JPS614762A - 光拡散性プラスチツク - Google Patents

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、グレージング、各種
ディスプレイあるいは透過型スクリーン等党の拡散を目
的とした部材に好適な光拡散性プラスチックに関するも
のである。

（従来の技術） 近来、省エネルギーという社会的要請から照明器具ある
いは発覚ディスプレイ等に関して、いかに元を有効的に
利用するかが注目さｔている。光源から出る元は一定で
あるので、できるだけ元を吸収せずに、必要な方向へ元
を拡散させる即ち指向性のある拡散を行なうことが１元
拡散性材料の望まｎる性質の一つである。−万このよう
な観点から、指向性のある拡散性材料を、照明カバーま
たはディスプレイ等の器具として組み込む場合には、七
ｎらに合った形状が要求さｎる。この形状とは、光源を
取り囲む球状であったり、また平板状で表面に微細な凹
凸や、レンチキュラーレンズのような規則的な形状を付
与したものである。したがって、こｎらの形状を容易に
付与できる材料であることも望ま扛る性質である。

ところで従来から、照明カバー、ディスプレイ用スクリ
ーン等の拡散性材料としては、無機透明徴粒子を透明プ
ラスチックに分散させて得る方法が一般に用いらｎてい
る。この場合の透明プラスチックとしては、（メタ）ア
クリル樹脂またはスチレン樹脂が用いらｎ、拡散性を得
るためには基材の透明プラスチックと異なる屈折率から
なる、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石英など
の平均粒径１０μ以下の無機透明徴粒子等を混入あるい
は塗布している。（特開昭５４−１５５２４１号公報、
特公昭４６−４３１８９号公報および実公昭２９−７４
４０号公報参照。） そしてこｎら実用化さｎている光拡散性プラスチックの
拡散性は大変に良好で、その程度は最大曲げ角（β値）
６０°　以上である。なお最大曲げ角（β値）とは、サ
ンプル面に垂直に入射し交平行元線を透過側からサンプ
ルを見て、光軸上における最大輝度（利得）をＧ。

とした場合、輝度（利得）が１／３ＧＯまで低下するに
要する光軸とのなす角度であり、一般に用いらｎている
。

本発明者等は、指向性を与えることの°Ｃきる光拡散材
料について検討を加えたところ次の事実が判明した。即
ち０元源などが透けて見えない限９、最大曲げ角（β値
）を小さくする万が指向性を与え易くかつ最大輝度（利
得）を大きくすることができる。この場合のβ値として
は、４ないし１０°が適している。■従来のように１種
類の光拡散剤全分散させた場合には、最大輝度Ｇｏ　　
と最大曲げ角β値の関係は、基材プラスチックと光拡散
剤との屈折率差によって決まってくる。そのため、ある
光拡散剤を使用した場合にとりうるＧＯとβの組合せは
限定さ扛てくる。

この点について説明するのが第１図のグラフであるが、
こｎは透明プラスチックとしてメタクリル樹脂（ＮＳ＝
１．４９２）を用い、こｎに透明徴粒子として無定形シ
リカ（ＮＩ）＝−１，４６）または結晶形シリカ（Ｎｐ
＝ｔｓｓ）ｙ用いて分散せしめ定ものである。このよう
に従来の１種類の光拡散剤では、Ｇｏ、βの値が■、■
の如く決まってくるため、光拡散性を設定するうえでの
制限となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような状況に鑑み、基材プラスチックに対
して大きな屈折率の光拡散剤と小さな屈折率の光拡散剤
とを併用すると、いずｎか一万の光拡散剤を用いた場合
に比べて、Ｇｏとβ値をともに同上できることを見出し
本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになさｔたもので、
その要旨とするところは、屈折ｉＮＳからなる透明プラ
スチック中に、 下記式（１）、（ＩＩ） ０．０２≦Ｎ５−ＮＡ≦０．１　　　　　　・・・（１
）４μ≦ｄＡμ≦５０μ　　　　　　・・・（ＩＩ）全
満足する平均粒径ｄＡμ、屈折率ＮＡを有し、かつ粒径
３μ以下の粒子の混入が多くとも５重量係である透明徴
粒子（〜と、 下記式（ＩＩＩ）、　（ＩＶ） ０．０２≦ＮＢ−ＮＳ≦０．１　　　　　・・・（１）
４　μ≦ａＢμ≦５０　μ　　　　　　　　　・・・　
（ＩＶ）を満足する平均粒径ｄＢμ、屈折率ＮＢを有し
、かつ粒径３μ以下の粒子の混入が多くとも５重量％で
ある透明微粒子（Ｂ）とを、 １／９９≦Ａ／−Ｂ≦９９／１　　　　・・・（Ｖ）上
記式（Ｖ）の割合で分散せしめてなることを特徴とする
光拡散性プラスチックにある。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の透明プラスチックとしては、（メタ）アクリル
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化
ビニル樹脂等があげらｎるが、こ扛らに限定さｎるもの
ではない。

また本発明における透明微粒子としては、結晶形シリカ
、無定形シリカ、ガラス、濃化リチウム、濃化カルシウ
ム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウ
ムおよび白雲母等の無機物、あるいはメチルメタクリレ
ートおよびこｎらと共重合可能な各種（メタ）アクリレ
ート誘導体のポリマーなどの有機物があげら扛るが、勿
論こｎらに限定さｎるものではない。

光拡散性を付与するために基材と異なる屈折率をもった
微粒子を分散させるのは常識であり、屈折率の差が小さ
いほど（入射光の拡散剤への衝突回数が同じならば）、
透過拡散量が多いことが知らｆている。しかし屈折率の
差があまりにも小さすぎると、入射光の拡散剤への衝突
回数が少なくなるため、拡散剤の濃度を人くとらなけ扛
ばならなくなり、こｎＶｉ経済的理由および、光拡散材
料の機械的物性の面から好ましくない。このため本発明
においては、基材の透明プラスチックと透明微粒子の屈
折率の差をα０２ないし０．１　Ｋ設定した。

さらに透明微粒子の粒径は、光学特性に大きな影響を与
えるが、本発明においては平均粒径が４ないし５０μの
範囲のものを用いている。

この粒径が５０μを超えると光拡散性のむらを生じ易く
、逆に４μ未満である光源の透けが生じて好ましくない
。また、本発明のように分散させる透明微粒子を平均粒
径でとらえると、こｎ以外の粒径のものも含有すること
となるが、特に粒径３μ以下の粒子の混入が５重量％を
超えると、透けが生じてしまうため、こｎ’６規制する
必要がある。なお、粒径６μ以下の粒子の混入が多くと
も５重量％であるような粒度分布の透明微粒子は、風選
あるいは水中における沈降速度篩別等にエフ得ることが
できる。

（実施例） 以下実施例および比較例をもって詳細に説明−ｊ暮ヵ５
、本発明ゆ。□ら。例、限。さ□あ、。

ではない。例えば本発明の光拡散性プラスチックを材料
として、フレネルレンズおよび／またはレンチキュラー
レンズあるいはその他のレンズ形状に設けたり、球状、
皿状等に成形して用いることも勿論可能である。なお本
実施例中における最大輝度（利得）　Ｇｏ　および最大
曲げ角（β値）は、次のようにして求めた。

すなわち第２図に示す配置で、光源（１）（コリメータ
ー、日本元学社裂）ヲサンプル（２）面に垂直に照射す
るように同け、サンプル（２）面上における照度が１’
Ｏｆｔ−ｃ＋ｉとなるよう明るさを調節する。また光源
（１）とサンプル（２）の延長上でサンプル（２）から
１ｍの距離に輝度計（３）（ミノルタ社製、オート・ス
ポット）ヲサンプルに向けて設らに、この輝度計（３）
ヲサンプル（２）の中心を軸として回転してゆき、サン
プル（２）上の輝度ｆ）：１／３ＧＯとなる最大曲げ角
（β０）を測足した・また平均粒径は、コールタ−カウ
ンター（コールタ−カウンター社製、ＴＡ−１型）から
粒径の累積重量％ヒストダラムを作成し、重量５０％に
対応する粒径を平均粒径とした・ 実施例１〜４ メチルメタクリレートの部分重合体（重合率２０％）１
００部（重量部、以下同じ）に、平均粒径８μの結晶形
シリカ（屈折率１．５５　）と、平均粒径１２μの無定
形シリカ（屈折率１．４６）全第１表の割合で配合し十
分に分散させた。このとき用いたシリカＡ、　　Ｂの粒
度分布は第３図に示す通りで、いずｎも各μ以下の粒子
の混入量は５重量係未満であった。この混合物にさらに
α０１部のジオクチルスルホサクシネートナトリウム塩
（分散剤、離型剤として）および２゜２′−アゾビ、ｉ
（＋２．４−ジメチルバレロニトリル）［１０４部（重
合触媒として）ｖｉ−添加し溶解させたのち、脱気し、
予め板厚が３咽となるよう設定さｆＬ′ｆｃ無機ガラス
の鋳型中に注入し、この鋳型を６５℃の温水に１８０分
浸漬し、次いで１１０℃の空気浴に１２０分滞在させ、
重合全完結させた。鋳型からシートを取り出したのち、
このシー）’に３０Ｗの蛍光灯にかざして光源の透は具
合をみたところいずｎも透けていなかつ友。また、Ｇｏ
、βの値を第１表に示した。なおこの実施例における４
つのサンプルの光学特性を示したのが第１図の曲線◎で
ある。

またこｎらのサンプルを加熱燃焼させ灰分からシリカの
単位面積あｆｃりの重量を求めた、こｒを第１表に示し
た。（以下の比較例においても同様にして求めた。） 以上の実施例の結果から、本発明を構成する実施例では
、従来、透けてしまう領域である最大曲げ角が１０°以
下においても透けにくく、明るい拡散性樹脂組成物の得
らｎることがわかるＯ 比較例１〜１０ 上記実施例と同じ要領で、メチルメタクリレートの部分
重合体に、結晶形シリカ（屈折率１．５５）または無定
形シリカ（屈折率１．４６’）をそｆぞｎ単独で第１表
に示す量配合した。こｆ′Ｌ’ｅ実施例と同様な方法で
鋳込重合し、板厚３聞のシートを得た。こｎらのシート
を第１表および第１図■、■とじて示した。

（発明の効果） 本発明は以上詳述した如き構成からなるものであり、従
来の常識を破る構成であって、低光拡散性でありながら
、光源が透けることなく、しかもＧＯとＢ値を同時に同
上させて、今までに得らｎなかった拡散特性を発揮させ
ることができ、したがって指向性のある光拡散性プラス
チクとしてより明るい照明器具、ディスプレイ装置ある
いは投影装置等に利用でき産業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は光拡散性プラスチックにおける透明徴粒子の寂
径の違いによる光拡散性を説明するためのグラフ、第２
図は本発明の菓施例において用いた光学特性測足方法の
説明図、第３図は実施例に用いた透明徴粒子の粒度分布
全示すグラフである。 （１）・・・・・元　源　　　（２）・・・・・サンプ
ル（３）・・・・・照度計 簗、／ν 最大曲り１１由　ｔρイＭ）（”Ｃ） 竿ア２　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、屈折率Ｎ＿Ｓからなる透明プラスチック中に、下記
   式（ I ）、（II） ０．０２≦Ｎ＿Ｓ−Ｎ＿Ａ≦０．１・・・（ I ）４μ
   ≦ｄＡμ≦５０μ・・・（II） を満足する平均粒径ｄＡμ、屈折率Ｎ＿Ａを有しかつ粒
   径３μ以下の粒子の混入が多くとも５重量％である透明
   徴粒子（Ａ）と、 下記式（III）、（IV） ０．０２≦Ｎ＿Ｂ−Ｎ＿Ｓ≦０．１・・・（III）４μ
   ≦ｄＢμ≦５０μ・・・（IV） を満足する平均粒径ｄＢμ、屈折率Ｎ＿Ｂを有しかつ粒
   径３μ以下の粒子の混入が多くとも５重量％である透明
   徴粒子（Ｂ）とを、 １／９９≦Ａ／Ｂ≦９９／１・・・（Ｖ） 上記式（Ｖ）の割合で分散せしめてなることを特徴とす
   る光拡散性プラスチック。 ２、透明プラスチックが（メタ）アクリル樹脂、スチレ
   ン樹脂、ポリカーボネート樹脂または塩化ビニル樹脂で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光拡
   散性プラスチック。 ３、透明徴粒子として、結晶形シリカ、無定形シリカ、
   ガラス、沸化リチウム、沸化カルシウム、炭酸カルシウ
   ム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウムおよび白雲母の
   うちから選ばれた少くとも２種を用いたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の光拡散性プ
   ラスチック。