JP2667878C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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透
過型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関
するものである。 （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
に分散された材料、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を公知である。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。これら光拡散性材料に望まれる性能は、できるだけ広い範囲に、均一
に、しかも明るく、光を拡散させる事である。しかし光源からでる光の量は一
定であるので、これらと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。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４８−４４３３３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６０−１３９７５８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０．０
１〜０．１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１．５
４）、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１．６４）、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、タルクや架橋ポ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ト樹
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。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。 （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Ｇ_o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
光拡散材料を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、屈折率Ｎｓからなるプラスチック中に、下記式（Ｉ）、および式（
II） ０．０２≦−Ｎｐ−Ｎｓ−≦０．０４ （Ｉ） ７≦ｄ＜３０ （II） を満足する平均粒子径ｄ（ミクロン）、屈折率Ｎｐを有し、かつ内部に空孔を有
する粒子の全微粒子中に占める割合が３重量％以下である透明球状無機微粒子を
分散させることにより、また透明微粒子のうち非球状の粒子が全透明微粒子中に
占める割合を１０重量％以下とすることにより好ましく達成される。実質的に透
明なプラスチックとしてメタクリル樹脂またはメチルメタクリレート（以下ＭＭ
Ａと記す）とスチレンの共重合樹脂を用いる場合、微粒子としてＭＭＡおよび多
官能性（メタ）アクリート、あるいはＭＭＡ、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共重合体微粒子を用いることによって上記目
的を達成することができる。 （作用） 本発明者等は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て、本発明に到達した。すなわち、本発明において
は、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以下であることが必要である。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。 Ｇ＝輝度（フートランバート）／照度（フートキャンドル） （VI） 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、第１図に示すように、徐々に値が小さくなる。ケインの最高値を
ピークゲインと呼びＧ_oで表わすこととし、ゲインがビークケインの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、Ｇ_o、α等はそれらの種
類、程度によっても変動するので、本発明の目的の性能はこのような測定手段に
よるＧ_o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Ｇ_o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、第２図のように濃度の増加に伴つてＧ_o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Ｇ_o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。実験の結果、屈折率差が０．０２
以上０．０４以下の場合に一定のＧoにおいてαが著しく高い光拡散性プラスチ
ックを得ることを見い出した。さらに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、Ｇ_o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。 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、Ｇ_oとαの値にある程度反映される
ことがわかつた。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３０
μｍ以上になると、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。 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
。 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、好ましくは実質的に中空状微粒子を含まずかつ実質的に球状の微粒子で
あることが必要である。一般によく知られている球状の微粒子としてガラスビー
ズがあるが、本発明者らの検討したところによると、前述の如き屈折率差および
粒径範囲を適用することにより、ガラスビーズを用いても性能を向上させること
ができるが同様の粒径および屈折率を有する後述の如き架橋プラスチックビーズ に比べて、性能が劣ることが判明した。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、同一のピークケインＧ_o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。ガラス
ビーズ等の場合には破砕状微粒子と球状微粒子が混在しているのが一般であり、
また中空ビーズの比率を減少させる目的で、通常のガラスビーズに破砕状微粒子
を混入して性能を向上させる方法も可能であり、事実有効であるが、好ましくは
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３
０％以下、さらに好ましくは１０％以下、最も好ましくは実質的に含まないのが
よい。 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。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。 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、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂の他エポキシ樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が使用される。中でもメタクリル樹脂は、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
型性、耐久性等を改良する目的でＭＭＡ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。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ブラス
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。 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。 （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。 参考例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Ｐ
ＶＡ−４２０)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。この液を撹拌しながら窒素雰囲気で７０℃で２０分、９５℃で５
０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−５０００）で測定したところ、重量メジアン径
は１０．５８μｍ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つた。 アクリル酸エチル１１．９重量部、ＭＭＡ１２８．１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−１
０００Ｂ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。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（VI）によりゲインを計算した。正面のゲインを Ｇ_o、ケインがＧ_o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
。 この結果を縦軸をＧ_o、横軸をαとする両対数グラフにプロットすると、第２
図のようになる。この図よりＧ_oが２０となる濃度ににおいては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。参考例２〜４ および比較例１、２ 参考例１と同様にして、第２表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。測定結果も第２
表に示す。 実施例１ 比較例１において用いたものと同一のガラスビーズＧＢ−２１０（東芝バロテ
ィーニ社製）を１，１，２，２−テトラブロモニエタンとモノクロルベンゼンの
混合液からなる比重２．４２４の液中に浸漬し遠心分離したところ、ガラスビー
ズが液の上層に浮上するものと下部に沈降するものに分離した。各々の相を分離
、洗浄、乾燥し、ヨウ化メチレンと四塩化炭素の混合液からなる屈折率が約１．
５２１の液中に入れ、光学顕微鏡にて観察したところ、沈降部分のガラスビーズ
は液とビーズの境界がうすくすき透って見えたが、浮上部分のガラスビーズは芯
の部分が黒くくっきりと観察され、別途中空ビーズについて同様に観察した場合
と似ていた。このようにして得た浮上部分のビーズの重量は分離前のビーズの重
量の４．７％であった。この方法で得た沈降部分のガラスビーズを光拡散剤とし
て用い参考例１と同様の方法によって得た光拡散板の結果を第２表に示す。比較
例１の場合に比べピークグインが２０となる時のαが大きく光拡散剤としての性
能が向上していた。 （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な光拡散性プラスチ
ックを得ることが可能となった。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light-diffusing plastic suitable for a member for the purpose of diffusing light, such as a lighting cover, a lighting sign, a glazing, various displays or a transmission screen. is there. (Prior art) Conventionally, as a light diffusing material such as a lighting cover or a display screen, a material in which inorganic or organic transparent fine particles are dispersed in a transparent plastic such as an acrylic resin or a styrene resin, or a transparent plastic surface is used. Materials and the like that have been rented by some method are known, and it is known to use them in combination. In recent years, many efforts have been made for higher performance materials, especially as the need for light-diffusing plastics, which require high performance such as screens for rear projection televisions, increases. The desired performance of these light-diffusing materials is to diffuse light uniformly and brightly over as wide a range as possible. However, since the amount of light emitted from the light source is constant, these requirements are mutually contradictory requirements. Therefore, in practice, it is selected and used so as to obtain the most preferable luminance and spread by a method such as changing the concentration of the diffusion material as necessary. In a method of obtaining a light diffusing material by dispersing a light diffusing material in a transparent plastic, as an index for obtaining a suitable combination of the light diffusing material and the transparent plastic, the particle diameter of the light diffusing material fine particles and the light diffusing material fine particles are mainly used. And the difference in the refractive index of transparent plastic has been used. For example,
In the publication No. -10515, the difference in refractive index from the base transparent resin is 0.05 to 0.3,
A method of using crosslinked fine particles having an average diameter of 0.5 to 5 μ as a light diffusing material is described, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-43333 discloses a refraction that is 0.05 to 0.5 larger than a base resin. A method of blending a crystal powder having a refractive index of 10 μm or less is described. Further, JP-A-60-139758 discloses that a difference in refractive index is 0.02.
A particle size of 10 to 50 μm and a particle size of 4 to 10 μm are proposed in JP-A-60-184559. 61
As disclosed in Japanese Patent No. 4762, the particle size is 4 to 50 μm and the refractive index is 0.02
A method is also described in which fine particles having a particle size of 4 to 50 μm and a refractive index of 0.02 to 0.1 are used in combination with fine particles having a particle size of 0.1 to 0.1. In addition, JP-B-60-21662 or JP-A-62-174261 discloses that the refractive index is 0.0
A method of dispersing fine particles having a small average particle diameter of 1 to 10 μm and 1 to 10 μm has also been proposed. In addition, the combinations of the base resin and the light diffusing material with specific descriptions are extremely diverse, and it is difficult to describe all of them. For example, methacrylic resin (
When the base resin has a refractive index of 1.492), crystalline silica (refractive index 1.5
4) amorphous silica (refractive index 1.46), calcium carbonate (refractive index 1.58),
Aluminum hydroxide (refractive index 1.57), glass beads GB-210 (refractive index 1
. 521), glass spheres (refractive index 1.46), calcium fluoride (refractive index 1.43)
), Lithium fluoride (refractive index: 1.39), barium sulfate (refractive index: 1.64), alumina powder (refractive index: 1.7), other refractive indexes are unknown, but magnesium oxide, titanium oxide, talc and crosslinked Even when a polymer or the like is used and a base resin is a polystyrene resin (refractive index: 1.59), polyvinyl chloride resin (refractive index: 1.55) or polycarbonate resin (refractive index: 1.59), various inorganic materials are used. Fine particles are used. As described above, when the technologies that have been disclosed in the past are arranged, the refractive index difference,
Although many methods have been proposed for the particle size, a very wide range has been proposed, and it is currently difficult to determine which combination is preferred. In fact, additional tests have shown that these existing technologies are still inadequate against the ever increasing demands for screens and the like for rear projection televisions in recent years. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention has excellent light diffusion performance in such a cluttered technical flow, that is, the maximum luminance _Go is as large as possible, and the half-value angle (luminance is 1). It is an object of the present invention to provide a light-diffusing material which has as large an angle as possible (down to / 2), and in which transmitted light does not have a reddish tint. (Means for Solving the Problems) In the present invention, the following formulas (I) and (
II) 0.02 ≦ −Np−Ns− ≦ 0.04 (I) Average particle diameter d (micron) satisfying 7 ≦ d <30 (II), refractive index Np, and voids inside By dispersing the transparent spherical inorganic fine particles in which the ratio of the particles having the total fine particles to the total fine particles is 3% by weight or less, the ratio of the non-spherical particles in the transparent fine particles to the total transparent fine particles is 10% by weight or less. This is preferably achieved. As a substantially transparent plastic, methacrylic resin or methyl methacrylate (hereinafter MM)
A) and a styrene copolymer resin, MMA and polyfunctional (meth) acrylate or fine particles of MMA, styrene and polyfunctional (meth) are used as fine particles.
The above object can be achieved by using crosslinked copolymer fine particles containing acrylate as a component. (Action) The present inventors have comprehensively studied the relationship between the refractive index difference between the base transparent resin and the transparent fine particles, the particle size of the transparent fine particles, and the diffusion performance, and have reached the present invention. That is, in the present invention, the absolute difference | Np−Ns between the refractive index Ns of the base transparent resin and the refractive index Np of the transparent fine particles.
| Is 0.02 or more and 0.04 or less. The present inventors have prepared various flat plates in which the refractive index difference between the base resin and the transparent fine particles and the particle size of the transparent fine particles are changed, and a parallel light is incident from the rear of the flat plate, and the angular distribution of the brightness of the light emitted forward. Was measured, and a gain G was calculated from the illuminance on the flat plate surface and each luminance by the following equation. G = Luminance (Foot Lambert) / Illuminance (Foot Candle) (VI) The gain shows the highest value in front of the diffuser, and as the angle between the diffuser and the normal increases, as shown in FIG. Becomes smaller. The highest value of cane and be represented by the peak gain and called G _o, the gain is to be represented by α is referred to as half-value angle angle becomes 1/2 of Bikukein, object of the present invention is larger both the Go and α Is to do. However, in general, the light diffusion plate is not always used in the form of a simple flat plate, and often achieves its purpose by giving various lens shapes or by using another light diffusion imparting means such as surface treatment. , G _o , α, etc. also vary depending on their type and degree, and it is not appropriate to express the objective performance of the present invention by the values of G _o and α by such measuring means. However, when a large combination of _Go and α measured with a flat light diffusing plate is employed in this way, it can be experimentally confirmed that excellent performance can be obtained in other shapes. Mainly adopted a flat plate method in which the light diffusion performance of the light diffusion material can be easily compared and evaluated. In combination with certain substrate resin and the light diffusing material, changing the concentration of the light diffusion material, accompanied connexion G _o increasing concentration as in the second view is reduced, alpha increases. Therefore, as a means for selecting a good light diffusing material, the concentration of the light diffusing material is changed to select a concentration at which a constant _Go is obtained, and a material having a large half-value angle α at that concentration is a preferable light diffusing plastic. I thought. As a result of the experiment, the refractive index difference was 0.02
It has been found that when the ratio is 0.04 or less, a light-diffusing plastic having an extremely high α at a certain Go is obtained. Furthermore, in the present invention, it is necessary that the average particle diameter of the light diffusing transparent fine particles is 7 μm or more and less than 30 μm. Α is reduced at a certain G _o If the mean particle diameter is outside this range. In particular, when the average particle diameter does not reach 7 μm, when the concentration of fine particles is low, a large amount of light travels at a limited solid angle in the straight traveling direction, and this light is reddish. When Yuku gaining particle concentration, but the light reddish straightness is reduced, G _o is the abnormal light does not go away until the very low value. This light is perceived as so-called scale when observed by human eyes. The human eye can usually be distinguished at a viewing angle of 1 minute (= 1/60 degrees), and measuring this invisibility phenomenon with an optical measuring device (luminance meter) is comparable to that of the human eye. It is necessary to use a device having a viewing angle of. Conventionally, there is no correlation between the data of the angular distribution of luminance and the scale in literatures, etc.,
This is probably due to the difference in viewing angle between the human eye and the luminance meter. At present, the viewing angles of commercially available luminance meters are 2, 1, 1/3, 0.2 degrees, etc., all of which are larger than 1/60 degrees. Considering that the viewing angle is as small as possible and that stable measurement can be performed, the inventors of the present invention have used a Minolta luminance meter nt1 / 3 ° manufactured by Minolta with a viewing angle of 1/3 °.
The measurement was performed using P. As a result, it was possible to measure intense light concentrated in an extremely narrow angle range in response to the phenomenon of invisibility, and it was found that it was reflected to some extent on the values of _Go and α. When the average particle diameter of the fine particles is less than 7 μm, it is necessary to increase the concentration of the light diffusing material until the maximum luminance becomes extremely low in order to prevent skein, and to obtain a light diffusion plate having no skein and a large gain. Not suitable for Average particle size is 30
If the particle size is more than μm, the concentration of the fine particles used becomes too large, which is not only economically disadvantageous from the viewpoint of production technology, but also reduces the half-value angle as compared with the case of a particle size within the range of the present invention. There are various definitions for the average particle diameter. The average particle diameter in the present invention is represented by a weight median diameter, that is, a particle diameter at which the cumulative weight fraction becomes 50% in a weight cumulative curve. Methods for measuring the particle size distribution include a Coulter counter method, a sedimentation method, a counting method using a micrograph or an electron micrograph, and the like, and any method may be used. In the present invention, factors relating to the shape of the light diffusing fine particles are very important. That is, the light-diffusing fine particles need to have a ratio of the hollow fine particles in the fine particles of 3% by weight or less, preferably substantially spherical fine particles which do not substantially contain the hollow fine particles. Although glass beads are generally well-known spherical fine particles, the present inventors have studied that, by applying the above-described refractive index difference and particle size range, the performance can be improved even when glass beads are used. Was found to be inferior to that of crosslinked plastic beads having the same particle diameter and refractive index as described below. In addition, there are various crushed inorganic powders as fine particles substantially containing no hollow portion, and by using these in a range that satisfies the above conditions, an excellent light diffusing plastic can be obtained, but fine particles having a spherical shape can be obtained. who is, as compared with such amorphous particles, the half value angle α increases in the diffusion plate at a concentration giving the same peak Kane G _o, more preferably. In the case of glass beads, etc., it is common that crushed fine particles and spherical fine particles are mixed,
Further, for the purpose of reducing the ratio of hollow beads, it is also possible to improve the performance by mixing crushed fine particles into ordinary glass beads, and it is actually effective, but preferably the ratio of spherical fine particles is high as described above. Is more preferred. Non-spherical fine particles are preferably 3
0% or less, more preferably 10% or less, and most preferably substantially not contained. In order to satisfy the above-mentioned conditions of the difference in refractive index, particle diameter and shape, it is advantageous and preferable to use a polymer, particularly a crosslinked polymer, as the transparent fine particles. In the case of crosslinked polymer fine particles, the refractive index can be adjusted by the polymer composition, and by an appropriate polymerization method, substantially no hollow portion can be obtained, and substantially spherical fine particles can be obtained. . In general, light-diffusing plastics are prepared by melting and kneading light-diffusing fine particles and a substrate resin and extruding, or by pressing, or, in some cases, dispersing the light-diffusing fine particles in a polymerizable monomer or partially polymerized polymerizable monomer syrup. It is made by a method of polymerizing. Therefore, it is necessary that the light diffusing fine particles do not change into an undesired shape due to melting, melting, etc. during the process of producing the light diffusing plastic. For this purpose, it is possible to use a method in which the molecular weight of the polymer is sufficiently high, but it is more preferable to provide appropriate crosslinking. As the base resin of the light diffusing plastic, a transparent resin having a high light transmittance, that is, methacryl resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, epoxy resin, polyvinyl chloride resin and the like are used. Among them, methacrylic resin is a preferable resin because of its excellent durability and physical properties. Normally, methacrylic resin copolymerizes an alkyl acrylate in addition to MMA for the purpose of improving heat resistance, moldability, durability, and the like, or adds a lubricant and an ultraviolet absorber. MMA refers to all resins mainly composed of MMA. When the base resin is a methacrylic resin, it is preferable to use fine particles which are cross-linked resins containing MMA, styrene and polyfunctional (meth) acrylate as constituents. Since ordinary methacrylic resin has a refractive index of about 1.49, the refractive index of the light diffusing agent fine particles is 1.51 to 1.
It is preferably about 53. Of course, the refractive index may be slightly higher or lower depending on the type of methacrylic resin as the base resin . The polyfunctional (meth) acrylate is a compound having two or more acryl groups or methacryl groups in one molecule, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate. ) Acrylates, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylates such as nonaethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate. A) acrylate, hexamethylene di (meth) acrylate, glycol di (meth) acrylate such as neopentyl glycol di (meth) acrylate, as well as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythr There Toll tetra (meth) polyhydric polyalcohols such as acrylates (meth) acrylate. These polyfunctional (meth) acrylates serve to prevent the transparent fine particles from impairing the shape of the fine particles in the process of producing the light-diffusing plastic, and 2% to 60% of the total monomers constituting the transparent fine particles. % Is appropriately selected. When a copolymer of styrene and MMA is used as the base resin, the refractive index is increased, and the effect as a lens is enhanced, which may be advantageous. In such a case,
It is desirable to use a crosslinked copolymer similar to the transparent fine particles used for the methacrylic resin. However, an appropriate refractive index may be adjusted according to the refractive index of the styrene-MMA resin. The polymer beads described above can be synthesized by a suspension polymerization method. For example, it can be produced by dispersing a monomer finely with a disperser or the like using polyvinyl alcohol as a dispersant, and then polymerizing, filtering, washing and drying. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Reference Example 1 34 parts of MMA, 16 parts of styrene, 50 parts of ethylene glycol dimethacrylate, and 0.2 part of lauroyl peroxide were mixed with polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd.)
VA-420) was mixed with 300 parts of water containing 0.4%, and dispersed with a laboratory disperser. This solution was stirred at 70 ° C. for 20 minutes in a nitrogen atmosphere and at 95 ° C. for 5 minutes.
Heated for 0 minutes. The resulting dispersion was filtered and washed repeatedly with water, and finally washed with methanol and dried. When the particle size distribution of the crosslinked fine particles thus obtained was measured with a particle size distribution meter (Microphotosizer-SKA-5000, manufactured by Seishin Enterprise), the weight median diameter was 10.58 μm. As the specific gravity at this time, a value (1.1891) measured separately by preparing a polymer having the same composition was used. The refractive index was measured by a method of observing the movement behavior of the Becke line under a microscope, and was found to be 1.5174. Also, the beads were substantially all spherical and free of hollow particles. Using these crosslinked beads, methacrylic resin plates having a thickness of 1 mm and containing beads at various weight fractions were prepared by the following method. Acrylic resin beads obtained by copolymerizing 8.5% of ethyl acrylate in a mixture of 11.9 parts by weight of ethyl acrylate and 128.1 parts of MMA (F-1 manufactured by Kyowa Gas Chemical Industry Co., Ltd.)
(000B refractive index 1.4920) 60 parts by weight were dissolved to prepare an acrylic resin syrup. The required amount of the crosslinked beads was dispersed in this syrup while taking care not to aggregate. 0.02 parts by weight of azobisisobutyronitrile was dissolved therein, put into two glass plates equipped with gaskets, degassed, and heated at 80 ° C. for 2 hours and further at 120 ° C. for 2 hours. Polymerized. The thickness was adjusted so as to be 1 mm. After the completion of the polymerization, an acrylic plate containing fine particle beads was taken out from the glass plate. The collimated light of the halogen lamp was incident on the fine-particle-containing acrylic resin plate (light diffusion plate) thus obtained from the rear. A luminance meter (Minolta luminance meter nt1 / 3 ° P) was installed 1.5 m ahead of the light diffusion plate, and the luminance was measured. The position of the luminance meter was shifted, the angle was changed, and the operation of measuring the same portion was repeated, and the angular distribution of luminance was measured. On the other hand, the illuminance at the position of the light diffusing plate was separately measured by an illuminometer, and the gain was calculated from the ratio of the luminance to the illuminance by the equation (VI). As gain G _o of the front, the angle at which Kane is 1/2 of the G _o alpha, indicating the value of each concentration shown in Table 1. When this result is plotted on a log-logarithmic graph in which the vertical axis is G _o and the horizontal axis is α,
It looks like the figure. From this figure, α is 7.8 ° at the concentration where _Go is 20. This value is larger than the value shown in a comparative example described later, and this light diffusion plate is an excellent material having a large diffusion half-value angle at a constant peak gain. In the same manner as in Reference Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, a light-diffusing plastic was produced using various fine particles and a base resin as shown in Table 2, and the light-diffusing performance was measured. Second measurement result
It is shown in the table. Example 1 The same glass beads GB-210 (manufactured by Toshiba Barotini) used in Comparative Example 1 were prepared from a mixture of 1,1,2,2-tetrabromoniethane and monochlorobenzene with a specific gravity of 2.424. When the glass beads were immersed in the liquid and centrifuged, the glass beads were separated into those that floated on the upper layer and those that settled on the lower part. Each phase is separated, washed and dried, and a mixture of methylene iodide and carbon tetrachloride having a refractive index of about 1.
When placed in the liquid of No. 521 and observed with an optical microscope, the glass beads in the sedimentation part were seen through the boundary between the liquid and the beads, while the glass beads in the floating part were clearly observed with the core part black and clear. This was similar to the case where the hollow beads were separately observed in the same manner. The weight of the beads at the floating portion thus obtained was 4.7% of the weight of the beads before separation. Table 2 shows the results of the light diffusing plate obtained by the same method as in Reference Example 1 using the glass beads in the settled portion obtained by this method as a light diffusing agent. Compared with the case of Comparative Example 1, α at the time when the peak quin was 20 was large, and the performance as a light diffusing agent was improved. (Effects of the Invention) According to the present invention, it has become possible to obtain a light-diffusing plastic having a high front luminance and a large diffusion half-value angle.

【図面の簡単な説明】 第１図は、参考例１における各架橋ビーズ濃度でのゲインの角度分布を表わす
図であり、縦軸は対数目盛、横軸は等間隔目盛で示している。第２図は、実施例
１、参考例１〜４および比較例１〜２のピークゲインと半値角を示すグラフであ
り、縦軸、横軸ともに対数目盛で示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the angular distribution of the gain at each crosslinked bead concentration in Reference Example 1 , where the vertical axis is a logarithmic scale and the horizontal axis is an equally spaced scale. FIG. 2 is a graph showing the peak gain and the half-value angle of Example 1 , Reference Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and both the vertical and horizontal axes are shown on a logarithmic scale.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 屈折率Ｎｓからなる透明なプラスチック中に、下記式（Ｉ）、
および式（II） ０．０２≦｜Ｎｐ−Ｎｓ｜≦０．０４ （Ｉ） ７≦ｄ＜３０ （II） を満足する屈折率Ｎｐおよび平均粒子径ｄ（μｍ）を有し、かつ内部に空孔を有
するものの割合が３重量％以下であるような、透明な球状の無機微粒子を分散さ
せてなる光拡散性プラスチック。 【請求項２】 微粒子のうち、非球状微粒子の全微粒子中に占める割合が１０
重量％以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光拡散性プラス
チック。 [Claim 1] In a transparent plastic having a refractive index Ns, the following formula (I):
And (II) 0.02 ≦ | Np−Ns | ≦ 0.04 (I) having a refractive index Np and an average particle diameter d (μm) satisfying 7 ≦ d <30 (II). A light-diffusing plastic obtained by dispersing transparent spherical inorganic fine particles such that the proportion of voids is 3% by weight or less. 2. The ratio of non-spherical fine particles to all fine particles among fine particles is 10%.
2. The light diffusing property according to claim 1, wherein the light diffusing property is not more than% by weight.
Chick.