(57)【要約】【課題】  宣伝広告効果が期待される窓のガラス面やヘッドアップディスプレイ用のガラス面等にコートした際に、眺望を犠牲にすることなく、また、コート剤を剥がす際に、窓ガラスを傷つけることのない光拡散材、それを用いた光拡散部材及び光拡散構造物を提供する。【解決手段】  酸化セリウム微粒子を分散した全可視光透過率が７０％以上の樹脂からなる光拡散材。酸化セリウム粒子の平均粒子径が１０〜４００ｎｍの範囲であると好ましい。前記の光拡散材を透明基材にコーティングした光拡散部材。この光拡散部材を有する光拡散構造物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウム微粒子を分散した全可視光透過率が７０％以上の樹脂からなる光拡散材。
【請求項２】
酸化セリウム粒子の平均粒子径が１０〜４００ｎｍの範囲である請求項１記載の光拡散材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光拡散材を透明基材にコーティングした光拡散部材。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の光拡散材を透明基材にコーティングした光拡散部材を有する光拡散構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散材、それを用いた光拡散部材及び光拡散構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車における速度などの情報表示、拡張現実（ＡＲ、augmented reality）、プロジェクションマッピングなどの用途で、透明でありながら、可視光を拡散し、透過あるいは反射型のスクリーンとして使用できる材料、特にフィルム材が必要とされている。このような透明な光拡散材については、フィルム中の高屈折微粒子と透明物質の屈折率の差を利用したものが知られている。例えば、特許文献１においては、透明樹脂よりも屈折率が０．０１〜０．１小さく、かつ、平均粒子径が１〜１０μｍである透明物質粉末を分散させた光散乱性合成樹脂（光拡散性樹脂）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６０−２１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような光拡散材を例えば、宣伝用途や自動車用ヘッドアップディスプレイに用いる場合、逆光や背後からの日射などがある場合にも明確に表示できることが必要となる。しかしながら、従来の透明光拡散材では、拡散量が少なく、夜間や入射する太陽光が少ない場合には明確に表示されるが、逆光や背後からの日射などがある場合には不十分であった。
また、光拡散材はビルディングの窓にコートし、昼間や夜間に宣伝広告の映像、特に動画をプロジェクタで投影することが期待されている。従来のネオンサインなどに比べてビルディングの側面全体に投影することができる上、動画も投影できる。また、映像の内容も自由に変更、修正できる。また、ネオンサインやＬＥＤなどの大型表示では、窓ガラスをふさぐ必要があるなど、眺望が犠牲になっていた。光拡散材はビルディングの窓にコートし、昼間や夜間に宣伝広告の映像、特に動画をプロジェクタで投影することにより、宣伝広告をしながらも、ビルディング内部にいる人は窓から景色を眺めることができる。
特に駅周辺のビルディングなど宣伝効果が高い点で好ましい。この場合、光拡散材をコーティングした窓を用いたビルディングを設計建築することも考えられるが、駅周辺は多くのビルディングが建っており、新たに建設することは少ない。むしろ、すでに建設済みのビルディングの窓に光拡散材をコーティングしたほうが、短時間に低コストで光拡散材による広告宣伝を実現できる。
【０００５】
光拡散材を無機ガラスにコーティングする実際の施工現場では、コーティング作業が熟練していない、ほこりなどが付着する、膜厚が設計値を異なるなどにより、光拡散材を一旦剥離し、再度コーティングしなおす必要が生じることがある。そのような場合、剥離の際に光拡散材に含まれる硬度の高い物質粒子が無機ガラス表面に微細な傷を発生させ、ガラス面のヘイズ（曇り）が生じるとの課題があった。この場合、大面積のガラスを交換せねばならず、施工業者は大きな損害を被るほか、特に高層ビルの場合には、施工に大変な手間がかかることがあった。
光拡散材はまた、経年で透明性が劣化するため、あるいは、表面に汚れが生じるなどにより、数年から十年程度で剥離し、新たにコーティングする必要がある。その場合には、水を吹き付け、光拡散材を軟化させた後、スキージなどで剥離する。そのような場合にも、光拡散材に含まれる粒子が無機ガラス表面に微細な傷を発生させる場合がある。特に硬度の高い物質は研磨効果が大きいためガラス面の傷に起因するヘイズが生じる。
また、プロジェクタからの光線は、室内にも若干量入射するが、ＬＥＤライトには紫外光が含まれるため、室内の人に悪影響を及ぼすことがあった。
以上の課題により、大きな宣伝広告効果が期待されているにも関わらず、光拡散材は十分普及しているとは言いがたい現状である。
本発明は、宣伝広告効果が期待される窓のガラス面やヘッドアップディスプレイ用のガラス面等にコートした際に、眺望を犠牲にすることなく、また、コート剤を剥がす際に、窓ガラスを傷つけることのない光拡散材、それを用いた光拡散部材及び光拡散構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、[１]  酸化セリウム微粒子を分散した全可視光透過率が７０％以上の樹脂からなる光拡散材に関する。
また、本発明は、［２］  酸化セリウム粒子の平均粒子径が１０〜４００ｎｍの範囲である上記［１］に記載の光拡散材に関する。
また、本発明は、［３］  上記［１］又は［２］に記載の光拡散材を透明基材にコーティングした光拡散部材に関する。
また、本発明は、［４］  上記［１］又は［２］に記載の光拡散材を透明基材にコーティングした光拡散部材を有する光拡散構造物に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光拡散材、光拡散部材、光拡散構造物は、宣伝広告効果が期待される窓のガラス面やヘッドアップディスプレイ用のガラス面等にコートした際に、眺望を犠牲にすることなく、また、コート剤を剥がす際に、窓ガラスを傷つけることがなく、透明でありながら、プロジェクタの映像を明確に表示することができる上、放熱性にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態の光拡散材に用いる酸化セリウム微粒子としては、粒径が１０〜４００ｎｍの範囲の酸化セリウムの水分散体、有機溶剤分散体が挙げられる。酸化セリウムは、大粒径の粒子を粉砕し、篩いによる選別を経て得ることができる。また、ゾルゲル法などの化学的な手法により得ることができる。酸化セリウムは高い屈折率を有しているため、粒径１０〜４００ｎｍの場合には、大凡透明でありながら、高い光拡散性能を有する。拡散量が多くなるため、逆光や背後からの日射などがある場合でも、明確に表示することができる。
また、本発明の光拡散材は、微粒子状で光学ガラスの研磨用にも用いられる酸化セリウムを用いているため、無機ガラスに傷を付けることはなく、むしろ、表面の平滑性が改善する。
【０００９】
さらに酸化セリウムは、紫外線吸収効果があるため、紫外線からの影響を少なくすることが可能である。
以上のように、酸化セリウムを用いることで、光拡散性だけでなく、紫外線吸収性、ガラスの研磨平坦化が得られる。
酸化セリウムを分散する樹脂は、概ね透明な樹脂（ここでは、全可視光透過率が７０％以上）である。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００１０】
なお、広告宣伝用途では、明確な光の反射があると効果が増大するので、金属光沢をもつ粒子、ドット状金属、メッシュ状金属などを併用しても良い。メッシュ状金属の製造は、エッチング、パターンめっき転写法などがある。このうち、パターンめっき転写法は、金属板の所定部分に絶縁レジストを設け、一部のみ、下地の金属板が露出するようにした版を用意し、その後、電解めっきで下地の金属板が露出する箇所に金属を形成し、更に、その金属を剥離して所定形状の金属パターンを形成するものである。パターンめっき転写法は版を繰り返し使用でき、また、微細なパターンを安価に形成できる点で好ましい。
【００１１】
金属めっきは、銅、銀、金、ニッケル、アルミ、すず等の金属及び各種合金などが挙げられるが、安価で熱伝導率に優れる点で銅が好ましい。
【００１２】
全可視光透過率が７０％以上の樹脂に分散する酸化セリウム微粒子の配合量は、制限がなく、用途により異なるが、好ましくは樹脂１００質量部に対し、１〜２０質量部である。配合量が少ないほど光拡散部材の透明性は増し、眺望はよくなるが光拡散性が低下する。反対に配合量が多くなるほど光拡散部材の透明性は減少し、眺望は悪くなるが光拡散性が増大するので用途に合わせて配合量を調整する。
【００１３】
本発明の光拡散材は、透明基材にコーティングし光拡散部材を得る。透明基材は、透明なら何にコーティングしてもよいが、ビルディング、自動車などの用途では無機ガラスが多く使用される。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、強化ガラス等のガラスを使用することができる。そのほかに、プラスチック等からなる板、プラスチックフィルム等がある。プラスチックとしては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１４】
プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリスチレン、ＥＶＡ、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックからなるフィルムで全可視光透過率が７０％以上のものが好ましい。これらは単層で使うこともできるが、２層以上を組合せた多層フィルムとして使用してもよい。前記プラスチックフィルムのうち透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、価格の点からポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムがより好ましい。
上記プラスチックフィルムの厚さは特に制限はないが、１ｍｍ以下のものが好ましく、厚すぎると可視光透過率が低下しやすくなる傾向がある。また、薄くなりすぎると取扱い性が悪くなることを勘案すると、上記プラスチックフィルムの厚さは５〜５００μｍが好ましく、５０〜２００μｍとすることがより好ましい。
【００１５】
光拡散部材のコーティング層の厚みは、０．１〜５０μｍが好ましく、０．５〜２０μｍがより好ましく、１〜１０μｍが更に好ましい。０．１μｍ未満では、本発明の効果に乏しく、５０μｍを超えると透明性に劣るようになる。
【００１６】
全可視光透過率が７０％以上の樹脂には、架橋剤、硬化剤、希釈剤、可塑剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤や粘着付与剤などの添加剤を配合してもよい。
【実施例】
【００１７】
以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
（光拡散材及び光拡散部材）
フェノキシ樹脂であるＹＰ−３０（東都化成株式会社製商品名；Ｍｗ=６万）１００質量部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるＹＤ−８１２５（東都化成株式会社製商品名）１０質量部、ＩＰＤＩ（日立化成株式会社製；イソホロンジイソシアネート；マスクイソシアネート）５質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール０．３質量部、溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）２８５質量部の組成物中（組成物の屈折率１．５５）にＭＥＫ分散ナノセリア粒子(平均粒子径２０ｎｍ）２０質量部、シリコーン系界面活性剤０．０５質量部を添加した樹脂組成物を、ホモジナイザーを用いて十分に攪拌し、光拡散材を得た。この光拡散材を厚さ５ｍｍの透明ガラス板にアプリケータを用いて乾燥塗布厚が２μｍとなるように塗布し光拡散部材を得た。透明ガラス板にコーティングした光拡散部材は、透明性に優れていた。
【００１８】
（傷の評価）
上記の光拡散材にＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）を塗布し、ゴム製のへらでカキ落とし、付着している光拡散材を、ＮＭＰを含ませた布で拭き落としガラス板を観察したが傷は見られなかった。同様に、上記の光拡散部材を１８０℃、２００時間加熱後、冷却し、同様にして光拡散材を除去し、ガラス板を観察したが傷は見られなかった。
【００１９】
（光拡散構造物）
透明ＰＥＴフィルム面に接着層となるエポキシ系接着フィルム（ニカフレックスＳＡＦ；ニッカン工業株式会社製商品名、ｎ＝１．５８、厚み２０μｍ）を介して厚さ１２μｍの電解銅箔を、その粗化面がエポキシ系接着フィルム側になるようにして、１４０℃、２．９４ＭＰａ（３０ｋｇｆ／ｃｍ２）の条件で加熱ラミネートして接着させた。得られた銅箔付きＰＥＴフィルムにフォトリソ工程（レジストフィルム貼付け−露光−現像−ケミカルエッチング−レジストフィルム剥離）を経て、ラインの幅２０μｍ、ライン間隔１.０ｍｍの銅格子パターンをＰＥＴフィルム上に形成し、銅格子パターンを形成したフィルムを得た。
前記の光拡散部材のコーティングされた光拡散材側に、銅格子パターンを形成したフィルムの銅格子パターンを重ね、１５０℃、１．９６ＭＰａ（２０ｋｇｆ/ｃｍ２）、３０分間、加熱加圧して光拡散構造物を得た。
光拡散構造物は、可視光透過率は７５％、ヘイズは３．５％であり、光拡散構造物の向こう側が透けて見えた。この試料にプロジェクタにて画像を写し、反射方向で観察したところ、画像が観察された。