JPS6176547A - 光拡散透過用成形品 - 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１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、蛍光灯２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）光源の点滅べ関係なく光
源が見えないこと、（ａ）点灯時には光透過部分が一様
な明るさにあること、０９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ッ化カリ
、フッ化カルシウム、フッ化鉛。

少量のフッ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／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。ま之、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
のを含有し九素材の成形品は、例えば乳白色を呈して光
線透過率音大きく低下させるので、光源として比較的強
力な１球、蛍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通
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２００
μｍ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甲に均一かつ完
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、射出酸形成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−）、Ｑ−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
したようになって外観を損うことがある。ガラス繊維の
配向を生じ次場合には透過光の拡散の度合が不均一にな
るため方向によっ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．
２＋ｅｎ程度の半球が密充填された状卯に成形するもの
がある。しかしながら、この方法では、高い光線透過率
ケ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、金散の作製が極めて難かしいことも問
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、ガラスピーズを含有する熱可塑性樹脂組成物の
ソートは知られている。

特開昭５３−１４０３４３号公報には、ガラスピーズを
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
されることによっ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し、この問題を解
決するために熱可ｍ性樹脂とガラスピーズの単なる混合
物（例えばトライブレンド物）を押出機中で溶＠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ピーズの単なる混合物を押
出機に供給するとき供給ホッ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成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、該ガラス粒子をボ１７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ッ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、混線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、従って射出成形に適用
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って、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って、該熱可塑性樹脂組成物は （８）　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　ノ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）％式％） を満足し、更に（Ｏ成分は下記式（２１、（３）ＶＣ ０，０１≦　　　　≦０．３　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）ＶＡ
　＋　ＶＣ １，５≦ｆ　≦２０　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・川・・・・・・川・・　（３１「ここで、
７人は（ト）成分の容量部　　　　　］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って達成され
る。

本発明において基材としてのポリカーボネート樹脂（４
）は、二価フェ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って得られる。二
価フェノール類としては、例えばハイド０キノン、ジオ
キシジフェニル、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカノ
、ビス（ヒドロキシフェニルラシクａアルカン、ビス（
ヒドロキシフェニル）エーテル、ヒス（ヒドロキシフェ
ニル）ケトン。

ビス（ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（ヒドロキ
シフェニル）スルフィド、これらの芳香核に低級アルキ
ル及び（又は）・飄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−ヒス（４−ヒド
ロキシフェニル）プσパ／が最も一般的である。ポリカ
ーボネート樹脂としては、前記の二価フェノールのホモ
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、イソフタル酸なとの二塩基酸
で置換されたコポリマー、更にばこれらの混合物であっ
ても良い、３２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
フコパンから誘導されたポリカーボネートは市場から容
易に人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ＣＢ）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、例えばリン酸の化ノー、ジー、トリー
アルキルエステルやリン酸のモノ−＋　　シー＋　　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。就中り／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ｌ　　ＩＪ　７ｅ　ト１）エチル、リン酸
トリフェニル等を皐げることかできる。また、ホスホン
酸エステルはアルキル及び（または少アリールホスホン
酸のエステルが好ましく、例えばアルキルホスホン酸の
化ノー、ジ−エステルやアリールホスホン酸の化ノー、
ジ−エステル。

更にはアルキル・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）−？ジエチルエステル、３
，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヘンシルホスホ
ン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニル
ホスホン竣ジエ千ル等を秦げることができる。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♂は上記式（１１を満足
するｆｔ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！：
ＭＬ部当り、０．００１〜０．５ｉｔ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入
られず、また０、５１景部を超えるときは成形品に着色
１発泡１個条などを生ずるので好まし７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（ｑ放物の導電性向
上に有効であることは知ちれている（特開昭５８−２］
−５４４８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。

本発明にオ（゛いて用いるガラス粒子（Ｏけ上記の熱可
塑性樹脂（ト）の屈折率との差がｏ、ｏ　ｏ　ｓ〜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、磨屓状。

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２８以上用いてもよい。

この場合には、ガラス粒子（Ｑの屈折率は、夫々の屈折
率と夫々の容量化の精の和で定義する。例えば屈折率ｎ
１の粒子ｖＩ容量部と、屈折率ｎ、の粒子Ｖ２容量部を
用いるときは、ガラス粒子（Ｑの屈折率ｎは 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（Ｑの屈折率の＠を求め
々。このようにして得られたガラス粒子（Ｑの屈折率と
熱可塑性樹脂（８）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（１，０１〜０．１のものが好ましい。屈折率の
差がｏ、ｏ　ｏ　ｓ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（Ｑ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って求められる。ガラス粒子（Ｑの
平均長径および平均短径はそれぞれ８０〃ｍ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８０１１ｍ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１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ーホウケイ酸ガラス（「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（Ｑとポリカーボネ
ート樹脂囚の合計容積に対するガラス粒子（Ｑ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Ｂは Ｒ＝（平均長径十平均短径）÷２ で定義する。ｆ値が１．５未満になると、光の拡散が不
十分となって点灯時に光源が認識されるようになるので
好ましくなく、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囚、有機リン
化合物（Ｂ）及びガラス粒子（Ｑ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、ガラス粒子はカップリング剤などで表面処理して
あってもよい。

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柚以上によって
製造される。

例えば射出成形によっ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って前駆成形体
を得、更に該前駆成形体を吹込成形または熟成形もしく
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ットを
使用する。

このペレット製造においては、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ッパ
ーに入れ、その押出速度に対応、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、続的にホッパーに投入す
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
切断してペレットにする。ペレットは前記の公知の成形
方法によって成形品に成形する。成形品はその光拡散透
過部の表ｉｉＩを要すれば微細な凹凸を廟する粗面Ｙ（
してもよい。

〔発明の効果〕 本発明の光拡散透過用成形品に、約６５％以上の全光線
透過率と８０％以上のヘーズ値と有して、侵れた明るさ
と光拡散性能全有し、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段れた特徴を
有する。そのため、本発明の成形品は例えは、照光式ス
イッチ、表示灯、信号灯、皆告灯などのフィルターやカ
バー、或は車輌の尾灯、ウィンカ−１照明器具、ザノル
ー７などに使用す□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、それ全拡大写真にとり、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って、平均長径および平
均短径を求め次。

また、平均粒径はその平均値として求め念。

実施例１，２ ２．２−ビス（４−ヒトσキシフェニル）プロパンから
誘導されたポリカーボネート１００．ｉｉ量部当４７０
．１ｉｊ１部のリン酸トリ／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のガラスピーズ１０．７容
量部とを押出機で溶融混練後押出してペレット化した。

得られたペレットを用いて、射出成形によって幅２５ｍ
ｍ、＆さ２５ｍｍ、高さ５ｍｍ、厚み１　ｍｍま７’（
は２　ｍｍの箱型の照光スイッチカバーを作製した。こ
れらカバーの底［ｋｉ（光拡散透過部）について、積分
球式光、仮透過率測定装置によって全光線透過率Ｔｔ（
％）と散乱光線透過率Ｔｄ（循）を測定し、　（Ｔｄ＋
Ｔｔ）Ｘ１００によって、ヘーズ（％）を求めた。まｆ
ｃ目視によって成形品の電音評価し、カバーの後方１５
鴫の位許に発光ダイオード（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った。この結果を後掲第３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、その特注を評価しｆｃ
ｏこの結果を後掲第１表に示す。

なお、実施例４のガラ７扮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
状であった。

比較例１〜３ リン酸トリメチル及びガラスピーズのｉ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全外れたもの
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った為、成形品は着色した。

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５
　ｖｏｌ　％と実施例５に使用したと同じ粉砕品５　ｖ
ｏｌ　％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：　　２９　Ｂｍｔ　　　　　　
：　　１關 ｔ　　　　　　　：　　６．９ Ｔｔ　　　　　　：　　８２．５％ ヘーズ　　：　８７．６係 色　　　　　：無色、半透明 光源　　　　二見えない 判定　　　　二使用適

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　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） ０．００１Ｗ＿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≦▲数式、化学式、表等があります▼≦０．３……
   ………………（２）１．５≦ｆ≦２０……………………
   （３） 〔ここで、Ｖ＿Ａは（Ａ）成分の容量部 Ｖｃは（Ｃ）成分の容量部。 ｆは下記式（４）で表わされる係数 ▲数式、化学式、表等があります▼……………（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。