JP3601394B2 - ポリエチレン系樹脂組成物及び光学用成形体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン系樹脂組成物及び光学用成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体等種々の物体からその表面温度に応じて放射される赤外線を検知し、非接触でその物体の存在を検知する赤外線検知素子が、例えば自動ドア、防犯装置、自動洗浄トイレ、照明器具等の人体検知センサに広く利用されている。
【０００３】
このような人体検知センサなどの赤外線センサ用の部品には、赤外線検知素子を雨、風、光、埃等の外的環境から保護するためにカバーが使用されることが多いが、カバーの材質としては、例えばシリコン、フッ化バリウム、硫化亜鉛等の赤外線透過性に優れた無機材料からなるものが広く用いられている。しかし近年、赤外線透過性を有し、しかもこれらの無機材料に比べて軽量で、且つ成形性や加工性に優れると共に安価な、ポリエチレン等の樹脂製のカバーを実用化することが望まれている。
【０００４】
特に、赤外線センサでは検知範囲を広くするなど、所要の検知エリアを確保するために、検知素子（焦電素子）の前面にレンズを使用することが多くなっており、このレンズには上記の理由からポリエチレン樹脂が使用されている。またポリエチレン樹脂製レンズを有する赤外線センサを組み込んだ製品においては、レンズ露出によるデザイン性低下を防ぐため、レンズの外側にレンズを隠すためのポリエチレン樹脂製カバーを配することも行なわれている。
【０００５】
しかしポリエチレン樹脂は、赤外線透過性に優れる他に、広範囲の波長、特に可視光線に対しても適度な光透過性を有するものであり、周囲の光源から可視光線等が侵入した場合に若干透けてしまう部分が発生する。このために、ポリエチレン樹脂製のカバーで検知素子やレンズを覆っていても、検知素子やレンズが透けてしまってこれらが完全に見えないようにすることは困難であった。
【０００６】
例えば図１に示す照明器具では、蛍光灯などの光源１と、レンズ２付きの赤外線センサ３とを、乳白色に着色したポリエチレン樹脂製の光学用成形体Ａで形成されるグローブ４でカバーするようにしており、グローブ４は光源１からの可視光線は透過させるが赤外線センサ３は外部から見えないようにするという機能を有するが、このように可視光線を発する光源１が赤外線センサ３の近傍に配される構造の場合には、光源１や赤外線センサ３のイメージをポリエチレン樹脂製のグローブ４で完全に解消することは非常に困難である。特に赤外線センサ３による赤外線の検知を高めるためにグローブ４の肉厚を０．４〜１．５ｍｍと薄肉にすると、グローブ４は半透明となって、光源１のイメージがグローブ４を通して視認され、デザイン性に劣るといった問題がある。
【０００７】
このため、物体の表面から主として放射される赤外線波長５〜１５μｍの透過性に優れ、且つ上記の照明器具のような条件でも使用可能な可視光線（代表的に波長５５５ｎｍ）の拡散性と透過性のバランスが良好である光学用成形体Ａを成形することができる白色系のポリエチレン樹脂系組成物が望まれている。
【０００８】
ここで、特開昭６１−３９００１号公報には、ポリエチレンに酸化チタン、べんがら、酸化マグネシウム等を配合した樹脂組成物が、特開昭６２−２８４３０３号公報には、ポリエチレンにジルコニウムの複酸化物を配合した樹脂組成物が、特開昭６３−７３２０３号公報には、ポリエチレンに無機化合物粒子として金属の複酸化物を配合した樹脂組成物が、特開平９−２１７０１号公報には、ポリエチレンに硫化亜鉛や硫化セレニウム等を配合した樹脂組成物が、特開昭６４−１９３０２号公報には、ポリエチレンに四三酸化鉄、酸化スズで被覆された酸化チタン、酸化ジルコニウム等を配合した樹脂組成物が、特開平８−１３４３１０号公報には、ポリエチレン系樹脂に無機充填材としてアルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸バリウム等を配合した樹脂組成物が、それぞれ提供されている。そしてこれらのものでは、ポリエチレン樹脂に上記のような各種の無機質の添加剤を添加することによって、赤外線の透過率を高めると共に可視光線の透過を抑制することができるようにしている。
【０００９】
しかしながらこのように各特許公報で提供されたものでは、添加剤の種類の選定が十分ではなく、あるいは添加剤の選定は十分であっても粒径の選定が不充分であり、赤外線の透過性と、可視光線の拡散性及び透過性のバランスを良好に得ることは、十分には達成されていないものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、赤外線の透過性が優れ、可視光線の拡散性及び透過性のバランスを良好に得ることができるポリエチレン系樹脂組成物及び光学用成形体を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂に、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物（酸化亜鉛の場合は、平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下）あるいはステアリン酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム（炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％）から選ばれる一種以上の白色添加剤を配合して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、請求項１において、３族に属する金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項３の発明は、請求項２において、酸化セリウムの平均粒子径が０．１〜２．２μｍであり、組成物中の含有量が２．０体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項４の発明は、請求項１において、１族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸リチウム、２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、１２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項５の発明は、請求項４において、ステアリン酸亜鉛の平均粒子径が０．１〜２０μmであり、組成物中の含有量が１．０体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項６の発明は、請求項４において、ステアリン酸カルシウムあるいはステアリン酸バリウムの平均粒子径が０．１〜２２μmであり、組成物中の含有量が０．８体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項７の発明は、請求項４において、ステアリン酸リチウムあるいはステアリン酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
また請求項８の発明は、請求項１において、炭酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項９に係る光学用成形体は、上記の請求項１乃至８のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物が成形されたものであることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
本発明においてポリエチレン系樹脂としては、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、半架橋型ポリエチレン等を例示することができ、所要形状に成形可能なものであればよく特に限定されるものではないが、なかでも構造材としての強度に優れ、成形性も比較的良好な高密度ポリエチレンを好適に使用することができる。またこれらのポリエチレン系樹脂は１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。
【００２６】
このポリエチレン系樹脂に分散させる、ポリエチレン系樹脂よりも屈折率が大きい白色の無機添加剤として、本発明では、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物あるいはステアリン酸塩から選ばれるもの、あるいは炭酸マグネシウムの微粒子を用いる。ここで、上記目的を達成するためには、３族に属する金属の酸化物として酸化セリウムの微粒子を、１２族に属する金属の酸化物として酸化亜鉛の微粒子を、１族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸リチウムの微粒子を、２族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウムの微粒子を、１２族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸亜鉛の微粒子を、それぞれ用いることが好ましい。
【００２７】
これらの白色添加剤は１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。また白色添加剤の粒子形状は、一般的には不定形であることが多いが、これに限定されるものではなく、例えばウィスカー状、針状、繊維状、球状、あるいはこれらの類似形状など、何でもかまわない。
【００２８】
ここで、赤外線（特に波長５〜１５μｍ）を良好に透過し、且つ可視光線（代表的に波長５５５ｎｍ）を拡散させながら適度に透過させるために、上記の白色添加剤の平均粒子径は特定の範囲にあるように設定するのが望ましい。すなわち、酸化亜鉛の場合は０．１〜３μｍ、酸化セリウムの場合は０．１〜２．２μｍ、炭酸カルシウムの場合は０．１〜０．４μｍ、炭酸マグネシウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸マグネシウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸リチウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸カルシウムの場合は０．１〜２２μｍ、ステアリン酸亜鉛の場合は０．１〜２０μｍ、ステアリン酸バリウムの場合は０．１〜２２μｍの範囲である。特に炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μｍであることが、それぞれ必須の条件である。
【００２９】
白色添加剤の平均粒子径が上記の範囲未満では、可視光線の拡散性が低下し、また白色添加剤の粒子が樹脂中で二次凝集し易くなって分散不良が発生する可能性が高くなり、可視光線の拡散状態にムラが発生する可能性が高くなる。このような分散不良を考慮して分散性を良好にするために有機系の分散剤を使用すると、赤外線透過性が損なわれる。逆に、白色添加剤の平均粒子径が上記の範囲を超えると、白色添加剤の粒子を組成物中に均一に分散させることが困難になり、また調製されるポリエチレン樹脂系組成物の成形性が低下したり、この組成物から成形される光学用成形体の可視光線拡散性が不均一になる傾向が大きくなり、さらには赤外線の透過性も低下するおそれがある。
【００３０】
また、本発明の目的をより確実に達成するためには、ポリエチレン系樹脂組成物中の白色添加剤の含有量は特定の範囲にあるように設定するのが望ましい。すなわち、酸化亜鉛の場合は２．１体積％以下、酸化セリウムの場合は２．０体積％以下、炭酸カルシウムの場合は０．２〜２．０体積％、炭酸マグネシウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸マグネシウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸リチウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸カルシウムの場合は０．８体積％以下、ステアリン酸亜鉛の場合は１．０体積％以下、ステアリン酸バリウムの場合は０．８体積％以下である。炭酸カルシウム以外、酸化亜鉛、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウムについては、含有量の下限は特に限定されるものではないが、添加による効果を有効に得るためには０．００５体積％が実用上の下限である。
【００３１】
白色添加剤の含有量が上記の範囲を超える場合には、白色添加剤粒子の凝集によって樹脂中に均一に分散させることが困難となり、また調製されるポリエチレン系樹脂組成物の成形性が低下したり、組成物から成形される光学用成形体の可視光線透過性が低下し、さらには赤外線の透過性も低下するおそれがあり、加えてポリエチレン系樹脂組成物のコストアップや、成形される光学用成形体の機械的強度が低下するおそれもある。一方、炭酸カルシウムの場合には、含有量が上記の範囲未満であると、可視光線の拡散性が低下し、また添加剤粒子が樹脂中で二次凝集し易くなって分散不良が発生する可能性が高くなり、可視光線の拡散状態にムラが発生する可能性が高くなる。
【００３２】
上記のようにポリエチレン系樹脂に白色添加剤を配合して調製されるポリエチレン系樹脂組成物を成形することによって、例えば図１のような照明器具のグローブ４として光学用成形体Ａを作製することができる。このような光学用成形体Ａを成形する成形法には、射出成形法、圧縮成形法、真空成形法など、所要の形状を精度良く再現することができる任意の方法を採用することができる。図２（ａ）は洋風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｂ）は洋風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｃ）は白熱灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｄ）は和風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｅ）は和風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｆ）は洋風白熱灯ブラケットのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示す。また図３（ａ）はナイトライト５に設けた赤外線センサ３のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図３（ｂ）はセパレート送信器７に設けた赤外線センサ３のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示す。さらに図４は赤外線リモコン送信器８の送信部９のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示すものであり、図４において１０はスイッチ、１１は蓄光シールである。
【００３３】
尚、光学用成形体Ａに要求される赤外線透過性、可視光線拡散性、可視光線透過性などの光学特性に応じて、ポリエチレン系樹脂組成物の白色添加剤の平均粒子径や含有量の調整を行なうが、光学用成形体Ａの肉厚に応じてこれらの調整を行うようにしてもよい。また光学用成形体Ａの使用環境に応じて、上記の光学特性に影響のない範囲でポリエチレン系樹脂組成物に、例えば紫外線による劣化を防ぐために耐候剤を配合したり、大気中の埃等の付着を防ぐために帯電防止剤を配合したりすることができる。
【００３４】
上記のように本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物を成形して得られる光学用成形体Ａは、配合された白色添加剤によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものであり、赤外線センサが視認しにくく良好な人体検知性能を有しながらデザインに優れた照明器具のグローブや、赤外線の送信器のカバーなどとして使用することができるものである。また特に光学用成形体Ａを照明器具のグローブなどとして使用する場合、光源からの熱が器具内に蓄積されず、光源の発光効率低下を防ぐことができると共に、電子部品の劣化を抑制することができるものである。また薄型化できるために、放熱効果が高く器具設計の自由度が向上すると共に、器具本体との摩擦抵抗を低下させて取付時に異音発生を抑制できるものである。
【００３５】
特に、白色添加剤として酸化亜鉛を配合したポリエチレン系樹脂組成物では、酸化亜鉛は紫外線吸収効果が大きいため、光学用成形体Ａの耐候性が向上するものである。また白色添加剤としてステアリン酸塩類を配合したポリエチレン系樹脂組成物では、ステアリン酸塩類は潤滑効果があるため、光学用成形体Ａを成形する際の成形性や離型性が向上するものである。
【００３６】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３７】
（実施例１〜３、比較例１、１２）
ポリエチレン系樹脂として、日本ポリオレフィン社製高密度ポリエチレン（乳白）「ジェイレックスＨＤ ＫＭ５９０Ｌ」を用い、白色添加剤として堺化学社製酸化亜鉛粉末「微細亜鉛華」（平均粒子径０．２８μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに酸化亜鉛を表１の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。
【００３８】
このようにして得られた樹脂組成物を用い、平板成形用金型（成形厚み１ｍｍ）を使用して、日精樹脂工業社製「ＦＥ１２０Ｓ１８ＡＳＥ」で射出成形し、測定サンプル用の平板を成形した。このように成形した平板を用い、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。
【００３９】
全光線透過率の測定は、測定装置として日立製作所製自記分光光度計「Ｕ４０００」を用い、測定波長３００〜８００ｎｍ（比較例には５５５ｎｍのデータを使用）で行なった。
【００４０】
赤外線透過率は、測定装置として日立製作所製赤外分光光度計「２７０−３０」を用い、人体が発する５〜１５μｍの赤外線波長域のうち、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ（比較例には３波長の平均データを使用）の波長における赤外線の直線透過率を測定した。
【００４１】
拡散率は、測定装置としてアペックス社製ゴニフォトメーターを用い、図５の概要図のように、−８０°〜＋８０°の測定範囲で５°ピッチで測定し、−５°、−２０°、−７０°、＋５°、＋２０°、＋７０°の輝度値を次の計算式に代入して求めた。
【００４２】
測定結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４６】
（実施例９〜１２、比較例３）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として新日本金属化学社製酸化セリウム粉末「酸化セリウムＳ」（平均粒子径０．７４μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに酸化セリウムを表３の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化セリウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
【００４８】
（実施例１３〜１５、比較例４、１３）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として神島化学社製炭酸カルシウム粉末「カルシーズＰＬ」（平均粒子径０．１μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに炭酸カルシウムを表４の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために炭酸カルシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表４に示す。
【００４９】
【表４】
【００５０】
（実施例１７〜２０、比較例５）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として神島化学社製炭酸マグネシウム粉末「金星」（平均粒子径６．０μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに炭酸マグネシウムを表５の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために炭酸マグネシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】
（実施例２１〜２４、比較例６）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸亜鉛粉末「ＳＺ−Ｐ」（平均粒子径８．９μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸亜鉛を表６の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表６に示す。
【００５３】
【表６】
【００５４】
（実施例２５〜２８、比較例７）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸カルシウム粉末「ＳＣ−Ｐ」（平均粒子径８．７μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸カルシウムを表７の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸カルシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表７に示す。
【００５５】
【表７】
【００５６】
（実施例２９〜３２、比較例８）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸マグネシウム粉末「ＳＭ−Ｐ」（平均粒子径５．１μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸マグネシウムを表８の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸マグネシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表８に示す。
【００５７】
【表８】
【００５８】
（実施例３３〜３６、比較例９）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸リチウム粉末「Ｓ−７０００」（平均粒子径８．４μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸リチウムを表９の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸リチウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表９に示す。
【００５９】
【表９】
【００６０】
（実施例３７〜４０、比較例１０）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸バリウム粉末「ＳＢ」（平均粒子径６．５μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸バリウムを表１０の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸バリウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表１０に示す。
【００６１】
【表１０】
【００６２】
上記の表１〜表１０にみられるように、白色添加剤を配合した各実施例のものは、白色添加剤を配合しない比較例のものよりも、赤外線透過率が高く、また可視光線の透過率と拡散率のバランスが良好であることが確認される。また表１〜表１０にみられるように、酸化亜鉛の含有量は２．１体積％以下、酸化セリウムの含有量は２．０体積％以下、炭酸カルシウムの含有量は２．０体積％以下、炭酸マグネシウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸亜鉛の含有量は１．０体積％以下、ステアリン酸カルシウムの含有量は０．８体積％以下、ステアリン酸マグネシウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸リチウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸バリウムの含有量は０．８体積％以下が好ましいことが確認される。
【００６３】
（実施例４１〜４４、比較例１１）
ポリエチレン系樹脂として、東ソー社製高密度ポリエチレン（乳白）「ニポロンハード４０００」を用い、白色添加剤として堺化学社製酸化亜鉛粉末「５０５４」（平均粒子径０．２８μｍ）を用い、また耐候剤としてチバガイギー社製のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ３２０」、チバガイギー社製のヒンダードアミン系光安定剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ７６５」、チバガイギー社製のヒンダードアミン系光安定剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０」を用い、さらに帯電防止剤として花王社製ノニオン系帯電防止剤「エレクトロストリッパーＥＡ」、花王社製ノニオン系帯電防止剤「エレクトロストリッパーＴＳ２Ｂ」を用いた。そしてこれらを表１１の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。
【００６４】
このようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表１１に示す。
【００６５】
【表１１】
【００６６】
表１１にみられるように、酸化亜鉛を配合した各実施例のものは、酸化亜鉛を配合しない比較例のものよりも、赤外線透過率が高く、また可視光線の透過率と拡散率のバランスが良好であることが確認される。また酸化亜鉛の含有量は２．１体積％以下が好ましいことが確認される。
【００６７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂に、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物（酸化亜鉛の場合は、平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下）あるいはステアリン酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム（炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％）から選ばれる一種以上の白色添加剤を配合したものであるから、配合された白色添加剤によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。しかも酸化亜鉛は平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下であるので、酸化亜鉛粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。さらに炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％であるので、配合された炭酸カルシウムによって赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができ、また炭酸カルシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００６８】
また請求項２の発明は、請求項１において、３族に属する金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とするから、配合された酸化セリウムによって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【００６９】
また請求項３の発明は、請求項２において、酸化セリウムの平均粒子径が０．１〜２．２μｍであり、組成物中の含有量が２．０体積％以下であるので、酸化セリウム粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７１】
また請求項４の発明は、請求項１において、１族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸リチウム、２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、１２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とするから、配合されたステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【００７２】
また請求項５の発明は、請求項４において、ステアリン酸亜鉛の平均粒子径が０．１〜２０μmであり、組成物中の含有量が１．０体積％以下であるので、ステアリン酸亜鉛粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７３】
また請求項６の発明は、請求項４において、ステアリン酸カルシウムあるいはステアリン酸バリウムの平均粒子径が０．１〜２２μmであり、組成物中の含有量が０．８体積％以下であるので、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸バリウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７４】
また請求項７の発明は、請求項４において、ステアリン酸リチウムあるいはステアリン酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であるので、ステアリン酸リチウムやステアリン酸マグネシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７７】
また請求項８の発明は、請求項１において、炭酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であるので、炭酸マグネシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７９】
また、本発明の請求項９に係る光学用成形体は、上記の請求項１乃至８のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物が成形されたものであるので、赤外線の透過性が優れると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の各種の例を示すものであり（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ斜視図である。
【図３】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の各種の例を示すものであり（ａ），（ｂ）はそれぞれ正面図である。
【図４】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図５】光の拡散率を測定する際の概要図である。
【符号の説明】
Ａ 光学用成形体
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン系樹脂組成物及び光学用成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体等種々の物体からその表面温度に応じて放射される赤外線を検知し、非接触でその物体の存在を検知する赤外線検知素子が、例えば自動ドア、防犯装置、自動洗浄トイレ、照明器具等の人体検知センサに広く利用されている。
【０００３】
このような人体検知センサなどの赤外線センサ用の部品には、赤外線検知素子を雨、風、光、埃等の外的環境から保護するためにカバーが使用されることが多いが、カバーの材質としては、例えばシリコン、フッ化バリウム、硫化亜鉛等の赤外線透過性に優れた無機材料からなるものが広く用いられている。しかし近年、赤外線透過性を有し、しかもこれらの無機材料に比べて軽量で、且つ成形性や加工性に優れると共に安価な、ポリエチレン等の樹脂製のカバーを実用化することが望まれている。
【０００４】
特に、赤外線センサでは検知範囲を広くするなど、所要の検知エリアを確保するために、検知素子（焦電素子）の前面にレンズを使用することが多くなっており、このレンズには上記の理由からポリエチレン樹脂が使用されている。またポリエチレン樹脂製レンズを有する赤外線センサを組み込んだ製品においては、レンズ露出によるデザイン性低下を防ぐため、レンズの外側にレンズを隠すためのポリエチレン樹脂製カバーを配することも行なわれている。
【０００５】
しかしポリエチレン樹脂は、赤外線透過性に優れる他に、広範囲の波長、特に可視光線に対しても適度な光透過性を有するものであり、周囲の光源から可視光線等が侵入した場合に若干透けてしまう部分が発生する。このために、ポリエチレン樹脂製のカバーで検知素子やレンズを覆っていても、検知素子やレンズが透けてしまってこれらが完全に見えないようにすることは困難であった。
【０００６】
例えば図１に示す照明器具では、蛍光灯などの光源１と、レンズ２付きの赤外線センサ３とを、乳白色に着色したポリエチレン樹脂製の光学用成形体Ａで形成されるグローブ４でカバーするようにしており、グローブ４は光源１からの可視光線は透過させるが赤外線センサ３は外部から見えないようにするという機能を有するが、このように可視光線を発する光源１が赤外線センサ３の近傍に配される構造の場合には、光源１や赤外線センサ３のイメージをポリエチレン樹脂製のグローブ４で完全に解消することは非常に困難である。特に赤外線センサ３による赤外線の検知を高めるためにグローブ４の肉厚を０．４〜１．５ｍｍと薄肉にすると、グローブ４は半透明となって、光源１のイメージがグローブ４を通して視認され、デザイン性に劣るといった問題がある。
【０００７】
このため、物体の表面から主として放射される赤外線波長５〜１５μｍの透過性に優れ、且つ上記の照明器具のような条件でも使用可能な可視光線（代表的に波長５５５ｎｍ）の拡散性と透過性のバランスが良好である光学用成形体Ａを成形することができる白色系のポリエチレン樹脂系組成物が望まれている。
【０００８】
ここで、特開昭６１−３９００１号公報には、ポリエチレンに酸化チタン、べんがら、酸化マグネシウム等を配合した樹脂組成物が、特開昭６２−２８４３０３号公報には、ポリエチレンにジルコニウムの複酸化物を配合した樹脂組成物が、特開昭６３−７３２０３号公報には、ポリエチレンに無機化合物粒子として金属の複酸化物を配合した樹脂組成物が、特開平９−２１７０１号公報には、ポリエチレンに硫化亜鉛や硫化セレニウム等を配合した樹脂組成物が、特開昭６４−１９３０２号公報には、ポリエチレンに四三酸化鉄、酸化スズで被覆された酸化チタン、酸化ジルコニウム等を配合した樹脂組成物が、特開平８−１３４３１０号公報には、ポリエチレン系樹脂に無機充填材としてアルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸バリウム等を配合した樹脂組成物が、それぞれ提供されている。そしてこれらのものでは、ポリエチレン樹脂に上記のような各種の無機質の添加剤を添加することによって、赤外線の透過率を高めると共に可視光線の透過を抑制することができるようにしている。
【０００９】
しかしながらこのように各特許公報で提供されたものでは、添加剤の種類の選定が十分ではなく、あるいは添加剤の選定は十分であっても粒径の選定が不充分であり、赤外線の透過性と、可視光線の拡散性及び透過性のバランスを良好に得ることは、十分には達成されていないものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、赤外線の透過性が優れ、可視光線の拡散性及び透過性のバランスを良好に得ることができるポリエチレン系樹脂組成物及び光学用成形体を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂に、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物（酸化亜鉛の場合は、平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下）あるいはステアリン酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム（炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％）から選ばれる一種以上の白色添加剤を配合して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、請求項１において、３族に属する金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項３の発明は、請求項２において、酸化セリウムの平均粒子径が０．１〜２．２μｍであり、組成物中の含有量が２．０体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項４の発明は、請求項１において、１族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸リチウム、２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、１２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項５の発明は、請求項４において、ステアリン酸亜鉛の平均粒子径が０．１〜２０μmであり、組成物中の含有量が１．０体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項６の発明は、請求項４において、ステアリン酸カルシウムあるいはステアリン酸バリウムの平均粒子径が０．１〜２２μmであり、組成物中の含有量が０．８体積％以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項７の発明は、請求項４において、ステアリン酸リチウムあるいはステアリン酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
また請求項８の発明は、請求項１において、炭酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項９に係る光学用成形体は、上記の請求項１乃至８のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物が成形されたものであることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
本発明においてポリエチレン系樹脂としては、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、半架橋型ポリエチレン等を例示することができ、所要形状に成形可能なものであればよく特に限定されるものではないが、なかでも構造材としての強度に優れ、成形性も比較的良好な高密度ポリエチレンを好適に使用することができる。またこれらのポリエチレン系樹脂は１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。
【００２６】
このポリエチレン系樹脂に分散させる、ポリエチレン系樹脂よりも屈折率が大きい白色の無機添加剤として、本発明では、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物あるいはステアリン酸塩から選ばれるもの、あるいは炭酸マグネシウムの微粒子を用いる。ここで、上記目的を達成するためには、３族に属する金属の酸化物として酸化セリウムの微粒子を、１２族に属する金属の酸化物として酸化亜鉛の微粒子を、１族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸リチウムの微粒子を、２族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウムの微粒子を、１２族に属する金属のステアリン酸塩としてステアリン酸亜鉛の微粒子を、それぞれ用いることが好ましい。
【００２７】
これらの白色添加剤は１種単独で使用する他、２種以上を併用することもできる。また白色添加剤の粒子形状は、一般的には不定形であることが多いが、これに限定されるものではなく、例えばウィスカー状、針状、繊維状、球状、あるいはこれらの類似形状など、何でもかまわない。
【００２８】
ここで、赤外線（特に波長５〜１５μｍ）を良好に透過し、且つ可視光線（代表的に波長５５５ｎｍ）を拡散させながら適度に透過させるために、上記の白色添加剤の平均粒子径は特定の範囲にあるように設定するのが望ましい。すなわち、酸化亜鉛の場合は０．１〜３μｍ、酸化セリウムの場合は０．１〜２．２μｍ、炭酸カルシウムの場合は０．１〜０．４μｍ、炭酸マグネシウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸マグネシウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸リチウムの場合は０．１〜２５μｍ、ステアリン酸カルシウムの場合は０．１〜２２μｍ、ステアリン酸亜鉛の場合は０．１〜２０μｍ、ステアリン酸バリウムの場合は０．１〜２２μｍの範囲である。特に炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μｍであることが、それぞれ必須の条件である。
【００２９】
白色添加剤の平均粒子径が上記の範囲未満では、可視光線の拡散性が低下し、また白色添加剤の粒子が樹脂中で二次凝集し易くなって分散不良が発生する可能性が高くなり、可視光線の拡散状態にムラが発生する可能性が高くなる。このような分散不良を考慮して分散性を良好にするために有機系の分散剤を使用すると、赤外線透過性が損なわれる。逆に、白色添加剤の平均粒子径が上記の範囲を超えると、白色添加剤の粒子を組成物中に均一に分散させることが困難になり、また調製されるポリエチレン樹脂系組成物の成形性が低下したり、この組成物から成形される光学用成形体の可視光線拡散性が不均一になる傾向が大きくなり、さらには赤外線の透過性も低下するおそれがある。
【００３０】
また、本発明の目的をより確実に達成するためには、ポリエチレン系樹脂組成物中の白色添加剤の含有量は特定の範囲にあるように設定するのが望ましい。すなわち、酸化亜鉛の場合は２．１体積％以下、酸化セリウムの場合は２．０体積％以下、炭酸カルシウムの場合は０．２〜２．０体積％、炭酸マグネシウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸マグネシウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸リチウムの場合は０．７体積％以下、ステアリン酸カルシウムの場合は０．８体積％以下、ステアリン酸亜鉛の場合は１．０体積％以下、ステアリン酸バリウムの場合は０．８体積％以下である。炭酸カルシウム以外、酸化亜鉛、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウムについては、含有量の下限は特に限定されるものではないが、添加による効果を有効に得るためには０．００５体積％が実用上の下限である。
【００３１】
白色添加剤の含有量が上記の範囲を超える場合には、白色添加剤粒子の凝集によって樹脂中に均一に分散させることが困難となり、また調製されるポリエチレン系樹脂組成物の成形性が低下したり、組成物から成形される光学用成形体の可視光線透過性が低下し、さらには赤外線の透過性も低下するおそれがあり、加えてポリエチレン系樹脂組成物のコストアップや、成形される光学用成形体の機械的強度が低下するおそれもある。一方、炭酸カルシウムの場合には、含有量が上記の範囲未満であると、可視光線の拡散性が低下し、また添加剤粒子が樹脂中で二次凝集し易くなって分散不良が発生する可能性が高くなり、可視光線の拡散状態にムラが発生する可能性が高くなる。
【００３２】
上記のようにポリエチレン系樹脂に白色添加剤を配合して調製されるポリエチレン系樹脂組成物を成形することによって、例えば図１のような照明器具のグローブ４として光学用成形体Ａを作製することができる。このような光学用成形体Ａを成形する成形法には、射出成形法、圧縮成形法、真空成形法など、所要の形状を精度良く再現することができる任意の方法を採用することができる。図２（ａ）は洋風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｂ）は洋風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｃ）は白熱灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｄ）は和風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｅ）は和風蛍光灯シーリングライトのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図２（ｆ）は洋風白熱灯ブラケットのグローブ４を光学用成形体Ａで作製した例を示す。また図３（ａ）はナイトライト５に設けた赤外線センサ３のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示し、図３（ｂ）はセパレート送信器７に設けた赤外線センサ３のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示す。さらに図４は赤外線リモコン送信器８の送信部９のカバー６を光学用成形体Ａで作製した例を示すものであり、図４において１０はスイッチ、１１は蓄光シールである。
【００３３】
尚、光学用成形体Ａに要求される赤外線透過性、可視光線拡散性、可視光線透過性などの光学特性に応じて、ポリエチレン系樹脂組成物の白色添加剤の平均粒子径や含有量の調整を行なうが、光学用成形体Ａの肉厚に応じてこれらの調整を行うようにしてもよい。また光学用成形体Ａの使用環境に応じて、上記の光学特性に影響のない範囲でポリエチレン系樹脂組成物に、例えば紫外線による劣化を防ぐために耐候剤を配合したり、大気中の埃等の付着を防ぐために帯電防止剤を配合したりすることができる。
【００３４】
上記のように本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物を成形して得られる光学用成形体Ａは、配合された白色添加剤によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものであり、赤外線センサが視認しにくく良好な人体検知性能を有しながらデザインに優れた照明器具のグローブや、赤外線の送信器のカバーなどとして使用することができるものである。また特に光学用成形体Ａを照明器具のグローブなどとして使用する場合、光源からの熱が器具内に蓄積されず、光源の発光効率低下を防ぐことができると共に、電子部品の劣化を抑制することができるものである。また薄型化できるために、放熱効果が高く器具設計の自由度が向上すると共に、器具本体との摩擦抵抗を低下させて取付時に異音発生を抑制できるものである。
【００３５】
特に、白色添加剤として酸化亜鉛を配合したポリエチレン系樹脂組成物では、酸化亜鉛は紫外線吸収効果が大きいため、光学用成形体Ａの耐候性が向上するものである。また白色添加剤としてステアリン酸塩類を配合したポリエチレン系樹脂組成物では、ステアリン酸塩類は潤滑効果があるため、光学用成形体Ａを成形する際の成形性や離型性が向上するものである。
【００３６】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３７】
（実施例１〜３、比較例１、１２）
ポリエチレン系樹脂として、日本ポリオレフィン社製高密度ポリエチレン（乳白）「ジェイレックスＨＤ ＫＭ５９０Ｌ」を用い、白色添加剤として堺化学社製酸化亜鉛粉末「微細亜鉛華」（平均粒子径０．２８μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに酸化亜鉛を表１の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。
【００３８】
このようにして得られた樹脂組成物を用い、平板成形用金型（成形厚み１ｍｍ）を使用して、日精樹脂工業社製「ＦＥ１２０Ｓ１８ＡＳＥ」で射出成形し、測定サンプル用の平板を成形した。このように成形した平板を用い、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。
【００３９】
全光線透過率の測定は、測定装置として日立製作所製自記分光光度計「Ｕ４０００」を用い、測定波長３００〜８００ｎｍ（比較例には５５５ｎｍのデータを使用）で行なった。
【００４０】
赤外線透過率は、測定装置として日立製作所製赤外分光光度計「２７０−３０」を用い、人体が発する５〜１５μｍの赤外線波長域のうち、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ（比較例には３波長の平均データを使用）の波長における赤外線の直線透過率を測定した。
【００４１】
拡散率は、測定装置としてアペックス社製ゴニフォトメーターを用い、図５の概要図のように、−８０°〜＋８０°の測定範囲で５°ピッチで測定し、−５°、−２０°、−７０°、＋５°、＋２０°、＋７０°の輝度値を次の計算式に代入して求めた。
【００４２】
【００４３】
【表１】
（実施例９〜１２、比較例３）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として新日本金属化学社製酸化セリウム粉末「酸化セリウムＳ」（平均粒子径０．７４μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに酸化セリウムを表３の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化セリウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
（実施例１３〜１５、比較例４、１３）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として神島化学社製炭酸カルシウム粉末「カルシーズＰＬ」（平均粒子径０．１μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに炭酸カルシウムを表４の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために炭酸カルシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表４に示す。
【００４９】
【表４】
（実施例１７〜２０、比較例５）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として神島化学社製炭酸マグネシウム粉末「金星」（平均粒子径６．０μｍ）を用い、高密度ポリエチレンに炭酸マグネシウムを表５の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために炭酸マグネシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
（実施例２１〜２４、比較例６）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸亜鉛粉末「ＳＺ−Ｐ」（平均粒子径８．９μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸亜鉛を表６の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表６に示す。
【００５３】
【表６】
（実施例２５〜２８、比較例７）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸カルシウム粉末「ＳＣ−Ｐ」（平均粒子径８．７μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸カルシウムを表７の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸カルシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表７に示す。
【００５５】
【表７】
（実施例２９〜３２、比較例８）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸マグネシウム粉末「ＳＭ−Ｐ」（平均粒子径５．１μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸マグネシウムを表８の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸マグネシウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表８に示す。
【００５７】
【表８】
（実施例３３〜３６、比較例９）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸リチウム粉末「Ｓ−７０００」（平均粒子径８．４μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸リチウムを表９の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸リチウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表９に示す。
【００５９】
【表９】
（実施例３７〜４０、比較例１０）
ポリエチレン系樹脂として上記と同じ高密度ポリエチレンを用い、白色添加剤として堺化学社製ステアリン酸バリウム粉末「ＳＢ」（平均粒子径６．５μｍ）を用い、高密度ポリエチレンにステアリン酸バリウムを表１０の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のためにステアリン酸バリウムを添加しないものについても樹脂組成物を調製した。そしてこのようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表１０に示す。
【００６１】
【表１０】
上記の表１〜表１０にみられるように、白色添加剤を配合した各実施例のものは、白色添加剤を配合しない比較例のものよりも、赤外線透過率が高く、また可視光線の透過率と拡散率のバランスが良好であることが確認される。また表１〜表１０にみられるように、酸化亜鉛の含有量は２．１体積％以下、酸化セリウムの含有量は２．０体積％以下、炭酸カルシウムの含有量は２．０体積％以下、炭酸マグネシウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸亜鉛の含有量は１．０体積％以下、ステアリン酸カルシウムの含有量は０．８体積％以下、ステアリン酸マグネシウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸リチウムの含有量は０．７体積％以下、ステアリン酸バリウムの含有量は０．８体積％以下が好ましいことが確認される。
【００６３】
（実施例４１〜４４、比較例１１）
ポリエチレン系樹脂として、東ソー社製高密度ポリエチレン（乳白）「ニポロンハード４０００」を用い、白色添加剤として堺化学社製酸化亜鉛粉末「５０５４」（平均粒子径０．２８μｍ）を用い、また耐候剤としてチバガイギー社製のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ３２０」、チバガイギー社製のヒンダードアミン系光安定剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ７６５」、チバガイギー社製のヒンダードアミン系光安定剤「Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０」を用い、さらに帯電防止剤として花王社製ノニオン系帯電防止剤「エレクトロストリッパーＥＡ」、花王社製ノニオン系帯電防止剤「エレクトロストリッパーＴＳ２Ｂ」を用いた。そしてこれらを表１１の含有量で添加してドライブレンドし、ドライカラーの樹脂組成物を調製した。また比較のために酸化亜鉛を添加しないものについても樹脂組成物を調製した。
【００６４】
このようにして得られた樹脂組成物を用い、上記と同様に射出成形して測定サンプル用の平板を成形し、全光線透過率、赤外線透過率、拡散率を測定した。測定結果を表１１に示す。
【００６５】
【表１１】
表１１にみられるように、酸化亜鉛を配合した各実施例のものは、酸化亜鉛を配合しない比較例のものよりも、赤外線透過率が高く、また可視光線の透過率と拡散率のバランスが良好であることが確認される。また酸化亜鉛の含有量は２．１体積％以下が好ましいことが確認される。
【００６７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂に、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物（酸化亜鉛の場合は、平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下）あるいはステアリン酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム（炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％）から選ばれる一種以上の白色添加剤を配合したものであるから、配合された白色添加剤によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。しかも酸化亜鉛は平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下であるので、酸化亜鉛粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。さらに炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％であるので、配合された炭酸カルシウムによって赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができ、また炭酸カルシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００６８】
また請求項２の発明は、請求項１において、３族に属する金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とするから、配合された酸化セリウムによって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【００６９】
また請求項３の発明は、請求項２において、酸化セリウムの平均粒子径が０．１〜２．２μｍであり、組成物中の含有量が２．０体積％以下であるので、酸化セリウム粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７１】
また請求項４の発明は、請求項１において、１族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸リチウム、２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、１２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とするから、配合されたステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛によって、赤外線の優れた透過性を得ることができると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【００７２】
また請求項５の発明は、請求項４において、ステアリン酸亜鉛の平均粒子径が０．１〜２０μmであり、組成物中の含有量が１．０体積％以下であるので、ステアリン酸亜鉛粒子の二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７３】
また請求項６の発明は、請求項４において、ステアリン酸カルシウムあるいはステアリン酸バリウムの平均粒子径が０．１〜２２μmであり、組成物中の含有量が０．８体積％以下であるので、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸バリウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７４】
また請求項７の発明は、請求項４において、ステアリン酸リチウムあるいはステアリン酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であるので、ステアリン酸リチウムやステアリン酸マグネシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７７】
また請求項８の発明は、請求項１において、炭酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であるので、炭酸マグネシウムの二次凝集や分散不良がなくなり、赤外線透過性、可視光線拡散性、透過性の低下を防ぐことができ、しかも成形体の機械的強度の低下を防ぐことができるものである。
【００７９】
また、本発明の請求項９に係る光学用成形体は、上記の請求項１乃至８のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物が成形されたものであるので、赤外線の透過性が優れると共に、可視光線の拡散性と透過性のバランスを良好に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の各種の例を示すものであり（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ斜視図である。
【図３】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の各種の例を示すものであり（ａ），（ｂ）はそれぞれ正面図である。
【図４】本発明に係る光学用成形体の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図５】光の拡散率を測定する際の概要図である。
【符号の説明】
Ａ 光学用成形体
Claims (9)
- ポリエチレン系樹脂に、長周期型周期表の１族に属する金属のステアリン酸塩、２族に属する金属のステアリン酸塩、３族に属する金属の酸化物、１２族に属する金属の酸化物（酸化亜鉛の場合は、平均粒子径が０．１〜３μmであり、組成物中の含有量が２．１体積％以下）あるいはステアリン酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム（炭酸カルシウムは平均粒子径が０．１〜０．４μ m であり、組成物中の含有量が０．２〜２．０体積％）から選ばれる一種以上の白色添加剤を配合して成ることを特徴とするポリエチレン系樹脂組成物。
- ３族に属する金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とする請求項１に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- 酸化セリウムの平均粒子径が０．１〜２．２μmであり、組成物中の含有量が２．０体積％以下であることを特徴とする請求項２に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- １族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸リチウム、２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、１２族に属する金属のステアリン酸塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項１に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- ステアリン酸亜鉛の平均粒子径が０．１〜２０μmであり、組成物中の含有量が１．０体積％以下であることを特徴とする請求項４に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- ステアリン酸カルシウムあるいはステアリン酸バリウムの平均粒子径が０．１〜２２μmであり、組成物中の含有量が０．８体積％以下であることを特徴とする請求項４に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- ステアリン酸リチウムあるいはステアリン酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μmであり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とする請求項４に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- 炭酸マグネシウムの平均粒子径が０．１〜２５μ m であり、組成物中の含有量が０．７体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
- 請求項１乃至８のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物が成形されたものであることを特徴とする光学用成形体。
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