JP2004309804A - 光反射体 - Google Patents

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Abstract

【課題】剛性があるにもかかわらず、軽量で加工性や施工性に優れる光反射体を提供すること。
【解決手段】発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )を含有し、次式(1)で算出された発泡倍率が1.05〜10倍の基材層(1)の少なくとも片面上に、オレフィン系樹脂及びフィラーを含有し、1軸以上の方向に延伸され、面積延伸倍率が1.5〜80倍の範囲であり、全光線反射率が90%以上であるフィルム層(2)を積層貼合した光反射体。
発泡倍率 = ρ / ρ ‥‥‥(1)
【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量であるにもかかわらず剛性があり、加工性や施工性に優れる光反射体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、内蔵式光源を配置したバックライト型の液晶ディスプレイや、印刷物の電飾用パネルが広く普及している。バックライト型の内蔵式光源装置(以下、バックライトユニットと表記する。)のうち、サイドライト方式の典型的な構成は図1に示すとおりのものであり、透明なアクリル板13に網点印刷12を施した導光板、その片面に設置した光反射体11、その他面に設置した拡散板14、そして導光板サイドに接近した冷陰極ランプ15(場合によっては16)からなる。導光板サイドから導入された光は網点印刷部分で発光し、光反射体11は表示方向へ光を反射して裏面方向への光の洩れを防ぎ、拡散板14で均一面状な光を形成する。表示物の大型化に伴い輝度向上のため、冷陰極ランプは15,16のように複数本設置される場合があり、加えて導光板の厚さ方向に複数本設置される場合もある。
【0003】
このようなバックライトユニットにおいて、光反射体は光源からの光を効率的に利用できるように高反射率を具備するとともに、それぞれの目的にあった表示を実現するために機能する。一般的に、ギラギラとした鏡面反射は輝度ムラの原因にもなり嫌われるため、散乱反射により面方向に比較的均一な輝度を実現し、見る人に自然な感じを与えることが必要とされる。特に液晶ディスプレイのサイドライト方式に用いられる光反射体は、導光板から裏抜けする光を面方向に均一に散乱反射させることが要求される。
さらに大型液晶ディスプレイ用や電飾看板用には、図2に示すような直下型のバックライトユニットが用いられており、筐体形状に合わせた折り、曲げ加工や、断裁加工がなされる。大型のバックライトユニット用の光反射体には、このような加工時の取扱い易さも要求される。
【0004】
従来から、該用途には特許文献1に記載されるような白色ポリエステルフィルムが多く使用されており、最近では特許文献2に記載されるような熱可塑性ポリエステル発泡体の使用が提案されている。
ところが、光源の近傍では光源から発生する熱、および紫外光付近の波長領域の光により、光反射体が劣化により黄変をきたし長期的に輝度が低下することがあった。また、比較的表面の柔らかい導光板を使用する場合、光反射体との接触によって導光板にキズが発生することがあった。
ポリエステルを原料とした光反射体よりも輝度が低下しにくく、柔軟性があり、導光板にキズが発生しにくい、オレフィン系の熱可塑性樹脂フィルムを本発明の用途へ使用することが考えられる。
しかし剛性に乏しく、それ自身の変形のしやすさからタワミや歪みが発生し、面方向に均一な光が得られず輝度ムラが生じてしまい、加工時や施工時の取扱いが難しい、などの問題があった。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−239540号公報
【特許文献2】
国際公開第97/1117号パンフレット
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来から用いられているポリエステルを原料とした光反射体とは異なり、光反射機能をオレフィン系樹脂を主体とする部分により多く持たせ、なおかつ剛性が有り、加工時や施工時に取り扱いやすい光反射体を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、長期的に安定した光反射機能を付与する部分にオレフィン系樹脂とフィラーを含有したフィルム層を用い、且つ剛性を付与するために特定の基材層を用い、両者を積層貼合することで得られた光反射体が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させるに到った。
即ち本発明は、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )を含有し、次の式(1)で算出された発泡倍率が1.05〜10倍の基材層(1)の少なくとも片面上に、オレフィン系樹脂及びフィラーを含有し、1軸以上の方向に延伸され、面積延伸倍率が1.5〜80倍の範囲であり、全光線反射率が90%以上であるフィルム層(2)を積層貼合することを特徴とする光反射体である。
発泡倍率 = ρ / ρ ‥‥‥(1)
(式中、ρは真密度であり、ρは密度である。)
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の光反射体の構成および効果を詳細に説明する。なお、本発明において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を意味する。
〔基材層(1)〕
本発明の基材層(1)は、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )を含むものである。
基材層(1)を構成するのは、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層単独、あるいは発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )からなる層を含むものである。
基材層(1)が発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )からなる層を含む場合は、これらの熱溶融物をダイ内で積層し、共押出により多層の層構造物として得られるものである。
【0009】
発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )およびフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )に用いられる熱可塑性樹脂としては、プロピレン系樹脂、あるいは高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体、アイオノマー(エチレン・アクリル酸共重合体の金属塩、エチレン・メタクリル酸共重合体の金属塩)等のエチレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のオレフィン系樹脂、ナイロン−6、ナイロン−6,6、ナイロン−6,10、ナイロン−6,12等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやその共重合体、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ポリエステル等のエステル系樹脂(熱可塑性ポリエステル系樹脂)、ポリカーボネート、アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは2種以上混合して用いることもできる。
【0010】
これらの中でも、耐薬品性やコスト等の観点から、オレフィン系樹脂を用いることが好ましく、プロピレン系樹脂及び/又はエチレン系樹脂を用いることがより好ましい。プロピレン系樹脂としてはプロピレンを単独重合させたアイソタクティック重合体またはシンジオタクティック重合体を用いることが好ましい。また、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィンとプロピレンとを共重合させた様々な立体規則性を有するプロピレンを主成分とした共重合体を用いることもできる。共重合体は2元系でも3元系以上の多元系でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。
【0011】
熱可塑性樹脂組成物(a1 )中に含有させる発泡剤は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、特に制限はされない。発泡剤としては化学発泡剤または物理発泡剤を例示できる。化学発泡剤の具体例としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロテレフタルアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、p−トルエンスチレンスルホニルヒドラジド、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、重炭酸ナトリウム塩、クエン酸ナトリウム塩等、およびこれらの混合物を挙げることができる。
熱可塑性樹脂組成物(a1 )中に含有させる物理発泡剤の具体例としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ジクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロモノフルオロメタン等、および窒素、炭酸ガス等の不活性気体が挙げられる。また、これらの発泡剤を使用する際に、発泡剤は2種以上組み合わせて使用してもよく、通常使用される発泡助剤、架橋剤、核剤等の配合剤を併用してもよく、また発泡体は架橋させたものでもよい。
【0012】
熱可塑性樹脂組成物(a2 )は通常、フィラーを含有することができる。フィラーとしては、無機微細粉末及び/又は有機フィラーを例示できる。含有可能なフィラーの具体例としては、無機微細粉末として、粒径が0.05〜30μmの炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、燐酸アルミニウム、タルク、マイカ、焼成クレイ、カーボンブラック、グラファイト、ゼオライト、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、含水珪酸カルシウム、珪藻土、二酸化チタン、アルミナ、シリカ等を挙げることができる。中でも炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、マイカが好ましい。
【0013】
有機フィラーとしては、粒径が0.5〜2,000μmのポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を含むポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン−6、ナイロン−6,6等を含むポリアミド樹脂、フェノール樹脂、環状オレフィン重合体、環状オレフィンとエチレンとの共重合体等を含むポリオレフィン樹脂、エボナイト等、主体となる熱可塑性樹脂とは相溶性が無く、熱可塑性樹脂の融点よりは高い融点ないしはガラス転移温度を有するものの樹脂粉が挙げられる。
更に、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )中には繊維状充填剤として、径が3〜30μmで長さが1〜10mmのガラス系、パルプ系、アスベスト系、ポリエステル系、ポリアミド系等の繊維を含有させてもよい。
【0014】
熱可塑性樹脂組成物(a2 )中に含有可能なフィラーの配合量は、0〜80重量%、好ましくは1〜60重量%である。フィラーを含有しない場合、熱可塑性樹脂組成物(a2 )で形成される層が、発泡剤により内部に気泡を形成した熱可塑性樹脂組成物(a1 )の層の両面に設けられることで、気泡によりできた表層の凹凸を滑らかにすることができる。さらにフィラーを含有させることで、押出成形時に発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )の発泡による体積膨張に起因する波状の変形(コルゲート)を効果的に抑制することができ、フィルムの冷却を均一に行うことが可能となる。またフィルムの流れ方向(機械方向)と平行に生じやすい筋の発生も抑制することができ、詳細後述するフィルム層(2)や裏打ち層(4)をサーマルラミネーションする場合に、均一な貼合品を成形することができ、皺やアバタ等の外観不良の発生を抑制することができる。フィラーの含有率が80重量%を超えると溶融粘度が高くなり過ぎて流れ性が低下し、押出成形が困難となる。
【0015】
発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )およびフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )には、必要に応じて酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、核剤、可塑剤及び脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド等のスリップ剤などの添加剤を添加してもよい。
基材層(1)は、ダイから出た時点で熱可塑性樹脂組成物(a1 )中の発泡剤が発泡を行って内部に気泡を形成したものである。発泡倍率は1.05〜10倍、特に1.7〜8倍とすることが好ましい。発泡倍率が1.05倍に満たない場合は軽量化が不充分であり、逆に発泡倍率が10倍を超えるとフィルム状態の成形が困難である。
本発明において発泡倍率とは、下記式(1)にしたがって計算される値を意味する。式(1)中のρは真密度を表し、ρは密度(JIS−P−8118)を表す。延伸前の材料が多量の空気を含有するものでない限り、真密度は延伸前の密度にほぼ等しい。
発泡倍率 = ρ / ρ ‥‥‥(1)
(式中、ρは真密度であり、ρは密度である。)
【0016】
発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )から基材層(1)を構成する場合は、Tダイより押し出される前の溶融状態にて積層する方法が考えられる。一般的には両樹脂をそれぞれの押出機で個別に溶融し、混練した後に、Tダイ内で積層するマルチマニホールド方式や、Tダイに流入させる前に積層するフィードブロック方式等の多層Tダイが使用し得る。好ましくは、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )の両面にフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )が積層されるようにTダイより共押出した基材層(1)である。
【0017】
基材層(1)の厚さは、50〜4900μmであり、特に50〜3000μmであることが好ましい。基材層(1)が発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )から構成される場合、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )層とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )層の適切な厚さ比は、構成する原料、発泡倍率等の条件によって異なるが、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )の厚みが基材層(1)全体の厚さに対して0〜70%程度、特に0〜50%であることが好ましい。フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )の厚さ比率が基材層(1)全体の厚さに対して70%を超える場合、軽量化が不充分となる。
本発明でいう厚さは、JIS−P−8118に記載の方法により測定した。
【0018】
〔フィルム層(2)〕
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)は、オレフィン系樹脂とフィラーを主成分とするものである。
オレフィン系樹脂
フィルム層(2)に用いられるオレフィン系樹脂の種類は特に制限はされないが、前述の基材層(1)に用いられる熱可塑性樹脂と同様のものが使用でき、具体的にはプロピレン系樹脂、エチレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のオレフィン系樹脂が使用できる。
これらの中でもプロピレン系樹脂及び/又はエチレン系樹脂を用いることがより好ましい。プロピレン系樹脂は基材層(1)にて前述したものと同様のものが使用できる。
【0019】
フィラー
フィルム層(2)に用いられるフィラーとしては、基材層(1)と同様に無機微細粉末及び/又は有機フィラーを使用することができる。
好ましい無機微細粉末としては、炭酸カルシウム、焼成クレイ、シリカ、珪藻土、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、アルミナ、マイカなとが挙げられる。中でも炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、マイカがより好ましい。
好ましい有機フィラーとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン−6、ナイロン−6,6、環状オレフィン重合体、環状オレフィンとエチレンとの共重合体等のオレフィン系樹脂とは相溶性が無く、オレフィン系樹脂よりは高い融点(例えば、170〜300℃)乃至は高いガラス転移温度(例えば、170〜280℃)を有するものが挙げられる。
【0020】
これらのフィラーは、上記の無機微細粉末または有機フィラーの中から1種を選択してこれを単独で使用しても良いし、2種以上を選択して組み合わせて使用しても良い。2種以上を組み合わせて使用する場合は、無機微細粉末と有機フィラーを混合して使用しても良い。
後述するフィルム層(2)の延伸成形により、フィルム層(2)の内部には微細な空孔が生じる。発生させる空孔サイズの調整のため、上記無機微細粉末の平均粒径及び有機フィラーの平均分散粒径は、それぞれが0.1〜8μmの範囲、より好ましくはそれぞれが0.3〜5μmの範囲である。平均粒径若しくは平均分散粒径が0.1μmより小さい場合は、所定の空孔(空孔率)が得られなくなる傾向がある。また平均粒径もしくは平均分散粒径が8μmより大きい場合は、空孔が不均一となる傾向がある。
【0021】
また、均一な光反射機能を得るために好ましい空孔を形成するためには、例えば比表面積が20,000cm/g以上で、かつ粒径が10μm以上(レーザー回折式粒子計測装置「マイクロトラック」により測定した値)の粗大粒子を含まないフィラーを使用するのが効果的である。
後述するフィルム層(2)の延伸成形により発生させる空孔量を調整するため、上記フィラーの配合量(比率)は好ましくは5〜75重量%、より好ましくは10〜70重量%の範囲で使用する。そのため、フィルム層(2)を構成するオレフィン系樹脂の配合量は好ましくは25〜95重量%、より好ましくは30〜90重量%である。
【0022】
フィラーの配合比率が5重量%より少ない場合は、所定の空孔(空孔率)が得られなくなる傾向がある。フィラーの配合比率が75重量%より多い場合は、フィルム層(2)および導光板の表面にキズが生じやすくなる傾向がある。
本発明で用いるフィルム層(2)は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。フィルム成形時の配合組成などの自由度から、多層構造であることが好ましい。多層構造が、例えば、表面層/中間層/裏面層の3層構造からなり、中間層を構成する主要な樹脂がプロピレン系樹脂の場合、延伸性を改良するために、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のプロピレン系樹脂より低融点のエチレン系樹脂を3〜25重量%配合するのが好ましい。
【0023】
また、中間層にはフィラーとして二酸化チタンを0.5〜10重量%、好ましくは0.5〜8.5重量%配合するのが好ましい。また表面層、裏面層にはフィラーとして二酸化チタンを0〜1重量%、好ましくは0.1〜0.9重量%配合させてもよい。この場合の二酸化チタンは、紫外光付近の波長領域の光により、光反射体が劣化することを効果的に予防する為に配合するものである。しかし、二酸化チタンの配合量が中間層で10重量%又は表裏面層で1重量%を超えると、光反射体の白色度に影響をきたし輝度低下を招くと共に、液晶表示等の色調およびコントラストが不明瞭となる傾向がある。
フィルム層(2)の厚さは、20〜500μmであることが好ましく、特に30〜300μmであることがより好ましい。フィルム層(2)が上記の様な3層構造の場合、表面層,裏面層の厚さは0.1μm以上、好ましくは0.1μm以上25μm未満であり、かつ光反射体の全厚の15%未満、好ましくは0.5〜13%である。
【0024】
添加剤
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)には、必要により、蛍光増白剤、安定剤、光安定剤、分散剤、滑剤等を配合してもよい。安定剤としては、立体障害フェノール系やリン系、アミン系等の安定剤を0.001〜1重量%、光安定剤としては、立体障害アミン系やベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の光安定剤を0.001〜1重量%、フィラーの分散剤としては、シランカップリング剤、オレイン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸、金属石鹸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸ないしはそれらの塩等を0.01〜4重量%配合してもよい。
【0025】
成形
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)の成形方法としては、一般的な1軸延伸方法や2軸延伸方法が使用できる。具体例としては、スクリュー型押出機に接続された単層または多層のTダイやIダイを使用して溶融樹脂をフィルム状に押し出した後、ロール群の周速差を利用した縦延伸で1軸延伸する方法、さらにこの後にテンターオーブンを使用した横延伸を組み合わせた逐次2軸延伸方法や、テンターオーブンとリニアモーターの組み合わせによる同時2軸延伸方法などが挙げられる。
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)の成形方法は、少なくとも1軸方向に延伸されていれば、前述の空孔率が得られる限り特に制限はされない。適切な空孔率を容易に得ようとする場合は、後述する面積延伸倍率をより広い範囲で調整しうる2軸延伸方法が有効である。
【0026】
延伸温度は使用するオレフィン系樹脂の融点より2〜60℃低い温度であり、樹脂がプロピレン単独重合体(融点155〜167℃)の場合は152〜164℃、高密度ポリエチレン(融点121〜134℃)の場合は110〜120℃が好ましい。また、延伸速度は20〜350m/分が好ましい。
フィルム層(2)中に発生させる空孔の大きさを調整するために、面積延伸倍率は、好ましくは1.5〜80倍、より好ましくは3〜70倍、特に好ましくは25〜60倍である。本明細書において「面積延伸倍率」とは、一軸延伸の場合は延伸軸方向の延伸倍率そのものを意味し、二軸延伸の場合は各々の延伸軸方向での延伸倍率の積を意味する。
【0027】
面積延伸倍率が1.5倍未満では、充分な光反射率を得るための空孔率や空孔の大きさが得られにくくなり、光反射率の低下をきたす傾向がある。また面積延伸倍率が80倍を超えては、フィルム層(2)の延伸成型時にフィルムの破断が起こり易くなり好ましくない。
尚、本発明の光反射体に用いるフィルム層(2)が多層構造の場合、各層中の最大の面積延伸倍率をフィルム層(2)の面積延伸倍率とする。
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)中に発生させる空孔の単位体積あたりの量を調整するために、空孔率は好ましくは15〜70%、より好ましくは20〜55%の範囲とする。空孔率が15%に満たない場合は、充分な光反射率を得ることができず、空孔率が70%を超えては、フィルム層(2)の安定した延伸成形が困難になる。
【0028】
本明細書において空孔率とは、下記式(2)に従って計算される値を意味する。式2のρは真密度を表し、ρは密度(JIS−P8118)を表す。
延伸前の材料が多量の空気を含有するものでない限り、真密度は延伸前の密度にほぼ等しい。
空孔率(%)=〔(ρ′−ρ′)/ρ′〕×100 ・・・(2)
(式中、ρ′は真密度であり、ρ′は密度である。)
本発明で用いるフィルム層(2)の密度は、一般に0.5〜1.2g/cmの範囲であり、空孔が多いほど密度は小さくなり空孔率は大きくなる。空孔率が大きい方が表面の反射特性も向上させることができる。
延伸後のフィルム層(2)の厚さは、好ましくは40〜400μm、より好ましくは60〜300μmである。厚さが40μmより薄い場合は、光の裏抜けが増加する傾向がある。また厚さが400μmより厚い場合は、光反射体が厚くなり過ぎるきらいがある。
【0029】
保護層
得られたフィルム層(2)はそのままでも本発明の光反射体の構成要素として用いることができるが、成型加工時および使用時に発生が懸念されるキズや汚れ付着の防止のため、また経時劣化防止のために、フィルム層(2)の表面にはその光学特性を損ねない範囲で少なくとも片面にさらに保護層を設けることもできる。
保護層の形成方法としては、上記フィルム層(2)の延伸成型前に多層TダイやIダイを使用して保護層の溶融原料を共押出しし、得られた積層体を延伸成形して設ける方法、上記フィルム層(2)が2軸延伸の場合、1軸方向の延伸が終了したのちに、保護層の溶融原料を押出し貼合し、積層体を更に延伸して成形して設ける方法、延伸フィルムを延伸成形して得た後に保護層の原料塗料を直接または間接的に塗布、乾燥や硬化して設ける方法等が挙げられる。
【0030】
上記フィルム層(2)と同時に2軸もしくは1軸方向に延伸成形して設ける保護層には、上記フィルム層(2)に使用されるものと同じオレフィン系樹脂およびフィラーが使用できる。また、上記の添加剤も使用することができる。
上記フィルム層(2)の延伸成形後に原料塗料を塗布して設ける保護層としては、シリコン系、フッ素系のものが挙げられる。本保護層は上記延伸成形されて設けられる保護層を形成した後にさらに重ねて形成してもよい。
塗布方法を用いる場合は、ロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、エアーナイフコーター、サイズプレスコーター、グラビアコーター、リバースコーター、ダイコーター、リップコーター、スプレーコーター等により行われ、必要によりスムージングを行い、乾燥工程を経て余分な水や親水性溶剤を除去し、熱、光や電子線により硬化して保護層を形成する。
【0031】
本発明の光反射体の保護層は、フィルム層(2)の光学特性を損ねないように、厚さとしては片面あたり、好ましくは0.2〜80μm、より好ましくは1〜60μmの範囲で設けることが好ましい。
さらに、これらの保護層の少なくとも片面側、特に基材層(1)に面する側に光の裏抜け防止の目的から、アンカーコート剤を介して金属層を設けることもできる。より具体的には、ポリエステル系またはポリウレタン系アンカーコート剤を乾燥重量で0.03〜5g/mの割合で塗布し、この面に金属蒸着、金属スパッタリング、箔押し、ホットスタンピングなどの方法で金属層を設けることが一般的である。
【0032】
用いられる金属としてはアルミニウムが一般的であり、金属層の厚さは好ましくは0.025〜0.5μm、より好ましくは0.03〜0.1μmである。
本発明の光反射体を構成するフィルム層(2)の全光線反射率は90%以上であり、好ましくは93%以上、特に好ましくは95〜100%である。90%に満たない場合は、光反射体としての機能が充分ではない。
本発明おいて全光線反射率とは、JIS−Z−8722記載の方法に準拠して、波長400nm〜700nmの範囲で測定した各波長の反射率の平均値を意味する。全光線反射率がこの範囲に満たないと、本発明の光反射体を用いたディスプレイ等の輝度不足をきたし好ましくない。
【0033】
〔基材層(1)とフィルム層(2)の積層貼合〕
基材層(1)とフィルム層(2)を貼り合わせる方法としては、種々の方法が挙げられる。基材層(1)は発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層単独の場合と、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層及びフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )からなる層から構成する場合があるが、いずれの場合もダイから押出しされたフィルム状の基材層(1)が溶融状態を保つうちにその熱を利用して、基材層(1)の少なくとも片面にフィルム層(2)を、金属ロールまたはゴムロール等のロール群を介して加圧溶着させるサーマルラミネート法が挙げられる。この方法は基材層(1)の波状の変形(コルゲート)をフィルム層(2)により強制的に抑制することができ、効果的である。
また、基材層(1)とフィルム層(2)の貼り合わせは、結合層(3)を介して行う方法もある。結合層(3)は概略、熱可塑性樹脂、及び/又は接着剤,粘着剤から構成される。
【0034】
結合層(3)に熱可塑性樹脂を用いる場合は、基材層(1)を構成する発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )或いは発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )とフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )、および結合層(3)に使用する熱可塑性樹脂組成物(a3 )をそれぞれの押出機で溶融し、混練した後に、Tダイ内で熱可塑性樹脂組成物(a3 )が最外層になるように積層するマルチマニホールド方式や、Tダイに流入させる前に積層するフィードブロック方式等の多層Tダイが使用し得る。さらには、基材層(1)をフィルム状に形成した後、熱可塑性樹脂組成物(a3 )を押出ラミネート法により更に積層する方法も使用し得る。
上記のいずれの場合にも、結合層(3)となる、ダイより押出しした熱可塑性樹脂組成物(a3 )が溶融状態を保つうちにその熱を利用して、基材層(1)の少なくとも片面にフィルム層(2)を金属ロールまたはゴムロール等のロール群を介して加圧溶着させるサーマルラミネート法で貼り合わせることができる。
【0035】
結合層(3)に使用できる熱可塑性樹脂としては、プロピレン系樹脂、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体(好ましくは酢酸ビニル含量が12重量%以下のエチレン・酢酸ビニル共重合体)、エチレン・アクリル酸共重合体(好ましくはエチレン含量が65〜94重量%のエチレン・アクリル酸共重合体)、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体、アイオノマー(エチレン・アクリル酸共重合体の金属塩、エチレン・メタクリル酸共重合体の金属塩)、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン−1共重合体等のエチレン系樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体など、ヒートシール性のある熱可塑性樹脂等が挙げられる。
また結合層(3)に接着剤、粘着剤を用いる場合には、基材層(1)を成形した後、別工程で基材層(1)またはフィルム層(2)上に接着剤、粘着剤の層を一般的に用いられる塗工法等により設け、接着剤、粘着剤の層を介して基材層(1)とフィルム層(2)を積層貼合することができる。
【0036】
さらには、上記の熱可塑性樹脂組成物(a3 )を積層して基材層(1)及び結合層(3)を成形した後に、別工程で結合層(3)またはフィルム層(2)上に接着剤、粘着剤の層を一般的に用いられる塗工法等により設け、接着剤、粘着剤の層を介して結合層(3)とフィルム層(2)を積層貼合することができる。
接着剤、粘着剤の種類は本発明の趣旨を逸脱しない限り、特に限定はされないが、例えば接着剤としては、ポリエーテルポリオール・ポリイソシアネート接着剤、ポリエステル・ポリオール・ポリイソシアネート接着剤等を挙げることができる。
粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤が代表的である。形態としては、溶剤型、エマルジョン型のものを公知の塗工法により塗工することにより積層できる。
【0037】
結合層(3)の厚さは、基材層(1)とフィルム層(2)との接着力で決定され、一般に1〜50μm、好ましくは1〜20μmの厚みで使用される。具体的には、ヒートシール性のある熱可塑性樹脂は溶融押出ラミネートされ、8〜30μm、好ましくは8〜20μmの厚みで設けられる。塗布型の接着剤,粘着剤は1〜20g/m、好ましくは2〜6g/mの量で塗布される。
結合層(3)を設ける場合の厚さが1μmに満たない場合は、接着力が不足し、結合層(3)を設ける目的に沿わない。50μmを超えては接着力のより一層の向上が見込めず、不経済である。光の裏抜け防止のため、結合層(3)にチタンホワイトなどの顔料や金属粉を含有したものを使用することも可能である。
【0038】
〔裏打ち層(4)〕〔結合層(5)〕
本発明の光反射体は、最終的な厚さやコシの調整のために、必要により基材層(1)のフィルム層(2)を積層する面側とは反対側の面上に、オレフィン系樹脂もしくはポリエステル系樹脂を主成分とする裏打ち層(4)を積層してもよい。裏打ち層(4)にはフィルム層(2)の様な光反射の機能は通常求めないが、剛性等の機能が求められる場合がある。裏打ち層(4)の厚みはフィルム層(2)と同じものも使用できる。積層方法は基材層(1)とフィルム層(2)との貼り合わせに用いられる方法と同様の方法が使用できる。
【0039】
基材層(1)と裏打ち層(4)の貼り合わせには、フィルム層(2)の場合と同様に、結合層(5)を介して行う方法もある。結合層(5)も結合層(3)と同様の組成や方法、厚み設定が使用できる。
基材層(1)(或いは結合層(3)及び/又は結合層(5))が溶融状態のうちに加圧溶着させるサーマルラミネート法を用いる場合、フィルム層(2)及び/又は裏打ち層(4)は逐次に積層貼合しても良いし、同時に積層貼合しても良い。特にフィルム層(2)と裏打ち層(4)を基材層(1)に同時に積層貼合する方法は、工程数を大幅に削減できる。
【0040】
光反射体の厚さは100〜5000μmであり、好ましくは300〜3000μmのものが用いられる。
光反射体の厚さが100μmに満たない場合は、光反射体としての剛性に乏しく、本発明の趣旨に沿わない。5000μmを超える場合は、逆に剛性が強すぎて加工性や施工性が乏しくなり、また最近の液晶表示装置等に求められる薄肉化や軽量化の要求に沿わない。
本発明の光反射体の形状は特に制限されず、使用目的や使用態様に応じて適宜決定することができる。通常は、板状やフィルム状にして使用するが、それ以外の形状で使用した場合であっても光反射体として使用するものである限り、本発明の範囲内に包含される。
【0041】
本発明の光反射体は、バックライトユニットの光反射体として有用であり、中でも直下型方式の液晶表示装置や電飾看板を構成する光反射体として極めて有用である。本発明の光反射体を用いた直下型方式の液晶表示装置や電飾看板は、光源光を光反射体が面方向に輝度ムラなく均一に反射させるため、見る人に自然な感じを与えることができる。
本発明の光反射体は、このようなバックライト型液晶表示装置や電飾看板のみならず、内蔵式光源を使用せずに室内光を反射させることを意図した低消費電力型の表示装置にも利用することが可能である。また、室内外照明用光源の背面にも幅広く利用することができる。
【0042】
【実施例】
以下に実施例、比較例、試験例を記載して、本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。
従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、下記製造例で使用した原料を表1に示す。
【0043】
【表1】
Figure 2004309804
【0044】
〔フィルム層(2)の製造〕
(製造例1)
オレフィン系樹脂としてPP1およびHDPE、フィラーとして硫酸バリウム(a)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(A)と、オレフィン系樹脂としてPP2、フィラーとして炭酸カルシウム(d)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(B)及び(C)とを、それぞれ別の3台の押出機を用いて250℃で溶融し、混練した。
これらの混練物を250℃に設定した一台の共押出ダイに供給し、ダイ内で組成物(A)を中間層、その両面に(B)を表面層、(C)を裏面層となるように積層後、フィルム状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却し、無延伸の積層物(B/A/C)を得た。
この積層物を145℃に加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に8倍に延伸し、次いで160℃でアニーリング後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして、一軸延伸した厚さ100μm(B/A/C=0.5μm/99μm/0.5μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
【0045】
(製造例2)
組成物の押し出し量を変更した以外は、製造例1と同じ方法により厚さ180μm(B/A/C=0.5μm/179μm/0.5μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
(製造例3)
オレフィン系樹脂としてPP1およびHDPE、フィラーとして炭酸カルシウム(c)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(A)と、オレフィン系樹脂としてPP2、フィラーとして炭酸カルシウム(c)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(B)と、オレフィン系樹脂としてPP2、フィラーとして炭酸カルシウム(d)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(C)とを、それぞれ別の3台の押出機を用いて250℃で溶融し、混練した。
【0046】
これらの混練物を250℃に設定した一台の共押出ダイに供給し、ダイ内で組成物(A)を中間層、その両面に、(B)を表面層(C)を裏面層となるように積層後、フィルム状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却し、無延伸の積層物(B/A/C)を得た。
この積層物を145℃に加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に4倍に延伸し、一軸延伸フィルムを得た。
次いで、この一軸延伸フィルムを、再び150℃まで加熱してテンターで横方向に8倍の倍率に延伸し、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして厚さ100μm(B/A/C=0.5μm/99μm/0.5μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
【0047】
(製造例4)
組成物の押出し量を変更した以外は、製造例3と同じ方法により厚さ200μm(B/A/C=0.5μm/199μm/0.5μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
(製造例5)
オレフィン系樹脂としてPP1およびHDPE、フィラーとして炭酸カルシウム(c)および二酸化チタン(b)を表2に記載の割合で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融し、混練した。
この混練物を250℃に設定したダイに供給しフィルム状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却し、無延伸フィルムを得た。この無延伸フィルムを135℃に加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に3.8倍に延伸し、一軸延伸フィルムを得た。
【0048】
オレフィン系樹脂としてPP2を別々の押出機にて250℃で溶融し、混練した後、250℃に設定したダイに供給しフィルム状に押出し、(B)、(C)として上記4倍延伸フィルムの両側に積層し、60℃まで冷却し三層構造の積層物(B/A/C)を得た。
次いでこの積層物を、再び150℃まで加熱してテンターで横方向に8.5倍の倍率で延伸した。次いで、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして厚さ200μm(B/A/C=14μm/172μm/14μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
【0049】
(製造例6)
オレフィン系樹脂としてPP1およびHDPE、フィラーとして炭酸カルシウム(d)を表2に記載の割合で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融し、混練した。
この混練物を250℃に設定したダイに供給しフィルム状に押出し、冷却ロールで約60℃まで冷却し、無延伸フィルムを得た。この無延伸フィルムを135℃に加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に4倍に延伸し、一軸延伸フィルムを得た。
【0050】
オレフィン系樹脂としてPP2およびHDPE、フィラーとして炭酸カルシウム(d)を表2に記載の割合で混合した組成物を別々の押出機にて250℃で溶融,混練した後、250℃に設定したダイに供給しフィルム状に押し出し、(B)、(C)として上記4倍延伸フィルムの両側に積層し、60℃まで冷却し三層構造の積層物(B/A/C)を得た。
次いでこの積層物を、再び150℃まで加熱してテンターで横方向に9倍の倍率で延伸した。次いで、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして厚さ60μm(B/A/C=15μm/30μm/15μm)の3層構造のフィルム層(2)を得た。
上記製造例1〜6で得られた各フィルム層(2)の面積延伸倍率、全光線反射率、フィラーの配合比率、空孔率は表3に示すとおりであった。
【0051】
〔基材層(1)および結合層(3)、(5)の製造〕
(製造例7)
オレフィン系樹脂としてのPEB1:100重量部に対し、発泡剤としてクエン酸モノナトリウムと炭酸水素ナトリウムの1:1混合物3.5重量部を配合し、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )とした。一方、オレフィン系樹脂としてPEB2:51重量%に、フィラーとしてタルク(e)49重量%を配合し、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )とした。さらに、メルトフローレート(MFR:190℃、2.16kg荷重)が7g/10分のエチレン・プロピレン共重合体を熱可塑性樹脂組成物(a3 )とした。
これらをそれぞれ別の押出機を用いて溶融し、混練し、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )を中間層、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )を両外層、熱可塑性樹脂組成物(a3 )を両最外層としてフィードブロックを用いて五層に積層した後、Tダイから共押出して中間層を発泡させた三層構造の基材層(1)および結合層(3),(5)を得た。得られた基材層(1)部の厚さは750μm(a2 /a1 /a2 =56μm/638μm/56μm)であり、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )の厚み割合は15%、発泡倍率は3.1倍であった。
【0052】
(製造例8)
中間層(a1 )の吐出量とTダイからの共押出の温度を変更し、発泡倍率を5.6倍とした以外は、製造例3と同じ方法により3層構造の基材層(1)及び結合層(3)、(5)を得た。得られた基材層(1)部の厚さは750μm(a2 /a1 /a2 =56μm/638μm/56μm)であり、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )の厚み割合は15%であった。
(実施例1、2、3、比較例1)
Tダイより押し出しした製造例7の基材層(1)が、180℃以上の温度で溶融状態を保持しているうちに、その表裏両面にそれぞれ製造例1、3、4、6で得たフィルム層(2)を金属ロールおよびゴムロールを介して同時に加圧融着させ、実施例1、2、3、比較例1の光反射体を得た。
【0053】
(実施例4)
Tダイより押し出しした製造例8の基材層(1)が、180℃以上の温度で溶融状態を保持しているうちに、その表裏両面に製造例5で得たフィルム層(2)を金属ロールおよびゴムロールを介して同時に加圧融着させ、実施例4の光反射体を得た。
(実施例5)
製造例7で得た基材層(1)を、冷却ロールを介して一旦冷却し、フィルム状物とした。
別工程にて、この基材層(1)の片面(結合層(3)側)に接着剤としてポリエステル系アンカーコート剤(東洋モートン社製:AD−503)を4g/m(乾燥後固形分換算)塗布し、溶剤乾燥後に製造例1で得たフィルム層(2)をドライラミネートし、実施例5の光反射体を得た。
(比較例2)
製造例2で得たフィルム層(2)をそのまま単独で光反射体とした。
【0054】
【表2】
Figure 2004309804
【0055】
(試験例1)
製造例1〜6で得たフィルム層(2)の全光線反射率および空孔率を前述の方法により測定した。
(試験例2)
実施例1〜5および比較例1,2の光反射体について、剛性、明るさ、および輝度ムラを評価した。
剛性の評価には光反射体をバックライトユニットに組み込む手作業を想定し、A3サイズ(297×420mm)に断裁した各光反射体を持った感触で官能評価した。
○:充分なコシがあり、変形しない。
×:コシがなく、たわんだり伸びたりする。
【0056】
明るさ(輝度)の評価、および面方向の輝度ムラの評価には、18インチタイプのバックライトユニットを用いた。白色網点印刷を施したアクリル製導光板とフレームの間に光反射体をセットし垂直に立て、上下端面から冷陰極ランプ(ハリソン社製インバーターユニット、12V、6mA管電流下)からの光を照射して、3時間後に明るさを目視評価、および面方向に輝度ムラが発生しているかを目視評価した。
3時間後の評価としたのは、ランプからの熱により光反射体にたわみが生じ、輝度ムラが発生していないかどうかを確認するためである。
〔明るさ〕
○:充分に明るく視認しやすい。
×:明るさが不足で視認しにくい。
〔輝度ムラ〕
○:面方向に均一な輝度が得られ、ムラは見られない。
×:面方向に不均一な輝度であり、ムラが見られる。
試験例1、試験例2の各測定結果を表3にまとめて示す。
【0057】
【表3】
Figure 2004309804
【0058】
【発明の効果】
以上の通りであるから、上記のような本発明の光反射体によれば、高反射率を具備し、剛性があるにもかかわらず、軽量で使用時のたわみに起因する面方向の輝度ムラを発生しないバックライトユニットが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】輝度測定法を説明するための概略断面図である。
【図2】直下型バックライトユニット例の概略断面図である。
【符号の説明】
11 光反射体
12 反射用白色網点印刷
13 アクリル板(導光板)
14 拡散シート
15、16 冷陰極ランプ

Claims (22)

  1. 発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )を含有し、次の式(1)で算出される発泡倍率を1.05〜10倍とする基材層(1)の少なくとも片側に、オレフィン系樹脂及びフィラーを含有し、1軸以上の方向に延伸し、面積延伸倍率が1.5〜80倍の範囲であり、全光線反射率を90%以上とするフィルム層(2)を積層貼合することを特徴とする光反射体。
    発泡倍率 = ρ / ρ ‥‥‥(1)
    (式中、ρは真密度であり、ρは密度である。)
  2. 基材層(1)が、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )からなる層と、フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )からなる層を含む、多層構造であることを特徴とする請求項1に記載の光反射体。
  3. 発泡剤を含有する熱可塑性樹脂組成物(a1 )およびフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物(a2 )が、オレフィン系樹脂よりなることを特徴とする請求項1または2に記載の光反射体。
  4. フィルム層(2)におけるフィラーの配合量が、5〜75重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光反射体。
  5. 次式(2)で算出されるフィルム層(2)の空孔率が、15〜70%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光反射体。
    空孔率(%)=〔(ρ′−ρ′)/ρ′〕×100 ・・・(2)
    (式中、ρ′は真密度であり、ρ′は密度である。)
  6. ダイより押出し、フィルム状に形成した基材層(1)が溶融状態を保つうちに、その少なくとも片面上にフィルム層(2)を加圧融着させ積層貼合することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光反射体。
  7. 基材層(1)とフィルム層(2)が、結合層(3)を介して積層貼合されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光反射体。
  8. ダイより共押出し、フィルム状に一体成形した基材層(1)と結合層(3)が溶融状態を保つうちに、結合層(3)上にフィルム層(2)を加圧融着させ積層貼合することを特徴とする請求項7に記載の光反射体。
  9. 結合層(3)とフィルム層(2)を、接着剤層または粘着剤層を介して積層貼合することを特徴とする請求項7または8に記載の光反射体。
  10. 基材層(1)のフィルム層(2)を積層する面側とは反対側の面上に、オレフィン系樹脂もしくはポリエステル系樹脂を主成分とする裏打ち層(4)を積層貼合することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光反射体。
  11. 基材層(1)と裏打ち層(4)が、結合層(5)を介して積層貼合されることを特徴とする請求項10に記載の光反射体。
  12. ダイより共押出し、フィルム状に一体成形した基材層(1)と結合層(5)が溶融状態を保つうちに、結合層(5)上に裏打ち層(4)を加圧融着させ積層貼合することを特徴とする請求項10または11に記載の光反射体。
  13. 結合層(5)と裏打ち層(4)を、接着剤層または粘着剤層を介して積層貼合することを特徴とする請求項11または12に記載の光反射体。
  14. 結合層(3)および結合層(5)が、熱可塑性樹脂組成物(a3 )からなることを特徴とする請求項7〜13のいずれかに記載の光反射体。
  15. 熱可塑性樹脂組成物(a3 )が、オレフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項14に記載の光反射体。
  16. オレフィン系樹脂が、プロピレン系樹脂及び/又はエチレン系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の光反射体。
  17. フィラーが無機微細粉末及び/又は有機フィラーであることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の光反射体。
  18. 無機微細粉末が炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、マイカからなる群より選ばれた1種以上のものであることを特徴とする請求項17に記載の光反射体。
  19. 光反射体の厚さが100〜5,000μmであることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の光反射体。
  20. 請求項1〜19のいずれかに記載の光反射体を用いたバックライトユニット。
  21. 請求項1〜19のいずれかに記載の光反射体を用いた電飾看板。
  22. 請求項1〜19のいずれかに記載の光反射体を用いた照明装置。
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