JP4913629B2 - 光拡散シート - Google Patents
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Description
また、液晶テレビの光拡散板の基材として、特許文献2には、メタクリル系樹脂に微粒子を添加させた樹脂組成物を得る方法が開示されている。しかしながらメタクリル系樹脂は吸水率が高いため、光拡散板成形体の寸法変化が生じ、光拡散板の反りが生じ、光学特性が損なわれる問題を有していた。また、映像やランプの光を長時間照射するとスクリーンレンズや光拡散板に使用される樹脂の劣化により変色が起こり、画像が変色するという問題を有していた。これらを解決するため、特許文献3、4には紫外線防止剤を含有する特定のメタクリル酸メチル単位およびスチレン系単量体単位の樹脂からなる積層板が提案されているが、これらの樹脂を用いた光拡散板はバックライトの熱により板が変形するという問題を有していた。
光剤とを含有する樹脂組成物を表層、裏層とすることにより、寸法安定性、耐光性、熱安定性、光学特性に優れた多層シートが得られることを見出し、本発明に到達したものである。
(1)多層構成の光拡散シートであって、表層a及び裏層cが下記(A)に示す樹脂組成物からなり、中間層bが(B)に示す樹脂組成物からなる多層シート。
(A):スチレン系単量体単位30〜100質量%と(メタ)アクリル酸エステル系単位70〜0質量%からなるスチレン系共重合体100質量部に対して、そのスチレン系共重合体との屈折率差が0.005以内であり、体積平均粒子径が5〜15μmの未溶融化合物を1〜10質量部、ヒンダードアミン系化合物を0.1〜2質量部、ベンゾトリアゾール系化合物を0.1〜2質量部含有してなる樹脂組成物。
(B):ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、そのポリカーボネート樹脂との屈折率差が0.05以上で体積平均粒子径が2〜10μmの未溶融化合物を0.5〜10質量部含有してなる樹脂組成物。
(2)(A)に含有される未溶融化合物が、単量体単位としてスチレン及びメタクリル酸メチルを含む架橋共重合体である(1)に記載の多層シート。
(3)(B)に含有される未溶融化合物が、単量体単位としてメタクリル酸メチルを含む架橋重合体である(1)又は(2)に記載の多層シート。
(4)ヒンダードアミン系化合物が、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートである(1)〜(3)いずれか一項に記載の多層シート。
(5)ベンゾトリアゾール系化合物が、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノールである(1)〜(4)いずれか一項に記載の多層シート。
(6)(A)と(B)の少なくとも一方に、樹脂組成物100質量部に対して、ベンゾキサゾール系化合物を0.0005〜0.5質量部含有する、(1)〜(5)いずれか一項に記載の多層シート。
(7) ベンゾキサゾール系化合物が、2,5−チオフェンジイル(5−t−ブチル−1,3−ベンゾキサゾール)である、(6)の多層シート。
(8)(A)のスチレン系共重合体100質量部に対して、アミン系界面活性剤を0.1〜3質量部含有する、(1)〜(7)いずれか一項に記載の多層シート。
(9)アミン系界面活性剤が、N−ヒドロキシエチル−N−(2−ヒドロキシアルキル)アミンである、(8)記載の多層シート。
(10)
多層構成の各厚みが、表層a及び裏層c:0.005〜0.5mm、中間層b:1〜7mmである(1)〜(9)いずれか一項に記載の多層シート。
(11)表層a、中間層b及び裏層cを、同時に押出し加工して得られる(1)〜(10)いずれか一項に記載の多層シート。
(12)(1)〜(11)いずれか一項に記載の多層シートを用いた光拡散シート。
本発明に用いられるスチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン等が挙げられるが、好ましくはスチレンである。
未溶融化合物は、(A)中のスチレン系共重合体100質量部に対して1〜10質量部含有することが必要である。未溶融化合物の含有量が1質量部未満では、曇り度や拡散率が小さくなり光拡散性が低下し、10質量部を超えると全光線透過率が低下する傾向にある。(A)中の未溶融化合物は、特に限定されるものでは無いが、単量体単位としてスチレンとメタクリル酸メチルを含む架橋共重合体が好ましい。
ヒンダードアミン系化合物及びベンゾトリアゾール系化合物が、それぞれ0.1質量部未満では耐光性が低下し、2質量部を超えると、得られる光拡散シートの黄色度が強くなる傾向がある。
ヒンダードアミン系化合物は、アミン系の光安定性向上剤であって、例えば、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドリキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート等がある。これらを単独で使用してもよく、また2種類以上を混合して使用してもよい。
また、ベンゾトリアゾール系化合物は、紫外線吸収剤であって、例えば、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル]−6−(t−ブチル)フェノール、2,4−ジ−t−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−t−ペンチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール等である。これらを単独で使用してもよく、また2種類以上を混合して使用してもよい。
ベンゾキサゾール系化合物としては、例えば、2,5−チオフェンジイル(5−t−ブチル−1,3−ベンゾキサゾール)、2,5−チオフェンジイル(5−t−ブチル−1,3−ベンゾキサゾール)10質量%とジシクロヘキシルフタレート90質量%の混合物、4,4‘−ビス(ベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン等が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、またはこれらを併用してもよい。
アミン系界面活性剤としては、例えば、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、N−ヒドロキシエチル−N−(2−ヒドロキシアルキル)アミンなどが挙げられ、それらを単独で用いてもよく、また2種類以上を併用してもよい。
また、未溶融化合物は、(B)中のポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.5〜10質量部含有することが必要である。未溶融化合物の含有量が0.5質量部未満では、得られる光拡散シートの曇り度が小さくなるとともに光拡散性が低下し、10質量部を超えると全光線透過率が低下する。(B)中の未溶融化合物としては、特に限定されるものでは無いが、メタクリル酸メチルを主体とした架橋共重合体が好ましい。
また、スチレン系共重合体またはポリカーボネート樹脂に未溶融化合物を高濃度に混合した高濃度混合物を作製しておき、光拡散シートの製造時に、この高濃度混合物とスチレン系共重合体およびポリカーボネート樹脂をドライブレンドし、未溶融化合物の含有量が規定の濃度となるようにしたものを原料に用いてもよい。
容積約5Lの第1完全混合槽と約15Lの第2完全混合槽を直列に接続し、さらに予熱器を付した第1脱揮槽と第2脱揮槽を2基直列に接続して製造設備を構成した。スチレン10質量%、メチルメタクリレート90質量%で構成する単量体溶液100質量部に対し、エチルベンゼン15質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.01質量部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン0.2質量部を混合し原料溶液とした。この原料溶液を毎時6.0kgで135℃に制御した第1完全混合槽に供給した。第1完全混合槽出口での転化率は28%であった。次に第1完全混合槽より連続的に生成物を抜き出し、135℃に制御した第2完全混合槽に供給した。第2完全混合槽出口での転化率は63%であった。次に第2完全混合槽より連続的に生成物を抜き出し、予熱器で加温し、67kPa、160℃に制御した第1脱揮槽に導入、さらに第1脱揮槽より連続的に抜き出し、予熱器で加温し、1.3kPa、230℃に制御した第2脱揮槽に導入し単量体を除去した。これをストランド状に押出し切断することによりペレット形状のスチレン系共重合体(A−1)を得た。
未溶融化合物として、ポリオルガノシロキサン架橋ビーズ(体積平均粒子径6μm、屈折率1.420、東芝シリコーン社製トスパール2000B)を使用した。
攪拌機付きオートクレーブにメタクリル酸メチル20質量部、n−ブチルアクリレート80質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン5質量部、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド0.2質量部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.001質量部及び第三リン酸カルシウム0.5質量部、純水200質量部を仕込み、温度95℃にて6時間、さらに温度130℃にて2時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、架橋ビーズ(D)を得た。未溶融化合物の架橋ビーズ(D)の体積平均粒子径は4μm、屈折率は、1.460であった。
攪拌機付きオートクレーブにスチレン100質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン5質量部、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド0.2質量部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.001質量部及び第三リン酸カルシウム0.5質量部、純水200質量部を仕込み、温度95℃にて6時間、さらに温度130℃にて2時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、架橋ビーズ(E)を得た。(E)の体積平均粒子径は8μm、屈折率は、1.593であった。
攪拌機付きオートクレーブにスチレン40質量部、メタクリル酸メチル60質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン5質量部、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド0.2質量部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.001質量部及び第三リン酸カルシウム0.5質量部、純水200質量部を仕込み、温度95℃にて6時間、さらに温度130℃にて2時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、架橋ビーズ(F−1)を得た。(F−1)の体積平均粒子径は8μm、屈折率は、1.535であった。第三リン酸カルシウム1.0部を用いた以外は(F−1)と同様な製法により体積平均粒子径3μm、屈折率1.535の架橋ビーズ(F−2)を得た。また、第三リン酸カルシウム0.2部を用いた以外は(F−1)と同様な製法により体積平均粒子径13μm、屈折率1.535の架橋ビーズ(F−3)を得た。第三リン酸カルシウム0.1部を用いた以外は(F−1)と同様な製法により体積平均粒子径18μm、屈折率1.535の架橋ビーズ(F−4)を得た。スチレン10質量部、メタクリル酸メチル90質量部を用いた以外は(F−1)と同様な製法により体積平均粒子径8μm、屈折率1.505の架橋ビーズ(F−5)を得た。スチレン80質量部、メタクリル酸メチル20質量部を用いた以外は(F−1)と同様な製法により体積平均粒子径8μm、屈折率1.572の架橋ビーズ(F−6)を得た。
攪拌機付きオートクレーブにメタクリル酸メチル100質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン5質量部、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド0.2質量部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.001質量部及び第三リン酸カルシウム0.5質量部、純水200質量部を仕込み、温度95℃にて6時間、さらに温度130℃にて2時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、架橋ビーズ(G−1)を得た。(G−1)の体積平均粒子径は8μm、屈折率は、1.494であった。第三リン酸カルシウム1.5部を用いた以外は(G−1)と同様な製法により体積平均粒子径1μm、屈折率1.494の架橋ビーズ(G−2)を得た。また、第三リン酸カルシウム1.0部を用いた以外は(G−1)と同様な製法により体積平均粒子径3μm、屈折率1.494の架橋ビーズ(G−3)を得た。更に、第三リン酸カルシウム0.2部を用いた以外は(G−1)と同様な製法により体積平均粒子径13μm、屈折率1.494の架橋ビーズ(G−4)を得た。
着色剤として、蛍光増白剤2,5−チオフェンジイル(5−t−ブチル−1,3−ベンゾキサゾール)(チバスペシャルティケミカルズ社製ユビテックスOB)(H−1)、また樹脂着色剤であるアンスラキノン系誘導品(三菱化学社製ダイアレジンBLUE J)(H−2)を用いた。
スチレン系樹脂組成物およびポリカーボネート樹脂組成物1〜39を用いて、フィードブロックを有するTダイ方式の多層押出機にて表4〜8に示した3層構成の光拡散シートを作製した。尚、多層押出機は、中間層用が65mmφのフルフライトスクリューの単軸押出機1台、表裏層用に30mmφのフルフライトスクリューの単軸押出機各1台からなり各々の溶融樹脂がフィードブロックで合流多層化される試験押出機を使用した。シート化の各シリンダー温度は240〜260℃にて運転、成形した。
得られた光拡散シートの光学特性、耐光性、寸法安定性、熱安定性、帯電防止性を評価し、そのデータを表4〜8に示した。
全光線透過率65%以上、曇り度99%以上、拡散率15%以上、黄色度を示すb値が1未満、輝度3500cd/m2以上である場合、光学特性が良好と判断できる。耐光性は色差ΔE値が1未満である場合、耐光性が良好であるといえる。また優れた寸法安定性を発現するには吸水反りが1mm未満、優れた熱安定性を発現するには加熱変形が1mm未満、優れた帯電防止性を発現するには表面固有抵抗値が1012Ω以下であることが必要である。
全光線透過率、曇り度:ASTM D−1003に準じて、日本電色工業社製HAZEメーター(NDH−2000)を用いて測定した。
拡散率:日本電色工業社製変角光度計(GC5000L)を用いて、受光角0°の光線透過率I0、受光角70°の光線透過率I70を測定し、次式により算出した。
拡散率(%)=(I70/I0)×100
(3)耐光性:東洋精機製作所社製アトラスUV2000を用いて、UVB−313の波長の光を400時間照射後の色差△Eを測定した。
(4)寸法安定性(吸水反り):180mm×180mmの大きさに切削した光拡散シートを50℃、湿度80%の雰囲気下に7日間放置、放置前後の四隅の変形量をノギスで測定、その平均値を吸水反りの値とし、この値を寸法安定性の尺度とした。
(5)黄色度、色差:日本電色社製色差計(Σ―80)を用いて、L,a,bを測定し、黄色度の尺度としてb値を示した。また耐光性評価の色差△Eは次式により求めた。
△E=((L−L‘)2+(a−a’)2+(b−b‘)2)1/2
但し、L,a,bは、耐光性評価前の色相、L‘,a’,b‘は、耐光性評価後(400Hr照射後)の色相である。
(6)輝度:反射シートの上に直径5mm、長さ200mmの冷陰極管9本を20mm間隔で並べ、冷陰極管上5mmのところに180mm×180mmの大きさに切削した光拡散シートを設置し、さらにその上に拡散フィルム、プリズムシート、輝度上昇フィルムを載せた。暗室にて冷陰極管を点灯し、光拡散シートより1000mmの位置で、トプコン社製輝度計(BM−7)を用いて30mm間隔で計36点測定し、その平均値を求めた。
(7)加熱変形:300mm×300mmの大きさに切削した光拡散シートを80℃の雰囲気下に7日間放置し、放置後の四隅の変形量をノギスで測定、その平均値を加熱変形の値とし、この値を熱安定性の尺度とした。
(8)帯電防止性:成形体をJIS K−6911に準拠して温度23℃、湿度50%RHで24時間調湿したものの表面固有抵抗値を、KAWAGUCHI社製表面固有抵抗測定機(R503)を用いて測定し、この値を帯電防止性の尺度とした。
(9)屈折率:未溶融化合物については、アッベ式屈折計にて波長589nm、23℃の雰囲気下にて測定した。また、スチレン系共重合体については、デジタル屈折率計(ATAGO社製RX−2000)を用いて、接触液としてヨウ化カリウム飽和水溶液を使用して、温度25℃で測定した。
(10)スチレン系共重合体の組成:スチレン系共重合体を重クロロホルムに溶解して2質量%溶液に調製し測定試料とした。FT−NMR(日本電子社製FX−90Q型)を用いて13C−NMRを測定し、スチレンのピーク(126〜138ppm)面積とメチルメタクリレートのピーク(168ppm)面積より算出した。
Claims (5)
- 多層構成の光拡散シートであって、表層a及び裏層cが下記(A)に示す樹脂組成物からなり、中間層bが(B)に示す樹脂組成物からなり、多層構成の各厚みが、表層a及び裏層c:0.005〜0.5mm、中間層b:1〜7mmである多層シート。
(A):スチレン系単量体単位30〜100質量%と(メタ)アクリル酸エステル系単位70〜0質量%からなるスチレン系共重合体100質量部に対して、そのスチレン系共重合体との屈折率差が0.005以内であり、体積平均粒子径が5〜15μmの未溶融化合物を1〜10質量部、ヒンダードアミン系化合物を0.1〜2質量部、ベンゾトリアゾール系化合物を0.1〜2質量部含有してなり、
前記未溶融化合物が、単量体単位としてスチレン及びメタクリル酸メチルを含む架橋共重合体であり、
前記ヒンダードアミン系化合物がビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートであり、
前記ベンゾトリアゾール系化合物が2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノールである樹脂組成物。
(B):ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、そのポリカーボネート樹脂との屈折率差が0.05以上で体積平均粒子径が2〜10μmの未溶融化合物を0.5〜10質量部含有してなり、前記未溶融化合物が、単量体単位としてメタクリル酸メチルを含む架橋重合体である樹脂組成物。 - (A)と(B)の少なくとも一方に、樹脂組成物100質量部に対して、ベンゾキサゾール系化合物を0.0005〜0.5質量部含有し、前記ベンゾキサゾール系化合物が、2,5−チオフェンジイル(5−t−ブチル−1,3−ベンゾキサゾール)である、請求項1に記載の多層シート。
- (A)のスチレン系共重合体100質量部に対して、アミン系界面活性剤を0.1〜3質量部含有し、前記アミン系界面活性剤が、N−ヒドロキシエチル−N−(2−ヒドロキシアルキル)アミンである、請求項1又は2に記載の多層シート。
- 表層a、中間層b及び裏層cを、同時に押出し加工して得られる請求項1〜3いずれか一項に記載の多層シート。
- 請求項1〜4いずれか一項に記載の多層シートを用いた光拡散シート。
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