(57)【要約】  本発明は、光強度および透明性が改善された導光体、その製造方法、並びにその使用に関する。
2013527968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光入射面と、少なくとも１つの光出射面とを有する導光体において、光出射面積の光入射面積に対する比が少なくとも４であり、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して測定されるヘイズが４％より小さく、且つ、光散乱剤として、平均粒径１５０〜５００ｎｍを有する二酸化チタン粒子を、導光体の質量に対して０．１〜１００質量ｐｐｍの濃度で用いることを特徴とする前記導光体。
【請求項２】
二酸化チタン粒子の少なくとも５０％がルチル変態で存在することを特徴とする、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
光出射面積の光入射面積に対する比が少なくとも２０であることを特徴とする、請求項１または２に記載の導光体。
【請求項４】
少なくとも１つの透明な、熱可塑性または熱弾性のプラスチックからなり、および/または特定の領域においてのみ請求項１に記載の光散乱剤およびヘイズを有し、および/または光を散乱しないように構成されている領域を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項５】
光散乱剤として二酸化チタン粒子を導光体の質量に対して０．１〜５０質量ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１０質量ｐｐｍの濃度で用い、および/または該二酸化チタン粒子は平均粒径１６０〜４５０ｎｍ、および特に好ましくは１７０〜４００ｎｍを有し、および/またはヘイズが０．２〜２％の範囲であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項６】
印刷および/または光散乱欠陥を有さないことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項７】
光出射面が光入射面に対して垂直になっていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項８】
光出射面が光入射面に対して垂直ではなく、および／または前記導光体が自由成形体であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項９】
前記導光体が、導光体の質量に対して少なくとも４０質量％、好ましくは少なくとも６０質量％のポリメチルメタクリレートを含むことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の導光体。
【請求項１０】
成形材料の質量に対して少なくとも４０質量％、好ましくは少なくとも６０質量％のポリメチルメタクリレートと、成形材料の質量に対して０．１〜１００質量ｐｐｍの、１５０〜５００ｎｍの範囲の平均粒径を有する二酸化チタン粒子とを有する成形材料から、導光体を形成することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の導光体の製造方法。
【請求項１１】
Ａ）  ０．１〜１００質量ｐｐｍの、平均粒径１５０〜５００ｎｍの範囲を有する二酸化チタン粒子、
Ｂ）  ４０〜９９．９９９質量％のメチルメタクリレート、
Ｃ）  ０〜５９．９９９質量％のコモノマー、
Ｄ）  ０〜５９．９９９質量％の（Ｂ）または（Ｃ）中で可溶性のポリマー
を有し、前記成分Ａ）〜Ｄ）が１００質量％となるアクリル樹脂をラジカル重合し、そのことによって導光体を得ることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の導光体の製造方法。
【請求項１２】
成形体を、キャスト法、射出成形、多成分射出成形によって、または押し出しによって製造することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の導光体の製造方法。
【請求項１３】
光入射面に取り付けられた光源をオンにすることによって面状の照明として利用できる透明なグレージング部材としての、請求項１から９までのいずれか１項に記載の導光体の使用。
【請求項１４】
オンになった後に初めて特定の記号もしくは標識が可視になるプレート、表示部材、広告物等としての、請求項１から９までのいずれか１項に記載の導光体の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光強度および透明性が改善された導光体、その製造方法、並びにその使用に関する。
【０００２】
透明な熱可塑性プラスチック基材中に散乱粒子を埋め込むという原理に基づく導光体は公知である。
【０００３】
例えばＥＰ６５６５４８号から、ポリマー粒子を散乱粒子として使用する導光体が公知である。該ポリマー粒子は、９８％より多くが少なくとも７マイクロメートルの大きさを有し、且つ、０．０１質量％（１００質量ｐｐｍ）〜１質量％（１００００質量ｐｐｍ）、基材のプラスチックに添加される。この導光体は、耐候性が不充分であるという欠点、および厚さ１ｍｍ、殊に２ｍｍから既に、（「ヘイズ値」によって表される）くもりを有するという欠点を有している。
【０００４】
ＥＰ１４５３９００号は、散乱粒子として、平均粒径０．３〜２０マイクロメートルを有する硫酸バリウムを０．００１質量％（１０質量ｐｐｍ）〜０．０８質量％（８００質量ｐｐｍ）の濃度で含有する導光体を記載している。この導光体も、厚さ１ｍｍ、殊に２ｍｍから既に、くもりを有するという欠点を有している。
【０００５】
その上、先に記載された先行技術の導光体は、光出射面に対して垂直に見た場合、低い輝度しか達成されないという欠点を有している。光出射面の面法線に対して測定して（これについては図１を参照）高角の際にはじめて、輝度が明らかに増大する。この作用は、図２において種々の散乱粒子について示されている。
【０００６】
散乱粒子を有する導光体の他に、表面上に欠陥を機械的に導入することによって、または表面の印刷によって製造される導光体もある。しかしながら、この導光体の製造は著しく高い製造費用を伴う。さらに、殊に印刷は、粗悪な透明性を引き起こし、ひいてはこの導光体の使用可能性を制限する。これに対して、埋め込まれた散乱粒子を有する導光体は、押し出し、射出成形によって、並びに流し込み法によって、後処理せずに生産することができる。そのような印刷された導光体についての例は、ＪＰ２００４３５１６４９号、ＷＯ２００７／０５８０６０号、ＷＯ２００９／１３７０５３号、ＵＳ２００５／２７２８７９号内に記載されている。
【０００７】
従って、先に検討された先行技術を鑑みて、本発明の課題は、先行技術の導光体の欠点を有さないか、または低減された程度にしか有さない、導光体並びにその製造方法を提供することであった。
【０００８】
特別な課題は、見通して、即ち面法線の方向で、わずかなくもりを有し、ひいては光学的な基準に基づき先行技術の導光体では利用できなかった用途に用いることができる導光体を提供するという点にあった。
【０００９】
さらに特別な課題は、光出射面の面法線に対して測定して低角の際に高い輝度を有する導光体を提供するという点にあった。
【００１０】
さらに、本発明は、例えば押し出し、射出成形によって、または流し込み法によって特に容易に製造できる導光体を提供するという課題に基づいていた。
【００１１】
さらにまた、本発明の課題は、低コストに製造できる導光体を実現することであった。
【００１２】
最後に、本発明の目的は、大きさおよび形状において、要求に容易に合わせることができる導光体を提供することであった。
【００１３】
明示されていないさらなる課題は、以下の記載、実施例、および請求項の全体の脈絡から明らかである。
【００１４】
これらの課題は、請求項１内に記載される導光体によって解決される。本発明による導光体の有効な変化形は、請求項１に従属している下位請求項において保護される。
【００１５】
本発明による導光体の製造方法に関しては、請求項１０〜１２並びに後続の記載が、基礎をなす課題の解決手段を提供する。
【００１６】
本発明を詳細に記載する前に、いくつかの重要な用語を以下のとおりに定義する（これについては図１および３を参照）：
【００１７】
光出射面という用語は、光を放散するように定められている導光体の面を表す。他方で、光入射面は、導光体中に光を採り込むことができ、従って導光体はその導入された光を（単数または複数の）光出射面を介して充分に均一に分散することができる。
【００１８】
本発明による導光体は、好ましくは少なくとも１ｍｍの厚さを有する。特に好ましくは、２〜２５ｍｍ、とりわけ特に好ましくは３〜２０ｍｍの範囲の厚さである。図１に示されるような導光体に、なおもさらなる層、例えばミラー層または反射層が組み込まれていることがある。
【００１９】
意外なことに、平均粒径１５０〜５００ｎｍを有する二酸化チタン散乱粒子を埋め込むことによって、従来の導光体の欠点を克服できることが判明した。本発明者らは、例えば、この特定の平均粒径を有する二酸化チタン粒子を含有する本発明による導光体が、例えばＢａＳＯ4散乱粒子を有する導光体と比較して、光出射面の面法線に対して低角の際に明らかにより高い光強度であるにもかかわらず、明らかにより透明であることを見出した。本発明による導光体は、好ましくは（最も薄い位置で測定して）少なくとも１ｍｍ、特に好ましくは２〜２５ｍｍ、およびとりわけ特に好ましくは３〜２０ｍｍの厚さを有する。本発明による導光体は、さらに、非常に少ないくもり（ＡＳＴＭ  Ｄ１００３によるヘイズとして測定）の点で際立っており、そのくもりは４％より小さく、好ましくは２％より小さく、特に好ましくは０．２〜２％である。それゆえ、本発明による導光体は、先行技術の導光体とは対照的に、人間の目にとって充分に透明に見え、且つ、光学特性について高い要求を有する用途においても用いることができる。特に好ましくは、本発明による導光体は、成形体の表面上または他の層内に、人間の目にとって１ｍの距離で見て認識可能な、殊に色素を用いた印刷を有さず、とりわけ特に好ましくは全く有さないという点で際立っている。さらに最も好ましい実施態様において、本発明による導光体は、表面上または層内に、他の光学的な欠陥も有さない。従って、先行技術の導光体とは対照的に、印刷または欠陥を施与する追加的な作業工程を実施する必要なく、その非常に高い透明性と共に、導光体全体の上で非常に均一な放光（Ｌｉｃｈｔａｕｓｋｏｐｐｌｕｎｇ）を得ることに初めて成功した。
【００２０】
印刷および欠陥を省略できるという可能性は、さらに、本発明による導光体を、任意の空間的形態を有する自由成形体として作り上げることも可能にする。先行技術の板状の導光体においては欠陥もしくは印刷のパターンが簡単に計算できるが、それとは対照的に、複雑な形状の場合にはこのことが可能ではない。従って、特に好ましい実施態様においては、本発明による導光体は、高い透明性および均一な放光を有する自由成形体であり、そのことによって、今までは不可能であった形状的な自由度が達成される。
【００２１】
透明な導光体は、多様な、実用的でありながらしかし装飾的な用途も提供する。光源をオフにした際に、それは透明でひずみがなく且つ中断されていない見通しをもたらすグレージング（Ｖｅｒｇｌａｓｕｎｇ）を形成することができる。光源をオンにすると、該グレージングは、全般照明またはアンビエント照明のために用いることができる面状の均一な光源としてはたらく。
【００２２】
平均粒径１５０〜５００ｎｍを有する二酸化チタン散乱粒子を含有する導光体は、該導光体の面法線に対して測定して全ての角度にわたって、先行技術による導光体、例えばEＰ１４５３９００号の導光体よりも、光を非常に均一に発する。これを図４および図５内に示す。従って、本発明による導光体の輝度は、垂直に見た際に、従来の散乱粒子を用いた場合よりも明らかに高い。
【００２３】
導光体における散乱粒子としての二酸化チタン粒子の使用は公知である。ＪＰ２００２１４８４４３号は、例えば粒径１００ｎｍ未満を有する二酸化チタンを含有する導光体を記載している。しかしながら、本発明者らは、二酸化チタンが、本発明による散乱体中では、ほとんど光の波長には依存せずに、粒径１５０〜５００ｎｍの際にその最高の散乱効率を有することを見出した。これは、ポリメチルメタクリレート中の二酸化チタン（ルチル変態）のミー散乱シミュレーションを用いた図６において明確に示される。１５０ｎｍ未満では、即ち、ＪＰ２００２１４８４４３号によるものでは、二酸化チタン粒子が次第に波長選択的に散乱する。即ち、青色光（波長４５０ｎｍ）は明らかに、緑色光（５５０ｎｍ）よりも、且つ赤色光（６５０ｎｍ）よりももっと散乱される。このことは、光入射面で導光路内に送り込まれた白色光が、導光路内の経路で分離することにつながる。そのため、光入射面からの距離が短い際には、光出射面から出てくる光は青みがかっており、光入射面からの距離が長い際には、次第に黄色〜赤みがかってくる。これは、乱された波長分散を導く、即ち、送り込まれた光が、光出射面で変色されて再び出てくる。この問題は、本発明によって解決される。そのため、本発明によって使用される二酸化チタン粒子は、好ましくは平均粒径１５０〜５００ｎｍ、特に好ましくは１６０〜４５０ｎｍ、とりわけ特に好ましくは１７０〜４５０ｎｍ、および特別好ましくは２００〜４００ｎｍ、およびとりわけ特別に好ましくは２２０〜４００ｎｍを有している。上記で上げられた特性を有する二酸化チタン粒子は市販である  （例えばＫｒｏｎｏｓ  ＴｉｔａｎのＫＲＯＮＯＳ  ２２２０、またはＳａｃｈｔｌｅｂｅｎ  ＣｈｅｍｉｅのＨＯＭＢＩＴＡＮ  Ｒ  ６１０  Ｋ）。その製造のための種々の方法が公知である。
【００２４】
導光体中の二酸化チタン粒子の割合は、それぞれ導光体の質量に対して、０．１〜１００質量ｐｐｍ、好ましくは０．１〜５０質量ｐｐｍ、および特に好ましくは０．１〜１０質量ｐｐｍである。このため、光強度が改善されるにもかかわらず、散乱粒子の割合の明らかな減少、ひいては費用的な有利性を達成できる。割合の減少は、透明性によい影響を及ぼし、従って、高い透明性および散乱強度を有する少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍ厚の導光体も製造できる。さらに、少なくとも４、好ましくは少なくとも１０、特に好ましくは少なくとも２０、およびとりわけ特に好ましくは少なくとも８０の、光出射面積の光入射面積に対する高い比を実現することが可能である。このことから、本発明の導光体は照明器具用の公知のカバーとは大々的に異なるという結果がもたらされる。つまり、公知のカバーは光入射面が光出射面に対して平行に構成されており、従って両方の面がほぼ同一の大きさを有していることを特徴としている。
【００２５】
本発明による導光体は、好ましくは、２５ｍｍから３０００ｍｍ、有利には５０〜２０００ｍｍ、および特に好ましくは２００〜２０００ｍｍの範囲の長さを有している。この幅は、好ましくは２５〜３０００ｍｍ、有利には５０〜２０００ｍｍ、および特に好ましくは２００〜２０００ｍｍの範囲である。
【００２６】
立方体の実施態様が考えられるが、しかし、１つの面に向かって先細りの、くさび型を有する態様も考えられる。くさび型の場合、好ましくは１つの光入射面を介してのみ光がつなぎ合わされる。
【００２７】
光は好ましくは光出射面に対して垂直に導光体に入射する、即ち、光入射面は光出射面に対して垂直になっている。この実施態様についての例は、図１および３に示されている。しかしながら、１つの選択的な実施態様においては、本発明による導光体は、光入射面が光出射面に対して垂直ではなく、且つ、それにもかかわらず高い光強度を達成することも可能にする。これは、例えば、入射光が特定の層での相応の屈折または反射によって導光面に導かれるように導光体が構成される場合に可能である。これについての例を、図７に示す。従って、本発明による導光体によって、使用者もしくは設計者にとっての構成の余地が明らかに改善されることが可能になる。
【００２８】
本発明による導光体の光入射面の照明のための光源としては、蛍光ランプ、発光ダイオード、電球、およびハロゲン電球を用いることができる。この際、光源の配置次第で、４つ全ての縁部を介して光を射し込むことができる。これは殊に、非常に大きな導光体の際に必須となることがある。比較的小さな導光体の場合には、一般に、導光体の１つまたは２つの縁部の照光で充分である。用いられる光エネルギーの利用を改善するために、光源を備えられていない縁部を反射用に構成することができる。この装備は、例えば、反射用粘着テープによって行うことができる。さらに、反射性塗料をこれらの縁部の上に施与することができる。
【００２９】
ＪＰ７０２０４５９号は、アナターゼ変態の二酸化チタンを散乱粒子として含有する導光体を記載している。本発明者らは、アナターゼの割合が高い二酸化チタンが、湿分および酸素との相互作用において、導光体の分解の促進につながることがあることを見出した。それゆえ、本発明による導光体は、好ましい実施態様において、ルチル変態の割合が少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも６０質量％、特に好ましくは少なくとも７０質量％、およびとりわけ特に好ましくは少なくとも９０質量％である二酸化チタン粒子を有する。
【００３０】
本発明による導光体を製造するために、即ち、二酸化チタン粒子を埋め込むための透明な熱可塑性または熱弾性のプラスチックとして、透明なポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、ポリエステルおよび特に（メタ）アクリレート重合体が適している。
【００３１】
この（メタ）アクリレートポリマーは、一般に、ラジカル重合によって、モノマー混合物から得られる。該モノマー混合物は、モノマー混合物の質量に対して、とりわけ特に好ましくはメチルメタクリレートを、殊に少なくとも４０質量％、有利には少なくとも６０質量％、および特に好ましくは少なくとも８０質量％、含有する。
【００３２】
その他に、該モノマー混合物は、メチルメタクリレートと共重合可能であるさらなる（メタ）アクリレートを含有できる。（メタ）アクリレートとの用語は、メタクリレートおよびアクリレート並びに両方の混合物を包含する。これらのモノマーは広く知られている。これには、とりわけ、飽和アルコールから誘導される（メタ）アクリレート、例えばメチルアクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレートおよび２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート；  不飽和アルコールから誘導される（メタ）アクリレート、例えばオレイル（メタ）アクリレート、２−プロピニル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ビニル（メタ）アクリレート；  アリール（メタ）アクリレート、例えばベンジル（メタ）アクリレートまたはフェニル（メタ）アクリレート、ここでアリール基はそれぞれ非置換であるかまたは４箇所まで置換されていてもよい；  シクロアルキル（メタ）アクリレート、例えば３−ビニルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート；  ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、例えば３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３，４−ジヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；  グリコールジ（メタ）アクリレート、例えば１，４−ブタンジオール（メタ）アクリレート、エーテルアルコールの（メタ）アクリレート、例えばテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ビニルオキシエトキシエチル（メタ）アクリレート；  （メタ）アクリル酸のアミドおよびニトリル、例えばＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ジエチルホスホノ）（メタ）アクリルアミド、１−メタクリロイルアミド−２−メチル−２−プロパノール；  硫黄含有のメタクリレート、例えばエチルスルフィニルエチル（メタ）アクリレート、４−チオシアナトブチル（メタ）アクリレート、エチルスルホニルエチル（メタ）アクリレート、チオシアナトメチル（メタ）アクリレート、メチルスルフィニルメチル（メタ）アクリレート、ビス（（メタ）アクリロイルオキシエチル）スルフィド；多価（メタ）アクリレート、例えばトリメチロイルプロパントリ（メタ）アクリレートが属する。
【００３３】
先述の（メタ）アクリレートの他に、重合すべき組成物は、メチルメタクリレートおよび先に挙げられた（メタ）アクリレートと共重合可能であるさらなる不飽和モノマーも有していてよい。
【００３４】
これには、とりわけ、１−アルケン、例えばヘキセン−１、ヘプテン−１；  分枝鎖のアルケン、例えばビニルシクロヘキサン、３，３−ジメチル−１−プロペン、３−メチル−１−ジイソブチレン、４−メチルペンテン−１；  アクリロニトリル；  ビニルエステル、例えば酢酸ビニル；  スチレン、側鎖中にアルキル置換基を有する置換スチレン、例えばα−メチルスチレンおよびα−エチルスチレン、環上にアルキル置換基を有する置換スチレン、例えばビニルトルエンおよびｐ−メチルスチレン、ハロゲン化されたスチレン、例えばモノクロロスチレン、ジクロロスチレン、トリブロモスチレンおよびテトラブロモスチレン；  ヘテロ環状ビニル化合物、例えば２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、３−エチル−４−ビニルピリジン、２，３−ジメチル−５−ビニルピリジン、ビニルピリミジン、ビニルピペリジン、９−ビニルカルバゾール、３−ビニルカルバゾール、４−ビニルカルバゾール、１−ビニルイミダゾール、２−メチル−１−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルピロリドン、２−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリジン、３−ビニルピロリジン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルブチロラクタム、ビニルオキソラン、ビニルフラン、ビニルチオフェン、ビニルチオラン、ビニルチアゾールおよび水素化されたビニルチアゾール、ビニルオキサゾールおよび水素化されたビニルオキサゾール；  ビニルエーテルおよびイソプレニルエーテル；  マレイン酸誘導体、例えばマレイン酸無水物、メチルマレイン酸無水物、マレインイミド、メチルマレインイミド；  およびジエン、例えばジビニルベンゼンが属する。
【００３５】
一般に、このコモノマーを、モノマーの質量に対して、０〜６０質量％、有利には０〜４０質量％、および特に好ましくは０〜２０質量％の量で用い、その際、該化合物を、個々に、または混合物として使用することができる。
【００３６】
その重合は、一般に公知のラジカル開始剤を用いて開始される。好ましい開始剤には、とりわけ、当該分野において広く知られたアゾ開始剤、例えばＡＩＢＮおよび１，１−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、並びにペルオキシ化合物、例えばメチルエチルケトンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペル−２−エチルヘキサノエート、ケトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、２，５−ビス（２−エチルヘキサノイル−ペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ジクミルペルオキシド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、クミルヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）ペルオキシジカーボネート、２つまたはそれより多くの前記化合物の互いの混合物、並びに前記化合物と、同様にラジカルを形成することができる前記で挙げられていない化合物との混合物が属する。
【００３７】
これらの化合物を、しばしばモノマーの質量に対して０．０１〜１０質量％、有利には０．５〜３質量％の量で用いる。
【００３８】
例えば分子量またはモノマー組成において異なる種々のポリ（メタ）アクリレートを用いることができる。
【００３９】
本発明による導光体の製造のために、モノマー混合物を所望の形態で注ぎ、その後、重合できる。キャスト法として、不連続的な、または連続的なキャスト法を使用できる。
【００４０】
しかし、まず、成形材料を製造し、そこから導光体を成形することもできる。
【００４１】
このような特に好ましい成形材料は、商品名ＰＬＥＸＩＧＬＡＳ（登録商標）として、Ｒｏｅｈｍ  ＧｍｂＨ社から市販されている。
【００４２】
成形材料の質量平均分子量Ｍｗは広い範囲で変動でき、該分子量は通常、使用目的および成形材料の加工方法に合わせられる。しかし一般には、２００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、有利には５００００〜５０００００ｇ／ｍｏｌ、および特に好ましくは８００００〜３０００００ｇ／ｍｏｌの範囲であるが、これに限定されるべきではない。
【００４３】
二酸化チタン粒子を添加した後、この成形材料から、導光体を従来の熱可塑性の造形法によって製造できる。これには、殊に押し出し並びに射出成形が属する。
【００４４】
特に好ましい実施態様において、本発明による導光体は、複数成分、好ましくは２成分の射出成形において製造され、その際、１つの成分（成形材料）のみが二酸化チタン粒子を含有し、且つ、他方は散乱粒子を含有しない。このように、二酸化チタンを含有する成分が特定のパターンを示す導光体を製造することが可能である。オフの状態において、即ち、光入射のない状態で、該成形体は均質で透明な成形体として現れ、パターンは見えない。しかしながら、オンにした後、該パターンは見えるようになり、なぜなら、二酸化チタン粒子を含有する成形体の部分だけが光を放つからである。
【００４５】
それゆえ、好ましい実施態様において、本発明は、特定の領域においてのみ、請求項１による光散乱剤およびくもりを有する導光体も含む。特に好ましくは、残りの領域は光散乱を行わない。これを用いて、例えば警告ラベル、または例えば、点灯後に警告の記号が三次元的に浮き出て現れる（「浮かび上がる記号」）、乗り物のコックピットのカバーを製造できる。
【００４６】
本発明による自由成形体を、好ましくは射出成形によって、または予め製造された導光板の熱成形によって製造できる。特に、熱可塑性樹脂のベースを通じて光る自由成形体を製造できる。例えば、自動車の内装における弓形の光るディスプレイまたは洗濯機の輪郭を、熱成形された板によって、または射出成形において直接的に製造できる。
【００４７】
その際、印刷を省略することによって、追加的な方法工程ひいてはそれに伴う追加的な費用を回避できる。射出成形を用いて構造化成形体が製造された導光体と比較して、散乱体を有する本発明による成形材料は、射出成形体の高価な構造化を省略し、さらにまた、サイクル時間をより短くすることを可能にし、なぜなら、微細構造を正確に成形する必要がなく、且つ収率がより高いからである。さらに、自由形状の表面における微細構造の照明工学上の設計が明らかにより手の込んだものになる。
【００４８】
既に言及したとおり、本発明の導光体を流し込み法によって製造することもできる。この場合、好ましいアクリル樹脂混合物を型に入れ、そして重合させる。
【００４９】
好ましいアクリル樹脂は、例えば
Ａ）  ０．１〜１００質量部の、平均直径１５０〜５００ｎｍを有する二酸化チタン粒子、
Ｂ）  ４０〜９９．９９９質量％のメチルメタクリレート、
Ｃ）  ０〜５９．９９９質量％の上記で定義されたコモノマー、
Ｄ）  ０〜５９．９９９質量％の、（Ｂ）または（Ｃ）中で可溶性のポリマー
を含み、成分Ａ）〜Ｄ）は１００質量％となる。
【００５０】
さらにまた、該アクリル樹脂は重合のために必須の開始剤を有する。成分Ａ〜Ｄ並びに開始剤は、適したポリメチルメタクリレート成形材料の製造のためにも使用される化合物に相応する。
【００５１】
該成形材料並びにアクリル樹脂は、全ての種類の通常の添加物を含有できる。これには、とりわけ帯電防止剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、潤滑剤、着色剤、流動性改善剤、充填剤、光安定剤および有機リン化合物、例えばホスフィットまたはホスホネート、顔料、耐候剤および可塑剤が属する。
【００５２】
しかしながら、添加物の量は使用目的により限定される。ポリメチルメタクリレート導光体の導光特性は、添加剤によってあまりに大きく損なわれてはならない。
【００５３】
本発明の導光体を、ＬＣＤディスプレイの照明、案内プレート、および広告板のために役立てることができる。特に好ましくは、本発明による導光体は、光入射面に取り付けられた光源をオンにすることによって面状の照明として利用される透明なグレージング部材として使用される。
【００５４】
さらには、本発明による導光体を、オンになった後で初めて特定の記号もしくは標識が可視になるプレート、表示部材、広告物等の製造のために使用できる。
【００５５】
測定方法：
導光体内のＴｉＯ2の割合
導光体を灰化する。残っている灰の質量が、導光体の質量に比して用いられる。この際、本発明の範疇においては、灰の完全な質量をＴｉＯ2含分と同等と考える。
【００５６】
導光体内のＴｉＯ2粒子の平均粒径
透過型電子顕微鏡を用いて、導光体の写真を撮影する。導光体中に埋め込まれている二酸化チタン粒子の粒子直径を、それぞれの二酸化チタン粒子の最大の広がりと最小の広がりとの平均値をとることによって測定する。５０個の二酸化チタンの粒子直径から、平均粒径を決定する。電子顕微鏡分析のための導光体の試料作製は、当業者に公知の通常の方法によって実施される。
【００５７】
ルチル変態のＴｉＯ2粒子の割合
ラマン分光法を用いて、二酸化チタン粒子の変態を測定する。測定された粒子全体に比したルチル粒子の割合を、その後、算出する。有利には、少なくとも１００個の二酸化チタン粒子を分析する。測定精度を高めるために、必要な場合にはより多くの粒子を調査してもよい。
【００５８】
輝度
輝度の測定は、市販の輝度測定器（例えばＬＭＴまたはミノルタ社）を用いて行う。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による導光体を示す図である。
【図２】種々の散乱粒子についての輝度の角度依存性を示すグラフである。
【図３】導光体、および光源の配置を示す図である。
【図４】硫酸バリウムが混合された導光体および二酸化チタンが混合された導光体の輝度の角度依存性を示すグラフである。
【図５】硫酸バリウムが混合された導光体および二酸化チタンが混合された導光体の輝度の角度依存性を示すグラフである。
【図６】二酸化チタン粒子の散乱光率を示すグラフである。
【図７】本発明による導光体を示す図である
【００６０】
以下の実施例は、本発明を明確に示し且つより詳細に説明するために役立つが、しかし本発明をどのようにも限定するものではない。
【００６１】
比較例１：
スクリュー押出機内で、ポリメチルメタクリレート成形材料と、硫酸バリウムを含有するマスターバッチとを混合し、そして溶融させた。生じる溶融物は、ポリメチルメタクリレートの質量に対して１６０質量ｐｐｍの、平均粒径３マイクロメートルを有する硫酸バリウムを含有した。該溶融物を、広スリットノズルを用いて押出機から出し、且つ、平滑化装置（Ｇｌａｅｔｔｗｅｒｋ）においてポリメチルメタクリレート板に成形した。ポリメチルメタクリレート板から、長さ９００ｍｍ、幅５００ｍｍおよび厚さ４ｍｍの長方形の導光体を切り出した。この導光体は、光ダイオードを有する全て４ｍｍ厚の縁部（光入射面）を備え、該光ダイオードが該縁部に光を供給する。導光体の１つの表面上（光出射面１）には、白色の、拡散性の反射フィルムが配置された。導光体の向かい合う表面の中央で（光出射面２）、導光体の光出射面２の面法線に対する種々の角度での輝度を測定した。同様に押し出された導光体から、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍおよび厚さ４ｍｍの試料を切り出し、且つ、４ｍｍ厚の試料のくもりを測定した。
【００６２】
実施例１：
比較例１と同様に、硫酸バリウムの代わりに、粒径２００ｎｍを有する１．２質量ｐｐｍの二酸化チタンを含有する４ｍｍ厚の板を成形した。比較例１と同様に、種々の角度での輝度、およびくもりを測定した。
【００６３】
図４は、二酸化チタンを混合された導光体の輝度が、面法線に対する角度にわたって、硫酸バリウムを混合された導光体の輝度よりも均一に分布していることを示す。さらに、面法線の方向、つまり角度０°での輝度が、二酸化チタンを有する板の場合、硫酸バリウムを有する板の場合よりも高いことがわかる。さらにまた、二酸化チタンの導光体のくもりは、硫酸バリウムを混合された導光体のくもりよりも明らかに少なかった。
【００６４】
実施例２：
メチルメタクリレート中のポリメチルメタクリレートの重合可能な溶液に、該溶液の質量に対して１．２質量ｐｐｍの、平均粒径２００ｎｍを有する二酸化チタン粒子を添加した。該溶液に、ラジカル重合開始剤、ＵＶ吸収剤および離型剤を添加した。周囲を取り囲む封止材を備えた２枚のシリケートガラス板で作られた空間に該溶液を満たし、且つ、６０℃で予備重合し、その後、１２０℃で後重合（ｅｎｄｐｏｌｙｍｅｒｉｓｉｅｒｅｎ）した。そのように得られた４ｍｍ厚のポリメチルメタクリレート板から、長さ９００ｍｍ、幅５００ｍｍの導光体を切り出した。該導光体は、全面に光ダイオードが備えられ、該光ダイオードが、導光体の全ての４ｍｍ厚の縁部（光入射面）に光を供給する。導光体の１つの表面（光出射面１）上に、白色の、拡散性の反射フィルムが配置された。板の向かい合った表面（光出射面２）上で、導光体の表面の面法線に対する種々の角度での輝度を測定した。同一の板から、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍおよび厚さ４ｍｍの試料を切り出し、且つ、４ｍｍ厚の試料のくもりをヘイズ値として測定した。
【００６５】
図５は、ラジカル重合によってキャスト法において製造された導光体の場合も、二酸化チタンを混合された導光体の輝度が、面法線に対する角度にわたって均一であることを示す。さらに、実施例１と同様に、二酸化チタンを有する導光体の輝度は、面法線の方向において、硫酸バリウムを有する導光体の場合よりも高いことがわかる。
【００６６】
表１は、比較例１による３マイクロメートルの硫酸バリウム散乱粒子を有する押し出しによる導光体の輝度を、実施例１による２００ｎｍの二酸化チタン散乱粒子を有する押し出しによる導光体、および実施例２による２００ｎｍの二酸化チタン散乱粒子を有するキャストによる（ラジカル重合された）導光体と対比している。
【００６７】
表２は、実施例１による３マイクロメートルの硫酸バリウム散乱粒子を有する押し出しによる導光体のくもりを、実施例１による２００ｎｍの二酸化チタン散乱粒子を有する押し出しによる導光体、および実施例２による２００ｎｍの二酸化チタン散乱粒子を有するキャストによる（ラジカル重合された）導光体と対比している。二酸化チタン散乱粒子を用いて製造された導光体は、同じ厚さの際に、明らかにより低いくもり（ヘイズとして測定）を有し、且つ、視覚的に透明に見える。
【００６８】
表１
【表１】
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【００６９】
表２
【表２】
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【００７０】
実施例３
自由成形体の実施例：
実施例１による導光板から、熱成形工程を用いて自由成形体を製造した。これは、表面上に印刷を有さず、それにもかかわらず均一な光の出現を示した。
【００７１】
実施例４：
浮かび上がる記号の実施例：
自動車のメータパネルにおける浮かび上がるナビゲーションの矢印を、以下の手法によって製造した：二成分の射出成形において、本発明による光散乱成形材料を用いてナビゲーションの矢印を射出する。この矢印を、ガラスのように澄んだ２番目の成形材料成分に埋め込む。これは、いわば、射出成形に基づくはめ込みに相応する。
【００７２】
該半製品をその後、メータパネルの中央に配置し、且つ、ＬＥＤを用いて側方から照光した。照光されていない状態では、ドライバーは、完全に透明な板を通じて見通し、且つ、輪郭を認識しない。照光により、光は、ガラスのように澄んだ成形材料を導光路を通るように通り抜け、従って光らない。ナビゲーションの矢印の領域においては、光散乱粒子が光を放ち、且つ、ナビゲーションの矢印の輪郭が浮かんで点灯する。この技術は、種々の記号の照明に転用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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