JPH10265658A - 無配向熱可塑性樹脂シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的特性を損なうことなく、折り曲げや衝
撃による白色度変化のない熱可塑性樹脂シートの提供。 【解決手段】 熱可塑性樹脂９９．５〜８０重量％及び
一般式（１）で示される基本構造の中の少なくとも一種
が三次元網状に結合してなる平均粒子径０．１〜１０μ
ｍの球状シリコン樹脂０．５〜２０重量％からなり、且
つ厚さが０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする実質
的に非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シート。 【化１】 −（ＳｉＯ_(2-x/2) Ｒｘ）− （１） （式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表わし、ｘは
１〜３の整数を表わす）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実質的に非晶状態
の無配向熱可塑性樹脂シートに関する。詳しくは、熱可
塑性樹脂及び特定の球状シリコン樹脂からなり、且つ特
定の厚みを有する実質的に非晶状態の無配向熱可塑性樹
脂シートに関する。本発明のシートは、光拡散性や光透
過性に優れ、且つ、折り曲げや衝撃による白色度の増加
がなく、美麗な外観を有する、非常に有用なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、熱可塑性樹脂に光拡散性を付
与する方法としては、該樹脂に白色粒子を分散させる方
法や、異種の樹脂を分散させる方法等が取られており、
例えば、アクリル樹脂に硫酸バリウムを分散させる方法
が広く採られていた。また、これらは、板状、角状、曲
面状等に成型して、遮光ガラス代替、照明器具の発光部
のカバー、或いは、バックライト付き表示板等に使用さ
れてきていた。

【０００３】一方、光拡散性シートには、可視光を充分
に透過し（全透過率が高く）、且つ、可視光を充分に散
乱する（ヘーズが高い）ことが要求されており、このよ
うな光学的特性を付与する方法は、シートの物性を損な
わず、且つコストパフォーマンスに優れた方法であるこ
とが要望されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光拡散性シートは、光学的特性には優れるものの、種々
の問題点を内在していた。例えば、樹脂に白色粒子を分
散させた光拡散性シートは、折り曲げや衝撃により白色
度が増大するという問題点があった。これは、熱可塑性
樹脂と添加粒子の親和性が低いため、折り曲げや衝撃に
よる変形で、樹脂と粒子の界面にボイドが発生すること
が原因である。また、異種の樹脂を分散させた光拡散性
シートは、製造条件によって光拡散性が異なるのみなら
ず、そもそも光拡散性が劣るという問題点があった。こ
れは、樹脂の分散粒径が押し出し条件に大きく依存する
ことや、分散粒径をある程度以上小さくすることが非常
に困難であることが原因である。本発明の目的は、光学
的特性に優れ、且つ折り曲げや衝撃により白色度が増大
しない熱可塑性樹脂シートを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の球状シリコ
ン樹脂を特定量含有する熱可塑性樹脂シートが、光学的
特性を損なうことなく、折り曲げや衝撃による白色度変
化がないという優れた特性を有することを見い出し、本
発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明の要旨は、熱可塑性樹脂９
９．５〜８０重量％及び一般式（１）で示される基本構
造の中の少なくとも一種が三次元網状に結合してなる平
均粒子径０．１〜１０μｍの球状シリコン樹脂０．５〜
２０重量％からなり、且つ厚さが０．１〜１０ｍｍであ
ることを特徴とする実質的に非晶状態の無配向熱可塑性
樹脂シート。

【０００７】

【化２】 −（ＳｉＯ_(2-x/2) Ｒｘ）− （１）

【０００８】（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を
表わし、ｘは１〜３の整数を表わす）、にある。以下、
本発明を詳細に説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実質的に非晶状態の無配
向熱可塑性樹脂シートは熱可塑性樹脂９９．５〜８０重
量％と特定の球状シリコン樹脂０．５〜２０重量％とよ
りなる。

【００１０】（熱可塑性樹脂）本発明のシートを構成す
る熱可塑性樹脂は、透明性を有する樹脂であれば特に制
限はなく、例えば、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル
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。これらは単独で若しくは二種以上をブレンド
又はアロイとして使用することができる。これらの中、
透明性、耐衝撃性、リサイクル性、環境適応性、成型性
等から、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
ステル樹脂が好ましく、ポリエステル樹脂がより好まし
い。

【００１１】ポリエステル樹脂を用いる場合は、実質的
にジカルボン酸とジオールとからなり、全ジカルボン酸
に対するテレフタル酸の比率が８０モル％以上、好まし
くは９０モル％以上、更に好ましくは９５モル％以上で
あり、全ジオールに対するエチレングリコールの比率が
５０モル％以上、好ましくは６０モル％以上、更に好ま
しくは６５モル％以上であるポリエステル樹脂を用いる
ことが望ましい。ここで、用いられる共重合成分として
は、例えば、ジカルボン酸成分としてはイソフタル酸、
２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシ
ン酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等が、ジオール成分
としてはジエチレングリコール、１，４及び１，３−シ
クロヘキサンジメタノール、プロピレングリコール、
１，４−ブタンジオール、１，２−ネオペンチルグリコ
ール、ビスフェノールＡ等が挙げられる。ポリエステル
樹脂の組成が上記の範囲である場合、安価である点、シ
ート化及び成型が容易である点、及びシート状に成形し
た際の曲げ強度、耐薬品性、耐候性等の物性が優れてい
る点等で好ましい。

【００１２】（球状シリコン樹脂）本発明のシートに用
いる球状シリコン樹脂は、式（１）で示される基本構造
の中の少なくとも一種が三次元網状にｎ個結合してなる
構造体である。そして式（１）においてｘ＝１で表され
る構造が５０モル％以上、好ましくは６０モル％以上、
更に好ましくは７０モル％以上であるのが望ましい。ま
た、式（１）においてＲがメチル基で表される構造が５
０モル％以上、好ましくは６０モル％以上、更に好まし
くは７０モル％以上であるのが望ましい。更に、構造体
を構成する基本構造の数ｎは１００以上、好ましくは１
０００以上であるのが望ましい。用いる球状シリコン樹
脂がこのような場合、本発明のシートの光学的特性、耐
熱性が優れ、且つ、折り曲げや衝撃による白色度変化が
ないという優れた特性を有するため、特に好ましい。

【００１３】また、球状シリコン樹脂は、平均粒子径が
０．１〜１０μｍの球状シリコン樹脂である。ここで、
球状シリコン樹脂とは、電子顕微鏡等で観察すると外周
部が曲線で構成されているように見える、実質的に球状
ないし楕円球状である固体状シリコン樹脂微粒子のこと
で、不定形シリコン樹脂やシリコン樹脂オイル等は除外
される。

【００１４】平均粒子径が０．１μｍ未満の場合には、
可視光の散乱能が不十分であり、得られるシートの光学
的特性が劣るため好ましくなく、他方、平均粒子径が１
０μｍを越える場合には、得られるシートの機械的強度
が劣るため好ましくない。好ましい平均粒子径は０．５
〜８μｍ、より好ましくは１〜６μｍである。ここで平
均粒子径とは、該粒子を界面活性剤水溶液に分散させ、
パーティクルアナライザーで容積分率を測定して換算し
た平均一次粒子径のことである。また、粒度は均一な方
が好ましく、粒度分布の半値幅が５μｍ以下、好ましく
は３μｍ以下が望ましい。

【００１５】熱可塑性樹脂と球状シリコン樹脂との混合
割合は、熱可塑性樹脂９９．５〜８０重量％及び球状シ
リコン樹脂０．５〜２０重量％である。球状シリコン樹
脂の含有量が０．５重量％未満の場合は、得られるシー
トの光拡散性が低いので好ましくない。また、球状シリ
コン樹脂の含有量が２０重量％を越える場合は、得られ
るシートの耐衝撃性、成型性等が劣るので好ましくな
い。好ましい球状シリコン樹脂の量は０．６〜１０重量
％、より好ましくは０．７〜５重量％である。

【００１６】球状シリコン樹脂と熱可塑性樹脂との混合
方法は特に限定されないが、球状シリコン樹脂を本発明
で使用する熱可塑性樹脂中に高濃度に分散させたマスタ
ーバッチを用いて混合する方法が好ましい。該マスター
バッチ中の球状シリコン樹脂の濃度は特に限定されない
が、分散性、錬り込み安定性、生産効率等から、１０〜
５０重量％の濃度が好ましい。

【００１７】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可塑
性樹脂シートには他の添加剤を含有することができる。
例えば、シート自体或いはシートを更に成型した成型品
としての美観、耐候性、易滑性、帯電防止性等を得るた
めに、蛍光剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、耐ブロッキ
ング剤、難燃化剤、着色剤等を添加或いは塗布すること
ができる。添加或いは塗布方法としては、通常公知の方
法が使用でき、例えば、添加剤を高濃度に分散させたマ
スターバッチを用いたり、溶剤に溶解又は分散させて塗
布する方法が挙げられる。更には、表面の傷入り防止
や、帯電防止等を目的とした各種の表面処理、及び保護
シートの被覆等を行っても差し支えない。

【００１８】（熱可塑性樹脂シート）本発明の実質的に
非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シートは、溶融押出後、
急冷固化した、実質的に非晶状態且つ無配向のシート状
成形体である。得られたシートが結晶化している場合、
耐衝撃性、光学的特性、成型性に劣るため好ましくな
い。また、得られたシートが配向している場合、成型性
に劣るため好ましくない。

【００１９】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可塑
性樹脂シートの製造方法は、従来公知の製造方法により
製造することができる。例えば、熱可塑性樹脂原料を常
法により乾燥した後、押出機に供給し、該樹脂の軟化点
以上分解点以下の樹脂温度で押し出して、キャスティン
グドラム上で冷却固化し、シートを製造する方法が挙げ
られる。なお、該押出機に真空系に接続されたベントポ
ートを装備することにより、乾燥工程を省いたり、乾燥
時間を短縮化することができる。

【００２０】シート化の際、本発明のシートを非晶状態
且つ無配向として、表面性、厚み均一性、深絞り成型
性、耐衝撃性等を向上させる方法として、次の条件が望
ましい。即ち、冷却固化時のキャスティングロールの温
度は、通常０〜１２０℃、好ましくは２０〜９０℃であ
る。また、かかるキャスティングロールの付近に、１個
以上のタッチロールを装備し、シート化時に該タッチロ
ールを押さえロールとして用いることも好ましい方法の
一つである。

【００２１】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可塑
性樹脂シートの厚さは、０．１〜１０ｍｍである。厚さ
が０．１ｍｍ未満の場合は、得られたシートの剛性や耐
衝撃性が不足したり、目的の光学的特性が得られないた
め好ましくなく、また、厚さが１０ｍｍを越えた場合
は、得られたシートの成型加工性や軽量性が劣るだけで
なく、シート化自体が困難となるので好ましくない。好
ましくは０．２〜８ｍｍ、更に好ましくは０．３〜６ｍ
ｍの範囲である。

【００２２】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可塑
性樹脂シートは、本発明の構成要件を満足していれば、
単層構造でも、積層構造であってもよい。積層構造の場
合、その構成は特に限定されるものではなく、例えば中
間層に再生樹脂層を形成してもよいし、表面層のみに、
傷入り防止や帯電防止、耐光性改良、濡れ性改良等を意
図した各種の機能を有する層を積層してもよい。

【００２３】本発明のシートの重要な物性として、光学
的特性（全透過率、ヘーズ）が挙げられる。本発明者等
は、熱可塑性樹脂シートに光拡散性を付加価値として付
与する方法を鋭意検討した。その結果、以下に示す光学
的特性を満足するシートは光拡散性に優れ、美麗な外観
を有することが判明した。即ち、全透過率は４０％以
上、好ましくは５０％以上、更に好ましくは５５％以上
であり、ヘーズが７０％以上、好ましくは８０％以上、
更に好ましくは８５％以上であることが望ましい。全透
過率がこの範囲にあるときにはバックライト等による明
度が十分であり、ヘーズがこの範囲にあるときにはバッ
クライト等による明度の均一性が十分であるので、それ
ぞれ一層好ましい。ここで、全透過率、ヘーズとは、そ
れぞれ、ＪＩＳ Ｋ−７１０５に準拠して、ヘーズメー
タを用いて測定したシートの厚み方向の全透過率、ヘー
ズのことである。

【００２４】本発明のシートの重要な物性として、折り
曲げや衝撃による白色度変化がないという特性が挙げら
れる。本発明者らは、熱可塑性樹脂シートの本特性の評
価方法を鋭意検討した。その結果、デュポン式落錘試験
機により、ノズルの落下高さを変えてシートに衝撃を与
え、シートの白色度の変化を調べる評価法を開発した。
この評価方法で、質量１０００ｇのノズルを高さ１０ｃ
ｍ以上から落としても実質的に白色度の増加が見られな
い場合、実用上問題ないレベルの本特性を有するといえ
る。

【００２５】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可塑
性樹脂シートは、無配向であるため、真空成型、圧空成
型、プラグ成型やプレス成型等、或いはこれらを組み合
わせた成型法により、各種形状に容易に成型加工するこ
とができる。また、その極めて優れた光学的特性、成型
加工性、折り曲げや衝撃による白色度変化がない特性等
を活かして、遮光ガラス代替、照明器具の発光部のカバ
ー、或いは、バックライト付き表示板等に用いることが
できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて、更に詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら
の実施例により限定されるものではない。なお、実施例
における種々の物性の測定・評価方法、用いた原料は、
それぞれ以下の通りである。なお、シートの作製は、各
原料をブレンド後、ベントポート付３０ｍｍφ二軸押出
機に供給し、樹脂温度２９０℃でＴダイより押し出し、
キャスティングロール上で急冷することにより行った。
キャスティングロールの温度は４０℃とした。

【００２７】［測定方法］ （１）光学的特性（全透過率、ヘーズ） ＪＩＳ Ｋ−７４０５に準拠して、スガ試験機製ヘーズ
メータを用いて、該当するシートの厚み方向の全透過
率、ヘーズを測定した。

【００２８】（２）衝撃による白色度変化の評価 デュポン式落錘試験機を用いて、該当するシートを水平
方向に固定し、シート面に対して鉛直上方からノズルを
落下させてシートに衝撃を与え、シートの白色度の変化
を調べた。ノズルは、先端１／８Ｒ、質量１０００ｇの
ものを用い、落下高さは５ｃｍから９０ｃｍの範囲で試
験を行った。なお、評価はノズル接触部のシートの白色
度変化で行い、結果は、 ○：白色度が増加せず △：白色度が僅かに増加 ×：白色度が激しく増加 ＊：シートが破壊 で表現した。

【００２９】［原料］本実施例に用いた原料を表１に示
した。

【００３０】実施例１〜８、比較例１〜５ 表１に示す原料を表２に示す配合比で配合し、表２に示
す厚さのシートを作製した。このシートの、全透過率、
ヘーズの測定結果、デュポン式落錘試験機による評価結
果を、それぞれ表３に示す。実施例１〜８は、いずれも
光学的特性に優れ、且つ、衝撃による白色度変化がない
優れたシートであった。比較例１は粒子の分散性が悪
く、且つ、シートが破壊しやすい耐衝撃性に劣るシート
であった。比較例２〜４は衝撃による白色度増加が激し
いシートであった。比較例５は全透過率が低いシートで
あった。比較例６は、シートが破壊しやすい耐衝撃性に
劣るシートであった。

【００３１】

【発明の効果】本発明の実質的に非晶状態の無配向熱可
塑性樹脂シートは、光拡散性や光透過性に優れ、且つ、
折り曲げや衝撃による白色度の増加がなく、美麗な外観
を有する。更に、非晶状態且つ無配向であるため真空成
型性等にも優れ、各種形状に後加工することが可能であ
る。この特性は、各種光学的用途、特に、遮光ガラス代
替、照明器具の発光部のカバー、或いは、バックライト
付き表示板等の用途に特に有用である。

【００３２】

【表１】 表１−（１）熱可塑性樹脂 記号 組成（商品名） Ｐ１ ホモポリエチレンテレフタレート（三菱化学製ＧＣ５００） Ｐ２ １，４−シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレート （イーストマン・ケミカル社製ＰＥＴＧ） Ｐ３ アクリル（三菱レイヨン社製ダイヤナール ＢＲ−１０７） Ｐ４ ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスティック社製Ｓ2000） 表１−（２）粒子 記号 粒子種（商品名） 形態 平均粒子径（μｍ） Ｒ１ シリコン樹脂（東芝シリコーン社製 トスパール１０５） 球状 ０．５ Ｒ２ シリコン樹脂（東芝シリコーン社製 トスパール１２０） 球状 ２．０ Ｒ３ シリコン樹脂（東芝シリコーン社製 トスパール１４５） 球状 ４．５ Ｒ４ シリコン樹脂（東芝シリコーン社製 トスパール２４０） 不定形 ４．０ Ｒ５ 硫酸バリウム（堺化学社製ＢＭＨ−Ｄ） 不定形 ３．５ Ｒ６ 硫酸バリウム（堺化学社製板状硫酸 バリウム・Ａ） 板状 ６．０ Ｒ７ 炭酸カルシウム（丸尾カルシウム社製 方状炭カル） 方状 ４．５ Ｒ８ 酸化チタン（チタン工業社製ＫＲ− ４６０） 球状 ０．２５

【００３３】

【表２】 表２． 熱可塑性樹脂 粒子 粒子の配合量（重量％） 厚さ（ｍｍ） 実施例１ Ｐ１ Ｒ１ ３．０ １．０ 実施例２ Ｐ１ Ｒ２ １．５ １．０ 実施例３ Ｐ１ Ｒ３ １．５ １．０ 実施例４ Ｐ２ Ｒ２ １．５ １．０ 実施例５ Ｐ３ Ｒ２ ０．３ ５．０ 実施例６ Ｐ４ Ｒ２ １．５ １．０ 実施例７ Ｐ１ Ｒ２ ３．０ ０．５ 実施例８ Ｐ１ Ｒ２ ０．５ ３．０ 比較例１ Ｐ１ Ｒ４ １．５ １．０ 比較例２ Ｐ１ Ｒ５ １．５ １．０ 比較例３ Ｐ１ Ｒ６ １．５ １．０ 比較例４ Ｐ１ Ｒ７ １．５ １．０ 比較例５ Ｐ１ Ｒ８ １．５ １．０ 比較例６ Ｐ３ Ｒ５ １．５ １．０

【００３４】

【表３】 表３． 全透過率 ヘーズ 衝撃による白色度変化の評価（落下高さ（cm）） （％） （％） ５ １０ １５ ３０ ６０ ９０ 実施例１ ８２ ８１ ○ ○ ○ ○ ＊ ＊ 実施例２ ６０ ９２ ○ ○ ○ ○ ○ ＊ 実施例３ ６６ ９０ ○ ○ ○ ○ ＊ ＊ 実施例４ ５８ ９２ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例５ ６７ ８９ ○ ○ ＊ ＊ ＊ ＊ 実施例６ ５８ ８９ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例７ ６１ ９３ ○ ○ ○ ○ ＊ ＊ 実施例８ ５９ ９２ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 比較例１ ５５ ９２ △ × ＊ ＊ ＊ ＊ 比較例２ ５４ ９１ × × × × ＊ ＊ 比較例３ ８１ ８２ △ × × ＊ ＊ ＊ 比較例４ ８３ ９０ ○ △ × × ＊ ＊ 比較例５ １０ ９８ ○ ○ ○ ○ ○ ＊ 比較例６ ５６ ９０ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂９９．５〜８０重量％及び
   一般式（１）で示される基本構造の中の少なくとも一種
   が三次元網状に結合してなる平均粒子径０．１〜１０μ
   ｍの球状シリコン樹脂０．５〜２０重量％からなり、且
   つ厚さが０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする実質
   的に非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シート。 【化１】 −（ＳｉＯ_(2-x/2) Ｒｘ）− （１） （式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表わし、ｘは
   １〜３の整数を表わす）
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、ポリカ
   ーボネート樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれた少なく
   とも一種の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記
   載の実質的に非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シート。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がジカルボン酸とジオール
   とからなるポリエステル樹脂であり、その中全ジカルボ
   ン酸に対するテレフタル酸の比率が８０モル％以上且つ
   全ジオールに対するエチレングリコールの比率が５０モ
   ル％以上であることを特徴とする請求項１に記載の実質
   的に非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シート。
4. 【請求項４】 全透過率が４０％以上且つヘーズが７０
   ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の実質的
   に非晶状態の無配向熱可塑性樹脂シート。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の実質的に非晶状態の無
   配向熱可塑性樹脂シートからなる成型品。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の実質的に非晶状態の無
   配向熱可塑性樹脂シートからなる照明器具用カバー。