JP2007328150A - 白色反射フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】 実用上十分な可視光領域の反射性能を備え、安定して製膜することができ、紫外線による劣化、特に黄変が抑制され、熱による変形が少ない、液晶ディスプレイや内照式電飾看板用の反射板基材として好適に用いることのできる、白色反射フィルムを提供する。
【解決手段】 反射層とこれを支持する支持層からなり、反射層のボイド体積率が30〜80%であることを特徴とする白色反射フィルム。
【選択図】 なし
Description
反射板用基材としてプラスチックフィルムが用いられているが、従来技術においては反射を担う層は中間に配置された反射層であった。
また近年、液晶ディスプレイの大画面化と高輝度化が強く求められ、光源から発せられる熱量が増大することとなり、熱によるフィルムの変形を抑制することが必要になってきた。
本発明の白色反射フィルムは、反射層とこれを支持する支持層からなる。
反射層はボイド体積率が30〜80%、好ましくは35〜75%、さらに好ましくは38〜70%の熱可塑性樹脂の組成物から構成される。ボイド体積率は、例えば、熱可塑性樹脂の組成物に含有される非相溶樹脂または無機粒子と熱可塑性樹脂との界面が延伸の際に剥離してボイドが生じることによって達成される。熱可塑性樹脂としては好ましくはポリエステルを用いる。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等公知のポリエステルを用いることができる。高い耐熱性を得る観点から、ジカルボン酸成分としてナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルが好ましい。具体的には、ナフタレンジカルボン酸成分を3〜20モル%、さらに好ましくは4〜18モル%、特に好ましくは8〜15モル%含有する共重合ポリエチレンテレフタレートが好ましい。ナフタレンジカルボン酸成分が3モル%未満であると製膜性が確保できないことがあり好ましくなく、20モル%を超えると耐熱性や製膜性が劣る可能性が出てきて好ましくない。
熱可塑性樹脂の組成物としてポリエステルおよびポリエステルと非相溶な樹脂を用いる場合、非相溶樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、具体的には例えばポリ−3−メチルブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニル−t−ブタン、1,4−トランス−ポリ−2,3−ジメチルブタジエン、ポリビニルシクロヘキサン、ポリスチレン、ポリフルオロスチレン、セルロースアセテートセルロースプロピオネート、ポリクロロトリフルオロエチレンを用いることができ、特に好ましくはポリプロピレン、ポリメチルペンテンを用いる。これらポリプロピレン、ポリメチルペンテンは樹脂自体が高透明であるため、光の吸収を抑えて反射率を向上させることができ最適である。
熱可塑性樹脂の組成物としてポリエステルおよび無機粒子を用いる場合、無機粒子としては、平均粒径0.3〜3.0μm、好ましくは0.4〜2.5μm、さらに好ましくは0.5〜2.0μmの無機粒子を用いる。平均粒径が0.3μm未満であると凝集が生じ易く、また3.0μmを超えるとフィルムの破断に繋がりかねない。無機粒子は、反射層のポリエステル組成物100重量%あたり、例えば31〜60重量%、好ましくは35〜55重量%、さらに好ましくは37〜50重量%含有させる。31重量%未満であると反射率が低下したり、紫外線に因る劣化が激しくなったする。他方、60重量%を超えるとフィルムが破れやすくなる。
(ア)ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
(イ)ポリエステルに添加し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)または(イ)の方法において不活性粒子を多量添加したマスターペレットを製造し、これらと添加剤を含有しないポリエステルとを混練して所定量の添加物を含有させる方法。
(エ)上記(ウ)のマスターペレットをそのまま使用する方法。
特に、上記(ウ)または(エ)の方法をとることが好ましい。
支持層には熱可塑性樹脂を用いることができる。反射層にポリエステルの組成物を用いる場合、反射層との密着性を高くする観点から、支持層にもポリエステルの組成物を用いることが好ましい。この支持層のポリエステル組成物は、無機粒子を0.5〜30重量%、好ましくは1〜27重量%、さらに好ましくは2〜25重量%含有することが好ましい。0.5重量%未満であると十分な滑り性を得ることができず、30重量%を超えると反射層を支える支持層としての強度を保つことができず、白色反射フィルムの破断に繋がりかねない。無機粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜5.0μm、好ましくは0.5〜3μm、さらに好ましくは0.6〜2μmである。0.1μm未満であると粒子の凝集が生じ易く好ましくなく、5μmを超えると粗大突起となりフィルム破断に繋がることがあり好ましくない。
本発明の白色フィルムには蛍光増白剤を配合してもよい。蛍光増白剤を配合する場合、反射層のポリエステル組成物または支持層のポリエステルに対する濃度として、例えば0.005〜0.2重量%、好ましくは0.01〜0.1重量%の範囲で配合するといよい。0.005重量%未満であると350nm付近の波長域の反射率が十分でないので添加する意味が乏しく、0.2重量%を越えると、蛍光増白剤の持つ特有の色が現れてしまうため好ましくない。
蛍光増白剤としては、例えばOB−1(イーストマン社製)、Uvitex−MD(チバガイギー社製)、JP−Conc(日本化学工業所製)を用いることができる。
以下、本発明の白色反射フィルムを製造する方法の例として、反射層/支持層の構成をとるポリエステル積層フィルムの製造方法の一例を説明する。ダイから溶融したポリエステルをフィードブロックを用いた同時多層押出し法により、積層未延伸シートを製造する。すなわち反射層を構成するポリエステルの溶融物と支持層を構成するポリエステルの溶融物とを、フィードブロックを用いて反射層/支持層となるように積層し、ダイに展開して押出しを実施する。この時、フィードブロックで積層されたポリマーは積層された形態を維持している。
このようにして得られる本発明の白色反射フィルムは、85℃の熱収縮率が、直交する2方向ともに0.5%以下、さらに好ましくは0.4%以下、特に好ましくは0.3%以下とすることができる。
(1)フィルム厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター(アンリツ製 K−402B)にて、10点で厚みを測定して、それらの平均値をフィルムの厚みとした。
フィルムサンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたサンプルをミクロトーム(ULTRACUT−S)で縦方向に平行な断面を50nm厚の薄膜切片にした後、透過型電子顕微鏡を用いて、加速電圧100kvにて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定して、各層の平均厚みを求めた。
分光光度計(島津製作所製UV−3101PC)に積分球を取り付け、BaSO4白板を100%としたときのフィルムサンプルの反射率を400〜700nmの波長域にわたって測定し、得られた反射率チャートから2nm間隔で反射率を読み取った。なお、フィルムの構成が一方の面が反射層、他方の面が支持層の場合には、反射層側の反射率の測定を行った。上記の範囲内で平均値を求めた。次の基準で反射率の評価を行った。
○:平均反射率90%以上かつ全測定領域において反射率90%以上
△:平均反射率90%以上であるが反射率90%未満の波長域もある
×:平均反射率90%未満
未延伸フィルムを延伸する際の製膜の状況を観察し、下記基準で評価した。
○:1時間以上安定して製膜できる
×:1時間以内に切断が発生し、安定した製膜ができない
85℃に設定されたオーブン中でフィルムサンプルを無緊張状態で30分間保持し、加熱処理前後の標点間距離を測定し、下記式により熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)=((L0−L)/L0)×100
L0:熱処理前の標点間距離
L :熱処理後の標点間距離
示差走査熱量測定装置(TA Instruments 2100 DSC)を用い、昇温速度20m/分で測定を行った。
フィルムサンプルにキセノンランプ照射(SUNTEST CPS+)にてパネル温度60℃、照射時間300時間の条件で光照射を行い、光照射前後での色変化をみた。なおフィルムの構成が一方の面が反射層、他方の面が支持層の場合、反射層側から光照射を行い測定を行った。
初期のフィルムサンプルの色相(L1 *、a1 *、b1 *)と照射後のフィルムサンプルの色相(L2 *、a2 *、b2 *)とを色差計(日本電飾製SZS−Σ90 COLOR MEASURING SYSTEM)にて測定し、色変化dE*を下記式で計算し、下記基準で評価した。
dE*={(L1 *−L2 *)2+(a1 *−a2 *)2+(b1*−b2 *)2}1/2
○: dE*≦10
△:10<dE*≦15
×:15<dE*
フィルムサンプルをA4版に切り出し、フィルムの4辺を金枠で固定したまま、80℃に加熱したオーブンで30分間処理した後、変形(フィルムのたわみ状態)を目視にて観察し、下記基準で評価した。
○:たわんだ状態が観察されない
△:一部に軽微なたわみが観察される
×:たわんだ部分があり、たわみの凹凸が5mm以上の隆起として観察される
反射層のみを単離後、アントンパール社製振動式デジタル密度計DMA4500にて密度を求めた後、フィルムを溶融して密度を求め、下記式にて算出した。
ボイド体積率(%)=100−100×(溶融前の密度)/(溶融後の密度)
テレフタル酸ジメチル132重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル23重量部(ポリエステルの酸成分に対して12モル%)、エチレングリコール96重量部、ジエチレングリコール3.0重量部、酢酸マンガン0.05重量部、酢酸リチウム0.012重量部を精留塔、留出コンデンサを備えたフラスコに仕込み、撹拌しながら150〜235℃に加熱しメタノールを留出させエステル交換反応を行った。メタノールが留出した後、リン酸トリメチル0.03重量部、二酸化ゲルマニウム0.04重量部を添加し、反応物を反応器に移した。ついで撹拌しながら反応器内を徐々に0.5mmHgまで減圧するとともに290℃まで昇温し重縮合反応を行った。得られた共重合ポリエステルのジエチレングリコール成分量は2.5wt%、ゲルマニウム元素量は50ppm、リチウム元素量は5ppmであった。このポリエステル樹脂を反射層および支持層のポリエステルに用い、表1に示す不活性粒子を添加した。それぞれ285℃に加熱された2台の押出機に供給し、反射層/支持層となるように2層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを記載された温度にて加熱し長手方向(縦方向)に延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き120℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に延伸した。その後テンター内で表2の温度で熱固定を行い、表2に示す条件にて縦方向の弛緩、横方向の幅入れを行い、室温まで冷やして、反射層/支持層の積層二軸延伸フィルムを得た。得られた積層フィルムの反射板基材としての物性は表2の通りであった。
反射層の組成物と支持層の組成物を表1に記載のとおりに変更し、表2に記載の製膜条件をとる他は実施例1と同様にして、反射層/支持層の2層積層フィルムを作製し、評価した。なお、実施例4は2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを用いることなく、テレフタル酸ジメチルのみを用いた。
酢酸マンガンを0.05重量部を酢酸チタン0.02重量部に変更した以外は実施例1と同様にして得た共重合ポリエステルを用い、表1記載の組成物を作成し、表2記載の条件にて反射層/支持層の2層積層フィルムを作製し、評価した。
酢酸マンガンを0.05重量部を酢酸チタン0.02重量部に変更した以外は実施例1と同様にして得た共重合ポリエステルを用い、表1記載の組成物を作成し、表2記載の条件にて反射層/支持層/反射層の3層積層フィルムを作製し、評価した。
条件を表1および2に記載のように変更する以外は実施例1と同様にして反射層/支持層の2層フィルムを作製して評価を行った。比較例1、2、5および8においては製膜時におけるフィルムの破断のため、サンプル採取できなかった。
条件を表1および2に記載のように変更する以外は実施例1と同様にして反射層/支持層/反射層の3層フィルムを作製して評価を行った。いずれも製膜時におけるフィルムの破断のため、サンプル採取できなかった。
Claims (6)
- 反射層とこれを支持する支持層からなり、反射層のボイド体積率が30〜80%であることを特徴とする白色反射フィルム。
- 反射層がポリエステルおよび該ポリエステルと非相溶な樹脂からなる組成物から構成される、請求項1記載の白色反射フィルム。
- 反射層がポリエステルおよび無機粒子からなる組成物から構成される、請求項1記載の白色反射フィルム。
- 支持層がポリエステルからなる、請求項1〜3記載の白色反射フィルム。
- 反射層が光源側に面して用いられる、請求項1〜4のいずれかに記載の白色反射フィルム。
- 液晶ディスプレイ用反射板として用いられる、請求項1〜5記載の白色反射フィルム。
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