JPH07214684A - 光拡散性メタクリル系樹脂板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定の粒子径及び屈折率を有する２種の光拡
散剤を組み合わせて、できるだけ少量の光拡散剤で、光
の透過性、拡散性及び隠蔽性のバランスのとれた光拡散
性メタクリル系樹脂板を提供するものである。 【構成】 メタクリル系樹脂に、下記の条件で２種の光
拡散剤を分散している板状体からなる光拡散性メタクリ
ル系樹脂板。 平均粒子径１．５〜５μｍでかつ、該メタクリル系樹
脂との屈折率の差が０．０５以上０．０８未満の微粒子
（Ａ）からなる光拡散剤： 平均粒子径２〜１５μｍでかつ、該メタクリル系樹脂
との屈折率の差が０．０８以上０．１１未満の微粒子
（Ｂ）からなる光拡散剤： 該メタクリル系樹脂を基準として、微粒子（Ａ）及び
微粒子（Ｂ）各々の屈折率の差の絶対値の差が０．０１
〜０．０４： 微粒子（Ａ）／（Ｂ）の量比が２０／８０〜８０／２
０： 微粒子（Ａ）／（Ｂ）の合計量が板面積当たり６ｇ／
ｍ² 〜６０ｇ／ｍ² ：ｍ² となる量分散している光拡散
性メタクリル系樹脂板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明カバー、透過型デ
ィスプレイ用の光拡散板、照明看板等に用いられる入射
した光を拡散透過させることを目的とした光拡散性メタ
クリル系樹脂板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より照明カバー、透過型ディスプレ
イ用の光拡散板、照明看板などの部材として、アクリル
系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニ
ル系樹脂のごとく透明性樹脂に有機系や無機系の光拡散
剤を混在させたものが用いられている。この有機系光拡
散剤としては、架橋構造のアクリル系樹脂やスチレン系
樹脂やシロキサン系樹脂等の微粒子、無機系光拡散剤と
しては硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、二酸化珪素、酸化チタン、フッ化カルシウム等の
微粒子がある。

【０００３】しかし、これらの光拡散性樹脂組成物やそ
の板は、光を拡散させることを主眼としていたが、最近
では照明カバーや各種ディスプレイ用の光拡散板として
は、光を有効に利用することが望まれている。つまり、
所定の光を充分に透過させながら拡散させ、しかも光源
が透けないことが要望されてきた。この様な要望に対し
て、２種以上の光拡散剤を混在させた光拡散性樹脂組成
物や板についての提案がある。

【０００４】特開平1-269902号公報には、メチルメタク
リレート系重合体１００重量部に対して、アルキル基の
炭素数１〜４のアルキルメタクリレート１０〜７５重量
％、芳香族ビニル２０〜４０重量％、アルキル基の炭素
数１〜８のアルキルアクリレート５〜５０重量％とから
成る非架橋性モノマー１００重量部と０．５〜５重量部
の架橋性モノマーから成る平均粒径２０〜８０μｍの架
橋有機ポリマーを１〜１０重量部及び、平均粒径２〜８
μの球状シリコン樹脂粒子を０．０１〜１重量部とを配
合して得られる透過型スクリーン用光拡散板が開示され
ている。特開平2-194058号公報には、透明合成樹脂中
に、平均粒子径１〜６μｍのシリコーン樹脂微粒子及び
平均粒子径１〜７μｍの無機透明物質粉末を分散させた
光拡散性合成樹脂が開示されている。特開平5-51480 号
公報には、平均粒径が２μｍ以上２０μｍ以下のもの
と、１．５μｍ以下のものとの粒径の異なる２種類以上
の光拡散剤がプラスチック基材中に分散してなる高透過
高拡散プラスチックが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平1-269902号公報
に記載の光拡散板は、平均粒径２０〜８０μの比較的大
きな光拡散剤を使用しているため、光の拡散効率が低
く、しかも成形した板表面の平滑性が悪い。特開平2-19
4058号公報に記載の光拡散性合成樹脂は、炭酸カルシウ
ムや硫酸バリウムのような、メタクリル系基材樹脂に対
し比較的屈折率差の大きい光拡散剤を使用しているた
め、光の透過性及び隠蔽性が充分でない。特開平5-5148
0 号公報に記載の高透過高拡散プラスチックは、含有粒
子の平均粒子径が１μ前後と光の波長に近くなるため光
拡散性が充分でない。

【０００６】そこで本発明は、特定の粒子径及び屈折率
を有する２種の光拡散剤を組み合わせて、できるだけ少
量の光拡散剤で、光の透過性、拡散性、及び隠蔽性のバ
ランスがとれしかも反射光も適度の拡散性のある光拡散
性メタクリル系樹脂板を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、メタクリル系
樹脂に、平均粒子径１．５〜５μｍでかつ、該メタク
リル系樹脂との屈折率の差が０．０５以上０．０８未満
の微粒子（Ａ）からなる光拡散剤：平均粒子径２〜１
５μｍでかつ、該メタクリル系樹脂との屈折率の差が
０．０８以上０．１１未満の微粒子（Ｂ）からなる光拡
散剤：該メタクリル系樹脂を基準として、微粒子
（Ａ）及び微粒子（Ｂ）各々の屈折率の差の絶対値の差
が０．０１〜０．０４：微粒子（Ａ）／（Ｂ）の量比
が２０／８０〜８０／２０：微粒子（Ａ）／（Ｂ）の
合計量が板面積当たり６ｇ／ｍ² 〜６０ｇ／ｍ² ：の条
件で２種の光拡散剤を分散している光拡散性メタクリル
系樹脂板を提供するものである。

【０００８】本発明に用いるメタクリル系樹脂とは、メ
タクリル酸メチル単独重合体或いはメタクリル酸メチル
を５０重量％以上と、他のビニル単量体との共重合体で
ある。該ビニル単量体としては、例えばメタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシ
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−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒド
ロキシ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、アクリル酸フェニル、アクリル酸
ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸
２−ヒドロキシエチル、等のアクリル酸エステル類；メ
タクリル酸、アクリル酸などの不飽和酸類；スチレン、
α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロ
ヘキシルマレイミド等である。また、この共重合体に
は、ポリブタジエンまたはブタジエン／アクリル酸ブチ
ル共重合体、ポリアクリル酸ブチル共重合体などのエラ
ストマー成分や無水グルタル酸単位、グルタルイミド単
位をさらに含んでいても良い。

【０００９】微粒子（Ａ）の平均粒子径は、１．５〜５
μｍであり、好ましくは２〜３μｍである。１．５μｍ
未満だと粒子径がより光の波長に近接するため、光拡散
性、隠蔽性が低下する。５μｍを越えると光拡散性が低
下する。該微粒子は、真球状のものが好ましい光拡散効
果を呈する。

【００１０】微粒子（Ａ）の基材メタクリル系樹脂との
屈折率の差は０．０５以上０．０８未満である。０．０
５未満であると光拡散性が低下する。０．０８以上であ
ると光透過性が低下する。

【００１１】微粒子（Ｂ）の平均粒子径は、２〜１５μ
ｍであり、好ましくは５〜１０μｍである。２μｍ未満
だと、光透過性が低下する。１５μｍを越えると光拡散
性が低下するばかりでなく、板表面の平滑性が低くな
る。該微粒子は、真球状のものが好ましい光拡散効果を
呈する。

【００１２】微粒子（Ｂ）の基材メタクリル系樹脂との
屈折率の差は０．０８以上０．１１未満である。０．０
８未満であると光拡散性が低下する。０．１１以上であ
ると光透過性及び隠蔽性が低下する。

【００１３】これらの２種の光拡散剤が互いに優れた効
果を発揮する好ましい条件としては、メタクリル系樹脂
を基準として、微粒子（Ａ）及び微粒子（Ｂ）各々の屈
折率の差の絶対値の差が０．０１〜０．０４とすること
である。０．０１未満だと単一の光拡散剤と近似し、透
過性、拡散性、及び隠蔽性のバランスが取れず、０．０
４を越えると、屈折率差の大きい方の光拡散剤の影響が
強く出て、やはり光透過性、拡散性、及び隠蔽性のバラ
ンスが取れない。

【００１４】微粒子（Ａ）及び微粒子（Ｂ）の混合比率
は２０／８０〜８０／２０で、好ましくは３０／７０〜
７０／３０である。微粒子（Ａ）の比率が２０未満であ
ると、光透過性は低下する。微粒子（Ａ）の比率が８０
を越えると、光の透過性は上がるが、拡散性が低減する
ため、これまた好ましくない。

【００１５】これら２種の光拡散剤を合計でメタクリル
系樹脂に板面積当たり６ｇ／ｍ² 〜６０ｇ／ｍ² 好まし
くは１０ｇ／ｍ² 〜４０ｇ／ｍ² 分散させる。６ｇ／ｍ
² 以下だと光拡散性が充分でなく、６０ｇ／ｍ² 以上だ
と光透過性が低下する。分散の状況は、樹脂板の厚み方
向に上記の濃度であれば全般に分散させても良いし、表
層や中央に偏在させても良い。

【００１６】本発明の微粒子（Ａ），（Ｂ）は、上記の
屈折率を有する物であれば無機系、有機系のいずれでも
よい。具体的には、架橋シロキサン系重合体、架橋スチ
レン系重合体、架橋アクリル系重合体等の有機系微粒
子、二酸化珪素、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、フッ化カルシウム等の無機系微粒子が該当する。こ
の中でも、透過光の色目が良くなるという点で、微粒子
（Ａ）として架橋シロキサン系重合体、微粒子（Ｂ）と
して架橋スチレン系重合体が好ましい。

【００１７】架橋シロキサン系重合体とは、一般的にシ
リコーンゴム、シリコーンレジンと呼称されるものであ
り、常温で固体状のものを指す。シロキサン系重合体は
主にクロロシランの加水分解と縮合によって製造され
る。例えば、ジメチルジクロロシラン、ジフェニルジク
ロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン、メチルト
リクロロシラン、フェニルトリクロロシランに代表され
るクロロシラン類を加水分解と縮合することにより、シ
ロキサン系重合体を得ることができる。さらに、これら
のシロキサン系重合体を過酸化ベンゾイル、過酸化−
２、４−ジクロルベンゾイル、過酸化−ｐ−クロルベン
ゾイル、過酸化ジキュミル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、
２、５−ジメチル−２、５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサンのごとき過酸化物により架橋させたり、ポ
リシロキサン化合物の末端にシラノール基を導入し、ア
ルコキシシラン類と縮合架橋させたりすることによって
製造することができる。なかでも、珪素原子１個あたり
に有機基が２〜３個結合した架橋シロキサン系重合体が
好ましい。

【００１８】架橋シロキサン系重合体粒子を得るには、
前記架橋重合体を機械的に微粉砕する方法や、特開昭59
-68333号公報、特開昭60-13813号公報等に記載の方法等
が利用できる。又、市販品として東芝シリコーン（株）
社製“トスパールシリーズ”、東レ・ダウーニング・シ
リコーン（株）社製“トレフィルシリーズ”、信越化学
工業（株）社製“シリコーンパウダー”がある。

【００１９】架橋シロキサン系重合体粒子の屈折率は、
該シロキサン系重合体の構成成分によって変化するが、
１．４０〜１．４７程度である。一般的に該シロキサン
系重合体中にフェニル基が多く入る程、また珪素原子に
直結した有機基が多くなる程、屈折率が上がる傾向があ
る。この中から、基材のメタクリル系樹脂の屈折率との
差が適切なものを選択すれば良い。

【００２０】架橋スチレン系重合体とは、スチレン系単
量体単位を５０重量％以上含み、そのほかに、ラジカル
重合可能な二重結合を分子内に１個有する単量体を４
９．９重量％以下、ラジカル重合可能な二重結合を分子
内に少なくとも２個有する単量体を０．１〜５０重量％
の重合体である。

【００２１】スチレン系単量体とは、スチレン及びその
誘導体である。スチレン誘導体としては、クロロスチレ
ン、ブロムスチレンのようなハロゲン化スチレン、ビニ
ルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキル置換
スチレンが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。また、上記スチレン系単量体は二種類以上併用し
ても良い。

【００２２】ラジカル重合可能な二重結合を分子内に１
個有する単量体とは、前記のスチレン系単量体と共重合
するものであれば特に制限はないが、例えば、メチル
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
プロピル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）ア
クリレート類；アクリロニトリルなどが挙げられる。こ
れらの中でも特にメチルメタアクリレートのごときアル
キルメタアクリレート類が好ましい。なお、上記単量体
も二種類以上併用しても良い。

【００２３】ラジカル重合可能な二重結合を分子内に少
なくとも２個有する単量体とは、例えば、１、４−ブタ
ンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリ
コールジ（メタ）アクリレートのようなアルキルジオー
ルジ（メタ）アクリレート類；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、プロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレートのようなアルキレングリコールジ（メタ）ア
クリレート類；ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート
のような芳香族多官能化合物；トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテト
ラ（メタ）アクリレートのような多価アルコールの（メ
タ）アクリレート類が挙げられる。これらの単量体も二
種類以上併用しても良い。

【００２４】これらの構成成分を公知の懸濁重合法、ミ
クロ懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の方法によ
り重合し、必要により分級して所望の粒径の粒子を得る
ことができる。

【００２５】架橋スチレン系重合体の屈折率は、該スチ
レン系重合体の構成成分によって変化するが、１．５３
〜１．６１程度である。一般的に、フェニル基を有する
単量体が多い程、またハロゲン化された単量体が多く含
まれる程、屈折率が高くなる。この中から、基材のメタ
クリル系樹脂の屈折率との差が適切なものを選択すれば
良い。

【００２６】本発明の光拡散性メタクリル系樹脂板と
は、いわゆるフィルム、シート、板と称されるものであ
る。その厚みは特に制限はしないが、概ね１０μｍ〜１
０ｍｍ程度である。また、積層したものでもよい。 つ
まり、積層したものが、板の面積当たり所定の光拡散剤
の濃度となるものでもよい。勿論所定の光拡散剤の濃度
の板に透明な樹脂板を積層してもよい。

【００２７】該メタクリル系樹脂と、該光拡散剤とから
本発明の光拡散性メタクリル系樹脂板とするには、ヘン
シェルミキサー、タンブラー等で機械的に両者を混合
し、一軸、二軸の押出機等で溶融混練した後、Ｔダイ、
ロールユニットを介して板状にするいわゆる押出成形が
ある。また両者を機械的に混合し、一軸、二軸の押出機
等で溶融混練した後、ペレット化し、射出成形やプレス
成形により板状とする周知の方法がある。また、該光拡
散剤を、該メタクリル酸メチル重合体を構成する単量体
及び、その部分重合体を含むシロップに混ぜて、キャス
ト重合、連続キャスト重合させて板状とする方法があ
る。

【００２８】また、本発明の光拡散性メタクリル系樹脂
板に、艶消し剤、染料、顔料、光安定剤、紫外線吸収
剤、酸化防止剤、補強剤、充填剤、離型剤、難燃剤等周
知の添加剤を加えてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の光拡散性メタクリル系樹脂板
は、従来の光拡散板と比べ光拡散剤の使用量が少なくて
も、充分な光拡散性と光透過性を有し、しかも隠蔽性に
も優れている。又自然光が当たった場合も、内部から適
度に拡散された反射光を生じる。該樹脂成形体は、光拡
散性、光透過性、隠蔽性が要求される照明カバー、透過
型ディスプレイの光拡散板、照明看板等に好適に利用で
きる。しかも光源が点灯している時のみならず消灯時に
も存在感を持たせることができる。

【００３０】

【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例によって何等制限され
るものではない。なお、評価方法は以下の通りである。 ・全光線透過率（Ｔ_t ）及び全光線反射率（Ｒ_t ）及び
ヘイズ；ASTM D1003-61に準拠して、ポイック積分球式
ヘイズメーター（日本精密光学製SEP-HS-30D）により測
定した。 ・隠蔽性及び光拡散性；垂直入射光による透過角０度の
透過光強度（Ｉ₀ ）、垂直入射光による透過角５度の透
過光強度（Ｉ₅ ）、垂直入射光による透過角70度の透過
光強度（Ｉ₇₀）を（株）村上色彩技術研究所製、自動変
角光度計GP−1Rを用いて測定し、Ｉ₅ ／Ｉ₀ を隠蔽性と
し、Ｉ₇₀を広角側拡散性とした。 ・平均粒子径；光回折散乱粒径測定機（マルバーン社
製、マスターサイザー）で測定し、Ｄ₅₀の値を平均粒子
径とした。 ・目視判定；成形体を目視した際、表面状態が平滑なも
のを○、平滑でないものを×とした。

【００３１】実施例１〜５、比較例１，２ メタクリル樹脂ビーズ（スミペックス−ＥＸＡ、住友化
学工業（株）製、屈折率1.49）と、光拡散剤として球状
架橋シロキサン系重合体粒子（トレフィルDY33-719、東
レダウコーニングシリコーン（株）製、平均粒子径２μ
ｍ、屈折率1.42）と、球状架橋スチレン系重合体粒子
（ファインパール、住友化学工業（株）製、平均粒子径
６μｍ、屈折率1.59）を表１に示す量とをヘンシェルミ
キサーで混合した後、押出機で（一軸、スクリュー径４
０mm、田辺プラスチック（株）製）で樹脂温度２６５℃
で溶融混練した後、Ｔダイ、ポリシングロール３本を介
し、２mm厚、巾２２cmのシートを得た。得られたシート
の評価結果を表２に示す。

【００３２】実施例６，７ メタクリル樹脂ビーズと、光拡散剤として球状架橋シロ
キサン系重合体粒子（トスパール130、東芝シリコーン
（株）製、平均粒子径３μｍ、屈折率1.43）と、球状架
橋スチレン系重合体粒子（スチレン／メタクリル酸メチ
ル／エチレングリコールジメタクリレート共重合体；組
成重量比９０／９／１、平均粒子径10μｍ、屈折率1.5
8）を表１に示す量とをヘンシェルミキサーで混合した
後、実施例１と同じ押出機で樹脂温度２６５℃で溶融混
練した後、Ｔダイ、ポリシングロール３本を介し、０．
１mm厚、巾１３cmのフィルムを得た。次にメタクリル樹
脂ビーズを、実施例１と同じ押出機とポリシングロール
３本ユニットを用いて厚さ１．９mmのシートを成形し、
その際、第２と第３ロールの間隙に、先に作成したフィ
ルムを挟み込み積層し、厚み方向に濃度分布をつけた２
mm厚のシートを得た。得られたシートの評価結果を表２
に示す。

【００３３】比較例３ 光拡散剤の球状架橋シロキサン系重合体粒子（トスパー
ル１０５、東芝シリコーン（株）製、平均粒子径０．５
μｍ、屈折率1.43）を変更した以外は実施例１と同様に
行った。得られたシートの評価結果を表２に示す。

【００３４】比較例４ 光拡散剤の球状架橋スチレン系重合体粒子（スチレン／
ジビニルベンゼン共重合体；組成重量比９６／４、平均
粒子径30μｍ、屈折率1.59）を変更した以外は実施例１
と同様に行った。得られたシートの評価結果を表２に示
す。

【００３５】比較例５ 光拡散剤の球状架橋スチレン系重合体粒子を硫酸バリウ
ム（平均粒子径10μｍ、屈折率1.64）に変更した以外は
実施例１と同様に行った。得られたシートの評価結果を
表２に示す。

【００３６】実施例８ 光拡散剤としてスチレン（５４）／メタクリル酸メチル
（４５）／エチレングリコール（１）の共重合体粒子
（平均粒子径５μｍ、屈折率1.56）と実施例１で用いた
のと同じ球状架橋スチレン系重合体粒子（ファインパー
ル、平均粒子径６μｍ、屈折率1.59）を表１に示す量と
を用いた以外は、実施例１と同様に行った。 得られた
シートの評価結果を表２に示す。

【００３７】実施例９ 光拡散剤として屈折率の異なる２種の球状架橋シロキサ
ン系重合体粒子（トスパール１２０, 東芝シリコーン
（株）製、平均粒子径２μｍ、屈折率1.43）、と（KMP5
90, 信越シリコーン（株）製、平均粒子径２μｍ、屈折
率1.41）を表１に示す量とを用いた以外は、実施例１と
同様に行った。 得られたシートの評価結果を表２に示
す。

【００３８】実施例１０ 光拡散剤として実施例８で用いたのと同じ共重合体粒子
（平均粒子径５μｍ、屈折率1.56）と、球状架橋シロキ
サン系重合体粒子（KMP590, 信越シリコーン（株）製、
平均粒子径２μｍ、屈折率1.41）を表１に示す量とを用
いた以外は、実施例１と同様に行った。 得られたシー
トの評価結果を表２に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メタクリル系樹脂に、下記の条件で２種の
   光拡散剤を分散している光拡散性メタクリル系樹脂板。 平均粒子径１．５〜５μｍでかつ、該メタクリル系樹
   脂との屈折率の差が０．０５以上０．０８未満の微粒子
   （Ａ）からなる光拡散剤： 平均粒子径２〜１５μｍでかつ、該メタクリル系樹脂
   との屈折率の差が０．０８以上０．１１未満の微粒子
   （Ｂ）からなる光拡散剤： 該メタクリル系樹脂を基準として、微粒子（Ａ）及び
   微粒子（Ｂ）各々の屈折率の差の絶対値の差が０．０１
   〜０．０４： 微粒子（Ａ）／（Ｂ）の量比が２０／８０〜８０／２
   ０： 微粒子（Ａ）／（Ｂ）の合計量が板面積当たり６ｇ／
   ｍ² 〜６０ｇ／ｍ² ：