JP2009265347A - 光反射シート - Google Patents

Abstract

【課題】高い光反射率を確保しつつ、低コストで容易に成形することができる光反射シートを提供する。
【解決手段】ＩＳＯ１１３３の条件に従って測定して得られる２３０℃でのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０以下であるポリプロピレン樹脂及び無機フィラーを含有する成形材料を押出成形によって成形してなる光反射シートに関する。無機フィラーとして酸化チタンを成形材料全量に対して４〜１５質量％含有する。酸化チタン以外の無機フィラーを成形材料全量に対して１２〜３０質量％含有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、各種の液晶表示装置や照明装置等に用いられる光反射シートに関するものである。

従来より、液晶表示装置等に用いられる光反射シートとしては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）で形成されたものが多く提供されている。このようにポリエチレンテレフタレート樹脂で形成された光反射シートは、光反射率が高く品質的には問題がないものの、製造コストが高くなるという問題があった。そこで最近では、ポリエチレンテレフタレート樹脂に比べて安価なポリプロピレン樹脂（ＰＰ）を用いて光反射シートが製造されるようになってきている。例えば、熱収縮性が少なく、光線反射率のばらつきが少なく、生産性の高い光反射体として、多孔性樹脂シートからなるものが提供されているが（例えば、特許文献１参照。）、具体的にはこの光反射体は、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化チタンから選ばれる無機充填剤等をポリプロピレン樹脂に所定量配合した後、これを一軸方向に延伸することによって得られるものである。
特開平１１−１７４２１３号公報

しかしながら、上記のようにポリプロピレン樹脂で形成された光反射シートは、製造コストが低くなる反面、光反射率が低くなるという問題がある。そしてこのように光反射率が低い光反射シートを用いると、視認性を確保するために光源の強度を強くしたり、又は光源の個数を多くしたりすることが必要とされるが、このような場合にはそれだけコスト及びエネルギーロスが増大し、また、光源の発熱量が多くなるので、光源の周囲の光反射シートにはある程度の耐熱性が必要とされる。

そこで、ポリプロピレン樹脂で形成された光反射シートにあっては、高い光反射率を得るためにメッキ処理を施すことが行われているが、これでは工程が増加してコストが嵩んでしまうという問題が生じる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高い光反射率を確保しつつ、低コストで容易に成形することができる光反射シートを提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る光反射シートは、ＩＳＯ１１３３の条件に従って測定して得られる２３０℃でのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０以下であるポリプロピレン樹脂及び無機フィラーを含有する成形材料を押出成形によって成形してなる光反射シートであって、無機フィラーとして酸化チタンを成形材料全量に対して４〜１５質量％含有すると共に、酸化チタン以外の無機フィラーを成形材料全量に対して１２〜３０質量％含有して成ることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１において、酸化防止剤を含有して成ることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、帯電防止剤を含有して成ることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、光反射率が９０％以上であることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る光反射シートによれば、酸化チタンが４質量％以上含有されているので、高い光反射率を確保することができるものであり、また、無機フィラーが全体で１６質量％以上含有されているので、高い剛性を確保することもできるものである。また、酸化チタンの含有量は１５質量％以下であるので、光反射シートの製造コストを低減することができるものである。さらに、無機フィラーの含有量が全体で４５質量％以下であるので、容易に成形することができるものである。

請求項２に係る発明によれば、光反射シートの耐光性や耐熱性を向上させることができ、光や熱による光反射シートの変色を低減することができるものである。

請求項３に係る発明によれば、光反射シートの帯電を防止することができるので、光反射シートに埃やゴミが付着するのを防止することができるものである。

請求項４に係る発明によれば、光反射シートを各種の液晶表示装置や照明装置等に組み込んで用いる場合に、光源の強度を強くする必要がなくなると共に、光源の個数を必要最小限に抑えることができるので、各種の液晶表示装置や照明装置等の製造コスト及びエネルギーロスの低減を図ることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係る光反射シートは、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）及び無機フィラーを含有する成形材料を押出成形することによって、製造することができる。光反射シートの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、０．２〜２ｍｍである。

ポリプロピレン樹脂としては、ＩＳＯ１１３３の条件に従って測定して得られる２３０℃でのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０以下（下限は０．１）であるものであれば、特に限定されるものではない。このようなポリプロピレン樹脂としては、プロピレンを重合させて得られたものを用いることができる。この場合、重合触媒としては、チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒等を用いることができる。立体規則性も特に限定されるものではなく、アイソタクチック、シンジオタクチック、アタクチックのいずれでもよい。なお、上記メルトフローレートが１０を超えるポリプロピレン樹脂を用いると、成形材料の伸びが不足して押出成形の際に成形材料をシート状に引き伸ばすのが困難となる。またポリプロピレン樹脂の代わりに、又はポリプロピレン樹脂と共に、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）を用いると、ポリプロピレン樹脂単独の場合に比べて、光反射率をさらに高めることができるが、その反面、光反射シートの製造コストが増大する。

また、ポリプロピレン樹脂としては、ホモタイプのもの（ホモＰＰ）、ブロックタイプのもの（ブロックＰＰ）、ランダムタイプのもの（ランダムＰＰ）を用いることができる。ホモＰＰは、ポリプロピレン単体のみからなる重合体であるが、ブロックＰＰやランダムＰＰは、プロピレンにゴム成分（ＥＰＲ）やエチレンを共重合させたものである。ブロックＰＰやランダムＰＰは耐衝撃性に優れているが、加熱すると分解して、ゴム成分やエチレンに由来する揮発成分が発生するおそれがあるので、ホモＰＰを用いるのが好ましい。このようにホモＰＰを用いると、光反射シートを各種の液晶表示装置や照明装置等に組み込んで用いる場合に、光反射シートが加熱されても揮発成分は発生しないので、光反射シートの周囲に設置されるガラス板に揮発成分が付着するようなことがなくなり、ガラスの曇りを防止することができるものである。

無機フィラーとしては、酸化チタンを用いると共に、これ以外のものを少なくとも１種用いるものである。酸化チタン以外の無機フィラーとしては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、ガラス等を用いることができる。

酸化チタンは、成形材料全量に対して、４〜１５質量％含有する。酸化チタンの含有量が４質量％より少ないと、光反射率が低くなるものである。また、酸化チタンの含有量が１５質量％より多いと、高い光反射率及び剛性を得ることはできても、光反射シートの比重が大きくなったり、光反射シートの製造コストが増大したりするものである。

一方、酸化チタン以外の無機フィラーは、成形材料全量に対して、１２〜３０質量％含有する。また、酸化チタンを含む無機フィラーの含有量が全体で１６質量％より少ないと、光反射シートの剛性が低くなるものである。逆に、酸化チタンを含む無機フィラーの含有量が全体で４５質量％より多いと、成形時の粘度が高くなり、押出成形をするのが困難となるものである。

酸化チタン以外の無機フィラーとしては、炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。炭酸カルシウムを用いると、光反射率を低下させることなく、光反射シートの剛性を高めることができるものである。なお、タルク、硫酸バリウム、ガラス等を用いると、光反射率が低下する場合がある。

成形材料には、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等を用いることができる。このような酸化防止剤をあらかじめ成形材料に添加しておくと、光反射シートの耐光性や耐熱性を向上させることができ、光や熱による光反射シートの変色を低減することができるものである。このような効果を得るためには、酸化防止剤の含有量は、ポリプロピレン樹脂１００質量部に対して、０．１〜１．０質量部の範囲に設定しておくのが好ましい。

成形材料には、銅害防止剤（金属不活性剤）を含有することもできる。銅害防止剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン等のヒドラジン系化合物、３−（３，５−ジ−テトラ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルジハイドライジド等を用いることができる。ポリプロピレン樹脂は、銅等の金属と接触したり、銅イオン等の重金属イオンが作用したりすると、劣化する場合があるが、上記のような銅害防止剤をあらかじめ成形材料に添加しておくと、劣化促進因子である銅イオン等をキレート化合物として捕捉することができるので、光反射シートを各種の液晶表示装置や照明装置等に組み込んで用いる場合に、光反射シートが銅等の金属と接触しても、これによる光反射シートの劣化を防止することができるものである。このような効果を得るためには、銅害防止剤の含有量は、ポリプロピレン樹脂１００質量部に対して、０．１〜１．０質量部の範囲に設定しておくのが好ましい。

成形材料には、帯電防止剤を含有することもできる。帯電防止剤としては、例えば、ステアリン酸マグネシウム（分散剤）等の界面活性剤や、無機塩、多価アルコール、金属化合物、カーボン等を用いることができる。このような帯電防止剤をあらかじめ成形材料に添加しておくと、光反射シートの帯電を防止することができるので、光反射シートに埃やゴミが付着するのを防止することができるものである。このような効果を得るためには、帯電防止剤の含有量は、ポリプロピレン樹脂１００質量部に対して、０．１〜２．０質量部の範囲に設定しておくのが好ましい。

そして、上記のような成形材料を押出成形することによって、本発明に係る光反射シートを製造することができるものである。ここで、無機フィラーの含有量は全体で４５質量％以下であるので、成形時の粘度は高くならず、押出成形をするのに支障を来さないものである。しかもこのようにして得られる光反射シートにあっては、高い光反射率及び剛性が確保されており、また、酸化チタンの含有量は１５質量％以下であるため、上記のような光反射シートは安価に製造することができるものである。なお、上記のようにして得られる光反射シートにメッキ処理を施すと、光反射率をさらに高めることができるが、その反面、光反射シートの製造コストが増大する。

上記のようにして得られる光反射シートの光反射率は９０％以上（実質上の上限は９９％）であることが好ましい。光反射率が９０％未満であるような低い光反射シートを用いると、視認性を確保するために光源の強度を強くしたり、又は光源の個数を多くしたりすることが必要とされるが、このような場合にはそれだけコスト及びエネルギーロスが増大し、また、光源の発熱量が多くなるので、光源の周囲の光反射シートにはある程度の耐熱性が必要とされる。しかしながら、光反射率が９０％以上である光反射シートを各種の液晶表示装置や照明装置等に組み込んで用いると、光源の強度を強くする必要がなくなると共に、光源の個数を必要最小限に抑えることができるので、各種の液晶表示装置や照明装置等の製造コスト及びエネルギーロスの低減を図ることができるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１〜８及び比較例１〜４）
光反射シートの原材料として、次のようなものを用いた。

すなわち、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）として、（株）プライムポリマー製「Ｅ−１５０ＧＫ」を用いた。なお、このポリプロピレン樹脂の２３０℃でのＭＦＲは、ＩＳＯ１１３３の条件に従って測定したところ、０．６であった。

また、無機フィラーとして、酸化チタンであるＴｉｏｘｉｄｅ社製「ＲＴＣ−３０」、炭酸カルシウムである林化成（株）製「タルカンパウダーＰＫＣ」、沈降性硫酸バリウムである堺化学工業（株）製「＃３００」を用いた。

また、酸化防止剤として、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］である日本チバガイギー（株）製「イルガノックス１０１０」を用いた。

また、銅害防止剤として、３−（３，５−ジ−テトラ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルジハイドライジドである日本チバガイギー（株）製「ＭＤ１０２４」を用いた。

また、帯電防止剤として、ライオン・アクゾ（株）製「アーモスタッド５１５ＰＳ」、堺化学工業（株）製「分散剤 ステアリン酸マグネシウム」を用いた。

そして、上記原材料にあらかじめ乾燥処理を行い、これを下記［表１］に示す配合量（質量部）でタンブラーを用いて１０分間混合した後、２軸同方向混練機に通した。２軸同方向混練機の温度は、ダイス付近で２３０℃、投入口付近で２４０℃となるように設定した。２軸同方向混練機から出たストランドはすぐに冷却槽で冷却した後、カッターで切断することによって、２〜４ｍｍのペレットとした。

次に、上記のようにして得たペレット状の成形材料を２軸同方向押出混合機に通すことによって押出成形を行った。成形時の２軸同方向押出混合機の温度は、ダイス付近で２３０℃、材料投入口付近で２００℃となるように設定した。２軸同方向押出混合機から出た成形材料は引き伸ばし、シーティングロールで冷却・固化することによってシート状に成形した。このようにして得られた成形品（光反射シート）をテストピースとして用いて、下記のような評価試験を行った。

（光反射率）
光反射率を測定するためのテストピースとして、６０ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ１ｍｍの角板を押出成形によって得た。ＪＩＳ−Ｋ７１０５の測定法Ｂに準拠して、分光光度計（（株）日立製作所製「Ｕ−４３００」）を用いて５５０ｎｍの波長で角板のほぼ中央の反射率を測定し、最小反射率と最大反射率を求めた。そして、両者の中間を光反射率とした。その結果を下記［表１］に示す。

（埃付着数）
ＩＳＯ５２７に準拠して得られた引っ張りテストピースを室内に１６８時間放置した。その後、テストピースに埃が付着してできたスジのようなものの数を数えた。その結果を下記［表１］に示す。

（曲げ弾性率）
ＩＳＯ５２７に準拠して得られたテストピースについてＩＳＯ１７８に準拠して曲げ弾性率を測定した。その結果を下記［表１］に示す。

（耐熱耐光変色）
耐熱耐光変色を評価するためのテストピースとして、６０ｍｍ×６０ｍｍ×厚さ１ｍｍの角板を押出成形によって得た。次に９０℃の温度下においてこの角板に１６８時間ＵＶ照射を行った。そして、ＵＶ照射前後のテストピースの色調の差（ΔＥ）を測定することによって、耐熱耐光変色を評価した。その結果を下記［表１］に示す。

上記［表１］にみられるように、実施例１〜８については、光反射率がいずれも９２％以上と高いうえに、曲げ弾性率はいずれも３．８ＧＰａ以上であり、剛性も高いことが確認される。また、ステアリン酸マグネシウム以外にも帯電防止剤を用いた実施例７については、埃やゴミの付着を確実に防止できることが確認される。また、酸化防止剤を用いた実施例６については、ΔＥが著しく小さいことから、光や熱による変色の防止に有効であることが確認される。

これに対して、比較例１、４については、酸化チタンの含有量が少ないため、光反射率はいずれも８８％以下と低いことが確認される。また、比較例１、２については、酸化チタン以外の無機フィラーの含有量が少ないため、曲げ弾性率はいずれも２．８ＧＰａ以下であり、剛性が低いことが確認される。なお、比較例３については、成形が困難であったため、上記のような評価試験を行うことができなかった。

Claims (4)

1. ＩＳＯ１１３３の条件に従って測定して得られる２３０℃でのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０以下であるポリプロピレン樹脂及び無機フィラーを含有する成形材料を押出成形によって成形してなる光反射シートであって、無機フィラーとして酸化チタンを成形材料全量に対して４〜１５質量％含有すると共に、酸化チタン以外の無機フィラーを成形材料全量に対して１２〜３０質量％含有して成ることを特徴とする光反射シート。
2. 酸化防止剤を含有して成ることを特徴とする請求項１に記載の光反射シート。
3. 帯電防止剤を含有して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光反射シート。
4. 光反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光反射シート。