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JP2008185812A - 光拡散性粒子含有成形体 - Google Patents

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JP2008185812A JP2007019625A JP2007019625A JP2008185812A JP 2008185812 A JP2008185812 A JP 2008185812A JP 2007019625 A JP2007019625 A JP 2007019625A JP 2007019625 A JP2007019625 A JP 2007019625A JP 2008185812 A JP2008185812 A JP 2008185812A
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Abstract

【課題】高温の成形条件下でも着色が抑制された光拡散性粒子含有成形体を提供することを課題とする。
【解決手段】透明基材樹脂に光拡散性粒子が含有されてなる光拡散性粒子含有成形体であって、前記光拡散性粒子が、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーとを多価メルカプタン化合物の存在下で重合させた架橋(メタ)アクリル系重合体粒子であり、前記多価メルカプタン化合物が、前記(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.1〜10重量部用いられることを特徴とする光拡散性粒子含有成形体により上記課題を解決する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光拡散性粒子含有成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、高い光拡散性と光透過性を有し、かつ色相に優れる光拡散性粒子含有成形体に関する。本発明の光拡散性粒子含有成形体は、TV用スクリーン、照明カバー、液晶バックライト等に使用される光拡散板及び光拡散シートとして好適である。
従来、各種照明カバー、透過型ディスプレイ用の光拡散板、自動車メーター用の拡散板及び各種銘板等の光拡散性が要求される用途に、芳香族ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリスチレン及び塩化ビニル樹脂等の透明性樹脂に有機物や無機物の光拡散剤を分散させた材料が広く用いられている(特許文献1:特開平3−143950号公報)。
光拡散剤としては、架橋(メタ)アクリル系粒子、架橋シリコーン系粒子及び架橋スチレン系粒子等の架橋構造を有する有機系粒子が挙げられる。また、光拡散剤として、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン及び弗化カルシウム等の無機系粒子あるいはガラス短繊維のような無機系繊維も利用されている(特許文献2:特開平6−306266号公報)。
光拡散剤が有機系粒子、特に架橋(メタ)アクリル系粒子である場合には、光拡散性と光透過率のバランスのとれた優れた拡散板が得られることが知られている。ところで、ポリカーボネートを基材樹脂として使用する場合や、複雑な形状の成形体を製造する場合、成形温度を高くする必要がある。しかし、架橋(メタ)アクリル系粒子は、成形温度が高い場合、基材樹脂の溶融成形時に分解することにより、分解生成物の影響で基材樹脂が着色してしまうという問題があった。基材樹脂の着色により、得られる成形体は黄色味の強いものとなり、成形体を介して得られる光源からの光が、黄色味を帯びたものとなっていた。
この問題を解決するために、ポリカーボネートに対して様々な酸化防止剤等を添加することで、溶融成形時の基材樹脂の変色を抑制し、長期間の色調に優れる光拡散性芳香族ポリカーボネート組成物を提供する方法が報告されている(特許文献3:特開平07−138464号公報、特許文献4:特開2001−214049号公報、特許文献5:特開2001−323149号公報)。
特開平3−143950号公報 特開平6−306266号公報 特開平07−138464号公報 特開2001−214049号公報 特開2001−323149号公報
上記従来法では成形温度が260〜280℃の通常成形時の変色は抑制できるが、生産性や品質向上のためにより高温で成形する場合や、滞留時間が長い場合、光拡散剤である架橋(メタ)アクリル樹脂が分解することにより、分解生成物の影響で透明基材樹脂が着色してしまう。その結果、成形体の色相が悪くなるという問題が依然としてある。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、多価メルカプタン化合物の存在下で(メタ)アクリル系モノマーと多官能モノマーを重合することによって得られた架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を透明基材樹脂に混合して成形することにより、高温の成形条件下でも光拡散性粒子含有成形体の着色が抑制されることを見い出し、本発明に至った。
かくして本発明によれば、透明基材樹脂に光拡散性粒子が含有されてなる光拡散性粒子含有成形体であって、前記光拡散性粒子が、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーとを多価メルカプタン化合物の存在下で重合させた架橋(メタ)アクリル系重合体粒子であり、前記多価メルカプタン化合物が、前記(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.1〜10重量部用いられることを特徴とする光拡散性粒子含有成形体が提供される。
本発明の光拡散性粒子含有成形体は、充分な光拡散性と光透過性を有し、しかも優れた色相を有している。光拡散性粒子含有成形体は、優れた光拡散性、光透過性、良好な色相が求められる照明カバー、透過型ディスプレイの光拡散板、照明看板等に好適に使用できる。
以下、本発明を説明する。
本発明の光拡散性粒子含有成形体(以下、単に成形体ともいう)1は、図1に例示されるように、透明基材樹脂2に光拡散性粒子3が配合された構成を有している。光拡散性粒子は、多価メルカプタン化合物の存在下で、(メタ)アクリル系モノマーと多官能モノマーを重合することによって得られた架橋(メタ)アクリル系重合体粒子である。なお(メタ)アクリルは、アクリル又はメタクリルを意味する。また、光拡散性粒子とは、透明基材樹脂に配合することにより、未配合の樹脂よりも光拡散性を向上させうる粒子を意味する。
透明基材樹脂と光拡散性粒子は、それらの屈折率差が0.01〜0.2となる樹脂及び粒子を使用することが好ましい。屈折率差が0.01未満の場合、優れた光拡散性が得られ難いため好ましくない。0.2より大きい場合、光拡散性と光透過性のバランスの優れた成形体が得られ難いため好ましくない。より好ましい屈折率差は、0.015〜0.15である。
ここで、光拡散性粒子として用いられる架橋(メタ)アクリル系重合体粒子は、JIS K7120に準拠した熱重量測定(TGA)において350℃以上の5%重量減少温度を有していることが好ましい。この5%重量減少温度を有していることで、架橋(メタ)アクリル系重合体粒子の熱分解をより抑制できる。より好ましい5%重量減少温度は、355℃以上である。
多価メルカプタン化合物は、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.1重量部〜10重量部使用され、好ましくは0.2重量部〜5重量部使用される。使用量が0.1重量部より少ないと透明基材樹脂に対する着色抑制効果が小さいため好ましくない。一方、使用量が10重量部より多い場合、成形体が着色することがあるため好ましくない。
多価メルカプタン化合物としては、特に限定されないが、一般式R−(SH)x又はR−(A−SH)xで示されるチオール基を同一分子中に2〜4コ有する多価メルカプタン化合物が好ましい。ここで、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を示し、Aは2価の有機残基を示し、xは2〜4を示す。Aとしては種々のものが挙げられるが、例えば
Figure 2008185812
がある。
式中nは1〜6、mは0〜6を表す整数であることが好ましい。更に、nは3又は4であることがより好ましい。
メルカプタン化合物の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス(4−ブタネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(6−メルカプトヘキサネート)等の4価メルカプタン化合物、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオブタネート等の3価メルカプタン化合物、ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、ヘキサンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、エチレングリコールビスチオプロピオネート等の2価メルカプタン化合物が挙げられる。これら多価メルカプタン化合物は、単独で用いても、2種以上併用してもよい。
まず、成形体を構成する透明基材樹脂には、通常、熱可塑性樹脂を使用できる。なお、本明細書において、透明には、半透明も含まれる。また、透明とは、所望する波長の光に対して透明であることを意味し、必ずしも全波長の光に対して透明であることを要さない。
熱可塑性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル酸アルキルースチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が挙げられる。
これらの中でも、優れた透明性が求められる場合には、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル酸アクリルースチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレンが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらモノマーは、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
更に、架橋(メタ)アクリル系重合体粒子に架橋構造を付与するための多官能性モノマーとしては、トリアクリル酸トリメチロールプロパン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸デカエチレングリコール、ジメタクリル酸ペンタデカエチレングリコール、ジメタクリル酸ペンタコンタヘクタエチレングリコール、ジメタクリル酸1,3−ブチレン、メタクリル酸アリル、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、テトラメタクリル酸ペンタエリスリトール、ジメタクリル酸フタル酸ジエチレングリコール等の(メタ)アクリル系多官能モノマー;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、これらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物等が挙げられる。これらモノマーは、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。これら多官能性モノマー中、(メタ)アクリル系多官能モノマーが好ましい。
多官能性モノマーは、(メタ)アクリル系モノマー100重量部に対して、1〜100重量部使用することが好ましく、5〜80重量部使用することがより好ましい。
また、(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能な他のモノマーを使用してもよい。他のモノマーとしては、非架橋性モノマー、架橋性モノマーが挙げられる。非架橋性モノマーとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。これらモノマーは単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
架橋(メタ)アクリル系重合体粒子は、2〜50μmの平均粒子径を有することが好ましい。2μm未満の場合、光拡散性は得られるが光透過性が劣る場合があるため好ましくなく、50μmより大きい場合、光拡散性を得るためには多量に添加する必要があり、それにより強度等の他の物性に影響を与えることがあるため好ましくない。より好ましい平均粒子径は、3〜30μmである。
架橋(メタ)アクリル系重合体粒子は、乳化重合、懸濁重合、シード重合等の公知の方法により製造できる。この内、水性媒体下での懸濁重合が好ましい。
懸濁重合には、重合開始剤が使用できる。重合開始剤としては、通常、水系懸濁重合に用いられる油溶性の過酸化物系重合開始剤又はアゾ系重合開始剤が挙げられる。具体的には、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化オクタノイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、キュメンハイドロパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤、
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,3−ジメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,3,3−トリメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−イソプロピルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、(2−カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリン酸)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系開始剤が挙げられる。
この中でも、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等が、重合開始剤の分解速度等の点で好ましい。
重合開始剤は、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.01〜10重量部用いるのが好ましく、更に好ましくは0.1〜5重量部である。重合開始剤が0.01重量部未満では、重合開始の機能を果たし難く、また、10重量部を超えて用いる場合は、コスト的に不経済的であるため好ましくない。
粒子を着色するために、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の酸化金属系顔料を使用してもよい。
上記(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーと、多価メルカプタンと、任意に重合開始剤とその他の成分は、公知の方法により均一に混合されてモノマー組成物とされる。
次に、モノマー組成物を水系懸濁重合させるための水性媒体としては、水、又は水とアルコール(例えば、メタノール、エタノール)のような水溶性溶媒との混合媒体が挙げられる。水性媒体の使用量は、懸濁重合粒子の安定化を図るために、通常、(メタ)アクリル系モノマー、多官能性モノマー及び多価メルカプタンの合計100重量部に対して、100〜1000重量部である。
また、水系での乳化粒子の発生を抑えるために、亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、水溶性ビタミンB類、クエン酸、ポリフェノール類等の水溶性の重合禁止剤を用いてもよい。
更に必要に応じて他の懸濁安定剤を添加してもよい。例えば、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸亜鉛等のピロリン酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等難水溶性無機化合物の分散安定剤等が挙げられる。この中でも第三リン酸カルシウムや複分解生成法によるピロリン酸マグネシウムやピロリン酸カルシウムは粒子を安定して得ることが可能であるため好ましい。
また、上記懸濁安定剤と、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤とを併用することも可能である。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
両性イオン界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミンオキサイドや、リン酸エステル系又は亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
これら懸濁安定剤や界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよいが、得られる粒子の径と重合時の分散安定性を考慮して、懸濁安定剤の選択や使用量を適宜調整して使用される。通常、懸濁安定剤の添加量は、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.5〜15重量部であり、界面活性剤の添加量は、水性媒体100重量部に対して0.001〜0.1重量部である。
このようにして調整された水性媒体にモノマー組成物を添加して、水系懸濁重合を行う。
モノマー組成物の分散方法として、例えば、水性媒体中にモノマー組成物を直接添加し、プロペラ翼等の攪拌力によりモノマー滴として水性媒体に分散させる方法、ローターとステーターから構成される高せん断力を利用する分散機であるホモミキサー、もしくは超音波分散機等を用いて分散させる方法等が挙げられる。
次いで、モノマー組成物が球状のモノマー滴として分散された水性懸濁液を、加熱することにより懸濁重合を開始させる。重合反応中は、水性懸濁液を攪拌するのが好ましく、その攪拌は例えば、モノマー滴の浮上や重合後の粒子の沈降を防止できる程度に緩く行えばよい。
懸濁重合において、重合温度は30〜100℃程度にするのが好ましく、更に好ましくは、40〜80℃程度である。そしてこの重合温度を保持する時間としては、0.1〜20時間程度が好ましい。
なお、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの沸点が重合温度付近又は重合温度以上である場合には、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーが揮発しないように、オートクレーブ等の耐圧重合設備を使用して、密閉下あるいは加圧下で重合させるのが好ましい。
重合後、粒子を吸引ろ過、遠心脱水、遠心分離、加圧脱水等の方法により含水ケーキとして分離し、更に、得られた含水ケーキを水洗し、乾燥して目的の粒子を得ることができる。ここで、粒子の平均粒子径の調整は、モノマー組成物と水との混合条件、懸濁安定剤や界面活性剤等の添加量及び上記攪拌機の攪拌条件、分散条件を調整することで可能である。
透明基材樹脂への架橋(メタ)アクリル系重合体粒子の添加割合は、透明基材樹脂100重量部に対して、0.1〜15重量部であることが好ましい。0.1重量部未満の場合、光拡散性を与えにくくなるので好ましくなく、15重量部より多い場合、光拡散性は得られるが光透過性が低くなることがあるので好ましくない。より好ましい添加割合は、0.5〜10重量部である。
成形体は、透明基材樹脂と架橋(メタ)アクリル系重合体粒子とを一軸や二軸の押出機等で溶融混練し、混練物を成形すことにより得ることができる。例えば、混練物を、Tダイ、ロールユニットを介して板状に成形することで成形体を得てもよい。また、混練物をペレット化し、射出成形やプレス成形等により板状に成形することで成形体を得てもよい。
本発明では、架橋(メタ)アクリル系重合体粒子が多価メルカプタン化合物を含むため、溶融混練及び成形時の架橋(メタ)アクリル系重合体の分解が抑制される。その結果、分解物による透明基材樹脂の着色が抑制できる。この着色抑制は、溶融混練や成形時の温度が、生産性向上や光拡散剤の分散性向上のためにより高温(例えば、300℃以上)である場合や、滞留時間が長い(例えば、20分以上)場合に、特に効果的である。成形温度は、320〜400℃であることがより好ましい。
成形体は、通常、発光面と、発光面と対向する反対面と、発光面及び反対面とで規定される側面とからなる。成形体に光を入射させるための光源は、例えば、照明器具、液晶ディスプレイ等では反対面に配置される。
なお、成形体中で、拡散される光の波長は、可視光領域、赤外領域、紫外領域のいずれであってもよい。少なくとも可視光領域を含むことが好ましい。
成形体の形状は、特に限定されず、その使用用途に応じて適宜決定できる。例えば、発光面の形状として、長方形、正方形、多角形、円形、楕円形等が挙げられる。具体的には、発光面に垂直方向の側面の長さが、発光面の最大長に対して、1:1500〜1:4であることが好ましい。より具体的には、側面の長さが1〜5mmであることが好ましく、発光面の最大長が2〜150cmであることが好ましい。
本発明の成形体は、照明カバー、透過型ディスプレイの光拡散板、照明看板等に使用できる。透過型ディスプレイとしては、液表表示装置が挙げられる。液晶表示装置の構成は、光拡散板を含みさえすれば、特に限定されない。例えば、図2に示すように、液晶表示装置は、表示面及び裏面を有する液晶表示パネル10と、このパネルの裏面側に配置された光源9と、液晶表示パネルと光源と間に配置された光拡散板(成形体)1とを少なくとも備えている。この光源の配置は、直下型バックライト配置と称される。
液晶表示パネルは、一対の基板(11、12)間に液晶層13が挟まれた構成を有している。基板の液晶層側には、電極(14、15)及び、電極を覆う配向膜(16、17)を備えている。ここで、電極には、薄膜トランジスタが含まれていてもよい。更に、液晶表示パネルは、偏光シート、反射防止シート等を備えていてもよい。
光拡散板の液晶パネル側の発光面には、プリズムシート等が配置されていてもよい。また、光源の裏面には、反射シートが配置されていてもよい。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。なお、実施例中の架橋(メタ)アクリル系重合体粒子の平均粒子径及び5%重量減少温度、成形体の全光線透過率、ヘイズ、輝度及び色度は以下の方法によって測定する。
(平均粒子径)
孔径50〜280μmの細孔に電解質溶液を満たし、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、平均粒子径を計算する。具体的には、測定した平均粒子径は、ベックマンコールター社製のコールターマルチザイザーIIによって測定した体積平均粒子径である。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キャリブレーションを行い測定する。
具体的には、市販のガラス製の試験管に粒子0.1gと0.1%ノニオン系界面活性剤溶液10mlを投入し、ヤマト科学社製タッチミキサー TOUCHMIXER MT−31で2秒間混合する。この後試験管を市販の超音洗浄機であるヴェルヴォクリーア社製ULTRASONIC CLEANER VS−150を用いて10秒間予備分散させる。分散液を本体備え付けの、ISOTON2(ベックマンコールター社製:測定用電解液)を満たしたビーカー中に、緩く攪拌しながらスポイドで滴下して、本体画面の濃度計の示度を10%前後に合わせる。次にマルチサイザー2本体にアパチャーサイズ、Current,Gain,PolarityをCoulterElectronics Limited発行のREFERENCE MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に従って入力し、manualで測定する。測定中はビーカー内を気泡が入らない程度に緩く攪拌しておき、粒子を10万個測定した点で測定を終了する。
(5%重量減少温度)
5%重量減少温度はJIS K7120に準拠して測定される。具体的には、TGA装置(セイコーインスツル社製TG/DTA6200)を用いて、窒素ガス雰囲気中、40℃〜500℃の温度範囲、及び10℃/minの昇温速度からなる条件下で重量減少挙動を測定する。かかる重量減少挙動において、5%の重量減少が認められる温度が5%重量減少温度とされる。
(全光線透過率及びヘイズ)
全光線透過率はJISK7361によって測定される。具体的には、日本電色工業社製NHD−2000を使用して測定する。ヘイズはJISK7136により測定される。具体的には、日本電色工業社製NDH−2000を使用して測定する。なお、光拡散性評価は、ヘイズが95%以上かつ全光線透過率が60%以上を満たすものを光拡散性と光透過性のバランスの優れるものとして○とし、前記規格を満たさないものを×とする。
(輝度及び色度)
輝度及び透過光の色度はJISZ8701に準拠して測定し、色度は透過光の色座標で示す。具体的には、40mm間隔に設置された4mmの冷陰極管上に得られた成形体を設置する。成形体から30cm離れた位置に固定したSPECTRORADIOMETER分光放射輝度計(コニカミノルタセンシング社製CS−1000A)にて輝度及び色度x、yを測定する。この色度x、yは数値が高くなると黄色味を帯び、数値が小さくなると青色味を帯びていくこと表している。輝度は、6500cd/cm2以上が好ましく、6550cd/cm2以上がより好ましい。色度は、x値が0.2840〜0.2940の範囲及びy値が0.2700〜0.2800の範囲が好ましい。色相評価は、輝度及び色度(x値及びy値)が好ましい範囲であるものを○とし、いずれかの値が好ましい範囲外のものを×とする。
(1)光拡散性粒子の製造例
製造例1(メルカプタン化合物未添加)
攪拌機、温度計を備えた重合器にラウリル硫酸ナトリウム0.05重量部を溶解させた脱イオン水500重量部を入れ、そこへ第三リン酸カルシウム50重量部を分散させた。これに予め調製しておいたアクリル酸ブチル60重量部、エチレングリコールジメタクリレート40重量部の重合性モノマー成分に過酸化ベンゾイル0.5重量部、アゾビスイソブチロ二トリル0.5重量部を溶解させた混合液を入れた。その液をT.Kホモミキサー(特殊機化工業社製)にて5000rpmで10分間攪拌し、液滴径がおよそ8μmになるように調製した。次に、重合器を65℃に加熱して攪拌しながら懸濁重合を行った後冷却した。ここで得られた懸濁液を濾過、洗浄した後乾燥して光拡散剤Aとなる架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例2(1価メルカプタン化合物)
単価メルカプタン化合物としてOTG:チオグリコール酸オクチル(淀化学社製)1.0重量部を重合性モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして光拡散剤Bとなる架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例3(2価メルカプタン化合物)
ラウリル硫酸ナトリウムの量を0.1重量部とし、多価メルカプタン化合物としてBDTG:ブタンジオールチオグリコレート(淀化学社製)1.0重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を10000rpmで10分間として、液滴径をおよそ3μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして光拡散剤Cとなる架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例4(3価メルカプタン化合物)
多価メルカプタン化合物としてTMTG:トリメチロールプロパントリスチオグリコレート(淀化学社製)1.0重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例5(4価メルカプタン化合物)
多価メルカプタン化合物としてPETG:ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート(淀化学社製)0.05重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例6(4価メルカプタン化合物)
メルカプタン化合物としてPETG:ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート(淀化学社製)0.3重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を3000rpmで10分間として、液滴径をおよそ15μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして光拡散剤Dとなる架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例7(4価メルカプタン化合物)
ラウリル硫酸ナトリウムの量を0.1重量部とし、多価メルカプタン化合物としてPETG:ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート(淀化学社製)1.0重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を10000rpmで10分間として、液滴径をおよそ3μmとなるように調製した以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例8(4価メルカプタン化合物)
多価メルカプタン化合物としてPETG:ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート(淀化学社製)5重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例9(4価メルカプタン化合物)
多価メルカプタン化合物としてPETG:ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート(淀化学社製)15.0重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例10(1価メルカプタン化合物)
多価メルカプタン化合物としてチオサリチル酸(淀化学社製)1.0重量部を重合体モノマー成分に溶解させて、T.Kホモミキサーでの攪拌を5000rpmで10分間として、液滴径をおよそ8μmとなるように調製したこと以外は製造例1と同様にして架橋(メタ)アクリル系重合体粒子を得た。
製造例1〜10で使用したメルカプタン化合物の種類及び使用量(重量部)、得られた粒子の5%重量減少温度を下記表1に示す。
Figure 2008185812
(2)成形体の実施例及び比較例
実施例1
透明基材樹脂として、ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例3で製造した光拡散剤Cを0.5重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例2
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例4で製造した光拡散剤Dを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例3
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例6で製造した光拡散剤Fを10重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例4
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例7で製造した光拡散剤Gを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例5
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例7で製造した光拡散剤Gを0.03重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例6
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例8で製造した光拡散剤Hを3.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
実施例7
ポリカーボネートに代えてポリスチレン(トーヨースチロールGP HRM40、東洋スチレン社製)100重量部と、製造例7で製造した光拡散剤Gを3.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例1
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例1で製造した光拡散剤Aを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例2
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例2で製造した光拡散剤Bを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例3
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例10で製造した光拡散剤Jを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例4
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例1で製造した光拡散剤Aを1.0重量部、酸化防止剤としてTMTGを1.0重量部押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例5
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例5で製造した光拡散剤Eを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
比較例6
ポリカーボネート(パンライトL−1250WP、帝人化成社製)100重量部と、製造例9で製造した光拡散剤Iを1.0重量部とを押出機中で280℃にて溶融混練した後、ペレット化した。得られたペレットを射出成形機(シリンダー温度320℃、滞留時間15分)で成形することにより、2mm厚、50mm×100mmの成形体を作製した。得られた成形体の評価結果を表2に示す。
Figure 2008185812
実施例1〜7と比較例1〜4とから、多価メルカプタン化合物を含む光拡散性粒子を含む成形体は、優れた輝度及び色度を有していることが分かる。
実施例3〜7と比較例5及び6とから、多価メルカプタン化合物を特定量含む光拡散性粒子を含む成形体は、優れた輝度及び色度を有していることが分かる。
実施例7から、透明樹脂基板の材料によらず、多価メルカプタン化合物を含む光拡散性粒子を含む成形体は、優れた輝度及び色度を有していることが分かる。
光拡散性粒子含有成形体の概略図である。 液晶表示装置の概略断面図である。
符号の説明
1 光拡散性粒子含有成形体
2 透明基材樹脂
3 光拡散性粒子
9 光源
10 液晶表示パネル
11、12 基板
13 液晶層
14、15 電極
16、17 配向膜
18 反射シート

Claims (5)

  1. 透明基材樹脂に光拡散性粒子が含有されてなる光拡散性粒子含有成形体であって、前記光拡散性粒子が、(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーとを多価メルカプタン化合物の存在下で重合させた架橋(メタ)アクリル系重合体粒子であり、前記多価メルカプタン化合物が、前記(メタ)アクリル系モノマーと多官能性モノマーの合計100重量部に対して、0.1〜10重量部用いられることを特徴とする光拡散性粒子含有成形体。
  2. 前記多官能性モノマーが、(メタ)アクリル系多官能性モノマーである請求項1に記載の光拡散性粒子含有成形体。
  3. 前記多価メルカプタン化合物が、一般式R−(SH)x又はR−(A−SH)x(Rは炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を示し、Aは2価の有機残基を示し、xは2〜4を示す)で示される化合物である請求項1又は2に記載の光拡散性粒子含有成形体。
  4. 前記架橋(メタ)アクリル系重合体粒子が、JIS K7120に準拠した熱重量測定(TGA)において、350℃以上の5%重量減少温度を有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の光拡散性粒子含有成形体。
  5. 前記光拡散性粒子が、前記透明基材樹脂100重量部に対して、0.01〜30重量部含有されてなる請求項1〜4のいずれか1つに記載の光拡散性粒子含有成形体。
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