丙烯酸系樹脂粒子、塗料組合物及光學材料的製作方法
2023-08-10 10:51:01 1
技術領域
本發明涉及丙烯酸系樹脂粒子、塗料組合物及光學材料。
背景技術:
近年來,液晶顯示裝置作為顯示裝置被用於各種用途中。該液晶顯示裝置在液晶盒的背面配設有背光單元。背光單元由冷陰極管或LED等發光光源、燈反射器、導光板、被配設在該導光板的前面側的光擴散板、以及被配設在上述導光板的後面側的光反射板構成。上述光擴散板為使從發光光源釋放的光擴散並使其入射到液晶面板的光學膜。
另外,為了減少耗電量,還要求液晶顯示畫面的高亮度化。為了實現液晶顯示畫面的高亮度化,要求使來自發光光源的光擴散,使得均勻地入射到液晶面板的整個面。此外,在照明裝置的外罩也被要求高亮度化。
專利文獻1中公開了包含有高交聯、數平均粒徑為0.1~20μm、粒徑分布的變動係數(CV值)為20%以下的聚合物粒子和粘結劑成分的光學材料用組合物。
然而,上述光學材料用組合物所包含的聚合物粒子的粒徑分布的變動係數(CV值)被限定在20%以下,粒徑的偏差小,因此在將光學材料組合物塗布在基板上形成光擴散層時,聚合物粒子以整列狀態排列,其結果,反而在聚合物粒子之間產生間隙,通過該間隙的光不被擴散,從而產生光擴散性變得不均勻的問題。
專利文獻1:日本特開2008-7666號公報
技術實現要素:
本發明提供能夠形成具有均勻光擴散性的光學材料的丙烯酸系樹脂粒子以及使用該丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物及光學材料。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子的特徵在於,體積基準的累積10%粒徑除以個數基準的累積10%粒徑的值α、體積基準的累積50%粒徑除以個數基準的累積50%粒徑的值γ以及體積基準的累積90%粒徑除以個數基準的累積90%粒徑的值η滿足下式1且體積基準的粒徑的變動係數CV值滿足式2的同時,體積基準的累積10%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值A滿足式3且體積基準的累積90%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B滿足式4。
α>γ>η···式1
30%≤體積基準的粒徑的CV值≤40%···式2
A≤0.75···式3
1.1≤B≤1.6···式4
α=體積基準的累積10%粒徑/個數基準的累積10%粒徑
γ=體積基準的累積50%粒徑/個數基準的累積50%粒徑
η=體積基準的累積90%粒徑/個數基準的累積90%粒徑
A=體積基準的累積10%粒徑/體積基準的累積50%粒徑
B=體積基準的累積90%粒徑/體積基準的累積50%粒徑
如上所述,α由體積基準的累積10%粒徑和個數基準的累積10%粒徑定義。γ由體積基準的累積50%粒徑和個數基準的累積50%粒徑定義。η由體積基準的累積90%粒徑和個數基準的累積90%粒徑定義。
此外,本發明的丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的粒徑的CV值滿足式2,在體積基準的粒度分布上大致具有正態分布。即,在繪出橫軸為體積基準的粒徑、縱軸為粒子數的曲線圖時,以體積基準的累積50%粒徑(體積基準的平均粒徑)為中心具有大致線對稱的形狀,隨著粒徑遠離體積基準的平均粒徑,粒子數會畫出光滑的曲線(如山麓)的同時緩慢減少。
因此,本發明的丙烯酸系樹脂粒子,在看任意粒徑的分散度時,具有接近該粒徑的粒徑的粒子分散度取與上述任意粒徑的分散度近似的值。因此,α意味著體積基準的累積10%粒徑及其附近的粒徑的區域(極小徑區域)中的粒徑的分散度。γ意味著體積基準的累積50%粒徑及其附近的粒徑的區域(平均粒徑區域)中的粒徑的分散度。η意味著體積基準的累積90%粒徑及其附近的粒徑的區域(極大徑區域)中的粒徑的分散度。以下,將極小徑區域的粒子稱作「極小徑粒子」,將平均粒徑區域的粒子稱作「中度粒徑粒子」,將極大徑區域的粒子稱作「極大徑粒子」。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子滿足α>γ>η(式1)。通過滿足式1,丙烯酸系樹脂粒子被構成為其粒徑越小丙烯酸系樹脂粒子的粒徑的分散度越高。
而且,丙烯酸系樹脂粒子被構成為體積基準的累積10%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值A被限定在0.75以下,優選被限定在0.7以下,極小徑粒子的數量變多。
丙烯酸系樹脂粒子在體積基準的累積10%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值A超過0.75時,極小徑粒子的數量變少,難以填補極大徑粒子及中度粒徑粒子之間所形成的間隙。
另一方面,丙烯酸系樹脂粒子被構成為體積基準的累積90%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B被限定在1.1~1.6,優選被限定在1.2~1.6,極大徑粒子的數量變少。
在丙烯酸系樹脂粒子中,體積基準的累積90%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B不足1.1時,極大徑粒子變得過少,中度粒徑粒子的突出變得顯著,在將塗膜與其他材料接觸的狀態下使用時,對其他材料的損傷性增加。
在丙烯酸系樹脂粒子中,體積基準的累積90%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B超過1.6時,極大徑粒子變得過多,極大徑粒子的突出變得顯著,從而得到的塗膜的表面平滑性降低。
如上所述,本發明的丙烯酸系樹脂粒子被構成為在極大徑區域的分散度變小且極大徑粒子的數量變少。如此,雖然存在極大徑粒子,但是通過使極大徑粒子的數量變少,能夠使丙烯酸系樹脂粒子在均勻分散的狀態下存在於粘結劑樹脂中。
此外,由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成塗膜時,通過使極大徑粒子的數量少,儘可能防止極大徑粒子突出在塗膜的表面,能夠提高塗膜的表面平滑性。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子,使平均粒徑區域的粒子及極小徑區域的粒子的分散度高於極大徑區域的粒子的分散度的同時,使極小徑區域的丙烯酸系樹脂粒子的數量變多。
作為第一理由,通過以相比於極大徑粒子的分散度高的適當的分散度含有中度粒徑粒子,能夠使具有中度粒徑且具有適當的粒度分布寬度的粒子有效地填補極大徑粒子之間所形成的間隙。此外,通過存在中度粒徑的粒子,由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜具有優異的機械強度。
作為第二理由,通過使極小徑區域的粒子的分散度高於中度粒徑粒子及極大徑粒子的分散度的同時,增加極小徑粒子的數量,由此極小徑粒子具有寬廣的粒度分布且數量多,因此能夠有效且容易地以大致沒有間隙的方式填補極大徑粒子和中度粒徑粒子之間所形成的具有各種尺寸的間隙。
即,本發明的丙烯酸系樹脂粒子中,使極小徑粒子的分散度變得最高且使極小徑粒子的數量變多。因此,極小徑粒子有效地進入中度粒徑粒子無法填補的間隙,以大致沒有間隙的方式有效地填補在極大徑粒子及中度粒徑粒子之間所形成的間隙。
如此,通過使本發明的丙烯酸系樹脂粒子的極小徑區域、平均粒徑區域及極大徑區域的丙烯酸系樹脂粒子的分散度為式1的關係,體積基準的粒徑的CV值為規定範圍,限定極大徑區域及極小徑區域的粒子的數量,由此當使用包含本發明的丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成塗膜時,得到的塗膜中,丙烯酸系樹脂粒子不聚集且以大致沒有間隙、大致均勻地分散的狀態存在。
對於本發明的丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的累積50%粒徑,從本發明的由包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜的光擴散性優異的方面考慮,優選為1~50μm,更優選為2~20μm。
對於α(體積基準的累積10%粒徑/個數基準的累積10%粒徑),從在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,有效地填補極大徑粒子及中度粒徑粒子之間的間隙來使丙烯酸系樹脂粒子大致沒有間隙且大致均勻地分散,能夠提高塗膜的光擴散性的方面考慮,優選為1.8~3.2,更優選為1.9~3.2。
對於γ(體積基準的累積50%粒徑/個數基準的累積50%粒徑),從在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,有效地填補極大徑粒子之間的間隙來使丙烯酸系樹脂粒子大致沒有間隙且大致均勻地分散,能夠提高塗膜的光擴散性的方面考慮,優選為1.4~2.8,更優選為1.5~2.7。
對於η(體積基準的累積90%粒徑/個數基準的累積90%粒徑),在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,極大徑粒子具有相同程度的粒徑,且不存在由於具有極端大的粒徑的丙烯酸系樹脂粒子部分性地突出而使塗膜的表面平滑性受損的情況,因此優選1.4~2.8,更優選1.4~2.7。
對於丙烯酸系樹脂粒子中的體積基準的粒徑的CV值過小時,丙烯酸系樹脂粒子的粒度分布的寬度變窄,在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,無法有效地填補在丙烯酸系樹脂粒子之間所形成的間隙,同時塗膜的表面平滑性降低,過大時,極大徑的丙烯酸系樹脂粒子的數量變得過多,塗膜的表面平滑性降低,因此被限定在30~40%,優選被限定在32~38%。
此外,優選的是,在丙烯酸系樹脂粒子中,除α、γ及η之外,體積基準的累積25%粒徑除以個數基準的累積25%粒徑的值β及體積基準的累積75%粒徑除以個數基準的累積75%的值δ滿足式5。
α>β>γ>δ>η···式5
β=體積基準的累積25%粒徑/個數基準的累積25%粒徑
δ=體積基準的累積75%粒徑/個數基準的累積75%粒徑
而且,優選的是,體積基準的累積25%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值C滿足式6且體積基準的累積75%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值D滿足式7。
C≤0.85···式6
1.1≤D≤1.4···式7
C=體積基準的累積25%粒徑/體積基準的累積50%粒徑
D=體積基準的累積75%粒徑/體積基準的累積50%粒徑
如上所述,β由體積基準的累積25%粒徑和個數基準的累積25%粒徑定義。δ由體積基準的累積75%粒徑和個數基準的累積75%粒徑定義。因此,β意味著體積基準的累積25%粒徑及其附近的粒徑的區域(小徑區域)中的粒徑的分散度。δ意味著體積基準的累積75%粒徑及其附近的粒徑的區域(大徑區域)中的粒徑的分散度。以下,將小徑區域的粒子稱作「小徑粒子」,將大徑區域的粒子稱作「大徑粒子」。
丙烯酸系樹脂粒子被構成為體積基準的累積25%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值C優選為0.85以下,更優選0.8以下,小徑粒子的數量變多。
丙烯酸系樹脂粒子在體積基準的累積25%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值C過大時,小徑粒子的數量變少,存在難以有效地填補在極大徑粒子及中度粒徑粒子之間所形成的間隙的可能性。
另一方面,丙烯酸系樹脂粒子構成為體積基準的累積75%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值D優選為1.1~1.4,更優選1.1~1.3,大徑粒子的數量變少。
在丙烯酸系樹脂粒子中,體積基準的累積75%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B過小時,存在無法有效地填補在極大徑粒子之間所形成的間隙的可能性。
在丙烯酸系樹脂粒子中,體積基準的累積75%粒徑除以體積基準的累積50%粒徑的值B過大時,由於大徑粒子過多,大徑粒子的突出變得顯著,存在得到的塗膜的表面平滑性降低的可能性。
如此,通過α、β、γ、δ及η滿足式5的關係,大徑粒子、具有中度粒徑的粒子、小徑粒子及極小徑粒子能夠更有效地、大致沒有間隙地填補極大徑粒子之間所形成的間隙,能夠形成具有更均勻的光擴散性的塗膜。
對於β(體積基準的累積25%粒徑/個數基準的累積25%粒徑),從在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,有效地填補極大徑粒子、大徑粒子及中度粒徑粒子之間的間隙來使丙烯酸系樹脂粒子大致沒有間隙且大致均勻地分散,能夠提高塗膜的光擴散性的方面考慮,優選為1.7~3.1,更優選為1.8~3.1。
對於δ(體積基準的累積75%粒徑/個數基準的累積75%粒徑),在由本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子的塗料組合物形成的塗膜中,防止丙烯酸系樹脂粒子聚集,同時能夠儘可能防止極大徑粒子從塗膜突出而提高塗膜的表面平滑性,因此優選1.2~2.2,更優選1.3~2.1。
關於本發明的丙烯酸系樹脂粒子,體積基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑,個數基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑以及體積基準的粒徑的CV值是指由下述方法測定的值。
丙烯酸系樹脂粒子的體積平均粒徑是通過庫爾特粒子計數儀III(Beckman Coulter公司製造的測定裝置)。測定是使用根據Beckman Coulter公司發行的MultisizerTM3用戶手冊校正後的孔徑實施。
此外,測定所使用的孔徑的選擇,在測定的樹脂粒子的估計體積平均粒徑為1μm以上10μm以下時,選擇具有50μm尺寸的孔徑,在測定的樹脂粒子的估計體積平均粒徑為大於10μm且30μm以下時,選擇具有100μm尺寸的孔徑,在樹脂粒子的估計體積平均粒徑大於30μm且90μm以下時,選擇具有280μm尺寸的孔徑,在丙烯酸系樹脂粒子的估計體積平均粒徑大於90μm且150μm以下時,選擇具有400μm尺寸的孔徑等,適當地進行。測定後的體積平均粒徑與估計體積平均粒徑不同時,變更為具有適當尺寸的孔徑後,再次進行測定。
另外,在選擇具有50μm尺寸的孔徑時,電流(孔徑電流)設定為-800,增益(Gain)設定為4;在選擇具有100μm尺寸的孔徑時,電流(孔徑電流)設定為-1600,增益(Gain)設定為2;在選擇具有280μm及400μm尺寸的孔徑時,電流(孔徑電流)設定為-3200,Gain(增益)設定為1。
作為測定用試樣,使用接觸式攪拌機(ヤマト科學株式會社製造、「TOUCHMIXER MT-31」)及超聲波清洗器(株式會社ヴェルヴォクリーア社製造,「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)將樹脂顆粒0.1g分散於0.1重量%非離子表面活性劑水溶液10ml中而成為分散液的試樣。在庫爾特顆粒計數儀III的測定部設置裝滿ISOTON(註冊商標)II(Beckman Coulter公司製造:測定用電解液)的燒杯,一邊緩慢攪拌燒杯內,一邊滴加上述分散液,在將庫爾特顆粒計數儀III主體畫面的濃度計的讀數對準5~10%後,開始測定。測定中,以氣泡不進入燒杯內的程度緩慢攪拌,在測定到10萬個粒子時結束測定,計算出體積基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑以及個數基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑。
體積基準的平均粒徑為10萬個丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的累積50%粒徑。
基於下式計算出丙烯酸系樹脂粒子的粒徑的CV值(變動係數)。
丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的CV值(%)
=100×(丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的粒度分布的標準偏差)/(丙烯酸系樹脂粒子的體積基準的平均粒徑)
本發明的丙烯酸系樹脂粒子可以使用通用的聚合方法製造。作為丙烯酸系樹脂粒子的製造方法,沒有特別的限制,例如,將丙烯酸系單體及聚合引發劑在分散穩定劑的存在下分散於水性介質中邊攪拌邊懸浮聚合而製造丙烯酸系樹脂粒子的方法,除此之外,可舉出使用乳液聚合、種子聚合、本體聚合、溶液聚合等通用的聚合方法製造丙烯酸系樹脂粒子的方法。此外,作為水性介質,可例舉水、甲醇、乙醇或它們的混合物等,優選水。
作為丙烯酸系單體,沒有特別的限定,可例舉丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸等。丙烯酸系單體可以單獨使用,也可以並用兩種以上。
作為丙烯酸酯,可例舉丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯。作為甲基丙烯酸酯,可例舉甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯等,優選甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯。
另外,也可以在丙烯酸系單體中含有能夠與丙烯酸系單體共聚的單體。作為這樣的單體,可例舉苯乙烯、對甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈等具有乙烯基的單體等。
此外,也可以在丙烯酸系單體中含有具有多個乙烯基的多官能單體。作為這樣的多官能單體,可例舉1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、十乙二醇二甲基丙烯酸酯、十五乙二醇二甲基丙烯酸酯、一百五十乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁烯二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。這些單體可以單獨使用,也可以並用兩種以上。上述多官能單體中,優選乙二醇二甲基丙烯酸酯。
作為聚合引發劑,可例舉過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化辛醯、過氧化鄰氯苯甲醯、甲基乙基酮過氧化物、過氧化二碳酸二異丙酯、氫過氧化枯烯、叔丁基過氧化氫等過氧化物系聚合引發劑,2,2』-偶氮二異丁腈、2,2』-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等偶氮系聚合引發劑。
另外,作為分散穩定劑,可例舉磷酸鈣、焦磷酸鎂等難水溶性無機鹽;聚乙烯醇、甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮等水溶性高分子;油酸鈉、月桂基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、烷基萘磺酸鹽、烷基磷酸酯鹽等陰離子表面活性劑;月桂胺乙酸鹽、硬脂胺乙酸酯鹽等烷基胺鹽;月桂基三甲基氯化銨這樣的季銨鹽等陽離子表面活性劑;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯等非離子表面活性劑,月桂基二甲基氧化胺等兩性表面活性劑。此外,分散穩定劑可以單獨使用,也可以並用兩種以上。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子被調整為粒度分布滿足式1~4,但是作為該調整方法,用通用的方法對用上述方法製造的丙烯酸系樹脂粒子進行分級即可。作為分級時的基準,將具有分級前的丙烯酸系樹脂粒子中的體積基準的累積25%粒徑以下的粒徑的粒子或具有分級前的丙烯酸系樹脂粒子中的體積基準的累積75%粒徑以上的粒徑的粒子的一部分一邊確認分級後的丙烯酸系樹脂粒子的粒度分布一邊使用各種分級機進行適當調整而去除即可。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子通過與粘結劑樹脂混合,構成包含本發明的丙烯酸系樹脂粒子和粘結劑樹脂的塗料組合物。該塗料組合物適合用於形成光學材料、家電等電氣產品表面的消光塗料、建築物的外部裝飾塗料。作為光學材料,可例舉防眩膜、光擴散板及導光板等,尤其適合用於形成光擴散板。
作為製造塗料組合物的方法,使用通用的混合機混合本發明的丙烯酸系樹脂粒子和粘結劑樹脂即可。作為混合機,可例舉擠出機等混煉機、珠磨機、高壓均質機等。
作為粘結劑樹脂,可以使用公知的熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂,可例舉上述丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚酯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂等聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂等,從透明性優異方面考慮,優選丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂。此外,熱塑性樹脂可以單獨使用,也可以並用兩種以上。
塗料組合物中粘結劑樹脂的含量,由於能夠製造光擴散性及透光性兩者優異的光學材料,因此相對於丙烯酸系樹脂粒子100重量份優選25~400重量份,更優選50~200重量份。
為了調整塗料組合物的粘度,塗料組合物中也可以含有溶劑。作為溶劑,沒有特別的限定,可例舉甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯、醇等。此外,溶劑可以單獨使用,也可以並用兩種以上。
接著,對使用本發明的丙烯酸系樹脂粒子製造光學材料的方法進行說明。光學材料通過將光擴散層層疊一體化在基材上而被製造。作為光學材料的製造方法,沒有特別的限定,例如,能夠通過將上述塗料組合物塗布在基材上並進行乾燥,將丙烯酸系樹脂粒子分散在粘結劑樹脂中而構成的光擴散層層疊一體化在基材上,製造光學材料。此外,在塗料組合物中含有溶劑時,在乾燥塗料組合物時去除溶劑。
作為基材,沒有特別的限定,可例舉聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚醯胺等合成樹脂基材,玻璃板等無機基材等。在光學材料為光擴散板時,基材優選為透明基材。此外,「透明」包含半透明。
作為在基材上塗布塗料組合物的方法,可以使用逆轉輥塗法、凹版塗布法、擠壓式塗布法、逗點式塗布法、噴塗法等公知的方法。光擴散層的厚度,沒有特別的限定,但考慮到光擴散性、膜強度等,優選1~100μm,更優選3~30μm。
如上所述形成的光擴散層,由於包含本發明的丙烯酸系樹脂粒子,因此在光擴散層中丙烯酸系樹脂粒子以均勻地分散的狀態且在丙烯酸系樹脂粒子之間大致沒有間隙的狀態分散。因此,光擴散層在整個面上具有大致均勻地光擴散性。
此外,光擴散層,在其表面上丙烯酸系樹脂粒子沒有過度突出,表面平滑性優異,因此在將光學材料與其他材料疊加使用時,也不會損傷其他材料。
本發明的丙烯酸系樹脂粒子,由於具有如上所述的結構,因此能夠以不聚集且在丙烯酸系樹脂粒子之間大致沒有間隙的狀態分散。
因此,使用本發明的包含丙烯酸系樹脂粒子及粘結劑樹脂的塗料組合物形成的光擴散層中,丙烯酸系樹脂粒子沒有間隔且不聚集、大致均勻地分散在粘結劑樹脂中。因此,光擴散層在整體上具有大致均勻且優異的光擴散性,具有該光擴散層的光學材料具有優異的光擴散性。
另外,上述光擴散層,由於其表面平滑性優異,因此具有所述光擴散層的光學材料即使在與其他光學材料重疊使用時也不會損傷其他光學材料。因此,本發明的具有使用丙烯酸系樹脂粒子形成的光擴散層的光學材料,可以與其他光學材料重疊使用,能夠謀求光學材料整體的小型化。
具體實施方式
下面,舉實施例對本發明進行更詳細的說明,但本發明不受本實施例的任何限制。
(實施例1)
將包含甲基丙烯酸甲酯95重量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯5重量份及過氧化苯甲醯0.4重量份的單體組合物,去離子水200重量份,作為由酸溶性的難水溶性無機化合物構成的分散穩定劑的三磷酸鈣6重量份,以及月桂基硫酸鈉0.1重量份供給到混合機(特殊機化工業株式會社製造商品名「TKホモミキサー」),以4500rpm混合10分鐘,得到單體組合物均勻地分散在去離子水中的分散液。
將上述分散液供給到聚合反應器內,一邊攪拌,一邊將單體組合物在70℃進行懸浮聚合3小時,得到交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子分散在水中的懸浮液。
所得到的懸浮液中添加鹽酸溶解分散穩定劑後,從水中分離交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子,清洗後乾燥得到交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
接著,將得到的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子投入渦輪分級機(日清エンジニアリング社製造商品名「型式TC-15」)進行分級,去除粒徑為20μm以上的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子及粒徑為1~5μm的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子,得到分級後的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
(實施例2)
除將混合機的轉數設為7000rpm之外,用與實施例1相同的方法得到分級前的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
接著,將得到的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子投入渦輪分級機(日清エンジニアリング社製造商品名「型式TC-15」)進行分級,去除粒徑為15μm以上的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子及粒徑為1~4μm的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子,得到分級後的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
(實施例3)
代替甲基丙烯酸甲酯及乙二醇二甲基丙烯酸酯使用35重量份的甲基丙烯酸丁酯、35重量份的丙烯酸丁酯及30重量份的乙二醇二甲基丙烯酸酯,將混合機的轉數設為6500rpm,除此之外,用與實施例1相同的方法得到分級前的交聯丙烯酸系樹脂粒子。
接著,將得到的交聯丙烯酸系樹脂粒子投入渦輪分級機(日清エンジニアリング社製造商品名「型式TC-15」)進行分級,去除粒徑為15μm以上的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子及粒徑為1~4μm的交聯丙烯酸系樹脂粒子,得到分級後的交聯丙烯酸系樹脂粒子。
(比較例1)
使用了實施例1中製造的分級前的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
(比較例2)
使用了實施例2中製造的分級前的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
(比較例3)
使用了實施例3中製造的分級前的交聯丙烯酸系樹脂粒子。
(比較例4)
將實施例1中得到的分級後的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子投入渦輪分級機(日清エンジニアリング社制商品名「型式TC-15」),去除粒徑超過12μm的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
此外,將所得到的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子投入空氣分級機(日清エンジニアリング社制商品名「型式AC-20」),去除粒徑小於9μm的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
關於實施例1~3及比較例4中得到的分級後的丙烯酸系樹脂粒子以及比較例1~3中得到的分級前的丙烯酸系樹脂粒子,表1及表2中示出了α、β、γ、δ、η、A、B、C及D、以及體積基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑,個數基準的累積10%、25%、50%、75%及90%粒徑,體積基準的粒徑的CV值。
均勻地混合實施例及比較例中得到的丙烯酸系樹脂粒子250重量份、聚酯系樹脂180重量份、聚異氰酸酯50重量份、甲苯300質量份及甲基乙基酮330重量份製造了塗料組合物。將該塗料組合物通過擠壓式塗布法塗布在透明的聚酯系樹脂膜上後,乾燥塗料組合物來去除甲苯及甲基乙基酮,製作了在聚酯系樹脂膜上乾燥塗料組合物而形成的光擴散層被層疊一體化而成的光擴散板。
用下述方法評價得到的光擴散板的塗布斑點及損傷性,並且將其結果示於表1中。
(塗布斑點)
肉眼觀察光擴散板,確認了樹脂粒子集中的部分和樹脂粒子少的部分的存在,即所謂的塗布斑點的存在。將觀察不到塗布斑點的情況設為「良」,並且將觀察到塗布斑點的情況設為「不良」。
(損傷性)
使用了摩擦染色堅牢度試驗機(大栄科學精器製作所社製造)。從光擴散板切割出了2張縱12cm×橫5cm的平面長方形的試驗片。在摩擦染色堅牢度試驗機的試樣臺上放置並固定了試驗片,使試驗片位於該光擴散板上。在摩擦染色堅牢度試驗機的摩擦件上使光擴散層向上而固定另外的試驗片,進一步在其上放上500g的砝碼(對試驗片的接觸面積為4cm2),在與試驗片的長邊方向平行的10cm的距離內,以30次往返/分鐘的速度往返摩擦20次,評價光擴散層的損傷。
將肉眼無法確認光擴散層的損傷的情況設為「良」,將能夠確認損傷的情況設為「不良」。