| 【発明の名称】 |
光拡散性樹脂組成物 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉野 昌宏
【氏名】秋山 和彦
【氏名】小泉 和彦
【氏名】高橋 清
【氏名】石山 稔
|
| 【要約】 |
【課題】生産性に優れた、より高い光拡散性と光線透過率を有する光拡散性合成樹脂組生物を提供する。
【解決手段】透明樹脂１００重量部に、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量および平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量それぞれ分散せしめる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透明樹脂１００重量部に、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量および平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量それぞれ分散せしめることを特徴とする光拡散性樹脂組成物。
【請求項２】 透明樹脂１００重量部に、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量、平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量、および無機透明物質粉末を５重量部以下の量それぞれ分散せしめることを特徴とする光拡散性樹脂組成物。
【請求項３】 架橋樹脂微粒子が、シリコーン樹脂微粒子および／またはスチレン系架橋樹脂微粒子である請求項１または２記載の光拡散性樹脂組成物。
【請求項４】 透明樹脂が、メタクリル系樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散性樹脂組成物。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光拡散性樹脂組成物に関し、より詳しくは照明カバー、照明看板、ディスプレー、グレージング等に適した光拡散性樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】光拡散性を有する合成樹脂は、照明器具、各種ディスプレー等にまたはその成形素材などに用いられており、光拡散性合成樹脂に求められる特性としては、高い光拡散性を有するとともに、電力エネルギーの効率的使用の点から高い光線透過性を兼ね備えるということがますます要求されている。このような光拡散性合成樹脂としては、例えば（ａ）平均粒径１０μｍ以下の硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末を透明合成樹脂中に含有せしめたもの（特開昭６０−１３９７５８号公報）、（ｂ）平均粒径１〜１０μｍのガラス粉末、石英粉末、フッ化カルシウム粉末等の無機透明物質粉末、あるいは１〜１０μｍのポリスチレン、ポリメタクリレート、アクリル酸エステルのフッ化物の有機透明物質粉末を透明樹脂中に分散せしめたもの（特公昭６０−２１６６２号公報）、（ｃ）平均粒径４〜５０μｍのシリカ、ガラス、フッ化カルシウム、水酸化アルミニウム等の透明微粒子を透明樹脂中に分散せしめたもの（特開昭６０−１３９７５８号公報、特開昭６０−１８４５５９号公報、特開昭６１−４７６２号公報）、（ｄ）平均粒径０．５〜５μｍのスチレン系架橋重合体微粒子を含有せしめたもの（特公昭３９−１０５１５号公報）、スチレン系樹脂または粒子径３０〜５００μｍの架橋したスチレン−アルキルアクリレート系ポリマーをアクリル樹脂に混合分散せしめたもの（特開昭５６−３６５３５号公報、特開昭６１−１５９４０号公報）、および平均粒子径１〜３０μｍの架橋スチレン系ポリマー１〜２０重量部を含有させたもの（特開平４−１８３４６号公報）、（ｅ）平均粒径１〜６μｍのシリコーン樹脂微粒子および平均粒径１〜７μｍの無機透明物質粉末を分散せしめたもの（特許第２５１２５４４号公報）などが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記（ａ）〜（ｃ）の場合には、光拡散性微粒子として無機物質粉末を主に添加しているため、全光線透過率を高くする目的でその粉末の添加量を減ずると、ヘイズ値（曇価）が低下してしまい内部の照明が透けて見えてしまい、一方透けないようにその添加量を増加させると、全光線透過率が低下してしまうという問題点があった。また、これらの場合には、使用する無機粉末の硬さに起因した設備機器の摩耗損傷などの発生、および押出板製造時のダイラインなどの欠点発生という問題もあった。また、上記（ｄ）〜（ｅ）では、粒子径の小さいスチレン系架橋樹脂微粒子やシリコーン樹脂微粒子等の架橋樹脂微粒子を用いる場合には、無機物質粉末等に比べ光拡散性に優れ設備上の問題等が解消されるものの、内部の光源が透けないようにするには添加量を増加させねばならず、市場の要求に応えてさらに高い光線透過率と隠蔽性を両立させることは容易ではなく、一方粒子径の大きい架橋樹脂微粒子を用いる場合には、高い光線透過率は実現できるものの、市場の要求に応えてさらに良好な光拡散性能と隠蔽性とを得ることは容易ではないという問題があった。このような状況から、さらに高い光拡散性と高い光線透過率を有する光拡散性合成樹脂を必要とする市場ニーズには十分対応しがたいというのが実情であった。したがって、本発明の目的は、生産性に優れた、より高い光拡散性と高い光線透過率を有する光拡散性合成樹脂を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定範囲の粒子径を有する２種類のシリコーン樹脂微粒子、あるいはスチレン系架橋樹脂微粒子を透明合成樹脂中に分散させることにより、これまでにない高い拡散性能と高い光線透過率を発現させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、上記目的は本発明によれば、透明樹脂１００重量部に、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量および平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量それぞれ分散せしめてなる光拡散性樹脂組成物、および透明樹脂１００重量部に、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量、平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を５重量部以下の量および無機透明物質粉末を５重量部以下の量それぞれ分散せしめてなる光拡散性樹脂組成物によって達成することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明する。
【０００６】本発明に用いる樹脂としては、透明性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂中、光線透過率の高いメタクリル酸メチルを主成分とするメタクリル系樹脂が好ましく用いられる。
【０００７】本発明に用いる架橋樹脂微粒子としては、上記樹脂を構成するモノマー中に添加して重合する際、または上記樹脂中に溶融混合する際などに粒子形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えばシリコーン樹脂微粒子、スチレン系架橋樹脂微粒子、アクリル系架橋樹脂微粒子、ゴム弾性層を有するコア・シェル型樹脂微粒子などが挙げられる。これらの樹脂微粒子のうちで、光拡散性の点でシリコーン樹脂微粒子、スチレン系架橋樹脂微粒子、またはこれら２種類の樹脂微粒子の等量混合物を用いることが好ましい。
【０００８】上記シリコーン樹脂微粒子の例としては、Ｂｕｉｌｄｉｎｇ−ｕｐ ｐｒｏｃｅｓｓで製造される三官能性単位からなるポリメチルシルセスキオキサンなどのシリコーンレジンの微粒子であり、緻密なシロキサン結合を形成し、溶剤に不溶で熱にも溶解しない高分子微粒子が挙げられる。その形状は、不定形であるよりも真球状である方がヘイズ値が高くなり、光源の形状が透けてみえる、いわゆる「透け」現象が生じにくいので好ましい。
【０００９】また、上記スチレン系架橋樹脂微粒子の例としては、スチレン系モノマー、架橋性モノマーおよび必要により他のモノマーを懸濁重合して得られる微粒子が挙げられる。スチレン系架橋樹脂微粒子は、透明樹脂と混合し、溶融押出してもほとんど溶解することがなく、原形の球状を保持していることが好ましい。また、スチレン系架橋樹脂微粒子の耐候性を改良する目的で、樹脂中にベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系等の光安定剤を添加することもできる。
【００１０】スチレン系モノマーとしては、通常スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン等を用いることが可能であるが、スチレンが好ましく用いられる。スチレン系モノマーの使用量は通常５０〜９９重量％、好ましくは８０〜９５重量％の範囲である。また、架橋性モノマーとしては、分子内に２個以上の不飽和結合を持つ化合物が用いられ、その具体例としては、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールなどの二官能性ジメタクリレート；ジビニルベンゼン等の多価ビニルベンゼン等を好ましく挙げることができる。架橋性モノマーの使用量は、通常１〜５０重量％、好ましくは５〜２０重量％の範囲である。また、必要により用いる他のモノマーとしては、特に限定されずスチレン系モノマーおよび架橋性モノマーと重合しうるものであればよく、またその使用量についても本発明の目的に支障のない範囲であれば差し支えない。
【００１１】本発明の光拡散性樹脂組成物は、透明樹脂中に、特定範囲の粒子径を有する２種類の架橋樹脂微粒子、すなわち、平均粒子径５μｍ未満、好ましくは０．１〜３μｍの架橋樹脂微粒子と平均粒子径５〜１０μｍ、好ましくは５〜８μｍの架橋樹脂微粒子を分散せしめることが必要である。平均粒子径が５μｍ未満の架橋樹脂微粒子は、光拡散性にも寄与するが主として樹脂に隠蔽性を付与し、照明カバー等の用途に用いた際の蛍光灯などの光源が透けて見えることを防止する役割を担う。一方、平均粒子径が５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子は、樹脂の光線透過率を保持したまま、高い拡散性を与えることができる。平均粒子径が５μｍ未満の架橋樹脂微粒子のみを使用した場合には、隠蔽性に優れるものの、所望の光拡散性とするには樹脂微粒子の添加量を多くする必要があるため光線透過率が低くなるため好ましくない。また樹脂中に粒子径が小さいものの混入割合が多くなるため、照明器具などとして使用した場合には、その透過光が赤みを帯びてしまうため好ましくない。一方、平均粒子径が５μｍ以上の架橋樹脂微粒子のみを使用した場合には、光線透過率は高いが、隠蔽性が不十分であり、照明器具などとして使用した際の蛍光灯など光源の透けを防止するためには添加量を多くする必要があり経済的にも好ましくない。
【００１２】また、本発明の光拡散性樹脂組成物における、平均粒子径５μｍ未満の架橋樹脂微粒子と平均粒子径５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子の添加量は、成形品表面の肌荒れを起こさないこと、耐衝撃強度が実用上、不都合なほど低下しないこと、真空成形等の２次加工性が容易であること、経済性などを考慮すると、樹脂１００重量部に対して、それぞれ５重量部以下、好ましくは３重量部以下であることが必要であり、板厚を考慮すると、それぞれ６〜３０ｇ／m2、好ましくは８〜２０ｇ／m2であることが好ましい。粒子径の範囲の異なる２つの架橋樹脂微粒子の添加量の比率は、通常１：１の混合割合で使用されるが、特に制限はなく用途に応じて適宜調整することができる。
【００１３】本発明の光拡散性樹脂組成物には、さらに無機透明物質粉末を混合・分散せしめることができ、拡散性の向上および反射光における白さの向上をはかることができる。本発明に使用できる無機透明物質粉末としては、特に限定されないが、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が好ましく用いられる。該無機透明物質粉末の平均粒子径としては、１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍのものであることが望ましく、またその添加量としては、樹脂１００重量部に対して、５重量部以下、好ましくは０．１〜３重量部、より好ましくは０．１〜２重量部であることが望ましい。無機透明物質粉末の添加量は、高い光拡散性と高い光線透過率を得るという観点から、前記架橋樹脂微粒子の添加量より少ないことが好ましい。
【００１４】本発明の光拡散性樹脂組成物を製造する方法としては、特に制限されず、例えば注型重合法、溶融混合法等を採用して製造することができる。本発明の光拡散性樹脂組成物は、高い光拡散性と高い光線透過率を有するため、照明カバー、照明看板、ディスプレー、グレージング等の成形素材として好適であり、射出成形、押出成形などにより、前記照明器具、各種ディスプレー、グレージング製品を製造することができる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により、本発明を詳細に説明する。なお、評価、測定方法は次の方法により実施した。
【００１６】（全光線透過率およびヘイズ値の測定）ＪＩＳ Ｋ６７１７に準拠して、積分球式光線透過率測定装置（スガ試験機株式会社製：ＨＧＭ−２ＤＰ）を用いて測定した。
【００１７】（透過特性の評価）変角光度計（村上色彩研究所製：ＧＰ−１Ｒ）を用いて相対透過率を測定し、次式（１）より拡散係数（Ｄ）を算出した。
【００１８】
【数１】
Ｄ＝（Ｂ20＋Ｂ70）／２Ｂ5 （１）
【００１９】（式中、Ｂ20、Ｂ70およびＢ5は、それぞれ受光角ｘ＝２０°、７０°および５°における輝度をあらわし、次式（２）により算出して求めた値である。
【００２０】
【数２】
Ｂｘ＝Ｔｘ／ｃｏｓｘ （２）
【００２１】式中、 Ｂｘは、受光角ｘにおける輝度を表し、 Ｔｘは、ｘ＝０°（平行光）における光線透過率を１００％とした場合の受光角ｘにおける相対透過率（％）を表す。）
【００２２】（透けの評価）光拡散性の目視判定である透けの評価は、１０Ｗの直管蛍光灯の前方８ｃｍの位置に試料片を置き、さらにその試料片から１ｍ離れた位置で試料片を通して蛍光灯の輪郭が見えるかどうかを目視観察することによって行い、その観察結果を次の記号により示した。
○ ：蛍光灯の輪郭は認められない。
△ ：蛍光灯の輪郭がかすかに認められる。
×：蛍光灯の輪郭が明瞭に認められる。
【００２３】（平均粒子径の測定）平均粒子径（重量平均粒子径）は、粒度分布測定機（（株）セイシン企業製：ＳＫＡ−５０００）により測定した。
【００２４】（実施例１）メタクリル酸メチル単位９５重量％およびアクリル酸メチル単位５重量％からなり、重量平均分子量が１６０，０００であるメタクリル樹脂１００重量部に対して、平均粒子径が３μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン（株）：トスパール１３０）と、平均粒子径が６μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン（株）：トスパール２０００Ｂ）を配合、撹拌混合し、これを単軸押出機により、混練溶融押出し、シート成形用のＴダイでシート状に成形した後、ポリッシングロールで冷却して、厚さ２ｍｍの外観の良好な平板成形品を得た。このシートを評価した結果を表１に示した。
【００２５】（実施例２）粒子径が３μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子、粒子径が６μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子および粒子径が７μｍの炭酸カルシウムを表１に示す割合で使用する以外は実施例１と同様にして、外観良好な平板成形品を得た。このシートを評価した結果を表１に示した。
【００２６】（実施例３）粒子径が４μｍのスチレン架橋樹脂微粒子（積水化成品工業（株）製：ＳＢＸ−４）と粒子径が８μｍのスチレン架橋樹脂微粒子（積水化成品工業（株）製：ＳＢＸ−８）を表１に示す割合で使用する以外は実施例１と同様にして、外観良好な平板成形品を得た。このシートを評価した結果を表１に示した。
【００２７】（比較例１）粒子径が３μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子のみを表１に示す量で使用する以外は実施例１と同様にして平板成形品を得た。このシートの評価結果を表１に示すが、この結果より、実施例１と比較すると、拡散係数は高いが、光線透過率が低いことがわかる。
【００２８】（比較例２）粒子径が６μｍの真球状シリコーン樹脂微粒子のみを表１に示す量で使用する以外は実施例１と同様にして平板成形品を得た。このシートの評価結果を表１に示すが、この結果より、実施例１と比較すると、光線透過率は高いが、拡散係数が低く光拡散性に劣ることがわかる。
【００２９】（比較例３）粒子径が４μｍのスチレン架橋樹脂微粒子（積水化成品工業（株）製：ＳＢＸ−４）のみを表１に示す量で使用する以外は実施例１と同様にして平板成形品を得た。このシートの評価結果を表１に示すが、実施例３と比較すると拡散係数は同程度であるが、光線透過率が低いことがわかる。
【００３０】（比較例４）粒子径７μｍの炭酸カルシウム粉末のみを表１に示す量で使用する以外は実施例１と同様にして平板成形品を得た。このシートの評価結果を表１に示すが、本発明の微粒子を使用したものに比べ、拡散係数は高いが光線透過率が低いことがわかる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の光拡散性樹脂組成物は、平均粒子径が５μｍ未満の架橋樹脂微粒子と平均粒子径が５〜１０μｍの架橋樹脂微粒子を併用することにより、より高い光拡散性と高い光線透過率を発現でき、またさらにこれらの架橋樹脂微粒子に加えて必要に応じて無機透明物質粉末を添加することにより白色度が調節できるので、照明カバー、照明看板、ディスプレー、グレージング等の成形材料として好適である。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０８５
【氏名又は名称】株式会社クラレ
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月８日 |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−６０９６６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２２７５５９ |
|