JP2008096485A - 反射フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、長期間の使用においても表面に黄変や劣化を生じることなく高い光反射率を長期間に亘って維持すると共に、機械的強度、耐熱性及び耐候性に優れた反射フィルムを提供する。
【解決手段】 本発明の反射フィルムは、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、平均粒径が０．００５〜０．２５μｍのルチル型酸化チタン１０〜５０重量部、酸化チタン以外の無機充填材１〜３０重量部からなるポリオレフィン系樹脂組成物からなり且つ厚さが０．０５〜１ｍｍであることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、反射型液晶表示装置、照明器具、照明看板などの反射板などに用いられる反射フィルムに関する。

カラーテレビやパソコンなどに用いられている液晶表示装置や照明看板などにおけるバックライトユニットによる照明方式としては、光源から照射された光を導光板を介して液晶セルや表示パネルに照射するサイドライト方式と、光源から照射された光を液晶セルや表示パネルに直接、照射する直下型方式の二つの方式が用いられている。ノート型パソコンなどに使用されている比較的小さな画面に用いられている液晶セル装置や照明看板のような静止画等を表示する装置ではサイドライト方式が採用されている一方、大型画面のカラーテレビなどに用いられている液晶セルでは高輝度が要求されるために直下型方式が採用されている。

このような直下型方式に用いられる反射フィルムとしては、ポリオレフィン系樹脂やポリエステル系樹脂に無機充填材を含有させてなる樹脂組成物を押出機からシート状に押出し、得られたシートを一軸又は二軸延伸することによって製造された多孔性反射フィルムや、ポリエステル系樹脂中にポリエステル系樹脂に対してポリオレフィン系樹脂などの非相溶性の熱可塑性樹脂を添加してなる非相溶性樹脂層の両面に、無機充填材が添加された白色ポリエステル系樹脂層が積層一体化されてなる積層シートを二軸延伸することによって得られた白色積層ポリエステルフィルムなどが提案されている。

しかしながら、上記ポリエステル系反射フィルムは光源から照射される紫外線による加水分解により、黄変や劣化を起こし光の反射が不均一になったり、或いは、輝度低下や強度低下を生じるといった問題を有していた。

又、特許文献１には、ポリオレフィン樹脂に白色顔料を含有させてなる未延伸の白色ポリオレフィンフィルムからなる反射板用フィルムが提案されているものの、この反射板用フィルムは、ごく限られた波長の光線、即ち、５５０ｎｍの光の平均反射率で９０％以上であるが、より広範囲（４００〜７００ｎｍ）の光線平均反射率は８５％を確保できるもの、近年の液晶表示パネルの高輝度化の要求が高まっている現状下においては、広範囲で、しかも９５％以上の平均反射率が要求される場合も多く、反射率が不充分であるといった問題点を有していた。

更に、薄型化や大型化などの高輝度化に伴う光源ランプの高出力化により、熱による反射フィルムの反り、波うちなどの変形が発生し輝度低下を生じるといった問題があり、高輝度化の要求が高まっている現状下においては、耐熱性も不充分であるといった問題点も有していた。

特開２００５−４９５７３号公報

本発明は、長期間の使用においても表面に黄変や劣化を生じることなく高い光反射率を維持すると共に、機械的強度及び耐熱性に優れた反射フィルムを提供する。

本発明の反射フィルムは、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、平均粒径が０．００５〜０．２５μｍのルチル型酸化チタン１０〜５０重量部、及び、酸化チタン以外の無機充填材１〜３０重量部からなるポリオレフィン系樹脂組成物からなり且つ厚さが０．０５〜１ｍｍであることを特徴とする。

上記ポリオレフィン系樹脂組成物を構成するポリオレフィン系樹脂としては、従来から反射フィルムに使用されているものが用いられ、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、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などのポリエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体などのポリプロピレン系樹脂などが挙げられるが、後述するように、得られる反射フィルムの耐熱性や機械的強度が優れていることから、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。ポリオレフィン系樹脂は単独で使用されても二種以上が併用されてもよい。

なお、エチレン−α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−へキセン、１−オクテンなどが挙げられ、又、プロピレン−α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−へキセン、１−オクテンなどが挙げられる。

又、本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂の融点は、低いと、反射フィルムを製品に加工した後の熱変形が大きくなることがあるので、１４０℃以上が好ましく、高すぎると、反射フィルムの剛性が高すぎて加工特性を損なうことがあるので、１４３〜１７０℃がより好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂の融点は、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準拠して、ＤＳＣ曲線の融解ピーク温度として測定されたものをいう。融解ピーク温度が複数ある場合には、融解曲線の面積の最も大きいピーク温度を融点とする。

そして、ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、低いと、反射フィルムの成膜時にドローダウンしやすくなる一方、高いと、押出成形しづらくなるので、１５００００〜６５００００程度が好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）法により測定されたポリスチレン換算値をいう。

そして、本発明の反射フィルムでは、ポリオレフィン系樹脂組成物中にルチル型酸化チタンを含有している。酸化チタンには、ルチル型、アナターゼ型及びイルメナイト型の三種類が存在するが、ルチル型酸化チタンを用いることによって、可視光域及び赤外光域において高い反射率を得ることができる。

上記ルチル型酸化チタンの平均粒径は、小さいと、得られる反射フィルムの光沢度が上昇し、反射輝度の方向性が強くなり、反射フィルムを液晶表示装置に用いた場合に正常に機能しにくくなる一方、大きいと、反射シートを用いた液晶表示装置のコントラストが低下するので、０．００５〜０．２５μｍに限定され、０．０７５〜０．２５μｍが好ましい。なお、ルチル型酸化チタンの平均粒径は、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準拠して測定されたものをいう。

そして、ポリオレフィン系樹脂組成物中におけるルチル型酸化チタンの含有量は、少ないと、反射フィルムの隠蔽性が不充分となり、反射フィルムの反射率が低下する一方、多いと、反射フィルムの機械的強度が低下するので、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部に限定され、１５〜４０重量部が好ましい。

又、ポリオレフィン系樹脂組成物を構成する、酸化チタン以外の無機充填材としては、例えば、グラスファイバー、グラスフレーク、層状珪酸塩、針状珪酸塩（ワラスト）などが挙げられ、特に限定されるものではないが、グラスファイバー、層状珪酸塩が好ましい。酸化チタン以外の無機充填剤の役割は、本発明の反射フィルムに優れた耐熱性を付与するものである。

上記グラスファイバーは、無機ガラスを溶融、牽引して繊維状或いは細いストランド状にしたものであり、裁断・圧縮するなどして鱗片状としたものが好ましい。上記グラスファイバーは、大きいと、得られる反射フィルムの表面に突出し或いは反射フィルムの表面が粗くなることがあるので、最大辺長さが５００μｍ以下であることが好ましい。

又、上記グラスファイバーの最大辺長さと最小辺長さの比（アスペクト比）は、２．０以上であることが好ましい。このように、グラスファイバーのアスペクト比を２．０以上とすることによって、反射フィルムの製膜時にポリオレフィン系樹脂とグラスファイバーとの接触面積を増大させて効果的にポリオレフィン系樹脂の溶融張力・溶融粘度を増大させることができる。

但し、グラスファイバーのアスペクト比を単純に向上させるためには、グラスファイバーを鱗片状に成形したものを粉砕することが考えられるが、鱗片表面部分の面積が大きくなることによって、得られる反射フィルムの表面に露出したグラスファイバーが光沢を放つことが原因となって外観が低下することがある。

又、上記層状珪酸塩としては特に限定されず、例えば、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物や、バーミキュライト、ハロイサイト、膨潤性雲母などが挙げられ、スメクタイト系粘土鉱物、膨潤性雲母が好ましく、モンモリロナイト、膨潤性雲母がより好ましい。層状珪酸塩は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なお、上記層状珪酸塩は、天然物を用いると、反射フィルムに着色が見られる場合があり、反射フィルムの反射率が低下することがあるので、合成したものが好ましい。

そして、スメクタイト系粘度鉱物や膨潤性雲母としては、下記式で定義される形状異方性の大きいものを用いることが好ましく、具体的には、形状異方性が５〜１００であることが好ましく、このような形状異方性の高いスメクタイト系粘度鉱物や膨潤性雲母を用いることによって、反射フィルムの機械的強度や耐熱性が優れたものとなる。なお、結晶表面（Ａ）は層表面を意味し、結晶表面（Ｂ）は層側面を意味する。
形状異方性＝結晶表面（Ａ）の面積／結晶表面（Ｂ）の面積

上記層状珪酸塩の形状としては、特に限定されないが、その平均長さは０．０１〜３μｍが好ましく、０．０５〜２μｍがより好ましく、平均厚みは、０．００１〜１μｍが好ましく、０．０１〜０．５μｍがより好ましく、アスペクト比は２０〜５００が好ましく、５０〜２００がより好ましい。

そして、ポリオレフィン系樹脂組成物中における酸化チタン以外の無機充填材の含有量は、少ないと、反射フィルムの耐熱性が低下する一方、多いと、反射フィルムの製膜性が低下するので、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部に限定され、５〜２０重量部が好ましい。

更に、本発明の反射フィルムには、通常使用される添加剤を任意に添加してもよく、このような添加剤としては、蛍光増白剤、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）、ヒンダードアミン系光安定化剤（ＨＡＬＳ）などの紫外線安定化剤、酸化防止剤、帯電防止剤などが挙げられる。

上記蛍光増白剤は、反射フィルムからの反射光の低波長域（青み成分）を増幅させ表示パネル輝度を向上させるため配合され、紫外線安定化剤は、光源からの紫外線による変色や劣化を防止するために配合される。

そして蛍光増白剤としては、例えば、２，５−チオフェンジイルビス（５−ｔｅｒｔ−ブチル−１，３−ベンゾオキサゾール）、４，４−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベンなどが挙げられる。

又、ポリオレフィン系樹脂組成物中における蛍光増白剤の含有量は、少ないと、蛍光の発光量が少なくなって反射フィルムからの反射光の青み成分が減少し、その結果、反射フィルムが黄味を帯び、十分な白色度が得られない一方、多いと、紫外線照射や高温高湿下において蛍光増白剤の変性に伴う反射フィルムの変色が顕著になり、反射フィルムの耐候性が低下するので、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５〜３重量部が好ましく、０．１〜１．５重量部がより好ましい。

本発明の反射フィルムの白色度（色差ｂ₀）は、−６．０≦ｂ₀≦３．５となることが好ましく、−５．０≦ｂ₀≦２．５となることがより好ましい。白色度（ｂ₀）とは、色差計により測定した反射フィルムのｂ値（黄色味の尺度）であり、この値が大きいほど黄色味が強くなる。白色度は反射フィルム中のルチル型酸化チタン、及び、任意に添加される蛍光増白剤の含有量により制御することができる。

又、上記ポリオレフィン系樹脂組成物中に含有できる紫外線安定化剤としては、特に限定されず、例えば、２，２，４，４−テトラメチルピペリジル−４−ベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、トリス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ホスファイト、１，３，８−トリアザ−７，７，９，９−テトラメチル−３−ｎ−オクチルスピロ[４，５]デカン−２，４−ジオン、１，２，３，４−テトラ（４−カルボニルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジル）−ブタン、１，３，８−トリアザ−７，７，９，９−テトラメチル−２，４−ジオキソースピロ[４，５]デカン、トリ（４−アセトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジル）アミン、４−アセトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジル、４−ステアロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジル、４−ベンジルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジル、４−フェニルカルバモイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジルなどが挙げられる。

そして、ポリオレフィン系樹脂組成物中における紫外線安定化剤の含有量は、少ないと、反射フィルムの耐候性が低下する一方、多いと、紫外線安定化剤のブリードアウトのため、反射物性を低下させることがあるので、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５〜３重量部が好ましく、０．１〜１重量部がより好ましい。

更に、上記ポリオレフィン系樹脂組成物からなる反射フィルム１の厚さは、薄いと、反射フィルムの反射特性が低下する一方、厚いと、反射フィルムの加工性が低下し、所望形状に折り曲げ、断裁、穴あけが困難となるので、０．０５〜１ｍｍに限定され、０．１５〜０．６ｍｍが好ましい。

本発明の反射フィルム１は、上述したポリオレフィン系樹脂組成物からなり且つ全体の厚さが０．０５〜１ｍｍであれば、単層であってもよいが、図１に示したように、ポリオレフィン系樹脂組成物からなるフィルム層11、11・・・が複数層、積層一体化されて複層とされたものであってもよい。反射フィルム１がフィルム層11、11・・・を複数層、積層一体化されてなる場合、各フィルム層11の組成は互いに異なっていても同一であってもよい。

本発明の反射フィルムの製造方法としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ルチル型酸化チタン、及び、グラスファイバーや層状珪酸塩などの無機充填剤、並びに、任意に添加される添加剤を含むポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に供給して溶融混練し、押出機の先端に取り付けられたＴダイからフィルム状に押出す反射フィルムの製造方法の他、ポリオレフィン系樹脂、ルチル型酸化チタン、及び、グラスファイバーや層状珪酸塩などの無機充填剤、並びに、任意に添加される添加剤を含むポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に供給して溶融混練し、押出機から押出された溶融状態のポリオレフィン系樹脂組成物を一組或いは複数組のロール対のロール間に供給して圧延する反射フィルムの製造方法などが挙げられる。

なお、反射フィルム１が複数のフィルム層11を積層一体化してなる場合には、複数の押出機のそれぞれに、各フィルム層を構成するポリオレフィン系樹脂組成物を供給して溶融混練して共押出することによって複層の反射フィルム１を製造すればよい。

本発明の反射フィルムは、上述の如き構成を有していることから、優れた反射率及び耐熱性を有しており、この反射フィルムを用いることによって高品質な反射板を作製することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
ポリプロピレン系樹脂（三井化学社製 商品名「Ｆ１０７ＤＶ」）１００重量部、平均粒径が０．１８μｍのルチル型酸化チタン２５重量部、層状珪酸塩である合成膨潤性フッ素雲母（コープケミカル社製、商品名「ＭＡＥ−１００」、形状異方性：３０、平均長さ：２μｍ、厚み：０．０２μｍ、アスペクト比：１００）２０重量部、２，５−チオフェンジイルビス（５−ｔｅｒｔ−ブチル−１，３−ベンゾオキサゾール）（長瀬産業社製 商品名「ＵＶＩＴＥＸ ＯＢ」）１重量部及びヒンダードアミン系紫外線安定化剤（チバスペシャルティケミカルズ社製 商品名「キマソーブ１１９」）０．３重量部からなるポリプロピレン系樹脂組成物を押出機に供給して２３０℃にて溶融混練し、押出機の先端に取り付けられたＴダイからフィルム状に押し出して厚さ０．２ｍｍの単層の反射フィルムを得た。なお、ポリプロピレン系樹脂は、その融点が１６５℃以上で且つ重量平均分子量が２５００００であった。

（実施例２）
層状珪酸塩２０重量部の代わりに、グラスファイバー（旭ファイバー社製、商品名「０６ＭＷ２−２０」、アスペクト比：５）２０重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして厚さ０．２ｍｍの単層の反射フィルムを得た。

（実施例３）
グラスファイバーを２０重量部の代わりに１０重量部としたこと以外は実施例２と同様にして厚さ０．２ｍｍの単層の反射フィルムを得た。

（比較例１）
グラスファイバーを２０重量部の代わりに０．５重量部としたこと以外は実施例２と同様にして厚さ０．２ｍｍの単層の反射フィルムを得た。

（比較例２）
エチレン−プロピレン共重合体（三井化学社製 商品名「Ｆ３３７Ｄ」）１００重量部及び平均粒径が０．４μｍのルチル型酸化チタン２０重量部及びヒンダードアミン系紫外線安定化剤（チバ社製 商品名「キマソーブ１１９」）０．３重量部からなるポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に供給して２３０℃にて溶融混練し、押出機の先端に取り付けられたＴダイからフィルム状に押し出して厚さ０．２ｍｍの単層の反射フィルムを得た。なお、エチレン−プロピレン共重合体は、その融点が１３０℃以上で且つ重量平均分子量が２５６０００であった。

（比較例３）
微細な気泡を有する白色ポリエステル層の両面に、無機系微粒子を含有する白色ポリエステル層が積層一体化されてなる厚さが１８８μｍの二軸延伸白色積層ポリエステルフィルム（東レ社製 商品名「Ｅ−６０」）を反射フィルムとして用いた。

得られた反射フィルムの反射性、耐候性、耐熱性及び白色度を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（反射性）
得られた反射フィルムの反射率を分光光度計（日立製作所製 商品名「Ｕ−３３００型」）を用い、ＪＩＳ Ｚ ８７２２に準じて４００〜７００ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍの間隔で測定して、その平均値を平均反射率とし、反射性の指標とした。

（耐候性）
得られた反射フィルムに、耐光性促進試験機（東洋精機製作所社製 商品名「アトラスユブコン ＵＣ−１」）を用いて、６３±３℃にて１００時間に亘って紫外線を照射し、加速処理後の反射フィルムの反射率を分光光度計（日立製作所製 商品名「Ｕ−３３００型」）を用い、ＪＩＳ Ｚ ８７２２に準じて４００〜７００ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍの間隔で測定して、その平均値を平均反射率とし、耐候性の指標とした。

（耐熱性）
得られた反射フィルムから縦１００ｍｍ（Ｌ₁）×横１００ｍｍ（Ｌ₂）の平面正方形状の試験片を切り出し、恒温槽試験器（いすゞ製作所製 商品名「熱風循環式定温恒温器そよかぜ ＥＳＦ−１１４Ｓ」）を用いて、試験片を８０±３℃の雰囲気中にて無加重で２時間に亘って放置し、放置後の試験片について縦方向の寸法（Ｌ₃）、横方向の寸法（Ｌ₄）を測定し、縦方向及び横方向のそれぞれについて下記式に基づいて熱寸法変化率を算出し、耐熱性の指標とした。
縦方向の熱寸法変化率（％）＝１００×（Ｌ₃−Ｌ₁）／Ｌ₁
横方向の熱寸法変化率（％）＝１００×（Ｌ₄−Ｌ₂）／Ｌ₂

更に、試験終了後の試験片を目視観察し、下記基準に基づいて試験片の平面性を評価した。
○・・・試験片に湾曲や反りは殆どなく、平坦面に載置した時の浮き上がりの最大値が
５ｍｍ未満であった。
△・・・試験片に湾曲や反りが見られ、平坦面に載置した時の浮き上がりの最大値が
５ｍｍ以上で且つ１０ｍｍ未満であった。
×・・・試験片に生じた湾曲や反りが大きく、平坦面に載置した時の浮き上がりの最大
値が１０ｍｍ以上であるか、或いは、試験片表面に凹凸が生じていた。

（白色度）
反射フィルムの白色度をＪＩＳ Ｚ ８７２２に準拠して測定した。

本発明の反射フィルムの一例を示した断面図である。

符号の説明

１ 反射シート
11 フィルム層

Claims (2)

1. ポリオレフィン系樹脂１００重量部、平均粒径が０．００５〜０．２５μｍのルチル型酸化チタン１０〜５０重量部、及び、酸化チタン以外の無機充填材１〜３０重量部からなるポリオレフィン系樹脂組成物からなり且つ厚さが０．０５〜１ｍｍであることを特徴とする反射フィルム。
2. 酸化チタン以外の無機充填材がグラスファイバー又は層状珪酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の反射フィルム。

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