JP2006160980A

JP2006160980A - 光拡散樹脂組成物

Info

Publication number: JP2006160980A
Application number: JP2004357936A
Authority: JP
Inventors: Wataru Umehara; 渉梅原; Hirotaka Sakai; 広隆酒井; Naomi Ishii; 直美石井; Shunsaku Tanaka; 俊作田中
Original assignee: Ganz Chemical Co Ltd
Current assignee: Ganz Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】
本発明はポリカーボネート樹脂を基材樹脂とする光拡散材料において優れた光拡散性、全光透過性を示す光拡散剤を提供することを目的とする。
【解決手段】
メチル（メタ）アクリレートやスチレンといった従来から光拡散有機微粒子の原材料とされてきた単量体と、フッ素含有アルキル（メタ）アクリレート単量体とを共重合させた、基材樹脂との屈折率差がより大きくなる有機微粒子をポリカーボネートよりなる基材樹脂に練り込むことで本発明を完成するに至った。
【選択図】
なし

Description

本発明は特定の光拡散剤とそれを練り込む特定の基材樹脂との組み合わせによって得られる光拡散性、全光透過性に優れた光拡散樹脂組成物に関する。

光拡散剤は、透明なポリエステルフィルムやポリイミドフィルム上にバインダー樹脂により層状に塗布したり、透明なアクリル樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂やシクロポリオレフィンポリマーのような熱可塑性樹脂に配合して使用される。この光拡散剤は、蛍光あるいは白色光の照明カバー、バックライト式半透明の看板、ディスプレイ、電飾、内装の半透明パーティションのほか液晶ディスプレイ、液晶テレビの光拡散シートや板、プロジェクターやプロジェクションテレビのスクリーンなど多方面に使用されている。

初期の光拡散剤は無機系の二酸化チタン、硫酸バリウム、ガラスなどが用いられていたが、現在は均一な光拡散性能を有し、しかも全光透過率がよく、機械的強度に優れた有機微粒子が知られる。その例として、架橋ポリメチルメタクリレート、架橋ポリスチレン、架橋メチルメタクリレート・スチレン共重合体およびシリコンなどの有機ポリマー粉体が挙げられる。光拡散剤の屈折率は基材樹脂のそれと比べて０．０１以上低いことが望ましいことが知られている(特許文献１)が、それは屈折率差が少ないと光拡散能が低く、光拡散剤の屈折率が基材樹脂の屈折率よりも高いと正面方向への出射光が減少し、満足な輝度が得られないためである。

基材樹脂として好んで用いられるのは光学的に透明で、耐熱性、耐光性に優れた樹脂である。ポリカーボネート樹脂もこのうちの一つではあるが、これに練り込む光拡散剤として、練り込んだ場合にポリカーボネート樹脂との相性が良く、光拡散性、全光透過性に優れたものが求められる。
特開平６−３４７６１７号公報

本発明はポリカーボネート樹脂を基材樹脂とする光拡散材料において、優れた光拡散性と全光透過性を示す光拡散剤を見出すことにある。

本発明者らは上記の問題を解決するため種々検討した結果、メチル（メタ）アクリレートやスチレンといった従来から光拡散有機微粒子の原材料とされてきた単量体とフッ素含有アルキル（メタ）アクリレート単量体とを共重合させた、基材樹脂との屈折率差がより大きくなる有機微粒子をポリカーボネートよりなる基材樹脂に練り込むことにより、優れた光拡散性と全光透過性を示す光拡散樹脂組成物を得るに至った。

ポリカーボネートは炭酸と多価アルコールまたは多価フェノールとのポリエステルであるが、本発明においては、融点が２７０℃以上のもの、特に２７０〜３３０℃ものが好ましく用いられる。より具体的には、ポリジオキシジフェニルメタンカーボネートなどが挙げられる。本発明に特に好適なポリカーボネート樹脂の屈折率は１．５８９、本発明で好適に用いられるフッ素含有有機微粒子の屈折率は１．４６２であるので、従来の光拡散性有機微粒子と比べて屈折率差が大きく、少量の添加で光拡散性能を得ることができる。

本発明に用いる有機微粒子（ビーズ）は、ビニル系モノマー５〜８０重量％、好ましくは１０〜６０重量％、特に好ましくは２０〜５０重量％とフッ素含有アルキル（メタ）アクリレート単量体９５〜２０重量％、好ましくは９０〜４０重量％、特に好ましくは８０〜５０重量％との架橋ビニル系共重合体であり、ラジカル重合性モノマーを公知の懸濁重合やシード重合に付すことにより得ることができる。

ビーズを造るためのビニル系モノマーとしては、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどを用いることができる。また耐溶剤性を向上させるためエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの架橋性モノマーを併用することができ、その使用量は通常ビニル系モノマー全体に対して０．５〜３０重量％用いられる。

フッ素含有モノマーとしては、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピルメタアクリメート、オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート等のフッ素含有アルキル（メタ）アクリレートを用いることができる。

ビニル性モノマー溶液は常法に従って重合開始剤を溶解後、重合安定剤および界面活性剤を含む水溶液に注入し、攪拌により、所望の液滴径に調整する。この混合液を攪拌下、加熱し重合反応を行い、所望の光拡散剤粒子を得る。この重合反応で重合開始剤はベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの過酸化物系開始剤、アゾビスニトリルのようなアゾビス系開始剤を用いることが出来る。その使用量はモノマーに対して、０．１〜２％使われる。重合安定剤はポバールのなどの水溶性高分子やリン酸カルシウムなどの無機系安定剤を用いることが出来る。

重合により得られた有機ポリマー微粒子は重合反応液から通常の操作により、粉体として取り出して使用される。すなわち、塩析や凍結により凝集させた後、遠心分離による方法、噴霧乾燥などによる方法をとることができる。

このビーズをポリカーボネート樹脂からなる基材樹脂（マトリックス樹脂）に練り込んで成形することにより、本発明の光拡散樹脂成形体を製造することができる。
樹脂とビーズは混合機で混合し、の温度で溶融混練機により２７０〜３３０℃で混練した後、シート上に押し出すことにより光拡散樹脂成形体を得ることができる。また溶融混練後、ペレットとして取り出し、このペレットを溶融後射出成形することにより光拡散樹脂成形体を得ることができる。
マトリックス樹脂に対するビーズの練り込み量は用途と求められる光拡散能によって選定されるが、マトリックス樹脂１００重量部に対して通常０．５〜１０重量部、好ましくは０．８〜５重量部である。
さらにこのビーズを用いて練り込みタイプの光拡散樹脂成形体を製造するとき、粒度分布や平均粒子径の異なる粒子を２種以上配合して使用することができる。

ポリカーボネート樹脂を基材樹脂とする光拡散材料において、フッ素含有モノマーを用いて製造した光拡散性有機微粒子を練り込むことにより優れた光拡散性、全光透過性を示す光拡散樹脂製品を得ることができる。

以下に実施例、比較例及び試験例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、別段断りのない限り、部は重量部である。

分散容器に、脱イオン水３００部、第三リン酸カルシウム１０部及びポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル０．２部を入れた。これとは別に、メチルメタクリレート５５部、トリフルオロエチルメタクリレート４０部、エチレングリコールジメタクリレート５部及びラウリルパーオキサイド１部から単量体溶液を調製し、上記の分散容器に加えた。得られた混合液をホモミキサーを用いて分散処理し、液滴径を調整した分散液を得た。この分散液を撹拌機、温度計、環流冷却器及び窒素導入口を備えた重合反応機に注入し、窒素気流下７０℃で撹拌、次いで８０〜９０℃で３時間の重合反応を行った。
得られたポリマー粒子の分散液を濾過、洗浄、乾燥することにより平均粒子径８．２μｍ、屈折率１．４６２の球状有機微粒子を得た。収率９４％。
［比較例１］

分散容器に、脱イオン水３００部、第三リン酸カルシウム１０部及びポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル０．２部を入れた。これとは別に、メチルメタクリレート９５部、エチレングリコールジメタクリレート５部及びラウリルパーオキサイド１部より単量体溶液を調製し、上記の分散容器に加えた。この混合液をホモミキサー用いて分散処理し、液滴径を調整した分散液を得た。この分散液を撹拌機、温度計、環流冷却器及び窒素導入口を備えた重合反応機に注入し、窒素気流下７５℃で撹拌、次いで８０〜９０℃で３時間の重合反応を行った。
得られたポリマー粒子の分散液を濾過、洗浄、乾燥することにより平均粒子径８．４μｍ、屈折率１．４９４の球状有機微粒子を収率９５％で得た。

光拡散板の製造
（１）ポリカーボネート樹脂（ポリジオキシジフェニルメタンカーボネート、屈折率１．５８９）９９部と実施例１のビーズ１部を二軸押し出し機（池貝鉄鋼(株)製：ＰＣＭ−３０）を用いて約３００℃で混練、押し出しを行い、ペレットを得た。このペレットを射出成型機により射出成形して、２mm厚のプレートを得た。
（２）実施例１のビーズに換えて同量の比較例１のポリマー粒子を練り込んだ光拡散板を調製した。

表１から明らかなように、従来のビーズ（比較例１）をポリカーボネート樹脂に練り込んだ光拡散板に比べ、トリフルオロエチルメタクリレートを用いて製造した本発明のビーズ（実施例１）をポリカーボネート樹脂に練り込んだ光拡散板の方が、より高い光拡散性能を示した。

本発明の光拡散樹脂組成物は優れた光拡散性、全光透過性を有しているので、特に液晶テレビの光拡散シートや板、その他蛍光あるいは白色光の照明カバー、バックライト式半透明の看板、ディスプレイ、電飾、内装の半透明パーティション、液晶ディスプレイなど多方面への利用が可能である。

Claims

ポリカーボネートからなる基材樹脂にフッ素含有アルキル（メタ）アクリレート５〜８０重量％とビニル単量体９５〜２０重量％とを共重合させた有機微粒子を分散させた光拡散樹脂組成物。