JPH0472347A

JPH0472347A - 光学フィルターなどの光学製品

Info

Publication number: JPH0472347A
Application number: JP2184478A
Authority: JP
Inventors: Kozo Ida; 浩三井田; Tetsuya Suda; 哲也須田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1992-03-06
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2648224B2

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］この発明は、光選択機能性を有するフィルターレンズ、
スクリーンなどの光学製品に関し、詳しくは波長５８０
ｎｍ付近の波長帯の光線を選択的に吸収する光学製品に
関する。

〔従来の技術〕

光選択機能性を有する光学製品として、ネオジム化合物
が波長５８０ｎ＋ｏ付近の光線を選択的に吸収する特性
を利用したものが、従来より知られている。例えば、特
開昭５８−２２５１４８号公報に開示されたものは、メ
タクリル樹脂などの透明なプラスチック基材に酸化ネオ
ンム粉末等を分散させた樹脂組成物を成形したものであ
る。また、特開昭６０−１６１４５８号公報に記載のネ
オジム含有光学製品は、アルキルメタクリレートやスチ
レンなどのモノマーとアクリル酸ネオジムなどのネオジ
ム化合物とカルボン酸などのネオジム化合物の溶媒と重
合開始剤とからなる混合物をセルキャスト法等で重合し
て種々の光学製品としたものである。

これらの光学製品は、上述のように波長５８０ｎｍ付近
の波長域で選択的に光線を吸収する特性を有し、カラー
ＣＲＴなどのカラーデイスプレィ装置のフィルターやス
クリーン板、レンズ、照明器具などに用いられている。

しかしながら、透明プラスチック基材に酸化ネオジム粉
末を分散させた樹脂組成物から得られたものでは、無機
粉末の分散系であることから、透明度や光線透過率が低
下し、また吸収ピークかブロードでかつ吸収光量も少な
いと言う欠点がある。

また、特開昭６０−１６１４５８号公報の光学製品では
、その樹脂組成物がネオジム化合物および溶媒とポリマ
ーとが分子的に結合あるいは溶解しているため、ポリマ
ー自体の機械的特性等が変化し、光学的に十分な量のネ
オジム化合物を含有させようとすると、樹脂組成物、す
なわち光学製品の大幅な特性劣化を招く不都合がある。

［発明か解決しようとする課題］よって、この発明における課題は、透明度や光線透過率
の低下、樹脂組成物の特性劣化なとの不都合を伴わず、
しかも鋭い吸収特性を有する光選択機能性光学製品を得
ることにある。

［課題を解決するための手段］かかる課題は、透明ポリマー中にネオジム化合物を含有
せしめてなる光選択機能性を持つビーズを用意し、この
ビーズを透明な樹脂中に分散させて樹脂組成物とし、こ
の樹脂組成物から光学製品を得ることで解決される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における光学製品とは、フィルター　レンズ、ス
クリーン、照明カバー、グレージングなどを指称するも
のとする。

まず、本発明で用いられる光選択機能性ビーズについて
説明する。

この発明で用いられる光選択機能性ビーズとは、透明ポ
リマー中にネオジム化合物が含有されてなる粒子である
。このビーズの粒径は５ｍｍ以下、００１μｍ以上の範
囲とされる。この粒径は、ビーズの用途によって大きく
変動する。また、ビーズ中のネオジム化合物は、透明ポ
リマーと共重合なとの手段によって化学的に結合されて
いてもよく、また透明ポリマー中に溶解されていてもよ
い。また、ビーズ自体が透明であることが必要である。

次に、この光選択機能性ビーズをその製法によって説明
する。

この光選択機能性ビーズの製法は、カルボン酸ネオジム
とカルボン酸から得られた複塩と、重合ポリマーが透明
となる重合性モノマーとの混合物を懸濁重合するもので
ある。

このビーズの製法において、上記ネオツム化合物として
カルボン酸ネオジムを使用する。このカルボン酸ネオジ
ムは、重合性を有するものであっても、また非重合性で
あってもよい。重合性のカルボン酸ネオジムとしては、
メタクリル酸ネオジム、アクリル酸ネオジム、α−クロ
ロアクリル酸不オンム、び−エチルメタクリル酸ネオジ
ム、マレイン酸ネオツム、フマール酸ネオジム、イタフ
ッ酸ネオジムなどが挙げられる。また、非重合性のカル
ボン酸ネオジムとしては、プロピオン酸、ｎ−酪酸、イ
ソ酪酸、ｎ−吉草酸、イソ吉草酸、ｎ−カプロンＷ、ｎ
−カプリル酸、ｎ−カプリン酸、α−エチルへ牛サン酸
、ラウリン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸のネオジム
塩およびオレイン酸、リノール酸、リルン酸、リンノー
ル酸、安息香酸、フタール酸、フハク酸、マレイン酸、
イタコノ酸、イタフッ酸モノアルキルエステル、ナフテ
ン酸等の不飽和脂肪酸、レブリン酸、アセチル吉草酸等
のオキソカルボン酸、乳酸、グリコール酸エチルエーテ
ル、グリコール酸ブチルエーテル等のヒドロキンカルボ
ン酸、ブチルア、ンドフノスフェート、エチルアノノド
フォスフェート等の燐酸類、脂肪族、芳香族のスルホン
酸等のネオジム塩などが挙げられる。これらカルボン酸
ネオジムは１種単独もしくは２種以上混合して用いられ
、重合性のものと非重合性のものと混合物であってもよ
い。

ついで、このようなカルボン酸ネオジムとカルボン酸と
を反応させて複塩とする。これは、一般にカルボン酸ネ
オジムか重合性モノマーに対して難溶であるためであっ
て、複塩とすることて重合性モノマーに対して易溶とす
ることかてきるためである。

このためのカルボン酸としては、メタクリル酸、アクリ
ル酸などの重合性の不飽和カルボ／酸やプロピオン酸、
イソ酪酸、ｎ−酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリ
ン酸、２−エチルへ牛サン酸、ステアリン酸、オクタン
酸、ナフテン酸などの飽和または不飽和の脂肪族などが
挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合せて用
いられる。

カルボン酸ネオジムとカルボン酸との混合Ｍ比は、両者
合計量を１００重量％とした場合、カルボン酸が１０〜
４０重量％の範囲とすることが好ましい。、カルボン酸
の量が４０重量％を越えると、ビーズ中のネオジムの含
有量が低下し、かつビーズの機械的特性、熱的特性が低
下し、好ましくないまた、カルボン酸ネオジムの溶解性を一層向上させるた
め、α−ヒドロキンエチルアクリレート、α−ヒドロキ
ンエチルメタクリレートなどの不飽和アルコール、プロ
ピルアルコール、シクロヘキシルアルコールなどの飽和
脂肪族アルコール、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール等の多価アルコールな
どを上記カルボン酸と併用することができる。このアル
コール類の使用量は、カルボン酸との混合物として、前
記同様１０〜４０重■％とされる。

また、上記重合ポリマーが透明である重合性モノマーと
しては、（メタ）アクリル酸エステルやスチレンが代表
的である。

（メタ）アクリル酸エステルとしては（メタ）アクリル
酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の（メタ）アク
リル酸アル牛ルまたは（メタ）アクリル酸シクロヘキシ
ル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフリル、（メタ）
アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸フェニル、（
メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸メタリル
、（メタ）アクリル酸β−ナフチル、（メタ）アクリル
酸β−アミノエチル、（メタ）アクリル酸２−メトキン
エチル、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラ
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチ
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、ｌ、６−へ牛すンジ
オールジ（メタ）アクリレート、ネオベンチルグリコー
ルシ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテト
ラ（メタ）アクリレート、トリメチロールブロノぐント
リ　（メタ）アクリレート及びこれらのノ１０ゲン置換
（メタ）アクリレート等である。

また、上記重合性モノマーには、得られるビーズの透明
性を損なわない程度に、共重合性モノマーを用いること
ができ、このような共重合性上ツマ−としては、酢酸ビ
ニル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどがあ
り、さらにエチレングリコールジアクリレート、ジエチ
レングリコールジメタクリレートなどの多官能アクリル
酸エステルを添加して架橋タイプのビーズとすることも
できる。

カルボン酸ネオジムとカルボン酸との複塩の生成は、カ
ルボン酸ネオジムとカルボン酸とを重合性モノマーに添
加し、撹拌、混合することで行われる。この混合は、常
温もしくは１００°Ｃ以下の温度に加温する温度条件で
行われ、Ｏ５５〜５時間の撹拌を行うことで、複塩が生
成し、重合性モノマーに溶解する。この操作により、カ
ルボン酸ネオジム、カルボン酸および重合性モノマーの
三者が均一に溶解した重合性混合溶液が得られる。

次に、このようにして得られた重合性混合溶液を懸濁重
合して、目的とする光選択機能性ビーズを得る。ここで
の懸濁重合には、通常の水相に上記重合性混合溶液およ
び重合開始剤を懸濁させて行う方法が用いられる。

重合開始剤として、α、α′−アゾビスイソブチロニト
リル、α、α−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニト
リル）、α、α′−アゾビス（２，４＝ジメチル−４−
メトキシバレロニトリル等のアゾビス系のものが用いら
れる。

この重合開始剤は、単独または２種以上を混合して使用
でき、その使用量は、上記重合性溶液中の重合性成分１
００ｆｉ’量部に対して０．００１〜１重量部とされる
。

また、懸濁粒子の安定化のため、ポリビニルアルコール
、カルホキ／メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリ
ウム、アルギン酸、ゼラチンなどの保護コロイドを適宜
添加することができる。

重合条件は、温度３０〜９０℃、時間１〜１０時間程度
とすることが好ましいが、この範囲に限られるものでは
なく、また初めに低温で重合し、ついで温度を上昇させ
て重合を継続させる方法なども用いられる。

重合完結後、常法によって重合粒子を脱水、水洗、乾燥
させれば、透明で球状の光選択機能性ビーズが得られる
。

この光選択機能性ビーズを風力ミクロンセパレータなど
の分級器によって所望の粒径範囲に分級し、透明樹脂組
成物に添加、分散する。

このようにして得られた光選択機能性ビーズは、透明ポ
リマー中にネオジム化合物が結合あるいは溶解された状
態で含有されており、ビーズ自体が透明となる。また、
ネオジム化合物の存在により５８０ｎｍ付近での光吸収
があり、かつネオジム化合物が結合または溶解状態であ
るため、鋭く、かつ吸光率の大きな吸収が見られる。さ
らに、ビーズ自体には、機械的特性などがさほど厳しく
要求されないので、ネオジムの含有量を十分高くするこ
とができ、例えば１５重量％程度にまでその含有量を高
めることができる。さらに、重合条件を適宜変化させる
ことにより、種々の粒径のものを得ることができ、重合
性モノマー、カルボン酸ネオジム、カルボン酸の種類、
配合比等を変化させることで、ビーズ自体の屈折率を用
途等に合せて変化させることもできる。

このようにして得られた光選択機能性ビーズは、種々の
透明樹脂組成物に添加、分散されて樹脂組成物とされ、
さらに種々の成形法によって光選択機能性を有する光学
製品とされる。

ここでの透明樹脂組成物としては、透明性を有していれ
ば熱可塑性、熱硬化性のいかんをとわず用いられ、ポリ
メチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリカーボネ
ート、セルロース系プラスチ、りなどが用いられる。

成形法としては、押出成形、射出成形、カレンダー成形
などがまず挙げられる。これらの成形法では予め重合さ
れたポリスチレン、ポリ塩化ビニルやポリメチルメタク
リレートのペレットなとに所定量の上記ビーズを配合し
、混合したのち、押出成形機、射出成形機、カレンダー
により、／−ト、フィルムあるいは種々の形状の光学製
品とされる。また、透明樹脂組成物としてポリメチルメ
タクリレートなどのアクリレートを用いる場合には、い
わゆるセルキャスト法によっても光学製品とすることが
できる。すなわち、アクリレートの部分重合体に上記ビ
ーズを添加し、鋳型に注入して重合を行うものである。

この透明樹脂組成物へのビーズの添加においては、ビー
ズの屈−率とマトリックスとなる透明樹脂組成物の屈折
率とを合致させることにより、透明な光学製品を得るこ
とができる。また、ビーズの粒径を０６２ｕｔａ以下と
すれば、両者の屈折率が異なっていても良好な透明性が
得られる。また、粒径２０〜２μｌ程度のビーズを添加
した場合は、ざら目詰の外観を呈し、粒径５０〜２００
μｌ１１程度のビーズでは、フロスト調あるいは乳半（
乳色半透明）調の外観を呈する。また、他の酸化チタン
、タルク、硫酸バリウムなどの光拡散材を併用して、乳
半調とすることもできる。

この透明樹脂組成物への光選択機能性ビーズの添加量は
、ビーズ中のネオジム含有量によっても、また光学製品
の用途によっても左右されるが、透明樹脂組成物１００
重量部に対して通常２〜３０重量部程度の範囲とされる
。このようなネオジム化合物を含有するビーズの形態で
光学製品にネオジムを含有させるものでは、マトリック
スとなる透明樹脂組成物自体の機械的特性等が低下する
ことがないため、結果的に多量のネオツムを最終光学製
品中に存在せしめることが可能となり、ネオジムが持つ
光選択機能性を十二分に発揮させることができるととも
に、最終光学製品の機械的特性等もほとんど低下するこ
とがない。

さらに、顔料、染料などの着色剤を併用して着色された
光学製品とするごともてきる。この着色剤の併用の際、
波長３８０〜４２０ｎｍ、４８０〜５３０　ｒｕｎ、５
６０〜６１０ｎｍおよび６４０〜７８０ｒ＋ｍのうち少
なくとも一つの波長域に吸収を有し、前記以外の波長域
の可視光線に対しては吸収をほとんどまたは全く有しな
い着色剤を配合し、これにより前記ネオジム化合物によ
る選択的吸収を補い、もしくは前記ネオジム化合物が吸
収を有しない可視光波長域において選択的吸収を行なわ
せることができる。このような作用を有する着色剤とし
ては、例えば、つぎに記すような染料、顔料または紫外
線吸収剤がある。

３８０〜４２ｏｎＩ１１の波長域に対して主たる吸収を
有する着色剤としては、サリチル酸フェニル、サリチル
酸バラ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル等のサリチル酸エス
テル、２−　（２’　−ヒドロキシ５′−メチルフェニ
ル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキン−３
’、５’−ジーｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−りｏ
ロペンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール類、２−
ヒドロ牛７−４−メト牛ジベンゾフェノン、２−ヒドロ
キシ−４−メトキシ−４′−クロロベンゾフェノン２．
２′−ジヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン等
のベンゾフェノン類等のｉ　外！　吸収Ｍｌがある。

４８０〜５３０ｎｍの波長域に対して主たる吸収を有す
る着色剤としては、ボスタゾール・し、ドＧＧ（ヘキス
ト社製）、バリオゲン・レッド３７３０　（ＢＡＳＦ社
製）、ダイヤレジン・し、ドＨ８（三菱化成工業株式会
社製）、ダイヤレノン・レッドＳ（三菱化成工業株式会
社製）、アマブラスト・ピンクＰ４Ｂ（アメリカン・ア
ニソン社製）、オレンジＣ−タイプ（バーキュレス社製
）等の赤色系色素がある。

６４０〜７８０　ｎｍの波長域において主たる吸収を有
する着色剤としては、ユウビニル・ブルーフ０２　（Ｂ
ＡＳＦ社製）、オイル・ブルー６１５（オリエント化学
工業株式会社製）、マクロレックス・グリーン５１３（
バイエル社製）、セイカゲン・オ・ブルーＧＫ−１２０
０（大日精化工業株式会社製）、スミトンンアニン・ブ
ルーＨＢ−１（住友化学工業株式会社製）等の青色系色
素かある。

５６０〜６１０ｎｍの波長域に主たる吸収を有する着色
剤としては、適切なものはないが、上記の３波長域に主
たる吸収を有する着色料のうち、５６０〜６１０ｎｒａ
の波長域にも吸収を有するものが好ましく使用される。

このような着色料には、例えばユウビニル・ブルーフ　
０２　（ＢＡＳ　Ｆｌｆ製）がある。

このような着色剤を併用した光学製品では、赤、緑、青
の光の三原色以外の光が吸収されることになり、特にカ
ラーＣＲＴなどの発光面を被うフィルタなどに使用する
と、蛍光体からの発光の色純度が改善され、色再現性が
向上し、高輝度を保持しながらコントラストの低下を防
止できる。

このような光選択機能性を有する光学製品の具体的用途
としては、例えば、フィルタ、レンズ、照明カバー　リ
ヤープロジェクションスクリーンなどの映像用スクリー
ン、看板、グレージングなどが挙げられる。

以下、具体例を示す。

製造例Ｉ〜７（光選択機能性ビーズの製造）（製造例１
）メタクリル酸ネオジム３４重量％にメタクリル酸メチル
４２重量％、ラウリン酸１５重量％、プロピレングリコ
ール９重量％をフラスコに入れ撹拌下６５℃に加温し約
２時間で溶解させた。

次いで、撹拌機、窒素ガス導入口のついたオートクレー
ブ容器に上記ネオジムモノマー混合液ヲ１００重量部、
アゾビスイソブチロニトリル０゜５重量部、ポリビニル
アルコール３．０重１１部、水８００重量部を高速撹拌
下、窒素ガスで置換した後、容器を加熱し、第一段重合
を７５℃で４時間、ついで第二段Ｍ合を９０’Ｃで１時
間加熱することにより重合を完結させた。

その後、常法通り脱水、水洗、乾燥させ、透明で球状の
ビーズを得た。これを風力ミクロセパレーターにて分級
し所望の粒径のビーズを得た。

（製造例２〜７）次の第１表のＡ欄の配合割合でメタクリル酸ネオジムと
ラウリン酸ないしはオクタン酸とを混合し６５°Ｃに加
熱溶解させた。次いで第１表のＢ欄からなるモノマーを
所定量加え、室温不溶解させる。微量の不溶解針を除去
したのち、製造例１と同様にオートクレーブ中で懸濁重
合を行ないビーズを得た。

第１表単位：重量％実施例（実施例１〜６）メタクリル酸メチルの部分重合体く重合率２０％）なら
びにこれと共重合性のモノマー１００重量部に、重合触
媒としてα、α′−アゾビス−（２４−ジメチルバレロ
ニトリル）０．０４重１部、離型剤としてジオクチルス
ルホサクシネート・ナトリウム塩０．００５重量部、製
造例１，４で得られたネオジム含有ビーズを第２表の配
合で添加、混合し、脱気した後、予め板厚が３ｍｍとな
るよう設定された強化硝子と軟質の塩化ビニル製ガスケ
ットとで構成された鋳型内に注入し、７０°Ｃの温水中
に８０分間浸漬した。次いで１３０℃の空気浴中で８０
分間装いて重合を完結させた。鋳型を取り除いて得られ
たキャストシートの光学性能及び分光透過率曲線は第２
表および第１図に示すとおりであった。

このようにして得られたキャストシートは、光拡散性な
らびに波長５８０　ｎｍ付近に強い吸収がみられる。こ
れらのキャストシートを白熱電球やハロゲンランプのラ
ンプカバーとして用いたところ、演色効果が大きくなり
、照明器具として有用なことがわかった。

（実施例７〜９．比較例１）アクリペットＶＨ（三菱レイヨン（株）製メタクリル樹
脂ペレット）と製造例３．６で得られたネオジム含有ビ
ーズを第３表で示した組成となるよう配合し、タンブラ
−で十分混合して均一化した後、押出機を用いて樹脂温
度２６０　’Ｃの条件下、ダイスより押し出し、三本の
鏡面仕上げしたロール間を通し冷却して、板厚が３ｍｍ
の樹脂板を得た。

これの光学性能を第３表に示す。第３表の結果から、必
要に応じ無機拡散剤ないしは基材の屈折率とは異なる屈
折率を有する透明ポリマービーズを添加することができ
るが、いずれも、ネオジムを含有することにより、５８
３　ｎｍ付近に光の吸収がみられた。これらの押出樹脂
板を用いて光源のカバーを作成したところ、色彩かな照
明器具を得ることができた。

＊Ｉ：２０％部分重合体（実施例１０〜１２．比較例２，３）第４表の構成となるよう実施例１で示したと同様の鋳込
重合法によりキャストシート（実施例１０．１１および
比較例２，３）を、また実施例７で示したと同様の押出
法により押出シート（実施例１２）を製造した。いずれ
の実施例のシートも、ネオジム含有ポリマービーズが均
一に分散した光拡散性のものであり、一方、比較例のシ
ート（こ（ま、ネオジムは含まれていない。これらシー
トの光学性能を第４表に示す。

さらに、これらの樹脂シートを、一方がピッチ０　、　
４　ｍ＋ｎ、　　Ｒ０、２９ｍｍとピンチＱ、３ｍ、Ｒ
Ｏ０７＋ｎｍからなるレンチキュラー型を有する金属板
と、他方が鏡面の金属板との間にはさみ１８０６Ｃに加
熱下、加熱プレス機で（成形圧力２５　ｋｇ／Ｃｍ″成
形時間１５分）成形を行ないレンチキュラー型のプロジ
ェクション用スクリーンヲ得り。

第４表組成の単位−重量部このようにして得られたプロジェクンヨン用スクリーン
を、パイオニア社製プロンエク／ヨンテレビ（ＳＤ−Ｐ
４Ｏ１０型）のスクリーンに代えてはめ込み、テレビ画
像を映して色の演色性を比較した。実施例１０〜１２の
ものから得られたスクリーンでは、外光の写り込みも少
なく、赤色、青色の色があざやかであったが、比較例２
，３のものはそれほどでもなく、その差は明瞭に認めら
れた。

また、実施例１０．１１および比較例２の樹脂／−トの
分光特性を第２図に示した。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の光選択機能性光学製品
は、ネオジム化合物を含有し、波長５８０ｎｍ付近に鋭
い吸収を示す光選択機能性ビーズを透明樹脂組成物に分
散したものから得られたものであるので、優れた光選択
機能性を有するとともに、ネオジム含有量を十分高めて
も機械的特性等の低下のないものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、いずれもこの発明の実施例で得られた樹脂シートの分光特性を示すスペクトルである。

Claims

【特許請求の範囲】

透明ポリマー中にネオジム化合物が含有されてなるビー
ズを分散した樹脂組成物からなる光選択機能性光学製品
。