JP2008508119A - 特注の中央層を有する光学効果フィルム - Google Patents

Abstract

本発明は、実質的に均一な厚さの及び一般に平行な、連続した隣接層が屈折率で異なる非常に薄い層の光学効果熱可塑性樹脂ラミネ−トフィルムに関する。該フィルムは連続した隣接層に平行であるが、連続した隣接層と異なってフィルムの光学的または物理的性質に変化を与える内部層を含む。

Description

本発明は、光干渉による狭い反射帯を有する多層の共押出しされた光を反射するフィルムに関する。

反射帯が可視光の波長範囲内にある場合、該フィルムは虹（ｉｒｉｄｅｓｃｅｎｔ）色である。同様に反射帯が可視光の波長の範囲外にある場合、該フィルムは紫外線または赤外線のいずれかを反射する。そのような多層フィルム及びその製造法は技術的に公知である。それらは例えば特許文献１−４などの特許文献に記述されている。

多層フィルムは、複数の、一般的に平行な、透明の熱可塑性樹脂材料層からなる。この場合、連続した隣接層（ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ ａｄｊａｃｅｎｔ ｌａｙｅｒｓ）はそれらの屈折率が少なくとも０．０３だけ異なる種々の樹脂材料からなる。このフィルムは少なくとも１０層、より普通には少なくとも３５層、及び好ましくは少なくとも７０層を含む。

フィルムの個々の層は、多くの界面から反射された光波の構造的干渉を引き起こす非常に薄い、普通約３０−５００ｎｍ、好ましくは約５０−４００ｎｍの範囲にある。ポリマ−の層の厚さ及び屈折率に依存して、ある優勢な波長帯が反射され、残りの光はフィルムを透過する。反射される波長は、層の対の光学的厚さの合計に比例する。

反射光の量（反射率）および色強度は、２つの屈折率の差に、層の光学的厚さの比に、層の数に、及び層の均一性に依存する。屈折率が同じならば、これらの層の界面からの反射は全然ない。多層の虹フィルムの場合、連続した隣接層の屈折率は少なくとも０．０３だけ、好ましくは少なくとも０．０６だけまたはそれ以上異なる。一次の反射に対して、反射率は層の光学的厚さが等しい場合に最大であるが、適当に高い反射率は光学的厚さの比が５：９５−９５：５の間に入る場合に達成できる。しかしながら、最大の色強度に対しては、３５−１０００またはそれ以上の層を有することが望ましい。高い色強度は、比較的狭い且つピークで高い反射率を有する反射帯と関連する。ここでは簡便のために「色強度（ｃｏｌｏｒ ｏｎｔｅｎｓｉｔｙ）」を使用するが、これと同一のことは紫外線および赤外線の見えない反射にも当てはまると認識すべきである。

多層フィルムは、通常の１つの多面性（ｍａｎｉｆｏｌｄ）平面フィルム口金を、２つまたはそれ以上の押出し機の各々からの溶融物を集め且つそれらを所望の層パタ−ンに配置するフィ−ドブロック（ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ）と組み合わせて使用する冷ロールキャスト技術によって作ることができる。層の数及びその厚さの分布は異なるフィードブロックモジュ−ルを差し込むことによって変えることができる。普通、シートのそれぞれの面の最外層（単数または複数）は他の層より厚い。このより厚い外被層は光学的コアを作り上げる構成分の１つからなっていてよく、所望の機械的性質、熱シーリング性、または他の性質を与えるために使用される異なるポリマ−であってよく、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。

虹フィルムにおけるいくつかの最近の進歩は、特許文献５−７に記述されている。特許文献５は、熱可塑性テレフタレ−トポリエステルまたはコポリエステル樹脂を、系の高屈折率成分として使用することを記述している。弾性干渉フィルムの形成は特許文献６に記述されている。これでは、すべての樹脂材料がある種の熱可塑性ポリウレタン、ポリエステルブロックアミドまたは軟質コポリエステルである。特許文献７は、連続した隣接層が
、屈折率が少なくとも約０．０３だけ異なり且つ樹脂材料の少なくとも１つがエンジニアリング熱可塑性弾性体樹脂である種々の透明な熱可塑性樹脂材料からなる少なくとも１０の、一般的に平行な層の改良された多層光反射透明熱可塑性樹脂フィルムを開示している。

通常の、光学的及び装飾的目的に設計された多ナノ層フィルムは、色を作り出すポリマ−対の連続した層を有する。このデザインは、光学的コアを通る入射光の構造的干渉を容易にするために構造の透明性を最大化している。反射される特定の波長及び透過する残りの電磁放射は、特別なポリマ−対に対するＦ比の関数であり、各層の相対的厚さで制御される。

ある用途に対して、目論んだ波長の反射を最大にし、かついずれかの透過の影響を最小にすることは望ましい。これは反射の色が最大になる黒色基板上の典型的な虹フィルム積層物を用いて示すことができる。しかしながら、この効果は１つの面に限定される。同一の効果を両面で達成することは、他のフィルムをその表面に積層することを必要とする。これはその効果のために全体の価格を高め、また複雑性が増す。
米国特許第３，５６５，９８５号 米国特許第３，７５９，６５７号 米国特許第３，７７３，８８２号 米国特許第３，８０１，４２９号 米国特許第Ｒｅ３１，７８０号 米国特許第４，９３７，１３４号 米国特許第５，０８９，３１８号

発明の簡単な説明

本発明の目的は、虹色を生じさせるためのポリマ−の多ナノ層及び所望の程度の不透明性、色効果、高拡散性、物理性、またはそのような効果及び／または性質の組み合わせを付与するのに十分な特別な成分を含む寸法の中央層からなる新規な虹光学効果フィルムを製造することである。

特にデザインされたフィ−ドブロックは、通常の虹フィルムの光学的コアを分離し且つ新しい効果を生じさせるためのはっきりしたポリマ−流の送入を容易にする使用できる。虹効果を生じさせる交互のポリマ−対の２つの積層間に挟み込まれる挿入層は、普通の光学効果を増大させ且つ改善するために特注できる、また向上した物理性をフィルムに与えることができる１つまたはそれ以上の添加物を含み得る。この新しい効果は、見る背景とは関係なく、上表面から見ようと、下表面から見ようと同一に作られたフィルムに帰着する。

発明の詳細な説明

多層共押出しされた虹フィルムは技術的に公知である。これはすべてが本明細書に参考文献として引用されるク−パ−（Ｃｏｏｐｅｒ）、シェティ−（Ｓｈｅｔｔｙ）及びピンクシ−（Ｐｉｎｋｓｙ）の米国特許第Ｒｅ３１，７８０号及びシェティ−及びク−パ−の米国特許第５，０８９，３１８号及び第５，４５１，４４９号、ならびに他の特許に記述されている。虹フィルムは、それらに記述されるように、それぞれが普通約３０−５００ｎｍ、さらに好ましくは約５０−４００ｎｍの範囲にある少なくとも１０の非常に薄い層、好ましくは少なくとも約３５層、より好ましくは少なくとも約７０層の、層が一般に平行であり、また連続した隣接層が少なくとも０．０３、より好ましくは少なくとも約０．０６だけ異なる異なる屈折率を有する、透明の熱可塑性樹脂材料である、透明な熱可塑性樹脂の共押出しされた積層フィルムである。外被層を構成するフィルムの最外層は、それが存在する場合、それぞれフィルムの全厚さの少なくとも約５％である。

従来虹フィルムを製造するために使用される熱可塑性樹脂材料のいずれもが、個々の材料が上述した特性などを有し、選択した樹脂材料の組み合わせが上に詳述した特性を有する限り、本発明において使用することができる。フィルム層に有用なポリマ−は、ポリエステル、ポリアクリレ−ト、ポリエチレン酢酸ビニル、ポリオレフィン、及びポリスチレンを含む。例えばポリエステルは、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、グリコ−ル改変ポリエチレンテレフタレ−ト、及び屈折率が約１．５５−１．６１が特徴のシクロヘキサンジメタノ−ル、及び参考文献として引用される共譲受された米国特許第６，４７５，６０８号に開示されているごときポリエチレンナフタレ−トを含む。有用なポリアクリレ−トは、ポリメタクリル酸メチルを含む。限定するのではないが、有用なフィルムの例は、ポリブチレンテレフタレ−ト（ＰＢＴ）及びポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）の交互層、ポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）及びポリメタクリル酸メチルの交互層、ポリスチレン及びエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の交互層、ポリエチレンナフタレ−ト及びポリメタクリル酸メチル交互の層、ポリエチレンテレフタレ−ト及びエチレンアクリル酸メチル（ＥＭＡ）の交互層、及びポリエチレンナフタレ−ト及びポリメタクリル酸メチルの交互層を含む。この層は共譲受された米国特許第５，４５１，４４９号に教示されているように着色されていても、淡い色であってもよい。下表１は、本発明のフィルムを製造するために使用できる更なるポリマ−を示す。

本多層フィルムは、２つまたはそれ以上の押出し機からの熱可塑性樹脂用組成物の溶融物が、それらを所望の層パターンに配列するフィ−ドブロックによって集められる。非常に狭い多層流は単一の多面性平面フィルム口金を通流する。この時層は口金の幅まで広がり、最終の口金の厚さまで薄くなる。層の数及びその厚さの分布は、異なるフィードブロックモジュールを用いて変えることができる。適当なフィードブロックは、例えば米国特許第３，５６５，９８５号及び第３，７７３，８８２号に記述されている。フィードブロックは２成分の交互層（すなわち、ＡＢＡＢ・・・）、３成分のそれ（ＡＢＣＡＢＣＡ・・・またはＡＣＢＡＣＢＣ・・・）またはそれ以上のそれを形成させるために使用できる。普通、シートの各面の最外層（単数または複数）は、他の層より厚く、比較的厚い外被層を形成する。この外被層を作るために使用される樹脂材料は、光学コアを形成する成分の１つ、または所望の機械的性質、熱シーリング性または他の性質、あるいはこれらの組み合わせを付与するのに使用される異なるポリマ−であってよい。好ましくは本フィルムは、本明細書に参考文献として引用される米国特許第３，８０１，４２９号に開示された方法で作られる。本発明のフィルムは通常の装置を用いて、いずれかの方向に単軸または二軸配向させてもよい。

ある用途に対しては、意図する波長の光学効果を改変することが望ましい。通常の虹フィルムの光学的ポリマ−積層物の分離及びその間への分離ポリマ−流の挿入は、ある範囲の独特な効果をもたらしうる。少なくとも２つの、虹を生じさせる交互のポリマ−対の積層された層間に挟み込まれる挿入層は、普通の光学効果を向上させ且つ改変するために特注できる１つまたはそれ以上の添加物を含むことができる。新しい効果のフィルムが製造でき、これによって不透明または着色された基材への積層を介して達成できる最大化された反射色が通常のポリマ−対層間に押出されるポリマ−に混入される顔料、染料または他の光に影響する物質を混入することによって作ることができる。典型的にはポリマ−の重量に対して約０．５−約４０重量％の粒状添加物を挿入層に含ませることができる。

少なくとも１つの機能化または光学効果の内部層は、本発明の虹フィルム中に存在する。内部層に選択されるポリマ−は達成すべき所望の機能及び光学効果に依存しよう。光学的積層物層に使用されるポリマ−は、異なる厚さで及び／または異なる効果の材料を含ませて内部層に使用してもよい。１つより多い機能化または光学効果の内部層が存在するならば、そのような層は、他の機能化または光学効果の内部層へ隣っても、コア層群間に挟んでもよい。

本明細書で使用されるごとき「光学効果」とは、反射された及び／または透過した可視または紫外または赤外光の見掛けを変える性質をフィルムに付与することを意味する。

本発明の内部層に添加できる異なる光学効果材料は、小板形、球形、立方体形、針形、髭形、または繊維形を含むいずれかの形態を有していてよい。有用な板状の材料は、板状の金属または金属酸化物など、例えば板状酸化アルミニウム、板状ガラス、アルミニウム、雲母、オキシ塩化ビスマス、板状酸化鉄、板状グラファイト、板状シリカ、青銅、ステンレス鋼、天然真珠、窒化硼素、二酸化ケイ素、銅フレーク、銅合金フレーク、亜鉛フレーク、亜鉛合金フレーク、酸化亜鉛、エナメル、陶器、粘土、及び磁器などを含む。内部外被層内に、形態または材料またはその両方の混合物が使用できる。ガラスフレークは高透過性、非常に無色の全体の色、及び強い光に対するきらめき効果に寄与する。

有用な球形材料の例は、ガラス、プラスチック、セラミック、金属、または合金を含み、その球は無垢でも中空でもよい。有用なガラス球は本明細書に全体が引用される米国特許第５，２１７，９２８号に開示されている。有用な市販されている超微細ガラス微小球は、エンゲルハルト社（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐ．）から入手でき、プリツマライト（ＰｒｉｚｍａｌｉｔｅＲ）Ｐ２０１１ＳＬガラス微小球を含む（これらは平均直径４ミクロン、狭い分布で、最高１３ミクロンの無垢のガラス微小球）。

有用な立方体形材料はガラス立方体を含む。ガラスは例えばＡガラス、Ｃガラス、Ｅガラス、及びＥＣＲガラスに分類され、表２に詳しく記載する。

他のガラス種は、石英ガラス及び≧８００℃の軟化点を有するガラス組成物、例えばショット・デュラン（Ｓｃｈｏｔｔ Ｄｕｒａｎ）またはスプレマクス（Ｓｕｐｒｅｍａｘ）型のものを含む。この軟化点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８によれば、直径０．５５−０．７５ｍｍ及び長さ２３．５ｃｍの均一なガラス繊維を用い、その上部１０ｃｍを５℃／分で加熱した時、１ｍｍ／分で長さが増加する温度として定義される。

本明細書で使用される「機能」とは、例えば１）水分、酸素、または芳香物の障壁を提供する、２）断熱性またはフィルムを特別仕様で用いる時に必要とされる広範に有用な物理的または機械的機能を付与する、ような光学効果とは別の物理的効果を与えることを意味する。

本発明によれば、第３の押出し機は、交互のポリマ−の光学的積層の間の中央にポリマ−を供給する。理想的には、第４及び可能ならば第５の押出し機が同一のまたは異なるポリマ−流を供給して、フィルムの外部に異なる機能または効果を提供してよい。

本発明のフィルムは、軟質及び硬質の装飾的包装に使用できる。軟質、すなわち柔軟な装飾的包装は包装紙、リボン、及び蝶ネクタイを含むが、これに限定されるものではない。硬質の装飾的包装は化粧品及び個人用の養護品容器、例えば皮膚保護製品、例えば顔用品、ＵＶ保護ロ−ション、液体石鹸、及び抗菌製品、毛髪保護製品、例えばシャンプ−、コンディショナ−、ヘアスプレ−または定着剤、及び毛染め剤、メークアップ製品、例えばマニキュア、マスカラー、アイシャドウ、及び香水、シェービングクリーム、消臭剤、及びベビーオイルの容器を含むが、これに限定されるものではない。本発明のフィルムは包装に使用するための印刷及び積層板にも使用できる。本発明は本のカバーのような図柄の用途にも使用できる。本フィルムは、シ−クイン及び糸のようなファッションのアクセサリーにも使用できる。さらに本フィルムは、絵画のフレームの輪郭を包装するためにも使用できる。

さらに、本発明のフィルムは、ある方法で大きさを減じて、きらきら輝く粒状物にしてもよい。これらの粒状物は、用途に依存して種々の寸法及び形にすることができる。例えば寸法は非常に小さい、約０．００２”、好ましくは０．００４”からより大きい粒状物の範囲であってよい。

本フィルムは、種々の容器に対するラベルとしても使用できる。そのような容器は、化粧品及び個人用の養護品容器、例えば皮膚保護製品、例えば顔用品、ＵＶ保護ロ−ション、液体石鹸、及び抗菌製品、毛髪保護製品、例えばシャンプ−、コンディショナ−、ヘアスプレ−または定着剤、及び毛染め剤、メークアップ製品、例えばマニキュア、マスカラー、アイシャドウ、及び香水、シェービングクリーム、消臭剤、及びベビーオイルの容器を含むが、これに限定されるものではない。本発明は、着色液体を詰めた透明な容器を含む色のついた物質にも使用しうる。

〔実施例１−５〕
表３に記述する性質を有する虹フィルムを製造した。

Claims (10)

1. 実質的に均一な厚さの非常に薄い少なくとも１０層の光学効果熱可塑性樹脂積層物フィルムであって、該層が概して平行であり、連続した隣接層が屈折率において少なくとも約０．０３だけ異なり、該フィルムが一般的に該連続した隣接層と平行であり且つ該連続した隣接層と異なっている内部層を含み、該フィルムが該内部層の両側に少なくとも一対の該連続した隣接層を含む、該光学効果熱可塑性樹脂積層物フィルム。
2. 少なくとも約３５層を有する、請求項１の光学効果フィルム。
3. 該連続した隣接層が屈折率において少なくとも約０．０６だけ異なる、請求項１の光学効果フィルム。
4. 該内部層が該連続した隣接層のいずれとも異なる熱可塑性材料である、請求項１の光学効果フィルム。
5. 該内部層が該連続した隣接層のいずれからも異なる物理性を有する、請求項１の光学効果フィルム。
6. 該内部層が該連続した隣接層と異なる光学効果を該内部層に付与する粒子材料を含む、請求項１の光学効果フィルム。
7. 該フィルムの最上層及び最低層上に外被層を含んでなる、但し該外被層が該フィルムの全厚さの少なくとも約５％をなす、請求項１の光学効果フィルム。
8. 層の熱可塑性樹脂材料に溶解する十分な量の安定な透明染料を含んでなり、但しそれがフィルムの反射及び／または透過色の少なくとも１つの見掛けの色を高めまたは改変するように位置している、請求項１の光学効果フィルム。
9. 該内部層を複数で含んでなる、請求項１の光学効果フィルム。
10. 請求項１の該光学効果フィルムを含んでなる光輝材。