JPWO2013122025A1 - 反射フィルム - Google Patents

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Abstract

本発明の反射フィルムは高い光沢感を維持し、反射光の高い指向性を得てディスプレイなどに反射板として用いた際に高輝度を得ることを目的とする。また、さらには、成型時に優れた成型性を発揮することを目的とする。本発明の反射フィルムは、樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)が、交互に200層以上積層された第1の部位と以下の(I)〜(III)の条件うち、少なくとも1つを満足する樹脂C からなる第2の部位が、厚み方向に積層配置されており、当該積層配置されたフィルムの第1の部位側から入射した光に対する波長400〜700nmの相対平均反射率が70%以上であり、正反射成分の反射率が、前記波長400〜700nmの相対平均反射率の10%以上である。(I)第2 の部位における空隙率が5%〜90%である(II)第2 の部位における無機粒子の含有量が、5質量%〜50質量%である(III)第2 の部位における有機粒子の含有量が、3質量%〜45質量%である

Description

本発明は、拡散反射成分が制御された反射フィルムに関する。
近年、照明光が、従来の蛍光管や白熱電球から低消費電力、長寿命、省スペースな特長を有するLED(Light Emitting Diode)へと大きく変化する流れにおいて、消費者の嗜好に合わせて、住宅照明、車載照明、携帯器具照明、看板照明、液晶ディスプレイ照明、イルミネーション照明等の照明デザインも多種多様性が求められるようになってきている。このような照明において、発光体からの光を無駄なく設計された指向方向に光を導くために、必要不可欠な材料として、反射部材がある。この反射部材は、照明設計により、平面形状、3次元曲面形状と種々の形態をとり、その反射性能においても、低消費電力の観点から高反射率化、照明デザインの観点から光の指向性の制御、さらには、低コストの観点から、照明器具のキャビティーの形状へ3次元形状追従する成形性が求められるようになってきた。
従来から知られる反射性能を兼ね備えたフィルムは、大きく分けて2種類存在する。一方は、入射した光の殆どを拡散反射する白色フィルム、他方は、入射した光の殆どを正反射する鏡面反射フィルムである。白色フィルムは、主にポリエステルフィルムの内部に、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機粒子を高濃度添加したものや、ポリエステルフィルム内部に気泡(空隙)を無数に設けた構造が知られている。(特許文献1〜2)なお、前者の白色フィルムは、粒子起因により裂けやすいため、成形性が悪く、後者の白色フィルムにおいては、成形性が良い半面、カール性、腰の弱さの観点から、表層には、高濃度の無機粒子が添加されている。他方、鏡面反射フィルムは、主に、銀、アルミなどの金属をフィルム表面に蒸着した金属蒸着フィルム、あるいは、屈折率の異なる樹脂を光学波長レベルで交互に1000層以上積層し、光干渉を利用した多層フィルムが知られている。(特許文献3〜4)
白色フィルムは、原理上、拡散反射が支配的であるため、強い正反射が求められる用途には、適当でない。その理由は、光拡散し過ぎてしまい照明デザインの設計上、輝度を必要とする箇所に光を導くことができず、光損失が大きく、照明デザイン性も劣ってしまうからである。従来から正反射性向上の対策として、表面の平坦化があるが、大きな改善効果には至ってはいない。一方、鏡面反射フィルムは、正反射が殆どであり、拡散性向上の対策として、表面の粗面化があるが、マット感(白っぽさ)がでやすく、質感としての光沢感が失われる問題がある。中でも、金属蒸着フィルムは、錆やクラックなどが問題で成形には不向きな問題があった。また、導光板や拡散素子等の光学的に厚い層と多層フィルムを隣接させて、光源から放たれた光を光学的に厚い層へ導き、高い反射率を提供する提案がなされているが、面に一様な光伝搬を目的とした導光板の設計であり、伝搬距離が長く、光吸収による光損失が起こる。面外に光を取り出すために、非常に煩雑な光学設計が必要とされる(特許文献5)。
特開2006−284689号公報(第2頁) 特開2005−125700号公報(第2項) 特開2002−117715号公報(第2頁) 特表平11−508702号公報 (第2頁) 特表2009−532720号公報(第2頁)
このように、従来の反射フィルムには、高い光沢感を維持しながら、容易に正反射性と拡散反射性の関係を大きく変化させるような反射光の指向性を制御するものは存在していなかった。すなわち、本発明は高い光沢感を維持し、反射光の高い指向性を得てディスプレイなどに反射板として用いた際に高輝度を得ることを目的とする。また、さらには、成型時に優れた成型性を発揮することを目的とする。
かかる課題を解決するために、本願発明は、次のような構成をとる。
(1)樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)が、交互に200層以上積層された第1の部位と以下の(I)〜(III)の条件のうち、少なくとも1つを満足する樹脂Cからなる第2の部位が、厚み方向に積層配置されており、当該積層配置されたフィルムの第1の部位側から入射した光に対する波長400〜700nmの相対平均反射率が70%以上であり、正反射成分の反射率が、前記波長400〜700nmの相対平均反射率の10%以上であることを特徴とする反射フィルム。
(I)第2の部位における空隙率が5%〜90%である
(II)第2の部位における無機粒子の含有量が、5質量%〜50質量%である
(III)第2の部位における有機粒子の含有量が、3質量%〜45質量%である
(2)2枚の反射フィルムにおいて前記第1の部位と第2の部位とが重ね合わさるように配置した際の60℃、24hr、荷重2MPaのエージング処理前後での第1の部位の表面粗さRaの変化率が、100%未満である(1)に記載の反射フィルム。
(3)前記積層配置される第1の部位と第2の部位との間に透明層が設けられてなり、当該透明層の屈折率が空気または、当該透明層と接する第1の部位と第2の部位のそれぞれの界面を形成する層の屈折率以下の屈折率であり、その厚みが0.5μm以上10μm以下となる透明接着層を含んでなる(1)〜(3)のいずれかに記載の反射フィルム。
(4)第1の部位側表面から入射した光の反射率が、第2の部位側表面から入射した光の反射率の値以上となる波長帯域が可視光線領域に存在する(1)〜(3)のいずれかに記載の反射フィルム。
(5)積層配置される界面における第1の部位の表面粗さが20nm以下であり、第2の部位の表面粗さが35nm以下である(1)〜(4)のいずれかに記載の反射フィルム。(6)前記第2の部位が、3層構造であり内層が拡散反射層であって表層厚みが5μm以上である(1)から(5)のいずれかに記載の反射フィルム。
(7)前記第1の部位の一方の最表層の厚みが5μm以上である(1)〜(6)のいずれかに記載の反射フィルム。
(8)前記樹脂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る(1)〜(7)のいずれかに記載の反射フィルム。
(9)前記樹脂Aまたは前記樹脂Bが、デカリン酸共重合ポリエステルである(1)〜(8)のいずれかに記載の反射フィルム。
(10)前記樹脂Cが、ポリエチレンテレフタレートおよび/または共重合ポリエチレンテレフタレートを含んでなる(1)〜(9)のいずれかに記載の反射フィルム。
(11)第1の部位の反射帯域400〜700nmの波長範囲における反射率が、第2の部位の反射帯域400〜700nmの波長範囲における反射率以上である第1の部位と第2の部位とを用いてなる(1)〜(10)のいずれかに記載の反射フィルム。
(12)明度L*(SCE)が、22以上70以下である(1)〜(11)のいずれかに記載の反射フィルム。
(13)光の入射角度が30度以上90度未満の条件で波長450nm±30nm、波長550nm±30nmのいずれかの波長範囲において、絶対反射率が95%以上である(1)〜(12)のいずれかに記載の反射フィルム。
(14)(1)〜(13)のいずれかの反射フィルムを用いた液晶ディスプレイ用反射板。
(15)LED光源、反射フィルム、導光板、光拡散シート、プリズムシートから構成されたLCDバックライトシステムであって、LED光源からの青色発光スペクトルの波長での光の入射角30度以上90度未満における絶対反射率が95%以上である(1)〜(13)のいずれかに記載の反射フィルムを用いたLCDバックライトシステム。
本発明は、光沢感が高く、光の正反射成分と拡散反射成分が制御された反射フィルムを提供することができる。また、干渉反射と拡散反射の相乗効果により、反射率や輝度が向上するとともに3次元成形が可能であり、種々の照明用途のキャビティーに用いることが可能である反射フィルムを提供する。特にLCDバックライトシステムに用いられる反射フィルムを提供する。
拡散反射成分が制御された反射フィルムの構成図 本発明に用いる第1の部位の製造方法の一例を説明する説明図であり、(a)は装置の概略正面図、(b)、(c)、(d)はそれぞれL−L’、M−M’、N−N’で切った樹脂流路の断面図である。 本発明に用いる第1の部位の層の並び順−層厚みの関係(層厚み分布)の例 本発明の反射フィルムを用いた照明装置の例 本発明の反射フィルムを用いたバックライトシステムの例 孔空き加工された本発明の反射フィルムの例 実施例9の反射フィルムの分光反射率曲線 比較例3の反射フィルムの分光反射率曲線 実施例9の反射フィルムを構成する第1の部位となる積層フィルムの角度可変の絶対反射率曲線
以下に、本発明について説明する。図1は、本発明に係る反射フィルムの構成の例を示している。本発明の反射フィルム3は、樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)が、交互に200層以上積層された第1の部位1と、以下の(I)〜(III)の条件のうち、少なくとも1つを満足する樹脂Cからなる第2の部位2が、厚み方向に積層配置されている。
(I)第2の部位における空隙率が5%〜90%である
(II)第2の部位における無機粒子の重量濃度が、5質量%〜50質量%である
(III)第2の部位における有機粒子の重量濃度が、3質量%〜45質量%である
本発明に好適に用いられる樹脂A,Bとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルペンテン−1)、ポリアセタールなどの鎖状ポリオレフィン、ノルボルネン類の開環メタセシス重合,付加重合,他のオレフィン類との付加共重合体である脂環族ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネートなどの生分解性ポリマー、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66などのポリアミド、アラミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリグルコール酸、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリルコポリマー、スチレン共重合ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボーネート、ポリプロピレンテレフタレート、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、ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどのポリエステル、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、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、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。この中で、押出成形が良く、強度・耐熱性・透明性および汎用性の観点から、特にポリエステルを用いることが好ましい。これらは、ホモポリマーでも共重合ポリマー、さらには混合物であってもよい。
このポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールを主たる構成成分とする単量体からの重合により得られるポリエステルが好ましい。ここで、芳香族ジカルボン酸として、例えば、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′-ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4′-ジフェニルスルホンジカルボン酸などを挙げることができる。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリン酸とそれらのエステル誘導体などが挙げられる。中でも高い屈折率を発現するテレフタル酸と2,6ナフタレンジカルボン酸が好ましい。これらの酸成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよく、さらには、ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸などを一部共重合してもよい。
また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリ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-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、イソソルベート、スピログリコールなどを挙げることができる。中でもエチレングリコールが好ましく用いられる。これらのジオール成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。
上記ポリエステルのうち、高い反射率を発現させるために、第1の部位に用いられる樹脂Aは、二軸延伸と熱処理により配向結晶化が付与できる観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンナフタレートが好ましく、汎用性と成形性の面から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が特に好ましい。配向結晶化は、屈折率の上昇を誘発し、高い耐熱性や腰の強さを付与できる。一方、第1の部位に用いられる樹脂Bは、層間剥離および、積層乱れによるフローマークなどの外観不良を抑える観点から、これらの共重合体を用いることが好ましい。さらに、第2の部位に用いられる樹脂Cは、汎用性、粒子に起因した空隙を形成しやすい観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、およびこれらの共重合体、さらにはアロイを用いることが好ましい。
樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)を交互に200層以上積層した積層フィルムは、本発明の反射フィルムを構成する第1の部位となる。これは、特許4552936号記載の積層装置を用いて製造することができる。但し、スリット板の間隙、長さは設計する層厚みに従って適宜変更する。すなわち、結果的に得られる積層フィルムの層厚み分布は異なることになり、一つ一つの層の厚み、およびその配列は当該文献に記載のものとは異なる。
本発明の反射フィルムは、図1記載の光源から第1の部位側から入射した光4に対して、正反射光5と拡散反射光6を足し合わせた波長400〜700nmの相対平均反射率が70%以上であり、第1の部位側から入射した光4に対する反射光のうち、正反射成分の反射率が、波長400〜700nmの相対平均反射率の10%以上であることが必要である。本発明では第1の部位側から光を入射する態様で用いられることが望ましいが、これは高い光沢感を維持する観点からである。もし第2の部位側から、光を入射したなら、波長400〜700nmの平均反射率が、第2の部位となる白色フィルムの拡散反射に依存してしまい、光沢感はなく、さらに、第1の部位による反射光を外部へ取りだすことが困難になり、第1の部位と第2の部位の反射率の相乗効果を奏しないためである。また、波長400〜700nmの相対平均反射率が70%未満であると、反射材料としては、光の損失が大きく、照明、LCDバックライト等の種々の照明用途において、輝度が低くなり、好ましくない。好ましくは、80%以上である。より好ましくは、90%である。さらに好ましくは、95%以上である。ここでの波長400〜700nmの相対平均反射率は、光の波長400nm〜700nmにおける平均反射率であり、酸化アルミニウムの標準板とした相対反射率である。これらは、公知の積分球を用いた分光光度計で測定することができる。
第1の部位側から入射した光に対する反射光のうち、正反射成分の反射率が、波長400〜700nmの相対平均反射率の10%以上であることが必要である。これは、従来の白色フィルムのみの表面反射では達成困難な領域であり、種々の照明デザインにおける光沢感および輝度の観点から必要である。より好ましくは、20%以上であり、さらに、光を有効利用し低消費電力に繋がる低光損失の観点から、好ましくは、40%以上である。上限については、99.9%を超えると、鏡面反射フィルムとなり、本願発明である拡散反射成分と正反射成分が制御された反射フィルムとはならない。つまり、拡散反射を全く起こさなくなる。この観点から、正反射成分の反射率は波長400〜700nmの相対平均反射率の98%以下であることがより好ましい。さらに、好ましくは93%以下である。正反射成分が低すぎると、光の相乗効果が発現しにくい観点から、40%以上が好ましい。
本発明における第2の部位について、説明する。図1(a)における第2の部位2は、樹脂Cからなる白色フィルムである。この白色フィルムは、以下の(I)〜(III)の少なくとも一つの条件を満たしていることが必要である。少なくとも1つの条件を満たしていなければ、拡散反射率が低く、反射フィルム3としての反射機能を満足しないためである。高い拡散反射率の観点から、2つ以上の条件を満たしていることがより好ましい。
(I)空隙率が5%〜90%である
(II)無機粒子の重量濃度が、5質量%〜50質量%である
(III)有機粒子の重量濃度が、3質量%〜45質量%である
本発明の第2の部位となる白色フィルムの内部に存在する空隙率とは、第2の部位となる白色フィルムの断面SEM(走査型電子顕微鏡)観察したときに確認される視野における第2の部位のフィルム領域に対するその内部の空隙領域の面積比に100を乗じた値である。従って、条件(I)を満足する層が、少なくとも1つは、存在しなければならない。ここでの空隙とは、種々の製造方法により形成されることができるものであり、白色フィルム内部に形成された孔のことである。
次に、第2の部位となる白色フィルムの内部に空隙を形成する方法について、詳しく述べる。例えば、発泡剤、または炭酸ガスを樹脂内部に含浸させることにより、シート内部に空隙を形成させる発泡押出法が挙げられる。結晶と非晶、およびポリマーアロイなどによるポリマー相分離後に形成された3次元網目構造を、良貧媒性の溶媒により、一方の相を溶解することにより、空隙を形成する溶媒抽出法、さらに、フィルムの延伸により相の界面に空隙を形成する界面剥離法がある。最も簡便な乾式プロセスかつ低コストな観点から、界面剥離法が好ましい。界面剥離法としては、一般に、結晶と非晶部、2つの異なる結晶型の相の界面を、延伸により開裂・剥離させる方法、さらにマトリックス樹脂中に非相溶樹脂粒子あるいは無機粒子を微分散させ、海島構造を形成し、溶融押出により、Tダイからシート状に押し出し、ドラム上に冷却固化し、次いで、延伸により粒子とマトリックス樹脂の界面を剥離させ、空隙を形成する方法がある。前者は、主に多結晶系で、ガラス点移転が低く、ラメラ構造の結晶サイズが大きいポリオレフィンで達成される手法である。例えば、ポリプロピレンのα晶とβ晶間の界面開裂・剥離などが一例である。一方、後者は、主に延伸可能な熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂に選定し、マトリックス樹脂に対して、非相溶性、または延伸時に高剛性な特長を有する有機粒子、あるいは無機粒子を選定することで、延伸時に粒子とマトリックス樹脂との界面に応力集中を起こすことより剥離を引き起こし、空隙を形成する手法である。本発明の第2の部位における空隙率は、5%未満であると空隙界面での光の反射回数が少なくなるために反射率が低くなる。また、90%以上であると、自己支持性がなくなるとともに、製造工程でのフィルム破れが多く発生する。空隙率は、30%〜80%であることが好ましい。より好ましくは、40%〜60%である。
本発明の第2の部位に用いることができる無機粒子とは、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化亜鉛、炭酸バリウム、チタン酸バリウム、塩化バリウム、水酸化バリウム、酸化バリウム、アルミナ、セリナイト、酸化珪素(シリカ)、炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、珪酸アルミニウム、マイカ、パールマイカ、ろう石クレー、焼成クレー、ベントナイト、タルク、カオリン、リン酸カルシウム、雲母チタン、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、その他の複合酸化物等を用いることができる。安価で高い反射率の白色フィルムを達成できる観点から、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムを用いることが好ましい。第2の部位の無機粒子の含有量が、5質量%未満であると反射率が低く、また、50質量%以上であると、製造工程でフィルム破れが頻発する。そのため、好ましくは、10質量%以上20質量%未満である。含有量とは、第2の部位を構成する樹脂Cにおける無機粒子の質量比率である。条件(II)を満足する層が少なくとも一つは存在することが好ましい。
第2の部位に用いることができる有機粒子とは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など特に制限されないが、粒子が含有されるマトリックス樹脂(樹脂C)がポリエステルの場合、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ(4−メチルペンテン−1)、ポリアセタールなどの鎖状ポリオレフィン、ノルボルネン類の開環メタセシス重合,付加重合,他のオレフィン類との付加共重合体である脂環族ポリオレフィン、ポリカーボーネート、ポリエーテルイミド、ポリイミド架橋ポリエチレン、架橋または無架橋のポリスチレン樹脂、架橋ないし無架橋アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の樹脂、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、フマール酸アミドなどの各種アミド化合物でできた粒子やアクリルビーズを挙げることができる。特に、高い反射率の白色フィルムを達成する観点から、ノルボルネンとエチレンの共重合体であるシクロオレフィンコポリマー、ポリ(4−メチルペンテン−1)などの有機粒子が好ましい。第2の部位の有機粒子の含有量は、3質量%未満であると空隙による界面の数が少ないため反射率が低く、また、45質量%以上であると、海島構造が形成されず、空隙が多くなるため製造工程でフィルム破れが発生する。好ましくは、10質量%〜30質量%である。
本発明の反射フィルムの第2の部位の厚みは、光の光路長における散乱回数と大きく関係するため、反射率と相関がある。従って、反射率を高くする観点から、10μm以上が好ましく、より好ましくは40μm以上である。使い勝手の良さから、その上限は、300μm以下である。
本発明の反射フィルムは、2枚の反射フィルムにおいて第1の部位の面と第2の部位とが重なり合うように配置した際の60℃、24hr、荷重2MPaの条件で緩和処理前後での第1の部位の表面粗さRaの変化率が、100%未満であることが好ましい。表面粗さの変化率が100%以上であると、第2の部位の凹凸の表面粗さが、第1の部位の表面に転写するため、正反射性が損なわれ、外観不良をもたらす。より好ましくは、50%未満である。ここでの表面粗さRaとは、中心線平均粗さのことである。
本発明の反射フィルムは、積層配置される第1の部位と第2の部位との間に透明層が設けられてなり、透明層の屈折率が空気または、透明層と接する第1の部位と第2の部位のそれぞれの界面を形成する層の屈折率以下の屈折率であり、その厚みが10μm以下となる透明層を含んでなることが好ましい。
すなわち、透明層は、図1(b)において、第1の部位の表面1−1と第2の部位の表面2−1が向かい合った関係にあり、その間に空気または、樹脂からなる透明層30が介在する。透明層の屈折率は、空気、第1の部位の表面1−1層と第2の部位の表面2−1層の屈折率以下であることが好ましい。
なぜなら本発明の反射フィルムを構成する第1の部位と第2の部位の単体の反射率以上とする反射率の相乗効果を誘発させるためである。本発明の反射フィルムを構成する第1の部位と第2の部位は、ポリエステル樹脂を主に利用した二軸延伸フィルムであるため、配向結晶化による屈折率は、ポリエチレンテレフタレートでは1.66、ポリエチレンナフタレートでは1.79の値が代表的である。透明層の屈折率が、第1の部位と第2の部位の透明層との界面を形成する層の屈折率より高いと、透明層は、自身の屈折率より低い屈折率の上下界面に覆われた光導波路の構成とみなされる。つまり、光が透明層内に閉じ籠もり、第2の部位で反射された光6が取り出せなくなるため、反射率が向上しない。透明層は好ましくは透明接着層で有り、さらに好ましくは汎用樹脂を利用したものである。この観点から透明層の屈折率はより好ましくは、屈折率は1.6以下である。低すぎると、光損失をするため、好ましくは1.5以上である。本発明の反射フィルムにおける第1の部位と第2の部位の間に存在する透明層の厚みは、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。10μm以下の厚さでは、拡散されたインコヒーレントな可視光の光は、閉じ籠もり難くなる。より好ましくは、5μm以下である。
透明層としては透明接着層が好ましい。好ましく用いられる透明接着層としては、ウェットやドライラミネート法による接着剤とホットメルトやテープラミネート法による粘着剤がある。ウェットやドライラミネート法とは、例えば、リバースコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、バーコート法、マイヤーバーコート法、ダイコート法、スプレーコート法などにより、第1の部位のフィルムと第2の部位のフィルムとを貼りあわせる際に、水や溶剤系の接着剤を塗布する方法である。接着剤としては、フェノール樹脂系接着剤、レゾルシノール樹脂系接着剤、フェノール−レゾルシノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤、ポリエステルウレタン樹脂系接着剤、ポリアロマチック系接着剤、ポリエステル系接着剤などの熱硬化性樹脂系接着剤;エチレン−不飽和カルボン酸共重合体などを用いた反応型接着剤;酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、塩化ビニル樹脂、ナイロン、シアノアクリレート樹脂等の熱可塑性樹脂系接着剤;クロロプレン系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、SBR系接着剤、天然ゴム系接着剤などのゴム系接着剤;メタクリル樹脂、光硬化型ポリクロロビフェニール、脂環エポキシ樹脂、光カチオン重合開始剤、アクリレート系樹脂(SI、F含有)、光ラジカル、重合開始剤、フッ素化ポリイミドなどを用いた光硬化性接着剤などが挙げられる。これらの樹脂は単一の高分子からなる場合であっても混合物であっても良い。本発明に用いる透明接着層は、耐熱性、成型時の追随性からポリエステル系樹脂接着剤が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、例えば、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などがある。また、ビスフェノールA、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等と混合して用いられることが好ましい。混合比は、ポリエステル系樹脂/エポキシ系樹脂(重量比)=50/50〜90/10が好ましい。このような混合比で用いることにより、ポリエステル樹脂単体に比べて、高い接着力が得られる。
また、テープラミネート法とは、フイルムやシート基材上の粘着剤を直接、第1の部位となる積層フィルムや第2の部位となる白色フィルムに貼り合わせる方法である。貼り合わせ後、芯となる基材は剥離除去されることとなる。粘着剤としてはアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリアルキルシリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤などが挙げられる。ホットメルト法とは、熱可塑性樹脂系粘着剤を熱により溶かして接着する方法である。熱可塑性樹脂としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂共重合体、ポリビニルアルコール共重合体、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、塩化ビニル樹脂、ナイロン、シアノアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、および、これら混合物や共重合体等などが挙げられる。中でも、熱圧着が容易なエチレン酢酸ビニル共重合体やポリビニルブチラールが好ましい。また、ホットメルト法による接合方法としては、押出ラミネート法や、フィルムインサート成形法などを用いることが可能である。
透明接着層に用いられる架橋剤としては、例えば、ヒドロキシル基やカルボキシル基を含むアクリル系樹脂を用いる場合、架橋剤としてポリエポキサイド化合物やポリイソシアネート化合物を用いることが好ましい。ポリエポキサイド化合物としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグロセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシングリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジクリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等を挙げることができる。また、ポリイソシアネート化合物としては、トルイレンジイソシアネート、2,4−トルイレンジイソシアネートダイマー、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス−(p−イソシアネートフェニル)チオホスファイト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。その他に、メラミン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メチロール化あるいはアルキロール化した尿素系、アクリルアミド系、ポリアミド系樹脂、各種シランカップリング剤、各種チタネート系カップリング剤などを用いることができる。
主剤がポリエステル系樹脂とエポキシ系樹脂の架橋剤としては、芳香族系イソシアネートや脂肪族系イソシアネートなどが好ましい。イソシアネートの添加量は、ポリエステル系樹脂とエポキシ樹脂の合計量100重量部に対して5〜15重量部であることが好ましい。
テープラミネート法では、透明接着層の厚みが厚いほど、第2の部位の表面の凹凸が第1の部位の表面に転写し難くなる観点から、1〜200μmが好ましい。接着層が厚すぎると、貼り合わせ後に、バリなどの欠点が発生しやく、薄過ぎると、粒子突起により転写しやすい観点から、より好ましくは、3〜50μm以下である。
透明接着層には各種の添加剤、例えば粘度調整剤、可塑剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、易滑剤、顔料、染料、有機または無機微粒子、充填剤、耐電防止剤、核剤、硬化剤などが配合されてもよい。
また、本発明では、第1の部位の一方の表面にハードコート層を形成していることが好ましい。ハードコート層を形成することにより、第2の部位の表面の凹凸が、第1の部位の表面に転写し難くなるためである。より好ましくは、両面にハードコート層を設けることが好ましい。
本発明に好ましく用いることができるハードコート層は、セラミックや光および熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。前者は、余り厚すぎると、成形時のひび割れなどに繋がるため、0.05〜10μmが好ましい。より好ましくは、2〜7μmである。セラミックスとして好ましいものは、透明金属または透明非金属酸化物であり、特に、アルミナ、SiOが、安価な観点から好ましい。これらは、スパッタなどの蒸着法等により、形成することができる。
硬化性樹脂としては、例えば、光硬化型としては、メタクリル樹脂、光硬化型ポリクロロビフェニール、脂環エポキシ樹脂、光カチオン重合開始剤、アクリレート系樹脂(SI、F含有)、光ラジカル、重合開始剤、フッ素化ポリイミドなどを用いることができる。また、熱硬化型としては、架橋剤が含まれたエポキシ、フェノール、ウレタン、アクリル、ポリエステル、ポリシラン、ポリシロキサン系などの如何なる樹脂であっても良い。膜を構成する樹脂は単一の高分子からなる場合であっても混合物であっても良い。
ハードコート層を形成する樹脂として好ましいものは、カールし難く、且つ基材との密着性が良いものが必要となり、低収縮のウレタンアクリレート、エポキシ化合物が挙げられる。ウレタンアクリレートとして具体的には、共栄社化学社製のAT−600、UA−1011、UF−8001、UF−8003等、日本合成化学社製のUV7550B、UV−7600B等、新中村化学社製のU−2PPA、UA−NDP等、ダイセルユーシービー社製のEbecryl−270、Ebecryl−284、Ebecryl−264、Ebecryl−9260等、或いは、エポキシ化合物として具体的には、ダイセル化学工業社製のEHPE3150、GT300、GT400、セロキサイド2021等、ナガセケムテック社製のEX−321、EX−411、EX−622等を挙げることができる。しかし、これに限定されない。また、より高硬度を達成できるウレタンアクリレートのうち、ウレタンアクリレート系オリゴマー、モノマーは、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られる。具体的には、共栄社化学社製のUA−306H、UA−306T、UA−306l等、日本合成化学社製のUV−1700B、UV−6300B、UV−7600B、UV−7605B、UV−7640B、UV−7650B等、新中村化学社製のU−4HA、U−6HA、UA−100H、U−6LPA、U−15HA、UA−32P、U−324A等、ダイセルユーシービー社製のEbecryl−1290、Ebecryl−1290K、Ebecryl−5129等、根上工業社製のUN−3220HA、UN−3220HB、UN−3220HC、UN−3220HS等を挙げることができる。しかし、これに限定されない。
前記ラジカル重合性化合物やカチオン重合性化合物は、それぞれ単体に用いても、2種類以上混合して用いても良い。
また、紫外線照射により架橋する樹脂を使用する場合は、光ラジカル重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−ヒドロキシケトン類、ベンジルメチルケタール類、α―アミノケトン類、ビスアシルフォスフィンオキサイド類等を単体或いは混合して用いる。具体的には、チバスペシャリティケミカルズ社製のIrgacure184、Irgacure651、Darocure1173、Irgacure907、Irgacure369、Irgacure819、DarocureTPO等を挙げることができる。光カチオン重合開始剤としては、紫外線照射でルイス酸等のカチオン重合触媒を生成するものであれば特に限定されない。例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルフォニウム塩等のオニウム塩を用いることができる。具体的には、アリールジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、アリールジアゾニウムヘキサフルオロフォスフェート、アリールジアゾニウムテトラフルオロボレート、ジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアリールヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、ジアリールヨードニウムテトラフルオロボレート、トリアリールスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリアリールスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェート、トリアリールスルフォニウムテトラフルオロボレート等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を混合しても良い。
光カチオン重合開始剤として具体的には、市販の光カチオン開始剤を使用してもよい。例えば、ユニオンカーバイド社製のUVI−6990、ダウケミカル日本社製のUVI−6992、ダイセルUCB社製のUvacure1591、旭電化社製のアデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−170、みどり化学社製のDPI−101、DPI−105、MPI−103、MPI−105、BBI−101、BBI−103、BBI−105、TPS−102、TPS−103、TPS−105、MDS−103、MDS−105、DTS−102、DTS−103、チバスペシャリティケミカルズ社製のIrgacure250等が挙げられる。
本発明のハードコート層に好ましく用いるイソシアネート類は、分子内に2個以上のイソシアネート基を有するもの、例えばジイソシアネート類には、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアソート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ジフェニルプロパンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、及びこれらの異性体、アルキル置換体、ハロゲン化物、ベンゼン環への水素添加物等が使用できる。さらに、3個のイソシアネート基を有するトリイソシアネート類、4個のイソシアネート基を有するテトライソシアネート類等を使用することもでき、これらを併用することもできる。これらのなかでは、耐熱性の観点から芳香族ポリイソシアネートが、着色防止の観点から脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートが、好ましい。市販のイソシアネートプレポリマーとしては、例えば、住化バイエルウレタン株式会社製のデスモジュールE3265、E4280、TPLS2010/1、E1160,E1240、E1361、E14、E15、E25、E2680、スミジュールE41、E22、旭化成工業株式会社製のデュラネートD−101、D−201等が挙げられる。
また、ブロック化イソシアネートを用いることもできる。ブロック化化合物は、所定の化合物とブロック剤との反応により生成し、ブロック剤由来の基により一時的に不活性化されている化合物であり、所定温度で加熱するとそのブロック剤由来の基が解離し、活性基を生成する。ブロック化イソシアネートとは、上記非ブロック化ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック化剤でブロック化したものであり、該ブロック化剤としては、フェノール、クレゾール、キシレノールなどのフェノール系;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタムなどのラクタム系;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコールなどのアルコール系;ホルムアミドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系などのブロック化剤を挙げることができる。なかでもフェノール系ブロック化剤が好適に使用される。
フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノール、ブチルフェノール、フェニルフェノール、ナフトール等の単官能フェノール類、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビフェノール、ナフタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルスルホン等の二官能フェノール類とその異性体及びハロゲン化物、ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノン、フロログルシン、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールAノボラック、ナフトールノボラック、レゾール等の多官能フェノール類等がある。
ブロック剤は、イソシアネート類のイソシアネート基1.0当量に対し、ブロック剤の活性水素が0.5〜3.0当量となるように用いることが好ましい。0.5当量未満であると、ブロックが不完全となり、高分子量エポキシ重合体がゲル化する可能性が高くなり、3.0当量を超えると、ブロック剤が過剰となり、形成したフィルムにブロック剤が残り、耐熱性や耐薬品性を低下させるおそれがある。
ブロック化イソシアネート化合物は市販のものであってもよく、例えば、スミジュールBL−3175、同BL−4165、同BL−1100、同BL−1265、同BL−3272、デスモジュールTPLS−2957、同TPLS−2062、同TPLS−2957、同TPLS−2078、同TPLS−2117、デスモサーム2170、デスモサーム2265(以上、住友バイエルウレタン社製、商品名)、コロネート2512、コロネート2513、コロネート2520(以上、日本ポリウレタン工業社製、商品名)、B−830、B−815、B−846、B−870、B−874、B−882(三井武田ケミカル社製、商品名)等が挙げられる。なお、スミジュールBL−3175、BL−4265はブロック剤としてメチルエチルオキシムを用いて得られるものであり、スミジュールBL−3272はブロック剤としてε−カプロラクタムを用いて得られるものである。
ブロック化イソシアネート化合物におけるブロック剤由来の基の解離温度は、感光性樹脂組成物を用いる電子部品の構成材料への影響、製造環境、工程条件、材料保管温度などの観点から120〜200℃であると好ましい。
アクリレート、ポリエステルポリオール、エポキシ重合体に対するイソシアネート類の配合量は、アルコール性水酸基当量1に対し、イソシアネート基当量0.1〜2の範囲であることが好ましい。0.1未満であると、架橋し難く、2を超えると、フィルム中にイソシアネート類が残り、耐熱性、耐薬品性を低下させるおそれがある。
本発明の透明接着層やハードコート層の塗工に用いる適当な有機溶剤としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチエングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を挙げることができ、また、これらの数種類を混合して用いても良い。これら溶剤は、組成物中に、組成物全体の95重量%までの量で存在できる。また、これら溶剤は、溶液を前記透明基材に塗布し乾燥させる際に実質的に除去される。さらに、好ましくは固形分に対して10重量%以下の2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の単官能モノマーを希釈剤として用いることができる。さらに、カチオン重合製化合物の希釈剤としては、ダイセル化学工業社製のセロキサイド3000、セロキサイド2000等を挙げることができる。
本発明の反射フィルムは、第1の部位側表面から入射した光の反射率が、第2の部位側表面から入射した光の反射率の値以上となる波長帯域が可視光線領域に存在することが好ましい。第1の部位側表面から入射した光の反射率が、第2の部位側表面から入射した光の反射率の値未満であると、正反射体である第1の部位と拡散反射体である第2の部位との機能統合による光の反射の相乗効果が得られていないことになる。光の反射の相乗効果とは、第1の部位単体の反射率R1、第2の部位単体の反射率R2より、反射フィルムの反射率Rが大きくなることである。次に、反射率の相乗効果の理論について説明する。多重反射を考慮しない場合、光の強度を1とすると、理論的な反射率は、以下の(1)式、または(2)式に従う。
R=R1+(1−R1)・R2 ・・・(1)式
R=R2+(1−R2)・R1 ・・・(2)式
すなわち、反射率の相乗効果とは、(1)または(2)式の右辺の第2項が、正の値をとることである。さらに、光の相乗効果について、分光反射率曲線を用いて説明する。実施例9の反射率の相乗効果を例に詳しく説明する。実施例9の反射フィルムを構成する第1の部位の分光反射率曲線40、第2の部位の分光反射率曲線41、第1の部位側から光を入射したときの実施例9の分光反射率曲線42を図7(a)に示す。第1の部位単体の反射率が高い領域である波長450〜550nm近傍で、実施例9の反射フィルムでは、反射率の相乗効果を確認できる。
また、図7(b)に実施例9の反射フィルムの第1の部位側から光を入射したときの分光反射率曲線42と第2の部位側から光を入射したときの分光反射率曲線43を示す。第2の部位側表面から光を入射したときは、第2の部位単体の反射率曲線41と同じ分光反射率曲線43を示しており、全ての波長にわたって反射率の相乗効果はみられない。一方、第1の部位側から光を入射したときは、第2の部位側から光を入射したときに比べて、波長450〜550nmの可視光領域の反射率が向上していることが確認できる。
一方、反射率の相乗効果が得られていない例として、比較例3の反射フィルムの分光反射率曲線44、第1の部位単体の分光反射率曲線45、及び第2の部位単体の分光反射率曲線46を図8に示す。反射フィルムの反射率は、構成している第2の部位となる白フィルムの反射率より低いことが分かる。
また、本発明では、積層配置される界面における第1の部位の表面粗さが20nm以下であり、第2の部位の表面粗さが35nm以下であることが好ましい。積層配置される界面における第1の部位の表面粗さが20nm以下とは、図1(b)で表された第2の部位と対向している表面1−1の表面粗さが20nm以下ということである。20nm以下であれば、平坦とみなせ、光の拡散に寄与しなくなる。より好ましくは10nm以下である。第2の部位の表面粗さは、35nm以下であることが好ましい。積層配置される界面における第2の部位の表面粗さとは、図1(b)の表面2−1の表面粗さのことである。表面粗さが35nm以下であると、第1の部位となる積層フィルムを透過してきた光が、第2の部位となる白色フィルムとの界面及び内部での反射の際、光を効率良く第1の部位の外へ取り出すことができるためである。その結果、第1の部位と第2の部位による反射率の相乗効果が得られる。界面が粗面であると、第2の部位における反射光が、第1の部位へ非常に広角な範囲で、侵入するため、第1の部位での反射による光の差し戻し効果が強くなり、透明接着層30や第2部位に光が戻り、反射フィルムの端面での光漏れや内部での光吸収による光損失が大きくなり、結果的に反射率が向上しない。
ここでの表面粗さとは、中心線平均粗さのことである。その達成方法は、第2の部位を少なくとも2層構造の積層フィルムとし、表層側には殆ど無機および有機粒子を存在させないことである。易滑層としての寄与が必要な場合は、最小限の無機粒子添加の量にとどめることが好ましく、粒子濃度は、層の総質量に対して0.1質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.05質量%以下である。最も好ましい達成方法としては、最表層の樹脂内部には、滑剤としての粒子添加は行わず、少量の粒子を含んだコーティングにより易滑性を付与することである。表面粗さが10nm以下では、ほぼ理想的な平坦であるため、好ましい。
さらに、図1(b)に記載の第2の部位のもう一方の表面2−2についても、平坦であることが好ましい。反射フィルムをロール状に巻き取る際には、第1の部位の積層フィルム表面1−2と接触する面である。白色フィルムである第2の部位の表面2−2の表面粗さが、35nm以下であれば、ほぼ表面が平坦であるため、第1の部位の表面1−2に殆ど凹凸は転写されず、外観の不良のない高い光沢感を兼ね備えた反射フィルムを得ることができる。より好ましくは22nm以下である。
第2の部位の両表面を平坦にするために、本発明の反射フィルムの第2の部位は、内層が拡散反射層である3層構造であることが好ましい。具体的には、(a)/(b)/(a)、もしくは(a)/(b)/(c)の3層積層構造をとり、(b)層が拡散反射層である。このような積層構造をとることにより、(b)層の拡散反射層に関係なく、(a)層または(c)層の表層を自由に設計できる。(a)、(c)層は易滑層であることが好ましい。コストなどの観点から、(a)/(b)/(a)の3層構造が好ましい。(a)または(c)層は、易滑表面が好ましいため、コーティング層であっても構わない。その厚みは、平坦性と易滑性を両立する観点から、0.1〜10μmが好ましい。
通常、第1の部位となる積層フィルムは、ナノレベルの層厚みが200層以上積層されたフィルムに起因して一般に柔らかいため、第2の部位となる白色フィルムの表面凹凸が転写されやすい。そのため、本発明の反射フィルムの第1の部位の最表層の厚みは、5μm以上であることが好ましい。表層厚みが5μm未満であると、積層乱れが起きやすく外観不良を伴うだけでなく、機械物性としての腰が弱く、柔軟なため、第2の部位の表面の凹凸が転写されやすい。より好ましくは、7μm以上である。さらに、好ましくは、10μm以上30μm以下である。
また、本発明の反射フィルムの第1の部位の樹脂Aまたは樹脂Bが、デカリン酸共重合ポリエステルであることが好ましい。デカリン酸成分は、樹脂Aまたは樹脂Bの主鎖骨格が、配向結晶化する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を用いる場合、カルボン酸成分として、ガラス転移点の低下を抑えつつ屈折率を低下させる観点から、2モル%〜50モル%の共重合量が好ましい。特に、デカリン酸共重合ポリエチレンナフタレートは、成形性の改善にも繋がるため、好ましい。
本発明の反射フィルムは、第1の部位の反射率が、第2の部位の反射率以上であることが好ましい。第1の部位の反射率とは、第1の部位となる積層フィルム単体での反射帯域400〜700nmの波長範囲における相対反射率のことであり、これが第2の部位となる白色フィルム単体での相対反射率を上回る反射波長が存在することである。第2の部位となる白色フィルムの反射率の方が相当に高い場合は、光の入射エネルギーの全体のうち、拡散反射成分が高くなり、光の差し戻り効果が強く作用し、光干渉反射と拡散反射の相乗効果が得られない。ある波長、もしくは波長400〜700nmの相対平均反射率で、第1の部位と第2の部位の単体での相対反射率の差が30%以上ある場合は、光の指し戻り効果が顕著である。
本発明の反射フィルムの明度L*(SCE)は、22以上70以下であることが好ましい。ここで、SCEとは、反射光を対象とした明度の測定の方式のことである。検出側に光トラップがあり、正反射光を除去して色を測る方法をSCE(正反射光除去)方式といい、光トラップがなく正反射光を除去せずに色を測る方法をSCI(正反射光込み)方式という。すなわち、明度L*(SCE)は、反射光の濁度レベルを表している。明度L*(SCE)が、22未満であると、鏡に近く、拡散性と正反射性を両立した存在にはならない。一方、明度L*(SCE)が70を越えると、正反射光に比べて圧倒的に拡散反射光が支配的となり、積層フィルムの表面が白っぽくなる。より好ましくは、明度L*(SCE)が30以上60以下である。
本発明の反射フィルムにおける第1の部位となる積層フィルムの作製過程について説明する。以下に、具体的な例として、図2を参照して積層構造を作製する過程について説明する。
図2に示す積層装置7は、3つのスリット板を有している。係る積層装置7によって得られる積層構造の層厚み分布の例を図3に示す。横軸に層の並び順18、縦軸に各層の厚み(nm)19をとると、積層構造は、図2に記載されたスリット板71によって形成された樹脂積層流による層厚みの傾斜構造11、図2に記載されたスリット板72によって形成された樹脂の積層流による層厚みの傾斜構造12、図2に記載されたスリット板73によって形成された樹脂の積層流による層厚みの傾斜構造13の3つの傾斜構造を有している。また、図3に示すように1つの傾斜構造は、他の何れかの傾斜構造と向きが反対であることが好ましい。さらに、樹脂流の不安定現象による発生するフローマークを抑える観点から、最表層には厚み1μm以上の厚膜層20を設けている。また、1つのスリット板から形成される傾斜構造は、熱可塑性樹脂Aの層厚み分布21と熱可塑性樹脂Bの層厚み分布22からなり、その積層比は、2台の押出機の熱可塑性樹脂Aおよび熱可塑性樹脂Bの押出量の比により容易に調整することができる。高い反射率および高い成形性の観点から、積層比は、0.5〜2.5が好ましい。各傾斜構造における層厚みの範囲は、可視光全域の光を強く反射させるために、平均層厚みが60nm〜170nmの層厚みの範囲となるように積層フィルムの厚みを調整して製膜を行う。
積層装置7を構成する各々のスリット板から流れ出た積層構造を有した樹脂流は、図2(b)に示したように積層装置の流出口11L、12L、13Lから流れ出て、次いで合流器8にて、図2(c)に示した11M、12M、13Mの断面形状で再配置される。次いで、接続管9内部にて、流路断面のフィルム幅方向の長さが拡幅されて口金7へ流入されて、さらにマニホールドにて拡幅されて口金10のリップから溶融状態でシート状に押し出されてキャスティングドラム上に冷却固化されて未延伸フィルムを得ることができる。ここで、口金内部での拡幅比である口金リップのフィルム幅方向長さ17を口金の流入口部でのフィルム幅方向の長さ15で割った値を5以下とすることにより、フィルム幅方向で反射率および反射帯域が均一な積層フィルムである反射材が得られる。より好ましくは、拡幅比は3以下である。次いで、必要により得られた未延伸フィルムを構成する樹脂のガラス転移点温度(Tg)以上の温度で延伸する方法で得ることもできる。この際の延伸の方法は、高い反射率、熱寸法安定性および大面積化の実現の観点から、公知の逐次2軸延伸法、もしくは同時二軸延伸法で2軸延伸を採用することが好ましい。公知の2軸延伸法とは、長手方向に延伸した後に幅方向に延伸する方法、幅方向に延伸した後に長手方向に延伸する方法で行えばよく、長手方向の延伸、幅方向の延伸を複数回組み合わせて行ってもよい。例えば、ポリエステルから構成された延伸フィルムの場合、延伸温度及び延伸倍率は適宜選択することができるが、通常のポリエステルフィルムの場合、延伸温度は80℃以上150℃以下であり、延伸倍率は2倍以上7倍以下が好ましい。樹脂A層は、逐次二軸延伸により配向結晶化させ、反射率が高くなるようにA層の面内屈折率の上昇を誘発する観点から、延伸温度は、90℃以上が好ましい。長手方向の延伸方法は、ロール間の周速度変化を利用して行う。また、幅方向の延伸方法は、公知のテンター法を利用する。すなわち、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。また、同時二軸延伸法としては、同時二軸テンターにて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。長手方向の延伸は、テンターのクリップ間の距離を広げることで、また、幅方向はクリップが走行するレールの間隔を広げることで達成される。本発明における延伸・熱処理を施すテンタークリップは、リニアモータ方式で駆動することが好ましい。その他、パンタグラフ方式、スクリュー方式などがあるが、中でもリニアモータ方式は、個々のクリップの自由度が高いため延伸倍率を自由に変更できる点で優れている。フィルムが通常のポリエステルの場合、延伸倍率、延伸温度および熱処理温度は、逐次二軸延伸の条件と類似している。
本発明においては、正反射率を高めるために、延伸工程で発生した樹脂Aにおける配向を維持し、消失させず、また樹脂Bを配向緩和処理する観点から、210℃以上230℃以下で熱処理することが好ましい。また、フィルムの熱寸法安定性を付与するために幅方向、もしくは長手方向に2〜10%程度の弛緩熱処理を施すことも好ましい。
一方、本発明の反射フィルムにおける第2の部位となる白色フィルムの作製過程について説明する。本発明にかかる白色フィルムの構成は、使用する用途や要求する特性により適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、少なくとも1層以上の構成を有する単層及び/又は2層以上の複合フィルムが好ましく、その少なくとも1層以上に空隙、無機粒子、有機粒子のいずれか1種以上を含有する。好ましい構成は、3層構造である。
次に、白色フィルムの製造方法のうち、界面剥離法により得られる白色フィルムについて説明する。特に好ましい3層構成の白色フィルム(ポリエステルフィルム)の製造方法について説明するが、この例に限定されるものではない。まず、無機粒子、または有機粒子となる粒子を含有したマスターペレットと、マトリックス樹脂としてポリエチレンテレフタレートのマスターペレットを準備する。これらを乾燥させて、L/D=42の二軸押出機により、270〜300℃で溶融混練し、3層ピノール(a)/(b)/(a)構造の拡散反射層となる(b)層へ供給する。
なお、無機粒子を用いる場合は、無機粒子として、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムが含有したポリエチレンテレフタレートのマスターペレットを準備する。有機粒子を用いる場合は、非相溶樹脂としてノルボルネン系のシクロオレフィンコポリマーを、相溶化剤としてポリエチレングリコール、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコール共重合物、およびシクロヘキサンジメタノールを30モル%共重合したポリエチレンテレフタレートのマスターペレットを準備する。
一方、無機および/又は有機粒子を易滑剤として添加されているポリエチレンテレフタレートを公知の単軸押出機により、混練し、3層ピノール(a)/(b)/(a)構造の易滑層となる(a)層へ供給する。次いで、ピノール内にて、(a)/(b)/(a)の3層構造を形成し、Tダイ口金へ導かれ、ダイリップからシート状に吐出される。この溶融状態の3層積層シートを、キャストドラムにて、静電印加をすることで密着させ、冷却固化し、未延伸フィルムを得る。該未延伸フィルムを80〜120℃に加熱したロール群に導き、長手方向に2.0〜5.0倍延伸し、次いで、このフィルムの両端をクリップで把持しながらテンターへ導き90〜140℃に加熱された雰囲気中で横方向に3.0〜5.0倍に延伸する。さらに、二軸延伸されたフィルムに平面性、寸法安定性を付与するために、テンター内で150〜230℃の熱固定を行い、均一に徐冷し、さらに、室温まで冷却した後、巻取機で巻き取り、本発明の反射フィルムの第2の部位となる白色フィルムを得る。
次に、本発明の第2の部位となり得る種々の公知の白色フィルムの例を示す。単層構成の白色フィルムとしては、ルミラー(登録商標)E20(東レ(株)製)、SY64、SY70(SKC製)、ホワイトレフスター(登録商標)WS−220(三井化学(株)製)などが挙げられ、2層構成の白色フィルムとしては、テトロン(登録商標)フィルムUXZ1、UXSP(帝人デュポンフィルム(株)製)、PLP230(三菱樹脂(株)製)などが挙げられ、3層構成の白色フィルムとしては、ルミラー(登録商標)E60L、E6SL、E6SR、E6SQ、E6Z、E80、E80A、E80B(東レ(株)製)、テトロン(登録商標)フィルムUX、UXH(帝人デュポンフィルム(株)製)などが挙げられる。また、これら以外の構成である白色シートの例として、OptIlon ACR3000、ACR3020(デュポン(株)製)、MCPET(登録商標)(古河電機工業(株)製)が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の反射フィルムの製造方法は、共押出による溶融押出法であって、第1の部位を形成するためのフィードブロックと第2の部位を第1の部位へ合流するための合流器を備えた反射フィルムの製造方法であることが好ましい。すなわち、本発明の反射フィルムは、積層フィルムと白色フィルムを後加工で貼り合わせて良いが、生産性、第1の部位と第2の部位の界面の平坦性を付与する観点から、共押出による一括成形が好ましい。一括成型を行うときは、積層フィルムの樹脂Aと樹脂Bのそれぞれに対応した押出機2台と、白色フィルムの樹脂Cに対応した押出機1台を必要とし、2層ピノールにより、1層目を積層フィルムを形成する樹脂流、2層目を白フィルムを形成する樹脂流とすることで、前記した公知の方法で、シート化でき、同じく、逐次二軸延伸により、フィルム化が可能である。
本発明の反射フィルムは、光の入射角度が30度以上90度未満の条件で波長450nm±30nm、波長550nm±30nmのいずれかの波長範囲において、絶対反射率が95%以上であることが好ましい。光の入射角度30度以上90度未満の範囲における絶対反射率のことであり、角度可変絶対反射率装置で測定することができる。絶対反射率は、波長450nm±30nm、波長550nm±30nmのいずれかの波長範囲における最大反射率を採用する。本発明の反射フィルムの光の入射角度に対する特性を実施例9の反射フィルムを構成する第1の部位となる積層フィルムの角度可変の絶対反射率の測定結果を用いて説明する。実施例9の反射フィルムを構成する積層フィルム単体での光の入射角度20度の絶対反射率曲線47の実線、40度の絶対反射率曲線48の破線、60度の絶対反射率曲線49の点線、一般的な白色LED照明光の強度分布50を図9に示す。このように入射角度により、波長シフトをし、反射率が増加する特徴をもつ。波長450±30nmにおいて、実施例9の反射フィルムは反射帯域を保持している。白色光源のLEDの青色の発光中心波長450nm対して、あらゆる角度の光の入射に対して高い反射率を奏している。
本発明の反射フィルムを用いた照明装置の例を図4に示す。図4(a)は、LED光源23が、平面上に配列しており、本発明の反射フィルム3で囲われた箱型の照明装置である。光の照射側には、透明拡散シートが配置されていてもよい。また、図4(b)は、反射フィルム3が放物線の形状をしており、LED光源23からの光を効率良く取り出せる光設計をした照明装置である。また、図4(c)は、複数のLED光源23が設置できるように成形された反射フィルム3の成形体であり、図4(b)同様に、個々のキャビティー内からLED23光源の光が取り出せ、それらが規則正しく配列したものである。
本発明の反射フィルム3を用いた液晶ディスプレイ用反射板であることが好ましい。図5に本発明の反射フィルムが液晶ディスプレイのバックライトに用いられた構成を示す。図5(a)は、従来型の直下型バックライトの反射板として用いられる構成を示している。一方、図5(b)は、LED光源を用いたサイドライト型バックライトの反射板として用いられる構成を示している。本発明を用いた反射フィルムは、LED光源を用いたサイドライト型バックライトの反射板として用いられることが好ましい。
本発明のLCDバックライトシステムは、LED光源23、反射フィルム3、導光板28、光拡散シート25、プリズムシート24から構成されたLCDバックライトシステムであって、LED光源からの青色発光スペクトルの波長での光の入射角30度以上90度未満における絶対反射率が95%以上である反射フィルムを用いていることを特徴とする。必要であれば、拡散板26を用いてもよい。図5(b)にその例を示す。LED光源の照明光は、一般に、青色発光スペクトルと、この輝線を励起光とした蛍光体による発光によってつくられる緑〜赤色のブロードな発光スペクトルからなる。青色発光スペクトルの波長は、波長450nm±30nmの範囲にあり、LED光源を用いたサイドライト型のLCDバックライトシステムでは、その波長の光が、導光板から入射角30度以上90度未満の角度の範囲で主に反射フィルムへ出射される。そのため、その光を効率よく前面へ反射することで、ディスプレイの輝度が向上する。青色発光スペクトルは、強度が強く、これを集中的に反射させることで、ディスプレイの黄色味問題も解決する。ディスプレイのバックライトシステムに用いられる導光板、拡散シート、光学接着剤などの光学部材は、青の光を吸収する材料が使われていることが多く、結果的にディスプレイの白が黄色味を帯びることがしばしば問題となっている。ディスプレイの輝度向上と黄色味改善の観点から、反射フィルムの光の入射角30度以上90度未満における絶対反射率が95%以上であることが好ましい。より好ましくは、97%以上である。
また、本発明のLCDバックライトシステムは、面内の色むらΔx、Δyが、それぞれ0.03以下であるLCDバックライトシステムであることが好ましい。x、yは、色度であり、Δx、Δyは、面内での色度むらを表し、測定領域内の最大値と最小値の差から求められる。その達成方法は、バックライトの光学設計次第であるが、反射フィルムの明度L*(SCE)が、15未満であると、正反射性が強すぎて、色むらを起こしやすい。そのため、適度な拡散性をもたせる観点から、反射フィルムの明度L*(SCE)22以上70以下であることが好ましい。
本発明の反射フィルムは、高い反射率と高い正反射性を兼ね備えた観点から、プロジェクター用反射スクリーンとして用いられることが好ましい。ここでのプロジェクターとは、スクリーン(表示部)に画像情報を拡大投射する装置のことであり、具体的には、光源からの光が液晶パネルを透過し、この液晶パネル上の画像を、レンズを用いてスクリーン上に拡大投影する液晶プロジェクターや、方式が異なるDLP(DIgItal LIght ProcessIng)プロジェクター、CRTプロジェクター、GLV(GratIng LIght Valve)プロジェクタ、LCOS(LIquId Crystal On SIlIcon)プロジェクターのことである。これらの光源には、水銀、メタルハライド、ハロゲン、蛍光ランプ、白色LEDランプ、RGBの3波長LEDランプなどが搭載されており、低消費電力の面で優れているLEDランプが好ましい。拡大投射する際に、焦点を合わせる必要がないなどの利便性の面から、レーザープロジェクターがより好ましい。
本発明の反射フィルムは、太陽電池用バックシートに用いられることが好ましい。シリコンセル下の太陽電池バックシートにより光を反射することで、太陽電池の温度上昇を抑えたり、光を再利用し、発電効率向上の観点から好ましい。また、太陽電池には、紫外線が有害であるため、バックシートとなる本発明の反射フィルムは、紫外線を吸収することが好ましい。紫外線を吸収する観点から、本発明の反射フィルムに用いられ熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンナフタレートを含んでなることが好ましい。また、無機粒子においては、紫外線を吸収する観点から、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウムなどの粒子が、添加されていることが好ましい。
本発明の反射フィルムは、第1の部位が、孔空き加工されていることが好ましい。図6に、一例を示す。第1の部位となる積層フィルムに、パンチング加工、レーザ加工などで複数の孔を、形成する。孔のサイズは、φ1μm〜1mm以下であり、隣接する孔子間距離は、1μm〜1mm以下が好ましい。また、孔の形状は、デザインなどにより、楕円、円、六角形、三角形などの多角形、その他、幾何学模様でも良い。また、単位面積当たりの開孔率は、10〜90%が好ましい。第1の部位と第2の部位の反射性能が加成則ではなく、相乗効果を発揮する観点からは、開孔率は、20〜60%であることが好ましい。
第1の部位と第2の部位の反射性能が、相乗効果が発現する機構について、説明する。孔空き加工がない場合、通常、第1の部位を通過した光は、第2の部位で拡散反射される。その際、全ての光が第1の部位の面の外へ取り出せる訳ではなく、一部の光は、第1の部位と第2の部位の間で、フィルム内部での吸収や端部での光漏れが起こり、光損失する。孔空き加工を行うことで、この光損失を抑え、効率良く、第1の部位の表面側の外へ光を導くことができるためである。
本発明の反射フィルムは、成形体として他の部材と複合し、賦形することができる。他の部材として樹脂部材を用いるときの成形法としてはインサートを用いることが望ましい。本発明の反射フィルムは、フィルムインサート成形に好適であるため、簡便に成形品が得られる。達成方法としては、デザイン印刷を施した反射フィルムをプラスチック成形の金型(mold)に挿入し、圧空成形、真空成形、真空圧空成形、超圧空成形などのプレ成形を行う。次いで、プレ成形品を射出成形機の金型にはめ込み、加熱流動化した成形材料(樹脂)を、その金型に流し込むことによって成形品が得られる。その他、金型を樹脂成形品と見立てて、デザインが印刷された反射フィルムを先の真空・圧空を利用した熱成形で樹脂成形品に加飾する三次元表面加飾技術であるTOM工法(布施真空株式会社のホームページ(http://www.fvf.co.jp/)参照)を利用することもできる。
物性値の評価法を記載する。
(物性値の評価法)
(1)第1の部位の層厚み、積層数、積層構造
反射フィルムの第1の部位となる積層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、透過型電子顕微鏡(TEM)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の条件でフィルムの断面を10000〜40000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。尚、場合によっては、コントラストを高く得るために、公知のRuOやOsOなどを使用した染色技術を用いた。
上記装置から得た約4万倍のTEM写真画像を、プリント倍率6.2万倍の処理で、画像を圧縮画像ファイル(JPEG)でパーソナルコンピューターに保存し、次に、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(Excel 2003)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)でデータ採用した後に、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、VBA(ビジュアル・ベーシック・フォア・アプリケーションズ)プログラムにより、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。得られた層厚みのうち、薄膜層は500nm以下の厚みの層とした。一方、500nmを越える層を厚膜層とした。
(2)第2の部位の層構成および空隙率の観察
フィルム幅方向中央部からサンプルを切り出し、第2の部位となる白色フィルムの厚み方向とフィルム幅方向(TD方向)の切削断面をミクロトームにて作製した。次いで、切り出し面を電界放出型走査型電子顕微鏡JSM−6700F((株)Jeol製)を用いて、倍率2000〜10000倍で、層構成、有機粒子、無機粒子の分散径、および空隙状況を観察した。
(3)波長400〜700nmの相対平均反射率の測定
反射フィルムのフィルム幅方向中央部から5cm四方のサンプルを切り出した。次いで、日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計(U−4100 Spectrophotomater)を用いて、入射角度φ=10度における相対反射率を測定した。付属の積分球の内壁は、硫酸バリウムであり、標準板は、酸化アルミニウムである。測定波長は、250nm〜1750nm、スリットは5nm(可視)/自動制御(赤外)とし、ゲインは2と設定し、走査速度を600nm/分で測定した。次いで、波長範囲400〜700nmの平均反射率Raveを求めた。なお、光照射面を積層フィルム側とした。また、単色を呈する反射フィルムについては、波長範囲450〜550nmの相対平均反射率Raveについても求めた。
(4)絶対反射率の測定
i)正反射成分の反射率
上記(3)と同じ装置を用いて、付属の角度可変絶対反射率装置(20-60°)P/N134-0115(改)を設置することにより、角度可変絶対反射率の測定を行った。測定条件は、(3)項と同様とし、入射角度20°と反射角度20°におけるP波およびS波の波長区間250〜1750nmの絶対反射率測定を行った。なお、光源マスクサイズやサンプルサイズは装置マニュアルに従い変更した。P波とS波における波長区間400nm〜700nmにおける絶対平均反射率Rave(20°)[入射角度20°:400nm≦λ≦700nm]を求め、下記(1)式により、(3)項のRaveとの比を正反射成分の反射率とした。
正反射成分の反射率 = Rave(20°)/Rave ×100(%)・・・(1)
ii)角度可変の絶対反射率
上記i)項と同様にして、入射角度40度、60度の反射フィルムの絶対反射率を測定した。反射率は、各波長のP波とS波の反射率の平均値を採用した。本発明では、入射角度が30度以上90度未満の代表値として、60度の値を採用し、波長450±30nm、または波長550nm±30nmの波長範囲における絶対反射率の最大値を求めた。
iii)反射率の相乗効果
反射率の相乗効果については、反射フィルムの相対平均反射率が、反射フィルムを構成する第1の部位となる積層フィルム、及び第2の部位となる白色フィルムの相対平均反射率と比較して、その大小に基いて、以下の基準で評価した。金属調を呈するものは、波長400〜700nmの相対平均反射率を採用し、単色を呈するものは、波長450〜550nmの平均反射率を採用した。
○(良):積層フィルム単体、及び白フィルム単体より反射率が上回る。
△(可):積層フィルム単体、及び白フィルム単体と比べて、反射率が同等、もしくは2%以内の差で下回る。
×(不可):積層フィルム単体、及び白フィルム単体と比べて、反射率が2%超える差で下回る。
(5) 粒子濃度
ポリエステルを溶解し不活性粒子は溶解させない溶媒を選択し、不活性粒子をポリエステルから遠心分離し、粒子の全体重量に対する比率(重量%)をもって粒子濃度とした。
(6)表面粗さ
フィルム幅方向の中央部から、長手4.0×幅3.5cmの寸法に切り出したものをサンプルとし、第1の部位となる積層フィルム、および第2の部位となる白フィルムのそれぞれの表面粗さを測定した。表面粗さ(中心線平均粗さRa)は、小坂研究所製の3次元粗さ計SE−3AKを用いて測定した。測定条件を以下に示す。Z.magnIcatIon:20000、Y.drIve.pItch:10μm、X.magnIcatIon:200、X.drIve:100μm/s、X.mesure length:2000μm
(7)空隙率の測定
(2)項により得られた撮影倍率5000倍の画像をパソコン内部へ取り込んだ。次に、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、このファイルを開き、樹脂部と空隙部について、ソフト付属の2値化処理を自動で行った。
空隙率の求め方は、上記の2値化画像処理結果を用いて、樹脂部(マトリックス樹脂と有機粒子)と空隙部を区別し、空隙率を求める。すわなち、Count/Sizeダイアログボックスの測定メニューから、測定項目のうち、“Area(面積)”と“pre−Area(面積比)”を選択し、Countボタンを押し、自動測定を行った。なお、対象物は、空隙部とし、選別レンジは考慮しない。次いで、測定結果の統計に表示された合計の面積比を求めた。なお、画像解析が困難な場合は、得られた白色フィルムの比重を測定し、既知の粒子密度、ポリエステルの密度1.6として、計算した。
(8)外観
2枚の反射フィルムの第1の部位の面と第2の部位の面を合わせた状態における60℃、24hr、荷重2MPaのエージング処理前後での第1の部位の光沢度の変化率をもとに、以下の基準により評価した。変化率は、エージング前後の光沢度の差をエージング前の光沢度で除した値に100を乗じて求めた。
○(良):光沢度の低下率が5%未満
△(可):光沢度の低下率が5%以上10%未満
×(不可):光沢度の低下率が10%以上。
(9)成形性
金型の形状は、四角柱であり、型の凸高さは、底辺の1辺が10cm、高さ5cmとした。バイエル・ニーブリング社製HDVF超高圧成形機SAMK400(代理店ミノグループ)を用いて、成形テストを行った。成形条件は、フィルム温度で220℃、圧力10MPa、金温度70℃とした。成形性の評価は以下の基準で判断した。
○(良):成形後、しわ・フィルム破れなく色目も変化なし
△(可):成形後、しわ、または色目の変化、少しあり
×(不可):成形後、しわ、フィルム破れ・ひび、色変化あり。
(10)表面粗さRaの変化率(%)
2枚の拡散反射成分が制御された反射フィルムの第1の部位の面と第2の部位の面を合わせた状態における60℃、24hr、荷重2MPaのエージング処理前後において、(6)項に従い、測定したRaの差を、エージング前のRaで除し、100を乗じることにより、その変化率を求めた。
(11)光沢度計
デジタル変角光沢度計UGV−5D(スガ試験機製)を用いて、60°の入射角・反射角における光沢度を測定した。なお、本発明の反射フィルムにおける第1の部位の表面は、高光沢であるため、1/10減光フィルタを設置し、測定を行った。照射側面が、第1の部位の面とした。JIS K7105に準拠。
(12)測色値(明度L*(SCE))
反射フィルムの幅方向中央部から5cm×5cmで切り出し、コニカミノルタ(株)製CM−3600dを用いて、測定径φ8mmのターゲットマスク(CM−A106)条件下で、正反射光を除去したSCE方式および正反射光を含めたSCI方式でそれぞれ、明度L*値を測定し、n数5の平均値を求めた。なお、白色校正板、およびゼロ校正ボックスは下記のものを用いて校正を行った。なお、測色値の計算に用いる光源はD65を選択した。白色校正板 :CM−A103
ゼロ校正ボックス:CM−A104。
(13)輝度測定
図5の(b)の構成の拡散板26を拡散シートに変更し、プリズムシートの上になるように配置して、輝度測定を実施した。具体的には、サンプルとなる反射フィルム幅方向中央部の位置から長手方向158mm×幅方向203mmサイズで切り出した。次いで、評価用9.7インチのエッジライト型バックライトユニット(アップル社製iPad2)を利用し、内蔵の反射フィルムを本発明の反射フィルムに置きかえて評価を行った。60分間点灯して光源を安定させたのちに、EYESCALE−3((株)アイ・システムを用い、付属のCCDカメラをバックライト表面から45cmの地点にバックライト面に対して正面となるように設置し、GAIN3、SPEED 1/100の条件で面全体の正面輝度(cd/m)を測定した。測定個所は、発光面を40×30マスに分割し、中央部の10×10マス領域において、最大となる輝度値を採用した。輝度向上率は、測定した最大の正面輝度をブランク状態の正面輝度の最大値で割り、100を乗じることにより求めた。
また、輝度向上率は、次の方法により求めた。評価する反射フィルムを構成する第2の部位となる白フィルムの輝度を基準とした輝度の比率として求めた。評価は、以下のとおりである。ここでのブランク状態とは、反射フィルムを構成する第2の部位となる白フィルム単体を前記のバックライトユニットに用いたときの輝度である。
○(良):輝度向上
△(可):輝度同等
×(不可):輝度低下。
(14)バックライトシステムの面内色むら
(13)項で用いたEYESCALE−3((株)アイ・システムにより、x、y値も輝度と同時にデータを採取した。中央部の10×10マス領域において、色度x、y、それぞれの最大値と最小値の差をΔx、Δyとして、求めた。
(15)透明接着層の屈折率
透明接着層の屈折率は、JIS K7142(1996)A法に従って測定した。透明接着層は、予め各実施例において、第1の部位となる積層フィルムと第2の部位となる白フィルムを貼り合わせる条件と同じ条件で、透明接着層を100μm厚みのポリエステルフィルム上にメタバーで塗布後、硬化処理することにより、固化させた透明接着層を2cm四方のサンプルサイズに切り出した。これをアッべの屈折率計(アタゴ社製NAR−4T)にて、その屈折率を評価した。
(熱可塑性樹脂)
樹脂Aとして、以下のものを準備した。
(樹脂A−1)テレフタル酸ジメチル100重量部、エチレングリコール60重量部の混合物に、テレフタル酸ジメチル量に対して酢酸マグネシウム0.09重量部、三酸化アンチモン0.03重量部を添加して、常法により加熱昇温してエステル交換反応を行う。次いで、該エステル交換反応生成物に、テレフタル酸ジメチル量に対して、リン酸85%水溶液0.020重量部を添加した後、重縮合反応層に移行する。さらに、加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1mmHgの減圧下、290℃で常法により重縮合反応を行い、IV=0.61のポリエチレンテレフタレートを得た。
(樹脂A−2)
IV=0.57のナフタレン2,6-ジカルボン酸ジメチルエステル(NDC)とエチレングリコール(EG)を常法により重縮合して得らえたIV=0.43のポリエチレンナフタレート。
(樹脂A―3)
IV=0.73 スピログリコール(SPG 10モル%)を共重合したポリエチレンナフタレート。
(樹脂A−4)
IV=0.58のデカリン酸成分を5モル%共重合したポリエチレンナフタレート。
一方、樹脂Bとしては、以下のものを準備した。
(樹脂B−1)IV=0.72シクロヘキサンジメタノール(CHDM 30モル%)を共重合したポリエチレンテレフタレート。
(樹脂B−2)樹脂A−1と樹脂B−1を1:3で混合した共重合ポリエチレンテレフタレート。
(樹脂B−3)IV=0.73 スピログリコール(SPG 30モル%)、シクロヘキサンジカルボン酸(CHDA 20モル%)を共重合したポリエチレンテレフタレート。(樹脂B−4)IV=0.63 テレフタル酸(TPA 50モル%)を共重合したポリエチレンナフタレート。
(樹脂B−4)IV=0.63 デカリン酸(2,6-デカヒドロナフタレンジカルボン酸ジメチル)成分10モル%、シクロヘキサンジカルボン酸成分20モル%、スピログリコール成分20モル%を共重合したポリエチレンテレフタレート。
(樹脂B−5) IV=0.64 イソフタル酸成分17モル%共重合したポリエチレンテレフタレート。
易接着層として、以下のものを準備した。
(易接着I)
粒径80nmのコロイダルシリカ5重量部に対して、下記組成のアクリル・ウレタン共重合樹脂および架橋剤125重量部の水系塗剤
「組成」
アクリル・ウレタン共重合樹脂(A):アクリル・ウレタン共重合樹脂アニオン性水分散体(山南合成化学製“サンナロン”WG−353(試作品))。アクリル樹脂成分/ウレタン樹脂成分(ポリカーボネート系)の固形分重量比が12/23、トリエチルアミンを2重量部用いて水分散体化。
オキサゾリン化合物(B):
オキサゾリン含有ポリマー水系分散体
カルボジイミド化合物(C):
カルボジイミド水系架橋剤
ポリチオフェン樹脂(D):
ポリエチレンジオキシチオフェン
固形分重量比:
(A)/(B)/(C)/(D)=100重量部/30重量部/30重量部/8重量部。
透明接着層として以下のものを準備した。
(透明接着層)
第1の部位と第2の部位を貼り合わせるための透明接着層の材料として以下のウエットコーティング法により接着剤(I)、(IV)〜(VI)を用いて透明接着層を形成したものとドライラミネート法により粘着剤(II)、(III)を用いて透明接着層を形成したものを用いた。なお、接着剤(IV)〜(VI)について、ラミネート後、80℃・2分間の条件でエージング処理し、その後、接着剤(V)と(VI)については、600mJ/cmの条件で紫外線照射を行い、硬化させた。なお、塗布厚み3〜20μmにより用いるメタバーを#6〜40まで変更させた。
(I)ウエットコーティング法に用いる接着剤
ポリエステル樹脂/エポキシ樹脂(A)
=70/30混合溶液(AD76P1東洋モートン株式会社製)100重量部
イソシアネート(B) (CAT10 東洋モートン株式会社製)10重量部
溶剤(トルエン/メチルエチルケトン=1/1(重量比)混合溶媒)にて、固形分率が32重量%となるように溶解し、調整した。これを用いて透明接着層(I)を作製した。
屈折率は1.55であった。
(II)ドライラミネート法に用いる粘着剤(OCA)
巴川製紙製アクリル系粘着剤TD06Aを用いた。これを厚み25μmとなるようにドライラミネートし透明接着層(II)を作製した。屈折率は1.5であった。
(III)ドライラミネート法における粘着剤(OCA)
綜研化学社製光学粘着剤SK−1478を用いた。これを厚み25μmとなるようにドライラミネートし透明接着層(III)を作製した。
屈折率は1.48であった。
(IV)ウエットコーティング法に用いる接着剤
主剤A 高松油脂社製ポリエステル樹脂(ペスレジンS-180)
硬化剤B 住化バイエルウレタン社製イソシアネート(N3300)
溶剤C MEK
A/B/C=65/13/22の重量部の割合で上記溶剤を混合し、調整しこれを用いて透明接着層(IV)を作製した。屈折率は1.59であった。
(V)ウエットコーティング法における接着剤
主剤A 新中村化学社製アクリル(B100H)
硬化剤B BASF社製光開始剤(IR184)
溶剤C MEK
A/B/C=61/3/36の重量部の割合で上記溶剤を混合し、調整しこれを用いて透明接着層(V)を作製した。屈折率は1.53であった。
(VI)ウエットコーティング法における接着剤
主剤A 東亜合成社製アクリル(アロニックスM-215)
硬化剤B BASF社製光開始剤(IR184)
溶剤C MEK
A/B/C=59/3/38の重量部の割合で上記溶剤を混合し、調整し、これを用いて透明接着層(VI)を作製した。屈折率は1.5であった。
次に第2の部位となる白色フィルムとして、以下のものを準備した。
(白色フィルムA)
公知のL/D=45の二軸押押出機によるコンパウンドにより、平均粒径0.3μmのルチル型酸化チタン粒子を、(樹脂A−1)に50重量%含有させたポリエチレンテレフタレートのペレットをマスターペレット1とした。
次に、上記マスターペレット1を、さらに、数平均粒径0.3μmの粒子の酸化チタンの重量濃度が、15重量%となるように、希釈し、さらに、平均粒径4μmの凝集シリカ、0.08重量%となるようなポリエチレンテレフタレートのペレットをマスターペレット2とした。
上記マスターペレット2を、180℃で3時間乾燥し、ベント式二軸混練押出機に供給し、280℃で溶融した。そのポリマを、高精度濾過した後、T型ダイへ送り込み、ダイリップよりシート状にして押出した後、静電印加キャスト法を用意して30℃のキャスティングドラムに巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを長手方向に、85℃で3.3倍に延伸し、次いで幅方向に90〜100℃の温度で3.5倍に延伸した後に220℃の熱処理温度で熱固定し、幅方向に6%の弛緩処理を施して、厚さ50μmの白色フィルムAを得た。
(白色フィルムB)
マスターペレット1において、粒子の酸化チタンの含有量が、15質量%となるように希釈したポリエチレンテレフタレートのペレットを180℃で3時間乾燥し、ベント式二軸混練押出機1に供給し、280℃で溶融した(ポリマA)。さらに、もう一台の押出機2を用意し、数平均粒径2.5μmの凝集シリカを0.04質量%含有するポリエチレンテレフタレートのペレットを、マスターペレット3とし、180℃で3時間乾燥し、押出機に供給して280℃で溶融した(ポリマB)。この二つのポリマを、それぞれ高精度濾過した後、矩形積層部を備えた3層合流ブロックにて、拡散反射層となる基層部にポリマAを、両面表層部にポリマBがくるように積層し、T型ダイへ送り込み、ダイリップよりシート状にして押出した後、静電印加キャスト法を用意して30℃のキャスティングドラムに巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを長手方向に、85℃で3.3倍に延伸し、次いで幅方向に90〜100℃の温度で3.5倍に延伸した後に220℃の熱処理温度で熱固定し、幅方向に6%の弛緩処理を施して、厚さ60μmの3層積層構造の白色フィルムBを得た。表層厚みは、5μmであった。
(白色フィルムC)
公知のL/D=45の二軸押出機によるコンパウンドにより、ノルボルネン−エチレンコポリマー(シクロオレフィンコポリマー)20質量%、シクロヘキサンジメタノール30モル%含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート(樹脂B−1) 20質量%、ポリエチレンテレフタレート(樹脂A−1) 60質量%を、溶融混練により、有機粒子が含有したポリエステルのマスターペレット4を作製した。
上記マスターペレット4を150℃で3時間乾燥し、ベント式二軸混練押出機1に供給し、280℃で溶融した(ポリマA)。さらに、もう一台の押出機2を用意し、マスターペレット3を180℃で3時間乾燥し、押出機に供給して280℃で溶融した(ポリマB)。この二つのポリマを、それぞれ高精度濾過した後、矩形積層部を備えた3層合流ブロックにて、基層部にポリマAを、両面表層部にポリマBがくるように積層し、T型ダイへ送り込み、ダイリップよりシート状にして押出した後、静電印加キャスト法を用意して30℃のキャスティングドラムに巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを長手方向に、85℃で3.3倍に延伸し、次いで幅方向に90〜100℃の温度で3.5倍に延伸した後に220℃の熱処理温度で熱固定し、幅方向に6%の弛緩処理を施して、厚さ60μmの3層積層構造の白色フィルムCを得た。表層厚みは、5μmであった。
(白フィルムD)
公知のL/D=45の二軸押出機によるコンパウンドにより、ノルボルネン−エチレンコポリマー(シクロオレフィンコポリマー)12質量%、平均粒径0.6μmの硫酸バリウムを18質量%、イソフタル酸17モル%含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート(樹脂B−5)15質量%、ポリエチレンテレフタレート(樹脂A−1)55重量%を溶融混練により、有機と無機粒子が含有したポリエステルのマスターペレット5を作製した。このマスターペレット5を、基層部のポリマAとして用いた。マスターペレット3を表層部のポリマBとして用いた。
白フィルムCと基層部のポリマA以外は、同様にして、厚み150μmの3層積層構造の白色フィルムDを得た。表層厚みは平坦であり、その厚みは5μmであった。
(白フィルムE)
公知のL/D=45の二軸押出機によるコンパウンドにより、ノルボルネン−エチレンコポリマー(シクロオレフィンコポリマー)12質量%、平均粒径0.3μmの酸化チタンを18質量%、シクロヘキサンジメタノール30モル%含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート(樹脂B−1)9質量%、ポリエチレンテレフタレート(樹脂A−1)58質量%、相溶化剤3質量%を添加し、溶融混練により有機と無機粒子を含有したポリエステルのマスターペレット6を作製した。このマスターペレット6をポリマAとして基層部に用いた。
また、平均粒径0.6μmの硫酸バリウムを12質量%、イソフタル酸17モル%含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート(樹脂B−5)20質量%、ポリエチレンテレフタレート(樹脂A−1)68質量%のペレットを、溶融混練によりマスターペレット7を作製した。このマスターペレット7をポリマBとして、表層部に用いた。
基層部のポリマA、表層部のポリマB以外は、白フィルムCと同様にして、厚み150μmの3層積層構造の白色フィルムEを得た。表層厚みは5μmであった。
(白フィルムF)
白フィルムDの有機と無機粒子を含有したポリエステルのマスターペレット5と同様のものを用いて、ポリマAとして、基層部に用いた。
また、平均粒径4μmの凝集シリカを2.4質量%、イソフタル酸17モル%含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート(樹脂B−5)50質量%、ポリエチレンテレフタレート(樹脂A−1)47.6質量%のペレットを、溶融混練により、マスターペレット8を作製した。このマスターペレットをポリマBとして、表層部に用いた。
基層部のポリマA、表層部のポリマB以外は、白フィルムCと同様にして、厚み150μmの3層積層構造の白色フィルムEを得た。表層厚みは5μmであった。
各種、A〜Fの白色フィルムの評価結果を表1−1に示す。
なお、各実施例、比較例で用いた樹脂は表1−2〜1−4に記載の通りの組み合わせとした。
[実施例1]
(第1の部位となる積層フィルムの製膜)
樹脂A−2を180℃、3時間の真空乾燥後、一方、樹脂B−3を100℃の窒素下の乾燥後、それぞれ閉鎖系の搬送ラインにて、2台の二軸押出機に投入し、それぞれ290℃と280℃の押出温度で溶融させて、混練した。なお、ホッパー下部には、窒素パージを行った。次いで、2つのベント孔で、その真空圧を0.1kPa以下で真空ベントにより、オリゴマーや不純物などの異物を除去した。また、二軸押出機への供給原料とスクリュー回転数の比であるQ/Nsを、それぞれ、2と1.5に設定した。それぞれ、濾過精度6μmのFSSタイプのリーフディスクフィルタを10枚介した後、ギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1/1になるように計量しながら、特許4552936号記載の積層装置と同じ方法で801層積層装置にて合流させて、厚み方向に交互に801層積層された積層体とした。但し、層厚み分布は、特開2011−129110公報〔0034〕〜〔0036〕に記載した、A層、B層それぞれについて、図3に記した3つの傾斜構造を有する積層体とし、最表層を厚膜層とした。一つの傾斜構造には、A層とB層が交互に267層積層されており、積層フィルムの両表面近傍が、最も層厚みが薄くなるように、3つの傾斜構造を配置する設計とした。また、3つの傾斜構造において、A層、もしくはB層の傾斜構造の薄膜層の設計において、最大層厚み/最小厚みの比である傾斜度を2.8とするスリット設計を採用した。次いで、該積層体をTダイに供給し、シート状に成形した後、ワイヤーで8kVの静電印可電圧をかけながら、表面温度が25℃に保たれたキャスティングドラム上で急冷固化し、未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを、縦延伸機で145℃、フイルム長手方向に3.2倍の延伸を行い、コロナ処理を施し、#4のメタバーで易接着層Iを片面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き150℃、フイルム幅方向に3.4倍横延伸した後、次いで240℃の熱処理を施し、150℃で約3%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、厚み100μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、3つの傾斜構造を含んでおり、薄膜層について、表層側から267層番目まで、A層およびB層とも表層側から層厚みが単調増加していく傾斜構造を有していた。フィルム厚み方向中央部の残りの267層分についても、同様に傾斜構造を有していた。また、表層の厚膜層は、5μmであった。光沢感をもった第1の部位となる積層フィルムを得ることができた。分光光度計による相対反射率は、波長400〜700nmの範囲において均一であり、相対平均反射率が100%であり、金属調を呈する無色の銀白色であった。
(第2の部位となる白色フィルムとの貼り合わせ)
得られた第1の部位となる積層フィルムと、白色フィルムCを、ロールラミネーターを用いた貼り合わせを行った。透明接着層(I)を用いて、グラビアコーターにより、積層フィルムの非易接着面側に塗布し、ロールニップにより、白色フィルムと貼りあわせを行い、次いで、溶剤を乾燥除去するために、70℃の熱風オーブンの中を通過し、ロール上に巻き取られ、反射フィルムを得た。透明接着層の厚みは、4μmであり、得られた反射フィルムは、非常に可視光領域の反射率が高く、完全な鏡面であり、一方、波長400nm以下の紫外線領域においては、殆ど反射しないフィルムであった。得られたフィルムを、60℃の弛緩処理をしても、巻き芯と表層で、光沢度の変化もなく、積層フィルム側に凹凸は見られなかった。2枚貼り合わせたことにより、相対平均反射率が101%となり、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になった。表1−1、表1−2に特性を示した。
[実施例2]
樹脂A―2を樹脂A−3へ変更し、熱処理温度を、220℃に下げる以外は、実施例1と同様にして、反射フィルムを得た。得られたフィルムは、無色の鏡面であり、かつ成形性に優れた反射フィルムであった。積層フィルムの相対平均反射率は、98%であった。2枚貼り合わせたことにより、相対平均反射率が99%となり、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になっていた。
[実施例3]
実施例2の樹脂から樹脂A−1と樹脂B−1へ変更し、2台の二軸押出機に投入し、280℃で溶融させて、混練した。次いで、実施例1と同様にして、未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを、縦延伸機で95℃、フイルム長手方向に3.2倍の延伸を行い、コロナ処理を施し、#4のメタバーで易接着層Iを片面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き110℃、フイルム幅方向に3.5倍横延伸した後、次いで230℃の熱処理を施し、150℃で約3%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、厚み100μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、図3に記した3つの傾斜構造を含んでおり、薄膜層について、表層側から267層番目まで、A層およびB層とも表層側から層厚みが単調増加していく傾斜構造を有していた。フィルム厚み方向中央部の残りの267層分についても、同様に傾斜構造を有していた。また、表層の厚膜層は、5μmであった。光沢感をもった第1の部位となる積層フィルムを得ることができた。分光光度計による相対反射率は、波長400〜700nmの範囲において均一であり、相対平均反射率50%の金属調を呈する無色であった。さらに、実施例1と同様にして、反射フィルムを得た。2枚貼り合わせたことにより、相対平均反射率が、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になっていた。
[実施例4]
樹脂A−2と樹脂B−4を用いて実施例1と同様にして、未延伸フィルムを得た。次いで、縦延伸機をパスし、コロナ処理を施し、#4のメタバーで易接着層Iを片面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き150℃、フイルム幅方向に5倍横延伸した後、次いで160℃の熱処理を施し、150℃で約3%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、厚み100μmの一軸延伸配向の積層フィルムを得た。分光光度計による相対反射率は、波長400〜700nmの範囲において均一であり、相対平均反射率52%の金属調を呈する無色であった。さらに、実施例1と同様にして、反射フィルムを得た。2枚貼り合わせたことにより、平均反射率が、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になっていた。積層フィルムの異方性が強いため、成形性で不十分な点がみられた。
[実施例5]
表1−2の記載に従い、原料を変更する以外は、実施例3と同様にして、第1の部位となる厚み100μmの積層フィルムを得た。積層フィルムの相対平均反射率は、70%で波長400〜800nmにおいて均一な反射率をもつため金属調を呈する無色であった。さらに、第1の部位となる積層フィルムを、製膜後にパンチング加工により、φ300μm、空隙率35%、孔の間隔100μmの加工を行った。パンチング加工後の平均反射率は、45%であった。また、孔が空いているため、(II)ドライラミネート法による粘着剤(OCA)を用いて、白色フィルムと貼り合わせることによって反射フィルムを作製した。図6に示したデザイン性に優れ、かつ反射率の効率が高まったフィルムが得られた。2枚貼り合わせたことにより、相対平均反射率が、パンチング加工後の積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になっていた。
[実施例6〜7]
表1−2の記載に従い、原料を変更する以外は、実施例3と同様にして、第1の部位となる厚み100μmの積層フィルムを得た。実施例6の積層フィルムの相対平均反射率は、37%であり、実施例7の相対平均反射率は、70%であった。得られた反射フィルムは、実施例1と同様なラミネート方法で2枚貼り合わせたことにより、相対平均反射率が、それぞれ、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になっていた。また、実施例7は、白色フィルムに無機粒子を用いているため、成形性で不十分な点がみられた。
[比較例3]
表1−2の記載に従い、原料を変更する以外は、実施例6と同様にして、第1の部位となる厚み100μmの積層フィルムを得た。比較例3では、巻き取り後のエージング処理において、白色フィルムAの表面粗さが転写した。比較例3では、第1の部位となる積層フィルムと第2の部位となる積層フィルムの対向する界面が粗れているため、得られた反射フィルムは、2枚貼り合わせたことによる相対平均反射率の向上が、見られなかった。すなわち、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以下になっていた。図8に反射率の特性を示した。
[比較例1]
表1−2の記載に従い、原料を変更する以外は、実施例5と同様にして、第1の部位となる積層フィルムを得た。比較例1は、白色フィルムAを実施例5と同様にして、ラミネートを行った。巻き取り工程後、60℃の弛緩処理後、白色フィルムAの表面粗さが、反対面の積層フィルム側に転写してしまい、表面の光沢が、巻き芯部では、低減していた。第1の部位となる積層フィルムと第2の部位となる積層フィルムの界面が粗れているため、得られた反射フィルムは、2枚貼り合わせたことにより、平均反射率が、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以下になっていた。
[比較例2]
樹脂A−1と樹脂B−2の原料を用いて、実施例3と同様にして積層フィルムを作製し、これを反射フィルムとした。通常の透明フィルムに比べて光沢感はあるが、反射率が34%と低く、照明用途などの反射材としては、利用できるものではなかった。
[実施例9〜11]
(第1の部位となる積層フィルムの製膜)
表1−3の記載に従い、原料を変更する以外は、実施例1と同様にして、第1の部位となる厚み100μmの積層フィルムを得た。最表層部の厚みは、5μmであった。得られた積層フィルムは、波長400〜800nmに渡って均一に反射しており、その相対平均反射率は97%であり、金属調を呈するものであった。
(第2の部位となる白色フィルムとの貼り合わせ)
得られた第1の部位となる積層フィルムと貼り合わせる白色フィルムD、E,Fを、準備した。透明接着層(III)を積層フィルムの非易接着面側に貼り合わせて、ロールニップにより、白色フィルムと貼り合わせを行い、反射フィルムを得た。透明接着層の厚みは25μmであり、得られた反射フィルムは、非常に可視光領域の反射率が高く、完全な鏡面であった。一方、波長400nm以下の紫外線領域においては、殆ど反射しないフィルムであった。表面が平坦な白フィルムD、Eを用いて得られた反射フィルムを60℃の弛緩処理をしても、ロール巻き芯と表層で光沢度の変化もなく、積層フィルム側に凹凸は見られなかった。白色フィルムFを用いて得られた反射フィルムは、表面が、白フィルムの表面の凹凸が大きいため、特に2枚貼り合わせたことによる相対平均反射率の相乗効果が明確に確認できなかった。実施例9と実施例10については、反射率が98%以上となり、積層フィルムと白色フィルム個々の反射率以上になった。表1−1、表1−3にこれらの特性を示した。
[実施例12〜14]
表1−3の記載に従い、原料を変更し、801層積層装置から491層積層装置へ変更する以外は、実施例3と同様にして、第1の部位となる厚み52μmの積層フィルムを得た。最表層部の厚みは、5μmであった。積層フィルムの平均反射率は、59%であり、青緑から青に色付いた玉虫色の単色調であった。反射波長帯域は、波長450〜550nmである狭帯域な干渉反射フィルムであった。得られた積層フィルムの層厚み分布は、表層からフィルム厚み方向中央部に向かって層厚みが厚くなる傾斜構造が、表裏対象に2つ存在する傾斜構造からなるものであった。装置の傾斜度は、1.4とするスリット設計を採用した。
(第2の部位となる白色フィルムとの貼り合わせ)
得られた第1の部位となる積層フィルムと貼り合わせる白色フィルムD、E,Fを、準備し、実施例9〜11と同様にして、反射フィルムを得た。波長400〜700nmの相対平均反射率については、いずれの反射フィルムも元の白フィルムより低下しているが、波長450〜550mの反射帯域においては、反射率の相乗効果が見られる。表1−1、表1−3、図7にこれらの分光反射特性を示した。
[比較例5]
第1の部位となる積層フィルムの最表層の厚みを1μmとする以外は、実施例14と同様の方法で、積層フィルムを得た。次いで白フィルムFを貼り合わせて反射フィルムを得た。白フィルムFの表面の凹凸が大きいため、積層フィルム側に凹凸が転写し外観不良となり、かつその反射率の相乗効果も全く見られなかった。表1−1、表1−3にこれらの特性を示した。
[実施例15]
実施例5で得られた第1の部位となる積層フィルム(パンチング加工なし)の最表層厚みを1μmと変更し、表1−3に従って白フィルムDとの貼り合わせによる反射フィルムを得た。白フィルムDの表面が平坦であるため外観は特に問題なかった。が、白フィルムの相対平均反射率98%以下であり、反射率の相乗効果は得られなかった。表1−1、表1−3にこれらの特性を示した。
[実施例16]
積層フィルムの樹脂Aを、平均粒径0.6μmの凝集シリカ0.32重量%添加したポリエチレンテレフタレートとする以外は、実施例15と同様にして100μm厚みの積層フィルムを得た。実施例15の第1の部位の積層フィルムに比べて、マット感があり、平均反射率は68%と低く、その表面も粗いものであった。次いで、同様の方法にて、白色フィルムDと貼り合わせ反射フィルムを得た。白フィルムDの表面が平坦であるため外観は特に問題なかったが、白フィルムの相対平均反射率98%に比べて、95%と大幅に低下する結果となった。表1−1、表1−3に特性を示した。
[実施例17]
実施例6で得た第1の部位となる積層フィルムと白色フィルムDを貼り合わせて、反射フィルムを得た。白フィルムDの表面が平坦であるため外観は特に問題なかったが、白フィルムの相対平均反射率98%に比べて、第1の部位となる相対平均反射率が大きく低いために光の差し戻り効果が大きく、相対平均反射率は94%と大幅に低下する結果となった。表1−1、表1−3に特性を示した。
[比較例6〜7]
実施例9〜11、及び実施例12〜14に用いた第1の部位となる積層フィルムのみの反射フィルムは、それぞれ、平均反射率97%、59%であった。正反射性が強く、拡散性が全くない反射フィルムであった。表1−1、表1−3、図7に特性を示した。
[実施例18〜20]
ここでは、実施例9の第1の部位の積層フィルムと第2の部の白色フィルムDと同じフィルムを用いて、透明接着層(IV)を介して貼り合わせ、透明接着層(IV)の厚みよる反射率の相乗効果の検討を行った。実施例18〜20の相対平均反射率が98%以上であるため、反射率の相乗効果は全てに確認でき、特に透明接着層の厚みが3μmと薄い実施例18が、最も効果的であることが分かった。表1−1、表1−4に特性を示した。
[実施例21〜24]
ここでは、実施例12の第1の部位の積層フィルムと第2の部の白色フィルムDと同じフィルムを用いて、透明接着層(IV)〜(VI)または、空気を介して貼り合わせ、透明接着層の屈折率による反射率の相乗効果の検討を行った。屈折率が1.59の実施例23の反射フィルムが最も反射率の相乗効果が大きいことが分かった。第1の部位の積層フィルムは、単色調のため、本効果は、反射帯域である波長450〜550nmの相対平均反射率において、明瞭に確認できた。なお、実施例24では、透明層を空気としたため、透明接着剤を用いることなく、第1の部位と第2の部位を重ねて配置した反射フィルムとした。評価結果は、表1−1、表1−4に記載した。
[実施例25]
表1−4に記載の原料に変更する以外は、実施例12と同様にして第1の部位となる積層フィルムを得た。次いで、白色フィルムDと貼り合わせを実施した。外観、および反射率の相乗効果も確認でき、良好な反射フィルムであった。評価結果を表1−1、表1−4に記載した。
[実施例26]
表1−4に記載の原料に変更する以外は、実施例9と同様にして、第1の部位となる積層フィルムを得た。次いで、白色フィルムDと貼り合わせを実施した。外観、成形性および反射率の相乗効果も高く、良好な反射フィルムであった。評価結果は、表1−1、表1−4に記載した。
[実施例27]
実施例25と同じ原料を用いて、第1の部位の積層フィルムについては、実施例12と同様にして、樹脂A−1と樹脂B−5を、それぞれ、2台の二軸押出機に投入し、280℃で溶融させて、混練した。次いで、491層積層装置(フィードブロック)で交互積層され、491層の積層流として流路内部を流れ、ピール(合流器 2層複合α/β)のα層の流路へ送り込んだ。一方、第3の押出機を準備し、第2の部位となる白色フィルムDの基層部となるマスターペレット5を投入し、溶融させて、混練した。次いで、ピノールのβ層の流路へ送り込み、α層から第1の部位となる積層流とβ層から第2の部位となるポリマーアロイの樹脂流とをピノール内部で合流させて、溶融一体成形された状態で、口金リップからシート状に押し出され、未延伸フィルムを得た。
次いで、実施例3の製膜条件と同様にして、厚み202μmの反射フィルムを得た。
走査型電子顕微鏡で断面を確認したところ、第1の部位の最表層を5μmの厚膜層としたため、第1の部位側の積層界面は平坦であり、また、従来の透明接着層に相当する箇所が同一樹脂であるため、界面が存在しない構造であることを確認した。第2の部位での拡散反射が、先の後工程により設けられる透明接着層から漏れることを防止できているため、十分に反射率の相乗効果を確認することができた。また、成形性、外観とも問題なく良好な結果が得られた。表1−1、表1−4に特性を示した。
[実施例28〜実施例36、及び比較例8〜比較例13]
ここでは、主にLCDバックライトシステムの反射板としての性能をもつ白色フィルムD,E,Fを輝度の基準値として、本願発明である実施例9〜14、15〜17の反射フィルム、および比較例5〜7の反射フィルムを用いたときの輝度向上率を調べた。
評価するフィルムに反射率の相乗効果がある実施例28,29,31,32では、いずれも元とのなる第2の部位となる白フィルムの値を上回る輝度向上結果を得ていることが表1−5の結果から分かる。一方、反射フィルムとしても、平均反射率の性能に変化がない実施例30と実施例33では、輝度も殆ど変化しない結果となった。また、反射性能が低下する比較例8、実施例34、実施例35、実施例36では、白フィルムとの界面が平坦であるにも係わらず、元となる第2の部位の白フィルムに比べて反射率が十分に小さいため、反射率の相乗効果は発現せず、輝度も同じ傾向を示した。比較例9は、金属調の反射フィルムであるが、それ単体では白フィルム以下の輝度となった。また、比較例10の単色の反射フィルム、斜めからの反射色は、青色気味であり、LED光源からの入射角60度での光の入射角30〜60度における絶対反射率は95%以上であるが、単体では白フィルムに比べると輝度が低下するものであった。なお、輝度向上が確認された実施例28,29,31,32を用いたバックライトシステムの面内の色むらΔx、Δyは、全て0.03以下であり、十分に実用可能なLCDバックライトシステムを構築していた。
[比較例14]
実施例12の反射フィルムに用いられた第2の部位となる積層フィルムと同様にして、厚みのみ90μmと変更した積層フィルムを製膜した。この積層フィルムの反射帯域は、波長700nm〜900nmを反射する狭帯域干渉反射フィルムであった。次いで、同様にして白フィルムと貼り合わせて輝度評価を行った。光の入射角度30〜60度において、波長450±30nm範囲における反射フィルムの絶対反射率は、95%未満であった。また、輝度の向上は確認できず、また、ディスプレイの色目も色づいていて反射フィルムとしては利用できないものであった。
本発明の反射フィルムは、液晶ディスプレイのバックライト、電子掲示板、携帯電話やカメラのフラッシュ部、家電製品、自動車、ゲーム機などの照明部材の反射材、さらには、太陽電池のバックシートなどに利用することができる。
1:第1の部位(積層フィルム)
1−1:第2の部位と対向している第1の部位の表面
1−2:第1の部位のもう一方の表面(反射フィルムの表面)
2:第2の部位(白色フィルム)
2−1:第1の部位と対向している第2の部位の表面
2−2:第2の部位のもう一方の表面(反射フィルムの表面)
3:反射フィルム
4:光源からの光
5:正反射
6:拡散反射
7:積層装置
71:スリット板
72:スリット板
73:スリット板
8:合流器
9:接続管
10:口金
11:スリット板71によって形成された層厚みの傾斜構造
12:スリット板72によって形成された層厚みの傾斜構造
13:スリット板73によって形成された層厚みの傾斜構造
11L:スリット板71の流出口からの樹脂流路
12L:スリット板72の流出口からの樹脂流路
13L:スリット板73の流出口からの樹脂流路
11M:スリット板71の流出口に連通し、再合流器によって配置された樹脂流路
12M:スリット板72の流出口に連通し、合流器によって配置された樹脂流路
13M:スリット板73の流出口に連通し、合流器によって配置された樹脂流路
14 :樹脂流路の幅方向長さ
15 :口金の流入口部でのフィルム幅方向の長さ
16 :口金流入口部での流路の断面
17 :口金リップのフィルム幅方向長さ
18 :層の並び順
19 :層厚み
20 :厚膜層の厚みを示す点
21 :樹脂Aの層厚み分布
22 :樹脂Bの層厚み分布
23 :LED光源
24 :プリズムシート
25 :拡散シート
26 :拡散板
27 :蛍光管
28 :導光板
29 :パンチング孔加工による反射フィルムの例
30 :透明接着層(透明層)
40 :実施例9の反射フィルムを構成する第1の部位の分光反射率曲線
41 :実施例9の反射フィルムを構成する第2の部位の分光反射率曲線
42 :実施例9の反射フィルムの第1の部位側から光を入射したときの分光反射率曲線43 :実施例9の反射フィルムの第2の部位側から光を入射したときの分光反射率曲線44 :比較例3の反射フィルムの第1の部位側から光を入射したときの分光反射率曲線45 :比較例3の反射フィルムを構成する第1の部位単体の分光反射率曲線
46 :比較例3の反射フィルムを構成する第2の部位単体の分光反射率曲線
47 :実施例9の積層フィルム単体の入射角度20度の絶対反射率曲線
48 :実施例9の積層フィルム単体の入射角度40度の絶対反射率曲線
49 :実施例9の積層フィルム単体の入射角度60度の絶対反射率曲線
50 :一般的な白色LED照明光の強度分布(絶対反射率曲線)

Claims (15)

  1. 樹脂Aからなる層(A層)と樹脂Bからなる層(B層)が、交互に200層以上積層された第1の部位と以下の(I)〜(III)の条件うち、少なくとも1つを満足する樹脂Cからなる第2の部位が、厚み方向に積層配置されており、当該積層配置されたフィルムの第1の部位側から入射した光に対する波長400〜700nmの相対平均反射率が70%以上であり、正反射成分の反射率が、前記波長400〜700nmの相対平均反射率の10%以上であることを特徴とする反射フィルム。
    (I)第2の部位における空隙率が5%〜90%である
    (II)第2の部位における無機粒子の含有量が、5質量%〜50質量%である
    (III)第2の部位における有機粒子の含有量が、3質量%〜45質量%である
  2. 2枚の反射フィルムにおいて前記第1の部位と第2の部位とが重ね合わさるように配置した際の60℃、24hr、荷重2MPaのエージング処理前後での第1の部位の表面粗さRaの変化率が、100%未満である請求項1に記載の反射フィルム。
  3. 前記積層配置される第1の部位と第2の部位との間に透明層が設けられてなり、当該透明層の屈折率が空気または、当該透明層と接する第1の部位と第2の部位のそれぞれの界面を形成する層の屈折率以下の屈折率であり、その厚みが0.5μm以上10μm以下となる透明接着層を含んでなる請求項1に記載の反射フィルム。
  4. 第1の部位側表面から入射した光の反射率が、第2の部位側表面から入射した光の反射率の値以上となる波長帯域が可視光線領域に存在する請求項1に記載の反射フィルム。
  5. 積層配置される界面における第1の部位の表面粗さが20nm以下であり、第2の部位の表面粗さが35nm以下である請求項1に記載の反射フィルム。
  6. 前記第2の部位が、3層構造であり内層が拡散反射層であって表層厚みが5μm以上である請求項1に記載の反射フィルム。
  7. 前記第1の部位の一方の最表層の厚みが5μm以上である請求項1に記載の反射フィルム。
  8. 前記樹脂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る請求項1に記載の反射フィルム。
  9. 前記樹脂Aまたは前記樹脂Bが、デカリン酸共重合ポリエステルである請求項1に記載の反射フィルム。
  10. 前記樹脂Cが、ポリエチレンテレフタレートおよび/または共重合ポリエチレンテレフタレートを含んでなる請求項1に記載の反射フィルム。
  11. 第1の部位の反射帯域400〜700nmの波長範囲における反射率が、第2の部位の反射帯域400〜700nmの波長範囲における反射率以上である第1の部位と第2の部位とを用いてなる請求項1に記載の反射フィルム。
  12. 明度L*(SCE)が、22以上70以下である請求項1に記載の反射フィルム。
  13. 光の入射角度が30度以上90度未満の条件で波長450nm±30nm、波長550nm±30nmのいずれかの波長範囲において、絶対反射率が95%以上である請求項1に記載の反射フィルム。
  14. 請求項1に記載の反射フィルムを用いた液晶ディスプレイ用反射板。
  15. LED光源、反射フィルム、導光板、光拡散シート、プリズムシートから構成されたLCDバックライトシステムであって、LED光源からの青色発光スペクトルの波長での光の入射角30度以上90度未満における絶対反射率が95%以上である請求項1に記載の反射フィルムを用いたLCDバックライトシステム。
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