KR100804340B1 - 광반사체용 기재 및 광반사체 - Google Patents

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미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 높은 광반사율, 내열성, 내고온고습성, 형상 안정성을 갖고, 또 두께가 얇은 광반사체용 기재 및 광반사체를 제공하는 것을 과제로 하여 검토한 것이다. 그 결과, 발명자들은, 광반사체용 기재가 고분자 필름(A), 무기물층(B), 접착제층(C), 기재(D)를 포함한 적층 구조를 갖고, (A), (B), (C), (D)가 (A)/(B)/(C)/(D)의 순서로 적층되고, 무기물층(B)이 적어도 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 층으로 함으로써, 종래에 비하여, 매우 우수한 내열성, 내고온고습성, 형상 안정성을 가지는 것을 알아냈다. 이 광반사체용 기재의 고분자 필름(A) 면에, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)을 적층함으로써, 높은 반사율을 나타내고, 또 내구성이 우수한 광반사체를 얻을 수 있다.
광반사체용 기재, 광반사체

Description

광반사체용 기재 및 광반사체{BASE MATERIAL FOR LIGHT REFLECTOR AND LIGHT REFLECTOR}
본 발명은, 고분자 필름, 무기물층, 접착제층, 기재의 구성으로 이루어지는 광반사체용 기재 및 그것을 사용한 광반사체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 액정표시장치, 팩시밀리, 복사기, 프로젝터, 스트로브, DPE 기기, 노광 장치, 광열화 장치 등의 OA 기기, 산업 기기에 사용되는 광반사체용 기재 및 광반사체에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치의 고화소수화에 수반하여, 백라이트의 휘도 향상이 요구되고 있다. 백라이트의 휘도를 올리기 위한 방법의 하나로서, 광반사율이 높은 광반사체를 램프 하우스로 사용하여, 광원인 램프로부터의 광을 남김 없이 이용하는 방법이 있다. 이 광반사체는, 광원의 램프로부터 방사되는 열도 받기 때문에, 높은 광반사율 뿐만 아니라, 높은 내열성을 가질 것이 요구되고 있다.
또한, 특히 랩탑 컴퓨터 등의 휴대용 기기의 구성 부재는 부피가 크지 않고 경량인 것이 요구된다. 액정표시장치의 백라이트용 램프 하우스로 사용하는 광반사체는 부피가 크지 않고, 경량이고, 얇고, 또 형상을 안정하게 유지할 수 있는 것이 적합하다. 또한, 다양한 환경에서 사용할 수 있도록, 특히 내고온고습성을 갖 는 것도 중요하다.
종래부터 액정표시장치의 백라이트부의 램프 리플렉터나 형광등의 반사갓 등에 사용되고 있는 광반사체는 광반사층, 고분자 필름, 접착제층, 기재가 이 순서로 구성되고, 광반사층으로서 은이나 알루미늄 등의 금속 박막이 사용되고 있다.
일본국 특허공개 평8-118536호 공보에는, 금속 박막층, 고분자 필름, 접착제층, 기재를 갖는 적층체에서, 금속 박막층을 광반사층으로 하는 광반사체가 기재되어 있다. 고분자 필름과 기재의 접착은, 고분자 필름의 광반사층을 형성하고 있지 않는 면에, 접착제를 도포한 후, 건조하고, 롤러로 기재와 라미네이트 하는 순서로 행해진다.
고분자 필름과 기재와의 접착성을 향상시키기 위해서, 고분자 필름 표면에 다양한 처리를 실시하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 고분자 필름과 접착제와의 접착 강도를 높이기 위해서, 고분자 필름 표면에 샌드 블라스트(sand blast) 처리 등을 실시하여 표면 조도를 크게 하는 방법이나, 고분자 필름 표면에 글로우 방전처리 등을 실시하여, 고분자 표면의 표면 에너지 상태를 변화시키는 방법이나, 고분자 필름 표면에 표면 에너지가 큰 다른 수지를 도포하는 방법이 있다. 예를 들면, 일본국 특허공개 2003-341000호 공보에는, 수용성 또는 수분산성의 공중합 폴리에스테르계 수지 및/또는 폴리우레탄계 수지를 주성분으로 하는 층을 폴리에스테르 필름 표면에 형성한 광학용 폴리에스테르 필름이 기재되어 있다.
일본국 특허 2553187호 공보에는, 고분자 필름의 표면을 블라스트 가공하고, 표면을 활성화하는 효과를 갖는 금속 박막을 0.5nm~10nm 더 적층하고, 열가소성 접착층을 적층한, 접착 가공 용이성 고분자 필름이 기재되어 있다. 클로로트리플루오로에틸렌 중합체 필름과 나일론 필름을 첩합한 실시예에서는, 블라스트 가공 없이 금속 박막을 적층하면, 금속 박막의 두께가 두꺼우면 접착 강도가 낮아지는 것이 기재되어 있다.
종래의 처리 방법에서는, 고분자 필름과 기재와의 접착 강도가 반드시 충분하다고는 말할 수 없고, 특히, 고온하 또는 고온 고습하에서, 고분자 필름과 기재와의 접착 강도가 저하하는 문제가 있었다. 특히, 고분자 필름과 금속제 기재와의 접착 강도는 충분한 것이 아니었다.
게다가 샌드 블라스트 등의 고분자 필름의 표면 처리는, 고분자 필름의 비처리면의 표면 형상에 영향을 주는 일이 있고, 그에 따라 광반사층의 표면 형상이 변화를 일으켜서, 광반사율이 저하할 우려가 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특허공개 평8-118536호 공보
특허 문헌 2: 일본국 특허공개 2003-341000호 공보
특허 문헌 3: 일본국 특허 2553187호 공보
발명의 개시
본 발명의 목적은 높은 광반사율, 내열성, 내고온고습성, 형상 안정성을 갖고, 또한 두께가 얇은 광반사체를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 고분자 필름의 기재측에 무기물층을 설치함으로써, 고분자 필름과 기재와의 접착성이 향상되고, 내고온고습성, 내열성, 형상 안정성을 갖는 광반사체용 기재를 얻을 수 있음을 알아내서, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 제1 발명은,
고분자 필름(A), 무기물층(B), 접착제층(C), 기재(D)를 포함한 적층 구조를 갖고, (A), (B), (C), (D)가 (A)/(B)/(C)/(D)의 순서로 적층되고, 무기물층(B)이 적어도 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 층인 것을 특징으로 하는 광반사체용 기재이다.
상기 광반사체용 기재가 온도 60℃, 상대습도 90%의 분위기하에 500시간 방치 후의 고분자 필름(A)과 기재(D)와의 박리강도가 0.10kN/m 이상인 것은, 내습 내열성을 갖는 관점에서 바람직한 형태이다.
또 상기 광반사체용 기재가 100℃ 분위기하에서, 고분자 필름(A)과 기재(D)와의 박리강도가 0.10kN/m 이상인 것은 내열성을 갖는 관점에서 바람직한 형태이다.
또 기재(D)가 금속을 포함한 판인 것은, 가공성, 기계적 강도가 높은 관점에서 바람직한 형태이다.
또 무기물층(B)의 두께가 10nm 이상 100nm 이하인 것은, 고분자 필름과 기재와의 접착성 및 고분자 필름의 가요성이 높은 관점에서 바람직한 형태이다.
또 제２의 발명은,
상기의 광반사체용 기재 위에, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)을 (E)/(A)/(B)/(C)/(D)의 적층 구조가 되도록 형성한 광반사체이다.
금속층(E)이 은 또는 은을 함유한 합금인 것은, 높은 광반사율이 얻어지는 관점에서 바람직한 형태이다.
도 1은 본 발명의 광반사체용 기재의 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광반사체의 예를 나타내는 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 광반사체용 기재는 고분자 필름(A), 무기물층(B), 접착제층(C), 기재(D)를 포함한 적층 구조를 갖고, (A), (B), (C), (D)가 (A)/(B)/(C)/(D)의 순서로 적층되어 있다.
이하, 각 구성 재료에 대해서 상술한다.
(고분자 필름(A))
본 발명에서의 고분자 필름(A)은, 본 발명의 목적에 부합할 정도의 내열성을 갖는 것이면 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 비스페놀 A계 폴리카보네이트 등의 폴리카보네이트류, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀류, 셀룰로오스 트리아세테이트 등의 셀룰로오스 유도체류, 폴리염화비닐리덴 등의 비닐계 수지, 폴리이미드류, 폴리아미드류, 폴리에테르설폰, 폴리설폰계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 불소계 수지 등의 각종 플라스틱으로 이루지는 필름을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 사용된다. 내열성이 높은 재료 를 사용함으로써, 고온에서 사용할 수 있는 광반사체를 얻을 수 있다. 또한, 이들의 고분자 필름에는, 그 밖에 내열 안정제, 산화 방지제 등의 첨가물이 포함되어 있어도 좋다.
고분자 필름은, 성형 가공성의 자유도가 높고, 또 롤·투·롤 프로세스 등의 제조 방법을 적용할 수 있어 생산성이 높으므로 바람직하다.
고분자 필름(A)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 1~200㎛, 보다 바람직하게는 5~100㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~50㎛이다. 고분자 필름(A)의 두께가 상기 범위에 있는 경우, 굴곡 가공을 행했을 때에 고분자 필름에 걸리는 응력이 작아, 기재로부터의 박리를 방지할 수 있다. 또, 제조시의 취급이 용이하고, 판금 가공이 쉬워서 바람직하다. 너무 두꺼우면 굴곡 가공을 행했을 때에 고분자 필름에 걸리는 응력이 커져, 기재로부터 박리하기 쉬워질 우려가 있다. 또, 그것을 사용한 광반사체는 총두께가 두꺼워지기 때문에, 총두께가 얇은 것과 비교하여, 같은 크기의 램프 하우스로 가공해도, 램프와 광반사체와의 공간이 좁아져서, 광반사율, 내열성이 저하할 우려가 있어 바람직하지 않다. 또 너무 얇으면 제조시의 취급이 곤란하게 될 우려가 있다.
(무기물층(B))
본 발명에서는, 고분자 필름의 한쪽 면에 무기물층을 형성하고, 고분자 필름과 기재를 이 무기물층을 통하여 첩합한다. 무기물층을 형성하지 않으면, 특히 금속제의 기재를 사용한 경우, 고분자 필름과 금속제 기재를 첩합하기 위해서는 접착 강도를 충분히 높여주는 접착제가 필요하다. 접착제는 내열성, 내고온고습도성을 더 가질 필요가 있고, 그러한 접착제의 선정은 곤란하다. 무기물층을 설치함으로써, 공지의 접착제를 사용해도, 고분자 필름과 기재와의 접착 강도가 높아지므로 바람직하다.
무기물층은 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 층이다. 구체적으로는, 금속으로는, 금, 은, 알루미늄, 동, 니켈, 철, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 크롬, 인듐, 망간, 티탄, 팔라듐, 지르코늄, 비스무스, 주석, 아연, 안티몬, 세륨, 네오듐, 란탄, 토륨, 마그네슘, 갈륨 등의 금속의 단체, 혹은 이들 중의 2종 이상으로 이루어지는 합금이나 혼합물이 사용된다. 금속 화합물로는 인듐, 티탄, 지르코늄, 비스무스, 주석, 아연, 안티몬, 탄탈, 세륨, 네오듐, 란탄, 토륨, 마그네슘, 갈륨, 규소, 알루미늄 등의 산화물, 황화 아연 등의 황화물 등이 사용된다. 금속 화합물의 혼합물이나, 금속과 금속 화합물의 혼합물도 사용된다. 이들 중에서도 금, 은, 알루미늄, 동, 니켈, 철, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 크롬, 인듐, 망간, 티탄, 팔라듐의 단체 또는 이들의 2종류 이상으로 이루어지는 합금이나 혼합물, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화규소가 바람직하고, 특히 바람직하게는 니켈크롬 합금, 산화아연, 인코넬이 사용된다. 더욱 바람직하게는 니켈크롬 합금이 사용된다.
무기물층의 색은 어떤 것이라도 좋고, 유색이라도 무색이라도 특별히 한정되지 않는다. 광반사체로 했을 때, 최외면은 반사면인 금속층이다. 무기물층은 고분자 필름과 접착제층 사이에 위치하기 때문에, 그 색은 반사면에 영향을 주지 않는다. 따라서, 무기물층의 색, 투명성은 한정되지 않는다.
무기물층의 두께는, 바람직하게는 10nm 이상 100nm 미만, 보다 바람직하게는 10nm 이상 50nm 미만이고, 더욱 바람직하게는 10nm 이상 25nm 미만이다. 무기물층의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우, 고분자 필름과 기재와의 접착 강도를 높이는 효과가 낮아지는 경우가 있다. 상기 범위보다 두꺼운 경우, 범위내의 두께의 경우와 비교하여 고분자 필름과 기재와의 접착 강도에 변화는 없지만, 무기물층의 가요성이 나빠지기 쉽다. 또, 제조 코스트가 높아지므로 바람직하지 않은 경향에 있다.
(무기물층(B)의 형성 방법)
무기물층(B)의 형성 방법은 습식법 및 건식법이 있다.
습식법이란 도금법의 총칭이고, 용액으로부터 금속을 석출시켜서 막을 형성하는 방법이다. 구체적인 예로서 은경 반응 등을 들 수 있다. 한편, 건식법이란, 진공 성막법의 총칭이고, 구체적인 예로서 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 이온빔 어시스트 진공 증착법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다. 본 발명에는 연속적으로 막을 형성할 수 있는 롤·투·롤 방식이 가능한 진공 성막법이 바람직하게 사용되며, 그 중에서 전자빔 가열식 진공 증착법, 스퍼터링법이 바람직하게 사용된다.
진공 증착법에서는, 원재료인 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 전자빔법, 저항 가열법, 유도 가열법 등으로 용융시키고, 증기압을 상승시켜, 금속이나 금속 화합물을 고분자 필름 표면에 부착시킴으로써 층을 형성한다.
이 때에, 산소 등의 가스를 도입하여, 증발한 원재료와 반응시켜도 좋고, 아르곤 등의 가스를 도입하고 전압을 인가하여 플라스마를 발생시켜, 플라스마 중에 서 증착시켜도 좋다.
스퍼터링법에는, DC 마그네트론 스퍼터링법, RF 마그네트론 스퍼터링법, 이온빔 스퍼터링법, ECR 스퍼터링법, 컨벤셔널 RF 스퍼터링법, 컨벤셔널 DC 스퍼터링법 등이 있고, 모두 사용할 수 있다. 스퍼터링법에서는, 금속, 금속 합금, 금속 화합물, 또는 이들의 혼합물을 타겟으로서 사용한다. 스퍼터링 가스로는 헬륨, 네온, 아르곤, 크리프톤, 크세논 등의 불활성 가스를 사용할 수 있지만, 바람직하게는 아르곤이 사용된다. 가스의 순도는 99% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.5% 이상이다. 반응에 필요한 가스(반응성 가스)를 가하여, 스퍼터링을 행하는 경우도 있다. 반응성 가스로는, 공지의 가스를 필요에 따라서 선택하여 사용할 수 있다. 반응성 가스로는, 산소, 수소 등을 대표적인 예로서 들 수 있다.
층의 두께의 측정 방법으로는, 촉침 조도계, 반복 반사 간섭계, 마이크로 밸런스, 수정 진동자법 등을 사용하는 방법이 있다. 특히 수정 진동자법에서는 성막 중에 막두께가 측정 가능하기 때문에 소망한 막두께를 얻는데 적합하다. 또 성막 시간과 막두께의 관계를 조사한 다음, 성막 시간에 의해 막두께를 제어하는 방법도 있다. 본 발명에서는, 성막 시간에 의해 막두께를 제어하는 방법을 사용했다.
무기물층을 고분자 필름 위에 설치할 때에, 그 고분자 필름 표면에, 코로나 방전처리, 글로우 방전처리 등의 처리를 실시해도 좋다. 이들 처리는, 형성하는 층과 고분자 필름의 접착성을 향상시키는 효과가 있다. 또 상술한 처리 이외의 처리도 당업자의 기술적 상식의 범위에서 적당히 채용할 수 있다. 단, 고분자 필름의 무기물층을 형성하지 않는 면의 표면 형상에 영향을 주지 않을 정도로 행할 필 요가 있다. 과잉 처리를 행하면, 무기물층을 형성하지 않는 면의 표면 형상이 변화하여, 광반사체로 했을 때에, 반사율이 저하할 우려가 있다.
(접착제층(C))
접착제층에 사용하는 접착제는, 고온하에서의 접착 강도를 유지할 수 있는 것이면 특별히 한정 없이 공지의 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 실리콘계 접착제, 비닐계 접착제, 폴리에스테르계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 폴리에스테르계 접착제, 우레탄계 접착제를 사용할 수 있다.
이들 접착제는, 접착 방법에 따라 열경화형, 핫멜트형, 2액 혼합형으로 크게 나누어지지만, 바람직하게는 연속 생산이 가능한 열경화형 혹은 핫멜트형이 사용된다. 그 중에서도 폴리에스테르계 핫멜트형 접착제, 우레탄계 핫멜트형 접착제는 단시간에 접착 가능하고, 저렴하므로, 특히 바람직하다.
고온하에서 접착 강도를 유지할 수 있는 접착제를 선택하는 하나의 지표로서 유리전이온도(Tg)를 들 수 있다. Tg는 점탄성 온도 분산 측정이나, JIS-K-7121에 준한 DSC 측정에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에서는 점탄성 온도 분산 측정으로부터 Tg를 구했다. 고온하에서 접착 강도를 유지할 수 있는 접착제의 Tg로는 통상 30~90℃이고, 바람직하게는 40~90℃, 더욱 바람직하게는 60~90℃이다.
접착제층의 두께는 통상 0.5㎛~50㎛이고, 바람직하게는 3~25㎛이고, 더욱 바람직하게는 5~15㎛이다. 접착제층이 이 범위내에 있으면, 광반사체를 얇게 할 수 있다는 관점에서 바람직하다. 이 범위보다 얇은 경우, 접착 강도가 약해질 우려가 있다. 두꺼운 경우, 광반사체의 두께가 두꺼워져, 접착제층 중에 용매가 잔류하여, 접착 강도가 저하할 우려가 있다.
접착제층의 형성에는, 코팅법을 바람직하게 사용할 수 있다. 코팅 방법은, 코팅할 고분자 필름이나 접착제의 종류에 따라 많은 방법이 있다. 널리 사용되고 있는 것은 그라비아 코터 방식 및 리버스 코터 방식이고, 모두 사용 가능하다. 그라비아 코터 방식에서는, 접착제에 일부분이 담그어져 있는 그라비아 롤을 회전시키고, 백업 롤에 의해 보내지는 필름을 접착제가 부착된 그라비아 롤에 접촉시킴으로써 코팅한다. 코팅량은 롤의 회전수, 접착제의 점도를 제어함으로써 조정할 수 있다. 리버스 코터 방식도, 그라비아 롤 방식과 유사한 방법이지만, 코팅 롤에 부착되는 접착제의 양을, 거기에 접해 설치되어 있는 미터링 롤에 의해 조정한다. 코팅된 접착제의 건조 온도, 및 라미네이트 온도는 접착제의 종류에 따라 다르다. 예를 들면, 상기에 게재한 일반적인 접착제를 사용하는 경우는 100℃ 전후이다.
(기재(D))
기재는, 주로 광반사체의 형상을 안정하게 유지할 목적으로 사용한다. 이 목적을 만족하는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 가공이 쉽고, 내고온성, 내고온고습성을 갖고, 경량이고 부피가 크지 않는 것이면 더욱 바람직하다. 금속이나 수지가 바람직하고, 특히 금속이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스강, 동아연 합금, 강 등이 사용된다. 이들의 금속은 각각 다음과 같은 장점이 있어, 광반사체의 사용 목적에 따라 구분하여 사용할 수 있다. 알루미늄은 경량이고, 또한 가공성이 우수하고, 또, 열전도율이 높아 거기에 걸리는 열을 효과적으로 대기 중에 방출할 수가 있으므로, 램프 발광에 의해 광반사체가 가열되는 액정표시장치용 백라이트에 적합하게 이용할 수 있다. 알루미늄 합금은 경량이고 또한 기계적 강도가 강하다. 스테인레스강은 기계적 강도가 적당히 있고, 또 내식성이 우수하다. 동아연 합금 즉 황동 또는 놋쇠는, 기계적 강도가 강한 것에 더하여 납땜이 용이하기 때문에 전기적 단자를 내기 쉽다. 강은 저렴하기 때문에, 코스트를 억제할 필요가 있을 때에 바람직하게 사용된다.
수지의 예로는, 폴리올레핀 및 그 유도체, 폴리아크릴레이트 및 그 유도체, 폴리에스테르 및 그 유도체, 폴리스티렌 및 그 유도체, 나일론 및 그 유도체, 폴리이미드 및 그 유도체, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 그 유도체 등, 여러 가지의 수지를 들 수 있다. 이들 가운데, 접착제보다 Tg가 높은 수지를 적합하게 사용할 수 있다.
기재의 접착제측의 면에 표면 처리를 실시하여, 접착성을 향상시켜도 좋다. 기재의 두께는 사용하는 재료, 광반사체의 사용 목적에 알맞게, 광반사체의 형상, 가공성, 중량, 제조시의 취급성을 고려하여 결정하면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.05mm 이상 5mm 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1mm 이상 0.8mm 이하이다.
(은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E))
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)은, 고분자 필름의 무기물층을 형성하고 있지 않는 면에 형성하면 높은 광반사율이 얻어지므로 바람직하다. 이 층(E)은, 광을 반사하는 기능을 갖게 하기 위해서 형성한다. 금속층의 금속으로는 은 또는 알루미늄의 단체, 혹은, 은이나 알루미늄을 함유한 합금이 바람직하게 사용된다.
은 또는 알루미늄의 단체는 은 또는 알루미늄이 100중량%인 것이 바람직하지만, 실제로는 산소나 유황 등의 헤테로 원자나 다른 금속이 포함되는 경우가 있다. 이 때문에 본 발명에서는, 은 또는 알루미늄의 단체란, 은 또는 알루미늄이 99중량% 이상인 것으로 정의한다. 금속층내의 은 또는 알루미늄의 함유율은 바람직하게는 99.9중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.99중량% 이상이다.
은이나 알루미늄을 함유한 합금이라는 것은, 은 또는 알루미늄에 금, 동, 니켈, 철, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 크롬, 인듐, 망간, 티탄, 팔라듐, 네오듐, 카드뮴, 안티몬, 주석, 아연, 니오브, 비스무스 등의 금속을 함유하는 것을 들 수 있다. 함유시키는 금속의 종류는 복수라도 좋다. 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 광반사율을 고려하면 0.01중량% 이상 20.0중량% 이하가 바람직하다. 은합금의 경우, 은과 합금화하는 금속의 조합에 따라, 내구성이 향상되는 경우가 있다. 은과 조합하는 금속이 1종류인 경우는 금, 동, 네오듐, 인듐, 주석, 텅스텐, 티탄, 크롬, 팔라듐, 비스무스가 바람직하고, 은과 2종의 금속을 조합하는 경우는 팔라듐과 동, 팔라듐과 금, 네오듐과 금, 네오듐과 동, 인듐과 주석이 바람직하다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)의 두께는 50nm 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 80nm 이상이고, 더욱 바람직하게는 100nm 이상이다. 50nm보다도 얇은 경우는, 광이 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)을 투과하여, 광반사율이 낮아지는 경우가 있다. 그 층의 두께가 100nm 이상이면 충분한 광반사율을 얻을 수 있어, 두께의 상한치는 특별히 없다. 그러나, 1000nm를 넘는 두꺼운 층에서는, 고분자 필름을 컬링하기 쉬워지고, 또 제조 코스트가 높아지는 등의 문제가 생기는 경우가 있다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)의, 고분자 필름측 및/또는 고분자 필름측과는 역측에, 보호층을 설치할 수도 있다. 즉, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)의 양측에 보호층을 설치한 경우, 고분자 필름(A)/보호층/은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)/보호층이라는 구성으로 된다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)의 고분자 필름 측에 보호층을 설치함으로써, 고분자 필름의 표면 상태를 제어하여, 고분자 필름과 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층과의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층의 내환경성을 향상시킬 수 있다. 상기의 기능을 갖는 것이면, 보호층으로 사용하는 재료나 두께는 특별히 한정되지 않는다. 단층이라도 복수층이라도 좋다. 이 보호층은, 고분자 필름과 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E) 사이에 있으므로, 광선 반사율이나 색에 관계없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄, 동, 니켈, 철, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 크롬, 인듐, 망간, 티탄, 팔라듐, 지르코늄, 비스무스, 주석, 아연, 안티몬, 세륨, 네오듐, 란탄, 토륨, 마그네슘, 갈륨 등의 금속의 단체, 화합물, 이들 중의 2종 이상으로 이루어지는 합금, 혼합물이 사용된다. 특히, 산화아연, 알루미늄 첨가 산화아연이 바람직하게 사용된다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)의 고분자 필름과는 역측에 보호층을 설치함으로써, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층의 내환경성을 향상시키는 효과, 또, 광반사율을 더욱 높이는 효과 등이 얻어진다. 보호층으로 사용하는 재료나 두께는, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층의 광반사율을 현저하게 저하시키지 않으면 특별히 한정되지 않는다. 보호층은 단층이라도 복수층이라도 좋다. 구체적으로는, 산화아연, 알루미늄 첨가 산화아연, 산화규소, 산화티탄 등의 투명한 금속 산화물을 들 수 있다. 이들은 상술한 효과가 얻어지고, 또 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층과 연속하여 형성하는 것이 용이하여 바람직하다. 보다 바람직하게는, 산화아연, 알루미늄 첨가 산화아연을 사용할 수 있다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E), 및 보호층은 무기물층(B)과 같은 방법으로 형성할 수 있다. 고분자 필름의 양면에 동시에 층을 형성할 수 없는 장치를 사용하는 경우는, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E)(및 보호층)과 무기물층의 어느 쪽을 먼저 형성해도 좋다.
은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(E) 및 보호층을 형성하는 고분자 필름의 표면에, 코로나 방전처리, 글로우 방전처리 등의 처리를 채용해도 좋다. 이들 처리는, 형성하는 층과 고분자 필름의 접착성을 향상시키는 효과가 있다. 또 상술한 처리 이외의 처리도 당업자의 기술적 상식의 범위에서 적당히 채용할 수 있다. 단, 고분자 필름의 표면 형상에 영향을 주지 않을 정도로 행할 필요가 있다. 과잉 처리를 행하면, 고분자 필름의 표면 형상이 변화하여, 경면이 얻어지지 않게 될 우려가 있다.
이하 상기의 부재를 사용한 광반사체용 기재 및 광반사체에 대해 상술한다.
(광반사체용 기재 및 광반사체)
본 발명의 광반사체용 기재의 예를 도 1에, 광반사체의 예를 도 2에 나타냈다. 도 1의 광반사체용 기재는, 고분자 필름(10)에 무기물층(20), 접착제층(30), 기재(40)를 적층한 것이다. 또, 도 2의 광반사체는, 고분자 필름(10)에 무기물층(20), 접착제층(30), 기재(40)를 적층하고, 고분자 필름의 무기물층(20)이 형성되어 있지 않은 면에, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층(50)을 형성한 것이다. 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층측이 광반사면으로 된다.
광반사체의 총두께는, 형상을 안정되게 유지할 수 있는 두께이면 특별히 한정되지 않는다. 0.1mm 이상 0.8mm 이하가 바람직하다. 너무 두꺼우면 벌크 중량이 증가할 뿐만 아니라, 총두께가 얇은 광반사체와 같은 크기의 램프 하우스로 가공해도, 램프와 광반사체와의 간격이 좁아져, 광반사율, 내열성이 저하할 우려가 있다.
광반사체의, 은 또는 알루미늄을 함유한 금속층측을 광입사면으로 하여 측정한 광반사율은 표준 샘플을 산화알루미늄으로 했을 때, 550nm의 파장의 광에 대해서 90% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 92% 이상이고, 더욱 바람직하게는 94% 이상이다.
본 발명에서, 내고온고습성은 온도 60℃, 상대습도 90%의 환경하에 500시간 방치하고, 23℃, 습도 50%의 분위기 중에 꺼내고, 23℃까지 시료 온도가 내려갔을 때의 고분자 필름과 기재의 박리강도로 평가한다.
박리강도는 0.10kN/m 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.60kN/m 이상이다. 박리강도가 0.10kN/m 미만에서는, 기재로부터 고분자 필름이 간단하게 벗겨 진다. 특히 굴곡 가공한 램프 리플렉터의 경우, 벗겨진 고분자 필름이 램프에 접촉할 우려가 있어, 바람직하지 않다.
본 발명에서, 내열성은 100℃ 분위기하에서의 고분자 필름과 기재의 박리강도로 평가한다. 박리강도는 0.10kN/m 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.20kN/m 이상이다. 박리강도가 0.10kN/m 미만에서는, 기재로부터 고분자 필름이 간단하게 벗겨진다. 특히 굴곡 가공한 램프 리플렉터의 경우, 벗겨진 고분자 필름이 램프에 접촉할 우려가 있어, 바람직하지 않다.
물성의 측정 및 내열성, 내열 습성은 하기의 방법에 의해 평가했다.
1. 박리강도의 측정
광반사체를 폭 10mm 길이 100mm로 잘라내고, 고분자 필름을 기재로부터 20mm 박리했다. 계속해서, 인장압축시험기(가부시끼가이샤 이마다세이사쿠쇼제 SV-55-0-20L)를 사용하여, 고분자 필름과 기재가 90°를 유지하도록 하여 고분자 필름을 속도 50mm/min로 끌어올리고, 그 때의 힘을 박리강도로서 측정했다.
2. 내열습성의 평가
야마토카가쿠가부시끼가이샤제 IG46M내에서, 온도 60℃ 상대습도 90%의 분위기하에 500시간 방치 후, 온도 23℃, 습도 50%의 실내에 꺼내고, 시료를 실온까지 낮춘 후, 박리강도를 측정했다.
3. 내열성의 평가
인장시험기(가부시끼가이샤 이마다세이사쿠쇼제 SDW200S)에 열풍발생장치(가부시끼가이샤 다케하가네세이사쿠쇼제)를 부착하고, 열풍 발생 장치의 챔버내를 100℃ 분위기하로 하고, 시료를 챔버내에 5분간 방치 후, 박리강도를 측정했다.
4. 유리전이온도 측정
접착제를 40℃에서 용제 냄새가 나지 않게 될 때까지 건조하고, 그 후 24시간 감압 건조했다. 그 시험편을 직경 약 7.9mm, 두께 약 2mm가 되도록 잘라냈다. 레오메트릭사제 회전식 레오미터 RMS-800으로, 7.9mm 패러렐 플레이트를 사용하고, 변형 20% 이하, 변형 속도 10rad/sec에서 0℃에서 150℃까지 온도 분산을 측정했다. 얻어진 tanδ의 피크톱을 접착제의 유리전이온도로 했다.
(실시예 1)
폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(테이진듀퐁가부시끼가이샤 제품 테이진테트론필름 SG, 두께 25㎛) 상에 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 2중량%의 Al2O3가 첨가된 산화아연(순도 99.9%)을 타겟으로 하고, 순도 99.5%의 아르곤을 스퍼터링 가스로 하여 산화알루미늄 첨가 산화아연을 막두께 5nm가 되도록 형성했다.
계속해서, 이 필름을 스퍼터링 장치로부터 꺼내지 않고, DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 순도 99.9%의 은을 타겟으로 하고, 순도 99.5%의 아르곤을 스퍼터링 가스로 하여 은을 막두께 130nm가 되도록 성형했다.
계속해서, 이 필름을 스퍼터링 장치로부터 꺼내지 않고, DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 2중량%의 Al2O3가 첨가된 산화아연(순도 99.9%)을 타겟으로 하고, 순도 99.5%의 아르곤을 스퍼터링 가스로 하여 산화알루미늄 첨가 산화아연을 막두께 5nm가 되도록 형성했다.
계속해서, 필름을 스퍼터링 장치로부터 꺼내고, 스퍼터링면이 상기 스퍼터링면과 반대측으로 되도록 필름을 준비하고, DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 순도 99.9%의 니켈크롬 합금을 타겟으로 하여, 막두께가 20nm가 되도록 성형하고 스퍼터링 장치로부터 꺼냈다.
이 필름의 니켈 크롬층을 성형한 면에, 폴리에스테르계 핫멜트형 접착제(다이어본드코교가부시끼가이샤 제품 SP7029, Tg 75℃)를 그라비아 코터로 도공하여, 접착층을 두께 7㎛로 형성했다. 이 접착층을 적층한 필름과 기재인 놋쇠판(두께 200㎛)을, 롤 표면 온도가 100℃의 조건에서 열라미네이트 했다. 192℃의 가열 오븐에 100초 체류시켜 열처리 하고, 접착하여 광반사체를 얻었다. 상기의 방법에 의하여 박리강도를 측정하여, 종합 판정을 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 표 중, 박리강도 측정 결과가 내열습성 평가시, 내열성 평가시에 0.10kN/m 이상의 경우를 양호, 0.10kN/m 미만의 경우를 불량으로 했다.
(실시예 2)
무기물층으로서 DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 2중량%의 Al2O3가 첨가된 산화아연(순도 99.9%)을 타겟으로 하고, 순도 99.5%의 아르곤을 스퍼터링 가스로 하여, 산화알루미늄 첨가 산화아연을 막두께 20nm가 되도록 형성한 것 이외는, 실시 예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
무기물층으로서 DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 티탄(순도 99.9%)을 타겟으로 하고, 순도 99.5%의 아르곤을 스퍼터링 가스로 하여, 막두께 20nm가 되도록 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
기재로서 스테인레스(SUS304) 판(두께 0.1mm)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
접착제층으로서 폴리에스테르계 핫멜트형 접착제(토요보우세키가부시끼가이샤 제품　비정성 폴리에스테르 유기용제 가용형 접착제 바이론 GK640, Tg 79℃)를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 6)
접착제층으로서 폴리에스테르계 핫멜트형 접착제(토요보우세키 가부시끼가이샤 제품 비정성 폴리에스테르계 핫멜트형 접착제 바이론 29SS, Tg 72℃)를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 7)
접착제층으로서 우레탄계 핫멜트형 접착제(다이니폰잉크코교 가부시끼가이샤 제품　AG946HV, Tg 58℃)를 사용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(비교예 1)
무기물층으로서 니켈크롬층을 형성하지 않았던 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(비교예 2)
무기물층으로서 니켈크롬층을 형성하지 않았던 것 이외는, 실시예 5와 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(비교예 3)
무기물층으로서 니켈크롬층을 형성하지 않았던 것 이외는, 실시예 6과 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(비교예 4)
무기물층으로서 니켈크롬층을 형성하지 않았던 것 이외는, 실시예 7과 동일 하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(비교예 5)
수용성 폴리에스테르계 수지층이 형성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(토요보우세키 가부시끼가이샤 제품 A1511, 두께 38㎛)의 수용성 폴리에스테르계 수지층이 형성되어 있지 않은 면에, 실시예 1과 동일하게 하여 산화알루미늄 첨가 산화아연층, 은층, 산화알루미늄 첨가 산화아연층을 순서대로 형성했다. 수용성 폴리에스테르계 수지층이 형성된 면에 실시예 1과 동일한 접착제를 도공하고, 놋쇠판과 첩합하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(비교예 6)
접착제층으로서 실시예 5에서 사용한 접착제를 사용한 것 이외는, 비교예 5와 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(비교예 7)
접착제층으로서 실시예 6에서 사용한 접착제를 사용한 것 이외는, 비교예 5와 동일하게 하여 광반사체를 제작했다.
실시예 1과 동일하게 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
기판(D) 놋쇠판 놋쇠판 놋쇠판 스테인레스(SUS304)
접착제층(C) SP7029 SP7029 SP7029 SP7029
접착제 Tg(℃) 75 75 75 75
무기물층(B) NiCr ZnO Ti NiCr
고분자필름(A) PET PET PET PET
은 또는 알루미늄을 함유하는 금속층(E)(보호층/금속층(E)/보호층) Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO
박리강도(접착직후) (kN/m) 0.60 0.60 0.60 0.60
박리강도(습열시험후) (kN/m) 0.60 0.60 0.60 0.60
박리강도(100℃ 분위기 하)(kN/m) 0.20 0.18 0.22 0.19
종합 판정 양호 양호 양호 양호
실시예 5 실시예 6 실시예 7
기판(D) 놋쇠판 놋쇠판 놋쇠판
접착제층(C) GK640 29SS AG946HV (우레탄계)
접착제 Tg(℃) 79 72 58
무기물층(B) NiCr NiCr NiCr
고분자필름(A) PET PET PET
은 또는 알루미늄을 함유하는 금속층(E)(보호층/금속층(E)/보호층) Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO
박리강도(접착직후) (kN/m) 0.49 0.60 0.45
박리강도(습열시험후) (kN/m) 0.45 0.55 0.42
박리강도(100℃ 분위기 하)(kN/m) 0.21 0.25 0.11
종합 판정 양호 양호 양호
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
기판(D) 놋쇠판 놋쇠판 놋쇠판 놋쇠판
접착제층(C) SP7029 GK640 29SS AG946HV (우레탄계)
접착제 Tg(℃) 75 79 72 58
무기물층(B) - - - -
고분자필름(A) PET PET PET PET
은 또는 알루미늄을 함유하는 금속층(E)(보호층/금속층(E)/보호층) Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO
박리강도(접착직후) (kN/m) 0.02 0.01 0.02 0.01
박리강도(습열시험후) (kN/m) 0.01 0.02 0.01 0.02
박리강도(100℃ 분위기 하)(kN/m) 0.01 0.03 0.02 0.03
종합 판정 불량 불량 불량 불량
비교예 5 비교예 6 비교예 7
기판(D) 놋쇠판 놋쇠판 놋쇠판
접착제층(C) SP7029 GK640 29SS
접착제 Tg(℃) 75 79 72
무기물층(B) 수용성 코트 수용성 코트 수용성 코트
고분자필름(A) PET PET PET
은 또는 알루미늄을 함유하는 금속층(E)(보호층/금속층(E)/보호층) Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO Al2O3첨가 ZnO/Ag/Al2O3첨가 ZnO
박리강도(접착직후) (kN/m) 0.60 0.56 0.60
박리강도(습열시험후) (kN/m) 0.01 0.01 0.03
박리강도(100℃ 분위기 하)(kN/m) 0.20 0.20 0.25
종합 판정 불량 불량 불량
상기의 결과로부터, 무기물층을 설치함으로써, 내고온성, 내고온고습성을 갖는 광반사체를 제작할 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 높은 광반사율, 내열성, 내고온고습성, 형상 안정성을 갖고, 또 두께가 얇은 광반사체를 제공할 수 있다. 따라서, 휘도가 높은 조명이 필요한 용도에 적용할 수 있고, 예를 들면 액정표시장 치의 백라이트의 램프 리플렉터로서 설치했을 경우, 백라이트의 휘도의 향상을 달성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 고분자 필름(A), 무기물층(B), 접착제층(C), 기재(D)를 포함한 적층 구조를 갖고, (A), (B), (C), (D)가 (A)/(B)/(C)/(D)의 순서로 적층되고, 무기물층(B)이 적어도 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 두께 10nm 이상 50nm 미만의 층인 것을 특징으로 하는 광반사체용 기재.
  2. 제1항에 있어서,
    온도 60℃, 상대습도 90%의 분위기하에 500시간 방치 후의 고분자 필름(A)과 기재(D)와의 박리강도가 0.10kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 광반사체용 기재.
  3. 제1항에 있어서,
    100℃ 분위기하에서, 고분자 필름(A)과 기재(D)와의 박리강도가 0.10kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 광반사체용 기재.
  4. 제1항에 있어서,
    기재(D)가 금속을 포함하는 판인 것을 특징으로 하는 광반사체용 기재.
  5. 삭제
  6. 제1항 기재의 광반사체용 기재 위에, 은 또는 알루미늄을 함유하는 금속층(E)을 (E)/(A)/(B)/(C)/(D)의 적층 구조가 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 광반사체.
  7. 제6항에 있어서,
    금속층(E)이 은 또는 은을 함유하는 합금인 것을 특징으로 하는 광반사체.
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