KR100818907B1 - 반사 필름 및 반사판 - Google Patents

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다카시 히루마
미키 니시다
다카유키 와타나베
가즈나리 가쓰하라
준 다카기
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미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤
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Abstract

광반사성이 우수하며 사용시 시간이 경과함에 따라 황변하거나 광반사성이 저하되지 않고 치수 안정성이 우수한, 반사 필름을 제공할 수 있다.
반사 필름은 굴절률이 1.52 미만인 수지와 산화티탄을 함유하는 수지 조성물 A로 이루어진 A층을 갖는 실질적으로 무연신 필름이며, 산화티탄은 굴절률이 2.5 이상이고, 이러한 산화티탄 중의 바나듐 함량이 5ppm 이하이며, 550nm의 파장의 광에 대한 반사 필름의 반사율이 95% 이상이고, 80℃에서 180분 동안 처리한 후의 열수축율이 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 -0.1% 초과 1.0% 미만이다.
반사 필름, 반사판, 광반사성, 치수 안정성, 황변방지성, 굴절률, 열수축율

Description

반사 필름 및 반사판{Reflective film and reflector plate}
본 발명은 반사 필름 및 이러한 반사 필름을 구비하여 이루어진 반사판에 관한 것이며, 특히, 액정 표시장치, 조명 기구, 조명 간판 등의 반사판 등에 사용되는 반사 필름에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치용 반사판, 투영용 스크린이나 면상(面狀) 광원의 부재, 조명 기구용 반사판 및 조명 간판용 반사판 등의 분야에서 반사 필름이 사용되고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 반사판에서는 장치의 화면을 더 크게 하고 표시 성능을 더 높여야 한다는 요구로부터 적어도 많은 광을 액정에 공급하여 백 라이트 유니트의 성능을 향상시키기 위해 반사 성능이 높은 반사 필름이 요구되고 있다.
또한, 노트북형 컴퓨터 등의 표시장치로서는 박형화가 가능하며 화상을 보기 쉬운 백 라이트 유니트 및 액정 표시소자를 구비한 액정 표시장치가 사용되고 있다. 이러한 백 라이트 유니트에는 투광성을 갖는 도광판의 한쪽 말단부에 형광관과 같은 선상 광원을 병설하는 에지 라이트 방식이 많이 사용된다. 이러한 에지 라이트 방식에서는 도광판의 한쪽 면을 광확산 물질로 부분적으로 피복하며, 상기한 한쪽 면의 전체 면을 다시 반사재로 피복하여 면광원을 구성하는 경우가 많다. 이러한 반사재에는 높은 반사 성능이 요구된다.
반사 필름으로서, 일본 공개특허공보 제(평) 4-239540호 및 일본 공개특허공보 제2002-138150호에 방향족 폴리에스테르계 수지에 충전제를 첨가하여 형성되는 시트를 연신시킴으로써 시트내에 미세한 기포를 형성시켜 광산란 반사를 일으키는 백색 폴리에스테르 필름이 개시되어 있지만, 이는 요구되는 바와 같은 높은 광반사성을 갖는 것이 아니다. 또한, 이들을 형성하는 방향족 폴리에스테르계 수지의 분자쇄 중에 함유되는 방향족 환이 자외선을 흡수하므로 액정 표시장치 등의 광원으로부터 발생하는 자외선에 의해 필름이 약화, 황변되어 반사 필름의 광반사성이 저하된다는 결점이 있다.
또한, 일본 공개특허공보 제(평) 11-174213호에는 폴리프로필렌 수지에 무기 충전제를 첨가하여 연신시킨 다공성 시트가 개시되어 있지만, 무기 충전제를 60중량% 이상 첨가하여야 하며, 막 제조성이 떨어진다는 문제가 있다.
또한, 일본 공개특허공보 제(평) 6-298957호에는 특정한 굴절률을 갖는 수지와 무기 충전제를 혼합하여 연신시킨 필름이 개시되어 있고, 일본 공개특허공보 제(평)7-230004호, 제(평)7-287110호 및 일본 공개특허공보 제(평)8-262208호에는 폴리올레핀계 수지에 무기 충전제를 혼합하여 연신시킨 반사 시트가 개시되어 있으며, 일본 공개특허공보 제(평) 11-149816호에는 폴리올레핀에 황산바륨을 혼합하여 연신시킨 반사 필름이 개시되어 있지만, 연신성을 개량하기 위한 연구, 예를 들면, 가공 조제를 첨가하는 등의 연구가 필요하다. 또한, 연신에 의해 반사율은 향상되지만, 이의 배향 완화현상에 기인하는 시간 경과에 따른 또는 가열 환경하에 따른 치수 변화가 크다는 등의 문제도 발생한다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 제(평) 4-239540호
특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제2002-138150호
특허 문헌 3: 일본 공개특허공보 제(평) 11-174213호
특허 문헌 4: 일본 공개특허공보 제(평) 6-298957호
특허 문헌 5: 일본 공개특허공보 제(평)7-230004호
특허 문헌 6: 일본 공개특허공보 제(평)7-287110호
특허 문헌 7: 일본 공개특허공보 제(평)8-262208호
특허 문헌 8: 일본 공개특허공보 제(평) 11-149816호
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
본 발명은 상기 문제점을 해결하려고 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 광반사성이 우수하고 사용시 시간이 경과함에 따라 황변하거나 광반사성이 저하되는 경우가 없으며 치수 안정성도 우수한 반사 필름을 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 반사 필름은 굴절률이 1.52 미만인 수지와 산화티탄을 함유하는 수지 조성물 A로 이루어진 실질적으로 무연신 필름이며, 상기 산화티탄은 굴절률이 2.5 이상이며, 상기 산화티탄 중의 바나듐 함량이 5ppm 이하이며, 550nm 파장의 광에 대한 상기 필름의 반사율이 95% 이상이고, 80℃에서 180분 동안 처리한 후의 열수축율이 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 -0.1% 초과 1.0% 미만임을 특징으로 한다.
여기서, 산화티탄의 함량은 수지 조성물 A 중에서 10질량% 내지 60질량%일 수 있다. 또한, 이러한 산화티탄의 함량은 수지 조성물 A 중에서 30질량% 내지 60질량%일 수 있다.
본 발명의 반사 필름은 A층의 외표면측에 수지 조성물 B로 이루어진 B층을 또한 가질 수 있으며, 이 경우, 상기 B층에 함유되는 미분상(微粉狀) 충전제의 양은 A층에 함유된 산화티탄의 양보다 적다.
여기서, B층은 수지 조성물 B 중에 미분상 충전제를 30질량% 이하로 함유할 수 있다.
본 발명에서 B층에 함유되는 미분상 충전제는 산화티탄일 수 있다.
본 발명에서는 산화티탄의 표면은 실리카, 알루미나 및 지르코니아로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불활성 무기 산화물로 피복될 수 있다.
또한, 산화티탄의 평균 입자 직경은 O.1㎛ 내지 1.O㎛일 수 있다.
본 발명에서 굴절률이 1.52 미만인 수지는 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 불소계 수지 및 지방족 폴리에스테르계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 반사판은 상기 어느 하나의 반사 필름을 구비하고 있음을 특징으로 한다.
[발명의 효과]
본 발명에 따르면 광반사성이 높고 시간이 경과함에 따라 황변하거나 광반사성이 저하되지 않으며 치수 안정성도 우수한 반사 필름을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 반사 필름을 금속판 또는 수지판에 피복함으로써 광반사성 등의 특성에 관하여 균형이 잡힌 우수한 액정 표시장치, 조명 기구, 조명 간판 등에 사용되는 반사판을 수득할 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 형태]
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 반사 필름은 굴절률이 1.52 미만인 수지와 산화티탄을 함유하는 수지 조성물 A로 이루어진 A층을 갖는다. 단, 이러한 산화티탄은 굴절률이 2.5이상이며 바나듐 함량이 5ppm 이하이어야 한다.
또한, JIS 정의상, 필름이란 길이 및 폭과 비교하여 두께가 매우 작으며, 최대 두께가 임의로 한정되어 있는 얇은 평평한 제품으로 통상적으로 롤의 형으로 공급되는 것을 말한다. 그런데, 시트란, 얇으며 일반적으로 이의 두께가 길이와 폭에 비해 비교적 작으며 평평한 제품을 말한다(일본공업규격 JIS K 6900). 따라서, 시트 중에서도 두께가 특히 얇은 것이 필름이라고 할 수 있지만, 시트와 필름의 경계는 확정되어 있지 않으며 명확하게는 구별하기 어려우므로 본원에서는 「필름」이라고 칭하는 경우에도 「시트」를 포함하는 것으로 하며, 「시트」라고 칭하는 경우에도 「필름」을 포함하는 것으로 한다.
산화티탄은 굴절률이 높으며 베이스 수지와의 굴절률 차이를 크게 할 수 있으므로 산화티탄 이외의 충전제를 사용하는 경우보다 적은 배합량으로 필름에 높은 반사 성능을 부여할 수 있다. 또한, 산화티탄을 사용하면, 필름의 두께가 얇아도 반사 성능이 높은 필름을 수득할 수 있다.
산화티탄에는, 예를 들면, 아나타제형 및 루타일형과 같은 결정 구조를 가지는 산화티탄이 있지만, 굴절률이 2.5 이상인 산화티탄으로서는 루타일형 산화티탄을 들 수 있다. 필름을 구성하는 베이스 수지와의 굴절률 차이를 크게 한다는 관점에서는 굴절률이 2.6 이상인 산화티탄이 바람직하며, 루타일형 산화티탄이면 이러한 조건도 만족시킬 수 있다. 굴절률 차이가 클수록 베이스 수지와 산화티탄의 경계면에서 광의 굴절 산란작용이 커지며 필름에 광반사성을 용이하게 부여할 수 있다.
필름에 높은 광반사성을 부여하기 위해서는 가시광선에 대한 광흡수능이 작은 산화티탄을 사용해야 한다. 산화티탄의 광흡수능을 작게 하는 데는 산화티탄에 함유되어 있는 착색 원소의 양이 적은 것이 바람직하다. 예를 들면, 바나듐의 함량이 5ppm 이하인 산화티탄을 사용하면, 광반사성이 높은 반사 필름을 수득할 수 있다. 또한, 광흡수능을 작게 한다는 관점에서는 산화티탄에 포함되는 철, 니오븀, 구리, 망간 등의 착색 원소도 적은 것이 바람직하다.
염소법 공정으로 제조되는 산화티탄은 순도가 높으며, 상기 제조방법에 따르면 바나듐의 함량이 5ppm 이하인 산화티탄을 수득할 수 있다. 염소법 공정에서는 산화티탄을 주성분으로 하는 루타일광을 1,000℃ 정도의 고온로에서 염소가스와 반응시켜 사염화티탄을 우선 생성시킨다. 이어서, 이러한 사염화티탄을 산소로 연소시킴으로써 고순도의 산화티탄을 수득할 수 있다. 또한, 산화티탄의 공업적인 제조방법으로서는 황산법 공정도 있지만, 본 방법에 따라 수득되는 산화티탄에는 바나듐, 철, 구리, 망간, 니오븀 등의 착색 원소가 많이 함유되므로 가시광선에 대한 광흡수능이 커진다.
A층에 사용되는 산화티탄은 이의 표면이 불활성 무기 산화물로 피복처리되는 것이 바람직하다. 산화티탄의 표면을 불활성 무기 산화물로 피복 처리함으로써 산화티탄의 광촉매 활성을 억제할 수 있으며 필름의 내광성을 높일 수 있다. 불활성 무기 산화물로서는 실리카, 알루미나 및 지르코니아로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 불활성 무기 산화물을 사용하면, 산화티탄을 사용하는 경우에 발휘되는 높은 광반사성을 손상시키지 않으면서 필름의 내광성을 높일 수 있다. 또한, 2종류 이상의 불활성 무기 산화물을 병용하는 것이 보다 바람직하며 이중에서도 실리카를 필수로 하는 조합이 특히 바람직하다.
또는, 산화티탄의 수지에 대한 분산성을 향상시키기 위해 산화티탄의 표면을 실록산 화합물, 실란 커플링제 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 무기 화합물이나, 폴리올, 폴리에틸렌 글리콜 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유기 화합물로 표면 처리할 수 있다. 또한, 불활성 무기 산화물에 의한 피복처리와 병용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 산화티탄은 입자 직경이 바람직하게는 O.1㎛ 내지 1.O㎛, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 내지 0.5㎛이다. 산화티탄의 입자 직경이 O.1㎛ 이 상이면, 지방족 폴리에스테르계 수지에 대한 분산성이 양호하며, 균질한 필름을 수득할 수 있다. 또한, 산화티탄의 입자 직경이 1.O㎛ 이하이면, 지방족 폴리에스테르계 수지와 산화티탄의 계면이 치밀하게 형성되므로 반사 필름에 높은 광반사성을 부여할 수 있다.
A층에서 산화티탄의 함량은 필름의 광반사성, 기계적 성질, 생산성 등을 고려하면, 반사 필름을 형성하기 위한 수지 조성물 A 중에서 10질량% 이상 60질량% 이하가 바람직하다. 또한, 산화티탄의 함량은 바람직하게는 20질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상, 특히 바람직하게는 35질량% 이상이다. 또한, 산화티탄의 함량은 바람직하게는 55질량% 이하, 보다 바람직하게는 50질량% 이하이다. 산화티탄의 함량이 10질량% 이상이면, 베이스 수지와 산화티탄의 계면의 면적을 충분하게 확보할 수 있으므로, 필름에 높은 광반사성을 부여할 수 있다. 또한, 산화티탄의 함량이 60질량% 이하이면, 필름에 필요한 기계적 성질을 확보할 수 있다. 또한, A층에는 산화티탄 이외의 미분상 충전제를 본 발명의 효과를 억제하지 않는 범위내에서 함유시킬 수 있지만, 이러한 경우에는 산화티탄과 미분상 충전제의 합계 함량이 상기 범위내로 되도록 배합하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 반사 필름을 형성하는 수지 조성물 A는 굴절률이 1.52 미만인 수지와 산화티탄을 함유하고 있다. 이의 굴절률이 1.52 미만인 베이스 수지는 굴절률이 1.50 이하가 바람직하다.
굴절률이 1.52 미만인 수지(이하, 저굴절률 수지라고 하는 경우도 있다)로서는 굴절률이 약 1.49인 아크릴계 수지, 굴절률이 1.51 내지 1.45인 지방족 폴리에 스테르계 수지, 굴절률이 1.3 내지 1.46인 불소계 수지, 굴절률이 약 1.50인 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 지방족 폴리에스테르계 수지 중에는 굴절률이 1.45인 락트산계 중합체가 특히 바람직하게 사용되며 폴리올레핀계 수지 중에서는 폴리프로필렌계 수지가 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에 사용되는 아크릴계 수지란, 아크릴산을 주성분으로서 함유하는 수지이며, 메타크릴산메틸을 사용하여 중합된 메타크릴산메틸 수지가 바람직하게 사용된다. 메타크릴산메틸 수지는 이의 성형성을 향상시키기 위해 메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 다른 아크릴산을 공중합할 수 있다. 공중합할 수 있는 다른 아크릴산으로서는 (메트)아크릴산 에스테르류, 스티렌 등의 단관능 단량체, (폴리)알킬렌 글리콜 (메트)아크릴산 에스테르, 알릴 (메트)아크릴산 에스테르, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴산 에스테르, 디비닐벤젠 등의 분자내에 2개 이상의 불포화 이중 결합을 갖는 다관능 단량체류를 들 수 있다.
아크릴계 수지의 분자량은 약 6만 내지 약 15만이 바람직하며 현탁중합법이나 괴상중합법에 의해 수득된다. 본 발명에 사용되는 아크릴계 수지는 MFR(230℃/37.3N)이 0.5 내지 20인 것이 바람직하다. 또한, 비카트(Vicat) 연화온도가 바람직하게는 85℃ 이상, 보다 바람직하게는 95℃ 이상이다.
아크릴계 수지로서는, 예를 들면, 스미토모가가쿠고교(주)제의 SUMIPEX 시리즈, 미쓰비시레이욘(주)제의 아크릴페트 시리즈 등을 시판품으로서 입수할 수 있다.
또한, 아크릴계 수지층에는 내충격성을 개량하기 위해 굴절률이 1.52 이상으로 되지 않는 범위에서 탄성중합체(고무) 성분을 배합할 수 있다. 사용되는 탄성중합체 성분으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 아크릴계 고무나 지방족 폴리에스테르가 바람직하게 사용된다.
아크릴계 고무로서는 이중 결합을 포함하지 않는 알킬 (메트)아크릴레이트와 가교제로 이루어진 가교 알킬 (메트)아크릴레이트 고무중합체에 메틸 메타크릴레이트나 스티렌 또는 아크릴로니트릴 등을 그래프트 중합한 것 등을 들 수 있다.
알킬 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 등의 알킬 아크릴레이트 및 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트 등의 알킬 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
탄성중합체 성분으로서 사용되는 지방족계 폴리에스테르는 유리 전이 온도가 0℃ 미만, 보다 바람직하게는 -20℃ 미만인 것이 바람직하며, 이러한 지방족계 폴리에스테르를 아크릴계 수지에 배합하여 내파단성을 향상시킬 수 있다. 유리 전이 온도가 O℃ 미만인 지방족계 폴리에스테르는 주로 연질계 탄성중합체로서의 기능을 갖고 있기 때문이다. 유리 전이 온도가 0℃ 미만인 지방족계 폴리에스테르로서는 쇼와고분시(주)제의 비오놀 3000 시리즈, 미쓰비시가가쿠(주)제의 GS-Pla 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 불소계 수지는 분자 구조중에 불소원자가 함유되어 있으며 굴절률이 1.52 미만인 수지이다. 굴절률이 1.52 미만이면, 다른 수지와의 공중합체일 수 있다. 불소계 수지로서는 수지중에 함유되는 불소원자의 수 및 중합방법에 따라 여러가지 상이한 것을 들 수 있지만, 예를 들면, 테트라플루오로에틸렌 수지(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합 수지(PFA), 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합 수지(FEP), 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합 수지(ETFE), 비닐리덴 플루오라이드 수지(PVDF), 클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 에틸렌·클로로트리플루오로에틸렌 수지(ECTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로디메틸디옥솔 공중합 수지(TFE/PDD) 등을 들 수 있다.
이들 중에서는 용융 혼련 압출을 할 수 있으며 굴절률이 1.34인 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합 수지(FEP)나 굴절률이 1.40인 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합 수지(ETFE)가 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에 사용되는 폴리올레핀계 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 모노올레핀 중합체 및 이들의 공중합체를 주성분으로 하는 것 등을 들 수 있다. 폴리올레핀계 수지의 구체적인 예로서는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌(에틸렌-α-올레핀 공중합체), 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌, 에틸렌-폴리프로필렌 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지, 폴리4-메틸펜텐, 폴리부텐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
이들 폴리올레핀계 수지에는 지글러 촉매와 같은 멀티사이트 촉매를 사용하여 제조된 것 또는 메탈로센 촉매와 같은 싱글사이트 촉매를 사용하여 제조된 것도 포함된다. 이들 중에서는 시트로의 성형성, 수득된 시트의 내열성 등을 감안하면, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 등의 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌계 수지 및 에틸렌-프로필렌 공중합체가 특히 바람직하다.
이들 수지는 단독으로 사용하거나 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 시트의 성형성, 연신성 등을 고려하면 용융 지수는 폴리에틸렌계 수지의 경우, 0.2 내지 3g/10min 정도(190℃, 하중 2.16kg), 폴리프로필렌계 수지의 경우, 0.5 내지 30g/10min 정도(230℃, 하중 2.16kg), 폴리4-메틸펜텐계 수지의 경우, 10 내지 70g/10min 정도(260℃, 하중 5.0kg)가 바람직하다. 본 발명에서 용융 지수는 ASTM D-1238에 규정되어 있는 방법에 기초하여 측정한 것이다. 단, 측정은 괄호 내에 기재된 각 조건으로 측정한다.
여기서, 폴리프로필렌계 수지란, 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌과 에틸렌, 헥센 등의 α-올레핀과의 공중합체 또는 이들의 단독중합체의 혼합물이다. 본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌계 수지로서는 아래에 기재하겠지만, 열치수성(안정성)을 확보하는 관점에서 결정성이 높은 폴리프로필렌(단독중합체)이 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지에서 용융 유량(MFR: JIS K7210, 측정온도 230℃, 하중 21.18N)은 0.50 내지 30g/10min이 바람직하며, 1.0 내지 20g/10min이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지의 용융 유량이 너무 작으면 용융 성형시 압출온도를 높게 할 필요가 있으며, 그 결과, 폴리프로필렌계 수지 자체의 산화에 의한 황변이나 산화티탄의 열약화에 의해 반사율이 저하되는 경우가 있다. 한편, 폴리프로필렌계 수지의 용융 유량이 너무 크면 용융성형에 의한 시트 제작이 불안정해지는 경우가 있기 때문이다.
폴리프로필렌계 수지를 수득하기 위한 중합방법으로서는, 예를 들면, 용매중합법, 벌크중합법, 기상중합법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다. 또한, 중합 촉매로서는, 예를 들면, 삼염화티탄형 촉매, 염화마그네슘 담지형 촉매, 메탈로센계 촉매 등의 공지된 촉매를 채용할 수 있다.
필름내에 산화티탄을 함유하는 반사 필름은 베이스 수지와 산화티탄 등과의 계면에서 굴절 산란을 이용하여 광반사성을 발현한다. 이러한 굴절 산란효과는 베이스 수지와 산화티탄의 굴절률의 차이가 커짐에 따라 커진다. 따라서, 베이스 수지로서는 산화티탄과의 굴절률 차이가 커지도록, 굴절률이 작은 수지를 사용하는 것이 바람직하며 방향족 환을 포함하며, 굴절률이 약 1.55 이상인 방향족 폴리에스테르보다 굴절률이 1.50 미만인 지방족 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하며 지방족 폴리에스테르 중에서도 굴절률이 작은 락트산계 중합체(굴절률이 1.46 미만)를 사용하는 것이 바람직하다.
지방족 폴리에스테르계 수지는 아크릴계 수지와 동일하게 분자쇄 중에 방향족 환을 포함하지 않으므로 자외선 흡수를 일으키지 않는다. 따라서, 자외선에 노출되거나 액정 표시장치 등의 광원으로부터 발생하는 자외선에 의해서도 반사 필름이 열화되거나 황변하는 경우가 없으므로, 필름의 반사율이 저하되는 경우가 없다.
지방족 폴리에스테르계 수지로서는 지방족 디올과 지방족 디카복실산을 축합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르, 환상 락톤류를 개환중합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르, 합성계 지방족 폴리에스테르, 균체내에서 생합성되는 지방족 폴리에스테르 등을 들 수 있다.
지방족 폴리에스테르에 사용되는 지방족 디올로서는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 또한, 지방족 디카복실산으로서는 석신산, 아디프산, 수베르산, 세박산, 도데칸2산 등을 들 수 있다. 위에서 예시한 각 화합물 중에서 각각 1종 이상을 적절하게 선택하여 축합 중합함으로써 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 방향족 폴리에스테르를 수득할 수 있다. 또한, 필요에 따라 이소시아네이트 화합물 등으로 분자량의 증대를 도모하며 원하는 중합체를 수득할 수 있다.
환상 락톤류를 개환중합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르는 환상 단량체로서, ε-카프로락톤, δ-발레로락톤, β-메틸-δ-발레로락톤 등의 1종 이상을 중합함으로써 수득된다.
합성계 지방족 폴리에스테르로서는 환상 산 무수물과 옥실란류, 예를 들면, 무수 석신산과 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등과의 공중합체를 들 수 있다.
균체내에서 생합성되는 지방족 폴리에스테르로서는 알칼리게네스 유트로푸스(Alcaligenes eutrophus)를 비롯한 균체내에서 아세틸코엔자임A(아세틸 CoA)에 의해 생합성되는 지방족 폴리에스테르를 들 수 있다. 이러한 균체내에서 생합성되는 지방족 폴리에스테르는 주로 폴리-β-하이드록시부티르산(폴리 3HB)이지만, 플 라스틱으로서의 실용 특성 향상을 위해 하이드록시발레르산(HV)을 공중합하여 폴리(3HB-CO-3HV)의 공중합체를 형성하는 것이 공업적으로 유리하다. HV의 공중합 비율은 일반적으로 O 내지 40mol%인 것이 바람직하다. 또한, 하이드록시발레르산 대신에 3-하이드록시헥사노에이트, 3-하이드록시옥타노에이트, 3-하이드록시옥타데카노에이트 등의 장쇄 하이드록시알카노에이트를 공중합할 수 있다.
본 발명에서는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융점은 100℃ 내지 170℃인 것이 바람직하다. 융점이 100℃ 내지 170℃이면, 고온 환경하에서 반사율이 저하되거나, 치수 안정성이 저하되는 경우가 없다.
또한, 지방족 폴리에스테르계 수지는 유리 전이 온도가 바람직하게는 0℃ 이하, 보다 바람직하게는 -20℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 0℃ 이하이면, 내파단성이 부여되기 때문이다.
또한, 지방족 폴리에스테르계 수지는 굴절률이 1.52 미만이면 공중합체일 수 있으며, 예를 들면, 폴리부틸렌 석시네이트에 락트산 성분을 포함하는 폴리부틸렌 석시네이트·락티드계 공중합체, 폴리부틸렌 석시네이트/아디페이트 공중합체 등을 들 수 있다.
지방족 폴리에스테르계 수지로서는 예를 들면, 쇼와고분시(주)제의 비오노레3000 시리즈, 미쓰비시가가쿠(주)제의 GS-Pla 등을 시판품으로서 입수할 수 있다.
본 발명에서 락트산계 중합체란, D-락트산 또는 L-락트산의 단독중합체 또는 이들의 공중합체를 구체적으로는 구조 단위가 D-락트산인 폴리(D-락트산), 구조 단위가 L-락트산인 폴리(L-락트산), 및 L-락트산과 D-락트산의 공중합체인 폴리(DL- 락트산)이 있으며 이들의 혼합체도 포함된다.
락트산계 중합체는 축합 중합법, 개환 중합법 등의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 축합 중합법에서는 D-락트산, L-락트산 또는 이들의 혼합물을 직접 탈수 축합 중합하여 임의의 조성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다. 또한, 개환 중합법에서는 락트산의 환상 이량체인 락티드를 필요에 따라 중합조정제 등을 사용하면서, 소정의 촉매의 존재하에 개환중합함으로써 임의의 조성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다. 락티드에는 L-락트산의 이량체인 L-락티드, D-락트산의 이량체인 D-락티드, D-락트산과 L-락트산의 이량체인 DL-락티드가 있으며 이들을 필요에 따라 혼합하여 중합함으로써 임의의 조성 및 결정성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다.
본 발명에 사용되는 락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산의 구성비가 D-락트산:L-락트산 = 100:0 내지 85:15이거나 D-락트산:L-락트산 = 0:100 내지 15:85인 것이 바람직하며, 보다 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 락트산계 중합체는 대단히 높은 결정성을 나타내며, 융점이 높으며 내열성 및 기계적 물성이 우수한 경향이 있다. 즉, 필름을 연신하거나 열처리하는 경우, 수지가 결정화하여 내열성 및 기계적 물성이 향상되므로 바람직하다. 한편, D-락트산과 L-락트산으로 구성된 락트산계 중합체는 유연성이 부여되며, 필름의 성형 안정성 및 연신 안정성이 향상되므로 바람직하다. 따라서, 수득되는 반사 필름의 내열성, 성형 안정성 및 연신 안정성의 균형을 감안하면, 본 발 명에 사용되는 락트산계 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 발명에서는 D-락트산과 L-락트산의 공중합비가 상이한 락트산계 중합체를 배합할 수 있다. 이 경우에는 복수의 락트산계 중합체의 D-락트산과 L-락트산의 공중합비를 평균한 값이 상기 범위내에 들어가도록 하면 양호하다. D-락트산과 L-락트산의 호모폴리머와 공중합체를 배합함으로써 블리드의 발생 곤란성과 내열성의 발현의 균형을 이룰 수 있다.
본 발명에 사용되는 락트산계 중합체는 고분자량인 것이 바람직하며 예를 들면, 중량 평균 분자량이 바람직하게는 5만 이상, 보다 바람직하게는 6만 내지 40만, 특히 바람직하게는 10만 내지 30만이다. 락트산계 중합체의 중량 평균 분자량이 5만 미만이면 수득된 필름은 기계적 성질이 불량한 경우가 있다.
락트산계 중합체로서는 미쓰이가가쿠(주)제의 레이시아 시리즈, 카길다우사제의 네이쳐 웍스(Nature Works) 시리즈 등을 시판품으로서 입수할 수 있다.
본 발명의 반사 필름은 수지 조성물 A로 이루어진 A층 이외에 수지 조성물 B로 이루어진 B층을 가질 수 있으며 이러한 수지 조성물 B는 미분상 충전제를 함유할 수 있다. 이러한 구성에서는 B층은 A층의 외표면측에 1층 이상 배치되어 있는 것이 필요하며, 예를 들면, B층/A층, B층/A층/B층, B층/B층/A층/B층 등을 들 수 있으며 또한, 필요에 따라, A층 및 B층 이외의 다른 층을 다시 포함할 수 있다.
본 발명의 반사 필름이 A층 및 B층을 갖는 적층 구조인 경우, A층에 함유된 산화티탄의 양이 B층에 함유된 미분상 충전제의 양보다 많아야 한다. B층에 함유되는 미분상 충전제로서는 B층을 구성하는 베이스 수지와의 굴절률 차이가 큰 것을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 무기질 미분체를 들 수 있으며, 특히 굴절률이 큰 무기질 미분체가 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 굴절률이 1.6 이상인 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 산화아연 등을 사용하는 것이 바람직하며 이들 중에서도 산화티탄을 사용하는 것이 특히 바람직하다. B층을 형성하기 위한 수지 조성물 B에 산화티탄을 배합함으로써 보다 적은 충전량으로 수득되는 필름에 높은 반사 성능을 부여할 수 있으며 또한, 필름의 두께가 박육(薄肉)이라도, 높은 반사 성능을 부여할 수 있다.
B층에 사용되는 산화티탄으로서는 A층에 사용되는 산화티탄과 동일한 것을 사용할 수 있지만, A층에 요구되는 바나듐 함량이 적은 산화티탄 이외의 산화티탄이라도 사용할 수 있으며, 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 미분상 충전제 등과 산화티탄을 병용할 수 있다.
통상적으로 반사 필름에 높은 광반사성을 부여하기 위해서는 베이스 수지에 산화티탄을 다량으로 함유시키지만, 산화티탄을 다량으로 함유하는 반사 필름은 제조할 때에 입자의 탈락이나 다이 드룰(die drool)이 발생하는 경우가 있다. 이러한 탈락 입자나 다이 드룰은 연신 막 제조시 파단의 기점으로 되어 파단 트러블을 발생시키는 경우가 있으므로 안정적으로 생산할 수 없다.
본 발명에서는 필름의 내부에 배치되는 A층에 산화티탄을 보다 많이 함유시켜 반사 성능을 조정하며 외표면에 배치되는 B층에 산화티탄을 보다 적게 함유시킴으로써 필름의 표면 특성 및 가공성 등을 조제할 수 있다. 또한, 함유되는 산화티탄의 양이 많아지면 필름의 기계 강도가 저하되는 경향이 있지만 본 발명의 적층 구성의 반사 필름과 같이 A층에 함유되는 산화티탄의 양과 B층에 함유되는 미분상 충전제(산화티탄)의 양 사이에 함량 차이를 설치하면 즉, A층에 비교적 다량의 산화티탄을 배합하고 B층에 적은 양의 미분상 충전제를 배합하면, 기계 강도의 저하를 억제하면서 반사 성능을 부여할 수 있다.
B층에 함유되는 미분상 충전제의 양은 표면 특성의 조제의 관점에서, 수지 조성물 B중에서 30질량% 이하이어야 하며, 20질량% 이하가 바람직하다. 표면 광택, 휘도 불균일 등을 고려하면, 미분상 충전제의 함량은 5질량% 이상이 바람직하며, 예를 들면, 바람직하게는 5질량% 이상 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이상 20질량% 이하, 특히 바람직하게는 10질량% 이상 20질량% 이하이다.
B층을 구성하는 베이스 수지로서는 A층에 사용되는 베이스 수지와 동일한 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 저굴절률 수지인 아크릴계 수지, 지방족 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 폴리올레핀계 수지 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 반사 필름이 A층 및 B층을 갖는 적층 구조인 경우, B층의 두께가 반사 필름 전체 두께의 5% 내지 25%인 것이 바람직하다. B층의 두께가 필름 전체 두께의 5% 이상이면, 표면 특성의 조제를 목적으로 하는 외층의 기능을 발휘할 수 있으며, 25% 이하이면, 충분한 반사 성능을 만족시킬 수 있다.
그런데, 최근, 액정 디스플레이는 퍼스널 컴퓨터용 디스플레이 이외에 자동차용 카 내비게이션 시스템이나 차 적재용 소형 텔레비젼 등에도 사용되게 되었으 며, 고온도, 고습도에 견디는 것이 필요해지고 있다. 따라서, 지방족 폴리에스테르계 수지 반사 필름에는 내구성을 부여할 목적으로 가수분해 방지제를 또한 첨가할 수 있지만, 본 발명에 바람직하게 사용되는 가수분해 방지제로서는 카보디이미드 화합물 등을 들 수 있다.
예를 들면, 여름철 작열하는 일광하에 주차중인 차내에서는 자동차용 카 내비게이션 시스템, 차 적재용 소형 텔레비젼 등이 고온에 노출되며, 액정 표시장치가 장시간 동안 사용되면 광원 램프 주변이 고온에 노출된다. 따라서, 카 내비게이션 시스템, 액정 표시장치 등의 액정 디스플레이에 사용되는 반사 필름에는 80℃ 정도의 내열성이 요구된다. 본 발명자 등은 예의 검토한 결과, 가열 환경하에서 내열성 및 치수 안정성을 유지하기 위해서는 실질적으로 무연신으로 함으로써 달성할 수 있음을 밝혀냈다. 본 발명에서 실질적으로 무연신이란, 면적 배율이 1.2 미만인 것을 말한다. 실질적으로 무연신이도록 함으로써 가열 환경하에서 치수 변화를 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 액정 디스플레이 등의 대형화 필요에 응하므로 반사 시트에도 대형화가 요구되는 경우가 있다. 예를 들면, 대화면의 액정 텔레비젼 등의 반사 시트로서 편입되는 경우에는 광원에 노출된 상태에서 장시간 동안 사용하는 것이 되므로 장시간 동안 사용해도 치수 변화가 생기지 않는 반사 필름이 요구된다. 또한, 중형 또는 소형의 에지 라이트 타입의 디스플레이에 편입되는 경우에도 말단부의 규제가 있는 경우에는 치수 변화가 작은 반사 필름이 요구된다.
본 발명에서는 이들 요구에 대응하는 구체적인 열적 특성으로서, 80℃에서 180분 동안 유지된 후의 열수축율이 종방향(MD) 및 횡방향(TD)으로 각각 바람직하게는 -0.1% 초과 1.0% 미만, 보다 바람직하게는 -0.1% 초과 0.7% 미만이다. 여기서 종방향이란, 필름의 유동 방향(필름의 인수 방향)과 동일한 방향을 말하며 횡방향이란 필름의 유동 방향에 직각인 방향을 말하는 것으로 한다.
지방족 폴리에스테르계 수지 반사 필름의 열수축율이 상기 범위내에 있으면, 대형 액정 텔레비젼 등의 이면에 사용되어도 시간이 경과함에 따라 변형을 발생시키는 경우가 없으며 필름의 평면성을 유지할 수 있다.
본 발명에서는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 윤활제, 분산제, 자외선 흡수제, 백색 안료, 형광 증백제 및 기타 첨가제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 반사 필름은 치수 안정성의 관점에서는 실질적으로 무연신이어야 한다. 예를 들면, 반사 필름을 사용하여 이루어진 반사판이 대형 액정 텔레비젼 등에 편입되는 경우에는 반사판이 광원에 노출된 상태에서 장시간 동안 사용되므로 반사 필름에서 물결 모양의 표면 기복 또는 주름이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 물결 모양의 표면 기복 또는 주름의 발생을 억제해야 하며 필름이 소정의 열적 특성을 만족시켜야 한다. 예를 들면, 80℃에서 180분 동안 가열한 후에 필름의 열수축율이 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 -0.1% 초과 1.0% 미만이어야 하며, 바람직하게는 MD 및 TD가 함께 0% 초과 0.7% 미만이다.
본 발명의 반사 필름은 파장이 약 550nm인 광에 대한 표면의 반사율이 95% 이상, 보다 바람직하게는 97% 이상이다. 이러한 반사율이 95% 이상이면, 양호한 반사 특성을 나타내며, 액정 디스플레이 등의 화면에 충분한 명도를 부여할 수 있다.
반사 필름은 자외선에 노출된 후에도 우수한 반사율을 유지하는 것이 바람직하다. 베이스 수지로서 분자쇄 중에 방향족 환을 함유하지 않는 아크릴계 수지나 지방족 폴리에스테르계 수지 등을 사용하면, 자외선에 의해 반사 필름이 약화되지 않으며 우수한 반사성을 유지할 수 있다.
상기한 바와 같이 바나듐의 함량이 5ppm 이하인 산화티탄을 사용하면, 필름 내부에 공극이 존재하지 않아도 높은 광반사성을 달성할 수 있다. 이것은 산화티탄의 굴절률이 높으며 은폐력이 높은 것에 기인한다고 추정된다. 또한, 본 발명의 반사 필름은 내부에 공극이 존재하지 않으므로, 이러한 산화티탄을 사용하면, 높은 반사 성능을 유지하면서 필름의 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 필름 내부에 공극이 존재하지 않으면, 필름의 치수 안정성 향상면에서도 유리하다. 필름의 두께가 얇더라도 높은 반사 성능이 확보되면, 예를 들면, 노트북형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화 등의 소형 및 박형 액정 디스플레이용 반사 필름 등으로서 사용할 수 있다.
이후, 본 발명의 반사 필름의 제조방법에 관해서 일례를 들어 설명하지만, 하기 제조법으로 한정되는 것이 아니다.
우선, 굴절률이 1.52 미만인 수지(저굴절률 수지)에 산화티탄을 배합한 다음, 첨가제 등을 필요에 따라 배합하여 수지 조성물 A를 제조한다. 적층 구성인 경우에는 베이스 수지에 필요에 따라 미분상 충전제, 기타 첨가제 등을 배합한 수 지 조성물 B도 제조한다. 구체적으로는 저굴절률 수지에 산화티탄을 가한 다음, 가수분해 방지제 등의 첨가제를 필요에 따라 가하여 이루어진 것 및, 적층 구성인 경우, 베이스 수지(저굴절률 수지 등)에 미분상 충전제(산화티탄 등)를 필요에 따라 가하여 이루어진 것도 제조하며 각각 리본 배합기, 텀블러, 헨셀 믹서 등으로 혼합한 후, 밴버리 믹서, 1축 또는 2축 압출기 등을 사용하여 수지의 융점 이상의 온도(예: 폴리락트산의 경우에는 170℃ 내지 230℃)로 혼련함으로써 수지 조성물 A를 수득할 수 있고, 적층 구성인 경우에는 수지 조성물 B도 수득할 수 있다. 또는 저굴절률 수지 등의 베이스 수지, 산화티탄 등의 미분상 충전제, 첨가제 등을 따로따로 피더(feeder) 등에 의해 소정량 첨가함으로써 수지 조성물을 수득할 수 있다. 또는 미리 산화티탄 등의 미분상 충전제, 첨가제 등을 저굴절률 수지 등의 베이스 수지에 고농도로 배합한 소위 마스터 배취를 만들고 이러한 마스터 배취와 베이스 수지를 혼합하여 목적하는 농도의 수지 조성물을 형성시킬 수 있다.
이어서, 상기한 바와 같이 수득된 수지 조성물 A 및 필요에 따라 수지 조성물 B를 각각 용융시켜 필름 모양으로 형성한다. 예를 들면, 수지 조성물을 건조한 후, 압출기에(적층 구성인 경우에는 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B를 각각의 압출기에) 공급하며, 수지의 융점 이상의 온도로 가열하여 용융시킨다. 또는 수지 조성물을 건조시키지 않고 압출기에 공급할 수 있다. 단, 저굴절률 수지로서 지방족 폴리에스테르계 수지나 아크릴계 수지를 사용하는 경우에는 사전에 건조시키는 것이 바람직하며 건조시키지 않는 경우에는 용융 압출시 진공 벤트를 사용하는 것이 바람직하다. 압출온도 등의 조건은 저굴절률 수지의 종류 등에 따라 적절하게 설정되는 것이 바람직하지만, 지방족 폴리에스테르계 수지와 같이 분해에 의해 분자량이 저하되는 수지는 이러한 점을 고려하여 설정하여야 한다. 예를 들면, 압출 온도는, 폴리락트산의 경우, 170℃ 내지 230℃가 바람직하며, 폴리프로필렌계 수지의 경우, 190℃ 내지 230℃가 바람직하다. 그 다음, 용융된 수지 조성물을 T 다이의 슬릿 모양의 토출구로부터 압출하며, 냉각 롤에 밀착 고화시켜 캐스트 시트를 형성한다. 이러한 냉각 롤의 온도는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면, 40℃ 내지 100℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 반사 필름은 필름 압출시의 드래프트 비[인락(引落) 정도]는 낮은 것이 바람직하며 드래프트 비가 20 이하인 것이 바람직하다. 이러한 드래프트 비는 반사 필름의 열치수성에 영향을 미치게 하는 것이며 드래프트 비가 크면 필름의 종방향의 수축율이 커지며 횡방향의 팽창이 일어나는 경우가 있다. 또한, 본 발명에서 드래프트 비란, 다음 수학식으로 표시된다.
드래프트 비(인락 정도)= (필름 두께)/토출 립 개방도
본 발명에서는 반사 필름에 내열성 및 치수 안정성을 부여하기 위해 열고정을 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 결정성 수지의 경우에는 압출 막 제조 필름을 열처리함으로써 치수 안정성을 보다 향상시킬 수 있다. 필름을 열고정하기 위한 처리온도는, 예를 들면, 지방족 폴리에스테르계 수지의 경우에는 바람직하게는 90 내지 160℃, 보다 바람직하게는 110 내지 140℃이다. 열고정에 요하는 처리시간은 바람직하게는 1초 내지 5분이다.
본 발명의 반사 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 30㎛ 내지 500㎛이며, 실용면에서 취급성을 고려하면 50㎛ 내지 500㎛ 정도가 바람직하다. 특히 소형 및 박형의 반사판 용도의 반사 필름으로서는 두께가 30㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 이러한 두께의 반사 필름을 사용하면, 예를 들면, 노트북형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화 등의 소형 및 박형의 액정 디스플레이 등에도 사용할 수 있다.
본 발명의 반사 필름을 사용하여 액정 디스플레이 등에 사용되는 반사판을 형성할 수 있다. 예를 들면, 반사 필름을 금속판 또는 수지판에 피복하여 반사판을 형성할 수 있다. 이러한 반사판은 액정 표시장치, 조명 기구, 조명 간판 등에 사용되는 반사판으로서 유용하다. 아래에서, 이러한 반사판의 제조방법에 관해서 일례를 들어 설명한다.
반사 필름을 금속판 또는 수지판에 피복하는 방법으로서는 접착제를 사용하는 방법, 접착제를 사용하지 않고 열융착하는 방법, 접착성 시트를 개재시켜 접착하는 방법, 압출 코팅하는 방법 등이 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 반사 필름을 붙이는 금속판 또는 수지판의 측면에 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 에폭시계 등의 접착제를 도포하여, 반사 필름을 붙일 수 있다. 본 방법에서는 리버스 롤 피복기, 키스 롤 피복기 등의 일반적으로 사용되는 코팅 설비를 사용하며, 반사 필름을 붙이는 금속판 등의 표면에 건조후의 접착제 막 두께가 2 내지 4㎛ 정도로 되도록 접착제를 도포한다. 이어서, 적외선 히터 및 열풍 가열로에 의해 도포면을 건조 및 가열시키며, 판의 표면을 소정의 온도로 유지하면서, 즉시 롤 라미네이터를 사용하여 반사 필름을 피복 및 냉각시킴으로써 반사판을 수득할 수 있다. 이 경우, 금속판 등의 표면을 210℃ 이하로 유지하면, 반사판의 광반사성을 높게 유지할 수 있다.
아래에 실시예를 기재하며, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위내에서 여러가지 응용이 가능하다. 또한, 실시예에 기재된 측정치 및 평가는 아래에 기재된 바와 같이 실시한다. 여기서, 필름의 인수(유동) 방향을 MD, 이의 직교 방향을 TD로 표시한다.
(측정 및 평가방법)
(1) 반사율(%)
분광 광도계[「U-4000」, (주)히타치세이사쿠쇼제]에 적분구(積分球)를 설치하고, 파장 550nm의 광에 대한 반사율을 측정한다. 또한, 측정 전에 알루미나 백색판의 반사율이 100%로 되도록 광도계를 설정한다.
(2) 열수축율(%)
필름의 MD 및 TD의 각각에 200mm 폭의 표선을 넣고, 샘플로서 절단 인출한다. 이러한 절단 인출 샘플 필름을 온도 80℃의 열풍 순환 오븐 속에 투입하여 180분 동안 유지한 다음, 필름이 수축된 수축량을 측정한다. 오븐에 투입하기 전의 샘플 필름의 원래 치수(200mm)에 대한 수축량의 비율을 %값으로 표시하고, 이것을 열수축율로 한다.
(3) 굴절률
수지의 굴절률은 JIS K-7142의 A법에 기초하여 측정하며, 산화티탄의 굴절률은 JIS K-7142의 B법에 기초하여 측정한다.
(4) 산화티탄 중의 바나듐 함량(ppm)
산화티탄 0.6g에 질산 10mL를 가하여, 마이크로웨이브식 회화(灰化) 장치 내에서 80분 동안 분해시킨다. 수득된 용액에 관해 ICP 발광 분광 분석장치를 사용하여 정량 분석을 실시한다.
(5) 평균 입자 직경
(주)시마쓰세이사쿠쇼제의 형식 「SS-100」의 분체 비표면 측정기(투과법)를 사용하며, 단면적 2cm2, 높이 1cm의 시료통에 시료 3g을 충전하여, 500mm 물기둥으로 20cc의 공기 투과의 시간으로부터 산출한다.
(6) 황변 방지성
선샤인 웨더 미터 시험기(물의 간헐 분무없음) 내에서 필름에 자외선을 1,000시간 동안 조사한다. 그 다음, 필름의 표면을 육안으로 관찰하며, 시각 판단에 의해 필름 표면의 색조가 백색인 것을 「백」, 황색빛을 띠고 있는 것을 「황」이라고 표시한다.
또한, 자외선 조사후의 필름에 관해서도 상기(1)의 측정방법에 따라 반사율을 측정한다.
[실시예 1]
폴리부틸렌 석시네이트 락티드계 중합체(GS-PLa AZ91T: 미쓰비시가가쿠(주)제, 굴절률 1.51) 60질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 루타일형 산화티탄(알루미나 및 실리카로 피복, 바나듐 함량 0.5ppm, 굴절률 2.7) 40질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 180℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 180℃에서 T 다이로부터 시트 모양으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 자외선 조사 전후의 반사율, 열수축율, 황변 방지성의 측정 및 평가를 실시한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
[실시예 2]
표 1에 기재된 바와 같이 폴리프로필렌계 수지(노바텍PP FY4: 니혼폴리프로(주)제, 굴절률 1.50) 60질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 루타일형 산화티탄(알루미나 및 실리카로 피복, 바나듐 함량 0.5ppm, 굴절률 2.7) 40질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 200℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 200℃에서 T 다이로부터 시트 모양으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 실시한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
[실시예 3]
표 1에 기재된 바와 같이 고무 분산계 폴리메틸 메타크릴레이트계 중합체(SUMIPEX IRD50: 스미토모가가쿠(주)제, 굴절률 1.49) 50질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 루타일형 산화티탄(알루미나 및 실리카로 피복, 바나듐 함량 0.5ppm, 굴절률 2.7) 50질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 230℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 230℃에서 T 다이로부터 시트상으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 실시한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
[비교예 1]
표 1에 기재된 바와 같이 폴리부틸렌 석시네이트 락티드계 중합체(GS-PLa AZ91T 미쓰비시가가쿠(주)제, 굴절률 1.51) 60질량%와 평균 입자 직경이 0.29㎛인 산화티탄(TITANIX JR-805: 테이카사제, 바나듐 함량 6ppm, 굴절률 2.7) 40질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 180℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 180℃에서 T 다이로부터 시트상으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 실시한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
[비교예 2]
표 1에 기재된 바와 같이 폴리부틸렌 석시네이트 락티드계 중합체(GS-PLa AZ91T: 미쓰비시가가쿠(주)제, 굴절률 1.51) 60질량%와 평균 입자 직경이 0.30㎛인 산화티탄(KRONOS KR470: 티탄고교(주)제, 바나듐 함량이 6ppm, 굴절률 2.7) 40질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 180℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 180℃에서 T 다이로부터 시트상으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
[비교예 3]
표 1에 기재된 바와 같이 공중합 폴리에스테르 수지(PETG6763:이스트만제, 굴절률 1.56) 60질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 루타일형 산화티탄(알루미나 및 실리카로 피복, 바나듐 함량 0.5ppm, 굴절률 2.7) 40질량%를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이러한 혼합물을 2축 압출기를 사용하여 240℃에서 혼련한 다음, 용융상태의 수지 조성물을 240℃에서 T 다이로부터 시트상으로 압출시키고, 냉각 고화시켜 두께 250㎛의 반사 필름을 제조한다.
수득된 반사 필름에 관해 실시예 1과 동일한 측정 및 평가를 한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
굴절률 (배합 비율*) 산화티탄 550nm의 반사율 (%) 열수축율 (%) 황변 방지성
수지 산화 티탄 바나듐함량 (ppm) 입자 직경 (㎛) 자외선 조사 전 자외선 조사 후 MD TD 색조
실시예 1 1.51 (60) 2.7 (40) 0.5 0.25 99.4 97.9 0.20 0.27 백색
실시예 2 1.50 (60) 2.7 (40) 0.5 0.25 98.8 96.7 0.15 0.12 백색
실시예 3 1.49 (50) 2.7 (50) 0.5 0.25 98.1 96.3 0.25 0.25 백색
비교예 1 1.51 (60) 2.7 (40) 6.0 0.29 94.3 91.8 0.21 0.26 백색
비교예 2 1.51 (60) 2.7 (40) 6.0 0.30 93.8 91.4 0.22 0.28 백색
비교예 3 1.56 (60) 2.7 (40) 0.5 0.25 92.9 87.5 0.19 0.21 황색
* 괄호내의 수치는 배합 비율이며 배합 비율의 단위는 질량%
표 1에서 명백한 바와 같이 실시예 1 내지 3의 본 발명의 반사 필름은 550nm의 파장에서 광 반사율이 95% 이상이며, 높은 광반사성을 갖는 동시에 자외선 조사 후의 반사율이 거의 저하되지 않으며 황변되는 경우도 없다. 실시예 1 내지 3의 반사 필름은 종방향 및 횡방향 각각의 열수축율이 1.0% 미만이며 치수 안정성이 우수하고 막 제조성도 우수하다. 즉, 실시예 1 내지 3의 본 발명의 반사 필름은 모든 평가에서 우수한 결과가 얻어짐을 알았다.
한편, 비교예 1 내지 3의 반사 필름은 550nm의 파장에서 반사율이 95% 미만으로 되며, 광반사성에 관하여 실시예 1 내지 3의 반사 필름보다 떨어지는 것을 알았다. 또한, 비교예 3의 반사 필름은 황변한다.
[실시예 4]
폴리프로필렌계 수지(노바텍PP FY4: 니혼폴리프로필렌(주)제, 굴절률 1.50) 50질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 산화티탄(이시하라산교사제, 알루미나-실리카-지르코니아-실록산 처리, 바나듐 함량 5ppm 이하) 50질량%를 혼합하여 수지 조성물 A를 제조한다. 또한, 폴리프로필렌계 수지(노바텍PP FY4: 니혼폴리프로(주)제, 굴절률 1.50) 90질량%와 평균 입자 직경이 0.25㎛인 산화티탄 10질량%를 혼합하여 표리층용 수지 조성물 B를 제조한다. 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B를 각각, 190℃ 내지 210℃의 범위에서 설정된 압출기로 용융하여, 압출량이 A층:B층 = 5:1의 비율이며, 210℃의 구금에서 합류시켜 2종의 3층(두께 비가 B층:A층:B층 = 1:10:1)으로 되도록 압출한 후, 90℃의 캐스트 롤로 냉각하여 두께 220㎛의 반사 필름을 제조한다. 단, 구금으로서는 토출 립 개방도가 1mm의 T 다이를 사용하며, 이 때의 드래프트 비(인락 정도)는 약 4.5이다.
수득된 반사 필름에 관해 자외선 조사 전후의 반사율, 열수축율, 황변 방지성의 측정 및 평가를 한다. 그 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 제조시 구금 립부에 다이 드룰이 부착되는지 여부에 관해 관찰한 바, 다이 드룰의 발생은 확인되지 않는다.
[실시예 5]
폴리프로필렌계 수지(노바텍PP FY4: 니혼폴리프로필렌(주)제, 굴절률 1.50) 50질량%와 평균 입자 직경이 0.21㎛인 산화티탄(이시하라산교사제, 알루미나-실리카-실록산 처리, 바나듐 함량 5ppm 이하) 50질량%를 혼합하여 수지 조성물 A를 제조한다. 또한, 폴리프로필렌계 수지(노바텍PP FY4: 니혼폴리프로(주)제, 굴절률 1.50) 90질량%와 평균 입자 직경이 0.215㎛인 산화티탄(이시하라산교사제, 알루미나-실리카-폴리올 처리, 바나듐 함량 5ppm 이하) 10질량%를 혼합하여 표리층용 수지 조성물 B를 제조한다. 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B를 각각, 190℃ 내지 210℃의 범위로 설정된 압출기로 용융시키고, 압출량이 A층:B층 = 5:1의 비율이며, 210℃의 구금으로 합류시켜 2종의 3층(두께 비가 B층:A층:B층 = 1:10:1)으로 되도록 압출시킨 다음, 90℃의 캐스트 롤로 냉각시켜 두께 220㎛의 반사 필름을 제조한다. 단, 구금으로서는 토출 립 개방도가 1mm인 T 다이를 사용하여, 이 때의 드래프트 비(인락 정도)는 약 4.5이다.
수득된 반사 필름에 관해 자외선 조사 전후의 반사율, 열수축율, 황변 방지 성의 측정 및 평가를 실시한다. 그 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 제조할 때에 다이 드룰이 구금에 부착되는지 여부에 관해서 관찰한 바, 다이 드룰의 발생은 확인되지 않는다.
A층 B층 550nm의 반사율(%) 열수축율(%) 황변방지성
자외선 조사 전 자외선 조사 후 MD TD 색조
실시예 4 FY4/산화티탄=50/50 FY4/산화티탄= 90/10 97.6 95.2 0.15 0.02 백색
실시예 5 FY4/산화티탄=50/50 FY4/산화티탄= 90/10 98.2 96.4 0.22 0.01 백색
표 2에서 명백한 바와 같이 실시예 4 내지 5의 본 발명의 반사 필름은 550nm의 파장에서 광의 반사율이 95% 이상이며, 높은 광반사성을 갖는 동시에 자외선 조사후의 반사율이 거의 저하되지 않으며 또한, 황변되는 경우도 없다. 실시예 4 내지 5의 반사 필름은 종방향 및 횡방향 각각의 열수축율이 1.0% 미만이며 치수 안정성이 우수하고 다이 드룰의 발생도 없으며 막 제조성도 우수하다.
또한, 실시예 1 내지 5에서 수득된 반사 필름에 아연 도금 강판(두께 0.45mm)을 피복하여 반사판을 제조한다. 즉, 우선 반사 필름을 붙인 아연 도금 강판 표면에 시판되고 있는 폴리에스테르계 접착제를 건조 후의 접착제 막 두께가 2 내지 4㎛ 정도가 되도록 도포한다. 이어서, 적외선 히터 및 열풍 가열로에 의해 도포면을 건조 및 가열시키며, 즉시 롤 라미네이터를 사용하여, 반사 필름을 피복 및 냉각시켜 반사판을 수득한다. 수득된 반사판은 가공성이 우수하며 반사율이 높다.
즉, 본 발명에 따르면 광반사성이 우수하고 사용시 시간이 경과함에 따라 황변하거나 광반사성이 저하되는 경우가 없으며 막 제조성도 우수한 반사 필름이 수득된다. 또한, 본 발명의 반사 필름은 저굴절률 수지와 특정한 산화티탄을 함유하므로 공극이 존재하지 않아도 높은 반사율을 달성할 수 있다. 따라서, 공극을 형성하기 위해 연신시킬 필요가 없으며 실질적으로 무연신 필름으로 형성시킬 수 있으므로 기계적 강도가 우수하고 치수 안정성도 우수하다. 또한, 본 발명의 반사 필름을 사용하여 이루어진 반사판은 가공성이 우수하며 반사율이 높다.
액정 표시장치, 조명 기구, 조명 간판 등에 사용되는 반사 필름 및 반사판에 이용되지만, 이들에 유사한 분야의 반사 필름으로서 이용할 수 있다. 또한, 높은 반사성이 요구되는 반사 필름이나 박형이 요구되는 반사 필름으로서도 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 굴절률이 1.52 미만인 수지와 산화티탄을 함유하는 수지 조성물 A로 이루어진 A층을 갖고 면적 배율이 1.2 이하인 반사 필름으로서, 상기 산화티탄이 굴절률이 2.5 이상이며, 상기 산화티탄 중의 바나듐 함량이 5ppm 이하이며, 550nm의 파장의 광에 대한 상기 필름의 반사율이 95% 이상이고, 80℃에서 180분 동안 처리한 후의 열수축율이 종방향(MD)과 횡방향(TD) 모두 -0.1% 초과 1.0% 미만임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  2. 제1항에 있어서, 수지 조성물 A 중의 산화티탄의 함량이 10 내지 60질량%임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  3. 제1항에 있어서, 수지 조성물 A 중의 산화티탄의 함량이 30 내지 60질량%임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, A층의 외표면측에, 미분상 충전제를 포함하는 수지 조성물 B로 이루어진 B층을 추가로 가지며, 상기 B층에 함유된 미분상 충전제의 양이 A층에 함유된 산화티탄의 양보다 적음을 특징으로 하는, 반사 필름.
  5. 제4항에 있어서, B층이 수지 조성물 B중에 미분상 충전제를 30질량% 이하로 함유함을 특징으로 하는, 반사 필름.
  6. 제5항에 있어서, 미분상 충전제가 산화티탄임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  7. 제1항에 있어서, 산화티탄의 표면이 실리카, 알루미나 및 지르코니아로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불활성 무기 산화물로 피복되어 있음을 특징으로 하는, 반사 필름.
  8. 제1항에 있어서, 산화티탄의 평균 입자 직경이 O.1 내지 1.O㎛임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  9. 제1항에 있어서, 굴절률이 1.52 미만인 수지가 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 불소계 수지 및 지방족 폴리에스테르계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는, 반사 필름.
  10. 제1항에 기재된 반사 필름을 구비하고 있음을 특징으로 하는 반사판.
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