JP7629868B2 - 光拡散板及び直下型面光源ユニット - Google Patents
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Description
好ましくは、前記リン系酸化防止剤(B-1)が、2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト、3,9-ビス(2,6-ジ―tert-ブチル―4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ―3,9-ジホスファスピロ〔5,5〕ウンデカン、テトラキス(2,4-ジ―tert-ブチルフェニル)〔1,1ビフェニル〕―4,4'ジイルビスホスホナイト、ビス(2,4-ジ―tert-ブチル―6-メチルフェニル)エチル亜リン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である、光拡散板。
好ましくは、前記フェノール系酸化防止剤(B-2)が、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル―4-ヒドロキシ―5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンから選ばれる少なくとも1種である、光拡散板。
好ましくは、前記リン・フェノール系酸化防止剤(B-3)が、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピンである、光拡散板。
好ましくは、前記光拡散剤(C)が、アクリル系重合体架橋粒子、スチレン系重合体架橋粒子、シロキサン系重合体架橋粒子から選ばれる少なくとも1種である、光拡散板。
好ましくは、前記スチレン系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が20万~40万で、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.0~3.0である、光拡散板。
好ましくは、上記光拡散板のLED光源用光拡散板。
好ましくは、上記光拡散板を有する、直下型面光源ユニット。
本発明の一実施形態にかかる光拡散板は、スチレン系樹脂組成物を含む光拡散板である。光拡散板の厚みは、制限されないが、例えば1~3mmである。また、光拡散板は、紫外線吸収剤や光安定剤を配合した紫外線吸収層が積層されていてもよい。
スチレン系樹脂組成物は、スチレン系樹脂(A)と、系酸化防止剤(B)と、光拡散剤(C)と、を含有する。また、スチレン系樹脂組成物に含まれるt-ブチルカテコールの含有量は、0.1~10μg/gである。このような範囲とすることで、長期耐久性及び強度に優れる。t-ブチルカテコールの含有量は、具体的には、0.1,0.5,1,1.5,2,2.5,3,4,5,6,7,8,9,10μg/gであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。t-ブチルカテコールの含有量が0.1μg/g未満では、熱成形加工時における酸化劣化の抑制効果が小さいため、光拡散板の強度が低下し、t-ブチルカテコールの含有量が10μg/gを超えると、t-ブチルカテコール自体が着色成分となり、光拡散板の長期耐久性が低下するだけでなく、強度も低下する。
スチレン系樹脂(A)は、スチレン系単量体を主成分として重合して得られる樹脂であって、具体的には、スチレン系単量体を50%を超えて含む樹脂である。スチレン系単量体とは、芳香族スチレン系モノマーである、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、エチルスチレン、p-t-ブチルスチレン等の単独または2種以上の混合物であり、好ましくはスチレンである。また、スチレン系樹脂(A)は、スチレン系単量体と共重合可能なモノマーを、スチレン系単量体と共重合して得られるコポリマーであってもよく、スチレン系単量体と共重合可能なモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸モノマー、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニルモノマー、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のアクリル系モノマーや無水マレイン酸、フマル酸等のα,β-エチレン不飽和カルボン酸類、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のイミド系モノマー類が挙げられる。これらのモノマーは、1種を単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
酸化防止剤(B)は、リン系酸化防止剤(B-1)、フェノール系酸化防止剤(B-2)、及びリン・フェノール系酸化防止剤(B-3)の少なくとも1種を含む。
スチレン系樹脂組成物は、スチレン系樹脂100質量部に対して、光拡散剤(C)を0.1~10質量部含み、好ましくは0.5~3質量部含み、より好ましくは0.8~1.5質量部含む。このような範囲とすることで、光拡散板は長期耐久性及び強度に優れる。光拡散剤(C)の含有量は、具体的には、スチレン系樹脂100質量部に対して、0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10質量部であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
スチレン系樹脂組成物には、本発明の特性を損なわない範囲で、必要に応じて種々の添加剤を配合することができる。添加剤の種類はプラスチックに一般的に用いられるものであれば特に制限はないが、難燃剤、滑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤、耐光性向上剤、軟化剤、可塑剤、無機補強剤、架橋剤、顔料、染料、その他或いはこれらの混合物が挙げられる。
本発明のスチレン系樹脂組成物は、スチレン系樹脂(A)に酸化防止剤(B)と、光拡散剤(C)を添加することによって製造可能である。酸化防止剤(B)、及び、光拡散剤(C)は、スチレン系樹脂(A)の重合時に添加してもよいし、スチレン系樹脂(A)を重合後、酸化防止剤(B)と光拡散剤(C)をドライブレンドし、押出機で溶融混練して製造してもよい。また、酸化防止剤(B)、光拡散剤(C)を、予め少量のスチレン系樹脂と共に溶融混錬して得たペレット状のマスターバッチを作成し、スチレン系樹脂(A)と該マスターバッチとをドライブレンド後、溶融混練し、調整してもよい。
本発明の一実施形態にかかる光拡散板は、LED光源用光拡散板として用いることができる。
また、本発明の一実施形態にかかる直下型面光源ユニットは、上記光拡散板を有する直下型面光源ユニットである。
<分子量>
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びZ平均分子量(Mzは、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、次の条件で測定した。
GPC機種:昭和電工株式会社製Shodex GPC-101
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製 PLgel 10μm MIXED-B
移動相:テトラヒドロフラン
試料濃度:0.2質量%
温度:オーブン40℃、注入口35℃、検出器35℃
検出器:示差屈折計
分子量は単分散ポリスチレンの溶出曲線より各溶出時間における分子量を算出し、ポリスチレン換算の分子量として算出したものである。
JIS K 7210に従って、温度200℃、49N荷重の条件で測定した。
JIS K 7206に従って、昇温速度50℃/hr、試験荷重50Nで測定した。
スチレン系樹脂0.2gを少量のTHFに溶解した後、BSTFA(M,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド)200μLを添加し、トリメチルシリル誘導体化処理を実施し、THFにて10mL定容した後、遠心分離によって分離した上澄み液について、ガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)にて、以下の条件で測定した。なお、濃度の決定には、予め作成した検量線を用いた。
GC装置 :Agilent社製 7890A
カラム :Agilent社製 DB-5ms(0.25mm i.d.×30m)
液相膜厚0.25μm
カラム温度:50℃(1min)→(20℃/min昇温)→
320℃(6.5min)計20min
注入口 :300℃、1.5mL/min、(スプリット比1:5)
注入量 :1μL
MS装置 :Agilent社製 5975C
インターフェイス温度:320℃
MS検出条件:SIM測定 TBC(定量用m/z 295、確認用m/z 310)
日本電色工業社製 濁度計NDH5000を用いて、JIS-K7105に準拠し、光拡散板の厚み方向の全光線透過率を測定した。
日本電色工業社製 測色色度計NDJ4000を用いて、JIS-K7105に準拠し、反射法により、光拡散板のYIを測定した。
市販の20インチ直下型LED液晶テレビから、液晶パネル、各種光学フィルム、光拡散板を取り出した後、この光拡散板の中央部を115mm×115mmの正方形状にくり抜き、このくり抜いた部分に、実施例、比較例で得られた光拡散板を115mm×115mmに切り出した評価試験片、若しくは、耐久試験後の115mm×115mmの評価試験片を装着し、これを前記取り出し後の液晶テレビのフレームに装着した。その後、光拡散板の前面側に市販の光拡散フィルムを2枚重ね、更にその前面側に輝度向上フィルム(スリーエム社製「DBFF」)を1枚重ね合わせ、LEDを点灯した状態で、マルチポイント輝度計を用いて、液晶テレビの前面の全範囲にわたって、各スポット(51×51=2601箇所)の輝度を測定し、これらの輝度の平均値を平均輝度(cd/m2)とした。更に、下記式により、平均輝度差(%)を求めた。
平均輝度差(%)={(実施例の平均輝度)-(比較例1の平均輝度)}/(比較例1の平均輝度)×100
オプテック社製 ゴニオフォトメーターを用いて、白色光の光源から光拡散板の表面に直角方向に入光させ、透過した光を、光拡散板の表面に直角方向を0度として、5度、20度、70度における輝度を測定し、下記式により拡散率を求めた。
光拡散率(%)=(20度の輝度+70度の輝度)/(5度の輝度×2)×100
光拡散板を、200mm×200mmに正方形状に切り出し、評価試験片とした。重量16.6gの球を使用し、JIS K-7211に従って、50%破壊高さを測定し、以下の基準により評価した。
○:50%破壊高さが40cm超
△:50%破壊高さが20~40cm
×:50%破壊高さが20cm未満
光拡散板を115mm×115mmに切り出した後、評価試験片を楠本化成製ギアオーブンHISPEC HT310を用いて、温度を80℃に設定した槽内で、1,000時間暴露した。
スチレン系樹脂PS-1~PS-5を表1の各条件に従い合成した。
完全混合型撹拌槽である第1反応器と第2反応器及び静的混合器付プラグフロー型反応器である第3反応器を直列に接続して重合工程を構成し、表1に示す条件によりスチレン系樹脂の製造を実施した。各反応器の容量は、第1反応器を39リットル、第2反応器を39リットル、第3反応器を16リットルとした。表1に記載の原料組成にて、原料溶液を作成し、第1反応器に原料溶液を表1に記載の流量にて連続的に供給した。重合開始剤は、第1反応器の入口で表1に記載の添加濃度(原料スチレンに対する質量基準の濃度)となるように原料溶液に添加し、均一混合した。表1に記載の重合開始剤は次の通りである。
重合開始剤-1 :2,2-ジ(4,4-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン(日油株式会社製パーテトラAを使用した。)
重合開始剤-2 :1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日油株式会社製パーヘキサCを使用した。)
なお、第3反応器では、流れの方向に沿って温度勾配をつけ、中間部分、出口部分で表1の温度となるよう調整した。
続いて、第3反応器より連続的に取り出した重合体を含む溶液を直列に2段より構成される予熱器付き真空脱揮槽に導入し、表1に記載の樹脂温度となるよう予熱器の温度を調整し、表1に記載の圧力に調整することで、未反応スチレン及びエチルベンゼンを分離した後、多孔ダイよりストランド状に押し出しして、コールドカット方式にて、ストランドを冷却および切断しペレット化した。
以下に示す方法で、実施例・比較例を実施した。
表1に示す量のt-ブチルカテコール(TBC)を含有するスチレン系樹脂(PS-1)100質量部に対し、リン系酸化防止剤(HP-10)0.2質量部と、リン・フェノール系酸化防止剤(GP)0.1質量部と、光拡散剤(MBX-8)1.0質量部をブレンダーで混合し、スクリュー径40mmの単軸押出機を用いて、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数100rpmで混合し、スチレン系樹脂組成物を得た。
実施例2~15及び比較例1~7についても、表2及び表3に記載の条件に従い変更した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物・光拡散板を得て、測定を行った。その結果は、表2及び表3に示す。
HP-10:2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス(ADEKA社製;HP-10)
168:トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト(BASFジャパン社製;Irgafos168)
PEP-36:3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ〔5.5〕ウンデカン(ADEKA社製;PEP-36)
P-EPQ:テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)[1,1ビフェニル]-4,4'ジイルビスホスホナイト(BASFジャパン社製;IrgafosP-EPQ)
38:ビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)エチル亜リン酸エステル(BASFジャパン社製;Irgafos38)
GP:6-〔3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ〕-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン(住友化学社製;スミライザーGP)
1076:オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(BASFジャパン社製;Irganox1076)
245:エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕(BASFジャパン社製;Irganox245)
1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート] (BASFジャパン社製;Irganox1010)
AO80:3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(ADEKA社製;AO-80)
MBX-8:アクリル系架橋粒子(平均粒子径8μm、積水化成品工業社製;MBX-8)
SBX-8:ポリスチレン系架橋粒子(平均粒子径8μm、積水化成品工業社製;SBX-8)
KMP-590:シリコーン系架橋粒子(平均粒子径2μm、信越化学工業社製;KMP-590)
Claims (8)
- スチレン系樹脂組成物を含む光拡散板であって、
前記スチレン系樹脂組成物が、スチレン系樹脂(A)と、酸化防止剤(B)と、光拡散剤(C)と、を含有し、
前記酸化防止剤(B)は、リン系酸化防止剤(B-1)、フェノール系酸化防止剤(B-2)、及びリン・フェノール系酸化防止剤(B-3)のうち少なくとも1種を含み、
前記スチレン系樹脂100質量部に対して、
前記リン系酸化防止剤(B-1)と前記リン・フェノール系酸化防止剤(B-3)を合計で0.01~0.5質量部、
前記フェノール系酸化防止剤(B-2)と前記リン・フェノール系酸化防止剤(B-3)を合計で0.01~0.5質量部、
前記光拡散剤(C)を0.1~10質量部、
含有し、
前記スチレン系樹脂組成物に含まれるt-ブチルカテコールの含有量が0.1~10μg/gであり、
前記スチレン系樹脂(A)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)の比(Mz/Mw)が1.0~2.0であり、
前記スチレン系樹脂(A)は、スチレン系単量体の単独重合体であり、
前記スチレン系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が29万以下である、光拡散板(但し、前記比(Mz/Mw)が2.0であるものを除く)。 - 前記スチレン系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が20万~29万である、請求項1に記載の光拡散板。
- 前記リン系酸化防止剤(B-1)が、
2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、
トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト、
3,9-ビス(2,6-ジ―tert-ブチル―4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ―3,9-ジホスファスピロ〔5,5〕ウンデカン、
テトラキス(2,4-ジ―tert-ブチルフェニル)〔1,1ビフェニル〕―4,4'ジイルビスホスホナイト、
ビス(2,4-ジ―tert-ブチル―6-メチルフェニル)エチル亜リン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は請求項2に記載の光拡散板。 - 前記フェノール系酸化防止剤(B-2)が、
オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、
エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕、
ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、
3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル―4-ヒドロキシ―5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンから選ばれる少なくとも1種である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の光拡散板。 - 前記リン・フェノール系酸化防止剤(B-3)が、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピンである、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の光拡散板。
- 前記光拡散剤(C)が、アクリル系重合体架橋粒子、スチレン系重合体架橋粒子、シロキサン系重合体架橋粒子から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の光拡散板。
- LED光源用である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の光拡散板。
- 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の光拡散板を有する、直下型面光源ユニット。
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