JPS6177802A - 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ｒＩｌ透過透過用成彩間し、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熱可塑性樹
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２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１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）光源の点滅に関係なく光
源が見えないこと、（○）点灯時には光透過部分が一様
な明るさにあること、（ハ）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ン化カリ
、フッ化カルシウム、フッ化鉛、９足のフッ素または塩
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、酸化アンチモン、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！ｌｉ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。また、酸
化チタンの如き光拡散効果と同時に隠蔽効果を奏するも
のを含有した素材の成形品は、例えば乳白色を呈して光
線透過率を大きく低下させるので、光源として比較的強
力な電球、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過
用成形品が古い光線透過率を有しかつ一定の品質を有す
ることが望まれている。

かくして、基材として合成樹脂を用いる場合長さ約２０
０μｍ以上のガラスｍ雑が使用されている。

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中
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兜な鏡面になるが、熱可塑
性樹脂の場合には種々の問題を生ずる。ずなわら、射出
酸形成は押出成形では樹脂の流れ方向にガラスｍ、Ｉｌ
Ｉの配向を生じ、またゲート、ロール、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
じた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、高い九ｆ！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
．２１ｆｆｉ程度の半球が密充填された状態に成形する
ものがある。しかしながら、この方法では、高い光線透
過率を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、金型の作製が極めて難かしいこと
も問題Ｃ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
シートは知られている。

特開Ｉ１１５３−１４０３４３号公報には、ガラスご−
ズを透明な熱可塑性樹脂と溶融混合して押出したシート
が記載されている。しか１乍ら、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。

また、本発明者の研究結果によれば熱可塑性樹脂とガラ
スピーズの屈折率の差、シートの厚み。

ガラスピーズの径などによって得られるシートの全光線
透過率、散乱光線透過率が変化するため、用途に適合す
るシートの製造条件を見出すことは容易でないが、これ
らのついて該公報には何ら説明されていない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、透明な熱可塑性樹脂を基材として、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。

［発明の構成］ 本発明の目的は、本発明によれば、厚み２５〜１ｏｏｏ
ｏμ７ｎの光拡ｒｌｉ、透過部透過口、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
性樹脂組成物の少くとも射出成形を経る成形により形成
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 （Ａ）　　透明な熱可塑性樹脂及び （８）（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）成分の配合割合が下記式％式％（
２１ ここで、ＶＡは（Ａ＞成分の容量部、 ■８は（Ｂ）成分の容量部、 ［は次式（３）で表わされる係数 （但し、ＶＡとＶＢは上記と同じ、 Ｒは（Ｂ）成分の平均粒径［（平均 長径十平均短径）／２＞］（μｙｒｔ　）、【は光拡散
透過部の厚み（μｍ、）で ある） である を満足す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Ｌｉ材として使用する透明な熱可塑性樹
脂（Ａ）は、光拡散透過部の厚みにおける全光線透過率
が約７０％以上の樹脂である。かがる熱可塑性樹脂の好
ましいものとしては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹
脂、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、スチレン
・メチルメタクリレート共重合樹脂、ｍ１ｌｌｌＡＢｓ
樹脂、塩化ビニル樹脂、プロピレン・塩化ビニル共重合
樹脂、アイオノマー樹脂、メチルペンテン樹脂、セルロ
ースアレテート樹脂等を挙げることができる。透明な熱
可塑性樹脂は成形時に着色し難いものが好ましい。かか
る点から、透明性にすぐれるポリカーボネート樹脂は着
色し易いので望ましくなく、該ポリカーボネート樹脂を
用いるときには着色防止への対策が必要である。

本発明において用いるガラス粒子（Ｂ）は上記の熱可塑
性樹脂＜Ａ＞の屈折率との差がｏ、ｏｏｓ〜０．２の屈
折率を有し、かつ平均長径８０μｍ以下、平均短径１μ
ｍ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、普星状１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２種以上用いてもよい。この場合には、ガラス粒子
（Ｂ）の屈折率は、夫々の屈折率と夫々の容Ｗ比の積の
和で定義する。例えば屈折率ｎｌの粒子ｖ１重量品と、
屈折率ｎ２の粒子ｖ２容量部を用いるときは、ガラス粒
子（Ｂ）の屈折率ｎは の値とづる。３秤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（Ｂ）の屈折率の値
を求める。

このようにして１ｑられたガラス粒子（８）の屈折率と
熱可塑性樹脂（Ａ＞の屈折率との差がｏ、ｏｏｓ〜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０．０１〜０，１のものが好
ましい。屈折率の差が０．００５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はない。また、
０．２を超えるときは、光の分散効果は＾いが、全光線
透過率が著しく低下するので適当でない。熱ｉｉ「塑性
樹脂とガラス粒子の何れの屈折率が８いかは問題になら
ず、差のみが重要である。

本発明においては、ガラス粒子＜８）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Ｒ艮の径（長径）および最短の径（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（Ｂ
）の平均長径および平均短径は、それぞれ８０μｍ以下
および１μｍ以上であり、特に平均長径が４０μｍｎ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８０μｍ
を超えるときは容量化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、礪械的性質が
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。

ガラス粒子の配合間は、先ず上記式（１）を満足する必
要がある。換言すれば、ガラス粒子（Ｂ）と熱可塑性樹
脂（Ａ）の合計容量部に対するガラス粒子（Ｂ）の容量
部の比が０．０１〜０．３の範囲内にある必要がある。

さらにガラス粒子の配合塁は、上記式（３）で表わされ
るｒ幀が、上記式（２）を満足する必要がある。更に好
ましいｃ値は３〜１５である。

本発明においては、平均粒ｉ￥Ｒは Ｒ＝（平均長径＋平均短径）÷２ で定義する。ｒ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ｒ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Ｃ好
ましくない。

本発明にＪ３いては、熱可塑性樹脂（Ａ）及びガラス粒
子（Ｂ）よりなる組成物を素材とするが、該素Ｈには所
望により他の添加剤、例えば熱安定剤、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商わない
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２５〜１００００μ肌の光拡散透
過部を有する成形品であり、該成形品は射出酸形成は該
射出成形と吹込成形など公知の成形方法との組合せによ
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、或は射出成形によって前駆成形
体を得、更に該前駆成形体を吹込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。そ
の際、熱可塑性樹脂の成形とほぼ同様に行なうことがで
きる。上述の射出成形においては、熱可塑性樹脂とガラ
ス粒子を予め混合して得た組成物、例えば組成物ペレッ
トを使用することが望ましい。このベレット製造におい
ては少くとも熱可塑性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。例えば熱可塑性樹脂
をホッパーに入れ、その押出速度に対応して、ガラス粒
子をベント孔から連続的に投入する方法、或は熱可塑性
樹脂とガラス粒子を別々に連続的にホッパーに投入づる
方法等を用いることができる。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【よ前記の公知の
成形方法によって成形品に成形する。成形品はその光拡
散透過部の表面を要すれば微細な凹凸を有する粗面にし
てもよい。

［梵明の効宋１ 本発明の光拡散透過用成形品は、約６５％以上の全光線
透過率と８０％以上のへ−ズ値を有して、優れた明るさ
と光拡散性能を有し、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、成形も熱可塑性
樹脂単独の場合とほぼ同様に行なうことがＣぎ、かつ金
型も特殊な加工を要しないなどの優れた特徴を有する。

そのため、本発明の成形品は例えば、照光式スイッチ、
表示灯、信号灯、警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−９照明器具、サンルーフなど
に使用することができる。

［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、それを拡大写真にとり、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、人々に
ついて平均値を求め、拡大倍率で割って、平均長径およ
び平均短径を求めた。

又、平均粒径は、その平均値として求めた。

実施例１，２ 屈折率１．５９のスチレン樹脂ベレット９２．５容量部
と屈折率１．５６　、平均粒径３０μｍのガラスビーズ
７．５容分部とを押出繍で溶融混練後押出してベレット
化した。

得られたペレットを用いて、射出成形によって幅２５＠
、＠、長さ２５ｍｍ、高さ５　ｔｎｍ　＋厚み１Ｍまた
は２ｍｍの箱型の照光スイッヂ力バーを作製した。これ
らカバーの底面（光拡散透過部）について、積分球式光
線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　　（％）を測定し、（−「ｄ÷
Ｔｔ）ｘｌｏｏによって、ヘーズ（％）を求めた。また
カバーの接方１５Ｈの位置に発光ダイオードを点対して
、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１表に
示す。

実施例３ スチレン樹脂を屈折率１．４９のアクリル樹脂に替え、
ガラスピーズを多角形状の粉砕品に替え、夫々の昂を９
６．１容量部、３．３容口部としたほかは、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
を後掲第１表に示す。

比較例１．２ 摂掲第１表に示ＩＪ”とＪ３す、熱可塑性樹脂としてア
クリル樹脂又はスチレン樹脂を用い、ガラス粒子として
ビーズ又ｔよラグビー球ないし縁の削れた円筒状の粉砕
品を用いて、実施例１．２と同様にして成形品を冑、そ
の特性を評価した。その結果を復掲第１表に示す゛。

比較例１では熱可塑性樹脂とガラスピーズの屈折率の差
が大き過ぎ、また比較例２ではｒ値が本発明の範囲を外
れたもので、共に全光線透過率が低く、使用不適と判定
された。

（以下余白） 実施例４ 熱可塑性樹脂として屈折率１．５９のスチレン樹脂を用
い、ガラス粒子として実施例１に使用したと同じビーズ
５Ｖ０１％と比較例２に使用したと同じ粉砕品５ｖ０１
％を併用して、実施例１と同様にして成形品を得、その
特性を評価した。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：２９μｍ ｔ　　　　　　　　　：１ｍｍ ｆ　　　　　　　　　：　　６．９ Ｔ　ｔ　　　　　　　　：　８０．３％ヘーズ　　　　
　　：　８８．２％ 光　源　　　　　　二見えない 判　定　　　　　　　：使用適

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 厚み２５〜１００００ｕｍ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少くとも射出成形を経る成形
   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 （Ａ）透明な熱可塑性樹脂及び （Ｂ）（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）成分の配合割合が
   下記式（１）、（２） ０．０１≦Ｖ＿Ｂ／（Ｖ＿Ａ＋Ｖ＿Ｂ）≦０．３…（１
   ） １．５≦ｆ≦２０…（２） ここで、Ｖ＿Ａは（Ａ）成分の容量部、 Ｖ＿Ｂは（Ｂ）成分の容量部、 ｆは次式（３）で表わされる係数 ｆ＝（２・ｔ）／Ｒ・（Ｖ＿Ｂ／Ｖ＿Ａ＋Ｖ＿Ｂ）…（
   ３）（但し、Ｖ＿ＡとＶ＿Ｂは上記と同じ、 Ｒは（Ｂ）成分の平均粒径［（平均長径＋平均短径）／
   ２］（μｍ）、ｔは光拡散透過部の厚み（μｍ）である
   ） である を満足することを特徴とする光拡散透過用成形品。