DE60038485T2

DE60038485T2 - Mehrschichtfilm, polarisierender Film vom Reflexions-Typ und Halbspiegel

Info

Publication number: DE60038485T2
Application number: DE60038485T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Anpachi-gun MUROOKA; Hiroshi Iwakuni-shi TOKUDA
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: KR20010102318A; JP2001179915A; EP1164008A4; KR100709516B1; EP1164008B1; JP3752410B2; WO2001047711A1; EP1164008A1; US6677031B1; DE60038485D1; TWI250933B

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrschichtige Folie und eine lichtbrechende Polarisatorfolie und eine halbtransparente Folie, in der die mehrschichtigen Folien laminiert sind. Genauer gesagt betrifft sie eine mehrschichtige Folie, in der eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex und eine Schicht mit einem hohen Brechungsindex alternierend und geordnet laminiert sind und die durch eine strukturelle Interferenz zwischen den Schichten Licht selektiv reflektiert, eine lichtbrechende Polarisatorfolie und eine halbtransparente Folie, in der die mehrschichtigen Folien laminiert sind.
STAND DER TECHNIK
Wenn eine mehrschichtige Folie durch Laminieren einer Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex und einer Schicht mit einem hohen Brechungsindex auf alternierende und wiederkehrende Weise hergestellt wird, wird eine optische Interferenzfolie erhalten werden, die durch die strukturelle optische Interferenz zwischen den Schichten Licht spezifischer Wellenlängen selektiv reflektiert oder transmittiert. Wenn die Wellenlänge des Lichts, das selektiv reflektiert oder transmittiert wird im Bereich des sichtbaren Lichts liegt, wird eine solche mehrschichtige Folie als eine Folie erhalten werden, die ein ausgezeichnetes Design aufweist, das ihr durch die strukturelle Farbentwicklung verliehen wurde, zum Beispiel eine Folie, die schillernd erscheint. Ferner gibt es, da das wie zuvor beschrieben erhaltene Design nicht durch Farbstoffe sondern durch eine strukturelle Farbentwicklung der mehrschichtigen Folie verliehen wurde, kein Problem des Verblassens. Ferner kann man, da die mehrschichtige Folie einen hohen Reflexionsgrad für Licht aufweist, selbst wenn diese kein Metall verwendet, die mehrschichtige Folie auch als Folie mit metallischem Schimmer oder als reflektierenden Spiegel verwenden. Ferner kann ein Strecken der mehrschichtigen Folie den Brechungsindex der Oberflächenrichtung zwischen oder in den Schichten weiter steuern. Wenn zum Beispiel der Brechungsindex der Oberflächenrichtung in den Schichten eine Anisotropie aufweist, kann die mehrschichtige Folie auch als reflektierende Polarisatorfolie verwendet werden.
Als eine gestreckte mehrschichtige Folie, die durch Strecken einer solchen mehrschichtigen Folie hergestellt wurde, offenbart die WO95/17699 eine mehrschichtige Polymerfolie, in der ein kristalliner Naphthalindicarbonsäurepolyester und ein anderes ausgewähltes Polymer, dessen Brechungsindex, der mit zumindest einer in der Ebene gelegenen Achse verbunden ist, niedriger ist als der des kristallinen Naphthalindicarbonsäurepolyesters, alternierend laminiert sind, wobei die Folie aus dem mehrschichtigen Polymer eine Dicke von weniger als 0,5 μm aufweist und wobei der Brechungsindex der kristallinen Naphthalindicarbonsäurepolyesterschicht, der mit zumindest einer in der Ebene gelegenen Achse verbunden ist, höher ist als der der benachbarten Schicht, die das zuvor genannte ausgewählte Polymer aufweist.
Ferner offenbart die WO95/17303 einen reflektierenden Polarisator, der die Folie aus einem mehrschichtigen Polymer verwendet, die in der zuvor genannten WO 95/17699 beschrieben wurde.
Da jedoch diese Folien aus mehrschichtigem Polymer keine Gleitmittel in der Oberflächenschicht aufweisen, um die Lichttransmission optisch zu verbessern, sind diese schwierig handzuhaben, zum Beispiel aufzuwickeln. Die Schwierigkeiten in der Handhabung, wie beispielsweise beim Wickeln dieser Folien, wird kein großes Problem sein, wenn diese Folien dick sind. Wenn jedoch dünne Folien gebildet werden, werden dies extrem schwierig zu wickeln und im Wesentlichen unmöglich zu handhaben sein.
Ferner wird, obwohl diese beiden Publikationen in der Beschreibung ein Copolymer und eine Mischung aus Polyethylenterephthalat oder Polynaphthalinterephthalat als das ausgewählte Polymer erwähnen, nur das Copolymer in den Bei spielen genannt und es gibt darin überhaupt keine Angaben zu der Mischung. Zusätzlich dazu wurde herausgefunden, als die vorliegenden Erfinder versucht haben, eine mehrschichtige laminierte Folie zu verwenden, die das Copolymer aufwies, das in den Beispielen der zuvor genannten zwei Publikationen als eine halbtransparente Folie offenbart ist, dass die laminierte mehrschichtige Folie deutlich ineffizient zum Herstellen einer Vielzahl von Produkten war, da Copolymere mit verschiedenen Brechungsindices hergestellt werden mussten, um den Brechungsindex jeder Schicht einzustellen, wenn eine halbtransparente Folie mit verschiedenen Reflexionsgraden hergestellt werden sollte.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Folie bereitzustellen, die ausgezeichnete Handhabungseigenschaften wie Formbarkeit und Wickelbarkeit aufweist, selbst wenn diese eine dünne Folie ist, und zwar durch Lösen der zuvor genannten Probleme.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Folie bereitzustellen, die den Reflexionsgrad einfach einstellen kann.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine lichtbrechende Polarisatorfolie bereitzustellen, die durch Laminieren der mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine halbtransparente Folie bereitzustellen, die durch Laminieren der mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die zuvor genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung, erstens durch eine mehrschichtige Folie wie in Anspruch 1 definiert, erreicht werden.
Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung zweitens die zuvor genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch eine lichtbrechende Polarisatorfolie erreicht werden, die einige Laminate der zuvor genannten mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung aufweisen.
Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung drittens die zuvor genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch eine halbtransparente Folie erreicht werden, die die zuvor genannten mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung aufweist.
Noch weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung ist eine Folie, in der eine Schicht, die ein Polymer mit einem hohen Brechungsindex aufweist (Schicht A) und eine Schicht, die ein Polymer mit einem niedrigeren Brechungsindex als das Polymer der Schicht A aufweist (Schicht B), alternierend laminiert sind. Nachstehend wird die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Schicht A weist in der vorliegenden Erfindung einen Polyester auf, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist.
Der Polyester kann ein Polymer sein, in dem Ethylen-2,6-naphthalat vorzugsweise zumindest 85 Mol-%, bevorzugter zumindest 98 Mol-% der Gesamtheit aller wiederkehrenden Einheiten ausmacht.
Besonders bevorzugt als der Polyester ist ein Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat-Homopolymer. Die Verwendung dieser Polyethylen-2,6-naphthalate hat den Vorteil, dass die Schicht A, nachdem sie gestreckt wurde, einen hohen Brechungsindex zeigt.
Für die Copolymerbestandteile des zuvor genannten Polyesters sind illustrierende Beispiele für die Säurebestandteile aromatische Carbonsäuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure und 2,7-Naphthalindicarbonsäure außer 2,6-Naphthalindicarbonsäure; aliphatische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und Decandicarbonsäure; und alicyclische Dicarbonsäuren wie Cyclohexandicarbonsäure und illustrierende Beispiele für die Glycolbestandteile sind aliphatische Diole wie beispielsweise Butandiol und Hexandiol; und alicyclische Diole wie beispielsweise Cyclohexandimethanol.
Die Schicht B muss in der vorliegenden Erfindung in zumindest einer Richtung einen niedrigeren Brechungsindex aufweisen als die Schicht A, die Polyethylen-2,6-naphthalindicarboncarboxylat aufweist. Die Schicht B weist in der vorliegenden Erfindung einen Brechungsindex auf, der in zumindest einer Richtung vorzugsweise zumindest 0,005, bevorzugter zumindest 0,02 niedriger ist als der der Schicht A, die Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat aufweist. Das thermoplastische Harz, das die zuvor beschriebene Schicht B bildet, ist eine Mischung aus einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist und einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylenterephthalat ist, in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 bis 95:5. In der zuvor genannten Mischung kann ein gewünschter Brechungsindex auf einfache Weise durch Verändern des Gewichtsverhältnisses der beiden Arten von Polyester erhalten werden.
Zuerst wird die Mischung aus einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist und einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylenterephthalat ist, in dem Gewichtsverhältnis von 5:95 bis 95:5 beschrieben werden.
Das Gewichtsverhältnis der Polyester liegt vorzugsweise bei 20:80 bis 80:20.
Wenn der Anteil des Polyesters, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat aufweist, größer ist als 95 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden Polyester, wird der Unterschied im Brechungsindex zwischen der Schicht A und der Schicht B wahrscheinlich ungenügend sein, während, wenn dieser weniger als 5 Gew.-% beträgt, der Unterschied in der Schmelzviskosität zwischen der Schicht A und der Schicht B übermäßig groß sein wird, was es extrem schwierig macht, die mehrschichtige Struktur beizubehalten.
Während dessen wird, wenn der Anteil des Polyesters, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylenterephthalat ist, niedriger ist als 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden Polyester, der Unterschied im Brechungsindex zwischen der Schicht A und der Schicht B wahrscheinlich ungenügend sein, während wenn dieser mehr als 95 Gew.-% beträgt, der Unterschied in der Schmelzviskosität zwischen der Schicht A und der Schicht B übermäßig groß sein wird, was es extrem schwierig macht, die mehrschichtige Struktur beizubehalten.
Da, wie zuvor beschrieben, der Brechungsindex der Schicht B durch Verändern des Mischungsverhältnisses der beiden Polyester in dem oben genannten Bereich einfach verändert werden kann, ist es nicht nötig, zum Einstellen des Reflexionsgrades eine große Anzahl von Polymeren herzustellen. In anderen Worten hat die Verwendung der zuvor genannten Mischung den Vorteil, dass nur durch Einstellen des Mischungsverhältnisses der Mischung mehrschichtige Folien mit einer Vielzahl von Reflexionsgraden einfach hergestellt werden können. Ferner kann es sein, da die Schicht B eine niedrige Kristallinität zeigen wird, wenn das Polymer der Schicht B ein Copolymer ist, dass spezielle Apparaturen wie beispielsweise ein Extruder und ein Trockner zum Zeitpunkt des Extrudierens des Polymers in einem geschmolzenen Zustand benötigt werden. Es gibt jedoch den Vorteil, dass solche speziellen Apparaturen nicht benötigt werden, da die zuvor erwähnte Mischung eine kleine Abnahme der Kristallinizität aufweist.
Der Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist, kann ein Polymer enthalten, in dem Ethylen-2,6-naphthalat vorzugweise zumindest 80 Mol-%, bevorzugter zumindest 90 Mol-% der Gesamtheit aller wiederkehrenden Einheiten ausmacht.
Als dieser Polyester ist besonders ein Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat-Homopolymer bevorzugt.
Erläuternde Beispiele der Copolymerbestandteile dieses Polyesters sind die gleichen, wie die, die für den Polyester der zuvor genannten Schicht A aufgelistet wurden, der Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat als hauptwiederkehrende Einheit aufweist.
Der Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylenterephthalat ist, kann ein Polymer enthalten, in dem Ethylenterephthalat vorzugsweise zumindest 80 Mol-%, bevorzugter zumindest 90 Mol-% der Gesamtheit aller wiederkehrenden Einheiten ausmacht. Als dieser Polyester ist besonders ein Polyethylenterephthalat-Homopolymer bevorzugt.
Die zuvor genannte Mischung weist zwei Schmelzpunkte auf und der höhere Schmelzpunkt liegt vorzugsweise bei 220°C bis 265°C, bevorzugter bei 240°C bis 260°C und ist vorzugsweise zumindest 10°C, bevorzugter zumindest 20°C niedriger als der Schmelzpunkt des Polyesters der Schicht A. Wenn der Unterschied zwischen den Schmelzpunkten zumindest 10°C beträgt, wird es einfach sein, durch eine Wärmebehandlung den Unterschied in der Ausrichtung zu vergrößern und zwischen den Brechungsindices zu unterscheiden.
In der vorliegenden Erfindung beträgt der Unterschied den Glasübergangspunkten (Tg) der Schichten A und B der mehrschichtigen Folie vorzugsweise zumindest 40°C. In diesem Bereich wird die Strecktemperatur, die mit dem Tg der Schicht A konsistent ist, für das Polymer der Schicht B eine übermäßig hohe Strecktemperatur sein, wodurch die Ausrichtung durch Strecken unterdrückt wird und das Polymer der Schicht B wird in einem Zustand fast nahe an einem Fließen sein (Fließstrecken). Daher wird, da die Ausrichtung des Polymers in der Schicht B unterdrückt ist, während das Polymer der Schicht A durch Strecken ausgerichtet wird und der Brechungsindex davon zunimmt, der Unterschied zwischen den Brechungsindices der Schichten groß. Wenn der Unterschied der Tgs dieser Schichten kleiner ist als 40°C, wird der Unterschied zwischen der für das Polymer der Schicht A annehmbaren Strecktemperatur und dem Tg des Polymers der Schicht B klein sein und der Unterschied zwischen den Brechungsindices der Schichten A und B nach dem Strecken wird wahrscheinlich ungenügend werden. Wenn die Schicht A oder die Schicht B je zwei oder mehr Tgs haben, bedeutet "der Unterschied zwischen den Tgs" wie hierin verwendet den Unterschied zwischen dem höchsten Tg der Schicht A und dem niedrigsten Tg der Schicht B.
Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung weist in zumindest einer Schicht der Schichten A und B 0,001 bis 0,5 Gew.-% an inerten Feinpartikeln auf, die eine Kombination aus inerten Feinpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 0,2 μm und inerten Feinpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,32 bis 1 μm sind. Es ist bevorzugt, dass diese inerten Feinpartikel zumindest in der Schicht A enthalten sind. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel kleiner als 0,01 μm ist oder wenn deren Gehalt niedriger ist als 0,001 Gew.-%, wird die Wickelbarkeit der Folie nicht ausreichend verbessert werden. Auf der anderen Seite wird, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel größer als 2 μm ist oder wenn deren Gehalt höher ist als 0,5 Gew.-%, die Verschlechterung der optischen Eigenschaften durch die Partikel merklich und die Lichttransmission der gesamten Folie wird abnehmen. Ferner werden, da Partikel von 0,22 bis 0,3 μm dafür anfällig sind, die Wellenlängen von sichtbarem Licht zu streuen, inerte Feinpartikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 0,2 μm und relativ große inerte Feinpartikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,32 bis 1 μm in Kombination verwendet. Die Lichttransmission liegt vorzugsweise bei 70% oder mehr. Wenn diese niedriger ist als 70%, liefert die Folie für optische Anwendungen ungenügende Leistungen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser liegt vorzugsweise bei 0,05 bis 1 μm und bevorzugter bei 0,1 bis 0,3 μm. Ferner liegt der Gehalt an inerten Feinpartikeln vorzugsweise bei 0,005 bis 0,2 Gew.-%.
Derweil ist verständlich, da der durchschnittliche Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel 0,1 bis 0,2 μm oder 0,32 bis 1 μm beträgt, während die Dicke von jeder der Schichten A und B 0,05 bis 0,3 μm beträgt, wie nachstehend beschrieben werden wird, dass es einen Fall gibt, in dem die Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel größer sind als die Dicke(n) der Schicht A und/oder der Schicht B. In einem solchen Fall, in dem die Partikeldurchmesser inerter Feinpartikel größer sind als die Dicke(n) der Schicht A und/oder der Schicht B, liegen die inerten Feinpartikel, wenn der Schnitt der mehrschichtigen Folie der vorliegenden Erfindung entlang der Richtung, in der die Schicht A und die Schicht B laminiert sind, beobachtet wird, über zwei oder mehr der Schichten A und/oder der Schichten B vor. In diesem Fall wird, wenn die Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel übermäßig viel größer sind als die Dicke(n) der Schicht A und/oder der Schicht B, die Laminierungsform in den Teilen der Schichten A und B, in denen die übermäßig viel größeren inerten Feinpartikel vorliegen, zusammengebrochen sein. Es ist daher bevorzugt, dass die Dicke(n) der Schicht A und/oder der Schicht B die durch den folgenden Ausdruck dargestellte Beziehung erfüllt(en). d/n < 5
In dem zuvor genannten Ausdruck steht d für den durchschnittlichen Partikeldurchmesser der inerten Feinpartikel, und n steht für die Dicke von einer Schicht der Schichten A bzw. der Schichten B.
Erläuternde Beispiele für solche inerten Feinpartikel schließen folgendes ein, nämlich inerte anorganische Partikel, wie beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Kaolin und Talk; und inerte organische Partikel wie Silicon und vernetztes Polystyrol. Ein Beispiel für das vernetzte Polystyrol ist ein Styrol-Divinylbenzol-Copolymer. Diese inerten Feinpartikel sind sphärische Partikel (die nachstehend wirklich sphärische Partikel genannt werden können) mit einem Verhältnis des langen Durchmessers zum kurzen Durchmesser von vorzugsweise 1,2 oder weniger, bevorzugter 1,1 oder weniger. Das zuvor genannte Verhältnis der Partikeldurchmesser ist im Hinblick auf das Beibehalten einer Balance zwischen der Schlüpfrigkeit und den optischen Eigenschaften der Folie bevorzugt. Ferner haben die inerten Feinpartikel vorzugsweise eine scharfe Partikelgrößenverteilung. So ist zum Beispiel die relative Standardabweichung des Partikeldurchmessers vorzugsweise kleiner als 0,3, bevorzugter kleiner als 0,2. Die Verwendung von Partikeln mit einer relativ großen Standardabweichung erhöht die Frequenz des Auftretens von groben Partikeln, wodurch in einigen Fällen optische Defekte produziert werden. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser, das Verhältnis der Partikeldurchmesser und die relative Standardabweichung der inerten Feinpartikel werden durch Sputtern eines extrem dünnen Metallfilms auf die Oberflächen von Partikeln zum Verleihen von Leitfähigkeit, Bestimmen des langen Durchmessers, des kurzen Durchmessers und des Durchmessers, der äquivalent zur Kreisfläche des Partikels ist, durch Beobachten eines 10.000 bis 30.000 mal vergrößerten Bildes der Partikel unter einem Elektronenmikroskop und Einfügen von diesen Werten in die folgende Gleichung berechnet. Durchschnittlicher Partikeldurchmesser = Gesamtsumme der Durchmesser, die äquivalent zur Kreisfläche der vermessenen Partikel sind/die Anzahl der vermessenen Partikel Verhältnis der Partikeldurchmesser = durchschnittlicher langer Durchmesser der Partikel/durchschnittlicher kurzer Durchmesser der Partikel
Es ist bevorzugt, dass die Verwendung von Partikeln, die als Pigmente wirken, wie Titandioxid und Zinksulfid oder von gefärbten Partikeln als die zuvor genannten inerten Feinpartikel in so vielen Fällen wie möglich vermieden wird, da diese die optischen Eigenschaften verschlechtern.
Die Schichten A und die Schichten B gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem Zustand, in dem diese Schichten alternierend laminiert sind, so dass diese zusammen 11 oder mehr Schichten, vorzugsweise 31 oder mehr Schichten sind. Wenn die Anzahl der laminierten Schichten kleiner als 11 ist, ist die selektive Reflexion durch mehrfache Interferenz gering, so dass ein ausreichender Reflexionsgrad nicht erreicht werden kann. Eine obere Grenze für die Anzahl an laminierten Schichten ist im Hinblick auf die Produktivität und dergleichen vorzugsweise höchstens 301 Schichten.
Für die mehrschichtige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass jede äußerste Schicht aus der Schicht A besteht und die Schichten A enthalten in diesem Fall noch bevorzugter die inerten Feinpartikel. Wenn die Schichten A die äußersten Schichten sind, sind die thermisch instabilen Schichten B als innere Schichten angeordnet. Daher ergibt sich der Vorteil, dass die mehrschichtige Folie bei der benötigten ausreichenden Strecktemperatur und Temperatur zur Wärmehärtung hergestellt werden kann. Zusätzlich dazu verbessert die Schicht A, die die inerten Feinpartikel enthält, die Wickelbarkeit der Folie in ausreichender Weise.
In der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke von jeder der Schichten A und B bei 0,05 bis 0,3 μm. Durch Festlegen der Dicke in dem zuvor genannten Bereich kann Licht durch optische Interferenz zwischen den Schichten selektiv reflektiert werden. Wenn die Dicke von einer Schicht der Schichten A oder der Schichten B gemessen wird, ist es für die Abweichung von jeder Dicke der Schicht A oder der Schicht B wünschenswert, dass diese bezüglich auf die relative Standardabweichung 0,15 oder weniger beträgt. Wenn diese relative Standardabweichung 0,15 übersteigt, wird die Interferenz in jeder Schicht schwach, wodurch der Reflexionsgrad vermindert wird. Die relative Standardabweichung der Dicke der Schicht A (oder der Schicht B) wird durch den folgenden Ausdruck berechnet.

ti:: die Dicke einer Schicht der Schichten A (oder der Schichten B) (μm)
t:: der Durchschnitt der Dicke von einer Schicht der Schichten A (oder der Schichten B)
n:: die Anzahl der laminierten Schichten der Schichten A (oder der Schichten B).

Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung ist in zumindest einer Richtung ausgerichtet und vorzugsweise biaxial ausgerichtet.
Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel auf folgende Weise hergestellt werden.
Zuerst wird eine ungestreckte mehrschichtige Folie durch ein gleichzeitiges mehrschichtiges Extrusionsverfahren unter Verwendung eines Zuführblocks hergestellt. Das heißt, das geschmolzene Polymer, dass die Schicht A bildet, wie beispielsweise Polyethylen-2,6-naphthalincarboxylat, das die inerten Feinpartikel enthält und das geschmolzene Polymer, das die Schicht B bildet, wie beispielsweise eine Mischung aus Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat und Polyethylenterephthalat, werden unter Verwendung des Zuführblocks auf solche Weise laminiert, dass die zwei Schichten alternierend laminiert werden und dass die Schichten A als die äußersten Schichten gebildet werden; in einen Schlitz abgegeben; und extrudiert. Zu diesem Zeitpunkt behalten die durch den Zuführblock laminierten Polymere die Laminierungsform bei. Die durch den Schlitz extrudierte Folie wird durch eine Gießtrommel abgeschreckt und verfestigt, um eine mehrschichtige ungestreckte Folie zu bilden. Diese mehrschichtige Folie, in dem Zustand, in dem sie nicht gestreckt ist, wird dann in zumindest einer Richtung und vorzugsweise biaxial gestreckt, um die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung zu bilden. Das Strecken wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen dem Tg und dem Tg + 50°C des Polymers der Schicht A durchgeführt. Im Falle von monoaxialem Strecken ist das Streckverhältnis vorzugsweise 2 bis 10 mal und die Streckrichtung kann eine longitudinale Richtung oder eine transversale Richtung sein. Im Falle von biaxialem Strecken sind die Streckverhältnisse in longitudinaler und transversaler Richtung vorzugsweise zumindest 1,2 mal, bevorzugter zumindest 1,5 mal und das Flächenverhältnis ist vorzugsweise 5 bis 25 mal. Je größer die Streckverhältnisse, desto dicker kann die ungestreckte mehrschichtige Folie hergestellt werden, und je größer die Streckverhältnisse, desto mehr können Abweichungen in den Dicken der Schichten der ungestreckten mehrschichtigen Folie reduziert werden. Als Ergebnis wird die optische Interferenz in jeder Schicht erweitert, wodurch der Reflexionsgrad auf vorteilhafte Weise erhöht wird. In dieser Hinsicht ist das Flächenverhältnis vorzugsweise 8 mal, bevorzugter zumindest 10 mal. Als Streckverfahren können bekannte Streckverfahren wie beispielsweise sequentielles biaxiales Strecken, gleichzeitiges biaxiales Strecken, röhrenförmiges Strecken und Blasstrecken verwendet werden und sequentielles biaxiales Strecken ist im Hinblick auf Produktivität und Qualität bevorzugt. Die gestreckte Folie wird dann vorzugsweise für die thermische Stabilisierung wärmebehandelt (wärmegehärtet). Die Temperatur der Wärmebehandlung liegt vorzugsweise zwischen (TmA-60)°C und (TmA-10)°C, wenn der Schmelzpunkt (TmA) des Polymers der Schicht A die Bezugstemperatur ist.
Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung kann (eine) andere Schicht(en) aufweisen, die auf eine oder beide ihrer Oberflächen laminiert sind (ist), insofern die optischen Eigenschaften sich nicht verschlechtern, und zwar zum Zwecke des Einstellens der Dicke der gesamten Folie oder des Verleihens (einer) anderen(r) Funktion(en) an die Folie. Illustrative Beispiele der zuvor genannten anderen Schicht schließen eine durchsichtige Polyesterfolie, eine Antireflexionsschicht, eine dünne Metallschicht und eine harte Beschichtungsschicht ein.
Die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung kann als eine halbtransparente Folie, als eine lichtbrechende Polarisatorfolie, als eine lichtbrechende Folie für Nahinfrarotstrahlen oder als dekorative Folie wie beispielsweise eine Läppfolie verwendet werden.
Ferner kann die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung als ein Laminat verwendet werden, in dem zwei oder mehr der mehrschichtigen Folien aufeinander laminiert sind. In diesem Fall können die gleichen mehrschichtigen Folien laminiert werden oder unterschiedliche mehrschichtige Folien, z. B. mit einem unterschiedlichen Brechungsindex, einer unterschiedlichen zu reflektierenden Wellenlänge von sichbarem Licht oder dergleichen können laminiert werden. Das Laminat, zu dem zwei oder mehr mehrschichtige Folien zusammenlaminiert werden, kann als lichtbrechende Polarisatorfolie verwendet werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf Beispiele näher beschrieben werden. Die physikalischen Eigenschaften in den Beispielen wurden in Übereinstimmung mit den folgenden Verfahren gemessen.
(1) Schmelzpunkt und Glasübergangspunkt (Tg) von Polyester
20 mg Polyesterchips wurden eingewogen, und der Schmelzpunkt und der Glasübergangspunkt des Polyesters wurden bei einer Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs von 20°C/min unter Verwendung eines von der TA Instrument Co., Ltd. hergestellten DSC (DSC2920), gemessen.
(2) Dicke jeder Schicht
Eine Probe in Form eines Dreiecks wurde ausgeschnitten und nachdem diese in einer Einbettungskapsel fixiert war, wurde die Probe in Epoxidharz eingebettet. Die eingebettete Probe wurde dann parallel zur Longitudinalrichtung mit einem Mikroton (ULTRACUT-S) geschnitten, um ein 50 nm dickes dünnes Stück zu erhalten. Das erhaltene Stück wurde unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops mit einer Beschleunigungsspannung von 100 kV beobachtet und fotografiert. Die Dicke von jeder Schicht wurde aus der Fotografie bestimmt und die durchschnittliche Dicke und die relative Standardabweichung wurden bestimmt.
(3) Reflexionsgrad
Der relative Spiegelreflexionsgrad gegenüber einem aluminiumbeschichteten Spiegel wurde unter Verwendung des MPC-3100-Spektrophotometers der Shimadzu Corp. für jede Wellenlänge im Bereich von 350 bis 2.100 nm gemessen. Die Wellenlänge, bei der der Reflexionsgrad den Spitzenwert erreicht, wird als Spitzenwellenlänge verwendet und der Reflexionsgrad bei der Spitzenwellenlänge wurde gemessen.
(4) Transmission
Die Lichttransmission wurde, wie im Fall der Messung des Reflexionsgrads, unter Verwendung des MPC-3100-Spektrophotometers der Shimadzu Corp. für jede Wellenlänge im Bereich von 350 bis 2.100 nm gemessen. Die Spitzenwellenlänge und Transmission wurden gemessen.
(5) Allgemeine Lichttransmission
Die Lichttransmission wurde für jede Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts (450 bis 700 nm) gemessen und die durchschnittliche Lichttransmission im zuvor genannten Bereich des sichtbaren Lichts wurde als allgemeine Lichttransmission verwendet.
(6) Wickelbarkeit
Die gebildete Folie wurde basierend auf den folgenden Kriterien zum Zeitpunkt des Aufwickelns eingestuft.

⌾:: Kann ohne Probleme aufgewickelt werden.
o:: Kann durch Herabsetzen der Wickelgeschwindigkeit oder Einstellen der Wickelbedingungen aufgewickelt werden.
∆:: Weist Fremdkörper und Falten auf, kann aber noch aufgewickelt werden.
x:: Konnte aufgrund schwerwiegender Fremdkörper und Falten selbst nach Einstellen der Wickelbedingung nicht aufgewickelt werden.

(7) Folienformbarkeit
Die Folie zum Zeitpunkt der Folienbildung wurde beobachtet und gemäß den folgenden Kriterien eingestuft.

⌾:: Keine Probleme wie Brüche zum Zeitpunkt der Folienbildung.
o:: Die Folie konnte nur unter engen beschränkten Bedingungen gebildet werden, aber eine Rolle von große Länge kann erhalten werden.
∆:: Probleme wie Brüche existieren zum Zeitpunkt der kontinuierlichen Folienbildung und eine Rolle von großer Länge ist schwer zu erhalten.
x:: Die kontinuierliche Folienformbarkeit ist niedrig und die Folienbildung ist nur innerhalb eines extrem kurzen Zeitraums möglich.

Beispiel 1
Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat (PEN) mit einer intrinsischen Viskosität (Orthochlorphenol, 35°C) von 0,62 und Polyethylenterephthalat (PET) mit einer intrinsischen Viskosität (Orthochlorphenol, 35°C) von 0,63 wurden bereitgestellt. 0,11 Gew.-% von wirklich sphärischen Siliciumdioxidpartikeln (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,12 μm, Verhältnis von langem Durchmesser zu kurzem Durchmesser: 1,02, relative Standardabweichung des Partikeldurchmessers: 0,1) wurden zu dem PEN hinzugegeben, um ein Harz für die Schicht A herzustellen, und das PEN, das keine inerten Feinpartikel enthielt und das PET wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 zusammengemischt, um ein Harz für die Schicht B herzustellen. Nachdem das Harz für die Schicht A 3 Stunden bei 160°C getrocknet wurde und das gemischte Harz für die Schicht B 3 Stunden bei 160°C getrocknet wurde, wurden diese einem Extruder zugeführt und geschmolzen. Nachdem das Polymer für die Schicht A in 31 Schichten aufgeteilt wurde, und das Polymer für die Schicht B in 30 Schichten aufgeteilt wurde, wurden diese unter Verwendung einer mehrschichtigen Zuführblockvorrichtung, die in der Lage war, die Schichten A und die Schichten B alternierend zu laminieren, miteinander vermischt. Dann wurden die Schichten A und die Schichten B einem Schlitz zugeführt, wobei die Laminierungsform beibehalten wurde und auf eine Gusstrommel gegossen, um eine laminierte ungestreckte Folie herzustellen, in der die Schicht A und die Schicht B zu einer Gesamtzahl von 61 Schichten alternierend laminiert waren. Um die laminierte ungestreckte Folie herzustellen, wurde das Verhältnis des extrudierten Polymers für die Schicht A zum extrudierten Polymer für die Schicht B auf 1:0,8 eingestellt und die Schichten wurden so laminiert, dass die beiden äußersten Schichten die Schichten A sein sollten. Diese laminierte ungestreckte Folie wurde bei einer Temperatur von 150°C 3,5 mal in Longitudinalrichtung und dann bei einer Strecktemperatur von 155°C 5,5 mal in Transversalrichtung gestreckt und 3 Sekunden bei 230°C wärmebehandelt. Die Herstellungsbedingungen sind in Tabelle 1 dargestellt und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen mehrschichtigen Folien sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiele 2 bis 14 und Vergleichsbeispiele 1 bis 10
Die in Beispiel 1 verwendeten Verfahren wurden wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Herstellungsbedingungen wie in Tabelle 1 dargestellt geändert wurden.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen mehrschichtigen Folien sind in Tabelle 2 dargestellt.
Die inerten Feinpartikel in Beispiel 3 waren wirklich sphärisches Silicon (Verhältnis von langem Durchmesser zu kurzem Durchmesser: 1,1, relative Standardabweichung des Partikeldurchmessers: 0,30); die inerten Feinpartikel in Beispiel 4 waren ein Calciumcarbonataggregat (Verhältnis von langem Durchmesser zu kurzem Durchmesser: 1,4, relative Standardabweichung des Partikeldurchmessers: 0,25); das IA6-PEN in den Beispielen 5 und 8 war ein Copolymer mit einer intrinsischen Viskosität (Orthochlorphenol, 35°C) von 0,63, in dem 6 Mol-% der Gesamtheit aller Dicarbonsäurebestandteile durch Isophthalsäure ersetzt waren; das TA5-PEN in Beispiel 6 war ein Copolymer mit einer intrinsischen Viskosität (Orthochiorphenol, 35°C) von 0,62, in dem 5 Mol-% der Gesamtheit aller Dicarbonsäurebestandteile durch Terephthalsäure ersetzt waren; das IA10-PET in Beispiel 7 war ein Copolymer mit einer intrinsischen Viskosität (Orthochlorphenol, 35°C) von 0,62, in dem 10 Mol-% der Gesamtheit aller Dicarbonsäurebestandteile durch Isophthalsäure ersetzt waren; und das für die Schicht A des Vergleichsbeispiels 6 verwendete PET war das gleiche wie das PET, das für die Schicht B in Beispiel 1 verwendet wurde.
Die Tabellen 1 und 2 werden hiernachstehend untersucht werden.
Die mehrschichtigen Folien der Beispiele 1 bis 14 der vorliegenden Erfindung zeigten eine ausgezeichnete Wickelbarkeit und Folienformbarkeit, wobei sie eine allgemeine Lichttransmission von nicht weniger als 70% und eine scharfe Reflexionsspitze für Licht spezifischer Wellenlängen (590, 750 und 910 nm) aufwiesen. Auch wenn die Folienformbarkeit der mehrschichtigen Folie von Beispiel 14 geringfügig schlechter ist als die der Beispiele 1 bis 13, und zwar aufgrund der Unterschiede in der Folienformbarkeit zwischen den biaxial ausgerichteten und den monoaxial ausgerichteten Folien, wurde die Folienformbarkeit durch die inerten Partikel verbessert, wenn die Folienformbarkeiten unter monoaxialen Streckbedingungen miteinander verglichen werden.
Die Vergleichsbeispiele 1, 2 und 4 konnten aufgrund der niedrigen Schlüpfrigkeit der mehrschichtigen Folien nicht aufgewickelt werden, die auf das Fakt zurückgeführt werden kann, dass Vergleichsbeispiel 1 keine inerten Partikel enthielt, Vergleichsbeispiel 2 inerte Partikel mit einem kleinen Partikeldurchmesser enthielt und Vergleichsbeispiel 4 im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung eine kleine Menge von inerten Partikeln enthielt. Die Vergleichsbeispiele 3 und 5 hatten eine niedrige allgemeine Lichtransmission von weniger als 70%, da Vergleichsbeispiel 3 inerte Partikel mit einem großen Partikeldurchmesser enthielt und Vergleichsbeispiel 5 im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung eine große Menge an inerten Partikeln enthielt und daher hatten diese für optische Anwendungen wenig praktischen Nutzen. In Vergleichsbeispiel 6 traten zum Zeitpunkt des Folienformens viele Brüche auf, da die Schicht A Polyethylenterephthalat war und daher wurde kaum eine Folie gebildet. Die Vergleichsbeispiele 7 oder 9 wiesen keine scharfen Reflexionsspitzen für Licht einer spezifischen Wellenlänge auf, da die Schichten B und die Schichten A gleich waren oder da die Dicke von jeder Schicht im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung zu groß war. Das Vergleichsbeispiel 10 hatte nicht nur keine scharfe Reflexionsspitze für Licht einer spezifischen Wellenlänge, sondern auch eine schlechte Folienformbarkeit und Wickelbarkeit, da die Dicke von jeder Schicht im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung zu klein war. Auch wenn das Vergleichsbeispiel 8 eine Reflexionsspitze für Licht einer spezifischen Wellenlänge aufwies, war sein Reflexionsgrad aufgrund dessen, dass die Anzahl der laminierten Schichten im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung klein war, nur 5% und die Dicke der gesamten mehrschichtigen Folie war ebenfalls klein und diese wies deshalb eine schlechte Folienformbarkeit und Wickelbarkeit auf.

Claims

Mehrschichtige Folie die Folgendes aufweist, nämlich eine erste Schicht die hauptsächlich einen Polyester aufweist, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist und eine zweite Schicht die hauptsächlich ein thermoplastisches Harz aufweist, das sich von dem Polyester der ersten Schicht unterscheidet und das eine Mischung aus Folgendem ist, nämlich einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat ist, und einem Polyester, dessen hauptwiederkehrende Einheit Ethylenterephthalat ist, in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 bis 95:5, wobei die Mischung zwei Schmelzpunkte aufweist, von denen der höhere Schmelzpunkt im Bereich von 220°C bis 265°C liegt und zumindest 10°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des Polyesters der ersten Schicht, wobei zumindest eine der ersten und zweiten Schichten 0,001 bis 0,5 Gew.% inerte Feinpartikel aufweist, bei denen es sich um eine Kombination von inerten Feinpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 0,2 μm und inerten Feinpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,32 bis 1 μm handelt, wobei die ersten und zweiten Schichten je eine Dicke von 0,05 bis 0,3 μm aufweisen und alternierend laminiert sind um ein Laminat zu bilden, dass zumindest 11 Schichten aufweist, wobei das Laminat in zumindest einer Richtung ausgerichtet ist und wobei die zweite Schicht in zumindest einer Richtung einen niedrigeren Brechungsindex als die erste Schicht aufweist.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1, wobei die beiden äußersten Schichten die ersten Schichten sind.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Polyester der ersten Schicht ein Ethylen-2,6-naphthalindicarboxylat-Homopolymer ist.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die inerten Feinpartikel zumindest ein Mitglied sind, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Kaolin, Talk, Silikon und vernetztem Polystyrol.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verhältnis des langen Durchmessers zum kurzen Durchmesser der inerten Feinpartikel 1,2 oder weniger beträgt.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die relative Standardabweichung des Partikeldurchmessers der inerten Feinpartikel kleiner als 0,3 ist.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die relative Standardabweichung der Dicke der ersten Schicht und die relative Standardabweichung der Dicke der zweiten Schicht jeweils 0,15 oder weniger beträgt.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gesamtzahl der laminierten Schichten zumindest 31 beträgt.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die biaxial ausgerichtet ist.
Lichtbrechende Polarisatorfolie, die ein Laminat aus einer Vielzahl von mehrschichtigen Folien nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Halbtransparente Folie, die die mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Polarisatorfolie nach Anspruch 10, wobei jede der Vielzahl von mehrschichtigen Folien hauptsächlich sichtbares Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge reflektiert.