(57)【要約】【課題】光拡散性および光線透過性の双方の特性がバランスよく優れた光拡散板を与える樹脂組成物、および光拡散板を提供する。【解決手段】（Ａ）透明合成樹脂、および（Ｂ）平均粒径０．５〜１５μｍの無定形のシリコーン樹脂微粒子：（Ａ）成分に対して、１〜３０重量％を含む光拡散板用樹脂組成物、並びに該樹脂組成物を成形して得られる光拡散板。【選択図】      なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）透明合成樹脂、および
（Ｂ）平均粒径  ０．５〜１５μｍの無定形のシリコーン樹脂微粒子：（Ａ）成分に対して、１〜３０重量％
を含む光拡散板用樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ｂ）成分が、
一般式：ＲＳｉＸ３
（式中、Ｒは非置換または置換の炭素原子数１〜６の１価炭化水素基であり、Ｘは塩素原子、臭素原子、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、炭素原子数１〜４のアシルオキシ基、および全炭素原子数３〜６のアルコキシアルコキシ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の加水分解性基である）
で表されるシラン化合物および／またはその部分加水分解縮合物の、加水分解・縮合反応生成物を、更に粉砕して得られたものである請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記（Ｂ）成分の表面が、疎水化処理されたものである請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
前記（Ｂ）成分の  ２５℃における屈折率が、１．４３以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物を成形してなる、光透過性を有する光拡散板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に無定形のシリコーン樹脂微粒子を含む光拡散板用樹脂組成物、および前記樹脂組成物を成形してなる、光透過性および光拡散性に優れた光拡散板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製光拡散板としては、従来より、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂等の透明合成樹脂に、無機質微粒子または有機質微粒子を光拡散剤として配合したシート、板状体等が使用されている。
【０００３】
これらの光拡散性合成樹脂板は、照明用、グレージング用のほか、看板用、後方から投影した文字、画像等を写し出すリア−プロジェクションスクリーン用として、または各種宣伝広告等のプリントフィルムの明るさを確保し、光源からの光を拡散させるための拡散板として使用されている。更に、近年では各種ＯＡ機器に採用されている液晶ディスプレイまたは液晶カラーテレビのバックライト光源からの光の拡散用にも使用されるようになってきている。
【０００４】
合成樹脂製光拡散板を製造する方法としては、透明合成樹脂材料に炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、白雲母、タルク、シリカ、ガラス、弗化リチウム、弗化カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機系光拡散剤を混合し、均一に分散させたのち、押出し機で板状等に成形する方法が一般的であった（特開昭６０−１３９７５８号公報、特開昭６０−１８４５５９号公報等）。
【０００５】
また、有機系光拡散剤として、フッ素樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂等の、マトリックス材料とは屈折率の異なる粉体も使用されている。更には、近年、光拡散性を高める目的で、固体状シリコーン樹脂からなる球状もしくは真球状粒子が光分散剤として採用されている（特公平５−１６００２号公報、特開平１−２６９９０２号公報、特開平２−１９４０５８号公報、特開平４−７８８４１号公報等）。
【０００６】
しかし、透明合成樹脂材料に炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系光拡散剤を採用した場合、これらの無機系微粒子は硬度が高いことから、材料の混合、成形等に際して、成型機、ノズル、ダイ、金型等の磨耗または損傷が発生しやすいといった問題があった。また、押出し成形法によりシートを製造する際に、光拡散剤粉末粒子の配合量が多いとダイライン（成形品表面の膚荒れ等の外観欠陥）が生じやすいことから、事実上、長時間の連続運転が困難であった。
【０００７】
また、液晶ディスプレイに不可欠のバックライトの光拡散板用途においては、従来製品で対応することが極めて困難になりつつある。即ち、光の透過率を高めようとすると、光拡散剤の配合量を低減せざるを得ないため、光拡散率が低下し、逆に、光拡散率を高めようとすると、光拡散剤の配合量を増加せざるを得なかった。このように、従来の光拡散剤では、光拡散率と全光線透過率とが共に高く、かつ両者のバランスがよいとの機能を十分に発揮できる光拡散板を得ることはできなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光拡散板の問題点に鑑み、本発明の目的は、全光線透過率を低減させずに、比較的低配合量の光拡散剤の使用により十分な光分散機能を有する光拡散板を与える樹脂組成物、および該樹脂組成物を成形してなる前記特性を有する光拡散板を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究した結果、特定の光拡散剤を用いることで上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、
（Ａ）透明合成樹脂、および
（Ｂ）平均粒径  ０．５〜１５μｍの無定形のシリコーン樹脂微粒子：（Ａ）成分に対して、１〜３０重量％
を含む光拡散板用樹脂組成物、並びに前記樹脂組成物を成形してなる光透過性を有する光拡散板を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【００１１】
［光拡散板用樹脂組成物］
−（Ａ）成分−
本発明組成物の主剤である（Ａ）成分は、透明合成樹脂であり、そのシート、板状体等が、透明であり光線透過率が高く、複屈折率が低いものであれば、特に制限されることなく公知のものを全て使用することができる。
具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、特に、光線透過率の高いメタクリル樹脂が好ましく用いられる。
【００１２】
−（Ｂ）成分−
本発明組成物の（Ｂ）成分である、平均粒径  ０．５〜１５μｍの無定形のシリコーン樹脂微粒子（以下、単に「シリコーン樹脂微粒子」ということがある）は、光拡散剤として作用するものであり、本発明組成物を特徴づける重要な成分である。本（Ｂ）成分は、上記（Ａ）成分に対して１〜３０重量％配合することが必要とされる。そして、本（Ｂ）成分の前記特定量の配合により、本発明組成物を成形して、優れた光透過性および光拡散性を有する光拡散板を得ることが可能となった。
【００１３】
本発明において、シリコーン樹脂微粒子は、その平均粒径が  ０．５〜１５μｍの範囲とすることが必要であり、好ましくは  ０．５〜１０μｍ、特に好ましくは  １．０〜５．０μｍの範囲である。前記平均粒径が  ０．５μｍ未満では、得られる光拡散板を透過する光の短波長範囲の選択的散乱が生じ、透過光が赤みを帯びることとなるので好ましくない。また、逆に、１５μｍを超えると光の透け（光源形状が目視できること）が生じやすくなり、優れた拡散性と高光線透過率との両者の機能を満足する光拡散板を得ることができなくなる。
【００１４】
また、透明合成樹脂へのシリコーン樹脂微粒子の配合量を上記のとおり１〜３０重量％の範囲とすることが必要であり、好ましくは  １．５〜２０重量％、特に好ましくは２〜１５重量％の範囲である。前記配合量が１重量％未満では、光拡散性に乏しく、逆に３０重量％を超えると上記（Ａ）成分の透明合成樹脂への混合時の均一分散性が乏しくなるとともに、高光線透過率を有する光拡散板を得ることができなくなる。
【００１５】
本発明では、上記のとおり、特に、無定形のシリコーン樹脂微粒子を用いることが必要である。ここで、無定形とは、複数の微粒子同士が互いにそろった一定の形状を有しないことを意味する。
例えば、真球状のシリコーン樹脂微粒子を用いる場合と比較して、本発明の無定形のものを用いた方が、あらゆる方向に不規則に光線を散乱させることができるので光拡散能において優れており、光拡散板に良好な光学的特性を付与することができる。
更に、真球状のシリコーン樹脂の製造に際しては、形状制御のために特殊な装置を必要とし、工程上煩雑となるとともに製造時間も長くなるため、結果的にコスト面で不利となり、工業的には汎用性に乏しいという問題があるのに対して、本発明で用いる無定形のシリコーン樹脂微粒子の場合は、例えば、シリコーン樹脂を単に粉砕し、篩（メッシュ）等を用いて、上記特定の平均粒径のものを分級して得られたものを使用すればよく、その製造工程が比較的に簡便であり、低コストで提供することができるため、実用面においても有利であるとの特徴を有する。
【００１６】
本発明の上記シリコーン樹脂としては、特に三次元網状構造を有するものが好ましい。
具体的には、本発明のシリコーン樹脂微粒子として、特に、一般式：ＲＳｉＸ３（式中、Ｒは非置換または置換の炭素原子数１〜６の１価炭化水素基であり、Ｘは塩素原子、臭素原子、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、炭素原子数１〜４のアシルオキシ基、および全炭素原子数３〜６のアルコキシアルコキシ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の加水分解性基である）で表されるシラン化合物および／またはその部分加水分解縮合物の、加水分解・縮合反応生成物を、更に粉砕して得られたものを用いることが好ましい。
【００１７】
上記シラン化合物に係る一般式中のＲとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基等のアリール基；３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−ノナフルオロブチルエチル基、３−クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基；等が挙げられ、これらの中でも、特に合成の容易さ等の工業的観点から、メチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基が好ましい。
【００１８】
上記Ｘは、上記のとおり、塩素原子、臭素原子、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、炭素原子数１〜４のアシルオキシ基、および全炭素原子数３〜６のアルコキシアルコキシ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の加水分解性基である。前記炭素原子数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。炭素原子数１〜４のアシルオキシ基としては、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基等が挙げられる。全炭素原子数３〜６のアルコキシアルコキシ基としては、例えば、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシプロポキシ基、ブトキシエトキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、上記Ｘとしては、特に合成の容易さ等の工業的観点から、塩素原子、メトキシ基が好ましい。
【００１９】
上記シラン化合物および部分加水分解縮合物の具体例としては、例えば、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリス（メトキシエトキシ）シラン、メチルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリアセトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリプロポキシシラン等およびこれらの部分加水分解縮合物が挙げられる。これらの中でも、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランが好ましい。これらは１種単独でも２種以上組み合わせても使用することができる。
【００２０】
上記シラン化合物および／または部分加水分解縮合物の加水分解および縮合反応によりシリコーン樹脂を得る方法自体は、シリコーン樹脂の技術分野において周知である。
即ち、必要に応じて触媒を用いて、室温〜６０℃程度の温度で、上記シラン化合物等を水中に攪拌しながら滴下することによりシリコーン微粒子の水分散液が得られ、必要に応じて塩化水素、アルコール類等の加水分解により生成した不純物を水洗して除去し、濾過等により濃縮した後、１００〜２００℃および１〜２４時間の条件で乾燥して、残存する水分を蒸発・除去することにより、ケーキ状の３次元網状構造のシリコーン樹脂、即ち、ポリオルガノシルセスキオキサンを得ることができる。
【００２１】
出発原料として、トリクロロシラン類を用いる場合、特に触媒を使用する必要はないが、トリアルコキシシラン類を用いる場合には、例えば、塩酸、酢酸、硫酸、スルフォン酸等の酸性化合物；ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート等の有機スズ化合物；アンモニア、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、ジメチルヒドロキシルアミン等のアミン類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属塩等の塩基性化合物；等を触媒として使用するのがよい。これらの触媒は１種単独でも２種以上組み合わせても使用することができる。
【００２２】
上記反応で得られたポリオルガノシルセスキオキサン、例えば、上記Ｒがメチル基の場合、式：［ＣＨ３ＳｉＯ１．５］ｎ  で表されるポリメチルシルセスキオキサンは、３次元網状構造体であるから、有機溶剤に不溶であり、加熱しても溶融することなく分解する。
また、上記のとおり乾燥後の反応生成物は、ケーキ状のものとして得られることから、本発明でこれを光拡散剤として使用するためには、ハンマーミル、ボールミル等の装置を用いて、粉砕する必要がある。その後、平均粒径が  ０．５〜１５μｍの範囲内の微粒子を分取すればよい。こうして無定形のシリコーン樹脂微粒子を得ることができる。
【００２３】
本（ｂ）成分のシリコーン樹脂微粒子は、その表面にシラノール基（≡ＳｉＯＨ）を有している場合があり、その量が多いと、後記透明合成樹脂との加熱・溶融混練工程で、複数のシリコーン樹脂微粒子の表面のシラノール基同士が脱水縮合しシロキサン構造を形成して結合することから、シリコーン樹脂微粒子の平均粒径が増大するため、成形されたシートの外観が悪くなることがある。従って、こうした現象を回避するために、シリコーン樹脂微粒子の表面を、予め、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン等の疎水化処理剤を、必要によりトルエン、ヘキサン、キシレン等の溶媒とともにを用いて、５０〜１００℃程度の温度で処理し、粒子表面のシラノール基をトリメチルシロキシ化［≡ＳｉＯＨ→≡ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３］（即ち、疎水化処理）することが好ましい。この疎水化処理により、微粒子の透明合成樹脂への混練性・分散性が向上し、得られるシート等の外観を改善することができる。
【００２４】
また、本（ｂ）成分のシリコーン樹脂微粒子は、その  ２５℃における屈折率が  １．４３以下であることが好ましい。前記屈折率が  １．４３を超えると、透明合成樹脂との屈折率の差が小さすぎるために光拡散効率が下がり、大量の微粒子を配合することが必要となり、結局、光線透過率が悪化してしまう。例えば、透明合成樹脂としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いる場合、ＰＭＭＡの屈折率は１．４９であり、従来、光拡散剤として使用されていたシリカ、酸化チタン等は、屈折率が比較的高いため、光拡散性が不良であり、その使用には制限があった。これに対して、ポリオルガノシルセスキオキサンの屈折率は、例えば、ポリメチルシルセスキオキサン：［ＣＨ３ＳｉＯ１．５］ｎ  の場合は  １．４３、ポリ（３，３，３−トリフルオロプロピル）シルセスキオキサン：［ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５］ｎ  の場合は  １．３８であり、上記要件を満足することから支障なく使用することができる。また、適宜、必要に応じて、式：（ＣＨ３）２ＳｉＯ、式：ＣＦ３Ｃ２Ｈ４（ＣＨ３）ＳｉＯ、式：Ｃ４Ｆ９Ｃ２Ｈ４（ＣＨ３）ＳｉＯ等で表される２官能性構造単位、または、式：Ｃ４Ｆ９ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５等で表される３官能性構造単位に対応するシラン化合物を、上記原料のシラン化合物に適量混入し、前記構造単位をシリコーン樹脂中に導入することに、屈折率をより低く調整することもできる。
【００２５】
［光拡散板］
本発明の光拡散板は、前述のシリコーン樹脂微粒子をメタクリル樹脂等の透明性合成樹脂に１〜３０重量％配合し、溶融・混練して均一な組成物を得た後、プレス成形法、押出し成形法等によりシート、板状体等の形状に成形し、更に必要に応じて延伸することにより製造されることが好ましい。
また、メタクリル樹脂系光拡散板である場合、メタクリル系モノマーにシリコーン樹脂微粒子と重合開始剤との所定量を均一に混合・分散させ、その後２枚のガラス板等の間にこの分散混合物を注入し、引き続いてメタクリル系モノマーを重合させることによって板状の光拡散板を製造することも可能である。
【００２６】
こうして製造された光拡散板は、そのまま、光源のカバー、グレージング製品、各種ディスプレイ製品等の用途に使用することができる。更に、偏向フィルムと貼り合わせて液晶ディスプレイ基板として使用することも可能である。
【００２７】
【実施例】
以下実施例により、本発明をより詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。
なお、予め、下記諸特性の評価手法について説明する。
［屈折率］
屈折率が既知である数種類の濃度が異なるトルエン／メチルイソブチルケトン溶液を用意し、２５℃の各溶液中にシリコーン樹脂微粒子を浸して、目視により微粒子が最も透明に見える溶液を選択し、その溶液の屈折率をシリコーン樹脂微粒子の屈折率であるとした。
［全光線透過率およびヘイズ値］
ＪＩＳ  Ｋ  ６７１７に準拠して、（株）村上色彩技術研究所製；ＲＭ−１５を用いて測定した。
【００２８】
［光拡散性］
試料の光拡散シートを、１０Ｗの蛍光灯の前方８ｃｍの所に平行・縦方向に置いて、１ｍ離れた所から目視により試料シートを通して蛍光灯の輪郭がどのように見えるか、下記のとおり評価して、下記記号で表示した。
○：蛍光灯の輪郭は認められない
△：      〃    がかすかに認められる
×：      〃    が明瞭に認められる
【００２９】
＜調整例１＞
ガラスフラスコに水  ４００重量部を仕込み、プロペラ翼により攪拌を行い、液温を  ２０〜４０℃に保ちながら、メチルトリクロロシラン  １００重量部を３時間かけて滴下した。次いで、５５〜６０℃まで昇温し、この温度を保持しながら引き続き１時間攪拌を行なって、懸濁液を得た。この懸濁液を加圧濾過器を用いて脱水しケーキ状物とした。
このケーキ状物に水  ５００重量部を加えて、プロペラ翼により  ３０分間攪拌を行い、加圧濾過器を用いて脱水し、再度、ケーキ状物とした。
この操作を３回行って得られたケーキ状物を、熱風循環乾燥機中で  １０５℃の温度で  ２４時間乾燥した。乾燥物をジェットミルを用いて解砕し、さらに乾式分級機を用いて分級することにより、平均粒径  １０μｍのシリコーン樹脂微粒子を得た。これを、シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）とする。
同様に分級して、平均粒径５μｍのシリコーン樹脂微粒子を得た。これを、シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．２）とする。
【００３０】
＜調整例２＞
上記調整例１で得られたシリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）１００重量部とヘキサメチルジシラザン２部の混合物を  １００℃で２時間加熱処理し、次いで減圧下にて残存ヘキサメチルジシラザンを留去することにより、表面が疎水化処理されたシリコーン樹脂微粒子を得た。これを、シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．３）とする。
【００３１】
＜調整例３＞
上記調整例１に記載のメチルトリクロロシラン  １００重量部を、メチルトリクロロシラン  ４０重量部と３，３，３−トリフルオロプロピルトリクロロシラン  ６０重量部の混合物に変更すること以外は、調整例１と同様にして、平均粒径５μｍのシリコーン樹脂微粒子を得た。これを、シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．４）とする。
【００３２】
［実施例１］
ポリメチルメタクリレート（分子量：１６０，０００）４７．５ｇおよびシリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）２．５ｇをニ軸混練り機：ＬＡＢＯ  ＰＬＡＳＴＯＭＩＬＬ（（株）東洋精機製作所製）を用いて  １７０℃，３０ｒｐｍの条件で  １０分間混合した。得られた混合物をプレス機（庄司鉄工（株）製）を用いて  １６５℃の条件でプレス成形し、厚さ３ｍｍのシートを得た。その全光線透過率、ヘイズ値、および光拡散性の評価結果を表１に示した。
【００３３】
［実施例２］
前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）に代えて、前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．２）を用いること以外は、実施例１と同様にしてシートを作成し、評価した。結果を表１に示した。
【００３４】
［実施例３］
前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）に代えて、前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．３）を用いること以外は、実施例１と同様にしてシートを作成し、評価した。結果を表１に示した。
【００３５】
［実施例４］
前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）に代えて、前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．４）を用いること以外は、実施例１と同様にしてシートを作成し、評価した。結果を表１に示した。
【００３６】
［比較例１］
前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）に代えて、表１に記載の非結晶性の乾式球状シリカ（商品名：エクセリカ  ＳＥ−８、（株）トクヤマ製）を用いること以外は、実施例１と同様にしてシートを作成し、評価した。結果を表１に示した。
【００３７】
［比較例２］
前記シリコーン樹脂微粒子（Ｎｏ．１）に代えて、表１に記載の真球状ポリメチルシルセスキオキサンパウダー：ＫＭＰ−５９０（商品名、信越化学工業（株）製）を用いること以外は、実施例１と同様にしてシートを作成し、評価した。結果を表１に示した。
【００３８】
【表１】
2004161961.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物は、透明合成樹脂に、光拡散剤として、無定形のシリコーン樹脂微粒子を少量配合したものであり、この樹脂組成物を板状に成形して、光拡散性および光線透過性の双方の特性がバランスよく優れた光拡散板を得ることができる。