JPH06299035A

JPH06299035A - 光拡散性メタクリル系樹脂組成物

Info

Publication number: JPH06299035A
Application number: JP9294393A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Maekawa; 智博前川
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JP3306987B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光拡散性が良好で、しかも耐衝撃強度の優れ
たメタクリル樹脂系組成物を提供する。【構成】メタクリル酸メチル系重合体１００重合部
に、二官能シロキサン単位及び三官能シロキサン単位か
らなる骨格、表面に有機官能基を有する重量平均粒径
０．５〜１０μｍのシリコン樹脂０．１〜１０重量部を
含有してなる光拡散性メタクリル系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明カバー、ディスプ
レイの拡散板、看板などに用いられる。入射した光を拡
散透過させることを目的とした光拡散性メタクリル系樹
脂に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より照明カバー、透過型ディスプレ
イ用の光拡散板、看板などの部材として、アクリル系樹
脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニ
ル系樹脂のごとく透明性樹脂に有機物や無機物の光拡散
剤を分散させた光拡散板が広く用いられている。この様
な光拡散剤としては、架橋構造のアクリル系樹脂やスチ
レン系樹脂の粒子、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水
酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、フッ化
カルシウムなどの無機系の微粒子がある。

【０００３】しかし、これらの光拡散性樹脂組成物やそ
の板は、光を拡散させることを主眼としていたが、最近
では照明カバーと各種ディスプレー用の光拡散板として
は、光を有効に利用することが望まれている。つまり、
所定の方向に光を充分に拡散させ、しかも光源が透けな
いことが要望されて来た。この要望に対して、シリコン
樹脂微粒子を混存させた光拡散性樹脂組成物や板につい
ての提案がある。

【０００４】特開平1-172801号公報は、モノマーに親和
性を有する有機基としてメチル基を直結したポリシロキ
サン結合からなる平均粒径０．３〜１０μのシリコーン
樹脂粒子を透明性樹脂に対して１〜５０wt% 混合分散さ
せた光透過性光拡散板が開示されている。特開平3-2077
43号公報には、メタクリル樹脂１００重量部に、ポリメ
チルシルセスオキサンと称される三官能シロキサンから
なり、０．５〜２０μｍの粒径のシリコン樹脂粒子を
０．１〜１０重量部分散させた光透過性及び光拡散性に
優れたメタクリル樹脂成形体が示されている。特開平3-
294348号公報には、メタクリル酸メチル系樹脂１００重
量部に、粒径分布が１μｍ〜３０μｍ、重量平均粒径が
３μｍ〜６μｍであり、かつ２μｍ以下の含量が３５重
量％以下のポリメチルシルセスキオキサン系樹脂を０．
５〜５重量部分散させた光拡散性メタクリル樹脂組成物
が示されている。さらに特開平 5-39401号公報には、フ
ェニル基を導入したシリコン樹脂を０．１〜２０重量％
含有する光拡散性メタクリル樹脂組成物が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平1-172801号公報
に記載のシリコン樹脂は、３官能シロキサン単独系のも
のであり、その粒子表層にメチル基を導入しているもの
の、マトリックス樹脂との親和性は、必ずしも充分でな
い。特開平3-207743号公報に記載のシリコン樹脂粒子
は、強固なる３次元構造を有していることから、無機粒
子と性質が似ていて、透明性樹脂との親和性が低くな
る。そのため樹脂組成物として衝撃強度が低くなる。
又、透明性樹脂と該粒子を溶融混練して成形する、いわ
ゆる押出成形や射出成形において、親和性の低いことか
ら、不安定な成形状態、不均質な成形物となり易い。特
開平3-294348号公報、特開平 5-39401号公報に記載のシ
リコン樹脂も透明性樹脂との親和性が良いものではな
い。

【０００６】そこで本発明は、光拡散剤の混存に伴う樹
脂組成物の耐衝撃性の低下がなく、しかも成形安定性の
良好な光拡散性のメタクリル系樹脂組成物を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、メタクリル酸
メチル系重合体１００重量部に、二官能シロキサン単位
及び三官能シロキサン単位からなる骨格、表面に有機官
能基を有する重量平均粒径０．５〜１０μｍのシリコン
樹脂０．１〜１０重量部、を含有してなる光拡散性メタ
クリル系樹脂組成物を提供するものである。

【０００８】本発明で用いられるメタクリル酸メチル系
重合体とは、メタクリル酸メチル単独重合体あるいはメ
タクリル酸メチルを５０重量％以上含み、メタクリル酸
メチルと共重合性単量体、例えばメタクリル酸エチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メ
タクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリ
ル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシ
エチル、などのメタクリル酸エステル類、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベ
ンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２
−ヒドロキシエチル、などのアクリル酸エステル類、メ
タクリル酸、アクリル酸などの不飽和酸類、スチレン、
α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロ
ヘキシルマレイミドなどとの共重合体であるが、これら
に限定されるものではない。また、ポリブタジエン又は
ブタジエン／アクリル酸ブチル共重合体、ポリアクリル
酸ブチル共重合体などのエラストマー成分や無水グルタ
ル酸単位、グルタルイミド単位をさらに含んでいても良
い。

【０００９】本発明のシリコン樹脂は、〔化１〕で示さ
れる二官能シロキサン単位及び〔化２〕で示される三官
能シロキサン単位の骨格からなり、有機官能基が粒子の
表面に存在しているものである。

【００１０】

【化１】式中Ｒ¹、Ｒ²は、それぞれ炭素数１〜２０の炭化水素
基である。

【００１１】

【化２】式中Ｒ³は、炭素数１〜２０の炭化水素基である。

【００１２】本発明のシリコン樹脂を構成する骨格の
内、該二官能シロキサン単位の比率は、３０〜９５重量
％好ましくは４０〜７０重量％である。該二官能シロキ
サン単位の比率が大きい程、該シリコン樹脂のガラス転
移温度（Ｔｇ）が低くなり、屈折率は低くなる。

【００１３】該三官能シロキサン単位は、該シリコン樹
脂を構成するシロキサン単位の５〜７０重量％、好まし
くは３０〜６０重量％である。該三官能シロキサン単位
は、該シリコン樹脂を架橋構造にするものである。又、
該シリコン樹脂の屈折率を高める。

【００１４】〔化１〕〔化２〕中のＲ¹、Ｒ²、及びＲ
³は、有機基であるが、なかでも炭素数１〜２０の炭化
水素基が一般的である。具体的には、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル
基、ドデシル基；フェニル基、ベンジル基、トリル基、
ナフチル基；及び後述の有機官能基が該当する。芳香族
系の炭化水素基の方が耐熱性が高いし、又シリコン樹脂
の屈折率が高くなる。

【００１５】本発明のシリコン樹脂は、公知の方法で作
ることができる。まずその骨格は、例えば、「有機ケイ
素ポリマーの合成と応用」（１９８９年１１月３０日株
式会社シーエムシー発行）に記載のごとく、二官能性と
三官能性のクロロシラン又はアルコキシシランの共加水
分解、共縮合による方法がある。この際用いるクロロシ
ラン又はアルコキシシランのＳｉに直接結合している有
機基を選択することにより、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³を決める
ことができる。

【００１６】該二官能シロキサン単位と該三官能シロキ
サン単位の量比は、所望の該シリコン樹脂のＴｇ、屈折
率で選択すればよい。なお、該シリコン樹脂のＴｇは、
−５０℃〜−２００℃が適している。屈折率は、メタク
リル酸メチル系重合体との差が、0.03〜0.1 あるものつ
まり1.39〜1.46が適している。

【００１７】本発明のシリコン樹脂の表面に存在してい
る、有機官能基とは、該シリコン樹脂とメタクリル酸メ
チル系重合体との親和性を発現させるものであり、具体
的には、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギ
ル基のような不飽和アルキル系官能基；メトキシ基、エ
トキシ基、フェノキシ基のようなエーテル系官能基；ホ
ルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アクリロイル
基、メタアクリロイル基のようなアシル系官能基；カル
ボキシ基のようなカルボン酸系官能基；アセトキシ基、
メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メト
キシカルボニル基、エトキシカルボニル基のようなエス
テル系官能基；シアノ基のようなニトリル系官能基、シ
アナト基のようなシアン酸エステル系官能基、グリシジ
ル基のようなエポキシ系官能基などが挙げられる。中で
も、不飽和アルキル系官能基、エーテル系官能基、アシ
ル系官能基、エステル系官能基、エポキシ系官能基が官
能性と共に該樹脂組成物の着色も少くて好ましい。

【００１８】有機官能基の含有量はシリコン樹脂全体の
０．０５〜１０重量％である。中でも０．５〜１０重量
％が好ましい。

【００１９】該シリコン樹脂表面に有機官能基を存在さ
せるには、周知の方法がある。例えば、前述の該シリコ
ン樹脂骨格を構成させる際、原料のクロルシラン、アル
コキシシランのＲ¹、Ｒ²、Ｒ³が該有機官能基を有す
るものを選択する。あるいは、「有機ケイ素ポリマーの
合成と応用」に記載の方法を利用して、該シリコン樹脂
の骨格を形成させた後、まず表面に有る炭化水素基を塩
素化し、これに有機官能基を有するグリニア試薬と反応
させる方法などがある。

【００２０】シリコン樹脂の粒径は、重量平均粒径で
０．５〜１０μｍである。中でも１〜５μｍが好まし
い。粒径が０．５μｍ以下であると、粒径が光の波長よ
り小さくなるため、光が拡散しにくくなる。１０μｍを
超えると透過光が減少し、光拡散性能が低下する上、該
樹脂組成物の耐衝撃強度も低下する。又、粒径分布は狭
い程好ましい。

【００２１】いずれにしても該シリコン樹脂は、市販品
として入手可能である。ビニル基を有するものは東レダ
ウコーニングシリコーン社DY33-708、メタクロイルオキ
シ基を有するものとして同社DY33-719、グリシジル基を
有するものとして、同社E-601 、信越化学工業（株）X-
52-805K 、などがある。これらの内、粒径や有機官能基
の他、所望のＴｇ、屈折率等から選択する。

【００２２】シリコン樹脂の量は、該樹脂組成物１００
重量部当り０．１〜１０重量部である。中でも１〜７重
量部が好ましい。添加量が０．１重量部より少ないと、
充分な光拡散効果が得られない。又、１０重量部より多
くなると、得られる該樹脂組成物の耐衝撃性が低下し、
しかも光線透過率も低下する。

【００２３】該メタクリル酸メチル系重合体と、該シリ
コン樹脂とから本発明の光拡散性メタクリル樹脂組成物
とするには、ヘンシェルミキサー等で両者を混合し、押
出機や射出成形機で溶融混練する周知の方法がある。
又、該シリコン樹脂を、該メタクリル酸メチル重量体を
構成する単量体及びその部分重合体を含むシロップに混
ぜて、キャスト重合、懸濁重合させる方法がある。溶融
混練する方法では、両者の親和性が良好なことから円滑
に行え均質なものがえられる。又単量体やシロップと混
ぜて重合する方法の方が該シリコン樹脂表面の有機官能
基の一部が重合体の一部と結合して、耐衝撃性のより良
好なものが得られる。

【００２４】又、本発明の該樹脂組成物には、他の光拡
散剤、例えば酸化チタンや硫酸バリウムや炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ、ガラスビー
ズ、架橋アクリル系ビーズや架橋スチレン系ビーズや通
常の三官能シロキサン単位を基本とするシリコン樹脂を
少量併用することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の、光拡散性メタクリル系樹脂組
成物は、単に光の透過性や光拡散性が良好であるのみな
らず、固体粒子を混入することに伴う樹脂組成物の強
度、特に耐衝撃性の低下が少なく、成形加工性も良好な
ものである。該樹脂組成物は、光拡散性良好な板状、シ
ート状や各種成形品とすることができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
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、評価方法は以下のとおりである。・全光線透過率（Ｔｔ）；ASTM D1003-61 に準拠して、
ポイック積分球式ヘイズメーター（日本精密光学製SEP-
HS-30D）により測定した。・垂直入射光による透過角０°の透過光強度（Ｉ₀）、
垂直入射光による透過角５°の透過光強度（Ｉ₅）及び
垂直入射光による透過角７０°の透過光強度（Ｉ ₇₀）を
（株）村上色彩技術研究所製、自動変角光度計GP-1R を
用いて測定し、Ｉ ₀／Ｉ₅を隠蔽性とし、Ｉ₇₀を広角側
拡散性とした。・面衝撃強度；JIS K5400 に準拠しデュポン式落下衝撃
試験機（安田精機製作所製）を用い、シート成形品から
切り出した５０mm×５０mm×２mmのシート１枚づつ計１
０枚を１／８インチの撃ち型と１／４インチの受け台に
セットし、１０cmの高さから３００ｇのおもりを落下さ
せ、割れた枚数で示した。

【００２７】実施例１〜２、比較例１メタアクリル樹脂ビーズ（スミペックスＥＸ、住友化学
工業（株）製）１００重量部と表面にビニル基を約１．
３％有するシリコン樹脂（DY33-708東レ・ダウコーニン
グ・シリコーン（株）製、平均粒径２μｍ、Ｔｇ-120
℃、屈折率1.419）を〔表１〕に示す量をヘンシェルミ
キサーで混合した後、押出機（一軸、スクリュー径４０
mm、田辺プラスチック（株）製）でＴダイ出口の樹脂温
度２６５℃で溶融樹脂シートを押し出し、ポリシングロ
ール３本を介して２mm厚、巾２６cmのシートに加工し
た。得られたシートの評価結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例３〜６、比較例２メタアクリル樹脂ビーズ１００重量部と表面にメタクリ
ロイルオキシ基を約４．０％有するシリコン樹脂（DY33
-719、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製、平
均粒径２μｍ、Ｔｇ-118℃、屈折率1.419 ）を〔表２〕
に示す量用いた以外は、実施例１と同様に行って、２mm
厚のシートを得た。得られたシートの評価結果を表２に
示す。

【００３０】実施例７、８メタアクリル樹脂ビーズ１００重量部と表面にグリシジ
ル基を約２．１％有するシリコン樹脂（X-52-805K 、信
越化学工業（株）製、平均粒径４μｍ、屈折率１．４３
５、Ｔｇ−１３５℃）を表２に示す量とをヘンシェルミ
キサーで混合した後、押出機（スクリュー径２０mm、一
軸（株）東洋精機製）でペレット化し、このペレットを
射出成形機（（株）名機製作所製M-140SJ ）により、成
形温度２２０℃〜２６０℃、金型温度５５℃の条件で成
形し、厚さ２mmの平板を得た。得られたシートの評価結
果を表２に示す。

【００３１】比較例３メタアクリル樹脂ビーズ１００重量部と表面にメチル基
が存在しているシリコン樹脂（KMP-594 、信越化学工業
（株）製、平均粒径４μｍ、屈折率１．４３５、Ｔｇ−
１３７℃）を表２に示す量をヘンシェルミキサーで混合
した後、実施例７と同じ様に行った。評価結果を表２に
示す。

【００３２】比較例４〜７メタアクリル樹脂ビーズ１００重量部と炭酸カルシウ
ム、ポリメチルシルセスキオキサン系シリコン樹脂（トス
パール145 、東芝シリコーン（株）製、平均粒径4.5 μｍ、屈
折率１．４３０）を表２に示す量とをヘンシェルミキ
サーで混合した後、実施例１と同様に行った。得られた
シートの評価結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】実施例９、１０２０重量％の固形分を含むメチルメタクリレートの部分
重合体（シラップ）１００部にアゾビスイソブチロニト
リル０．１重量％及び表３に示す量のシリコン樹脂、DY
33-719を混合し、続いて減圧下にて溶存空気を除去し、
これを２mm間隔の２枚の強化ガラスによって形成された
セル中に注いだ。７０℃において３時間、１２０℃にお
いて１時間で加熱重合させ、板厚２mmのシートを得た。
得られたシートの評価結果を表３に示す。

【００３５】比較例８実施例９におけるシリコン樹脂を全く加えないこと以外
は同様に行った。結果を表３に示す。

【００３６】比較例９実施例９におけるシリコン樹脂に代えて、フェニル基含
有のシリコン樹脂（トレフィル E-603 東レタ゛ウコーニンク゛・シリコーン
(株）製、平均粒径５μｍ、屈折率1.422,Ｔｇ-139 ℃）
を表３に示す量とした以外は、同様に行った。評価結果
を表３に示す。

【００３７】

【表３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メタクリル酸メチル系重合体１００重量部
に，二官能シロキサン単位及び三官能シロキサン単位か
らなる骨格、表面に有機官能基を有する、重量平均粒径
０．５〜１０μｍのシリコン樹脂０．１〜１０重量部、
を含有してなる光拡散性メタクリル系樹脂組成物。