JPWO2015151319A1 - 光拡散体及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
前記透明粒子は、光透過性を有する粒子であればよい。前記透明粒子は、均一な屈折率を有する粒子(例えば、単一の材質からなる粒子や、同一の屈折率を有するコア及びシェルからなるコア・シェル型粒子)であってもよいし、屈折率が異なる複数の部分から構成される粒子(例えば、異なる屈折率を有するコア及びシェルからなるコア・シェル型粒子)であってもよい。
前記熱可塑性樹脂は、全光線透過率が75%以上の光拡散体を実現できる程度の透明性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート樹脂;アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体;酢酸ビニルの単独重合体又は共重合体、塩化ビニルの単独重合体又は共重合体、塩化ビニリデンの単独重合体又は共重合体;ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂;アクリル樹脂(ポリアクリル酸エステル)及びその共重合樹脂、メタクリル樹脂(ポリメタクリル酸エステル)及びその共重合樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS樹脂);ポリスチレン樹脂;ポリアミド樹脂;線状ポリエステル樹脂等が挙げられる。
本発明の光拡散体は、例えば、蛍光灯、発光ダイオード(LED)等の各種光源を用いた照明器具において、光源を覆う照明カバーとして使用することができる。本発明の照明カバーは、本発明の光拡散体を成形してなるものである。本発明の光拡散体の形状は、特に限定されず、その用途により種々の形状とすることができる。例えば、本発明の光拡散体が照明カバーとして使用される場合、その光拡散体の形状は、半円筒形状、円筒状、平板形状、ドーム形状(半球形状)、洋梨形状、蝋燭の炎の形に類似した形状等とされ得る。
本発明の画像投影用スクリーンは、本発明の光拡散体を成形してなるものである。本発明の画像投影用スクリーンは、画像投影用スクリーンの厚みによらず光源光の色再現性が高い。これにより、見る角度によらず色再現性の良い均質な画像投影用スクリーンを提供することができる。本発明の画像投影用スクリーンは、背面投射型スクリーン及び前面投射型スクリーンの何れとしても好適に使用することができる。
本発明の半透明建材は、本発明の光拡散体を成形してなるものである。本発明の半透明建材は、良好な光透過性を有しており、かつ、散乱反射性及び透過視認性が波長によって変化しないことから、各種の半透明建材として好適に使用することができる。本発明の半透明建材は、具体的には、曇りガラス板や従来の半透明樹脂板などの従来の半透明基材に代えて本発明の光拡散体を用いた各種の半透明建材、例えば、半透明の窓、半透明のパーティション等として使用できる。
本発明の光拡散体は、光透過性が高く、かつ色再現性が高いことから、映像コンテンツなどを投影する光学フィルムや液晶表示装置用の光拡散基材(基板)として用いてもよい。
透明粒子の体積平均粒子径は、孔径20〜400μmの細孔に電解質溶液を満たし、当該電解質溶液を粒子が通過する際の電解質溶液の導電率変化から体積を求めることによって、計算した。具体的には、透明粒子の体積平均粒子径は、コールター方式精密粒度分布測定装置「マルチサイザーIII」(ベックマンコールター株式会社製)を用いて測定した体積平均粒子径(体積基準の粒度分布における算術平均径)である。なお、測定に際しては、Coulter Electronics Limited発行の「Reference MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER」(1987)に従って、測定する粒子の粒子径に適合したアパチャーを用いて「マルチサイザーIII」のキャリブレーションを行い、測定する。
透明粒子の粒子径の変動係数(以下「CV値」と称する)を、前述の体積基準の粒度分布の測定を行った際の標準偏差(σ)および体積平均粒子径(x)から、以下の式により算出する。
〔透明粒子の個数平均粒子径の測定方法〕
透明粒子の個数基準の粒度分布を、前述の「透明粒子の体積平均粒子径の測定方法」において体積基準の粒度分布測定を行った際と同様にして測定し、この個数基準の粒度分布の算術平均を個数平均粒子径とした。
前述の「透明粒子の体積平均粒子径の測定方法」において測定された透明粒子の個数基準の粒度分布(粒子径分布)及び個数平均粒子径から、個数平均粒子径の0.9〜1.1倍の粒子径を有する粒子の含有率、及び個数平均粒子径の0.8〜1.2倍の粒子径を有する粒子の含有率を求めた。
前項の測定方法で測定された個数平均粒子径の0.9〜1.1倍の粒子径を有する粒子の含有率を2で割った値と、個数平均粒子径の0.8〜1.2倍の粒子径を有する粒子の含有率を4で割った値との差の絶対値が1.0個数%以内である透明粒子を、略台形の個数基準の粒度分布を有する透明粒子と判定した。
透明粒子の屈折率の測定はベッケ法により行う。このベッケ法による屈折率の測定においては、スライドガラス上に透明粒子を載せ、屈折液(予想される屈折率辺りの範囲、例えば1.538〜1.564の範囲の屈折率を有するCARGILLE社製のカーギル標準屈折液の屈折液を、屈折率差0.002刻みで複数準備する)を滴下する。そして、透明粒子と屈折液をよく混ぜた後、下方から岩崎電気株式会社製の高圧ナトリウムランプ(型番「NX35」、中心波長589nm)の光を照射しながら、上方から光学顕微鏡により透明粒子の輪郭を観察する。
光拡散体の全光線透過率はJIS K 7361に従って測定する。具体的には、全光線透過率を、日本電色工業株式会社製のヘーズメーター「NDH−4000」を使用して測定する。測定サンプル数n=10として、これら10個の測定サンプルの全光線透過率(%)の平均値を算出し、この平均値を光拡散体の全光線透過率(%)とする。
光拡散体表面に対してその法線方向から光を当てたときに、光透過率が直進光透過率の50%になる透過角として定義される光拡散体の分散度(D50)は、自動変角光度計(株式会社村上色彩技術研究所製「ゴニオフォトメータGP−200」)を用いて以下の手順で求める。
光拡散体の光拡散性は、自動変角光度計(株式会社村上色彩技術研究所製「ゴニオフォトメータGP−200」)を用いて以下の手順で求める。
まず、光拡散体を50mm×25mmの平面サイズに切り出して、測定試料とした。次いで、測定試料を、気温20℃、相対湿度65%に設定した恒温恒湿室に1時間以上静置することによって状態調整した後、測定試料の分光光度測定を行う。
(測定条件)
・測定波長範囲:300nm〜800nm
・スキャンスピード:中速
・サンプリングピッチ:1nm
・測定モード:シングル
(装置パラメーター)
・測光値:透過
・スリット巾:2.0mm
・光源切替波長:360nm
・S/R切替:標準
光源としてLED光源(アイリスオーヤマ株式会社製、商品名「ECOLUX(商標) HE」、色温度:5000K、平均演色評価数Ra:80以上)を用いた直管型照明器具を点灯させ、その直管型照明器具から20cm離した位置に光拡散体を設置し、目視で光源光の色(光源から光拡散体を透過して目に達する光の色)に光拡散体の配設前からの変化が見られなかった場合を○とし、目視で光源光の色に光拡散体の配設前からの変化が見られたか、あるいは光拡散体が不透明であるために目視で光源光の色が確認できなかった場合を×とし、変化が見られた場合については目視で観測された光源光の色を記録した(表1では括弧書きで併記)。表1では、光拡散体が不透明であるために目視で光源光の色が確認できない場合については、「(不透明)」と記載した。
画像投影用スクリーンの1種である透過型スクリーン(背面投射型スクリーン)として光拡散体を使用した際の像の鮮明さ、画像投影用スクリーンの他の1種である投影型スクリーン(前面投射型スクリーン)として光拡散体を使用した際の像の鮮明さ、及びプロジェクター光源光の色変化の目視判定の3つの評価項目について評価を行った。
内容積5Lのステンレスビーカーに、水性媒体である純水3000g、界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウム2.4g(純水1000000重量部に対して800重量部)、及び分散安定剤であるピロ燐酸マグネシウム90gを投入し、水相を調製した。
ラウリル硫酸ナトリウムの量を0.9gに変更し、ピロ燐酸マグネシウムの量を60gに変更したこと以外は、上記した樹脂粒子(A)の製造方法と同様にして、樹脂粒子(B)を得た。
ラウリル硫酸ナトリウムの量を0.6gに変更し、ピロ燐酸マグネシウムの量を60gに変更したこと以外は、上記した樹脂粒子(A)の製造方法と同様にして、樹脂粒子(C)を得た。
「T.K.ホモミクサー」を用いた撹拌を回転数8000rpmで15分間に変更し、「マイクロフルイダイザー」を用いて二次懸濁液を作製する処理を行わずに一次懸濁液をそのまま重合に用いたこと以外は、「樹脂粒子(A)の製造方法」と同様にして、樹脂粒子(D)を得た。
上記製造方法により得られた屈折率1.564の樹脂粒子(A)0.09重量部と、屈折率1.564の樹脂粒子(B)0.2重量部と、屈折率1.564の樹脂粒子(C)0.71重量部とを混合して、透明粒子としての混合樹脂粒子を得た。この混合樹脂粒子の体積平均粒子径は、上記測定方法により測定したところ、10.2μmであった。また、この混合樹脂粒子のCV値は、上記算出方法により算出したところ、33.7%であった。また、この混合樹脂粒子は、個数平均粒子径は5.8μmであり、個数平均粒子径の0.9倍(5.2μm)以上で個数平均粒子径の1.1倍(6.4μm)以下の粒子径を有する粒子の含有率が13.5個数%であり、個数平均粒子径の0.8倍(4.6μm)以上で個数平均粒子径の1.2倍(7.0μm)以下の粒子径を有する粒子の含有率が27.0個数%であった。
混合粒子の添加量を0.5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な厚み1mm、平面サイズ50mm×50mmの平板状の光拡散板(光拡散体の1種)を製造した。
射出成形機に取り付ける金型のキャビティ厚を2mmに変更したこと以外は実施例2と同様にして、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な厚み2mm、平面サイズ50mm×50mmの平板状の光拡散板(光拡散体の1種)を製造した。
透明粒子として前記混合樹脂粒子1.0重量部に代えて樹脂粒子(A)1.0重量部を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な光拡散板(光拡散体の1種)を得た。
透明粒子として前記混合樹脂粒子0.5重量部に代えて樹脂粒子(B)0.5重量部を用いたこと以外は実施例2と同様の方法により、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な光拡散板(光拡散体の1種)を得た。
透明粒子として前記混合樹脂粒子1.0重量部に代えて樹脂粒子(B)1.0重量部を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な光拡散板(光拡散体の1種)を得た。
透明粒子として前記混合樹脂粒子1.0重量部に代えて樹脂粒子(D)1.0重量部を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、光拡散カバー及び画像投影用スクリーンのそれぞれとして利用可能な光拡散板(光拡散体の1種)を得た。
特許文献1の実施例5に従って光拡散板を作製した。すなわち、熱可塑性樹脂であるメタクリル樹脂ビーズ(住友化学工業株式会社製、商品名「スミペックス(登録商標)EXA」、屈折率1.49)100重量部と、透明粒子である架橋シリコン樹脂粒子(EP−2720、東レ・ダウコーニング株式会社製、平均粒子径2μm、屈折率1.42)2.0重量部と、青系顔料である群青(有本化学工業株式会社製、型番「Plast Blue 8520」)を10ppmとをヘンシェルミキサーで混合した後、この混合物を単軸型押出機(株式会社ホシプラスチック製の「R50」)を用いて温度210〜260℃、吐出量10〜25kg/hの条件で押出した。得られた押出物を水冷した後、ペレタイザーでカットして、ペレット状の光拡散性樹脂組成物を得た。
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂中に透明粒子を添加してなる光拡散体であって、
全光線透過率が、75%以上であり、
前記光拡散体表面に対してその法線方向から光を当てたときに、光透過率が直進光透過率の50%になる透過角として定義される分散度が2°以上であり、
波長460nmの直進光透過率と波長580nmの直進光透過率との差が0.96%以下であることを特徴とする光拡散体。 - 請求項1に記載の光拡散体であって、
前記透明粒子の体積平均粒子径が1〜20μmの範囲内であることを特徴とする光拡散体。 - 請求項1又は2に記載の光拡散体であって、
前記透明粒子の個数平均粒子径が1〜20μmの範囲内であり、
前記透明粒子は、個数平均粒子径の0.9〜1.1倍の粒子径を有する粒子の含有率を2で割った値と、個数平均粒子径の0.8〜1.2倍の粒子径を有する粒子の含有率を4で割った値との差の絶対値が1.0個数%以内であることを特徴とする光拡散体。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の光拡散体であって、
前記透明粒子の添加量が、0.5〜2.0重量%の範囲内であることを特徴とする光拡散体。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の光拡散体を成形してなることを特徴とする照明カバー。
- 請求項5に記載の照明カバーであって、
色評価用照明に使用されることを特徴とする照明カバー。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の光拡散体を成形してなることを特徴とする画像投影用スクリーン。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の光拡散体を成形してなることを特徴とする半透明建材。
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