(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂中に光拡散剤である樹脂微粒子を混合して光拡散剤含有樹脂を製造する方法において、透明樹脂を加熱溶融し、溶融状態下の透明樹脂に架橋シロキサン系樹脂微粒子および架橋スチレン系樹脂微粒子から選ばれる樹脂微粒子を添加、混合することを特徴とする光拡散剤含有樹脂の製造法（ただし、前記樹脂微粒子が蛍光体含有樹脂粒子および蛍光染料含有樹脂粒子よりなる群から選ばれてなる少なくとも１種の蛍光性粒子である場合を除く）。
【請求項２】
透明樹脂のＭＦＲが１〜５０（ｇ／１０分）である請求項１記載の製造法。
【請求項３】
透明樹脂がメタクリル系樹脂である請求項１または請求項２記載の製造法。
【請求項４】
樹脂微粒子の平均粒子径が０．１〜５０μｍである請求項１記載の製造法。
【請求項５】
透明樹脂に対する樹脂微粒子の量が０．１〜１重量％である請求項１記載の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂微粒子が分散している光拡散剤含有樹脂の製造法に関する。詳しくは樹脂微粒子を破砕することなく均一に分散させた光拡散剤含有樹脂の製造法に関する。
本発明の光拡散剤含有樹脂は、透明樹脂中へ樹脂微粒子を分散させるのに好適なマスターバッチとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、透明樹脂の光拡散剤として無機粉末に代わり樹脂微粒子を用いことが多くなってきている。無機粉末を基材透明樹脂に添加した場合には、充分な光拡散性は得られても光線透過率の低下が大きいという欠点があり、しかも衝撃強度等の基材透明樹脂の物性を低下させるという欠点をも有していた。
【０００３】
また、基材透明樹脂に屈折率の異なる樹脂粉末、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等を添加した場合には、光拡散効果はある程度限定されてしまう。これを改良する目的で、特開平４−３３７３０４号には、重合性ビニルモノマーおよび該モノマーに不溶な樹脂微粒子を水系に分散し、懸濁重合して得られ、樹脂微粒子が分散している重合体粒子が開示されている。
【０００４】
一方、樹脂微粒子を光拡散剤として用いた導光板などの場合に、成形体中の樹脂微粒子の量は０．０１〜０．１重量％程度であり、非常に少ない。
したがって、成形体中の濃度より高い濃度のマスターバッチを作り、それを用いて成形体樹脂中に樹脂微粒子を均一に分散させるのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂微粒子を透明樹脂に添加混合する方法として、機械的に樹脂微粒子と透明樹脂を混合し、これを混練する方法または樹脂の重合時に添加する方法があるが、単なる機械的に混練する方法では添加した微粒子が破砕し、微粒子本来の性能が発現し難いという欠点を有していた。
また、重合時に添加する方法は、特開平４−３３７３０４号に開示されているように、重合性ビニルモノマーおよび該モノマーに不溶な微小ポリマー粒子を水系に分散し、懸濁重合で得られることが示されている。しかし、該設備を考慮すると経済性のある方法とは言い難いし、記載の重合体は、分子量が数１０万〜１００万程度のものであり、溶融し難く、成形体樹脂との相溶性が良くない。
【０００６】
本発明者はかかる事情に鑑み、透明樹脂中に樹脂微粒子を破砕させることなく均一に分散させる方法について鋭意検討した結果、加熱溶融した透明樹脂中に樹脂微粒子を添加、混合することによって、樹脂微粒子を破砕することなく透明樹脂中に均一に分散できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、透明樹脂に光拡散剤である樹脂微粒子を混合して光拡散剤含有樹脂を製造する方法において、透明樹脂を加熱溶融し、溶融状態下の透明樹脂に樹脂微粒子を添加、混合することを特徴とする光拡散剤含有樹脂の製造法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における透明樹脂としては、透明であれば特に限定されないが、例えば、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、カーボネート系樹脂等が挙げられ、メタクリル系樹脂が好ましく用いられる。
【０００９】
この透明樹脂のＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ７２１０）は１〜５０（ｇ／１０分）が好ましい。１（ｇ／１０分）より小さいと成形体樹脂との相溶性が劣り、５０（ｇ／１０分）より大きいと機械的強度、耐熱性が劣り好ましくない。
【００１０】
メタクリル系樹脂とは、メタクリル酸メチル単独重合体またはメタクリル酸メチルを５０％以上と、他のビニル単量体との共重合体である。
メタクリル酸メチルと共重合させるビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルへキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸、アクリル酸などの不飽和酸類；スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等である。
また、この共重合体にはポリブタジエンまたはブタジエン／アクリル酸ブチル共重合体、ポリアクリル酸ブチル共重合体などのエラストマー成分や無水グルタル酸単位、グルタルイミド単位をさらに含んでも良い。
【００１１】
本発明に用いられる樹脂微粒子としては、その屈折率と透明樹脂の屈折率との差の絶対値が０．０２〜０．２のものが好ましく用いられる。０．０２より小さくなると光拡散性が低くなり、また０．２より大きくなると光線透過率が低下する。
本発明に用いられる樹脂微粒子として、具体的には、例えば、架橋シロキサン系樹脂微粒子、架橋スチレン系樹脂微粒子、架橋メタクリル酸メチル系樹脂微粒子、無機粉末含有架橋メタクリル酸メチル系樹脂微粒子等が挙げられる。
【００１２】
樹脂微粒子の平均粒子系が０．１〜５０μｍ、好ましくは１．５〜１０μｍのものが用いられる。この範囲の樹脂微粒子が良好な光拡散性を付与するのに好適である。
０．１μｍ未満だた粒子径がより光の波長に近接するため光拡散性が低下し、また５０μｍを越えると光拡散性が低下して好ましくない。
樹脂微粒子は、真球状のものが好ましい光拡散効果を呈する。
【００１３】
架橋シロキサン系樹脂微粒子とは、一般的にシリコーンゴム、シリコーンレジンと呼称されるものであり、常温で個体状のものを指す。
シロキサン系樹脂は主にクロロシランの加水分解と縮合によって製造される。例えば、ジメチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、フェニルメチルクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシランに代表されるクロロシラン類を加水分解と縮合することにより、シロキサン系樹脂を得ることができる。
さらに、これらのシロキサン系樹脂を過酸化ベンゾイル、過酸化−２，４−ジクロロベンゾイル、過酸化−ｐ−クロルベンゾイル、過酸化ジキュミル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンのごとき過酸化物により架橋させたり、シロキサン樹脂の末端にシラノール基を導入し、アルコキシシラン類と縮合架橋さたりすることにより架橋シロキサン系樹脂が製造される。
なかでも、珪素原子１個あたり有機基が２〜３個結合した架橋シロキサン系樹脂が好ましい。
【００１４】
架橋シロキサン系樹脂微粒子を得るには、前記架橋樹脂を機械的に粉砕する方法や、特開昭５９−６８３３３号公報、特開昭６０−１３８１３号公報に記載の方法等を利用できる。
また、市販品として東芝シリコーン（株）製“トスパールシリーズ”、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製“トレフィルシリーズ”、信越化学工業（株）製“シリコーンパウダー”が挙げられる。
【００１５】
架橋スチレン系樹脂とは、スチレン系単量体単位を５０重量％以上含み、そのほかに、ラジカル重合可能な二重結合を分子内に１個有する単量体を４９．９重量％以下、ラジカル重合可能な二重結合を分子内に少なくとも２個有する単量体を０．１〜５０重量％を重合して得られる樹脂である。
スチレン系単量体とは、スチレン及びその誘導体である。スチレン誘導体としては、クロロスチレン、ブロムスチレンのようなハロゲン化スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキル置換スチレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、上記スチレン系単量体は二種類以上併用してもよい。
【００１６】
ラジカル重合可能な二重結合を分子内に１個有する単量体とは、前記のスチレン系単量体と共重合するものであれば特に制限はないが、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；アクリロニトリルなどが挙げられる。
これらの中でも特にメチルメタアクリレートのごときアルキルメタアクリレート類が好ましい。
なお、単量体は二種類以上併用しても良い。
【００１７】
ラジカル重合可能な二重結合を分子内に少なくとも２個有する単量体とは、例えば、１、４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートのようなアルキルジオールジ（メタ）アクリレート類；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートのようなアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート類；ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートのような芳香族多官能化合物；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートのような多価アルコールの（メタ）アクリレート類が挙げられる。
これらの単量体も二種類以上併用しても良い。
【００１８】
これらの構成成分を公知の懸濁重合法、ミクロ懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の方法により重合し、必要により分級して所望の粒径の微粒子を得ることができる。
【００１９】
これら樹脂微粒子を分散させた光拡散剤含有樹脂は、透明樹脂を加熱溶融し、溶融状態のころへ樹脂微粒子を添加、混合することにより，樹脂微粒子を破砕することなく均一に分散させた樹脂を得ることができる。
例えば、ブラベンダープラストミル、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール、一軸押し出し機、二軸押し出し機で樹脂の溶融ゾーンへ、樹脂微粒子を途中添加できる構造の押し出し機等を用いて容易に製造することができる。
【００２０】
また、公知の塊状重合時、脱揮押し出し機先端にフィード口を設けた脱揮押出機を用い、溶融状態下にある樹脂部へ樹脂微粒子を添加することで製造することができる。
【００２１】
なお、必要に応じてヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、及びイオウ系酸化防止剤、紫外線吸収剤やヒンダードアミン系光安定剤等の耐候剤を添加し、樹脂中に含有させることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の方法により、透明樹脂中に光拡散剤である樹脂微粒子を破砕することなく均一に分散させることができ、得られる光拡散剤含有樹脂は、光拡散剤含有成形体の製造用のマスターバッチとして好適に用いられる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
溶融混練機として二軸押出機（ＴＥＸ３０：（株）日本製鋼所製、ベント３個付き）を用い、押出機の３個のベントの内、第２ベントに微量フィード用重量フィーダー（ＫＣＬ２４−ＫＴ２０：ｋ−ｔｒｏｎ社製）を設置して、樹脂微粒子の添加用のフィード口として使用した。
メタクリル酸メチル系樹脂としてスミペックス  ＭＧ５（住友化学工業（株）製）を、樹脂微粒子として架橋シロキサン系樹脂微粒子（トスパール１４５：東芝シリコーン（株）製、平均粒子径４．５μｍ）を用い、押出機回転数が２５０ｒｐｍ、押出機設定温度２２０℃で、メタクリル酸メチル系樹脂１５ｋｇ／Ｈｒに対して架橋シロキサン系樹脂７５ｇ／Ｈｒを添加、混合し、光拡散剤含有樹脂を製造した。
該樹脂中に分散する樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子は破砕もなく均一に分散していた。
【００２５】
実施例２
樹脂微粒子として架橋シロキサン系樹脂の代わりに架橋スチレン系樹脂微粒子（ファインパール：住友化学工業（株）製、平均粒子径６．０μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして光拡散剤含有樹脂を製造した。
該樹脂中に分散する樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子は破砕もなく均一に分散していた。
【００２６】
実施例３
塊状重合時、脱揮押出機先端にフィード口を設けた脱揮押出機を用い、溶融状態下にあるメタクリル酸メチル系樹脂へ樹脂微粒子を添加して光拡散剤含有樹脂を製造した。
メタクリル酸メチル（以下ＭＭＡと称す）９８．８重量％、アクリル酸メチル（以下ＭＡと称す）１．０重量％、連鎖移動剤としてはｎ−オクチルメルカプタン（以下ＯＭと称す）０．２重量％およびラジカル開始剤としてはアゾビスイソブチロニトリル（以下ＡＩＢＮと称す）からなる単量体溶液を３０ｋｇ／Ｈｒを重合反応器に供給し、温度１６０℃で重合を行った。
【００２７】
得られる液状の重合体組成物を重合反応器から取り出し、加熱器へ導き、液状の重合体組成物を２００℃まで加熱し、次いで脱揮押出機に導いた。
脱揮押出機は、（株）日本製鋼所の二軸押出機（ＴＥＸ３０）を用い、フォアベント３個のうち先端のベント口へ重量フィーダー（ＫＣＬ２４−ＫＴ２０：Ｋ−ｔｒｏｎ社製）を取付け、架橋シロキサン系樹脂微粒子（トスパール１４５：東芝シリコーン（株）製、平均粒子径４．５μｍ）を７５ｇ／Ｈｒで供給した。
メタクリル酸メチル系樹脂と架橋シロキサン系樹脂微粒子はダイスよりストランド状で押し出し（回転数：２５０ｒｐｍ、温度：２５０℃）、水冷却後、光拡散剤含有樹脂がペレットとして平均１３．７ｋｇ／Ｈｒで得た。
該樹脂中に分散する樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子は破砕もなく均一に分散していた。
【００２８】
比較例１
メタクリル酸メチル系樹脂としてスミペックス  ＭＧ５（住友化学工業（株）製）１５ｋｇと樹脂微粒子として架橋シロキサン系樹脂微粒子（トスパール１４５：東芝シリコーン（株）製、平均粒子径４．５μｍ）７５ｇを、スーパーミキサーで撹拌混合し、実施例１と同じ二軸押出機に１５ｋｇ／Ｈｒで供給し、溶融して光拡散剤含有樹脂を得た。
該樹脂中に分散する樹脂微粒子を光学顕微鏡で観察したところ、破砕した樹脂微粒子が多数分散し、かなりの分散不良が見られた。