JPH0688007A - ネオジム含有透明アクリル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 アクリル樹脂に対してネオジムを０．５〜５
重量％含有し、かつ該ネオジムは構造式Ｃ_n Ｈ_2n+1ＣＯ
ＯＨ（ｎは３〜６）で表される飽和脂肪族カルボン酸か
ら選ばれる少なくとも１種以上の酸の塩として含有して
いることを特徴とする溶融成形可能で実質的に透明なネ
オジム含有透明アクリル樹脂組成物に関する。 【効果】 本発明のネオジム含有透明アクリル樹脂組成
物は鋳型中にて重合させる従来の方法よりはるかに製造
コストの安価な溶融成形にて簡易に実施できまた得られ
る樹脂板が透明であるためテレビ表面板やレンズ、照明
器具などの光学的樹脂材料等多方面に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ表面板やレン
ズ、照明器具などの光学的樹脂材料に関し特に光線透過
率を損なうことなく、色再現における忠実度を向上させ
ると同時に防眩効果をかねそなえた溶融成形可能なネオ
ジム含有透明アクリル樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリル系樹脂はその透明性や優れた機
械的強度を有すことからあらゆる分野に利用されてい
る。メタクリル酸メチルに無機物である金属を添加させ
た機能性材料として利用する方法も従来から多く知られ
ている。原子番号６０のネオジムはその光吸収特性が人
間の最も視感度の大きな波長５８０nm付近の波長を選択
することが知られている。最近照明光源としては高輝度
光源の利用が増加している。そのため高輝度ランプの演
色性並びに幻惑の防止が切望されている。防眩方法とし
て５８０nm付近の波長を選択的に吸収するフィルターを
通してみると防眩効果があることが知られている。

【０００３】またプロジェクションテレビの普及により
テレビの表面スクリーンやレンズなどにおけるコントラ
スト性能の向上や忠実な色再現性能が望まれている。と
ころでプロジェクションテレビにおいて使用されている
陰極線管がカラー陰極線管である場合、これらのうち赤
色光用の発光スペクトルは図１に示した如くでありきわ
めて急峻なメインピークを波長６１０nm付近及び６３０
nm付近に有している。また緑色光用の発光スペクトルは
図２に示される如くでありきわめて急峻なピークを波長
約５５０nm付近に有し発光のサブピークを波長４８０nm
〜４９０nm付近及び約６２５nm付近に有している。更に
青色光用の発光スペクトルは発光ピークを波長約４５０
nm付近に有したものとなっている。そのため三原色が互
いにメインピークを干渉しあい忠実な色再現はなされて
いない。この色再現性を向上させるには緑色陰極管線の
発光のうちの波長５６０〜６００nmの波長帯をカットす
ることによって実現される。このような防眩効果及び色
の再現性の忠実度向上のために波長５８０nm付近に強い
吸収を持つネオジムが有効であることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来ネオジム含有透明
アクリル樹脂を得る方法としては特公平２−１９８４２
号に記載の如く無機酸または有機酸のネオジム塩を溶解
させる溶媒存在下でメタクリル酸メチルを鋳型中にて重
合させる方法があった。これは透明な樹脂板が得られる
ものの製造工程が複雑なことや、溶媒により可溶化する
場合、アクリル樹脂の機械的強度の低下があることやア
クリル酸ネオジム、メタクリル酸ネオジムなどの重合性
ネオジム塩の共重合による場合はこれらが多官能性であ
るため共重合による金属架橋が生じ溶融成形が不可能で
あり成形加工コストがかかるなどの多くの問題があっ
た。

【０００５】また一方特開昭５１−５６８５１号、特開
昭５１−５８４４４号、特開昭５８−１６０９４１号は
メタクリル樹脂に無機ネオジム塩や有機ネオジム塩を混
練等の方法により均一に分散させることにより溶融成形
の可能な材料を得ている。しかし前２者は全光線透過率
は高いものの透視性はない。また特開昭５８−１６０９
４１号は光拡散性を有する透過形スクリーンを得ること
を目的としているので、問題はないが、該発明に記載さ
れたカルボン酸のネオジム塩を用いた場合後述の比較例
に示す如く比較的散乱の多い材料しか得ることができな
い。また該公報には具体的な実施例を示されていない
が、メタクリル酸ネオジムあるいはアクリル酸ネオジム
は共重合することができるので透明度の高いアクリル樹
脂を得ることができると記載されているが、本発明者ら
の実験によれば、ネオジム濃度を高めた共重合体は金属
架橋のために溶融成形は実質的に無理であった。また実
質的に透明なアクリル樹脂のネオジム含有量ではネオジ
ム特有の分光透過性は呈するが、その光吸収の度合いは
小であり、そこでかかる無機ネオジム塩や有機ネオジム
塩の含有量を増大すると散乱が多くなり、平行光線透過
率が著しく低下し実質的な透明性は消失する。またメタ
クリル酸エステル単量体と共重合可能なメタクリル酸ネ
オジムやアクリル酸ネオジム等をメタクリル樹脂に均一
に分散させた状態でも同様に透明性はなかった。

【０００６】本発明は上述の如く従来のネオジム含有樹
脂の欠点や不都合を解消すべく製造加工コストの安価な
溶融成形可能なネオジム含有透明アクリル樹脂を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は溶融成形可能
なネオジム含有透明アクリル樹脂を開発するために鋭意
研究を重ねた結果、構造式Ｃ_n Ｈ_2n+1ＣＯＯＨ（ｎは３
〜６）で表される飽和脂肪族カルボン酸から選ばれる少
なくとも１種以上の酸のネオジム塩を含有させる事によ
り、目的が達成されることを見出した。

【０００８】

【作用】本発明における樹脂板の実質的な透明とは透視
性を有するということであり、具体的には３mm樹脂板に
て平行光線透過率が３０％以上であり好ましくは５０％
以上、更に好ましくは７０％以上であり曇価が１０以下
であり好ましくは５以下であり更に好ましくは３以下で
ある。

【０００９】本発明のアクリル樹脂とは樹脂組成物中に
メタクリル酸メチル単量体単位を５１重量％以上含み、
メタクリル酸メチルと共重合可能な単量体との重合物で
ある。また溶融成形を行うためには分量１０００００〜
２０００００が望ましく、さらに好ましくは分子量１０
００００〜１３００００である。メタクリル酸メチルと
共重合可能な単量体とは、例えばアクリル酸およびメタ
クリル酸のアルキルエステル類、あるいはスチレン、ア
クリルアミドなどがあるが特にアクリル酸のアルキルエ
ステルが好ましい。これらの混合あるいは共重合割合
は、得られるアクリル樹脂の物性を考慮しながら任意に
選ぶことができる。本発明のアクリル樹脂はいかなる重
合法によってもまわないが懸濁重合が好ましい。

【００１０】また特に通常のアクリル樹脂に比べて熱変
形温度の高い透明樹脂として主鎖中にイミド構造を有す
るグルタルイミドアクリル樹脂が提案されており、本発
明のイミド化アクリル樹脂とは下記一般式（１）で表さ
れるグルタルイミド環を少なくとも３重量％好ましくは
１５重量％含有するイミド化アクリル樹脂である。

【００１１】

【化２】 イミド化アクリル樹脂は主鎖中に剛直な環構造を有して
おり、ガラス転移点が高いため、熱変形温度が高く、高
温に曝される用途に対しては通常のアクリル樹脂よりも
好適に使用できる場合があり、グルタルイミド構造単位
の含有率が高くなるにつれて熱変形温度が高くなる。グ
ルタルイミド環が３重量％未満の場合は耐熱温度が低く
高温に曝される用途に適さなくなる。

【００１２】これらの樹脂組成物に含有させるネオジム
は構造式Ｃ_n Ｈ_2n+1ＣＯＯＨ（ｎは３〜６）で表される
飽和脂肪族カルボン酸から運ばれる少なくとも１種以上
のカルボン酸の塩である。例えばｎ−酪酸ネオジム、イ
ソ酪酸ネオジム、ｎ−吉草酸ネオジム、イソ吉草酸ネオ
ジム、カプロン酸ネオジム、ヘプタン酸ネオジムであ
る。

【００１３】ｎが２以下の飽和脂肪族カルボン酸の塩で
は溶融成形時、加熱による熱分解が起こりやすく着色の
原因となる。例えば酢酸ネオジムは２５０℃で熱分解す
ることが知られている。またｎが７以上の飽和脂肪族カ
ルボン酸の塩ではネオジム塩のネオジム含有率が低く実
用的に満足するネオジム量をアクリル樹脂に含有させた
場合は光学的性質や機械的強度の低下をきたすので好ま
しくない。

【００１４】またメタクリル酸のような不飽和脂肪族カ
ルボン酸では後述の比較例の如く透明度の低いアクリル
樹脂となる。これらネオジム塩は単独でも使用できるし
組み合わせて使用することもできる。例えばｎ−吉草酸
ネオジムとカプロン酸ネオジム、ｎ−吉草酸ネオジムと
イソ吉草酸ネオジム、ｎ−酪酸ネオジムとイソ吉草酸ネ
オジムなどである。好ましくはｎ−吉草酸ネオジムとカ
プロン酸ネオジム、ｎ−酪酸ネオジムとｎ−吉草酸ネオ
ジム、吉草酸ネオジムとヘプタン酸ネオジムの組み合わ
せであり更に好ましくはｎ−吉草酸ネオジムとカプロン
酸ネオジムの組み合わせである。単独の飽和脂肪族カル
ボン酸のネオジム塩の組み合わせの割合は任意に選ぶこ
とができる。あるいはネオジム原子に２種以上の飽和脂
肪族カルボン酸が結合したネオジム塩としても使用でき
る。

【００１５】またネオジム原子に２種以上の飽和脂肪族
カルボン酸が結合したネオジム塩で、飽和脂肪族カルボ
ン酸の種類の組み合わせは任意に選ぶことができる。こ
れらのうち好ましくはｎ−吉草酸とカプロン酸との混酸
のネオシム塩である。ｎ−吉草酸とカプロン酸の割合は
ｎ−吉草酸が５０〜８０％が最も好ましく、特に透明度
の高いアクリル樹脂組成物を得ることができる。ネオジ
ム塩が前記以外の無機ネオジム塩や有機ネオジム塩にす
るとアクリル樹脂の透明性が損なわれたり、機械的強度
の低下をきたす。

【００１６】本発明のアクリル樹脂に含有させるネオジ
ムの使用量はネオジム元素換算で樹脂原料に対して０．
５〜５重量％である。ネオジム塩の使用量が０．５未満
の場合は得られる樹脂組成物の光選択吸収性が劣り、ま
た５重量％を越えると波長５８０nm付近の光線透過率が
実質的に０％近くなりそれ以上の含有率にしても特にメ
リットはない。

【００１７】本発明のネオジム含有透明アクリル樹脂組
成物はアクリル樹脂組成物とネオジム塩を分散混合させ
た混合物を押し出し成形、加熱プレス成形、ロール成
形、射出成形等の手法により容易に任意の形状や厚さに
成形できる。またアクリル樹脂として本来有している実
用的な透明性、機械的強度を損なうことがないので光学
レンズや照明カバーなどの光吸収選択フィルターや防眩
材料として好適に使用される。また本発明においては必
要に応じて紫外線吸収剤や赤外線吸収剤または可視光線
領域において吸収を示す別の光選択吸収剤や光拡散剤を
用途に応じて併用することができる。

【００１８】

【実施例】まず代表的なネオジム塩の合成例について説
明する。 合成例１ ｎ−吉草酸５．６ｇに３０％水酸化ナトリウム水溶液１
１ｇを攪拌下に滴下して、この水溶液をpH７．０〜７．
５に調節した。この液を５０℃の温度に保持しつつ、こ
れに三塩化ネオジム４．６ｇを溶解した水溶液１００ｇ
を攪拌しながら注いだ。時間攪拌後、沈殿したｎ−吉草
酸ネオジムを濾別し洗浄して乾燥した。収率は７０％で
あった。 合成例２ 酸化ネオジム４．１ｇ、イソ酪酸６．４ｇを水中にて８
０℃２時間攪拌し未反応個体を濾別し減圧下にて乾燥さ
せイソ酪酸ネオジムを得た。収率は８１％であった。 合成例３ ｎ−吉草酸９．３ｇ、ｎ−カプロン酸５．３ｇの混酸に
３０％水酸化ナトリウム水溶液１８．２ｇを撹拌下に滴
下しpHを７．０〜７．５に調節した。この液を７０℃に
保持しつつ１時間攪拌した。これに三酸化ネオジム１７
ｇを溶解した水溶液百ｇを攪拌下に注いだ。１時間攪拌
後沈殿を濾別し洗浄乾燥しｎ−吉草酸、ｎ−カプロン酸
ネオジムを得た。

【００１９】次に実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明を限定するものではない。

【００２０】実施例１ 合成例１で得られたｎ−吉草酸ネオジム３ｇをメタクリ
ル酸メチルとアクリル酸メチルの共重合ピーズ（クラレ
製メタクリル成形材料Ｇ−１０００）９７ｇに混合し２
３０℃で射出成形し厚み３mmの樹脂板を得た。得られた
樹脂板は平行光線透過率が高い透明な樹脂板であった。
この樹脂板の分光透過率をＵ−３４１０形自記分光光度
計（日立製作所製）で測定したところ、図３に示すよう
に５８０nm付近において吸収が認められた。

【００２１】実施例２ カプロン酸ネオジムを、ネオジム元素換算でそれぞれ
１，２，３，４重量％となるようにメタクリル酸メチル
とアクリル酸メチルの共重合ビーズ（クラレ製メタクリ
ル成形材料ＨＲ−Ｌ）に混合し２３０℃でミルにて混練
後加熱プレス成形し厚み３mmの樹脂板を得た。得られた
樹脂板はいずれも透明であった。

【００２２】実施例３ ｎ−吉草酸ネオジム２ｇとカプロン酸ネオジム１．２ｇ
をＨＲ−Ｌ９６．８ｇに混合し２３０℃でミルにて混練
後加熱プレス成形し厚み３mmの樹脂板を得た。得られた
樹脂板は透明であった。

【００２３】実施例４ 合成例４で得られたｎ−吉草酸とカプロン酸とのネオジ
ム塩３．２ｇをＨＲ−Ｌ９６．８ｇに混合し２３０℃に
てミルにて混練後加熱プレス成形し厚み３mmの樹脂板を
得た。得られた樹脂板は透明であった。

【００２４】実施例５ 合成例１で得られたｎ−吉草酸ネオジム３ｇをメタクリ
ル酸メチルの共重合比９０％のスチレンとの共重合ビー
ズ９７ｇに２５０℃で混練後加熱プレス成形し厚み３mm
の樹脂板を得た。得られた樹脂板は透明であった。

【００２５】実施例６ ヘプタン酸ネオジム３．７ｇをＨＲ−Ｌ９６．３ｇに混
合し、２３０℃でミルにて混練後加熱プレス成形し厚み
３mmの樹脂板を作った。得られた樹脂板は透明であっ
た。

【００２６】比較例１ 酸化ネオジム１０ｇ、メタクリル酸１７ｇ及び水１００
ｇを混合し、懸濁状態で６０℃３時間攪拌し、未反応個
体を濾別し除いた後、減圧下に水を蒸発されて濃縮し、
結晶を析出させた。この結晶をアセトンで洗浄し、減圧
下に乾燥させてメタクリル酸ネオジムを得た。得られた
メタクリル酸ネオジム４ｇをＨＲ−Ｌビーズ９６ｇに混
合したミルで２３０℃にて混練した後加熱プレス成形し
厚み２mmの樹脂板を得た。得られた樹脂板は平行光線透
過率が低く散乱の大きな樹脂板であった。

【００２７】比較例２ アクリル酸ネオジム２．５ｇをＨＲ−Ｌビーズ９７．５
ｇに混合し、２３０℃にてミルで混練し、２３０℃で加
熱プレス成形し厚み２mmの樹脂板を得た。得られた樹脂
板は平行光線透過率が低く散乱の大きな樹脂板であっ
た。

【００２８】比較例３ 酢酸ネオジム２．２ｇをＨＲ−Ｌビーズ９７．８ｇに混
合しミルで２３０℃にて混練したのち加熱プレス成形し
３mm樹脂板を得た。得られた樹脂板は平行光線透過率が
低く黄着色した樹脂板であった。

【００２９】

【表１】 実施例７ 合成例１で得られたｎ−吉草酸ネオジム３ｇを、式
（１）に置けるＲ_1,Ｒ_2,Ｒ₃ ＝ＣＨ₃ であるグルタルイ
ミド構造を７６重量％含むイミド化アクリル樹脂９７ｇ
に混合し２６０℃で射出成形し厚み３mmの樹脂板を得
た。得られた樹脂板は平行光線透過率が高い透明な樹脂
板であった。この樹脂板の分光透過率をＵ−３４１０形
自記分光光度計（日立製作所製）で測定したところ、図
４に示すように５８０nm付近において吸収が認められ
た。

【００３０】実施例８ 吉草酸ネオジム３．４ｇを式（１）に置けるＲ_1,Ｒ₂ ＝
ＣＨ_3,Ｒ₃ ＝Ｈであるグルタルイミド構造を３５重量％
含むイミド化アクリル樹脂９６．６ｇに混合し２６０℃
でミルにて混練後加熱プレス成形し厚み３mmの樹脂板を
得た。得られた樹脂板はいずれも透明であった。

【００３１】実施例９ ｎ−吉草酸ネオジム２ｇとカプロン酸ネオジム１．２ｇ
を実施例７と同じイミド化アクリル樹脂９６．６ｇに混
合し２６０℃でミルにて混練後加熱プレス成形し厚み３
mmの樹脂板を得た。得られた樹脂板は透明であった。

【００３２】実施例１０ 合成例４で得られたｎ−吉草酸とカプロン酸とのネオジ
ム塩３．２ｇを実施例７と同じイミド化アクリル樹脂９
６．８ｇに混合し２６０℃にてミルにて混練後加熱プレ
ス成形し厚み３mmの樹脂板を得た。得られた樹脂板は透
明であった。

【００３３】比較例４ 酸化ネオジム１０ｇ、メタクリル酸１７ｇ及び水１００
ｇを混合し、懸濁状態で６０℃３時間攪拌し、未反応個
体を濾別し除いた後、減圧下に水を蒸発されて濃縮し、
結晶を析出させた。この結晶をアセトンで洗浄し、減圧
下に乾燥させてメタクリル酸ネオジムを得た。得られた
メタクリル酸ネオジム４ｇを実施例７と同じイミド化ア
クリル樹脂９６ｇに混合したミルで２６０℃にて混練し
た後加熱プレス成形し厚み２mmの樹脂板を得た。得られ
た樹脂板は平行光線透過率が低く散乱の大きな樹脂板で
あった。

【００３４】比較例５ アクリル酸ネオジム２．５ｇを実施例７と同じイミド化
アクリル樹脂９７．５ｇに混合し、２６０℃にてミルで
混練し、２６０℃で加熱プレス成形し厚み２mmの樹脂板
を得た。得られた樹脂板は平行光線透過率が低く散乱の
大きな樹脂板であった。

【００３５】比較例６ 酢酸ネオジム２．２ｇを実施例７と同じイミド化アクリ
ル樹脂９７．８ｇに混合しミルで２６０℃にて混練した
のち加熱プレス成形し３mm樹脂板を得た。得られた樹脂
板は平行光線透過率が低く黄着色した樹脂板であった。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】以上述べたような構成からなる本発明の
ネオジム含有透明アクリル樹脂組成物は鋳型中にて重合
させる従来の方法よりはるかに製造コストの安価な溶融
成形にて簡易に実施できまた得られる樹脂板が透明であ
るためテレビ表面板やレンズ、照明器具などの光学的樹
脂材料等多方面に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー陰極線管における蛍光体の発光スペクト
ルを示すグラフである。

【図２】カラー陰極線管における蛍光体の発光スペクト
ルを示すグラフである。

【図３】本発明による樹脂の各波長域における光の透過
率を示すグラフである。

【図４】実施例７における樹脂の各波長域における光の
透過率を示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリル樹脂に対してネオジムを０．５
   〜５重量％含有し、かつ該ネオジムは構造式Ｃ_n Ｈ_2n+1
   ＣＯＯＨ（ｎは３〜６）で表される飽和脂肪族カルボン
   酸から選ばれる少なくとも１種以上の酸の塩として含有
   していることを特徴とする溶融成形可能で実質的に透明
   なネオジム含有透明アクリル樹脂組成物。
2. 【請求項２】 アクリル樹脂が下記一般式（１）で表さ
   れるグルタルイミド環を少なくとも３重量％含有するイ
   ミド化アクリル樹脂である請求項１に記載のネオジム含
   有透明アクリル樹脂組成物。 【化１】
3. 【請求項３】 ネオジムがｎ−酪酸ネオジム、イソ酪酸
   ネオジム、ｎ−吉草酸ネオジム、イソ吉草酸ネオジム、
   カプロン酸ネオジム、ヘプタン酸ネオジムの一種または
   一種以上の混合物として含有されたものであることを特
   徴とする請求項１，２記載のネオジム含有透明アクリル
   樹脂組成物。
4. 【請求項４】 ネオジムがｎ−酪酸、イソ酪酸、ｎ−吉
   草酸、イソ吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸より選ばれ
   た少なくとも一種以上の酸の混合塩として含有されたこ
   とを特徴とする請求項１，２記載のネオジム含有透明ア
   クリル樹脂組成物。