特開 2015-121480 透明高分子材料の透明性評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-121480(P2015-121480A)

(43)【公開日】2015年7月2日

(54)【発明の名称】透明高分子材料の透明性評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/46 20060101AFI20150605BHJP

   G01N 21/958 20060101ALI20150605BHJP

【ＦＩ】

   G01J3/46 Z

   G01N21/958

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-265684(P2013-265684)

(22)【出願日】2013年12月24日

(71)【出願人】

【識別番号】597021842

【氏名又は名称】サンアロマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】丸山 真範

(72)【発明者】

【氏名】坂井 和彦

(72)【発明者】

【氏名】内田 雅司

(72)【発明者】

【氏名】横山 邦明

(72)【発明者】

【氏名】田頭 克春

【テーマコード（参考）】

2G020

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G020AA08

2G020DA12

2G020DA13

2G020DA34

2G020DA42

2G051AA90

2G051AB20

2G051CB03

2G051EA17

2G051EB05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】目視による透明性評価に対する相関性が高く、実用性が高い透明高分子材料の透明性評価方法を提供する。
【解決手段】透明高分子材料の透明性評価方法は、透明高分子材料からなる平板状試験片を有する試験体を、ＪＩＳＺ８７２２に従い、ＪＩＳＺ８７２２における幾何条件ｂ且つ標準Ｃの測色用イルミナントで測色してＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める測色工程と、前記三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを下記式（１）に代入し、計算して不透明度Ａを導出する不透明度導出工程と、前記不透明度Ａの値に基づいて透明性を評価する評価工程とを有する。式（１）：Ａ＝Ｙ＋０．３０１８Ｚ−３．８３１Ｘ
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明高分子材料からなる平板状試験片を有する試験体を、ＪＩＳ Ｚ８７２２に従い、ＪＩＳ Ｚ８７２２における幾何条件ｂ且つ標準Ｃの測色用イルミナントで測色してＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める測色工程と、前記三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを下記式（１）に代入し、計算して不透明度Ａを導出する不透明度導出工程と、前記不透明度Ａの値に基づいて透明性を評価する評価工程とを有する、透明高分子材料の透明性評価方法。
Ａ＝Ｙ＋０．３０１８Ｚ−３．８３１Ｘ （１）
（なお、式（１）におけるＸ，Ｙ，Ｚは、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚである。）

【請求項2】

前記試験体は、前記平板状試験片と、該平板状試験片の両面に流動パラフィンを塗布して形成した流動パラフィン膜と、前記平板状試験片及び前記流動パラフィン膜を挟持した一対のガラス板とを備える、請求項１に記載の透明高分子材料の透明性評価方法。

【請求項3】

前記一対のガラス板の一方を無着色透明ガラス板とし、前記一対のガラス板の他方を黒色ガラス板とし、
測色工程では、前記無着色透明ガラス板に向けて測定用の光を照射して試験体を測色する、請求項２に記載の透明高分子材料の透明性評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透明高分子材料の透明性を評価する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

透明高分子材料の成形品は様々な用途に使用されている。透明高分子材料の透明性を定量的に評価する方法として、拡散反射光の全光線透過光に対する割合であるヘイズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６）を利用する方法が広く知られている（例えば特許文献１参照）。ヘイズは曇度とも称され、その値が小さい程、透き通ったものとなり、透明性が高い、とされてきた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７９７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ヘイズは、材料の種類によっては、目視による透明性の評価に対する相関性が必ずしも高くなく、実用性が低いという問題を有していた。
本発明は、目視による透明性評価に対する相関性が高く、実用性が高い透明高分子材料の透明性評価方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、以下の態様を含む。
［１］透明高分子材料からなる平板状試験片を有する試験体を、ＪＩＳ Ｚ８７２２に従い、ＪＩＳ Ｚ８７２２における幾何条件ｂ且つ標準Ｃの測色用イルミナントで測色してＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める測色工程と、前記三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを下記式（１）に代入し、計算して不透明度Ａを導出する不透明度導出工程と、前記不透明度Ａの値に基づいて透明性を評価する評価工程とを有する、透明高分子材料の透明性評価方法。
Ａ＝Ｙ＋０．３０１８Ｚ−３．８３１Ｘ （１）
（なお、式（１）におけるＸ，Ｙ，Ｚは、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚである。）
［２］前記試験体は、前記平板状試験片と、該平板状試験片の両面に流動パラフィンを塗布して形成した流動パラフィン膜と、前記平板状試験片及び前記流動パラフィン膜を挟持した一対のガラス板とを備える、［１］に記載の透明高分子材料の透明性評価方法。
［３］前記一対のガラス板の一方を無着色透明ガラス板とし、前記一対のガラス板の他方を黒色ガラス板とし、測色工程では、前記無着色透明ガラス板に向けて測定用の光を照射して試験体を測色する、［２］に記載の透明高分子材料の透明性評価方法。

【発明の効果】

【0006】

本発明の透明高分子材料の透明性評価方法は、目視による透明性評価に対する相関性が高く、実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】試験例１〜４において、横軸に目視による透明性評価結果を、縦軸に不透明度及びヘイズをプロットしたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の透明高分子材料の透明性評価方法は、測色工程と不透明度導出工程と評価工程とを有する。
本発明が適用される透明高分子材料に含まれる透明高分子としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン・αオレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン・アクリル共重合体、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、トリアセチルセルロース等が挙げられる。これらの中でも、本発明の効果がより顕著に発揮されることから、結晶性高分子（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等）が好ましく、ポリプロピレンがより好ましい。
透明高分子材料には、透明性を損なわない範囲で、ブルーイング剤やカーボンブラック等の着色剤が含まれてもよい。
さらに、透明高分子材料には、必要に応じて、結晶核剤、酸化防止剤、光安定剤、滑剤等の各種添加剤が含まれてもよい。
透明高分子材料は、ＪＩＳ Ｋ７３６１：１９９７に従って測定した全光線透過率が５０％以上の材料である。全光線透過率が５０％未満の不透明な高分子材料に対しては、本発明を適用することは困難である。

【0009】

測色工程は、透明高分子材料からなる平板状試験片を有する試験体を、測色してＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める工程である。
本発明における測色工程では、試験体を、ＪＩＳ Ｚ８７２２：２００９（色の測定方法−反射及び透過物体色）に従って測色する。測色の際の、照射及び受光の幾何条件は、ＪＩＳ Ｚ８７２２：２００９の５．３．１に記載された幾何条件ｂとする。また、測色の際に使用する測色用イルミナントは、標準Ｃの測色用イルミナントとする。

【0010】

測色方法としては、分光測光器を用いる分光測色法、光電色彩計を用いる刺激値直読法のいずれであってもよい。測定精度が高くなる点では、分光測色法が好ましい。
分光測色法は、分光測光器を用いて、分光反射率係数及び分光透過率係数を測定し、ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定する三刺激値Ｘ，Ｙ、Ｚを求める方法である。分光測光器は、ＪＩＳ Ｚ８７２２：２００９の４に記載された第１種分光測光器を用いてもよいし、第２種分光測光器を用いてもよい。
分光測色法における分光反射率係数の測定は、ＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９の５．３．３に記載された方法ａでもよいし、方法ｂでもよい。

【0011】

前記試験体は、少なくとも平板状試験片を有する。平板状試験片は、透明高分子材料を成形して作製したものである。成形方法は、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形等、各種成形法のいずれであってもよい。平板状試験片の厚さは、０．０１〜５ｍｍであることが好ましい。
測色の測定精度が高くなる点では、前記試験体は、前記平板状試験片と、該平板状試験片の両面に流動パラフィンを塗布して形成した流動パラフィン膜と、前記平板状試験片及び前記流動パラフィン膜を挟持した一対のガラス板とを備える積層体が好ましい。
流動パラフィン膜を形成しておけば、平板状試験片の表面の凹凸による光散乱を抑制でき、特に表面の影響の大きい薄い試験片や、片側が自由表面となるロール成形したシートから採取した試験片において、測色の測定精度がより高くなる。流動パラフィン膜を形成する方法としては、流動パラフィンを、刷毛やコーターを用いて平板状試験片の表面に塗布する方法、平板状試験片を流動パラフィンに浸漬させる方法等が挙げられる。
一対のガラス板で挟持すれば、流動性を有する流動パラフィン膜を平板状試験片の表面に保持することができる。

【0012】

さらに、前記一対のガラス板の一方（第１のガラス板）を無着色透明ガラス板とし、前記一対のガラス板の他方（第２のガラス板）を黒色ガラス板とし、前記無着色透明ガラス板に向けて測定用の光を照射して試験体を測色することが好ましい。無着色透明ガラス板は着色剤が含まれないガラス板であり、黒色ガラス板は、ＪＩＳ Ｚ８７４１の６．１に記載された黒色ガラスの板である。黒色ガラス板としては、例えば、株式会社村上色彩技術研究所製ブラックガラスＢＫ−７が挙げられる。
第２のガラス板が黒色ガラス板であると、平板状試験片及び流動パラフィン膜を透過して第２のガラス板に入射した光を全波長にわたって吸収できるため、第２のガラス板からの鏡面反射の影響を排除できる。そのため、測色の測定精度がより高くなる。

【0013】

不透明度導出工程は、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを下記式（１）に代入し、計算して不透明度Ａを導出する。この不透明度Ａは白色の度合いを示しており、不透明度Ａの値が小さい程、白色度が小さく、透き通ったものとなる。
Ａ＝Ｙ＋０．３０１８Ｚ−３．８３１Ｘ （１）
（なお、式（１）におけるＸ，Ｙ，Ｚは、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚである。）
不透明度Ａの導出は、コンピュータを用いてもよい。例えば、式（１）をコンピュータに記憶させておき、測色工程により求めた三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚをコンピュータに入力し、式（１）を計算して不透明度Ａを求めてもよい。前記コンピュータは、測色する際に使用する測色計に備え付けられたコンピュータであってもよいし、測色計に備え付けられたコンピュータとは別のコンピュータであってもよい。

【0014】

評価工程は、前記不透明度Ａの値に基づいて透明性を評価する工程である。すなわち、不透明度Ａの値の大小によって透明性を評価する。具体的には、不透明度Ａが小さい程、透明性が高い、と評価する。

【0015】

上記透明高分子材料の透明性評価方法では、拡散反射光や全光線透過光の量を測定して透明性を評価するのではなく、試験体を測色し、その測定値に基づいて透明性を評価する方法である。具体的には、試験体について、白色の度合いを表す不透明度Ａを測定し、不透明度Ａに基づいて透明性を評価する。不透明度Ａが小さい程、白色の度合いが小さくなり、透き通ったものとなる。したがって、不透明度Ａによって透明性を評価できる。
本発明者らが調べた結果、不透明度Ａに基づく透明性の評価結果は、目視による透明性評価結果に対する相関性が高いことがわかった。したがって、本発明の透明性評価方法は実用性が高い。

【実施例】

【0016】

（試験例１〜４）
下記の透明高分子材料を成形温度２３０℃で射出成形して、厚さ１．５ｍｍ及び１．０ｍｍの平板状試験片を得た。
透明高分子材料Ａ：下記の結晶性ポリプロピレン共重合体（a）６８質量％、エチレン・αオレフィン共重合体（ｂ）３２質量％に、酸化防止剤（ＢＡＳＦ社製Ｂ２２５）０．１質量部および中和剤（カルシウムステアレート）０．０５質量部を配合し、混合して樹脂混合物を得た。その樹脂混合物を、二軸押出機を用い、ダイス設定温度２２０℃で溶融混練し、ペレット化して、ＭＦＲが１１．７ｇ／１０分の透明高分子材料Ａを得た。
結晶性ポリプロピレン共重合体（ａ）：公知の立体選択性チーグラー・ナッタ触媒を用い、既知の重合法を用いて製造されたＭＦＲが１７．５ｇ／１０分で、共重合体中のエチレン単位の割合が４．３質量％のプロピレン・エチレン共重合体。
エチレン・αオレフィン共重合体（ｂ）：ダウケミカル社製ＥＧ８４８０
透明高分子材料Ｂ：下記のブロックポリプロピレン（ｃ）に、酸化防止剤（ＢＡＳＦ社製Ｂ２２５）０．１質量部および中和剤（カルシウムステアレート）０．０５質量部を配合し、混合して樹脂混合物を得た。その樹脂混合物を、二軸押出機を用い、ダイス設定温度２２０℃で溶融混練し、ペレット化して、ＭＦＲが２７．３ｇ／１０分の透明高分子材料Ｂを得た。
ブロックポリプロピレン（ｃ）：公知の立体選択性チーグラー・ナッタ触媒を用い、既知の逐次重合法を用いて製造された、プロピレン・エチレン共重合体とエチレン・１−ブテン共重合体とからなるブロックポリプロピレン。プロピレン・エチレン共重合体中のエチレン単位の割合が３．０質量％、エチレン・１−ブテン共重合体の含有割合が３３質量％。
得られた各平板状試験片について、下記方法により不透明度及びヘイズを測定し、また、目視によって透明性を評価した。測定結果及び評価結果を表１に示す。

【0017】

［不透明度の測定］
測色計（日本電色工業株式会社製Ｅ３０００）を用い、ＪＩＳ Ｚ８７２２に従い、ＪＩＳ Ｚ８７２２における幾何条件ｂ且つ標準Ｃの測色用イルミナントで、方法ｂにて平板状試験片を測色して、ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めた。次いで、下記式（１）より不透明度Ａを求めた。
Ａ＝Ｙ＋０．３０１８Ｚ−３．８３１Ｘ （１）

【0018】

［ヘイズの測定］
ヘイズ測定装置（株式会社村上色彩技術研究所製ＨＭ−１５０型）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１３６に従って平板状試験片のヘイズを測定した。

【0019】

［目視による透明性評価］
評価者が、平板状試験片を目視観察し、透明性を５段階評価した。数値が大きい程、透明性が高い。

【0020】

【表1】

【0021】

図１に、横軸に目視による透明性評価結果を、縦軸に不透明度及びヘイズをプロットしたグラフを示す。
図１に示すように、不透明度は、目視による透明性評価結果との相関性が高かった。一方、ヘイズは、目視による透明性評価結果との相関性が低かった。

【0022】

（試験例５，６）
下記の透明高分子材料を押出温度２３０℃でシート成形して、厚さ０．３ｍｍの平板状試験片を得た。
透明高分子材料Ｃ：下記の結晶性ポリプロピレン共重合体（ｄ）７８質量％、エチレン・αオレフィン共重合体（ｅ）２２質量％に、酸化防止剤（ＢＡＳＦ社製Ｂ２２５）０．１質量部および中和剤（カルシウムステアレート）０．０５質量部、さらに核剤（ミリケンジャパン株式会社製Ｍｉｌｌａｄ３９８８）０．２５質量部を配合し、混合して樹脂混合物を得た。その樹脂混合物を、二軸押出機を用い、ダイス設定温度２２０℃で溶融混練し、ペレット化して、ＭＦＲが２．７ｇ／１０分の透明高分子材料Ｃを得た。
結晶性ポリプロピレン共重合体（ｄ）：公知の立体選択性チーグラー・ナッタ触媒を用い、既知の重合法を用いて製造されたＭＦＲが１．２ｇ／１０分で、共重合体中のエチレン単位の割合が２．５質量％のプロピレン・エチレン共重合体。
エチレン・αオレフィン共重合体（ｅ）：ダウケミカル社製ＥＮＲ７２５６
透明高分子材料Ｄ：下記のブロックポリプロピレン（ｆ）に、酸化防止剤（ＢＡＳＦ社製Ｂ２２５）０．１質量部および中和剤（カルシウムステアレート）０．０５質量部、さらに核剤（ミリケンジャパン株式会社製Ｍｉｌｌａｄ３９８８）０．２５質量部を配合し、混合して樹脂混合物を得た。その樹脂混合物を、二軸押出機を用い、ダイス設定温度２２０℃で溶融混練し、ペレット化して得た、ＭＦＲが３．３ｇ／１０分のポリプロピレン系樹脂組成物。
ブロックポリプロピレン（ｆ）：公知の立体選択性チーグラー・ナッタ触媒を用い、既知の逐次重合法を用いて製造された、プロピレン・エチレン共重合体とエチレン・１−ブテン共重合体とからなるブロックポリプロピレン。プロピレン・エチレン共重合体中のエチレン単位の割合が３．２質量％、エチレン・１−ブテン共重合体の含有割合が１８質量％。
得られた各平板状試験片について、上記方法により不透明度を測定し、目視によって透明性を評価した。なお、試験例５，６の不透明度の測定においては、上述した、平板状試験片の両面に流動パラフィン（関東化学製、Ｃａｔ．Ｎｏ．３２０３３−００）を塗布して一対のガラス板で挟持した積層体を試験体として用いた。また、下記方法によりヘイズを測定した。測定結果及び評価結果を表２に示す。

【0023】

［ヘイズの測定］
平板状試験片の両面に流動パラフィン（関東化学製、Ｃａｔ．Ｎｏ．３２０３３−００）を塗布して流動パラフィン膜を形成した。次いで、平板状試験片及び流動パラフィン膜を一対のカバーガラスで挟んで試験体を得た。この試験体について、ヘイズ測定装置（株式会社村上色彩技術研究所製ＨＭ−１５０型）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１３６に従ってヘイズを測定した。

【0024】

【表2】

【0025】

目視評価では、試験例６よりも試験例５の方が、透明性が高かった。不透明度の値は、試験例６よりも試験例５の方が小さいが、ヘイズの値は、試験例５よりも試験例６の方が小さかった。この結果も、不透明度は、目視による透明性評価結果との相関性が高いことを示している。

【図1】