JPH1067828A - 光拡散性プラスチックに適する微粒子 - Google Patents
光拡散性プラスチックに適する微粒子Info
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- JPH1067828A JPH1067828A JP9103841A JP10384197A JPH1067828A JP H1067828 A JPH1067828 A JP H1067828A JP 9103841 A JP9103841 A JP 9103841A JP 10384197 A JP10384197 A JP 10384197A JP H1067828 A JPH1067828 A JP H1067828A
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- light
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 メチルメタクリレート、スチレンおよび多官
能性（メタ）アクリレートからなる架橋共垂合体で構成
され、下記一般式 (Ｉ) 、式 (II) および式 (III)を満
足する、実質的に内部に空孔を有さない、実質的に球状
の透明微粒子。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II) ７≦ｄ＜３０ (III) （ただし、Ｗ1 はメチルメタクリレートの重量分率、Ｗ
2 はスチレンの重量分率、ｄは平均粒子径（μｍ）を表
わす。） 【効果】 正面の輝度が高く、かつ拡散半値角の大きい
光拡散性プラスチックを得ることができる。
能性（メタ）アクリレートからなる架橋共垂合体で構成
され、下記一般式 (Ｉ) 、式 (II) および式 (III)を満
足する、実質的に内部に空孔を有さない、実質的に球状
の透明微粒子。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II) ７≦ｄ＜３０ (III) （ただし、Ｗ1 はメチルメタクリレートの重量分率、Ｗ
2 はスチレンの重量分率、ｄは平均粒子径（μｍ）を表
わす。） 【効果】 正面の輝度が高く、かつ拡散半値角の大きい
光拡散性プラスチックを得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明カバー、照明看
板、グレージング、各種ディスプレイあるいはリアプロ
ジェクションテレビ用のスクリーン等光の拡散を目的と
した部材に好適な光拡散性プラスチックに適した微粒子
に関するものである。
板、グレージング、各種ディスプレイあるいはリアプロ
ジェクションテレビ用のスクリーン等光の拡散を目的と
した部材に好適な光拡散性プラスチックに適した微粒子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、照明カバー、ディスプレー用スク
リーン等の光拡散性材料としては、無機または有機の透
明微粒子をアクリル樹脂、スチレン樹脂等の透明プラス
チックに分散させた材料、あるいは透明プラスチックの
表面を何らかの方法で租面化した材料等が知られてお
り、これらを併用することも公知である。近年特にリア
プロジェクションテレビ用のスクリーン等の高度の性能
を要求される光拡散性プラスチックの必要性の増大に伴
ないより高性能の材料を求めて多くの努力がなされてき
た。
リーン等の光拡散性材料としては、無機または有機の透
明微粒子をアクリル樹脂、スチレン樹脂等の透明プラス
チックに分散させた材料、あるいは透明プラスチックの
表面を何らかの方法で租面化した材料等が知られてお
り、これらを併用することも公知である。近年特にリア
プロジェクションテレビ用のスクリーン等の高度の性能
を要求される光拡散性プラスチックの必要性の増大に伴
ないより高性能の材料を求めて多くの努力がなされてき
た。
【０００３】これら光拡散性材料に望まれる性能は、
（１）できるだけ広い範囲に、均一に、しかも（２）明
るく、光を拡散させることである。しかし光源からでる
光の量は一定であるので、これら（１）と（２）の要求
は互いに相反する要求である。したがって、実際には必
要に応じて、拡散材の濃度を変える等の方法で、最も好
ましい輝度と広がりとなるように選択して用いている。
透明プラスチックに光拡散材を分散させて光拡散性材料
を得る方法において、好適な光拡散材と透明プラスチッ
クの組み合わせを得るための指標としては、主として光
拡散材微粒子の粒径および光拡散材微粒子と透明プラス
チックの屈折率差が用いられてきた。
（１）できるだけ広い範囲に、均一に、しかも（２）明
るく、光を拡散させることである。しかし光源からでる
光の量は一定であるので、これら（１）と（２）の要求
は互いに相反する要求である。したがって、実際には必
要に応じて、拡散材の濃度を変える等の方法で、最も好
ましい輝度と広がりとなるように選択して用いている。
透明プラスチックに光拡散材を分散させて光拡散性材料
を得る方法において、好適な光拡散材と透明プラスチッ
クの組み合わせを得るための指標としては、主として光
拡散材微粒子の粒径および光拡散材微粒子と透明プラス
チックの屈折率差が用いられてきた。
【０００４】たとえば特公昭３９−１０５１５号公報に
は基体透明樹脂との屈折率差が０．０５〜０．３であ
り、平均直径が０．５〜５μである架橋微粒子を光拡散
材とする方法が述べられており、また特開昭４８−４４
３３３号公報には基体樹脂よりも０．０５〜０．５だけ
大きい屈折率を有する粒径１０μ以下の結晶粉を配合す
る方法が記載されており、さらにまた特開昭６０−１３
９７５８号公報においては屈折率差が０．０２〜０．１
で粒径が１０〜５０μ、特開昭６０−１８４５５９号公
報では屈折率差０．０２〜０．１で粒径が４〜１０μの
ものが提案されているほか、特開昭６１−４７６２号公
報の如く、粒径が４〜５０μで屈折率が基体樹脂よりも
０．０２〜０．１大きい微粒子と粒径が４〜５０μで屈
折率が０．０２〜０．１小さい微粒子を併用する方法も
記載されている。その他特公昭６０−２１６６２号公報
または特開昭６２−１７４２６１号公報においては基体
樹脂よりも屈折率が０．０１〜０．１小さく平均粒径が
１〜１０μの微粒子を分散する方法も提案されている。
その他、具体的記述のある基体樹脂および光拡散材の組
み合わせは極めて多岐にのぼり、すべてを記述すること
は困難であるが、たとえばメタクリル樹脂 (屈折率１．
４９２) を基体樹脂とする場合において結晶性シリカ
(屈折率１．５４) 、無定形シリカ (屈折率１．４６)
、炭酸カルシウム(屈折率１．５８) 、水酸化アルミニ
ウム（屈折率１．５７）、ガラスビーズＧＢ−２１０
（屈折率１．５２１）、ガラス球 (屈折率１．４６) 、
フッ化カルシウム (屈折率１．４３) 、フッ化リチウム
(屈折率１．３９) 、硫酸バリウム（屈折率１．６
４）、アルミナ粉末（屈折率１．７）の他屈折率は不明
であるが酸化マグネシウム、酸化チタン、タルクや架橋
ボリマー等が用いられており、ポリスチレン樹脂 (屈折
率１．５９) 、ポリ塩化ビニル樹脂 (屈折率１．５５)
またはポリカーボネー卜樹脂 (屈折率１．５９) を基体
樹脂とする場合においても種々の無機微粒子が用いられ
ている。
は基体透明樹脂との屈折率差が０．０５〜０．３であ
り、平均直径が０．５〜５μである架橋微粒子を光拡散
材とする方法が述べられており、また特開昭４８−４４
３３３号公報には基体樹脂よりも０．０５〜０．５だけ
大きい屈折率を有する粒径１０μ以下の結晶粉を配合す
る方法が記載されており、さらにまた特開昭６０−１３
９７５８号公報においては屈折率差が０．０２〜０．１
で粒径が１０〜５０μ、特開昭６０−１８４５５９号公
報では屈折率差０．０２〜０．１で粒径が４〜１０μの
ものが提案されているほか、特開昭６１−４７６２号公
報の如く、粒径が４〜５０μで屈折率が基体樹脂よりも
０．０２〜０．１大きい微粒子と粒径が４〜５０μで屈
折率が０．０２〜０．１小さい微粒子を併用する方法も
記載されている。その他特公昭６０−２１６６２号公報
または特開昭６２−１７４２６１号公報においては基体
樹脂よりも屈折率が０．０１〜０．１小さく平均粒径が
１〜１０μの微粒子を分散する方法も提案されている。
その他、具体的記述のある基体樹脂および光拡散材の組
み合わせは極めて多岐にのぼり、すべてを記述すること
は困難であるが、たとえばメタクリル樹脂 (屈折率１．
４９２) を基体樹脂とする場合において結晶性シリカ
(屈折率１．５４) 、無定形シリカ (屈折率１．４６)
、炭酸カルシウム(屈折率１．５８) 、水酸化アルミニ
ウム（屈折率１．５７）、ガラスビーズＧＢ−２１０
（屈折率１．５２１）、ガラス球 (屈折率１．４６) 、
フッ化カルシウム (屈折率１．４３) 、フッ化リチウム
(屈折率１．３９) 、硫酸バリウム（屈折率１．６
４）、アルミナ粉末（屈折率１．７）の他屈折率は不明
であるが酸化マグネシウム、酸化チタン、タルクや架橋
ボリマー等が用いられており、ポリスチレン樹脂 (屈折
率１．５９) 、ポリ塩化ビニル樹脂 (屈折率１．５５)
またはポリカーボネー卜樹脂 (屈折率１．５９) を基体
樹脂とする場合においても種々の無機微粒子が用いられ
ている。
【０００５】このように従来開示されてきた技術を整理
してみると、屈折率差、粒径について多くの方法が提案
されているものの、それらは非常に広い範囲のものが、
まちまちに提案されており、どのような組合せが好まし
いのか、判断に苦しむのが現状である。事実近年のリア
プロジェクションテレビ用のスクリーン等に関し、ます
ます高まる要求に対しては、これら既存の技術では、未
だ不十分であることが追試験の結果判明した。
してみると、屈折率差、粒径について多くの方法が提案
されているものの、それらは非常に広い範囲のものが、
まちまちに提案されており、どのような組合せが好まし
いのか、判断に苦しむのが現状である。事実近年のリア
プロジェクションテレビ用のスクリーン等に関し、ます
ます高まる要求に対しては、これら既存の技術では、未
だ不十分であることが追試験の結果判明した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
雑然とした技術の流れの中で、すぐれた光拡散性能を有
する、すなわち最大輝度Ｇoができるだけ大きく、かつ
半値角（輝度が１／２まで低下する角度）のできるだけ
大きい、しかも透過光が赤味を帯びることのない光拡散
材料を提供しうるものであって、メタクリル樹脂中に分
散することにより良好な光拡散性能をもたらし得る球状
微粒子を提供することを目的とするものである。
雑然とした技術の流れの中で、すぐれた光拡散性能を有
する、すなわち最大輝度Ｇoができるだけ大きく、かつ
半値角（輝度が１／２まで低下する角度）のできるだけ
大きい、しかも透過光が赤味を帯びることのない光拡散
材料を提供しうるものであって、メタクリル樹脂中に分
散することにより良好な光拡散性能をもたらし得る球状
微粒子を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、メタクリル樹
脂からなる光拡散性プラスチックの光拡散性能を向上さ
せるために、メチルメタクリレート（以下、メチルメタ
クリレートをＭＭＡと記す）、スチレンおよび多官能性
（メタ）アクリレートからなる架橋共重合体で構成さ
れ、下記一般式 (Ｉ) 、式 (II) および式 (III)を満足
する、実質的に内部に空孔を有さない、実質的に球状の
透明微粒子により本発明の目的が達成される。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II) ７≦ｄ＜３０ (III) （ただし、Ｗ1 はメチルメタクリレートの重量分率、Ｗ
2 はスチレンの重量分率、ｄは平均微粒子径（μｍ）を
表わす。）
脂からなる光拡散性プラスチックの光拡散性能を向上さ
せるために、メチルメタクリレート（以下、メチルメタ
クリレートをＭＭＡと記す）、スチレンおよび多官能性
（メタ）アクリレートからなる架橋共重合体で構成さ
れ、下記一般式 (Ｉ) 、式 (II) および式 (III)を満足
する、実質的に内部に空孔を有さない、実質的に球状の
透明微粒子により本発明の目的が達成される。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II) ７≦ｄ＜３０ (III) （ただし、Ｗ1 はメチルメタクリレートの重量分率、Ｗ
2 はスチレンの重量分率、ｄは平均微粒子径（μｍ）を
表わす。）
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者等は、すでに、基体透明
樹脂と透明微粒子の屈折率差、透明微粒子の粒径と拡散
性能の関係を総合的に検討した（特願昭６３−１５６３
９７号）。すなわち、基体透明樹脂の屈折率Ｎｓと透明
微粒子の屈折率Ｎｐの絶対差｜Ｎｐ−Ｎｓ｜が０．０２
以上、０．０４以下であることが光拡散性プラスチック
を得るために重要である。本発明者らは基体樹脂と透明
微粒子の屈折率差および透明微粒子の粒子径を変えた平
板を種々作成し、平板の後方より平行光線を入射し、前
方に出てくる光の輝度の角度分布を測定し、平板面にお
ける照度と各々の輝度からゲインＧを次式により計算し
た。
樹脂と透明微粒子の屈折率差、透明微粒子の粒径と拡散
性能の関係を総合的に検討した（特願昭６３−１５６３
９７号）。すなわち、基体透明樹脂の屈折率Ｎｓと透明
微粒子の屈折率Ｎｐの絶対差｜Ｎｐ−Ｎｓ｜が０．０２
以上、０．０４以下であることが光拡散性プラスチック
を得るために重要である。本発明者らは基体樹脂と透明
微粒子の屈折率差および透明微粒子の粒子径を変えた平
板を種々作成し、平板の後方より平行光線を入射し、前
方に出てくる光の輝度の角度分布を測定し、平板面にお
ける照度と各々の輝度からゲインＧを次式により計算し
た。
【０００９】 Ｇ＝輝度（フートランバート）／照度（フートキャンドル） (IV) ゲインは拡散板の正面において最高値を示し、拡散板の
法線となす角が大きくなるにつれて、図１に示すよう
に、徐々に値が小さくなる。ゲインの最高値をピークゲ
インと呼びＧoで表わすこととし、ゲインがピークゲイ
ンの１／２になる角度を半値角と呼びαで表わすことと
すると、本発明の目的はＧoおよびαをいずれも大きく
することにある。ただし、一般には光拡散板は単なる平
板状で用いられるとは限らず、種々のレンズ形状を賦与
したり、表面処理等の別の光拡散性賦与手段との併用に
より目的を達成することが多く、Ｇo、α等はそれらの
種類、程度によっても変動するので、このような測定手
段によるＧoおよびαの値で表現することは適当ではな
い。しかしながら、このようにして平板状の光拡散板で
測定したＧoおよびαの大きい組み合わせを採用する
と、他の形状においても優れた性能を示すことが、実験
的に確認できるので、本発明者らは、光拡散材による光
拡散性能を比較評価しやすい平板による方法を主として
採用した。一定の基板樹脂と光拡散材の組み合わせにお
いて、光拡散材の濃度を変えると、図２のように濃度の
増加に伴つてＧoは減少し、αは増大する。そこで良好
な光拡散材を選択する手段として、光拡散材の濃度を変
えて、一定のＧoが得られる濃度を選定し、その濃度に
おける半値角αが大きいものが好ましい光拡散性プラス
チックであると考えた。
法線となす角が大きくなるにつれて、図１に示すよう
に、徐々に値が小さくなる。ゲインの最高値をピークゲ
インと呼びＧoで表わすこととし、ゲインがピークゲイ
ンの１／２になる角度を半値角と呼びαで表わすことと
すると、本発明の目的はＧoおよびαをいずれも大きく
することにある。ただし、一般には光拡散板は単なる平
板状で用いられるとは限らず、種々のレンズ形状を賦与
したり、表面処理等の別の光拡散性賦与手段との併用に
より目的を達成することが多く、Ｇo、α等はそれらの
種類、程度によっても変動するので、このような測定手
段によるＧoおよびαの値で表現することは適当ではな
い。しかしながら、このようにして平板状の光拡散板で
測定したＧoおよびαの大きい組み合わせを採用する
と、他の形状においても優れた性能を示すことが、実験
的に確認できるので、本発明者らは、光拡散材による光
拡散性能を比較評価しやすい平板による方法を主として
採用した。一定の基板樹脂と光拡散材の組み合わせにお
いて、光拡散材の濃度を変えると、図２のように濃度の
増加に伴つてＧoは減少し、αは増大する。そこで良好
な光拡散材を選択する手段として、光拡散材の濃度を変
えて、一定のＧoが得られる濃度を選定し、その濃度に
おける半値角αが大きいものが好ましい光拡散性プラス
チックであると考えた。
【００１０】本発明においては光拡散性透明微粒子の平
均粒子径が７μｍ以上３０μｍ未満であることが必要で
ある。その平均粒子径がこの範囲外の場合には一定のＧ
oにおけるαが小さくなる。とくに平均粒子径が７μｍ
に達しない場合には微粒子濃度が低い時、直進方向の限
られた立体角に進行する光が多く、しかもこの光が赤味
を帯びている。微粒子濃度を増してゆくと、直進性の赤
味を帯びた光は低減されるが、Ｇoが非常に低い値とな
るまでこの異常な光はなくならない。この光は人間の目
で観察する時いわゆるスケとして認識される。
均粒子径が７μｍ以上３０μｍ未満であることが必要で
ある。その平均粒子径がこの範囲外の場合には一定のＧ
oにおけるαが小さくなる。とくに平均粒子径が７μｍ
に達しない場合には微粒子濃度が低い時、直進方向の限
られた立体角に進行する光が多く、しかもこの光が赤味
を帯びている。微粒子濃度を増してゆくと、直進性の赤
味を帯びた光は低減されるが、Ｇoが非常に低い値とな
るまでこの異常な光はなくならない。この光は人間の目
で観察する時いわゆるスケとして認識される。
【００１１】人間の目は通常視野角１分 (＝１／６０
度) で見分けることが可能であり、このスケの現象を光
学測定機器（輝度計）によって測定するには人間の目が
見分けるのと同程度の視野角を有する機器を使用するこ
とが必要である。従来、文献等で輝度の角度分布のデー
タとスケとの間に相関性がないものが見受けられるが、
それは人間の目と輝度計との視野角の差によると思われ
る。現在市販の輝度計の視野角は２度、１度、１／３
度、０．２度等があり、いずれも１／６０度に比べて大
きい．視野角ができるだけ小さく、かつ安定した測定が
できることを考慮し、本発明者等は視野角が１／３゜の
ミノルタ社製のミノルタ輝度計ｎｔ１／３゜ｐを用いて
測定を行った。その結果、スケの現象に対応して極めて
せまい角度範囲に集中した強い光を測定することがで
き、Ｇoおよびαの値にある程度反映されることがわか
つた。
度) で見分けることが可能であり、このスケの現象を光
学測定機器（輝度計）によって測定するには人間の目が
見分けるのと同程度の視野角を有する機器を使用するこ
とが必要である。従来、文献等で輝度の角度分布のデー
タとスケとの間に相関性がないものが見受けられるが、
それは人間の目と輝度計との視野角の差によると思われ
る。現在市販の輝度計の視野角は２度、１度、１／３
度、０．２度等があり、いずれも１／６０度に比べて大
きい．視野角ができるだけ小さく、かつ安定した測定が
できることを考慮し、本発明者等は視野角が１／３゜の
ミノルタ社製のミノルタ輝度計ｎｔ１／３゜ｐを用いて
測定を行った。その結果、スケの現象に対応して極めて
せまい角度範囲に集中した強い光を測定することがで
き、Ｇoおよびαの値にある程度反映されることがわか
つた。
【００１２】微粒子の平均粒子径が７μｍを下まわる
と、スケを防止するためには最大輝度が極めて低くなる
まで光拡散材の濃度を増す必要があり、スケがなく、か
つゲインの大きい光拡散板を得るには適当ではない。平
均粒子径が３０μｍ以上となると、使用する微粒子の濃
度が大きくなりすぎるため、経済上、生産技術上、不利
となるばかりでなく、本発明の範囲内の粒径の場合に比
べて半値角が小さくなる。
と、スケを防止するためには最大輝度が極めて低くなる
まで光拡散材の濃度を増す必要があり、スケがなく、か
つゲインの大きい光拡散板を得るには適当ではない。平
均粒子径が３０μｍ以上となると、使用する微粒子の濃
度が大きくなりすぎるため、経済上、生産技術上、不利
となるばかりでなく、本発明の範囲内の粒径の場合に比
べて半値角が小さくなる。
【００１３】平均粒子径には種々の定義があるが、本発
明にいう平均粒子径とは、重量メジアン径すなわち重量
累積曲線において累積重量分率が５０％となる粒子径で
もって表わす。粒度分布を測定するには、コールターカ
ウンター法、沈降法、顕微鏡写真または電子顕微鏡写真
による計数法等の方法があり、いずれの方法でもよい。
明にいう平均粒子径とは、重量メジアン径すなわち重量
累積曲線において累積重量分率が５０％となる粒子径で
もって表わす。粒度分布を測定するには、コールターカ
ウンター法、沈降法、顕微鏡写真または電子顕微鏡写真
による計数法等の方法があり、いずれの方法でもよい。
【００１４】本発明において、光拡散性微粒子の形状に
関する因子は非常に重要な事項である。すなわち光拡散
性微粒子は、微粒子中に占める中空状微粒子の割合か３
重量％以下、好ましくは中空状微粒子を全く含まず、か
つ実質的に球状の微粒子であることが重要である。
関する因子は非常に重要な事項である。すなわち光拡散
性微粒子は、微粒子中に占める中空状微粒子の割合か３
重量％以下、好ましくは中空状微粒子を全く含まず、か
つ実質的に球状の微粒子であることが重要である。
【００１５】また中空部を実質的に含まない微粒子とし
て種々の破砕無機粉があり、これらも前記諸条件を満た
す範囲で用いることにより、優れた光拡散性プラスチッ
クとすることができるが球状の形状を有する微粒子の方
が、このような不定形の微粒子に比べて、同一のピーク
ゲインＧoを与える濃度の拡散板において半値角αが大
きくなるので、さらに好ましい。また上述の如く球状微
粒子の比率が高い方が好ましい。非球状微粒子は好まし
くは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下、最も好
ましくは全く含まないのがよい。
て種々の破砕無機粉があり、これらも前記諸条件を満た
す範囲で用いることにより、優れた光拡散性プラスチッ
クとすることができるが球状の形状を有する微粒子の方
が、このような不定形の微粒子に比べて、同一のピーク
ゲインＧoを与える濃度の拡散板において半値角αが大
きくなるので、さらに好ましい。また上述の如く球状微
粒子の比率が高い方が好ましい。非球状微粒子は好まし
くは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下、最も好
ましくは全く含まないのがよい。
【００１６】上記の屈折率差、粒径、形状の諸条件を満
足するには透明微粒子として、ポリマー、殊に架橋ポリ
マーを用いるのが有利であり好ましい。架橋重合体微粒
子の場合にはそのポリマー組成により屈折率を調整する
ことが可能であり、適切な重合方法により、実質的に中
空部を含まず、かつ実質的に球状の微粒子を得ることが
できる。
足するには透明微粒子として、ポリマー、殊に架橋ポリ
マーを用いるのが有利であり好ましい。架橋重合体微粒
子の場合にはそのポリマー組成により屈折率を調整する
ことが可能であり、適切な重合方法により、実質的に中
空部を含まず、かつ実質的に球状の微粒子を得ることが
できる。
【００１７】一般に光拡散性プラスチックは、光拡散性
微粒子と基板樹脂を溶融混練して押し出し、あるいはプ
レス法により、または場合によっては光拡散性微粒子を
重合性モノマーまたは部分重合した重合性モノマーシラ
ップ中に分散させて重合する方法によって作られる。し
たがつて光拡散性微粒子は光拡散性プラスチックを作る
工程中において、溶融、溶解等により好ましくない形状
に変化しないことが必要である。そのためには、ポリマ
ーの分子量を十分高くしておく方法も可能であるが、よ
り好ましくは適度な架橋を与えておくのがよい。
微粒子と基板樹脂を溶融混練して押し出し、あるいはプ
レス法により、または場合によっては光拡散性微粒子を
重合性モノマーまたは部分重合した重合性モノマーシラ
ップ中に分散させて重合する方法によって作られる。し
たがつて光拡散性微粒子は光拡散性プラスチックを作る
工程中において、溶融、溶解等により好ましくない形状
に変化しないことが必要である。そのためには、ポリマ
ーの分子量を十分高くしておく方法も可能であるが、よ
り好ましくは適度な架橋を与えておくのがよい。
【００１８】光拡散性プラスチックの基体樹脂として
は、透明で光線透過率の高い樹脂すなわちメタクリル樹
脂が使用される。メタクリル樹脂は、耐久性および物性
が優れているので好ましい樹脂である。通常メタクリル
樹脂は耐熱性、成形性、耐久性等を改良する目的でＭＭ
Ａの他にアルキルアクリレートを共重合したり、滑剤、
紫外線吸収剤を添加したりするが、ここでいうメタクリ
ル樹脂はそのようなＭＭＡを主体とする樹脂全般をい
う。基体樹脂をメタクリル樹脂とする場合、ＭＭＡとス
チレンおよび多官能性（メタ）アクリレートを構成成分
とする架橋樹脂である微粒子を光拡散剤とするのが好適
である。通常のメタクリル樹脂は屈折率が１．４９前後
であるので、光拡散剤微粒子の屈折率は１．５１〜１．
５３程度であることが好ましい。もちろん基体樹脂であ
るメタクリル樹脂の種類によって若干高いまたは低い屈
折率であってもよい。
は、透明で光線透過率の高い樹脂すなわちメタクリル樹
脂が使用される。メタクリル樹脂は、耐久性および物性
が優れているので好ましい樹脂である。通常メタクリル
樹脂は耐熱性、成形性、耐久性等を改良する目的でＭＭ
Ａの他にアルキルアクリレートを共重合したり、滑剤、
紫外線吸収剤を添加したりするが、ここでいうメタクリ
ル樹脂はそのようなＭＭＡを主体とする樹脂全般をい
う。基体樹脂をメタクリル樹脂とする場合、ＭＭＡとス
チレンおよび多官能性（メタ）アクリレートを構成成分
とする架橋樹脂である微粒子を光拡散剤とするのが好適
である。通常のメタクリル樹脂は屈折率が１．４９前後
であるので、光拡散剤微粒子の屈折率は１．５１〜１．
５３程度であることが好ましい。もちろん基体樹脂であ
るメタクリル樹脂の種類によって若干高いまたは低い屈
折率であってもよい。
【００１９】本発明における多官能性（メタ）アクリレ
ートとは一分子中に二個以上のアクリル基またはメタク
リル基を有する化合物であり、たとえばエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ノナエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート等の（ポリ）エチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ヘキサメチレンジ（メタ）アクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート
等のグリコールジ（メタ）アクリレートの他トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ（メタ）アクリレート等の多価アルコー
ルの多価（メタ）アクリレート等がある。これら多官能
性（メタ）アクリレートは透明微粒子が光拡散性プラス
チックの製造過程においてその微粒子の形状を損なうの
を防止する役割を担うものであり、透明微粒子を構成す
る全モノマーの２％〜６０％の範囲で適宜選択される。
ートとは一分子中に二個以上のアクリル基またはメタク
リル基を有する化合物であり、たとえばエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ノナエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート等の（ポリ）エチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ヘキサメチレンジ（メタ）アクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート
等のグリコールジ（メタ）アクリレートの他トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ（メタ）アクリレート等の多価アルコー
ルの多価（メタ）アクリレート等がある。これら多官能
性（メタ）アクリレートは透明微粒子が光拡散性プラス
チックの製造過程においてその微粒子の形状を損なうの
を防止する役割を担うものであり、透明微粒子を構成す
る全モノマーの２％〜６０％の範囲で適宜選択される。
【００２０】本発明においては、ＭＭＡの重量分率をＷ
1 、スチレンの重量分率をＷ2 とする時、下記式 (Ｉ)
および (II) を満足する範囲であることが必要である。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II)
1 、スチレンの重量分率をＷ2 とする時、下記式 (Ｉ)
および (II) を満足する範囲であることが必要である。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II)
【００２１】ＭＭＡの重量分率およびスチレンの重量分
率が上記式 (Ｉ) および 式(II) を満足する範囲にある
ことにより、すぐれた光拡散性能を有する、すなわちＧ
oおよびαができるだけ大きい、しかも透過光が赤味を
帯びることのない光拡散材料用の微粒子をを提供するこ
とができる。
率が上記式 (Ｉ) および 式(II) を満足する範囲にある
ことにより、すぐれた光拡散性能を有する、すなわちＧ
oおよびαができるだけ大きい、しかも透過光が赤味を
帯びることのない光拡散材料用の微粒子をを提供するこ
とができる。
【００２２】本発明の共重合体には熱安定性の改良等の
目的で前記モノマーの他にメチルアクリレート、エチノ
レアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキルアク
リレートを共重合してもよい。その場合前記の式 (Ｉ)
および 式(II) においてＷ1 をＷ1 十Ｗ3（Ｗ3：アルキ
ルアクリレー卜の重量分率を示す）とおきかえればよ
い。アルキルアクリレートは通常ＭＭＡの１／４以下で
よい。
目的で前記モノマーの他にメチルアクリレート、エチノ
レアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキルアク
リレートを共重合してもよい。その場合前記の式 (Ｉ)
および 式(II) においてＷ1 をＷ1 十Ｗ3（Ｗ3：アルキ
ルアクリレー卜の重量分率を示す）とおきかえればよ
い。アルキルアクリレートは通常ＭＭＡの１／４以下で
よい。
【００２３】基体樹脂としてスチレンとＭＭＡの共重合
体を用いると屈折率が高くなるため、レンズとしての効
果が高まり、有利となる場合がある。このような場合に
も、前記のメタクリル樹脂に用いた透明微粒子に類似の
架橋共重合体を用いることが望ましい。ただし、スチレ
ン−ＭＭＡ樹脂の屈折率に応じて適当な屈折率に調整す
ればよい。以上述べたポリマービーズは、懸濁重合法に
より合成する事ができる。例えば、ポリビニルアルコー
ルを分散剤とし、モノマーをディスパーザー等により、
微細に分散した後、重合、濾過、洗浄、乾燥することに
より、製造することができる。
体を用いると屈折率が高くなるため、レンズとしての効
果が高まり、有利となる場合がある。このような場合に
も、前記のメタクリル樹脂に用いた透明微粒子に類似の
架橋共重合体を用いることが望ましい。ただし、スチレ
ン−ＭＭＡ樹脂の屈折率に応じて適当な屈折率に調整す
ればよい。以上述べたポリマービーズは、懸濁重合法に
より合成する事ができる。例えば、ポリビニルアルコー
ルを分散剤とし、モノマーをディスパーザー等により、
微細に分散した後、重合、濾過、洗浄、乾燥することに
より、製造することができる。
【００２４】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。 実施例１ ＭＭＡ３４部、スチレン１６部、エチレングリコールジ
メタクリレート５０部、ラウロイルパーオキサイド０．
２部をポリビニルアルコール((株）クラレ製ＰＶＡ−４
２０) ０．４％含む水３００部と混合し、ラボディスパ
ーザーにより分散を行なった。この液を攪拌しながら窒
素雰囲気で７０℃で２０分、９５℃で５０分加熱した。
得られた分散液を濾過および水による繰りかえし洗浄を
行ない最後にメタノールで洗浄後、乾燥した。このよう
にして得られた架橋微粒子の粒度分布を粒度分布計（セ
イシン企業製ミクロンフォトサイザ−ＳＫＡ−５００
０）で測定したところ、重量メジアン径は１０．５８μ
ｍであった。この際の比重は別途同一組成の重合物を作
つて測定した値（１．１８９１）を用いた。屈折率は顕
微鏡によりベッケ線の移動挙動を見る方法で測定し、1.
５１７４であつた。またこのビーズは実質的にすべて球
状でかつ中空粒子を含んでいなかった。この架橋ビーズ
を用い、以下の方法により、種々の重量分率でビーズを
含有する、厚さ１ｍｍのメタクリル樹脂板を作った。
に説明する。 実施例１ ＭＭＡ３４部、スチレン１６部、エチレングリコールジ
メタクリレート５０部、ラウロイルパーオキサイド０．
２部をポリビニルアルコール((株）クラレ製ＰＶＡ−４
２０) ０．４％含む水３００部と混合し、ラボディスパ
ーザーにより分散を行なった。この液を攪拌しながら窒
素雰囲気で７０℃で２０分、９５℃で５０分加熱した。
得られた分散液を濾過および水による繰りかえし洗浄を
行ない最後にメタノールで洗浄後、乾燥した。このよう
にして得られた架橋微粒子の粒度分布を粒度分布計（セ
イシン企業製ミクロンフォトサイザ−ＳＫＡ−５００
０）で測定したところ、重量メジアン径は１０．５８μ
ｍであった。この際の比重は別途同一組成の重合物を作
つて測定した値（１．１８９１）を用いた。屈折率は顕
微鏡によりベッケ線の移動挙動を見る方法で測定し、1.
５１７４であつた。またこのビーズは実質的にすべて球
状でかつ中空粒子を含んでいなかった。この架橋ビーズ
を用い、以下の方法により、種々の重量分率でビーズを
含有する、厚さ１ｍｍのメタクリル樹脂板を作った。
【００２５】アクリル酸エチル１１．９重量部、ＭＭＡ
１２８．１部の混合液中にアクリル酸エチル８．５％を
共重合したアクリル樹脂ビーズ（協和ガス化学工業製Ｆ
−１０００Ｂ屈折率１．４９２０）６０重量部を溶解し
て、アクリル樹脂シラップを作つた。このシラップに前
記の架橋ビーズを必要量、凝集しないように注意しなが
ら、分散させた。この中にアゾビスイソブチロニトリル
０．０２重量部を溶解せしめ、ガスケットを装着した２
枚のガラス板中に入れ、脱気した後、８０℃で２時間、
さらに１２０℃で２時間加熱して重合した。なお板厚は
１ｍｍとなるように調整した。重合終了後ガラス板より
微粒子ビーズ入りアクリル板を取り出した。
１２８．１部の混合液中にアクリル酸エチル８．５％を
共重合したアクリル樹脂ビーズ（協和ガス化学工業製Ｆ
−１０００Ｂ屈折率１．４９２０）６０重量部を溶解し
て、アクリル樹脂シラップを作つた。このシラップに前
記の架橋ビーズを必要量、凝集しないように注意しなが
ら、分散させた。この中にアゾビスイソブチロニトリル
０．０２重量部を溶解せしめ、ガスケットを装着した２
枚のガラス板中に入れ、脱気した後、８０℃で２時間、
さらに１２０℃で２時間加熱して重合した。なお板厚は
１ｍｍとなるように調整した。重合終了後ガラス板より
微粒子ビーズ入りアクリル板を取り出した。
【００２６】このようにして得られた微粒子含有アクリ
ル樹脂板（光拡散板）にコリメートされたハロゲンラン
プの光を後方より入射した。光拡散板から１．５ｍの前
方に、輝度計 (ミノルタ輝度計ｎｔ１／３゜ｐ）を設置
し、輝度を測定した。輝度計の位置をずらし、角度を変
えて、同一部分を測定する操作をくりかえし、輝度の角
度分布を測定した。一方、別途光拡散板の位置の照度を
照度計により測定しておき、輝度と照度の比から式 (I
V) によりゲインを計算した。正面のゲインをＧo、ゲイ
ンがＧoの１／２となる時の角度をαとして、各濃度の
値を表１に示す。
ル樹脂板（光拡散板）にコリメートされたハロゲンラン
プの光を後方より入射した。光拡散板から１．５ｍの前
方に、輝度計 (ミノルタ輝度計ｎｔ１／３゜ｐ）を設置
し、輝度を測定した。輝度計の位置をずらし、角度を変
えて、同一部分を測定する操作をくりかえし、輝度の角
度分布を測定した。一方、別途光拡散板の位置の照度を
照度計により測定しておき、輝度と照度の比から式 (I
V) によりゲインを計算した。正面のゲインをＧo、ゲイ
ンがＧoの１／２となる時の角度をαとして、各濃度の
値を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】この結果を縦軸をＧo、横軸をαとする両
対数グラフにプロットすると、図２のようになる。この
図よりＧoが２０となる濃度においてはαは７．８゜と
なる。この値は後述の比較例に示される値に比べて大き
な値であり、この光拡散板は一定のピークゲインとした
時の拡散半値角の大きいすぐれた材料である。
対数グラフにプロットすると、図２のようになる。この
図よりＧoが２０となる濃度においてはαは７．８゜と
なる。この値は後述の比較例に示される値に比べて大き
な値であり、この光拡散板は一定のピークゲインとした
時の拡散半値角の大きいすぐれた材料である。
【００２９】実施例２、３および比較例１〜４ 実施例１と同様にして、表２に示すような各種の微粒子
ならびに基体樹脂を用いて光拡散性プラスチックを作成
し、光拡散性能を測定した。測定結果も表２に示す。
ならびに基体樹脂を用いて光拡散性プラスチックを作成
し、光拡散性能を測定した。測定結果も表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】本発明により、正面の輝度が高く、かつ
拡散半値角の大きい光拡散性プラスチックを得ることが
可能となった。
拡散半値角の大きい光拡散性プラスチックを得ることが
可能となった。
【図１】図１は、実施例１の各架橋ビーズ濃度における
ゲインの角度分布を表わす図である。（縦軸は対数目
盛、横軸は等間隔目盛で示している。）
ゲインの角度分布を表わす図である。（縦軸は対数目
盛、横軸は等間隔目盛で示している。）
【図２】図２は、実施例および比較例におけるピークゲ
インと半値角を示すグラフである。（縦軸、横軸とも対
数目盛で示している。）
インと半値角を示すグラフである。（縦軸、横軸とも対
数目盛で示している。）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｆ２１Ｖ 1/14 Ｆ２１Ｖ 1/14 Ｚ Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｂ Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１８ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１８Ｂ
Claims (3)
- 【請求項１】 メチルメタクリレート、スチレンおよび
多官能性（メタ）アクリレートからなる架橋共重合体で
構成され、下記一般式 (Ｉ) 、式 (II) および式 (III)
を満足する、実質的に内部に空孔を有さない、実質的に
球状の透明微粒子。 ４．５４Ｗ2−０．９４≦Ｗ1＜６．６６Ｗ2−０．３６ (Ｉ) ０．４≦Ｗ1＋Ｗ2≦０．９８ (II) ７≦ｄ＜３０ (III) （ただし、Ｗ1 はメチルメタクリレートの重量分率、Ｗ
2 はスチレンの重量分率、ｄは平均粒子径（μｍ）を表
わす。） - 【請求項２】 メタクリル樹脂を基体樹脂とする光拡散
性プラスチックに用いられることを特徴とする請求項１
記載の微粒子。 - 【請求項３】 リアプロジェクションテレビのスクリー
ン用の光拡散性材料に用いられることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の微粒子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103841A JPH1067828A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 光拡散性プラスチックに適する微粒子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103841A JPH1067828A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 光拡散性プラスチックに適する微粒子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63156397A Division JP2667878B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 光拡散性プラスチック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1067828A true JPH1067828A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=14364665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103841A Pending JPH1067828A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 光拡散性プラスチックに適する微粒子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1067828A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000351910A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-19 | Hayakawa Rubber Co Ltd | 高分子微粉末及びその製造方法 |
| JP2005202361A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Sharp Corp | 光学材料、光学部材、照明装置および表示装置 |
| US7703964B2 (en) | 2003-11-18 | 2010-04-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illumination device and display apparatus including the same |
| JPWO2016093181A1 (ja) * | 2014-12-11 | 2017-04-27 | Ｊｘエネルギー株式会社 | 透明シート、それを備えた透明スクリーン、およびそれを備えた画像投影装置 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP9103841A patent/JPH1067828A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000351910A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-19 | Hayakawa Rubber Co Ltd | 高分子微粉末及びその製造方法 |
| US7703964B2 (en) | 2003-11-18 | 2010-04-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illumination device and display apparatus including the same |
| JP2005202361A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Sharp Corp | 光学材料、光学部材、照明装置および表示装置 |
| US7309143B2 (en) | 2003-12-19 | 2007-12-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical material, optical element, illuminator and display device |
| JPWO2016093181A1 (ja) * | 2014-12-11 | 2017-04-27 | Ｊｘエネルギー株式会社 | 透明シート、それを備えた透明スクリーン、およびそれを備えた画像投影装置 |
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