JPH03294348A

JPH03294348A - 光拡散性メタクリル樹脂組成物

Info

Publication number: JPH03294348A
Application number: JP9685890A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Tateyama; 立山　正光; Hiroshi Nakanishi; 寛中西; Masaaki Kishimura; 岸村　正昭
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1991-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、各種デイスプレィ、グ
レージングあるいは透過型スクリーン等、光の拡散を目
的として部材に好適な光拡散性メタクリル樹脂に関する
本のである。

〔従来の技術〕

従来より広く使用されている照光カバーや透過型スクリ
ーン等の光拡散性材料として、無機や有機の透明微粒子
を透明合成樹脂中に分散させたものが一般に用いらｎて
いる。

この場合の透明合成樹脂としては、メタクリル樹脂、ス
チレン樹脂あるいは塩化ビニル樹脂が用いられ、光拡散
性を得るためＫは、基材の透明合成樹脂と屈折率の異な
る、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石英等の平
均粒径１゜μ以下の無機透明微粒子等を混入させた秒、
あるいはこれらの透明合成樹脂の面にバインダーを介し
て塗布して得ているｃ％開昭５４−１５５２４１号公報
、特公昭４６−４３１８９号会報、実公昭２９−７４４
０号公報参照）。また上記の微粒子の代わｂＫ、スチレ
ンまたは蓋換スチレンと多官能性七ツマ−とを共重合さ
せたポリマー徽粒子を混入させたものも知られて＾る（
％公昭３９−１０５１５号公報、特会昭４６−１１８５
４号公報、特公昭５５−７４７１号会報参照）。

これらの先行技術によって開示されている樹脂は、拡散
性を向上することを目的としておシ、相応の効果を発揮
している。しかしながら近年は省エネルギーという要請
から、照明カバーやデイスプレィ等については、いかに
光を有効に利用するかが肝要になっている。

ところで光源から出る光が一定であると、できるだけ光
を吸収せずに、光を必要とする方向く拡散させる、すな
わち指向性のある拡散を行なうことが光拡散性材料の望
まれる性質の一つである。

このよう表性質の光拡散性材料を、例えば照明カバー用
途に使用すると光透過率が高いため明るくなる反面、光
源が透けて見えるという欠陥を生じるケースがある。

このため、光透過率も高く、かつ透けＫ〈い材料を得る
方法としてメタクリル樹脂等の透明樹脂に、特定範囲の
屈折率差と粒径範囲を有する架橋ゼリマーを含有させる
方法が知られている（％−昭６３−２９１００１号公報
、特開昭６３−２９１００２号公報）。また、光学関連
材料としてシリコーン系徽粒子も紹介されている（昭和
６２年４月２８日発行、日刊工業新聞、第１１員）。さ
らに、光の透過率と拡散性のいずれも高く改良された性
能を有する材料を得る方法として、メタクリル樹脂等の
透明樹脂に特定の構造と形状を有するシリコーン樹脂を
含有させた材料も知られている（％開平１−１７２８０
１号公報、％開平１−２６９９０２号公報）。

これら特開昭にはシリコーン樹脂とは、珪素原子に結合
した有機基が、平均で屈折率１．５以下であることが必
要である旨記載されており、シリコーン・レジンでアル
。また、シリコーン・ゴム等は外部応力で変形しやすい
粒子となる旨の記載もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの方法では従来の技術に比べて、
確かに光の透過性と拡散性をいずれもある程度高めるこ
とができるものの光の透過性と拡散性のバランスが不十
分である。

前述のメタクリル樹脂等の透明樹脂に特定の構造と形状
を有するシリコーン樹脂を含有させた板状物の方法が、
光透過性と拡散性のバランスが不十分である理由のひと
つに、２Ｐ以下の粒径のものが５０重量憾以上含まれて
いることがある。

本発明の如き、光拡散性材料の場合、基材の透明樹脂に
分散させる光拡散剤の屈折率と平均粒径のみならず、粒
径分布が最重要である。即ち、屈折率が同じかまたは近
似した光拡散剤、例えばポリメチルミルセスキオキサン
系樹脂ヲ用いる場合、最適な平均粒径および粒径分布が
存在する。粒径が３μｍ以下、特に２ｕｍ以下のものが
多量に含まれる場合、光透過性が低下する傾向がある。

勿論、透明樹脂基材への含有量を低減することＫより光
透過性は向上するものの、反面光拡散性が低下すること
となり、所期の目的が達成されにくくなる。現在実用化
されている光拡散性材料で、照明看板等を作った場合、
光源部（ランプ）が特に明るく、光源から遠ざかる部分
は暗い感じになるものが多−０場合によっては、光源の
イメージが視認さｎることもあシ、好ましくない。

これ＃ｉ第１図に示した透過光の分布曲線を参考にして
考えると、ムとＢではＢの方がこの傾向が強い。これは
、透過光の入射角に対して例えば５°の透過率と２０°
および７０°の透過率を比較すると理解できる。

と仮定すると、ム中５５４、Ｂ中４５４の値が得られる
。つま）、光拡散性としてＡの方が優れていることが分
る。但し、全光線透過率はＢの７０１に対してムけ５７
４であり、Ｂの方が光を有効利用していることが分る。

本発明者等は、高い光透過性と拡散性を与える光拡散性
材料について検討した結果、■全光線透過率が７０嗟以
上でかつ、■拡散率が３゜憾以上、の２点が最低限必要
であり、■さらに市販の蛍光灯をカバーして光源イメー
ジの視認のない材料を提供する必要のあることを知るに
至った。

〔課題を解決するための手段〕

以上のような現状の下に１本発明者等は鋭意検討した結
果、ポリメチルミルセスキオＡ’　＋　ン糸樹脂の形状
の影響は、前述の粒径分布の中で粒径２μｍ以下のもの
の含有量に比べると極めて小さく、球状であっても２　
ｐｖｎ以下のものの含有量が５０重量憾を越える場合よ
り特定の形状を有しない不定形であり、かつ、粒径２μ
ｍ以下のものを３５憾以下含有する場合の方が優れた光
の透過性と拡散性のバランスを示すことを見い出し本発
明を為すに至った。

即ち、本発明の要旨とするところけ、メタクリル酸メチ
ルを主要構成単位とする基材ポリマー１００重量部に対
して、粒径分布範囲が１μｍ〜３０μｍ重量平均粒径が
３μｍ〜６μｍであ）、かつ、２μｍ以下の粒径のもの
の含量が３５重重量板下であるポリメチルミルセスキオ
キサン系樹脂をα５〜５重量部分散させたものであるこ
とを特徴とする光拡散性メタクリル樹脂組成物にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は、全光線透過率が７０４以上で、かつ光源が透
けて見えることがない、光の透過性と拡散性のバランス
のとれた優れた光拡散性材料を提供しようとするもので
ある。

本発明の光拡散性メタクリル省脂とは、メタクリル酸メ
チルを主成分とし、メタクリル酸メチルと共重合性のメ
タクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
ンクロヘキシル、メタクリルｒＲ２−エチルヘキシル、
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタク
リル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル宥グリンジル
、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジ
エチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アク
リル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、
アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチル
アミノエチル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸
、アクリル酸等の（メタ）アクリル酸類、ジエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、１．３−プチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロ
パン、トリ（メタ）アクリレートアリル（メタ）アクリ
レート、ネオベンチルグリコールジ（メタ）アクリレー
ト等の多官能（メタ）アクリレート、スチレン、α−メ
チルスチレン、無水マレイン酸等との共重合体などであ
るが、これらに限定さ几るものではなく、アクリル酸ブ
チル（共）重合体等のアクリル系エラストマーなどを含
み得る。

ポリメチルミルセスキオキサン系樹脂は、緻密なシロキ
サン結合（三８１−０−８１三）を形成した高分子微粒
子である。

製造方法は、−船釣には粗粒子を機械的に倣粉砕する方
法やイオン・原子・分子から核生成させ、これを成長さ
せるビルディング・アッププロセスなどが知られている
。また、東し・ダウコーニング・シリコーン■や東芝シ
リコーン■、信越シリコーン■などから市販されている
が、その平均粒子径及び粒径分布（特に２μ禦以下の含
有量）には十分注意する必要がある。

ポリメチルシルセスキオキサン系樹脂の形状ハ特に関わ
ないものの、粒径が２μ慣以下のものを５０４以上含む
球状物よりも、粒径２μｍ以下の含有量が３５ｇ６以下
であり、かつ平均粒径が３〜６μｍの不定形状の本のが
好ましい。

また、シリコーンゴム弾性体微粒子も前記の粒径範囲お
よび粒径分布（特に２μｍ以下が３５憾以下）を満足す
る本のであれば好ましく用い得る。このシリコーンゴム
弾性体微粒子は−４０〜−８０℃にガラス転移点を有す
る物質である。

いずれにしても本願発明では、その添加量は１５〜５重
量部であり、この範囲外では本願発明は達成されない。

２μより小さい粒径の粒子が多く含まれると短波長の光
が選択的に散乱するための透過光が貢帯色することによ
シ望ましくない。一方３０μよＣ４大きい粒径の粒子が
含まれると、透過光のギラつきを招くため望ましくなく
、好ましくは平均粒径は３〜６μが良い。

メタクリル樹脂及びポリメチルシルセスキオキサン系樹
脂は、−収約には摩擦によりマイナス（−）帯電する。

特にポリメチルシルセスキオキサン系樹脂の帯電量はメ
タクリル樹脂より大きく、ホコリ等の付着が生じる場合
があり、下記の可塑剤の添加によりホコリ等の付着が軽
減される。また、本発明の光拡散性メタクリル樹脂の成
形加工段階で滑剤として機能し、成形性が向上する。

添加量は１０５〜５０５〜５重量部この範囲以外では効
果の発現性が劣る場合や、本発明の組成物の耐熱性が低
下する場合がある。

本発明に用いられる滑剤としては、ｔ＃素数が８〜２２
の高級脂肪アルコール、高級脂肪酸、高級脂肪酸のグリ
セリンモノエステルｆｌｕば、ラウリルアルコール、ミ
リスチルアルコール、バルミトイルアルコール、セチル
アルコール、ス？７１Ｊルアルコール、ベヘニルアルコ
ールなどの高級アルコール類、ラウリン酸、ミリスチン
酸、バルミチン酸、ステアリン酸、ヘヘニン酸などの高
級脂肪ｆＩＩ１ｍ、グリセリンモノステアレート、グリ
セリンモノパルミテート、クリセリンモノオクトエート
、グリセリンモノベヘニレートなどのグリセリンモノエ
ステル類を単独でまたは併用して用い得る。

本発明の光拡散性メタクリル樹脂組成物を押出成形など
の方法によって製造する場合は、エチレンビスステアリ
ルアミドを添加した方が、成形加工性及びポリメチルシ
ルセスキオキサン系樹脂との分散性の向上に効果がある
。

また、本発明を実施する際には、光透過性と光拡散性の
微妙な調節のためＢ　ａ　Ｓ　０４−　ｄ　ｉ　０１　
＊Ｔ　ｉ　ＯＨ、スチレン系像粒子などを併用すること
も可能である。

〔実施例〕

以下、実施例によシ本発明を更に詳しく説明する。なお
、実施例中「憾」、「部」とあるのは［重１ｉ　４．　
Ｊ、「重量部」を表わす。また、実施例中の評愉は下記
の方法に従った。

（１）　　全光線透過率は、ム８ＴＭ　　Ｄ１００３−
６１に準じて測定した。

（２）　　平均粒子ｆｌ　ａコールタ−カウンター社製
「Ｔム−ｎ型コールタ−カウンター」、５０μｍアパー
チャー　〇９４　Ｎａ０ｔ水溶液を用い粒径の累積重量
憾ヒストグラムを作成し、重量５０４に対応する粒径を
平均粒径とした。

（３）５°　　２０°および７０°における光透過率は
次のように求めた。すなわち第２図に示すように測定機
器およびサンプルを配置したが、図中（１）が光源とな
る日本光学社製コリメータ、（２）がサンプル、（３）
がミノルタ社製輝度計「オートスポット」である。そし
て、このうち光源（１）はサンプル（２）面に直角に照
射するようにし、かつサンプル（２）面上における照度
が１０　ｆｔ−ｃｄ　　となるように明るさを調節し、
また輝度計（３）は光源（１）とサンプル（２）の延長
線上１ｍの位置に置いて、サンプル（２）面上の輝度を
測定するとともに、これらの値から求めた。さらにこの
輝度計（３）を、サンプル（２）全中心とする軸として
５°　　２０°および７０°回転し、サンプル（２）面
上の輝度を測定した。

（４）　　光源の透けは、第３図に示したように４０Ｗ
蛍光灯のランプイメージの有無を目視で判定することに
より行なった。

（５）摩擦による帯電特性については、成形品表面を乾
燥したネルで軽く１５０回ふき、箔検電器（内円洋行■
製）の箔の開きの稈度で０〜３段階で判定した。因みに
０け全く開かず、１は約１５°開き、２は３０°開き、
３け４５°開いたものである。

（６）耐熱性の評価は、Ａ８ＴＭ−Ｄ６４８に準拠して
熱変形温度を測定した。

実施例１（１１メタクリル樹脂の製造内容積が５０ｔの攪拌装置の付属したＳＵＳ製オートク
レーブに、脱イオン水３０ゆ、θタクリル酸ナトリウム
ーメタクリル酸メチル）共重合体３ｔ、ホウ１ＩＩ２１
０を及び炭酸す）　ＩＪウム１ｔを投入し、攪拌速度１
００　ｒｐｍで５分間攪拌した後、同容器内にメタクリ
ル酸メチル９７４、アクリル酸メチル３４からなる単量
体混合物１０に９とアゾビスイソブチロニトリルｊ５ｆ
、ｎ−オクチルメルカプタン２４ｔを追加投入して、窒
素ガスで容器内の酸素を実質上パージして、攪拌速度を
２５０　ｒｐｍＫ増速して重合系内を８０℃に昇温して
１２０分間重合を継続した。得られたポリマーを水洗し
た後、常法により乾燥してビード状のメタクリル樹脂を
得た。

（２）　　メタクリル樹脂とポリメチルミルセスキオキ
サン樹脂の混合（１１で得られたメタクリル樹脂に１予め３４のステア
リン酸モノグリセライドと、１１０１憾ノエチレンビス
ステアリルアミドを添加した８　ｋｌｌＫ、重量平均粒
径が五〇μ輌　であり、かつ２μｍ以下を３５４以下含
有するポリメチルシルセスキオキサン樹脂（商品名ド／
フィルＲ９０２・東し・ダウコーニング■製）１６０ｆ
をＶ型タンブラ−（寿ミックスウェル・寿製作所＠ｊｌ
ｌ）で１０分間混合し、さらに２軸押出１１（ＰＯＭ−
３０、池貝鉄工＠Ｉ！ｌｌ）で、シリンダーｆｉＩＪｊ
２１０〜２４０℃で混合して押出し、ベレット化し、光
拡散性メタクリル１１１脂組成物を得た。

（３）光拡散性メタクリル樹脂の評価（２）で製造した光拡散性メタクリル樹脂組成物を用い
て、上記条件で射出成形及び押出成形を行なった。

（射出成形）スクリュー式射出成形機（工Ｓ−６０Ｂ東芝機械製造■
製）で、シリンダー温度２１０〜２５０℃、全型温度６
０℃で、１００■×１００ｓ＋Ｘ２■（犀）の平板状成
形品及び１２ｍＸ１２０■×＆２■（厚）の棒状成形品
を得た。

（押出成形）シート用ダイス付きの車軸スクリュー式押出機（ＨＭ−
９０、三菱重工＠＃）でシリンダー温度１９０〜２３０
℃、スクリュー回転数４０ｒｐｍ、ニップローラー７５
〜１１５℃で２閤厚および４閤厚のシート状成形品を傅
た。これらの成形品で４■厚のシート状成形体は、さら
に真空成形法により凹型のバット状成形品とし、延伸さ
れた部分の肉厚を２■とじた。

以上の射出膚形法、または押出成形法によって得られた
各種の成形品の熱変形温度は、または光学特性を評価し
た。この結果を表−１に示す。

表　　−１本成形方法Ａ）・・・射出成形Ｂ）・・・押８成形０）・・・押出／真空成形実施例２〜５．比較例１〜２実施例１で用いたステアリン酸モノグリセライドとその
添加量、ポリメチルミルセスキオキサシ系樹脂の種類と
添加量を表−２に示したように変更した以外はすべて婁
施例１と同様の操作を行ない、評価し、表−２ＦＣ示す
評ｇＩ結果を得た。

尚、ここで用いたポリメチルミルセスキオキサシ系樹脂
は「トレフィルＲ−９０２Ｊは不定形（１）シリコーン
・レジンでｌ）、ｒ）レフィルＲ−６ＱＤＪ及び「トン
フィルＢ−６０ＳＪは−ずれもシリコーンゴ五弾性体で
あり、比較例１で用−た「トレフィルＲ−９２５４は、
平均１１１％　（Ｌ　５　ｐｍ　Ｏｆｔ状のシリコーン
レジン、比較例２のトレフイル９００は、平均粒径２ｏ
＃１の不定形のシリコーン・レジンである。

〔発明の効果〕

本発明の光拡散性メタクリル樹脂組成物は、全光線透過
率が高く、光の拡散率も高いため、光源ランプイメージ
のない実用的な材料とすることができ、工業上優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過光の分布曲線を表わす図、第２図は光透過
率の測定装置の概略図、第３図はランプイメージの評価
装置の概略図である。九拓歓挾仁−一μ二二

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メタクリル酸メチルを主要構成単位とする基材ポ
リマー１００重量部に対して、粒径分布範囲が１μｍ〜
３０μｍ、重量平均粒径が３μｍ〜６μｍであり、かつ
２μｍ以下の含量が３５重量％以下であるポリメチルシ
ルセスキオキサン系樹脂を０．５〜５重量部分散させた
ものであることを特徴とする光拡散性メタクリル樹脂組
成物。
（２）ポリメチルシルセスキオキサン系樹脂が特定の形
状を有しない不定形のものであることを特徴とする請求
項第１項に記載の光拡散性メタクリル樹脂組成物。
（３）ポリメチルシルセスキオキサン系樹脂が、−４０
℃〜−７０℃にガラス転移点を有するシリコーンゴム弾
性体微粒子であることを特徴とする請求項第１項に記載の光拡散性メタクリル樹
脂組成物。
（４）ポリメチルシルセスキオキサン系樹脂が、−４０
℃〜−７０℃にガラス転移点を有し、かつその樹脂構造
においてフエニル基を含有するシリコーンゴム弾性体微
粒子であることを特徴とする請求項第１項に記載の光拡
散性メタクリル樹脂組成物。