JP2015055811A - 転写用波長選択的反射フィルム並びにそれを用いた転写方法及び転写成型物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】離型性を有する支持フィルム上に反射層が設けられており、該反射層は、第1の加熱接着性を有する低屈折率層と、積層高屈折率層と、第2の加熱接着性を有する低屈折率層とをこの順に有し、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層の屈折率は、前記積層高屈折率層の屈折率より低く、反射ターゲット波長、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層の屈折率、膜厚、前記積層高屈折率層の屈折率、膜厚、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層の屈折率、膜厚が所定の関係式を満たすことを特徴とする転写用波長選択的反射フィルム。
【選択図】図1
Description
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)及び式(2)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルムである。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)から式(4)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルムである。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)及び低屈折率層(L)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率は、前記積層高屈折率層(H1)及び高屈折率層(H)の屈折率より低く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)、式(2)、式(5)、式(6)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルムである。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)及び高屈折率層(H)及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率は、前記積層低屈折率層(L1)及び低屈折率層(L)の屈折率より高く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)、式(4)、式(5)、式(6)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルムである。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
≪転写用波長選択的反射フィルム≫
図1に示されるように第1の実施形態では、転写用波長選択的反射フィルム2は、離型性を有する支持フィルム4の上に、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)、積層高屈折率層(H1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)をこの順に有する。第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率は、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率より低く、反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)及び式(2)を満足するように設定される。また、第1の加熱接着性を有する低屈折率層の屈折率及び膜厚は、第2の加熱接着性を有する低屈折率層の屈折率及び膜厚と同一であっても良いし、異なっていても良い。なお、支持フィルム上に設けられており且つ転写される層を全て合わせて反射層6と呼ぶ。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
ここで、λaは、後述する波長選択的反射機能付き転写成型物において反射率が最大となる光の波長に相当する。すなわち、例えばλaを800nmに設定することによって、後述の転写成型物において800nmの波長において光の反射率を最大にすることができる。
支持フィルムは反射層を支持するためのもので、その種類は特に限定されず、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース、ノルボルネンフィルム〔JSR(株)製、アートン等〕等の樹脂フィルム、布、紙等を挙げることができる。これらの中では、軽量性や取り扱い易さの点から樹脂フィルムが好ましい。
次に、高屈折率層H1について説明する。積層高屈折率層H1は、第1及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層との有意な屈折率差により、反射効果を発現させるための層である。積層高屈折率層の屈折率は、第1及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層より高く設定される。積層高屈折率層の屈折率は、1.56以上が好ましい。積層高屈折率層の屈折率が1.56未満の場合、加熱接着性を有する低屈折率層との屈折率差が小さくなることで界面の反射が弱くなり、反射性能が十分に発揮されない場合がある。積層高屈折率層の屈折率の上限は特に制限されないが、現存する成膜材料の制約上、実質2.50程度が上限となる。
金属酸化物薄膜を用いた積層高屈折率層の形成方法としては、プラズマCVD法、蒸着法、もしくはスパッタリング法等により形成できる。
次に、加熱接着性を有する低屈折率層TL1及びTL2について説明する。加熱接着性を有する低屈折率層TL1及びTL2は、隣接する積層高屈折率層H1との有意な屈折率差により、反射効果を発現させると共に、対象物との接着時において、加熱されることによって接着性を発揮する層である。加熱接着性を有する低屈折率層TL1及びTL2の屈折率は、積層高屈折率層H1の屈折率より低く設定されることを要件とし、その屈折率は1.20〜1.55の範囲である。該屈折率が1.20未満の場合には膜が脆くなるため、成膜したフィルムの取り扱いが困難となる。その一方、屈折率が1.55を超える場合には積層高屈折率層H1との屈折率差が小さくなり、十分な反射効果を得ることが難しい。なお、加熱接着性とは、加熱(例えば80℃〜300℃)することにより接着性を発現する性質を意味する。
を
の過酸化物で重合させて得られるホモポリマーに、α−フルオロアクリル酸フルオライド:CH2=CFCOFを反応させて水酸基をフルオロアクリレートに置換した生成物が挙げられる。
加熱接着性を有する低屈折率層TL1及びTL2の形成方法としては、金属酸化物微粒子と熱可塑性樹脂を含むバインダー樹脂とを含む組成物を、ウェットコーティング法等の塗布方法により塗布し、乾燥後、硬化させる方法を採用することができる。ウェットコーティング法は公知の方法でよく、例えばロールコート法、ダイコート法、スピンコート法、そしてディップコート法等が代表的なものとして挙げられる。これらの中では、ロールコート法等、連続的に塗膜を形成できる方法が生産性の点より好ましい。形成された塗膜は、加熱や紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射によって硬化反応を行うことにより硬化被膜を形成することができる。このうち、活性エネルギー線による硬化反応は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下にて行うことができる。
本実施形態では、上記方法により、支持フィルム4の上に第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1が形成され、更にその上に積層高屈折率層H1及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2がこの順で形成される。なお、この際に第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1、積層高屈折率層H1、及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2の膜厚は、反射ターゲット波長及びそれぞれの屈折率に応じて下記式(1)及び(2)を満足するように設定される。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
(a)転写用波長選択的反射フィルム2の最表層に位置する第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2を転写対象物に密接させて加熱処理を行い、(b)離型性を有する支持フィルム4を剥離することで反射層6を転写対象物に転写し、(c)転写された反射層6を転写対象物として、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)と第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)が接するように工程(a)及び(b)を1回又は複数回繰り返すことで、多層構造体である転写成型物を形成する。このように転写用波長選択的反射フィルムを転写することによって、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)、積層高屈折率層(H)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)を繰り返し積層することができる。なお、工程(b)において、支持フィルムの離型層は支持フィルムと一緒に剥離される。
前記転写成型物を得るには、転写用波長選択的反射フィルム2の最表層に位置する第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2を転写対象物に密接させた状態で、支持フィルム4側又は転写対象物側から熱圧を加えることにより、転写用波長選択的反射フィルム2の最表面に位置する加熱接着性を有する低屈折率層を溶融させ、転写対象物に接着させる。
(a)に示される工程にて転写対象物に転写用波長選択的反射フィルム2を接着した後、離型性を有する支持フィルム4を剥離する。この操作により、転写対象物の表面に反射層6を設けることができ、かつ、転写された反射層6は第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1が露出する状態になるため、反射層6が転写された転写成型物の最表層は、加熱接着性を有する。
(a)及び(b)の工程を行うと容易に三層を対象物上に転写することができるため、工程(c)において、転写された反射層6を転写対象物として(a)及び(b)の工程を繰り返すことにより、一層一層順次積層する場合と比べて製造にかかるコスト及び時間を大幅に削減することも可能になる。
上記転写方法により、第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1と積層高屈折率層(H1)と第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2とをこの順に繰り返し有する転写成型物を容易に製造することができる。第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1、積層高屈折率層(H1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2はそれぞれ
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
を満たすように膜厚が決められているため、上記転写方法で得られた成型物は、反射ターゲット波長λaの光を選択的に反射することができる。例えば、図2はλaを800nmとした場合に得られるある転写成型物の反射選択性を示すグラフである。図2より、反射ターゲット波長である800nm付近で反射率が最大になっていることが理解される。
次に第2の実施形態について図3を参照しながら説明する。なお、本実施形態以降の転写用波長選択的反射フィルムは実施形態1の転写用波長選択的反射フィルムに変更を加えたものであるから、変更箇所を中心に説明し、重複する説明は省略する。図3に示されるように、本実施形態における転写用波長選択的反射フィルム2では、支持フィルム4の上に第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1、積層低屈折率層L1及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2とがこの順に積層されており、第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1、積層低屈折率層L1及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2の膜厚は、反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)及び式(4)を満足するように設定される。なお、第1の加熱接着性を有する高屈折率層の屈折率及び膜厚は、第2の加熱接着性を有する屈折率及び膜厚と同一であっても良いし、異なっていても良い。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
加熱接着性を有する高屈折率層TH1及びTH2について説明する。加熱接着性を有する高屈折率層TH1及びTH2は、隣接する積層低屈折率層L1との有意な屈折率差により、反射効果を発現させると共に、対象物との接着時において、加熱されることによって接着性を発揮する層である。加熱接着性を有する高屈折率層TH1及びTH2の屈折率は、積層低屈折率層L1より高く設定される。加熱接着性を有する高屈折率層の屈折率は、1.56以上が好ましい。加熱接着性を有する高屈折率層の屈折率が1.56未満の場合、積層低屈折率層との屈折率差が小さくなることで界面の反射が弱くなり、反射性能が十分に発揮されない場合がある。加熱接着性を有する高屈折率層の屈折率の上限は特に制限はないが、現存する成膜材料の制約上、実質2.50程度が上限となる。
第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1及び第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH2の形成方法としては、金属酸化物微粒子と熱可塑性樹脂を含むバインダー樹脂とを含む組成物を、ウェットコーティング法等の塗布方法により塗布し、乾燥後、硬化させる方法を採用することができる。ウェットコーティング法は公知の方法でよく、例えばロールコート法、ダイコート法、スピンコート法、そしてディップコート法等が代表的なものとして挙げられる。これらの中では、ロールコート法等、連続的に塗膜を形成できる方法が生産性の点より好ましい。形成された塗膜は、加熱や紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射によって硬化反応を行うことにより硬化被膜を形成することができる。このうち、活性エネルギー線による硬化反応は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下にて行うことができる。
次に、積層低屈折率層L1について説明する。積層低屈折率層L1は、前述の加熱接着性を有する高屈折率層TH1及びTH2との有意な屈折率差により、反射効果を発現させるための層である。積層低屈折率層L1の屈折率は、加熱接着性を有する高屈折率層TH1及びTH2の屈折率より低く設定されることを要件とし、その屈折率は1.20〜1.55の範囲である。該屈折率が1.20未満の場合には膜が脆くなるため、成膜したフィルムの取り扱いが困難となる。その一方、屈折率が1.55を超える場合には加熱接着性を有する高屈折率層(TH1及びTH2)との屈折率差が小さくなり、十分な反射効果を得ることが難しい。
シリカ膜(酸化シリカ膜)や、フッ化マグネシウムや酸フッ化ケイ素等の化合物を用いた低屈折率層の形成方法としては、プラズマCVD法、蒸着法、もしくはスパッタリング法等により形成できる。
本実施形態では、上記方法により、支持フィルム4の上に第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1が形成され、更にその上に積層低屈折率層L1及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2がこの順で形成される。なお、上述したように第1の加熱接着性を有する低屈折率層TH1、積層高屈折率層L1、及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TH2の膜厚は、反射ターゲット波長及びそれぞれの屈折率に応じて下記式(3)及び(4)を満足するように設定される。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
第3の実施形態では、転写用波長選択的反射フィルム2は図4に示されるように、離型性を有する支持フィルム4の上に、第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1、積層高屈折率層H1、低屈折率層L、高屈折率層H、及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2をこの順に有する。第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1、高屈折率層H1、低屈折率層L、高屈折率層H、第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2の膜厚は、反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)、式(2)、式(5)、式(6)を満足するように設定される。
λa=4nL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
低屈折率層Lは、前述の積層高屈折率層H1又は後述の高屈折率層Hとの有意な屈折率差により、反射効果を発現させるための層である。低屈折率層Lの屈折率は、積層高屈折率層H1の屈折率、及び高屈折率層Hの屈折率の屈折率より低く設定されることを要件とし、その屈折率は1.20〜1.55の範囲である。該屈折率が1.20未満の場合には膜が脆くなるため、成膜したフィルムの取り扱いが困難となる。その一方、屈折率が1.55を超える場合には積層高屈折率層(H1)又は高屈折率層(H)との屈折率差が小さくなり、十分な反射効果を得ることが難しい。
次に、高屈折率層Hについて説明する。高屈折率層Hは、加熱接着性を有する低屈折率層又は低屈折率層との有意な屈折率差により、反射効果を発現させるための層である。高屈折率層の屈折率は、加熱接着性を有する低屈折率層及び低屈折率層より高く設定される。高屈折率層の屈折率は、1.56以上が好ましい。高屈折率層の屈折率が1.56未満の場合、低屈折率層又は加熱接着性を有する低屈折率層との屈折率差が小さくなることで界面の反射が弱くなり、反射性能が十分に発揮されない場合がある。高屈折率層の屈折率の上限は特に制限されないが、現存する成膜材料の制約上、実質2.50程度が上限となる。
本実施形態では、離型性を有する支持フィルム4の上に第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1及び積層高屈折率層H1が形成され、その上に低屈折率層Lと高屈折率層Hとがこの順に形成され、更にその上に第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2が形成される。なお、この際に第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1、積層高屈折率層H1、低屈折率層L、高屈折率層H及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2の膜厚は、反射ターゲット波長及びそれぞれの屈折率に応じて下記式(1)、(2)、(5)、(6)を満足するように設定される。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
実施形態1の場合と同様に、(a)転写用波長選択的反射フィルム2の最表層に位置する加熱接着性を有する低屈折率層TL2を転写対象物に密接させて加熱処理を行い、(b)離型性を有する支持フィルム4を剥離することで反射層6を転写対象物に転写し、(c)転写された反射層6を転写対象物として工程(a)及び(b)を1又は複数回繰り返すことで、多層構造体である転写成型物を形成する。ただし、実施形態1の転写用波長選択的反射フィルム2の反射層6は3層であるのに対し、実施形態3の転写用波長選択的反射フィルムは反射層6が5層であるため、3/5回の転写回数で、実施形態1の転写成型物に相当する反射選択性を有する転写成型物を得ることができる。
上記転写方法により、第1の加熱接着性を有する低屈折率層TL1と、積層高屈折率層H1と、低屈折率層Lと、高屈折率層Hと、第2の加熱接着性を有する低屈折率層TL2とをこの順に繰り返し有する転写成型物を容易に製造することができる。また、一度の転写工程で5層を設けることができるため、10層以上の多層構造からなる転写成型物を製造する場合には、実施形態1のように3層ずつ形成する場合と比べて生産性及び作業性の観点で好ましい。
図5に示されるように第4の実施形態では、転写用波長選択的反射フィルム2は、離型性を有する支持フィルム4の上に、第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1、積層低屈折率層L1、高屈折率層H、低屈折率層L、及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2をこの順に有する。第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1、積層低屈折率層L1、高屈折率層H、低屈折率層L、第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2の膜厚は、反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)、式(4)、式(5)、式(6)を満足するように設定される。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
本実施形態では、離型性を有する支持フィルム4の上に第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1及び積層低屈折率層L1が形成され、その上に高屈折率層Hと低屈折率層Lとがこの順に形成され、更にその上に第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2が形成される。なお、この際に第1の加熱接着性を有する高屈折率層TH1、積層低屈折率層L1、高屈折率層H、低屈折率層L及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層TH2の膜厚は、反射ターゲット波長及びそれぞれの屈折率に応じて下記式(3)、(4)、(5)、(6)を満足するように設定される。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6)
(a)転写用波長選択的反射フィルム2の最表面に位置する第2の加熱接着性を有する高屈折率層TH2を転写対象物に密接させて加熱処理を行い、(b)離型性を有する支持フィルム4を剥離することで反射層6を転写対象物に転写し、(c)転写された反射層6を転写対象物として工程(a)及び(b)を1又は複数回繰り返すことで、多層構造体である転写成型物を形成することができる。
(加熱接着性を有する高屈折率層塗布液(a−1)の調製)
高屈折率層塗布液(a−1)は、酸化チタン(TiO2)微粒子分散液〔(シーアイ化成(株)製、RTTMIBK15WT%−N24、粒子径15nm)を固形分換算で78質量部、メタクリル酸メチルポリマー〔n≒7000〜7500、PMMA、東京化成工業(株)製〕22質量部を混合し、固形分濃度が10質量%となるようにメチルエチルケトン(MEK)を混合して得た。なお、メタクリル酸メチルポリマーは、目視で溶け残りなく溶解していることを確認した。
高屈折率層塗付液(a−2)〜(a−4)を、表1に示す配合(質量部及び成分)にて、高屈折率層塗布液(a−1)と同様に調製した。
なお、表中の略称は以下の成分を示す。
TiO2:酸化チタン(TiO2)微粒子分散液、シーアイ化成(株)製、RTTMIBK15WT%−N24、粒子径15nm
ZrO2:酸化ジルコニウム(ZrO2)微粒子分散液、シーアイ化成(株)製、ZRMEK25%−F47、粒子径15nm
UV7600B:ウレタンアクリレート〔紫光(株)製、紫光UV−7600B〕
I−907:紫外線重合開始剤(BASFジャパン株式会社製、Irugacure−907)
四つ口フラスコにパーフルオロ−(1,1,9,9−テトラハイドロ−2,5−ビスフルオロメチル−3,6−ジオキサノネノール)104部とビス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイドの8質量%パーフルオロヘキサン溶液11部を入れた。そして、その中空部を窒素置換した後、窒素気流下20℃で24時間撹拌して高粘度の固体を得た。得られた固体をジエチルエーテルに溶解させたものをパーフルオロヘキサンに注ぎ、分離後に真空乾燥させて無色透明なポリマーを得た。
加熱接着性を有する低屈折率層塗布液(b−1)は、粒子径が60nmの中空シリカ微粒子55質量部と、溶媒可溶性のメタクリル酸メチルポリマー〔n≒7000〜7500、東京化成工業(株)製〕を固形分換算で45質量部とを混合し、固形分濃度が5質量%となるようにメチルイソブチルケトン(MIBK)を混合して得た。
なお、メタクリル酸メチルポリマー〔n≒7000〜7500、東京化成工業(株)製〕については、目視で溶け残りなく溶解していることを確認した。
加熱接着性を有する低屈折率層塗布液(b−2)〜(b−6)を、表2に示す配合(質量部及び成分)にて、高屈折率層塗布液(b−1)と同様に調製した。なお、表2中のDPHAはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの略称である。
高屈折率層塗布液(c−1)は、酸化チタン(TiO2)微粒子分散液〔(シーアイ化成(株)製、RTTMIBK15WT%−N24、粒子径15nm)を固形分換算で78質量部、ウレタンアクリレート〔紫光(株)製、紫光UV−7600B〕17質量部、紫外線重合開始剤Irugacure−907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリンプロパン−1−オン)5質量部を混合し、固形分濃度が5質量%となるようにメチルイソブチルケトン(MIBK)を混合して得た。
高屈折率層塗付液(c−2)から(c−6)を、表3に示す配合(質量部及び成分)にて、高屈折率層塗布液(c−1)と同様に調製した。なお、製造例(c−1)、(c−3)には、酸化チタン(TiO2)微粒子分散液としてシーアイ化成(株)製、RTTMIBK15WT%−N24、粒子径15nmを使用した。また、製造例(c−2)、(c−4)、には、酸化ジルコニウム(ZrO2)微粒子分散液としてシーアイ化成(株)製、ZRMEK25%−F47、粒子径15nmを使用した。なお、(c−5)、(c−6)は蒸着プロセスによって成膜できる材料((c−5)は酸化チタン(TiO2)、(c−6)は酸化ジルコニウム(ZrO2))であり、メチルイソブチルケトン(MIBK)などの溶剤を含まない。
低屈折率層塗布液(d−1)は、粒子径が60nmの中空シリカ微粒子55質量部と、溶媒可溶性の含フッ素ポリマー(δ1)を固形分換算で45質量部と、光重合開始剤〔Irugacure−907〕5質量部とを、固形分濃度が5質量%となるようにイソプロピルアルコール(IPA)を混合して得た。
低屈折率層塗布液(d−2)及び(d−3)を表4に示す配合(質量部及び成分)にて、低屈折率層塗布液(d−1)と同様に調製した。なお、(d−3)、(d−4)については、イソプロピルアルコール(IPA)の代わりにメチルイソブチルケトン(MIBK)を使用して固形分濃度が5質量%となるように調製した。
なお、(d−5)及び(d−6)は、蒸着プロセスによって成膜できる材料((d−5)はフッ化マグネシウム(MgF2)、(d−6)は酸化ケイ素(SiO2)の単一化合物)であり、イソプロピルアルコール(IPA)やメチルイソブチルケトン(MIBK)などの溶剤を含まない。
(実施例1−1)
離型性を有する支持フィルムの形成:支持フィルムとして厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム片面上に、アクリルシリコーン樹脂、トルエン、メチルイソブチルケトンからなる溶液をグラビアリバースコートにより塗工し、乾燥時0.7μmの厚さの離型層を形成した。
第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)を形成するために、塗布液(b−6)を用いて、乾燥後の膜厚を50nmとし、その上に積層高屈折率層塗布液として(c−2)を用いて118nmの層を形成し、第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の膜厚を91nmとした以外は実施例1−1と同様にして転写用波長選択的反射フィルムを得た。
離型性を有する支持フィルム及び第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の形成:実施例1−1と同様に、離型性を有する支持フィルム上に第1の加熱接着性を有する低屈折率層塗布液(b−2)を塗布、乾燥し、厚さ124nmの第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)を形成した。
(実施例2−2)
離型性を有する支持フィルム及び第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の形成:実施例1−1と同様に、離型性を有する支持フィルム上に加熱接着性を有する低屈折率層塗布液(b−3)を塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、厚さ72nmの加熱接着性を有する低屈折率層を形成した。
表5に示される態様とした以外は実施例2−2と同様にして転写用波長選択的反射フィルムを得た。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂を含む塗布液(b−4、d−4、c−3)を用いた場合は、乾燥及び紫外線照射により硬化を行った。また、塗布液(c−5、d−5)は、DCマグネトロンスパッタ法で、それぞれの材料TiO2又はMgF2(純度99.9%)をターゲットとし、純度99.5%のアルゴンをスパッタガスとして、TiO2又はMgF2が所定膜厚になるように層を形成した。
離型性を有する支持フィルムの形成:支持フィルムとして厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム片面上に、アクリルシリコーン樹脂、トルエン、メチルイソブチルケトンからなる溶液をグラビアリバースコートにより塗工し、乾燥時0.7μmの厚さの離型層を形成した。
表6に示される態様とした以外は、実施例3−1と同様にして、転写用波長選択的反射フィルムを得た。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂を含む塗付液(a−3、a−4、c−1、c−2、c−3、c−4、d−1、d−2、d−3、d−4)を用いた場合は、乾燥及び紫外線照射により硬化を行い、活性エネルギー線硬化性樹脂以外の樹脂を含む塗付液(a−1、a−2)を用いた場合は、乾燥のみによって硬化を行った。また、塗布液(c−5、d−5)は、DCマグネトロンスパッタ法で、それぞれの材料TiO2又はMgF2(純度99.9%)をターゲットとし、純度99.5%のアルゴンをスパッタガスとして、TiO2又はMgF2が所定膜厚になるように層を形成した。
(実施例5−1)
アクリル樹脂板よりなる転写対象物(平面転写物)への波長選択的反射層の転写:実施例1−1にて得られた転写用波長選択的反射フィルムの最表面に位置する加熱接着性を有する低屈折率層が転写対象物に接するようにして表面が鏡面状のステンレス鋼板で挟み込んだ。ステンレス鋼板の上から加圧(3923kPa)し、130℃で5分間加熱した。加熱後常温に戻し、支持フィルムを剥がした。このようにして、転写対象物の下面に、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)を介して、積層高屈折率層(H1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)が転写され、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)及び積層高屈折率層(H1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の3層からなる反射層が1単位だけ設けられた転写物を得た。
実施例1−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例1−2で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用し、樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層(6)の積層単位)を5回から7回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が81.6%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例1−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例2−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用し、転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を5回から3回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が78.9%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例1-1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例2−2で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を5回から3回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が78.0%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例1−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例2−3で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を5回から3回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が99.0%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を5回から1回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が11.9%と実施例5-1よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を7回から1回へと変更した以外は、実施例5−2と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が11.3%と実施例5−2よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を3回から1回へと変更した以外は、実施例5−3と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が11.8%と実施例5−3よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を3回から1回へと変更した以外は、実施例5−4と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が21.5%と実施例5−4よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を2回から1回へと変更した以外は、実施例5−5と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が84.3%と実施例5−5よりも低いことを確認した。
実施例1-1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例3−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を5回から6回へと変更した以外は、実施例5−1と同様の条件で転写成型物を得た。ただし、実施例5−1では、実施例1−1にて得られた転写用波長選択的反射フィルムの離型性を有する支持フィルムとは反対側の最表面に配する第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)が転写対象物に接するようにして熱圧着したが、実施例3-1の転写用波長選択的反射フィルムは、第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)が離型性を有する支持フィルムとは反対側の最表面に配するされているため、第2の低屈折率層(TL2)ではなく、第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)を転写対象物へ接するようにして熱圧着した。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が98.3%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例3-1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例3−2で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を6回から7回へと変更した以外は、実施例6−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が91.8%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例3-1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例4−1で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を6回から4回へと変更した以外は、実施例6−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が99.2%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
実施例3-1で作製した転写用波長選択的反射フィルムの代わりに実施例4−2で作製した転写用波長選択的反射フィルムを使用して、樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を6回から3回へと変更した以外は、実施例6−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が89.6%と最も高く、透明性があり、膜の密着性が良好な波長選択的反射物品であることを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を6回から1回へと変更した以外は、実施例6−1と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が26.1%と実施例6-1よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を7回から1回へと変更した以外は、実施例6−2と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が7.8%と実施例6-2よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を4回から1回へと変更した以外は、実施例6−3と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が53.2%と実施例5-1よりも低いことを確認した。
樹脂板への転写回数(=樹脂板への波長選択的反射層の積層単位)を3回から1回へと変更した以外は、実施例6−4と同様の条件で転写成型物を得た。得られた転写成型物は、ターゲット波長である800nmの波長光に対する反射率が31.9%と実施例6-4よりも低いことを確認した。
前記加熱処理の温度は、80℃以上であることを特徴とする転写用波長選択的反射フィルムの転写方法である。この転写方法によれば、加熱処理により離型性を有する支持フィルムとは反対側の最表面に配する加熱接着性を有する層を転写対象物に確実に密着させることができる。具体的には、熱可塑性樹脂シートに対して加熱されたシリコンゴムロールや鏡面金属ロールを利用してロールトゥーロールで転写用波長選択的反射フィルムを熱圧着する方法や、インモールド成型と呼ばれる金型のキャビティ面に前記転写用波長選択的反射フィルムを設定して溶融した熱可塑性樹脂を射出成型し、転写用波長選択的反射層を成型と同時に一体化する方法などが挙げられる。
4 支持フィルム
6 反射層
8 低屈折率層L及び高屈折率層Hからなる積層体
Claims (6)
- 離型性を有する支持フィルム上に反射層が設けられており、該反射層は、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)と、積層高屈折率層(H1)と、第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)とをこの順に有し、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率は、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率より低く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)及び式(2)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルム。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2) - 離型性を有する支持フィルム上に反射層が設けられており、該反射層は、第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)と、積層低屈折率層(L1)と、第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)とをこの順に有し、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率は、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率より高く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)から式(4)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルム。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4) - 離型性を有する支持フィルム上に反射層が設けられており、該反射層は、第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)と、積層高屈折率層(H1)と、低屈折率層(L)及び高屈折率層(H)を一単位とする積層体を1から4単位と、第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)とをこの順に有し、各積層体中において前記低屈折率層(L)は前記高屈折率層(H)よりも前記積層高屈折率層(H1)側に位置しており、
前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)及び低屈折率層(L)及び第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率は、前記積層高屈折率層(H1)及び高屈折率層(H)の屈折率より低く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する低屈折率層(TL1)の屈折率をnTL1、膜厚をdTL1、前記積層高屈折率層(H1)の屈折率をnH1、膜厚をdH1、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記第2の加熱接着性を有する低屈折率層(TL2)の屈折率をnTL2、膜厚をdTL2とした場合、下記式(1)、式(2)、式(5)、式(6)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルム。
λa=4nTL1×dTL1+4nTL2×dTL2・・・(1)
dH1=λa/4nH1・・・(2)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6) - 離型性を有する支持フィルム上に反射層が設けられており、該反射層は、第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)と、積層低屈折率層(L1)と、高屈折率層(H)及び低屈折率層(L)を一単位とする積層体を1から4単位と、第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)とをこの順に有し、各積層体中において前記高屈折率層(H)は前記低屈折率層(L)よりも前記積層低屈折率層(L1)側に位置しており、
前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)及び高屈折率層(H)及び第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率は、前記積層低屈折率層(L1)及び低屈折率層(L)の屈折率より高く、
反射ターゲット波長をλa、前記第1の加熱接着性を有する高屈折率層(TH1)の屈折率をnTH1、膜厚をdTH1、前記積層低屈折率層(L1)の屈折率をnL1、膜厚をdL1、前記高屈折率層(H)の屈折率をnH、膜厚をdH、前記低屈折率層(L)の屈折率をnL、膜厚をdL、前記第2の加熱接着性を有する高屈折率層(TH2)の屈折率をnTH2、膜厚をdTH2とした場合、下記式(3)、式(4)、式(5)、式(6)を満足することを特徴とする転写用波長選択的反射フィルム。
λa=4nTH1×dTH1+4nTH2×dTH2・・・(3)
dL1=λa/4nL1・・・(4)
dH=λa/4nH・・・(5)
dL=λa/4nL・・・(6) - (a)請求項1から4のいずれかに記載の転写用波長選択的反射フィルムの最表層に位置する層を、転写対象物に密接させて加熱処理を行う工程と、(b)離型性を有する支持フィルムを剥離する工程と、(c)前記工程(a)及び(b)により転写された反射層を転写対象物として前記工程(a)及び(b)を1又は複数回繰り返す工程とを有することを特徴とする転写方法。
- 請求項5に記載の転写方法によって形成されることを特徴とする転写成型物。
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