루어지는 제 1 층이 폴리에틸렌계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지로 이루어지며, 또한 상기 제 2 층에 있어서의 광학 형상을, 상기 보호 필름으로 이루어지는 제 1 층과 접하지 않는 면에 형성시킨다는 방법이, 일본 특허공개 2012-66410호 공보에 기재되어 있다.
일본 특허공개 2012-66410호 공보
일본 특허공개 2012-66410호 공보에 있어서의 광학 시트의 제조 방법은, 광학 시트를 롤상으로 감았을 때의 시트 표리면의 맞스침에 의한 스크래치의 방지를 주안으로 한 것이며, 또 부차적인 효과로서, 취급성의 향상이나 저비용화, 광학 시트 이면측에의 매트 무늬 부여(賦與) 등이 예시되어 있기는 하지만, 용융 압출 성형 시에 있어서의 미세 요철 구조의 전사성 향상을 목표로 한 것은 아니다. 또한, 보호 필름으로 이루어지는 제 1 층을 폴리에틸렌계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지로 구성하고 있기 때문에, 이들 수지의 결정성이 높은 경우에는, 냉각 고화 시의 체적 수축 차에 의해서 휨(컬)이 발생하기 쉬워, 제 1 층과 제 2 층이 의도하지 않고서 박리되어 버린다는 것과 같은 문제가 있다. 나아가서는, 이들 수지는 기본적으로 성형 온도가 낮기 때문에, 미세 요철 구조의 전사율을 높이고자 해서 다이 등의 설정 온도를 높게 한 경우, 수지 분해 등이 발생하여, 시트의 외관에 악영향이 나타나는 등의 문제도 있다. 즉, 폴리카보네이트 수지와 같은, 성형 온도가 매우 높고, 비결정성의 극성 고분자 재료인 수지를 사용하는 경우에는, 성형 온도가 상대적으로 낮고, 결정성이 높은 비극성 고분자 재료인 폴리올레핀 수지를 상대재로서 사용하는 것은 극히 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 용융 압출 성형에 의한 시트의 휨이나 외관에 대한 악영향을 방지함과 더불어 미세 요철 구조의 전사성의 향상을 충분히 도모할 수 있는 광학 시트의 제조 방법과, 그것을 이용하여 성형된 고기능인 광학 시트를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 이하와 같다.
(1) 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층이 공압출 성형에 의해 적층된 광학 시트로서,
상기 제 1 층과 상기 제 2 층은 그의 계면에서 박리 가능하고,
상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면이 아닌 상기 제 1 층의 표면 및 상기 제 2 층의 표면 중, 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트이다.
(2) 상기 제 1 층 및/또는 상기 제 2 층의 두께가 50∼250μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 광학 시트이다.
(3) 상기 제 1 층에 포함되는 폴리카보네이트 수지와 상기 제 2 층에 포함되는 비결정성 폴리아마이드 수지의 유리전이온도의 차가 ±40℃ 이내의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 시트이다.
(4) 상기 제 1 층에 포함되는 폴리카보네이트 수지와 상기 제 2 층에 포함되는 비결정성 폴리아마이드 수지의 260℃에서의 용융점도 비가, 전단 속도가 100s-1일 때에, 1:5∼5:1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 광학 시트이다.
(5) 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 180도 필 시험에 있어서의 박리강도가, 시험 속도를 150mm/min, 클램프로 처킹(chucking)하여 주사시키는 쪽의 시트층의 두께를 100∼150μm로 한 경우에, 1∼100N/m의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 광학 시트이다.
(6) 상기 미세 요철 형상이 매트 형상, 프리즘 형상, 마이크로렌즈 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 광학 시트이다.
(7) 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층을 공압출 성형에 의해 시트상으로 적층시키는 공정을 갖고,
표면에 미세 요철 구조를 갖는 부형용 냉각롤과, 압착롤 사이에서, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 적층체를 협압(狹壓)하는 것에 의해, 상기 적층체의 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상을 부여하는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법이다.
(8) 상기 압착롤이, 표면에 금속 도금이 실시된 금속 강체롤 또는 금속 탄성롤인 것을 특징으로 하는 상기 (7)에 기재된 광학 시트의 제조 방법이다.
본 발명의 광학 시트는, 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층이 공압출 성형에 의해 적층된 광학 시트로서, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층은 그의 계면에서 박리 가능하고, 또한 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면이 아닌 상기 제 1 층의 표면 및 상기 제 2 층의 표면 중, 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 이들 복수의 층을 갖는 광학 시트는 용융 압출 성형, 즉 미세 요철 구조 전사 시에 있어서의 시트 전체의 두께를 두껍게 하는 것이 가능하기 때문에, 에어 갭 영역이나 롤간 압착 시에 있어서의 수지의 급속 냉각을 방지할 수 있을 만큼의 충분한 열량을 성형 중의 적층체에 유지시키는 것이 가능하여, 미세 요철 구조의 전사성을 현저하게 개선할 수 있다. 더욱이, 전사율의 향상을 위해서 성형 시의 온도를 특별히 높게 설정하는 것은 불필요하기 때문에, 성형되는 시트의 외관을 양호하게 유지하는 것도 용이하게 가능하다. 그리고, 공압출 성형 후에 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지로 이루어지는 제 2 층을 박리에 의해서 간단히 분리하는 것이 가능하므로, 미세 요철 구조의 전사율이 높음에도 불구하고, 매우 얇은 광학 시트를 최종적으로 성형할 수 있다.
게다가, 폴리카보네이트 수지와 폴리아마이드 수지는 적절한 박리강도를 갖고 있기 때문에, 공압출 성형에 의해 시트화했을 때에도, 성형 중에 계면 박리가 발생하거나 하는 일도 없어, 부형되어 있지 않은 한쪽의 층은 보호 필름으로서의 역할마저도 충분히 다한다. 더욱이, 폴리아마이드 수지를 비결정성으로 하고, 폴리카보네이트 수지와의 유리전이온도 차를 ±40℃ 이내로 한 경우에는, 성형 수축량을 폴리카보네이트 수지와 거의 동일한 정도로 하는 것이 가능하여, 휨 등의 문제가 발생하는 일도 없다.
또한, 공압출 성형 시의 적층체의 두께를 늘이기 위해서 사용하고, 박리 후, 최종적으로 사용되지 않는 층측의 수지는, 회수하여 재이용하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명에 있어서의 제 1 실시형태의 광학 시트의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 제 1 실시형태의 광학 시트의 박리 구조의 개략을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 제 2 실시형태의 광학 시트의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 있어서의 제 3 실시형태의 광학 시트의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 있어서의 광학 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(I) 광학 시트
본 발명에 있어서는, 용융 압출 성형법에 의해서, 표면에 미세 요철 구조가 고(高)전사된 초박육(超薄肉)의 광학 시트를 얻을 수 있다. 이를 위해서, 상세를 후술하는 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 조합하여 사용한다. 폴리카보네이트 수지와 폴리아마이드 수지는 모두 극성 재료이며, 적절한 접착력을 갖고 있기 때문에, 폴리올레핀 수지와 같은 비극성 재료이고, 또한 분자간력이 약한 수지를 사용한 경우와 비교하면, 성형 도중에 박리 현상이 일어난다는 것과 같은 불량 현상을 회피할 수 있다.
또한, 폴리올레핀계 수지는 결정성을 갖는 경우가 많아, 고화 수축량이 극히 크기 때문에, 폴리카보네이트 수지와 같은 비결정성 재료와 공압출 성형을 실시하면, 휨이 발생하여, 성형 중에 시트가 둥글게 되어 버리거나, 계면 박리가 발생하거나 할 가능성이 높다. 본 발명의 광학 시트에 있어서는, 폴리아마이드 수지 중에서도 비결정성 폴리아마이드 수지를 이용하고 있으므로, 폴리카보네이트 수지와 고화 수축량이 거의 동일한 정도여서, 휨 등의 문제가 발생한다는 것과 같은 문제를 회피할 수 있다.
또, 폴리올레핀계 수지의 경우에는, 폴리카보네이트 수지와 성형 온도가 현저하게 상이하므로, 폴리카보네이트 수지와 공압출 성형을 실시하고자 하면, 분해나 겔화가 일어나는 케이스가 많이 있다. 특히, 폴리올레핀계 수지의 결정성을 낮추기 위해서 제 2 성분, 제 3 성분을 첨가한 코폴리머 재료에 관해서는 그 경향이 강하다. 시트 표면에 미세 요철 구조를 고전사로 부여하기 위해서는, 폴리카보네이트 수지의 압출 온도를 올릴 필요가 있지만, 폴리올레핀계 수지의 경우에는, 설정 온도에 제약이 나타나 버리므로, 공압출 성형을 실시했다고 하더라도 전사성을 향상시킬 수 없다. 게다가, 폴리올레핀계 수지는 용융 압출 상태에서 점착성이 매우 강해지는 경향이 있어, 부형용 냉각롤과 압착롤 사이에서 협압했을 때에, 압착롤측에 폴리올레핀계 수지가 점착되어 버려, 공압출 시트화할 수 없는 일마저 있다.
이에 비하여, 본 발명의 광학 시트에 있어서는, 폴리카보네이트 수지와의 공압출 재료로서 비결정성 폴리아마이드 수지를 이용하고 있기 때문에, 성형 온도 영역이 폴리카보네이트 수지와 거의 동일한 정도여서, 고전사에 유리한 고온에서의 공압출 성형이 문제없이 가능하다. 그 때문에, 용융 압출 성형 시의 형상 전사성을 향상시킬 수 있다는 것이 가능하다. 나아가서는, 폴리카보네이트 수지와 유리전이온도의 차가 ±40℃ 이내인 비결정성 폴리아마이드 수지, 바람직하게는 ±30℃ 이내, 보다 바람직하게는 ±20℃ 이내인 비결정성 폴리아마이드 수지를 선택하는 것에 의해서, 다이 온도나 롤 온도의 적절한 설정이 가능해진다.
광학 시트의 표면, 즉 후술하는 폴리카보네이트 수지에 의한 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지에 의한 제 2 층의 외측의 표면으로서, 양 층의 계면과 반대측의 표면 중, 적어도 한쪽에 있어서는 미세한 요철이 형성된다. 보다 구체적으로는, 매트 형상(광 확산), 프리즘 형상(집광) 또는 마이크로렌즈 형상(광 확산이면서 집광) 중 어느 하나의 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 여기에서, 매트 형상의 경우에는, Ra(산술 평균 거칠기)가 0.1∼5.0μm, 바람직하게는 1.0∼3.0μm의 범위에 있는 광학 시트를 예시할 수 있다. 프리즘 형상의 경우에는, 본 발명에 있어서의 광학 시트의 전체 두께의 관계상, V홈의 깊이가 150μm 이하, 바람직하게는 100μm 이하이며, 또한 V홈의 꼭지각이 30∼150도의 범위에서 임의인 광학 시트를 예시할 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 형상의 경우에는, 렌즈 직경이 1∼100μm, 바람직하게는 5∼50μm인 광학 시트를 예시할 수 있다.
(II) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 있어서는, 폴리카보네이트 수지를 이용하여 광학 시트의 제 1 층을 형성한다. 사용되는 폴리카보네이트 수지로서는, 방향족 폴리카보네이트 수지 및 지방족 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 중, 방향족 폴리카보네이트 수지의 사용이 바람직하다.
방향족 폴리카보네이트 수지는, 방향족 다이하이드록시 화합물 또는 이것과 소량의 폴리하이드록시 화합물을 포스젠 또는 탄산 다이에스터와 반응시키는 것에 의해서 얻어지는, 분기되어 있어도 되는 열가소성 중합체 또는 공중합체이다.
방향족 폴리카보네이트 수지의 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 포스젠법(계면 중합법)이나 용융법(에스터 교환법)에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다. 또한, 용융법을 이용하는 경우에는, 말단기의 OH기량을 조정한 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
원료인 방향족 다이하이드록시 화합물로서는, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(=비스페놀 A), 비스(4-하이드록시다이페닐)메테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥테인, 비스(4-하이드록시다이페닐)페닐메테인, 2,2-비스(4-하이드록시다이페닐-3-메틸페닐)프로페인, 1,1-비스(4-하이드록시-3-제3뷰틸페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이브로모페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이클로로페닐)프로페인과 같은 비스(하이드록시아릴)알케인류, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로펜테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인과 같은 비스(하이드록시아릴)사이클로알케인류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐에터, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐에터와 같은 다이하이드록시다이아릴에터류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설파이드, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설파이드와 같은 다이하이드록시다이아릴설파이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폭사이드와 같은 다이하이드록시다이아릴설폭사이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폰, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폰과 같은 다이하이드록시다이아릴설폰류, 하이드로퀴논, 레조르시놀, 4,4-다이하이드록시다이페닐 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비스페놀 A를 들 수 있다. 또한, 상기의 방향족 다이하이드록시 화합물에 설폰산 테트라알킬포스포늄이 1개 이상 결합된 화합물을 사용할 수도 있다.
분기된 방향족 폴리카보네이트 수지를 얻기 위해서는, 전술한 방향족 다이하이드록시 화합물의 일부를 이하의 분기제, 즉 플로로글루신, 4,6-다이메틸-2,4,6-트라이(4-하이드록시페닐)헵텐-2, 4,6-다이메틸-2,4,6-트라이(4-하이드록시페닐)헵테인, 2,6-다이메틸-2,4,6-트라이(4-하이드록시페닐)헵텐-3, 1,3,5-트라이(4-하이드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트라이(4-하이드록시페닐)에테인 등의 폴리하이드록시 화합물이나, 3,3-비스(4-하이드록시아릴)옥시인돌(=이사틴비스페놀), 5-클로로이사틴, 5,7-다이클로로이사틴, 5-브롬이사틴 등의 화합물로 치환하면 된다. 이들 치환하는 화합물의 사용량은, 방향족 다이하이드록시 화합물에 대하여, 0.01∼10몰%이며, 바람직하게는 0.1∼2몰%이다.
방향족 폴리카보네이트 수지로서는, 전술한 것 중에서도, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인으로부터 유도되는 폴리카보네이트 수지, 또는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인과 다른 방향족 다이하이드록시 화합물로부터 유도되는 폴리카보네이트 공중합체가 바람직하다. 또한, 실록세인 구조를 갖는 폴리머 또는 올리고머와의 공중합체 등의, 폴리카보네이트 수지를 주체로 하는 공중합체여도 된다. 나아가서는, 전술한 방향족 폴리카보네이트 수지의 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
방향족 폴리카보네이트 수지의 분자량을 조절하기 위해서는, 1가의 방향족 하이드록시 화합물을 이용하면 되고, 예컨대 m- 및 p-메틸페놀, m- 및 p-프로필페놀, p-tert-뷰틸페놀, p-장쇄 알킬 치환 페놀 등을 들 수 있다.
본 발명에 이용하는 방향족 폴리카보네이트 수지의 분자량은, 압출 성형성, 강도 등의 점에서, 용매로서 메틸렌 클로라이드를 이용하여, 온도 25℃에서 측정된 용액 점도로부터 환산한 점도 평균 분자량[Mv]으로 10,000∼40,000, 나아가서는 15,000∼35,000인 것이 바람직하다. 이와 같이, 점도 평균 분자량을 15,000 이상으로 함으로써 기계적 강도가 보다 향상되는 것이 되고, 35,000 이하로 함으로써 유동성 저하를 보다 억제하여 개선하는 경향이 있어, 성형 가공성 용이의 관점에서 보다 바람직하다.
점도 평균 분자량은 그 중에서도 10,000∼25,000, 나아가서는 15,000∼24,000, 특히 17,000∼23,000인 것이 바람직하다. 또한 점도 평균 분자량이 상이한 2종류 이상의 방향족 폴리카보네이트 수지를 혼합해도 되고, 이때에는 점도 평균 분자량이 상기 적합 범위 밖인 방향족 폴리카보네이트 수지를 혼합해도 된다. 이 경우, 혼합물의 점도 평균 분자량은 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.
폴리카보네이트 수지에는, 일반적으로 이용되는 각종 첨가제를 첨가해도 되고, 첨가제로서는, 예컨대 산화 방지제, 착색 방지제, 자외선 흡수제, 광 확산제, 난연제, 이형제, 활제, 대전 방지제, 염안료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제의 폴리카보네이트 수지 중의 함유량은, 광학 시트의 투명성을 유지할 수 있는 범위 내에서 임의이지만, 시트 성형 시의 첨가제 부착에 의한 롤 오염 등을 방지하기 위해서, 1중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 첨가제 외에, 이종(異種) 폴리머 재료를 폴리카보네이트 수지에 블렌딩하는 것도 가능하다. 블렌딩 가능한 이종 폴리머 재료로서는, 투명성을 유지할 수 있는 범위 내에서, 특별히 한정은 되지 않지만, 비결정성의 폴리에스터계 수지나 폴리카보네이트 수지와 상용되는 특수 아크릴 수지 등이 바람직하다. 이 경우, 비결정성 폴리아마이드 수지와의 공압출 성형성이라는 관점에서, 폴리카보네이트 수지가 주성분인 것이 바람직하고, 폴리카보네이트 수지:이종 폴리머 재료의 바람직한 블렌딩 비율(중량비)로서는 100:0∼50:50, 보다 바람직하게는 100:0∼70:30이다. 이들 폴리카보네이트 수지와 이종 폴리머 재료의 블렌딩 재료를 사용하면, 비결정성 폴리아마이드 수지와의 유리전이온도의 차를 소정의 범위 내로 조정하는 것이 용이해진다.
한편, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지의 유리전이온도 차를 소정의 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 이미 전술한 바와 같이, 2종류 이상의 (방향족) 폴리카보네이트 수지를 블렌딩하거나, 또는 2종류 이상의 모노머를 이용하여 공중합체를 형성시키는 것에 의해서도 가능하다는 것은 말할 것도 없다.
전술한 폴리카보네이트 수지에 의해 형성되는 제 1 층의 두께는 50∼250μm의 범위에 있고, 바람직하게는 50∼200μm의 범위에 있으며, 보다 바람직하게는 50∼150μm의 범위에 있다.
(III) 비결정성 폴리아마이드 수지
본 발명에 있어서는, 비결정성 폴리아마이드 수지를 이용하여 광학 시트의 제 2 층을 형성한다. 본원 명세서에 있어서, 「폴리아마이드」 수지란, 주쇄 중에 아마이드(-NHCO-) 결합을 갖는 중합체를 의미하고, 락탐의 개환 중합으로 얻어지는 폴리아마이드 화합물, ω-아미노카복실산의 자기 축합으로 얻어지는 폴리아마이드 화합물, 다이아민과 다이카복실산을 축합함으로써 얻어지는 폴리아마이드 화합물, 및 이들의 공중합물인 것을 가리킨다.
본 발명의 실시의 형태에 있어서 이용되는 비결정성 폴리아마이드란, 폴리아마이드 수지 중에서도 융점을 가지지 않는 폴리아마이드이다. 비결정성 폴리아마이드로서는, 예컨대, 폴리아마이드를 구성하는 다이카복실산, 다이아민, 및 락탐 및 아미노카복실산 중, 비대칭성의 화학 구조를 갖는 원료 모노머를 중합시킨 폴리아마이드를 들 수 있다.
비결정성 폴리아마이드로서는, 예컨대, PA12/MACMI(라우로락탐/3,3-다이메틸-4,4-다이아미노사이클로헥실메테인, 아이소프탈산), 및 PA12/MACMT(라우로락탐/3,3-다이메틸-4,4-다이아미노사이클로헥실메테인, 테레프탈산) 등의 폴리아마이드 12(PA12)를 포함하는 공중합체, PAMACM12(3,3-다이메틸-4,4-다이아미노사이클로헥실메테인, 도데케인다이카복실산), PACM12(1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥세인, 도데케인다이카복실산), PA6I/6T 및 PA6I/6T/MACMI 등의 PA6I/6T 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 비결정성 폴리아마이드의 표기는 JIS-K6920-1에 따른 표기이다.
비결정성 폴리아마이드는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 비결정성 폴리아마이드로서, 시판되고 있는 것을 이용해도 되고, 예컨대, PA12/MACMI(상품명: 그릴아미드(등록상표) TR55(EMS사제)), PA MACM 12(상품명: 그릴아미드(등록상표) TR90(EMS사제)), PA MC 12(상품명: 트로가미드(등록상표) CX(데구사제)), PA12/MACMT(상품명: 크리스타미드(등록상표) MS(알케마사제)), PA6I/6T(상품명: 노바미드(등록상표) X21(미쓰비시엔지니어링플라스틱스사제)) 등을 들 수 있다.
비결정성 폴리아마이드 수지에는, 일반적으로 이용되는 각종 첨가제를 첨가해도 되고, 첨가제로서는, 예컨대 산화 방지제, 착색 방지제, 자외선 흡수제, 광 확산제, 난연제, 이형제, 활제, 대전 방지제, 염안료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제의 비결정성 폴리아마이드 수지 중의 함유량은, 광학 시트의 투명성을 유지할 수 있는 범위 내에서 임의이지만, 시트 성형 시의 첨가제 부착에 의한 롤 오염 등을 방지하기 위해서, 1중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 첨가제 외에, 이종 폴리머 재료를 비결정성 폴리아마이드 수지에 블렌딩하는 것도 가능하다. 블렌딩 가능한 이종 폴리머 재료로서는, 투명성을 유지할 수 있는 범위 내에서, 특별히 한정되지는 않지만, 폴리에스터계 수지 등이 적합하다. 이 경우, 폴리카보네이트 수지와의 공압출 성형성이라는 관점에서, 비결정성 폴리아마이드 수지가 주성분인 것이 바람직하고, 비결정성 폴리아마이드 수지:이종 폴리머 재료의 바람직한 블렌딩 비율(중량비)로서는 100:0∼50:50, 보다 바람직하게는 100:0∼70:30이다. 이들 비결정성 폴리아마이드 수지와 이종 폴리머 재료의 블렌딩 재료를 사용하면, 폴리카보네이트 수지와의 유리전이온도의 차를 소정의 범위 내로 조정하는 것이 용이해진다.
한편, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지의 유리전이온도 차를 소정의 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 복수의 비결정성 폴리아마이드 수지를 블렌딩하는 등의 방법도 적용 가능하다.
전술의 비결정성 폴리아마이드 수지에 의해 형성되는 제 2 층의 두께는 50∼250μm의 범위에 있고, 특히 비결정성 폴리아마이드 수지측을 부형측으로 해서 사용하는 경우를 고려하면, 바람직하게는 50∼200μm의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 50∼150μm의 범위에 있다.
(IV) 적층체
본 발명에 있어서는, 전술의 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 공압출 성형에 의해 시트상으로 적층시켜, 제 1 층 및 제 2 층을 갖는 적층체를 형성한다.
폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 공압출 성형함에 있어서는, 용융 압출 성형 시의 설정 온도 영역에 있어서, 양 수지의 용융점도를 최대한 맞출 필요가 있다. 양 수지에 용융점도 차가 지나치게 있으면, 플로 마크라고 불리는 물결 모양이 발생해 버리거나, 최악의 경우에는, 시트 폭 방향의 전역에 걸쳐 적층할 수 없거나, 두께 분포 폭이 지나치게 커지거나 하는 경우가 있다. 일반적으로 폴리카보네이트 수지를 용융 압출 성형하는 경우의 설정 온도의 중심값은 260℃ 정도이고, 또한 용융 압출 성형 시에 있어서의 전단 속도의 중심값은 100S-1 정도이므로, 당해 전단 속도에 있어서, 양 수지의 260℃에서의 용융점도 비가 1:5∼5:1, 보다 바람직하게는 1:3∼3:1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 폴리카보네이트 수지의 경우, 100S-1 근방의 전단 속도 영역에 있어서, 점도 곡선이 크게 변화하는 성질을 나타내므로, 당해 전단 속도에서의 용융점도를 공압출 가부 판단의 지표로서 이용하면, 재료 선정이 용이해진다.
또한, 비결정성 폴리아마이드 수지는 투명성이 높은 재료이므로, 폴리카보네이트 수지와의 적층 상태에 있어서도 외관 검사가 가능하다는 이점도 있다. 비결정성 폴리아마이드 수지는 균질한 재료여서, 각 부위에 있어서 성형 수축량이 균일하므로, 그 계면이 조면화되어 광선 투과율이 저하될 염려도 적다.
한편, 미세 요철 형상을 표면에 형성시키지 않는 층이 있는 경우에는, 당해 층을 구성하는 폴리카보네이트 수지 또는 비결정성 폴리아마이드 수지는 투명할 필요는 없다. 그러므로, 적절한 박리성을 손상시키지 않는 범위에서, 착색제나 무기 필러 등을 포함하고 있어도 된다. 한편, 무기 필러의 바람직한 첨가량으로서는, 1∼30중량%를 예시할 수 있다.
(V) 광학 시트의 제조 방법
본 발명의 광학 시트는 이하와 같이 제조된다. 우선, 폴리카보네이트 수지층의 편면에 박리 가능한 비결정성 폴리아마이드 수지를 적층한 전술의 적층체는, 다음과 같은 공압출 성형 장치에 의해서 제조된다. 즉, 폴리카보네이트 수지를 압출하기 위한 압출기와 비결정성 폴리아마이드 수지를 압출하기 위한 압출기에 의해서 구성되고, 각각의 압출기의 개략의 크기는 적층체의 층비에 의해서 결정된다. 폴리카보네이트 수지용의 압출기의 온도 조건은 통상 230∼320℃이지만, 미세 요철 형상의 전사성을 올리기 위해서는, 270∼300℃로 설정하는 것이 바람직하다. 비결정성 폴리아마이드 수지용의 압출기의 온도 조건은, 사용하는 재료 등급에 따라서 적절히 변경하는 것이 가능하지만, 본 발명에 있어서는, 비결정성 폴리아마이드 수지의 용융점도와 폴리카보네이트 수지의 용융점도를 거의 동일한 정도로 해두는 것이 바람직하다. 이 경우, 양 압출기의 압출 온도 조건은 거의 동일한 정도가 되어, 적층 시의 불량 발생을 미연에 막는 것이 가능해진다. 또한, 수지 중의 이물을 제거하기 위해서, 압출기의 다이스보다 상류측에 폴리머 필터를 설치하는 것이 바람직하다.
2종의 용융 수지를 적층하는 방법으로서는, 멀티 매니폴드 방식, 피드 블록 방식 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다. 멀티 매니폴드 다이의 경우에는, 해당 다이 내에서 적층된 용융 수지는 다이 내부에서 시트상으로 성형된 후, 표면에 미세 요철 형상이 실시된 부형용 냉각롤과 압착롤 사이에서 협압되어, 폴리카보네이트 수지의 표면 또는 비결정성 폴리아마이드 수지의 표면에 미세 요철 형상이 전사된 시트상 성형물이 된다. 이 시트상 성형물은 부형용 냉각롤 통과 중에 미세 요철 형상의 고정이 행해져, 적층체가 형성된다. 또한, 피드 블록으로 적층된 용융 수지는 T 다이 등의 시트 성형 다이로 유도되고, 시트상으로 성형된 후, 표면에 미세 요철 형상이 실시된 부형용 냉각롤과 압착롤 사이에서 협압되어, 폴리카보네이트 수지층의 표면 또는 비결정성 폴리아마이드 수지의 표면에 미세 요철 형상이 전사된 적층체가 형성된다. 여기에서, 다이의 설정 온도로서는, 통상 250∼320℃, 바람직하게는 270∼300℃이다. 부형용 냉각롤의 설정 온도로서는, 폴리카보네이트 수지층의 표면에 미세 요철 형상을 전사하는 경우에는, 통상 100∼190℃, 바람직하게는 110∼180℃이다. 비결정성 폴리아마이드 수지층의 표면에 미세 요철 형상을 전사시키는 경우에는, 부형용 냉각롤의 설정 온도를 비결정성 폴리아마이드 수지의 유리전이온도보다 5℃ 내지 30℃ 정도 낮은 온도로 설정하는 것이 바람직하다. 시트 성형 장치의 롤 구성으로서는, 세로형 롤기 또는 가로형 롤기를 적절히 사용할 수 있다.
한편, 압착롤로서는, 금속 강체롤, 금속 탄성롤, 고무롤 등을 적절히 사용할 수 있다. 압착롤의 설정 온도로서는, 금속 강체롤 및 금속 탄성롤의 경우에는, 당해 롤에 접하는 쪽의 수지의 유리전이온도보다 5℃ 내지 30℃ 정도 낮은 온도로 설정하는 것이 바람직하다. 고무롤의 경우에는, 냉각 효율이 나쁘기 때문에, 냉매를 이용하여 100℃ 이하로 설정하는 경우도 있을 수 있다.
폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 층 비의 미세 조정에 관해서는, 압출기의 회전수를 변경하여, 토출량을 조정하는 것에 의해서 가능해진다. 또한, 다층 시트의 총두께 조정에 관해서는, 시트 성형 장치 상류측(압출 장치)의 토출량 조정 외에, 시트 성형 장치 하류측(롤 유닛)의 라인 속도를 변경하는 것에 의해서도 가능하다.
표면에 미세 요철 구조가 설치된 부형용 냉각롤은, 철심롤 상에 도금을 실시한 후, 다이아몬드 바이트에 의한 절삭 가공, 숫돌에 의한 연삭 가공, 선택적으로 부식을 실시하는 에칭 가공이나 그 밖에 많은 기존의 패터닝 기술을 이용하여 제작할 수 있다.
상기 도금종으로서는, 구리 도금, 니켈 도금 등을 들 수 있지만, 용융 압출 성형의 경우에는 높은 선압이 가해지므로, 내구성이 우수한 표면 경도가 높은 니켈-인 도금이 가장 바람직하다. 니켈-인 도금의 시공 방법에는, 전기 도금법과 무전해 도금법이 있지만, 어느 쪽을 사용해도 상관없다. 이 밖에, 세라믹층이나 저열전도 금속 재료층을 하지(下地)층으로서 설치하여, 용융 수지의 냉각을 지연시키는 것에 의해, 미세 요철 형상의 전사성을 향상시킨 것과 같은 특수한 부형용 냉각롤을 사용해도 상관없다.
또한, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지의 180도 필 시험에 있어서의 박리강도가 1N/m 이상이면, 성형 중에 양 수지층이 박리되어 버리는 것과 같은 트러블이 발생하는 일이 없으므로 바람직하다. 박리강도의 상한치에 관해서는 특별히 규정은 없지만, 접착력이 지나치게 강하면 취급성이 저하되므로, 적합 값으로서 100N/m를 예시할 수 있다. 즉, 광학 시트의 제 1 층과 제 2 층간의 박리강도는 1∼100N/m의 범위에 있고, 바람직하게는 2∼50N/m의 범위에 있다. 이들 박리강도 값은, 필 시험 시의 시험 속도를 150mm/min으로 하고, 클램프로 처킹하여 주사시키는 쪽(벗겨내는 쪽)의 시트층의 두께가 100∼150μm인 경우의 수치이다.
투명성이 높은 비결정성 폴리아마이드 수지를 사용하는 경우에는, 적층체 전체가 투명해지므로, 광학 시트의 외관 확인이 매우 용이하다.
또한, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 계면을 매트면으로 할 수도 있다. 매트면화하는 경우에는, 수지 필러나 이종 고분자 재료를 블렌딩하는 것에 의해 달성된다. 물리적인 요철의 발생에 의한 조면화에 더하여, 국소적인 고화 속도 차나 수축량 차를 마련하는 것에 의해서 조면화가 촉진된다.
본 발명의 표면 부형형 광학 시트는, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지의 공압출 성형에 의해서 얻어지지만, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지의 상용성이 비교적 높기 때문에, 그의 계면 부분에 적절한 박리강도를 갖고 있다. 그러므로, 공압출 성형 중에 발생하는 여러 가지 트러블을 억제할 수 있는 것에 더하여, 당해 광학 시트의 총두께가 두껍기 때문에 소유 열량이 상대적으로 높아, 에어 갭부에 있어서의 용융 수지의 과냉각을 방지할 수 있다.
이 효과에 의해서, 부형용 냉각롤의 표면에 설치된 미세 요철 형상의 전사율을 대폭으로 향상시키는 것이 가능하며, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층을 박리시켜 버리면, 매우 얇은 고성능의 광학 시트가 얻어진다. 미세 요철 형상을 전사하는 면은 폴리카보네이트 수지층측이어도, 비결정성 폴리아마이드 수지층측이어도 상관없다. 경우에 따라서는, 압착롤의 표면에 미세 요철 형상을 설치하여, 적층체의 양면에 형상 부여시키는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 실시형태 및 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태 및 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 실시형태의 광학 시트(10)의 개략적 단면도를 도 1에 나타낸다. 제 1 실시형태의 광학 시트(10)는 폴리카보네이트 수지에 의해 형성된 제 1 층(12)과 비결정성 폴리아마이드 수지에 의해 형성된 제 2 층(14)을 포함한다. 이들 제 1 층(12) 및 제 2 층(14)은 평활한 계면(16)에서 서로 접하도록 적층되어 있다. 제 1 층(12)의 외측의 표면, 즉 계면(16)과는 반대측의 표면(12S)에 있어서는, 도면 중에서는 과장되어 있는 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 한편, 제 2 층(14)의 외측의 표면(14S)은 평활하다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 층(12)과 제 2 층(14)은 계면(16)에서 서로 박리 가능하다.
제 2 실시형태의 광학 시트(20)(도 3 참조)에 있어서는, 폴리카보네이트 수지의 제 1 층(22)의 외측의 표면(22S)이 평활한 데 대하여, 비결정성 폴리아마이드 수지의 제 2 층(24)의 외측의 표면(24S)에 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 제 2 실시형태는 이 점에서 제 1 실시형태와 상이하다. 이들 제 1 층(22) 및 제 2 층(24)도 계면(26)에서 서로 박리 가능하다.
또한, 제 3 실시형태의 광학 시트(30)(도 4 참조)에 있어서는, 폴리카보네이트 수지의 제 1 층(32)뿐만 아니라 비결정성 폴리아마이드 수지의 제 2 층(34)에 있어서도 표면에 요철이 형성되어 있다. 즉, 제 1 층(32)의 표면(32S)과 제 2 층(34)의 표면(34S) 모두에 미세 요철 형상이 형성되어 있다. 제 3 실시형태는 이 점에서 제 1 실시형태와 상이하다.
전술의 제 1∼제 3 실시형태의 광학 시트(10, 20 및 30)는 모두 도 5에 일부를 예시하는 공압출 성형 장치(40)에 의해서 제조된다. 공압출 성형 장치(40)의 다이(42)에 있어서는, 제 1 유로(44) 및 제 2 유로(46)가 형성되어 있어, 가열한 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 각각의 유로에 통과시키고, 부형용 냉각롤(48) 및 압착롤(50)의 간극에서 협압하는 것에 의해, 광학 시트가 제조된다. 한편, 다이(42)는 멀티 매니폴드 다이이다.
부형용 냉각롤(48)은 제조되는 광학 시트의 표면의 미세 요철 형상에 따른 표면 형상을 갖는다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 유로(44, 46)를 통과시키는 수지를 선택하는 것에 의해, 적층체(60)의 제 1 층(62)의 표면에 미세 요철 형상이 형성되어, 전술의 광학 시트(10(도 1 참조) 및 20(도 3 참조))가 각각 제조 가능하다. 또한, 압착롤(50) 대신에, 또 하나의 부형용 냉각롤(도시하지 않음)을 이용하면, 제 1 층(62) 및 제 2 층(64)의 모든 표면에 미세 요철 형상이 형성되어, 제 3 실시형태의 광학 시트(30)(도 4 참조)가 제조된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
실시예 1
실시예 1에 있어서는, 폴리카보네이트 수지로서 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 S-3000N(Tg: 145℃)을, 비결정성 폴리아마이드 수지로서 EMS주식회사제 폴리아마이드 수지인 그릴아미드 TR XE 3805(Tg: 153℃)를 사용했다. 폴리카보네이트 수지를 75mmφ의 벤트 부착 단축 압출기로, 비결정성 폴리아마이드 수지를 40mmφ의 벤트 부착 단축 압출기로 각각 가소화하고, 280℃로 설정한 800mm 폭의 멀티 매니폴드 다이(도 5의 다이(42) 참조)를 이용하여 적층해서 시트상으로 압출했다. 다이의 립부로부터 유출 중인 시트상의 용융 수지는 투명하고, 겔, 파티클 등의 점상 결함이나 줄무늬상의 외관 불량 등 중에서 두드러지게 현저한 것은 특별히 관찰되지 않았다.
적층된 시트상의 용융 수지를 폴리싱 롤 유닛으로 유도하여 통지(通紙)시킨 후에, 압출량(압출기의 스크류 회전수)과 라인 속도를 변경해서 두께 조정을 실시하여, 폴리카보네이트 수지층의 두께를 약 170μm, 비결정성 폴리아마이드 수지층의 두께를 약 130μm로 설정하는 것에 의해, 총두께가 300μm 정도인 다층 시트로 했다. 한편, 이때의 라인 속도는 3m/min이었다. 두께 조정 완료 후, 135℃로 설정한 300mmφ의 부형용 냉각롤과 130℃로 설정한 300mmφ의 금속 탄성롤 사이에서 압착하여 폴리카보네이트 수지층의 표면에 미세 요철 형상을 전사시켰다. 금속 탄성롤의 압착 압력(선압)은 20kg/cm로 했다. 여기에서, 사용한 부형용 냉각롤의 표면에는 피치 80μm, 꼭지각 90°의 V홈이 연속해서 설치되어 있다. 당해 V홈은 롤 원주 방향을 따라 설치되어 있고, 이를 전사시킨 시트는 프리즘 시트, 즉 휘도 향상 시트가 된다(도 1 참조). 성형한 프리즘 시트의 표면 형상을 미타카코키주식회사제 삼차원 형상 측정 장치 NH-3N을 이용하여 계측한 결과, 평균 홈 깊이는 29.4μm이며, 부형용 냉각롤 상의 V홈 깊이와의 비율로 나타낸 전사율은 73%였다. 또, 주식회사시마즈제작소제 오토그래프 AGS-100을 이용하여 180도 필 시험을 행한 결과, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 박리강도는 2.7N/m였다.
비교예 1
비교예 1에 있어서는, 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제 폴리카보네이트 수지인 유피론 S-3000N(Tg: 145℃)만을 사용하여, 두께가 170μm 정도인 프리즘 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 1과 거의 동일하게 했다. 당해 프리즘 시트의 전사율은 65%였다.
비교예 2
비교예 2에 있어서는, 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제 폴리카보네이트 수지인 유피론 S-3000N(Tg: 145℃)만을 사용하여, 두께가 300μm 정도인 프리즘 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 1과 거의 동일하다. 당해 프리즘 시트의 전사율은 74%였다.
비교예 3
비교예 3에 있어서는, 폴리카보네이트 수지로서 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 S-3000N을, 폴리아마이드 수지로서, 우베코산주식회사제 결정성 폴리아마이드 수지인 UBE 나일론 1030B(나일론-6 수지, Tg: 47℃, Tm: 225℃)를 사용했다. 주된 성형 조건은 실시예 1과 거의 동일하게 했다. 결과로서는, 폴리아마이드 수지가 압착용의 금속 탄성롤에 심하게 점착되어, 금속 탄성롤의 온도를 130℃로부터 80℃까지 저하시키더라도 양품을 취득할 수 없었다. 압착롤로 용융 수지를 압착하기 전의 다층 시트의 박리강도를 측정한 결과, 3.4N/m였다. 실시예 1 및 비교예 1∼3의 결과를 모아 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
전술한 실시예 1 및 비교예 1∼3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 조합하여 공압출 성형하는 것에 의해서, 실시예 1에서는, 박리 후의 최종적인 시트 두께가 얇음에도 불구하고, 미세 요철 형상의 전사율이 높은 광학 시트를 성형하는 것이 가능했다. 이와 같이, 박층화된 실시예 1의 광학 시트는, 내장되는 각종 표시 장치의 공간 절약화에 공헌할 수 있다.
한편, 비교예 1에 있어서는, 전사율이 낮다는 문제가 확인되었다. 이 문제는 비결정성 폴리아마이드 수지의 층이 형성되어 있지 않아, 공압출 성형 시의 적층체의 두께가 실시예 1에 비하여 얇았던 것에 기인한다고 생각된다. 비교예 2에서는, 전사율에 문제는 없지만, 비결정성 폴리아마이드 수지가 형성되어 있지 않기 때문에 보호층이 형성되지 않는 데다가, 시트의 두께가 지나치게 커져 있어, 광학 시트로서 폭넓은 용도로 사용할 수 없다는 문제가 확인되었다.
또한, 실시예 1과 비교예 3의 결과의 비교로부터, 비결정성의 폴리카보네이트 수지가 결정성 폴리아마이드 수지에 비하여 성형성이 우수하다는 것이 확인되었다.
실시예 2
실시예 2에 있어서는, 폴리카보네이트 수지의 등급을 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 H-3000N(Tg: 142℃)으로 변경한 점, 비결정성 폴리아마이드 수지의 종류를 EMS사제 폴리아마이드 수지인 그리보리 G-21(Tg: 125℃)로 변경한 점, 다이 온도 설정을 270℃로 변경한 점, 및 압착용 금속 탄성롤의 설정 온도를 120℃로 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 시팅을 행했다. 성형 시에 있어서의 트러블 등의 발생도 없고, 외관 레벨도 매우 양호한 다층 시트가 얻어졌다. 얻어진 프리즘 시트의 프리즘 전사율은 83%, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 박리강도는 3.1N/m였다.
비교예 4
비교예 4에 있어서는, 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제 폴리카보네이트 수지인 유피론 H-3000N만을 사용하여, 두께가 약 170μm인 단층의 프리즘 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 2와 거의 동일하게 했다. 당해 프리즘 시트의 전사율은 70%였다.
비교예 5
비교예 5에 있어서는, 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제 폴리카보네이트 수지인 유피론 H-3000N만을 사용하여, 두께가 약 300μm인 단층의 프리즘 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 2와 거의 동일하게 했다. 당해 프리즘 시트의 전사율은 78%였다.
비교예 6
비교예 6에 있어서는, 폴리카보네이트 수지로서 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 H-3000N을 사용하고, 당해 재료와의 공압출 재료로서, 프라임폴리머주식회사제 폴리프로필렌 수지인 프라임폴리프로 F113G를 사용하여, 폴리카보네이트 수지층의 표면에 프리즘 형상을 전사시킨 다층 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 2와 거의 동일하게 했다. 전술의 폴리프로필렌 수지 F113G는 결정성이 높은 호모폴리머이며, 범용적인 재료 등급이기 때문에, 선팽창계수가 비교적 커서, 시트 성형기의 하류측에서, 비결정성의 폴리카보네이트 수지와의 성형 수축량의 차에 의해서 다층 시트가 크게 컬되고, 폴리카보네이트 수지층과 폴리프로필렌 수지층이 용이하게 박리되어 버려, 계면의 밀착성을 유지한 채인 상태로 다층 시트 샘플을 취득할 수 없었다. 성형 도중에 박리되어 버린 것의, 프리즘 시트의 프리즘 전사율을 측정하면 68% 정도로 낮았다.
비교예 7
비교예 7에 있어서는, 폴리카보네이트 수지로서, 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 H-3000N을 사용하고, 당해 재료와의 공압출 재료로서, 미쓰비시가가쿠주식회사제 접착성 폴리올레핀 수지인 모딕 P502를 사용하여, 폴리카보네이트 수지층의 표면에 프리즘 형상을 전사시킨 다층 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 2와 거의 동일하게 했다. 상기 접착성 폴리올레핀 수지는, 비극성 고분자 재료인 폴리올레핀계 수지와 극성 고분자 재료의 밀착성을 향상시키기 위해서, 복수의 코모노머 성분을 첨가하여 공중합시킨 재료로 되어 있고, 기본적으로는 비결정성 재료이다. 성형 수축량이 작으므로, 폴리카보네이트 수지와의 공압출 성형에 의한 다층화는 문제없이 실시할 수 있고, 시트 성형기 하류측에서의 박리 트러블 등도 발생하지 않았지만, 압착용 금속 탄성롤에 접착성 폴리올레핀 수지가 심하게 점착되어, 당해 롤의 설정 온도를 120℃로부터 90℃까지 저하시켰지만, 당해 점착 거동을 억제할 수 없어, 양품을 전혀 성형할 수 없었다. 한편, 압착용 금속 탄성롤로 압착하기 전의 다층 시트를 샘플링하여, 그의 박리강도를 측정한 결과, 134N/m로 현저하게 높아, 박리성이 나빴다. 실시예 2 및 비교예 2∼7의 결과를 모아 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
전술한 실시예 2 및 비교예 4∼7의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 조합하여 공압출 성형하는 것에 의해서, 두께가 얇음에도 불구하고, 미세 요철 형상의 전사율이 높은 시트를 성형하는 것이 가능하다. 또한, 폴리올레핀계 수지를 사용한 경우에는, 성형 중에 컬, 계면 박리 또는 롤에의 점착과 같은 여러 가지 문제가 다발하여, 양품을 성형할 수 없다는 것을 알 수 있다.
실시예 3
실시예 3에 있어서는, 폴리카보네이트 수지의 등급을 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제의 유피론 H-4000N으로 변경한 점 이외에는, 실시예 2와 완전히 마찬가지로 해서 시팅을 행했다. 성형 중의 트러블 발생 등은 없고, 외관 레벨이 높은 다층 구조의 프리즘 시트가 얻어졌다. 당해 프리즘 시트의 프리즘 전사율은 88%이며, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 박리강도는 3.1N/m였다.
실시예 4
실시예 4에 있어서는, 실시예 3과 완전히 동일한 재료를 이용하고 있지만, 적층 구성을 역전시키는 것에 의해, 비결정성 폴리아마이드 수지층 표면에의 미세 요철 형상의 전사를 시도했다(도 3 참조). 적층 구성의 변경에 수반하여, 롤 설정 온도의 변경을 실시해서, 부형용 롤의 설정 온도를 120℃, 압착용 금속 탄성롤의 설정 온도를 135℃로 했다. 성형 자체는 전혀 문제없이 가능하며, 양호 외관의 다층 프리즘 시트가 얻어졌다. 당해 프리즘 시트의 프리즘 전사율은 89%이며, 폴리카보네이트 수지층과 비결정성 폴리아마이드 수지층의 박리강도는 4.4N/m였다.
비교예 8
비교예 8에 있어서는, 비결정성 폴리아마이드 수지로서 EMS주식회사제 비결정성 폴리아마이드 수지인 그리보리 G-21(Tg: 125℃)만을 사용하여, 두께가 약 130μm인 단층 프리즘 시트를 성형했다. 주된 성형 조건은 실시예 8과 거의 동일하게 했지만, 압착용 금속 탄성롤의 설정 온도만을 110℃로 낮추어, 수지 점착을 방지했다. 당해 프리즘 시트의 전사율은 69%로 낮았다. 실시예 3∼4 및 비교예 8의 결과를 모아 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
전술한 실시예 3∼4 및 비교예 8의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리카보네이트 수지와 비결정성 폴리아마이드 수지를 조합하여 공압출 성형하는 것에 의해서, 두께가 얇음에도 불구하고 미세 요철 형상의 전사율이 높은 시트를 성형하는 것이 가능하다. 또한, 폴리카보네이트 수지층측뿐만 아니라 비결정성 폴리아마이드 수지층측에의 형상 부여도 가능하다.

Claims (8)

  1. 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층이 공압출 성형에 의해 적층된 광학 시트로서,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층은 그의 계면에서 박리 가능하고,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면이 아닌 상기 제 1 층의 표면 및 상기 제 2 층의 표면 중, 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및/또는 상기 제 2 층의 두께가 50∼250μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 층에 포함되는 폴리카보네이트 수지와 상기 제 2 층에 포함되는 비결정성 폴리아마이드 수지의 유리전이온도의 차가 ±40℃ 이내의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층에 포함되는 폴리카보네이트 수지와 상기 제 2 층에 포함되는 비결정성 폴리아마이드 수지의 260℃에서의 용융점도 비가, 전단 속도가 100s-1일 때에, 1:5∼5:1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 180도 필 시험에 있어서의 박리강도가, 시험 속도를 150mm/min, 클램프로 처킹하여 주사시키는 쪽의 시트층의 두께를 100∼150μm로 한 경우에, 1∼100N/m의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 요철 형상이 매트 형상, 프리즘 형상, 마이크로렌즈 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 폴리카보네이트 수지를 포함하는 제 1 층과 비결정성 폴리아마이드 수지를 포함하는 제 2 층을 공압출 성형에 의해 시트상으로 적층시키는 공정을 갖고,
    표면에 미세 요철 형상을 갖는 부형(賦形)용 냉각롤과, 압착롤 사이에서, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 적층체를 협압(狹壓)하는 것에 의해, 상기 적층체의 적어도 한쪽의 표면에 미세 요철 형상을 부여(賦與)하는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압착롤이, 표면에 금속 도금이 실시된 금속 강체롤 또는 금속 탄성롤인 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
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