JP4204301B2 - 加工性に優れた導光板用樹脂 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断、端面研磨などの加工性に優れた導光板用樹脂に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイのバックライトを構成する部品として導光板が広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この導光板は冷陰極管等の光源から発光される光を導光板の端面から入射させ、導光板の面方向へ出射させて用いられている。この導光板には光の透過率が高いアクリル樹脂が使用される。アクリル樹脂板から導光板を製造する場合、所定のサイズに樹脂板を切断後、端面をダイヤモンドバイトのような研削機で研磨して光の入射面として使用する。その様に樹脂板を切断したり端面を研削機で研磨する場合、樹脂の焼き付きにより研磨用の刃の寿命が短くなったり、作業スピードを上げられないという問題があった。しかしながら、これまでその加工性改良に着目した樹脂板の改良検討は、なされていなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１４５４８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アクリル樹脂としての透明性や他の物性を保持したまま、端面の研磨や切断時の焼き付きが少なく、加工性に優れる導光板用樹脂を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の目標を達成するために鋭意検討した結果、特定組成のアクリル系樹脂に特定量の架橋構造を導入することにより、目標を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の要旨は、メタクリル酸メチル９１〜１００質量％と単官能アクリル酸エステル０〜９質量％とからなる単量体または単量体混合物１００質量部当たり、エチレングリコールジメタクリレート０．１５〜２質量部と拡散剤０ . ０５〜１００ｐｐｍを含む重合性原料を重合して得られる重合体からなる導光板用樹脂にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の導光板用樹脂はアクリル樹脂の持つ優れた透明性、耐熱性、機械物性を維持するためにメタクリル酸メチル９１〜１００質量％と単官能アクリル酸エステル０〜９質量％とからなる単量体または単量体混合物１００質量部当たり、エチレングリコールジメタクリレート０．１５〜２質量部と拡散剤０ . ０５〜１００ｐｐｍを含む重合性原料を重合して得られる重合体からなる。
【０００８】
本発明の導光板用樹脂は導光板製造段階で出射光の均整度を高めるために実施するドット状のパターンを印刷する工程における樹脂とインクとの密着性改良、重合して板を製造する際の未重合モノマー低減等の目的で単官能アクリル酸エステルを併用することができる。使用できる単官能アクリル酸エステルとしては炭素数１〜９の炭化水素基の単官能アクリル酸エステルを用いることが好ましく、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エチルヘキシル等が例示される。単官能アクリル酸エステルの含有量は、単量体混合物中、９質量％以下である。９質量％以下であれば分子骨格のガラス転移温度がさほど低下しないため焼き付きにくく、良好な切削加工性を得ることができる。７質量％以下であることが好ましい。また、重合体の残存モノマー量を減らしたい場合には単官能アクリル酸エステルの含有量を単量体混合物中０．１質量％以上とすることが好ましい。
【０００９】
単量体混合物中のメタクリル酸エステルの含有量は９１質量％以上であり、９３質量％以上であることが好ましい。含有量の上限は９９．９質量％以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の導光板用樹脂は、加工性を向上させる目的で架橋構造を有することが必須であって、架橋構造を有するために多官能（メタ）アクリル酸エステルを含む重合性原料の重合体からなる。多官能（メタ）アクリル酸エステルの好ましい例としては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、１，４ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、（メタ）アクリルとはアクリルまたはメタクリルを示す。架橋構造を形成する多官能（メタ）アクリル酸エステルの含有量は、メタクリル酸メチルからなる単量体またはメタクリル酸メチルと単官能アクリル酸エステルとからなる単量体混合物１００質量部当たり、０．０１〜２質量部である。含有量が０．０１質量部以上であれば加工性の改善効果が得られ、２質量部以下であれば切断時の欠けが出にくく、板の製造段階における外観欠陥が発生しにくく、また印刷特性も良好となる。下限は０．０５質量部以上であることが好ましい。上限は１質量部以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の導光板用樹脂には入射した光の出射効率を上げる目的で拡散剤を含有させる。使用する拡散剤の例としては酸化チタン、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機微粒子や、メタクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコン樹脂等からなる有機架橋微粒子が挙げられる。
【００１２】
これらの拡散剤は併用することもできる。拡散剤の平均粒径は０．１〜２０μｍの範囲が好ましい。平均粒径が小さすぎると光が散乱して出射光が黄色味を帯びるようにある。平均粒径が大きすぎると出射光にムラが目立ちやすくなる。
【００１３】
拡散剤の含有量は導光板用樹脂中、０.０１〜１０００ｐｐｍ（質量百万分率）であることが好ましい。下限は０．０５ｐｐｍ以上であることがより好ましい。上限は１００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。含有量が０．０１ｐｐｍ以上であれば出射効率を上げる効果が得られ、１０００ｐｐｍ以下であれば拡散剤の良好な分散状態を得やすい。
【００１４】
本発明の導光板用樹脂には必要に応じて紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を含有することができる。
【００１５】
本発明の導光板用樹脂は鋳型中で重合性原料を熱や光などで重合し板状物として製造することが好ましい。メタクリル酸メチル、多官能（メタ）アクリル酸エステル、単官能アクリル酸エステル等からなる重合性原料に重合開始剤と必要に応じて拡散剤や離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を添加することができる。重合性原料にはメタクリル酸メチルの単独重合体又はメタクリル酸メチルと単官能アクリル酸エステルもしくは多官能（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体を添加することもできる。また重合性原料の一部を予め重合した、重合体と単量体とからなるシラップ状の重合性原料であってもよい。
【００１６】
重合開始剤としては一般的に用いられるアゾ系の開始剤及びパーオキサイド系の熱重合開始剤やベンゾインエーテル系、アシロフォスフィンオキサイド系、アセトフェノン系等の光開始剤が挙げられ、それらを単独もしくは組み合わせて使用し重合を行う。使用する鋳型としては２枚のガラスもしくはステンレス板の間に軟質塩ビ、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等からなるガスケットをはさみ込み、クランプで固定したもの、対向して走行する２枚のステンレス製のエンドレスベルトとガスケットからなるもの等が挙げられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。尚各評価は以下の通り行った。
【００１８】
１）全光線透過率及びヘーズ
日本電色製ＨＡＺＥ ＭＥＴＥＲ ＮＤＨ２０００を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠して測定した。
【００１９】
２）切削性
直径６ｍｍの兼房製超硬ストレートルータービット（２枚刃）を装着したＮＣフライス（サカザキマシナリー製 ＡＥ６４）を使用して、刃物回転数１２００ｒｐｍ、送り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで切削し、樹脂の焼き付きの状態を目視で観察した。
【００２０】
○：樹脂の焼き付きがない
△：わずかに樹脂の焼き付きがある
×：樹脂の焼き付きがある
３）印刷特性
セイコーアドバンス社製＃２５００のインクを使用し、スクリーン印刷を実施し、６０℃×３０ｍｉｎ乾燥後に碁盤目剥離試験を行った。
【００２１】
碁盤目剥離試験：サンプルをカミソリの刃で１ｍｍ間隔に縦横１１本ずつの切り目を入れて１００個の碁盤目をつくり、セロハンテープをよく密着させた後、セロハンテープを９０゜手前方向に急激に剥した時、塗膜が剥離せずに残存したマス目から次の通り判定した。
○：剥離なし
△：５０％以下が剥離
×：５０％以上剥離
［実施例１］
冷却管、温度計及び撹拌機を備えた反応器に、メタクリル酸メチル９６質量部およびアクリル酸ｎ−ブチル４質量部を供給し、分子量調節剤としてｎ−ドデシルメルカプタンを０．０６３質量部添加した後、撹拌しながら加熱し内温が８０℃になった時点で重合開始剤として２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０５質量部を添加し、更に内温９０℃まで加熱し１３分間保持した後、室温まで冷却して重合率約２６質量％、２０℃における粘度２Ｐａ・ｓのシラップを得た。次いで、このシラップ１００質量部に、エチレングリコールジメタクリレート０．１５質量部、平均粒径０．２μｍの酸化チタン０．００００５質量部（得られた樹脂板中０．５ｐｐｍに相当）、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート０．１３質量部、スルホ琥珀酸ジ（２−エチルヘキシル）ナトリウム０．００５質量部、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチルフェノール０．０１質量部を添加後撹拌し、ポリ塩化ビニル製ガスケットを介して６．４ｍｍの間隔で相対する２枚の強化ガラス板で形成した鋳型に注入した。７８℃の温水中に３０分間浸漬し重合させた後、１３０℃の空気加熱炉中で６０分間熱処理した。熱処理終了後、室温下で冷却し型枠を脱枠して板厚約５ｍｍのアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
［実施例２〜４］
エチレングリコールジメタクリレートの添加量を変更したこと以外は実施例１と同様にアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２３】
［比較例１］
エチレングリコールジメタクリレートを添加しなかったこと以外は実施例１と同様にしてアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２４】
［比較例２］
エチレングリコールジメタクリレートの添加量を５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にアクリル系樹脂板を製造した。得られた樹脂板には重合中のひけによる外観欠陥が発生した。
【００２５】
［比較例３］
メタクリル酸メチルの添加量を９０質量部、アクリル酸ｎ−ブチルの添加量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様に樹脂板を製造した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の導光板用樹脂は、アクリル系樹脂の持つ優れた透明性や機械物性、印刷特性を維持したまま切削等の加工性を大幅に改善されたものであって、入光部となる端面を切削研磨し裏面に出射光を調節するためのドット状のパターンを印刷する導光板用途に好適なものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断、端面研磨などの加工性に優れた導光板用樹脂に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイのバックライトを構成する部品として導光板が広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この導光板は冷陰極管等の光源から発光される光を導光板の端面から入射させ、導光板の面方向へ出射させて用いられている。この導光板には光の透過率が高いアクリル樹脂が使用される。アクリル樹脂板から導光板を製造する場合、所定のサイズに樹脂板を切断後、端面をダイヤモンドバイトのような研削機で研磨して光の入射面として使用する。その様に樹脂板を切断したり端面を研削機で研磨する場合、樹脂の焼き付きにより研磨用の刃の寿命が短くなったり、作業スピードを上げられないという問題があった。しかしながら、これまでその加工性改良に着目した樹脂板の改良検討は、なされていなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１４５４８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アクリル樹脂としての透明性や他の物性を保持したまま、端面の研磨や切断時の焼き付きが少なく、加工性に優れる導光板用樹脂を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の目標を達成するために鋭意検討した結果、特定組成のアクリル系樹脂に特定量の架橋構造を導入することにより、目標を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の要旨は、メタクリル酸メチル９１〜１００質量％と単官能アクリル酸エステル０〜９質量％とからなる単量体または単量体混合物１００質量部当たり、エチレングリコールジメタクリレート０．１５〜２質量部と拡散剤０ . ０５〜１００ｐｐｍを含む重合性原料を重合して得られる重合体からなる導光板用樹脂にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の導光板用樹脂はアクリル樹脂の持つ優れた透明性、耐熱性、機械物性を維持するためにメタクリル酸メチル９１〜１００質量％と単官能アクリル酸エステル０〜９質量％とからなる単量体または単量体混合物１００質量部当たり、エチレングリコールジメタクリレート０．１５〜２質量部と拡散剤０ . ０５〜１００ｐｐｍを含む重合性原料を重合して得られる重合体からなる。
【０００８】
本発明の導光板用樹脂は導光板製造段階で出射光の均整度を高めるために実施するドット状のパターンを印刷する工程における樹脂とインクとの密着性改良、重合して板を製造する際の未重合モノマー低減等の目的で単官能アクリル酸エステルを併用することができる。使用できる単官能アクリル酸エステルとしては炭素数１〜９の炭化水素基の単官能アクリル酸エステルを用いることが好ましく、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エチルヘキシル等が例示される。単官能アクリル酸エステルの含有量は、単量体混合物中、９質量％以下である。９質量％以下であれば分子骨格のガラス転移温度がさほど低下しないため焼き付きにくく、良好な切削加工性を得ることができる。７質量％以下であることが好ましい。また、重合体の残存モノマー量を減らしたい場合には単官能アクリル酸エステルの含有量を単量体混合物中０．１質量％以上とすることが好ましい。
【０００９】
単量体混合物中のメタクリル酸エステルの含有量は９１質量％以上であり、９３質量％以上であることが好ましい。含有量の上限は９９．９質量％以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の導光板用樹脂は、加工性を向上させる目的で架橋構造を有することが必須であって、架橋構造を有するために多官能（メタ）アクリル酸エステルを含む重合性原料の重合体からなる。多官能（メタ）アクリル酸エステルの好ましい例としては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、１，４ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。なお、（メタ）アクリルとはアクリルまたはメタクリルを示す。架橋構造を形成する多官能（メタ）アクリル酸エステルの含有量は、メタクリル酸メチルからなる単量体またはメタクリル酸メチルと単官能アクリル酸エステルとからなる単量体混合物１００質量部当たり、０．０１〜２質量部である。含有量が０．０１質量部以上であれば加工性の改善効果が得られ、２質量部以下であれば切断時の欠けが出にくく、板の製造段階における外観欠陥が発生しにくく、また印刷特性も良好となる。下限は０．０５質量部以上であることが好ましい。上限は１質量部以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の導光板用樹脂には入射した光の出射効率を上げる目的で拡散剤を含有させる。使用する拡散剤の例としては酸化チタン、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機微粒子や、メタクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコン樹脂等からなる有機架橋微粒子が挙げられる。
【００１２】
これらの拡散剤は併用することもできる。拡散剤の平均粒径は０．１〜２０μｍの範囲が好ましい。平均粒径が小さすぎると光が散乱して出射光が黄色味を帯びるようにある。平均粒径が大きすぎると出射光にムラが目立ちやすくなる。
【００１３】
拡散剤の含有量は導光板用樹脂中、０.０１〜１０００ｐｐｍ（質量百万分率）であることが好ましい。下限は０．０５ｐｐｍ以上であることがより好ましい。上限は１００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。含有量が０．０１ｐｐｍ以上であれば出射効率を上げる効果が得られ、１０００ｐｐｍ以下であれば拡散剤の良好な分散状態を得やすい。
【００１４】
本発明の導光板用樹脂には必要に応じて紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を含有することができる。
【００１５】
本発明の導光板用樹脂は鋳型中で重合性原料を熱や光などで重合し板状物として製造することが好ましい。メタクリル酸メチル、多官能（メタ）アクリル酸エステル、単官能アクリル酸エステル等からなる重合性原料に重合開始剤と必要に応じて拡散剤や離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を添加することができる。重合性原料にはメタクリル酸メチルの単独重合体又はメタクリル酸メチルと単官能アクリル酸エステルもしくは多官能（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体を添加することもできる。また重合性原料の一部を予め重合した、重合体と単量体とからなるシラップ状の重合性原料であってもよい。
【００１６】
重合開始剤としては一般的に用いられるアゾ系の開始剤及びパーオキサイド系の熱重合開始剤やベンゾインエーテル系、アシロフォスフィンオキサイド系、アセトフェノン系等の光開始剤が挙げられ、それらを単独もしくは組み合わせて使用し重合を行う。使用する鋳型としては２枚のガラスもしくはステンレス板の間に軟質塩ビ、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等からなるガスケットをはさみ込み、クランプで固定したもの、対向して走行する２枚のステンレス製のエンドレスベルトとガスケットからなるもの等が挙げられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。尚各評価は以下の通り行った。
【００１８】
１）全光線透過率及びヘーズ
日本電色製ＨＡＺＥ ＭＥＴＥＲ ＮＤＨ２０００を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠して測定した。
【００１９】
２）切削性
直径６ｍｍの兼房製超硬ストレートルータービット（２枚刃）を装着したＮＣフライス（サカザキマシナリー製 ＡＥ６４）を使用して、刃物回転数１２００ｒｐｍ、送り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで切削し、樹脂の焼き付きの状態を目視で観察した。
【００２０】
○：樹脂の焼き付きがない
△：わずかに樹脂の焼き付きがある
×：樹脂の焼き付きがある
３）印刷特性
セイコーアドバンス社製＃２５００のインクを使用し、スクリーン印刷を実施し、６０℃×３０ｍｉｎ乾燥後に碁盤目剥離試験を行った。
【００２１】
碁盤目剥離試験：サンプルをカミソリの刃で１ｍｍ間隔に縦横１１本ずつの切り目を入れて１００個の碁盤目をつくり、セロハンテープをよく密着させた後、セロハンテープを９０゜手前方向に急激に剥した時、塗膜が剥離せずに残存したマス目から次の通り判定した。
○：剥離なし
△：５０％以下が剥離
×：５０％以上剥離
［実施例１］
冷却管、温度計及び撹拌機を備えた反応器に、メタクリル酸メチル９６質量部およびアクリル酸ｎ−ブチル４質量部を供給し、分子量調節剤としてｎ−ドデシルメルカプタンを０．０６３質量部添加した後、撹拌しながら加熱し内温が８０℃になった時点で重合開始剤として２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０５質量部を添加し、更に内温９０℃まで加熱し１３分間保持した後、室温まで冷却して重合率約２６質量％、２０℃における粘度２Ｐａ・ｓのシラップを得た。次いで、このシラップ１００質量部に、エチレングリコールジメタクリレート０．１５質量部、平均粒径０．２μｍの酸化チタン０．００００５質量部（得られた樹脂板中０．５ｐｐｍに相当）、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート０．１３質量部、スルホ琥珀酸ジ（２−エチルヘキシル）ナトリウム０．００５質量部、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチルフェノール０．０１質量部を添加後撹拌し、ポリ塩化ビニル製ガスケットを介して６．４ｍｍの間隔で相対する２枚の強化ガラス板で形成した鋳型に注入した。７８℃の温水中に３０分間浸漬し重合させた後、１３０℃の空気加熱炉中で６０分間熱処理した。熱処理終了後、室温下で冷却し型枠を脱枠して板厚約５ｍｍのアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
エチレングリコールジメタクリレートの添加量を変更したこと以外は実施例１と同様にアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２３】
［比較例１］
エチレングリコールジメタクリレートを添加しなかったこと以外は実施例１と同様にしてアクリル系樹脂板を得た。得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。
【００２４】
［比較例２］
エチレングリコールジメタクリレートの添加量を５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にアクリル系樹脂板を製造した。得られた樹脂板には重合中のひけによる外観欠陥が発生した。
【００２５】
［比較例３］
メタクリル酸メチルの添加量を９０質量部、アクリル酸ｎ−ブチルの添加量を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様に樹脂板を製造した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の導光板用樹脂は、アクリル系樹脂の持つ優れた透明性や機械物性、印刷特性を維持したまま切削等の加工性を大幅に改善されたものであって、入光部となる端面を切削研磨し裏面に出射光を調節するためのドット状のパターンを印刷する導光板用途に好適なものである。
Claims (1)
- メタクリル酸メチル９１〜１００質量％と単官能アクリル酸エステル０〜９質量％とからなる単量体または単量体混合物１００質量部当たり、エチレングリコールジメタクリレート０．１５〜２質量部と拡散剤０ . ０５〜１００ｐｐｍを含む重合性原料を重合して得られる重合体からなる導光板用樹脂。
Priority Applications (5)
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