(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂シート、フイルムまたはガラスに、高い透過視認性と良好な散乱反射性とを両立させた、広い面積で均一な特性を有する透過型スクリーンを簡便に提供する。【解決手段】エアブラシで樹脂シート、フイルムまたはガラスに、透明樹脂とこの透明樹脂に含まれるメジアン径０．０１〜１μｍの光散乱体溶液を吹き付けて均一な薄膜を作製した透過型スクリーン１であって、前記光散乱体が、高屈折率ナノ粒子である、透過視認性と散乱反射性とを有する透過型スクリーン。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂とこの透明樹脂に含まれるメジアン径０．０１〜１μｍの高屈折率ナノ粒子からなる光散乱体溶液をエアブラシで基板に吹き付けて、均一な薄膜を作製した透過型スクリーン。
【請求項２】
特許請求項１に記載の高屈折率ナノ粒子がダイヤモンド及びダイヤモンド誘導体、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムから選ばれるナノ粒子であるか、又はこれらのナノ粒子の少なくとも２種以上の組合せであることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
特許請求項１乃至請求項２に記載の透明樹脂が、ポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメチルメタクリレイト樹脂からなる樹脂であることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４】
特許請求項１乃至請求項３に記載の高屈折率ナノ粒子の含有量が０．２〜４０重量％で、均一な薄膜の厚みが０．２〜４００μであることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項５】
特許請求項１乃至請求項４に記載の透過型スクリーンの基板の反対面にハードコート層を設けたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項６】
透明樹脂とこの透明樹脂に含まれるメジアン径０．０１〜１μｍの高屈折率ナノ粒子からなる光散乱体溶液をエアブラシで基板に吹き付けて、均一な薄膜を作製した透過型スクリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ヘイズが少なくかつコントラストの高い映写像を得ることのできる透過型スクリーンに関し、光散乱体としてダイヤモンド微粒子、フッ素化ダイヤモンド微粒子又はダイヤモンドをコアに有するコア／シェル型複合粒子のダイヤモンド誘導体、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムから選ばれるナノ粒子であるか、又はこれらのナノ粒子の少なくとも２種以上の組合せで透明樹脂に含有し、エアブラシで基板に吹き付けて作製した透過型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】  コンビニエンスストア、家具、服飾、靴、飲食店等の商店の窓、デパート、ホテル等のショーウインドーの陳列スペース等に設置された透明パーティション等に、その透過視認性を保持したまま、商品情報、広告等の様々なコンテンツを投影表示することは、きわめて有用なディスプレー手法である。具体的な実施形態として、例えば、窓、ショーウインドーに透明なプロジェクションスクリーンを貼合し、プロジェクターからコンテンツ画像を投影することが、近年行われている。【０００３】  自動車、飛行機、船舶等の乗り物には、運転者（操縦者）等に各種情報を知らせるため半永久的に使用可能な様々な機器が設けられている。例えば自動車には、走行速度、回転数、燃料残量、時間、走行距離等を知らせるための機器が設けられている。自動車には、この他、ナビゲーション情報を知らせるためのナビゲーション装置が設けられることもある。【０００４】  しかしながら、上述のような商店の窓、陳列スペースは、季節の移り変わりや、新商品への取り換えの時季には、スクリーンの使用を中止したり、新たにスクリーンを設置したりする必要がある。本発明の透明な透過型スクリーンは、必要に応じて、窓や、陳列スペースの透明パーティションにエアブラシで窓ガラス等の基板に吹き付けて容易に作製できる透過型スクリーンに関する。必要に応じて水または溶剤で簡便に除去できる設計も可能である。【０００５】  プロジェクションスクリーンは、視野角依存性の少ない良好な投影画像を得るために、プロジェクターからの投影光を強く散乱反射する特性を有する。しかしながら、上述のように、窓、ショウウインドウ、透明パーティション等に従来の高散乱タイプのプロジェクションスクリーンを配置した場合、外からの光も投影光同様に散乱反射してしまうため、その透明基材が本来有している透過視認性を大きく損なってしまう。このため透過視認性を損なわず良好な散乱反射性を発現させる透過型スクリーンとしての機能を満足しながら、簡便に作製、除去できるプロジェクションスクリーンもまた望まれている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従って、本発明の目的は、高い透過視認性と良好な散乱反射性とを両立するとともに、広い面積で均一な特性を有しながら、作製、除去ともに容易な透過型スクリーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、高屈折率ナノ粒子がのダイヤモンド及びダイヤモンド誘導体、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムから選ばれるナノ粒子がポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメチルメタクリレイト樹脂等のポリマーに対する分散性に優れていること、及び透過視認性を損なわず良好な散乱反射性を有し、簡便に作製、除去できることを見いだし、本発明に想到した。
【０００８】  すなわち、本発明の透過型スクリーンは、透明樹脂とこの透明樹脂に含まれるメジアン径０．０１〜１μｍの高屈折率ナノ粒子からなる光散乱体溶液をエアーガンで基板に吹き付けて、均一な薄膜を作製することを特徴とする。
【０００９】  前記光散乱体溶液をエアブラシ等で基板に吹き付けて均一な薄膜を作製すことが好ましい。
【００１０】  前記透明薄膜層は高分子樹脂からなるのが好ましい。
【００１１】  前記基板がガラス又は高分子樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の透過型スクリーンは、透過視認性を損なわず良好な散乱反射性を有するので、窓、ショウウインドウ、透明パーティション等に用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の透過型スクリーンの例を示す模式断面図である。
【図２】コア／シェル型複合粒子の例を示す模式図である。
【図３】スクリーンに光が入射した時の散乱方向を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】［１］透過型スクリーン
（１）構成
透過型スクリーンはメジアン径０．０１〜１μｍの高屈折率光散乱体を含む溶液を乾燥後０．１〜４００μｍ厚みになるよう基板にエアブラシで吹き付ける。必要に応じて透明薄膜層を基板で挟んで使用してもよい。
【００１５】（２）基板
基板はガラス、高分子樹脂からなるのが好ましい。ガラスとしては、ケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等の酸化ガラスが実用的であり、特にケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスが好ましい。
【００１６】  高分子樹脂としては可視光の透過性に優れたものが好ましく、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等を用いることができる。
【００１７】（３）透明薄膜層
本発明の高屈折率ナノ粒子を分散する透明樹脂が、ポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメチルメタクリレイト樹脂からなる樹脂が好ましく用いられる。
【００１８】  上記樹脂以外の高分子樹脂としては可視光の透過性に優れたポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等を用いることができる。
【００１９】  上記高屈折率ナノ粒子を分散する透明樹脂薄膜層の厚みは、０．２〜４００μｍであるのが好ましく、０．５〜３０μｍであるのがより好ましく、１〜１０μｍであるのが最も好ましい。０．２μｍ未満の場合は十分な反射像が得られなくなり、４００μｍを越えると像がぼけてしまう。透明薄膜層そのものを透過型シートとして用いても良い。
【００２０】（４）光散乱体
光散乱体のメジアン径が可視光の波長と同等以上になると前方散乱が著しく強くなり、透過型スクリーンを透過してくる光が滲んでしまう。従って、前記光散乱体のメジアン径は１μｍ以下であり、４００ｎｍ以下であるのが好ましく、２００ｎｍ以下であるのがより好ましい。光散乱体のメジアン径が１０ｎｍより小さくなると後方散乱がほとんど起こらなくなり、透過型スクリーンの散乱反射性が低下する。光散乱体のメジアン径は３０ｎｍ以上であるのが好ましい。
【００２１】  光散乱体は透明薄膜層を構成する材質よりも高い屈折率を有するのが好ましい。透明薄膜層として高分子樹脂を用いた場合、一般に高分子樹脂の屈折率は１．５〜１．６程度であるので、光散乱体の屈折率は２以上であるのが好ましく、２．３以上であるのがより好ましい。このような高屈折率ナノ粒子として、ダイヤモンド（屈折率２．４）及びダイヤモンド誘導体、チタン酸バリウム（屈折率２．４）、酸化ジルコニウム（屈折率２．４）、酸化チタニウム（屈折率２．７）が挙げられる。これらの粒子は２種以上を組合せて使用することもできる。
【００２２】  ダイヤモンド（屈折率２．４）が特に好ましい。ダイヤモンドとしては、爆射法で得られたグラファイト相を有するナノダイヤモンドを酸化処理して得られるダイヤモンド微粒子のコアと、有機ポリマー又はシリカのシェルとからなるコア／シェル型複合粒子であることが好ましい。特に前記ダイヤモンド微粒子をフッ素処理して得られたフッ素化ダイヤモンド微粒子は、高分子樹脂への分散性に優れており、前記光散乱体として好適である。メジアン径０．０１〜１μｍのフッ素化ダイヤモンド微粒子は、１〜１０ｎｍ程度の径を有するナノ粒子が凝集した形状のものであるのが好ましい。
【００２３】  前記酸化処理は、硝酸、重クロム酸等の酸化性化合物を含有する水中で、加熱、酸化処理するのが好ましい。
【００２４】  前記ダイヤモンド微粒子は、フッ素処理されたフッ素化ナノダイヤモンド微粒子であることが好ましい。
【００２５】  フッ素化ダイヤモンド微粒子は、前記酸化処理により得られたダイヤモンド微粒子の表面をフッ素で修飾したものである。ダイヤモンド微粒子のフッ素化は、フッ素ガスと直接反応させる方法、又はフッ素プラズマによる方法等により行うことができる。
【００２６】  フッ素ガスと直接反応させる方法は、ダイヤモンド微粒子を入れた反応管（ニッケル製等）に、フッ素ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガスを３００〜５００℃で１０〜５００時間流すことにより行う。
【００２７】  本発明の高屈折率ナノ粒子の含有量が０．２〜４０重量％で、均一な薄膜の厚みが０．２〜４００μであることが好ましい。
【００２８】  高屈折率ナノ粒子の含有量が、より好ましくは１．０〜３５重量％である。０．２重量％未満では散乱強度が不足し、４０重量％以上では透過性が不足する。
【００２９】（５）透過型スクリーンの製造方法
透過型スクリーンは、高分子樹脂を溶融して光散乱体を含有させて得られた、高分子樹脂を水や有機溶剤に溶解し、光散乱体をその高分子樹脂溶液に分散させ塗料化したものをエアブラシでガラスや樹脂基板に均一に吹き付け、成膜する方法等により作製することができる。
【００３０】  光散乱体の樹脂の吹き付けは、エアブラシ、スプレーガンで行う。エアブラシは、圧縮した空気などの期待の圧力によって塗料を霧状に噴射する低圧なエアを使う小型の霧化機器であり、自動車塗装などの一般塗装機器に用いられる同様の形状をした大型の吹付け式塗装機器は「スプレーガン」と呼称されるが、同一のものではなく、圧縮空気を利用せず、形状や仕組みも異なる。
【００３１】  ガラスや樹脂基板に吹き付け長期間使用したい場合には、接着性を持たせるために、高分子樹脂を溶融した光散乱体に、水分又は熱で硬化する樹脂を添加するとか、触媒を添加するなどの方法がある。表面の硬度を持たせるためには、透過型スクリーンの基板の反対面にハードコート層を上より吹き付け被覆してもよい。耐候性を持たせるためには、紫外線吸収剤を添加してもよい。これらはいずれも透明性を悪化させない範囲であることが好ましい。
【実施例】
【００３２】  本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。【００３３】実施例１〜２
（１）ダイヤモンド粒子粉末の作製
ビジョン開発株式会社製の精製ナノダイヤモンド分散液を入手し、自然沈降させデカンテーションにより３回水洗し、更に遠心分離により脱水し、１２０℃で加熱乾燥し、ダイヤモンド微粒子Ａを得た。デカンテーションを繰り返したことにより、粒径の小さなナノサイズダイヤモンドは除去され、比較的粗大な凝集粒子が回収された。得られたダイヤモンド微粒子Ａのメジアン径は４１０ｎｍ、比重は３．４６ｇ／ｃｍ３であった。この比重から算出した組成は、ダイヤモンド９７体積％及びグラファイト３体積％であった。メジアン径は動的光散乱法により測定した。【００３４】（２）透過型スクリーンの作製
ポリビニルブチラール樹脂（ブチラール化度：６５．９モル％、アセチル基量：０．９モル％）１００質量部に対し、可塑剤として４０質量部のトリエチレングリコール−ビス−２−エチルブチレートと、１５質量部のダイヤモンド微粒子Ａを添加し、ミキサーにより約７０℃で約１５分間混練して後、エアブラシに注入した。プロにお願いして透明なガラス基板（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚み３ｍｍ）に０．２μ厚み及び２００μ厚みに吹き付け実施例１及び実施例２の透過型スクリーンを作製した。【００３５】実施例３〜４
（１）ダイヤモンド微粒子Ａのフッ素化
実施例１で作製したダイヤモンド粒子粉末Ａを用いて、１０ｇのダイヤモンド微粒子Ａをニッケル製の反応管に入れ、フッ素ガスを流量１５ｍｌ／ｍｉｎ及びアルゴンガスを流量３８５ｍｌ／ｍｉｎで流通しながら４００℃で１２０時間加熱し、ダイヤモンド微粒子Ａの粒子表面をフッ素で修飾したフッ素化ダイヤモンド微粒子Ｂを作製した。得られたフッ素化ダイヤモンド微粒子Ｂのメジアン系は４１５ｎｍであり、フッ素含有量はＸＰＳ及び元素分析の結果から１２ｗｔ％であった。【００３６】（２）透過型スクリーンの作製
ポリビニルブチラール１００質量部及びトリエチレングリコール−ビス−２−エチルブチレート４０質量部を含むメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液（ポリビニルブチラール：１０質量％）に、フッ素化ダイヤモンド微粒子Ｂを４質量％添加し、十分攪拌した後、超音波洗浄器を用いて均一分散させた。フッ素化ダイヤモンド微粒子Ｂは、前記ＭＥＫ溶液に良好に分散した。この溶液を透明なガラス基板（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚み３ｍｍ）の片面にエアブラシで吹き付け、塗布及び乾燥して、１００μ厚み及び４００μｍの厚みに吹き付け実施例３及び実施例４の透明薄膜層を有する透過型スクリーンを作製した。【００３７】実施例５
（１）ダイヤモンドの分散処理
実施例１で得られたダイヤモンドの粉末Ａをビーズミルにより分散処理した。ビーズミルによる分散は、アシザワファインテック株式会社製スターミルＬＭＺを用いて行った。２４３ｇの粉末Ａを水／トリエチレングリコール（５０：５０の容量比）に分散して５質量％の水分散液を調製し、ディゾルバーで予備分散した。０．１ｍｍ径のジルコニアビーズを０．１５Ｌのベッセルに充填し、１０ｍ／ｓの周速で回転子を回転させながら、前記粉末Ａの分散液を０．１２Ｌ／ｍｉｎで供給し、連続的に分散処理を行った。約２．０ｈ分散処理した後のダイヤモンドの粉末Ａはメジアン径４０ｎｍであった（粉末Ｃ）。【００３８】（２）酸素による酸化処理
ビーズミルによって分散処理した粉末Ｃの２．０質量％水分散液３０ｍＬを、オートクレーブ（容量５０ｍＬ、ＳＵＳ３１６製）に入れ、酸素導入管、温度計及び調圧弁を有する蓋で密封し、炉内に設置した。オートクレーブ内の空気を酸素で置換した後、オートクレーブ内が１．０ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力となるように、室温で酸素を導入した。オートクレーブを平均昇温速度６．５℃／分で昇温し４００±５℃の温度及び２４．８±１  ＭＰａの圧力で１時間保持した。オートクレーブを室温まで冷却した後、大気圧まで減圧し、精製されたナノダイヤモンドを含む液を回収した。この液は、上澄みと薄い灰色を呈する精製ナノダイヤモンドの沈殿とに分離していた。【００３９】  前記精製されたナノダイヤモンドを含む液は、濾過膜を通し１μｍ以上の粗大な粒子を除去した後、遠心分離により脱水し、水で再分散させる操作を３回行うことにより水洗し、更に遠心分離により脱水し、１２０℃で加熱乾燥し、ダイヤモンド微粒子Ｂを得た。得られたダイヤモンド微粒子Ｂのメジアン径は２１０ｎｍであり、比重は３．４８ｇ／ｃｍ３であった。この比重から算出した組成は、ダイヤモンド９８体積％及びグラファイト２体積％であった。【００４０】（３）ダイヤモンド微粒子Ｂを内包する複合シリカ粒子
ダイヤモンド微粒子Ｂのコアとシリカのシェルとからなるコア／シェル型複合粒子を以下の方法により作製した。１００ｍｌのステンレス容器に、２０ｇのメタノール、０．３５ｇのドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、２ｇのダイヤモンド微粒子Ｂのイソプロパノール分散液（１５質量％）を添加した。その分散液に５ｍｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液６０ｇを加え、１分間撹拌後、テトラメトキシシラン０．３４ｇをゆっくりと加え、５時間撹拌後、１２時間静置し熟成させた。得られた白色沈殿物をろ別し、水洗、乾燥の後、１℃／分の速度で６００℃まで昇温したのち、２時間６００℃で焼成し、ダイヤモンド微粒子Ｂをシリカで内包したダイヤモンド含有シリカ粒子Ｄを得た。このダイヤモンド含有シリカ粒子Ｄは、メジアン径０．８μｍであった。【００４１】（４）透過型スクリーンの作製
フッ素化ダイヤモンド微粒子Ｂの代わりに、ダイヤモンド含有シリカ粒子Ｄを用いて、実施例１と同様にして実施例５の透過型スクリーンを作製した。【００４２】実施例６
チタン工業株式会社製酸化チタニウムＫＡ−３０（粒径２００−４００ｎｍ）を用いて、実施例１の透過型スクリーンの作製方法と同様の方法で、５重量部のＫＡ−３０を添加し、エアブラシで透明ガラス基板に１μ厚みに吹き付け実施例６の透過型スクリーンを作製した。【００４３】  実施例１〜６で作製した透過型スクリーンは高い透過視認性と良好な散乱反射性とを有しおり、スクリーンとして好適であった。
【符号の説明】
【００４４】１・・・透過型スクリーン
１０・・・光散乱体
１１、１１ａ、１１ｂ・・・基板
１２・・・透明薄膜層
２０・・・コア／シェル型複合粒子
２１・・・コア
２２・・・シェル
Ｉ・・・入射光
Ｓｆ・・・前方散乱
Ｓｂ・・・後方散乱
【図１】
2016177245.tif 000003
【図２】
2016177245.tif 000004
【図３】
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