KR101119553B1

KR101119553B1 - 적층필름

Info

Publication number: KR101119553B1
Application number: KR1020067007305A
Authority: KR
Inventors: 순이치 오사다; 히로후미 호소카와; 테츠야 츠네카와
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2012-03-13
Also published as: WO2005037544A1; KR20070027488A; JP4730098B2; US7851050B2; JPWO2005037544A1; EP1676698B1; CN100462224C; EP1676698A1; EP1676698A4; US20070128419A1; CN1886258A

Abstract

본 발명은, 반사나 산란에 의한 전송의 손실이 거의 없어, 내열성?내습성에도 뛰어난 굴절율 분포를 임의로 제어한 적층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉 본 발명은, 수지층이 적어도 5이상 적층되어서 이루어지는 적층필름으로서, 각 수지층의 두께가 1nm~100nm이며, 또한 동일 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라서, 증가하거나 또는 감소하는 층구성을 포함하는 적층필름이다.

Description

적층필름{LAMINATED FILM}

본 발명은, 적층필름에 관한 것이다.

광케이블, 광도파로 등의 광통신?광회로 용도나, 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, EL디스플레이, 프로젝션 스크린 등의 디스플레이 용도에 있어서, 시트상의 광도파로가 제안되어 있다.

예를 들면, 광통신?회로의 용도에서는, 신호광을 입사하고, 입사된 신호광을 확산해서 전파하는 광전송층과, 인접하는 상기 광전송층 상호간의 신호광의 혼입을 저지하는 광차단층이 교대로 적층되어서 이루어지는 신호 전송버스가, 특허문헌1에 개시되어 있다. 이러한 광도파로는, 누화나 전자 노이즈가 적고, 또한 위치 맞춤이 용이해서, 회로 기반을 자유롭게 탈착할 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나, 이러한 광도파로는 스텝 인덱스형(SI형)이기 때문에, 고속전송에 적합하지 않고, 또한, 큰 곡률로 구부려서 사용할 때는 전송의 손실이 크다는 문제도 있었다.

SI형의 이러한 문제를 해결할 수 있는 방식으로서, 시트의 표면으로부터 깊이방향에 걸쳐 굴절율 분포를 갖는 그레이디드 인덱스형(GI형)의 광도파로가, 예를 들면 특허문헌2에 개시되어 있다. 그러나, GI형의 광도파로는, 예를 들면 특허문헌 2에 개시되어 있는 것처럼 승화성 또는 휘발성의 유기 화합물을 침투?분산시켜서 형성하기 때문에, GI형 광도파로로서 모드 분산이 거의 발생하지 않는 이상적인 2승 분포상의 굴절율 분포에 정밀도 좋게 제어하는 것은 곤란하고, 또한, 고온이나 고습 등의 환경하에서는, 침투?분산된 화합물이 확산되는 일이 자주 있어, 굴절율 분포에 경시 변화가 발생한다는 문제가 있었다.

또한, 스크린 등의 디스플레이 용도에서는, 에스펙트비가 큰 나노입자의 농도 분포에 의해 광도파로의 굴절 분포를 제어하는 기술이, 특허문헌3에 개시되어 있다. 그러나, 나노입자의 농도 분포를 기계적으로 제어하는 것이 아니기 때문에, 정밀도 높은 굴절율 분포를 달성하는 것은 본질적으로 어렵고, 또한, 산란에 의한 손실도 크다는 문제도 있었다.

한편, 열가소성수지를 다층으로 적층한 필름은, 여러가지 제안되고 있고, 예를 들면, 내인열성이 뛰어난 다층으로 적층한 필름을 유리 표면에 붙임으로써, 유리의 파손 및 비산을 대폭 방지할 수 있는 것(예를 들면 특허문헌4~6 참조), 굴절율이 다른 수지층을 교대로 다층에 적층함으로써, 선택적으로 특정의 파장을 반사하는 필름(예를 들면 특허문헌7~9 참조)등이 개시되어 있다. 이들 중에서 선택적으로 특정의 파장을 반사하는 필름은, 특정의 빛을 투과 혹은 반사하는 필터로서 작용하여, 액정 디스플레이 등의 백라이트용의 필름으로서 이용되고 있다.

그러나, 종래의 적층필름은 층간의 굴절율차에 따른 반사에 의한 손실이 커서, 광도파로에 적용할 수 있는 것은 아니었다.

특허문헌1: 일본 특허공개평 9-270752호 공보(제 2페이지)

특허문헌2: 일본 특허공개평 2003-322742호 공보(제 2페이지)

특허문헌3: 일본 특허공개평 2004-133473호 공보(제 2페이지)

특허문헌4: 일본 특허공개평6-190995호 공보(제 2페이지)

특허문헌5: 일본 특허공개평6-190997호 공보(제 2페이지)

특허문헌6: 일본 특허공개평10-76620호 공보(제 2페이지)

특허문헌7: 일본 특허공개평3-41401호 공보(제 2페이지)

특허문헌8: 일본 특허공개평4-295804호 공보(제 2페이지)

특허문헌9: 일본 특허공표평 9-506837호 공보(제 2페이지)

본 발명의 과제는, 이러한 문제를 해결하여, 반사나 산란에 의한 전송의 손실이 거의 없으며, 내열성?내습성에도 뛰어난 굴절율 분포를 임의로 제어한 적층필름을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.

[1] 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층을 포함해서 이루어지며, 수지층이 5개 이상 적층되어 이루어지는 적층필름으로서, 각 수지층의 두께가 1nm~100nm이며, 또한 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 한쪽 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라 증가하고, 적층방향의 중심으로부터 다른쪽 표면측으로 향함에 따라 감소하고, 또한 조성 B의 수지층의 두께가 적층필름의 한쪽 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라 감소하고, 적층방향의 중심으로부터 다른쪽 표면측으로 향함에 따라 증가하는 층구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층필름.

[5] 굴절율의 차가 0.05이상인 2종류의 열가소성수지를 포함해서 이루어지며, 상기 [1]에 기재된 적층필름.

삭제

[6] 적층필름을 구성하는 각 층의 반수 이상의 두께가 30nm이하인, 상기 [1]에 기재된 적층필름.

[7] 서로 이웃하는 층의 두께비(얇은측의 층두께/두터운측의 층두께)가 0.8이상 1.0이하인 층의 비와, 0.01이상 0.5이하인 층의 비를 포함해서 이루어지는, 상기 [1]에 기재된 적층필름.

[8] 적층수가 50층 이상인, 상기 [1]에 기재된 적층필름.

[9] 400~2500nm의 파장영역에 있어서의 최대 광선 반사율이 25%이하인, 상기 [1]에 기재된 적층필름.

본 발명의 적층필름은, 굴절율 분포를 임의로 설계하는 것이 가능해서 여러가지의 광로의 제어가 가능하기 때문에, GI형의 광도파로로 하는 것도 가능하여, 고속전송에 대응가능한 것이 된다. 또한, 도광판이나 도파로 등으로서 이용한 경우에는, 광의 감쇠가 적고, 또한 분산도 적기 때문에, 전송의 손실이 거의 없어, 정보전송 용량이 크게 광대역에서 사용가능한 것으로 된다. 또한, 내열성?내습성에도 뛰어난 것이다.

도 1은 본 발명의 적층필름을 제조하는데에 바람직한 피드블록의 적층장치 부분을 설명하는 도이다.

도 2는 상기 적층장치를 구성하는 슬릿부재의 정면도 및 단면도이다.

도 3은 상기 적층장치의 내부구조와 수지의 흐름의 관계를 나타내는 단면도이다.

도 4는 상기 피드블록의 합류장치 부분을 설명하는 도이다.

도 5는 실시예 8의 적층필름에 있어서의 GI형의 굴절율 분포도이다.

[부호의 설명]

1, 9 측판

2, 6 수지 도입부재(조성 A의 수지용)

4, 8 수지 도입부재(조성 B의 수지용)

3, 5, 7 슬릿부재

3a, 3b 슬릿

10 적층장치

11 도입구

12 액류부(또는 그 저면)

13 슬릿의 정부(頂部)의 능선

14 능선의 상단부

15 능선의 하단부

16 수지의 흐름

17 적층장치의 유출구

18 합류장치

19~21 수지의 유로

본 발명의 적층필름은, 수지층이 적층해서 이루어지는 특정의 적층구성을 포함하여 이루어진다. 상기 적층구성에 있어서, 광로의 제어가 가능해진다. 광로의 제어란, 필름 안에서 빛이 밖으로 거의 새어 나가지 않고 진행되는 도파로 효과나, 빛이 집광이나 확대되는 렌즈 효과, 표면으로부터 반대 표면에 빛이 향함에 따라, 서서히 광로가 구부러지는 효과 등을 말한다.

상기 수지층을 구성하는 수지로서는, 열가소성수지, 열경화성수지, UV경화성 수지 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 열가소성수지가 바람직하다.

열가소성수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올렌핀 수지,

폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올렌핀 수지,

지환족 폴리올렌핀 수지,

나일론6, 나일론66 등의 폴리아미드 수지,

아라미드수지,

폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸석시네이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지,

폴리카보네이트 수지,

폴리아릴레이트 수지,

폴리아세탈 수지,

4불소화 에틸렌수지, 3불소화 에틸렌수지, 3불소화 염화에틸렌수지, 4불소화 에틸렌-6불소화 프로필렌 공중합체, 불소화 비닐리덴수지 등의 불소화수지,

4불화 에틸렌수지, 3불화 에틸렌수지, 3불화 염화에틸렌수지, 4불화 에틸렌-6불화 프로필렌 공중합체, 불화 비닐리덴수지 등의 불소수지,

아크릴수지,

메타크릴수지,

폴리아세탈 수지,

폴리글리콜산 수지,

폴리이미드 수지

등을 이용할 수 있다. 이 중에서, 강도?내열성?투명성?저손실의 관점으로부터, 특히 아크릴수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌, 지환족 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하다. 또한 이들의 열가소성수지로서는 호모수지이여도 좋고, 공중합 또는 2종류 이상의 블렌드이어도 좋다. 또한, 각 층 중에는, 각종 첨가제, 예를 들면, 산화 방지제, 대전 방지제, 결정 핵제, 무기입자, 유기입자, 감점제, 열안정제, 활제, 적외선 흡수제, 자외선 흡수제, 굴절율 조정을 위한 도프제 등이 첨가되어 있어도 좋다.

등을 이용할 수 있다. 이 중에서, 강도?내열성?투명성?저손실의 관점으로부터, 특히 아크릴수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌, 지환족 폴리올렌핀 수 지, 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하다. 또한 이들의 열가소성수지로서는 호모수지이여도 좋고, 공중합 또는 2종류 이상의 블렌드이여도 좋다. 또한, 각 층 중에는, 각종 첨가제, 예를 들면, 산화 방지제, 대전 방지제, 결정핵제, 무기입자, 유기입자, 감점제, 열안정제, 활제, 적외선 흡수제, 자외선 흡수제, 굴절율 조정을 위한 도프제 등이 첨가되어 있어도 좋다.

상기 적층구성은, 다른 조성의 수지층을 포함해서 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서, 다른 조성의 수지층의 조합으로서는, 수지 자체가 다른 것이나, 블렌드 비율이 다른 것, 첨가물의 종류나 첨가량이 다른 것 등을 들 수 있다.

또한, 후술하는 바와 같은 관계를 갖는 조성 A와 조성 B에 대해서, 양자의 굴절율차가, 절대값으로 0.02이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03이상이며, 더욱 바람직하게는 0.05이상이다. 굴절율차가 커질수록, 광로의 제어가 용이해지는 것 이외에, 개구수도 크게 생긴다. 한편, 상한으로서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 고정밀도로 적층하는 데에 용이한 조성의 조합으로 하거나, 산란에 의한 손실을 억제하는데 있어서, 0.4이하로 하면 좋다.

또한, 후술하는 바와 같은 관계를 갖는 조성 A와 조성 B에 대해서, 양자의 굴절율차가 절대값으로 0.02이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03이상이며, 더욱 바람직하게는 0.05이상이다. 굴절율차가 커질수록, 광로의 제어가 용이해지는 것 이외에, 개구수도 크게 생긴다. 한편, 상한으로서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 고정밀도로 적층하는데에 용이한 조성의 조합으로 하거나, 산란에 의한 손실을 억제하는데 있어서, 0.4이하로 하면 좋다.

또한 상기 수지층의 두께로서는, 1nm~100nm인 것이 중요하다. 층의 두께를 100nm이하로 함으로써, 광학두께로서, 일반적으로 적용되는 광의 파장 이하로 되기 때문에, 광은 외관상, 층의 계면을 인식하지 않게 되어, 반사?산란이 발생하기 어려워진다. 또한, 실질적으로 연속인 굴절율의 변화의 제어가 가능해진다. 즉, 본 발명에서는, 필름 단면 내에 있어서의 임의의 범위 내의 굴절율을 그 범위 내에 존재하는 굴절율이 다른 수지층의 존재 비율에 의해 제어하는 것이다. 이것은, 나중에 기재하는 본 발명의 고정밀도이며 또한, 각 층의 두께를 임의로 제어하는 기술에 의해 처음으로 달성된 것이다. 이러한 방법으로 굴절율 분포를 제어하기 때문에, 종래의 방법에 비교해서 굴절율 분포를 정밀도 좋게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 승화성의 재료나 휘발성이 높은 재료를 이용할 필요가 없기 때문에, 굴절율 분포의 경시 변화도 일어나기 어려운 것이다. 가시광선의 전송의 손실을 막는다는 점으로부터는, 층의 두께로서는 80nm이하가 보다 바람직하다. 또한, 청색~자외선의 범위의 파장의 광에 대해서는 50nm이하가 더욱 바람직하다. 또한, 장거리 전송 용도에는 30nm이하가 더욱 바람직하다. 상기 수지층의 두께를 얇게 할수록 산란을 억제하여 전송손실을 저감할 수 있는 경향이 있어, 이러한 점으로부터는 하한값은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1nm미만으로 하면, 적층 정밀도의 제어나 적층상태의 확인이 곤란해 진다.

또한 상기 수지층 중, 두께가 30nm이하인 것이 차지하는 비율로서는, 층수에서, 반수 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75%개 이상, 더욱 바람직하게는 90%개 이상이다. 두께 30nm이하인 층이 차지하는 비율을 반수 이상으로 함으로써, 층간에서의 굴절율차에 의한 반사나 산란이 억제되어, 전송되는 광의 손실을 보다 저감시킬 수 있다.

두께 1nm~100nm의 수지층의 적층수로서는, 5층 이상으로 하는 것이 중요하고, 50층 이상이 바람직하며, 200층 이상이 보다 바람직하다. 적층수가 5층보다 적은 경우, 층두께의 박막화가 곤란해져서, 층의 형성을 완전히 행할 수 없었던 개소에 있어서 반사에 의한 손실이 발생한다. 또한, 광도파로에의 광의 도입이 곤란해진다. 또한, 적층수가 50층 이상으로 됨으로써, 1nm~100nm의 두께를 고정밀도로 적층하기 쉬워지기 때문에, 균일한 광제어가 하기 쉬워진다. 적층수가 더 많아지면, 광로를 제어할 수 있는 영역이 넓어져서, 광접속 등이 용이하게 되기 때문에 바람직하다. 적층수의 상한으로서는 특별히 한정되지 않지만, 저손실이며 또한 핸들링성이 좋은 필름 두께를 고려하면, 50000층이나 있으면 충분히 할 수 있다.

본 발명의 적층필름은, 상기 적층구성에 있어서, 상기 수지층 중 동일 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하는 층구성을 포함하고 있는 것이 중요하다. 적층을 구성하는 수지층의 두께 분포를 제어함으로써, 적층에 있어서의 굴절율 분포를 제어하는 것이다.

여기에서, 동일 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하는 적층구성에 대해서 예시한다. 예를 들면, 표면측으로부터 반대면측으로 향하여 a층/b층/c층/d층/e층/f층/g층/h층/i층/j층…의 순으로 두께방향으로 적층되어 있는 층구성을 갖는 필름을 생각한다. 여기에서, 동일 조성 A로 이루어지는 수지층이 a층, c층, e층, g층, i층이라고 하 면, a층의 두께〈c층의 두께〈e층의 두께〈g층의 두께〈i층의 두께가 되도록 적층된 경우나, a층의 두께〉c층의 두께〉e층의 두께〉g층의 두께〉i층의 두께와 같이 적층된 경우를 들 수 있다.

또한, b층, d층, f층, h층, j층에 대해서는, 그 층두께의 변화 및 조성에 대해서는, 목표로 하는 굴절율 분포를 갖게 하기 위해서 여러가지 변경 가능하지만, 후술하는 바와 같이, 이들의 층이 조성 B의 수지층인 것이 보다 바람직하다.

표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라라는 것은, 반드시 한쪽의 표면측으로부터 반대면측까지 일관해서 증가 또는 감소하고 있는 것만을 말하는 것이 아니라, 예를 들면, 표면측 부근의 층으로부터 시작되어, 중앙부 부근까지 층두께가 증가한 후, 반대면측으로 향함에 따라 층두께가 감소하는 경우도 포함된다. 또한 그 반대로, 표면측 부근의 층으로부터 시작되어, 중앙부 부근까지 층두께가 감소한 후, 반대면측으로 향함에 따라, 층두께가 증가하는 경우도 포함된다.

즉 본 발명의 적층필름은, 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서 증가하거나 또는 감소하고, 또한, 다른쪽의 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 증가하거나 또는 감소하는 층구성을 포함하는 것도 바람직하다. 이러한 경우, 필름 표면부의 굴절율에 대하여, 필름 단면 중앙부의 굴절율이 높거나 또는 낮은 것으로 되고, 특히 필름 단면 중앙부의 굴절율이 높은 경우에는, 실린더리컬 렌즈의 효과를 갖는 필름이나 GI형 광도파로에 바람직하게 된다. 보다 바람직하게는, 이러한 두께 변화가 대칭적이면 좋다. 더욱 바람직하게는, 조성 A의 수지층 두께가 적층필름의 표면으로부터 적 층방향의 중심으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하고, 또한, 다른쪽의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 증가하거나 또는 감소하며, 그 두께 분포가 2차 함수상이면 좋다.

또한 본 발명의 적층필름은, 적어도 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층을 포함해서 이루어지며, 서로 이웃하는 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층의 두께의 비가, 적층필름의 표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라 증가하거나 또는 감소하는 층구성을 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서, 서로 이웃하는 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층의 두께의 비란, 적층필름 중에서 인접하여 존재하는 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층에 있어서, 조성 A의 수지층 두께/조성 B의 수지층 두께로 구해지는 것이다. 또한, 여기에서 조성 A의 수지층은, 조성 B의 수지층보다, 미리 결정되어 있는 한쪽의 표면에 가까운 것이여야 한다. 또한, 조성 A와 조성 B 이외의 수지로 이루어지는 제 3의 층이나, 제 4의 층이 존재하고 있어도, 특별히 상관없다. 이렇게, 서로 이웃하는 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층의 두께비가, 적층필름의 표면으로부터 반대면측으로 향함에 따라 증가하거나 또는 감소하는 층구성을 포함하면, 굴절율 분포의 제어가 용이해진다. 또한, 종래와 같은 적층필름에 있어서는, 서로 이웃하는 층의 두께비는 거의 일정했기 때문에, 굴절율 분포를 제어할 수는 없다.

또한 본 발명의 적층필름은, 적어도 조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층을 포함해서 이루어지고, 조성 A의 수지층의 두께가 표면측으로부터 반대면측으로 향함에 따라 증가하며, 또한 조성 B의 수지층의 두께가 적층필름의 표면으로부터 반 대면측으로 향함에 따라 감소하는 층구성을 포함하는 것도 바람직하다. 이렇게 하면, 굴절율의 변화를 보다 크게 하는 것이 용이해지기 때문에, 개구수를 크게 하는 것도 용이해진다.

상기 예에 있어서, b층, d층, f층, h층, j층이 동일 조성 B로 이루어진다고 하면, 각 층의 두께가 a층의 두께〈c층의 두께〈e층의 두께〈g층의 두께〈i층의 두께로 되는 관계를 가지며, 또한 b층의 두께〉d층의 두께〉f층의 두께〉h층의 두께〉j층의 두께로 되는 관계를 갖는 경우나, a층의 두께〉c층의 두께〉e층의 두께〉g층의 두께〉i층의 두께이며 또한 b층의 두께〈d층의 두께〈f층의 두께〈h층의 두께〈j층의 두께와 같은 경우처럼, 각 층의 두께가 증가 및 감소하는 층구성을 적어도 포함하고 있으면 보다 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 조성 B의 수지층 두께가 적층필름의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하고, 또한, 다른쪽의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 증가하거나 또는 감소하며, 그 두께 분포가 2차 함수상이면 좋다.

단, 적층필름을 구성하는 모든 층이 상기와 같은 두께 변화를 갖고 있을 필요는 없고, 그 두께 변화되는 층의 배열순도 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 적층필름에 있어서는, 그 층구성 중에 서로 이웃하는 층의 두께비(얇은 측의 층두께/ 두꺼운 측의 층두께)가 0.8이상 1.0이하인 층쌍(layer pair)과, 0.01이상 0.5이하인 층쌍을 포함해서 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서, 서로 이웃하는 층이란, 인접하는 층의 조합이며, 서로 이웃하는 층을 구성하 는 수지로서는 다른 수지로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.9이상 1.0이하인 층쌍과, 0.01이상 0.3이하인 층쌍을 포함해서 이루어지는 것이다. 이렇게 큰 변화를 가진 층쌍이 있는 경우에는, 적층필름 중에서의 굴절율의 변화가 커져서, 개구수를 크게 할 수 있거나, 광로의 제어 범위가 넓어지기 때문에 바람직하다.

본 발명의 적층필름은, 필름면에 대해서 수직인 방향으로부터의 광에 대하여, 400nm~2500nm의 파장영역에 있어서의 최대 광선반사율이 25%이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 최대 광선반사율이 15%이하이다. 상기 최대 광선반사율이 25%이하이면, 일반적으로 광도파로로서 사용되는 광의 광로제어의 경우에, 광의 손실이 억제되기 때문에 바람직하다.

본 발명의 적층필름은, 상기 적층구성을 코어로 해서, 클래드를 더 설치하는 것이 바람직하다. 여기에서, 클래드의 굴절율은 코어의 굴절율 이하인 것이 바람직하다. 또한, 클래드의 표면에 더욱 보호층으로 되는 수지피복을 해도 좋다. 또한, 도파로에 광을 입사시키기 위한 공지의 단면처리나 단면가공이 실시되어 있는 것도 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 적층필름은, GI형 광도파로의 코어에 바람직하다. GI형 광도파로로 하는 경우는, 코어로 되는 적층필름의 단면 내의 굴절율 분포가 하기 식과 같은 2승분포를 거의 충족시키도록 하는 것이 보다 바람직하다.

n²(x)= n²(0)(1-(gx)²)

여기에서, x는 코어로 되는 상기 적층구성의 필름 두께방향의 중심위치를 0으로 한 경우의 두께방향의 거리이며, 두께 2a의 필름에 있어서의 최표면까지의 거리는 x= a 또는 x= -a로 된다. 또한, n(x)은 x위치에서의 굴절율이며, g는 하기 식에서 구해지는 집속정수이다.

g= (2×△/a)^1/2

△= (n(0)²-n2²)/(2×n(0)²)

또한, n2는 클래드를 설치한 경우의, 상기 클래드의 굴절율이다. 이렇게 굴절율 분포가 2승분포가 되면, 모드 분산이 거의 없어져, 광대역 전송 혹은 고속전송에 대응할 수 있는 것으로 된다. 또한, 도파로가 구부러져 있는 경우이여도, SI형에 비해서, 전파 시간의 차가 생기기 어렵고, 또한 손실도 작아지는 것이므로, 플렉시블에 사용하는 시트상의 고속 통신 대응의 통신 케이블로서 바람직하게 된다.

이러한 굴절율 분포를 달성하기 위해서는, 조성 A의 수지층 두께가 적층필름의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하고, 또한, 다른쪽의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 증가하거나 또는 감소하며, 그 두께 분포가 2차 함수상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 조성 A의 수지층 두께가 적층필름의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라, 증가하거나 또는 감소하고, 또한, 다른쪽의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 증가하거나 또는 감소하고, 한편, 조성 B의 수지층 두께가 적층필름 의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라, 감소하거나 또는 증가하고, 또한, 다른쪽의 표면으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라서도 감소하거나 또는 증가하고, 또한, 한쪽의 조성의 수지층 두께 분포가 위로 볼록한 2차 함수상이며, 다른쪽의 조성의 수지층 두께 분포가 아래로 볼록한 2차 함수상인 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 적층필름의 바람직한 제조방법의 예를 이하에 설명한다.

우선 조성 A의 수지 및 조성 B의 수지를 펠릿 등의 형태로 준비한다. 또한, 중합과 제막이 연속인 것도 바람직하다. 이 경우, 이물이 적어지기 때문에, 보다 저손실로 된다. 펠릿은 필요에 따라서, 사전 건조를 열풍중 혹은 진공하에서 행하여, 압출기에 공급한다. 압출기 내에 있어서, 융점 이상으로 가열 용융된 수지는 기어펌프 등으로 수지의 압출량이 균일화되고, 필터 등을 통해 이물이나 변성된 수지가 여과된다. 또한, 수지는 다이로 목적의 형상으로 성형된 후, 토출된다.

본 발명의 적층필름을 얻기 위한 방법으로서는, 2대 이상의 압출기를 이용해서 다른 유로로부터 보내진 수지를 멀티매니폴드다이나 필드블록이나 스태틱믹서 등을 이용해서 다층으로 적층하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들을 임의로 조합시켜도 좋다. 여기에서 본 발명의 효과를 효율적으로 얻기 위해서는, 각 층마다의 층두께를 개별로 제어할 수 있는 멀티매니폴드다이 혹은 피드블록이 바람직하다. 특히, 각 층의 두께를 정밀도 좋게 제어하기 위해서는, 가공 정밀도 0.1mm이하로 제작한 다수의 미세 슬릿을 갖는 부재를 포함하는 피드블록을 이용하는 것이 바람직하다. 여기에서, 각 미세 슬릿의 간극 또는 길이를 조정함으로써, 소망의 각 층의 두께를 제어하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명의 보다 바람직한 형태인 200층 이상으로 하기 위해서는, 다수의 미세 슬릿을 갖는 부재를 적어도 별개로 2개 이상 포함하는 피드블록(도 1~도 4)을 이용하는 것이 바람직하다.

도 1은, 상기 피드블록에 있어서 별개로 공급되는 수지 A, B로 적층을 형성하는 부분(「적층장치」라고 부른다.)을 나타낸 것이다. 도 1에 있어서, 부재(1~9)가 이 순서로 포개져, 적층장치(10)를 형성한다.

도 1의 적층장치(10)는, 수지 도입부재(2, 4, 6, 8)에 유래해서 4개의 수지도입구를 갖지만, 예를 들면 수지 A를 수지 도입부재(2, 6)의 도입구(11)로부터 공급하고, 수지 B를 수지 도입부재(4, 8)의 도입구(11)로부터 공급한다.

그러면,

슬릿부재(3)는 수지 도입부재(2)로부터 수지 A, 수지 도입부재(4)로부터 수지 B의 공급을 받고,

슬릿부재(5)는 수지 도입부재(6)로부터 수지 A, 수지 도입부재(4)로부터 수지 B의 공급을 받고,

슬릿부재(7)는 수지 도입부재(6)로부터 수지 A, 수지 도입부재(8)로부터 수지 B의 공급을 받게 된다.

여기에서, 각 슬릿에 도입되는 수지의 종류는 수지 도입부재(2, 4, 6, 8)에 있어서의 액류부(12)의 저면과 슬릿부재에 있어서의 각 슬릿의 단부의 위치 관계에 의해 결정된다. 즉, 도 3에 나타내는 것처럼, 슬릿부재에 있어서의 각 슬릿의 정부 의 능선(13)은 슬릿부재의 두께방향에 대하여 경사를 갖는다(도 2의 (b), (c)). 그리고, 수지 도입부재(2, 4, 6, 8)에 있어서의 액류부(12)의 저면의 높이는, 상기 능선(13)의 상단부(14)와 하단부(15) 사이의 높이에 위치한다. 이것에 의해, 상기 능선(13)이 올라간 측으로부터는 수지 도입부재(2, 4, 6, 8)의 액류부(12)로부터 수지가 도입되지만 (도 3중 (16)), 상기 능선(13)이 내려간 측으로부터는 슬릿이 봉쇄된 상태로 되어 수지는 도입되지 않는다. 이렇게 해서 각 슬릿마다 수지 A 또는 B가 선택적으로 도입되므로, 적층구조를 갖는 수지의 흐름이 슬릿부재(3, 5, 7) 중에 형성되어, 상기 부재(3, 5, 7)의 아래쪽의 유출구(17)로부터 유출된다.

슬릿의 형상으로서는, 수지가 도입되는 측의 슬릿 면적과 수지가 도입되지 않는 측의 슬릿 면적이 동일하지 않은 것이 바람직하다. 또한, (수지가 도입되지 않는 측의 슬릿 면적)/(수지가 도입되는 측의 슬릿 면적)이 20%이상 90%이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 50%이하이다. 또한, 피드블록 내의 압력손실이 1MPa이상으로 되는 것이 바람직하다. 또한, 슬릿길이(도 1중 (Z)방향 슬릿 길이 내, 긴 쪽)를 100mm이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 피드블록 내부에 각 슬릿에 대응한 매니폴드를 갖고 있는 것도 바람직하다. 매니폴드에 의해, 슬릿 내부에서의 폭방향(도 1중 (Y)방향)의 유속분포가 균일화되기 때문에, 적층된 필름의 폭방향의 적층비율을 균일화할 수 있어, 대면적의 필름이여도 정밀도 좋게 굴절율 분포를 제어할 수 있다.

슬릿부재(3, 5, 7)의 아래쪽의 유출구(17)는, 3자의 수지흐름의 적층구조가 병렬로 되는 위치 관계로 배치되고, 또한, 수지 도입부재(4, 6)에 의해 서로 떨어 져 있다(도 4중 (19L, 20L, 21L)). 그래서, 도 4에 나타내는 합류장치(18)에 의해, 가운데 (L-L')로부터 (M-M')에 걸쳐서, 유로의 규제에 의한 배치의 전환이 행해져(도 4중 (19M, 20M, 21M)), 3자의 수지흐름의 적층구조도 직렬로 된다. 상기 수지흐름은 도 4중 (M-M')으로부터 (N-N')에 걸쳐서 확폭되고, 도 4중 (N-N')으로부터 하류에서 합류된다.

이렇게 해서, 극박의 수지층의 임의 또는 고정밀도한 적층이 가능해진다. 종래의 장치에서는, 200~300층 이상의 적층을 달성하기 위해서는, 스퀘어믹서를 병용하는 것이 일반적였지만, 이러한 방법에서는 적층류가 상사형으로 변형?적층되기 때문에, 상기한 바와 같이 임의의 층의 두께를 조정하는 것이 불가능했다.

또한, 상기와 같은 피드블록을 이용함으로써, 장치가 극단적으로 대형화되는 일이 없기 때문에, 열열화에 의한 이물이 적어서, 적층수가 극단적으로 많은 경우이여도, 고정밀도한 적층이 가능해진다.

피드블록의 내벽에 대해서, 벽면 저항을 억제하기 위해서, 상기 내벽면의 거칠기를 0.4S이하로 하는 것이 바람직하고, 또한, 실온하에 있어서의 물과의 접촉각이 30°이상으로 되도록 하면 좋다.

또한, 피드블록의 가열 방법으로서는, 수지온도의 불균일성을 저감하기 위해서, 열매순환 방식을 채용하는 것이 바람직하다.

피드블록 내에서 형성된 수지층의 적층체를 시트상으로 성형하는 다이로서는, 다이 내에서의 적층체의 확폭율이 1배 이상 100배 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50배 이하이다. 상기 확폭율을 100배 이하로 함으로써, 적층체 표 층부의 적층두께의 혼란을 억제할 수 있다.

다이로부터 토출된 적층구조를 갖는 시트는 캐스팅 드럼 등의 냉각체 위로 밀려나와, 냉각 고화되어 캐스팅 필름으로 된다. 이 때, 와이어상, 테이프상, 침상 혹은 나이프상 등의 전극을 이용하여, 정전기력에 의해 캐스팅 드럼 등의 냉각체에 밀착시켜 급냉고화시키는 방법이나, 슬릿상, 스폿상, 면상의 장치로부터 공기를 불어내어 캐스팅 드럼 등의 냉각체에 밀착시켜 급냉고화시키는 방법, 닙롤로 냉각체에 밀착시켜 급냉고화시키는 방법 등을 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 적층필름은, 광의 전송의 손실을 보다 저감하는 관점으로부터는, 미연신의 필름인 것이 보다 바람직하지만, 미연신의 필름을 필요에 따라서, 1축 연신, 2축 연신 등의 연신한 것이여도 좋다. 1축 연신이란, 길이방향(machine direction) 또는 폭방향(transverse direction)으로 연신하는 것을 말한다. 2축 연신이란, 길이방향 및 폭방향으로 연신하는 것을 말한다. 2축 연신은 차례로 두방향으로 연신해도 좋고, 동시에 두방향으로 연신해도 좋다. 또한, 두방향으로 연신한 후 길이방향 및 / 또는 폭방향으로 재연신을 더 행해도 좋다.

길이방향으로의 연신은, 예를 들면 롤의 주속차에 의해 실시할 수 있다. 이 연신은 1단계에서 행해도 좋고, 또한, 복수의 롤쌍을 사용해서 다단계로 행해도 좋다. 길이방향의 연신의 배율로서는 수지의 종류에 따라 다르지만, 통상, 2~15배가 바람직하고, 적층필름을 구성하는 수지의 과반량이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용한 경우에는, 2~7배가 특히 바람직하다. 또한, 연신온도로서는 적층필름을 구성하는 수지의 유리 전이온도 이상, 유리 전이온도 +100℃이하가 바람직하다. 또한, 길이방향으로의 연신은, 텐터를 이용하여, 필름의 양단을 클립으로 파지하고, 필름을 길이방향으로 반송하면서, 상기 클립의 간격을 넓히는 것도 할 수 있다.

길이방향으로 1축 연신된 필름에, 용도에 따라서 코로나 처리나 프레임 처리, 플라스마 처리 등의 표면처리를 실시한 후, 이활성, 이접착성, 대전방지성 등의 기능을 인라인 코팅에 의해 부여해도 좋다.

폭방향의 연신은, 예를 들면 텐터를 이용하여, 필름의 양단을 클립으로 파지하고, 필름을 길이방향으로 반송하면서 상기 파지의 간격을 넓힘으로써 행할 수 있다. 폭방향의 연신의 배율로서는 수지의 종류에 따라 다르지만, 통상, 2~15배가 바람직하고, 적층필름을 구성하는 수지의 과반량이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용한 경우에는, 2~7배가 특히 바람직하게 이용된다. 또한, 연신온도로서는 적층필름을 구성하는 수지의 유리 전이온도 이상, 유리 전이온도 +120℃이하가 바람직하다.

이렇게 해서 2축 연신된 필름은 평면성, 치수 안정성을 부여하기 위해서, 텐터 내에서 연신온도 이상 융점 이하의 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 이렇게해서 열처리된 후, 균일하게 서냉 후, 실온까지 식혀서 감긴다. 또한, 필요에 따라서, 열처리로부터 서냉할 때에 이완 처리 등을 병용해도 좋다.

[실시예]

본 발명에 사용한 물성값의 평가법을 기재한다.

(물성값의 평가법)

(1) 고유점도

오르토클로로페놀 중, 25℃에서 오스트발트 점도계를 이용해서 용액점도를 측정하고, 상기 용액점도로부터 산출했다. 고유점도의 단위는 [dl/g]로 나타내어진다. 또한, n수는 3으로 하고 그 평균값을 채용했다.

(2) 수지의 굴절율

미연신 필름에 대해서는, 적층필름의 구성에 공급한 것과 동일 조성의 수지에 대해서, JIS K7142(1996) A법에 따라 측정했다.

또한, 연신?열처리 등을 실시한 적층필름에 대해서는, 평가의 대상으로 하는 수지단체를, 필름의 전체두께, 연신?열처리 등을 포함하여 동조건으로 평가용 필름을 제작하고, 상기 평가용 필름의 두께방향 굴절율 nz를 JIS K7142(1996) A법에 따라, 평가했다.

필름의 층구성은, 마이크로톰을 이용하여 단면을 잘라낸 샘플에 대해서, 전자현미경 관찰에 의해 구했다. 즉, 투과형 전자현미경 HU-12형((주)히타치세이사쿠쇼제)을 이용해서, 필름의 단면을 3000~200000배로 확대 관찰하여, 단면 사진을 촬영하고, 상기 단면 사진으로부터 층두께 및 적층수를 측정했다. 또한, 층구성을 명확하게 하기 위해서 RuO₄염색법으로 염색을 행하여, 다른 수지층끼리의 염색 나눔을 행했다.

필름의 층구성은, 마이크로톰을 이용하여 단면을 잘라낸 샘플에 대해서, 전자현미경 관찰에서 의해 구했다. 즉, 투과형 전자현미경 HU-12형((주)히타치세이사쿠쇼제)을 이용해서, 필름의 단면을 3000~200000배로 확대 관찰하여, 단면 사진을 촬영하고, 상기 단면 사진으로부터 층두께 및 적층수를 측정했다. 또한, 층구성을 명확하게 하기 위해서 RuO₄염색법으로 염색을 행하여, 다른 수지층끼리의 염색 나눔을 행했다.

(4) 최대 광선반사율

히타치세이사쿠쇼제 분광 광도계(U-3410 Spectrophotomater)에 φ60적분구 130-0632((주)히타치세이사쿠쇼) 및 10°경사 스페이서를 달아 반사율을 측정했다. 또한, 샘플은 길이방향이 상하방향이 되도록 세트하고, 밴드 파라미터는 2/servo로 하고, 게인은 3으로 설정하여, 400nm~2500nm의 범위를 120nm/min.의 검출 속도로 측정했다. 또한, 반사율을 기준화하기 위해서, 표준 반사판으로서 부속의 Al₂O₃를 이용했다. 그리고 400nm~2500nm의 파장 범위 내에서 가장 높은 반사율을 최대 광선반사율로 했다.

(5) 굴절율 분포

필름 샘플을 젤라틴 캡슐에 넣은 후, 에폭시 수지(BUELER샤제)를 흘려 넣고, 24시간 방치했다. 다음에 필름이 포매된 에폭시 수지를 필름 샘플의 선단이 노출되도록, 편인(片刃)으로 깎았다. 그 후, 마이크로톰(LEICA샤제 ULTRACUT UCT)에 다이아몬드 나이프를 달고, 필름면 방향에 대하여, 나이프의 날이 수직으로 되도록 조정해서, 선단부로부터 서서히 깎아내어, 샘플의 평활한 단면(두께방향 일폭방향 단면)을 작성했다. 이 때, 실체 현미경으로 표면에 상처나 결함이 발생하고 있는 것이 확인된 경우에는, 상처나 결함이 없는 면이 나올 때까지 더 깎았다.

얻어진 샘플에 대해서, 빔 프로필 반사율 측정법으로, 적층필름 단면 내의 굴절율 분포를 계측했다. 측정 조건을 이하에 적는다.

장치: 사마웨이부샤제 고정밀도 막후계 Opti-Probe2000

측정 파장: 675nm

빔스폿: 1㎛

스테이지 정밀도: ±0.2㎛

검출기: 어레이 디텍터

측정: 라인 측정으로, 두께방향 굴절율 nz의 분포를 측정

(6) 내열?내습성

습열처리로서, 60℃?90%RH의 분위기하에서 샘플을 250시간 보관하고, 계속해서 60℃?진공하에서 24시간 보관했다. 상기 질열처리의 전후에 대해서 각각, 상기(5)의 샘플링 및 굴절율 분포의 측정을 행했다. 습열처리 전의 굴절율 분포에 있어서의 최대 굴절율과 최소 굴절율의 차 d0와, 습열처리 후의 굴절율 분포에 있어서의 최대 굴절율과 최소 굴절율의 차 d1에 의해 구해지는 d(=│d0-d1│)가, 0.02이상으로 되는 경우를 ×(bad), 0.02미만인 경우를 ○(good)로 했다.

(실시예 1)

2종류의 열가소성수지로서,

열가소성수지 X: 메타크릴 수지(PMMA)

[미츠비시레이온샤제 아크릴펫VH]

열가소성수지 Y:폴리카보네이트(PC)

[미츠비시 엔지니어링 플라스틱샤제 S-2000]을 이용했다.

이들 열가소성수지 X, Y를 각각 건조시킨 후, 별개로 압출기에 공급하여, 230℃의 용융상태로 했다.

용융한 열가소성수지 X, Y를 기어펌프 및 필터에 통과시킨 후, 도 1과 같이 3001층 적층용의 피드블록에 공급했다. 상기 열가소성수지 X, Y는 피드블록 내에서 각 층의 두께가 표층측으로부터 중앙측으로 향함에 따라 서서히 변화되어, 열가소 성수지 X가 1501층, 열가소성수지 Y가 1500층으로 이루어지는 두께방향으로 교대로 적층된 구조(양 표층부는 열가소성수지 X로 된다)로 했다. 각 층의 두께는 피드블록 내의 미세 슬릿의 형상에 의해 조정했다. 또 열가소성수지 X, Y의 토출량은 전체의 적층비(=중량비)가 X/Y= 1이 되도록 조정했다.

이렇게 해서 형성된 합계 3001층으로 이루어지는 적층체를 T다이에 공급하여 시트상으로 성형한 후, 닙롤로 표면온도 20℃로 유지된 캐스팅 드럼상에서 급냉고화시켰다.

얻어진 필름의 두께는 45㎛였다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 27nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 3nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 3nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 27nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 27nm에서 3nm로 일차함수적으로 감소하고, 한편, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 3nm에서 27nm로 일차함수적으로 증가하는 구성이였다.

굴절율 분포는 2승분포로는 되지 않고, SI형과 GI형의 중간(유사 GI형이라고 부른다.)으로 되었다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 2)

피드블록 내의 미세 슬릿의 형상을 변경하고, 또한 열가소성수지 X, Y의 토출량을 전체의 적층비(=중량비)가 X/Y= 1.5가 되도록 조정한 이외는 실시예 1과 마 찬가지로 해서, 적층필름을 제작했다.

얻어진 필름의 두께는 45㎛였다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 27nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 3nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 3nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 27nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 27nm에서 3nm로 감소하고, 한편, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 3nm에서 27nm로 증가하는 구성이였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께 분포는 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께 분포는 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포였다.

굴절율 분포는 2승분포이며, GI형이였다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 3)

실시예 2의 필름의 양 표면에 클래드로서, 아사히가라스코교샤제의 아모퍼스 불소수지(굴절율 1.34)를 코팅해서 건조시켰다. 얻어진 필름의 두께는 49㎛였다.

(실시예 4)

피드블록 내의 미세 슬릿형상을 변경하고, 또한 전체의 적층비와 열가소성수지 Y의 토출량을 변경해서 열가소성수지 Y의 각 층의 두께를 20nm 일정으로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 적층필름을 제작했다.

얻어진 필름의 두께는 53㎛였다.

굴절율 분포는 유사 GI형으로 되었다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 5)

2종류의 열가소성수지로서,

열가소성수지 X: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)

고유점도 0.65

열가소성수지 Y: 시클로헥산디메탄올을 30mol% 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 중축합체(PETG)

[이스트만제 PETG6763]을 이용했다.

이들 열가소성수지 X, Y를 각각 건조시킨 후, 별개로 압출기에 공급하여, 280℃의 용융상태로 했다.

용융한 열가소성수지 X, Y를 기어펌프 및 필터에 통과시킨 후, 도 1과 같이 201층 적층용의 피드블록에 공급했다. 상기 열가소성수지 X, Y는 피드블록 내에서 각 층의 두께가 표층측으로부터 중앙측으로 향함에 따라 서서히 변화되어, 열가소성수지 X가 101층, 열가소성수지 Y가 100층으로 이루어지는 두께방향으로 교대로 적층된 구조(양 표층부는 열가소성수지 X로 된다)로 했다. 각 층의 두께는, 피드블록 내의 미세 슬릿의 형상에 의해 조정했다. 또한 열가소성수지 X, Y의 토출량은 전체의 적층비(=중량비)가 X/Y= 0.67이 되도록 조정했다.

이렇게 해서 형성된 합계 201층으로 이루어지는 적층체를 T다이에 공급하여 시트상으로 성형한 후, 정전인가로 표면온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼상에서 급 냉고화시켰다.

이 캐스트 필름을 90℃로 설정한 롤군으로 가열하고, 세로방향으로 3.3배 연신했다. 다음에 이 1축 연신필름을 일단 감지 않고 텐터로 유도하여, 95℃의 열풍으로 예열 후, 가로방향으로 3.3배 연신했다. 연신한 필름은 그대로, 텐터 내에서 235℃의 열풍으로 열처리를 행하고, 계속해서 5%의 이완처리를 실시하여, 실온까지 서냉 후, 감았다.

얻어진 필름의 두께는 11㎛였다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 100nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 10nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 10nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 100nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 100nm에서 10nm로 감소하고, 한편, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 10nm에서 100nm로 증가하는 구성이였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께 분포는, 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께 분포는, 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포였다.

두께방향 굴절율 nz에 대해서는, 2승분포로 되고 GI형 도파로로 되었지만, 2축 연신에 의해 복굴절이 발생했기 때문에, 폭방향 굴절율 ny에 대해서는 중앙부의 굴절율이 표층 부근의 굴절율보다 낮아지는 굴절율 분포로 되어 있었다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 6)

열가소성수지 X, Y로서, 실시예 1에서 이용한 것과 같은 것을 이용했다.

용융한 열가소성수지 X, Y를 기어펌프 및 필터에 통과시킨 후, 11층 적층용의 피드블록에 공급했다. 상기 열가소성수지 X, Y는 피드블록 내에서 각 층의 두께가 표층측으로부터 중앙측으로 향함에 따라 서서히 변화되어, 열가소성수지 X가 6층, 열가소성수지 Y가 5층으로 이루어지는 두께방향으로 교대로 적층된 구조(양 표층부는 열가소성수지 X로 된다)로 했다. 각 층의 두께는 피드블록 내의 각 층의 유로에 형성한 미세 슬릿의 형상에 의해 조정했다.

이렇게 해서 형성된 합계 11층으로 이루어지는 적층체를 T다이에 공급해서 시트상으로 성형한 후, 닙롤로 표면온도 20℃로 유지된 캐스팅 드럼상에서 급냉고화시켰다.

얻어진 필름의 두께는 10㎛였다.

얻어진 적층필름의 층두께는 표층으로부터 반대측의 표층에 걸쳐서 수지X/수지Y/…/수지Y/수지X의 순으로, 40nm/ 10nm /20nm /30nm /10nm /9000nm /10nm /30nm /20nm /10nm /40nm였다.

굴절율 분포는 2승분포로는 되지 않고, 유사 GI형으로 되었다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 7)

2종류의 열가소성수지로서,

열가소성수지 X: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)

고유점도 0.65 …20wt%

폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)

고유점도0.62 …80wt%

로 이루어지는 수지

열가소성수지 Y: PET

고유점도 0.65 …90wt%

PEN

고유점도 0.62 …10Wt%

로 이루어지는 수지를 이용했다.

이들 열가소성수지 X, Y를 각각 건조시킨 후, 별개로 압출기에 공급하여, 290℃의 용융상태로 했다.

용융한 열가소성수지 X, Y를 기어펌프 및 필터에 통과시킨 후, 도 1과 같이 801층 적층용의 피드블록에 공급했다. 상기 열가소성수지 X, Y는 피드블록 내에서 각 층의 두께가 표층측으로부터 중앙측으로 향함에 따라 서서히 변화되어, 열가소성수지 X가 401층, 열가소성수지 Y가 400층으로 이루어지는 두께방향으로 교대로 적층된 구조(양 표층부는 열가소성수지 X로 된다)로 했다. 각 층의 두께는, 피드블록 내의 미세 슬릿의 형상에 의해 조정했다. 또한 열가소성수지 X, Y의 토출량은 전체의 적층비(=중량비)가 X/Y= 1.5가 되도록 조정했다.

이렇게 해서 얻어진 합계 401층으로 이루어지는 적층체를 T다이에 공급해서 시트상으로 성형한 후, 정전인가로 표면온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼상에서 급냉고화시켰다.

얻어진 필름의 두께는 44㎛였다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는, 열가소성수지 X의 층두께가 10nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 100nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 100nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 10nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 10nm에서 100nm로 증가하고, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 100nm에서 10nm로 감소하는 구성이였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포였다.

굴절율 분포는 2승분포이며, GI형이였다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 8)

제막속도를 조정해서 필름 두께를 35㎛로 한 이외는 실시예 7과 마찬가지로 해서, 적층필름을 제작했다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 8nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 80nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 80nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 8nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포였다.

굴절율 분포는 2승분포로 되고, GI형으로 되었다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 얻어진 적층필름의 굴절율 분포를 도 5에 나타낸다.

(비교예 1)

하기 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 단층필름을 제작했다.

단층필름의 원료로 하는 열가소성수지로서,

열가소성수지 X: 메타크릴 수지(PMMA)

[미츠비시레이온샤제 아크릴펫 VH]를 이용했다.

또한 피드블록으로서, 단층필름용의 것을 사용했다.

또한 토출량을 변경했다.

얻어진 필름의 두께는 100㎛였다.

굴절율 분포는 두께방향에 걸쳐서 거의 똑같았다. 이 때문에, 고속전송에는 적합하지 않았다.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 2)

하기 이외는 실시예 5와 마찬가지로 해서, 단층필름을 제작했다.

단층필름의 원료로 하는 열가소성수지로서,

열가소성수지 X: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)

고유점도 0.65를 이용했다.

또한 피드블록으로서, 단층필름용의 것을 사용했다.

또한 토출량을 변경했다.

얻어진 필름의 두께는 100㎛였다.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 3)

하기 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 적층필름을 제작했다.

피드블록으로서, 그 내부의 슬릿의 형상을 동일 성분의 적층방향에 걸쳐 모두 동일하게 하고, 또한 1001층 적층용의 것을 사용했다.

얻어진 필름의 두께는 91㎛였다.

얻어진 적층필름의 각 층의 두께는, 적층방향에 걸쳐서 거의 균일하며, 열가소성수지 X의 층두께는 거의 90nm이고, 열가소성수지 Y의 층두께는 거의 90nm였다.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 4)

얻어진 필름의 양 표층부에서는, 열가소성수지 X의 층두께가 150nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 110nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 110nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 150nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는, 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 150nm에서 110nm로 단조로 감소하고, 한편, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 110nm에서 150nm로 단조로 증가했다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께 분포는, 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포였다.

얻어진 필름의 두께는 26㎛였다.

얻어진 필름의 양 표층부에서는, 열가소성수지 X의 층두께가 150nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 110nm이며, 중앙부에서는 열가소성수지 X의 층두께가 110nm, 열가소성수지 Y의 층두께가 150nm였다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께는, 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 150nm에서 110nm로 단조롭게 감소하고, 한편, 열가소성수지 Y의 층두께는 표층부로부터 중앙부로 향함에 따라 110nm에서 150nm로 단조롭게 증가했다. 또한, 열가소성수지 X의 층두께의 분포는, 필름 중앙부가 가장 얇아지는 이차함수 분포이며, 열가소성수지 Y의 층두께 분포는, 필름 중앙부가 가장 두꺼워지는 이차함수 분포였다.

두께방향의 굴절율 nz에 대해서는, 2승분포로 되고 GI형 도파로로 되었다. 단, 최대 광선반사율의 평가에 있어서, 850nm 부근에 높은 반사율을 가지고 있었기 때문에, 파장 830nm의 광전송 손실은 10db/cm이상으로 극단적으로 큰 것이며, 도파로로서는 실용적이지 않은 것이었다.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 5)

일본 특허공개평 2003-322742호 공보의 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 같은 방법으로, 단막의 PMMA필름에 헵탈플루오르-n-부탄산에틸을 분산시킨 필름을 제작했다.

얻어진 필름의 두께는 1mm였다.

얻어진 필름의 굴절율 분포는, 유사 GI형 도파로였다.

내열?내습시험에 있어서, 습열처리의 전후로 굴절율 분포가 크게 변화되기 때문에, 도파로로서는 실용적이지 않은 것이었다.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

본 발명의 적층필름은, 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, EL디스플레이, 프로젝션 스크린 등의 각종 디스플레이, 태양전지 등의 광에너지 디바이스, 광학 인쇄기기나 카메라 등 여러가지 광학기기에 이용되는 광학렌즈나 도광판 이외, 광케이블이나 광도파로?광합류기?광분류기 등의 각종통신?회로기기에 이용할 수 있다.

Claims

조성 A의 수지층과 조성 B의 수지층을 포함해서 이루어지며, 수지층이 5개 이상 적층되어 이루어지는 적층필름으로서, 각 수지층의 두께가 1nm~100nm이며, 또한 조성 A의 수지층의 두께가 적층필름의 한쪽 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라 증가하고, 적층방향의 중심으로부터 다른쪽 표면측으로 향함에 따라 감소하고, 또한 조성 B의 수지층의 두께가 적층필름의 한쪽 표면측으로부터 적층방향의 중심으로 향함에 따라 감소하고, 적층방향의 중심으로부터 다른쪽 표면측으로 향함에 따라 증가하는 층구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층필름.
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제 1항에 있어서, 굴절율의 차가 0.05이상인 2종류의 열가소성수지를 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층필름.
제 1항에 있어서, 적층필름을 구성하는 각 층의 반수 이상의 두께가 30nm이하인 것을 특징으로 하는 적층필름.
제 1항에 있어서, 서로 이웃하는 층의 두께비(얇은 측의 층두께/두꺼운 측의 층두께)가 0.8이상 1.0이하인 층의 비와, 0.01이상 0.5이하인 층의 비를 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층필름.
제 1항에 있어서, 적층수가 50층 이상인 것을 특징으로 하는 적층필름.
제 1항에 있어서, 200~2500nm의 파장영역에 있어서의 최대 광선 반사율이 25%이하인 것을 특징으로 하는 적층필름.