JPWO2017057748A1 - 光拡散性樹脂組成物の成形体及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様に係る光拡散性樹脂組成物の成形体は、熱可塑性樹脂と、その中に分散している体積平均粒子径が1〜100μmの透明粒子とを含む光拡散性樹脂組成物の成形体(以下、単に「成形体」と称する)であって、全光線透過率が85%以上であり、前記成形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20°以下であり、波長410nm〜500nmの平均直進光透過率が、波長500nm〜600nmの平均直進光透過率よりも大きい。
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85%以上の成形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。
本発明の第2の態様に係る光拡散性樹脂組成物の成形体は、熱可塑性樹脂と、その中に分散している体積平均粒子径が1〜100μmの透明粒子とを含む光拡散性樹脂組成物の成形体であって、前記透明粒子の体積平均粒子径が4.5μm以上7μm以下であり、前記透明粒子の粒子径の変動係数が5〜15%であり、前記熱可塑性樹脂の屈折率と前記透明粒子の屈折率との差が0.02〜0.1であり、前記成形体における透明粒子の含有量が0.1〜1重量%であり、前記成形体の厚みが1〜3mmである。
本発明の照明カバーは、本発明の光拡散性樹脂組成物の成形体からなるものである。本発明の照明カバーは、照明カバーが取り付けられた照明器具により物体を照らしたときに色くすみを抑制することができる。
本発明のスポットライトの前面板は、本発明の光拡散性樹脂組成物の成形体からなるものである。本発明のスポットライトの前面板は、スポットライトにより物体を照らしたときに色くすみを抑制することができる。
スポットライト10は、図3に示すように、凹面鏡12と、LEDユニット14と、本発明の実施の一形態に係る前面板16と、口金22と、給電回路24とを備えている。
また、本発明の成形体は、透過光を着色できるので、意匠性が付与された採光材(例えば窓ガラス)、意匠性が付与された棚板、意匠性が付与された(透光性の)パーティション、植物栽培用温室の窓材などとしても使用できる。
本発明のパーティションは、本発明の成形体を含んでいる。本発明のパーティションは、透過光を青色や黄緑色に着色できるため、落ち着いた雰囲気の空間を演出することができる。
本実施形態のパーティション51は、室内の床面と天井との間に垂直に設置される2本の支柱52a及び52bと、支柱52a及び52bの天井よりもやや下の位置及び床面よりもやや上の位置にそれぞれ水平に掛け渡された2本のバー53a及び53bと、支柱52a及び52bの間に、かつバー53a及び53bの間に嵌め込まれた、格子状に配された本発明の成形体からなる複数枚の光拡散板54を備えている。図4の例では、光拡散板54は、縦方向に4枚並び、横方向に2枚並ぶように計8枚配されているが、光拡散板54の枚数は、特に限定されるものでなく、適宜変更すればよい。
本発明の採光材は、本発明の成形体を含んでいる。本発明の採光材は、採光性が良好で、かつ適度な光拡散性を持つため、例えば、テラス、ベランダ、カーポート、植物栽培用温室の屋根材や側板として用いた場合、曇天時や降雨時でも、充分な明るさを確保でき、かつ光拡散性を有しているので、採光材を介して太陽を直視しても眩しくなく、さらに透過光を青色や黄緑色に着色できるため、落ち着いた雰囲気の空間を演出することができる。従って、本発明の採光材は、テラス、ベランダ、カーポート等の屋根材や側板として好適に使用することができる。
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1.480〜1.596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。
直管LEDランプ 昼白色 40形(アイリスオーヤマ株式会社製、商品名「ECOLUX(登録商標) HE LDFL2000NF−H50」)を透過した透過光の色を目視で評価した。
成形体の全光線透過率は、JIS K 7361−1に従って測定する。具体的には、成形体の全光線透過率及びヘイズを、日本電色工業株式会社製のヘイズメーター「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(%)の平均値及びヘイズ(%)の平均値をそれぞれ算出し、算出された平均値を成形体の全光線透過率(%)及びヘイズ(%)とする。
成形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成形体の分散度(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。
まず、成形体の測定試料を、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。
気温20℃、相対湿度65%に設定した恒温恒湿室内で、積分球を装着していない紫外可視光分光光度計(UV−VISIBLE SPECTROPHOTOMETER)(株式会社島津製作所製、型番「UV−2450」)に前記測定試料をセットして波長300nm〜800nmの光の直進光透過率を測定する。具体的には、まず、前記紫外可視光分光光度計に対して、前記紫外可視光分光光度計に付属のフィルムホルダをセットする。次に、波長500nmの光の透過率(透過光強度)が100%となるように前記紫外可視光分光光度計を補正した上で、前記紫外可視光分光光度計により波長300nm〜800nmの分光直進光透過率を測定する。
(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
成形体の特定波長領域における平均直進光透過率の測定方法は、前記測定方法により測定された分光透過率における特定波長領域に含まれる各波長で測定された直進光透過率の値の相加平均を演算することにより算出した。上記方法により、波長410〜500nmの平均直進光透過率、波長500〜600nmの平均直進光透過率、波長435〜480nm(青色領域)の平均直進光透過率、波長500〜560nm(緑色領域)の平均直進光透過率、波長580〜595nm(黄色領域)の平均直進光透過率、及び波長610〜750nm(赤色領域)の平均直進光透過率を算出した。また、波長410〜500nmの平均直進光透過率をT1、波長500〜600nmの平均直進光透過率をT2とし、前者から後者を減算することで、T1−T2を算出した。
前記算出方法により測定された波長435〜480nm(青色領域)、波長500〜560nm(緑色領域)、及び波長610〜750nm(赤色領域)における平均直進光透過率をそれぞれB(%)、G(%)、及びR(%)とし、前記算出方法により測定された波長580〜595nm(黄色領域)における平均直進光透過率をY(%)とし、Yに対するB、G、及びRの大きさを以下の3段階で評価した。
「>Y」:(Y+0.1)より大きい
「≒Y」:Yとの差が0.1以内
「<Y」:(Y−0.1)より小さい
熱可塑性樹脂としてのポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、商品名「ユーピロンS2000UR」、屈折率:1.58)に、透明粒子としての体積平均粒子径5.1μm、粒子径の変動係数(CV値)11.8%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル70重量%及びエチレングリコールジメタクリレート30重量%からなる単量体混合物の重合体)を、ポリカーボネート樹脂と架橋メタクリル樹脂粒子との合計量を100重量%に対する架橋メタクリル樹脂粒子の割合(以下、「粒子濃度」と称する)0.25重量%配合したものを押出機で混練することによって、架橋メタクリル樹脂粒子を含むペレット状の光拡散性樹脂組成物を得た。
粒子濃度及び成形体の厚みを表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体についての、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定の結果を表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持ち、透過光を青色に着色するフィルタ材として機能するものであった。
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μmの架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径6.0μm、粒子径の変動係数(CV値)12.8%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル95重量%及びエチレングリコールジメタクリレート5重量%からなる単量体混合物の重合体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
粒子濃度及び成形体の厚みを表1に示すように変更したこと以外は、実施例4と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体についての、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定の結果を表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持ち、透過光を青色に着色するフィルタ材として機能するものであった。
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μmの架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径8.1μm、粒子径の変動係数(CV値)7.7%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル90重量%及びエチレングリコールジメタクリレート10重量%からなる単量体混合物の重合体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
粒子濃度及び成形体の厚みを表1に示すように変更したこと以外は、実施例9と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体についての、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定の結果を表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持ち、透過光を黄緑色に着色するフィルタ材として機能するものであった。
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μmの架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径2.5μm、粒子径の変動係数(CV値)12.3%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル70重量%及びエチレングリコールジメタクリレート30重量%からなる単量体混合物の重合体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μmの架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径3.1μm、粒子径の変動係数(CV値)11.5%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル70重量%及びエチレングリコールジメタクリレート30重量%からなる単量体混合物の重合体)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μmの架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径4.5μm、粒子径の変動係数(CV値)10.2%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル90重量%及びエチレングリコールジメタクリレート10重量%からなる単量体混合物の重合体)を用い、透明粒子の粒子濃度を2.00重量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
透明粒子の粒子濃度を2.00量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体について、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定を行った。目視評価及び測定の結果を、使用した透明粒子の体積平均粒子径、使用した透明粒子と熱可塑性樹脂との屈折率差、粒子濃度、及び成形体の厚みと共に、表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持っていたが、透過光には着色が無かった。これは、得られた成形体の光拡散が強すぎて着色効果が出なかったためである。
透明粒子の粒子濃度を2.00重量%に変更したこと以外は、実施例4と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体について、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定を行った。目視評価及び測定の結果を、使用した透明粒子の体積平均粒子径、使用した透明粒子と熱可塑性樹脂との屈折率差、粒子濃度、及び成形体の厚みと共に、表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持っていたが、透過光には着色が無かった。これは、得られた成形体の光拡散が強すぎて着色効果が出なかったためである。
透明粒子の粒子濃度を2.00重量%に変更し、成形体の厚みを2mmに変更したこと以外は、実施例9と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体について、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定を行った。目視評価及び測定の結果を、使用した透明粒子の体積平均粒子径、使用した透明粒子と熱可塑性樹脂との屈折率差、粒子濃度、及び成形体の厚みと共に、表1に示す。得られた成形体は、透過光量が不十分であり、透過光には着色が無かった。これは、得られた成形体の光拡散が強すぎて着色効果が出なかったためである。
〔比較例7〕
透明粒子として、体積平均粒子径5.1μm、粒子径の変動係数(CV値)11.8%の架橋メタクリル樹脂粒子に代えて、体積平均粒子径5.1μm、粒子径の変動係数(CV値)35.6%、屈折率1.49の架橋メタクリル樹脂粒子(メタクリル酸メチル95重量%及びエチレングリコールジメタクリレート5重量%からなる単量体混合物の重合体)を用い、透明粒子の粒子濃度を0.50重量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。
実施例1における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を用いて、図5に示す円筒形状のLED照明カバー(厚み1mm)を押出成形法により作製した。市販の40W型直管型LED照明装置(株式会社エレバム製、型番「FWK40NSMSP5−72V」)の本体(カバーを除いた部分)に前記円筒形状のLED照明カバーを取り付けて、LED照明装置を作製した。
実施例1における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を直径50mm、厚み1mmの円板状に射出成形し、スポットライトの前面板を作製した。この前面板を市販のLEDスポットライト(株式会社アップルツリー製、型番「HLA527S11」、全光束400lm、色温度2700K)の発光面に取り付けて、図3に示すのと同様のスポットライトを作製した(図6)。
実施例5における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を射出成形することにより、縦150mm×横150mm、厚み3mmの光拡散板を45枚作製した。作製した45枚の光拡散板を、縦方向に9枚並び、横方向に5枚並ぶように格子状に配することにより、図4に示すのと同様(光拡散板の枚数は異なる)の縦1500mm×横800mmのパーティションを作製した。
実施例10における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を射出成形することにより、縦150mm×横150mm、厚み3mmの光拡散板を45枚作製した。作製した45枚の光拡散板を、縦方向に9枚並び、横方向に5枚並ぶように格子状に配することにより、図4に示すのと同様(光拡散板の枚数は異なる)の縦1500mm×横800mmのパーティションを作製した。
実施例5における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を射出成形することにより、縦150mm×横150mm、厚み3mmの光拡散板を作製した。作製した光拡散板を採光材としてテラスの天井に設置し、外光を取り入れて観察したところ、テラスの外からテラス内部の状況を確認することはできなかった。また、テラス内部から見た外光は青色に着色し、落ち着いた雰囲気を醸し出した。
実施例10における成形体の作製に用いたのと同様のペレット状の光拡散性樹脂組成物を射出成形することにより、縦150mm×横150mm、厚み3mmの光拡散板を作製した。作製した光拡散板を採光材としてテラスの天井に設置し、外光を取り入れて観察したところ、テラスの外からテラス内部の状況を確認することはできなかった。また、テラス内部から見た外光は黄緑色に着色し、落ち着いた雰囲気を醸し出した。
12 凹面鏡
14 LEDユニット
16 前面板(光拡散性樹脂組成物の成形体)
22 口金
24 給電回路
26 光反射面
27 出光開口
28 LED
30 LED保持部材
32 マウント部材
51 パーティション
52a、52b 支柱
53a、53b バー
54 光拡散板(光拡散性樹脂組成物の成形体)
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1.480〜1.596の範囲の屈折率を有するCARGILLE社製のカーギル標準屈折液を、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。
透明粒子の粒子濃度を2.00重量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、平板状の成形体を作製した。得られた成形体について、透過光の色の目視評価及び各種特性の測定を行った。目視評価及び測定の結果を、使用した透明粒子の体積平均粒子径、使用した透明粒子と熱可塑性樹脂との屈折率差、粒子濃度、及び成形体の厚みと共に、表1に示す。得られた成形体は、十分な透過光量を持っていたが、透過光には着色が無かった。これは、得られた成形体の光拡散が強すぎて着色効果が出なかったためである。
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂と、その中に分散している体積平均粒子径が1〜100μmの透明粒子とを含む光拡散性樹脂組成物の成形体であって、
全光線透過率が85%以上であり、
前記成形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20°以下であり、
波長410nm〜500nmの平均直進光透過率が、波長500nm〜600nmの平均直進光透過率よりも大きいことを特徴とする光拡散性樹脂組成物の成形体。 - 請求項1に記載の光拡散性樹脂組成物の成形体であって、
波長380〜800nmの分光透過率の極大点が波長380〜500nmの範囲内にあることを特徴とする光拡散性樹脂組成物の成形体。 - 熱可塑性樹脂と、その中に分散している体積平均粒子径が1〜100μmの透明粒子とを含む光拡散性樹脂組成物の成形体であって、
前記透明粒子の体積平均粒子径が4.5μm以上7μm以下であり、
前記透明粒子の粒子径の変動係数が5〜15%であり、
前記熱可塑性樹脂の屈折率と前記透明粒子の屈折率との差が0.02〜0.1であり、
前記成形体における透明粒子の含有量が0.1〜1重量%であり、
前記成形体の厚みが1〜3mmであることを特徴とする光拡散性樹脂組成物の成形体。 - 熱可塑性樹脂と、その中に分散している体積平均粒子径が1〜100μmの透明粒子とを含む光拡散性樹脂組成物の成形体であって、
前記透明粒子の体積平均粒子径が7μm超9μm以下であり、
前記透明粒子の粒子径の変動係数が5〜15%であり、
前記熱可塑性樹脂の屈折率と前記透明粒子の屈折率との差が0.02〜0.1であり、
前記成形体における透明粒子の含有量が0.1〜1重量%であり、
前記成形体の厚みが1〜3mmであることを特徴とする光拡散性樹脂組成物の成形体。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光拡散性樹脂組成物の成形体からなることを特徴とする照明カバー。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光拡散性樹脂組成物の成形体からなることを特徴とするスポットライトの前面板。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光拡散性樹脂組成物の成形体を含むことを特徴とするパーティション。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光拡散性樹脂組成物の成形体を含むことを特徴とする採光材。
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