JP2022070197A - 積層構造を有する高分子フィルム - Google Patents

積層構造を有する高分子フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、交互に積層された、複数の第１重複フィルムユニット及び複数の第２重複フィルムユニットを含む、積層構造を有する高分子フィルムを提供する。【解決手段】第１重複フィルムユニットのそれぞれは、第１下膜層及び第１上膜層を含み、且つ可視光における第１可視光の波長範囲で反射することができる。第２重複フィルムユニットのそれぞれは、第２下膜層及び第２上膜層を含み、且つ可視光における第２可視光の波長範囲で反射することができる。なかでも、第１可視光の波長範囲は、第２可視光の波長範囲と異なっている。【選択図】図２

Description

本発明は、高分子フィルムに関し、特に、虹のような視覚効果を提供する、積層構造を有する高分子フィルムに関する。
レインボーフィルム（ｒａｉｎｂｏｗ ｆｉｌｍ）が、積層構造を有する高分子フィルム（若しくは、積層フィルムと称す）であることは一般的である。レインボーフィルムとは、染料や顔料を添加しない状態で、虹のような視覚効果を表す高分子フィルムである。レインボーフィルムは、煌めく光沢を有する独特的な装飾用製品である。
従来のレインボーフィルムは、二種類または二種類以上の、異なる屈折率を有する透明な熱可塑性高分子フィルム層で形成される。積層の態様について、レインボーフィルムは主に、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ、またはＡ／Ｂ／Ｃ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ａ／Ｂ／Ｃの順に積層されている。なかでも、Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれは、異なる高分子樹脂材料フィルム層である。
フィルムの積層厚さが特定の範囲に達すると、高分子フィルムは、光の干渉により、特定の波長を有する光線を反射する。なお、高分子フィルムは、積層したフィルム層における異なる厚さの設計により、カラフルで虹のような視覚効果を生み出せる。
上述のようなレインボーフィルムの設計において、異なる屈折率を有する高分子樹脂の選択、及び高分子フィルムの積層設計構造は、レインボーフィルムの製造プロセスの要である。従来の公開特許文献から、従来の高分子樹脂は、ＥＶＡ／ＰＳ、ＰＭＭＡ／ＰＥＴ、ＰＭＭＡ／ＰＢＴ、ＰＭＭＡ／ＰＥＴＧ、ＰＭＭＡ／ＰＯＬなどの材料で組み合わせることは一般的である。なお、高分子フィルムの積層構造が徐々に増厚する設計であることは多い。例として、高分子フィルムにおける徐々に増厚する設計は、例えば、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂの積層順において、その厚さは、１００ｎｍ／１５０ｎｍから、１５０ｎｍ／２００ｎｍに徐々に増加することが挙げられる。このような高分子フィルムにおける徐々に増厚する設計は、実際の製造工程において、厚さを制御し難い問題を起こしやすく、製品の歩留まりの低下に繋がる。
そこで、本発明者は、上述した問題が改善可能であることに鑑みて、鋭意研究を行い学理を併せて運用した結果、設計が合理的で且つ前記問題を効果的に改善することができる方法として本発明に至った。
本発明が解決しようとする技術の課題は、従来技術の不足に対し、虹のような視覚効果を提供する、積層構造を有する高分子フィルムを提供する。
上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用する一つの技術的手段は、第１下膜層及び第１上膜層を含み、且つ前記第１下膜層と前記第１上膜層との組み合わせにより可視光における第１可視光の波長範囲で反射する、複数の第１重複フィルムユニットと、第２下膜層及び第２上膜層を含み、且つ前記第２下膜層と前記第２上膜層との組み合わせにより可視光における第２可視光の波長範囲で反射する、複数の第２重複フィルムユニットとを含み、複数の前記第１重複フィルムユニットと、複数の前記第２重複フィルムユニットとが交互に積層され、前記第１可視光の波長範囲は、前記第２可視光の波長範囲と異なる、積層構造を有する高分子フィルム。
好ましくは、複数の前記第１重複フィルムユニットの光学特性パラメータは、複数の前記第２重複フィルムユニットの光学特性パラメータと異なり、前記光学特性パラメータは、屈折率、反射率、及び光透過率のうちの少なくとも１つである。
好ましくは、前記高分子フィルムにおいて、複数の前記第１下膜層、複数の前記第１上膜層、複数の前記第２下膜層、及び複数の前記第２上膜層の厚さはいずれも、１０～２００ｎｍである。
好ましくは、複数の前記第１重複フィルムユニットにおいて、複数の前記第１下膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第１上膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第２重複フィルムユニットにおいて、複数の前記第２下膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第２上膜層相互間の厚み誤差は１０％以下である。
好ましくは、前記高分子フィルムにおいて、複数の前記第１下膜層、複数の前記第１上膜層、複数の前記第２下膜層、及び複数の前記第２上膜層の総積層数は、４０～８００層である。
好ましくは、光線は、前記高分子フィルムに照射されるときに、前記高分子フィルムにおける異なる層間の界面で複数回の反射及び干渉を起こすことにより、少なくとも２つの異なる波長に対応する反射光を生成する。
好ましくは、前記第１重複フィルムユニットのそれぞれにおいて、前記第１下膜層は、第１アクリレート共重合体膜層及び第１ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第１上膜層は、前記第１アクリレート共重合体膜層及び前記第１ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である。
好ましくは、前記第２重複フィルムユニットのそれぞれにおいて、前記第２下膜層は、第２アクリレート共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第２上膜層は、前記第２アクリレート共重合体膜層及び前記第２ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である。
好ましくは、前記第１ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータは、前記第２ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータと異なること、若しくは、前記第１アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータは、前記第２アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータと異なることにより、複数の前記第１重複フィルムユニットの光学特性パラメータは、複数の前記第２重複フィルムユニットの光学特性パラメータと異なる。
好ましくは、前記第１可視光の波長範囲は、３８０～５００ｎｍであり、前記第２可視光の波長範囲は、５００～７４０ｎｍである。
本発明の有利な効果として、本発明に係る積層構造を有する高分子フィルムは、「第１下膜層及び第１上膜層を含み、且つ前記第１下膜層と前記第１上膜層との組み合わせにより可視光における第１可視光の波長範囲で反射する、複数の第１重複フィルムユニットと、第２下膜層及び第２上膜層を含み、且つ前記第２下膜層と前記第２上膜層との組み合わせにより可視光における第２可視光の波長範囲で反射する、複数の第２重複フィルムユニットとを含み、複数の前記第１重複フィルムユニットと、複数の前記第２重複フィルムユニットとが交互に積層され、前記第１可視光の波長範囲は、前記第２可視光の波長範囲と異なる」といった技術特徴により、前記高分子フィルムは、加工が容易且つ製造コストが低いなどの利点を果たせる。
本発明の実施形態に係る積層構造を有する高分子フィルムの側面模式図である。 図１におけるＩＩ部分の部分拡大図である。
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照されたい。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。
以下、所定の具体的な実施態様によって本発明に係る実施形態を説明し、当業者は、本明細書に開示された内容に基づいて本発明の利点と効果を理解することができる。本発明は、他の異なる具体的な実施態様によって実行又は適用でき、本明細書における各細部についても、異なる観点と用途に基づいて、本発明の構想から逸脱しない限り、各種の修正と変更を行うことができる。また、事前に説明するように、本発明の添付図面は、簡単な模式的説明であり、実際のサイズに基づいて描かれたものではない。以下の実施形態に基づいて本発明に係る技術内容を更に詳細に説明するが、開示される内容によって本発明の保護範囲を制限することはない。
理解すべきことは、本明細書では、「第１」、「第２」、「第３」といった用語を用いて各種の素子又は信号を叙述することがあるが、これらの素子又は信号は、これらの用語によって制限されるものではない。これらの用語は主に、１つの素子ともう１つの素子、又は１つの信号ともう１つの信号を区別するためのものである。また、本明細書において使用される「または」という用語は、実際の状況に応じて、関連して挙げられる項目におけるいずれか１つ又は複数の組み合わせを含むことがある。
背景技術に言及した技術課題に示すように、従来のレインボーフィルムにおいて、高分子フィルムの積層構造が徐々に増厚する設計であることは多い。このような高分子フィルムにおける徐々に増厚する設計は、実際の製造工程において、厚さを制御し難い問題を起こしやすく、製品の歩留まりの低下に繋がる。
上記の技術的問題を解決するために、図１及び図２に示すように、本発明に係る実施形態において、虹のような視覚効果を提供すると共に、特別の高分子フィルムの積層構造設計で加工容易且つ製造コストが低いなどの利点を達成する、積層構造を有する高分子フィルム１００を提供する。
具体的に、前記積層構造を有する高分子フィルム１００は、複数の第１重複フィルムユニット１及び複数の第２重複フィルムユニット２を含むと共に、前記第１重複フィルムユニット１と、前記第２重複フィルムユニット２とが交互に積層された、レインボーフィルムである。
更に言うと、前記第１重複フィルムユニット１のそれぞれは、第１下膜層１１及び第１上膜層１２を含むと共に、前記第１上膜層１２が第１下膜層１１の上に形成される。なかでも、前記第１重複フィルムユニット１のそれぞれは、前記第１下膜層１１と前記第１上膜層１２との組み合わせにより可視光における第１可視光の波長範囲で反射することによって、第１色を有する反射光を生成する。
なお、前記第２重複フィルムユニット２のそれぞれは、第２下膜層２１及び第２上膜層２２を含むと共に、前記第２上膜層２２が第２下膜層２１の上に形成される。なかでも、前記第２重複フィルムユニット２のそれぞれは、前記第２下膜層２１と前記第２上膜層２２との組み合わせにより可視光における第２可視光の波長範囲で反射することによって、第２色を有する反射光を生成する。なかでも、前記第１可視光の波長範囲は、第２可視光の波長範囲と異なり、即ち、前記第１色を有する反射光は、前記第２色を有する反射光と異なり、異なる色を有する反射光は、お互いに干渉して煌めく光沢を生み出す。
図２に示すように、本実施形態において、前記複数の第１重複フィルムユニット１及び複数の第２重複フィルムユニット２は、高分子フィルム１００の底部から最上部までに、第１重複フィルムユニット１／第２重複フィルムユニット２／第１重複フィルムユニット１／第２重複フィルムユニット２…第１重複フィルムユニット１／第２重複フィルムユニット２／第１重複フィルムユニット１／第２重複フィルムユニット２の順に交互に積層されているが、本発明はこれに制限されるものではない。
具体的に、本実施形態において、前記複数の第１重複フィルムユニット１及び複数の第２重複フィルムユニット２は、高分子フィルム１００の底部から最上部までに、第１下膜層１１／第１上膜層１２／第２下膜層２１／第２上膜層２２／第１下膜層１１／第１上膜層１２／第２下膜層２１／第２上膜層２２…第１下膜層１１／第１上膜層１２／第２下膜層２１／第２上膜層２２／第１下膜層１１／第１上膜層１２／第２下膜層２１／第２上膜層２２の順に交互に積層されているが、本発明はこれに制限されるものではない。
本実施形態の高分子フィルム１００は、少なくとも２つの異なる波長の反射光を反射させるために、前記複数の第１重複フィルムユニット１の光学特性パラメータは、複数の第２重複フィルムユニット２の光学特性パラメータと異なることは好ましい。なかでも、前記光学特性パラメータは、例えば、屈折率、反射率、及び光透過率のうちの少なくとも１つであってもよい。
具体的に、本実施形態において、前記第１下膜層１１の光学特性パラメータは、前記第２下膜層２１の光学特性パラメータと異なること、若しくは、前記第１上膜層１２の光学特性パラメータは、前記第２上膜層２２の光学特性パラメータと異なることにより、前記複数の第１重複フィルムユニット１の光学特性パラメータ１は、複数の第２重複フィルムユニットの光学特性パラメータ２と異なる。
異なる重複フィルムユニットの間の光学特性パラメータを差別化にする方法として、例えば、１．異なる重複フィルムユニットにおける層において異なる高分子樹脂材料を使用すること、２．同様の高分子樹脂材料を使用するが、それらの異なる重複フィルムユニットにおける層は、相違する分子量、密度または重合度を有すること、３．同様の高分子樹脂材料を使用するが、それらの異なる重複フィルムユニットにおける層は、異なる共重合体を含有する（例えば、二つのポリエステル共重合体膜層は、異なる共重合体モノマーを含有する）ことが挙げられるが、これらに制限されるものではない。
本実施形態に係る高分子樹脂材料１００の積層構造の設計によれば、前記重複フィルムユニットにおける層のそれぞれの厚さは、徐々に増厚される必要がなく、ほぼ同じ厚みであり、それによって、前記高分子フィルム１００は、加工容易且つ製造コストが低いなどの利点を果たせる。
重複フィルムユニットにおける層のそれぞれの厚さについて、好ましくは、前記高分子フィルム１００における、複数の第１下膜層１１、複数の第１上膜層１２、複数の第２下膜層２１、及び複数の第２上膜層２２の厚さはいずれも、１０～２００ｎｍであり、特に好ましくは、３０～１５０ｎｍであるが、本発明はこれに制限されるものではない。
更に言うと、前記複数の第１重複フィルムユニット１において、前記複数の第１下膜層１１相互間の厚み誤差は、通常１０％以下であり、好ましくは、５％以下であり、特に好ましくは、２％以下である。前記複数の第１上膜層１２相互間の厚み誤差は、通常１０％以下であり、好ましくは、５％以下であり、特に好ましくは、２％以下である。
なお、前記複数の第２重複フィルムユニット２において、前記複数の第２下膜層２１相互間の厚み誤差は、通常１０％以下であり、好ましくは、５％以下であり、特に好ましくは、２％以下である。前記複数の第２上膜層２２相互間の厚み誤差は、通常１０％以下であり、好ましくは、５％以下であり、特に好ましくは、２％以下である。
前記高分子フィルム１００の積層数について、前記複数の第１下膜層１１、複数の第１上膜層１２、複数の第２下膜層２１、及び複数の第２上膜層２２の総積層数は、４０～８００層であり、より好ましくは、８０～７００層であり、特に好ましくは、１２０～６００層であるが、本発明はこれに制限されるものではない。
上述した構成により、光線は、前記高分子フィルム１００に照射されるときに、前記高分子フィルム１００における層間の界面で複数回の反射及び干渉を起こすことにより、少なくとも２つの異なる波長に対応する反射光を生成し、前記少なくとも２つの異なる波長に対応する反射光は、前記第１可視光の波長範囲又は前記第２可視光の波長範囲のそれぞれに対応する。それによって、前記高分子フィルム１００は、虹のような視覚効果及び煌めく光沢を提供する。
本発明の好ましい実施形態において、重複フィルムユニットにおける層の好ましい材料として、具体的に、前記第１重複フィルムユニット１のそれぞれにおいて、前記第１下膜層１１は、第１アクリレート共重合体膜層及び第１ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第１上膜層１２は、第１アクリレート共重合体膜層及び第１ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である。例えば、前記第１下膜層１１は、第１アクリレート共重合体膜層であり、前記第１上膜層１２は、第１ポリエステル共重合体膜層であるが、本発明はこれに制限されるものではない。
前記第２重複フィルムユニット２のそれぞれにおいて、前記第２下膜層２１は、第２アクリレート共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第２上膜層２２は、前記第２アクリレート共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である。例えば、前記第２下膜層２１は、第２アクリレート共重合体膜層であると共に、前記第２上膜層２２は、第２ポリエステル共重合体膜層であるが、本発明はこれに制限されるものではない。
なお、前記第１ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータは、第２ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータと異なること、若しくは、前記第１アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータは、第２アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータと異なることにより、前記複数の第１重複フィルムユニット１の光学特性パラメータは、複数の第２重複フィルムユニット２の光学特性パラメータと異なる。
本発明の好ましい実施形態において、前記第１ポリエステル共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層は、例えば、２つのポリエステル共重合体膜層が、相違する分子量、密度又は重合度を有することにより、異なる光学特性パラメータを得られる。
本発明の好ましい実施形態において、前記第１ポリエステル共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層は、例えば、２つのポリエステル共重合体膜層が異なる共重合体モノマーを含有することにより、異なる光学特性パラメータを得られる。
上述した構成により、前記第１可視光の波長範囲は、３８０～５００ｎｍであり、前記第２可視光の波長範囲は、５００～７４０ｎｍである。
注目すべきことは、本実施形態に係る積層構造を有する高分子フィルム１００は、共射出で形成されることは好ましいが、本発明はこれに制限されるものではない。
［実施形態による有利な効果］
本発明に係る積層構造を有する高分子フィルムは、「第１下膜層及び第１上膜層を含み、且つ前記第１下膜層と前記第１上膜層との組み合わせにより可視光における第１可視光の波長範囲で反射する、複数の第１重複フィルムユニットと、第２下膜層及び第２上膜層を含み、且つ前記第２下膜層と前記第２上膜層との組み合わせにより可視光における第２可視光の波長範囲で反射する、複数の第２重複フィルムユニットとを含み、複数の前記第１重複フィルムユニットと、複数の前記第２重複フィルムユニットとが交互に積層され、前記第１可視光の波長範囲は、前記第２可視光の波長範囲と異なる」といった技術特徴により、前記高分子フィルムは、加工が容易且つ製造コストが低いなどの利点を果たせる。
以上に開示された内容は、ただ本発明の好ましい実行可能な実施態様であり、本発明の請求の範囲はこれに制限されない。そのため、本発明の明細書及び図面内容を利用して成される全ての等価な技術変更は、いずれも本発明の請求の範囲に含まれる。
１００…高分子フィルム
１…第１重複フィルムユニット
１１…第１下膜層
１２…第１上膜層
２…第２重複フィルムユニット
２１…第２下膜層
２２…第２上膜層

Claims (10)

  1. 第１下膜層及び第１上膜層を含み、且つ前記第１下膜層と前記第１上膜層との組み合わせにより可視光における第１可視光の波長範囲で反射する、複数の第１重複フィルムユニットと、
    第２下膜層及び第２上膜層を含み、且つ前記第２下膜層と前記第２上膜層との組み合わせにより可視光における第２可視光の波長範囲で反射する、複数の第２重複フィルムユニットとを含み、
    複数の前記第１重複フィルムユニットと、複数の前記第２重複フィルムユニットとが交互に積層され、
    前記第１可視光の波長範囲は、前記第２可視光の波長範囲と異なる、ことを特徴とする積層構造を有する高分子フィルム。
  2. 複数の前記第１重複フィルムユニットの光学特性パラメータは、複数の前記第２重複フィルムユニットの光学特性パラメータと異なり、前記光学特性パラメータは、屈折率、反射率、及び光透過率のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の高分子フィルム。
  3. 前記高分子フィルムにおいて、複数の前記第１下膜層、複数の前記第１上膜層、複数の前記第２下膜層、及び複数の前記第２上膜層の厚さはいずれも、１０～２００ｎｍである、請求項２に記載の高分子フィルム。
  4. 複数の前記第１重複フィルムユニットにおいて、複数の前記第１下膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第１上膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第２重複フィルムユニットにおいて、複数の前記第２下膜層相互間の厚み誤差は１０％以下であり、複数の前記第２上膜層相互間の厚み誤差は１０％以下である、請求項３に記載の高分子フィルム。
  5. 前記高分子フィルムにおいて、複数の前記第１下膜層、複数の前記第１上膜層、複数の前記第２下膜層、及び複数の前記第２上膜層の総積層数は、４０～８００層である、請求項４に記載の高分子フィルム。
  6. 光線は、前記高分子フィルムに照射されるときに、前記高分子フィルムにおける層間の界面で複数回の反射及び干渉を起こすことにより、少なくとも２つの異なる波長に対応する反射光を生成する、請求項１～５のいずれか一項に記載の高分子フィルム。
  7. 前記第１重複フィルムユニットのそれぞれにおいて、前記第１下膜層は、第１アクリレート共重合体膜層及び第１ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第１上膜層は、前記第１アクリレート共重合体膜層及び前記第１ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である、請求項６に記載の高分子フィルム。
  8. 前記第２重複フィルムユニットのそれぞれにおいて、前記第２下膜層は、第２アクリレート共重合体膜層及び第２ポリエステル共重合体膜層のうちの一方であると共に、前記第２上膜層は、前記第２アクリレート共重合体膜層及び前記第２ポリエステル共重合体膜層のうちの他方である、請求項７に記載の高分子フィルム。
  9. 前記第１ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータは、前記第２ポリエステル共重合体膜層の光学特性パラメータと異なること、若しくは、前記第１アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータは、前記第２アクリレート共重合体膜層の光学特性パラメータと異なることにより、複数の前記第１重複フィルムユニットの光学特性パラメータは、複数の前記第２重複フィルムユニットの光学特性パラメータと異なる、請求項８に記載の高分子フィルム。
  10. 前記第１可視光の波長範囲は、３８０～５００ｎｍであり、前記第２可視光の波長範囲は、５００～７４０ｎｍである、請求項９に記載の高分子フィルム。
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