KR100781471B1

KR100781471B1 - 반사 필름

Info

Publication number: KR100781471B1
Application number: KR1020067007250A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 와타나베
Original assignee: 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2007-12-03
Also published as: TW200517261A; CN1867841A; CN100409039C; US20070092710A1; EP1674894A1; KR20060096042A; WO2005045482A1; JP4443515B2; TWI265869B; EP1674894B1; DE602004022688D1; JPWO2005045482A1; EP1674894A4

Abstract

400 nm 내지 420 nm의 파장역에 있어서도 양호한 광 반사성을 가져, 넓은 파장역에 걸쳐 양호한 반사성을 갖는 반사 필름을 제공하는 것이다.

반사 필름은 루틸형 산화타이타늄을 함유하는 B층과, 루틸형 산화타이타늄 이외의 미분상 충전제를 함유하는 A층을 갖고, 상기 A층은 반사 사용면 측의 최외층에 위치하고, 또한 A층 및 B층은 각각 연신처리에 의해 공동이 형성되어 있다. 여기서, A층 및 B층은, 각각 독립적으로 열가소성 수지를 갖는 수지 조성물로부터 형성되어 이루어지고, 이 열가소성 수지는 지방족 폴리에스터이다. 반사 필름은, A층과 B층의 2층 구성, 또는 A층, B층 및 A층을 이 순서로 갖는 3층 구성일 수 있다.

Description

반사 필름{REFLECTING FILM}

본 발명은 반사 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 액정 디스플레이의 반사판 등에 사용되는 반사 필름에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이의 반사판, 투영용 스크린이나 면상(面狀) 광원 부재, 조명용 반사판 등의 분야에서 반사 필름이 사용되고 있다. 예컨대, 액정 디스플레이의 반사판에는 액정 표시 장치의 대화면화(大畵面化) 및 표시 성능의 고도화의 요구에 따라, 조금이라도 많은 광을 액정에 공급하여 백라이트 유닛의 성능을 향상시키도록 높은 반사율의 반사 필름이 요구되고 있다.

반사 필름으로서는, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 「PET」로 약칭할 수 있다) 등의 폴리에스터에 산화타이타늄을 첨가하여 형성된 백색 시트(예컨대, 일본 특허공고 제1996-16175호 공보 참조)가 알려져 있지만, 요구되는 바와 같은 높은 광 반사율을 갖지도 않고, 또한 화면의 밝음이 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다. 또한, 폴리프로필렌 수지에 산화타이타늄을 첨가하여 시트를 성형한 후 연신함으로써 공극을 형성한 반사 필름이 알려져 있다(예컨대, 일본 특허공개 제1999-174213호 공보 참조). 이 시트는, 산화타이타늄에 의한 광 반사뿐만 아니라, 공극에 의해서 생기는 광 산란을 이용하여 높은 광 반사율을 얻고 있다. 그러나 산화타이타늄을 함유하는 시트에서는, 산화타이타늄 자체의 광 흡수 작용에 의해, 420 nm 이하의 파장역에서 반사율이 저하되어, 화면의 밝음이 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다.

발명의 요약

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 400 nm 내지 420 nm의 파장역에 있어서도 양호한 광 반사성을 가져, 넓은 파장역에 걸쳐 양호한 반사성을 갖는 반사 필름을 제공하는데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 반사 필름은 루틸형 산화타이타늄을 함유하는 B층과, 루틸형 산화타이타늄 이외의 미분상(微粉狀) 충전제를 함유하는 A층을 갖고, 상기 A층은 반사 사용면 측의 최외층에 위치하고, 또한 상기 A층 및 상기 B층은 각각 연신 처리에 의해 공동(空洞)이 형성되고, 각각 독립적으로 열가소성 수지를 갖는 수지 조성물로부터 형성되어 이루어지고, 상기 열가소성 수지가 지방족 폴리에스터인 것을 특징으로 한다.

여기서, 반사 필름은 상기 A층과 상기 B층의 2층 구성, 또는 상기 A층, 상기 B층 및 상기 A층을 이 순서로 갖는 3층 구성일 수 있다.

또한, 상기 지방족 폴리에스터는 폴리락트산계 중합체인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치용 반사판은 상기 어느 하나의 반사 필름을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 넓은 파장역에 걸쳐 양호한 반사성을 갖고, 액정 디스플레이의 반사판 등에 사용되는 반사판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 반사 필름은 루틸형 산화타이타늄을 함유하는 B층과, 루틸형 산화타이타늄 이외의 미분상 충전제를 함유하는 A층을 갖는다. 단, 광이 입사하는 측의 최외층에는 A층이 배치되어 있다.

A층은 미분상 충전제 및 열가소성 수지를 주성분으로 포함하는 수지 조성물로부터 형성되는 것이 바람직하다. 단, A층에 함유되는 미분상 충전제에는 루틸형 산화타이타늄이 포함되지 않는다. A층에 함유되는 미분상 충전제로는 400 nm 내지 700 nm의 파장역의 광을 흡수하지 않는 무기질 미분체 또는 유기질 미분체 등을 들 수 있다.

사용되는 무기질 미분체로는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화칼슘, 아나타제형 산화타이타늄, 알루미나, 수산화알루미늄, 하이드록시아파타이트, 실리카, 운모, 활석, 카올린, 점토, 유리가루, 석면가루, 제올라이트, 규산백토 등을 들 수 있고, 사용되는 유기질 미분체로는 폴리머 비드, 폴리머 중공입자 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이들로부터 선택된 1종 이상을 이용할 수 있고, 무기질 미분체와 유기질 미분체를 조합하여 이용할 수도 있다. 수득되는 필름의 광 반사성을 감안하면, 필름을 구성하는 수지와의 굴절률 차이가 큰 것을 사용하는 것이 바람직하고, 예컨대, 굴절률이 1.6 이상인 탄산칼슘, 황산바륨, 산화아연을 이용하는 것이 바람직하고, 또한, 굴절률이 2.5 이상인 아나타제형 산화타이타늄을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 미분상 충전제의 굴절률이 높을수록, 필름을 구성하는 수지와의 굴절률 차이를 크게 할 수 있어, 수지와 미분상 충전제의 계면에서의 굴절 산란 작용에 의해, 필름에 광 반사성을 용이하게 부여할 수 있기 때문이다. 수득되는 필름의 장기 내구성을 감안하면, 산이나 알칼리에 대하여 안정한 것을 사용하는 것이 바람직하고, 예컨대, 황산바륨을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 필름을 구성하는 열가소성 수지의 열화를 막을 수 있기 때문이다. 또한, 광이 입사하는 측의 최외층에는 400 nm 내지 700 nm의 파장역의 광을 흡수하지 않는 미분상 충전제를 사용하는 것이 필요하다. 따라서, 이러한 최외층에는 루틸형 산화타이타늄을 첨가할 수는 없다.

본 발명에 있어서, B층은 루틸형 산화타이타늄을 함유하고 있다. 루틸형 산화타이타늄으로서는, 그 중에서도 순도가 높은 고순도 산화타이타늄을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서 고순도 산화타이타늄이란, 가시광에 대해 광 흡수능이 작은 산화타이타늄으로서, 바나듐, 철, 니오븀, 구리, 망간 등의 착색 원소의 함유량이 적은 것을 말한다. 본 발명에 있어서는, 산화타이타늄에 포함되는 바나듐의 함유량이 5 ppm 이하인 산화타이타늄을 고순도 산화타이타늄이라 칭한다. 고순도 산화타이타늄은 광 흡수능을 작게 한다는 관점에서는, 산화타이타늄에 포함되는, 철, 니오븀, 구리, 망간 등의 착색 원소도 적게 하는 것이 바람직하다.

바나듐의 함유량이 5 ppm 이하인 산화타이타늄으로서는, 예컨대 염소법 프로세스에 의해 제조되는 것을 들 수 있다. 염소법 프로세스에서는, 산화타이타늄을 주성분으로 하는 루틸 광(鑛)을 1,000 정도의 고온 화로에서 염소가스와 반응시켜, 우선, 사염화타이타늄을 생성한다. 이어서, 이 사염화타이타늄을 산소로써 연소시킴으로써, 고순도 산화타이타늄을 얻을 수 있다. 한편, 산화타이타늄의 공업적인 제조방법으로서는 황산법 프로세스도 있지만, 이 방법에 의해서 얻어지는 산화타이타늄에는 바나듐, 철, 구리, 망간, 니오븀 등의 착색 원소가 대부분 포함되기 때문에 가시광에 대해 광 흡수능이 커진다. 따라서, 황산법 프로세스로서는 고순도 산화타이타늄이 얻어지기 어렵다.

미분상 충전제로서 산화타이타늄을 이용하면, 필름 내부에 존재하는 공극율이 낮더라도 높은 광 반사성을 달성할 수 있기 때문에, 예컨대, 15% 이하의 공극율이라도 충분히 높은 광 반사성을 달성할 수 있다. 이것은, 산화타이타늄의 굴절률이 높고, 은폐력이 높은 것에 기인하여 추론된다. 또한, 충전제의 사용량을 적게 할 수 있으면, 연신에 의해 형성되는 공극의 수도 적어지게 된다. 따라서, 산화타이타늄을 이용하면, 필름 내부에 존재하는 공극의 수를 적게 할 수 있기 때문에, 높은 반사성능을 유지하면서 필름의 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 또는, 충전제의 사용량이 많은 경우에도, 연신량을 작게 하여 공극의 수를 적게 하면, 충전제의 사용량을 적게 한 경우와 같이 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 이렇게 하여 필름 내부에 존재하는 공극의 수를 적게 하는 것은, 필름의 치수 안정성의 향상 면에서도 유리하다. 박막이라도 높은 반사성능이 확보되면, 예컨대, 노트북형 컴퓨터나 휴대전화 등의 소형, 박형의 액정 디스플레이용의 반사 필름 등으로 사용할 수 있다.

미분상 충전제의 수지에의 분산성을 향상시키기 위해, 미분상 충전제의 표면에 지방산, 지방산에스터 등으로 표면처리를 실시한 것을 사용할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 미분상 충전제는 평균 입경이 0.05 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다. 미분상 충전제의 입경이 0.05 ㎛ 이상이면, 수지에의 분산성이 저하되지 않기 때문에 균질한 필름이 얻어진다. 또한 평균 입경이 15 ㎛ 이하이면, 형성되는 공극이 거칠게 되지 않아서, 높은 반사율의 필름이 얻어진다.

미분상 충전제는 수지에 분산 배합하는 것이 바람직하다. 미분상 충전제의 배합량은 광 반사성의 발현, 생산성, 기계적 강도 등을 고려하면, 수지 조성물 중 60질량% 미만이고, 바람직하게는 10질량% 이상 55질량% 미만이고, 더욱 바람직하게는 20질량% 이상 50질량% 미만이다. 미분상 충전제의 배합량이 60질량% 이상이면 충분한 필름강도를 확보할 수 없고, 필름 연신시에 필름의 파단이 생기는 경우가 있기 때문이다.

A층은 수지 및 상기 미분상 충전제를 주성분으로 갖는 수지 조성물로부터 형성된다. 여기서, A층을 형성하는 수지로서는, 필름상, 시트상 등으로 성형할 수 있는 것이 바람직하고, 예컨대, 열가소성 수지가 바람직하게 사용된다. 또한, 양호한 연신성을 갖는 것이 바람직하고, 이 점을 고려하면, 방향족 폴리에스터, 지방족 폴리에스터 등을 바람직한 것으로 들 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서 시트란, JIS에서의 정의상, 얇고, 일반적으로 그 두께가 길이와 폭에 비해 작고 평평한 제품을 말한다. 그런데, 필름이란, 길이 및 폭에 비해 두께가 매우 작고, 최대 두께가 임의로 한정되어 있는 얇은 평평한 제품으로, 보통, 롤 형태로 공급되는 것을 말한다(JIS K 6900). 따라서, 시트 중에서도 두께가 특히 얇은 것을 필름이라고 할 수 있지만, 시트와 필름의 경계는 정해지지 않고, 명확히 구별하기 어렵기 때문에, 본원에 있어서는, 「시트」라고 칭하는 경우라도 「필름」을 포함하는 것으로 한다.

필름내에 미분상 충전제를 함유하는 반사 필름은 필름내에서의 계면에 있어서 굴절 산란을 이용하여 광 반사성을 부여하고 있다. A층을 형성하는 수지로서는, 또한 필름의 광 반사성을 감안하면, 방향 환을 포함하고, 굴절률이 약 1.55 이상인 방향족 폴리에스터보다도, 굴절률이 작은 지방족 폴리에스터 쪽이 바람직하고, 지방족 폴리에스터 중에서도 굴절률이 가장 작은 폴리락트산계 중합체가 바람직하다. 이러한 수지의 굴절률이 작으면 작을수록 조합하는 미분상 충전제의 굴절률과의 차이가 커져, 필름에 광 반사성을 용이하게 부여할 수 있기 때문이다. 더욱이 또한, 지방족 폴리에스터는 분자쇄 중에 방향 환을 포함하지 않기 때문에 자외선 흡수를 일으키지 않아서, 반사 필름이 황변하거나 반사율이 저하되는 일이 없다.

한편, 지방족 폴리에스터란, 화학 합성된 것, 미생물에 의해 발효 합성된 것 및 이들의 혼합물이다. 화학 합성된 지방족 폴리에스터로서는, 락톤을 개환 중합하여 얻어지는 폴리 ε-카프로락탐 등; 2염기산과 다이올을 중합하여 얻어지는 폴리에틸렌아디페이트, 폴리에틸렌아젤레이트, 폴리테트라메틸렌석시네이트, 사이클로헥산다이카본산/사이클로헥세인다이메탄올 축합 중합체 등; 하이드록시카복실산을 중합하여 얻어지는 폴리락트산계 중합체; 폴리글라이콜 등; 및 상기 지방족 폴리에스터의 에스터 결합의 일부를, 예컨대 에스터 결합의 50% 이하를 아마이드 결합, 에터 결합, 우레탄 결합 등으로 치환한 지방족 폴리에스터 등을 들 수 있다. 또한, 미생물에 의해 발효 합성된 지방족 폴리에스터로서는, 폴리하이드록시부티레이트, 하이드록시부티레이트와 하이드록시발레이트의 공중합체 등을 들 수 있다.

여기서, 폴리락트산계 중합체란, D-락트산 또는 L-락트산의 단독중합체 또는 그들의 공중합체를 말하고, 구체적으로는, 구조단위가 D-락트산인 폴리(D-락트산),구조단위가 L-락트산인 폴리(L-락트산), 또는 L-락트산과 D-락트산의 공중합체인 폴리(DL-락트산)이 있고, 또한 이들의 혼합체도 포함된다.

폴리락트산계 중합체는 축합 중합법, 개환 중합법 등의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 축합 중합법으로서는, D-락트산, L-락트산 또는 이들의 혼합물을 직접 탈수 축합 중합하여 임의의 조성을 갖는 폴리락트산계 중합체를 얻을 수 있다. 또한, 개환 중합법으로서는, 락트산의 환상 2량체인 락티드를, 필요에 따라 중합 조정제 등을 이용하면서, 소정의 촉매의 존재하에서 개환 중합함으로써 임의의 조성을 갖는 폴리락트산계 중합체를 얻을 수 있다. 상기 락티드에는 L-락트산의 2량체인 L-락티드, D-락트산의 2량체인 D-락티드, D-락트산과 L-락트산의 2량체인 DL-락티드가 있고, 이들을 필요에 따라 혼합하여 중합함으로써 임의의 조성, 결정성을 갖는 폴리락트산계 중합체를 얻을 수 있다.

본 발명에 사용되는 폴리락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산의 구성비가, D-락트산:L-락트산= 100:0 내지 85:15이거나, 또는 D-락트산:L-락트산= 0:100 내지 15:85인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 D-락트산:L-락트산= 99.5:0.5 내지 95:5, 또는 D-락트산:L-락트산= 0.5:99.5 내지 5:95이다. D-락트산과 L-락트산의 구성비가 100:0 또는 0:100인 폴리락트산계 중합체는 매우 높은 결정성을 나타내고, 융점이 높고, 내열성 및 기계적 물성이 우수한 경향이 있다. 즉, 필름을 연신하거나 열처리할 때에, 수지가 결정화하여 내열성 및 기계적 물성이 향상되기 때문에 바람직하다. 한편, D-락트산과 L-락트산으로 구성된 폴리락트산계 중합체는 유연성이 부여되어, 필름의 성형 안정성 및 연신 안정성이 향상되기 때문에 바람직하다. 따라서, 얻어지는 반사 필름의 내열성과, 성형 안정성 및 연신 안정성의 균형을 감안하면, 본 발명에 사용되는 폴리락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산의 구성비가, D-락트산:L-락트산= 99.5:0.5 내지 95:5, 또는 D-락트산:L-락트산= 0.5:99.5 내지 5:95인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, D-락트산과 L-락트산의 공중합비가 다른 폴리락트산계 중합체를 블렌딩할 수도 있다. 이 경우에는, 복수의 락트산계 중합체의 D-락트산과 L-락트산의 공중합비를 평균한 값이 상기 범위내에 들도록 하면 바람직하다. D-락트산과 L-락트산의 호모폴리머와 공중합체를 블렌딩함으로써 블리드의 곤란함과 내열성의 발현과의 균형을 취할 수 있다.

본 발명에 사용되는 폴리락트산계 중합체는 예컨대, 중량평균분자량이 6만 내지 40만인 것이 바람직하고, 10만 내지 30만인 것이 더욱 바람직하다. 폴리락트산계 중합체의 중량평균분자량이 5만 이하이면, 수득된 필름이 기계적 물성이 열화되는 경우가 있다.

본 발명의 반사 필름을 구성하는 B층은, 루틸형 산화타이타늄 및 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로부터 형성된다. 미분상 충전제로 사용되는 루틸형 산화타이타늄은 평균 입경이 0.05 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하이다. 미분상 충전제의 입경이 0.05 ㎛ 이상이면, 수지에의 분산성이 저하되지 않기 때문에 균질한 필름이 얻어진다. 또한 평균 입경이 1 ㎛ 이하이면, 형성되는 공극이 거칠게 되지 않아서, 높은 반사율의 필름이 얻어진다.

루틸형 산화타이타늄은 수지에 분산 배합하는 것이 바람직하다. 루틸형 산화타이타늄의 배합량은, 광 반사성의 발현, 생산성, 기계적 강도 등을 고려하면, 수지 조성물 중 60질량% 미만이고, 바람직하게는 10질량% 이상 55질량% 미만이고, 더욱 바람직하게는 20질량% 이상 50질량% 미만이다. 루틸형 산화타이타늄의 배합량이 60질량% 이상이면, 충분한 필름강도를 확보할 수 없고, 필름을 연신할 때에 필름의 파단이 생기는 경우가 있기 때문이다.

상기한 바와 같은 B층은 수지 및 루틸형 산화메탄을 주성분으로 갖는 수지 조성물로부터 형성된다. 여기서, B층을 형성하는 수지로서는 필름상, 시트상 등으로 성형할 수 있는 것이면 바람직하고, 예컨대, A층을 형성하는 수지와 같은 형태를 사용할 수 있다. 예컨대, 열가소성 수지가 바람직하게 사용되고, 방향족 폴리에스터, 지방족 폴리에스터 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 지방족 폴리에스터가 보다 바람직하고, 폴리락트산계 중합체가 특히 바람직하게 사용된다.

본 발명의 반사 필름은 상술한 A층을 적어도 한쪽의 최외층에 갖는다. 예컨대, A층/B층의 2층 구성, A층/B층/A층의 3층 구성 등이 예시되지만, A층과 B층 사이에 다른 층을 갖고 있더라도 좋고, A층, B층이 각각 복수층으로 구성되어 있더라도 좋다.

본 발명의 반사 필름의 광이 입사 측의 최외층에 위치하는 A층은 내부에 공극을 갖는다. 또한, B층에도 공극이 형성되어 있다. 그 공극이 필름 중에 차지하는 비율(공극율)은, A층 및 B층 공히, 각각 5% 이상 50% 이하인 것이 바람직하고, 더욱이 10% 이상 50% 이하인 것이 바람직하다. 5% 이상 50% 이하의 공극율을 갖는 반사 필름은 필름의 백화가 충분히 진행하기 때문에 높은 광 반사성을 달성할 수 있고, 또한 필름의 기계적 강도가 저하되어 필름 제조 중에 필름이 파단하는 일이 없다.

필름 내부에 공극을 형성시키는 수단으로서는, 예컨대, 필름을 적어도 1축 방향으로 연신함으로써 형성하는 방법이 있다. 이것은, 연신시에 수지와 미분상 충전제 등의 연신 거동이 다른 것을 이용한 것이다. 즉, 수지에 적합한 연신 온도로 연신하면, 매트릭스(모체)가 되는 수지는 연신되지만, 미분상 충전제는 그대로의 상태로 머무르기 때문에, 수지와 미분상 충전제의 계면이 박리되고, 공극이 형성된다. 한편, 연신 조건에 따라서는 반사 필름의 기능을 부여하기 곤란한 경우가 있고, 또한 충분한 내열성을 부여할 수 없는 경우가 있기 때문에, 연신 조건은 중요하다.

필름 내부에 5% 이상의 공극율을 갖는 필름을 실현하는 경우에는, 수득된 시트를 면적 배율에 있어서 5배 이상으로 연신하는 것이 바람직하고, 7배 이상으로 연신하는 것이 더욱 바람직하다. 단, 연신은 2축 방향으로 연신되는 것이 바람직하다. 1축 연신만으로 5배 이상의 면적 배율을 실현하는 것이 곤란한 경우가 있지만, 2축 연신함으로써 용이하게 5배 이상의 면적 배율을 달성할 수 있다. 즉, 2축 연신함으로써 보다 높은 공극율을 갖는 필름이 안정하게 얻어지고, 그 결과, 필름의 반사율을 향상시킬 수 있다.

또한, 필름을 1축 연신하는 것만으로는, 형성되는 공극은 1방향으로 신장한 섬유상 형태 밖에 안되지만, 2축 연신함으로써, 그 공극은 종횡 양방향으로 신장시킨 것이 되어 원반상 형태가 된다. 환언하면, 2축 연신함으로써, 지방족 폴리에스터계 수지와 미분말상 충전제의 계면의 박리 면적이 증대하여, 필름의 백화가 진행되고, 그 결과, 반사 필름으로서 양호한 반사율이 얻어진다.

필름을 2축 연신함으로써 필름의 기계적 강도를 증가시킬 수 있기 때문에 필름의 기계물성 면에서 2축 연신하는 것이 바람직하다. 또한, 반사 필름에 내열성이 요구되는 경우에는, 필름의 수축방향으로 이방성이 없는 편이 낫기 때문에, 1축만의 연신은 피하는 것이 바람직하다.

시트를 연신할 때의 연신 온도는 수지의 유리전이온도(Tg) 이상, (Tg+70℃) 이하의 범위내의 온도인 것이 바람직하다. 연신 온도가 유리전이온도(Tg) 이상이면, 연신시에 필름이 파단됨이 없이 안정하게 할 수 있다. 또한, 연신 온도가(Tg+70℃) 이하의 온도이면, 연신 배향이 높아져, 그 결과, 공극율이 커지기 때문에, 높은 반사율의 필름이 얻어지기 쉽다.

2축 연신의 연신 순서는 특별히 제한되지는 않고, 예컨대, 동시 2축 연신이거나, 순차 연신이라도 상관없다. 연신 설비를 이용하여, 용융 제막한 후, 롤 연신에 의해 MD 방향으로 연신한 후, 텐터 연신에 의해 TD 방향으로 연신할 수도 있고, 튜불라(tubular) 연신 등에 의해 2축 연신할 수도 있다.

본 발명에 있어서는, 필름을 연신한 후, 코로나 방전 등에 의해 표면처리를 할 수 있다. 또는, 반사 필름에 내열성 및 치수 안정성을 부여하기 위해, 연신후에 열고정을 하는 것이 바람직하다. 필름을 열고정하기 위한 처리온도는 {수지의 융점(Tm)-100}℃ 내지 Tm℃인 것이 바람직하고, (Tm-80)℃ 내지 (Tm-20)℃인 것이 더욱 바람직하다. 열고정에 요하는 처리시간은, 바람직하게는 1초 내지 5분이다. 또한, 연신 설비 등에 관해서는 특별히 한정은 없지만, 연신후에 열고정 처리를 할 수 있는 텐터 연신을 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서 산화 방지제, 광 안정제, 열 안정제, 가수분해 방지제, 윤활제, 분산제, 자외선 흡수제, 백색안료, 형광 증백제 및 그 외의 첨가제를 배합할 수 있다.

본 발명의 반사 필름은, 400 nm 내지 420 nm 및 420 nm 내지 700 nm의 각각의 광의 파장역에 있어서, 표면의 평균 반사율이 90% 이상인 것이 바람직하고, 95% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 필름 표면의 평균 반사율이 90% 이상이면, 양호한 반사특성을 나타내고, 액정 디스플레이 등의 화면 또한 충분한 밝기를 실현할 수 있다. 이렇게 하여 수득된 반사 필름은, 반사 필름으로서 충분히 기능하는 소정의 반사율을 갖게 된다. 광이 입사하는 측의 최외층(A층)에 루틸형 산화타이타늄 이외의 미분상 충전제를 함유하고, B층에 루틸형 산화타이타늄을 함유하는 구성의 반사 필름으로 하는 것에 따라, 400 nm 내지 420 nm의 파장역에 있어서의 반사율의 저하를 방지하고, 또한 420 nm 내지 700 nm의 파장역에 있어서 충분한 반사율을 가질 수 있게 된다.

반사 필름을 구성하는 수지로서 지방족 폴리에스터를 사용함으로써 반사 필름이 자외선에 노출되더라도 황변하지 않고, 또한 자외선 조사후에도 우수한 평균 반사율을 유지할 수 있다.

반사 필름을 구성하는 수지로서 생분해성 수지를 사용하면, 형성된 필름은 매립 처리하여 미생물 등에 의해 분해되기 때문에 폐기상의 문제가 생기지 않는다. 예컨대, 지방족 폴리에스터계 수지를 매립 처리하면, 에스터 결합부가 가수분해함으로써 분자량이 1,000 정도로 저하되고, 계속해서 토양중의 미생물 등에 의해 생분해된다. 그 결과, 폐기물을 매립하는 처리 용지의 단명화를 촉진하거나, 자연의 경관이나 야생 동식물의 생활환경을 손상시키는 등의 문제가 생기지도 않는다.

이하에, 본 발명의 반사 필름의 제조 방법을 일례로 들어 설명하지만, 하기 제조법에 하등 한정되는 것이 아니다.

우선, A층을 구성하는 수지에 미분상 충전제를 배합하고, B층을 구성하는 수지에 루틸형 산화타이타늄을 배합하고, 각 층에는 또한 가수분해 방지제, 그 외의 첨가제 등을 필요에 따라 배합하여 수지 조성물을 제조한다. 구체적으로는, 수지에 미분상 충전제 등을 필요에 따라 가하여, 리본 블렌더, 텀블러, 헨셀 믹서 등으로 혼합한 후, 밴버리 믹서, 1축 또는 2축 압출기 등을 이용하여, 수지의 융점 이상의 온도로 혼련함으로써 각 층용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 또는, 미리, 미분상 충전제 등을 수지에 고농도로 배합한, 이른바 마스터배치를 만들어 놓고, 이 마스터배치와 수지를 혼합하여 원하는 농도의 수지 조성물로 할 수 있다.

다음으로, 이렇게 수득된 각 층용 수지 조성물을 각각 용융하여, 필름 형상으로 형성한다. 필름 형상으로 형성하는 방법으로서는, 일반적으로 인플레이션 성형법 또는 T 다이를 이용하는 압출 성형법이 바람직하게 사용되고, 예컨대 T 다이 2층의 꼭지쇠(口金)내에서, A층/B층의 2층 구성이 되도록 라미네이트할 수도 있다. 또는, T 다이 3층의 꼭지쇠내에서, A층용 수지 조성물을 투입한 압출기로부터 A층용 수지 조성물을 양표면층이 되도록 A층/B층/A층의 3층 구성으로 라미네이트할 수도 있다. 구체적으로는, 각 층용 수지 조성물을 건조한 후, 각 압출기에 공급하여, 수지의 융점 이상의 온도로 가열하여 용융한다. 또는, 수지 조성물을 건조시키지 않고 압출기에 공급할 수도 있지만, 건조시키지 않은 경우에는 용융 압출할 때에 진공 벤트를 이용하는 것이 바람직하다. 압출 온도 등의 조건은, 분해에 의해 분자량이 저하되는 것 등을 고려하여 설정하는 것이 필요하지만, 예컨대 압출 온도는 170 내지 300℃의 범위가 바람직하다. 그 후, 용융된 각 층용 수지 조성물을 T 다이의 슬릿상의 토출구로부터 압출하고, 냉각롤에 밀착 고화시켜 캐스팅 시트를 형성한다.

본 발명의 반사 필름은 적어도 1축 방향으로 연신되어 있는 것이 바람직하고, 2축 방향으로 연신되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 연신은 롤, 텐터, 에어 인플레이션, 튜불라, 만드렐 등에 의해 실시될 수 있다. 예컨대, 롤에 의해 MD 방향으로 연신한 후, 텐터에 의해서 TD 방향으로 연신할 수도 있고, 튜불라에 의해서 2축 연신할 수도 있다. 다음으로 필요에 따라, 열고정을 함으로써 반사 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 반사 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 통상은 30 ㎛ 내지500 ㎛이고, 실용면에서의 취급성을 고려하면 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 정도의 범위내인 것이 바람직하다. 광이 입사하는 측의 최외층에 배치되는 A층의 두께는, 통상 10 ㎛ 내지 70 ㎛이고, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 70 ㎛의 범위내이다. A층의 두께가 10 ㎛ 이상이면, 400 nm 내지 420 nm의 파장역의 광에 대하여, 높은 반사성능을 갖는 필름을 얻을 수 있다. 또한, A층의 두께가 70 ㎛ 이하이면, 420 내지 700 nm의 파장역의 광에 대하여, 높은 반사성능을 유지할 수 있다. 한편, B층은 20 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지의 응용이 가능하다. 한편, 실시예에 나타내는 측정 및 평가는 이하에 나타낸 바와 같이 실시했다. 여기서, 필름의 당김(흐름) 방향을 MD, 그 직교 방향을 TD로 표시한다.

(측정 및 평가방법)

(1) 평균 입경

(주) 시마즈제작소제의 형식 「SS-100」의 분체 비표면 측정기(투과법)를 이용하여, 단면적 2 cm², 높이 1 cm의 시료통에 시료 3 g을 충전하여, 500 mm 물기둥으로 20 cc의 공기투과 시간으로 부터 산출했다.

(2) 수지의 굴절률과 미분상 충전제의 굴절률의 차이

수지의 굴절률(n1)을 JISK-7142의 A법에 따라서 측정하고, 미분상 충전제나 루틸형 산화타이타늄의 굴절률(n2)을 JISK-7142의 B법에 따라서 측정했다. 수득된 측정치에 의해 수지의 굴절률과 미분상 충전제나 루틸형 산화타이타늄의 굴절률의 차이를 산출했다. 단, 충전제 성분으로서의 탄산칼슘은 JISK-7142의 B법에 따라 구했다.

(3) 공극율(%)

연신전의 필름의 밀도(「미연신 필름밀도」라고 표기한다)와 연신후의 필름의 밀도(「연신 필름밀도」라고 표기한다)를 측정하여, 다음 식에 대입하여 필름의 공극율을 구했다.

공극율(%)={(미연신 필름밀도-연신 필름밀도)/미연신 필름밀도}×100

(4) 평균 반사율(%)

분광 광도계(「U-4000」, (주)히타치제작소제)에 적분구를 부착하여, 알루미나백판을 100%로 할 때의 반사율을 파장 400 nm 내지 700 nm에 걸쳐 2 nm 간격으로 측정한다. 수득된 측정치에 대하여, 파장이 400 nm 내지 420 nm의 범위내인 반사율의 평균치 및 파장이 420 nm 내지 700 nm의 범위내인 반사율의 평균치를 계산하여, 이들 값을 각각의 파장 범위내에서의 평균 반사율로 했다. 단, 적층 구성의 필름에 관해서는, A층 측에서 광을 조사했을 때의 반사율을 측정하여, 수득된 측정치에 대한 평균 반사율을 구했다.

실시예에서 사용되는 폴리락트산계 중합체는 아래와 같이 제조하였다.

[폴리락트산계 중합체(PLA)(I)의 제조: L체 함량 99.5%]

퓨락 제팬사 제품의 L-락티드(상품명: PURASORB L) 100 kg에 옥틸산주석을 15 ppm 첨가한 것을, 교반기와 가열장치를 구비한 500 L의 배치식 중합조에 넣었다. 이어서, 질소 치환을 하여, 온도 185℃, 교반 속도 100 rpm의 조건하에서 60분간 중합하여 용융물을 수득했다. 수득된 용융물을, 진공 벤트를 3단 구비한 미쓰비시중공(주)제의 40 mm φ 동방향 2축 압출기에 공급하여, 벤트압 4 Torr에서 탈휘발하면서 200℃에서 스트랜드 형상으로 압출하여, 펠릿 형상의 폴리락트산계 중합체를 수득했다. 수득된 폴리락트산계 중합체의 중량평균분자량은 20만이고, L체 함유량은 99.5%, D체 함유량은 0.5%였다. 또한, 유리전이온도(Tg)는 65℃였다.

실시예 1

(A층용 수지 조성물의 제작)

중량평균분자량 20만의 폴리락트산계 중합체(I)(D체 함유량 0.5%, 유리전이온도 65℃)의 펠릿과, 평균 입경 0.16 ㎛의 아나타제형 산화타이타늄을 50질량%/50질량%의 비율로 혼합하여 혼합물을 수득했다. 이 혼합물 100질량부에 대하여, 가수분해 방지제(비스(다이프로필페닐)카보다이이미드)를 4.5질량부 첨가하여 혼합한 후, 2축 압출기를 이용하여 펠릿화하여, 이른바 마스터배치를 제작했다. 이 마스터배치와 폴리락트산계 중합체(I)를 40질량%:60질량%의 비율로 혼합하여, 수지 조성물을 제조했다. 그 후, 수지 조성물을 220℃로 가열된 압출기 A에 공급했다.

(B층용 수지 조성물의 제조)

중량평균분자량 20만의 폴리락트산계 중합체(I)(D체 함유량 0.5%, 유리전이온도 65℃)의 펠릿과, 평균 입경 0.25 ㎛의 루틸형 산화타이타늄(바나듐 함유량 5 ppm 이하: 염소법 프로세스에 의해 제조)을 50질량%/50질량%의 비율로 혼합하여 혼합물을 수득했다. 이 혼합물 100질량부에 대하여, 가수분해 방지제(비스(다이프로필페닐)카보다이이미드)를 4.5질량부 첨가하여 혼합한 후, 2축 압출기를 이용하여 펠릿화하여, 이른바 마스터배치를 제작했다. 이 마스터배치와 폴리락트산계 중합체(I)를 40질량%:60질량%의 비율로 혼합하여, 수지 조성물을 제조했다. 그 후, 수지 조성물을 220℃로 가열된 압출기 B에 공급했다.

(필름의 제작)

압출기 A 및 압출기 B에서, 용융상태의 수지 조성물 A 및 용융상태의 수지 조성물 B를 각각, T 다이를 이용하여 A층/B층의 2층 구성이 되도록 시트형상으로 압출, 냉각 고화하여 필름을 형성했다. 수득된 필름을, 온도 65℃에서, 표 1에 나타낸 바와 같이 MD 방향으로 3배, TD 방향으로 3배가 되도록 2축 연신했다. 그 후, 140℃에서 열처리를 하여, 두께 188 ㎛(A층/B층=48 ㎛/140 ㎛)의 반사 필름을 수득했다.

수득된 반사 필름에 대하여, 공극율, 평균 반사율의 측정과 평가를 했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2

실시예 1에 있어서, 아나타제형 산화타이타늄 대신에, 평균 입경이 0.4 ㎛인 산화아연을 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 두께 188 ㎛의 반사 필름을 제작했다. 수득된 반사 필름에 대하여, 실시예 1과 같은 측정 및 평가를 했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 3

실시예 1에 있어서, 아나타제형 산화타이타늄 대신에, 평균 입경이 0.15 ㎛인 탄산칼슘을 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 두께 188 ㎛의 반사 필름을 제작했다. 수득된 반사 필름에 대하여, 실시예 1과 같은 측정 및 평가를 했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 4

실시예 1에 있어서, 아나타제형 산화타이타늄 대신에, 평균 입경이 0.7 ㎛인 황산바륨을 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 두께 188 ㎛의 반사 필름을 제작했다. 수득된 반사 필름에 대하여, 실시예 1과 같은 측정 및 평가를 했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 1

중량평균분자량 20만의 폴리락트산계 중합체(I)(D체 함유량 0.5%, 유리전이온도 65℃)의 펠릿과, 평균 입경 0.25 ㎛의 루틸형 산화타이타늄을 50질량%/50질량%의 비율로 혼합하여 혼합물을 수득했다. 이 혼합물 100질량부에 대하여, 가수분해 방지제(비스(다이프로필페닐)카보다이이미드)를 4.5질량부 첨가하여 혼합한 후, 2축 압출기를 이용하여 펠릿화하여, 이른바 마스터배치를 제작했다. 이 마스터배치와 폴리락트산계 중합체(I)를 40질량%:60질량%의 비율로 혼합하여, 수지 조성물을 제조했다. 그 후, 수지 조성물을 1축 압출기를 이용하여, 220℃로 가열된 압출기에 의해 T 다이로부터 압출하고, 냉각 고화하여 필름을 제작했다.

수득된 필름을, 온도 65℃에서, 표 1에 나타낸 바와 같이 MD 방향으로 3배, TD 방향으로 3배가 되도록 2축 연신했다. 그 후, 140℃에서 열처리를 하여, 두께188 ㎛의 단층의 반사 필름을 수득했다.

a: 아나타제형 산화타이타늄

b: 산화아연

c: 탄산칼슘

d: 황산바륨

e: 루틸형 산화타이타늄

평균반사율 I: 400 내지 420 nm의 범위내의 반사율의 평균치

평균반사율 II: 420 내지 700 nm의 범위내의 반사율의 평균치

표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 본 발명의 반사 필름은, 파장 400 nm 내지 420 nm 및 420 nm 내지 700 nm의 각각의 파장역에 걸쳐, 높은 반사성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

한편, 미분상 충전제로서 루틸형 산화타이타늄을 혼합한 수지 조성물로 이루어지는 단층 구성의 비교예 1에서는 특히 400 nm 내지 420 nm의 파장역에 있어서, 반사성능이 떨어지는 것으로 밝혀졌다.

한편, 실시예 1에 있어서, 폴리락트산계 중합체(I) 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 이용하여, A층용 수지 조성물 및 B층용 수지 조성물을 제조하고, A층용 수지 조성물 및 B층용 수지 조성물이 투입되는 압출기의 가열온도를 220℃로부터 280℃로 변경하고, 필름의 연신 온도를 65℃로부터 130℃로 변경하고, 열처리 온도를 140℃로부터 230℃로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 참고용의 반사 필름을 제작하여, 자외선 조사 시험을 했다. 즉, 자외선 일광 견뢰도 시험기내에서, 수득된 반사 필름에 자외선을 1,000시간 조사했다. 자외선을 조사하기 전과 조사한 후의 각각의 필름에 대하여, 상기 (4) 평균 반사율의 측정방법에 따라서, 반사율을 측정하여, 그 차이(△R)를 구했다. 파장 420 nm의 광에 대한 반사율의 △R은 실시예 1의 반사 필름에서는 △R=3%이고, PET를 이용하여 형성된 참고용의 반사 필름에서는 △R=32%였다. 또한, 파장 400 nm 내지 700 nm의 평균 반사율의 △R은, 실시예 1의 반사 필름에서는 △R=2%이고, 참고용의 반사 필름에서는 △R=12%였다. 즉, A층 내지 B층을 형성하는 수지로서 폴리락트산을 사용한 반사 필름은 자외선을 조사하더라도 평균 반사율의 저하가 적은 것으로 밝혀졌다. 단, 수지성분으로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 굴절률은 필름형상으로 제막한 것으로부터 JISK-7142의 A법에 따라 구했다.

본 발명의 반사 필름은, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 액정 디스플레이, 면상 광원 부재, 투영용 스크린 등의 반사판 등에 사용된다.

Claims

바나듐 함유량이 5 ppm 이하인 루틸형 산화타이타늄을 함유하는 B층과, 루틸형 산화타이타늄 이외의 미분상 충전제를 함유하는 A층을 갖고, 상기 A층은 반사 사용면 측의 최외층에 위치하고, 상기 A층과 상기 B층은 인접하거나, 또는 상기 A층과 상기 B층 사이에 다른 층을 갖는 층 구성이고, 또한 상기 A층 및 상기 B층은 각각 연신처리에 의해 공동이 형성되어 있고, 각각 독립적으로 열가소성 수지를 갖는 수지 조성물로부터 형성되어 이루어지고, 상기 열가소성 수지가 지방족 폴리에스터인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 A층과 상기 B층의 2층 구성, 또는 상기 A층, 상기 B층 및 상기 A층을 이 순서로 갖는 3층 구성인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 지방족 폴리에스터가 폴리락트산계 중합체인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 반사 필름을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.