JP4752232B2

JP4752232B2 - 光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物

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Publication number: JP4752232B2
Application number: JP2004286814A
Authority: JP
Inventors: 豊博濱松; 智博前川
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: US20060069215A1; US7423094B2; CN1754911B; TW200621887A; KR20060051679A; CN1754911A; JP2006096937A

Description

本発明は、光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物に関する。

ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性と高い光線透過率を兼ね備えた樹脂として知られており、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性を損なうことなく光拡散性が付与されたものとして、シリコーン樹脂粒子を分散させた組成物も知られている〔特許文献１：特開平６−１９２５５６号公報〕。

しかし、ポリカーボネート樹脂にシリコン樹脂粒子を分散させた従来の組成物は、僅かに変色しているという問題があった。

特開平６−１９２５５６号公報「プラスチック読本」（改訂第１４版）（１９８５年５月１０日、(株)プラスチックエージ発行）第１５２頁〜第１５３頁

そこで本発明者は、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれず、変色が少なく、光拡散性を備えた組成物を開発するべく鋭意検討した結果、シリコーンゴム粒子を分散させることにより、耐衝撃性を損なわれないばかりか、変色の少ない、光拡散性組成物が得られることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、ポリカーボネート樹脂に、重量平均粒径０．５〜１０μｍのシリコーンゴム粒子が分散されてなる光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物を提供するものである。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわいないばかりか、変色も少ない。

本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂は、例えば非特許文献１〔「プラスチック読本」（改訂第１４版）（１９８５年５月１０日、(株)プラスチックエージ発行）第１５２頁〜第１５３頁〕に記載されるように、ビスフェノールＡとホスゲンを反応させるホスゲン法（溶液法）、ビスフェノールＡとジフェニルカーボネートとを反応させるエステル交換法（溶融法）などの通常の方法により製造することができるものであり、製造にあたっては、触媒、末端停止剤、酸化防止剤などが使用されたものであってもよい。またポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であってもよいし、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよい。さらに、２種以上のポリカーボネート樹脂を組み合わせて用いてもよい。

シリコーンゴム粒子は、シリコーンゴムからなる粒子である。シリコーンゴム粒子は、弾性を示すので、例えば粒子の断面積あたり３０Ｎ／ｍｍ²の荷重を加えても、粒子が割れたり、崩壊しない。

シリコーンゴム粒子の屈折率は１．３５〜１．５０程度であることが、十分な光拡散性を与えうる点で好ましい。

シリコーンゴム粒子の粒子径は、重量平均粒子径で０．１μｍ〜１０μｍであり、好ましくは１μｍ〜５μｍである。重量平均粒子径が０．１μｍ未満であると、十分な光拡散性を示すことができず、１０μｍを超えると、透過光が減少したり、耐衝撃性が低下し易い。

シリコーンゴム粒子は通常、表面に有機基を有するが、かかる有機基としては、ビニル基、アリル基などのようなアルケニル基、エチニル基、プロパルギル基などのようなアルキニル基、
メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基などのようなエーテル基、
ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アクリロイル基、メタアクリロイル基などのようなアシル基、
カルボキシ基、
アセトキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などのようなエステル基、
シアノ基、シアナト基、グリシジル基などが挙げられる。中でも、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基、エステル基、グリシジル基など、ポリカーボネート樹脂中に均一に分散し得る点で好ましい。

かかるシリコーンゴム粒子は市販されているものを用いることができる。例えば表面にメタクロイルオキシ基を有するものとしては、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)の「ＤＹ３３−７１９」が、ビニル基を有するものとしては同社の「ＤＹ３３-７０８」、メチル基を有するものとしては同社の「Ｅ−６００」、「Ｅ−８５０」、グリシジル基を有するものとしては同社の「Ｅ−６０１」、他に同社の「Ｅ５００」、「Ｅ６０４」などが、それぞれ挙げられる。」

本発明の組成物におけるシリコーンゴム粒子の含有量は、ポリカーボネート樹脂１００質量部部あたり通常０．０１質量部〜１０質量部程度、好ましくは０．０５質量部〜５質量部である。０．０１質量部未満であると、十分な光拡散性を与えにくくなり、１０質量部を超えると、耐衝撃性が低くなったり、光線透過率が低下する傾向にある。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、少量であれば、例えば酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ、ガラスビーズ、架橋アクリル樹脂ビーズ、架橋スチレン樹脂ビーズ、シリコーン樹脂粒子などの光拡散剤を含有していてもよい。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、例えばテトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡの低分子量ポリカーボネート、デカブロモジフェニレンエーテルなどの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤などの添加剤を必要に応じて含有していてもよい。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、成形時における分子量の低下や色相の悪化を防止するために、さらにリン含有熱安定剤を使用することができる。リン含有熱安定剤として具体的には、例えば亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステルなどが挙げられる。これらリン含有熱安定剤はそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。リン含有熱安定剤を含有する場合、その含有量はポリカーボネート樹脂１００質量部あたり０．００１質量部〜０．１５質量部が好ましい。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、成形時の金型からの離型性をよくするために、脂肪酸エステル化合物を含有していてもよい。脂肪酸エステル化合物を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して０．００１質量部〜０．５質量部が好ましい。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、耐候性の向上および紫外線カットなどの目的で、紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤としては、例えばトリアゾール系紫外線吸収剤、アセトフェノン系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、プロパンマロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。紫外線吸収剤を含有する場合、その含有量はポリカーボネート樹脂１００質量部あたり通常０．０１質量部〜２質量部、好ましくは０．０５質量部〜１質量部である。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物が紫外線吸収剤を含有する場合、紫外線吸収剤に基づく着色を打ち消すために蛍光増白剤を含有していてもよい。蛍光増白剤とは、紫外線を吸収し、この吸収した紫外線を可視光として放射する作用を有する化合物である。かかる蛍光増白剤としてはポリカーボネート樹脂組成物の色調を改善するために用いられるものであれば特に制限はなく、例えばスチルベンゼン系蛍光増白剤、ベンズイミダゾール系蛍光増白剤、ベンズオキサゾール系蛍光増白剤、ナフタルイミド系蛍光増白剤、ローダミン系蛍光増白剤、クマリン系蛍光増白剤、オキサジン系蛍光増白剤などが挙げられる。蛍光増白剤を含有する場合、その含有量は、ポリカーボネート樹脂およびシリコーンゴム粒子の合計量１００質量部あたり通常０．０００５質量部〜０．１質量部、好ましくは０．００１質量部〜０．０５質量部である。含有量が０．０００５質量部未満であると、色調の改良が十分ではなく、また０．１質量部を越えると却って色調のムラが生じやすくなり、さらに蛍光増白剤の配合量が多くなりコスト高となる。

本発明のポリカーボネート樹脂組成物には、紫外線吸収剤に基づく着色を打ち消すためにブルーイング剤を含有していてもよい。ブルーイング剤としては通常、ポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば特に支障なく使用することができる。ブルーイング剤を含有する場合、その含有量はポリカーボネート樹脂１００質量部あたり通常０．３×１０^-4〜２×１０^-4質量部である。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤などや、上記した以外の熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤などの添加剤を含有していてもよい。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、例えばポリカーボネート樹脂およびシリコーンゴム粒子を溶融混練する方法により製造できる。

本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれていないばかりか、変色も少ないので、これを成形して得られるシートは、光拡散シートとして有用である。

光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物を光拡散シートに成形する方法は特に限定されるものではなく、通常のポリカーボネート樹脂を成形するに使用される通常の方法で成形することができる。具体的には、本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物を溶融混練し、押出成形法、射出成形法、プレス成形法の成形方法によりシート状に成形する方法が挙げられる。また、本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を基材の表面に塗布したのち、溶剤を揮発させてシート状に成形することにより、基材上に本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物からなる光拡散シートが積層された積層体を得ることもできる。

かくして得られた光拡散シートは、２枚以上を重ね合わせ、熱プレスにより溶融積層してもよい。また、基材上に積層されて積層シートとして用いられてもよい。また、得られた光拡散シートを粘着剤、接着剤などにより積層する方法、熱プレスにより溶融積層する方法などにより基材上に積層できる。

かくして本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物からなる光拡散シートが得られるが、かかる光拡散シートは、ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれておらず、また変色も少ないので、例えば照明看板を始めとする看板、照明カバー、ショーケース、透過型ディスプレイ装置に組み込まれて使用される光拡散板などとして好適に用いられる。特に照明看板、照明カバー、透過型ディスプレイ用光拡散板のような、光源からの光を拡散させるために、この光源と共に使用される光拡散性部材として好適に用いられる。

透過型ディスプレイ用光拡散板として具体的には、例えば液晶ディスプレイ装置のバックライトにおける光拡散板が挙げられ、バックライトとしては、例えばエッジライト型のものが挙げられる。なお、このバックライトの光源としては、ＬＥＤ光源、冷陰極管などが挙げられる。本発明の光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物からなる光拡散シートは、光拡散性にも優れていることから、光源と光拡散性部材との距離が、３〜５０ｍｍと短い光源装置においても、好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明をさら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。

なお、各実施例における評価方法は以下のとおりである。
（１）粒子の圧縮試験
島津微小圧縮試験機〔(株)島津製作所製、「ＭＣＴＭ／ＭＣＴＥシリーズ］〕を用い、１個の粒子に直径５０μｍの圧子により荷重を加え、その荷重を０．１４２ｍＮ／ｓｅｃの速度で増加させた。単位断面積あたりの荷重が３０Ｎ／ｍｍ²になるまで圧縮した時点で、粒子の割れ、および崩壊の有無を目視で判定し、以下の基準で評価した。
○：粒子が割れず、また崩壊しない
×：粒子が割れるか、または崩壊した
（２）全光線透過率（Ｔｔ）
ＡＳＴＭＤ１００３−６１に準拠して、ポイック積分球式ヘイズメーター〔日本精密光学(株)製「ＳＥＰ−ＨＳ−３０Ｄ」〕により測定した。
（３）光隠蔽性（Ｉ₅／Ｉ₀）および広角側光拡散性（Ｉ₇₀／Ｉ₀）
垂直入射光による透過角０°の透過光強度（Ｉ₀）および垂直入射光による透過角５°の透過光強度（Ｉ₅）、垂直入射光による透過角７０°の透過光強度（Ｉ₇₀）を(株)村上色彩技術研究所製の自動変角光度計「ＧＰ−１Ｒ」を用いて測定し、Ｉ₅／Ｉ₀を光隠蔽性とし、Ｉ₇₀／Ｉ₀を広角側光拡散性とした。
（４）板の色調（ＹＩ）
分光光度計〔(株)日立製作所製、「Ｕ４０００型」〕を用いて波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で１ｎｍ刻みで光の透過率を測定し、透過率からＪＩＳＺ−８７２２記載の方法に従ってＸＹＺ値を求め、ＪＩＳＫ−７１０５記載の方法に従って黄色度（ＹＩ）を求めた。黄色度（ＹＩ）が小さいほど着色が少ないことを示す。
（５）面衝撃強度
ＪＩＳＫ５４００に従い、デュポン式落下衝撃試験機〔安田精機製作所製〕を用いて、光拡散シートから切り出した４０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍの試験片１０枚につき、それぞれ１／４インチ撃ち型および１／４インチの受け台に挟み込み、撃ち型の上１００ｃｍの高さから１０００ｇのおもりを落下させたて、われの有無を確認した。１０枚のうち、割れなかった試験片の枚数（○）と、割れた試験片の枚数（×）を示す。

実施例１
市販のポリカーボネート樹脂ペレット〔住友ダウ(株)製、「ＳＤ１０８０」〕１００質量部と市販のシリコンゴム粒子〔東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、「ＤＹ３３−７１９」、平均粒径２μｍ、表面にメタクリロイル基を有する〕２質量部を混合した後、押出機で溶融混練し、ダイ出口の樹脂温度２３０℃にてシート状に押出して、厚さ約０．５ｍｍ、幅約３ｃｍのシート状に加工して光拡散シートを得た。得られ光拡散シート３枚を重ね合わせ、熱プレス成形機にて熱プレスして、厚さ１ｍｍの光拡散シートとし、このシートを評価した。評価結果を第１表に示す。

実施例２
シリコンゴム粒子の使用量を０．５質量部とした以外は実施例１と同様に操作して、厚さ１ｍｍの光拡散シートを得た。このシートの評価結果を第１表に示す。

比較例１
シリコンゴム粒子に代えてシリコン樹脂粒子〔東芝シリコーン(株)製、「トスパール１２０」、平均粒径２μｍ〕２質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して、厚さ１ｍｍの光拡散シートを得た。このシートの評価結果を第１表に示す。

比較例２
シリコンゴム粒子に代えて架橋アクリル粒子〔積水化成品工業(株)製、「テクポリマーＭＢＸ-５」、平均粒径５μｍ〕２質量部を用いた以外は実施例１と同様に操作して、厚さ１ｍｍの光拡散シートを得た。このシートの評価結果を第１表に示す。

比較例３
シリコンゴム粒子を用いなかった以外は実施例１と同様に操作して、厚さ１ｍｍの光拡散シートを得た。このシートの評価結果を第１表に示す。

第１表
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圧縮試験含有量ＴｔＩ₅／Ｉ₀ Ｉ₇₀／Ｉ₀ ＹＩ耐衝撃試験
（質量部） (％) ○ ×
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実施例１ ○ ２４５０．９９０．２８２．９１００
実施例２ ○ ０．５６３０．８９０．１７３．１１００
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比較例１ × ２５２０．９９０．２８５．３５５
比較例２ − ２７８０．９７０．０６４．７５５
比較例３ − − ９２ − − ０．８９１
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Claims

ポリカーボネート樹脂に、重量平均粒径０．５〜１０μｍであり、表面にメタクリロイルオキシ基を有するシリコーンゴム粒子が分散されてなる光拡散性ポリカーボネート樹脂組成物からなる透過型ディスプレイ用光拡散板。
シリコーンゴム粒子の含有量がポリカーボネート樹脂１００質量部あたり０．０１質量部〜１０質量部である請求項１に記載の光拡散板。