JP2012058730A - 光反射体、照明器具、電飾看板及び面光源装置 - Google Patents

光反射体、照明器具、電飾看板及び面光源装置 Download PDF

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Abstract

【課題】絞り加工時に反射面のシワ発生を抑制することができる光反射体を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂フィルム(1)を金属板(2)の少なくとも片面に積層した構造を有する光反射体であって、光反射面の光反射率が95〜100%であり、光反射面の光沢度が0〜60%であり、前記熱可塑性樹脂フィルムがフィラーを含有しており、且つ、前記熱可塑性樹脂フィルムの下記式(1)で表される空孔率(ρ0は真密度であり、ρは密度である)が5〜25%であることを特徴とする光反射体。

【選択図】図1

Description

本発明は、照明器具等に使用する光反射部材として有用な光反射体に関する。詳しくは、光反射率の優れた熱可塑性樹脂フィルムと金属板を積層した光反射体に関する。また本発明は該光反射体を用いた照明器具等に関する。
従来、照明器具等の光反射体として用いられている光反射部材として、プラスチック部材等に金属薄膜を蒸着したもの、あるいは金属板に白色顔料を塗装したものが用いられている。近年、これらの照明器具等には高性能化(高光反射率化)やコストダウンが求められるようになってきた。
しかし照明器具等に用いる光反射部材に関して、金属薄膜を蒸着した反射部材は、特に加工費用が高いといった問題がある。また、金属薄膜による鏡面光沢は、光反射率は高いものの高光沢で正反射成分が強く、特にベースライトのような照明器具に使用した場合には、ぎらつきが生じて眩しいといった性能面の問題がある。
また、金属板に白色顔料を塗装した反射部材は、光反射率が低いといった性能不足の問題がある。また短波長光(紫外線)による塗装成分の変色や、静電気の帯びやすさにより埃を寄せ付ける汚れ易さのために、経時により光反射率が更に低下するといった問題がある。
近年、光反射率の高いフィルムと金属板を積層した様態の光反射部材についても幾つか報告されている。例えば内部に微細な空孔を多数含有し、これら空孔の界面反射により高い光反射率を発現させた白色樹脂シートを金属板に積層した光反射体(例えば特許文献1、2など)、或いは白色顔料を含有した白色樹脂シートを金属板に積層した光反射体(例えば特許文献3など)が知られている。
特開2009−276396号公報 特開2004−167820号公報 特開2007−178998号公報
しかし、特許文献1および2に記載される光反射体は、絞り加工して部材とする際に反射面にシワが入りやすいといった問題がある。また、特許文献3に記載される光反射体は、白色顔料を塗装したものと同様に光反射率が低く、紫外光等により変色しやすいといった問題がある。このため、光反射体として満足の行く性能は達成されるに至っていない。
本発明は、上述した諸問題を解決するため、高い光反射率と高い光拡散性能を有し、比較的容易に製造でき、かつ、絞り加工した際に問題になるようなシワが発生しないという優れた特徴を有するフィルムと金属板からなる光反射体を提供することを課題とした。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の光反射率、光沢度、空孔率を有する熱可塑性樹脂フィルムを用いた場合に、前記課題を解決し得ることを見出した。即ち、以下の特徴を備えた光反射体を以て、本発明を完成するに至った。
[1]即ち本発明は、熱可塑性樹脂フィルムを金属板の少なくとも片面に積層した構造を有する光反射体であって、光反射面の光反射率が95〜100%であり、光反射面の光沢度が0〜60%であり、前記熱可塑性樹脂フィルムがフィラーを含有しており、且つ、前記熱可塑性樹脂フィルムの下記式(1)で表される空孔率が5〜25%であることを特徴とする光反射体に関するものである。
[2] 前記熱可塑性樹脂フィルムが、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層と、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する1以上の層からなることを特徴とする[1]に記載の光反射体。
[3] 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が1μm以下のフィラーを含むことを特徴とする[2]に記載の光反射体。
[4] 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、フィラーを5〜55重量%含有することを特徴とする[2]または[3]に記載の光り反射体。
[5] 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が0.05〜0.5μmのフィラーを含み、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が1〜7μmのフィラーを含むことを特徴とする[2]〜[4]のいずれか一項に記載の光反射体。
[6] 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、酸化チタン粒子を含有することを特徴とする[2]〜[5]のいずれか一項に記載の光反射体。
[7] 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層の厚みが2μm以上であることを特徴とする[2]〜[6]のいずれか一項に記載の光反射体。
[8] 前記熱可塑性樹脂フィルムが、ポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする[1]〜[7]のいずれか一項に記載の光反射体。
[9] JIS−Z−2248:2006の押曲げ法に準拠して、90°の角度となるように曲げた際に、熱可塑性樹脂フィルム側表面に発生するシワの幅が5mm未満であることを特徴とする[1]〜[8]のいずれか一項に記載の光反射体。
[10] 熱可塑性樹脂フィルム側表面の表面抵抗値が1×1013Ω以下であることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか一項に記載の光反射体。
[11] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の光反射体を用いた照明器具。
[12] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の光反射体を用いた電飾看板。
[13] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の光反射体を用いた面光源装置。
本発明の光反射体は比較的容易に製造できる。そして光反射率に優れるために、照明器具等に組み込んだ際にランプ本数の削減を達成できる。また熱可塑性樹脂フィルムの空孔率を所定の範囲に制御することにより、絞り加工によるフィルムのシワの発生を抑制することができ、製造歩留まりの低下を防ぐことができる。これらの事からコスト削減効果が非常に高い。
また本発明の光反射体は光拡散性に優れるため、照明のぎらつきにより眩しいといった性能面の問題は無い。さらに本発明の光反射体は短波長光(紫外線)による変色が殆ど無く、静電気を帯びにくいことから埃を寄せ付けず汚れ難い。このため、長期の使用においても光反射率の低下が少なく性能が安定している。
本発明の光反射体の層構成を示す断面図である。 シワの幅を示す写真である。
以下において、本発明の光反射体の構成及び効果を詳細に説明する。以下に記載する構成要件は、本発明の代表的な実施態様に基づいて説明されるものであるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。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及び最大値として含む範囲を意味する。
[光反射体]
本発明の光反射体は、光反射率が95〜100%、光沢度が0〜60%、下記式(1)で表される空孔率が5〜25%である、フィラーを含有する熱可塑性樹脂フィルムを、金属板の少なくとも片面に積層した光反射体に関するものである。
(上式において、ρ0は真密度であり、ρは密度である)
以下、本発明の光反射体の好ましい態様を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
<光反射率>
本発明の光反射体は、光反射面の光反射率が95〜100%であることを特徴とする。光反射率は、好ましくは96%〜100%であり、より好ましくは97%〜100%である。光反射率が95%に満たない場合、照明器具等の明るさが得られず、省エネ効果が得られない。なお、本明細書でいう光反射率は、波長550nmの光で測定した反射率である。また、本発明の光反射体の光反射面は、光反射体を構成する熱可塑性樹脂フィルムの表面である。
本発明の光反射体における高い光反射率は、熱可塑性樹脂フィルムが空孔を有することにより達成される。光反射率は、空孔率により本質的に調整することが可能であり、空孔率が高いほど光反射率は高くなる傾向にある。ただし、本発明では後述する加工性を加味して、空孔率の範囲が規定される。
<光沢度>
本発明の光反射体は、光反射面の光沢度が0〜60%であることも特徴とする。光沢度は、好ましくは2〜50%であり、より好ましくは5〜40%である。光沢度が60%を超えると照明器具等の反射部材として使用した際にぎらつきが発生して好ましくない。本発明の光反射体における光沢度は、熱可塑性樹脂フィルムのフィラー濃度、フィラー粒径、厚みにより調整することができる。特に、熱可塑性樹脂フィルム表面を構成する層のフィラー濃度、フィラー粒径、厚みにより調整することが可能である。
<空孔率>
本発明の光反射体は、光反射体を構成する熱可塑性樹脂フィルムの空孔率が5〜25%であることも特徴とする。空孔率は、好ましくは5〜20%であり、より好ましくは5〜15%である。空孔率が25%を超えると、本発明の光反射体を絞り加工した際に、熱可塑性樹脂フィルムに幅広いシワが発生し、外観の悪化に伴い歩留まりが低下することから好ましくない。逆に空孔率が5%に満たない場合、熱可塑性樹脂フィルムの光反射率が低下し、所望の光反射性能が得られにくくなることから好ましくない。
<熱可塑性樹脂>
前記熱可塑性樹脂フィルムに用いる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂を用いることで、熱可塑性樹脂フィルムが紫外線により変色しにくく、長期の使用においても光反射率が低下しにくくなる傾向がある。
ポリオレフィン系樹脂として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等のエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、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などが挙げられる。これらは2種以上混合して用いることもできる。これらの中でも、空孔の形成性や生産コスト等の観点より、プロピレン系樹脂を用いることが好ましい。
プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体や、主成分であるプロピレンと、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−オレフィンとの共重合体を用いることができる。立体規則性は特に制限されず、アイソタクティックないしはシンジオタクティック及び種々の程度の立体規則性を示すものを用いることができる。また、共重合体は2元系でも3元系でも4元系でもよく、またランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。
前記熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を25〜95重量%含有することが好ましく、40〜92重量%含有することがより好ましく、55〜90重量%含有することが更に好ましい。熱可塑性樹脂フィルムにおける熱可塑性樹脂の含有量が25重量%以上であれば、絞り加工の際に空孔の潰れによるシワが発生しにくくなる傾向がある。逆に95重量%以下であれば、充分な空孔率が得られやすく所望の光反射率を得やすい傾向がある。
光反射体を構成する熱可塑性樹脂フィルムが複数の層からなる場合、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が熱可塑性樹脂を45重量%以上95重量%未満含有することが好ましく、50重量%以上85重量%未満含有することがより好ましく、55〜75重量%含有することが更に好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層の熱可塑性樹脂含有量が多ければ、それ以外の層の熱可塑性樹脂含有量は比較的低くすることも可能である。
<フィラー>
前記熱可塑性樹脂フィルムは、内部に空孔を形成する核剤としてフィラーを含有する。ここで用いるフィラーとしては、フィルムに空孔を形成可能な各種の無機フィラーまたは有機フィラーを挙げることができる。
前記無機フィラーとしては、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、焼成クレー、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、珪藻土等を例示することができる。また、前記無機フィラーの種々の表面処理剤による表面処理品も例示できる。中でも重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム及びそれらの表面処理品、クレー、珪藻土を使用すれば安価で延伸時の空孔形成性がよいために好ましい。さらに好ましいのは、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウムの種々の表面処理剤による表面処理品である。
前記表面処理剤としては、例えば樹脂酸、脂肪酸、有機酸、硫酸エステル型陰イオン界面活性剤、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、石油樹脂酸、これらのナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩、または、これらの脂肪酸エステル、樹脂酸エステル、ワックス、パラフィン等が好ましく、非イオン系界面活性剤、ジエン系ポリマー、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤、燐酸系カップリング剤等も好ましい。前記硫酸エステル型陰イオン界面活性剤としては、例えば長鎖アルコール硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、硫酸化油等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられ、スルホン酸型陰イオン界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、パラフィンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルキルスルホコハク酸等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられる。また、前記脂肪酸としては、例えばカプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヘベン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸等が挙げられる。前記有機酸としては、例えばマレイン酸、ソルビン酸等が挙げられる。前記ジエン系ポリマーとしては、例えばポリブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。前記非イオン系界面活性剤としてはポリエチレングリコールエステル型界面活性剤等が挙げられる。これらの表面処理剤は1種類または2種類以上組み合わせて使用することができる。これらの表面処理剤を用いた無機フィラーの表面処理方法としては、例えば、特開平5−43815号公報、特開平5−139728号公報、特開平7−300568号公報、特開平10−176079号公報、特開平11−256144号公報、特開平11−349846号公報、特開2001−158863号公報、特開2002−220547号公報、特開2002−363443号公報などに記載の方法が使用できる。
前記有機フィラーとしては、フィルムを構成する主要な熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移点よりも、自身の融点またはガラス転移点が高い(例えば、120〜300℃)樹脂を好ましく使用できる。例えば、フィルムを構成する主要な熱可塑性樹脂としてプロピレン系樹脂を用いる場合は、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、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、メラミン樹脂、環状オレフィン単独重合体、エチレン−環状オレフィン共重合体、ポリエチレンサルファイド、ポリイミド、ポリエチルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等を例示することができる。これらは、フィルムを構成する主要な熱可塑性樹脂であるプロピレン系樹脂よりも融点またはガラス転移温度が高くて、プロピレン系樹脂に対して非相溶性であることから、延伸時の空孔形成性がよいために好ましい。
前記熱可塑性樹脂フィルムには、無機フィラー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よいし、2種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、有機フィラーと無機フィラーを混合して使用してもよい。
前記無機フィラーの平均粒径及び前記有機フィラーの平均分散粒径は、例えば、マイクロトラック法、走査型電子顕微鏡による一次粒径の観察(本発明では粒子100個の平均値を平均粒径とした)、比表面積からの換算(本発明では(株)島津製作所製の粉体比表面積測定装置SS−100を使用し比表面積を測定した)などにより求めることができる。
後述する本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、延伸成形により発生させる空孔サイズの調整のために、前記熱可塑性樹脂フィルムに添加される前記無機フィラーの平均粒径、または前記有機フィラーの平均分散粒径を制御することが好ましい。
例えば、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する基材層(A)と全厚の50%未満を構成する1以上の層からなる好ましい態様の場合、基材層(A)に含まれるフィラーの平均粒径または平均分散粒径は1μm以下にすることが好ましく、0.05〜0.5μmにすることがより好ましく、0.1〜0.4μmにすることがさらに好ましい。基材層(A)に含まれるフィラーの平均粒径または平均分散粒径が1.0μm以下であれば、得られる空孔もまた微細で適度な大きさとなり、絞り加工の際に空孔の潰れによるシワが発生を抑制しやすくなる傾向がある。また、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層に含まれるフィラーの平均粒径または平均分散粒径は0.05〜10μmにすることが好ましく、1〜7μmにすることがより好ましく、1〜5μmにすることがさらに好ましい。特に、基材層(A)に含まれるフィラーの平均粒径または平均分散粒径が、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層に含まれるフィラーの平均粒径または平均分散粒径より大きいことが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層は、層厚が熱可塑性樹脂フィルムの全厚の30%未満であることが好ましく、20%未満であることがより好ましく、10%未満であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層として、後述する光沢調整層(B)や中間層(C)などを挙げることができる。本発明では、特に光沢調整層(B)を採用することが好ましい。
熱可塑性樹脂フィルムが複数の層から構成される場合は、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する基材層(A)に含まれるフィラーの配合量を、好ましくは5重量%以上55重量%未満、より好ましくは15重量%以上50重量%未満、さらに好ましくは25〜45重量%とすることができる。このように熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層のフィラー配合量を調整することにより、一段と効果的にシワの発生防止を図ることができる。一方、熱可塑性樹脂フィルムを構成する層のうち、厚みの薄い層にはフィラーを比較的多めに含ませることも可能である。厚みの薄い層(好ましくは熱可塑性樹脂フィルムの全厚の30%未満を構成する層であり、より好ましくは全厚の20%未満を構成する層であり、さらに好ましくは全厚の10%未満を構成する層である)は、5〜75重量%のフィラーを含ませることができるが、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは5〜45重量%、さらに好ましくは5〜30重量%である。
好ましい本発明の態様では、熱可塑性樹脂フィルムが複数の層から構成され、全厚の50%超を構成する基材層(A)に含まれるフィラーの粒径と配合量を適切な範囲に制御し、さらに全厚の50%未満を構成する層に含まれるフィラーの粒径と配合量を適切な範囲に制御することによって、それぞれ適切なサイズの空孔を適切な量だけ形成させることが可能になり、高い反射率を維持しながら、加工時のシワの発生を一段と効果的に抑制することができる。さらに、基材層(A)が、平均粒径または平均分散粒径が0.05〜0.5μm(好ましくは0.1〜0.4μm)であるフィラー(好ましくは炭酸カルシウム)と酸化チタンを含有すれば、高い反射率を維持しながら、より一段と効果的に加工時のシワの発生を抑制することができる。
<添加剤>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムには、必要により蛍光増白剤、安定剤(酸化防止剤)、光安定剤、分散剤、滑剤等の添加剤を配合してもよい。前記安定剤としては、立体障害フェノール系やリン系、アミン系等を0.001〜1重量%、前記光安定剤としては、立体障害アミンやベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系などを0.001〜1重量%、前記無機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。
<その他の成分>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムを構成する主要な熱可塑性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等のプロピレン系樹脂より低融点の樹脂を、前記熱可塑性樹脂フィルム全体に対して2〜25重量%配合してもよい。このような低融点の樹脂は、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層[例えば基材層(A)]に配合することが特に好ましい。熱可塑性樹脂フィルムが複数の層から構成されるとき、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層に低融点の樹脂が配合されていれば、その他の層には低融点の樹脂が配合されていなくても熱可塑性樹脂フィルム全体の延伸性を向上させることが可能である。熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層への低融点の樹脂の配合量は、3〜25重量%であることが好ましい。
<熱可塑性樹脂フィルムの層構成>
本発明の光反射体を構成する熱可塑性樹脂フィルムは単層構造であっても、多層構造であってもよい。多層構造である場合は、例えば基材層の他に光沢調整層、中間層、保護層などを含むことができる。熱可塑性樹脂フィルムは、基材層の他に光沢調整層と中間層とを含む多層構造であることが好ましい。また、さらに別の層が積層された構造を有していてもよい。
具体的には、基材層の両面に光沢調整層を積層した構造や、基材層の片面に光沢調整層を積層し、他方の面に中間層を積層した構造や、基材層と光沢調整層の間に中間層を配した構造であってもよい。
すなわち、本発明の光反射体の好ましい層構成としては、
光沢調整層/基材層、
光沢調整層/基材層/光沢調整層、
光沢調整層/基材層/中間層、
光沢調整層/中間層/基材層、
光沢調整層/中間層/基材層/光沢調整層、
光沢調整層/中間層/基材層/中間層/光沢調整層
などの構造を有する熱可塑性樹脂フィルムを例示することができる。また、光沢調整層よりも表面側にさらに保護層を設けて、成型加工時や使用時に光沢調整層に傷が発生したり汚れが付着したりするのを防ぐこともできる。なお、上記に列挙する積層構造の態様は、左側が光反射面となる側の層を表し、右側が反射面とならない側の層を表す。すなわち、光反射体が光沢調整層/熱可塑性樹脂フィルム/中間層の構成であれば、光沢調整層の表面が光反射面となることを表す。
<光沢調整層>
本発明の光反射体は、熱可塑性樹脂フィルムの一部として光沢調整層を含むことが好ましい。特に、熱可塑性樹脂フィルムの表面層として光沢調整層を含むことが好ましい。
光沢調整層は、熱可塑性樹脂フィルムの光反射面の最外層として、反射光を拡散させて光沢度を低くする機能を付与するものであり、具体的には熱可塑性樹脂フィルムを構成する厚みのある層[例えば基材層(A)]よりも多くフィラーを含有し、その表面にフィラーに起因する多くの突起を形成するものである。
前記光沢調整層には、熱可塑性樹脂フィルムに使用されるものとして挙げたものと同様の樹脂を使用することができる。また前記光沢調整層には、フィラーとして、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、沈降性炭酸カルシウム、酸化チタン、アクリル系樹脂等の無機または有機フィラーを用いることが好ましい。
前記光沢調整層には、無機フィラー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よいし、2種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、有機フィラーと無機フィラーを混合して使用してもよい。
前記光沢調整層に用いるフィラーは、その平均粒径及び平均分散粒径が0.05〜10μmであるものが好ましい。平均粒径及び平均分散粒径は1〜7μmであるものが好ましく、1〜5μmであるものがより好ましい。平均粒径及び平均分散粒径が0.05μm以上であれば、形成される突起による光拡散効果が得られ、所定の光沢度が得られやすくなる傾向がある。また、10μm以下であれば、表面欠陥やフィラーの脱落による汚れ発生を抑制しやすくなる傾向がある。
前記光沢調整層におけるフィラーの配合量は、総量として10〜85重量%であることが好ましく、より好ましくは12〜60重量%、さらに好ましくは15〜45重量%である。配合量が10重量%以上であれば光沢度が高くなり過ぎるのを防いで、所望の光沢度が得られなくなる傾向がある。85重量%以下であれば、フィラーの脱落による汚れ発生を抑制しやすくなる傾向がある。
<中間層>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムには、表面強度付与やフィルム保護の目的で中間層を設けてもよい。中間層には、熱可塑性樹脂フィルム、光沢調整層に使用されるものと同様の熱可塑性樹脂が使用できる。また、中間層は前記フィラーを含有してもよく、中間層に含まれる前記フィラーの配合量は通常0〜40重量%、好ましくは0〜30重量%、より好ましくは0〜20重量%、特に好ましくは0〜10重量%の範囲である。また、中間層における熱可塑性樹脂の割合は、通常60〜100重量%、好ましくは70〜100重量%、より好ましくは80〜100重量%、特に好ましくは90〜100重量%の範囲である。
<熱可塑性樹脂フィルムの厚み>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、30〜500μmであることが好ましく、40〜400μmであることがより好ましく、50〜200μmであることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの厚みが30μm以上であれば、反射界面数の低下に伴う光反射率の低下を抑えやすくなる傾向があり、500μm以下であれば、絞り加工時のフィルムと金属板の剥離を抑えやすくなる傾向がある。
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムが多層構造である場合、これを構成する光沢調整層や中間層は、熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層として厚みを決定する。
具体的には、光沢調整層の厚みは1〜20μmであることが好ましく、同厚みは2〜15μmであることがより好ましく、2〜6μmであることがさらに好ましい。光沢調整層の厚みが1μm以上であれば、含有するフィラーの脱落を抑制しやすくなる傾向があり、20μm以下であれば、熱可塑性樹脂フィルムによる光反射率を高く維持しやすい傾向がある。
中間層の厚みは1μm以上であることが好ましく、2〜30μmであることがより好ましく、3〜20μmであることがさらに好ましい。1μm以上とすることによって、光反射体の表面強度が向上し、絞り加工への適性が向上する。
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムにおける個々の層の厚みは、JIS−P−8118に基づき測定した熱可塑性樹脂フィルムの全層厚みと、走査型電子顕微鏡による光反射体の断面写真から観察された個々の層の厚み比から算出できる。
<表面抵抗値>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムには、静電気を帯び、埃を寄せ付けることがないようにするために、帯電防止性能を付与することが好ましい。
静電気を帯びない程度に帯電防止性能を付与するために、熱可塑性樹脂フィルムは表面抵抗値が1×1013Ω以下であることが好ましい。表面抵抗値は、より好ましくは1×1012Ω以下であり、さらに好ましくは1×1011Ω以下である。表面抵抗値が1×1013Ω以下であれば、フィルムが埃を寄せ付けにくくなる傾向があり、長期の使用において反射部材の光反射率低下を防ぎやすくなる傾向がある。
熱可塑性樹脂フィルムへの帯電防止性能の付与は、例えば帯電防止剤をフィルム表面にコートする方法、帯電防止剤を熱可塑性樹脂に添加する方法により達成することができる。
上記帯電防止剤としては、ポリエチレングリコールまたはその誘導体、四級アンモニウム塩型スチレン重合体、四級アンモニウム塩型アミノアルキルアクリレート重合体、四級アンモニウム塩型ジアリルアミン重合体、スルホン酸塩型スチレン重合体などが挙げられる。
<熱可塑性樹脂フィルムの製造方法>
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムは、その樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練し、溶融物を押出機からシート状に押し出し、該シート状物を冷却ロール上で冷却し、固化して得ることができる。また、多層構造の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法として、多層TダイやIダイを使用して、溶融物を共押出し、該シート状物を冷却ロール上で冷却し、固化して得ることができる。更に得られた樹脂シートを延伸して得る方法が挙げられる。また、熱可塑性樹脂フィルムが多層構造の延伸フィルムの場合、積層後に延伸してもよいが、熱可塑性樹脂フィルムの延伸が終了したのちに光沢調整層又は保護層の溶融原料を押し出し貼合し、この積層物を更に延伸成形して製造する方法も挙げられる。
前記光沢調整層及び中間層は、前記の多層形成方法に加えて、前記熱可塑性樹脂フィルムを一旦得た後に、光沢調整層、中間層の溶融原料を直接または易接着層を介してシート状に押し出し、熱可塑性樹脂フィルムに貼合して得る方法も挙げられる。
本発明の光反射体の熱可塑性樹脂フィルムは、内部に適度な率の空孔を形成するために、延伸成形を行うことが好ましい。上記樹脂シートを延伸して熱可塑性樹脂フィルムを製造する手法としては、公知の種々の方法を採用することができる。
熱可塑性樹脂フィルムに主に用いる熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上から結晶部の融点以下の熱可塑性樹脂に好適な公知の温度範囲内で行うことができる。具体的には、熱可塑性樹脂フィルムの熱可塑性樹脂がプロピレン単独重合体(融点155〜167℃)の場合は100〜166℃、高密度ポリエチレン(融点121〜136℃)の場合は70〜135℃であり融点より1〜70℃低い温度である。延伸の具体的な方法としては、樹脂シートの搬送方向にロール群の周速差を利用して延伸するロール間延伸、樹脂シートの搬送方向に直交する方向(幅方向)にテンターオーブンを利用して延伸するクリップ延伸、チューブラー法を利用したインフレ成形法などを挙げることができる。
熱可塑性樹脂フィルム中に発生させる空孔の大きさを調整するために、熱可塑性樹脂フィルムの面積延伸倍率は1.3〜80倍の範囲が好ましく、より好ましくは7〜70倍の範囲、特に好ましくは22倍〜65倍、最も好ましくは25〜60倍とする。面積延伸倍率が1.3〜80倍の範囲内であれば、微細な空孔が得られやすく、光反射率の低下も抑えやすい。なお、本明細書中、面積延伸倍率とは、縦延伸倍率×横延伸倍率で表される倍率である。また、光沢調整層、保護層の好ましい面積延伸倍率は前記熱可塑性樹脂フィルムの好ましい面積延伸倍率と同様である。
得られた樹脂延伸フィルムは、必要により熱処理(アニーリング処理)を行い、結晶化の促進や、積層フィルムの熱収縮率低減などを図ることもできる。また、必要に応じて得られた積層体の耳部をスリットして、熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。
<金属板>
本発明の光反射体に用いる金属板としては、鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、錫、ニッケル、チタンなどの金属及びこれらの金属の一種又は二種以上を主成分とする鋼、ステンレス、アルミニウム合金、黄銅等の合金からなる板を挙げることができる。これらの中でも鉄板、鋼板が好ましい。また、これらの金属板の表面に亜鉛メッキ等のメッキが施されているものでもよく、特に亜鉛メッキ鋼板が好ましい。
上記金属板の厚みは、0.05〜1mmであることが好ましく、0.1〜0.6mmであることがより好ましい。同範囲内であれば強度や重量、絞り加工性の観点で問題の生じ難い光反射部材が得られる。
<光反射体の製造方法>
上記の熱可塑性樹脂フィルムと、上記金属板を積層して本発明の光反射体を得る方法としては、接着剤を介して接着する方法、接着性シートを介して接着する方法、押出し溶融樹脂シートを介して積層する方法、一方(通常は金属板)を加熱して他方(通常は熱可塑性樹脂フィルム)を直接熱融着する方法等が挙げられる。
例えば、熱可塑性樹脂フィルムの非光反射面に両面粘着シートをその一方の粘着面を接するように積層し、その後両面粘着シートのもう一方の粘着面を金属板に接するように積層して貼合し、圧着させて光反射体を得ることができる。
また例えば、熱可塑性樹脂フィルムまたは金属板の貼り合わせる側の面に、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系等の接着剤を塗布し、両者を貼り合わせて光反射体を得る方法でも良い。この方法においては、一般的に使用されている塗工設備を使用して、例えば金属板側の表面に接着剤液を乾燥後の膜厚が1〜5μmとなるように塗工し、熱風乾燥機等により接着剤を乾燥させた後に、熱可塑性樹脂フィルムの非光反射面を接着剤が接するように積層して貼合し、圧着させて光反射体を得ることができる。
<加工>
本発明の光反射体は、曲げ加工や絞り加工を施して立体形状の光反射部材とすることで、照明装置等の筐体などに有効に用いることができる。本発明の光反射体は上記加工の際の変形により熱可塑性樹脂フィルム部分にシワが生じ難いことを特徴とするものである。
以下に実施例、比較例及び試験例を記載して、本発明をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、使用量、割合、操作等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適時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制限されるものではない。
(製造例1〜3)
表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(A)と組成物(B)を、それぞれ別々の2台の押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、一台の共押ダイに供給してダイ内で(A)の片面に(B)を積層して、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって(B)/(A)の積層物を得た。
この積層物を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に延伸し、再び約150℃まで再加熱してテンターを利用して横方向に延伸した。その後、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2層構造の積層フィルムを得た。縦方向、横方向それぞれの延伸倍率および各層の厚みは表2に記載の通りである。
この積層フィルムの表裏にコロナ放電処理を行い、四級アンモニウム塩型アミノアルキルアクリレート重合体よりなる帯電防止剤(商品名:サフトマーST−3200、(株)三菱化学製)を固形分量として0.5重量%含む水溶液を、乾燥後の固形分量が1m2当り0.01gとなるように塗工し、乾燥させて熱可塑性樹脂フィルムとした。
(製造例4〜6、10)
表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって熱可塑性樹脂シートを得た。この熱可塑性樹脂シートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸した。
次いで表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(B)と組成物(C)を、それぞれ別々の3台の押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得られた熱可塑性樹脂シートの両面に溶融押し出しして、(B)/(C)/(A)/(C)の順の組成を有する積層物を得た。
次いでこの積層物を160℃に再加熱してテンターを利用して横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、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表2に記載の厚みを有する4層構造の積層フィルムを得た。
この積層フィルムの表裏にコロナ放電処理を行い、帯電防止剤(商品名:サフトマーST−3200、(株)三菱化学製)を固形分量として0.5重量%含む水溶液を、乾燥後の固形分量が1m2当り0.01gとなるように塗工し、乾燥させて熱可塑性樹脂フィルムとした。
(製造例7、8、11、12)
表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって熱可塑性樹脂シートを得た。この熱可塑性樹脂シートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸した。
次いで表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(B)と組成物(C)を、それぞれ別々の2台の押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得られた熱可塑性樹脂シートの両面に溶融押し出しして、(B)/(A)/(C)の順の組成を有する積層物を得た。
次いでこの積層物を160℃に再加熱してテンターを利用して横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、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表2に記載の厚みを有する3層構造の積層フィルムを得た。
この積層フィルムの表裏にコロナ放電処理を行い、帯電防止剤(商品名:サフトマーST−3200、(株)三菱化学製)を固形分量として0.5重量%含む水溶液を、乾燥後の固形分量が1m2当り0.01gとなるように塗工し、乾燥させて熱可塑性樹脂フィルムとした。
(製造例9)
表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって熱可塑性樹脂シートを得た。この熱可塑性樹脂シートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に4.5倍延伸した。
次いで表1に記載の材料を表2に記載の配合比率で混合した組成物(B)を、2台の押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得られた熱可塑性樹脂シートの両面に溶融押し出しして、(B)/(A)/(B)の順の組成を有する積層物を得た。
次いでこの積層物を160℃に再加熱してテンターを利用して横方向に8.5倍延伸した。その後、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表2に記載の厚みを有する3層構造の積層フィルムを得た。
この積層フィルムの表裏にコロナ放電処理を行い、帯電防止剤(商品名:サフトマーST−3200、(株)三菱化学製)を固形分量として0.5重量%含む水溶液を、乾燥後の固形分量が1m2当り0.01gとなるように塗工し、乾燥させて熱可塑性樹脂フィルムとした。
(実施例1〜8、比較例1〜4)
製造例1〜12で得た熱可塑性樹脂フィルムの非光反射面(製造例1〜3の(A)面、製造例4〜8及び10〜12の(C)面、製造例9の一方の(B)面)全面に、接着剤転写テープ(商品名:F−9460PC、住友スリーエム(株)社製)の一方の接着面が接するように積層し、ニップロールを介して圧着した。次いで厚みが0.4mmの亜鉛メッキ鋼板(SGCC/60/60)の片面に、接着剤転写テープのもう一方の接着面が接するように積層し、更にニップロールを介して圧着して、表3に記載の構成をそれぞれ有する実施例1〜8と比較例1〜4の各光反射体を得た。
(測定及び試験)
製造例1〜12で得た各熱可塑性樹脂フィルム、または実施例1〜8及び比較例1〜4の各光反射体を用いて、以下の測定と試験を行った。
<熱可塑性樹脂フィルムの全厚と各層の厚み>
各製造例の熱可塑性樹脂フィルムの全厚をJIS−P−8118に基づき測定した。別途、各製造例の熱可塑性樹脂フィルムをミクロトームを用いて断面切削し、走査型電子顕微鏡を用いて3000倍で切削面の観察を行い、各層の厚み比率から各層厚みの算出を行った。
光沢調整層(B)の厚み算出では、観察視野中の最も厚い部分を層厚みとした。
<熱可塑性樹脂フィルムの密度>
各製造例の熱可塑性樹脂フィルムを3cm角でサンプリングし、高精度電子比重計(商品名:SD−200L、ミラージュ貿易(株)製)を用いて23℃で水中置換法により密度を測定した。
<熱可塑性樹脂フィルムの光反射率>
各製造例の熱可塑性樹脂フィルムの光反射面側(光沢調整層(B)側)表面における光反射率を、直径150mmの積分球を搭載した分光光度計(商品名:U−3310、(株)日立製作所製)を用いて、JIS−Z8722の条件d記載の方法に従って、波長550nmの光で測定した。測定結果は、標準板である酸化アルミニウム板の光反射率を100%としたときの相対反射率として求めた。
<熱可塑性樹脂フィルムの表面抵抗値>
各製造例の熱可塑性樹脂フィルムを20℃、相対湿度50%の環境下で2時間調整し、同環境下で、JIS−K−6911記載の方法に従って光反射面側(光沢調整層(B)側)表面における表面抵抗値を測定した。
<熱可塑性樹脂フィルムの光沢度>
JIS−Z−8741の方法4記載の方法に従い、デジタル変角光沢度計(商品名:UGV−5DP、スガ試験機(株)製)を用いて、各製造例の熱可塑性樹脂フィルムの光反射面側(光沢調整層(B)側)表面における入射角75°の鏡面光沢度を測定し、75°光沢度とした。
<絞り加工適性>
JIS−Z−2248:2006記載の押曲げ法に準拠し、オートグラフ(商品名:AGSD、(株)島津製作所製)及び付属の金属用3点曲げ試験治具を用いて、各実施例と比較例の光反射体より採取した幅100mmの試験片を光反射面側、非光反射面側にそれぞれ90°の角度となるように折り曲げ、折り曲げ部の熱可塑性樹脂フィルム側表面に発生するシワの幅を実体顕微鏡で観察し、下記の判定基準で良否を判定した。
○:シワの幅が5mm未満(実使用上問題となるシワの発生なし)
×:シワの幅が5mm以上(実使用上問題となるシワの発生あり)
図2は、実施例5と比較例2のシワ発生状況を撮影した写真を示したものである。シワは図2の比較例2の写真中のa線とb線の間の領域に認められ、シワの幅はab間の距離を測定したものである。図2の実施例5にはシワは認められなかった(シワの幅はゼロ)。
これらの各試験結果を表2及び表3に示す。なお、表2中、各層の組成の欄に記載される数字は各層に含まれる各材料の含有量(重量%)を示しており、括弧内に記載される英文字は各層に含まれる材料の種類(表1参照)を表す。
本発明の実施例1〜8の光反射体は、いずれも高い反射率と好ましい光沢度と表面抵抗を達成しながら、加工時のシワの発生が抑えられている点で優れている。一方、比較例1〜4の光反射体は、反射率、光沢度、表面抵抗、加工時のシワの発生の少なくとも1項目以上で特性が不十分である。特に、特開2004−167820号公報の実施例を再現した製造例11の熱可塑性樹脂フィルムを用いた光反射体(比較例3)は加工時のシワの発生が大きく、当該熱可塑性樹脂フィルムの空孔率を下げて改良を試みた光反射体(比較例4)は反射率が低下してしまうため、従来技術では本発明の光反射体の製造は困難である。
実施例1〜8の各光反射体を用いて、蛍光灯用の筺体を作成し、蛍光灯を実装して室内照明として1年間使用した。使用後の各光反射体の反射率は、リファレンスとした各実施例の未使用のものと比べて、550nmを含む可視光領域(420〜740nmで確認)で殆ど低下が見られず、明るさの持続性が確認された。また、輝度ムラや変色等は見られなかった。
同様に、実施例1〜8の各光反射体を用いて製造した電飾看板及び面光源装置は、明るさの持続性、輝度ムラ、変色抑制の効果に優れている。
本発明の光反射体は加工時のシワの発生が実質的に問題にならない程度である。このため、加工後も熱可塑性樹脂フィルムの光学特性を維持することができる。そのため、本発明の光反射体はLED照明などの複雑な形状の反射部材への付形にも適用できる。
また本発明の光反射体は光沢度が低いために、反射光のぎらつきが少なく、照明装置等に好適に用いることができる。
また本発明の光反射体は光反射率が高いために照明効率を向上させて省エネに貢献することができる。また光反射面への埃の付着が少なく、汚れによる光反射率の低下が起こりにくいため、照明効率を低下させにくく長期に亘って使用することができる。
1 熱可塑性樹脂フィルム
2 金属板

Claims (13)

  1. 熱可塑性樹脂フィルムを金属板の少なくとも片面に積層した構造を有する光反射体であって、
    光反射面の光反射率が95〜100%であり、光反射面の光沢度が0〜60%であり、前記熱可塑性樹脂フィルムがフィラーを含有しており、且つ、前記熱可塑性樹脂フィルムの下記式(1)で表される空孔率が5〜25%であることを特徴とする光反射体。
    (上式において、ρ0は真密度であり、ρは密度である)
  2. 前記熱可塑性樹脂フィルムが、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層と、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する1以上の層からなることを特徴とする請求項1に記載の光反射体。
  3. 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が1μm以下のフィラーを含むことを特徴とする請求項2に記載の光反射体。
  4. 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、フィラーを5〜55重量%含有することを特徴とする請求項2または3に記載の光り反射体。
  5. 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が0.05〜0.5μmのフィラーを含み、前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層が、平均粒径または平均分散粒径が1〜7μmのフィラーを含むことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の光反射体。
  6. 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%超を構成する層が、酸化チタン粒子を含有することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の光反射体。
  7. 前記熱可塑性樹脂フィルムの全厚の50%未満を構成する層の厚みが2μm以上であることを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の光反射体。
  8. 前記熱可塑性樹脂フィルムが、ポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光反射体。
  9. JIS−Z−2248:2006の押曲げ法に準拠して、90°の角度となるように曲げた際に、熱可塑性樹脂フィルム側表面に発生するシワの幅が5mm未満であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光反射体。
  10. 熱可塑性樹脂フィルム側表面の表面抵抗値が1×1013Ω以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光反射体。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の光反射体を用いた照明器具。
  12. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の光反射体を用いた電飾看板。
  13. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の光反射体を用いた面光源装置。
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