JP2007219183A - Light scattering material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光散乱性材料に関し、さらに詳しくは、照明カバー、照明看板、各種ディスプレイ、グレージングあるいは透過型スクリーン等、光の拡散を目的とする部材に好適に用いることができる光散乱性材料に関するものである。 The present invention relates to a light-scattering material, and more particularly to a light-scattering material that can be suitably used for a member intended to diffuse light, such as a lighting cover, a lighting signboard, various displays, a glazing or a transmission screen. Is.
従来から、薄型の看板、表示装置、照明器具、液晶表示装置等に用いられる光源装置として、導光板や拡散板に光源からの光を入射して任意の形状又はパタ−ンで発光させるものが知られている。このような光源装置における導光板や拡散板の材料としては、無機や有機の透明微粒子を透明樹脂中に分散させたり、透明基板上に塗布したもの、さらに基板表面自体を加工したものなどが一般に用いられている。
この場合の透明樹脂としては、メタクリル樹脂、スチレン樹脂等が用いられ、光拡散性を得るために、基材の透明樹脂と屈折率の異なる、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石英等の無機微粒子や、スチレン樹脂やシリコン樹脂等のポリマー微粒子を用いたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
Conventionally, as a light source device used for a thin signboard, a display device, a lighting fixture, a liquid crystal display device, or the like, light from a light source is incident on a light guide plate or a diffusion plate to emit light in an arbitrary shape or pattern. Are known. As a material for the light guide plate and diffusion plate in such a light source device, generally, inorganic or organic transparent fine particles are dispersed in a transparent resin, coated on a transparent substrate, or processed on the substrate surface itself. It is used.
As the transparent resin in this case, methacrylic resin, styrene resin or the like is used, and in order to obtain light diffusibility, the inorganic resin such as barium sulfate, calcium carbonate, quartz, etc. having a refractive index different from that of the transparent resin of the substrate In addition, those using polymer fine particles such as styrene resin and silicon resin are known (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
しかしながら、近年急速に普及してきた液晶ディスプレイに不可欠のバックライト用の拡散板のような用途では、光の高透過率と高拡散率が厳しく要求されるようになり、これら従来製品での対応が極めて困難になってきている。
すなわち、従来の製品で、光の透過率（全光線透過率）を高めようとすると、混合されている光拡散剤の量を低減せざるを得ない事から拡散率が低下し、逆に拡散率を高めようとすると光拡散剤の添加量を増量せざるをえず、この結果として全光線透過率が低下するということになる。
However, in applications such as backlight diffusion plates, which are indispensable for liquid crystal displays, which have been rapidly spreading in recent years, high light transmittance and high diffusivity have been strictly demanded. It has become extremely difficult.
In other words, when trying to increase the light transmittance (total light transmittance) with conventional products, the amount of light diffusing agent that is mixed must be reduced, so the diffusivity decreases and conversely diffuses. In order to increase the rate, the amount of the light diffusing agent added must be increased, and as a result, the total light transmittance decreases.
本発明は、上記の問題点を解決し、光の透過率と拡散率が共に優れており、各種ディスプレイの光源装置における導光板や拡散板の材料として好適に用いることができる光散乱性材料を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, has both light transmittance and diffusivity, and is a light scattering material that can be suitably used as a material for a light guide plate or a diffusion plate in a light source device of various displays. The purpose is to provide.
本発明は、数平均粒子径１〜３０μｍ、ＢＥＴ比表面積０．１〜８０ｍ２／ｇである多孔質粒子からなる光散乱性材料に関するものである。
また、前記光散乱性材料より形成されてなる光拡散体又は光散乱導光体に関するものである。
The present invention relates to a light scattering material comprising porous particles having a number average particle diameter of 1 to 30 μm and a BET specific surface area of 0.1 to 80 m 2 / g.
The present invention also relates to a light diffuser or a light scattering light guide formed from the light scattering material.
本発明の光散乱性材料は、光の透過率と拡散率が共に優れており、照明カバー、照明看板、各種ディスプレイ、グレージングあるいは透過型スクリーン等の光源装置における導光板や拡散板の材料に好適に用いることができる。 The light-scattering material of the present invention is excellent in both light transmittance and diffusivity, and is suitable as a material for light guide plates and diffusion plates in light source devices such as lighting covers, lighting signs, various displays, glazing or transmissive screens. Can be used.
本発明の光散乱性材料は、数平均粒子径１〜３０μｍ、ＢＥＴ比表面積０．１〜８０ｍ２／ｇである多孔質粒子からなる。
前記多孔質粒子としては、ポリアミド多孔質粒子が挙げられる。
The light-scattering material of the present invention comprises porous particles having a number average particle diameter of 1 to 30 μm and a BET specific surface area of 0.1 to 80 m 2 / g.
Examples of the porous particles include polyamide porous particles.
多孔質粒子を構成するポリアミドとしては、公知の種々のものを挙げることができる。例えば、環状アミドの開環重合、あるいはジカルボン酸とジアミンの重縮合で得られる。モノマーとしては、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等の環状アミドを開環重合して得られる結晶性ポリアミド、ε−アミノカプロン酸、ω−アミノドデカン酸、ω−アミノウンデカン酸などのアミノ酸の重縮合、または蓚酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、１，４−シクロヘキシルジカルボン酸などのジカルボン酸および誘導体とエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、１，４−シクロヘキシルジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、デカメチレンジアミンなどのジアミンを重縮合して得られるものなどである。 Various known polyamides can be used as the polyamide constituting the porous particles. For example, it can be obtained by ring-opening polymerization of a cyclic amide or polycondensation of a dicarboxylic acid and a diamine. As monomers, polycondensation of amino acids such as crystalline polyamide obtained by ring-opening polymerization of cyclic amides such as ε-caprolactam and ω-laurolactam, ε-aminocaproic acid, ω-aminododecanoic acid, ω-aminoundecanoic acid, etc. Or dicarboxylic acids and derivatives such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, and ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,4-cyclohexyldiamine, m-xylylenediamine, penta Those obtained by polycondensation of diamines such as methylenediamine and decamethylenediamine.
前記ポリアミドは、単独重合体及びこれらの共重合体からなるポリアミドまたはその誘導体である。具体的には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１，ポリアミド１２，ポリアミド６１０、ポリアミド６６／６Ｔ（Ｔはテレフタル酸成分を表す）などである。また上記ポリアミドの混合物であってもよい。特に好ましくは, ポリアミド６、ポリアミド６６が好ましい。 The polyamide is a polyamide composed of a homopolymer and a copolymer thereof, or a derivative thereof. Specifically, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 66 / 6T (T represents a terephthalic acid component), and the like. Moreover, the mixture of the said polyamide may be sufficient. Particularly preferred are polyamide 6 and polyamide 66.
ポリアミドの分子量は、２，０００〜１００，０００である。好ましくは５，０００〜４０，０００である。 The molecular weight of the polyamide is 2,000-100,000. Preferably it is 5,000-40,000.
本発明のポリアミド多孔質粒子は、球状、略球状、勾玉（Ｃ型）形状、もしくはダンベル形状の単体もしくは混合物であるが、その７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上が一種類の粒子形状で構成された均一な粒子であるが望ましい。７０重量％より少ないと、粉体材料としての流動性が劣るなど好ましくないことがある。 The polyamide porous particle of the present invention is a simple substance or a mixture of a spherical shape, a substantially spherical shape, a ball shape (C-type) shape, or a dumbbell shape, but 70% by weight or more, preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight. % Or more is preferably a uniform particle composed of one kind of particle shape. If it is less than 70% by weight, the fluidity as a powder material may be unfavorable, for example.
本発明のポリアミド多孔質粒子は、数平均粒子径が１〜３０μｍである。数平均粒子径が１μｍより小さいと取り扱い操作が悪くなり、また、光散乱の程度に波長依存性が大きくなる。また数平均粒子径が３０μｍより大きいと散乱光のムラが目立ちすぎるので好ましくない。 The polyamide porous particles of the present invention have a number average particle diameter of 1 to 30 μm. When the number average particle diameter is smaller than 1 μm, the handling operation is deteriorated, and the wavelength dependency is increased in the degree of light scattering. On the other hand, if the number average particle diameter is larger than 30 μm, unevenness of scattered light is too conspicuous, which is not preferable.
本発明のポリアミド多孔質粒子のＢＥＴ比表面積は、０．１〜８０ｍ２／ｇである。比表面積が０．１ｍ２／ｇより小さいと散乱光のムラが目立ちすぎるので好ましくない。また比表面積が８０ｍ２／ｇより大きくなると取り扱いにくい。 The BET specific surface area of the polyamide porous particles of the present invention is 0.1 to 80 m 2 / g. If the specific surface area is less than 0.1 m 2 / g, the unevenness of the scattered light is too conspicuous, which is not preferable. Further, when the specific surface area is larger than 80 m 2 / g, it is difficult to handle.
本発明のポリアミド多孔質粒子の平均細孔径は、０．０１〜０．８μｍであることが好ましい。平均細孔径が０．０１μｍより小さければ、散乱光のムラが生じることがある。また、平均細孔径が０．８μｍより大きければ、可視光の波長領域以上の大きさを持つことにより、散乱特性が落ちることがある。 The average pore diameter of the polyamide porous particles of the present invention is preferably 0.01 to 0.8 μm. If the average pore diameter is smaller than 0.01 μm, unevenness of scattered light may occur. Further, if the average pore diameter is larger than 0.8 μm, the scattering characteristics may be deteriorated due to having a size larger than the wavelength region of visible light.
本発明のポリアミド多孔質粒子の多孔度指数（ＲＩ）は、５〜１００が好ましい。ここで多孔度指数（ＲＩ）とは、同じ直径の平滑な球状粒子の比表面積に対し、多孔質の球状粒子の比表面積の比で表示したものと定義する。次式で表せる。多孔度指数が５より小さければ、細孔体積が小さいために光の多重散乱特性が失われて、散乱性が落ちることがある。多孔度が１００より大きいと、取り扱いずらくなる。 The porosity index (RI) of the polyamide porous particles of the present invention is preferably 5 to 100. Here, the porosity index (RI) is defined as the ratio of the specific surface area of the porous spherical particles to the specific surface area of the smooth spherical particles having the same diameter. It can be expressed by the following formula. If the porosity index is less than 5, the pore volume is small and the multiple scattering characteristic of light is lost, and the scattering property may be lowered. If the porosity is greater than 100, it becomes difficult to handle.
Ｓ０；同一粒子径の円滑な球状粒子の比表面積[ｍ２/kg]である。
Ｓ０は、次式に従って求めることができる。
すなわち、観測された数平均球状粒子径ｄobs[m]、ポリアミドの密度ρ[ｋｇ／ｍ3]とすると、円滑な球の比表面積Ｓ０は次式で表すことができる。
S 0 : Specific surface area [m 2 / kg] of smooth spherical particles having the same particle diameter.
S 0 can be obtained according to the following equation.
That is, when the observed number average spherical particle diameter d obs [m] and polyamide density ρ [kg / m 3 ], the specific surface area S 0 of the smooth sphere can be expressed by the following equation.
また本発明のポリアミド多孔質粒子は結晶性であって、融点が１１０〜３２０℃である。好ましくは、１４０〜２８０℃である。融点が１１０℃より低くなると、熱安定性が低くなる。 The porous polyamide particles of the present invention are crystalline and have a melting point of 110 to 320 ° C. Preferably, it is 140-280 degreeC. When the melting point is lower than 110 ° C., the thermal stability is lowered.
さらに、本発明のポリアミド多孔質粒子は、ＤＳＣで測定された結晶化度が４０％以上であることが好ましい。ポリアミドの結晶化度は、Ｘ線解析より求める方法、ＤＳＣ測定法により求める方法、密度から求める方法があるが、ＤＳＣ測定法により求める方法が好適である。普通溶融物から結晶化させたポリアミドの結晶化度は高いものでせいぜい３０％程度である。本発明のポリアミドは結晶化度が４０％より高いことが好ましい。結晶化度が４０％より低いと、多孔質粒子を熱加工する際に溶融しやすくなり好ましくない。 Furthermore, the polyamide porous particles of the present invention preferably have a crystallinity measured by DSC of 40% or more. The crystallinity of polyamide can be determined by X-ray analysis, DSC measurement, or density. The DSC measurement is preferred. The degree of crystallinity of the polyamide crystallized from the ordinary melt is at most about 30%. The polyamide of the present invention preferably has a crystallinity higher than 40%. When the degree of crystallinity is lower than 40%, it is not preferable because the porous particles are easily melted when thermally processed.
ポリアミドの結晶化度は、 Ｒ．Ｖｉｅｗｅｇら、ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅIV ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、２１８頁、Ｃａｒｌ Ｈａｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ、１９６６年の記載により、ポリアミド６の融解熱は４５ｃａｌ／ｇとして算出した。結晶化度は次の式から算出される。 The crystallinity of the polyamide is The heat of fusion of polyamide 6 was calculated as 45 cal / g according to the description of Vieweg et al., Kunststoff IV polyamide, page 218, Carl Hanger Verlag, 1966. The degree of crystallinity is calculated from the following formula.
ΔＨobs；サンプルの融解熱 （ｃａｌ／ｇ）
ΔＨｍ；ポリアミドの融解熱 （ｃａｌ／ｇ）
ΔH obs ; heat of fusion of sample (cal / g)
ΔH m : heat of fusion of polyamide (cal / g)
本発明のポリアミド多孔質粒子は、粒子径分布において、数平均粒子径（または数基準平均粒子径）に対する体積平均粒子径（または体積基準平均粒子径）の比が１〜２．５であることが好ましい。数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比（粒度分布指数ＰＤＩ）が２．５より大きいと、粉体としての取り扱いが悪くなる。 The polyamide porous particles of the present invention have a ratio of volume average particle diameter (or volume reference average particle diameter) to number average particle diameter (or number reference average particle diameter) of 1 to 2.5 in the particle size distribution. Is preferred. When the ratio of the volume average particle diameter to the number average particle diameter (particle size distribution index PDI) is larger than 2.5, the handling as a powder becomes worse.
粒子径分布指数は次式で表される。
数平均粒子径 :
The particle size distribution index is expressed by the following equation.
Number average particle size:
粒子径分布指数：
Particle size distribution index:
本発明のポリアミド多孔質粒子は、主にポリアミドとポリアミドの良溶媒からなる溶液（Ａ）と、ポリアミドに特定の非溶媒（Ｂ）とを混合して、均一な溶液を形成させた後、析出させることにより製造される。 The polyamide porous particles of the present invention are formed by mixing a solution (A) mainly composed of polyamide and a good solvent for polyamide and a specific non-solvent (B) in the polyamide to form a uniform solution, and then depositing Manufactured.
本発明におけるポリアミドの良溶媒としては、フェノール化合物または蟻酸が好ましい。フェノール化合物としては、具体的には、フェノール、０−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、クレゾール酸、クロロフェノール等が好ましい。これらは、室温、または温度３０〜９０℃の加熱により、結晶性ポリアミドを溶解する、または、溶解を促進するから好ましい。特に、好ましくは、フェノールである。フェノールは、他の溶媒よりも毒性が少なく、作業上安全である。また、得られた多孔質微粒子から留去しやすいから都合がよい。 As a good solvent for polyamide in the present invention, a phenol compound or formic acid is preferred. Specifically, phenol, 0-cresol, m-cresol, p-cresol, cresolic acid, chlorophenol and the like are preferable as the phenol compound. These are preferable because the crystalline polyamide is dissolved or accelerated by heating at room temperature or at a temperature of 30 to 90 ° C. Particularly preferred is phenol. Phenol is less toxic than other solvents and is safe for work. Moreover, it is convenient because it can be easily distilled off from the obtained porous fine particles.
ポリアミド溶液（Ａ）には、凝固点降下剤を添加しても良い。凝固点降下剤としては、ポリアミド溶液中のポリアミドを析出させない範囲であれば、ポリアミドの非溶媒を用いることができる。凝固点降下剤の例としては、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチルー２−プロパノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、およびジグリセリンを挙げることができる。 A freezing point depressant may be added to the polyamide solution (A). As the freezing point depressant, a non-solvent of polyamide can be used as long as the polyamide in the polyamide solution is not precipitated. Examples of freezing point depressants include water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, Mention may be made of 1-hexanol, ethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerol and diglycerol.
ポリアミド溶液（Ａ）中のポリアミド濃度は、好ましくは０．１〜３０重量％の範囲、更に好ましくは０．２〜２５重量％の範囲である。ポリアミド溶液中でポリアミドの割合が３０重量％を越えると、溶解しにくくなったり、均一な溶液にならないことがある。また、溶解しても溶液の粘度が高くなり、扱いにくくなるので好ましくない。ポリアミドの割合が０．１重量％より低くなると、ポリマー濃度が低く、製品の生産性が低くなるので好ましくない。 The polyamide concentration in the polyamide solution (A) is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight, more preferably in the range of 0.2 to 25% by weight. If the proportion of polyamide in the polyamide solution exceeds 30% by weight, it may be difficult to dissolve or a uniform solution may not be obtained. Moreover, even if it melt | dissolves, since the viscosity of a solution will become high and it will become difficult to handle, it is unpreferable. If the ratio of the polyamide is lower than 0.1% by weight, the polymer concentration is low and the productivity of the product is low, which is not preferable.
本発明のポリアミドの非溶媒（Ｂ）は、ポリアミド溶液（Ａ）の良溶媒と少なくとも部分的に相容するものが好ましい。非溶媒（Ｂ）の例としては、水およびポリアミド不溶性有機溶媒から成る群から選ばれる化合物を挙げることができる。非溶媒（Ｂ）は、二種以上の溶媒の混合物でも良い。非溶媒（Ｂ）は、液温２５℃においてポリアミド溶液中のポリアミドを０．０１重量％以上溶解することの無いものであることが好ましい。 The non-solvent (B) of the polyamide of the present invention is preferably one that is at least partially compatible with the good solvent of the polyamide solution (A). Examples of the non-solvent (B) include compounds selected from the group consisting of water and polyamide-insoluble organic solvents. The non-solvent (B) may be a mixture of two or more solvents. The non-solvent (B) is preferably one that does not dissolve 0.01% by weight or more of the polyamide in the polyamide solution at a liquid temperature of 25 ° C.
ポリアミド不溶性有機溶剤の例としては、エチレングリコールおよびプロピレングリコールなどのアルキレングリコールを挙げることができる。 Examples of polyamide insoluble organic solvents include alkylene glycols such as ethylene glycol and propylene glycol.
ポリアミド不溶性有機溶媒の他の例としては、一価および三価アルコールを挙げることができる。一価アルコールは、炭素数１〜６の一価アルコールであることが望ましい。直鎖でもまた分岐を有していても良い。一価アルコールの例としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチルー２−プロパノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、を挙げることができる。３価アルコールとしてはグリセリンを挙げることができる。また、ケトンとして、アセトンを挙げることができる。 Other examples of polyamide insoluble organic solvents include monohydric and trihydric alcohols. The monohydric alcohol is preferably a monohydric alcohol having 1 to 6 carbon atoms. It may be linear or branched. Examples of monohydric alcohols are methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 1- Mention may be made of hexanol, ethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol. Examples of the trihydric alcohol include glycerin. Moreover, acetone can be mentioned as a ketone.
ポリアミドがポリアミド６の場合は、非溶媒（Ｂ）は水とポリアミド不溶性溶媒（好ましくは一価アルコール）とを含む混合物であることが好ましい。ポリアミドがポリアミド１２である場合は、非溶媒（Ｂ）にアルキレングリコールとアルキレングリコール以外のポリアミド不溶性有機溶媒（好ましくは三価アルコール）とを含む混合物である。 When the polyamide is polyamide 6, the non-solvent (B) is preferably a mixture containing water and a polyamide-insoluble solvent (preferably a monohydric alcohol). When the polyamide is polyamide 12, it is a mixture containing alkylene glycol and a polyamide-insoluble organic solvent (preferably a trihydric alcohol) other than alkylene glycol in the non-solvent (B).
多孔質ポリアミド微粒子を作成するためには、溶液（Ａ）と非溶媒（Ｂ）とを混合して一時的に均一な混合溶液を形成し、その後静置する方法が利用でき、この操作により多孔質ポリアミド粒子が析出する。多孔質ポリアミド粒子を析出させる際の混合溶液の液温は、０℃〜８０℃の範囲が好ましく、２０℃〜４０℃の範囲が特に好ましい。 In order to prepare the porous polyamide fine particles, a method in which the solution (A) and the non-solvent (B) are mixed to temporarily form a uniform mixed solution and then allowed to stand can be used. Quality polyamide particles are deposited. The liquid temperature of the mixed solution for depositing the porous polyamide particles is preferably in the range of 0 ° C to 80 ° C, particularly preferably in the range of 20 ° C to 40 ° C.
ポリアミド溶液（Ａ）とポリアミドの非溶媒（Ｂ）との混合溶液には、析出したポリアミド粒子の凝集を防止する目的で増粘剤を加えて混合溶液の粘度を高めても良い。増粘剤の例としては、数平均分子量１０００以上（特に１１００から５０００の範囲）のポリアルキレングリコールを挙げる事ができる。ポリアルキレングリコールの例としては、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールを挙げる事ができる。増粘剤の添加方法としては、ポリアミド溶液および非溶媒Bとを混合するのと同時に増粘剤を添加する方法、もしくは調整直後の混合溶液に増粘剤を添加する方法のいずれかの方法であってもよい。ポリアルキレングリコールは二種以上を併用できる。 To the mixed solution of the polyamide solution (A) and the non-solvent (B) of polyamide, a thickener may be added to increase the viscosity of the mixed solution for the purpose of preventing aggregation of the precipitated polyamide particles. Examples of thickeners include polyalkylene glycols having a number average molecular weight of 1000 or more (particularly in the range of 1100 to 5000). Examples of polyalkylene glycols include polyethylene glycol and polypropylene glycol. As a method for adding a thickener, either a method of adding a thickener at the same time as mixing a polyamide solution and a non-solvent B, or a method of adding a thickener to a mixed solution immediately after adjustment is used. There may be. Two or more polyalkylene glycols can be used in combination.
ポリアミド溶液と非溶媒との添加順序は、溶液の均一性が保たれれば、特に制限はない。 The order of adding the polyamide solution and the non-solvent is not particularly limited as long as the uniformity of the solution is maintained.
本発明においては、作成したポリアミド多孔質微粒子は、デカンテーション、ろ過あるいは遠心分離などの方法で固液分離させることができる。 In the present invention, the prepared polyamide porous fine particles can be solid-liquid separated by a method such as decantation, filtration or centrifugation.
本発明においては、作成したポリアミド多孔質微粒子は、ポリアミド溶液（Ａ）の良溶媒と４０℃以上の温度で相溶するポリアミド非溶媒を４０℃以上の温度にて接触させることによって、（Ａ）の良溶媒をポリアミド多孔質微粒子から抽出除去することができる。 In the present invention, the prepared polyamide porous fine particles are obtained by bringing a polyamide non-solvent compatible with the good solvent of the polyamide solution (A) at a temperature of 40 ° C. or higher at a temperature of 40 ° C. or higher, The good solvent can be extracted and removed from the polyamide porous fine particles.
ポリアミド溶液（Ａ）の良溶媒を抽出除去するのに用いるポリアミド非溶媒の例として、脂肪族アルコール、脂肪族もしくは芳香族ケトン、脂肪族もしくは芳香族の炭化水素、および水からなる群より選ばれる化合物を挙げる事ができる。この非溶媒は、２種類以上の混合物でも良く、液温が４０℃でポリアミドを０．０１重量％以上溶解することがないものであることが好ましい。 Examples of the polyamide non-solvent used to extract and remove the good solvent of the polyamide solution (A) are selected from the group consisting of aliphatic alcohols, aliphatic or aromatic ketones, aliphatic or aromatic hydrocarbons, and water. List compounds. The non-solvent may be a mixture of two or more types, and preferably has a solution temperature of 40 ° C. and does not dissolve 0.01% by weight or more of polyamide.
脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、および２−プロパノールなどの炭素原子数が１〜３の１価の脂肪族アルコールを挙げる事ができる。 Examples of the aliphatic alcohol include monovalent aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol.
脂肪族ケトンの例としては、アセトン、およびメチルエチルケトンを挙げる事ができる。芳香族ケトンの例としては、アセトフェノン、プロピオフェノン、およびブチロフェノンを挙げる事ができる。 Examples of the aliphatic ketone include acetone and methyl ethyl ketone. Examples of aromatic ketones include acetophenone, propiophenone, and butyrophenone.
芳香族炭化水素の例としては、トルエンおよびキシレンを挙げる事ができる。脂肪族炭化水素の例としては、ヘプタン、ヘキサン、オクタン、およびｎ−デカンを挙げる事ができる。 Examples of aromatic hydrocarbons include toluene and xylene. Examples of aliphatic hydrocarbons include heptane, hexane, octane, and n-decane.
本発明の光散乱性材料は、前記多孔質粒子を透明性樹脂に分散させたものを板状又はフィルム状に成形した態様、前記多孔質粒子を含む塗膜を透明性基板上に形成した態様、前記多孔質粒子を透明性基板に接着した態様等で用いることができ、具体的には、光散乱導光体や光拡散体として用いられる。 The light-scattering material of the present invention is a mode in which the porous particles are dispersed in a transparent resin and formed into a plate shape or a film shape, and a mode in which a coating film containing the porous particles is formed on a transparent substrate. The porous particles can be used in such a manner that the porous particles are adhered to a transparent substrate. Specifically, the porous particles are used as a light scattering light guide or a light diffuser.
多孔質粒子を分散させる透明性樹脂としては、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。多孔質粒子は、光拡散させるために、透明性樹脂と屈折率が異なる材料であることが好ましい。 Examples of the transparent resin in which the porous particles are dispersed include methacrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, and polyester resin. The porous particles are preferably a material having a refractive index different from that of the transparent resin in order to diffuse light.
また、多孔質粒子を含む塗膜を透明性基板上に形成する場合には、多孔質粒子を透明性塗料に混合分散し、透明性基板の表面にスプレー法、ディッピング法、カーテンフロー法、ロールコーター法、印刷法等の手段を用いて塗布し、紫外線照射又は加熱で硬化させる方法が用いられる。
透明性塗料に用いられるバインダーとしては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。
In addition, when forming a coating film containing porous particles on a transparent substrate, the porous particles are mixed and dispersed in a transparent coating, and the surface of the transparent substrate is sprayed, dipped, curtain flow method, roll A method of coating by means of a coater method, a printing method or the like and curing by ultraviolet irradiation or heating is used.
Examples of the binder used for the transparent paint include acrylic resins, polyester resins, and urethane resins.
透明性基板としては、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂等の透明性樹脂板が使用できる他、ガラス板のような無機質透明板の採用も可能である。 As the transparent substrate, a transparent resin plate such as methacrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, and polyester resin can be used, and an inorganic transparent plate such as a glass plate can also be used.
さらには、前記多孔質粒子を直接透明性基板に接着剤等で接着してもよい。
また、本発明の光散乱性材料に用いられるポリアミド多孔質微粒子は、高分子の球晶構造を有しているので、直線偏光を全く偏りのない非偏光に変換することができる。したがって、この特性を利用することにより、本発明の光散乱性材料を直線偏光を非偏光に変換する光フィルターとして好適に用いることができる。
Further, the porous particles may be directly bonded to the transparent substrate with an adhesive or the like.
Moreover, since the polyamide porous fine particles used for the light scattering material of the present invention have a polymer spherulite structure, linearly polarized light can be converted into non-polarized light without any polarization. Therefore, by utilizing this characteristic, the light scattering material of the present invention can be suitably used as an optical filter that converts linearly polarized light into non-polarized light.
以下、実施例について説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
また、多孔質粒子の物性（粒子径、比表面積、平均細孔径、結晶化度など）及び光散乱特性の測定は次のように行った。
Hereinafter, examples will be described, but the present invention is not limited to these examples.
The physical properties of the porous particles (particle diameter, specific surface area, average pore diameter, crystallinity, etc.) and light scattering characteristics were measured as follows.
（平均粒子径、粒度分布指数）乾燥させたポリアミド粒子を走査型電子顕微鏡にて撮影し、粒子１００個の直径を計測して平均を求め、数平均粒子径を算出した。また、体積平均粒子径および粒子径分布指数を前述から計算して求めた。（細孔径分布）水銀ポロシメーターで測定した。測定範囲は０．００３４〜４００μｍで測定した。平均細孔径を求めた。
（比表面積・多孔度指数）ポリアミド粒子の比表面積は、窒素吸着によるＢＥＴ法で３点測定によりおこなった。この値から、前に述べた式に従って多孔度指数を求めた。
（結晶化度）ポリアミドの結晶化度は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）で測定した。前に述べた方法で行った。
（光散乱特性）
カラーテクノシステム社製変角測色分光システムを用いて、各試料の透過光の散乱角依存性及び、４５°入射光の反射光の散乱角度依存性を測定した。
(Average particle diameter, particle size distribution index) The dried polyamide particles were photographed with a scanning electron microscope, the diameter of 100 particles was measured, the average was obtained, and the number average particle diameter was calculated. The volume average particle size and particle size distribution index were calculated from the above. (Pore diameter distribution) Measured with a mercury porosimeter. The measurement range was 0.0034 to 400 μm. The average pore diameter was determined.
(Specific Surface Area / Porosity Index) The specific surface area of the polyamide particles was measured by a three-point measurement by the BET method using nitrogen adsorption. From this value, the porosity index was determined according to the previously described equation.
(Crystallinity) The crystallinity of polyamide was measured by DSC (differential scanning calorimeter). This was done as previously described.
(Light scattering characteristics)
Using a variable angle colorimetry spectroscopic system manufactured by Color Techno System, the scattering angle dependence of the transmitted light of each sample and the scattering angle dependence of the reflected light of 45 ° incident light were measured.
〔多孔質粒子の製造〕
フェノールとメタノールとを質量比で９：１の割合で含む溶液に、ポリアミド６（分子量１３，０００）を加えて溶解させポリアミド６濃度５質量％のポリアミド６溶液を調製した。このナイロン溶液に、メタノールと水とを７：０．５の混合比で混合したの混合液を添加した。温度は室温で行った。２４時間静置して、析出終了させた。その後遠心分離でポリマーを単離した後、５０℃のメタノールを微粒子の１００倍量かけながら遠心分離脱水を行い、粒子の洗浄を行なった。
得られたポリマー粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径１０．０１μｍ、体積平均粒子径１３．７６μｍの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。また、平均細孔径０．０５６８１μｍ、ＰＤＩ１．３６、比表面積２１．４ｍ２／ｇ、多孔度指数ＲＩ４２．１、ポリマー粒子の結晶化度５６％であった。
[Production of porous particles]
Polyamide 6 (molecular weight 13,000) was added and dissolved in a solution containing phenol and methanol in a mass ratio of 9: 1 to prepare a polyamide 6 solution having a polyamide 6 concentration of 5 mass%. To this nylon solution, a mixed solution in which methanol and water were mixed at a mixing ratio of 7: 0.5 was added. The temperature was room temperature. The mixture was allowed to stand for 24 hours to complete the precipitation. Thereafter, the polymer was isolated by centrifugal separation, and then centrifugal dehydration was performed while applying methanol at 50 ° C. 100 times the amount of fine particles to wash the particles.
When the obtained polymer particles were observed with a scanning electron microscope, they were relatively uniform spherical porous particles having a number average particle diameter of 10.01 μm and a volume average particle diameter of 13.76 μm. The average pore diameter was 0.05681 μm, PDI was 1.36, the specific surface area was 21.4 m 2 / g, the porosity index was RI42.1, and the crystallinity of the polymer particles was 56%.
実施例１
上記のポリアミド多孔質粒子５重量部を、アクリル系バインダー(新興プラスチックス社製、アクリルダインＣ)をその溶媒であるトルエンで１．５倍に希釈した溶液９５重量部と混合攪拌した後、キャスト法にてガラス基板上に塗布し、乾燥させた試料を作成した。
得られた試料について透過光の散乱角依存性を測定した結果を図１に示す。
Example 1
5 parts by weight of the above polyamide porous particles were mixed and stirred with 95 parts by weight of a solution obtained by diluting an acrylic binder (manufactured by Shinsei Plastics Co., Ltd., acrylicdyne C) 1.5 times with toluene as a solvent, and then cast. The sample which apply | coated and dried on the glass substrate by the method was created.
The result of measuring the scattering angle dependence of the transmitted light for the obtained sample is shown in FIG.
実施例２
メタクリル酸メチルモノマー９９．４６重量部に、ラジカル重合開始剤として２−２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）０．３４重量部、連鎖移動剤として１−ドデカンチオール（ｎ−ラウリルメルカプタン）（ｎ−ＬＭ）０．２０重量部を加えた後、上記のポリアミド多孔質粒子０．５重量部を添加、撹拌し、熱重合することで、ポリアミド多孔質粒子が均一に分散された、厚さ約１ｍｍの板状の試料を作成した。
得られた試料について透過光の散乱角依存性を測定した結果を図２に示す。
Example 2
99.46 parts by weight of methyl methacrylate monomer, 0.34 parts by weight of 2-2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) as a radical polymerization initiator, 1-dodecanethiol (n-lauryl mercaptan) as a chain transfer agent ) (N-LM) After adding 0.20 parts by weight, 0.5 parts by weight of the above polyamide porous particles were added, stirred, and thermally polymerized to uniformly disperse the polyamide porous particles. A plate-like sample having a thickness of about 1 mm was prepared.
FIG. 2 shows the result of measuring the scattering angle dependence of transmitted light for the obtained sample.
実施例３
ＰＥＴ樹脂からなる透明両面接着テープの片面に、上記のポリアミド多孔質粒子の粉体を接着し、余分な粉体をハケで払い、接着表面に均一に敷き詰めた試料を作成した。
得られた試料について45°入射光の反射光の散乱角依存性を測定した結果を図３に示す。
Example 3
The above-mentioned polyamide porous particle powder was adhered to one side of a transparent double-sided adhesive tape made of PET resin, and the excess powder was brushed away to prepare a sample uniformly spread on the adhesive surface.
FIG. 3 shows the results of measuring the scattering angle dependence of the reflected light of 45 ° incident light on the obtained sample.
比較例１
公知の製法で得たポリアミド１２の真球状粒子を用いた他は、実施例１と同様にして試料を作成した。
得られた試料について透過光の散乱角依存性を測定した結果を図１に示す。
Comparative Example 1
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the spherical particles of polyamide 12 obtained by a known production method were used.
The result of measuring the scattering angle dependence of the transmitted light for the obtained sample is shown in FIG.
比較例２
公知の製法で得たポリアミド１２の真球状粒子を用いた他は、実施例２と同様にして試料を作成した。
得られた試料について透過光の散乱角依存性を測定した結果を図２に示す。
Comparative Example 2
A sample was prepared in the same manner as in Example 2 except that the spherical particles of polyamide 12 obtained by a known production method were used.
FIG. 2 shows the result of measuring the scattering angle dependency of transmitted light for the obtained sample.
比較例３
公知の製法で得たポリアミド１２の真球状粒子を用いた他は、実施例３と同様にして試料を作成した。
得られた試料について45°入射光の反射光の散乱角依存性を測定した結果を図３に示す。
Comparative Example 3
A sample was prepared in the same manner as in Example 3 except that the spherical particles of polyamide 12 obtained by a known production method were used.
FIG. 3 shows the results of measuring the scattering angle dependence of the reflected light of 45 ° incident light on the obtained sample.
Claims (11)
The light-scattering light guide formed from the light-scattering material of Claims 1-3.
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- 2006-02-17 JP JP2006040103A patent/JP2007219183A/en active Pending
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