JPH0362187B2

JPH0362187B2 -

Info

Publication number: JPH0362187B2
Application number: JP59196527A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Yamase; Kazumitsu Furukawa; Takeshi Myawaki
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1991-09-25
Also published as: JPS6176547A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は光拡散透過用成形品に関し、更に詳し
くは光源の点滅に関係なく光源が見えないように
しかつ光源から発する光を拡散透過させる光拡散
透過用ポリカーボネート樹脂成形品に関する。〔従来技術〕光拡散透過用成形品は広範囲の用途を有し、例
えば看板、照明具、表示灯などの保護カバーとし
て用いられている。そしてこれらの光源としては
白熱電球、螢光灯、発光ダイオードなどが用いら
れている。これら用途においては、一般的特性と
して(イ)光源の点滅に関係なく光源が見えないこ
と、(ロ)点灯時には光透過部分が一様な明るさにあ
ること、(ハ)表面に図形や文字が描かれている場合
にはそれらが明瞭に認識し得ることが要求されて
いる。しかして、光拡散透過用成形品は、通常、透明
ないし半透明なガラスまたは合成樹脂を基材とし
その中に光拡散剤として該基材とは異なる屈折率
の透明ないし半透明な粉末または繊維状物を混入
してなる素材からなる。例えば、基材がガラスの場合光拡散剤としてフ
ツ化カリ、フツ化カルシウム、フツ化鉛、少量の
フツ素または塩素を含むリン酸カルシウム（アパ
タイト）、酸化チタン、酸化ヒ素、酸化アンチモ
ン、酸化亜鉛等の結晶を用いること、また基材が
合成樹脂の場合光拡散剤として上述の結晶のほか
に炭酸カルシウムの如き炭酸塩、シリカ、タルク
等の如き天然産粉末あるいはガラス繊維を用いる
ことが知られている。しかし、シリカ、タルクなどの天然産物はそれ
に含まれる不純物により成形品を着色することが
多い。また、酸化チタンの如き光拡散効果と同時
に陰蔽効果を奏するものを含有した素材の成形品
は、例えば乳白色を呈して光線効果率の大きく低
下させるので、光源として比較的強力な電球、螢
光灯等を用いる看板や照明具に用いられるが、明
るさの弱い発光ダイオードを光源とするものには
必ずしも適当でない。後者にも用い得るには光拡
散透過用成形品が高い光線透過率を有しかつ一定
の品質を有することが望まれる。かくして基材として合成樹脂を用いる場合長さ
約200μｍ以上のガラス繊維が使用されている。
しかし本発明者らの検討結果では、熱硬化性樹脂
の場合には硬化前の樹脂の粘度が低いためガラス
繊維は樹脂中に均一かつ完全に埋没し、得られる
硬化成形品は光学的に等方性でありその表面は美
麗な鏡面になるが、熱可塑性樹脂の場合には種々
の問題を生ずる。すなわち、射出成形或は押出成
形では樹脂の流れ方向にガラス繊維の配向を生
じ、またゲート、ロール、金型などに接する部分
ではガラスと樹脂、ガラスと金属の接着力の相異
に起因して成形品の表面にガラス繊維が浮き出し
たようになつて外観を損うことがある。ガラス繊
維の配向を生じた場合には透過光の拡散の度合が
不均一になるため方向によつて明るさの斑を生ず
る。更に、ガラス繊維の交差した部分も明るさの
斑の原因になる。また、高い光線透過率と常に一定の品質が要求
される用途に対する他の方法としては、成形品の
表面を直径0.2mm程度の半球が密充填された状態
に成形するものがある。しかしながら、この方法
では、高い光線透過率を得ることができるが、な
お、光源が認識される点が問題であり、また、金
型の作製が極めて難かいことも問題である。上述した光拡散透過用成形品とはその目的、用
途では異なるが、ガラスビーズを含有する熱可塑
性樹脂組成物のシートは知られている。特開昭53−140343号公報には、ガラスビーズを
透明な熱可塑性樹脂と溶融混合して得られる組成
物を再溶融して押出した場合得られるシートは高
温に繰返し曝されることによつて該熱可塑性樹脂
が損傷を受けるため光学的用途に対しては好まし
くないと、この問題を解決するために熱可塑性樹
脂とガラスビーズの単なる混合物（例えばドライ
ブレンド物）を押出機中で溶融混合してシートを
押出す方法が記載されている。しかし、この方法
についての本発明者等の検討結果によればこの方
法には、熱可塑性樹脂とガラスビーズの単なる混
合物を押出機に供給するとき供給ホツパー内で両
成分が分離してシートの品質が変動しやすいとい
う欠点がみられる。更に得られるシートを用いて
小形或は立体構造を有する成形品を得るにはこの
シートを更に切断、真空成形などの二次加工する
ことが必要である。〔発明の目的〕本発明者らは、ガラス粒子の光拡散性と高い光
線透過性に着目し、該ガラス粒子をポリカーボネ
ート樹脂に配合して光拡散透過用成形品を得るべ
く鋭意検討した結果、ポリカーボネート樹脂とガ
ラス粒子の単なる混合物を射出成形機で溶融成形
するとホツパー内でポリカーボネート樹脂とガラ
ス粒子が分離し、又射出成形機は、押出成形機に
比して、混練性が乏しいため得られる成形品毎の
ガラス粒子含量がより一層変動して均一な成形品
を得ることは極めて困難であること、従つて射出
成形に適用するためにはポリカーボネート樹脂と
ガラス粒子を予め溶融混合した組成物を使用する
ことが必要であること、更にポリカーボネート樹
脂とガラス粒子とを溶融混合すると該ガラス粒子
に起因して得られる成形品が着色するが、特定の
有機リン化合物の添加によつて、この着色が防止
できることを知見して本発明に到達したものであ
る。本発明の目的は、ポリカーボネート樹脂を基材
として成形が容易で、高い光線透過率と斑のない
均一な光拡散性を有する光拡散透過用成形品を提
供することにある。本発明の他の目的は、ポリカーボネート樹脂を
基材として色調にすぐれかつ高い光線透過率と斑
のない均一な光線拡散性を有する光拡散透過用成
形品を提供することにある。〔発明の構成〕本発明のかかる目的は、本発明によれば、厚み
25〜10000μｍの光拡散透過部を有し、かつ該光
拡散透過部が透明なガラス粒子を均一に分散含有
する熱可塑性樹脂組成物の溶融成形により形成さ
れてなる光拡散透過用成形品であつて、該熱可塑
性樹脂組成物は (A) ポリカーボネート樹脂 (B) 有機リン化合物及び (C) (A)成分の屈折率との差が0.005〜0.2の屈折率
を有しかつ平均長径80μｍ以下、平均短径1μｍ
以上のガラス粒子よりなり、かつ(B)成分は下記式(1) 0.01W_A≦100W_B≦0.5W_A ……(1) 〔ここで、 W_Aは(A)成分の重量部、 W_Bは(B)成分の重量部である〕を満足し、更に(C)成分は下記式(2)、(3) 0.01≦V_C／V_A＋V_C≦0.3 ……(2) 1.5≦ｆ≦20 ……(3) 〔ここで、 V_Aは(A)成分の容量部 V_Cは(C)成分の容量部ｆは下記式(4)で表わされる係数ｆ＝２・ｔ／Ｒ・（V_C／V_A＋V_C） ……(4) （但し、V_AとV_Cは上記と同じ、Ｒは(C)成分の平
均粒径〔（平均長径＋平均短径）／２〕（μｍ）ｔは光拡散透過部の厚み（μｍ）である）である。〕を満足し、予め溶融混合させてなるポリカーボネ
ート樹脂組成物であることを特徴とする光拡散透
過用成形品によつて達成される。本発明において基材としてのポリカーボネート
樹脂(A)は、二価フエノール類とホスゲンや炭酸ジ
エステルの如きカーボネート前駆体との反応によ
つて得られる。二価フエノール類としては、例え
ばハイドロキノン、ジオキシジフエニル、ビス
（ヒドロキシフエニル）アルカン、ビス（ヒドロ
キシフエニル）シクロアルカン、ビス（ヒドロキ
シフエニル）エーテル、ビス（ヒドロキシフエニ
ル）ケトン、ビス（ヒドロキシフエニル）スルホ
ン、ビス（ヒドロキシフエニル）スルフイド、こ
れらの芳香核に低級アルキル及び（又は）ハロゲ
ンが結合している核置換誘導体等を挙げることが
できるが、２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニ
ル）プロパンが最も一般的である。ポリカーボネ
ート樹脂としては、前記の二価フエノールのホモ
ポリマーは勿論のこと、そのコポリマー或は炭酸
基の一部を例えばテレフタル酸、イソフタル酸な
どの二塩基酸で置換されたコポリマー、更にはこ
れらの混合物であつても良い。２，２−ビス（４
−ヒドロキシフエニル）プロパンから誘導された
ポリカーボネートは市場から容易に入手すること
ができる。本発明において用いる有機リン化合物(B)はリン
酸エステル及び／又はホスホン酸エステルであ
る。リン酸エステルはリン酸のアルキル及び（ま
たは）アリールエステルが好ましく、例えばリン
酸のモノー、ジー、トリーアルキルエステルやリ
ン酸のモノー、ジー、トリーアリールエステル、
更にはこれらの混合エステルが挙げられる。就中
リン酸のトリエステルが好ましい。リン酸エステ
ルの好ましいものとしては、具体的にはリン酸ト
リメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフエニ
ル等を挙げることができる。また、ホスホン酸エ
ステルはアルキル及び（または）アリールホスホ
ン酸のエステルが好ましく、例えばアルキルホス
ホン酸のモノー、ジーエステルやアリールホスホ
ン酸のモノー、シーエステル、更にはアリキル・
アリールホスホン酸のモノエステルが挙げられ
る。就中ジエステルが好ましい。ホスホン酸エス
テルの好ましいものとしては、具体的にはエチル
ホスホン酸ジエチル、プロピルホスホン酸ジプロ
ピル、エチルホスホン酸エチル、アセトキシエチ
ルエステル、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシベンジルホスホン酸ジエチル、フエニルホ
スホン酸ジメチル、フエニルホスホン酸ジエチル
等を挙げることができる。上述の有機リン化合物
の中でもリン酸トリメチルが最も好ましい。有機
リン化合物(B)の配合量は上記式(1)を満足する量範
囲である。換言すれば、有機リン化合物(B)の配合
量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部当り、
0.001〜0.5重量部である。この配合量が0.001重量
部未満のときは着色防止効果がみられず、また
0.5重量部を超えるときは成形品に着色、発泡、
銀条などを生ずるので好ましくない。これら有機リン化合物が、ポリカーボネートと
炭素繊維、又はそれらとガラス繊維より成る組成
物の導電性向上に有効であることは知られている
（特開昭58−215448号公報参照）が、ポリカーボ
ネート樹脂とガラス粒子より成る組成物の熱安定
性向上に有効であることは全く新しい知見であ
る。本発明において用いるガラス粒子(C)は上記の熱
可塑性樹脂(A)の屈折率との差が0.005〜0.2の屈折
率を有し、かつ平均長形80μｍ以下、平均短径1μ
ｍ以上のガラス粒子である。この条件を満足する
限りその形状は特に限定されず、例えば球状、ラ
グビー球状、彗星状、円筒状、多角形状などの形
状をとることができる。又ガラス粒子は２種以上
用いてもよい。この場合には、ガラス粒子(C)の屈
折率は、夫々の屈折率と夫々の容量比の積の和で
定義する。例えば屈折率n₁の粒子v₁容量部と、屈
折率n₂の粒子v₂容量部を用いるときは、ガラス粒
子(C)の屈折率ｎはｎ＝n₁×v₁／v₁＋v₂＋n₂×v₂／v₁＋v₂ の値とする。３種類以上のガラス粒子を用いると
きも上記方法と同様にしてガラス粒子(C)の屈折率
の値を求める。このようにして得られたガラス粒
子(C)の屈折率と熱可塑性樹脂(A)の屈折率との差が
0.005〜0.2の範囲内にあることが必要である。更
にはこの屈折率の差が0.01〜0.1のものが好まし
い。屈折率の差が0.005未満のときは光の屈折効
果が減少するので光の拡散が不充分となり、その
結果、光源が見えるようになるので適当でない。
また、0.2を超えるときは光の分散効果は高いが
全光線透過率が著しく低下するので適当でない。
ポリカーボネート樹脂とガラス粒子の何れの屈折
率が高いかは問題にならず、差のみが重要であ
る。本発明においてガラス粒子Ｃの長径および短径
は、それを水平板上に置いて得られる投影像の最
長の径（長径）と最短の径（短径）で定義する。平均長径と平均短径は少くとも100個のガラス
粒子についてそれぞれ長径と短径を測定し、それ
ぞれの平均値を算出することによつて求められ
る。ガラス粒子Ｃの平均長径および平均短径はそ
れぞれ80μｍ以下および1μｍ以上であり、特に平
均長径が40μｍ以下で平均短径が5μｍ以上のもの
が好ましい。平均短径が1μｍ未満では取扱いが
不便であるばかりでなく、成形品中で分散不良を
生じ易く、また平均長径が80μｍを超えるときは
容量比を高める必要があり、成形の際に樹脂組成
物の流動にむらを生じて光学的、機械的性質が不
均一になる傾向があるので、好ましくない。かかるガラス粒子は市場から容易に入手するこ
とができるが、特に無アルカリのものが好まし
い。好ましい具体例としてはアルミニウム−ホウ
ケイ酸ガラス（「Ｅ−ガラス」）および石英ガラス
の粉砕品やビーズが挙げられる。ガラス粒子の配合量は、先ず上記式(2)を満足す
る必要がある。換言すれば、ガラス粒子Ｃとポリ
カーボネート樹脂Ａの合計容積に対するガラス粒
子Ｃの容積比が0.01〜0.3の範囲内にある必要が
ある。更にガラス粒子の配合量は、上記式(4)で表
わされるｆ値が1.5〜20、好ましくは３〜15とな
る量割合である必要がある。本発明においては平
均粒径ＲはＲ＝（平均長径＋平均短径）÷２で定義する。ｆ値が1.5未満になると、光の拡散
が不十分となつて点灯時に光源が認識されるよう
になるので好ましくない、またｆ値が20を超える
と成形品の光拡散透過部における全光線透過率が
著しく低下するので好ましくない。本発明においては、ポリカーボネート樹脂Ａ、
有機リン化合物Ｂ及びガラス粒子Ｃよりなる組成
物を素材とするが、該素材には所望により他の添
加剤、例えば他の熱安定剤、光安定剤、紫外線吸
収剤、離型剤、染顔料等を本発明の効果を損わな
い量範囲で添加しても良い。また、ガラス粒子は
カツプリング剤などで表面処理してあつてもよ
い。本発明の成形品は厚み25〜10000μｍの光拡散
透過部を有する成形品であり、該成形品は射出成
形、押出成形、吹込成形など公知の成形方法の１
種以上によつて製造される。例えば射出成形によ
つて最終形状の成形品とすることにより、或は射
出成形または押出成形によつて前駆成形体を得、
更に該前駆成形体を吹込成形または熱成形もしく
は真空成形することにより最終立体形状の成形品
とすることにより、製造される。上述の溶融成形
においては、ポリカーボネート樹脂、有機リン化
合物及びガラス粒子を予め溶融混合して得た組成
物例えば組成物ペレツトを使用する。このペレツ
ト製造においては、少くともポリカーボネート樹
脂とガラス粒子を夫々、分けて押出機に投入する
ことが望ましい。例えば、ポリカーボネート樹脂
をホツパーに入れ、その押出速度に対応して、ガ
ラス粒子をベント孔から連続的に投入する方法、
或はポリカーボネート樹脂とガラス粒子を別々に
連続的にホツパーに投入する方法等を用いること
ができる。有機リン化合物の投入方法は任意であ
るが、ポリカーボネート樹脂と混合して投入する
方法が便利である。押出された組成物は短かく切
断してペレツトにする。ペレツトは前期の公知の
成形方法によつて成形品に成形する。成形品はそ
の光拡散透過部の表面を要すれば微細な凹凸を有
する粗面にしてもよい。〔発明の効果〕本発明の光拡散透過用成形品は、約65％以上の
全光線透過率と80％以上のヘーズ値を有して、優
れた明るさと光拡散性能を有し、点灯時にも光源
は認識されずかつムラのない均一な明るさを奏す
る。又、成形もポリカーボネート樹脂単独の場合
とほぼ同様に行なうことができ、かつ金型も特殊
な加工を要しないなどの優れた特徴を有する。そ
のため、本発明の成形品は例えば、照光式スイツ
チ、表示灯、信号灯、警告灯などのフイルターや
カバー、或は車輌の尾灯、ウインカー、照明器
具、サンルーフなどに使用することができる。〔実施例〕以下実施例を掲げて本発明を更に説明する。な
お、ガラス粒子の径は次のようにして求めた。成形品から小片を切り取り、メチレンクロライ
ドに溶解し、沈澱したガラス粒子も一緒にガラス
板上に薄く拡げて乾燥し、それを拡大写真にと
り、それについて少くとも100個の粒子の長径お
よび短径を測定し、夫々について平均値を求め拡
大倍率で割つて、平均長径および平均短径を求め
た。また、平均粒径はその平均値として求めた。実施例１，２２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プロ
パンから誘導されたポリカーボネート100重量部
当り0.1重量部のリン酸トリメチルを混合した、
屈折率1.58のポリカーボネート粉末89.3容量部と
屈折率1.56、平均粒径30μｍのガラスビーズ10.7
容量部とを押出機で溶融混練後押出してペレツト
化した。得られたペレツトを用いて、射出成形によつて
幅25mm、長さ25mm、高さ５mm、厚み１mmまたは２
mmの箱型の照光スイツチカバーを作製した。これ
らカバーの底面（光拡散透過部）について、積分
球式光線透過率測定装置によつて全光線透過率
Tt（％）と散乱光線透過率Td（％）を測定し、
（Td÷Tt）×100によつて、ヘーズ（％）を求め
た。また目視によつて成形品の色を評価し、カバ
ーの後方15mmの位置に発光ダイオード（LED）
を点灯して、目視で光の拡散透過状況を観察し
た。それらの結果を総合して適否判定を行なつ
た。この結果を後掲第１表に示す。実施例３〜５有機リン化合物の種類及び量、ガラス粒子の種
類、大きさ及び量をそれぞれ第１表記載のように
替えたほかは実施例１と同様にして成形品を得、
その特性を評価した。この結果を後掲第１表に示
す。なお、実施例４のガラス粉砕品は多面体であ
り、実施例５のガラス粉砕品は縁が削れた円筒状
ないしラグビー球状であつた。比較例１〜３リン酸トリメチル及びガラスビーズの量を第１
表記載の量に変化させる以外は実施例１，２と同
様にして成形品を得、その特性を評価した。この
結果を後掲第１表に示す。比較例１及び２ではｆの値が本発明の範囲を外
れたもので、共に全光線透過率が低い。また比較
例３では有機リン化合物を使用しなかつた為、成
形品は着色した。

【表】

【表】実施例６ガラス粒子として、実施例１に使用したと同じ
ビーズ5vol％と実施例５に使用したと同じ粉砕品
5vol％を併用したほかは実施例１と同様にして成
形品を得、その特性を評価した。その結果を次に
示す。ガラス粒子の平均長径：32μｍガラス粒子の平均短径：25μｍガラス粒子の平均粒径：29μｍｔ：１mm ｆ：6.9 Tt：82.5％ヘーズ：87.6％色：無色、半透明光源：見えない判定：使用適

Claims

【特許請求の範囲】１厚み25〜10000μｍの光拡散透過部を有し、
かつ該光拡散透過部が透明なガラス粒子を均一に
分散含有する熱可塑性樹脂組成物の溶融成形によ
り形成されてなる光拡散透過用成形品であつて、
該熱可塑性樹脂組成物は (A) ポリカーボネート樹脂 (B) 有機リン化合物及び (C) (A)成分の屈折率との差が0.005〜0.2の屈折率
を有し、かつ平均長径80μｍ以下、平均短径1μ
ｍ以上のガラス粒子よりなり、かつ(B)成分は下記式(1) 0.001W_A≦100W_B≦0.5W_A ……(1) 〔ここで、 W_Aは(A)成分の重量部 W_Bは(B)成分の重量部である〕を満足し、更に(C)成分は下記式(2)、(3) 0.01≦V_C／V_A＋V_C≦0.3 (2) 1.5≦ｆ≦20 ……(3) 〔ここで、 V_Aは(A)成分の容量部 V_Cは(C)成分の容量部ｆは下記式(4)で表わされる係数ｆ＝２・ｔ／Ｒ・（V_C／V_A＋V_C） ……(4) （但し、V_AとV_Cは上記と同じＲ：(C)成分の平均粒径〔（平均長径＋平均短
径）／２〕（μｍ）ｔ：光拡散透過部の厚み（μｍ）である）である。〕を満足し、予め溶融混合させてなるポリカーボネ
ート樹脂組成物であることを特徴とする光拡散透
過用成形品。