JP2004079522A - 照明カバーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　全光線透過率が高く、光源の透けを抑制し、かつリサイクル性に優れる照明カバーを提供する。
【解決手段】　上記課題は、メタクリル系樹脂発泡体の気泡を光拡散因子とすることにより達成される。好ましくは該気泡の気泡径を１０〜２０００μｍとしたり、気泡径アスペクト比を３以下としたり、発泡体の発泡倍率を１．１倍を超え３倍以下としたりする。なお、アクリル系ゴム粒子やアルキルベンゼンスルホン酸（塩）を用いることも好ましい。
【選択図】　　　なし

Description

　本発明は、照明カバーおよびその製造方法に関する。

　メタクリル系樹脂等の透明樹脂は、様々な用途に使用されており、種々の性能が要求されている。それらの中でも、照明カバー用途においては、室内の照明効率及び防眩性向上を目的として、乳白色半透明の光拡散性メタクリル系樹脂が使用されている。この光拡散性メタクリル系樹脂からなる照明カバーには、全光線透過率が高く点灯時に明るいこと、照明カバーを通して点灯した光源が透けて見えにくいことが要求されている。そのため、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカのような無機系微粒子や、架橋樹脂からなる有機系微粒子が光拡散剤として含有されている（例えば、特許文献１、特許文献２等）。

　しかし、かかる光拡散剤を含有する光拡散性メタクリル系樹脂よりなる照明カバーにおいて、光源からの光を十分に拡散するためには、光拡散剤の含有量を多くする必要がある。光拡散剤の含有量が多くなると、光拡散性メタクリル系樹脂からなる照明カバーをリサイクル（とりわけケミカルリサイクル）する場合、メタクリル系樹脂以外の残存物割合が高くなるために、リサイクル性に劣るという問題があった。

　一方、リサイクル性を向上させるためには、光拡散剤の含有量を少なくすればよいが、それでは光源からの光を十分に拡散することができず、照明カバーを通して点灯した光源が透けて見えやすくなり防眩性が低下する。光拡散剤の含有量を少なくしながら光源からの光を十分に拡散するためには、光拡散性メタクリル系樹脂からなる照明カバーの厚みを大きくしなければならず、照明カバー全体が重たくなってしまうという問題があった。

　また特許文献３には、粒子径３〜５０μｍの粒子が分散された熱可塑性樹脂非発泡層と熱可塑性樹脂発泡層とからなる多層体が記載されているが、多層体を製造するためには共押出しする等、製造コストが増大するという問題があった。

特開平６−２９９０３５号公報 特開平６−３４７６１６号公報 特開平１１−２６８１５７号公報

　本発明の目的は、上記問題点を解決するものであり、全光線透過率が高く、光源の透けを抑制し、かつ低コストでリサイクル性に優れる照明カバーおよびその製造方法を提供することにある。

　本発明者らは、鋭意検討した結果、光拡散性メタクリル系樹脂に含有される光拡散剤に代わり、メタクリル系樹脂発泡体の気泡を光拡散因子とすることにより、照明カバーとしての要求を満たし、かつ単位体積当りのメタクリル系樹脂使用量が少なくて済むこと、更にリサイクル後のメタクリル系樹脂以外の残存物割合を低くすることができることを見出した。

　また、メタクリル系樹脂にアクリル系ゴム粒子を含有させることにより、発泡体の強度を向上させることができ、更にメタクリル系樹脂に帯電防止剤を含有させることにより、照明カバーに求められる特性である埃の付着防止性を付与できることを見出した。

　すなわち、本発明の要旨は、メタクリル系樹脂発泡体であって、該発泡体の気泡を光拡散因子とする照明カバーにある。メタクリル系樹脂発泡体の気泡径は１０〜２０００μｍであることが好ましい。メタクリル系樹脂発泡体の気泡径アスペクト比は３以下であることが好ましい。メタクリル系樹脂発泡体の発泡倍率は１．１倍を超え３倍以下であることが好ましい。

　また、本発明の要旨は、メタクリル系樹脂１００質量部に対し熱分解型発泡剤０．０５〜１質量部を添加した配合物を加熱成形する、メタクリル系樹脂発泡体であって該発泡体の気泡を光拡散因子とする照明カバーの製造方法にある。

　本発明によれば、メタクリル系樹脂発泡体の気泡を光拡散因子とすることにより、全光線透過率が高く、光源の透けを抑制し、かつ低コストでリサイクル性に優れた照明カバーを得ることができる。また、アクリル系ゴム粒子、帯電防止剤の添加により衝撃強さと帯電防止性能を向上させた照明カバーを得ることができる。

　すなわち、この照明カバーは発泡体であるため、単位体積当りのメタクリル系樹脂使用量が少なくて済み、またその他の添加剤類も少なくて済む。従って環境に配慮した照明カバーであるといえる。また、その後のリサイクルにおいても、添加物が少ないために乾留残渣が少なく、リサイクルの効率が良いという利点がある。

　本発明におけるメタクリル系樹脂とは、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質量％以上、好ましくは７０質量％以上と、メタクリル酸メチルと共重合可能な他の単量体との共重合体である。

　メタクリル系樹脂には、強度を上げるために、アクリル系ゴム粒子を添加しても良い。アクリル系ゴム粒子の添加量は、メタクリル系樹脂１００質量部当たり１〜５０質量部が好ましい。ゴム添加量が少なすぎると、強度の向上効果が得られず、多すぎると剛性が低下し成形品が変形しやすくなるため、上記範囲が好ましい。

　アクリル系ゴム粒子とは、アルキル基の炭素数が１〜８であるアクリル酸アルキルエステル３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上と、アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他の単量体との共重合体であり、室温においてエラストマー的性質を示すものである。ゴム粒子の外層には、メタクリル系硬質樹脂からなる層を有することが好ましい。

　またメタクリル系樹脂発泡体に帯電防止性能を付与するため、メタクリル系樹脂に帯電防止剤を添加しても良い。帯電防止剤の添加量は、メタクリル系樹脂１００質量部に対して、炭素数が８〜２２であるアルキル基を有するアルキルスルホン酸あるいはアルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩０．１〜１０質量部が好ましい。帯電防止剤の添加量が少なすぎると帯電防止性能が不十分となり、多すぎるとリサイクル時の残存物割合が多くなるため上記範囲が好ましい。

　メタクリル系樹脂発泡体の気泡は連続気泡または独立気泡が挙げられるが、光の拡散性および強度の点で独立気泡であることが好ましい。

　かかるメタクリル系樹脂発泡体の気泡径は１０〜２０００μｍの範囲が好ましい。気泡径が小さすぎると、全光線透過率が低下し、大きすぎると強度が低下することがあり、上記範囲が好ましい。

　気泡径アスペクト比は、気泡の長径を短径で除して算出するが、３以下であることが好ましい。気泡径アスペクト比が大きすぎると、全光線透過率が低下し、照明器具としての明るさが不足する傾向にある。気泡径アスペクト比は１に近いほど、すなわち気泡が真球に近いほど好ましい。気泡径アスペクト比をこの範囲内にする方法としては、例えば押出成形によるシート製造時の、樹脂の吐出量に対するロール回転速度、すなわち引き落としを小さくする方法が挙げられる。

　また、発泡倍率は１．１倍を超え３倍以下であることが好ましい。発泡倍率が低すぎると、光拡散性が不十分になりやすく、照明カバーを通して点灯した光源が透けて見えやすくなり防眩性が低下する。発泡倍率が高すぎると全光線透過率及び強度が低下する傾向にある。発泡倍率をこの範囲内にする方法としては、例えば発泡剤の添加量を調節する方法、発泡助剤を添加する方法等が挙げられる。

　メタクリル系樹脂発泡体を得る手段としては、本発明の目的を満足できれば特に限定されないが、例えば発泡剤として熱分解型発泡剤を用いて、メタクリル系樹脂の粉末やペレットとドライブレンドし、熱分解型発泡剤の熱分解温度以上の温度条件下で押出成形や射出成形する手段が挙げられる。

　熱分解型発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤、アゾジカルボンアミドなどのアゾ化合物の他、ニトロソ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、アジド化合物などが挙げられる。

　発泡剤の種類は発泡倍率、気泡径などにより選択され、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもかまわない。

　発泡剤の添加量はメタクリル系樹脂１００質量部当り０．０５〜１質量部が好ましく、０．１〜０．５質量部がより好ましい。発泡剤の添加量が少なすぎると、得られたメタクリル系樹脂発泡体の単位体積当りの気泡数が少なくなる。そのために、光拡散性が不十分になり、照明カバーに用いた場合、点灯した光源が透けて見えやすくなり防眩性が低下する。逆に多すぎると、得られたメタクリル系樹脂発泡体の単位体積当りの気泡数が多くなりすぎ、全光線透過率及び強度が低下する傾向にある。

　他方、メタクリル系樹脂発泡体を得る手段として、例えば、押出成形や射出成形等の成形工程において、加熱溶融したメタクリル系樹脂にガスを注入することも可能である。

　ここで用いるガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、水素、酸素、ブタン、プロパン等が挙げられ、必要に応じて１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用することができ、例えば、空気を用いてもよい。

　また、必要に応じて発泡助剤を用いてもよい。発泡助剤は発泡剤の分解促進や気泡の均一化などの働きを持つものであり、クエン酸、サルチル酸、フタル酸、ステアリン酸などの有機酸などが挙げられる。発泡助剤の使用量はメタクリル系樹脂１００質量部当り０．０５〜１質量部程度が好ましい。

　押出成形で得られた板状物は真空成形や圧空成形、プレス成形、ブロー成形することによって形状を変えることができ、様々な照明器具の透光カバー、即ち、照明カバーとして適用可能である。

　メタクリル系樹脂発泡体の厚みは０．５〜３ｍｍ程度が好ましいが、照明カバーのサイズや必要な強度等によって本発明の目的を阻害しない範囲で選択される。

　他の添加物として、顔料、染料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、光拡散剤、抗菌剤、熱安定剤等を含有してもよい。

　本発明においては、必ずしも光拡散剤は必要でないが、光拡散剤を添加してもかまわない。用いうる光拡散剤としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ等の無機系微粒子が好ましい。その添加量はメタクリル系樹脂１００質量部当り０．０５〜１質量部で十分であり、従来の光拡散性メタクリル系樹脂に含有される光拡散剤の量よりも少なくてよい。

　以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によって何等制限されるものではない。なお、実施例で得られたメタクリル系樹脂発泡体の評価は、以下の方法で行った。

１）気泡径及び気泡径アスペクト比
　得られたサンプルの断面顕微鏡観察から、気泡径及び気泡径アスペクト比を測定した。鋸切断することによってメタクリル系樹脂発泡体における断面を得て、１０〜１００倍で観察した。気泡径アスペクト比は気泡断面の楕円形の長径を短径で除して算出した。

２）発泡倍率
　得られたサンプルの密度をＪＩＳ　Ｚ８８０７に準拠して測定し、メタクリル樹脂の密度１．１９をその密度で除して発泡倍率を算出した。
　即ち、（メタクリル樹脂の密度１．１９）÷（得られたサンプルの密度）で算出した。

３）全光線透過率
　ＪＩＳ　Ｋ７１０５のＢ法に準拠して測定した。

４）光源の透け
　サンプルを光源上１５ｍｍの位置に設置して、サンプル表面から垂直方向に光源を肉眼により観察し、光源の透けの有無を評価した。光源として松下電工（株）製のφ８ｍｍの蛍光管薄型多目的ライトＳＤ９４５０（商品名）（１０Ｗ×１灯）を使用した。

５）リサイクル性
　得られたメタクリル系樹脂発泡体を粉砕したものを５００℃で乾留し、投入量に対する残渣量の比率を測定した。

６）衝撃強さ
　デュポン衝撃試験機を用いて５０％破壊高さを求めた。おもり質量は１００ｇ、撃芯および受け台径は１２．７ｍｍのものを使用した。

７）電荷半減期
　帯電防止性能の指標として、スタチックオネストメータ（商品名：シシド静電気（株）製）を用いて電荷半減期を測定した。印加電圧は１０ｋVとした。

実施例１
　メタクリル系樹脂〔アクリペットＶＨ（商品名）、三菱レイヨン（株）製、ペレット状〕１００質量部および熱分解型発泡剤〔セルボンＴＳＣ−４４（商品名）、永和化成工業（株）製〕０．３質量部をタンブラーにて混合し、２２０℃でＴダイより溶融押出して、厚さ２ｍｍのメタクリル系樹脂発泡体を得た。このサンプルは照明カバー用として適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であった。気泡の形状は全体にわたり押出方向に６００μｍ、幅方向に４００μｍ程度の楕円形状であり、発泡倍率は１．３倍であった。このサンプルを乾留した結果、残渣が非常に少なく、リサイクル性に優れていた。評価結果を表１に示す。

実施例２
　熱分解型発泡剤を〔ビニホールＤＷ＃６（商品名）、永和化成工業（株）製〕に替えた以外は実施例１と同様にしてメタクリル系樹脂発泡体を得た。このサンプルは照明カバー用として適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であった。気泡の形状は全体にわたり押出方向に７００μｍ、幅方向に５００μｍ程度の楕円形状であり、発泡倍率は１．４倍であった。このサンプルを乾留した結果、残渣が非常に少なく、リサイクル性に優れていた。評価結果を表１に示す。

実施例３
　実施例２において、無機系光拡散剤として炭酸カルシウム〔シプロンＡ（商品名）、白石カルシウム（株）製〕１．０質量部を添加してメタクリル系樹脂発泡体を得た。このサンプルは照明カバー用として適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であった。気泡の形状は全体にわたり押出方向に２００μｍ、幅方向に１００μｍ程度の楕円形状であり、発泡倍率は１．６倍であった。このサンプルを乾留した結果、残渣が少なく、リサイクル性に優れていた。評価結果を表１に示す。

実施例４
　メタクリル系樹脂〔アクリペットＶＨ（商品名）、三菱レイヨン（株）製〕１００質量部、アクリル系ゴム粒子〔ＩＲ４４１（商品名）、三菱レイヨン（株）製〕１９質量部、帯電防止剤としてアルキル基の炭素数１２〜１４個のアルキルスルホン酸ナトリウム〔ケミスタット３０３３（商品名）、三洋化成工業（株）製〕１質量部、熱分解型発泡剤〔セルボンＴＳＣ−４４（商品名）、永和化成工業（株）製〕０．３質量部をタンブラーにて混合し、２２０℃にてＴダイより溶融押出して、厚さ１．８ｍｍのメタクリル系樹脂発泡体を得た。このサンプルは照明カバーとして適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であり、衝撃強さと帯電防止性能が向上した。気泡の形状は全体にわたり押出方向に５００μｍ、幅方向に３００μｍ程度の楕円形状であり、発泡倍率は１．３倍であった。このサンプルを乾留した結果、残渣が少なく、リサイクル性に優れていた。評価結果を表１に示す。

実施例５
　実施例４において、溶融押出する際のロール速度、シート引き取り速度を１．３倍にし、厚さ１．８ｍｍとなるように樹脂吐出量を増やしてメタクリル系樹脂発泡体を得た。気泡の形状は全体にわたり押出方向に１０００μｍ、幅方向に２５０μｍ程度の楕円形状であり、気泡径アスペクト比は４、発泡倍率は１．４倍であった。このサンプルは照明カバーとして光源の透けに関しては良好であったが、全光線透過率はやや低くなった。評価結果を表１に示す。

比較例１
　メタクリル系樹脂〔アクリペットＶＨ（商品名）、三菱レイヨン（株）製、ペレット状〕１００質量部に無機系光拡散剤として硫酸バリウム４質量部を加え、タンブラーにて混合した後、２２０℃でＴダイより溶融押出して、厚さ２ｍｍの光拡散性メタクリル系樹脂成形体を得た。このサンプルは照明カバー用として適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であった。しかしながら、乾留した結果、残渣が多く、リサイクル性に劣った。評価結果を表１に示す。

比較例２
　メタクリル系樹脂〔アクリペットＶＨ（商品名）、三菱レイヨン（株）製〕１００質量部、アクリル系ゴム粒子〔ＩＲ４４１（商品名）、三菱レイヨン（株）製〕１９質量部、帯電防止剤としてアルキルスルホン酸ナトリウム〔ケミスタット３０３３（商品名）、三洋化成工業（株）製〕１質量部、無機系光拡散剤として硫酸バリウム４質量部を混合した樹脂組成物を２２０℃にてＴダイより溶融押出して、厚さ１．８ｍｍのメタクリル系樹脂成形体を得た。このサンプルは照明カバーとして適した全光線透過率を有し、かつ光源の透けに関しても良好であった。しかしながら、乾留した結果、残渣が多く、リサイクル性に劣った。評価結果を表１に示す。

　本発明により得られるメタクリル系樹脂発泡体から成る照明カバーは、様々な照明器具、例えば、天井付け型、吊り下げ型、壁付け型、行燈型、スタンド型、天井埋込型、サイン照明、ディスプレイ照明、看板等に好適に用いることができる。

Claims (7)

1. 　メタクリル系樹脂発泡体であって、該発泡体の気泡を光拡散因子とする照明カバー。
2. 　メタクリル系樹脂発泡体の気泡径が１０〜２０００μｍである請求項１に記載の照明カバー。
3. 　メタクリル系樹脂発泡体の気泡径アスペクト比が３以下である請求項１に記載の照明カバー。
4. 　メタクリル系樹脂発泡体の発泡倍率が１．１倍を超え３倍以下である請求項１に記載の照明カバー。
5. 　メタクリル系樹脂１００質量部当たり、更にアクリル系ゴム粒子１〜５０質量部を含む請求項１に記載の照明カバー。
6. 　メタクリル系樹脂１００質量部に対して、炭素数が８〜２２であるアルキル基を有するアルキルスルホン酸またはアルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩０．１〜１０質量部を含む請求項１に記載の照明カバー。
7. 　メタクリル系樹脂１００質量部に対し熱分解型発泡剤０．０５〜１質量部を添加した配合物を加熱成形する、メタクリル系樹脂発泡体であって該発泡体の気泡を光拡散因子とする照明カバーの製造方法。