(57)【要約】【課題】  本発明は、フィルターを用いることなく特定の波長領域の光を多く拡散した上で放射することができる光拡散シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の光拡散シートは、熱可塑性樹脂発泡シート中に、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体を含有しているので、光源から放射された光のスペクトルとは異なるスペクトルを有する光を拡散させた上で放射し、この放射された光は、５７０〜７００ｎｍの波長領域（赤系）の光が強調された光となっている。従って、人間の目では認識しにくい赤色を認識しやすくすることができ、照明や表示装置、及び、それらにより照らされた物体の色相を変え、従来の白色及び銀色反射板では表現できなかった色相にすることができ、表示装置や照明用途などの色相が重視される用途において好適に用いることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂発泡シート中に、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体を含有していることを特徴とする光拡散シート。
【請求項２】
発光体は、紫外領域若しくは可視光領域の光を吸収して、５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光若しくは燐光を発する顔料又は染料であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
【請求項３】
少なくとも片面に気泡断面が露出していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光拡散シート。
【請求項４】
熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂を含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項５】
熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂と熱可塑性エラストマーとを含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項６】
密度が３０〜１００ｋｇ／ｍ3で且つ光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数が１×１０5個以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項７】
波長６１０ｎｍにおける光透過率が、波長５５０ｎｍにおける光透過率よりも２％以上高いことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項８】
全光線透過率が２０％以上で且つヘイズ値が８０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項９】
熱可塑性樹脂と、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体とを押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練して発泡性樹脂組成物とし、この発泡性樹脂組成物を押出発泡して熱可塑性樹脂発泡シートを製造し、上記発光体を含有する上記熱可塑性樹脂発泡シートを光拡散シートとすることを特徴とする光拡散シートの製造方法。
【請求項１０】
発光体は、紫外領域若しくは可視光領域の光を吸収して、５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光若しくは燐光を発する顔料又は染料であることを特徴とする請求項９に記載の光拡散シートの製造方法。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂１００重量部に対して５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体０．２〜１０重量部を押出機に供給することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光拡散シートの製造方法。
【請求項１２】
発泡剤が二酸化炭素であることを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか１項に記載の光拡散シートの製造方法。
【請求項１３】
押出機の先端に円環状金型が取り付けられており、この円環状金型は、外ダイと上記外ダイ内に配設された内ダイとを有し、上記外ダイと上記内ダイとの間に断面円環状の樹脂流路が形成されており、上記樹脂流路は、徐々に流路が狭められた狭路部を先端部に有する第一樹脂流路部と、この第一樹脂流路部の先端に連通し且つ徐々に流路が広がる広路部を基端部に有する第二樹脂流路部とを有していると共に、上記円環状金型の第一樹脂流路部における狭路部の先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度が５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2・時間であることを特徴とする光拡散シートの製造方法。
【請求項１４】
熱可塑性樹脂発泡シートの少なくとも片面の表層部を除去して気泡断面を露出させることを特徴とする請求項９乃至請求項１３の何れか１項に記載の光拡散シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長領域の光を拡散した上で放射させることができる光拡散シート及びこの光拡散シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明やディスプレイなどにおいて光源からの光を拡散させてより広い面積を均一に照射させる光拡散シートが使用されている。光拡散シートとしては、光拡散性粒子を含有させたシートや、内部に気泡構造を有するシートなどが提案されている。
【０００３】
光拡散シートとして、特許文献１に、棒状の気泡が分散しており、その棒状の気泡の軸方向がシート面と平行に且つ一方向に向けられている異方性拡散シートが開示されている。
【０００４】
更に、特許文献２には、基材として樹脂を用い、発泡倍率が１．５以下であって平均粒子径が０．５〜５０μｍの気泡を含み、全光線透過率が４０〜８０％、平行線透過率が６．５％以下である光拡散板が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２のような光拡散シートは、入射光の波長スペクトルをできるだけ変えないようにして光を透過拡散させることを目的としているため、光拡散シートを透過した光のスペクトルは光源に依存し、スペクトルを変えるためには、別途、フィルターを用いる必要があるという問題点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７９５２２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、フィルターを用いることなく特定の波長領域の光を多く拡散した上で放射することができる光拡散シート及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光拡散シートは、熱可塑性樹脂発泡シート中に、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体を含有していることを特徴とする。
【０００９】
熱可塑性樹脂発泡シートを構成している熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂が挙げられ、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。なお、熱可塑性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１０】
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられ、耐熱性に優れていることから、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体が好ましく、ホモポリプロピレンがより好ましい。プロピレン−α−オレフィン共重合体は、ランダム共重合体又はブロック共重合体の何れであってもよいが、耐熱性に優れていることから、ブロック共重合体が好ましい。
【００１１】
上記α−オレフィンとしては、例えば、エチレンの他に、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどの炭素数が４〜１０であるα−オレフィンが挙げられる。
【００１２】
又、本発明で使用されるポリプロピレン系樹脂としては、発泡性が優れていることから、高溶融張力ポリプロピレン系樹脂が好ましい。高溶融張力ポリプロピレン系樹脂としては、電子線架橋などにより分子構造中に自由末端長鎖分岐を有している高溶融張力ポリプロピレン（ＨＭＳ−ＰＰ）、高分子量成分を含むことで溶融張力を上げた高溶融張力ポリプロピレンなどが挙げられる。
【００１３】
なお、高溶融張力ポリプロピレンは、例えば、日本ポリプロ社から商品名「ニューストレンＳＨ９０００」、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社から商品名「ＤａｐｌｏｙＷＢ１３５ＨＭＳ」にて市販されている。
【００１４】
上記ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトは、低いと、光拡散シートの製造時において、押出機の負荷が大きくなり生産性が低下し、或いは、発泡性樹脂組成物の金型内における流通性が低下して得られる光拡散シートの品質が低下することがあり、高いと、金型内において発泡圧力を保持し難くなり、発泡性樹脂組成物の発泡性が低下して得られる光拡散シートの軽量性が低下することがあるので、０．２〜５ｇ／１０分が好ましく、０．２〜４ｇ／１０分がより好ましく、０．３〜３．５ｇ／１０分が特に好ましい。
【００１５】
ここで、ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０：１９９９のＢ法に準拠して、試験温度２３０℃、試験荷重２１．１８Ｎにて測定した値をいう。。
【００１６】
なお、複数種類のポリプロピレン系樹脂が混合して用いられている場合、個々のポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトを上述の要領で測定する。そして、ポリプロピレン系樹脂がｎ種類のポリプロピレン系樹脂の混合物である場合、この混合物のメルトフローレイトは、下記式によって算出される。
混合物のメルトフローレイト（ｇ／１０分）
＝(ＭＦＲ１)×Ｃ１＋(ＭＦＲ２)×Ｃ２＋・・・＋（ＭＦＲｎ）×Ｃｎ
【００１７】
ポリプロピレン系樹脂１のメルトフローレイトをＭＦＲ１、ポリプロピレン系樹脂２のメルトフローレイトをＭＦＲ２、・・・ポリプロピレン系樹脂ｎのメルトフローレイトをＭＦＲｎとする共に、ポリプロピレン系樹脂１の含有割合をＣ１、ポリプロピレン系樹脂２の含有割合をＣ２、ポリプロピレン系樹脂ｎの含有割合をＣｎとする。ポリプロピレン系樹脂ｎの含有割合Ｃｎは、ポリプロピレン系樹脂ｎの重量をポリプロピレン系樹脂全体の重量で除した値とする。
【００１８】
熱可塑性樹脂中におけるポリプロピレン系樹脂の含有量は、少ないと、光拡散シートの耐熱性が低下することがあるので、２０重量％以上が好ましく、４０〜７０重量％が好ましい。
【００１９】
更に、熱可塑性樹脂は熱可塑性エラストマーを含有していることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。なお、熱可塑性エラストマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２０】
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、（１）ハードセグメントとなるモノマーとソフトセグメントとなるモノマーとの重合を多段階で行い、重合反応容器内において直接製造される重合タイプのポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、（２）バンバリーミキサーや２軸押出機などの混練機を用いてハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させて製造されたブレンドタイプのポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、（３）バンバリーミキサーや２軸押出機などの混練機を用いてハードセグメントとなるポリオレフィン系樹脂と、ソフトセグメントとなるゴム成分とを物理的に分散させる際に架橋剤を加えることによって、ポリオレフィン系樹脂マトリックス中にゴムを完全架橋又は部分架橋させミクロ分散させて得られる動的架橋されたポリオレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、リサイクルの観点から、上記（２）のポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
【００２１】
熱可塑性樹脂中における熱可塑性エラストマーの含有量は、少ないと、光拡散シートの柔軟性が低下することがあり、多いと、後述する発泡性樹脂組成物の発泡性が低下して熱可塑性樹脂発泡シートの密度が大きくなり、光拡散シートの光透過性が低下することがあるので、３０〜８０重量％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。
【００２２】
そして、熱可塑性樹脂発泡シート中には、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体（以下、単に「発光体」ということがある。）が含有されている。このような発光体としては、有機系の色素構造を有する有機系発光体、無機系の色素構造を有する無機系発光体があるが、有機系発光体が光の吸収と発光の効率がよいので好ましい。
【００２３】
５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体としては、紫外領域又は可視光領域の光を吸収して５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光又は燐光を発する顔料、紫外領域又は可視光領域の光を吸収して５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光又は燐光を発する染料が好ましい。
【００２４】
なお、蛍光とは、励起一重項状態から基底状態へ遷移するときに放出される光のことをいい、工業的には、この現象を利用した発光体が蛍光顔料、蛍光染料として広く利用されている。
【００２５】
又、燐光とは、励起三重項状態から基底状態へ遷移するときに放出される光のことをいい、工業的には、この現象を利用した発光体が蓄光顔料、蓄光染料として広く利用されている。
【００２６】
上記５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する有機系発光体としては、例えば、キサンテン系、クマリン系、ペリレン系、ナフタルイミド系、アクリジン系、チオフラビン系、ジアミノスチルベン系、イミダゾール系、チアゾール系、オキサゾール系、ピラゾリン系、アンスラキノン系、メチン系、ベンゾピラン系、チオインジゴ系、アゾ系、フタロシアニン系などの有機系色素構造を有する発光体が挙げられる。有機系発光体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２７】
上記５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する無機系発光体としては、例えば、ＺｎＳ、（ＺｎＣｄ）Ｓなどの硫化物、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｃｄ2Ｂ2Ｏ5、ＹＶＯ3、ＣａＷＯ4などの酸化物などの無機系色素構造を有する発光体が挙げられる。無機系発光体は、単独で用いられても二種以上が併用されもよい。
【００２８】
なお、紫外領域又は可視光領域の光を吸収して５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光又は燐光を発する顔料又は染料としては、例えば、日本化薬社から商品名「カヤクリルローダミンＦＢ」、ＢＡＳＦ社から商品名「Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５」、シンロイヒ社から商品名「シンロイヒカラー  ＦＺ−２８０３」、「シンロイヒカラー  ＦＺ−２８０１」、「シンロイヒカラー  ＦＺ−２８１７」、「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０１」、「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０３」、「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」及び「シンロイヒカラー  ＦＸ−３２７」、デイグロ社から商品名「ＮＸ−１３」、「ＧＰＬ−１３」、「Ｚ−１３」及び「ＩＰＯ−１３」、猪名川顔料社から商品名「ローダミンＢレーキ」として市販されているものが使用できる。
【００２９】
光拡散シート中における発光体の含有量は、少ないと、発光体を含有させている効果を奏しないことがあるので、熱可塑性樹脂発泡体シートを構成している熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．２重量部以上が好ましく、０．５重量部以上がより好ましく、１重量部以上が特に好ましい。
【００３０】
又、光拡散シート中における発光体の含有量は、多いと、光拡散シートの光透過性が低下することがあると共に、光拡散シートの発泡倍率が低下して軽量性又は柔軟性が低下することがあるので、熱可塑性樹脂発泡シートを構成している熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０重量部以下が好ましく、６重量部以下がより好ましく、４重量部以下が特に好ましい。
【００３１】
そして、光拡散シートは、その少なくとも片面、好ましくは光入射面において気泡断面が露出していることが好ましく、少なくとも片面の全面、好ましくは光入射面の全面において気泡断面が露出していることがより好ましい。光拡散シートの両面、好ましくは両面の全面において、気泡断面が露出していてもよい。
【００３２】
これは、発泡シートを製造すると、発泡シートの表面には通常、スキン層と呼ばれる非発泡層が形成されており、このスキン層が光拡散シートに入射する光の一部を反射し、光拡散シートに入射する光量が減少する虞れがある。そこで、光拡散シートの少なくとも片面、好ましくは光入射面においてスキン層を除去して熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面を露出した状態とし、光拡散シート内に光が入射し易くして光拡散シートの光拡散効果を向上させることができる。
【００３３】
本発明の光拡散シートにおいて、光源から放射されて光拡散シートに入射した光は、その一部が発光体に吸収され、発光体は５７０〜７００ｎｍの波長領域に光を放射する。光拡散シートにおいて、波長６１０ｎｍの光透過率は、波長５５０ｎｍの光透過率よりも、２％以上高いことが好ましく、５％以上高いことがより好ましい。このように構成することによって、光拡散シートからの放射光において赤色がより強調され、光源から放射された光を赤色がより強調された光に変化させ、この光を拡散させた上で放射することができる。
【００３４】
なお、光拡散シートにおける特定波長での光透過率はＪＩＳ  Ｚ８７２２に準拠して測定された値をいう。具体的には、光拡散シートにおける特定波長での光透過率はＪＩＳ  Ｚ８７２２に準拠して、例えば、分光光度計（島津製作所社製  商品名「ＵＶ−２４５０」）と積分球付属装置とを用いて測定することができる。
【００３５】
光拡散シートの全光線透過率は、低いと、光源から放射されて光拡散シートに入射した光のうち、光拡散シートに吸収される割合が多くなり、光拡散シートから放射される光量が少なくなることがあるので、２３％以上が好ましい。
【００３６】
光拡散シートのヘイズ値は、低いと、光源から放射された光を広範囲に拡散させることができなくなる虞れがあるので、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
【００３７】
ここで、光拡散シートにおいて、全光線透過率及びヘイズ値はＪＩＳ  Ｋ７３６１に準拠して測定することができる。具体的には、光拡散シートから一辺が５０ｍｍの平面正方形状の試験片を切り出し、この試験片の全光線透過率又はヘイズ値をヘーズメータを用いてＪＩＳ  Ｋ７３６１に準拠して測定することができる。ヘーズメータとしては、例えば、村上色彩技術研究所社から商品名「ＨＭ−１５０型」にて市販されている装置を用いることができる。
【００３８】
光拡散シートの密度は、低いと、光拡散シートへの光の入射が困難となり、光拡散シートの光拡散性が低下することがあり、高いと、光拡散シートの軽量性又は柔軟性が低下することがあるので、３０〜１００ｋｇ／ｍ3 が好ましく、３０〜９０ｋｇ／ｍ3 がより好ましく、３５〜８０ｋｇ／ｍ3 が特に好ましい。
【００３９】
なお、光拡散シートの密度は、ＪＩＳ  Ｋ７２２２−１９９９に準拠して測定することができる。具体的には、光拡散シートから気泡の構造を変化させないようにしながら５０ｃｍ3以上の試験片を切り出し、この試験片の重量Ｗ（ｋｇ）及び体積Ｖ（ｍ3）を測定し、下記式に基づいて光拡散シートの密度を算出する。
光拡散シートの密度（ｋｇ／ｍ3）＝Ｗ／Ｖ
【００４０】
又、光拡散シートにおいて、光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数は、少ないと、光拡散シートの光拡散性が低下するので、１×１０5 個以上が好ましく、多すぎると、光拡散シートの全光線透過率が低下することがあるので、１×１０5 〜１×１０7個が好ましい。
【００４１】
ここで、光拡散シートにおいて、光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数は下記の要領で測定される。先ず、光拡散シートにおける光入射面に沿った方向の平均気泡径を測定する。光拡散シートの平均気泡径は、ＡＳＴＭ  Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠して測定する。
【００４２】
具体的には、光拡散シートをＭＤ（押出方向）及びＴＤ（押出方向に直行する方向）に沿って切断し、各切断面の中央部の拡大写真を走査型電子顕微鏡を用いて撮影する。なお、走査型電子顕微鏡としては、日立製作所社から商品名「Ｓ−３０００Ｎ」にて市販されている装置を用いることができる。
【００４３】
次に、拡大写真の画像のそれぞれに長さ６０ｍｍの直線を各切断方向に平行となるように描く。つまり、ＭＤに沿って切断した切断面の拡大写真については、ＭＤに平行に直線を描き、ＴＤに沿って切断した切断面の拡大写真については、ＴＤに平行に直線を描く。なお、直線上に気泡が１０〜２０個存在するように走査型電子顕微鏡の拡大倍率を調整する。直線を描くにあたっては、できるだけ直線が気泡に点接触することなく貫通した状態となるようにする。
【００４４】
各拡大写真毎に直線上に存在する気泡数から気泡の平均弦長（ｔ）を下記式に基づいて算出し、この平均弦長（ｔ）を各切断方向の平均気泡径ＤMD又はＤTDとする。
平均弦長（ｔ）＝６０／（気泡数×写真の倍率）
【００４５】
なお、一部の気泡が直線に点接触してしまう場合、直線に点接触している気泡も気泡数に含め、更に、直線の両端部が気泡を貫通することなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の両端部が位置している気泡も気泡数に含める。
【００４６】
そして、得られたＭＤの平均気泡径（ＤMD）とＴＤの平均気泡径（ＤTD）との相加平均値を光拡散シートにおける光入射面に沿った方向の平均気泡径Ｃとする。
光入射面に沿った方向の平均気泡径Ｃ（ｍｍ）＝（ＤMD＋ＤTD）／２
【００４７】
次に、光拡散シートの熱可塑性樹脂発泡シートを構成している熱可塑性樹脂の非発泡状態における密度ρ（ｋｇ／ｍ3 ）をＪＩＳ  Ｋ７１１２−１９９９に基づいて測定する。更に、光拡散シートの見掛け密度Ｄ（ｋｇ／ｍ3）をＪＩＳ  Ｋ７２２２−１９９９に基づいて測定し、下記式に基づいて、光拡散シートにおける気泡密度Ｅ（個／ｃｍ3 ）を算出する。
気泡密度Ｅ（個／ｃｍ3 ）
＝（ρ／Ｄ−１）／｛（４／３）×π×〔（Ｃ／１０）／２〕3 ｝
【００４８】
光拡散シートの厚みを任意の１０箇所において測定し、その相加平均値を光拡散シートの厚みＴとした。光拡散シートにおける光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数を下記式に基づいて算出することができる。
光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数（個）＝気泡密度Ｅ（個／ｃｍ3 ）×厚みＴ（ｃｍ）
【００４９】
そして、光拡散シートの厚みは、薄いと、光拡散シートの光拡散性が低下することがあり、厚いと、光拡散シートの全光線透過率が低下することがあるので、０．３〜１．５ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。
【００５０】
なお、光拡散シートには、その物性を損なわない範囲内において、耐候性安定剤、光安定剤、難燃剤、結晶核剤、可塑剤、滑剤、界面活性剤、分散剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤などの添加剤が含有されていてもよい。分散剤としては、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミドなどが挙げられる。
【００５１】
次に、光拡散シートの製造方法について説明する。光拡散シートの製造方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂と発光体とを押出機に供給して溶融混練し、溶融状態の熱可塑性樹脂中に発泡剤を圧入して溶融混練して発泡性樹脂組成物とした上で、この発泡性樹脂組成物を押出機の先端に取り付けた金型から押出発泡させて熱可塑性樹脂発泡シートを製造し、この熱可塑性樹脂発泡シートを光拡散シートとする製造方法が挙げられる。なお、押出機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、タンデム型押出機などが挙げられ、押出条件の調整がし易いのでタンデム型押出機が好適に用いられる。
【００５２】
押出機には気泡核剤を供給することが好ましい。気泡核剤は、発泡性樹脂組成物を発泡させる際の気泡核の生成を促すものであり、気泡の微細化と均一性に効果を示す。気泡核剤としては、例えば、無機化合物、有機化合物、不活性ガスなどが挙げられる。無機化合物としては、例えば、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズなどが挙げられ、タルクが好ましい。有機化合物としては、ポリテトラフルオロエチレン、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウムとクエン酸との混合物などが挙げられ、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。なお、気泡核剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００５３】
押出機に供給する気泡核剤の量は、少ないと、気泡核剤の効果が発現しないことがあり、多いと、発泡性樹脂組成物の発泡性をかえって損なうことがあるので、発泡性樹脂組成物１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、０．１〜８重量部がより好ましい。
【００５４】
なお、押出機に気泡核剤を供給するにあたって、気泡核剤は、それ自体を直接、押出機に供給しても、或いは、マスターバッチとした上で押出機に供給されてもよい。更に、気泡核剤を熱可塑性樹脂と混合した上で押出機に供給してもよいし、或いは、気泡核剤を熱可塑性樹脂や発光体とは別に押出機に供給してもよい。
【００５５】
なお、気泡核剤をマスターバッチとする場合、マスターバッチの基材樹脂としては、熱可塑性樹脂と相溶性がよいものであれば、特に限定されるものではないが、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００５６】
発泡剤としては、特に限定されず、例えば、窒素、二酸化炭素、ブタン、プロパンなどが挙げられ、二酸化炭素が好ましく、気泡が微細化するという点から、超臨界状態の二酸化炭素、亜臨界状態の二酸化炭素、液化された二酸化炭素がより好ましい。
【００５７】
押出機に供給する発泡剤の量は、光拡散シートの密度に応じて適宜調整すればよいが、少ないと、光拡散シートの軽量性又は柔軟性が低下することがあり、多いと、押出発泡時に破泡を生じ又は光拡散シート中に大きな空隙が生じることがあるので、熱可塑性樹脂１００重量部に対して１〜１２重量部が好ましく、２〜１０重量部がより好ましく、３〜８重量部が特に好ましい。
【００５８】
上記金型としては、特に限定されないが、図１に示したような円環状金型を用いることによって表面平滑性に優れ且つ厚みの均一な熱可塑性樹脂発泡シートを得ることができ、全体的に均一な光拡散性を有する光拡散シートを得ることができる。
【００５９】
図１に示した円環状金型１は、外ダイ２と、この外ダイ２内に配設された内ダイ３とを備えており、外ダイ２と内ダイ３との対向面間に断面円環状の樹脂流路４が形成されている。
【００６０】
樹脂流路４は、第一樹脂流路部41と、この第一樹脂流路部41の先端に連通する第二樹脂流路部42とからなる。第一樹脂流路部41は、その先端部において、基端側から先端側に向かって、即ち、樹脂の流通方向に向かって徐々に流路が狭まり且つ縮径している狭路部41aを有している。
【００６１】
そして、第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端に、第二樹脂流路部42の基端が連結、連通している。第二樹脂流路部42は、その基端部において、先端側から基端側に向かって、即ち、樹脂の流通方向に向かって徐々に流路が広がり且つ拡径している広路部42aを有しており、この広路部42aの基端と、第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端とが連結、連通した状態に構成されている。なお、第二樹脂流路部42を構成している内ダイ３の先端部は、第二樹脂流路部42を構成している外ダイ２の先端よりも円環状発泡体の搬送方向に突出した突出部3aに形成されていた。
【００６２】
上記円環状金型１を用いて押出発泡すると、押出機から吐出された発泡性樹脂組成物は、円環状金型１の樹脂流路４における第一樹脂流路部41に流入し、第一樹脂流路部41の狭路部41a内に流入する。
【００６３】
第一樹脂流路部41の狭路部41aは、その基端から先端となるにしたがって流路が狭く且つ縮径しており、発泡性樹脂組成物は狭路部41a内において発泡することなく第一樹脂流路部41を流通する。
【００６４】
そして、第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端に到達した発泡性樹脂組成物は、連続的に第二樹脂流路部42の広路部42a内に流入する。この広路部42aは、基端から先端に向かって徐々に流路が広く且つ拡径し、第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端部よりも発泡性樹脂組成物の流路面積が大きくなっており、発泡性樹脂組成物は、第二樹脂流路部42の広路部42a内に流入すると同時に発泡する。
【００６５】
この時、発泡性樹脂組成物が発泡して得られる円環状発泡体は、その内外周面が第二樹脂流路部42によって受止され、円環状発泡体は、その内外周面が第二樹脂流路部42内を流通する間に第二樹脂流路部42によって平滑化される。
【００６６】
更に、第二樹脂流路部42は、その樹脂の流通方向に徐々に拡径しているので、円環状発泡体の発泡による体積増加を円滑に吸収しており、円環状発泡体にその周方向に波打つ、所謂、コルゲートが発生することはない。
【００６７】
そして、円環状発泡体は、第二樹脂流路部42の先端開口部から大気中に吐出された後に更に拡径された上で冷却マンドレルに供給されて冷却され、しかる後、円環状発泡体は、その押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断されて展開されて熱可塑性樹脂発泡シートとされ、この発光体を含有する熱可塑性樹脂発泡シートを光拡散シートとして得ることができる。このようにして得られた光拡散シートは、その熱可塑性樹脂発泡シートの気泡が微細にして均一に形成されており、優れた光拡散性を有している。
【００６８】
更に、円環状金型１の第二樹脂流路部42の表面は、円環状発泡体が付着するのを防止して、円環状発泡体に対して適度な滑り抵抗を付与するために、ブラスト処理をした後にメッキ処理された梨地状とすることが好ましい。第二樹脂流路部42の表面粗度（Ｒａ）は、０．４〜３．２μｍが好ましく、０．５〜２．０μｍがより好ましい。
【００６９】
又、円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は、遅いと、光拡散シートの気泡が粗くなり、光拡散シートの光拡散性が低下し、或いは、光拡散シートの密度が高くなり、光拡散シートの柔軟性又は軽量性が低下することがあり、速いと、狭路部の先端において発泡性樹脂組成物が発熱して破泡を生じて、光拡散シートの密度が高くなり或いは気泡が不均一化して光拡散シートの光拡散性が低下することがあるので、５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 ・時間が好ましく、７０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 ・時間がより好ましく、１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2 ・時間が特に好ましい。なお、円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は、円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端の断面積、又は、押出機からの発泡性樹脂組成物の押出吐出量を調整することによって制御することができる。
【００７０】
更に、円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は、小さいと、円環状金型に供給される前に発泡性樹脂組成物が発泡し始める虞れがあるので、７ＭＰａ以上が好ましいが、大き過ぎると、押出機に加わる負荷が大きくなり過ぎたり、発泡剤を押出機内に圧入し難くなる虞れがあるので、８〜３０ＭＰａがより好ましい。このように樹脂圧力を制御することによって、得られる光拡散シートの気泡は微細にして気泡膜の強度が高くなり、後述するように、光拡散シートを構成している熱可塑性樹脂発泡シートの表層部を除去する際に、熱可塑性樹脂発泡シートの気泡構造を損なうことなく気泡断面を露出させることができる。なお、円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は、熱可塑性樹脂の溶融粘度、押出機からの発泡性樹脂組成物の吐出量、又は、第一樹脂流路部の狭路部における先端の断面積を調整することによって制御できる。熱可塑性樹脂の溶融粘度は、発泡剤の添加量、押出機内における樹脂温度などによって調整することができる。
【００７１】
押出機内における発泡性樹脂組成物の樹脂温度は、低いと、押出機の負荷が大きくなり過ぎることがあり、熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂を含有している場合にポリプロピレン系樹脂の結晶化が生じて急激な粘度上昇によって押出発泡が不安定になることがあり、高いと、発泡性樹脂組成物の発泡時に、円環状発泡体の冷却スピードが発泡性樹脂組成物の発泡スピードに追いつかなくなって破泡を生じる虞れがあるので、熱可塑性樹脂の融点よりも１０℃高い温度以上で且つ熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃高い温度以下が好ましい。
【００７２】
上述のようにして得られた光拡散シートを構成している熱可塑性樹脂発泡シートの表面にはスキン層と呼ばれる非発泡層が形成されている。熱可塑性樹脂発泡シートのスキン層、好ましくは熱可塑性樹脂発泡シートの光入射側のスキン層、より好ましくは熱可塑性樹脂発泡シートにおける厚み方向の両側のスキン層を除去して熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面を露出させることによって光拡散シート内へ光の入射を容易にして光拡散シートによる光拡散性の向上を図ることができる。
【００７３】
光拡散シートを構成している熱可塑性樹脂発泡シートのスキン層を除去する方法としては、例えば、熱可塑性樹脂発泡シートのスキン層をカッターなどの汎用の切断手段を用いて切除する方法が挙げられる。
【００７４】
このようにして得られた光拡散シートは、これを構成している熱可塑性樹脂発泡シートが多数の気泡を内部に有しているので、光拡散シートに入射した光は、気泡壁に衝突して反射し或いは気泡壁を透過する際に屈折することによって進行方向を変え、その結果、光拡散シートの全体から均一に拡散された状態で光は放射され、光拡散シートは優れた光拡散性を有している。
【００７５】
そして、光拡散シートは、５７０〜７００ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピークを有する発光体を含有していることから、光拡散シート内に入射した光のうち、発光体の吸収波長領域の光の一部が発光体によって吸収され、発光体からは５７０〜７００ｎｍの波長領域の光が放出される。従って、光拡散シート内に入射した光とは異なるスペクトルを有する光が光拡散シートから放射され、よって、本発明の光拡散シートによれば、フィルターなどを用いることなく、光源とは異なるスペクトルを有する光を均一に拡散させた状態で放射させることができ、本発明の光拡散シートは、照明装置やディスプレイなどの用途に好適に用いることができる。なお、光源としては、特に限定されず、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、電球などが挙げられる。
【００７６】
なお、本発明の光拡散シートは、一枚で用いても複数枚を積層させた状態で用いてもよいが、積層数を多くすると光透過性が低下するので、４枚以下の枚数にて光拡散シートを積層させて用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００７７】
本発明の光拡散シートは、上述の如き構成を有しているので、光源から放射された光のスペクトルとは異なるスペクトルを有する光を拡散させた上で放射し、この放射された光は、５７０〜７００ｎｍの波長領域（赤系）の光が強調された光となっている。従って、人間の目では認識しにくい赤色を認識しやすくすることができ、照明や表示装置、及び、それらにより照らされた物体の色相を変え、従来の白色及び銀色反射板では表現できなかった色相にすることができ、表示装置や照明用途などの色相が重視される用途において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の光拡散シートを製造する際に用いられる円環状金型を示した模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
（実施例１）
口径が６５ｍｍの第一押出機の先端に、口径が７５ｍｍの第二押出機を接続してなるタンデム押出機を用意した。高溶融張力ポリプロピレン（日本ポリプロ社製  商品名「ニューストレンＳＨ９０００」、メルトフローレイト：０．３ｇ／１０分）６０重量％及び熱可塑性エラストマー（三菱化学社製  商品名「サーモランＺ１０１Ｎ」、メルトフローレイト：１４ｇ／分）４０重量％からなる熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂組成物の密度：８９２ｋｇ／ｍ3 ）１００重量部、平均粒子径１２μｍのタルクが７０重量％含有されたマスターバッチ（日本タルク社製  商品名「タルペット７０Ｐ」、基材樹脂：ポリプロピレン）１０重量部及び発光体として蛍光顔料（シンロイヒ社製  商品名「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」）０．５重量部を第一押出機に供給して２１０℃にて溶融混練して熱可塑性樹脂組成物とした。なお、上記蛍光顔料は、４７０〜５７０ｎｍの波長領域の光を吸収して５７０〜７００ｎｍの波長領域の蛍光を発した。
【００８０】
そして、第一押出機に発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を熱可塑性樹脂１００重量部に対して４．２重量部となるように圧入して、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物と超臨界状態の二酸化炭素とを均一に混合して発泡性樹脂組成物を製造した。
【００８１】
この発泡性樹脂組成物を第二押出機に連続的に供給して溶融混練した上で樹脂温度１７５℃にて第二押出機に接続させた円環状金型に供給した。円環状金型は図１に示した構造を有していた。
【００８２】
そして、発泡性樹脂組成物を円環状金型から押出発泡させて円環状発泡体を製造し、この円環状発泡体をその外周面に冷風を吹き付けることによって冷却しながら円環状発泡体を拡径させた上で冷却マンドレルに供給して冷却した後、円環状発泡体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断して展開することによって、発光体として蛍光顔料を含む熱可塑性樹脂発泡シートを光拡散シートとして得た。
【００８３】
この光拡散シートを構成している熱可塑性樹脂発泡シートにおける厚み方向の両側のスキン層をスプリッティングマシン（フォーチュナー社製  商品名「ＡＢ−３２０Ｄ」）を用いて切除して、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが１．０ｍｍの光拡散シートを得た。
【００８４】
なお、円環状金型は、その第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端における外ダイ２の径Ｆ1が３５ｍｍ、第一樹脂流路部41の狭路部41aの先端における内外ダイ３、２の間隔が０．２５ｍｍ、内ダイ３の突出部3aの径Ｆ2が７０ｍｍであった。
【００８５】
円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１０９ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は１０．１ＭＰａであった。
【００８６】
（実施例２）
蛍光顔料（シンロイヒ社製  商品名「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」）を１重量部としたこと、発泡性樹脂組成物を樹脂温度１７６℃にて第二押出機に接続させた円環状金型に供給したこと以外は、実施例１と同様にして、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが１．０ｍｍの光拡散シートを得た。円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１０９ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は１０．７ＭＰａであった。
【００８７】
（実施例３）
蛍光顔料（シンロイヒ社製  商品名「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」）を２重量部としたこと、発泡性樹脂組成物を樹脂温度１７６℃にて第二押出機に接続させた円環状金型に供給したこと以外は、実施例１と同様にして、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが１．０ｍｍの光拡散シートを得た。円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１２１ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は１１．１ＭＰａであった。
【００８８】
（実施例４）
平均粒子径１２μｍのタルクが７０重量％含有されたマスターバッチ（日本タルク社製  商品名「タルペット７０Ｐ」、基材樹脂：ポリプロピレン）を７重量部とし、蛍光顔料（シンロイヒ社製  商品名「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」）を３重量部としたこと、発泡性樹脂組成物を樹脂温度１７７℃にて第二押出機に接続させた円環状金型に供給したこと以外は、実施例１と同様にして、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが０．５ｍｍの光拡散シートを得た。円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１２１ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は１１．５ＭＰａであった。
【００８９】
（実施例５）
平均粒子径１２μｍのタルクが７０重量％含有されたマスターバッチ（日本タルク社製  商品名「タルペット７０Ｐ」、基材樹脂：ポリプロピレン）を４重量部とし、蛍光顔料（シンロイヒ社製  商品名「シンロイヒカラー  ＦＸ−３０７」）を４重量部としたこと、発泡性樹脂組成物を樹脂温度１７４℃にて第二押出機に接続させた円環状金型に供給したこと以外は、実施例１と同様にして、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが０．５ｍｍの光拡散シートを得た。円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１２１ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は１１．７ＭＰａであった。
【００９０】
（比較例１）
蛍光顔料を第一押出機に供給しなかったこと以外は実施例１と同様にして、両面において熱可塑性樹脂発泡シートの気泡断面が全面的に露出してなる厚みが１．０ｍｍの光拡散シートを得た。円環状金型１の第一樹脂流路部41における狭路部41aの先端での発泡性樹脂組成物の吐出速度は１０９ｋｇ／ｃｍ2 ・時間であった。円環状金型１の直前における発泡性樹脂組成物の樹脂圧力は９．８ＭＰａであった。
【００９１】
得られた光拡散シートにおいて、密度、光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数、波長６１０ｎｍにおける光透過率、波長５５０ｎｍにおける光透過率、全光線透過率及びヘイズ値を上述の要領で測定し、その結果を表１に示した。なお、表１において、光入射面１ｃｍ2当たりの気泡数は単に「気泡数」と表記した。
【００９２】
【表１】
2012002941.tif 000003
【符号の説明】
【００９３】
１     円環状金型
２     外ダイ
３     内ダイ
3a     突出部
４     樹脂流路
41     第一樹脂流路部
41a    狭路部
42     第二樹脂流路部
42a    広路部
【図１】
2012002941.tif 000004