JP2006154445A

JP2006154445A - 光拡散板

Info

Publication number: JP2006154445A
Application number: JP2004346452A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Fujimura; 徹夫藤村; Kazuhiro Kosugi; 和裕小杉; Hidetoshi Yoshimura; 英俊吉村
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】製膜した板の湾曲の発生を抑制し，且つ耐光性に優れ，またスクラップリターン性にも優れる光拡散板を提供する。
【解決手段】スチレン系単量体単位ａ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ａ）質量％のランダム共重合体樹脂に光拡散剤を含む樹脂組成物からなる（Ａ）層の少なくとも片側の面に，紫外線防止剤とヒンダードアミン系光安定剤を特定料含み，スチレン系単量体単位と（メタ）アクリル酸エステル単位が特定の質量比率からなる（Ｂ）層からなる光拡散板が好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、製膜した板の湾曲の発生を抑制し、耐光性に優れ、且つスクラップリターン性にも優れる光拡散板に関するものである。

透明な樹脂に、樹脂とは屈折率の異なる透明な粒子を添加した光拡散板は、照明カバーや、照明看板、ディスプレイ用の光拡散板として光拡散性の部材用に広く使用されている。近年、照明分野やディスプレイの分野では、光源ランプからの光をより効果的に拡散透過出来るものが要求されてきている。またランプの高輝度化が進み、光拡散板にも耐光性に優れるものが要求されている。

光拡散板は、従来から照明看板用、照明カバー用、ディスプレイ用光拡散板に用いられてきている。（特許文献１〜６を参照）また最近では、この光拡散板材料の技術をベースとして、機能性の付与を目的に、多層化した光拡散板が用いられている。（特許文献７〜１２を参照）しかしながら、このような樹脂積層板の場合、それぞれの層を構成する樹脂のスチレン系単量体単位の質量比が著しく異なると、層間の接着性が劣るために、層と層が剥離し易いばかりでなく、製膜した板が冷却される時に各層で収縮率が異なるために板が湾曲し易い問題がある。また製膜時に発生したスクラップを製品に戻す場合には製品の色調変化を生じてしまうため、スクラップを製品にリターンすることが出来ず、収率の低下を招く問題がある。
特開平３−２０７７４３号公報特開平３−２３１９５４号公報特開平９−２５５８３９号公報特開平１０−１７６０９２号公報特開２００３−２６８８８号公報特開２００３−２９００７号公報特開平４−１８３４６号公報特開平１１−５２４１号公報特開平１１−１６５３６７号公報特開２００１−９９８９号公報特開２００４−９５２４号公報特開２００４−５０６０７号公報

本発明は、照明カバーや、照明看板、ディスプレイ用の光拡散板に関するものである。製膜した板の湾曲が少なく、且つまたランプの長時間点灯に於いても色変化の極めて少なく、さらにスクラップリターン性に優れるとの特徴を有する光拡散板を提供することを課題とする。

本発明者等は鋭意研究を行った結果、スチレン系単量体単位ａ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ａ）質量％からなるランダム共重合樹脂からなり光拡散剤を含む樹脂組成（Ａ）層の少なくとも片側の面に、スチレン系単量体単位ｂ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ｂ）質量％のランダム共重合体樹脂からなり、そのスチレン単量単位と（メタ）アクリル酸エステルの比率が式１の範囲であり、さらに紫外線吸収剤を０．１〜１質量部およびヒンダードアミン系光安定剤０．１〜１質量部含有した樹脂組成物からなる（Ｂ）層を設けたことを特徴とする光拡散板である。
式１；ａ−１０≦ｂ≦ａ＋１０（質量％）

本発明の光拡散板は、光拡散板として良好な性能を有すると同時に、製膜した板の湾曲が抑制されていて、また長時間のランプの点灯に於いても色変化が少なく、照明カバーや、照明看板、ディスプレイ用の光拡散板として好適に用いることが出来る。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光拡散板は２層ないしは３層で構成され、スチレン系単量体単位ａ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ａ）質量％のランダム共重合体樹脂に光拡散剤を含む樹脂組成物からなる（Ａ）層の少なくとも片側に面に、スチレン系単量体単位の質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ｂ）質量％が、ａの質量比に対して特定の比率からなるランダム共重合体樹脂からなり、さらに紫外線吸収剤を０．１〜１質量部およびヒンダードアミン系光安定剤０．１〜１質量部含有した樹脂組成物からなる（Ｂ）層を設けた光拡散板である。

（Ｂ）層を構成するスチレン系単量体単位と（メタ）アクリル酸エステル単位からなるランダム共重合体樹脂を構成する、スチレン単量体単位の質量比ｂ％は、（Ａ）層を構成するスチレン単量単位ａ質量％に対して、
ａ−１０≦ｂ≦ａ＋１０（質量％）
の範囲であり、好ましくは、ａ−５≦ｂ≦ａ＋５質量％である。ｂの質量比率がａ−１０質量％未満の場合、あるいはｂの比率がａ＋１０質量％を越えると、（Ａ）層と（Ｂ）層の二層の構成からなる板とした場合には板が湾曲し易い問題がある。さらに板を製膜する時の板端部である「耳」を戻した場合に板の色調が変化してしまい、この板をバックライトに組み込んだ場合には輝度の低下を招いたり、あるいは強度の低下を生じる問題がある。またリターンの比率によっては色調のバラツキを生じてしまう問題がある。

光拡散板を構成するスチレン系単量体としては、スチレンの他、置換スチレン類を用いることもでき、該置換スチレン類としては、例えば、クロロスチレン、ブロモスチレンのようなハロゲン化スチレン類や、ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキルスチレン類等が挙げられる。スチレン系単量体は、必要に応じてそれらの２種以上を併用することも可能である。

（メタ）アクリル酸エステル単位としては、メタクリル酸メチルを好適に用いることができるがそれのみならず、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルや、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチルやアクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドなどを必要に応じて含んでいても良い。（メタ）アクリル酸エステル単位の割合は、前記のスチレン系単量体単位と同様の理由により、５質量％を越えて５０質量％未満である。

光拡散板の少なくとも（Ａ）層には、ランプの光を拡散させることにより、ランプ像を見えにくくし、明るさ（輝度）のバラツキを少なくすることを目的として光拡散剤を添加する。光拡散剤としては、一般的に光拡散板に用いられるものであれば特に限定されるものではないが、前記の樹脂成分と屈折率が異なる無機系または有機系の透明微粒子を用いることが出来る。無機系の光拡散剤としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、ガラス、マイカ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などが挙げられ、これらは脂肪酸や、シリコーンカップリング剤、チタネート系カップリング剤などで表面処理が施されたものであっても良い。また、有機系の光拡散剤としては、例えば、スチレン系架橋粒子、アクリル系架橋粒子や、スチレン−アクリル系架橋粒子、シリコーン系架橋粒子などが挙げられる。スチレン系架橋粒子とは、少なくとも５０質量％以上スチレン単量体で構成され、アクリル系架橋粒子とは、メタクリル酸メチルやメタクリル酸ブチル、フッ素変性メタクリル酸メチルなどのアクリル系単量体５０質量％以上で構成されたものである。スチレン−アクリル架橋粒子は少なくともスチレン単量体、アクリル単量体から構成されるものであれば、特に限定されるものではない。

一方、シリコーン系架橋粒子としては、一般的にシリコーンゴムと呼称されるものやシリコーンレジンと呼称されるものであって、常温で固体状のものを好適に用いることができる。光拡散剤は、必要に応じでそれらの２種以上を混合して用いることもできる。

光拡散剤は，光の長時間照射によって着色することが無く，また添加による光拡散板の衝撃強度の低下が少ないことから，アクリル系架橋粒子あるいはシリコーン系架橋粒子の使用が好ましい。光拡散剤と樹脂の屈折率との差については、その絶対値が０．０２以上ある方が光拡散性の観点から好ましく、光拡散剤の形状は球状でその数平均粒子径は１〜１０μｍの範囲にあることが光拡散性や色調の観点から好ましい。

光拡散剤の添加量は、添加する光拡散剤の粒径や光拡散剤の種類、屈折率が関係するが、樹脂成分１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であり、好ましくは０．３〜５質量部である。０．１質量部未満では光拡散効果が十分ではなく、一方１０質量部を越えると光拡散効果は大きくなるが、明るさ（輝度）が低下してしまう。

本発明の光拡散板を使用する場合、（Ｂ）層がランプ側に対向する方向として用いることが好ましい。ランプの長時間点灯によって樹脂劣化を生じやすいことから、拡散板を構成する少なくとも（Ｂ）層には、各種の一般的な紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤を添加することが必須となる。紫外線吸収剤の種類は特に限定されるものではないが、ベンゾフェノン系、シアノアクリレート系、サリチル酸エステル系、ニッケル錯塩系、ベンゾエート系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、オキサルアニリド系などを用いることができる。スチレン系単量体単位と（メタ）アクリル酸エステル単位からなるランダム共重合体樹脂１００質量部に対して、紫外線吸収剤の添加量は０．１〜１質量部、ヒンダードアミン系光安定剤の添加量は０．１〜１質量部である。紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤の添加量が０．１質量部未満では、耐光性が十分ではなく、一方、１質量部を越えると紫外線吸収剤やヒンダードアミン系光安定剤のブリードによる外観不良、過剰添加による着色、さらにはコストアップに繋がる。なお、（Ａ）層に紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤を添加することも出来る。

光拡散板を直下照射方式のバックライトユニット用の光拡散板として用いる場合には、（Ａ）層を構成するスチレン系単量体単位ａ質量％は５０質量％以上９５質量％以下が好ましく、さらに好ましくは６５質量％以上８０質量％以下である。（Ａ）層を構成するスチレン系単量体単位ａ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ａ）質量％のランダム共重合体樹脂中のスチレン系単量体単位ａが５０質量％未満の場合には、光拡散板の吸湿性が高いために、直下照射方式のバックライトユニット用の光拡散板として用いた場合には冷陰極管が連続点灯された時に冷陰極管側の温度上昇に伴って、光拡散板の対向する面が乾燥し、光拡散板が液晶パネル側に凸状に反り液晶パネルに接触してしまい、液晶パネルが正常に表示できなくなる問題を生じることがある。一方、スチレン系単量体単位が９５質量％を越えると、スチレン系単量体単位と（メタ）アクリル酸エステル単位からなるランダム共重合樹脂を得ることが困難である。

本発明の光拡散板を長時間使用する場合、光拡散板に空気中の埃が付着し、その結果画面の明るさ（輝度）の低下を招くことがある。これを防ぐためには、（Ａ）層および／または（Ｂ）層を構成する樹脂組成物に帯電防止剤を添加することにより、帯電防止特性を付与することができる。添加する帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルやアルキルジエタノールアミン、アルキルエタノールアミドなどの非イオン系、アルキルスルホン酸塩やアルキルリン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などのアニオン系、テトラアルキルアンモニウム塩やトリアルキルベンジルアンモニウム塩などのカチオン系、アルキルベタインやイミダゾリンなどの両性イオン系等の低分子量の帯電防止剤や、ポリエチレンオキシド系やポリエーテルアミド系、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体系、４級アンモニウム塩基含有マレイミド共重合体系などの持続性帯電防止剤を用いることができる。

帯電防止剤の添加量は、樹脂成分１００質量部に対して２〜２０質量部の範囲であり、低分子量の帯電防止剤の場合、２〜３質量部であり、持続性帯電防止剤の場合５〜１５質量部である。２質量部未満では帯電防止効果が十分では無く、２０質量部を越えると光拡散板の表面状態が悪くなったり、あるいは光拡散板の強度低下を招く可能性がある。

本発明の光拡散板の厚みは、１〜４ｍｍの範囲で好適に用いることが出来る。積層板における（Ａ）層の厚さと、（Ｂ）層の厚さの比率は、［（Ａ）層の厚さ］／［（Ｂ）層の厚さ］＝５／９５〜９５／５の範囲が好ましい。（Ａ）層の厚さが５未満の場合、光拡散剤による光拡散効果を十分に発現させることが難しく、一方（Ｂ）層の厚さが５未満の場合、耐光剤の添加によって耐光性を発現させることが困難になる。

本発明の光拡散板は、光の色度を調整することを目的として、（Ａ）層および／または（Ｂ）層を構成する樹脂組成物に、顔料、染料や蛍光増白剤などを添加することができる。

本発明においては、光拡散板の表面を必要に応じて凹凸形状を付与させてもよい。その方法としては、例えば、押出成形法により作製するのであれば、凹凸形状を付与したい表面を構成する樹脂に、凹凸をロール転写する方法がある。

本発明の光拡散板は、例えば、共押出成形法で作製する方法や、（Ａ）層と（Ｂ）層の単層板を、一般的なキャスト重合法または押出成形法で予め作製しておき、これらの単層板同士を、貼合法、熱接着法、溶剤接着法、重合接着法などの方法により積層して多層板とする方法で作製できる。中でも共押出成形法は、製造コストの点で好ましい。共押出成形法による製造は、例えば（Ａ）層および（Ｂ）層で用いる必要な成分が配合された樹脂をそれぞれ別々の単軸または二軸の押出機を用いて溶融混練し、両者をフィードブロックダイやマルチマニホールドダイを介して積層一体化した後、ロールユニットを用いて冷却固化することにより行うことが出来る。この際、（Ｂ）層を形成するのは、（Ａ）層のどちらか一方の片面上であっても良いが、両面に設置することにより、２種３層の光拡散板とすることもできる。

以下実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。光拡散板の作製には、（Ａ）層を構成する樹脂組成物を供給するメイン押出機（日立造船社製、スクリュー径φ９０ｍｍ、単軸）、および（Ｂ）層を構成する樹脂組成物を供給するサブ押出機（スクリュー径φ６５ｍｍ、単軸）、フィードブロック：２種２層分配および２種３層分配、Ｔダイ（リップ巾１０００ｍｍ、リップ開度３ｍｍ）、ロール（ポリシングロール３本、縦型）からなる押出設備を用いた。

（実施例１）
（Ａ）層及び（Ｂ）層について、表１に示した配合比の樹脂と光拡散剤等の添加剤の混合物を用いて、前記の設備により幅８６０ｍｍ、厚さ２ｍｍの２種２層の光拡散板を作製した。
（実施例２〜４、比較例１〜４）
表１又は表２に示した配合比の樹脂と光拡散剤の混合物を用いた以外は、実施例１と同様にして２種２層の光拡散板（厚さ２ｍｍ）を作製した。

各例で使用した樹脂および光拡散剤、紫外線防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤は次の通りである。
ＭＳ樹脂１：メタクリル酸メチル／スチレン＝２２／７８（質量％）のランダム共重合樹脂
ＭＳ樹脂２：メタクリル酸メチル／スチレン＝３０／７０（質量％）のランダム共重合樹脂
ＭＳ樹脂３：メタクリル酸メチル／スチレン＝４５／５５（質量％）のランダム共重合樹脂
ＭＳ樹脂４：メタクリル酸メチル／スチレン＝５８／４２（質量％）のランダム共重合樹脂
ＭＳ樹脂５：ＭＳ樹脂１５０質量％と、ＭＳ樹脂２５０質量％を混合したＭＳ樹脂混合物
PMMA樹脂：メタクリル酸メチル樹脂（クラレ社製パラペット）
光拡散剤１：シリコーン系架橋粒子（粒径２μｍ、信越化学社製商品名：ＫＭＰ−５９０）
紫外線防止剤：ベンゾトリアゾール系（チバスペシャルティケミカルズ社製商品名：チヌビン３２９）
ヒンダードアミン系光安定剤：（チバスペシャルティケミカルズ社製商品名：チヌビン７７０）

これらの各実施例および比較例のサンプルを用いて以下の試験を行った。これらの結果を表１、および表２にまとめて示す。
（１）全光線透過率
日本電色工業社製濁度計ＮＤＨ２０００を用いて測定した。
（２）反り試験
作製した光拡散板を、板の押出方向に２５０ｍｍ、押出方向と垂直を成す方向に４００ｍｍの寸法になるように切り出し、図１に示すように板の長手方向の中央部に直径５ｍｍの貫通孔２を開けた。貫通孔２に糸３を通して糸３を持ち上げることにより、光拡散板１を吊り下げた。板の長手方向に定規４を当てることにより、反り量５を測定した。
（３）耐光性
作製した光拡散板を光照射器（岩崎電気社製アイスーパー、照射照度：９０ｍＷ／平方センチメートル）を用いて、光拡散板の（Ｂ）層面に２４時間光照射し、光照射前後のＬａｂ値よりΔＥを算出した。Ｌａｂは日本電色工業社製測色色差計ＺＥ２０００を用いて、反射法により測定した。

図１は反り評価方法の概略図図２は図１の上面図

符号の説明

１、光拡散板
２、貫通孔
３、糸
４、定規
５、反り量

Claims

スチレン系単量体単位ａ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ａ）質量％のランダム共重合体樹脂に光拡散剤を含む樹脂組成物からなる（Ａ）層の少なくとも片側に面に、スチレン系単量体単位ｂ質量％と（メタ）アクリル酸エステル単位（１００−ｂ）質量％のランダム共重合体樹脂からなりそのスチレン単量単位と（メタ）アクリル酸エステルの比率が式１の範囲であり、さらに紫外線吸収剤を０．１〜１質量部およびヒンダードアミン系光安定剤０．１〜１質量部含有した樹脂組成物からなる（Ｂ）層を設けたことを特徴とする光拡散板。
式１；ａ−１０≦ｂ≦ａ＋１０（質量％）
前期（Ａ）層を構成する樹脂のスチレン系単量単位ａ質量％が、５０≦ａ≦９５の範囲である請求項１に記載の光拡散板。
（Ａ）層および／または（Ｂ）層を構成する樹脂成分１００質量部に対して，２〜２０質量部の帯電防止剤を添加した、請求項１又は請求項２に記載の光拡散板。