KR101501025B1

KR101501025B1 - 아크릴계 수지 입자, 도료 조성물 및 광학 재료

Info

Publication number: KR101501025B1
Application number: KR1020130073620A
Authority: KR
Inventors: 타카시 고토; 사토루 마츠모토
Original assignee: 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-03-10
Also published as: KR20150001037A

Abstract

본 발명은 균일한 광 확산성을 갖는 광학 재료를 형성할 수 있는 아크릴계 수지 입자를 제공한다.
본 발명의 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경으로 나눈 값α, 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값γ 및 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경으로 나눈 값η이 소정의 관계를 만족시키고 또한 체적 기준의 입자 직경의 CV값이 30∼40％임과 함께, 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값A가 0.75 이하이고 또한 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 1.1∼1.6인 것을 특징으로 한다.

Description

아크릴계 수지 입자, 도료 조성물 및 광학 재료{ACRYLIC BASED RESIN PARTICLE, COATING COMPOSITION AND OPTICAL MATERIAL}

본 발명은 아크릴계 수지 입자, 도료 조성물 및 광학 재료에 관한 것이다.

근래, 표시 장치로서 액정 표시 장치가 여러 용도로 사용되고 있다. 이 액정 표시 장치는 액정 셀의 배면에 백 라이트 유닛이 배설된다. 백 라이트 유닛은 냉음극관이나 LED 등의 발광 광원, 램프 리플렉터, 도광판, 이 도광판의 전면측에 배설되는 광 확산 시트 및 상기 도광판의 후면측에 배설된 광 반사판으로 이루어진다. 상기 광 확산 시트는 발광 광원으로부터 방사된 광을 확산시킨 후에 액정 패널에 입사시키는 광학 필름이다.

또한, 전력 소비를 저감시키기 위해서, 액정 표시 화면의 고휘도화도 요구되고 있다. 액정 표시 화면의 고휘도화를 실현하기 위해서는, 발광 광원으로부터의 광을 액정 패널의 전체면에 균일하게 입사시키도록 확산시키는 것이 요구된다. 또한, 고휘도화는 조명 장치의 커버에 있어서도 요구되고 있다.

특허문헌 1에는, 고가교이고, 수평균 입자 직경이 0.1∼20㎛이고, 입자 직경 분포의 변동 계수(CV값)가 20％ 이하인 폴리머 입자와, 바인더 성분을 포함하는 광학 재료용 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 상기 광학 재료용 조성물에 포함되어 있는 폴리머 입자는, 입자 직경 분포의 변동 계수(CV값)가 20％ 이하로 한정되어 있어, 입자 직경의 편차가 작기 때문에, 광학 재료 조성물을 기재 상에 도포하여 광 확산층을 형성하면, 폴리머 입자가 정렬된 상태로 배열되고, 그 결과, 폴리머 입자 사이에 오히려 간극이 생기고, 이 간극을 통과한 광은 확산되는 경우가 없기 때문에, 광 확산성이 불균일해진다는 문제를 일으킨다.

일본 공개특허공보 2008-7666호

본 발명은 균일한 광 확산성을 갖는 광학 재료를 형성할 수 있는 아크릴계 수지 입자 및 이 아크릴계 수지 입자를 사용한 도료 조성물 및 광학 재료를 제공한다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경으로 나눈 값α, 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값γ 및 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경으로 나눈 값η이 하기 식 1을 만족시키고, 또한 체적 기준의 입자 직경의 CV값이 식 2를 만족시킴과 함께, 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값A가 식 3을 만족시키고, 또한 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 식 4를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

α＞γ＞η ···식 1

30％≤체적 기준의 입자 직경의 CV값≤40％ ···식 2

A≤0.75 ···식 3

1.1≤B≤1.6 ···식 4

α＝체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경

γ＝체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경

η＝체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경

A＝체적 기준의 누적 10％ 하위 입자 직경/체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경

B＝체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경/체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경

상술한 바와 같이, α는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경으로 정의된다. γ는 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 정의된다. η는 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경으로 정의된다.

또한, 본 발명의 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 입자 직경의 CV값이 식 2를 만족시키고 있고, 체적 기준의 입도 분포에 있어서 대체로 정규 분포를 갖고 있다. 즉, 가로축을 체적 기준의 입자 직경으로 하고, 세로축을 입자의 수로 한 그래프를 그리면, 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경(체적 기준의 평균 입자 직경)을 중심으로 하여 대략 선대칭인 형상을 갖고, 입자 직경이 체적 기준의 평균 입자 직경으로부터 멀어짐에 따라, 입자의 수가 매끄러운 곡선을 그리면서(산기슭과 같이) 서서히 감소하고 있다.

따라서, 본 발명의 아크릴계 수지 입자는 임의의 입자 직경의 분산도를 보았을 때, 이 입자 직경에 가까운 입자 직경을 갖는 입자의 분산도는, 상기 임의의 입자 직경의 분산도와 근사한 값을 취한다. 따라서, α는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경 및 이 근방의 입자 직경의 영역(극소 직경 영역)에 있어서의 입자 직경의 분산도를 의미하고 있다. γ는 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경 및 이 근방의 입자 직경의 영역(평균 입자 직경 영역)에 있어서의 입자 직경의 분산도를 의미하고 있다. η는 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경 및 이 근방의 입자 직경의 영역(극대 직경 영역)에 있어서의 입자 직경의 분산도를 의미하고 있다. 이하, 극소 직경 영역의 입자를 「극소 직경 입자」라고 하고, 평균 입자 직경 영역의 입자를 「중간 정도 입자 직경의 입자」라고 하고, 극대 직경 영역의 입자를 「극대 직경 입자」라고 한다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 α＞γ＞η(식 1)를 만족시키고 있다. 식 1을 만족시킴으로써, 아크릴계 수지 입자는 그 입자 직경이 작아질수록 아크릴계 수지 입자의 입자 직경의 분산도가 높아지도록 구성되어 있다.

추가하여, 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값A가 0.75 이하로 한정되고, 바람직하게는 0.7 이하이며, 극소 직경 입자의 수가 많아지도록 구성되어 있다.

아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값A가 0.75를 초과하면, 극소 직경 입자의 수가 적어져, 극대 직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이에 형성된 간극을 메우는 것이 곤란해진다.

한편, 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 1.1∼1.6으로 한정되고, 바람직하게는 1.2∼1.6이며, 극대 직경 입자의 수가 적어지도록 구성되어 있다.

아크릴계 수지 입자에 있어서, 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 1.1 미만이 되면, 극대 직경 입자가 지나치게 적어져, 중간 정도 입자 직경의 입자의 돌출이 눈에 띄게 되어, 도막을 다른 재료와 접촉시킨 상태로 사용했을 경우에 다른 재료에 대한 긁힘성이 증가된다.

아크릴계 수지 입자에 있어서, 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 1.6을 초과하면, 극대 직경 입자가 지나치게 많아져, 극대 직경 입자의 돌출이 눈에 띄게 되어, 얻어지는 도막의 표면 평활성이 저하된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 아크릴계 수지 입자는 극대 직경 영역에 있어서 분산도가 작아지도록 또한 극대 직경 입자의 수가 적어지도록 구성되어 있다. 이와 같이, 극대 직경 입자를 존재시키면서도, 극대 직경 입자의 수를 적게 함으로써, 아크릴계 수지 입자를 균일하게 분산된 상태로 바인더 수지 중에 존재시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 도막을 형성했을 경우, 극대 직경 입자의 수를 적게 함으로써, 도막의 표면에 극대 직경 입자가 돌출되는 것을 가능한 한 방지하여, 도막의 표면 평활성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 평균 입자 직경 영역의 입자 및 극소 직경 영역의 입자의 분산도를 극대 직경 영역의 입자의 분산도보다 높게 하고 있음과 함께, 극소 직경 영역의 아크릴계 수지 입자의 수를 많게 하고 있다.

첫번째 이유로는, 중간 정도 입자 직경의 입자가 극대 직경 입자의 분산도보다 높은 적당한 분산도로 함유되어 있음으로써, 극대 직경 입자 사이에 형성된 간극을, 중간 정도 입자 직경을 갖고 또한 적당한 입도 분포의 폭을 갖는 입자가 효과적으로 메울 수 있다. 또한, 중간 정도 입자 직경의 입자가 존재하고 있음으로써, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막이 우수한 기계적 강도를 갖기 때문이다.

두번째 이유로는, 극소 직경 영역의 입자의 분산도를 중간 정도 입자 직경의 입자 및 극대 직경 입자의 분산도보다 높게 함과 함께, 극소 직경 입자의 수를 많게 함으로써, 극소 직경 입자는 폭넓은 입도 분포를 갖고 또한 수가 많은 점에서, 극대 직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이에 형성된 여러 크기를 갖는 간극을 효과적이고 또한 용이하게 대략 간극없이 메울 수 있다.

즉, 본 발명의 아크릴계 수지 입자는 극소 직경 입자의 분산도를 가장 높게, 또한 극소 직경 입자의 수를 많게 하고 있다. 따라서, 극소 직경 입자가 중간 정도 입자 직경의 입자로는 메울 수 없는 간극에 효과적으로 들어가, 극대 직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이에 형성된 간극을 대략 간극없이 효과적으로 메운다.

이와 같이, 본 발명의 아크릴계 수지 입자는 극소 직경 영역, 평균 입자 직경 영역 및 극대 직경 영역의 아크릴계 수지 입자의 분산도를 식 1의 관계로 하고, 체적 기준의 입자 직경의 CV값을 소정 범위로 하여, 극대 직경 영역 및 극소 직경 영역의 입자의 수를 한정함으로써, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물을 사용하여 도막을 형성하면, 얻어지는 도막 중에는, 아크릴계 수지 입자가 응집되지 않고 또한 대략 간극없이 대략 균일하게 분산된 상태로 존재하고 있다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자의 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경은 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막의 광 확산성이 우수한 점에서, 1∼50㎛가 바람직하고, 2∼20㎛가 보다 바람직하다.

α(체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경)는 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 극대 직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이의 간극을 효과적으로 메워 아크릴계 수지 입자를 대략 간극없이 또한 대략 균일하게 분산시켜, 도막의 광 확산성을 향상시킬 수 있는 점에서 1.8∼3.2가 바람직하고, 1.9∼3.2가 보다 바람직하다.

γ(체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경)는 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 극대 직경 입자 사이의 간극을 효과적으로 메워 아크릴계 수지 입자를 대략 간극없이 또한 대략 균일하게 분산시켜, 도막의 광 확산성을 향상시킬 수 있는 점에서 1.4∼2.8이 바람직하고, 1.5∼2.7이 보다 바람직하다.

η(체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경)는 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 극대 직경 입자가 동일한 정도의 입자 직경을 갖고 있고, 극단적으로 큰 입자 직경을 갖는 아크릴계 수지 입자가 부분적으로 돌출됨으로써 도막의 표면 평활성이 손상되는 경우가 없기 때문에, 1.4∼2.8이 바람직하고, 1.4∼2.7이 보다 바람직하다.

아크릴계 수지 입자에 있어서의 체적 기준의 입자 직경의 CV값은 지나치게 작으면, 아크릴계 수지 입자의 입도 분포의 폭이 좁아져, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 아크릴계 수지 입자 사이에 형성된 간극을 효과적으로 메울 수 없게 됨과 함께, 도막의 표면 평활성이 저하되고, CV값이 지나치게 크면, 극대 직경의 아크릴계 수지 입자의 수가 지나치게 많아져, 도막의 표면 평활성이 저하되므로, 30∼40％에 한정되고, 32∼38％가 바람직하다.

또한, 아크릴계 수지 입자에 있어서, α, γ 및 η에 추가하여, 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경으로 나눈 값β 및 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경으로 나눈 값δ이 식 5를 만족시키는 것이 바람직하다.

α＞β＞γ＞δ＞η ···식 5

β＝체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경

δ＝체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경

추가하여, 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값C가 식 6을 만족시키고, 또한 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값D가 식 7을 만족시키는 것이 바람직하다.

C≤0.85 ···식 6

1.1≤D≤1.4 ···식 7

C＝체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경/체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경

D＝체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경/체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경

상술한 바와 같이, β는 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경으로 정의된다. δ는 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경으로 정의된다. 따라서, β는 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경 및 이 근방의 입자 직경의 영역(소직경 영역)에 있어서의 입자 직경의 분산도를 의미하고 있다. δ는 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경 및 이 근방의 입자 직경의 영역(대직경 영역)에 있어서의 입자 직경의 분산도를 의미하고 있다. 이하, 소직경 영역의 입자를 「소직경 입자」라고 하고, 대직경 영역의 입자를 「대직경 입자」라고 한다.

아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값C가 바람직하게는 0.85 이하로 되고, 보다 바람직하게는 0.8 이하로 되어 있어, 소직경 입자의 수가 많아지도록 구성되어 있다.

아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값C가 지나치게 커지면, 소직경 입자의 수가 적어져, 극대 직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이에 형성된 간극을 효과적으로 메우는 것이 곤란해질 우려가 있다.

한편, 아크릴계 수지 입자는 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값D가 바람직하게는 1.1∼1.4로 되고, 보다 바람직하게는 1.1∼1.3로 되어 있어, 대직경 입자의 수가 적어지도록 구성되어 있다.

아크릴계 수지 입자에 있어서, 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 지나치게 작으면, 극대 직경 입자 사이에 형성된 간극을 효과적으로 메울 수 없을 우려가 있다.

아크릴계 수지 입자에 있어서, 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 지나치게 크면, 대직경 입자가 지나치게 많아져, 대직경 입자의 돌출이 눈에 띄게 되어, 얻어지는 도막의 표면 평활성이 저하될 우려가 있다.

이와 같이, α, β, γ, δ 및 η이 식 5의 관계를 만족시킴으로써, 극대 직경 입자 사이에 형성된 간극을 대직경 입자, 중간 정도의 입경을 갖는 입자, 소직경 입자 및 극소 직경 입자가 보다 효과적으로 대략 간극없이 메울 수 있어, 보다 균일한 광 확산성을 갖는 도막을 형성할 수 있다.

β(체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경)는 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 극대 직경 입자, 대직경 입자 및 중간 정도 입자 직경의 입자 사이의 간극을 효과적으로 메워 아크릴계 수지 입자를 대략 간극없이 또한 대략 균일하게 분산시켜, 도막의 광 확산성을 향상시킬 수 있는 점에서 1.7∼3.1이 바람직하고, 1.8∼3.1이 보다 바람직하다.

δ(체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경/개수 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경)는 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하는 도료 조성물로부터 형성된 도막 중에 있어서, 아크릴계 수지 입자가 응집되는 것을 방지함과 함께, 극대 직경 입자가 도막으로부터 돌출되는 것을 가능한 한 방지하여 도막의 표면 평활성을 향상시킬 수 있으므로, 1.2∼2.2가 바람직하고, 1.3∼2.1이 보다 바람직하다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자에 대해서, 체적 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％ 및 90％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％ 및 90％ 입자 직경과, 체적 기준의 입자 직경의 CV값은 하기의 요령으로 측정된 값을 말한다.

아크릴계 수지 입자의 체적 평균 입자 직경은 쿨터 멀티사이저 Ⅲ(베크만·쿨터 주식회사 제조 측정 장치)에 의해 측정한다. 측정은 베크만·쿨터 주식회사 발행 Multisizer^TM 3의 사용자 매뉴얼에 따라서 교정된 애퍼처를 이용하여 실시하는 것으로 한다.

또한, 측정에 이용하는 애퍼처의 선택은 측정하는 수지 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 경우는 50㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하고, 측정하는 수지 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 10㎛보다 크고 30㎛ 이하인 경우는 100㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하고, 수지 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 30㎛보다 크고 90㎛ 이하인 경우는 280㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하고, 아크릴계 수지 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 90㎛보다 크고 150㎛ 이하인 경우는 400㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하는 등 적절히 행한다. 측정 후의 체적 평균 입자 직경이 상정한 체적 평균 입자 직경과 상이한 경우는 적정한 사이즈를 갖는 애퍼처로 변경하고, 재차 측정을 실시한다.

또한, 50㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 －800, Gain(게인)은 4로 설정하고, 100㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 －1600, Gain(게인)은 2로 설정하고, 280㎛ 및 400㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 －3200, Gain(게인)은 1로 설정한다.

측정용 시료로는, 수지 입자 0.1g을 0.1중량％ 비이온성 계면활성제 수용액 10㎖ 중에 터치 믹서(야마토 과학 주식회사 제조, 「TOUCHMIXER MT-31」) 및 초음파 세정기(주식회사 벨보 클리어사 제조, 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용해 분산시켜, 분산액으로 한 것을 사용한다. 쿨터 멀티사이저 Ⅲ의 측정부에, ISOTON(등록상표)Ⅱ(베크만·쿨터 주식회사 제조: 측정용 전해액)을 채운 비커를 세트하고, 비커 내를 천천히 교반하면서, 상기 분산액을 적하하여, 쿨터 멀티사이저 Ⅲ 본체 화면의 농도계의 시도를 5∼10％에 맞춘 후에, 측정을 개시한다. 측정 중에는 비커 내를 기포가 들어가지 않을 정도로 천천히 교반해 두고, 입자를 10만개 측정한 시점에서 측정을 종료하고, 체적 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％ 및 90％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％ 및 90％ 입자 직경을 산출한다.

체적 기준의 평균 입자 직경은 10만개의 아크릴계 수지 입자의 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경이다.

아크릴계 수지 입자의 입자 직경의 CV값(변동 계수)을 하기 식에 기초하여 산출한다.

아크릴계 수지 입자의 체적 기준의 CV값(％)

＝100×(아크릴계 수지 입자의 체적 기준의 입도 분포의 표준 편차) /아크릴계 수지 입자의 체적 기준의 평균 입자 직경)

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 범용의 중합 방법을 이용해 제조할 수 있다. 아크릴계 수지 입자의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 아크릴계 모노머 및 중합 개시제를 분산 안정제의 존재하에서 수성 매체 중에 분산시켜 교반하면서 현탁 중합시켜 아크릴계 수지 입자를 제조하는 방법 외에, 유화 중합, 시드 중합, 괴상 중합, 용액 중합 등의 범용의 중합 방법을 이용해 아크릴계 수지 입자를 제조하는 방법을 들 수 있다. 또한, 수성 매체로는, 예를 들면, 물, 메틸알코올, 에틸알코올이나 이들의 혼합물 등을 들 수 있고, 물이 바람직하다.

아크릴계 모노머로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 아크릴산에스테르, 아크릴산, 메타크릴산에스테르, 메타크릴산 등을 들 수 있다. 아크릴계 모노머는 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

아크릴산에스테르로는, 예를 들면, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트 등을 들 수 있다. 메타크릴산에스테르로는, 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트 등을 들 수 있고, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트가 바람직하다.

또한, 아크릴계 모노머에 아크릴계 모노머와 공중합 가능한 모노머를 함유 시켜도 된다. 이러한 모노머로는, 예를 들면, 스티렌, p-메틸스티렌,α-메틸스티렌, 초산비닐, 아크릴로니트릴 등의 비닐기를 갖는 모노머 등을 들 수 있다.

또한, 아크릴계 모노머에, 비닐기를 복수개 갖는 다관능 모노머가 함유되어도 된다. 이러한 다관능 모노머로는, 예를 들면, 1,10-데칸디올디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 데카에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 펜타데카에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 펜타콘타헥타에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌디메타크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라 메타크릴레이트, 디메타크릴산프탈산디에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들 모노머는 단독으로 사용되어도 되고 2종 이상이 병용되어도 된다. 상기 다관능 모노머 중, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트가 바람직하다.

중합 개시제로는, 예를 들면, 과산화벤조일, 과산화라우로일, 과산화옥타노일, 오르토클로로과산화벤조일, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 쿠멘히드로퍼옥시드, t-부틸히드로퍼옥시드 등의 과산화물계 중합 개시제, 2,2＇-아조비스이소부티로니트릴, 2,2＇-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 중합 개시제를 들 수 있다.

또한, 분산 안정제로는, 예를 들면, 인산칼슘, 피로인산마그네슘 등의 난수용성 무기염, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 고분자, 올레산나트륨, 라우릴황산나트륨, 도데실벤젠술폰산나트륨, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬인산에스테르염 등의 음이온성 계면활성제, 라우릴아민아세테이트, 스테아릴아민아세테이트 등의 알킬아민염, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드와 같은 제4급 암모늄염 등의 양이온 계면활성제, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 글리세린지방산에스테르 등의 비이온 계면활성제, 라우릴디메틸아민옥시드 등의 양성 계면활성제 등을 들 수 있다. 또한 분산 안정제는 단독으로 사용되어도 되고 2종 이상이 병용되어도 된다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 입도 분포가 식 1∼4를 만족시키도록 조정되는데, 이 조정 방법으로는, 상술한 요령으로 제조된 아크릴계 수지 입자를 범용의 요령으로 분급하면 된다. 분급할 때의 기준으로는, 분급 전의 아크릴계 수지 입자에 있어서의 체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경 이하의 입자 직경을 갖는 입자, 또는, 분급 전의 아크릴계 수지 입자에 있어서의 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경 이상의 입자 직경을 갖는 입자의 일부를, 분급 후의 아크릴계 수지 입자의 입도 분포를 확인하면서, 각종 분급기를 이용하여 분급 조건을 적절히 조정하면서 제거하면 된다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 바인더 수지와 혼합함으로써, 본 발명의 아크릴계 수지 입자와 바인더 수지를 포함하는 도료 조성물을 구성한다. 이 도료 조성물은 광학 재료, 가전 등의 전기 제품의 표면의 광택 제거 도료, 건축물의 외장 도료를 형성하기 위해서 바람직하게 사용된다. 광학 재료로는, 예를 들면, 방현 필름, 광 확산 시트 및 도광판 등을 들 수 있고, 광 확산 시트를 형성하는데 특히 바람직하다.

도료 조성물을 제조하는 방법으로는, 범용의 혼합기를 이용하여, 본 발명의 아크릴계 수지 입자와 바인더 수지를 혼합하면 된다. 혼합기로는, 예를 들면, 압출기 등의 혼련기, 비즈 밀, 고압 호모지나이저 등을 들 수 있다.

바인더 수지로는, 공지된 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 열가소성 수지로는, 예를 들면, 상술한 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지 등을 들 수 있고, 투명성이 우수한 점에서, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리에스테르계 수지, 폴리스티렌계 수지가 바람직하다. 또한, 열가소성 수지는 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

도료 조성물 중에 있어서의 바인더 수지의 함유량은 광 확산성 및 광 투과성 쌍방이 우수한 광학 재료를 제조할 수 있는 점에서, 아크릴계 수지 입자 100중량부에 대해서 25∼400중량부가 바람직하고, 50∼200중량부가 보다 바람직하다.

도료 조성물에는 도료 조성물의 점도를 조정하기 위해서 용매가 함유되어 있어도 된다. 용매로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 초산에틸, 알코올 등을 들 수 있다. 또한, 용매는 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

다음으로, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 사용하여 광학 재료를 제조하는 요령에 대해 설명한다. 광학 재료는 기재 상에 광 확산층을 적층 일체화함으로써 제조된다. 광학 재료의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 기재 상에 상기 도료 조성물을 도공하여 건조시키고, 바인더 수지 중에 아크릴계 수지 입자가 분산되어 이루어지는 광 확산층을 기재 상에 적층 일체화시켜 광학 재료를 제조할 수 있다. 또한, 도료 조성물 중에 용매가 포함되어 있는 경우에는, 도료 조성물의 건조시에 용매를 제거한다.

기재로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리아미드 등의 합성 수지 기재, 유리 시트 등의 무기 기재 등을 들 수 있다. 광학 재료가 광 확산 시트인 경우에는, 기재는 투명 기재인 것이 바람직하다. 또한, 「투명」에는 반투명도 포함된다.

기재 상에 도료 조성물을 도공하는 방법으로는, 리버스 롤 코트법, 그라비아 코트법, 다이 코트법, 콤마 코트법, 스프레이 코트법 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다. 광 확산층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 광 확산성, 막 강도등을 고려하여 1∼100㎛가 바람직하고, 3∼30㎛가 보다 바람직하다.

상술한 바와 같이 하여 형성된 광 확산층은 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 포함하고 있는 점에서, 광 확산층 중에 아크릴계 수지 입자가 균일하게 분산된 상태로 또한 아크릴계 수지 입자 사이에 대부분 간극이 없는 상태로 분산되어 있다. 따라서, 광 확산층은 전면적으로 대략 균일한 광 확산성을 갖고 있다.

또한, 광 확산층은 그 표면에 아크릴계 수지 입자가 과도하게 돌출되어 있지 않고, 표면 평활성이 우수하므로, 광학 재료를 다른 재료와 중첩시켜 사용했을 경우에도, 다른 재료를 손상시키지 않는다.

본 발명의 아크릴계 수지 입자는 상술한 바와 같은 구성을 갖고 있는 점에서, 응집되지 않고 또한 아크릴계 수지 입자 사이에 대략 간극이 없는 상태로 분산시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 아크릴계 수지 입자 및 바인더 수지를 포함하는 도료 조성물을 사용하여 형성된 광 확산층은, 바인더 수지 중에 아크릴계 수지 입자가 간극없이 또한 응집되지 않고 대략 균일하게 분산되어 있다. 따라서, 광 확산층은 전체적으로 대략 균일하고 또한 우수한 광 확산성을 갖고 있어, 이 광 확산층을 갖는 광학 재료는 우수한 광 확산성을 갖는다.

또한, 상기 광 확산층은 그 표면 평활성이 우수한 점에서, 상기 광 확산층을 갖는 광학 재료는 다른 광학 재료와 중첩시켜 사용했을 때에도, 다른 광학 재료를 손상시키는 경우가 없다. 따라서, 본 발명의 아크릴계 수지 입자를 사용하여 형성된 광 확산층을 갖는 광학 재료는 다른 광학 재료와의 중첩 사용을 가능하게 하여, 광학 재료 전체의 소형화를 도모할 수 있다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 실시예에 전혀 한정되는 것이 아니다.

(실시예 1)

메틸메타크릴레이트 95중량부, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 5중량부 및 과산화벤조일 0.4중량부를 포함하는 단량체 조성물, 탈이온수 200중량부, 산가용성의 난수용성 무기 화합물로 이루어지는 분산 안정제로서의 트리인산칼슘 6중량부 및 라우릴황산나트륨 0.1중량부를 혼합기(특수 기화 공업 주식회사 제조 상품명 「TK호모 믹서」)에 공급하고 4500rpm으로 10분 간에 걸쳐 혼합하여, 단량체 조성물이 탈이온수 중에 균일하게 분산된 분산액을 얻었다.

상기 분산액을 중합 반응기 내에 공급하여 교반하면서, 단량체 조성물을 70℃에서 3시간에 걸쳐 현탁 중합하여, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자가 수중에 분산된 현탁액을 얻었다.

얻어진 현탁액에 염산을 첨가하여 분산 안정제를 용해시킨 후에, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 물로부터 분리하여, 세정한 후에 건조시켜 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 얻었다.

다음으로, 얻어진 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 터보 클래시파이어(닛세이 엔지니어링사 제조 상품명 「형식 TC-15」)에 투입하고 분급하여, 입자 직경이 20㎛ 이상인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자 및 입자 직경이 1∼5㎛인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 제거하고, 분급 후의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 얻었다.

(실시예 2)

혼합기의 회전수를 7000rpm으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 분급 전의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 얻었다.

다음으로 얻어진 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 터보 클래시파이어(닛세이 엔지니어링사 제조 상품명 「형식 TC-15」)에 투입하고 분급하여, 입자 직경이 15㎛ 이상인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자 및 입자 직경이 1∼4㎛인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 제거하고, 분급 후의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 얻었다.

(실시예 3)

메틸메타크릴레이트 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 대신에, 부틸메타크릴레이트 35중량부, 부틸아크릴레이트 35중량부 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 30중량부를 사용한 것, 혼합기의 회전수를 6500rpm으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 분급 전의 가교 아크릴계 수지 입자를 얻었다.

다음으로, 얻어진 가교 아크릴계 수지 입자를 터보 클래시파이어(닛세이 엔지니어링사 제조 상품명 「형식 TC-15」)에 투입하고 분급하여, 입자 직경이 15㎛ 이상인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자 및 입자 직경이 1∼4㎛인 가교 아크릴계 수지 입자를 제거하고, 분급 후의 가교 아크릴계 수지 입자를 얻었다.

(비교예 1)

실시예 1에서 제조된 분급 전의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 사용하였다.

(비교예 2)

실시예 2에서 제조된 분급 전의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 사용하였다.

(비교예 3)

실시예 3에서 제조된 분급 전의 가교 아크릴계 수지 입자를 사용하였다.

(비교예 4)

실시예 1에서 얻어진 분급 후의 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 터보 클래시파이어(닛세이 엔지니어링사 제조 상품명 「형식 TC-15」)에 투입하여, 입자 직경이 12㎛를 초과하는 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 제거하였다.

또한, 얻어진 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 에어로 클래시파이어(닛세이 엔지니어링사 제조 상품명 「형식 AC-20」)에 투입하여, 입자 직경이 9㎛ 미만인 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자를 제거하였다.

실시예 1∼3 및 비교예 4에서 얻어진 분급 후의 아크릴계 수지 입자 및 비교예 1∼3에서 얻어진 분급 전의 아크릴계 수지 입자에 대해서, α, β, γ, δ, η, A, B, C 및 D, 그리고 체적 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％ 및 90％ 입자 직경과, 개수 기준의 누적 하위 10％, 25％, 50％, 75％및 90％ 입자 직경과, 체적 기준의 입자 직경의 CV값을 표 1 및 2에 나타냈다.

실시예 및 비교예에서 얻어진 아크릴계 수지 입자 250중량부, 폴리에스테르계 수지 180중량부, 폴리이소시아네이트 50중량부, 톨루엔 300질량부 및 메틸에틸 케톤 330질량부를 균일하게 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다. 이 도료 조성물을 투명한 폴리에스테르계 수지 필름 상에 다이 코트법에 의해 도공한 후, 도료 조성물을 건조시켜 톨루엔 및 메틸에틸케톤을 제거하고, 폴리에스테르계 수지 필름 상에, 도료 조성물을 건조시켜 이루어지는 광 확산층이 적층 일체화되어 이루어지는 광 확산 시트를 제작하였다.

얻어진 광 확산 시트의 도공 불균일 및 긁힘성을 하기의 요령으로 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(도공 불균일)

광 확산 시트를 육안으로 관찰하여, 수지 입자가 집중되어 있는 부분과 수지 입자가 적은 부분의 존재, 소위, 도공 불균일의 존재를 확인하였다. 도공 불균일을 관찰할 수 없었던 경우를 「양호」, 도공 불균일이 관찰된 경우를 「불량」으로 하였다.

(긁힘성)

염색물 마찰 견뢰도 시험기(다이에이 과학 정기 제작소사 제조)를 이용하였다. 광 확산 시트로부터 세로 12cm×가로 5cm의 평면 장방형상의 시험편을 2장 잘라 내었다. 염색물 마찰 견뢰도 시험기의 시료대 위에, 시험편을 그 광 확산층이 위가 되도록 재치, 고정하였다. 염색물 마찰 견뢰도 시험기의 마찰자에 광 확산층을 위를 향하게 하여 다른 시험편을 고정하고, 추가로, 그 위에 500g의 분동(시험편에 대한 접촉 면적은 4㎠)을 올리고 30왕복/분의 속도로 시험편의 장변 방향과 평행으로 10㎝의 거리를 20회 왕복시켜 찰과하여, 광 확산층의 긁힘성을 평가하였다. 광 확산층의 긁힘을 육안으로 확인할 수 없었던 경우를 「양호」, 긁힘을 확인할 수 있었던 경우를 「불량」으로 하였다.

Claims

체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경으로 나눈 값α, 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값γ 및 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경으로 나눈 값η이 하기 식 1을 만족시키고, 또한 체적 기준의 입자 직경의 CV값이 식 2를 만족시킴과 함께,
체적 기준의 누적 하위 10％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값A가 식 3을 만족시키고, 또한 체적 기준의 누적 하위 90％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값B가 식 4를 만족시키는 것을 특징으로 하는 아크릴계 입자 수지:
α＞γ＞η ···식 1
30％≤체적 기준의 입자 직경의 CV값≤40％ ···식 2
A≤0.75 ···식 3
1.1≤B≤1.6 ···식 4.
제 1 항에 있어서,
체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경으로 나눈 값β 및 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 개수 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경으로 나눈 값δ이 하기 식 5를 만족시킴과 함께,
체적 기준의 누적 하위 25％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값C가 식 6을 만족시키고, 또한 체적 기준의 누적 하위 75％ 입자 직경을 체적 기준의 누적 하위 50％ 입자 직경으로 나눈 값D가 식 7을 만족시키는 것을 특징으로 하는 아크릴계 입자 수지:
α＞β＞γ＞δ＞η ···식 5
C≤0.85 ···식 6
1.1≤D≤1.4 ···식 7 .
제 1 항 또는 제 2 항의 아크릴계 수지 입자와 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
기재 상에 광 확산층이 적층 일체화되어 이루어지는 광학 재료로서, 상기 광 확산층은 제 1 항 또는 제 2 항의 아크릴계 수지 입자와 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 재료.
제 4 항에 있어서,
상기 광학 재료가 광 확산 시트인 것을 특징으로 하는 광학 재료.