JP6672633B2 - 反射シート及び反射板 - Google Patents
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Description
詳細には、シート厚みが薄く、空孔率が高く、近赤外領域の反射に適した多数の多孔構造を有することを特徴とする反射シートを生産性良く提供することにある。
なお、本発明における数値範囲の上限値及び下限値は、本発明が特性する数値範囲内から僅かに外れる場合であっても、当該数値範囲内と同様の作用効果を備えている限り本発明の均等範囲に包含するものである。また、本発明における主成分とは、最も多量に含有されている成分のことであり、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは80重量%以上含有する成分のことである。
本発明におけるポリプロピレン系樹脂(A)としては、ホモポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、またはプロピレンとエチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1―ヘプテン、1−オクテン、1−ノネンもしくは1−デセンなどα−オレフィンとのランダム共重合体またはブロック共重合体などが挙げられる。
メチル基領域のシグナルの帰属は、A.Zambelliet at al. Macromol.8,687(1975)に準拠している。
Mw/MnはGPC(ゲルパーエミッションクロマトグラフィー)法によって得られる。
なお、MFRはJIS K7210に準拠して温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定する。
製)、「プライム PP」「プライム TPO」(プライムポリマー社製)、「Adfle
x」「Adsyl」「HMS−PP(PF814)」(サンアロマー社製)、「バーシフ
ァイ」「インスパイア」(ダウケミカル)など市販されている商品を使用できる。
本発明においては、ポリプロピレン系樹脂(A)に対し、ビニル芳香族エラストマー(B)を添加することが重要である。ビニル芳香族エラストマー(B)を添加することにより、効率的に微細で均一性の高い多孔構造が得られ、空孔の形状や孔径を制御し易くなる。
前記樹脂組成物におけるポリプロピレン系樹脂(A)が85重量%以下、すなわち、ビニル芳香族エラストマー(B)が15重量%以上であることによって、延伸による多孔化が生じやすくなり、十分な空気層を確保することで、断熱性の向上が期待できる。一方、前記樹脂組成物中のポリプロピレン系樹脂(A)が55重量%以上、すなわち、ビニル芳香族エラストマー(B)が45重量%以下であることによって、前記ポリプロピレン系樹脂組成物中のビニル芳香族エラストマー(B)同士が凝集を生じやすくなり、延伸による多孔化が生じ難くなる。
本発明では、ポリプロピレン系樹脂組成物中に結晶核剤(C)を更に含有することが好ましい。結晶核剤(C)を含有することにより、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の結晶化が促進され、結晶構造が緻密に均一化する。それゆえ、延伸前の樹脂組成物における前記プロピレン系樹脂(A)は緻密に均一化した結晶部と、該結晶部間に存在する非晶部とからなり、前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)は前記プロピレン系樹脂(A)の非晶部に多く存在する。そのため、延伸により前記ポリプロピレン系樹脂(A)の緻密な結晶部と前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)との界面で生じる多孔化は、マトリックスの結晶化に伴う弾性率の向上によって容易になり、かつ、結晶の緻密な均一化によって、得られる多孔構造も緻密で均一な多孔構造を形成しやすくなる。
本発明の反射シートを構成するポリプロピレン系樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、前記のポリプロピレン系樹脂(A)及びスチレン系熱可塑性エラストマー(B)以外の成分、例えばポリプロピレン系樹脂(A)以外の他の樹脂を含有することを許容することができる。
他の樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、セルロース系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミドビスマレイミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、アラミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
本発明の反射シートは、前記ポリプロピレン系樹脂(A)及び前記ビニル芳香族エラストマー(B)樹脂組成物を主成分とした樹脂組成物から構成される反射シートである。以下、反射シートについて記載する。
本発明の反射シートの厚みは、特に制限されるものではないが、150μm以上が好ましく、250μm以上がより好ましい。一方、上限は350μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましい。厚みが150μm以上であれば、充分な反射率を有し、熱線反射させることができる。また、厚みが300mm以下であれば、軽量化が求められる用途に対しても使用が容易である。
空孔率は多孔構造を規定する為の重要な要素であり、本発明の反射シートにおける多孔層の空間部分の割合を示す数値である。一般に空孔率が高いほど、優れた反射率を有することが知られており、本発明の反射シートにおいては、空孔率が50%以上であることが好ましく、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。一方上限は 98%以下が好ましく、95%以下がより好ましい。空孔率が50%以上であれば、優れた反射率を有する反射シートとすることができる。
本発明における反射シートの反射率は、波長が780〜2600nmの光に対する表面の反射率が92%以上であることが必要である。かかる反射率が92%以上であれば、近赤外領域に対して良好な反射特性を示し、例えば住宅や車の日射や輻射熱による室内温度の上昇を低減することができる。反射率は延伸倍率、及び/ 又は延伸温度及び/ 又はビニル芳香族エラストマーの種類及び/ 又はビニル芳香族エラストマーの添加量により調整が可能である。
本発明における反射シートに関して、2以上のアスぺクト比がある孔を少なくとも1つ有することが好ましい。また4以上のアスペクト比がある孔を少なくとも1つ有することがより好ましい。少なくともアスぺクト比が2以上である孔を有することで、近赤外領域に対して良好な反射特性を示し、例えば住宅や車の日射や輻射熱による室内温度の上昇を減することができる。アスぺクト比は、延伸倍率、及び/ 又は延伸温度及び/ 又はビニル芳香族エラストマーの種類により調整が可能である。
アスペクト比は、シート表面のSEM画像より導きだされる。
本発明では、まずポリプロピレン系樹脂の融点以上、分解温度未満の温度条件下で押出機等を用いて溶融・成形することによって、未延伸シートを得る。未延伸シートの成形方法として、より具体的にはTダイ成形が挙げられる。
縦延伸を行う際は、その後の延伸による開孔をし易くするという理由から、高温縦延伸の前に以下の低温縦延伸工程成形を行うことが好ましい。
未延伸シートを0℃以上60℃未満、好ましくは10℃以上40℃未満の温度で、機械方向に1.1倍以上3.0倍未満、好ましくは、1.2倍以上2.0倍未満の範囲でシートの流れ方向に一軸延伸する。0℃以下で延伸した場合はフィルムが破断する傾向があり、また、60℃以上で延伸した場合は、得られる延伸フィルムの気孔率が低く、透気度が高くなる傾向がある。また、本実施の形態で得られる微多孔性フィルムの透過性が向上することから、上記延伸工程を実施する前に、シート成形工程で得られたシートを一定の温度範囲で一定時間熱処理しても良い。
次いで、上記で得られた延伸シートを70℃以上170℃未満、好ましくは90℃以上120℃未満の温度で、機械方向に1.5倍以上5.0倍未満、好ましくは、1.5倍以上3.0倍の範囲でシートの流れ方向に一軸延伸する。70℃以下で延伸した場合はフィルムが破断する傾向があり、また、170℃以上で延伸した場合は、得られる延伸フィルムの気孔率が低く、透気度が高くなる傾向がある。また、本実施の形態の微多孔性フィルムに要求される物性や用途の観点から、上記したような条件で2段階以上延伸することが好ましい。延伸工程を1段階とすると、得られる延伸フィルムが、要求された物性を満たさない場合がある。
横延伸温度は、好ましくは100〜155℃であり、より好ましくは110〜150℃である。前記横延伸温度が規定された範囲内であることによって、縦延伸時に生じた空孔が拡大されて空孔率を増加することができ、十分な反射性能を有することができる。
本発明において、横延伸倍率/縦延伸倍率の比率は、好ましくは1.5〜12、より好ましくは2.0〜10である。この範囲であることにより、空孔のアスペクト比を高め、十分な反射性能を有する反射シートを得ることができる。
本発明のポリプロピレン系反射シートを金属板もしくは樹脂板に被覆して反射板を形成することができる。この反射板は、液晶表示装置、照明器具、照明看板等に用いられる反射板として有用である。以下に、このような反射板の製造方法について一例を挙げて説明する。
・A−1;ポリプロピレン(ノバテックFY6HA、MFR:1.9g/10分、日本ポリプロ社製)
(ビニル芳香族エラストマー(B))
・B−1;スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)(グレード名:SEPTON2005、MFR:流動せず、クラレ社製)
・B−2;スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)(グレード名:SEPTON8004、MFR:<0.1g/10分、クラレ社製)
(結晶核剤(C))
・C−1;α晶核剤(ソルビトール系化合物、グレード名:ゲルオールMD―LM30G、新日本理化社製)
・C−2;β晶核剤(3,9−ビス[4−(N−シクロヘキシルカルバモイル)フェニル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)
(株)日立製作所製の分光光度計(U−4000)に積分球を取り付け、波長300〜2600nmの光に対する反射率を測定し、可視光領域の波長(300〜780nm)と近赤外領域の波長(780〜2600nm)そのそれぞれの平均反射率を求めた。尚測定前に、アルミナ白板の反射率が100%となるよう光度計を設定し測定を実施した。
得られた多孔性フィルムを1/1000mmのダイアルゲージにて、面内を不特定に5箇所測定しその平均を厚みとした。
得られた多孔性フィルムの実質量W1を測定し、樹脂組成物の密度と厚みから空孔率0%の場合の質量W0を計算し、それらの値から下記式に基づき算出した。
空孔率(%)={(W0−W1)/W0}×100
得られた多孔性フィルムの表面のSEM画像より、任意の空孔の最長辺と最短辺から導いた。小数点以下は四捨五入している。
ポリプロピレン系樹脂(A−1)を70重量%、スチレン系熱可塑性エラストマー(B−1)を30重量%、前記ポリプロピレン系樹脂(A−1)と前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B−1)との混合樹脂組成物100重量部に対し、結晶核剤(C−1)を0.1重量部(ポリプロピレン系樹脂100重量部に対しては、0.14重量部)の割合で配合し、2軸押出機に投入し、設定温度240℃で溶融混練後、ストランドダイにてストランド状に賦形した後、ストランドカッターにて裁断し、ペレット化した。
得られたペレットを単軸押出機に投入し、設定温度200℃で溶融混練後、Tダイにてシート状に賦形した後、127℃に設定したキャストロールにて冷却固化を行い、厚み1000μmの未延伸シート状物を得た。その後、得られた未延伸シート状物を、20℃に設定したロール(X)と40℃に設定したロール(Y)間において、ドロー比50%(延伸倍率1.5倍)を掛けて低温延伸を行った。次いで、120℃に設定したロール(P)と120℃に設定したロール(Q)間において、ドロー比100%(延伸倍率2.0倍)を掛けて高温延伸を行い、MD延伸フィルムを得た。次いで、得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃で、8.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
実施例1と同様に未延伸シート状物、MD延伸フィルムを得た。得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃で、6.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
ポリプロピレン系樹脂(A−1)を70重量%、スチレン系熱可塑性エラストマー(B−2)を30重量%、前記ポリプロピレン系樹脂(A−1)と前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B−2)との混合樹脂組成物100重量部に対し、結晶核剤(C−1)を0.1重量部(ポリプロピレン系樹脂100重量部に対しては、0.14重量部)の割合で配合し、2軸押出機に投入し、設定温度240℃で溶融混練後、ストランドダイにてストランド状に賦形した後、ストランドカッターにて裁断し、ペレット化した。
得られたペレットを単軸押出機に投入し、設定温度200℃で溶融混練後、Tダイにてシート状に賦形した後、127℃に設定したキャストロールにて冷却固化を行い、厚み1000μmの未延伸シート状物を得た。その後、得られた未延伸シート状物を、20℃に設定したロール(X)と40℃に設定したロール(Y)間において、ドロー比50%(延伸倍率1.5倍)を掛けて低温延伸を行った。次いで、120℃に設定したロール(P)と120℃に設定したロール(Q)間において、ドロー比100%(延伸倍率2.0倍)を掛けて高温延伸を行い、MD延伸フィルムを得た。次いで、得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃で、8.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
実施例3と同様に未延伸シート状物、MD延伸フィルムを得た。次いで得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃で、6.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
実施例1と同様に未延伸シート状物、MD延伸フィルムを得た。次いで得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃、3.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
実施例1と同様に未延伸シート状物、MD延伸フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
ポリプロピレン系樹脂(A−1)を100重量部に対し、結晶核剤(C−2)を0.2重量部の割合で配合し、2軸押出機に投入し、設定温度240℃で溶融混練後、ストランドダイにてストランド状に賦形した後、ストランドカッターにて裁断し、ペレット化した。
得られたペレットを単軸押出機に投入し、設定温度200℃で溶融混練後、Tダイにてシート状に賦形した後、127℃に設定したキャストロールにて冷却固化を行い、厚み1000μmの未延伸シート状物を得た。その後、得られた未延伸シート状物を、105℃に設定したロール間において、ドロー比550%(延伸倍率4.5倍)を掛けて延伸を行、MD延伸多孔フィルムを得た。次いで、得られたMD延伸多孔フィルムを、京都機械社製フィルムテンター設備にて、予熱温度145℃で、予熱時間12秒間で予熱した後、延伸温度145℃で、4.0倍横方向に延伸した後、155℃で熱処理を行い、二軸延伸多孔フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
ポリプロピレン製メルトブローン繊維とポリエステル短繊維との混合不織布〔住友スリーエム社製 商品名 シンサレート PPM−220〕を前記記載の方法で評価した。結果を表1に示す。
比較例2では、厚みは950μmと厚いが、近赤外領域の平均反射率が大幅に小さい。これは空孔率が低く、空孔の界面の面積が著しく低いためと考えられる。
比較例3では、厚みが340μm、空孔率68%であり、可視光領域(300〜780nm)の反射率が実施例と同程度であるにもかかわらず、近赤外領域の反射率は大幅に小さい。この様な結果となる理由として、結晶核剤により形成される空孔のスケールが小さく、近赤外領域の波長の反射に適した空孔構造ではないということが考えられる。
比較例4では、厚みが実施例と同程度であり、空孔率は87%と大きな値を示しているのにもかかわらず、可視光及び近赤外領域両方の反射率が著しく小さい。これは、空孔率が高く、空孔構造が十分に形成されていたとしても、空孔のスケールがこれらの範囲の波長を反射させることに適した構造ではないことが考えられる。
Claims (5)
- ポリプロピレン系樹脂(A)とビニル芳香族エラストマー(B)を主成分とし、結晶核剤(C)を含有するポリプロピレン系樹脂組成物から構成され、少なくとも一軸方向に延伸することにより多孔化されてなるシートであって、当該結晶核剤(C)はα晶核剤であり、アスペクト比が2以上の孔を有し、空孔率が50%以上であり、かつ、780〜2600nmの波長領域における平均反射率が92%以上であることを特徴とするポリプロピレン系反射シート。
- シート厚みが300μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリプロピレン系反射シート。
- 前記ポリプロピレン系樹脂組成物の各成分の割合が、ポリプロピレン系樹脂(A)が55〜85重量%、ビニル芳香族エラストマー(B)が15〜45重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射シート。
- 前記ビニル芳香族エラストマー(B)の温度230℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が1g/10分以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン系反射シート。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のポリプロピレン系反射シートを、金属板又は樹脂板に被覆してなることを特徴とする反射板。
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