JP2001253957A - ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光拡散性に優れ、全光線透過量の減少も少ない
品質の安定した光拡散性のポリエステルフィルムを提供
する。 【解決手段】平均粒子径が１．５〜５０μｍの粒子を
１．０〜１０．０重量％含有するポリエステルフィルム
であって、全光線透過量が６０％以上であり、かつ拡散
透過率が５０％以上であることを特徴とするポリエステ
ルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過散乱光の色調
に変化がなく、光拡散性に優れ、全光線透過量の減少も
少なく、しかも製造が容易なポリエステルフィルムに関
する。詳しくは、本発明は、照明カバー、電飾看板、採
光ガラス用窓貼りフィルム等、各種光源を有効にかつ均
一な明るさを確保する用途、ワープロやＯＡ機器に使用
されている液晶ディスプレイや液晶カラーテレビのバッ
クライト光源の拡散パネル材料等に好適な光拡散ポリエ
ステルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光源の光を効果的に用いるため、照明カ
バーや液晶表示装置等には光拡散フィルムが利用されて
きている。

【０００３】光を拡散させる方法として従来用いられて
いる技術は、フィルムに粒子を配合し、当該粒子とフィ
ルムを構成する樹脂との屈折率の差を利用したり、透明
樹脂に粒子を分散させた混合物をフィルム表面に塗布し
たりする方法がある。

【０００４】例えば、特開平３−７８７０１号公報など
には、炭酸カルシウム粒子を使用した例が記載されてい
るが、粒径の大きな無機粒子を大量に使用する場合は、
全光線透過量の減少やフィルム強度が低下することがあ
る。また、使用する無機粒子の種類によっては、白色光
中の特定の波長領域が吸収されて、透過散乱された光の
色調が変わることがある。

【０００５】一方、特開平７−２０９５０２号公報に
は、樹脂に炭酸カルシウムやシリカ微粒子を分散させた
組成物をフィルムに塗布する方法、また特開平９−２１
１２０７号公報には、ポリスチレン樹脂粒子を樹脂に分
散させた組成物をフィルムに塗布する方法がそれぞれ開
示されている。しかしながら、フィルムを原材料に用
い、２次加工としてフィルム表面に塗布することで光拡
散層を生成する場合、製造コストが上がるだけでなく、
ゴミの付着や塗布スジや塗布ムラなどの品質上の問題が
発生することもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みなされたものであって、その解決課題は、光拡散性に
優れ、全光線透過量の減少も少ない品質の安定した光拡
散性のポリエステルフィルムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、特定の構成を採用するこ
とにより、光拡散性に優れ、かつ全光線透過量の減少が
少ないフィルムが得られることを見いだし、本発明を完
成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は、平均粒子径が
１．５〜５０μｍの粒子を１．０〜１０．０重量％含有
するポリエステルフィルムであって、全光線透過量が６
０％以上であり、かつ拡散透過率が５０％以上であるこ
とを特徴とするポリエステルフィルムに存する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明におけるポリエステルとは、テレフ
タル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボ
ン酸等のような芳香族ジカルボン酸と、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサン
ジメタノール等のようなグリコールとのエステルを主た
る成分とするポリエステルである。当該ポリエステル
は、芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接重合させ
て得られるほか、芳香族ジカルボン酸ジアルキルエステ
ルとグリコールとをエステル交換反応させた後、重縮合
させる方法、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコー
ルエステルを重縮合させる等の方法によっても得られ
る。本発明で用いるポリエステルの代表的なものとして
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示
される。かかるポリエステルは、共重合されないホモポ
リマーであってもよく、またジカルボン酸成分の１０モ
ル％以下が主成分以外のジカルボン酸成分、またはジオ
ール成分の１０モル％以下が主成分以外のジオール成分
であるような共重合ポリエステルであってもよい。

【００１１】本発明のフィルムは、全光線透過量と拡散
透過率との向上を両立させるため、平均粒子径が１．５
〜５０μｍ、好ましくは２．０〜３０μｍ、さらに好ま
しくは３．０〜２０μｍの粒子を含有させる。平均粒子
径が１．５μｍ未満では、拡散透過率が低くなり好まし
くない。また、平均粒子径が５０μｍを超える場合は、
フィルム製膜時に粒子が起点となってフィルム破断が多
発し、製膜ができなくなったり、フィルム表面の粗度が
大きくなりすぎたりして好ましくない。

【００１２】上記粒子のフィルム中の含有量は、１．０
〜１０．０重量％、好ましくは、１．５〜８．０重量
％、さらに好ましくは２．０〜６．０重量％とする。粒
子の含有量が１．０重量％未満では、拡散透過率が低く
なり好ましくない。また、含有量が１０．０重量％を超
えると、フィルムの表面粗度が大きくなり過ぎて平面性
が損なわれるようになるので好ましくない。

【００１３】かかる粒子の例として、酸化珪素、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カル
シウム、リン酸カルシウム、リン酸リチウム、リン酸マ
グネシウム、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、酸化
チタン、カオリン、タルク、カーボンブラック、窒化ケ
イ素、窒化ホウ素、および特公昭５９−５２１６号公報
に記載されているような架橋高分子微粉体を挙げること
ができ、本発明の要旨を損なわれない限り、これらに限
定されるものではなく、特に球状シリカ粒子が好まし
い。球状シリカの粒子形状は、全光線透過率と拡散透過
率の点から球状に近いほど好ましく、球形比は通常０．
９０〜１．０、好ましくは０．９３〜１．０、さらに好
ましくは０．９６〜１．０である。球形比が０．９０未
満では拡散透過率が低下する傾向がある。

【００１４】この際、配合する粒子は、単成分でもよ
く、また、２成分以上を同時に用いてもよい。２成分以
上用いる場合は、少なくとも１成分の粒子の平均粒子径
および含有量が上記した範囲内にあればよい。

【００１５】本発明ではフィルムに光拡散性を持たせる
ために、フィルム中に特定のボイド（空洞）を存在させ
ることが好ましい。特定の大きさのボイドを有するフィ
ルムは、全光線透過量が高く、かつ拡散透過率も高く光
拡散フィルムとして好ましい。

【００１６】ボイドはフィルムの延伸工程において粒子
周辺に発生するが、その大きさは下記式に定義するフ
ィルム中のボイド径比として通常４．０以下、好ましく
は３．０以下である。ボイド径比が４．０を超えると、
全光線透過量が減少する傾向がある。

【００１７】ボイド径比＝ボイド径／粒子径 … 原料ポリエステルに対する前記各粒子の配合方法は、特
に限定されないが、例えば、ポリエステルの重合工程に
各粒子を添加する方法または原料ポリエステルと各粒子
を溶融混練する方法などが好適である。

【００１８】本発明のフィルムは、全光線透過量が６０
％以上、好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０
％以上で、拡散透過率が５０％以上、好ましくは５５％
以上、さらに好ましくは６０％以上である。全光線透過
量が６０％未満や拡散透過率が５０％未満では、光拡散
フィルムとしての性能が不十分であり、塗布などにより
光拡散層を形成させる必要が生じたり、フィルムの用途
が限定されてしまう。

【００１９】本発明のポリエステルフィルムは、単層で
も積層でも構わず使用目的によって選択することができ
る。また、フィルムの全厚みは、単層構造、積層構造に
かかわらず、通常２〜５００μｍの範囲である。フィル
ム全厚みが２μｍ未満では、光拡散性が不十分となる傾
向があり、５００μｍを超えると、機械的に製膜時の延
伸が困難になる場合がある。

【００２０】本発明のポリエステルフィルムには、必要
に応じて、帯電防止剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤、
蛍光増白剤、難燃性付与等の添加剤を配合してもよい。

【００２１】また、本発明のポリエステルフィルムの片
面または両面に反射防止処理を施して使用してもよい。
この反射防止処理としては、表面に微小凹凸を形成する
ことによるエンボス処理や、反射波の光干渉を利用した
薄膜形成処理等が挙げられる。

【００２２】さらに、必要に応じ、易滑性、離型性、帯
電防止性、易接着性等を付与する目的のコーティング処
理をフィルム表面に行うこともできる。

【００２３】次に本発明のフィルムの製造方法を具体的
に説明するが、本発明の構成要件を満足する限り、以下
の例示に特に限定されるものではない。

【００２４】空洞部分を誘発する固体粒子等を公知の手
段で、例えば重合時添加または練り込みによりポリエス
テルチップに分散させた原料チップを、そのままあるい
は他の原料チップとブレンドし、所定量の添加濃度にす
る。

【００２５】これらのポリエステルチップを乾燥し、ポ
リエステルの融点〜３２０℃程度の温度でダイスから押
出し、キャスティングドラム上で冷却固化させる。その
際、フィルムをドラムに密着保持する手段として静電密
着法を用いることが好ましい。

【００２６】得られた未延伸フィルムは、次の延伸工程
に供される。延伸工程において、フィルムはＴｇ（ガラ
ス転移点温度）−１０℃からＴｃ（結晶化温度）−１０
℃の温度範囲で面積倍率にして通常３倍から５０倍、好
ましくは６倍から３０倍の範囲で長手方向（縦方向）お
よび／または幅方向（横方向）に延伸される。延伸方法
としては用途に応じて一軸延伸でもよいし、二軸延伸で
もよい。二軸延伸を行う場合には、逐次二軸配向延伸、
同時二軸配向延伸、それらを組み合わせた延伸、いずれ
であってもよい。なお、逐次二軸延伸の場合は、一般に
は縦方向に延伸した後、横方向に延伸する方法が好まし
く採用される。縦および横方向に延伸する際、各々一段
延伸でもよいが、多段で延伸したり多段延伸の間で配向
緩和のための熱処理工程を設けたりしてもよい。

【００２７】上記延伸工程中または延伸後に、フィルム
に反射防止性、接着性、帯電防止能、離型性等を付与す
るために、フィルムの片面または両面に、塗布層を形成
したり、コロナ処理等の放電処理等を施したりすること
もできる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた
測定法および用語の定義は次のとおりである。 （１）粒子平均粒子径 走査型電子顕微鏡にてフィルム中の粒子を観察し、粒子
毎に最大径と最小径を求め、その相加平均を粒子一個の
粒径（直径）とした。粒子群の平均粒径は、かかる粒径
を等価球換算した値の体積分率が５０％の点の粒径（直
径）を指す。 （２）球形比 フィルム中の粒子を電子顕微鏡により粒子約１０００個
の投影面積と投影面における最大径の円相当面積を求
め、下記式にて球形比を算出した。

【００２９】球形比＝粒子の投影面積／粒子投影面にお
ける最大径の円相当面積 （３）ボイド径比 低温灰化プラズマ装置にて、フィルム延伸方向の表面
（積層フィルムの場合は光拡散層の表面）を０．２〜
０．４μｍ灰化した後、走査型電子顕微鏡にて粒子毎に
粒子径とその周りにできたボイドのを観察し、粒子径の
平均値とボイド径の平均値を求め、それぞれの平均値を
粒子径とボイド径とし下記式よりボイド径比を求め
る。

【００３０】ボイド径／粒子径＝ボイド径比 … （４）拡散透過率と全光線透過量 日本電色工業社製分球式濁度計ＮＤＨ−３００Ａにより
フィルムの拡散透過率と全光線透過量を測定した。 （５）透過散乱光の色調 白色蛍光灯にフィルムをかざして透過散乱された光の色
調を目視で観察し、下記基準で評価した。

【００３１】 〇：白色蛍光灯の光とほとんど変わらないもの △：色調が変わっているが使用可能な範囲のもの ×：使用できない程色調が変わっているもの（例えば、
やや黄色みを帯びている等） （６）連続製膜性 連続製膜性を下記のランクに分けて評価した。

【００３２】 ○：破断無く連続して製膜が可能 △：時々破断が発生するため、連続して製膜できない場
合がある ×：破断が多発するために連続して製膜ができない 実施例１ テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコー
ル６５重量部および酢酸マグネシウム・四水塩０．０９
部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノールを留
出し、エステル交換反応を行ない、反応開始から４時間
を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応
を終了した。次いでリン酸０．０４部、三酸化アンチモ
ン０．０４部を添加した後、常法に従って重縮合反応を
進め、極限粘度０．６５のポリエチレンテレフタレート
を得た。

【００３３】得られたポリエチレンテレフタレートに、
平均粒子径４．２μｍ、球形比０．９８の球状シリカ粒
子を、含有量が３．０重量％となるように、ベント付き
二軸押出機を用いて錬り混み、球状シリカ粒子を含有す
るポリエチレンテレフタレートを作成した。

【００３４】得られたポリエチレンテレフタレートを１
７０℃で３時間乾燥後、押出機に供給し、２８０℃から
３００℃の温度で溶解し、ギヤポンプ、フィルターを介
して、ダイよりキャスティングドラムにシート状に押出
し、静電印加冷却法を用いて厚さ２５９μｍの無定形シ
ートを得た。次いで、無定形シートをシートの流れ方向
に８３℃で３．５倍、さらにシートの流れと直交する方
向に８７℃で３．７倍延伸し、２３５℃で３秒間熱処理
を行った後冷却して、厚み２０μｍの二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを得た。

【００３５】実施例２〜８および比較例１〜４ 下記表１〜３に示すようにフィルム中の粒子を変更する
以外は実施例１と同様にして二軸延伸フィルムを得た。

【００３６】比較例５ フィルム中の粒子添加量を２重量％、延伸倍率をシート
の流れ方向で４．０倍、さらにシートの流れ方向と直交
する方向に４．２倍とする以外は実施例１と同様にして
二軸延伸フィルムを得た。

【００３７】以上、得られたフィルムの物性、性能をま
とめて下記表１〜３に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィルムは、光拡
散性に優れ、全光線透過量の減少も少なく、しかも製造
が容易であり、照明カバー、電飾看板、採光ガラス用窓
貼りフィルム等、各種光源を有効にかつ均一な明るさを
確保する用途やワープロやＯＡ機器に使用されている液
晶ディスプレイや液晶カラーテレビのバックライト光源
の拡散パネル材料等に有用であり、その工業的価値は高
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AA45 AB03 AB15 AB18 AB21 AB24 AB25 AB26 AB27 AB30 AD06 AF30Y AH19 BB07 BB08 BC01 BC13 4J002 CF041 CF051 CF061 CF071 CF081 DA036 DD036 DE136 DE146 DE236 DG056 DH046 DJ006 DJ016 DJ036 DJ046 DK006 FA086 FD016 GP00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径が１．５〜５０μｍの粒子を
   １．０〜１０．０重量％含有するポリエステルフィルム
   であって、全光線透過量が６０％以上であり、かつ拡散
   透過率が５０％以上であることを特徴とするポリエステ
   ルフィルム。
2. 【請求項２】 下記式に定義するフィルム中のボイド
   径比が４．０以下であることを特徴とする請求項１記載
   のポリエステルフィルム。 ボイド径比＝ボイド径／粒子径 …
3. 【請求項３】 下記式に定義する球形比が０．９０〜
   １．０である球状シリカ粒子をフィルム中に含有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリエステルフィルム。 球形比＝粒子の投影面積／粒子投影面における最大径の円相当面積 …