(57)【要約】【課題】脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、マスターバッチを用いても特性のバラツキの少ない高品質の成形体を得ることができる光学用成形体の製造方法を提供する。【解決手段】脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチの回分式自動計量機による計量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合機による変動係数２０以下の状態への混合、及び、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行ったのち、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を射出成形機に供給して、光学用成形体を射出成形することを特徴とする光学用成形体の製造方法。【選択図】図１
2005288887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチの回分式自動計量機による計量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合機による変動係数２０以下の状態への混合、及び、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行ったのち、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を射出成形機に供給して、光学用成形体を射出成形することを特徴とする光学用成形体の製造方法。
【請求項２】
ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合し、得られた混合物を乾燥機で乾燥したのち、射出成形機に供給する請求項１記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項３】
ナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給する請求項１記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項４】
ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給する請求項１記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項５】
回分式自動計量機によって、マスターバッチを計量したのち、該マスターバッチ量に対する所定重量比のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量してマスターバッチに添加する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項６】
乾燥機による乾燥を、窒素雰囲気中で行う請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項７】
射出成形機が、ミキシング機構を有するスクリューを備えてなる請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項８】
光学用成形体が、導光板である請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法。
【請求項９】
光学用成形体が、光拡散板である請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学用成形体の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、マスターバッチを用いても特性のバラツキの少ない高品質の成形体を得ることができる光学用成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脂環式構造を有する熱可塑性樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、ウェルドラインが発生しにくいので金型設計の自由度が大きく、吸湿性が極めて低いので成形品の寸法安定性に優れ成形品に反りなどを生じにくく、比重が小さいので成形品を軽量化することができる。このために、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂は、汎用プラスチックレンズ、カメラのファインダーレンズ、撮像系レンズ、ＣＤ用ピックアップレンズ、液晶表示装置の導光板、光拡散板などの光学系成形体として広く用いられている。
これらの光学用成形体の射出成形による製造に際しては、熱可塑性樹脂に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、光拡散剤などの各種の添加剤が添加される。これらの添加剤の多くは粉末であり、熱可塑性樹脂のペレットと粉末状の添加剤を直接混合して射出成形すると、添加剤が均一に分散せず、製造される成形体内においても、成形体間においても、特性にバラツキが大きい成形体となる。使用する熱可塑性樹脂の全量と添加剤の全量をいったん押出成形機を用いて混練して押し出し、光学用成形体用のペレットとしたのちに射出成形すると、添加剤が均一に分散した成形体を得ることができるが、押出ペレット化のためのコストが嵩むのみならず、熱可塑性樹脂の全量が２回の熱履歴を受けるために、成形体の特性が低下しやすい。このために、添加剤を高濃度に含有するマスターバッチを押出成形機を用いて調製し、添加剤を含有しない、又は、添加剤の含有量の少ないナチュラルペレットと添加剤を高濃度に含有するマスターバッチとを混合して射出成形することが行われる。しかし、光学用成形体に限らず、一般の射出成形体においても、マスターバッチを用いて射出成形する場合には、成形体に混合不良による特性のバラツキが生じやすく、このために成形体のバラツキを小さくするためのさまざまな試みがなされている。
例えば、均一な混合状態で２種以上のペレットを成形機に供給することができる成形樹脂の供給方法として、２種以上の粉粒体を成形機と離れた位置で計量し、この計量した粉粒体を成形機の近くに搬送し、この搬送されてきた２種以上の粉粒体を成形機の近くで混合し、そしてこの混合した２種以上の粉粒体を成形機に供給する成形樹脂供給方法が提案されている（特許文献１）。また、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を効率よく配合してシートを成形する方法として、芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットと配合剤を自動重量計量混合機で自動計量混合し、得られた芳香族ポリカーボネート樹脂組成物をダイスが付設されている押出機に供給してシート状に押出成形する方法が提案されている（特許文献２）。
さらに、顧客の指定する色に色合わせした調色マスターバッチに代えて、個別のマスターバッチを混合して顧客が指定する特定の色が発色する添加剤含有成形品の製造方法として、ナチュラルペレットに比べて寸法が小さいマスターバッチに帯電防止処理し、マスターバッチを材料供給口に供給する供給導管の下端を成形機上部にスクリュー径に対して５〜１５％の高さ範囲に位置させる方法が提案されている（特許文献３）。ベース樹脂材料に対する着色用マスターバッチの混合比率を高精度に設定することにより色調ムラを抑え、かつ色替えの作業性を良好にするマスターバッチ混合装置として、材料投入路を射出シリンダーへ向けて落下移動するベース樹脂材料ペレットに、マスターバッチ投入ホッパーから、その下部に設けた回転盤の回転によって、マスターバッチ供給管を介して所要量の着色用マスターバッチを順次供給するマスターバッチ混合装置が提案されている（特許文献４）。しかし、これらの方法によっても、十分にバラツキの少ない光学用成形体を得ることは容易ではない。
光学用成形体用の熱可塑性樹脂としては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式構造を有する樹脂などが多く用いられる。紫外線吸収剤や酸化防止剤などの添加剤は極性を有する化合物であり、エステル結合を有するメタクリル樹脂やポリカーボネート樹脂とは相溶性が大きく、溶融状態において樹脂中で拡散して均一化する。これに対して、脂環式構造を有する樹脂には極性基がなく、添加剤の均一な分散は機械的な力に頼らざるを得ない。
【特許文献１】特開平５−６４８１２号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２０００−３５５０３９号公報（第２頁）
【特許文献３】特開２００１−１９８９４８号公報（第２頁）
【特許文献４】特開平９−３１４５５４号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、マスターバッチを用いても特性のバラツキの少ない高品質の成形体を得ることができる光学用成形体の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂のナチュラルペレットとマスターバッチの回分式自動計量機による計量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合機による変動係数２０以下の状態への混合、及び、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行ったのち、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を射出成形機に供給して射出成形することにより、特性のバラツキの少ない光学用成形体を得ることができることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチの回分式自動計量機による計量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合機による変動係数２０以下の状態への混合、及び、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行ったのち、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を射出成形機に供給して、光学用成形体を射出成形することを特徴とする光学用成形体の製造方法、
（２）ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合し、得られた混合物を乾燥機で乾燥したのち、射出成形機に供給する(１)記載の光学用成形体の製造方法、
（３）ナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給する(１)記載の光学用成形体の製造方法、
（４）ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給する(１)記載の光学用成形体の製造方法、
（５）回分式自動計量機によって、マスターバッチを計量したのち、該マスターバッチ量に対する所定重量比のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量してマスターバッチに添加する(１)ないし(４)のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法、
（６）乾燥機による乾燥を、窒素雰囲気中で行う(１)ないし(４)のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法、
（７）射出成形機が、ミキシング機構を有するスクリューを備えてなる(１)ないし(４)のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法、
（８）光学用成形体が、導光板である(１)ないし(７)のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法、及び、
（９）光学用成形体が、光拡散板である(１)ないし(７)のいずれか１項に記載の光学用成形体の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学用成形体の製造方法によれば、各種の添加剤を高濃度で含有するマスターバッチを用いて、特性のバラツキの少ない高品質の光学用成形体を製造することができる。本発明方法は、導光板及び光拡散板の製造に特に好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明方法により製造する光学用成形体に特に制限はなく、例えば、球面メガネレンズ、非球面メガネレンズ、カメラのファインダーレンズ、カメラの撮像系レンズ、ＣＤ用ピックアップレンズ、液晶表示装置の導光板、液晶表示装置の光拡散板などを挙げることができる。これらの中で、寸法が比較的大きく、添加剤の分散の均一性が強く求められる導光板及び光拡散板の製造に特に好適に適用することができる。
本発明方法に用いる脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
【０００７】
本発明方法において、マスターバッチに含有させる添加剤に特に制限はなく、例えば、充填剤、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光拡散剤、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、造核剤、防黴剤、相溶化剤、架橋剤、低収縮剤、カップリング剤、増粘剤、離型剤、防曇剤、ブルーイング剤などを挙げることができる。マスターバッチに含有させる添加剤数に特に制限はなく、例えば、１種の添加剤のみを含有するマスターバッチとすることができ、あるいは、２種以上の添加剤を組み合わせて含有するマスターバッチとすることもできる。本発明方法において、マスターバッチに含有させる添加剤の濃度に特に制限はなく、光学用成形体が含有すべき添加剤の含有量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合比率などを勘案して適宜選択することができる。マスターバッチの製造方法に特に制限はなく、例えば、ナチュラルペレットと添加剤とを所定の比率で混合し、二軸押出機などを用いて混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーなどを用いてペレット化することにより、製造することができる。
本発明方法において、ナチュラルペレットとは、添加剤を含有しない脂環式構造を有する熱可塑性樹脂のペレット、又は、添加剤の含有量５重量％以下、好ましくは３重量％以下、特に好ましくは１重量％以下の脂環式構造を有する熱可塑性樹脂のペレットである。添加剤の含有量の少ない脂環式構造を有する熱可塑性樹脂のペレットは、例えば、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の製造時に、反応槽に添加剤を添加することにより、製造することができる。
本発明において、回分式自動計量機とは、被測定物を受け入れて計量後、該被測定物を全量払い出すバッチ式の計量機である。
【０００８】
本発明方法においては、脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の射出成形により光学用成形体を製造する方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチの回分式自動計量機による計量、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合機による変動係数２０以下の状態への混合、及び、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行ったのち、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を射出成形機に供給して、光学用成形体を射出成形する。
本発明方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチの乾燥機による乾燥を行う順序に特に制限はなく、例えば、ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合し、得られた混合物を乾燥機で乾燥したのち、射出成形機に供給することができ、ナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給することもでき、あるいは、ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチを乾燥機で乾燥し、乾燥したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合したのち、射出成形機に供給することもできる。
これらの中で、ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量機で計量し、計量したナチュラルペレットとマスターバッチとを混合機で混合し、得られた混合物を乾燥機で乾燥したのち、射出成形機に供給する方法は、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を乾燥したのち射出成形機に供給するまでの間の吸湿のおそれがなく、乾燥機１基のみを用いて処理することができるので、特に好適に実施することができる。
【０００９】
図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。本態様においては、マスターバッチ用ホッパー１とナチュラルペレット用ホッパー２を備えた回分式自動計量機３、混合機４、材料タンク５、乾燥機６及び射出成形機７がこの順に連結されている。回分式自動計量機３において、マスターバッチとナチュラルペレットが回分式に自動計量される。ロードセルを設けたマスターバッチ用ホッパー１とロードセルを設けたナチュラルペレット用ホッパー２で所定量のマスターバッチ及びナチュラルペレットを計量して、計量機の下部の受け槽に落下させる。
本発明方法においては、回分式自動計量機によって、マスターバッチを計量したのち、該マスターバッチ量に対する所定重量比のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量してマスターバッチに添加することが好ましい。なお、所定重量比とは、目的とする光学用成形体の特性に応じてあらかじめ計算で求めておいた重量基準の配合比率を意味する。回分式自動計量機によって、マスターバッチとナチュラルペレットを同時に計量して混合すると、混合割合が設定値より多少外れる場合がある。マスターバッチを正確に計量したのち、所定重量比のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量してマスターバッチに添加することにより、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合比を正確に制御することができる。
【００１０】
本発明方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物は、混合機において均一に混合して、変動係数を２０以下の状態とする。ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を混合機に送る方法に特に制限はなく、例えば、空気による圧送、ベルトコンベアによる輸送などを挙げることができる。これらの中で、空気による圧送を好適に用いることができる。空気により圧送する場合には、例えば、混合機の下流に送風機を設け、混合機を減圧にして、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物を空気圧送することができる。このとき、計量機の外気吸入口には、フィルターを設けて塵埃の混入を防止することが好ましい。
本発明方法において、計量機でのナチュラルペレットとマスターバッチの１回の計量を、例えば、３ｋｇとした場合には、計量と空気圧送を合わせて４０秒程度で実施し、１時間に約２７０ｋｇのペレット混合物を調製することができる。ナチュラルペレットとマスターバッチを少量ずつ繰り返して計量することにより、ナチュラルペレットとマスターバッチの計量比の精度を高めることができる。
なお、変動係数とは、ペレット混合物１００ｇを抜き出し、それをナチュラルペレットとマスターバッチに分離し、マスターバッチの重量％を算出することを１０回繰り返し、１０個の重量％の平均値と標準偏差から、次式にしたがって求められる値である。
変動係数（％）＝ (標準偏差／平均値) × １００
本発明方法において、ナチュラルペレットとマスターバッチとの混合物の変動係数は、２０以下であり、より好ましくは１８以下であり、さらに好ましくは１５以下である。
【００１１】
本発明方法において、使用する混合機に特に制限はなく、例えば、水平円筒型混合機、Ｖ型混合機、二重円錐型混合機、振動回転型混合機、単軸リボン型混合機、複軸パドル型混合機、回転鋤型混合機、二軸遊星撹拌型混合機、円錐スクリュー型混合機、高速撹拌型混合機、回転円盤型混合機、ローラー付き回転容器型混合機、撹拌付き回転容器型混合機、高速楕円ローター型混合機、気流撹拌型混合機、無撹拌型混合機などを挙げることができる。これらの中で、気流撹拌型混合機は、空気圧送設備と結合しやすく、ペレット混合物の送入、混合及び排出を短時間で行うことができるので、好適に用いることができる。３ｋｇ程度のペレット混合物の気流撹拌型混合機による混合は、２０秒程度で終了することができる。
本発明方法においては、混合機において混合したペレット混合物を、材料タンクに貯留することが好ましい。ペレット混合物を材料タンクに貯留することにより、１組の回分式自動計量機と混合機を共通に使用して、混合比の異なるペレット混合物を複数種類用意することが出来るためである。
【００１２】
本発明方法に用いる乾燥機に特に制限はなく、例えば、箱型平行流乾燥機、箱型通気流乾燥機などの材料静置型乾燥機、バンド平行流乾燥機、バンド通気流乾燥機、ドラム乾燥機などの材料移送型乾燥機、流動層乾燥機、回転乾燥機、溝型撹拌乾燥機、円錐型リボン撹拌乾燥機、円錐型スクリュー撹拌乾燥機、水蒸気管付回転乾燥機などの材料撹拌型乾燥機などを挙げることができる。
本発明方法においては、乾燥機による乾燥を窒素雰囲気中で行うことが好ましい。窒素雰囲気は、窒素の含有量が９３体積％以上であることが好ましく、窒素の含有量が９７％以上であることがより好ましい。乾燥を窒素雰囲気中で行うことにより、樹脂ペレットの中に僅かに含まれている酸素を窒素で置換し、射出成形時の酸化劣化を防止して、色調と機械的特性の良好な光学用成形体を得ることができる。
【００１３】
本発明方法においては、ミキシング機構を有するスクリューを備えてなる射出成形機を用いることが好ましい。スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ1としたとき、Ｌ1／Ｌが０.０３〜０.５であることが好ましく、０.０５〜０.４であることがより好ましい。本発明方法に用いる射出成形機のスクリューのミキシング機構の構造に特に制限はなく、例えば、図２に示すダルメージ、図３に示すスクリューに設けた各種のピン、図４〜７に示すバリアタイプ、図８に示す各種のバリアフライトスクリュー、図９に示すソリッドドレイニングスクリュー、図１０に示すダブルウェーブスクリュー、図１１に示すＨＭスクリューなどを挙げることができる。これらの中で、図５に示すバリアタイプスクリューを好適に用いることができる。これらのミキシング機構は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。ミキシング機構は、スクリューの圧縮部又は計量部に設けることが好ましい。
本発明方法において、ミキシング機構の長さとは、スクリューの１条の主フライト以外に、混練効果を高めるための機構が設けられている部分の合計の長さである。例えば、シングルフライトスクリューの計量部にダルメージが設けられているスクリューにおいては、ダルメージの後端側から先端側までの距離がミキシング機構の長さであり、主フライトに加えて副フライトが設けられたダブルフライトスクリューにおいては、副フライトが存在する領域の長さがミキシング機構の長さである。
【００１４】
本発明方法において、光学用成形体が導光板であるときは、マスターバッチが紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸フェニル、サリチル酸ｐ−ｔ−ブチルフェニル、サリチル酸ｐ−オクチルフェニルなどのサリチル酸系紫外線吸収剤、２,４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン、２,２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２,２'−ジヒドロキシ−４,４'−ジメトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２−(２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、２−(２−ヒドロキシ−３,５−ジ−ｔ−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、２−(２−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５−メチルフェニル)−５−クロロベンゾトリアゾール、２−(２−ヒドロキシ−３,５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル)ベンゾトリアゾール、２−(２−ヒドロキシ−４−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、２−(２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル)−４−(１,１,３,３−テトラメチルブチル)フェノールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、エチル−２−シアノ−３,３'−ジフェニルアクリレート、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３,３'−ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系紫外線吸収剤などを挙げることができる。
本発明方法を適用する導光板は、対角線の長さが７６.２ｍｍ以上であることが好ましく、１５２.４ｍｍ以上であることがより好ましく、２５４ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
本発明において、導光板は、面内色度偏差ΔＹが、０.０１５以下であることが好ましく、０.０１１以下であることがより好ましく、０.００８以下であることがさらに好ましい。図１２は、面内色度偏差の測定方法の説明図である。光源８を備えた導光板９の光入射面の長手方向の長さをＨ1、光入射面と直交する左側面及び右側面の長手方向の長さをＨ2としたとき、光入射面の端から０.０４Ｈ2のところの測定点の色度をｙ1、該測定点に対応する光入射面と反対側の端から０.０４Ｈ2のところの測定点の色度ｙ2を、図１２に示す光入射面と直交する左側面の端から０.０４Ｈ1、光入射面の中心及び光入射面と直交する右側面の端から０.０４Ｈ1の合計３系列について測定し、次式により面内色度偏差を算出する。
面内色度偏差ΔＹ ＝｜(ｙ1の平均値)−(ｙ2の平均値)｜
なお、色度は、輝度計を用いて測定することができる。図１２に示す態様は、光源が直線状であるが、光源が直線でない場合であっても、導光板の光入射面と直交する左右側面の端から０.０４Ｈ1及び中点を前記の３系列として測定することができる。また、光入射面が２以上ある場合は、各光入射面を基準に３系列の平均値ΔＹを求め、そのうちの最も大きい値を面内色度偏差とする。
【００１５】
本発明方法において、光学用成形体が光拡散板であるときは、マスターバッチが光拡散剤を含有することが好ましい。光拡散剤としては、例えば、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、架橋メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、架橋シリコーン、フッ素樹脂などの有機微粒子や、シリカ、シリカ−アルミナ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ケイ酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、酸化チタンなどの無機微粒子などを挙げることができる。
本発明方法を適用する光拡散板は、対角線の長さが１２７ｍｍ以上であることが好ましく、２０３.２ｍｍ以上であることがより好ましく、３０４.８ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
本発明方法によれば、回分式自動計量機が射出成形機に直結していないので、計量機と射出成形機の間に混合工程を入れることができる。ナチュラルペレットは、射出成形以前の工程で溶融混練されることがないので、ペレットの大部分にかかる熱履歴が少なく、黄変の程度が弱い色調の良好な光学用成形体を得ることができる。射出成形機に接続して射出成形により成形するために、光入射面や光反射面などに凹凸形状を有する射出成形でしか成形し得ない光学用成形体を製造することができる。
本発明方法によれば、乾燥工程を入れるので、光学用成形体の黄変を防止することができる。材料が射出成形機に入る前に、混合工程を入れることができるので、得られる光学用成形体の添加剤の分散にムラがない。
【実施例】
【００１６】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、導光板及び光拡散板の評価は下記の方法により行った。
（１）紫外線吸収剤の含有量
導光板の主面の各辺より５ｍｍ内側に、各辺に平行に仮想的な４本の直線を引く。相対する各２本の直線の間を３等分するように、仮想的な各２本ずつの直線を引く。合計８本の直線の仮想的な１６個の交点において、紫外可視分光光度計［(株)島津製作所、ＵＶ１６００−ＰＣ］を用いて波長３７０ｎｍの紫外光の吸光度を測定し、次いで、超音波厚さ計［カールドイチュ社、エコーメーター１０７３］を用いて厚さを測定する。あらかじめ作成した検量線を用いて、吸光度と厚さから、紫外線吸収剤の含有量を樹脂１００重量部当たりの重量部（ｐｈｒ）単位で求める。１０枚の導光板について求めた１６０個の値について、平均値と標準偏差を算出する。
（２）光拡散剤の含有量
導光板の主面の各辺より５ｍｍ内側に、各辺に平行に仮想的な４本の直線を引く。相対する各２本の直線の間を３等分するように、仮想的な各２本ずつの直線を引く。合計８本の直線の仮想的な１６個の交点において、積分球式光線透過率測定装置［日本電子工業(株)、Ｈａｚｅ Ｍｅｔｅｒ ＮＤＨ２０００］を用い、ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１にしたがって全光線透過率を測定する。あらかじめ作成した検量線を用いて、全光線透過率から、光拡散剤の含有量を樹脂１００重量部当たりの重量部（ｐｈｒ）単位で求める。１０枚の光拡散板について求めた１６０個の値について、平均値と標準偏差を算出する。
（３）面内色度偏差ΔＹ
輝度計［ミノルタ(株)、ＣＡ−Ｓ１０Ｗ］を用い、導光板の光入射面の端から９.２ｍｍのところの測定点の色度ｙ1、該測定点に対応する光入射面と反対側の端から９.２ｍｍのところの測定点の色度ｙ2を、図１２に示す光入射面と直交する左側面の端から１２.２ｍｍ、光入射面の中心及び光入射面と直交する右側面の端から１２.２ｍｍの合計３系列について測定し、面内色度偏差ΔＹ ＝｜(ｙ1の平均値)−(ｙ2の平均値)｜を算出した。
（４）反射光のｙ値
光拡散剤の含有量と同じ１６個の交点において、多光源分光測色計［スガ試験機(株)、ＭＳＺ−５Ｎ］を用いて反射光のｙ値を測定し、１０枚の導光板又は光拡散板について測定した１６０個の測定値について、平均値と標準偏差を算出する。
（５）変動係数の測定方法
ペレット混合物１００ｇを抜き出し、それをナチュラルペレットとマスターバッチに分離し、マスターバッチの重量％を算出することを１０回繰り返し、１０個の重量％の平均値と標準偏差から、次式にしたがって変動係数を求める。
変動係数（％）＝ (標準偏差／平均値) × １００
【００１７】
実施例１
脂環式構造を有する熱可塑性樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］１００重量部と紫外線吸収剤［チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社、チヌビン３２９］１.２５重量部とを混合し、二軸押出機［東芝機械(株)、ＴＥＭ−３５Ｂ］を用いてストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断することにより、紫外線吸収剤マスターバッチを調製した。
図１に示す回分式自動計量機、気流撹拌型混合機、材料タンク、乾燥機及び射出成形機［(株)日本製鋼所、Ｊ３５０ＥＬIII４６０ＨＡ］を備えた装置を用いて、導光板を射出成形した。導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面は台形である。金型は、光入射面にファンゲートを有する。
回分式自動計量機で紫外線吸収剤マスターバッチ約１２０ｇを正確に計量し、得られた計量値の２４重量倍の脂環式構造を有する熱可塑性樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量して添加し、マスターバッチとナチュラルペレットとの混合物を気流撹拌型混合機へ空気圧送し、混合機中で２０秒間混合したのち、材料タンクへ送って貯留した。
次に、材料タンクの中のペレット混合物５ｋｇを乾燥機に移し、窒素気流中８０℃で４時間乾燥した。乾燥したペレット混合物を射出成形機のホッパーに入れ、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、射出後５０ＭＰａの保圧を７秒加え、その後冷却２７秒、取り出し５秒、合計４０秒の成形サイクルで、導光板を射出成形した。
導光板１０枚について求めた紫外線吸収剤の含有量の平均値は０.０５２ｐｈｒであり、標準偏差は０.００４ｐｈｒであった。導光板１０枚について測定した面内色度偏差ΔＹの平均値は０.００６であり、標準偏差は０.０００５であった。なお、気流撹拌型混合機出口でのマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は７.７であった。
比較例１
ペレット混合物の乾燥を行うことなく、材料タンク中のペレット混合物を射出成形機のホッパーに入れ、実施例１と同じ条件で射出成形を行った。
導光板１０枚について求めた紫外線吸収剤の含有量の平均値は０.０５１ｐｈｒであり、標準偏差は０.００４ｐｈｒであった。導光板１０枚について測定した面内色度偏差ΔＹの平均値は０.０１５であり、標準偏差は０.０００６であった。導光板は、黄色みが強かった。なお、気流撹拌型混合機出口でのマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は７.７であった。
比較例２
脂環式構造を有する樹脂のナチュラルペレットと、実施例１で調製した紫外線吸収剤マスターバッチを、別々に窒素気流中８０℃で４時間乾燥し、回分式自動計量機で実施例１と同様に重量比２４：１に計量して、射出成形機のホッパーに空気圧送した。ついで、実施例１と同じ射出成形条件で射出成形を行った。
導光板１０枚について求めた紫外線吸収剤の含有量の平均値は０.０４３ｐｈｒであり、標準偏差は０.０１８ｐｈｒであった。導光板１０枚について測定した面内色度偏差ΔＹの平均値は０.００７であり、標準偏差は０.０００８であった。導光板は、紫外線吸収剤の含有量のバラツキが大きかった。なお、射出成形機ホッパー内のマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は４１.９であった。
比較例３
脂環式構造を有する樹脂のナチュラルペレットと、実施例１で調製した紫外線吸収剤マスターバッチを、回分式自動計量機で実施例１と同様に重量比２４：１に計量し、二軸押出機のホッパーに空気圧送した。ついで、二軸押出機［東芝機械(株)、ＴＥＭ−３５Ｂ］を用いてストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断し、得られたペレットを射出成形機のホッパーに入れ、実施例１と同じ条件で射出成形を行った。
導光板１０枚について求めた紫外線吸収剤の含有量の平均値は０.０５３ｐｈｒであり、標準偏差は０.００３ｐｈｒであった。導光板１０枚について測定した面内色度偏差ΔＹの平均値は０.０１９であり、標準偏差は０.０００６であった。導光板は、黄色みが強かった。なお、二軸押出機のホッパー内のマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は４２.０であった。
実施例１及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【００１８】
【表１】
2005288887.tif 000003
【００１９】
第１表に見られるように、ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量、混合、乾燥したのち、射出成形した実施例１の導光板は、紫外線吸収剤の含有量のバラツキが小さく、色調も良好である。これに対して、ペレット混合物の乾燥を行わなかった比較例１の導光板と、ナチュラルペレットとマスターバッチを二軸押出機で混練してペレット化し、直ちに射出成形した比較例３の導光板は、色調に黄色みが強い。ナチュラルペレットとマスターバッチを別々に乾燥し、自動計量して、射出成形機のホッパーに入れた比較例２の導光板は、ペレットが混合物で均一に分散されていないため紫外線吸収剤の含有量のバラツキが大きい。
実施例２
脂環式構造を有する熱可塑性樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］１００重量部とシリコーン樹脂微粒子［ジーイー東芝シリコーン(株)、トスパール１２０］１０重量部とを混合し、二軸押出機［東芝機械(株)、ＴＥＭ−３５Ｂ］を用いてストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断することにより、光拡散剤マスターバッチを調製した。
図１に示す回分式自動計量機、気流撹拌型混合機、材料タンク、乾燥機及び射出成形機［(株)ソディック、ＴＲ４５０ＥＨ］を備えた装置を用いて、光拡散板を射出成形した。光拡散板の寸法は、縦３２０ｍｍ、横４２６ｍｍ、厚さ２.０ｍｍである。金型は、光入射面に先端の直径２.０ｍｍのピンポイントゲート４個を有する。
回分式自動計量機で光拡散剤マスターバッチ約３００ｇを正確に計量し、得られた計量値の９重量倍の脂環式構造を有する熱可塑性樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］のナチュラルペレットを回分式自動計量機で計量して添加した。マスターバッチとナチュラルペレットとの混合物を気流撹拌型混合機へ空気圧送し、混合機中で２０秒間混合したのち、材料タンクへ送って貯留した。
材料タンクの中のペレット混合物５ｋｇを乾燥機に移し、窒素気流中８０℃で４時間乾燥した。乾燥したペレット混合物を射出成形機のホッパーに入れ、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度７８℃、射出速度１００ｍｍ／ｓ、冷却時間３０秒、合計１００秒の成形サイクルで、光拡散板を射出成形した。
光拡散板１０枚について求めた光拡散剤の含有量の平均値は１.０１ｐｈｒであり、標準偏差は０.０３ｐｈｒであった。光拡散板１０枚について測定した反射光のｙ値の平均値は０.３１２５であり、標準偏差は０.０００６であった。なお、気流撹拌型混合機出口でのマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は３.０であった。
比較例４
ペレット混合物の乾燥を行うことなく、材料タンク中のペレット混合物を射出成形機のホッパーに入れた以外は、実施例２と同様に実験を行った。
光拡散板１０枚について求めた光拡散剤の含有量の平均値は０.９９ｐｈｒであり、標準偏差は０.０４ｐｈｒであった。光拡散板１０枚について測定した反射光のｙ値の平均値は０.３１３５であり、標準偏差は０.０００８であった。光拡散板は、黄色みが強かった。なお、気流撹拌型混合機出口でのマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は３.０であった。
比較例５
脂環式構造を有する樹脂のナチュラルペレットと、実施例１で調製した光拡散剤マスターバッチを、別々に窒素気流中８０℃で４時間乾燥し、回分式自動計量機で実施例２と同様に重量比９：１に計量して、射出成形機のホッパーに空気圧送した。ついで、実施例２と同じ射出成形条件で射出成形を行った。
光拡散板１０枚について求めた光拡散剤の含有量の平均値は０.９９ｐｈｒであり、標準偏差は０.２２ｐｈｒであった。光拡散板１０枚について測定した反射光のｙ値の平均値は０.３１２６であり、標準偏差は０.００２であった。光拡散板は、光拡散剤の含有量のバラツキが大きかった。なお、射出成形機ホッパー内のマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は２２.２であった。
比較例６
脂環式構造を有する樹脂のナチュラルペレットと、実施例２で調製した光拡散剤マスターバッチを、回分式自動計量機で実施例２と同様に重量比９：１に計量し、二軸押出機のホッパーに空気圧送した。ついで、二軸押出機［東芝機械(株)、ＴＥＭ−３５Ｂ］を用いてストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断し、得られたペレットを射出成形機のホッパーに入れ、実施例２と同じ条件で射出成形を行った。
光拡散板１０枚について求めた光拡散剤の含有量の平均値は１.０２ｐｈｒであり、標準偏差は０.０４ｐｈｒであった。光拡散板１０枚について測定した反射光のｙ値の平均値は０.３１４０であり、標準偏差は０.０００８であった。光拡散板は、黄色みが強かった。なお、二軸押出機のホッパー内のマスターバッチとナチュラルペレット混合物の変動係数は２５.０であった。
実施例２及び比較例４〜６の結果を、第２表に示す。
【００２０】
【表２】
2005288887.tif 000004
【００２１】
第２表に見られるように、ナチュラルペレットとマスターバッチを回分式自動計量、混合、乾燥したのち、射出成形した実施例２の光拡散板は、光拡散剤の含有量のバラツキが小さく、色調も良好である。これに対して、ペレット混合物の乾燥を行わなかった比較例４の光拡散板と、ナチュラルペレットとマスターバッチを二軸押出機で混練してペレット化し、直ちに射出成形した比較例６の光拡散板は、色調に黄色みが強い。ナチュラルペレットとマスターバッチを別々に乾燥し、自動計量して、射出成形機のホッパーに入れた比較例５の光拡散板はペレットが混合機で均一に分散されていないため、光拡散剤の含有量のバラツキが大きい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の光学用成形体の製造方法によれば、マスターバッチを用いて、添加剤の含有量のバラツキが小さく、色調が良好な脂環式構造を有する熱可塑性樹脂の光学用成形体を射出成形により製造することができる。使用する添加剤と熱可塑性樹脂の全量を混練押出により光学用成形体用ペレットとしたのちに射出成形する方法に比べて、混練押出する樹脂の量が少なく経済的であり、光学用成形体の受ける熱履歴が少ないので、色調、機械的物性ともに良好である。本発明方法は、液晶表示装置に用いられる導光板及び光拡散板の製造に特に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。
【図２】ミキシング機構を有するスクリューの一例である。
【図３】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図４】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図５】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図６】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図７】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図８】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図９】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図１０】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図１１】ミキシング機構を有するスクリューの他の例である。
【図１２】面内色度偏差の測定方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  マスターバッチ用ホッパー
２  ナチュラルペレット用ホッパー
３  回分式自動計量機
４  混合機
５  材料タンク
６  乾燥機
７  射出成形機
８  光源
９  導光板
【図１】
2005288887.tif 000005
【図２】
2005288887.tif 000006
【図３】
2005288887.tif 000007
【図４】
2005288887.tif 000008
【図５】
2005288887.tif 000009
【図６】
2005288887.tif 000010
【図７】
2005288887.tif 000011
【図８】
2005288887.tif 000012
【図９】
2005288887.tif 000013
【図１０】
2005288887.tif 000014
【図１１】
2005288887.tif 000015
【図１２】
2005288887.tif 000016