JP2667878B2 - Light diffusing plastic - Google Patents

Light diffusing plastic

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JP2667878B2
JP2667878B2 JP63156397A JP15639788A JP2667878B2 JP 2667878 B2 JP2667878 B2 JP 2667878B2 JP 63156397 A JP63156397 A JP 63156397A JP 15639788 A JP15639788 A JP 15639788A JP 2667878 B2 JP2667878 B2 JP 2667878B2
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light
light diffusing
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公三 中尾
健治 今井
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Kuraray Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は照明カバー、照明看板、グレージング、各種
ディスプレイあるいは透過型スクリーン等光の拡散を目
的とした部材に好適な光拡散性プラスチックに関するも
のである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light-diffusing plastic suitable for a member for the purpose of diffusing light, such as a lighting cover, a lighting sign, a glazing, various displays or a transmission screen. is there.

(従来の技術) 従来、照明カバー、ディスプレー用スクリーン等の光
拡散性材料としては、無機または有機の透明微粒子をア
クリル樹脂、スチレン樹脂等の透明プラスチックに分散
された材料、あるいは透明プラスチックの表面を何らか
の方法で粗面化した材料等が知られており、これらを併
用することを公知である。近年特にリアプロジェクショ
ンテレビ用のスクリーン等の高度の性能を要求される光
拡散性プラスチックの必要性の増大に伴ないより高性能
の材料を求めて多くの努力がなされてきた。これら光拡
散性材料に望まれる性能は、できるだけ広い範囲に、
均一に、しかも明るく、光を拡散させる事である。し
かし光源からでる光の量は一定であるので、これらと
の要求は互いに相反する要求である。したがって実際
には必要に応じて、拡散材の濃度を変える等の方法で、
最も好ましい輝度と広がりとなるように選択して用いて
いる。透明プラスチックに光拡散材を分散させて光拡散
性材料を得る方法において、好適な光拡散材と透明プラ
スチックの組み合わせを得るための指標としては、主と
して光拡散材微粒子の粒径および光拡散材微粒子と透明
プラスチックの屈折率差が用いられてきた。たとえば特
公昭39−10515号公報には基体透明樹脂との屈折率差が
0.05〜0.3であり、平均直径が0.5〜5μである架橋微粒
子を光拡散材とする方法が述べられており、また特開昭
48−44333号公報には基体樹脂よりも0.05〜0.5だけ大き
い屈折率を有する粒径10μ以下の結晶粉を配合する方法
が記載されており、さらにまた特開昭60−139758号公報
においては屈折率差が0.02〜0.1で粒径が10〜50μ、特
開昭60−184559号公報では屈折率差0.02〜0.1で粒径が
4〜10μのものが提案されているほか、特開昭61−4762
号公報の如く、粒径が4〜50μで屈折率が基体樹脂より
も0.02〜0.1大きい微粒子と粒径が4〜50μで屈折率が
0.02〜0.1小さい微粒子を併用する方法も記載されてい
る。その他特公昭60−21662号公報または特開昭62−174
261号公報においては基体樹脂よりも屈折率が0.01〜0.1
小さく平均粒径が1〜10μの微粒子を分散する方法も提
案されている。その他、具体的記述のある基体樹脂およ
び光拡散材の組み合わせは極めて多岐にのぼり、すべて
を記述することは困難であるが、たとえばメタクリル樹
脂(屈折率1.492)を基体樹脂とする場合において結晶
性シリカ(屈折率1.54)、無定形シリカ(屈折率1.4
6)、炭酸カルシウム(屈折率1.58)、水酸化アルミニ
ウム(屈折率1.57)、ガラスビーズGB−210(屈折率1.5
21)、ガラス球(屈折率1.46)、フッ化カルシウム(屈
折率1.43)、フッ化リチウム(屈折率1.39)、硫酸バリ
ウム(屈折率1.64)、アルミナ粉末(屈折率1.7)の他
屈折率は不明であるが酸化マグネシウム、酸化チタン、
タルクや架橋ポリマー等が用いられており、ポリスチレ
ン樹脂(屈折率1.59)、ポリ塩化ビニル樹脂(屈折率1.
55)またはポリカーボネート樹脂(屈折率1.59)を基体
樹脂とする場合においても種々の無機微粒子が用いられ
ている。このように従来開示されてきた技術を整理して
みると、屈折率差、粒径について多くの方法が提案され
ているものの、それらは非常に広い範囲のものが、まち
まちに提案されており、どのような組合せが好ましいの
か、判断に苦しむのが現状である。事実近年のリアプロ
ジェクションテレビ用のスクリーン等に関しますます高
まる要求に対しては、これら既存の技術では、未だ不十
分であることが追試験の結果判明した。
(Prior Art) Conventionally, as light diffusing materials for lighting covers, display screens, etc., inorganic or organic transparent fine particles are dispersed in transparent plastic such as acrylic resin or styrene resin, or the surface of transparent plastic is Materials and the like that have been roughened by some method are known, and it is known to use them in combination. In recent years, many efforts have been made for higher performance materials, especially as the need for light-diffusing plastics, which require high performance such as screens for rear projection televisions, increases. The performance desired for these light diffusing materials is as wide as possible,
It is to spread light uniformly and brightly. However, since the amount of light emitted from the light source is constant, these requirements are in conflict with each other. Therefore, in practice, if necessary, change the concentration of the diffusing material, etc.
It is selected and used so as to have the most preferable brightness and spread. In a method of obtaining a light diffusing material by dispersing a light diffusing material in a transparent plastic, as an index for obtaining a suitable combination of the light diffusing material and the transparent plastic, the particle diameter of the light diffusing material fine particles and the light diffusing material fine particles are mainly used. And the difference in the refractive index of transparent plastic has been used. For example, Japanese Patent Publication No. 39-10515 discloses that the difference in refractive index from the transparent resin of the substrate is
A method is described in which crosslinked fine particles having a diameter of 0.05 to 0.3 and an average diameter of 0.5 to 5 μ are used as a light diffusing material.
JP-A-48-44333 describes a method of blending a crystal powder having a particle diameter of 10 μm or less having a refractive index larger than that of a base resin by 0.05 to 0.5, and further disclosed in JP-A-60-139758. JP-A-60-184559 proposes a refractive index difference of 0.02 to 0.1 and a particle size of 4 to 10 μ in addition to those having a refractive index difference of 0.02 to 0.1 and a particle size of 4 to 10 μ. 4762
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-157, fine particles having a particle diameter of 4 to 50 μm and a refractive index of 0.02 to 0.1 larger than that of the base resin,
A method of using fine particles of 0.02 to 0.1 small is also described. Other Japanese Patent Publication No. 60-21662 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-174
In Japanese Patent No. 261, the refractive index is 0.01 to 0.1 than that of the base resin.
A method of dispersing fine particles having a small average particle size of 1 to 10 μ has also been proposed. In addition, there are a wide variety of combinations of the base resin and the light diffusing material which are specifically described, and it is difficult to describe all of them. For example, when methacrylic resin (refractive index: 1.492) is used as the base resin, crystalline silica is used. (Refractive index 1.54), amorphous silica (refractive index 1.4
6), calcium carbonate (refractive index 1.58), aluminum hydroxide (refractive index 1.57), glass beads GB-210 (refractive index 1.5
21) Other refractive indices are unknown, other than glass sphere (refractive index 1.46), calcium fluoride (refractive index 1.43), lithium fluoride (refractive index 1.39), barium sulfate (refractive index 1.64), alumina powder (refractive index 1.7) However, magnesium oxide, titanium oxide,
Talc and crosslinked polymers are used, and polystyrene resin (refractive index 1.59) and polyvinyl chloride resin (refractive index 1.
Various inorganic fine particles are also used when the base resin is 55) or a polycarbonate resin (refractive index: 1.59). As described above, when the techniques that have been conventionally disclosed are arranged, a number of methods have been proposed for the refractive index difference and the particle size, but those having a very wide range have been proposed in various ways. At present, it is difficult to determine which combination is preferable. In fact, additional tests have shown that these existing technologies are still inadequate against the ever increasing demands for screens and the like for rear projection televisions in recent years.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、このように雑然とした技術の流れの中で、
すぐれた光拡散性能を有する。すなわち最大輝度G0がで
きるだけ大きく、かつ半値角(輝度が1/2まで低下する
角度)のできるだけ大きい、しかも透過光が赤味を帯び
ることのない光拡散材料を提供することを目的とするも
のである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention, in such a cluttered technical flow,
It has excellent light diffusion performance. That maximize the maximum intensity G 0, and as large as possible of the half-value angle (an angle which the luminance decreased to 1/2), moreover that the transmitted light and to provide a light diffusing material never reddish Is.

(課題を解決するための手段) 本発明は、屈折率Nsからなるプラスチック中に、下記
式(I)、および式(II) 0.02≦|Np−Ns|≦0.04 ……(I) 7≦d<30 ……(II) を満足する平均粒子径d(ミクロン)、屈折率Npを有
し、かつ内部に空孔を有する粒子の全微粒子中に占める
割合が3重量%以下である透明球状微粒子を分散させる
ことにより、また上記透明微粒子のうち非球状の粒子が
全透明微粒子中に占める割合を10重量%以下とすること
により好ましく達成される。実質的に透明なプラスチッ
クとしてメタクリル樹脂またはメチルメタクリレート
(以下MMAと記す)とスチレンの共重合樹脂を用いる場
合、微粒子としてMMAおおび多官能性(メタ)アクリー
ト、あるいはMMA、スチレンおよび多官能性(メタ)ア
クリートを構成成分とする架橋共重合体微粒子を用いる
ことによって上記目的を達成することができる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in a plastic having a refractive index Ns, the following formula (I) and formula (II): 0.02 ≦ | Np−Ns | ≦ 0.04 (I) 7 ≦ d Transparent spherical fine particles having an average particle diameter d (micron) satisfying <30 (II), a refractive index Np, and having a ratio of 3% by weight or less in all fine particles having pores therein. And the proportion of non-spherical particles in the transparent fine particles in all the transparent fine particles is set to 10% by weight or less. When methacrylic resin or methyl methacrylate (hereinafter referred to as MMA) and styrene copolymer resin is used as a substantially transparent plastic, MMA and polyfunctional (meth) acrylate, or MMA, styrene and polyfunctional ( The above object can be achieved by using fine particles of a cross-linked copolymer having a (meth) acrylate as a constituent component.

(作用) 本発明者等は基体透明樹脂と透明微粒子の屈折率差、
透明微粒子の粒径と拡散性能の関係を総合的に検討し
て、本発明に到達した。すなわち、本発明においては、
基体透明樹脂の屈折率Nsと透明微粒子の屈折率Npの絶対
差|Np−Ns|が0.02以上、0.04以下であることが必要であ
る。本発明者らは基体樹脂と透明微粒子の屈折率差およ
び透明微粒子の粒子径を変えた平板を種々作成し、平板
の後方より平行光線を入射し、前方に出てくる光の輝度
の角度分布を測定し、平板面における照度と各々の輝度
からゲインGを次式により計算した。
(Function) The present inventors have found that the difference in refractive index between the base transparent resin and the transparent fine particles,
The present invention has been accomplished by comprehensively examining the relationship between the particle size of transparent fine particles and the diffusion performance. That is, in the present invention,
The absolute difference | Np-Ns | between the refractive index Ns of the base transparent resin and the refractive index Np of the transparent fine particles needs to be 0.02 or more and 0.04 or less. The present inventors have prepared various flat plates in which the refractive index difference between the base resin and the transparent fine particles and the particle size of the transparent fine particles are changed, and a parallel light beam is incident from the rear of the flat plate, and the angular distribution of the brightness of the light emitted forward. Was measured, and a gain G was calculated from the illuminance on the flat plate surface and each luminance by the following equation.

ゲインは拡散板の正面において最高値を示し、拡散板
の法線となす角が大きくなるにつれて、第1図に示すよ
うに、徐々に値が小さくなる。ゲインの最高値をピーク
ゲインと呼びG0で表わすこととし、ゲインがピークゲイ
ンの1/2になる角度を半値角と呼びαで表わすこととす
ると、本発明の目的はG0およびαをいずれも大きくする
ことにある。ただし、一般には光拡散板は単なる平板状
で用いられるとは限らず、種々のレンズ形状を賦与した
り、表面処理等の別の光拡散性賦与手段との併用により
目的を達成することが多く、G0、α等はそれらの種類、
程度によっても変動するので、本発明の目的の性能はこ
のような測定手段によるG0およびαの値で表現すること
は適当ではない。しかしながら、このようにして平板状
の光拡散板で測定したG0およびαの大きい組みあわせを
採用すると、他の形状においても優れた性能を示すこと
が、実験的に確認できるので、本発明においては、光拡
散材による光拡散性能を比較評価しやすい平板による方
法を主として採用した。一定の基板樹脂と光拡散材の組
みあわせにおいて、光拡散材の濃度を変ると、第2図の
ように濃度の増加に伴ってG0は減少し、αは増大する。
そこで良好な光拡散材を選択する手段として、光拡散材
の濃度を変えて、一定のG0が得られる濃度を選定し、そ
の濃度における半値角αが大きいものが好ましい光拡散
性プラスチックであると考えた。実験の結果、屈折率差
が0.02以上0.04以下の場合に一定のG0においてαが著し
く高い光拡散性プラスチックを得ることを見い出した。
さらに本発明においては光拡散性透明微粒子の平均粒子
径が7μm以上30μm未満であることが必要である。そ
の平均粒子径がこの範囲外の場合には一定のG0における
αが小さくなる。とくに平均粒子径が7μmに達しない
場合には微粒子濃度が低い時、直進方向の限られた立体
角に進行する光が多く、しかもこの光が赤味を帯びてい
る。微粒子濃度を増してゆくと、直進性の赤味を帯びた
光は低減されるが、G0が非常に低い値となるまでこの異
常な光はなくならない。この光は人間の目で観察する時
いわゆるスケとして認識される。
The gain shows the maximum value in front of the diffuser plate, and as the angle formed with the normal line of the diffuser plate increases, the gain gradually decreases as shown in FIG. The gain maximum value and be represented by G 0 is called the peak gain, the gain is to be represented by α is referred to as half-value angle angle is 1/2 of the peak gain, object of the present invention is a G 0 and α either Is also to increase. However, in general, the light diffusion plate is not always used in the form of a simple flat plate, and often achieves its purpose by giving various lens shapes or by using another light diffusion imparting means such as surface treatment. , G 0 , α, etc. are their types,
Since the performance varies depending on the degree, it is not appropriate to express the objective performance of the present invention by the values of G 0 and α by such a measuring means. However, when a large combination of G 0 and α measured with a flat light diffusion plate is employed in this way, it can be experimentally confirmed that excellent performance can be obtained even in other shapes. Mainly adopts a flat plate method that makes it easy to compare and evaluate the light diffusion performance of the light diffusion material. When the concentration of the light diffusing material is changed in a fixed combination of the substrate resin and the light diffusing material, G 0 decreases and α increases with the increase of the concentration as shown in FIG.
Therefore, as a means for selecting a good light diffusing material, the concentration of the light diffusing material is changed to select a concentration at which a constant G0 is obtained, and a material having a large half-value angle α at that concentration is a preferable light diffusing plastic. I thought. The experimental results found that α is obtained a considerably higher light diffusing plastic in G 0 constant when the refractive index difference is 0.02 to 0.04.
Further, in the present invention, the average particle size of the light diffusing transparent fine particles needs to be 7 μm or more and less than 30 μm. If the average particle size is outside this range, α at a constant G 0 will be small. Especially when the average particle diameter does not reach 7 μm, when the particle concentration is low, a large amount of light travels in a limited solid angle in the straight-ahead direction, and this light is reddish. Increasing the particle concentration reduces the straight reddish light, but this anomalous light does not disappear until G 0 is very low. This light is perceived as so-called scale when observed by human eyes.

人間の目は通常視野角1分(=1/60度)で見分けるこ
とが可能であり、このスケの現象を光学測定機器(輝度
計)によって測定するには人間の目が見分けるのと同程
度の視野角を有する機器を使用することが必要である。
従来、文献等で輝度の角度分布のデータとスケとの間に
相関性がないものが見受けられるが、それは人間の目と
輝度計との視野角の差によると思われる。現在市販の輝
度計の視野角は2度、1度、1/3度、0.2度等があり、い
ずれも1/60度に比べて大きい。視野角ができるだけ小さ
く、かつ安定した測定ができることを考慮し、本発明者
等は視野角が1/3゜のミノルタ社製のミノルタ輝度計nt1
/3゜Pを用いて測定を行った。その結果、スケの現象に
対応して極めてせまい角度範囲に集中した強い光を測定
することができ、G0とαの値にある程度反映されること
がわかった。微粒子の平均粒子径が7μmを下まわる
と、スケを防止するためには最大輝度が極めて低くなる
まで光拡散材の濃度を増す必要があり、スケがなく、か
つゲインの大きい光拡散板を得るには適当ではない。平
均粒子径が30μm以上になると、使用する微粒子の濃度
が大きくなりすぎるため、経済上、生産技術上、不利と
なるばかりでなく、本発明の範囲内の粒径の場合に比べ
て半値角が小さくなる。
The human eye can usually be distinguished at a viewing angle of 1 minute (= 1/60 degrees), and measuring this invisibility phenomenon with an optical measuring device (luminance meter) is comparable to that of the human eye. It is necessary to use a device having a viewing angle of.
Conventionally, there is a case in which there is no correlation between the luminance angle distribution data and the scale in literatures and the like, which is considered to be due to the difference in the viewing angle between the human eye and the luminance meter. Currently, commercially available luminance meters have viewing angles of 2, 1, 1/3, 0.2 degrees, etc., all of which are larger than 1/60 degrees. Considering that the viewing angle is as small as possible and stable measurement is possible, the present inventors have developed a Minolta luminance meter nt1 manufactured by Minolta with a viewing angle of 1/3 °.
Measurements were made at / 3 ° P. As a result, it was found that intense light concentrated in an extremely narrow angle range could be measured in response to the phenomenon of skein, and was reflected in the values of G 0 and α to some extent. When the average particle diameter of the fine particles is less than 7 μm, it is necessary to increase the concentration of the light diffusing material until the maximum luminance becomes extremely low in order to prevent skein, and to obtain a light diffusion plate having no skein and a large gain. Not suitable for When the average particle size is 30 μm or more, the concentration of the fine particles to be used becomes too large, so that not only is it economically disadvantageous in terms of production technology, but also the half-value angle is smaller than in the case of a particle size within the range of the present invention. Get smaller.

平均粒子径には種々の定義があるが、本発明にいう平
均粒子径とは、重量メジアン径すなわち重量累積曲線に
おいて累積重量分率が50%となる粒子径でもって表わ
す。粒度分布を測定するには、コールターカウンター
法、沈降法、顕微鏡写真または電子顕微鏡写真による計
数法等の方法があり、いずれの方法でもよい。
There are various definitions for the average particle diameter, and the average particle diameter in the present invention is represented by a weight median diameter, that is, a particle diameter at which the cumulative weight fraction becomes 50% in a weight cumulative curve. Methods for measuring the particle size distribution include a Coulter counter method, a sedimentation method, a counting method using a micrograph or an electron micrograph, and the like, and any method may be used.

本発明において、光拡散性微粒子の形状に関する因子
は非常に重要な事項である。すなわち光拡散性微粒子
は、微粒子中に占める中空状微粒子の割合が3重量%以
下、好ましくは実質的に中央状微粒子を含まずかつ実質
的に球状の微粒子であることが必要である。一般によく
知られている球状の透明微粒子としてガラスビーズがあ
るが、本発明者らの検討したところによると、前述の如
き屈折率差および粒径範囲を適用することにより、ガラ
スビーズを用いても性能を向上させることができるが同
様の粒径および屈折率を有する後述の如き架橋プラスチ
ックビーズに比べて、性能が劣ることが判明した。また
中空部を実質的に含まない微粒子として種々の破砕無機
粉があり、これらも前記諸条件を満たす範囲で用いるこ
とにより、優れた光拡散性プラスチックとすることがで
きるが球状の形状を有する微粒子の方が、このような不
定形の微粒子に比べて、同一のピークゲインG0を与える
濃度の拡散板において半値角αが大きくなるので、さら
に好ましい。ガラスビーズ等の場合には破砕状微粒子と
球状微粒子が混在しているのが一般であり、また中空ビ
ーズの比率を減少させる目的で、通常のガラスビーズに
破砕状微粒子を混入して性能を向上させる方法を可能で
あり、事実有効であるが、好ましくは上述の如く球状微
粒子の比率が高い方が好ましい。非球状微粒子は好まし
くは30%以下、さらに好ましくは10%以下、最も好まし
くは実質的に含まないのがよい。
In the present invention, factors relating to the shape of the light diffusing fine particles are very important. That is, it is necessary that the light-diffusing fine particles have a proportion of hollow fine particles in the fine particles of 3% by weight or less, preferably substantially free of central fine particles and substantially spherical. Glass beads are generally well-known spherical transparent fine particles, but according to the study of the present inventors, by applying the refractive index difference and the particle size range as described above, it is possible to use glass beads. It has been found that the performance can be improved, but the performance is inferior to the crosslinked plastic beads having the same particle diameter and refractive index as described below. In addition, there are various crushed inorganic powders as fine particles substantially containing no hollow portion, and by using these in a range that satisfies the above conditions, an excellent light diffusing plastic can be obtained, but fine particles having a spherical shape can be obtained. who is, as compared with such amorphous particles, the half value angle α increases in the diffusion plate at a concentration giving the same peak gain G 0, further preferred. In the case of glass beads, etc., crushed fine particles and spherical fine particles are generally mixed, and in order to reduce the ratio of hollow beads, the performance is improved by mixing crushed fine particles with ordinary glass beads. Although it is possible and effective in practice, it is preferable that the ratio of the spherical fine particles is high as described above. The non-spherical fine particles are preferably 30% or less, more preferably 10% or less, and most preferably substantially free.

上記の屈折率差、粒径、形状の諸条件を満足するには
透明微粒子として、ポリマー、殊に架橋ポリマーを用い
るのが有利であり好ましい。架橋重合体微粒子の場合に
はそのポリマー組成により屈折率を調整することが可能
であり、適切な重合方法により、実質的に中空部を含ま
ず、かつ実質的に球状の微粒子を得ることができる。一
般に光拡散性プラスチックは、光拡散性微粒子と基体樹
脂を溶解混練して押し出し、あるいはプレス法により、
または場合によっては光拡散性微粒子を重合性モノマー
または部分重合した重合性モノマーシラップ中に分散さ
せて重合する方法によって作られる。したがって光拡散
性微粒子は光拡散性プラスチックを作る工程中におい
て、溶融、溶解等により好ましくない形状に変化しない
ことが必要である。そのためには、ポリマーの分子量を
十分高くしておく方法も可能であるが、より好ましくは
適度な架橋を与えておくのがよい。
In order to satisfy the above-mentioned conditions of the difference in refractive index, particle diameter and shape, it is advantageous and preferable to use a polymer, particularly a crosslinked polymer, as the transparent fine particles. In the case of crosslinked polymer fine particles, the refractive index can be adjusted by the polymer composition, and by an appropriate polymerization method, substantially no hollow portion can be obtained, and substantially spherical fine particles can be obtained. . Generally, a light diffusing plastic is prepared by dissolving and kneading light diffusing fine particles and a base resin and then extruding or pressing.
Alternatively, in some cases, it is produced by a method of dispersing light diffusing fine particles in a polymerizable monomer or a partially polymerized polymerizable monomer syrup and polymerizing. Therefore, it is necessary that the light diffusing fine particles do not change into an undesired shape due to melting, dissolution, etc. during the process of producing the light diffusing plastic. For this purpose, it is possible to use a method in which the molecular weight of the polymer is sufficiently high, but it is more preferable to provide appropriate crosslinking.

光拡散性プラスチックの基体樹脂としては透明で光線
透過率の高い樹脂すなわちメタクリル樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ポリカーボネート樹脂の他エポキシ樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂等が使用される。中でもメタクリル樹脂
は、透明性、耐久性および物性が優れているので好まし
い樹脂である。通常メタクリル樹脂は耐熱性、成型性、
耐久性等を改良する目的でMMAの他にアルキルアクリレ
ートを共重合したり、滑剤、紫外線吸収剤を添加したり
するが、ここでいうメタクリル樹脂はそのようなMMAを
主体とする樹脂全般をいう。基体樹脂をメタクリル樹脂
とする場合、MMAとスチレンおよび多官能性(メタ)ア
クリレートを構成成分とする架橋樹脂である微粒子を光
拡散剤とするのが好適である。通常のメタクリル樹脂は
屈折率が1.49前後であるので、光拡散剤微粒子の屈折率
は1.51〜1.53程度であることが好ましい。もちろん基体
樹脂であるメタクリル樹脂の種類によって若干高いまた
は低い屈折率であってもよい。本発明において多官能性
(メタ)アクリレートとは一分子中に二個以上のアクリ
ル基またはメタクリル基を有する化合物であり、たとえ
ばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)エチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ヘキサメチレンジ(メタ)ア
クリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレ
ート等のグリコールジ(メタ)アクリレートの他トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多価アル
コール多価(メタ)アクリレート等がある。これら多官
能性(メタ)アクリレートは透明微粒子が光拡散性プラ
スチックの製造過程においてその微粒子の形状を損なう
のを防止する役割を担うものであり、透明微粒子を構成
する全モノマーの2%〜60%の範囲で適宜選択される。
As the base resin of the light diffusing plastic, a transparent resin having a high light transmittance, that is, a methacrylic resin, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, a polyvinyl chloride resin, or the like is used. Among them, methacrylic resin is a preferable resin because it is excellent in transparency, durability and physical properties. Normally, methacrylic resin has heat resistance, moldability,
In order to improve durability, etc., in addition to MMA, alkyl acrylate is copolymerized, a lubricant, an ultraviolet absorber is added, but the methacrylic resin here refers to all such resins mainly composed of MMA . When the base resin is a methacrylic resin, it is preferable to use fine particles which are a cross-linking resin containing MMA, styrene and a polyfunctional (meth) acrylate as a light diffusion agent. Since ordinary methacrylic resins have a refractive index of about 1.49, the refractive index of the light diffusing agent fine particles is preferably about 1.51 to 1.53. Of course, the refractive index may be slightly higher or lower depending on the type of methacrylic resin as the base resin. In the present invention, the polyfunctional (meth) acrylate is a compound having two or more acryl groups or methacryl groups in one molecule, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol (Poly) ethylene glycol di (meth) acrylate such as di (meth) acrylate and nonaethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol In addition to glycol di (meth) acrylates such as di (meth) acrylate, hexamethylene di (meth) acrylate, neopentyl glycol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pen There pentaerythritol tetra (meth) polyhydric alcohols polyvalent acrylates such as (meth) acrylate. These polyfunctional (meth) acrylates play a role in preventing the transparent fine particles from impairing the shape of the fine particles in the process of producing the light diffusing plastic, and 2% to 60% of the total monomers constituting the transparent fine particles. Is appropriately selected within the range.

基体樹脂としてスチレンとMMAの共重合体を用いると
屈折率が高くなるため、レンズとしての効果が高まり、
有利となる場合がある。このような場合にも、前記のメ
タクリル樹脂に用いた透明微粒子に類似の架橋共重合体
を用いることが望ましい。ただし、スチレン−MMA樹脂
の屈折率に応じて適当な屈折率に調整すればよい。以上
述べたポリマービーズは、懸濁重合法により合成する事
ができる。例えば、ポリビニルアルコールを分散剤と
し、モノマーをディスパーザー等により、微細に分散し
た後、重合、過、洗浄、乾燥することにより、製造す
ることができる。
When a copolymer of styrene and MMA is used as the base resin, the refractive index increases, so the effect as a lens increases,
May be advantageous. Even in such a case, it is desirable to use a crosslinked copolymer similar to the transparent fine particles used for the methacrylic resin. However, it may be adjusted to an appropriate refractive index according to the refractive index of the styrene-MMA resin. The polymer beads described above can be synthesized by a suspension polymerization method. For example, it can be manufactured by using polyvinyl alcohol as a dispersant, finely dispersing the monomer by a disperser or the like, and then polymerizing, filtering, washing and drying.

(実施例) 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 MMA34部、スチレン16部、エチレングリコールジメタ
クリレート50部、ラウロイルパーオキサイド0.2部をポ
リビニルアルコール((株)クラレ製PVA−420)0.4%
含む水300部と混合し、ラボディスパーザーにより分散
を行なった。この液を撹拌しながら窒素雰囲気で70℃で
20分、95℃で50分加熱した。得られた分散液を過およ
び水による繰りかえし洗浄を行ない最後にメタノールで
洗浄後、乾燥した。
Example 1 34 parts of MMA, 16 parts of styrene, 50 parts of ethylene glycol dimethacrylate and 0.2 part of lauroyl peroxide were added to 0.4% of polyvinyl alcohol (PVA-420 manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
The resulting mixture was mixed with 300 parts of water and dispersed by a laboratory disperser. This liquid is stirred at 70 ° C in a nitrogen atmosphere.
Heated for 20 minutes at 95 ° C for 50 minutes. The resulting dispersion was repeatedly washed with excess water and water, and finally washed with methanol and then dried.

このようにして得られた架橋微粒子の粒度分布を粒度
分布計(セイシン企業製ミクロンフォトサイザーSKA−5
000)で測定したところ、重量メジアン径は10.58μmで
あった。この際の比重は別途同一組成の重合物を作って
測定した値(1.1891)を用いた。屈折率は顕微鏡により
ベッケ線の移動挙動を見る方法で測定し、1.5174であっ
た。
The particle size distribution of the crosslinked fine particles thus obtained was measured using a particle size distribution meter (Micron Photosizer SKA-5 manufactured by Seishin Enterprise).
000), the weight median diameter was 10.58 μm. The specific gravity at this time was a value (1.1891) separately measured by preparing a polymer having the same composition. The refractive index was 1.5174 as measured by a method of observing the movement behavior of the Becke line with a microscope.

またこのビーズは実質的にすべて球状でかつ中空粒子
を含んでいなかった。
Also, the beads were substantially all spherical and free of hollow particles.

この架橋ビーズを用い、以下の方法により、種々の重
量分率でビーズを含有する、厚さ1mmのメタクリル樹脂
板を作った。
Using the crosslinked beads, methacrylic resin plates having a thickness of 1 mm and containing beads at various weight fractions were prepared by the following method.

アクリル酸エチル11.9重量部、MMA128.1部の混合液中
にアクリル酸エチル8.5%を共重合したアクリル樹脂ビ
ーズ(協和ガス化学工業製F−1000B屈折率1.4920)60
重量部を溶解して、アクリル樹脂シラップを作った。こ
のシラッブに前記の架橋ビーズを必要量、凝集しないよ
うに注意しながら、分散させた。この中にアゾビスイソ
ブチロニトリル0.02重量部を溶解せしめ、ガスケットを
装着した2枚のガラス板中に入れ、脱気した後、80℃で
2時間、さらに120℃で2時間加熱して重合した。なお
板厚は1mmとなるように調整した。重合終了後ガラス板
より微粒子ビーズ入りアクリル板を取り出した。このよ
うにして得られた微粒子含有アクリル樹脂板(光拡散
板)にコリメートされたハロゲンランプの光を後方より
入射した。光拡散板から1.5mの前方に、輝度計(ミノル
タ輝度計nt1/3゜P)を設置し、輝度を測定した。輝度
計を位置をずらし、角度を変えて、同一部分を測定する
操作をくりかえし、輝度を角度分布を測定した。一方、
別塗光拡散板の位置の照度を照度計により測定してお
き、輝度と照度の比から式(VI)によりゲインを計算し
た。正面のゲインをG0、ゲインがG0の1/2となる時の角
度をαとして、各濃度の値を第1表に示す。
Acrylic resin beads obtained by copolymerizing 8.5% of ethyl acrylate in a mixture of 11.9 parts by weight of ethyl acrylate and 128.1 parts of MMA (Kyowa Gas Chemical Industry F-1000B, refractive index: 1.4920) 60
An acrylic resin syrup was prepared by dissolving parts by weight. The necessary amount of the above-mentioned crosslinked beads was dispersed in the syrup while being careful not to aggregate. Dissolve 0.02 parts by weight of azobisisobutyronitrile in this, put it in two glass plates equipped with gaskets, degas, and heat at 80 ° C for 2 hours and further at 120 ° C for 2 hours to polymerize. did. The thickness was adjusted to be 1 mm. After the completion of the polymerization, an acrylic plate containing fine particle beads was taken out from the glass plate. The collimated light of the halogen lamp was incident on the fine-particle-containing acrylic resin plate (light diffusion plate) thus obtained from the rear. A luminance meter (Minolta luminance meter nt1 / 3 ゜ P) was installed 1.5 m ahead of the light diffusion plate, and the luminance was measured. The operation of measuring the same portion was repeated by shifting the position of the luminance meter and changing the angle, and the angular distribution of luminance was measured. on the other hand,
The illuminance at the position of the separately-coated light diffusion plate was measured by an illuminometer, and the gain was calculated from the ratio of the luminance and the illuminance by the equation (VI). Table 1 shows the values of the respective densities, where the frontal gain is G 0 , and the angle at which the gain is 1/2 of G 0 is α.

この結果を縦軸をG0、横軸をαとする両対数グラフに
プロットすると、第2図のようになる。この図よりG0
20となる濃度ににおいてはαは7.8゜となる。この値は
後述の比較例に示される値に比べて大きな値であり、こ
の光拡散板は一定のピークゲインとした時の拡散半値角
の大きいすぐれた材料である。
The results are plotted in a log-logarithmic graph in which the vertical axis is G 0 and the horizontal axis is α, as shown in FIG. From this figure, G 0
At a concentration of 20, α is 7.8 °. This value is larger than a value shown in a comparative example described later, and this light diffusion plate is an excellent material having a large diffusion half-value angle at a constant peak gain.

実施例2〜4および比較例1,2 実施例1と同様にして、第2表に示すような各種の微
粒子ならびに基体樹脂を用いて光拡散性プラスチックを
作成し、光拡散性能を測定した。測定結果も第2表に示
す。
Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 In the same manner as in Example 1, light diffusing plastics were prepared using various fine particles and base resin as shown in Table 2, and the light diffusing performance was measured. Table 2 also shows the measurement results.

実施例5 比較例1において用いたものと同一のガラスビーズGB
−210(東芝バロティーニ社製)を1,1,2,2−テトラブロ
モニエタンとモノクロルベンゼンの混合液からなる比重
2,424の液中に浸漬し遠心分離したところ、ガラスビー
ズが液の上層に浮上するものと下部に沈降するものに分
離した。各々の相を分離、洗浄、乾燥し、ヨウ化メチレ
ンと四塩化炭素の混合液からなる屈折率が約1.521の液
中に入れ、光学顕微鏡にて観察したところ、沈降部分の
ガラスビーズは液とビーズの境界がうすくすき透って見
えたが、浮上部分のガラスビーズは芯の部分が黒くくっ
きりと観察され、別途中空ビーズについて同様に観察し
た場合と似ていた。このようにして得た浮上部分のビー
ズの重量は分離前のビーズの重量の4,7%であった。こ
の方法で得た沈降部分のガラスビーズを光拡散剤として
用い実施例1と同様の方法によって得た光拡散板の結果
を第2表に示す。比較例1の場合に比べピークゲインが
20となる時のαが大きく光拡散剤としての性能が向上し
ていた。
Example 5 The same glass beads GB as used in Comparative Example 1
-210 (manufactured by Toshiba Barotini) with specific gravity consisting of a mixture of 1,1,2,2-tetrabromoniethane and monochlorobenzene
When the glass beads were immersed in 2,424 liquids and centrifuged, the glass beads were separated into those that floated on the upper layer and those that settled on the lower part. Each phase was separated, washed, dried, put into a liquid of methylene iodide and carbon tetrachloride having a refractive index of about 1.521, and observed with an optical microscope. Although the boundaries of the beads were seen slightly through, the glass beads at the floating portion were observed with the core portion being black and clear, similar to the case where the hollow beads were similarly observed separately. The weight of the beads in the floating portion thus obtained was 4.7% of the weight of the beads before separation. Table 2 shows the results of the light diffusing plate obtained by the same method as in Example 1 using the glass beads in the settled portion obtained by this method as a light diffusing agent. Compared to the case of Comparative Example 1, the peak gain is
When it became 20, α was large and the performance as a light diffusing agent was improved.

(発明の効果) 本発明により、正面の輝度が高く、かつ拡散半値角の
大きな光拡散性プラスチックを得ることが可能となっ
た。
(Effects of the Invention) According to the present invention, it has become possible to obtain a light-diffusing plastic having a high front luminance and a large diffusion half-value angle.

【図面の簡単な説明】 第1図は、実施例1における各架橋ビーズ濃度でのゲイ
ンの角度分布を表わす図であり、縦軸は対数目盛、横軸
は等間隔目盛で示している。第2図は実施例1〜5およ
び比較例1〜2のピークゲインと半値角を示すグラフで
あり、縦軸、横軸ともに対数目盛で示している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the angular distribution of gain at each crosslinked bead concentration in Example 1, wherein the vertical axis is a logarithmic scale, and the horizontal axis is an equally spaced scale. FIG. 2 is a graph showing the peak gains and half-value angles of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, both the vertical axis and the horizontal axis being shown on a logarithmic scale.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】屈折率Nsからなる透明なプラスチック中
に、下記式(I)、および式(II) 0.02≦|Np−Ns|≦0.04 (I) 7≦d<30 (II) を満足する屈折率Npおよび平均粒子径d(μm)を有
し、かつ内部に空孔を有するものの割合が3重量%以下
であるような、透明な球状微粒子を分散させてなる光拡
散性プラスチック。
1. In a transparent plastic having a refractive index Ns, the following formula (I) and the following formula (II) are satisfied: 0.02 ≦ | Np−Ns | ≦ 0.04 (I) 7 ≦ d <30 (II) A light-diffusing plastic in which transparent spherical fine particles are dispersed, which has a refractive index Np and an average particle diameter d (μm) and has a content of voids of 3% by weight or less.
【請求項2】微粒子がポリマーの微粒子である特許請求
の範囲第1項に記載の光拡散性プラスチック。
2. The light diffusing plastic according to claim 1, wherein the fine particles are polymer fine particles.
【請求項3】微粒子が架橋ボリマーの微粒子である特許
請求の範囲第1項に記載の光拡散性プラスチック。
3. The light diffusing plastic according to claim 1, wherein the fine particles are crosslinked polymer fine particles.
【請求項4】微粒子のうち、非球状微粒子の全微粒子中
に占める割合が10重量%以下であることを特徴とする特
許請求の範囲第1〜3項のいずれか1項に記載の光拡散
性プラスチック。
4. The light diffusion according to any one of claims 1 to 3, wherein the proportion of non-spherical fine particles among all fine particles is 10% by weight or less. Plastic.
【請求項5】透明なプラスチックがメタクリル樹脂であ
り、微粒子がメチルメタクリレート、スチレンおよび多
官能(メタ)アクリレートの共重合体である特許請求の
範囲第1〜4のいずれか1項に記載の光拡散性プラスチ
ック。
5. The light according to claim 1, wherein the transparent plastic is a methacrylic resin, and the fine particles are a copolymer of methyl methacrylate, styrene and a polyfunctional (meth) acrylate. Diffusible plastic.
【請求項6】透明なプラスチックがメチルメタクリレー
トとスチレンの共重合樹脂であり、微粒子がメチルメタ
アクリレートおよび多官能性(メタ)アクリレート共重
合体あるいはメチルメタクリレート、スチレンおよび多
官能(メタ)アクリレートの共重合体である、特許請求
の範囲第1〜4項のいずれか1項に記載の光拡散性プラ
スチック。
6. The transparent plastic is a copolymer resin of methyl methacrylate and styrene, and the fine particles are a copolymer of methyl methacrylate and polyfunctional (meth) acrylate or a copolymer of methyl methacrylate, styrene and polyfunctional (meth) acrylate. The light diffusing plastic according to any one of claims 1 to 4, which is a polymer.
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