JPWO2009096298A1 - 積層フィルムおよび成形体、反射体 - Google Patents

積層フィルムおよび成形体、反射体 Download PDF

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Abstract

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、自然な金属調やハーフミラー調となりながら、色づきや層間剥離がなく、干渉縞も見えにくいフィルムを提供することを課題とする。また、環境負荷が小さく、リサイクル性にも優れ、電磁波障害を起こさず、そりやWashOutなどのない成形体や反射体を提供することを課題とする。すくなくとも樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を含んでなる積層数が200以上の積層フィルムであって、層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層を層群Lとし、この層群Lは層La、層Lb、層Lcを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lcの順に配置されており、層Laと層Lcの層厚みは等しく、層Laと層Lcの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含み、かつ層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上もしくは0.7倍以下であることを特徴とする積層フィルムである。

Description

本発明は、少なくとも2種類の樹脂からなる層を積層した積層フィルムと、その積層フィルムからなる成形体、または反射体に関するものである。
自動車関係の装飾部品をはじめとして各種家電機器、建築部材などの製品(部品)において、意匠性を高めるために木目調、布目調、金属調などさまざまに加飾したものが用いられているが、最近では高輝度の金属調の外観が求められるようになってきている。
各種成形部品へ金属調を付与する手法としては、もっとも一般的に用いられる手法は塗装である。塗装はさまざまな意匠や機能を製品に付与できる反面、有機溶剤などを使用することが多く、環境に与える影響が大きい。また、塗膜の影響でリサイクルが容易にできないこともあり、昨今の環境問題の高まりのなかで塗装工程の存在が問題視されている。
金属調を付与する別の手法として、メッキや蒸着などがある。メッキや蒸着の場合も、金属層のためにリサイクルが困難であったりする問題があるが、特にメッキの場合には重金属による環境への影響が大きいため、その代替えが強く求められている。さらに、メッキや蒸着などの場合、その金属層のために電磁波シールド性が発生するため、自動車や携帯電話などの加飾材料として用いると、電波障害を生じたりする場合があり問題になりつつある。
金属を用いない金属のような光沢を有する材料として、従来から、屈折率の異なる樹脂層を交互に多層に積層することより、選択的に特定の波長の光を反射するフィルムを用いた例(たとえば特許文献1〜2参照)がある。しかしながらこれらの技術では、用いる樹脂の屈折率差が大きすぎるために、樹脂層間の親和性が不足し、層間剥離が生じる欠点があり、実際には成形加飾に用いることは困難であった。また、ハーフミラーのような反射率の低いフィルムを製造しようとすると、色づきが生じるという問題もあった。
これらの問題に対し、用いる樹脂の屈折率差を適度に調整し、層間剥離を抑制するとともに、特殊な層構造を形成することによって実現した色づきのない金属光沢調のフィルムもある(特許文献3参照)。この場合、ハーフミラーのような反射率をおさえたフィルムを製造しようとすると、若干色づきやすく、干渉縞模様も見えやすいという問題があった。また、層厚みの分布が表裏で大きく異なるために、成形体とした場合、表裏の熱収縮・熱膨張特性の差により、そりなどが発生するという問題もあった。
また、特許文献1〜3のような多層積層フィルムをインサート成型すると、ウォッシュアウト(以下、WashOutと記すことがある。)と呼ばれる成型不良現象が発生するという問題もあった。WashOutとは、ゲート部付近のフィルムやインキが融解・流動する現象である。特に多層積層フィルムの場合は、フィルムが融解しなくても、層の一部が折れ曲がり変形することにより、干渉反射波長がシフトし、特有の変色が生じ、欠点となることが問題となっていた。
特開平3−41401号公報 特開平4−295804号公報 国際公開第2007/20861号パンフレット
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、自然な金属調やハーフミラー調となりながら、色づきや層間剥離がなく、干渉縞も見えにくいフィルムを提供することを課題とする。また、環境負荷が小さく、リサイクル性にも優れ、電磁波障害を起こさず、そりやWashOutなどのない成形体や反射体を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の積層フィルムは、すくなくとも樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を含んでなる積層数が200以上の積層フィルムであって、層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層を層群Lとし、この層群Lは層La、層Lb、層Lcを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lcの順に配置されており、層Laと層Lcの層厚みは等しく、層Laと層Lcの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含み、かつ層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上もしくは0.7倍以下であることを特徴とする
本発明の積層フィルムは、自然な金属調やハーフミラー調となりながら、色づきや層間剥離がなく、干渉縞も見えにくいものである。
また、本発明の積層フィルムを含んでなる成形体や反射体は、リサイクル性にも優れ、電磁波を遮蔽せず、そりやWashOutのないものである。
実施例1〜3の設計層厚み 実施例4〜5の設計層厚み 実施例6の設計層厚み 実施例7の設計層厚み 実施例8の設計層厚み 比較例1の設計層厚み 比較例2の設計層厚み 層の折れ曲がり変形の一例
上記目的を達成するため、本発明の積層フィルムは、すくなくとも樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を含んでなる積層数が200以上の積層フィルムであって、層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層を層群Lとし、この層群Lは層La、層Lb、層Lcを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lcの順に配置されており、層Laと層Lcの層厚みは等しく、層Laと層Lcの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含み、かつ層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上もしくは0.7倍以下でなければならない。このようなフィルムは、自然な金属調やハーフミラー調となりながら、色づきや層間剥離がなく、干渉縞も見えにくいものである。
また、本発明の積層フィルムは、ポリマーから構成されるため、電磁波を透過する金属調のフィルムとなる。ここで、電磁波とは、赤外線の一部と、周波数が3Hz〜3THzのものを言う。
本発明における樹脂A、または、樹脂Bとしては、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂のいずれでもよい。また、ホモ樹脂、共重合樹脂または2種類以上のブレンドであってもよい。より好ましくは、成形性が良好であるため、熱可塑性樹脂である。また、各樹脂中には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤などが添加されていてもよい。
熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、脂環族ポリオレフィン樹脂、ナイロン6・ナイロン66などのポリアミド樹脂、アラミド樹脂、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・ポリプロピレンテレフタレート・ポリブチルサクシネート・ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、4フッ化エチレン樹脂・3フッ化エチレン樹脂・3フッ化塩化エチレン樹脂・4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体・フッ化ビニリデン樹脂などのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリ乳酸樹脂、などを用いることができる。この中で、強度・耐熱性・透明性の観点から、特にポリエステルであることがより好ましい。
本発明で言うポリエステルとしては、ジカルボン酸成分骨格とジオール成分骨格との重縮合体であるホモポリエステルや共重合ポリエステルのことをいう。ここで、ホモポリエステルとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンジフェニルレートなどが代表的なものである。特にポリエチレンテレフタレートは、安価であるため、非常に多岐にわたる用途に用いることができ好ましい。
また、本発明における共重合ポリエステルとは、次にあげるジカルボン酸骨格を有する成分とジオール骨格を有する成分とより選ばれる少なくとも3つ以上の成分からなる重縮合体のことと定義される。ジカルボン酸骨格を有する成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸とそれらのエステル誘導体などが挙げられる。グリコール骨格を有する成分としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタジオール、ジエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、2,2−ビス(4’−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、イソソルベート、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコールなどが挙げられる。
また、本発明では、樹脂Aからなる層の面内平均屈折率は樹脂Bからなる層の面内平均屈折率より相対的に高い、もしくは低いものである。また、A層の面内平均屈折率とB層の面内平均屈折率の差が、0.03以上であることが好ましい。より好ましくは0.05以上であり、さらに好ましくは0.1以上0.15以下である。屈折率差が0.03より小さい場合には、十分な反射率が得られず、好ましくないものである。また、A層の面内平均屈折率と厚み方向屈折率の差が0.03以上であり、B層の面内平均屈折率と厚み方向屈折率差が0.03以下であると、入射角が大きくなっても、反射ピークの反射率低下が起きないため、より好ましい。
本発明における樹脂Aと樹脂Bの好ましい組み合わせとしては、樹脂Aと樹脂BのSP値の差の絶対値が、1.0以下であることが第一に好ましい。SP値の差の絶対値が1.0以下であると層間剥離が生じにくくなる。より好ましくは、樹脂Aからなる層と樹脂Aと同一の基本骨格を含む樹脂Bからなる層を有していることが好ましい。ここで基本骨格とは、樹脂を構成する繰り返し単位のことであり、例えば、一方の樹脂がポリエチレンテレフタレートの場合は、エチレンテレフタレートが基本骨格である。また別の例としては、一方の樹脂がポリエチレンの場合、エチレンが基本骨格である。樹脂Aと樹脂Bが同一の基本骨格を含む樹脂であると、さらに層間での剥離が生じにくくなるものである。なお、本発明で言うSP値は、smallの計算法を用いることとする。smallの計算法については、「高分子データ・ハンドブック −基礎編−」(培風館発行、1986年)が詳しい。
また、樹脂Aと樹脂Bの好ましい組み合わせとしては、樹脂Aと樹脂Bのガラス転移温度差が20℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度差が20℃より大きい場合には積層フィルムを製膜する際の厚み均一性が不良となり、金属光沢の外観不良となる。また、積層フィルムを成形する際にも、過延伸が発生するなどの問題が生じやすいためである。
また、本発明の積層フィルムでは、樹脂Aがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを含んでなり、樹脂Bがスピログリコールを含んでなるポリエステルであることが好ましい。スピログリコールを含んでなるポリエステルとは、スピログリコールを共重合したコポリエステル、またはホモポリエステル、またはそれらをブレンドしたポリエステルのことを言う。スピログリコールを含んでなるポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートとのガラス転移温度差が小さいため、成形時に過延伸になりにくく、かつ層間剥離もしにくいために好ましい。より好ましくは、樹脂Aがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを含んでなり、樹脂Bがスピログリコールおよびシクロヘキサンジカルボン酸を含んでなるポリエステルであることが好ましい。樹脂Bがスピログリコールおよびシクロヘキサンジカルボン酸を含んでなるポリエステルであると、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートとの面内屈折率差が大きくなるため、高い反射率が得られやすくなる。また、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートとのガラス転移温度差が小さく、接着性にも優れるため、成形時に過延伸になりにくく、かつ層間剥離もしにくい。
また、本発明の積層フィルムでは、樹脂Aがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを含んでなり、樹脂Bがシクロヘキサンジメタノールを含んでなるポリエステルであることが好ましい。シクロヘキサンジメタノールを含んでなるポリエステルとは、シクロヘキサンジメタノールを共重合したコポリエステル、またはホモポリエステル、またはそれらをブレンドしたポリエステルのことを言う。シクロヘキサンジメタノールを含んでなるポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートとのガラス転移温度差が小さいため、成形時に過延伸になることがなりにくく、かつ層間剥離もしにくいために好ましい。より好ましくは、樹脂Bがシクロヘキサンジメタノールの共重合量が15mol%以上60mol%以下であるエチレンテレフタレート重縮合体である。このようにすることにより、高い反射性能を有しながら、特に加熱や経時による光学的特性の変化が小さく、層間での剥離も生じにくくなる。シクロヘキサンジメタノールの共重合量が15mol%以上60mol%以下であるエチレンテレフタレート重縮合体は、ポリエチレンテレフタレートと非常に強く接着する。また、そのシクロヘキサンジメタノール基は幾何異性体としてシス体あるいはトランス体があり、また配座異性体としてイス型あるいはボート型もあるので、ポリエチレンテレフタレートと共延伸しても配向結晶化しにくく、高反射率で、熱履歴による光学特性の変化もさらに少なく、製膜時のやぶれも生じにくいものである。
本発明の積層フィルムは、すくなくとも樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を含んでなる積層数が200以上の積層フィルムでなければならない。ここで積層数としては、より好ましくは400以上であり、さらに好ましくは700以上である。層数が多い方が、反射率が高く、反射帯域を広げることが容易となる。
また、本発明では、樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を交互に積層した構造を含むことが好ましい。つまり、樹脂Aからなる層と樹脂B層からなる層を厚み方向に交互に積層した構造を有している部分が存在することが好ましい。
本発明では、層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層群Lを有さなければならない。すなわち、層群Lとは、積層フィルムに含まれるすべての層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層のことである。層群Lに含まれる層数としては、90以上であることが好ましい。より好ましくは190以上である。さらに好ましくは340以上である。層群Lに含まれる層は、必ずしも連続して隣接している必要はなく、層厚み10nm未満の層や層厚み1000nmより大きい樹脂Aからなる層が介在していても良い。
本発明の積層フィルムの層構成を満たす一例を図1に例示する。図1は、樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を交互に積層したフィルムの樹脂Aからなる層の層厚みを、各層順(以後、層番号と呼ぶ)に対してプロットしたものである。従って、図では、ライン状にも一見みえるが、整数の層番号のみに層厚みが対応しており、奇数の層番号の層が樹脂Aからなる層であり、偶数の層番号の層が樹脂Bからなる層となっている。この点については、図2〜図8についても同様である。一方、従来の技術(特許文献3)の層構成を満たす一例を、同様に図6に例示する。図1からも見てとれるように、本発明の層構成を満たす場合、フィルム断面の層厚み分布が表裏で対称もしくは対称に近いものとすることができるため、表裏の物性差を抑制することができ、加熱時などに発生するカールなども抑制できるものである。さらに、金属調やハーフミラー調とするためには、図示したごとく、層厚みが徐々に変化した構造を有していなければならないが、図6のように単調増加曲線または単調減少曲線に近似できる層構成の場合、特にハーフミラー調などとすると、ごく一部の積層不良が特定波長の光の反射率の低下をもたらすため、色づきが発生しやすい。一方、図1のように、一方の表面から反対の表面に向かうにつれ、増加したのち、減少するような層構成を含む場合は、ごく一部に積層不良が生じ、設計値からはずれたとしても、他の部位に同程度の層厚みが存在しているため、全体として層厚み分布を補完することが可能であり、特定波長の光の反射率の低下が少なく、色づきが発生しにくくなるものである。
また、インサート成形時、射出成型機から供給される樹脂による熱と剪断応力によって、樹脂に近い側のフィルム内部の層に、折れ曲がり変形が生じる場合がある。図6のような層構成の場合、層の折れ曲がり変形が生じると、補完する層厚みがないことから、変色を生じることとなり、WashOutと呼ばれる成型不良となる。一方、図1のような層構成の場合、たとえ、樹脂に近い側のフィルム内部の層に、折れ曲がり変形が生じても、反対側のフィルム内部の層には折れ曲がり変形が生じにくいため、層厚みを補完することができ、変色を目立ちにくくすることができる。
また、この層群Lは層La、層Lb、層Lcを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lcの順に配置されており、層Laと層Lcの層厚みは等しく、層Laと層Lcの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含み、かつ層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上もしくは0.7倍以下でなければならない。ここで、層Laと層Lcの層厚みが等しいとは、層Laの層厚みに対し、層Lcの層厚みが0.95倍以上1.05倍以下であることを言う。ここで、図3を例に、層La、層Lb、層Lcについて具体的に説明する。図3は本願の好ましい態様の層厚み構成の一例である。図3の樹脂Aからなる層は層群Lとみなすことができ、仮に層厚み75nmの層番号101と層番号801をそれぞれ層La、層Lcとすると、層Lbは層番号103〜層番号799のいずれかで、層厚み105nm以上の樹脂Aからなる層になる(105nm/75nm=1.4)。次に、図1を例に説明する。図1は、同じく本願の好ましい態様の層厚み構成の一例である。図1の樹脂Aからなる層は層群Lとみなすことができ、仮に層厚み100nmの層番号113と層番号787をそれぞれ層La、層Lcとすると、層Lbは層番号115〜層番号785のいずれかで、層厚み140nm以上の樹脂Aからなる層(140nm/100nm=1.4)もしくは層厚み70nm以下の樹脂Aからなる層(70nm/100nm=0.7)になる。
また、層Laと層Lcの間には少なくとも60層以上の樹脂Aからなる層を含むことが好ましい。より好ましくは90層以上である。層数が30層より少ないと、反射率が低くなりすぎる。上限としては特に限定するものではないが1000層以上になると、フィルム厚みが厚くなりすぎる場合がある。また、層Laと層Lbの間、および層Lbと層Lcの間には、少なくとも50層以上の樹脂Aからなる層を含むことがさらに好ましい。このような場合、より色づきが少なく、干渉むらも見えにくくなる。
また、層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.8倍以上もしくは0.55倍以下であることが好ましい。さらに好ましくは、層Laの層厚みは層Lbの層厚みより2.5倍以上もしくは0.4倍以下である。このような層構造であると、層厚みの光学設計値からのずれを層群L内で補完しあることができるため、色づき等が発生しにくくなるものである。また、層厚みのむらの状態がランダム化するため、反射帯域としてはリップル状になりにくく、干渉縞も見えにくくなるものである。
本発明の積層フィルムは、層群Lが層La、層Lb、層Lc、層Ldを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lc、層Ldの順に配置されており、層Lbと層Ldの層厚みは等しく、かつ層Lbと層Ldの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含んでなることが好ましい。このような層構成の場合、さらに色づきが発生しにくくなるとともに、干渉むらも見えにくくなる。ここで、層Lbと層Ldの層厚みが等しいとは、層Lbの層厚みに対し、層Ldの層厚みが0.95倍以上1.05倍以下であることを言う。
ここで、図1を例に、層La、層Lb、層Lc、層Ldについて説明する。図1の樹脂Aからなる層は層群Lとみなすことができ、仮に層厚み100nmの層番号113、層番号413をそれぞれ層La、層Lcとすると、層Lbは層番号115〜層番号411のいずれかで、層厚み140nm以上の樹脂Aからなる層(140nm/100nm=1.4)もしくは層厚み70nm以下の樹脂Aからなる層(70nm/100nm=0.7)になる。また、層Ldは層番号415〜層番号901のいずれかで、層厚み140nm以上の樹脂Aからなる層(140nm/100nm=1.4)もしくは層厚み70nm以下の樹脂Aからなる層(70nm/100nm=0.7)になる。
層Laと層Lbの間に存在する樹脂Aからなる層の厚みが、層Laから層Lbに向かうにつれ徐々に厚くなる、もしくは徐々に薄くなることも好ましい。ここで徐々に厚くなる、もしくは徐々に薄くなるとは、必ずしも層の配列順に層厚みが増加もしくは減少する必要はなく、全体的にみて増加もしくは減少していればよい。より厳密に定義するならば、層Laと層Lbとの間に含まれる樹脂Aからなる層を、層の配列順に10層ずつブロック化して、そのブロック内の層厚みの平均値が配列順に従って増加もしくは減少していればよい。
本発明の積層フィルムは、樹脂Bからなる層Ma、層Mb、層Mcを有しており、層Laと層Maが隣接し、層Lbと層Mbが隣接し、層Lcと層Mcが隣接しており、層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上かつ層Maの層厚みは層Mbの層厚みの1.4倍以上、または層Laの層厚みは層Lbの層厚みの0.7倍以下かつ層Maの層厚みは層Mbの層厚みの0.7倍以下であることが好ましい。このような場合、反射効率が高くなるため、高い反射率のフィルムを得やすくなるためである。また、より好ましくは、隣接する樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層の厚みの比が、ほぼ一定であることが好ましい。
本発明の積層フィルムでは、層Laと層Lcの間に存在する層を構成する樹脂は、樹脂Aまたは樹脂Bであることが好ましい。また、層群L中の一方の表面にもっとも近い層と、他方の表面にもっとも近い層との間に含まれるすべての層が、熱可塑性樹脂からなることが好ましい。これは、2枚のフィルムを硬化性樹脂などの接着層などで貼り合わせると、異物が問題となったり成形時に発泡したりするためである。
なお、本発明では便宜上、図6のような層厚み構成を1段の傾斜構造と呼び、図3のような層厚み構成を2段の傾斜構造と呼び、図1や図5のような層厚み構成を3段の傾斜構造と呼び、図4のような層厚み構成を4段の傾斜構造と呼ぶこととする。1段の傾斜構造とは、層厚み分布を1本の単調増加曲線または単調減少曲線で近似できる構成のことを言う。一方、例えば、3段の傾斜構造では、3本の単調増加曲線および/または単調減少曲線で近似できる構成のことを言う。本発明では、2段以上の傾斜構造であることが好ましく、3段以上の傾斜構造であるとさらに好ましい。3段以上の傾斜構造となると干渉縞がほとんど見えなくなり、ハーフミラーとして用いても角度変化でもほとんど色づきしないものとなる。
また、樹脂Aまたは樹脂B以外の樹脂からなる層厚み3μm以上の接着層を含まないことが好ましい。樹脂Aまたは樹脂B以外の樹脂からなる層厚み3μm以上の接着層を有する場合には、該接着層の影響により、成形時にシワが入ったり、剥離が生じたりする。また、2枚の積層フィルムを、ドライラミコーティングなどにより貼り合わせすると、接着層に異物が混入したりするため、成形体としての収率が低下する問題が生じる。本発明の積層フィルムでは、特異な層構成を、貼りあわせなど用いずに共押出技術により可能としているため、成形時にシワや剥離などが生じず、かつ異物などの混入もほとんど生じないものである。
また、本発明の積層フィルムは、層対厚み10nm以上220nm未満の層の数が、層対厚み220nm以上320nm以下の層の数より多いことが好ましい。このようにすることにより、ほとんど色づきのない金属調とすることが可能となる。ここで、層対厚みとは、隣接する樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)のそれぞれの層厚みを足した厚みである。また、層対厚みは、A層のみについて一方の表面から数えたm番目のA層と、B層のみについて同表面から数えたm番目のB層の層厚みを足したものでなければならない。ここでmは整数を表している。例えば、一方の表面から反対側の表面にA1層/B1層/A2層/B2層/A3層/B3層・・・・の順番で並んでいた際、A1層とB1層が1番目の層対であり、A2層とB2層が2番目の層対であり、A3層とB3層が3番目の層対となる。層対厚み10nm以上220nm未満の層の数が、層厚み220nm以上320nm以下の層の数と同数または少ないと、波長帯域400nm〜1100nmの反射帯域において低波長側ほど反射率が低下するため、赤味をおびた外観となるので好ましくない。これは、低波長側の反射を起こす層対の密度が薄くなるために起こるものである。従って、積層フィルムを構成する層の層対厚みの序列としては、単調に等差数列的に層対厚みが増加もしくは減少するのではなく、上記条件を満たしながら等比数列的に層対厚みが増加もしくは減少することが好ましい。より好ましくは、層対厚み120nm以上220nm未満の層の数が、層対厚み220nm以上320nm以下の層の数の1.05倍以上2.5倍以下であることが好ましい。この場合、まったく色づきのない金属調とすることが可能である。
本発明の積層フィルムは、150℃における引張試験において、フィルム長手方向および幅方向の100%伸度時の引張応力が3MPa以上90MPa以下であることが好ましい。このような場合、成形性に優れたものとなり、真空成形、真空圧空成形、プラグアシスト真空圧空成形、インモールド成形、インサート成形、冷間成形、プレス成形、絞り成形などの各種成形において、任意の形状に成形することが容易となる。より好ましくは、150℃における引張試験において、フィルム長手方向および幅方向の100%伸度時の引張応力が3MPa以上50MPa以下である。このような場合、より高い絞り比でも成形可能となる。150℃における引張試験において、フィルム長手方向および幅方向の100%伸度時の引張応力が3MPa以上90MPa以下とするためには、樹脂Aが結晶性樹脂であり、樹脂Bがシクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、ネオペンチルグリコールなどの嵩高い基を有する非晶性樹脂であることが好ましい。このような場合、二軸延伸後においても樹脂Bはほとんど配向および結晶化していないため、引張応力が低くなるものである。
本発明の積層フィルムの少なくとも片面の動摩擦係数は0.5以下であることが好ましい。積層フィルムの動摩擦係数が0.5以下である場合、成型に用いる金型との滑りが良くなるために、さらに成形性が向上する。
本発明の積層フィルムでは、少なくとも片面に3μm以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを主成分とする層を有することが好ましい。より好ましくは、5μm以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを主成分とする層を有する。また、両面に3μm以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを主成分とする層を有するとさらに好ましい。3μm以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートからなる層がない場合には、表面に傷が入った場合などに、傷が非常に見えやすくなるため好ましくない。
また、本発明の積層フィルムでは、その表面に易接着層、易滑層、ハードコート層、帯電防止層、耐摩耗性層、反射防止層、色補正層、紫外線吸収層、印刷層、金属層、透明導電層、ガスバリア層、ホログラム層、剥離層、粘着層、エンボス層、接着層などの機能性層を形成してもよい。
本発明の成形体としては、上記積層フィルムを含んでなければならない。本発明の積層フィルム以外に、ハードコート層、エンボス層、耐候層(UVカット層)、着色層、接着層、基材樹脂層などのいずれかを含んでなることも好ましい。このよう成形体は、オールポリマーから構成することが可能であり、金属や重金属などを含まないため、環境負荷が小さく、リサイクル性にも優れ、電波透過性にも優れたものとなる。本発明の成形体では、特に着色層を有することが好ましい。本発明の積層フィルムでは、可視光線の一部が透過する場合があるため、着色層を設けることにより、成形体の色目を調整することが可能となる。また、真空成形、真空圧空成形、プラグアシスト真空圧空成形、インモールド成形、インサート成形、冷間成形、プレス成形、絞り成形などの各種成型法が適用できるため、低コストで成形体を得ることが可能である。このような成形体は、携帯電話、電話、パソコン、オーディオ機器、家電機器、無線通信機器、レイドーム、自動車内外装部品、建築材料、ゲーム機、アミューズメント機器、包装容器などに好ましく用いることができる。特に、本発明の成形体は、携帯電話、電話、パソコン、オーディオ機器、家電機器、無線通信機器、レイドームなどの車載部品、ゲーム機などの無線で情報通信を行う機能を有する機器(無線情報通信機器)の装飾部品として用いることが好ましい。本発明の成形体は、金属調の外観を有しながら、電波透過性に優れるので、従来の金属調装飾材料のように電磁波障害を引き起こさないものである。このため、本発明の成形体を情報通信機器の装飾部品として用いると、機器の小型化や薄型化が可能となったり、情報通信機器内部の回路設計の自由度が増すものである。
また本発明の積層フィルムはハーフミラーとしても利用可能である。ハーフミラーとは、ある条件では鏡のようにふるまい、別の条件では透明体のようにふるまうものである。鏡のようにふるまうためには、透過光を極力少なくなるように、光を調整する。本発明の積層フィルムを、ハーフミラーとして用いる際は、積層フィルムの波長帯域400nm〜1000nmの平均の相対反射率が30%以上70%以下であることが好ましい。また、本発明の積層フィルムを透明樹脂と一体成形して用いることも好ましい。さらに、本発明の積層フィルムの少なくとも片面の一部に光を遮蔽する層を設けることにより、ミラーとなる部分と、ハーフミラーとなる部分を同時に形成することも可能である。すなわち、光を遮蔽する層を設けた部分は、絶えず光の透過が生じないため、鏡のようになる。一方、光を遮蔽する層を設けなかった部分は、ハーフミラーとなるものである。ここで、光を遮蔽する層としては、黒色層を印刷などにより形成する方法が簡便である。このようなハーフミラーは、携帯電話、電話、パソコン、オーディオ機器、家電機器、無線通信機器、車載部品、建築材料、ゲーム機、アミューズメント機器、包装容器などに好ましく用いることができる。
本発明の回路搭載シートは、上記積層フィルムと、導電性パターン層とを少なくとも含んでなければならない。本発明の積層フィルムは、金属調の外観を有しながら、ポリマーから構成されるため、導電性のないものである。従って、導電性パターン層を形成しても、回路として問題なく機能するものである。ここで導電性パターン層とは、金属泊のエッチングや金属ペーストの印刷や蒸着・スパッタ膜のエッチングによって形成された微細パターンのことを言う。また、アンテナとして用いられる金属線や、金属蒸着膜も含まれる。導電性物質としては、銅、アルミ、銀などが好ましい。特に送受信特性としては銅がもっとも好ましい。一方、低コスト化の観点からは、印刷方式でかつ低温熱処理にて導電性パターンを形成できる、銀ペーストが好ましい。これら導電性パターン層は、アンテナや、回路としての機能を有する。
本発明の導電性パターン層は、本発明の積層フィルムの表面に直接形成されても良い。また、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、液晶フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、脂環族ポリオレフィンフィルム、PETGフィルム、ABSフィルム、PVCフィルムなどの各種耐熱性フィルムの表面に導電性パターン層を設け、これと積層フィルムを接着剤や粘着剤などで貼り合わせる方法なども好ましい。
一方、本発明の回路搭載シートは、着色層を有していることが好ましい。着色層としては、樹脂コーティング層中や、粘着層中や、フィルム・シート中に、顔料や染料を分散し、着色したものを言う。その色としては、特に限定するものではなく、意匠性から種々選択が可能であるが、特に好ましくは黒色であると良い。この場合、積層フィルムによる反射色が強調されて見えるため意匠性がすぐれたものとなるばかりか、隠蔽性もますため、回路を隠すことが容易となる。
また、本発明の回路搭載シートを構成する該積層フィルムが立体形状を有することも好ましい。すなわち、本発明の好ましい積層フィルムは金属調の高い意匠性を有しながら、成形も可能であるため、複雑な形状を有する回路を作製することもできる。例えば、銅線アンテナコイルの挿入する型を、該積層フィルムに真空圧空成形などで形成すれば、アンテナコイルの位置決めが非常に簡単にできるようになる。また、この場合アンテナの部分が浮き出た金属調のデザインとすることができる。
本発明の回路搭載シートでは、該積層フィルムの飽和含水率が1.0%以下であることが好ましい。飽和含水率が1.0%より大きいと、非接触型ICカードなどとした際、受信特性に影響を与える場合があるためである。また、回路として使用する際も、飽和含水率が1.0%より大きいと、湿度膨張係数の影響により、回路間の間隔が変化し絶縁不良などが発生する場合がある。
本発明のICカード・ICラベルは、上記回路搭載シートを含んでなければならない。本発明の回路搭載シート以外に、ハードコート層、エンボス層、耐候層(UVカット層)、着色層、接着層などのいずれかを含んでなることも好ましい。このようなICカード・ラベルは、回路の基材がポリマーのみから構成され、金属や重金属などを含まないため、環境負荷が小さく、リサイクル性にも優れ、電磁波障害を起こさないものである。
本発明のICカード・ICラベルは、真空成形、真空圧空成形、プラグアシスト真空圧空成形、インモールド成形、インサート成形、冷間成形、プレス成形などの各種成型法が適用できるため、低コストで立体形状を形成するものとすることが可能である。本発明のICカード・ICラベルは、無線式ICカードや無線式ICラベルに好適であり、高級感のあるRFIDタグを提供できるものである。
本発明の積層フィルムでは、反射率が30%以上である反射帯域の帯域幅が300nm以上であることが好ましい。このような場合、明度や輝度の高いフィルムを得やすくなるためである。
また、本発明の積層フィルムでは、積層フィルムの少なくとも片面に、厚みが15μm以上80μm以下の架橋性インキ層を有することが好ましい。厚みが15μm以上80μm以下の架橋性インキ層を有すると、インサート成形時の多層積層フィルムの層の折れ曲がり現象を、さらに抑制することができ、ポリカーボネートなどの高温の樹脂の射出でもWashOutを低減することが容易となる。厚みが15μmより薄い場合、成型時にWashOutが生じやすく、80μmより厚い場合は、印刷時にカールなどの問題が生じる。
ここで、架橋性インキ層とは、水酸基を有する樹脂成分と架橋剤成分よりなる2液性のインキ層であることが好ましい。水酸基を有する樹脂成分としては、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂、水酸基含有ポリ(メタ)アクリル樹脂などが好ましい。また、架橋剤成分としては、多官能イソシアネート化合物が好ましい。また、着色剤が含まれていることが好ましく、着色剤としては白色、黒色顔料、その他各色顔料や、蓄光顔料、BL顔料、蛍光顔料、ホログラフィック顔料、パール顔料、金属酸化物でコートされたアルミナフレーク顔料、金属酸化物でコートされたシリカフレーク顔料、液晶顔料などがある。本発明の架橋性インキ層は、前述のように着色剤を含んだ水酸基を有する樹脂成分と、その官能基と反応して架橋構造を形成する架橋剤成分を印刷に先立って混同し、印刷後、一定温度で保持して、架橋を促進して形成されると良い。従来のインサート成型では、透明なフィルムが用いられていたため、フィルム内部の微少な変形は問題とならなかったが、多層積層フィルムの場合、層内の微少な変形が変色となって現れるため、問題となるものである。本発明では、本発明の好ましい態様のフィルムに、架橋性インキ層の厚みを塗布し、厚みを15μm以上80μm以下とすることにより、フィルム内部の微少な変形をも抑制できることを見出したものであり、これにより、多層積層フィルム特有の変色現象を抑制することが容易になったものである。
次に、本発明の積層フィルムの好ましい製造方法を以下に説明する。2種類の樹脂AおよびBをペレットなどの形態で用意する。ペレットは、必要に応じて、熱風中あるいは真空下で乾燥された後、別々の押出機に供給される。押出機内において、融点以上に加熱溶融された樹脂は、ギヤポンプ等で樹脂の押出量を均一化され、フィルター等を介して異物や変性した樹脂などを取り除かれる。
これらの2台以上の押出機を用いて異なる流路から送り出された樹脂AおよびBは、次に多層積層装置に送り込まれる。多層積層装置としては、マルチマニホールドダイやフィードブロックやスタティックミキサー等を用いることができるが、特に、本発明の構成を効率よく得るためには、多数の微細スリットを有する部材を少なくとも別個に2個以上含むフィードブロックを用いることが好ましい。
このようなフィードブロックを用いると、装置が極端に大型化することがないため、熱劣化による異物が少なく、積層数が極端に多い場合でも、高精度な積層が可能となる。また、幅方向の積層精度も従来技術に比較して格段に向上する。また、任意の層厚み構成を形成することも可能となる。この装置では、各層の厚みをスリットの形状(長さ、幅、間隙)で調整できるため、任意の層厚みを達成することが可能となったものである。このため、本願の特徴である層構成を容易に達成できるようになったものである。一方、従来の装置では、300層以上の積層を達成するためには、スクエアーミキサーを併用することが一般的であったが、このような方法では積層流が相似形で変形・積層されるために、任意の層厚みを達成することが困難であった。
本発明では、従来の多層積層フィルムに比較して、薄い層から厚い層への変化もしくは厚い層から薄い層への層厚みの変化が、非常に急になる。これは、従来の技術では、フィルム中の層厚みの変化が1段の傾斜構造となっているのに対し、本願は2段以上の傾斜構造となるためである。安易に層数を増やすことは積層精度の低下をまねくが、層数を維持しながら2段以上の傾斜構造を得ることは従来の技術では不可能であった。本発明では、多数の微細スリットを有する部材を少なくとも別個に2個以上含むフィードブロックを用い、各層の厚みに相当する各流量をスリットの間隙で調整することが、特に好ましく、この際、各スリット間隙の間隔精度は±10μm以下であると良い。このような特殊なフィードブロックを用いることにより、高精度でかつ2段以上の傾斜構造を形成することが可能となるものである。
本発明の積層フィルムは、光を反射することを可能とするが、その反射率については樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層の屈折率差と、層数にて制御する。
2×(na・da+nb・db)=λ 式1
na:樹脂Aからなる層の面内平均屈折率
nb:樹脂Bからなる層の面内平均屈折率
da:樹脂Aからなる層の層厚み(nm)
db:樹脂Bからなる層の層厚み(nm)
λ:主反射波長(1次反射波長)
さて、このようにして所望の層構成に形成した溶融積層体は、次にダイにて目的の形状に成形された後、吐出される。そして、ダイから吐出された多層に積層されたシートは、キャスティングドラム等の冷却体上に押し出され、冷却固化され、キャスティングフィルムが得られる。この際、ワイヤー状、テープ状、針状あるいはナイフ状等の電極を用いて、静電気力によりキャスティングドラム等の冷却体に密着させ急冷固化させることが好ましい。また、スリット状、スポット状、面状の装置からエアーを吹き出してキャスティングドラム等の冷却体に密着させ急冷固化させたり、ニップロールにて冷却体に密着させ急冷固化させる方法も好ましい。
このようにして得られたキャスティングフィルムは、必要に応じて二軸延伸することが好ましい。二軸延伸とは、長手方向および幅方向に延伸することをいう。延伸は、逐次に二方向に延伸しても良いし、同時に二方向に延伸してもよい。また、さらに長手方向および/または幅方向に再延伸を行ってもよい。特に本発明では、面内の配向差を抑制できる点や、表面傷を抑制する観点から、同時二軸延伸を用いることが好ましい。
逐次二軸延伸の場合についてまず説明する。ここで、長手方向への延伸とは、フィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸を言い、通常は、ロールの周速差により施され、この延伸は1段階で行ってもよく、また、複数本のロール対を使用して多段階に行っても良い。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、2〜15倍が好ましく、積層フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、2〜7倍が特に好ましく用いられる。また、延伸温度としては積層フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+100℃が好ましい。
このようにして得られた一軸延伸されたフィルムに、必要に応じてコロナ処理やフレーム処理、プラズマ処理などの表面処理を施した後、易滑性、易接着性、帯電防止性などの機能をインラインコーティングにより付与してもよい。
また、幅方向の延伸とは、フィルムに幅方向の配向を与えるための延伸を言い、通常は、テンターを用いて、フィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して、幅方向に延伸する。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、2〜15倍が好ましく、積層フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、2〜7倍が特に好ましく用いられる。また、延伸温度としては積層フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+120℃が好ましい。
こうして二軸延伸されたフィルムは、平面性、寸法安定性を付与するために、テンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うのが好ましい。このようにして熱処理された後、均一に徐冷後、室温まで冷やして巻き取られる。また、必要に応じて、熱処理から徐冷の際に弛緩処理などを併用してもよい。
同時二軸延伸の場合について次に説明する。同時二軸延伸の場合には、得られたキャストフィルムに、必要に応じてコロナ処理やフレーム処理、プラズマ処理などの表面処理を施した後、易滑性、易接着性、帯電防止性などの機能をインラインコーティングにより付与してもよい。
次に、キャストフィルムを、同時二軸テンターへ導き、フィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して、長手方向と幅方向に同時および/または段階的に延伸する。同時二軸延伸機としては、パンタグラフ方式、スクリュー方式、駆動モーター方式、リニアモーター方式があるが、任意に延伸倍率を変更可能であり、任意の場所で弛緩処理を行うことができる駆動モーター方式もしくはリニアモーター方式が好ましい。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、面積倍率として6〜50倍が好ましく、積層フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、面積倍率として8〜30倍が特に好ましく用いられる。特に同時二軸延伸の場合には、面内の配向差を抑制するために、長手方向と幅方向の延伸倍率を同一とするとともに、延伸速度もほぼ等しくなるようにすることが好ましい。また、延伸温度としては積層フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+120℃が好ましい。
こうして二軸延伸されたフィルムは、平面性、寸法安定性を付与するために、引き続きテンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うのが好ましい。この熱処理の際に、幅方向での主配向軸の分布を抑制するため、熱処理ゾーンに入る直前および/あるいは直後に瞬時に長手方向に弛緩処理することが好ましい。このようにして熱処理された後、均一に徐冷後、室温まで冷やして巻き取られる。また、必要に応じて、熱処理から徐冷の際に長手方向および/あるいは幅方向に弛緩処理を行っても良い。熱処理ゾーンに入る直前および/あるいは直後に瞬時に長手方向に弛緩処理する。
本発明に使用した物性値の評価法を記載する。
(物性値の評価法)
(1)層構成
フィルムの層構成は、ミクロトームを用いて断面を切り出したサンプルについて、電子顕微鏡観察により求めた。すなわち、透過型電子顕微鏡H−7100FA型((株)日立製作所製)を用い、加速電圧75kVでフィルムの断面を40000倍に拡大観察し、断面写真を撮影、層構成および、各層厚みを測定した。なお、本実施例では、コントラストを高く得るために公知のRuO4を使用して染色した。
積層構造の具体的な求め方を、説明する。約4万倍のTEM写真画像を、CanonScanD123Uを用いて画像サイズ720dpiで取り込んだ。画像をJPEG形式で保存し、次いで画像処理ソフトImage−Pro Plus ver.4(販売元 プラネトロン(株))を用いて、このJPGファイルを開き、画像解析を行った。画像解析処理は、垂直シックプロファイルモードで、厚み方向位置と幅方向の2本のライン間で挟まれた領域の平均明るさとの関係を、数値データとして読み取った。表計算ソフト(Excel2000)を用いて、位置(nm)と明るさのデータに対してサンプリングステップ6(間引き6)、3点移動平均の数値処理を施した。さらに、この得られた周期的に明るさが変化するデータを微分し、その微分曲線の極大値と極小値を読み込み、隣り合うこれらの間隔を1層の層厚みとして層厚みを算出した。この操作を写真毎に行い、全ての層の層厚みを算出した。
(2)固有粘度
オルトクロロフェノール中、25℃で測定した溶液粘度から、算出した。また、溶液粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。単位は[dl/g]で示した。なお、n数は3とし、その平均値を採用した。
(3)剥離試験
JIS K5600(2002年)に従って試験を行った。なお、フィルムを硬い素地とみなし、2mm間隔で25個の格子状パターンを切り込んだ。また、約75mmの長さに切ったテープを格子の部分に接着し、テープを60°に近い角度で0.5〜1.0秒の時間で引き剥がした。ここで、テープにはセキスイ製セロテープ(登録商標)No.252(幅18mm)を用いた。評価結果は、格子1つ分が完全に剥離した格子の数で表した。
(4)ガラス転移温度
示差熱量分析(DSC)を用い、JIS−K−7122(1987年)に従って測定・算出した。なお、まず1st Runで、25℃から290℃まで20℃/min.で昇温した後、290℃で5分間ホールドした後、25℃まで急冷した。またつづく2nd Runでは、25℃から290℃まで20℃/min.で昇温した。樹脂のガラス転移温度は2nd Runにおけるガラス転移温度を用いた。
装置:セイコー電子工業(株)製”ロボットDSC−RDC220”
データ解析”ディスクセッションSSC/5200”
サンプル質量:5mg。
(5)明度、色度、彩度
コニカミノルタセンシング株式会社製 分光測色計CM−3600dを使用して、製品幅1mのフィルムについて、幅方向に10cmの間隔で各点における明度L*と色度(a*、b*)を測定した。得られた色度から彩度をもとめ、彩度の最大値と最小値の差を彩度の範囲とした。
なお、測定の手順としては、分光測色計付属のゼロ構成ボックスで反射率のゼロ構成を行い、続いて付属の白色校正板を用いて100%校正を行った後、以下の条件でフィルムの明度L*および色度(a*、b*)を計測した。
モード:反射、SCI/SCE同時測定
測定径:8mm
サンプル:非測定面側に黒インキを塗布
次に色度(a*、b*)から彩度C*を求めた。彩度の定義は以下の通りである。彩度が0に近いほど、色づきのないものとなる。
C*=((a*)+(b*)1/2
彩度の計算に用いた色度(a*、b*)はSCIの値を用いた。
(6)色差
株式会社日立ハイテクノロジーズ製分光光度計U4100に、角度可変絶対反射率付属装置(20〜60°)を用いて、フィルム製品幅1mの幅方向中央位置の20°、30°、40°、50°、60°のそれぞれの絶対反射率を測定した。なお、測定条件は以下の通りとした。
検出速度:波長240〜850nmは600nm/min
波長850〜1750nmは750nm/min
サンプリング間隔:1.00nm
スリット:波長240〜850nmは2.00nm
波長850〜1750nmは自動制御
PbS感度:2
角度20°、40°、60°のそれぞれの分光反射曲線のP波とS波からこれらを平均化した分光反射曲線をもとめた。次に、各角度の平均分光反射曲線から、光源をD65とし、10°視野のL*、a*、b*を算出し、以下の式から角度依存性色差ΔEabを求めた。
ΔEab(40°←20°)=((a*(40°)−a*(20°)+(b*(40°)−b*(20°)1/2
ΔEab(60°←40°)=((a*(60°)−a*(40°)+(b*(60°)−b*(40°)1/2
ΔEab=ΔEab(40°←20°)+ΔEab(60°←40°)
ここで、a*(n) : 角度n°におけるa*
b*(n) : 角度n°におけるb*
(7)電磁波シールド性
ASTM D4935に準拠して、キーコム株式会社の同軸管タイプ シールド効果測定システムにて、45M〜3GHzの電磁波透過性を測定した。実施例・比較例については、2.4GHzの損失を記載した。
(8)干渉縞
黒色台紙の上に縦500mm、横500mmサイズの積層フィルムを置いて、3波長蛍光灯で照らし、目視観察により以下の基準で判断した。
×:干渉縞がはっきりと見える
△:干渉縞がわずかに見える
○:干渉縞がほとんど見えない。
(実施例1)
1.樹脂Bの合成
テレフタル酸ジメチルを56.1重量部、シス/トランス比率が72/28である1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルを24.8重量部、エチレングリコールを47.2重量部、スピログリコールを33.5重量部、酢酸マンガン四水塩を0.04重量部、三酸化アンチモンを0.02重量部それぞれ計量し、エステル交換反応装置に仕込んだ。内容物を150℃で溶解させて撹拌した。次いで、撹拌しながら反応内容物の温度を235℃までゆっくり昇温しながらメタノールを留出させた。所定量のメタノールが留出したのち、トリメチルリン酸を0.02重量部含んだエチレングリコール溶液を添加した。トリメチルリン酸を添加した後10分間撹拌してエステル交換反応を終了した。その後エステル交換反応物を重合装置に移行した。
次いで重合装置内容物を撹拌しながら減圧および昇温し、エチレングリコールを留出させながら重合をおこなった。なお、減圧は90分かけて常圧から133Pa以下に減圧し、昇温は90分かけて235℃から285℃まで昇温した。重合装置の撹拌トルクが所定の値に達したら重合装置内を窒素ガスにて常圧へ戻し、重合装置下部のバルブを開けてガット状のポリマーを水槽へ吐出した。水槽で冷却されたポリエステルガットはカッターにてカッティングし、チップとし、樹脂Bを得た。
得られた樹脂Bは、固有粘度は0.72の共重合ポリエステル(PE/SPG・T/CHDC)であり、非晶性樹脂であった。この樹脂Bのジカルボン酸成分は、テレフタル酸が70mol%であり、シクロヘキサンジカルボン酸が30mol%であった。また、樹脂Bのジオール成分は、エチレングリコールが75mol%であり、スピログリコールが25mol%であった。
2.樹脂Aの合成
テレフタル酸ジメチルを100重量部、エチレングリコールを64重量部用いる以外は前記と同様にして樹脂Aを重合した。樹脂Aは固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレート(PET)であり、結晶性樹脂であった。
2種類の熱可塑性樹脂として、樹脂Aと樹脂Bを準備した。樹脂AおよびBは、それぞれ別のベント付き二軸押出機にて280℃の溶融状態とした後、ギヤポンプおよびフィルターを介して、301個のスリットを有する部材を別個に3個有する901層のフィードブロックにて合流させた。なお、両表層部分は樹脂Aとなり、樹脂Aと樹脂Bが交互に積層され、かつ隣接する樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層の層厚みは、ほぼ同じになるようにした。つづいて、T−ダイに導いてシート状に成形した後、静電印加にて表面温度25℃に保たれたキャスティングドラム上で急冷固化し、キャストフィルムを得た。
得られたキャストフィルムを、75℃に設定したロール群で加熱した後、延伸区間長100mmの間で、フィルム両面からラジエーションヒーターにより急速加熱しながら、縦方向に3.3倍延伸し、その後一旦冷却した。つづいて、この一軸延伸フィルムの両面に空気中でコロナ放電処理を施し、基材フィルムの濡れ張力を55mN/mとし、その処理面に(ガラス転移温度が18℃のポリエステル樹脂)/(ガラス転移温度が82℃のポリエステル樹脂)/平均粒径100nmのシリカ粒子からなる積層形成膜塗液を塗布し、透明・易滑・易接着層を形成した。
この一軸延伸フィルムをテンターに導き、100℃の熱風で予熱後、110℃の温度で横方向に3.5倍延伸した。延伸したフィルムは、そのまま、テンター内で240℃の熱風にて熱処理を行い、続いて同温度にて幅方向に7%の弛緩処理を施し、その後、室温まで徐冷後、巻き取った。得られたフィルムの厚みは、100μmであった。このフィルムの設計層厚みは、図1のとおりであり、スリット間隙を調整することにより、各層の層厚みを制御した。得られた結果を表1に示す。
(実施例2)
樹脂Aとして、固有粘度が0.67のポリエチレンナフタレート(PEN)を用いた以外は、実施例1と同様とした。得られたフィルムの厚みは、100μmであった。得られた結果を表1に示す。なお、実施例2の樹脂Aは、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100部とエチレングリコール60部を用いる以外は、実施例1の樹脂Aと同様に重合した。
(実施例3)
樹脂Aとして出光興産株式会社製のポリカーボネート樹脂(PC) タフロンLC1700を用い、樹脂Bとして住友化学株式会社製のポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA) スミペックLG2を用いた以外は、実施例1と同様とした。得られたフィルムの厚みは、100μmであった。得られた結果を表1に示す。
(実施例4)
151個のスリットを有する部材を別個に2個有する301層のフィードブロックを用い、設計層厚みを図2のように変更した以外は、実施例2と同様とした。得られたフィルムの厚みは、100μmであった。得られた結果を表1に示す。
(実施例5)
樹脂Aとして固有粘度が0.67のポリエチレンナフタレート(PEN)を用い、樹脂Bとして住友化学株式会社製のポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA) スミペックLG2を用いた以外は、実施例4と同様とした。得られたフィルムの厚みは、100μmであった。得られた結果を表1に示す。
(実施例6〜8)
設計層厚みが図3〜図5になるようにフィードブロックのスリット形状等を変更し、厚みを調整した以外は、実施例1と同様とした。得られた結果を表1に示す。
(比較例1〜2)
設計層厚みが図6〜図7になるようにフィードブロックのスリット形状等を変更し、厚みを調整した以外は、実施例1と同様とした。得られた結果を表2に示す。
(比較例3)
比較例1にて得られた積層フィルムの片面(層番号1番側)に、スクリーン印刷にて黒色の架橋性インキ層を形成した後、バインダー層を形成した。印刷条件は以下の通り。架橋性インキ層の厚みは5μmであった
<黒色の架橋性インキ層>
着色顔料:三菱化学(株)製 カーボンブラック MA100 8重量部
ポリエステルポリオール樹脂:東洋紡(株)製 バイロン200 25重量部
溶剤:シクロヘキサン 35重量部
架橋剤:イソシアネート系架橋剤 日本ポリウレタン工業(株)製 コロネート2096 10重量部
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:80℃×10分(ボックス乾燥)
塗布回数:1回
<バインダー>
バインダー:帝国インキ製造株式会社製 IMB−003
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:90℃×60分(ボックス乾燥)
次に、この架橋性インキ層およびバインダー層を形成したフィルムを、所定の寸法にカットし、金型にセットして、以下の条件でインサート成形した。得られた成形体は、ゲート部にWashOutと呼ばれる変色が見られた。変色部について、フィルムの断面観察をしたところ、図8のような層の折れ曲がり変形が認められた。また、高さ0.5mm程度のそりが発生していた。
型締圧力:60ton
金型温度:60℃
成形樹脂:住友ダウ株式会社製 PC/ABSアロイ SDポリカ IM6011
成形樹脂温度:260℃
射出速度:50mm/s
成形品寸法(L×W×H):60×60×3 mm
ゲート:φ2mmピンゲート。
(実施例9)
実施例1にて得られた積層フィルムの片面(層番号1番側)に、スクリーン印刷にて黒色の架橋性インキ層を形成した後、バインダー層を形成した。印刷条件は以下の通り。架橋性インキ層の厚みは5μmであった
<黒色の架橋性インキ層>
着色顔料:三菱化学(株)製 カーボンブラック MA100 8重量部
ポリエステルポリオール樹脂:東洋紡(株)製 バイロン200 25重量部
溶剤:シクロヘキサン 35重量部
架橋剤:イソシアネート系架橋剤 日本ポリウレタン工業(株)製 コロネート2096 10重量部
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:80℃×10分(ボックス乾燥)
塗布回数:1回
<バインダー>
バインダー:帝国インキ製造株式会社製 IMB−003
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:90℃×60分(ボックス乾燥)
次に、この架橋性インキ層およびバインダー層を形成したフィルムを、所定の寸法にカットし、金型にセットして、以下の条件でインサート成形した。得られた成形体には、層の折れ曲がり変形は観察されず、ゲート部にWashOutと呼ばれる変色もなく、外観に優れるものであった。また、そりはほとんどなかった。
型締圧力:60ton
金型温度:60℃
成形樹脂:住友ダウ株式会社製 PC/ABSアロイ SDポリカ IM6011
成形樹脂温度:260℃
射出速度:50mm/s
成形品寸法(L×W×H):60×60×3 mm
ゲート:φ2mmピンゲート。
(比較例4)
比較例1にて得られた積層フィルムの片面(層番号1番側)に、スクリーン印刷にて黒色の架橋性インキ層を形成した後、バインダー層を形成した。印刷条件は以下の通り。架橋性インキ層の厚みは5μmであった。
<黒色の架橋性インキ層>
着色顔料:三菱化学(株)製 カーボンブラック MA100 8重量部
ポリエステルポリオール樹脂:東洋紡(株)製 バイロン200 25重量部
溶剤:シクロヘキサン 35重量部
架橋剤:イソシアネート系架橋剤 日本ポリウレタン工業(株)製 コロネート2096 10重量部
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:80℃×10分(ボックス乾燥)
塗布回数:1回
<バインダー>
バインダー:帝国インキ製造株式会社製 IMB−003
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:90℃×60分(ボックス乾燥)
次に、この架橋性インキ層およびバインダー層を形成したフィルムを、所定の寸法にカットし、金型にセットして、以下の条件でインサート成形した。得られた成形体には、ゲート部付近でフィルムの変色が観察されるとともに、インキ流れも観察された。インキ流れが見られた部位のフィルム断面を観察してみると、層数が減少しフィルム厚みが薄くなっているとともに、層の折れ曲がり変形も認められた。また、高さ0.6mm程度のそりが発生していた。
型締圧力:60ton
金型温度:80℃
成形樹脂:帝人化成株式会社製 ポリカーボネート L1225L
成形樹脂温度:295℃
射出速度:50mm/s
成形品寸法(L×W×H):60×60×3 mm
ゲート:φ2mmピンゲート。
(実施例10)
実施例1にて得られた積層フィルムの片面(層番号1番側)に、スクリーン印刷にて黒色の架橋性インキ層を形成した後、バインダー層を形成した。印刷条件は以下の通り。架橋性インキ層の厚みは20μmであった。
<黒色の架橋性インキ層>
着色顔料:三菱化学(株)製 カーボンブラック MA100 8重量部
ポリエステルポリオール樹脂:東洋紡(株)製 バイロン200 25重量部
溶剤:シクロヘキサン 35重量部
架橋剤:イソシアネート系架橋剤 日本ポリウレタン工業(株)製 コロネート2096 10重量部
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:80℃×10分(ボックス乾燥)
塗布回数:4回
<バインダー>
バインダー:帝国インキ製造株式会社製 IMB−003
スクリーンメッシュ:T−225
乾燥:90℃×60分(ボックス乾燥)
次に、この架橋性インキ層およびバインダー層を形成したフィルムを、所定の寸法にカットし、金型にセットして、以下の条件でインサート成形した。得られた成形体には、変色やインキ流れは認められず、外観に優れたものであった。また、そりはほとんどなかった。
型締圧力:60ton
金型温度:80℃
成形樹脂:帝人化成株式会社製 ポリカーボネート L1225L
成形樹脂温度:295℃
射出速度:50mm/s
成形品寸法(L×W×H):60×60×3 mm
ゲート:φ2mmピンゲート
本発明の用途は特に限定されないが、ミラー、金属調加飾材料、ディスプレイ用光学部材などに特に好適に用いることができるものである。

Claims (10)

  1. すくなくとも樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層を含んでなる積層数が200以上の積層フィルムであって、層厚みが10nm以上1000nm以下の樹脂Aからなる層を層群Lとし、この層群Lは層La、層Lb、層Lcを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lcの順に配置されており、層Laと層Lcの層厚みは等しく、層Laと層Lcの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含み、かつ層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上もしくは0.7倍以下であることを特徴とする積層フィルム。
  2. 層群Lは層La、層Lb、層Lc、層Ldを有しており、一方の表面から他方の表面にむけて層La、層Lb、層Lc、層Ldの順に配置されており、層Lbと層Ldの層厚みは等しく、かつ層Lbと層Ldの間には少なくとも30層以上樹脂Aからなる層を含んでなることを特徴とする請求項1に記載の積層フィルム。
  3. 層Laと層Lbの間に存在する層の厚みが、層Laから層Lbに向かうにつれ徐々に厚くなる、もしくは徐々に薄くなることを特徴とする請求項1または2に記載の積層フィルム。
  4. 樹脂Bからなる層Ma、層Mb、層Mcを有しており、層Laと層Maが隣接し、層Lbと層Mbが隣接し、層Lcと層Mcが隣接しており、層Laの層厚みは層Lbの層厚みの1.4倍以上かつ層Maの層厚みは層Mbの層厚みの1.4倍以上、または層Laの層厚みは層Lbの層厚みの0.7倍以下かつ層Maの層厚みは層Mbの層厚みの0.7倍以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに積層フィルム。
  5. 層Laと層Lcの間に存在する層を構成する樹脂は、樹脂Aまたは樹脂Bであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
  6. 層群L中の一方の表面にもっとも近い層と、他方の表面にもっとも近い層の間に含まれるすべての層が、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
  7. 反射率が30%以上である反射帯域の帯域幅が300nm以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の積層フィルム。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の積層フィルムの少なくとも片面に、厚み15μm以上80μm以下の架橋性インキ層を有することを特徴とする積層フィルム
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の積層フィルムを含んでなることを特徴とする成形体。
  10. 請求項1〜8のいずれかに記載の積層フィルムを含んでなることを特徴とする反射体。
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