【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、光拡散性能の優れた合成樹脂シート
状物に関するもので、さらに詳しくはそれぞれ特
定の粒径のSiO2、CaCO3および有機高分子微粒
子のうちの少なくとも２つの粒子を光拡散剤とし
て用いこれを混合して混入させたことを特徴とす
る光拡散性合成樹脂シート状物に関するものであ
る。
従来、背面から投影した映像等を明視するため
に用いるいわゆるリヤープロジエクシヨンスクリ
ーンやマイクロフイルム用リーダーのスクリーン
あるいはカメラのピントグラス等に用いる光拡散
性シートは、SiO2等の光拡散剤および着色剤を
適宜のパインダーに混合し、この液状物をメタク
リル樹脂板等の透光性樹脂板に塗布し、乾燥、固
化して片面に光拡散層を形成するのが一般的であ
つた。ところで、SiO2は従来よりこの種の光拡
散性シートの光拡散剤として使用されており、全
光線透過率をあまり低下させずに拡散性能が付与
されるが単位面積当りのSiO2の使用量を多く必
要とする難点を有していた。また、光拡散性シー
トの生産性を高めるため合成樹脂フイルムあるい
はシートを押出成形によつて得ようとする場合、
光拡散剤としてSiO2を単独で用いると、その粒
子の吸水等の影響により成形時にダイスの汚れが
激しくなり、良好な光拡散性シートが得にくゝ、
しかも多量のSiO2を混入させると分散が不均一
となりむらが発生しやすい憾みがあつた。
本発明はこのような状況に鑑み、従来のSiO2
単独系の光拡散剤を２以上の多成分系にして上記
欠点を改善せんとするものである。すなわち本発
明の要旨とするところは、(A)平均粒径0.5〜20μ
のSiO2、(B)平均粒径0.5〜15μのCaCO3、(C)平均
粒径１〜50μの有機高分子微粒子、上記(A)ないし
(C)のうちの少なくとも２成分を透光性合成樹脂に
均一に混入させて得たことを特徴とする光拡散性
合成樹脂シート状物を第１の発明とし、(A)平均粒
径0.5〜20μのSiO2、(B)平均粒径0.5〜15μの
CaCO3、(C)平均粒径１〜50μの有機高分子微粒
子、上記(A)ないし(C)のうち少なくとも２成分を含
有する塗布層を透光性合成樹脂シート状物の表面
に形成して得たことを特徴とする光拡散性合成樹
脂シート状物を第２の発明とすることにある。な
お、本発明における合成樹脂シート状物とは、合
成樹脂から製造されるフイルムあるいはこれより
厚いシートを総称するものである。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に使用する(A)の光拡散剤すなわちSiO2
は、その平均粒径が0.5〜20μのものを用いる。
平均粒径が0.5μ未満であると、同一の拡散性を
得るのに光線透過率が低くなつてしまい、逆に20
μを超えるとホツトスポツトと称される光源イメ
ージの透過現象があらわれやすくなるからであ
る。上述したようにSiO2は、全光線透過率を低
下させない特徴を有しているが、比較的多量用い
る必要があり、これが分散むらの原因となつた
り、押出成形上のトラブルを招きやすい難点を有
している。なお、SiO2の使用量は10〜100ｇ／m2
程度である。
次の(B)の成分のCaCO3は、上記(A)のSiO2より
も少ない使用量で大きな拡散性能が得られる。例
えばSiO2の50ｇ／m2に相当する光拡散性能を
CaCO3で得ようとする場合、概ね15〜25ｇ／m2
ですむことが分つている。このようにCaCO3を
併用するとSiO2単独の場合の1/3〜1/2の添加量
でよいこととなり、上記のダイス汚れや分散ムラ
の欠点は是正されることとなる。本発明に用いる
CaCO3の平均粒径は0.5〜15μの範囲で用いられ
るが、平均粒径が0.5未満であると、SiO2の場合
と同様、光線透過率が低下することとなり、逆に
15μを超えると、ホツトスポツトがあらわれやす
くなり好ましくない。なお、使用量は20〜60ｇ／
m2程度である。
(C)の有機高分子微粒子は、使用する合成樹脂の
屈折率よりも高い屈折率を有し、かつ溶剤や熱に
対して安定なものが好ましく、例えば米国ロー
ム・アンド・ハース（Rohm ＆ Haas）社より
「KF―710」として発売されているアクリル―ス
チレン系のポリマーが用いられる。このような有
機高分子微粒子は、SiO2やCaCO3の無機系の粒
子と異なり、合成樹脂中に均一に分散させること
ができ、合成樹脂を押出成形するときにもダイス
汚れなどを起すことがない。光拡散性能として
は、SiO2と同程度であり、使用量の範囲もほと
んど同様である。この有機高分子微粒子の平均粒
径は、１〜50μの範囲内で使用されるが、この平
均粒径が１μ未満であると、やはり同一の拡散性
を得るのに光線透過率が低下してしまい、逆に50
μを超えるとホツトスポツトがあらわれやすくな
る。
以上の如き光拡散剤を用いて光拡散性合成樹脂
シート状物を得る方法には２通りの方法がある。
すなわち本発明第１の発明は光拡散剤を透光性合
成樹脂に均一に混入させて得る方法であり、第２
の発明は光拡散剤を含有する塗布層を透光性合成
樹脂シート状物の表面に形成して得る方法であ
る。前者の均一に混入させる方法としては、押出
し成形法、注型重合法、カレンダー法あるいは流
延法等が用いられる。このようにして得られたフ
イルムあるいはシートは、そのまゝスクリーン等
の光拡散性シートとして用いてもよいが、特にフ
イルムについては基材となる他の合成樹脂シート
と積層して用いてもよい。この場合の積層方法と
しては、押出しラミネート法、加熱プレス法、接
着剤による方法あるいは注型重合時にフイルムを
一体化する方法等がある。
後者の塗布層を形成させる方法としては、合成
樹脂用の塗料はインキに、上述の光拡散剤を分散
させ、これをスクリーン印刷法、スプレー法、ロ
ールコーター法、フローコート法あるいは浸漬法
によつて、透光性合成樹脂シート状物の表面に塗
布し、乾燥固化させればよい。
本発明の第１の発明に使用される透光性合成樹
脂としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂あるいはスチロール樹脂等が
挙げられるが、これらのうち透明性および耐候性
等に優れたアクリル樹脂が特に好ましい。また、
第２の発明における透光性合成樹脂シート状物も
これらの透光性合成樹脂から作成されたフイルム
あるいはシートが用いられる。
以上のようにして得られた光拡散性シート状物
を図面について説明すると、第１図は第１の発明
によつて得られた光拡散性シート状物、第２図は
第２の発明によつて得られた光拡散性シート状物
の夫々実施例を示している。図中１，１′が透光
性合成樹脂シート状物、２が光拡散剤粒子、３が
塗布層である。
本発明の光拡散性合成樹脂シート状物は、図示
したように表面が平滑のまゝ使用してもよいが、
必要に応じこのシート状物にフレネルレンズ面ま
たはレンチキユラー面を形成してもよい。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例 １
(A) 平均粒径４μのSiO2 0.28重量％
(B) 平均粒径４μのCaCO3 0.34重量％
(C) 平均粒径10μの「KF―710」 0.17重量％
を混合し、
重合率18％のメタクリル酸メチル部分重合物
99.13重量％
２，2′―アゾビス―（２，４―ジメチルバレロ
ニトリル）（重合触媒） 0.06重量％
ジオクチルスルホサクシネートナトリウム塩
（離型剤） 0.02重量％
と共に混合して光拡散剤入りのシラツプを調製し
た。次にこのシラツプを注型重合法の処法に則
り、シラツプを脱気後、予め板厚が３mmになるよ
う予め設定されたセルに注入し、このセルを70℃
の温水に60分浸漬後、130℃の空気炉に60分滞在
させて重合を行なつた。
得られたアクリル樹脂の光拡散性シートには
SiO2が10ｇ／m2、CaCO3が12ｇ／m2、「KF―
710」が６ｇ／m2含有されており、このシートの
全光線透過率は73％、最大曲げ角（β）は23度で
あり、光透過性と光拡散性がバランスした良好な
ものであつた。
なお、本発明における光学特性の測定方法は次
の通りである。
全光線透過率はASTM D1003―61に依つ
た。
単位面積当りのSiO2の重量は、10×10cmの
シート状物をるつぼ内で完全燃焼させ（650
℃）、灰分をｇ／m2単位で換算して求めた。
光拡散剤の平均粒径は、島津式粉体表面測定
器にて試料３ｇを２cm2×1mの試料筒に充填
し、500mm水柱で、５c.c.の空気透過の時間によ
り求めた。
最大曲げ角（β）は、ピークゲインの33％を
与える曲げ角として求めた。
実施例 ２
「ハイペツトHBR」（三菱レイヨン社製アクリ
ルフイルム用成形材料）と実施例１で用いたと同
様のSiO2粒子、CaCO3粒子、「KF―710」とを組
合せ、押出成形によりフイルムを製作し、このフ
イルムをアクリル樹脂の連続注型重合法により、
アクリル樹脂と積層一体化して光拡散性シートを
作成した。なお、このときの押出成形条件は、ス
クリユー形状はフルフライトのものを用い、シリ
ンダー温度165〜240℃、ダイス温度220℃であ
り、得られたシートと厚さは３mmであつた。
この方法によつて得られた光拡散性シート状物
の光線透過率は第１表の通りであり、特にフイル
ム製作時の分散性が良く、ダイスの汚れもきわめ
て少なかつた。
The present invention relates to a synthetic resin sheet with excellent light-diffusing performance, and more specifically, it uses at least two particles of SiO 2 , CaCO 3 , and organic polymer fine particles each having a specific particle size as a light-diffusing agent. The present invention relates to a light-diffusing synthetic resin sheet material, which is characterized in that it contains a mixture of these materials. Conventionally, light diffusing sheets used for so-called rear projection screens, microfilm reader screens, camera focus glasses, etc. used to clearly see images projected from the back are made of light diffusing agents such as SiO 2 and It was common practice to mix a coloring agent in a suitable binder, apply this liquid to a transparent resin plate such as a methacrylic resin plate, and dry and solidify to form a light-diffusing layer on one side. By the way, SiO 2 has traditionally been used as a light diffusing agent in this type of light diffusing sheet, and it imparts diffusion performance without significantly reducing total light transmittance, but the amount of SiO 2 used per unit area It had the disadvantage of requiring a large amount of In addition, when trying to obtain a synthetic resin film or sheet by extrusion molding to increase the productivity of light-diffusing sheets,
If SiO 2 is used alone as a light diffusing agent, the die will become heavily contaminated during molding due to water absorption by its particles, making it difficult to obtain a good light diffusing sheet.
Moreover, if a large amount of SiO 2 is mixed, the dispersion becomes non-uniform and unevenness tends to occur. In view of this situation, the present invention has been developed to replace the conventional SiO 2
The purpose is to improve the above-mentioned drawbacks by converting a single light diffusing agent into a multi-component system containing two or more components. That is, the gist of the present invention is that (A) the average particle size is 0.5 to 20μ;
(B) CaCO 3 with an average particle size of 0.5 to 15μ , (C) organic polymer fine particles with an average particle size of 1 to 50μ, (A) or
The first invention is a light-diffusing synthetic resin sheet material obtained by uniformly mixing at least two components of (C) into a translucent synthetic resin, and (A) an average particle size of 0.5. ~20μ SiO 2 , (B) average particle size 0.5-15μ
A coating layer containing CaCO 3 , (C) organic polymer fine particles with an average particle size of 1 to 50 μm, and at least two of the above components (A) to (C) is formed on the surface of a transparent synthetic resin sheet. A second aspect of the present invention is a light-diffusing synthetic resin sheet-like material obtained by the method. The term "synthetic resin sheet material" in the present invention is a general term for a film or a thicker sheet made from a synthetic resin. The present invention will be explained in more detail below. Light diffusing agent (A) used in the present invention, i.e. SiO 2
Use one with an average particle size of 0.5 to 20μ.
If the average particle size is less than 0.5μ, the light transmittance will be lower even though the same diffusivity is obtained;
This is because when μ is exceeded, a transmission phenomenon of the light source image called a hot spot tends to occur. As mentioned above, SiO 2 has the characteristic that it does not reduce the total light transmittance, but it has to be used in a relatively large amount, which can cause uneven dispersion and cause problems during extrusion molding. have. The amount of SiO 2 used is 10 to 100 g/m 2
That's about it. The following component (B), CaCO 3 , can provide greater diffusion performance with a smaller amount of use than the SiO 2 component (A). For example, the light diffusion performance equivalent to 50g/m 2 of SiO 2
When trying to obtain CaCO 3 , it is approximately 15 to 25 g/m 2
I know it will be fine. In this way, when CaCO 3 is used in combination, the addition amount can be 1/3 to 1/2 of that of SiO 2 alone, and the above-mentioned drawbacks of die staining and uneven dispersion can be corrected. Used in the present invention
The average particle size of CaCO 3 is used in the range of 0.5 to 15μ, but if the average particle size is less than 0.5, the light transmittance will decrease, as in the case of SiO 2 , and vice versa.
If it exceeds 15μ, hot spots tend to appear, which is undesirable. The amount used is 20-60g/
It is about m2 . The organic polymer fine particles (C) preferably have a refractive index higher than that of the synthetic resin used and are stable against solvents and heat. An acrylic-styrene polymer sold as "KF-710" by ) is used. Unlike inorganic particles such as SiO 2 and CaCO 3 , these organic polymer fine particles can be uniformly dispersed in synthetic resins, and they do not cause die stains when extruding synthetic resins. do not have. Its light diffusion performance is on the same level as SiO 2 and the range of usage is also almost the same. The average particle size of these organic polymer fine particles is used within the range of 1 to 50 μm, but if this average particle size is less than 1 μm, the light transmittance decreases even though the same diffusivity is obtained. 50 on the contrary
When μ is exceeded, hot spots tend to appear. There are two methods for obtaining a light-diffusing synthetic resin sheet using the light-diffusing agent as described above.
That is, the first invention of the present invention is a method of uniformly mixing a light diffusing agent into a transparent synthetic resin;
The invention is a method of forming a coating layer containing a light diffusing agent on the surface of a transparent synthetic resin sheet. As the former method of uniformly mixing, an extrusion method, a cast polymerization method, a calender method, a casting method, etc. are used. The film or sheet thus obtained may be used as it is as a light-diffusing sheet such as a screen, but in particular, the film may be used by laminating it with another synthetic resin sheet as a base material. . In this case, lamination methods include an extrusion lamination method, a hot press method, a method using an adhesive, and a method of integrating the films during cast polymerization. The latter coating layer can be formed by dispersing the above-mentioned light diffusing agent in ink for synthetic resin coatings, and applying this by screen printing, spraying, roll coating, flow coating, or dipping. Then, it may be applied to the surface of a translucent synthetic resin sheet and dried and solidified. Examples of the transparent synthetic resin used in the first aspect of the present invention include acrylic resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, and styrene resin, among which acrylic resin has excellent transparency and weather resistance. Resins are particularly preferred. Also,
The translucent synthetic resin sheet in the second invention also uses a film or sheet made from these translucent synthetic resins. To explain the light-diffusing sheet-like material obtained as described above with reference to the drawings, FIG. 1 shows the light-diffusing sheet-like material obtained according to the first invention, and FIG. 2 shows the light-diffusing sheet-like material obtained according to the second invention. Examples of the light-diffusing sheet-like materials thus obtained are shown. In the figure, 1 and 1' are translucent synthetic resin sheet materials, 2 is light diffusing agent particles, and 3 is a coating layer. The light-diffusing synthetic resin sheet of the present invention may be used with a smooth surface as shown in the figure, but
If necessary, a Fresnel lens surface or a lenticular surface may be formed on this sheet-like material. The present invention will be specifically explained below using Examples. Example 1 (A) 0.28% by weight of SiO 2 with an average particle size of 4 μm (B) 0.34% by weight of CaCO 3 with an average particle size of 4 μm (C) 0.17% by weight of “KF-710” with an average particle size of 10 μm were mixed and polymerized. 18% methyl methacrylate partial polymer
99.13% by weight 2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile) (polymerization catalyst) 0.06% by weight dioctyl sulfosuccinate sodium salt (mold release agent) 0.02% by weight to form a syrup containing a light diffusing agent. was prepared. Next, this syrup was degassed according to the cast polymerization method, and then poured into a cell set in advance so that the plate thickness was 3 mm, and the cell was heated to 70°C.
After being immersed in hot water for 60 minutes, polymerization was carried out by staying in an air oven at 130°C for 60 minutes. The obtained acrylic resin light-diffusing sheet has
SiO 2 is 10g/m 2 , CaCO 3 is 12g/m 2 , "KF-
710" is contained at 6g/ m2 , the total light transmittance of this sheet is 73%, and the maximum bending angle (β) is 23 degrees, indicating a good balance between light transmittance and light diffusivity. Ta. Note that the method for measuring optical properties in the present invention is as follows. Total light transmittance was based on ASTM D1003-61. The weight of SiO 2 per unit area is determined by completely burning a 10 x 10 cm sheet in a crucible (650
°C) and the ash content was calculated in units of g/ m2 . The average particle size of the light diffusing agent was determined by filling a 2 cm 2 × 1 m sample tube with 3 g of a sample using a Shimadzu powder surface measuring device, and taking an air permeation time of 5 c.c. in a 500 mm water column. The maximum bending angle (β) was determined as the bending angle that gives 33% of the peak gain. Example 2 A film was produced by extrusion by combining "Hypet HBR" (molding material for acrylic film made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) with the same SiO 2 particles, CaCO 3 particles, and "KF-710" as used in Example 1. Then, this film is made by continuous casting polymerization of acrylic resin.
A light-diffusing sheet was created by laminating and integrating with acrylic resin. The extrusion molding conditions at this time were that a full-flight screw was used, a cylinder temperature of 165 to 240°C, and a die temperature of 220°C, and the resulting sheet had a thickness of 3 mm. The light transmittance of the light-diffusing sheet obtained by this method is shown in Table 1, and the dispersibility during film production was particularly good, and there was very little dirt on the die.
【表】
実施例 ３
実施例２で用いたと同様の「ハイペツト
HBR」86重量％と、SiO2（平均粒径３μ）５重
量％、CaCO3（平均粒径21μ）６重量％、「KF
―710」（平均粒径10μ）３重量％を混合して押出
成形し200μのフイルムを作成した。一方比較の
ため同様に「ハイペツトHBR」80重量％、SiO2
20重量％を混合して押出成形し（フイルム厚200
μ）、ダイス汚れが発生する時間を調べた。両者
の材料の乾燥はともに70℃で16時間施した。前者
の本発明品の場合は２時間以上押出しを続けても
ダイスはほとんど汚れなかつたが、後者のSiO2
単独の場合は押出し開始後約10分でダイス汚れが
発生し、両者の差は顕著であつた。
また、それぞれのフイルムを用いて実施例２と
同じ方法でアクリル樹脂と積層一体化して、３mm
のシートを作成した。このシートの光学特性は第
２表の通りであり、全体として本発明品が優れて
いた。[Table] Example 3 “Hypet” similar to that used in Example 2
HBR” 86% by weight, SiO 2 (average particle size 3μ) 5% by weight, CaCO 3 (average particle size 21μ) 6% by weight, “KF
-710'' (average particle size 10μ) 3% by weight was mixed and extruded to create a 200μ film. On the other hand, for comparison, "Hypet HBR" 80% by weight, SiO 2
20% by weight was mixed and extruded (film thickness 200%).
μ), the time required for die staining to occur was investigated. Both materials were dried at 70°C for 16 hours. In the case of the former product of the present invention, the die was hardly contaminated even if extrusion was continued for more than 2 hours, but in the case of the latter, the SiO 2
When used alone, die staining occurred approximately 10 minutes after the start of extrusion, and the difference between the two was significant. In addition, each film was laminated and integrated with acrylic resin in the same manner as in Example 2, and 3 mm
I created a sheet. The optical properties of this sheet are shown in Table 2, and the product of the present invention was excellent overall.
【表】
実施例 ４
実施例３で製作したフイルムと同じフイルムを
用い、ポリカーボネート樹脂シートを押出成形す
る際にこのフイルムを供給し両者積層して光拡散
シートを製作した。ポリカーボネート樹脂として
は、三菱化成社製の「ノバレツクス」を用い、40
mmφの押出機を用いて、ダイス温度280〜290℃、
ロール温度140℃の条件で行なつた。
得られたシートの厚さは２mmで、フイルムによ
る光拡散層が一体に形成された良好なものであつ
た。
実施例 ５
塗料用ベースレジンとしてアクリル系の「ダイ
ヤナール469」（三菱レイヨン社製）を用い、これ
にSiO2（平均粒径３μ）20重量部、「KF―710」
（平均粒径10μ）20重量部を混合し、メチルエチ
ルケトン、ブチルセロソルブ、キシレン系溶剤を
加えて光拡散剤入りの塗料を作成した。
この塗料の入つ槽に、３mm厚の「アクリライト
Ｌ」（三菱レイヨン社製アクリル樹脂シート）を
浸漬し、50cm／分の速度で引上げ、40℃10分間と
さらに75℃30分で乾燥、硬化させて、塗布層を形
成した。
これによつて得られた光拡散性シートの全光線
透過率は78％、β値23度で良好なものであり、し
かも光拡散剤が均一で塗料の分散性も良かつた。
本発明は以上詳述した如く、特定粒径の
SiO2，CaCO3および有機高分子微粒子のうちの
少なくとも２つの粒子を光拡散剤として用い、こ
れらを透光性合成樹脂に混入するかあるいはこれ
らの塗布層を形成してなるものであるから、全光
線透過率、α値、β値等光学特性のバランスがよ
く、しかもこれらの光学特性値を目的によつて変
えることができ、さらには光拡散剤を分離性よく
均一に混入して性能の優れた光拡散性合成樹脂シ
ート状物を効率よく製造しうる利点がある。[Table] Example 4 Using the same film as the film produced in Example 3, this film was supplied during extrusion molding of a polycarbonate resin sheet, and both were laminated to produce a light diffusion sheet. As the polycarbonate resin, "Novarex" manufactured by Mitsubishi Kasei was used, and 40
Using a mmφ extruder, the die temperature is 280-290℃,
The test was carried out at a roll temperature of 140°C. The thickness of the obtained sheet was 2 mm, and the sheet had a good film light-diffusing layer integrally formed therein. Example 5 Acrylic "Dianal 469" (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was used as a base resin for paint, and 20 parts by weight of SiO 2 (average particle size 3μ) and "KF-710" were added to it.
(Average particle size: 10μ) were mixed together, and methyl ethyl ketone, butyl cellosolve, and a xylene solvent were added to prepare a paint containing a light diffusing agent. A 3 mm thick "Acrylite L" (acrylic resin sheet manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was immersed in a tank containing this paint, pulled up at a speed of 50 cm/min, dried at 40°C for 10 minutes and then at 75°C for 30 minutes. It was cured to form a coating layer. The light diffusing sheet thus obtained had a good total light transmittance of 78% and a β value of 23 degrees, and the light diffusing agent was uniform and the dispersibility of the paint was also good. As detailed above, the present invention has a specific particle size.
At least two particles of SiO 2 , CaCO 3 and organic polymer fine particles are used as a light diffusing agent, and these are mixed into a transparent synthetic resin or a coating layer thereof is formed. It has a good balance of optical properties such as total light transmittance, α value, β value, etc., and these optical property values can be changed depending on the purpose.Furthermore, the light diffusing agent can be mixed uniformly with good separation to improve performance. It has the advantage that a synthetic resin sheet with excellent light diffusivity can be efficiently produced.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
第１の発明による光拡散性合成樹脂シート状物の
断面図、第２図は第２の発明による光拡散性合成
樹脂シート状物の断面図である。
１，１′……透光性合成樹脂、２……光拡散剤
粒子、３……塗布層。
The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a sectional view of a light-diffusing synthetic resin sheet according to the first invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a light-diffusing synthetic resin sheet according to the second invention. FIG. 1, 1'...Transparent synthetic resin, 2...Light diffusing agent particles, 3...Coating layer.