KR20070086419A - 광반사체 및 광반사체의 제조방법 - Google Patents

광반사체 및 광반사체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

고도한 반사 성능을 구비하면서 자외선 조사에 의한 반사율의 저하를 방지하고 얇으면서 동시에 성형 가공을 할 수 있는 광반사체로서, 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 금속판의 한 면 또는 양면에 적층하여 이루어진 구성을 구비하는 광반사판을 제안한다. 이러한 광반사체는 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란에 의해 우수한 광반사성을 얻을 수 있으며, 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지는 자외선을 흡수하는 방향환을 갖지 않으므로 자외선 조사에 의한 반사율의 저하가 거의 일어나지 않는다는 특징을 가지며, 접착제를 사용하지 않고 직접 금속판에 적층할 수 있으므로 박형의 광반사판으로 할 수 있다.
광반사체, 지방족 폴리에스테르계 수지, 미분상 충전제, 미세 분말 함유 폴리에스테르층, 광반사판

Description

광반사체 및 광반사체의 제조방법 {Light reflector and process for producing the same}
본 발명은 광반사체 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 특히 액정 표시장치에서 조명장치의 반사기로서 사용되는 광반사체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시장치에 사용되는 조명장치는 광원으로부터 광을 직접 액정 표시 패널에 조명시키는 직하 방식 및 광원으로부터 광을 아크릴 수지 등으로 이루어진 도광판을 통해 액정 표시 패널에 조명시키는 사이드 라이트 방식(에쥐 라이트 방식이라고도 한다)이 존재하고 있다.
액정 표시장치에서 모니터, 소형 액정 텔레비젼, 노트북형 퍼스널 컴퓨터 등의 박형인 것을 요구하는 용도에서는 상기 조명장치 중에서 사이드 라이트 방식이 채용되고 있으며 광원으로부터 광을 효율적으로 도광판에 전하기 위해 금속과 반사 필름이 적층된 광반사체를 성형가공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재가 사용된다.
광반사체에 사용되는 반사 필름으로서는 은을 증착한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(이하, 은 증착 PET 필름)이나, 반사 성능을 갖는 백색 폴리에스테르 필 름 등이 사용되고 있으며 비용이나 광반사체에 요구되는 두께 등을 고려하여 구별하여 사용되고 있다.
예를 들면, 노트북형 퍼스널 컴퓨터와 같이 사이드 라이트 방식을 사용하는 액정 표시장치 중에서도 특히 박형인 것을 요구하는 용도에서는 광반사체의 두께도 될 수 있는 한 얇게 하는 것이 필요하므로 비교적 비싸지만 은 증착 PET 필름을 금속판에 적층한 것이 사용되고 있다.
한편, 모니터나 액정 텔레비젼과 같이 어느 정도 두께가 허용되는 용도에서는 은 증착 PET 필름보다 염가이며, 거의 동등한 반사 성능을 갖는 백색 폴리에스테르 필름을 금속판에 적층한 것이 사용되고 있다.
이러한 종류의 용도에 사용되는 반사 필름으로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에는 방향족 폴리에스테르계 수지에 산화티탄을 첨가하여 형성된 백색 시트인 반사 필름이 개시되어 있다.
그러나, 필름을 형성하는 방향족 폴리에스테르계 수지의 분자쇄 중에 함유되는 방향환이 자외선을 흡수하므로 액정 표시장치 등의 광원으로부터 발생하는 자외선에 의해 필름이 약화, 황화하여, 반사 필름의 광반사성이 저하된다는 결점이 있다.
또한, 반사기와 같이 광반사체를 성형가공하는 경우에는 금속판에 반사 필름을 접착한 광반사체가 사용된다. 광반사체를 성형가공할 때, 절곡할 때의 형상을 유지하는 형상 유지성이 요구되므로, 예를 들면, 특허 문헌 2에는 금속에 접착제층을 설치하며, 그 위에 다시 폴리에스테르 반사 필름을 적층하는 반사체가 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 2002-138150호
특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제(평)10-177805호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 보다 한층 우수한 광반사성을 얻을 수 있으며 또한 자외선 흡수에 의한 반사율의 경시적 저하를 억제할 수 있는 광반사판을 제공하려고 하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
이러한 과제 해결을 위해 본 발명은 금속판의 한 면 또는 양면에 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구비한 구성으로 이루어진 광반사판을 제안한다.
본 발명의 광반사체는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란에 의해 우수한 광반사성을 얻을 수 있다. 또한, A층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지는 자외선을 흡수하는 방향환을 갖지 않으므로 자외선 조사에 의한 반사율의 저하가 거의 일어나지 않는다는 특징을 갖고 있다.
따라서, 본 발명의 광반사체는 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 디스플레이, 조명기구, 조명 간판 등의 반사판 등으로서 적절할 뿐만 아니라 광반사체를 성형가 공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재를 포함하는 액정 표시장치용 백 라이트 장치로서 적합하게 사용할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 형태
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기에 설명한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 「X 내지 Y」(X, Y는 임의의 숫자)라고 기재된 경우, 특별히 단정하지 않는 한 「X 이상 Y 이하」의 뜻이며, 「바람직하게는 X보다 크고, Y보다 작다」의 뜻을 포함하는 것이다.
<제1 실시 형태>
제1 실시 형태에 따른 광반사판은 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(「A층」이라고도 한다.)을 금속판의 한 면 또는 양면에 직접 적층하여 이루어진 구성을 구비하는 광반사판이다.
예를 들면, 노트북형 퍼스널 컴퓨터와 같이 사이드 라이트 방식을 사용하는 액정 표시장치 중에서도 특히 박형인 것을 요구하는 용도에서는 광반사체의 두께도 될 수 있는 한 얇게 하는 것이 필요하므로 종래에는 비교적 비쌌지만 은 증착 PET 필름을 금속판에 적층한 것이 사용되고 있다.
한편, 모니터나 액정 텔레비젼과 같이 어느 정도 두께가 허용되는 용도에서는 은 증착 PET 필름보다 염가이며, 거의 동등한 반사 성능을 갖는 백색 폴리에스테르 필름을 금속판에 적층한 것이 사용되고 있다. 이러한 백색 폴리에스테르 필 름은 산화티탄이나 황산바륨 등의 무기 입자를 첨가하여 반사 성능을 갖게 한 것이나, 필름 내부에 미세한 기포를 함유시킨 것이 사용되고 있다.
그러나, 이들은 막 제조상의 제약으로부터, 반사 성능을 갖게 한 층의 표층에는 별도로 높은 융점인 폴리에스테르층을 설치할 필요가 생기며 또한, 백색 폴리에스테르를 직접 금속판에 열융착한다고 해도, 밀착성이 떨어지며 반사기 등의 성형가공에서 박리가 생기는 과제가 있다. 따라서, 상기한 특허 문헌 2와 같이 금속판 측에 별도 접착제층을 설치하며, 그 위에 다시 백색 폴리에스테르 필름을 적층하는 것이 필요하다.
또한, 일반적인 백색 폴리에스테르 필름에는 방향족 폴리에스테르계 수지로 이루어진 폴리에스테르가 사용되고 있으며 이의 분자쇄 중에 함유되는 방향환이 자외선을 흡수하므로 자외선에 노출된 반사 필름이 악화되어 황화하여, 반사 필름의 반사율이 저하된다는 결점이 있다. 또한, 자외선에 의한 황변, 반사율 저하를 억제하므로 표층에 자외선 흡수능을 갖는 도포층을 설치한 백색 폴리에스테르 필름도 공지되어 있지만, 상기와 같이 접착제층과는 별도로 다시 도포층을 설치하므로, 필름 자체의 총두께가 더욱 두꺼워진다는 결점이 있다.
제1 실시 형태에 따른 광반사판은 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란에 의해 우수한 광반사성을 얻을 수 있다. 또한, 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지는 자외선을 흡수하는 방향환을 갖지 않으므로 자외선 조사에 의한 반사율의 저하가 거의 일어나지 않는다는 특징을 갖 는다. 또한, 접착제를 사용하지 않고 직접 금속판에 적층할 수 있으므로 박형의 광반사판으로 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 광반사체는 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 디스플레이, 조명기구, 조명 간판 등의 반사판 등으로서 적절할 뿐만 아니라, 광반사체를 성형가공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재를 포함하는 액정 표시장치용 백 라이트 장치로서도 적합하게 사용할 수 있다.
이하, 제1 실시 형태에 따른 광반사판의 구성·특성·용도·제조방법 등에 관해 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 따른 광반사체의 A층은 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 주성분으로서 함유하여 이루어진 층이다.
여기서, 주성분이라고 하는 것은 당해 성분의 기능을 방해하지 않는 한에서 그 이외의 성분을 함유하는 것을 허용하는 뜻이며, 주성분의 함유 비율은 특별히 제한되지 않지만, 주성분이 50질량% 이상, 이중에서도 70질량% 이상, 특히 80질량% 이상, 특히 90질량% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 광반사판을 구성하는 A층은 주로 광반사판의 광반사성을 부여하는 층이며, 예를 들면, 필름을 적층하거나, 박막상의 층을 막 제조하여 형성할 수 있다. 또한, 2종류 이상의 층이 적층되어 이루어진 것일 수 있다. (지방족 폴리에스테르계 수지)
이하, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지에 관해 설명한다.
지방족 폴리에스테르계 수지로서는 화학합성된 것, 미생물에 의해 발효 합성된 것 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
화학합성된 지방족 폴리에스테르계 수지로서는 폴리ε-카프로락탐 등의 락톤을 개환중합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 아젤레이트, 폴리에틸렌 석시네이트, 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 아젤레이트, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리부틸렌 석시네이트·아디페이트, 폴리테트라메틸렌 석시네이트, 사이클로헥산디카복실산/사이클로헥산디메탄올 축합체 등의 2염기산과 디올을 중합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르계 수지, 폴리락트산, 폴리글리콜 등의 하이드록시카복실산을 중합하여 수득되는 지방족 폴리에스테르계 수지, 지방족 폴리에스테르의 에스테르 결합의 일부, 예를 들면, 전체 에스테르 결합의 50% 이하가 아미드결합, 에테르 결합, 우레탄 결합 등으로 치환된 지방족 폴리에스테르 등을 들 수 있다.
또한, 미생물에 의해 발효 합성된 지방족 폴리에스테르계 수지로서는 폴리하이드록시부티레이트, 하이드록시부티레이트와 하이드록시 발레레이트의 공중합체 등을 들 수 있다.
지방족 폴리에스테르계 수지는 분자쇄 중에 방향환을 포함하지 않으므로 자외선 흡수를 일으키지 않는다. 따라서, 액정 표시장치 등의 광원으로부터 발생하는 자외선에 의해 광반사체를 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 약화, 황화하지 않으며 광반사성이 경시적으로 저하되는 경우가 적다.
지방족 폴리에스테르계 수지의 굴절률은 1.52 미만인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 따른 광반사체의 반사 성능은 주로 광반사체를 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 계면에서의 굴절 산란에 의해 발휘되는 것이다. 즉, 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률의 차이가 큰 쪽이 높은 반사 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 지방족 폴리에스테르계 수지의 굴절률이 1.52 미만이면 미분상 충전제의 굴절률의 차이가 커지고 바람직하다.
지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률의 차이는 0.15 이상인 것이 바람직하며 0.20 이상이면 보다 바람직하다.
지방족 폴리에스테르계 수지의 굴절률이 1.52 미만이면, 미분상 충전제의 굴절률과의 차이가 0.15 이상인 조건을 확보하기가 용이하며, 조합되는 미분상 충전제의 종류도 풍부해진다.
지방족 폴리에스테르계 수지의 융점은 150℃ 내지 230℃의 범위의 것이 바람직하다. 융점이 150℃ 내지 230℃이면, 접착제를 사용하지 않고 금속판과의 밀착성을 충분하게 확보할 수 있는 동시에 금속판에 적층할 때에 열의 영향을 억제하며, 광반사판의 반사 성능의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 여기서 말하는 융점은 시차주사열량측정(DSC)에 의해 측정되는 값이다.
본 실시 형태에서 사용하는 지방족 폴리에스테르계 수지로서, 락트산계 중합체는 특히 바람직한 지방족 폴리에스테르계 수지이다. 락트산계 중합체는 식물 유래의 원료로부터 제조되며, 또한 생분해성의 성질을 갖는 수지이므로 환경에 대한 부하가 작은 점에서 우수할 뿐만 아니라, 굴절률이 1.46 정도로 대단히 낮으며, 지 방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률의 차이가 커지며, 0.15 이상의 조건을 용이하게 달성하는 점으로부터 높은 반사 성능을 용이하게 얻을 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서 사용하는 락트산계 중합체로서는 D-락트산 또는 L-락트산이 단독중합체 또는 이들의 공중합체이면 양호하다. 구체적으로는 구성 단위가 D-락트산인 폴리(D-락트산), 구성 단위가 L-락트산인 폴리(L-락트산), 또한 L-락트산과 D-락트산의 공중합체인 폴리(DL-락트산)이 있으며 또한 이들의 혼합체도 포함된다.
락트산계 중합체는 축합중합법, 개환중합법 등의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 축합중합법에서는 D-락트산, L-락트산 또는 이들의 혼합물을 직접 탈수 축합중합하여 임의의 조성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다. 또한, 개환중합법에서는 락트산의 환상 2량체인 락티드를 필요에 따라 중합조정제 등을 사용하면서, 소정의 촉매의 존재하에 개환중합함으로써 임의의 조성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다.
상기 락티드에는 L-락트산의 2량체인 L-락티드, D-락트산의 2량체인 D-락티드, D-락트산과 L-락트산의 2량체인 DL-락티드가 있으며 이들을 필요에 따라 혼합하여 중합함으로써 임의의 조성, 결정성을 갖는 락트산계 중합체를 수득할 수 있다.
락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산과의 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, 광반사체를 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 연신하거나 열처리할 때에 수지가 결정화하여 내열성 및 기계적 물성이 향상되는 점에서 바람직하다. 한편, D-락트산과 L-락트산으로 구성된 락트산계 중합체는 유연성이 부여되어, 광반사체의 성형 안정성 및 연신 안정성이 향상되는 점에서 바람직하다.
또한, 락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산의 공중합비가 상이한 락트산계 중합체를 배합할 수 있다. 이 경우, 복수의 락트산계 중합체의 D-락트산과 L-락트산의 공중합비를 평균한 값이 상기 범위내에 들어 가도록 하면 양호하다. D-락트산과 L-락트산의 단독중합체와, 공중합체를 배합함으로써 내열성을 조절할 수 있다.
락트산계 중합체의 분자량은 중량 평균 분자량이 5만 이상인 것이 바람직하며, 6만 내지 40만인 것이 보다 바람직하며, 10만 내지 30만인 것이 특히 바람직하다. 락트산계 중합체의 중량 평균 분자량이 5만 이상이면, 기계적 물성이나 내열성 등의 실용 물성을 확보할 수 있으며, 40만 이하이면, 용융 점도가 너무 높아서 성형가공성이 떨어지는 등의 문제점을 방지할 수 있다.
(미분상 충전제)
이하, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 함유되는 미분상 충전제에 관 해 설명한다.
본 실시 형태에서 사용하는 미분상 충전제로서는 유기질 미분체, 무기질 미분체 등을 들 수 있다.
유기질 미분체로서는 나무 분말, 펄프 분말 등의 셀룰로스계 분말이나, 중합체 비드, 중합체 중공 입자 등에서 선택된 하나 이상이 바람직하다.
무기질 미분체로서는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 알루미나, 수산화알루미늄, 하이드록시아파타이트, 실리카, 운모, 활석, 고령토, 점토, 유리 분말, 석면 분말, 제올라이트, 규산백토 등에서 선택된 하나 이상이 바람직하다. 수득된 광반사체의 광반사성을 감안하면, 지방족 폴리에스테르계 수지와의 굴절률 차이가 큰 것이 바람직하며, 즉, 무기질 미분체로서는 굴절률이 큰 것, 기준으로서는 1.6 이상이 바람직하다. 구체적으로는, 굴절률이 1.6 이상인 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄 또는 산화아연을 사용하는 것이 보다 바람직하며, 이들 중에서도 산화티탄이 특히 바람직하다. 산화티탄을 사용함으로써 보다 적은 충전량으로 광반사체에 높은 반사 성능을 부여할 수 있으며, 또한, 박육(薄肉)이라도 높은 반사 성능의 광반사체를 수득할 수 있다.
본 실시 형태에서 사용하는 산화티탄으로서는, 예를 들면, 아나타제형 산화티탄 및 루타일형 산화티탄과 같은 결정형의 산화티탄을 들 수 있다. 베이스 수지와의 굴절률 차이를 크게 한다는 관점에서는 굴절률이 2.7 이상인 산화티탄인 것이 바람직하며, 예를 들면, 루타일형 산화티탄을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 산화티탄 중에서도 순도가 높은 고순도 산화티탄을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
여기서, 고순도 산화티탄이란 가시광선에 대한 광흡수능이 작은 산화티탄, 즉 바나듐, 철, 니오븀, 구리, 망간 등의 착색원소의 함유량이 적다는 의미이다. 본 발명에서는 산화티탄에 함유되는 바나듐의 함유량이 5ppm 이하인 산화티탄을 고순도 산화티탄이라고 칭한다.
고순도 산화티탄으로서는, 예를 들면, 염소법 공정에 의해 제조되는 것을 들 수 있다. 염소법 공정에서는 산화티탄을 주성분으로 하는 루타일광을 1,000℃ 정도의 고온로에서 염소가스와 반응시켜, 사염화티탄을 우선 생성시킨다. 이어서, 이러한 사염화티탄을 산소로 연소시킴으로써 고순도 산화티탄을 수득할 수 있다. 또한, 산화티탄의 공업적인 제조방법으로서는 황산법 공정도 있지만, 본 방법에 따라 수득되는 산화티탄에는 바나듐, 철, 구리, 망간, 니오븀 등의 착색원소가 많이 함유되므로 가시광선에 대한 광흡수능이 커진다. 따라서, 황산법 공정에서는 고순도 산화티탄은 수득되기 어렵다.
또한, 본 실시 형태에서 사용되는 산화티탄(고순도 산화티탄)은 표면이 실리카, 알루미나 및 지르코니아 중에서 선택된 한종류 이상의 불활성 무기 산화물로 피복 처리되어 있으면 광반사체의 내광성이 높아지며 산화티탄의 광촉매 활성이 억제되어, 산화티탄의 높은 광반사성을 손상하는 일이 없으므로 바람직하다. 또한 2종류 또는 3종류의 불활성 무기 산화물을 병용하여 피복처리된 것이 보다 바람직하며, 이중에서도 실리카를 필수로 하는 복수의 불활성 무기 산화물의 조합이 특히 바람직하다.
또한, 미분상 충전제로서, 상기와 같이 예시한 무기질 미분체와 유기질 미분체를 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 다른 미분상 충전제끼리 병용할 수 있으며, 예를 들면, 산화티탄과 다른 미분상 충전제, 고순도 산화티탄과 다른 미분상 충전제를 병용할 수 있다.
미분상 충전제의 수지에 대한 분산성을 향상시키기 위해 미분상 충전제의 표면에 실리콘계 화합물, 다가 알콜계 화합물, 아민계 화합물, 지방산, 지방산 에스테르 등으로 표면처리를 실시한 것을 사용할 수 있다.
표면처리제로서는, 예를 들면, 산화티탄의 표면을 실록산 화합물, 실란 커플링제 등에서 선택되는 한종류 이상의 무기 화합물을 사용할 수 있으며 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 실록산 화합물, 실란 커플링제, 폴리올 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유기 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 무기 화합물과 유기 화합물을 조합하여 사용할 수 있다.
미분상 충전제는 입자 직경이 0.05㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하며 보다 바람직하게는 입자 직경이 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하이다. 미분상 충전제의 입자 직경이 0.05㎛ 이상이면, 지방족 폴리에스테르계 수지에 대한 분산성이 저하되지 않으므로 균질한 광반사체를 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 수득된다. 또한 입자 직경이 15㎛ 이하이면, 형성되는 공극이 거칠어지는 경우가 없으며 반사율이 높은 광반사체가 수득된다.
또한, 미분상 충전제로서 산화티탄을 사용하는 경우에는 이의 입자 직경이 O.1㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.2㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 산화티탄의 입자 직경이 O.1㎛ 이상이면, 지방족 폴리에스테르계 수지에 대한 분산성이 양호하며, 균질한 광반사체를 수득할 수 있다. 또한, 산화티탄의 입자 직경이 1㎛ 이하이면, 지방족 폴리에스테르계 수지와 산화티탄의 계면이 치밀하게 형성되므로 광반사체에서 높은 반사 성능을 얻을 수 있다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 함유되는 미분상 충전제의 함유량은 광반사체의 광반사성, 기계적 물성, 생산성 등을 고려하면 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 전체의 질량에 대해 10질량% 내지 60질량%인 것이 바람직하며, 20질량% 내지 55질량%인 것이 보다 바람직하며, 20질량% 내지 50질량%인 것이 특히 바람직하다.
미분상 충전제의 함유량이 10질량% 이상이면, 수지와 미분상 충전제의 계면의 면적을 충분하게 확보할 수 있으며 광반사체에 높은 광반사성을 부여할 수 있다. 또한, 미분상 충전제의 함유량이 60질량% 이하이면, 광반사체에 필요한 기계적 성질을 확보할 수 있다.
(공극)
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)은 내부에 공극을 가질 수 있다. 공극을 갖고 있으면, 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란 이외에 지방족 폴리에스테르계 수지와 공극(공기), 미분상 충전제와 공극(공기)의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란으로부터 반사 성능을 얻을 수 있다.
예를 들면, 미분상 충전제를 함유하는 광반사체를 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 연신함으로써 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중에 공극을 형성할 수 있다. 이것은 연신할 때에 수지와 미분상 충전제의 연신거동이 상이하기 때문이다. 수지에 적합한 연신온도에서 연신을 실시하면, 매트릭스로 되는 수지는 연신되지만, 미분상 충전제는 그대로의 상태에서 머물고자 하므로 수지와 미분상 충전제의 계면이 박리되어 공극이 형성된다. 따라서, 미분상 충전제를 효과적으로 분산상태로 함유시킴으로써 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중에 공극을 형성하여, 보다 우수한 반사 성능을 광반사체에 부여할 수 있다.
또한, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 발포제를 첨가하여, 발포에 의해 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중에 공극을 형성할 수 있다. 발포에 의해 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 공극을 형성하는 방법으로서, 지방족 폴리에스테르계 수지에 유기, 무기의 열분해성 발포제 또는 휘발성 발포제를 첨가하여 발포시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 지방족 폴리에스테르계 수지에 초임계 상태의 CO2나 N2를 도입하여 발포시키는 방법도 들 수 있다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에서 차지하는 공극의 비율, 즉 공극율(A층 중에 점유하는 공극의 체적 부분의 비율이며 연신에 의해 공극을 형성하는 경우에는 「공극율(%)= [(미연신 A층의 밀도 - 연신 후의 A층의 밀도)/미연신 A층의 밀도]×100」으로 구할 수 있다)은 50% 이하인 것이 바람직하며, 5% 내지 50%의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 공극율은 20% 이상인 것이 보다 바람직하며, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 공극율이 50% 이하이면, 광반사체를 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 기계적 강도가 확보되어, 제조중에 파단 되거나, 사용할 때에 내열성 등의 내구성이 부족하지 않다.
또한, 미분상 충전제로서 산화티탄(고순도 산화티탄)을 사용하는 경우에는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 내부의 공극의 존재 여하에 관계없이 높은 광반사성을 얻을 수 있다.
예를 들면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 공극을 갖지 않는 경우(즉, 공극율= O%)라도, 미분상 충전제로서 산화티탄을 사용하면, 높은 광반사성을 얻을 수 있다. 이것은 지방족 폴리에스테르계 수지와 산화티탄의 굴절률 차이에 의한 굴절 산란이 큰 것과 동시에 산화티탄의 은폐력이 높은 것에 기인한다고 추정된다.
(다른 성분)
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서 상기 이외의 수지를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 가수분해 방지제, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선 흡수제, 백색 안료, 형광 증백제 및 기타 첨가제를 함유할 수 있다.
예를 들면, 본 실시 형태에 따른 광반사체를 자동차용 카 네비게이션 시스템이나 차 탑재용 소형 텔레비젼 등의 액정 디스플레이 용도로 사용하는 경우, 보다 고온도에서 고습도인 환경에 대한 내구성을 부여할 목적으로, 가수분해 방지제인 카보디이미드 화합물 등을 첨가할 수 있다. 카보디이미드 화합물로서는, 예를 들면, 다음 화학식의 기본 구성을 갖는 것을 바람직한 것으로서 들 수 있다.
-(N=C=N-R-)n-
상기식에서,
n은 1 이상의 정수이며,
R은 유기계 결합 단위이다.
예를 들면, R은 지방족, 지환족, 방향족의 어느 하나일 수 있다. 또한, n은 통상적으로 1 내지 50 사이에서 적당한 정수가 선택된다.
구체적으로는, 예를 들면, 비스(디프로필페닐)카보디이미드, 폴리(4,4'-디페닐메탄카보디이미드), 폴리(p-페닐렌카보디이미드), 폴리(m-페닐렌카보디이미드), 폴리(톨릴카보디이미드), 폴리(디이소프로필페닐렌카보디이미드), 폴리(메틸-디이소프로필페닐렌카보디이미드), 폴리(트리이소프로필페닐렌카보디이미드) 등 및 이들의 단량체를 카보디이미드 화합물로서 들 수 있다. 이들 카보디이미드 화합물은 단독으로 사용하거나 2종류 이상 조합하여 사용할 수 있다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지 100질량부에 대하여 카보디이미드 화합물을 0.1질량부 내지 3.0질량부 첨가하는 것이 바람직하다. 카보디이미드 화합물의 첨가량이 0.1질량부 이상이면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 내가수분해성의 개량효과가 충분하게 발현된다. 또한, 카보디이미드 화합물의 첨가량이 3.0질량부 이하이면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 착색이 적으며, 높은 광반사성이 수득된다.
(적층)
본 실시 형태에 사용하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)은 융해 열량 이 상이한 2종류 이상의 층이 적층된 구성으로 할 수 있다. 이중에서도, 금속판에 적층하여, 금속판과 접하는 층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량이 표층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작은 구성으로 하는 2층 구성이나, 표리층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량이 중간층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작은 구성으로 하는 3층 구성이 바람직하다.
2종류 이상의 적층 구성을 갖는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 각 층의 성질을 부여할 수 있을 뿐만 아니라, 특별히 유연성을 갖는 융해 열량이 작은 지방족 폴리에스테르계 수지를 금속판에 적층함으로써 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)과 금속판의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 여기서 말하는 융해 열량은 시차주사열량측정(DSC, 승온 속도 10℃/분)에 의해 측정되는 값이다.
융해 열량을 조정하는 데는, 예를 들면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)으로서 락트산계 중합체를 사용하는 경우, 상기와 같이 D-락트산과 L-락트산의 구성비를 조절함으로써 락트산계 중합체의 결정성이 상이하고, 이에 기인하여 융점이나 융해 열량도 조절할 수 있다. 즉, D체 또는 L체의 단독중합체의 락트산계 중합체이면, 융해 열량이 높은 락트산계 중합체로 할 수 있으며 내열성 및 기계적 물성이 우수한 락트산계 중합체로 할 수 있다. 또한, 공중합체의 락트산계 중합체이면, 융해 열량이 낮은 락트산계 중합체로 할 수 있으며 유연성을 갖는(성형 안정성 및 연신 안정성이 우수하다) 락트산계 중합체로 할 수 있다.
따라서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 3층 구성으로 하여, 각 층에 락트산계 중합체를 사용하는 경우, 융해 열량이 높은 단독중합체의 락트산계 중합체를 중간층으로 하며, 융해 열량이 낮은 공중합체의 락트산계 중합체를 표리층으로 하는 3층 구성으로 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)으로 하는 것이 바람직하다.
이러한 3층 구성으로 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 사용하는 광반사판은 단독중합체의 락트산계 중합체와 공중합체의 락트산계 중합체를 공압출 등에 의해 한장의 필름으로 하여 금속판에 적층할 수 있다.
금속판과 접하는 면에 사용하는 락트산계 중합체로서는 D-락트산과 L-락트산의 구성비가 D-락트산:L-락트산= 99.5:0.5 내지 85:15 또는 D-락트산:L-락트산= 0.5:99.5 내지 15:85인 것이 바람직하다. 또한, 반사 사용면 측에 사용하는 락트산계 중합체로서는 D-락트산과 L-락트산의 구성비가 D-락트산:L-락트산= 99.5:0.5 내지 90:10 또는 D-락트산:L-락트산= 0.5:99.5 내지 10:90인 것이 바람직하다.
또한, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 다층의 구성으로 하는 경우, 각 층 중에서 하나 이상의 층에 있어서 미분상 충전제를 함유하고 있으면 양호하며 또한, 각 층 전체에서 미분상 충전제를 함유할 수 있다.
또한, 각 층 중에서 하나 이상의 층에서 공극을 가질 수 있으며, 각 층 전체에서 공극을 함유할 수 있다.
또한, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 적층 구성으로 하는 경우, 상 기와 같이 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 각 층 중에서 하나 이상의 층에서 상기 이외의 수지나, 가수분해 방지제, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선 흡수제, 백색 안료, 형광 증백제 및 기타 첨가제를 함유할 수 있으며 각 층 전체에서 수지나 기타 첨가제를 함유할 수 있다.
특히, 금속판과 접하는 층에 활제를 첨가하면 이유는 확정되지 않지만, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)과 금속판의 밀착력이 향상되는 것이 확인되고 있다. 예를 들면, 단층으로 하는 경우에는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 첨가하면 양호하며 또한, 상기와 같이 3층 구성으로 하는 경우에는 표리층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지에 첨가하면 양호하다.
활제로서는 소위 내부 활제, 외부 활제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 지방산계 활제, 알콜계 활제, 지방족 아마이드계 활제, 에스테르계 활제 등의 내부 활제나, 아크릴계 활제, 탄화수소계 활제 등의 외부 활제를 들 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 활제, 탄화수소계 활제를 첨가할 수 있다. 또한, 예시한 활제를 임의로 조합하여 사용할 수 있다.
아크릴계 활제로서는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 클로로에틸아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르 단량체, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 클로로에틸메타크릴레이트 등의 메타크릴산에스테르 단량체의 단독중합체 또는 2종류 이상을 조합한 공중합체를 들 수 있다. 또한, 상기 단량체와 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물이나 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐시안 화합물을 조합하여 공중합시킬 수 있다. 또한, 상기 단량체와, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 알킬렌글리콜디아크릴레이트 등의 다관능 단량체를 공중합시킬 수 있다.
아크릴계 활제의 분자량은 중량 평균 분자량으로 5만 내지 300만이 바람직하며, 10만 내지 100만이 보다 바람직하다.
또한, 탄화수소계 활제로서는 유동 파라핀, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 천연 왁스, 합성 왁스 등 및 이들의 혼합품을 들 수 있다.
이들 활제의 함유량은 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지중에서 0.05질량% 내지 10질량%인 것이 바람직하며, 0.1질량% 내지 5질량%인 것이 보다 바람직하다.
(금속판)
다음에 본 실시 형태에 따른 광반사판을 구성하는 금속판에 관해 설명한다.
본 실시 형태에서 사용하는 금속판으로서는 반사기를 사용하는 액정 표시장치의 종류에 따라, 두께 0.05mm 내지 0.4mm의 스테인레스 강판, 두께 0.1 내지 0.6mm의 알루미늄 합금판, 두께 0.2 내지 0.4mm의 황동판을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 적어도 한 면 또는 금속판의 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 열융착시키는 측의 면에는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)과 금속판의 접착성·밀착성을 향상시키기 위해 표면처리를 실시하는 것이 바람직하다.
표면처리로서는 화학처리, 방전처리, 전자파 조사처리를 들 수 있다. 화학처리로서는 실란 커플링제 처리, 산 처리, 알칼리 처리, 오존처리, 이온처리 등의 처리법을 들 수 있다.
방전처리로서는 코로나 방전처리, 글로 방전처리, 아크 방전처리, 저온 플라즈마 처리 등의 처리법을 들 수 있다.
전자파 조사처리로서는 자외선 처리, X선 처리, 감마선 처리, 레이저 처리 등의 처리법을 들 수 있다.
이중에서도, 실란 커플링제 처리는 특히 무기물(금속판)과 유기물(미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층))과의 접착성을 향상시키는 효과가 높으며 또한, 코로나 방전처리는 대기압 하에 효과적으로 접착성을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. (미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)과 금속판의 적층)
본 실시 형태에 따른 광반사체는 높은 반사 성능과 내열성을 갖는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 접착제를 사용하지 않고 직접 금속판에 열융착하여 적층할 수 있으므로 박형이고 가공 성형성이 좋은 광반사판으로 할 수 있다.
적층방법을 예시하면 미리 필름상으로 형성한 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 직접 금속판에 열융착하도록 할 수 있으며 또한, 금속판에 융해시킨 미 세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 압출하여 막을 제조하도록 할 수 있다.
(두께)
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 두께는 특별히 한정되지 않지만 특히, 소형, 박형의 반사판 용도의 광반사체로서의 용도를 감안하여, 두께가 20㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 이러한 두께의 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)으로 이루어진 광반사체를 사용하면, 예를 들면, 노트북형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등의 소형, 박형의 액정 디스플레이 등에도 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 광반사체의 두께는 원하는 용도나 사용되는 금속판에 따라 상이하며, 특별히 한정되지 않지만, 소형, 박형의 반사판 용도의 광반사체로서의 용도를 감안하여, 0.05mm 내지 1mm이면 바람직하며, 이중에서도 0.1mm 내지 0.7mm인 것이 바람직하다.
(광반사판의 특성)
본 실시 형태에 따른 광반사판은 파장 550nm의 광에 대한 반사 사용면 측에서 측정한 반사율이 95% 이상인 것이 바람직하며, 97% 이상인 것이 보다 바람직하다. 반사율이 95% 이상이면, 양호한 반사특성을 나타내며, 액정 디스플레이 등의 화면에 충분한 밝기를 부여할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서 사용하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)은 자외선에 노출된 후에도 우수한 평균 반사율을 유지할 수 있다.
광반사판을 구성하는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 열적 특성은 120℃에서 5분 동안 방치될 때의 열수축률이 10% 이하인 것이 바람직하며, 5% 이하 인 것이 보다 바람직하다.
예를 들면, 자동차용 카 네비게이션 시스템, 차 탑재용 소형 텔레비젼 등의 반사판으로서 편입되는 경우에는 여름철의 염천하의 차내 온도를 감안하여, 고온 환경하에서도 물결이나 주름의 발생을 억제하는 것이 필요하다. 즉, 내열성, 가열 환경하에서 치수 안정성이 요구된다. 따라서, 상기와 같이 120℃에서 5분 동안 방치될 때의 열수축률이 10% 이하이면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 평면성을 유지할 수 있는 치수 안정성을 확보하고, 금속판과 박리되는 경우도 없으므로 바람직하다.
(용도)
본 실시 형태에 따른 광반사체는 이상과 같이 고도한 반사 성능과 높은 내열성을 겸비하고 있는 점에서 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 디스플레이, 조명기구, 조명 간판 등의 반사판으로서 적절할 뿐만 아니라, 광반사체를 성형가공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재로서도 적합하게 사용할 수 있다.
(제조방법)
본 실시 형태에 따른 광반사판은 (1)미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 미리 필름상으로 형성하여, 접착제를 사용하지 않고 직접 금속판에 열융착하여 적층되도록 제조할 수 있다. 또한, (2)미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구성할 수지 조성물을 융해시켜 금속판 위에 압출하여 막 제조하도록 제조할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에 따른 광반사체의 제조방법에 관해 (1)의 제조방법에 관해 설명하지만, 이러한 제조법으로 한정되는 것이 아니다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)에 관해서는 지방족 폴리에스테르계 수지, 미분상 충전제를 배합한 폴리에스테르계 수지 조성물을 수득하며, 이것을 용융시키고 막 제조하여, 필요에 따라 연신하여 필름상으로 한다. 이하, 일례에 관해 상세하게 설명한다.
우선, 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 필요에 따라 가수분해 방지제 등의 기타 첨가제를 배합한 수지 조성물을 제작한다. 구체적으로는, 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 가하여, 리본 배합기, 텀블러, 헨셀 믹서 등으로 혼합한 후, 밴버리 믹서, 1축 또는 2축 압출기 등을 사용하여, 수지의 융점 이상의 온도(예: 락트산계 중합체의 경우에는 170℃ 내지 230℃)로 혼련함으로써 수지 조성물을 수득한다.
또한, 지방족 폴리에스테르계 수지와, 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 별도의 공급기 등에 의해 소정량을 첨가함으로써 수지 조성물을 수득할 수 있다. 또한, 미리 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 고농도로 배합한 소위 마스터 배취를 만들고 이러한 마스터 배취와 지방족 폴리에스테르계 수지를 혼합하고 원하는 농도의 지방족 폴리에스테르계 수지 조성물로 할 수 있다.
다음에 이와 같이 수득된 수지 조성물을 용융시켜 필름으로 형성한다. 예를 들면, 수지 조성물을 건조시켜 압출기에 공급하며, 수지의 융점 이상의 온도로 가열하여 용융시킨다. 이 때, 수지 조성물을 건조시키지 않고 압출기에 공급할 수 있지만, 건조시키지 않는 경우에는 용융압출할 때에 진공 벤트를 사용하는 것이 바 람직하다.
압출온도 등의 조건은 분해에 의해 분자량이 저하되는 것 등을 고려하여 설정하는 것이 필요하며, 예를 들면, 압출온도는 지방족 폴리에스테르계 수지에 락트산계 중합체를 사용하는 경우이면, 170℃ 내지 230℃의 범위가 바람직하다.
용융된 수지 조성물을 T 다이의 슬릿상의 토출구로부터 압출, 냉각 롤에 밀착 고화시켜 캐스트 시트(미연신 상태)를 형성하며, 미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름을 수득한다.
수득된 미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름을 적어도 1축 방향으로 1.1배 이상 연신할 수 있다. 연신함으로써 필름 내부에 미분상 충전제를 중심으로 하는 공극이 형성되어, 수지와 공극의 계면 및 공극과 미분상 충전제의 계면이 형성되어, 계면에서 생기는 굴절 산란의 효과가 증가하는 점으로부터, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 광반사성을 보다 높일 수 있다.
연신할 때의 연신온도는 수지의 유리전이온도(Tg) 정도에서 (Tg+50℃)의 범위내의 온도인 것이 바람직하며, 예를 들면, 락트산계 중합체의 경우에는 50℃ 이상 90℃ 이하인 것이 바람직하다. 연신온도가 이러한 범위이면, 연신할 때에 파단하지 않고 안정적으로 연신을 할 수 있으며 또한 연신 배향이 높아지며, 그 결과, 공극율이 커지므로 높은 반사율을 갖는 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 수득되기 쉽다.
미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름은 2축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 2축 연신함으로써 공극율이 보다 높아지며, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 광반사성을 보다 높일 수 있다.
2축 연신의 연신순서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 동시 2축 연신 또는 축차 연신이라도 상관없다. 연신설비를 사용하여, 용융 막을 제조한 후, 롤 연신에 의해 MD로 연신한 다음, 텐터 연신에 의해 TD로 연신할 수 있으며 튜블러 연신 등에 의해 2축 연신을 할 수 있다.
1축 연신 또는 2축 연신하는 경우의 연신 배율은 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 조성, 연신수단, 연신온도, 목적하는 제품 형태에 따라 적절하게 결정되지만, 면적 배율로서 5배 이상으로 연신되는 것이 바람직하며, 7배 이상으로 연신되는 것이 보다 바람직하다. 면적 배율이 5배 이상으로 되도록 캐스트 시트를 연신하면, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중에 5% 이상의 공극율을 실현할 수 있으며, 7배 이상으로 연신함으로써 20% 이상의 공극율을 실현할 수 있으며, 7.5배 이상으로 연신함으로써 30% 이상의 공극율도 실현할 수 있다.
또한, 수득된 미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름에 내열성 및 치수 안정성을 부여하기 위해 열처리하는 것이 바람직하다.
필름의 열처리 온도는 90 내지 160℃인 것이 바람직하며, 110 내지 140℃인 것이 보다 바람직하다. 열처리에 요하는 처리시간은 바람직하게는 1초 내지 5분이다. 또한, 연신설비 등에 관해서는 특별한 한정은 없지만, 연신후에 열고정 처리를 할 수 있는 텐터 연신을 하는 것이 바람직하다.
또한, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 2종류 이상의 다층 구성으로 하는 경우, 미리 각 층을 구성할 수지 조성물을 사용하여 필름을 형성하며, 이들 필름을 적층하여 미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름을 제조할 수 있으며 또한, 수지 조성물 각각을 공압출하여 적층 필름을 제조하도록 할 수 있다.
(필름과 금속판의 적층)
다음에 상기와 같이 제조한 미세 분말 함유 폴리에스테르층 필름을 금속판에 적층하여 광반사체를 제조한다.
적층하는 방법으로서는 필름과 금속판과 가열 롤에 공급하여 열융착하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 열융착하는 온도는 밀착력의 점에서, 140℃ 내지 280℃의 온도범위로 하는 것이 바람직하며 150℃ 내지 210℃의 온도범위가 보다 바람직하다.
또한, 금속판의 표면온도가 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 구성하는 지방족 폴리에스테르 수지의 융점 정도로 되도록 가열하여, 고무 롤에 의해 열융착할 수 있다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태에 따른 광반사판은 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(이하, 「A층」이라고 한다)을 폴리에스테르 수지를 함유하여 이루어진 폴리에스테르 수지 접착층(이하, 「B층」이라고 한다)을 통해 금속판의 한 면 또는 양면에 적층하여 이루어진 구성을 구비하는 광반사체이다.
종래의 반사체에서는 금속판과 반사 필름 사이의 밀착력이 충분하지 않으며 성형가공할 때, 반사 필름이 금속판으로부터 박리되는 경우도 있다.
이에 대해 제2 실시 형태에 따른 광반사판은 미분상 충전제(A층)를 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 따른 굴절 산란에 의해 우수한 광반사성을 얻을 수 있다. 또한, A층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지는 자외선을 흡수하는 방향환을 갖지 않으므로 자외선 조사에 의한 반사율의 저하가 거의 일어나지 않는다는 특징을 갖는다. 또한, 금속판과의 밀착력이 우수한 B층을 A층과 금속판 사이에 개재시킴으로써 성형가공할 때의 응집 파괴에 의한 박리를 일으키지 않는 기계적 강도를 부여할 수 있는 특징을 갖는다.
따라서, 본 발명의 광반사체는 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 디스플레이, 조명기구, 조명 간판 등의 반사판 등으로서 적절할 뿐만 아니라, 광반사체를 성형가공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재를 포함하는 액정 표시장치용 백 라이트 장치로서 적합하게 사용할 수 있다.
이하, 제2 실시 형태에 따른 광반사판의 구성·특성·용도·제조방법 등에 관해 상세하게 설명한다.
(A층)
본 실시 형태의 A층은 제1 실시 형태의 A층과 같다.
(B층)
본 실시 형태의 B층은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 폴리에스테르 수지 접착층이며, 주로 A층과 금속판의 밀착성을 부여하는 층이다.
여기서, 주성분이라고 하는 것은 당해 성분의 기능을 방해하지 않는 한, 그 이외의 성분을 포함하는 것을 허용하는 의미이며, 주성분의 함유 비율은 특별히 제 한되지 않지만, 각 층에서 주성분이 50질량% 이상, 이중에서도 70질량% 이상, 특히 80질량% 이상, 특별히 90질량% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
이하, B층을 구성하는 폴리에스테르 수지 접착층에 관해 설명한다.
폴리에스테르 수지 접착층으로서, 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름을 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 방향족 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름이나 지방족 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름을 적합하게 사용할 수 있다. A층이 갖는 광반사성 등의 기능을 손상하지 않고 저온에서 금속판과 적층할 수 있다.
방향족 폴리에스테르계 수지로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리(1,4-사이클로헥실렌디메틸렌)테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카복실레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르계 수지를 들 수 있다.
또한, 지방족 폴리에스테르계 수지로서는 상기와 같이 예시한 화학합성된 지방족 폴리에스테르계 수지, 미생물에 의해 발효 합성된 지방족 폴리에스테르계 수지 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
방향족 폴리에스테르계 수지나 지방족 폴리에스테르계 수지는 상기에 예시한 것으로 한정되는 것이 아니며, 이중에서도 바람직한 것은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 락트산계 중합체이다.
폴리에스테르 수지 접착층(B층)에는 공중합 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 공중합 폴리에스테르계 수지는 에스테르의 반복 단위가 1종류 이상의 산 성분과 1종류 이상의 다가 알콜 성분으로 이루어진 것이다. 또한, 1종류 이상의 산 성분과 1종류 이상의 다가 알콜 성분으로 이루어진 것일 수 있다.
공중합 폴리에스테르계 수지중의 에스테르의 반복 단위로서, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌산, 옥살산, 석신산, 타르타르산, 아디프산, 피멜산, 수페르산, 아젤라산, 세박산, 도데카디온산 등 중에서 선택되는 1종류 이상의 산성분과, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,2-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 등 중에서 선택되는 1종류 이상의 다가 알콜로 이루어진 공중합 폴리에스테르계 수지를 들 수 있다. 이중에서도 바람직한 것은 산 성분으로서는 이소프탈산, 테레프탈산이며, 다가 알콜에서는 에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유하는 공중합체로 이루어진 필름이다.
B층을 구성하는 폴리에스테르 수지 접착층은 융점이 80℃ 내지 270℃ 범위의 수지를 함유하면 바람직하며, 150℃ 내지 250℃의 범위의 수지를 함유하면 보다 바람직하다. 융점이 80℃ 내지 270℃이면, 접착제를 사용하지 않고 금속판과의 밀착성을 충분하게 확보할 수 있는 동시에 금속판에 적층할 때에 열의 영향을 억제하며, 광반사판의 반사 성능의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 여기서 말하는 융점은 시차주사열량측정(DSC)에 의해 측정한 값이다.
B층을 구성하는 폴리에스테르계 수지는 융해 열량이 A층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작은 것이 바람직하다. 이러한 폴리에스테 르계 수지의 융해 열량이 낮으면, A층과 금속판을 저온에서 적층할 수 있다. 따라서, A층과 금속판 사이에 B층을 개재시킴으로써 각 층의 밀착력을 향상시켜 광반사체의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 여기서 말하는 융해 열량은 시차주사열량측정(DSC)에 의해 측정한 값이다.
예를 들면, B층을 구성하는 폴리에스테르계 수지로서 락트산계 중합체를 사용하는 경우, B층을 구성하는 락트산계 중합체의 융해 열량이 A층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작은 것이 바람직하다. 이 때의 락트산계 중합체는 D-락트산과 L-락트산의 구성비에 따르지 않고 융점이 80℃ 내지 270℃의 범위로 되므로 원하는 D-락트산과 L-락트산의 구성비의 락트산계 중합체를 사용할 수 있지만, 이중에서도, 공중합체인 락트산계 중합체이면, 락트산계 중합체의 결정성은 낮아지며 즉, 융해 열량도 낮아지는 점으로부터 바람직하다.
또한, B층은 상이한 2종류 이상의 다층 구성으로 이루어진 층으로 할 수 있다. B층을 다층 구성으로 함으로써 A층과 B층의 밀착성이나 적층 조건 등과, B층과 금속판의 밀착성이나 적층 조건 등을 적절하게 변경할 수 있으며 광반사체 전체로서의 밀착성이나 반사 성능, 기계적 강도 등을 바람직한 범위로 설계할 수 있게 된다.
B층은 A층에서 설명한 미분상 충전제를 함유할 수 있다. 미분상 충전제를 갖고 있으면, B층을 구성하는 폴리에스테르계 수지와 미분상 충전제의 굴절률 차이에 따른 굴절 산란으로부터 반사 성능을 얻을 수 있으며 광반사체의 반사 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
B층은 내부에 공극을 가질 수 있다. 공극을 갖고 있으면, B층을 구성하는 폴리에스테르계 수지와 공극(공기)의 굴절률 차이에 따른 굴절 산란으로부터 반사 성능을 얻을 수 있으며 광반사체의 반사 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
(다른 성분)
본 실시 형태에 따른 광반사체를 구성하는 B층은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서 상기 이외의 수지를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 가수분해 방지제, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선 흡수제, 백색 안료, 형광 증백제 및 기타 첨가제를 함유할 수 있다.
예를 들면, B층을 구성하는 폴리에스테르 수지 접착층에 활제를 첨가하면 이유는 확정되지 않지만, A층, B층간 및 B층, 금속판 사이의 밀착력이 향상되는 것이 확인되고 있다.
활제로서는 소위 내부 활제, 외부 활제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 지방산계 활제, 알콜계 활제, 지방족 아마이드계 활제, 에스테르계 활제 등의 내부 활제나, 아크릴계 활제, 탄화수소계 활제 등의 외부 활제를 들 수 있으며 바람직하게는 아크릴계 활제, 탄화수소계 활제를 첨가할 수 있다. 또한, 예시한 활제를 임의로 조합하여 사용할 수 있다.
아크릴계 활제로서는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 사이클 로헥실아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 클로로에틸아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르 단량체, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 클로로에틸메타크릴레이트 등의 메타크릴산에스테르 단량체의 단독중합체 또는 2종류 이상을 조합한 공중합체를 들 수 있다. 또한, 상기 단량체와 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물이나 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐시안 화합물을 조합하여 공중합시킨 것도 사용할 수 있다. 또한, 상기 단량체와, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 알킬렌글리콜디아크릴레이트 등의 다관능 단량체를 공중합시킨 것도 사용할 수 있다.
아크릴계 활제의 분자량은 중량 평균 분자량으로 5만 내지 300만이 바람직하며 10만 내지 100만이 보다 바람직하다.
또한, 탄화수소계 활제로서는 유동 파라핀, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 천연 왁스, 합성 왁스 등 및 이들의 혼합품을 들 수 있다.
이들 활제의 함유량은 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지중에서 0.05질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.1질량% 이상 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
(금속판)
이하, 본 실시 형태에 따른 광반사판을 구성하는 금속판에 관해 설명한다.
본 실시 형태에서 사용하는 금속판으로서는 반사기를 사용하는 액정 표시장치의 종류에 따라, 두께 0.05mm 내지 0.4mm의 스테인레스 강판, 두께 0.1mm 내지 0.6mm의 알루미늄 합금, 두께 0.2mm 내지 0.4mm의 황동판을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다.
금속판의 열융착시키는 측의 면에 광반사판의 접착성·밀착성을 향상시키기 위해 표면처리를 실시하는 것이 바람직하다.
표면처리로서는 화학처리, 방전처리, 전자파 조사처리를 들 수 있다.
화학처리로서는 실란 커플링제 처리, 산 처리, 알칼리 처리, 오존처리, 이온처리 등의 처리법을 들 수 있다.
방전처리로서는 코로나 방전처리, 글로 방전처리, 아크 방전처리, 저온 플라즈마 처리 등의 처리법을 들 수 있다.
전자파 조사처리로서는 자외선 처리, X선 처리, 감마선 처리, 레이저 처리 등의 처리법을 들 수 있다.
이중에서도, 실란 커플링제 처리는 특히 무기물(금속판)과 유기물(미세 분말 함유 폴리에스테르층)의 접착성을 향상시키는 효과가 높으며 또한, 코로나 방전처리는 대기압 하에 효과적으로 접착성을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
또한, B층과 금속판 사이에 에폭시 수지, 지방산 또는 하이드록시 치환 페놀로 이루어진 박막을 300℃ 내지 500℃의 범위로 열처리한 열변성 피막층(이하, 피막층이라고 한다)을 개재시킬 수 있다. 당해 피막층이 개재됨으로써 B층 전체와 금속판의 밀착력을 대폭적으로 향상시킬 수 있으며, 광반사체를 성형가공할 때에 응집 파괴에 의한 박리를 일으키지 않게 된다.
에폭시 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀형 에폭시 수지, 보다 구체적으로는 비스페놀 A 모노글리시딜에테르, 비스페놀 A 글리시딜에테르 등의 비스페놀형 에폭시 수지를 들 수 있다. 이외에는 비스페놀 F형, 레조르실형 에폭시 수지 등의 각종 에폭시 수지를 들 수 있다.
에폭시 수지의 분자량은 300 내지 3000정도, 에폭시 등량은 150 내지 3200인 것이 적절하다.
지방산으로서는 일반적으로, RCOOH(R은 포화 또는 불포화 탄화수소)의 화합물이며, 저급 지방산 및 고급 지방산을 포함할 수 있다. 저급의 것은 화학적 합성법에 따라, R의 탄소수가 6 이상인 것은 천연유지류가 가수분해됨으로써 수득된다. 구체적으로는, 팔트미산, 스테아르산, 올레산, 라우르산, 미리스트산, 베헨산 등의 지방산을 들 수 있지만, 이들 예시한 것으로 한정되는 것은 아니다.
하이드록시메틸 치환 페놀로서는, 예를 들면, 살리실산알콜, o-하이드록시메틸-p-크레졸 등의 하이드록시메틸 치환 페놀을 들 수 있다.
피막층의 도포량은 금속판의 종류 등에 따라 상이하지만, 건조 고화후의 피막층의 두께가 0.01㎛ 내지 10㎛의 범위에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 0.02㎛ 내지 7㎛의 범위이다. 두께가 O.01㎛ 내지 10㎛의 범위이면, 충분한 밀착력을 얻을 수 있으며 광반사체를 성형가공성 때에 박리를 발생시키는 경우는 없다.
피막층은 미리 금속판에 형성시킬 수 있다. 구체적으로는, 에폭시 수지, 지 방산 또는 하이드록시메틸 치환 페놀을 금속판의 표면에 도포한 다음, 열처리하여 열변성하면 양호하다. 금속판의 표면에 도포하는 방법으로서는 금속판 표면의 형태 등에 따라 상이하지만, 예를 들면, 에폭시 수지, 지방산 또는 하이드록시메틸 치환 페놀을 단독 또는 메틸에틸케톤, 아세톤, 톨루엔, 트리클렌 등의 유기용제로 희석한 후, 그라비아 롤법, 리버스 롤법, 키스 롤법, 에어 나이프 피복법, 침지 피복법 등의 통상적인 도포방법을 들 수 있다.
(A층, B층, 금속판의 적층)
본 실시 형태에 따른 반사 필름은 높은 반사 성능을 갖는 A층과 금속판 사이에 밀착력이 높은 B층을 개재시키는(적층 구성: A층/B층/금속판) 것으로, 각각의 층의 특징을 아울러 갖는 것으로 되며, 예를 들면, 가열 환경하에서 치수 안정성이나 성형가공할 수 있는 기계적 강도를 확보할 수 있다. 적층방법을 예시하면 미리, A층 및 B층을 필름에 형성하며, 이것을 금속판에 적층하여 열융착하도록 할 수 있다.
(두께)
A층의 두께는 50㎛ 내지 250㎛인 것이 바람직하다. B층의 두께는 5㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 광반사체의 두께는 원하는 용도나 사용하는 금속판에 따라 상이하며 특별히 한정되지 않지만, 소형, 박형의 반사판 용도의 광반사체로서의 용도를 감안하여, 0.05mm 내지 1mm이면 바람직하며, 이중에서도 0.1mm 내지 0.7mm이면 바람직하다.
(광반사판의 특성)
본 실시 형태에 따른 광반사판은 파장 550nm의 광에 대한 반사 사용면측에서 측정한 반사율이 95% 이상인 것이 바람직하며, 97% 이상인 것이 보다 바람직하다. 반사율이 95% 이상이면, 양호한 반사특성을 나타내며, 액정 디스플레이 등의 화면에 충분한 밝기를 부여할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 광반사판을 구성하는 A층 및 B층의 열적 특성은 120℃에서 5분 동안 방치될 때에 열수축률이 10% 이하인 것이 바람직하며, 5% 이하인 것이 보다 바람직하다.
예를 들면, 자동차용 카 네비게이션 시스템, 차 탑재용 소형 텔레비젼 등의 반사판으로서 편입되는 경우에는 여름철의 염천하의 차내 온도를 감안하여, 고온 환경하에서도 물결이나 주름의 발생을 억제하는 것이 필요하다. 즉, 내열성, 가열 환경하에서의 치수 안정성이 요구된다. 따라서, 상기와 같이 120℃에서 5분 동안 방치될 때의 열수축률이 10% 이하이면, A층 및 B층의 평면성을 유지할 수 있는 치수 안정성을 확보하며, 금속판과 박리되는 경우도 없으므로 바람직하다.
(용도)
본 실시 형태에 따른 광반사체는 이상과 같이 고도한 반사 성능과 높은 내열성을 겸비하고 있는 점으로부터, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 디스플레이, 조명기구, 조명 간판 등의 반사판으로서 적절할 뿐만 아니라, 광반사체를 성형가공하여 이루어진 반사기라고 호칭되는 부재로서도 적합하게 사용할 수 있다.
(제조방법)
본 실시 형태에 따른 광반사판은 미리, A층 및 B층을 각각 필름상으로 형성하고 이것을 금속판 위에 적층하여 제조할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에 따른 광반사체의 제조방법에 관해 설명하지만, 하기 제조법에 조금도 한정되는 것이 아니다.
A층에 관해서는 지방족 폴리에스테르계 수지, 미분상 충전제를 혼합하여 폴리에스테르계 수지 조성물을 수득하며, 이것을 용융시켜 막 제조하며, 필요에 따라 연신시켜 필름 A를 수득하도록 하면 양호하다. 이하, 상세하게 설명한다.
우선, 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 필요에 따라 가수분해 방지제 등의 기타 첨가제를 배합하여 수지 조성물 A를 제조한다. 구체적으로는, 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 가하여, 리본 배합기, 텀블러, 헨셀 믹서 등으로 혼합한 후, 밴버리 믹서, 1축 또는 2축 압출기 등을 사용하여, 수지의 융점 이상의 온도(예: 락트산계 중합체의 경우에는 170℃ 내지 230℃)에서 혼련함으로써 수지 조성물 A를 수득한다.
또한, 지방족 폴리에스테르계 수지와, 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 별도의 공급기 등에 의해 소정량을 첨가함으로써 수지 조성물 A를 수득할 수 있다. 또한, 미리 지방족 폴리에스테르계 수지에 미분상 충전제, 가수분해 방지제 등을 고농도로 배합한 소위 마스터 배취를 만들고 이러한 마스터 배취와 지방족 폴리에스테르계 수지를 혼합하여 원하는 농도의 수지 조성물 A로 할 수 있다.
그 다음, 이와 같이 수득된 수지 조성물 A를 용융시켜 필름 A를 형성시킨다. 예를 들면, 수지 조성물 A를 건조시켜 압출기에 공급하며, 수지의 융점 이상의 온 도로 가열하여 용융시킨다. 이 때, 수지 조성물 A를 건조시키지 않고 압출기에 공급할 수 있지만, 건조시키지 않은 경우에는 용융압출할 때에 진공 벤트를 사용하는 것이 바람직하다.
압출온도 등의 조건은 분해에 의해 분자량이 저하되는 것 등을 고려하여 설정되는 것이 필요하며, 예를 들면, 압출온도는 지방족 폴리에스테르계 수지에 락트산계 중합체를 사용하는 경우이면, 170℃ 내지 230℃의 범위가 바람직하다.
용융된 수지 조성물 A를 T 다이의 슬릿상의 토출구로부터 압출하며, 냉각 롤에 밀착 고화시켜 캐스트 시트(미연신 상태)를 형성하여, 필름 A를 수득한다.
수득된 필름 A(캐스트 시트)는 적어도 1축 방향으로 1.1배 이상 연신시킬 수 있다. 연신함으로써 필름 내부에 미분상 충전제를 핵으로 하는 공극이 형성되어, 수지와 공극의 계면 및 공극과 미분상 충전제의 계면이 형성되며, 계면에서 생기는 굴절 산란의 효과가 증가되는 점으로부터, A층의 광반사성을 보다 높일 수 있다.
연신할 때의 연신온도는 수지의 유리전이온도(Tg) 정도 내지 (Tg+50℃)의 범위내의 온도인 것이 바람직하며, 예를 들면, 락트산계 중합체의 경우에는 50℃ 내지 90℃인 것이 바람직하다. 연신온도가 이러한 범위이면, 연신할 때에 파단되지 않고 안정적으로 연신을 할 수 있으며, 또한 연신 배향이 높아지며, 그 결과, 공극율이 커지므로 반사율이 높은 A층이 수득되기 쉽다.
필름 A는 2축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 2축 연신함으로써 공극율이 보다 높아지며, A층의 광반사성을 보다 높일 수 있다.
2축 연신의 연신순서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 동시 2축 연신 또는 축차 연신이라도 상관없다. 연신설비를 사용하여, 용융 막 제조한 후, 롤 연신에 의해 MD로 연신한 후, 텐터 연신에 의해 TD로 연신할 수 있으며, 튜블러 연신 등에 의해 2축 연신을 할 수 있다.
1축 연신 또는 2축 연신하는 경우의 연신 배율은 A층의 조성, 연신수단, 연신온도, 목적하는 제품 형태에 따라 적절하게 결정되지만, 면적 배율로서 5배 이상으로 연신되는 것이 바람직하며, 7배 이상으로 연신되는 것이 보다 바람직하다. 면적 배율이 5배 이상으로 되도록 캐스트 시트를 연신하면, A층 중에 5% 이상의 공극율을 실현할 수 있으며, 7배 이상으로 연신함으로써 20% 이상의 공극율을 실현할 수 있으며, 7.5배 이상으로 연신함으로써 30% 이상의 공극율도 실현할 수 있다.
또한, 수득된 필름 A에 내열성 및 치수 안정성을 부여하기 위해 열처리하는 것이 바람직하다.
필름상의 A층의 열처리 온도는 90 내지 160℃인 것이 바람직하며, 110 내지 140℃인 것이 보다 바람직하다. 열처리에 요하는 처리시간은 바람직하게는 1초 내지 5분이다. 또한, 연신설비 등에 관해서는 특별한 한정은 없지만, 연신후에 열고정 처리를 할 수 있는 텐터 연신을 하는 것이 바람직하다.
(A층/B층/금속판의 적층방법)
다음에 상기와 같이 제작한 필름 A를 B층을 구성하는 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름 B를 통해 금속판 위에 적층하여 광반사체를 제조한다.
적층하는 방법으로서는 금속판 위에 필름 B, 필름 A의 순서로 중첩하며, 이러한 상황에서 가열 가압롤에 공급하여 열융착하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 열 융착하는 온도는 밀착력의 점에서, 140℃ 내지 280℃의 온도범위로 하는 것이 바람직하며, 150℃ 내지 210℃의 온도범위가 보다 바람직하다.
또한, 금속판의 표면온도가 A층 및 B층을 구성하는 수지의 융점 정도로 되도록 가열하여, 고무 롤에 의해 열융착할 수 있다.
하기에 실시예를 기재하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않은 범위내에서 여러가지 응용을 할 수 있다. 또한, 실시예에 기재된 측정치 및 평가는 하기에 기재된 바와 같이 하여 실시한다.
(측정 및 평가방법)
(1)밀착성: JIS Z2247에 준거한 묘화(描畵) 에릭센 시험기에 의해 4mm 압출할 때에 금속 박판으로부터 필름의 박리가 확인되는지 여부를 육안 관찰하는 방법으로, 필름의 박리가 확인되지 않는 것을 Ｏ, 실용상 문제가 없는 정도의 것을 △, 필름의 박리가 확인되는 것을 ×라고 판정한다.
(2)반사율: 분광광도계(「U-4000」, (주)히타치세이사쿠쇼제)에 적분구를 설치하여, 파장 550nm의 광에 대한 반사율을 측정하며, 반사율의 저하가 확인되지 않는 것을 Ｏ, 실용상 문제가 없는 정도(-0.5% 미만)인 것을 △, 반사율의 저하가 확인되는(-0.5% 초과) 것을 ×라고 판정한다. 또한, 측정전에 알루미나 백판의 반사율이 100%가 되도록 광도계를 설정한다.
[실시예 1]
하기와 같은 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B로 각각 표리층 및 중간층을 작성한다. 즉, 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B를 각각 220℃에서 설정된 압출기로 용융하며, 적층용 구금으로 합류시켜 2종류 3층(A층/B층/A층)으로 공압출하며, 캐스트 롤로 냉각하여, 두께 188㎛의 캐스트 시트를 수득한다. 이어서, 당해 캐스트 시트를 표면온도 180℃로 가열한 두께 200㎛의 스테인레스 강판(SUS304)에 열융착하여, 광반사체를 수득한다. 이러한 광반사체에 관해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다.
수지 조성물 A: 중량 평균 분자량 20만의 락트산계 중합체(NW4032D: 카길다우폴리머사제, L체:D체= 98.5:1.5, 굴절률 n= 1.46) 70질량부에 평균 입자 직경 0.25㎛의 산화티탄(타이펙 PF740: 이시하라산교사제, 바나듐 함유량 1ppm, 알루미나, 실리카, 지르코니아에 의한 표면처리제) 22.5질량부 및 황산바륨 7.5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물.
수지 조성물 B: 락트산계 중합체 80질량부에 산화티탄을 20질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물.
[실시예 2]
실시예 1의 수지 조성물 A에 아크릴계 고분자 외부 활제(메타브렌 L-1000:미쓰비시레이욘가부시키가이샤)를 1질량% 함유시킨 이외에는 실시예 1과 동일하게 광반사체를 수득한다.
이러한 광반사체에 관해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다.
[비교예 1]
방향족 폴리에스테르계 수지를 주성분으로 하여 이루어진 두께 188㎛의 반사 시트(루미라 E60L: 도레이가부시키가이샤)를 표면온도 270℃로 가열한 두께 200㎛의 스테인레스 강판(SUS304)에 열융착하여, 광반사체를 수득한다. 이에 대해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
샘플 1 2 3
수지 지방족 폴리에스테르(락트산계 중합체) 방향족 폴리에스테르
활제 부재 존재 부재
밀착성 △ Ｏ ×
접착 전 반사율[%] 99.1 99.1 95.3
접착 후 반사율[%] 99.1 99.1 95.1
반사율 판정 Ｏ Ｏ △
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1의 결과를 표 1에 기재한다. 이 결과로부터, 지방족 폴리에스테르인 락트산계 중합체는 방향족 폴리에스테르계 수지보다 밀착성과 반사율 유지가 우수한 것을 알았다. 또한, 락트산계 중합체에 아크릴계 고분자 외부 활제를 첨가함으로써 밀착성이 향상되는 것을 알았다.
[실시예 3]
중량 평균 분자량 20만의 락트산계 중합체(L체:D체= 98.5:1.5, △Hm= 43.9J/g)에 실리카를 첨가하고 혼합하여, 이 혼합물을 220℃에서 설정된 압출기로 용융시키고, 압출시키고, 캐스트 롤로 냉각하여, 두께 25㎛의 캐스트 시트를 수득한다. 이어서, 당해 캐스트 시트를 표면온도 180℃로 가열한 두께 200㎛의 스테인레스 강판(SUS304)에 열융착하여, 광반사체를 수득한다. 이 광반사체에 관해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다.
[실시예 4]
실시예 3의 락트산계 중합체로 변경하여, 중량 평균 분자량 20만의 락트산계 중합체(L체:D체= 92.5:7.5, △Hm= 29.7J/g)를 사용하는 이외에는 실시예 3과 동일하게 광반사체를 수득한다. 이러한 광반사체에 관해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다.
실시예 3 실시예 4
샘플 4 5
D체 함유량[%] 0.5 7.4
열융착 온도[℃] 180 150
밀착성 Ｏ Ｏ
실시예 3 및 실시예 4의 결과를 표 2에 기재한다. 이 결과로부터, 락트산계 중합체의 D체 함유량을 증가시켜 융해 열량을 조절하면 금속판에 대한 열융착 온도를 내린 경우에도, 충분한 밀착력을 갖는 것을 알았다.
이상의 실시예 및 비교예의 결과로부터, 하기의 것을 알았다.
·지방족 폴리에스테르계 수지를 사용하는 반사 시트는 방향족 폴리에스테르계 수지를 사용하는 반사 시트와 비교하여, 금속판과의 열융착을 실시할 수 있으며 밀착성이 우수하다.
·락트산계 중합체의 표층중에 아크릴계 고분자의 외부 활제를 함유시킨 경우, 함유시키지 않은 락트산계 중합체와 비교하여, 금속판과의 열융착이 용이해진다.
·락트산계 중합체의 D체 함유량을 증가시킴으로써 융해 열량을 감소시켜 금속판과의 적층이 용이해진다.
·금속판과 락트산계 중합체의 열융착 온도는 140℃ 내지 280℃가 바람직하다.
[시험 1]
중량 평균 분자량 20만의 락트산계 중합체(NW4032D: 카길다우폴리머사제, L체:D체= 98.5:1.5, 굴절률 n= 1.46) 70질량부에 평균 입자 직경 0.25㎛의 산화티탄(타이펙 PF740: 이시하라산교사제, 바나듐 함유량 1ppm, 알루미나, 실리카, 지르코니아에 의한 표면처리제) 22.5질량부 및 황산바륨 7.5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 220℃로 설정된 압출기로 용융시켜, 압출시키며 캐스트 롤로 냉각시켜, 두께 188㎛의 캐스트 시트를 수득한다. 이어서, 당해 캐스트 시트와 스테인레스 강판(두께 100㎛, SUS304) 사이에 테레프탈산-이소프탈산폴리에스테르 공중합체(공중합 PET)로 이루어진 두께 15㎛의 필름을 개재시켜 표 1에 기재된 바와 같은 각종 표면온도에서 열융착하고, 두께 약 0.3mm의 광반사체를 수득한다. 이러한 광반사체에 관해 밀착성, 반사율 평가를 실시한다. 시험 1의 열융착 온도 및 평가결과를 표 3에 기재한다.
샘플 6 7 8 9 10 11
접착층 수지 폴리에스테르계 수지(공중합 PET)
열융착 온도[℃] 160 170 180 190 200 210
밀착성 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ △
접착 전 반사율[%] 99.1
접착 후 반사율[%] 99.1 99.1 99.1 99.1 99.1 98.9
반사율 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ △
이 결과로부터, 열융착 온도가 증가하면 실용적으로는 문제가 없지만, 밀착력과 반사율이 저하되는 경향이 있는 것을 알았다.
[시험 2]
시험 1의 테레프탈산-이소프탈산폴리에스테르 공중합체로 변경하여, 각종 폴리에스테르계 수지 또는 각종 폴리올레핀계 수지를 접착층에 사용하는 이외에는 실시예 1과 동일하게 광반사체를 수득하며, 이러한 광반사체에 관해 밀착성 평가를 실시한다. 또한, 열융착 온도는 접착층에 사용하는 수지에 적합한 온도로 한다. 시험 2의 열융착 온도 및 평가결과를 표 4에 기재한다.
접착층으로서 사용하는 폴리에스테르계 수지 및 폴리올레핀계 수지는 하기와 같다. 약칭을 알파벳으로 병기한다.
(폴리에스테르계 수지)
샘플 12. 테레프탈산-이소프탈산 공중합 폴리에스테르(공중합 PET)
샘플 13. 락트산계 중합체(PLA)
샘플 14. 저결정성 락트산계 중합체(A-PLA)
샘플 15. 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)
(폴리올레핀계 수지)
샘플 16. 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA)
샘플 17. 폴리프로필렌(PP)
샘플 18. 폴리에테르설폰(PES)
폴리에스테르계 수지 폴리올레핀계 수지
샘플 12 13 14 15 16 17 18
접착층 수지 공중합 PET PLA A-PLA PBT EVA PP PES
접착층 수지의 융점[℃] 160 170 - 230 80 165 200
밀착성 Ｏ Ｏ Ｏ △ × × ×
이 결과로부터 A층의 접착층에 사용하는 수지로서 폴리올레핀은 부적절하며, 폴리에스테르가 바람직한 것을 알았다.
이상의 실시예 및 비교예의 결과를 정리하면 B층의 폴리에스테르 수지 접착층으로서 바람직한 것은 락트산계 중합체나 융점 80℃ 내지 270℃의 범위에 있는 폴리에스테르계 수지나 공중합 폴리에스테르계 수지인 것을 알았다.

Claims (24)

  1. 금속판의 한 면 또는 양면에 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)을 구비한 구성으로 이루어진, 광반사판.
  2. 제1항에 있어서, 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 금속판의 한 면 또는 양면에 직접 적층되어 이루어진 구성을 구비하는, 광반사판.
  3. 제2항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 2층 이상의 구성을 갖는 층이며, 금속판에 적층하는 층의 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량이 인접하는 층의 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작음을 특징으로 하는, 광반사체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 적어도 1층 이상으로 이루어진 구성을 갖는 층이며, 금속판에 적층하는 층이 활제를 함유함을 특징으로 하는, 광반사체.
  5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르 층(A층)의 적어도 한 면 또는 금속판의 미세 분말 함유 폴리에스테르층을 열융착시키는 측의 면에 화학처리, 방전처리, 전자파 조사처리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 표면처리가 실시됨을 특징으로 하는, 광반사판.
  6. 제1항에 있어서, 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)이 폴리에스테르 수지를 함유하여 이루어진 폴리에스테르 수지 접착층(B층)을 통해 금속판의 한 면 또는 양면에 적층되어 이루어진 구성을 구비하는, 광반사판.
  7. 제6항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)이 융점 80℃ 내지 270℃의 폴리에스테르계 수지를 함유함을 특징으로 하는, 광반사체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)이 락트산계 중합체를 함유함을 특징으로 하는, 광반사체.
  9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)이 락트산계 중합체를 함유하는 층이며, B층을 구성하는 락트산계 중합체의 융해 열량이 A층을 구성하는 지방족 폴리에스테르계 수지의 융해 열량보다 작음을 특징으로 하는, 광반사체.
  10. 제6항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)이, 에스테르의 반복 단위가 하나 이상의 산 성분과 하나 이상의 다가 알콜 성분으로 이루어진 공중합 폴리에스테르계 수지로 이루어진 층을 포함함을 특징으로 하는, 광반사체.
  11. 제6항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)과 금속판 사이에 에폭시 수지, 지방산 또는 하이드록시 치환 페놀로 이루어진 박막을 300℃ 내지 500℃의 범위로 열처리한 열변성 피막층을 개재하여 이루어진 구성을 구비하는, 광반사체.
  12. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 수지 접착층(B층)이 미분상 충전제를 함유함을 특징으로 하는, 광반사체.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중의 지방족 폴리에스테르계 수지의 굴절률이 1.52 미만임을 특징으로 하는, 광반사체.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중의 지방족 폴리에스테르계 수지의 융점이 150℃ 내지 230℃임을 특징으로 하는, 광반사체.
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층) 중의 지방족 폴리에스테르계 수지가 락트산계 중합체임을 특징으로 하는, 광반사체.
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 미분상 충전제가 미세 분말 함유 폴리에스테르층 전체의 질량에 대하여 10질량% 내지 60질량% 함유됨을 특징으로 하는, 광반사체.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 미분상 충전제가 산화티탄임을 특징으로 하는, 광반사체.
  18. 제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 미분상 충전제가, 바나듐 함유량이 5ppm 이하인 산화티탄임을 특징으로 하는, 광반사체.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르층(A층)의 미분상 충전제가 산화티탄이며, 이의 표면이 실리카, 알루미나 및 지르코니아로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종류 이상의 불활성 무기 산화물로 피복되어 있음을 특징으로 하는, 광반사체.
  20. 제1항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 따르는 광반사판을 사용하는, 액정 표시장치용 백 라이트 장치.
  21. 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 미세 분말 함유 폴리에스테르 필름과 금속판을 열융착하여 제조함을 특징으로 하는, 광반사판의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 미세 분말 함유 폴리에스테르 필름과 금속판의 열융착 온도가 140℃ 내지 280℃임을 특징으로 하는, 광반사판의 제조방법.
  23. 지방족 폴리에스테르계 수지 및 미분상 충전제를 함유하여 이루어진 필름 A를 폴리에스테르 수지를 함유하여 이루어진 필름 B를 통해 금속판의 한 면 또는 양면에 열융착하여 적층함을 특징으로 하는 광반사체의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 열융착 온도가 140℃ 내지 280℃임을 특징으로 하는, 광반사체의 제조방법.
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