JP7377725B2 - 熱可塑性樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
しかしながら成形板に拡散作用を有するパターンを印刷する方法は、成形後の加工工程を必要とし、更にLED等の光源の入射部分と光源から遠い部分とで均一な発光を得るため、パターンの大きさや密度を光源側から光源から遠い部分へ次第に変化させる等の工夫が必要である。また凸部または凹部の反射ラインを設ける方法は精密な金型を必要とし、また成形時、金型の転写性が十分でないと期待される効果が得られない等の問題がある。
本発明は、以下の熱可塑性樹脂組成物及びその成形体に関する。
[2]球状粒子(B)の圧縮破壊強度が10MPa以上である上記[1]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[3]透明熱可塑性樹脂(A)がポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂である上記[1]又は[2]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[4]上記[1]~[3]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。
[5]3mmtで測定した際のヘイズが0.5~30%である上記[4]に記載の成形体。
[6]成形体の側面に沿って配設された光源から入光した際、10μm以上のサイズの輝点の数が100個/cm2以上であることを特徴とする、エッジライト方式発光用である上記[4]に記載の成形体。
[7]成形体がエッジライト方式発光用導光板である上記[4]~[6]のいずれかに記載の成形体。
なお、本明細書において、「~」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明の熱可塑性樹脂組成物に用いる透明熱可塑性樹脂は特に限定されず、例えば、ポリカーボネート樹脂;ポリメチルメタクリレート樹脂等のアクリル樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等の非晶性ポリエステル樹脂;ポリスチレン系樹脂;環状ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂、又は2種類以上のこれらの熱可塑性樹脂からなるポリマーアロイを挙げることができる。
なかでも、透明性の点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂を使用することが好ましく、ポリカーボネート樹脂が特に好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂は、その種類に制限はない。
ポリカーボネート樹脂は、一般式:-[-O-X-O-C(=O)-]-で表わされる、炭酸結合を有する基本構造の重合体である。なお、式中、Xは、一般には炭化水素基であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
また、ポリカーボネート樹脂は、炭酸結合に直接結合する炭素がそれぞれ芳香族炭素である芳香族ポリカーボネート樹脂、及び脂肪族炭素である脂肪族ポリカーボネート樹脂に分類できるが、いずれを用いることもできる。なかでも、耐熱性、機械的物性、電気的特性等の観点から、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。
1,2-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4-ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
2,5-ジヒドロキシビフェニル、2,2’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’-ジヒドロキシ-1,1’-ビナフチル、1,2-ジヒドロキシナフタレン、1,3-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
2,2’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルエーテル、1,4-ビス(3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン等のジヒドロキシジアリールエーテル類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、
1,3-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)(4-プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-ナフチルエタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,4-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,5-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-プロピル-5-メチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-tert-ブチル-シクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-フェニルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、
4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;
4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、
4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類;
4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、
4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
エタン-1,2-ジオール、プロパン-1,2-ジオール、プロパン-1,3-ジオール、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジオール、2-メチル-2-プロピルプロパン-1,3-ジオール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、デカン-1,10-ジオール等のアルカンジオール類;
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて具体的に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。
界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素等;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;などが挙げられる。なお、有機溶媒は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
なお、反応温度は通常0~40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)~数時間(例えば、6時間)である。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。
溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
ジヒドロキシ化合物、カーボネートエステルは、上述したものを用いるが、用いるカーボネートエステルとしては、なかでもジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、カーボネートエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとの比率は所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であるが、ジヒドロキシ化合物1モルに対して、カーボネートエステルを等モル量以上用いることが好ましく、なかでも1.01モル以上用いることがより好ましい。なお、上限は通常1.30モル以下である。このような範囲にすることで、末端水酸基量を好適な範囲に調整できる。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、カーボネートエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
溶融重縮合反応は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。バッチ式で行う場合、反応基質(原料)、反応溶媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。ただし、なかでも、ポリカーボネート樹脂及び樹脂組成物の安定性等を考慮すると、溶融重縮合反応は連続式で行うことが好ましい。
触媒失活剤の使用量は、前記のエステル交換触媒が含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属に対して、通常0.5当量以上、好ましくは1当量以上であり、また、通常10当量以下、好ましくは5当量以下である。更には、ポリカーボネート樹脂に対して、通常1ppm以上であり、また、通常100ppm以下、好ましくは50ppm以下である。
構造粘性指数Nとは、溶融体の流動特性を評価する指標である。通常、ポリカーボネート樹脂の溶融特性は、数式:γ=a・σNにより表示することができる。
なお、式中、γ:剪断速度、a:定数、σ:応力、N:構造粘性指数を表す。
三官能以上の多官能性化合物としては、例えば、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン(フロログルシン)、4,6-ジメチル-2,4,6-トリ(4-ヒドロキシフェニル)ヘプテン-2,4,6-ジメチル-2,4,6-トリ(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,6-ジメチル-2,4,6-トリ(4-ヒドロキシフェニル)ヘプテン-3、1,3,5-トリ(4-ヒドロキシフェニル)べンゼン、1,1,1-トリ(4-ヒドロキシフェニル)エタン等のポリヒドロキシ化合物類;3,3-ビス(4-ヒドロキシアリール)オキシインド-ル(即ち、イサチンビスフェノール)、5-クロロイサチン、5,7-ジクロロイサチン、5-ブロムイサチン等が挙げられる。なかでも1,1,1-トリ(4-ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。
なお、多官能性化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
なお、構造粘性指数Nが所定範囲にあるポリカーボネート樹脂は、単独の樹脂を用いてもよく、異なる樹脂2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ポリカーボネート樹脂の分子量は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、粘度平均分子量[Mv]は、通常10000以上、好ましくは14000以上、より好ましくは16000以上であり、また、通常40000以下、好ましくは30000以下である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより、樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、機械的強度の要求の高い用途に用いる場合により好ましいものとなる。一方、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて成形加工を容易に行えるようになる。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
また、成形品の外観の向上や流動性の向上を図るため、ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネートオリゴマーを含有していてもよい。このポリカーボネートオリゴマーの粘度平均分子量[Mv]は、通常1500以上、好ましくは2000以上であり、また、通常9500以下、好ましくは9000以下である。さらに、含有されるポリカーボネートリゴマーは、ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネートオリゴマーを含む)の30質量%以下とすることが好ましい。
アクリル樹脂は、メチルメタクリレート系の樹脂が好ましく、メチルメタクリレートの構成単位のモノマー量が全構成単位の総モノマー量に対して80モル%以上、好ましくは90モル%以上であることが好ましい。アクリル樹脂は、メチルメタクリレートと他のメチルアクリレート、エチルアクリレート又はブチルアクリレート等との共重合体であることも好ましい。
アクリル樹脂の質量平均分子量は、標準試料として標準ポリスチレンを用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した値である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、中空構造を有する球状粒子(B)を含有する。そして、平均粒径が12~40μmで、中空部の直径が10μm以上、中空部の容積率が50%以上である中空構造を有する球状粒子(B)を、透明熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、0.001~0.09質量部の量で含有する。
これに対して、上記した大きな粒径で、内部に空間を持つ球状粒子(B)は、中空球状粒子の内部空間は空気(もしくは減圧状態の空気)であり、これを含有する本発明の樹脂組成物の成形体では、散乱のメカニズムは幾何光学近似(屈折)が主となり、屈折率が1.59のポリカーボネート樹脂と屈折率が1の内部空間との屈折率の差が大きく、しかも球状粒子(B)は上記したような微量でしか存在していないので、高い輝度で不均一にキラキラと面発光し、かつ、輝度の減衰率が低く、エッジライトから反対側の末端にまで輝度の減衰が少なくなると考えられる。
一方、図1の左側にあるのが、平均粒径が16μm(中空部容積率:85%)の中空ガラスビーズを配合した実施例2の成形体であり、高い輝度で、不均一な輝点で、キラキラと面発光し、しかもLED光のエッジライトから反対側の末端にまで輝度の減衰が少ないことが分かる。
ここで、平均粒径は、レーザ回折散乱方式により測定された中央値(D50)である。
中空部の直径(内径)は、好ましくは11μm以上、より好ましくは12μm以上、さらに好ましくは13μm以上であり、好ましくは37μm以下、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは33μm以下、なかでも30μm以下、とりわけ28μm以下、特に26μm以下が好ましく、最も好ましくは25μm以下である。
・試験機:微小粒子用の圧縮試験機。装置としては島津製作所社製の微小圧縮試験機MCT-510を例示する事ができる。
・圧縮試験時の雰囲気条件:23℃±2℃、50±15%RH
・圧縮試験の負荷速度:1.1155mN/sec
・上部加圧圧子:平面50μmφ
・下部加圧板(試料散布台):平面形状
・圧縮試験は無作為に抽出した7個の粒子でそれぞれの粒子について圧縮試験を実施、
破壊強度を求めてその平均値をその粒子の圧縮破壊強度とする。
・圧縮破壊強度は以下の算出式(A)で求める。
算出式(A)σ=2.8×F/d2×103
σ:圧縮破壊強度(MPa) F:試料の破壊が認められた時の破壊力(mN)
d:測定した粒子の平均粒子径(μm)
無機系中空粒子としては、中空ガラス、中空シリカ、中空セラミック等が好ましく挙げられるが、特に中空ガラス(中空ガラスビーズ、ガラスバルーン、中空ガラスマイクロスフェア等と呼ばれるものを含む)が好ましい。中空ガラスは、二酸化ケイ素(SiO2)を主成分とし、副成分として酸化ナトリウム(NaO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ホウ素(B2O5)、酸化リン(P2O5)等を含有するガラスで主に形成されていることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、難燃剤を含有することが好ましく、難燃剤としては、透明性の観点から、有機スルホン酸アルカリ金属塩が好ましい。有機スルホン酸アルカリ金属塩を含有することで、樹脂組成物の燃焼時の炭化層形成を促進し、難燃性をより高めることができると共に、耐衝撃性等の機械的物性、耐熱性、電気的特性などの性質を良好に維持できる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、さらに紫外線吸収剤を含有することも好ましい。
紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、本発明の樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる。
なお、紫外線吸収剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、リン系安定剤及び/又はフェノール系酸化防止剤を含有することが好ましい。
リン系安定剤を含有することで樹脂組成物の熱安定性、耐熱変色性、耐候性等を向上させることができる。リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられるが、有機ホスファイト化合物が特に好ましい。
なお、リン系安定剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
なお、フェノール系酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、離型剤(滑剤)を含有することが好ましい。離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200~15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は、単一物質であってもよいが、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であれば使用できる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上記したもの以外に他の成分を含有していてもよい。他成分の例を挙げると、各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
樹脂添加剤としては、例えば、難燃助剤、蛍光増白剤、染顔料、耐衝撃改良剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、相溶化剤、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造する方法に制限はなく、公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。
具体例を挙げると、透明熱可塑性樹脂(A)及び球状粒子(B)、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。なお、球状粒子(B)はサイドフィードすることも好ましい。
また、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって熱可塑性樹脂組成物を製造することもできる。
また、このマスターバッチを基材となる樹脂ペレットと混合して直接、成形機に投入して成形体を製造することも出来る。また、例えば、分散し難い成分を混合する際には、その分散し難い成分を予め水や有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液と混練するようにすることで、分散性を高めることもできる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成形して成形体とされる。
成形体を製造する方法は、熱可塑性樹脂組成物に一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法などが挙げられ、また、ホットランナー方式を使用した成形法を用いることもできる。
これらの中でも、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法などの射出成形法、シート押出成形法、異形押出成形法等が好ましい。
10μm以上の輝点の数は、好ましくは109個/cm2以下、より好ましくは108個/cm2以下、さらには107個/cm2以下、中でも106個/cm2以下、とりわけ105個/cm2以下が好ましく、特には104個/cm2以下であることが好ましい。
中でも好ましいものとして、LED光源を成形体の縁部に備えたエッジライト方式のための面発光成形体が挙げられる。面発光成形体では、LED光源の発した光が、成形した平板状の成形体の側部から入射した後、球状粒子(B)により拡散/屈折され、入射角に対して垂直に、すなわちその成形体の表面が出射面となって、面発光する。
そして、本発明の成形体は、高い輝度で面発光し、キラキラとした輝きを示し、斬新で意匠性が高く、また輝度の減衰が少ないので、各種の用途に面発光体として使用できる。
それらの用途の例を挙げると、例えば、光学部品、照明付きのスイッチ、照明付きの構造部材、照明機器、電気・電子機器、ノートパソコン、携帯電話などのモバイル機器、パチンコ、パチスロ、ゲーム等のアミューズメント機器、OA機器、情報端末機器、機械部品、家電製品、車輌部品(ライト、内装部品、パネル)、屋内用内装(例えば店舗内の意匠性の高い照明部材、案内表示等)、商品ディスプレイ(例えばショーケース)などのパネル部材、自動販売機、券売機などの間仕切り板、道路標識、看板、時計、アクセサリー、各種容器、レジャー用品・雑貨類等の部品が挙げられる。
なお、以下の説明において[部]とは「質量部」を表す。
実施例及び比較例に使用した各成分は、以下の表1の通りである。
[樹脂ペレット製造]
表1に記載した各成分を、後記表2に記した割合(質量部)で配合し、タンブラーミキサーにて20分混合した後、日本製鋼所社製二軸押出機「TEM26SX」に供給し、スクリュー回転数100rpm、吐出量25kg/hr、バレル温度280℃の条件で混練し、押出ノズル先端からストランド状に押し出した。押出物を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてカットしてペレット化し、ポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂組成物のペレットを得た。
上記の方法で得られたペレットを、120℃で4時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した後、住友重機械工業社製射出成形機「SE-50DUZ」により、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で、111mm×36mm×厚さが2mmと3mmの2段プレートを成形した。
上記の方法で得られたペレットを、80℃で4時間、熱風循環式乾燥機により乾燥した後、住友重機械工業社製射出成形機「SE-50DUZ」により、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で、111mm×36mm×厚さが2mmと3mmの2段プレートを成形した。
上記の方法で得られた2段プレートの3mm厚部分を、JIS K7136、JIS K7361に準拠し、濁度計(日本電色工業社製「NDH-2000」)を用いて、D65光源、10°視野にて、ヘイズ(単位:%)を測定した。
上記2段プレートの3mm厚部長手方向端部の側面に、LED白色光源(OptoSupply社製 3mm砲弾型白色LED OSW54K3131A)を当接させて、LED光を入射させた時に、発光面から上方30cmの位置に設置した輝度計(コニカミノルタ社製「CA-2500」)により、2段プレートの3mm厚部の発光面全体を縦5×横5=25に分割した測定点の輝度を測定した。得られた25点の測定値から平均輝度を算出した。また、下記式(1)により輝度と透明性のバランスの指標として面発光度を算出した。面発光度の値が高ければ、輝度が高く、ヘイズが低い、すなわち、面発光が優れることを示す。
面発光度=平均輝度(cd/m2)/ヘイズ(%) (1)
得られた面発光度から、以下の基準で面発光の優(○)劣(×)を判定した。
〇:面発光度が10以上
×:面発光度が10未満
更に、得られた輝度から、下記式(2)により輝度の長手方向の減衰の評価の指標として輝度保持率を算出した。
輝度保持率(%)=最少輝度値/最大輝度値×100 (2)
上記2段プレートの3mm厚部長手方向端部の側面に、LED白色光源(OptoSupply社製 3mm砲弾型白色LED OSW54K3131A)を当接させて、LED光を入射させ、発光面から上方30cmの位置に設置した輝度計(コニカミノルタ社製「CA-2500」)により、2段プレート3mm厚部の発光面全体を縦5×横5=25に分割した測定点の発光色の刺激値X,Y,Zを測定した。得られた測定値から下記式(3)、下記式(4)により発光色の評価の指標として黄色度差を算出した。黄色度差の値が正に高いほど、発光色の黄変が大きいことを意味する。
黄色度差=LED入光部近傍の黄色度-LED入光部対辺近傍の黄色度 (3)
黄色度=100(1.28X-1.06Z)/Y (4)
上記2段プレートの長手方向端部の側面に、LED白色光源(OptoSupply社製 3mm砲弾型白色LED OSW54K3131A)を当接させて、LED光を入射させた時に、3mm厚部の短辺のエッジ部に横方向に配置したLED光源からプレートの3mm厚部に導光し、3mm厚部で発光する10μm以上のサイズの輝点の数を金属顕微鏡(オリンパス社製BX-51)を用いて、0.25mm2あたりの凡その個数をカウントした。得られた個数の値からcm2当たりの個数を算出した。
実施例2と比較例1、5の2段プレートの発光の状態を示す写真を、図1に示した。
A:不均一な粒感のある発光である。
B:均一な発光である。
Claims (7)
- 透明熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、平均粒径が12~40μmで、中空部の直径が10μm以上、中空部の容積率が50%以上である中空構造を有する球状粒子(B)を0.001~0.09質量部含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
- JIS-Z8844:2019「微小粒子の破壊強度及び変形強度の測定方法」に基づき、以下の条件で測定して算出される球状粒子(B)の圧縮破壊強度が10MPa以上である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
・試験機:微小粒子用の圧縮試験機(島津製作所社製の微小圧縮試験機MCT-510)
・圧縮試験時の雰囲気条件:23℃±2℃、50±15%RH
・圧縮試験の負荷速度:1.1155mN/sec
・上部加圧圧子:平面50μmφ
・下部加圧板(試料散布台):平面形状
・圧縮試験は無作為に抽出した7個の粒子でそれぞれの粒子について圧縮試験を実施し、
破壊強度を求めてその平均値を圧縮破壊強度とする。
・圧縮破壊強度σは以下の算出式(A)で求める。
σ=2.8×F/d 2 ×10 3 (A)
σ:圧縮破壊強度(MPa) F:試料の破壊が認められた時の破壊力(mN)
d:測定した粒子の平均粒子径(μm) - 透明熱可塑性樹脂(A)がポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂である請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1~3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。
- 3mmtで測定した際のヘイズが0.5~30%である請求項4に記載の成形体。
- 以下の条件にて測定される、成形体の側面に沿って配設された光源から入光した際、10μm以上のサイズの輝点の数が100個/cm2以上であることを特徴とする、エッジライト方式発光用である請求項4に記載の成形体。
長片111mm×短辺36mm×厚さが2mmと3mmの2段形状のプレートを成形し、3mm厚部の短辺のエッジ部に横方向に配置したLED光源(OptoSupply社製 3mm砲弾型白色LED OSW54K3131A)からプレートの3mm厚部に導光し、金属顕微鏡(オリンパス社製 BX-51)を3mm厚部のプレート表面に焦点を固定し、撮影した画像を基に、発光する10μm以上のサイズの輝点の数をカウントし、1cm 2 あたりの数を算出する。 - 成形体がエッジライト方式発光用導光板である請求項4~6のいずれかに記載の成形体。
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