WO2022064991A1 - 樹脂製反射フィルム - Google Patents

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WO2022064991A1
WO2022064991A1 PCT/JP2021/032314 JP2021032314W WO2022064991A1 WO 2022064991 A1 WO2022064991 A1 WO 2022064991A1 JP 2021032314 W JP2021032314 W JP 2021032314W WO 2022064991 A1 WO2022064991 A1 WO 2022064991A1
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resin
reflective film
film
ultraviolet rays
wavelength
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PCT/JP2021/032314
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裕 大来
大輝 竹村
陽介 小久保
治郎 廣石
琢也 荒瀬
達也 樋口
明平 杉山
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古河電気工業株式会社
ダイキン工業株式会社
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/10Ultraviolet radiation

Definitions

  • the present invention relates to a resin reflective film.
  • Patent Document 1 describes a fluid sterilization module that sterilizes a fluid by irradiating the fluid flowing through the flow path with ultraviolet rays. In order to efficiently diffuse the ultraviolet rays emitted from the light source to a certain area, it is effective to use a reflective material that can efficiently and evenly reflect the ultraviolet rays. In the fluid sterilization module described in Patent Document 1, an ultraviolet reflective material is used for the inner cylinder forming the tubular processing flow path.
  • Metallic materials and resin materials are known as ultraviolet reflective materials.
  • this metal material include aluminum foil for an ultraviolet reflecting material that exhibits high reflectance to ultraviolet rays by controlling aluminum particles (Patent Document 2), and a reflective layer and a UV transmissive resin layer on the surface of the aluminum material.
  • Aluminum reflective members and the like are known (Patent Document 3).
  • the resin material one in which a fluororesin or a silicone-based resin is used as a multilayer laminate is known.
  • a multilayer optical film having two fluoropolymer materials having different refractive coefficients, or a different 2 Ultraviolet reflective polymer films having a type of polymer layer are known (Patent Documents 4 and 5).
  • a sintered compressed or porous molded body made of polytetrafluoroethylene (PTFE) is also known as an ultraviolet reflective material.
  • Metallic materials usually specularly reflect ultraviolet light. Therefore, for example, when sterilizing by irradiating water or air with ultraviolet rays, if a metal material is used as a reflective material, the reflection intensity (illuminance) of ultraviolet rays is weak depending on the angle even if the apparent reflectance is high, and water or air. It is difficult to obtain sufficient sterilization efficiency because it is not possible to spread ultraviolet rays evenly inside. Further, when a multilayer laminate of a fluorine-based resin or a silicone-based resin is used as the reflector, the refractive index of the resin itself is limited, so that the difference in the refractive index between the layers is increased to a level that realizes a sufficient reflectance. It's difficult. Therefore, for example, in the polymer films described in Patent Documents 4 and 5, the reflected illuminance in deep ultraviolet light is not sufficient.
  • the sintered compressed or porous molded body made of PTFE has a large number of crystal grain boundaries or pores inside, and is excellent in ultraviolet reflection performance.
  • this sintered compressed porous molded body in order for this sintered compressed porous molded body to exhibit sufficient reflection performance against ultraviolet rays, it is necessary to secure a thickness of a certain level or more (for example, about 10 mm).
  • a thickness of a certain level or more for example, about 10 mm.
  • the resin material constituting the resin reflective film is a fluorine-containing resin or a silicone resin, and the inert gas impregnated in the film of the fluorine-containing resin or the silicone resin is foamed.
  • the resin material constituting the resin reflective film is a fluororesin, and the film of the fluororesin is stretched to form bubbles and / or pores inside, according to the above (1) to (6).
  • the resin reflective film described in either. (9) (7) or (8) above, wherein the density (Q) of the resin reflective film with respect to the density (P) of the resin material constituting the resin reflective film satisfies Q / P 0.2 to 0.99.
  • the resin reflective film described in any of the above. (10) A sterilizer comprising an ultraviolet light source and the resin reflective film according to any one of (1) to (9) above.
  • “ultraviolet rays” refer to electromagnetic waves having a shorter wavelength than visible light.
  • “deep ultraviolet light” means an electromagnetic wave having a wavelength region of 200 to 300 nm.
  • total reflectance means the sum of “mirror reflectance” and “diffuse reflectance”.
  • the “mirror surface reflectance” means the ratio of the irradiation light that is positively reflected from the irradiation light
  • the “diffuse reflectance” means the ratio of the irradiation light that is diffusely reflected from the irradiation light.
  • the resin reflective film of the present invention has excellent diffuse reflection performance against ultraviolet rays, especially deep ultraviolet rays, has excellent flexibility, and has a high degree of freedom in processing.
  • FIG. 1 is a drawing-substituting photograph of the reflective material produced in Example 1 frozen and cut in a high vacuum, and a cross section thereof taken with a scanning electron microscope.
  • FIG. 2 is a drawing-substituting photograph of the reflective material produced in Example 1 frozen and cut in a high vacuum, and a cross section thereof taken with a scanning electron microscope.
  • FIG. 3 is a drawing-substituting photograph of the reflective material produced in Example 6 frozen and cut in a high vacuum, and a cross section thereof taken with a scanning electron microscope.
  • FIG. 4 is a drawing-substituting photograph of the reflective material produced in Example 6 frozen and cut in a high vacuum, and a cross section thereof taken with a scanning electron microscope.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the ultraviolet illuminance of Test Example 2.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the ultraviolet illuminance of Test Example 2.
  • the resin reflective film of the present invention (hereinafter, also referred to as “reflection film of the present invention”) has two or more types of regions having different refractive indices from each other. By having such a structure, deep ultraviolet rays can be efficiently and evenly diffusely reflected in multiple directions. That is, the reflective film of the present invention has a total reflectance of 60% or more and a diffuse reflectance of 60% or more with respect to deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • the thickness (film thickness) of the reflective film of the present invention is 20 to 5000 ⁇ m.
  • the reflective film of the present invention exhibits desired and sufficient reflective characteristics even in the form of a thin film.
  • the film thickness of the reflective film of the present invention is preferably 30 ⁇ m or more, more preferably 40 ⁇ m or more, still more preferably 50 ⁇ m or more, and 100 ⁇ m or more, from the viewpoint of improving the diffuse reflection performance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. It is also preferable.
  • the film thickness is preferably 3000 ⁇ m or less, more preferably 2000 ⁇ m or less, still more preferably 1000 ⁇ m or less, from the viewpoint of improving the flexibility of the reflective film and increasing the degree of freedom in processing. From the same viewpoint as above, the film thickness of the reflective film of the present invention is preferably 30 to 3000 ⁇ m, more preferably 40 to 2000 ⁇ m, still more preferably 50 to 1000 ⁇ m, and even more preferably 100 to 1000 ⁇ m.
  • the reflective film of the present invention preferably has a configuration in which regions having different refractive indexes are alternately laminated from the viewpoint of increasing the total reflectance and the diffuse reflectance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm to a desired level. ..
  • Such a laminated form also includes a configuration in which the other region is present in a dot-like or linear shape in cross-sectional observation in one region.
  • the entire reflective film of the present invention may have the above-mentioned laminated structure, or a part of the reflective film of the present invention may have the above-mentioned laminated structure.
  • the regions having different refractive indexes have different refractive indexes for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. If the refractive index between the regions is different at a generally measured wavelength such as visible light, the refractive index is usually different even for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. Normally, the shorter the wavelength of irradiation, the higher the refractive index. Therefore, "the refractive index for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm is different" means that each region has a different refractive index for the same wavelength. Means to show.
  • the difference in refractive index between the regions having different refractive indexes is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and more preferably 0.05 or more from the viewpoint of improving the diffuse reflectance of the reflective film. It is more preferably 0.1 or more, further preferably 0.2 or more, and even more preferably 0.3 or more. Further, the realistic refractive index difference is 2.0 or less.
  • the light transmittance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, still more preferably 60% or more. .. Further, the light transmittance is usually 100% or less, and may be 95% or less. That is, it is preferable that the constituent elements constituting each region of the reflective film are substances or gases having a low ability to absorb deep ultraviolet rays.
  • the "light transmittance" means the light transmittance in a single region. That is, even when one region includes the other region, the light transmittance in each single region is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, still more preferably 60%. That is all. By using such a component, the ultraviolet reflection efficiency of the obtained reflective film can be further enhanced.
  • the light transmittance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm can be measured by the method described in Examples described later.
  • one type of region is a region made of resin.
  • the resin may be a matrix.
  • the resin used for the reflective film of the present invention is made of a resin material having a low absorption capacity for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. By using such a resin material, the ultraviolet reflection efficiency of the obtained reflective film can be further enhanced.
  • two or more types of regions having different refractive indexes may be regions made of resin materials having different refractive indexes.
  • the resin material one kind or two or more kinds of resins selected from fluororesin and silicone resin are preferable.
  • fluororesins are more preferable from the viewpoint of reducing the rigidity and the influence on electronic parts.
  • the fluororesin include polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • CPT chlorotrifluoroethylene copolymer
  • the above resins are preferable, and one or more resins selected from PCTFE, ETFE, PFA, and CPT are more preferable because they are relatively easy to melt and have good mechanical properties.
  • All of the above-exemplified fluororesins have a light transmittance of 30% or more for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • a resin having a light transmittance of preferably 50% or more, more preferably 60% or more for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm it is preferable to use a resin having a light transmittance of preferably 50% or more, more preferably 60% or more for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • Various additives such as heat-resistant stabilizers, organic lubricants, organic or inorganic fine particles, and antistatic agents may be added to these resin materials as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • At least one region is preferably a region made of a gas, an inorganic material, or a liquid.
  • the reflective film of the present invention has a region in which at least one region having different refractive indexes consists of a gas, that is, a region having at least one type. It is preferably air bubbles and / or vacancies.
  • the "gas” refers to a gas existing in a void formed as a bubble or a pore at the inside of a resin or an inorganic material or at an interface thereof.
  • the "gas” is a concept including a gas body such as an inert gas that deviates from the atmospheric composition in addition to the atmosphere. That is, it is preferable to have bubbles and / or pores inside the reflective film of the present invention, and by including the bubbles or pores, deep ultraviolet rays are efficiently and evenly diffusely reflected in multiple directions. Can be done.
  • the shape of the bubbles and / or the pores is not particularly limited, and is appropriately designed as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • a substantially elliptical shape such as a circle, an ellipse, or an elongated ellipse, or a long elliptical shape having acute angles at both ends such that the substantially arcs face each other.
  • the reflective film of the present invention has a region made of an inorganic material
  • examples of the inorganic material include alumina, boron nitride, silica, and fluoride of an alkaline earth metal.
  • examples of the liquid include water, organosiloxane, and a fluorine-based inert liquid.
  • the region of the reflective film of the present invention includes a region made of a resin and a region made of a gas
  • the total reflectance and the diffuse reflectance of the obtained film with respect to deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm are increased to desired levels.
  • the reflective film of the present invention can be obtained by forming a film into a form having bubbles and pores inside the resin. That is, the form can be such that the voids are scattered in the resin material.
  • each region is made of a resin material having a different refractive index, and resin materials having a different refractive index can be laminated, or a region made of one resin material is interspersed with regions made of the other resin material. It can also be in the form. Further, voids such as bubbles and vacancies can be formed in the region made of these resins or at the interface thereof.
  • the reflective film of the present invention has a region made of a resin and a region made of an inorganic material
  • the total reflectance and the diffuse reflectance of the obtained film with respect to deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm are increased to desired levels.
  • the resin material and the inorganic material having a different refractive index from the resin material may be used, and the region made of the inorganic material may be interspersed in the region made of the resin material.
  • the region made of the resin material may be further interspersed with the regions made of the resin material having different refractive indexes.
  • voids such as bubbles and pores may be further formed in or at the interface of the region made of these resin materials or inorganic materials.
  • the reflective film of the present invention contains a region made of a resin and a region made of a gas
  • the reflective film of the present invention in order for the reflective film of the present invention to exhibit a desired reflection performance against deep ultraviolet rays, the reflective film is observed in a cross section (planar surface of the cross section).
  • the reflective film of the present invention may have a thin resin pillar, a thin wall-shaped resin pillar, or a thin protrusion of the resin portion in bubbles and / or holes.
  • the resin part constituting the repeating structure part is a resin pillar, and the repeating structure part is used as the resin part.
  • the void portion constituting the above refers to the space between the resin pillars. That is, a plurality of resin columns may be formed in the same direction in the bubbles and / or the pores, and as a result, the resin portion and the void portion may have a repeating structure portion that repeats.
  • the "same direction" means substantially the same direction, and is not limited to the form facing the exact same direction as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • the width of at least one type of resin portion or the width (nm) of at least one kind of void portion constituting the repeating structure portion is determined by the resin column with respect to the wavelength ⁇ (nm) of the incident ultraviolet rays. In the repeating direction, it is preferably 0.1 ⁇ to 20 ⁇ , more preferably 0.2 ⁇ to 10 ⁇ , and even more preferably 0.5 ⁇ to 2 ⁇ .
  • the reflective film of the present invention may have a plurality of bubbles and / or pores having the above-mentioned repeating structure portion. It is preferable that two or more bubbles and / or holes are present in the above cross section in the thickness direction of the reflective film, and more preferably three or more.
  • FIG. 1 is a scanning electron micrograph of a cross section of an embodiment of the reflective film of the present invention cut in the thickness direction, and FIG. 2 shows a further enlarged view of the repeating structure portion of FIG. ..
  • the reflective film (10) shown in FIG. 1 is a reflective film made of a resin (1), and has an elongated substantially elliptical bubble (2) in a plan view inside, and inside the bubble (2). As shown in FIG. 2, a large number of thin columns (4) made of resin are formed in the minor axis direction.
  • the entire inside of the substantially elliptical bubble (2) in a plan view is a repeating structure portion (3) in which the resin portion (3-2) and the void portion (3-1) are repeated. It has become.
  • the reflective film of the present invention is not limited to the form shown in FIG. 1, and the desired reflective film can be obtained by other methods, which is supported by the examples described later.
  • the resin film is impregnated with an inert gas and then heated to form fine pores and bubbles inside, so that the desired reflection can be achieved. You can also get a film.
  • the reflective film of the present invention has substantially circular or substantially elliptical bubbles in a plan view of a cross section, and the bubbles and / or pores are stacked in the thickness direction, whereby the resin portion and the void portion are formed. It may have a repeating structural part. This stack may be random or regular.
  • the width of at least one resin portion constituting the repeating structure and / or the width of at least one void (nm), preferably the width of at least one void constituting the repeating structure. (Nm) is preferably 0.1 ⁇ to 20 ⁇ , more preferably 0.2 ⁇ to 10 ⁇ , and more preferably 0.5 ⁇ to 2 ⁇ with respect to the wavelength ⁇ (nm) of the incident ultraviolet rays. More preferred.
  • the width of the gap is the size of the bubble and / or the hole, that is, the diameter of the bubble and / or the hole, and the width of the resin part is the distance between the bubble and / or the hole. ..
  • the "diameter of the bubble and / or the hole” means the longest of the widths perpendicular to the longest width in the bubble and / or the hole in the plan view of the film cross section. ..
  • the diameter of the bubbles and / or the pores it is preferable to control the diameter of the bubbles and / or the pores to 20 nm to 6000 nm, and it is also possible to control the diameter to 40 nm to 3000 nm, and further to 100 nm to 1000 nm. You can also.
  • the diameter of the bubbles and / or the pores in the above range, the reflection performance can be improved.
  • particles of a substance different from the resin which is a matrix may be present inside the bubbles and / or the pores.
  • the particles are preferably made of a material that absorbs little deep ultraviolet rays. Further, the particles can be made less likely to be mechanically deformed or thermally deformed than the resin as a matrix.
  • a fluorine-based resin such as PTFE, boron nitride, alumina, glass frit, silica (quartz) and the like can be mentioned. These particles may be derived from the fine particles added when forming pores (air bubbles) by stretching, which are described above and described later.
  • the reflective film of the present invention may have an elongated substantially elliptical bubble, and the elongated elliptical bubble may be piled up to have a repeating structure portion in which the resin portion and the void portion are repeated. With respect to this repeating structure portion, the width (nm) of at least one of the resin portion or the void portion constituting the repeating structure portion may be set as the above-mentioned preferable range.
  • FIG. 3 is a scanning electron micrograph of a cross section of an embodiment of the reflective film of the present invention cut in the thickness direction, and FIG. 4 shows a further enlarged view of the repeating structure portion of FIG. ..
  • the reflective film (10) shown in FIG. 3 is a reflective film made of the resin (1), and has bubbles (2) having a substantially elliptical shape in a plan view inside.
  • a repeating structure portion (3-2) in which a void portion (3-1) composed of substantially elliptical bubbles (2) and a resin portion (3-2) composed of a resin (1) are repeated in a plan view (repeated structure portion). 3).
  • the leader line of reference numeral 3-1 is drawn out from a bubble different from the leader line of reference numeral 2, and this is for facilitating the understanding of the repeating structure.
  • the form of the reflective film of the present invention is not limited to the form shown in FIG. 3, and the desired reflective film can be obtained by other forms, which is supported by the examples described later.
  • organic or inorganic fine particles are added to the resin material, or the resin material is organic together with a resin incompatible with the resin material.
  • inorganic particles are added, melt-extruded, and then stretched in at least one direction to form fine pores inside.
  • a physical force may be applied to the film to generate fine cracks to exhibit desired reflection characteristics.
  • foamable particles are added to the resin material for melt extrusion, or an inert gas such as carbon dioxide or nitrogen is injected into the resin material or its film-shaped molded product for extrusion foaming to obtain the desired reflective film. You can also get.
  • the thickness (width) of the resin portion (resin wall) constituting between the bubbles may be uniform or non-uniform, and the plane direction of the film and the film may be non-uniform. It may be different in the thickness direction. Further, the thickness of the resin wall in the plane direction of the film may be thicker than the thickness of the resin wall in the thickness direction of the film. Since the thickness of the resin wall in the plane direction of the film is thicker than the thickness of the resin wall in the thickness direction of the film, it has a high reflectance, the bendability of the film, and the mechanical strength (tensile strength) of the film. Can be done.
  • the thickness of the resin wall in the thickness direction of the film is thin, it is possible to increase the reflectance of ultraviolet rays by imparting a large number of repeating structures of the resin portion and the void portion, and when the film is bent.
  • the thin resin wall in the thickness direction of this film By deforming the thin resin wall in the thickness direction of this film, it becomes possible to bend the film more easily, and it is possible to give the film more flexibility, while the resin wall in the plane direction of the film can be formed. Due to the thickness, the mechanical strength (tensile strength) can be made high.
  • the thickness of the resin wall in the plane direction of the film is 1 ⁇ m or more and the thickness of the resin wall in the thickness direction of the film is less than 1 ⁇ m.
  • the reflective film of the present invention has a total reflectance of 220 to 300 nm for deep ultraviolet rays of 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and 90% or more, as described above. It is more preferable to have.
  • the "total reflectance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm” means the average value of the total reflectance at each wavelength (1 nm unit, that is, every 1 nm) in the wavelength region of deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. do.
  • the total reflectance for deep ultraviolet rays can be measured by the method described in Examples described later.
  • the diffuse reflectance of the reflective film of the present invention with respect to deep ultraviolet rays of 220 to 300 nm is 60% or more as described above.
  • the diffuse reflectance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 89% or more.
  • the "diffuse reflectance for deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm" means the average value of the diffuse reflectance at each wavelength (1 nm unit, that is, every 1 nm) in the wavelength region of deep ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm. do.
  • the diffuse reflectance in the deep ultraviolet region having a wavelength of 220 to 300 nm can be measured by the method described in Examples described later.
  • the units of density P and density Q are the same.
  • the density (bulk density) of the reflective film of the present invention can be measured by an underwater substitution method (JIS K 7112).
  • FIG. 1 is a film in which a PCTFE film is impregnated with carbon dioxide gas and then heated and foamed.
  • a fluororesin as a resin material constituting the reflective film, as shown in FIG. 1, it is possible to obtain a reflective film in which a large number of fine pillar structures are formed inside the bubbles. An example of a method for obtaining a reflective film having such a peculiar bubble structure will be described.
  • a gas filling step of impregnating the fluororesin film with an inert gas (carbon dioxide gas, nitrogen, etc.) under high pressure and heating after the pressure is released to generate bubbles inside the resin. It has a heating foaming step.
  • the fluororesin film is exposed to an inert gas at a pressure condition of preferably 1 to 20 MPa, more preferably 5 to 10 MPa, preferably 1 to 100 hours, more preferably 2 to 24 hours.
  • An inert gas is sealed in the resin film.
  • an autoclave or a pressure cooker can be suitably used.
  • the fluororesin film after the gas filling step is preferably heated at a temperature of 120 to 200 ° C., more preferably 130 to 170 ° C., preferably for 0.5 to 3 minutes, more preferably 0.5. Heat for ⁇ 1 minute.
  • a reflective film having bubbles or pores inside the resin film can be obtained.
  • annealing treatment By shifting to the gas encapsulation step after the annealing step, the inside of the bubbles generated in the subsequent heating foaming step can be made into a finer pillar structure as shown in FIG. 1, and the inside of the film can be formed.
  • the size of bubbles formed inside the film is 0.1 to the size in the thickness direction in the above cross-sectional observation. It can be 50 ⁇ m, more preferably 0.5 to 30 ⁇ m, and even more preferably 1 to 20 ⁇ m.
  • FIG. 3 is a film in which PTFE fine particles are added to a PCTFE film and then stretched to form voids.
  • a large number of fine pore structures are formed by using a fluororesin as a resin material constituting the reflective film and adding a material having little absorption of deep ultraviolet rays as fine particles and stretching the film.
  • a reflective film can be obtained. An example of a method for obtaining a reflective film having such a porous structure will be described.
  • the production method illustrated here has a stretching step of stretching the fluororesin film.
  • the stretching step under a heating atmosphere (for example, 50 to 120 ° C.), until the stress reaches the yield point of the resin film, the film is stretched at a slow speed of, for example, about 0.05 to 1.5 m / min, and after the yield point. After the necking occurs, the film is stretched at a high speed of, for example, about 2.0 to 4.0 m / min.
  • This stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching, and is preferably biaxial stretching from the viewpoint of increasing the number of bubbles or pores obtained.
  • fine particles and the like which are components different from the resin, in advance and knead the resin film by a melt kneading method or the like.
  • the resin contains fine particles or the like, an interface is formed between the resin film as the base material and the fine particles, and fine bubbles or pores can be generated during stretching from the interface as a starting point.
  • the fine particles to be added include polytetrafluoroethylene (PTFE), boron nitride, alumina, glass frit and the like.
  • the amount of the fine particles added is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and even more preferably 5 to 20% by mass.
  • the size of the bubbles formed inside the film is the size of the incident ultraviolet rays as the size in the thickness direction in the above cross-sectional observation. It is preferably 0.1 ⁇ to 20 ⁇ , more preferably 0.2 ⁇ to 10 ⁇ , and even more preferably 0.5 ⁇ to 2 ⁇ with respect to the wavelength ⁇ (nm).
  • the size of the bubbles in the thickness direction in the above cross-sectional observation can be 20 nm to 6000 nm, preferably 40 to 3000 nm, and preferably 100 to 2000 nm.
  • the reflective film of the present invention which is excellent in total reflectance and diffuse reflectance, can efficiently reflect deep ultraviolet rays emitted from a light source, for example, by using it as a reflective film for a deep ultraviolet light source. Therefore, for example, the deep ultraviolet light emitted from a mercury lamp, a metal halide lamp, a barrier discharge lamp, a deep ultraviolet LED, or the like is reflected by light that is out of the irradiation target, and the deep ultraviolet light can be used without exception. ..
  • a unit that combines such a light source and a reflective film is suitable for water sterilization equipment, space sterilization equipment, medical supplies and daily necessities, equipment for sterilizing the surface of substances such as various processed products and foods (sterilization equipment), etc. Can be used for.
  • the reflective film of the present invention prevents transmission by highly reflecting deep ultraviolet rays, it can also be used as a shielding film for protecting those exposed to deep ultraviolet rays, for example.
  • the reflective films of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were produced by the following methods.
  • the reflective films of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 are 100 mm in length and 33 mm in width, and the thickness is as shown in the table below.
  • Example 1 A polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) resin film (trade name: Neoflon PCTFE, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was heat-treated in an atmosphere of 180 ° C. for 10 minutes. The heat-treated resin film was placed in an autoclave and treated for 24 hours under the conditions of 17 ° C. and a pressure of 5.2 MPa, and carbon dioxide gas was sealed in the resin film. Then, the resin film was taken out from the autoclave and heated at 150 ° C. for 1 minute to foam carbon dioxide in the resin film to prepare a reflective film having a thickness of 0.2 mm.
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • Example 2 A reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the obtained reflective film was 0.4 mm.
  • Example 3 A reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the obtained reflective film was 0.8 mm.
  • Example 4 The same as in Example 1 except that the resin film used for producing the reflective film was replaced with a film of a tetrafluoroethylene-ethylene (ETFE) copolymer (trade name: Neobron ETFE, manufactured by Daikin Industries, Ltd.). A reflective film was prepared.
  • ETFE tetrafluoroethylene-ethylene copolymer
  • Example 5 Except that the resin film used for producing the reflective film was replaced with a film of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA) copolymer (trade name: neofluoroethylene PFA, manufactured by Daikin Industries, Ltd.), the same as in Example 1. A reflective film was produced in the same manner.
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether
  • Example 6 10% by mass of PTFE particles (trade name: PolychloroPTFE, model number: M-12, particle size 0.1 ⁇ m, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) are added to the PCTFE resin, and the composite material is formed into a film having a thickness of 0.5 mm. After molding, it was attached to a stretching machine (trade name: Tencilon universal testing machine, model number: RTA-2.5T, manufactured by Orientec Co., Ltd.) and stretched in an atmosphere of 120 ° C. The stretching speed was 0.5 m / min until the yield point of the resin film was passed, and after the necking started, the stretching speed was changed to 3.0 m / min without interruption, and the film was stretched. A reflective material having a thickness of 0.25 mm was obtained.
  • PTFE particles trade name: PolychloroPTFE, model number: M-12, particle size 0.1 ⁇ m, manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • Each of the reflective films of Examples 1 to 6 has a repeating structure portion in which a resin portion and a gap portion are repeated, and further, the width and / or at least the width of at least one resin portion constituting the repeating structure portion.
  • the width (nm) of one void was 0.1 ⁇ to 20 ⁇ with respect to the wavelength ⁇ (256 nm) of the incident ultraviolet rays.
  • the widths of the resin portion and the void portion were obtained by freezing and cutting each film in a high vacuum and observing the cross section with a scanning electron microscope (model number: JSM-6390LV, manufactured by JEOL Ltd.). Confirmed by measuring the width from the data.
  • each transmittance for each wavelength of 1 nm is read, and the arithmetic average of the transmittances of all wavelengths (measured value (%) of 81) in the deep ultraviolet region is obtained, and the transmission of the deep ultraviolet rays is obtained. It was a rate.
  • the thickness of each film to be measured was 100 ⁇ m.
  • Example 1 The thickness of each of the obtained reflective films (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3) was measured with a micrometer (trade name: coolant proof micrometer, model number: MDC-25MX, manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). did. A ⁇ 60 standard integrating sphere is attached to a spectrophotometer (trade name: U-4100, manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd.), and the total reflectance of the spectralon standard reflector (Labsphere, white, model number: USRS-99-010).
  • the total reflectance of each reflective film when the value of is 100%, and the diffuse reflectance of each reflective film when the diffuse reflectance of the above-mentioned Spectralon standard reflector is 100%, are deep at a wavelength of 220 to 300 nm. Measured over the ultraviolet region. From the obtained chart (measurement result), each reflectance for each wavelength of 1 nm is read, and the arithmetic average and diffuse reflectance (81 measurement value (%)) of the total reflectance (81 measurement value (%)) in the deep ultraviolet region are read. )) The arithmetic average was calculated and used as "deep ultraviolet total reflectance" and "deep ultraviolet diffuse reflectance", respectively. The results are shown in Table 1 below.
  • Example 2 Regarding the obtained reflective films (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3), an ultraviolet LED (emission wavelength 256 nm, model number: 265-FL-02-G01, manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd.) and an ultraviolet illuminometer (commodity). Name: UV illuminance meter UVR-300, model number: UD-250, manufactured by Topcon Techno House Co., Ltd.) was used to measure the UV illuminance for each reflection angle as follows. As shown in FIG.
  • the angle between the straight line connecting the ultraviolet LED light source and the center of the film surface and the perpendicular line extending from the center of the film surface is 30 ° with respect to the center (centroid) of the film surface of each reflective film.
  • An ultraviolet LED light source was arranged in a positional relationship of 30 °). Further, the ultraviolet illuminometer was installed at a position line-symmetrical with respect to the ultraviolet LED light source with the perpendicular line extending from the center of the film surface as the axis.
  • FIG. 6 is a schematic view of the reflective film, the ultraviolet LED light source, and the ultraviolet illuminance meter shown in FIG.
  • the retention rate of ultraviolet illuminance when the angle of the illuminometer is moved from 0 ° to 30 ° and 60 ° is shown in Table 1 below as “illuminance retention rate (%)".
  • the illuminance retention rate (%) was determined by the following (Equation 2). When the illuminance retention rate was 50% or more at both the angles of 30 ° and 60 °, the “reflection” determination was “ ⁇ ”, and the other (less than 50%) was defined as the “reflection” determination “x”.
  • Illuminance retention rate (%) [ultraviolet illuminance of 30 ° or 60 °] / [ultraviolet illuminance of 0 °] (Equation 2)
  • the thickness, the total reflection of deep ultraviolet rays, the diffuse reflectance of deep ultraviolet rays, the illuminance of ultraviolet rays, and the retention rate of illuminance were measured at three points at random within each reflective film surface (however, however). It was performed at (excluding the part within 5 mm from the end). The values shown in Table 1 below are the average values of these three points.
  • Example 3 The bending workability of the obtained reflective materials (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3) was determined by the following evaluation method. It was verified whether each reflective material could be bent and installed along the inside of a resin pipe having an inner diameter of 40 mm. If it could be installed manually, the judgment of "bending workability" was set to " ⁇ ", and if it could not be installed because it could not be bent by human power, the judgment was set to "x". The results are shown in Table 1 below.
  • the reflective film of Comparative Example 1 which is a PET foam film
  • PET absorbed deep ultraviolet rays, resulting in extremely low total reflection of deep ultraviolet rays and diffuse reflectance of deep ultraviolet rays.
  • the reflective film of Comparative Example 2 which is an aluminum foil
  • the total reflectance of deep ultraviolet rays and the diffuse reflectance of deep ultraviolet rays are low, and the illuminance retention rate is also inferior.
  • the reflective film of Comparative Example 3 which is a sintered compression molded body of PTFE, has good deep ultraviolet total reflectance and deep ultraviolet diffuse reflectance.
  • the diffuse reflection has an angle dependence, and the result is that the performance of diffusely reflecting the incident deep ultraviolet rays evenly in many directions is slightly inferior.
  • the reflective film of Comparative Example 3 had a thickness of 9.8 mm and was inferior in bending workability.
  • the reflective films of Examples 1 to 6 have a deep ultraviolet total reflectance and a deep ultraviolet diffuse reflectance of 80, although they are thin films by forming bubbles or pores inside the resin film. It is a film that achieves% or more.
  • the resin-made reflective film exhibiting such reflection characteristics has low angle dependence of diffuse reflection of deep ultraviolet rays, and is excellent in the ability to diffusely reflect incident deep ultraviolet rays evenly in many directions. It was also found that the film can be made thinner and sufficient bending workability can be achieved.

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Abstract

互いに屈折率が異なる2種類以上の領域を有する樹脂製フィルムであって、フィルム厚が20~5000μmであり、波長220~300nmの深紫外線に対して全反射率が60%以上、拡散反射率が60%以上である、樹脂製反射フィルム。

Description

樹脂製反射フィルム
 本発明は、樹脂製反射フィルムに関する。
 紫外線の殺菌効果は古くから研究が進められてきた。紫外線の光源としては、これまで低圧水銀ランプやキセノンランプなどが主流であったが、近年はこの領域の波長を発光できるLEDが開発され、LEDを搭載した殺菌機器、またはLEDを用いた殺菌方法が開発されてきている。例えば特許文献1には流路を流れる流体に紫外線を照射し、流体を殺菌する流体殺菌モジュールが記載されている。光源から照射された紫外線を効率よく一定領域に拡散するためには、紫外線を効率的に、満遍なく反射できる反射材料の使用が有効である。特許文献1に記載の流体殺菌モジュールでは、筒状の処理流路を形成する内筒に、紫外線反射材料が用いられている。
 紫外線反射材料としては、金属材料や樹脂材料などが知られている。この金属材料としては、例えばアルミニウム粒子を制御することで紫外線に対して高い反射率を示す紫外線反射材用アルミニウム箔や(特許文献2)、アルミニウム材の表面に反射層やUV透過性樹脂層を有するアルミニウム反射部材などが知られている(特許文献3)。また、上記樹脂材料としては、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂を多層積層体としたものが知られており、例えば、異なる屈折率を有する2つのフッ素重合体材料を有する多層光学フィルムや、異なる2種のポリマー層を有する紫外線反射ポリマーフィルムが知られている(特許文献4及び5)。また、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の焼結圧縮あるいは多孔質成形体も紫外線反射材料として知られている。
特開2019-187657号公報 国際公開2017/158989号 特開2016-042183号公報 特表平7-507152号公報 特開2015-165298号公報
 金属材料は通常、紫外線を鏡面反射(正反射)する。そのため、例えば水や空気中に紫外線を照射して殺菌する場合、金属材料を反射材料として用いると、見かけの反射率が高くても角度によっては紫外線の反射強度(照度)が弱く、水や空気中に満遍なく紫外線を行き渡らせることができず、十分な殺菌効率を得ることは難しい。
 また、反射板としてフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂の多層積層体を用いる場合、樹脂自体の屈折率が限られているため、層間の屈折率差を、十分な反射率を実現するレベルへと高めることが難しい。そのため、例えば特許文献4及び5に記載のポリマーフィルムでは、深紫外の反射照度が十分とは言えない現状があった。
 さらに、PTFE製の焼結圧縮あるいは多孔質成形体は、内部に多数の結晶粒界あるいは空孔を有し、紫外線の反射性能に優れている。しかし、この焼結圧縮多孔質成形体を紫外線に対して十分な反射性能を示すものとするには、一定以上(例えば10mm程度)の厚さを確保する必要がある。結果、このような厚みのある焼結圧縮多孔質成形体では、柔軟性に劣り加工の自由度が低く、紫外線反射材料の適用場所などに制約が生じてしまう。
 上記状況に鑑み、本発明は、紫外線、なかでも深紫外線に対する拡散反射性能に優れ、かつ柔軟性に優れ加工の自由度も高い樹脂製反射フィルムを提供することを課題とする。
 本発明の上記課題は、下記の手段により解決された。
(1)
 互いに屈折率が異なる2種類以上の領域を有する樹脂製反射フィルムであって、前記樹脂製反射フィルムの厚さが20~5000μmであり、波長220~300nmの深紫外線に対して全反射率が60%以上、拡散反射率が60%以上である、樹脂製反射フィルム。
(2)
 前記樹脂製反射フィルムの厚さが50~1000μmである、前記(1)記載の樹脂製反射フィルム。
(3)
 前記樹脂製反射フィルムを構成する前記の2種類以上の領域が、いずれも波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率が30~100%である、前記(1)または(2)記載の樹脂製反射フィルム。
(4)
 前記樹脂製反射フィルムを構成する前記の2種類以上の領域のうち、少なくとも1種が気泡であることを特徴とする、前記(1)~(3)記載の樹脂製反射フィルム。
(5)
 前記樹脂製反射フィルムが、樹脂部(樹脂領域)と空隙部(気体領域)とが繰り返してなる繰り返し構造部を有する、前記(1)~(4)のいずれかに記載の樹脂製反射フィルム。
(6)
 前記繰り返し構造部を構成する少なくとも1つの樹脂部の幅及び/又は少なくとも1つの空隙部の幅が、入射する紫外線の波長λに対して0.1λ~20λである、前記(5)記載の樹脂製反射フィルム。
(7)
 前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料が含フッ素樹脂又はシリコーン樹脂であり、該含フッ素樹脂又はシリコーン樹脂のフィルムに含侵させた不活性ガスを発泡してなる、前記(1)~(6)のいずれかに記載の樹脂製反射フィルム。
(8)
 前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料が含フッ素樹脂であり、該含フッ素樹脂のフィルムを延伸して内部に気泡及び/又は空孔を形成してなる、前記(1)~(6)のいずれかに記載の樹脂製反射フィルム。
(9)
 前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料の密度(P)に対する前記樹脂製反射フィルムの密度(Q)が、Q/P=0.2~0.99を満たす、前記(7)又は(8)のいずれかに記載の樹脂製反射フィルム。
(10)
 紫外線光源と、前記(1)~(9)のいずれかに記載の樹脂製反射フィルムを備える殺菌装置。
 一般に「紫外線」とは、可視光線よりも波長の短い電磁波を指す。なお、本発明において、「深紫外線」とは、波長領域が200~300nmの電磁波をいう。
 また、本発明において、「全反射率」とは、「鏡面反射率」と「拡散反射率」の総和を意味する。また、「鏡面反射率」とは、照射光のうち正反射した照射光の割合を意味し、「拡散反射率」とは、照射光のうち拡散反射した照射光の割合をいう。
 本発明の樹脂製反射フィルムは、紫外線、なかでも深紫外線に対する拡散反射性能に優れ、かつ柔軟性に優れ加工の自由度も高い。
図1は、実施例1で製造した反射材料を、高真空中で凍結割断し、その断面を走査型電子顕微鏡で撮影した図面代用写真である。 図2は、実施例1で製造した反射材料を、高真空中で凍結割断し、その断面を走査型電子顕微鏡で撮影した図面代用写真である。 図3は、実施例6で製造した反射材料を、高真空中で凍結割断し、その断面を走査型電子顕微鏡で撮影した図面代用写真である。 図4は、実施例6で製造した反射材料を、高真空中で凍結割断し、その断面を走査型電子顕微鏡で撮影した図面代用写真である。 図5は、試験例2の紫外線照度の測定方法を説明するための模式図である。 図6は、試験例2の紫外線照度の測定方法を説明するための模式図である。
 本発明の樹脂製反射フィルムの好ましい実施形態について説明する。
 本発明の樹脂製反射フィルム(以下、「本発明の反射フィルム」とも称す。)は、互いに屈折率が異なる2種類以上の領域を有する。このような構造を有することにより、深紫外線を効率的に、かつ多方向に万遍なく拡散反射することができる。すなわち、本発明の反射フィルムは、波長220~300nmの深紫外線に対して、全反射率が60%以上であり、かつ拡散反射率が60%以上である。また、本発明の反射フィルムの厚さ(フィルム厚)は20~5000μmである。
 本発明の反射フィルムは、薄膜状としても所望の十分な反射特性を示す。本発明の反射フィルムのフィルム厚は、波長220~300nmの深紫外線に対する拡散反射性能を向上させる観点から、好ましくは30μm以上、より好ましくは40μm以上、さらに好ましくは50μm以上であり、100μm以上であることも好ましい。また該フィルム厚は、反射フィルムの柔軟性を向上させ、また加工の自由度を上げる観点から、好ましくは3000μm以下、より好ましくは2000μm以下、さらに好ましくは1000μm以下である。
 また、上記と同様の観点から、本発明の反射フィルムのフィルム厚は、好ましくは30~3000μm、より好ましくは40~2000μm、さらに好ましくは50~1000μm、よりさらに好ましくは、100~1000μmである。
 本発明の反射フィルムは、波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率と拡散反射率とを所望のレベルへと高める観点から、互いに屈折率の異なる領域を交互に積層する構成とすることが好ましい。かかる積層形態には、一方の領域中に他方の領域が、断面観察において点状ないし線状に存在するような構成も含まれる。また、本発明の反射フィルムの全体が上記の積層構成を有する形態であってもよく、本発明の反射フィルムの一部が上記の積層構成を有する形態であってもよい。
 本発明において互いに屈折率の異なる領域は、それぞれの領域間において波長220~300nmの深紫外線に対する屈折率が異なる。可視光などの一般的に測定される波長において、それぞれの領域間における屈折率が異なれば、通常、波長220~300nmの深紫外線に対しても同様に屈折率が異なる。なお、通常は照射する波長が短波長であるほど屈折率が高くなるため、「波長220~300nmの深紫外線に対する屈折率が異なる」とは、それぞれの領域が同一の波長に対して異なる屈折率を示すことを意味する。屈折率の異なる領域間の屈折率差は、反射フィルムの拡散反射率を向上させる観点から、0.005以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.05以上であることがさらに好ましく、0.1以上であることがさらに好ましく、0.2以上であることがさらに好ましく、0.3以上であることがさらに好ましい。また、現実的な屈折率差は2.0以下である。
 屈折率の異なる領域間の屈折率差を大きくすることにより、屈折率の異なる領域間の界面での反射が大きくなり、その結果反射フィルムの拡散反射率が向上する。
 本発明の反射フィルムを構成する領域としては、いずれの領域も波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率が、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上である。また、当該光線透過率は、通常100%以下であり、95%以下としてもよい。すなわち、反射フィルムの各領域を構成する構成要素は、深紫外線の吸収能が低い物質又は気体であることが好ましい。また本発明において「光線透過率」とは、単一の領域における光線透過率を意味する。すなわち、一方の領域中に他方の領域が含まれるような場合であっても、各々単一の領域における光線透過率が、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上である。このような構成要素とすることにより、得られる反射フィルムの紫外線反射効率をより高めることができる。波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
 本発明の反射フィルムが有する、互いに屈折率の異なる2種類以上の領域のうち、1種の領域は樹脂からなる領域である。該樹脂はマトリックスであってもよい。本発明の反射フィルムに用いる樹脂は、波長220~300nmの深紫外線に対する吸収能が低い樹脂材料からなる。このような樹脂材料を用いることにより、得られる反射フィルムの紫外線反射効率をより高めることができる。また、互いに屈折率の異なる2種類以上の領域が、それぞれ異なる屈折率を有する樹脂材料からなる領域であってもよい。
 上記樹脂材料としては、含フッ素樹脂及びシリコーン樹脂から選ばれる1種または2種以上の樹脂が好ましい。なかでも剛性や電子部品への影響を低減させる観点からは、含フッ素樹脂がより好ましい。含フッ素樹脂としては、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、及びテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル/クロロトリフルオロエチレン共重合体(CPT)から選ばれる1種または2種以上の樹脂が好ましく、溶融加工が比較的容易で機械的特性が良好である点から、PCTFE、ETFE、PFA、及びCPTから選ばれる1種または2種以上の樹脂がより好ましい。上記例示の含フッ素樹脂は、いずれも波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率が30%以上である。中でも、波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率が好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上である樹脂を用いることが好ましい。
 これらの樹脂材料は、本発明の効果を損なわない範囲で各種添加物、例えば耐熱安定剤、有機の滑剤、有機又は無機の微粒子、及び帯電防止剤などが添加されても良い。
 また本発明の反射フィルムの有する互いに屈折率の異なる2種類以上の領域のうち、少なくとも1種の領域は、気体、無機質材、又は液体からなる領域であることが好ましい。屈折率の異なる領域間の屈折率差をより大きくする観点から、本発明の反射フィルムは、屈折率が異なる領域のうち、少なくとも1種の領域が気体からなる領域、すなわち少なくとも1種の領域が気泡及び/又は空孔であることが好ましい。
 本発明において「気体」とは、樹脂や無機質材の内部またはこれらの界面の、気泡や空孔として形成される空隙に存在する気体を指す。また本発明において、「気体」とは、大気の他、大気組成から外れる不活性ガス等のガス体を含む概念である。即ち、本発明の反射フィルム内部に気泡及び/又は空孔を有することが好ましく、この気泡ないし空孔を内包することにより、深紫外線を効率的に、かつ多方向に万遍なく拡散反射することができる。気泡及び/又は空孔の形状は特に制限されず、本発明の効果を損なわない範囲で適宜に設計される。例えば断面の平面視において、円形、楕円形、細長い楕円形のような略楕円形、略円弧を相向い合せてなるような鋭角を両端に有するような長い楕円状の形状であってもよい。
 本発明の反射フィルムが無機質材からなる領域を有する場合、該無機質材としては、例えばアルミナ、窒化ホウ素、シリカ、アルカリ土類金属のフッ化物などが挙げられる。
 また、本発明の反射フィルムが液体からなる領域を有する場合、該液体としては、例えば水、オルガノシロキサン、フッ素系不活性液体などが挙げられる。
 本発明の反射フィルムの有する領域が、樹脂からなる領域及び気体からなる領域を含む場合、得られるフィルムの波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率と拡散反射率とを所望のレベルへと高める観点から、樹脂の内部に気泡や空孔を有する形態へとフィルム状に成形し、本発明の反射フィルムを得ることができる。即ち、空隙が樹脂材料中に点在するような形態とすることができる。
 また、本発明の反射フィルムが、各々屈折率の異なる樹脂からなる領域を有する場合、得られるフィルムの波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率と拡散反射率とを所望のレベルへと高める観点から、各領域が屈折率の異なる樹脂材料からなり、屈折率の異なる樹脂材料を積層することもでき、あるいは一方の樹脂材料からなる領域中に他方の樹脂材料からなる領域が点在するような形態とすることもできる。さらに、これらの樹脂からなる領域中やその界面に、気泡や空孔等の空隙を形成することもできる。
 また、本発明の反射フィルムが、樹脂からなる領域と無機質材からなる領域を有する場合、得られるフィルムの波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率と拡散反射率とを所望のレベルへと高める観点から、樹脂材料と、樹脂材料とは屈折率の異なる無機質材料を使用し、樹脂材料からなる領域中に無機質材料からなる領域が点在するような形態とすることもできる。また、この樹脂材料からなる領域中にさらに屈折率の異なる樹脂材料からなる領域を点在させた形態とすることもできる。さらに、これらの樹脂材料や無機質材からなる領域中や界面にさらに気泡や空孔等の空隙を形成してもよい。
 本発明の反射フィルムが樹脂からなる領域及び気体からなる領域を含む場合、本発明の反射フィルムが深紫外線に対して所望の反射性能を発現するために、反射フィルムを、断面観察(断面の平面視観察)において、樹脂部(樹脂領域)と空隙部(気体領域)とが繰り返す繰り返し構造部を有する形態とすることが好ましい。
 本発明の反射フィルムは、気泡及び/又は空孔の中に、細い樹脂柱、薄い壁状の樹脂柱、又は樹脂部の細い突起部を有するものであってもよい。この樹脂柱、壁状の樹脂柱、又は樹脂部の突起部等からなる樹脂部が同一方向に多数形成される場合、上記繰り返し構造部を構成する樹脂部とは樹脂柱を、上記繰り返し構造部を構成する空隙部とは樹脂柱と樹脂柱の間の空間を指す。即ち、気泡及び/又は空孔の中に、樹脂柱が同一方向に複数形成され、その結果樹脂部と空隙部とが繰り返す繰り返し構造部を有するものであってもよい。本発明において「同一方向」とは、略同一方向を意味し、本発明の効果を損なわない範囲であれば、全く同じ方向を向いた形態に限定されるものではない。この繰り返し構造部において、繰り返し構造部を構成する少なくとも1種の樹脂部の幅又は少なくとも1種の空隙部の幅(nm)は、入射する紫外線の波長λ(nm)に対して、樹脂柱が繰り返される方向に、0.1λ~20λであることが好ましく、0.2λ~10λであることがより好ましく、0.5λ~2λであることがさらに好ましい。当該幅(nm)を紫外線の波長λ(nm)に対して上記の範囲内とすることにより、反射フィルムにおける反射性能を高めることができる。
 さらに、本発明の反射フィルムは上記繰り返し構造部を有する気泡及び/又は空孔を複数有するものであってもよい。上記気泡及び/又は空孔は、上記の断面において、反射フィルムの厚さ方向に2つ以上存在することが好ましく、3つ以上存在することがより好ましい。
 図1は、本発明の反射フィルムの一実施形態を、厚さ方向に切断した断面の走査型電子顕微鏡写真であり、図2は、図1の繰り返し構造部をさらに拡大して示すものである。図1に示す反射フィルム(10)は、樹脂(1)からなる反射フィルムであって、内部に平面視で細長い略楕円状の気泡(2)を有し、かつ、この気泡(2)内部には、図2に示す通り樹脂からなる細い柱(4)が短軸方向に多数形成されている。図2に示す反射フィルムにおいて、平面視で略楕円状の気泡(2)の内部全体が、上記の樹脂部(3-2)と空隙部(3-1)とが繰り返す繰り返し構造部(3)となっている。そして、反射フィルム(10)の厚さ方向(図面の縦方向)において、これらの繰り返し構造部を有する気泡(2)が複数重なり合って存在している。なお、本発明の反射フィルムの形態は図1の形態に何ら限定されず、他の方法によっても目的の反射フィルムを得ることができ、このことは後述する実施例が裏付けている。
 図1及び2に示される本発明の反射フィルムは、例えば樹脂製フィルムに対して不活性ガスを含侵させたのち、加熱する等によって内部に微細な空孔や気泡を形成させ、目的の反射フィルムを得ることもできる。
 また、本発明の反射フィルムは、断面の平面視において、略円形または略楕円形の気泡を有し、この気泡及び/又は空孔が厚さ方向に積み重なり、これにより樹脂部と空隙部とが繰り返す繰り返し構造部を有するものであってもよい。この積み重なりはランダムであっても、規則性のあるものであってもよい。この場合の上記繰り返し構造部を構成する少なくとも1種の樹脂部の幅及び/又は少なくとも1種の空隙部の幅(nm)、好ましくは上記繰り返し構造部を構成する少なくとも1種の空隙部の幅(nm)は、入射する紫外線の波長λ(nm)に対して、0.1λ~20λであることが好ましく、0.2λ~10λであることがより好ましく、0.5λ~2λであることがさらに好ましい。またこの場合、空隙部の幅とは気泡及び/又は空孔の大きさ、即ち気泡及び/又は空孔の直径であり、樹脂部の幅とは気泡及び/又は空孔の間の間隔である。ここで本発明において「気泡及び/又は空孔の直径」とは、フィルム断面の平面視における、気泡及び/又は空孔内の最長幅に対して垂直な幅のうちの最長のものを意味する。当該幅(nm)を、紫外線の波長λ(nm)に対して上記の範囲内とすることにより、本発明の反射フィルムにおける反射性能を高めることができる。
 また、上記の断面の平面視観察において、気泡及び/又は空孔の直径を、20nm~6000nmへと制御することも好ましく、40nm~3000nmへと制御することもでき、さらに100nm~1000nmとすることもできる。気泡及び/又は空孔の直径を上記の範囲とすることにより、反射性能を高めることができる。
 さらに、気泡及び/又は空孔の内部にマトリックスとなっている樹脂とは異なる物質の粒子が存在するようなものであってもよい。この粒子は、深紫外線の吸収が少ない材料であることが好ましい。また、この粒子はマトリックスとなっている樹脂より機械変形、熱変形しにくいものとすることができる。例えば、PTFE等のフッ素系の樹脂、窒化ホウ素、アルミナ、ガラスフリット、シリカ(石英)等が挙げられる。この粒子は、前述および後述の、延伸により空孔(気泡)を形成する際に添加する微粒子に由来するものであってもよい。
 また、本発明の反射フィルムは、細長い略楕円形の気泡を有し、細長い楕円形の気泡が積み重なり、これにより樹脂部と空隙部とが繰り返す繰り返し構造部を有するものであってもよい。この繰り返し構造部について繰り返し構造部を構成する樹脂部または空隙部のうち少なくとも1種の幅(nm)を、上述の好ましい範囲としてもよい。
 図3は、本発明の反射フィルムの一実施形態を、厚さ方向に切断した断面の走査型電子顕微鏡写真であり、図4は、図3の繰り返し構造部をさらに拡大して示すものである。図3に示す反射フィルム(10)は、樹脂(1)からなる反射フィルムであって、内部に平面視で略楕円状の気泡(2)を有する。図4に示す反射フィルムにおいて、平面視で略楕円状の気泡(2)からなる空隙部(3-1)と、樹脂(1)からなる樹脂部(3-2)とが繰り返す繰り返し構造部(3)となっている。そして、反射フィルム(10)の厚さ方向(図面の縦方向)において、これらの繰り返し構造部が複数重なり合って存在している。なお、図4では、符号3-1の引き出し線を、符号2の引き出し線とは異なる気泡から引き出し示しているが、これは繰り返し構造の把握を容易にするためである。
 本発明の反射フィルムの形態は図3の形態に何ら限定されず、他の形態よっても目的の反射フィルムを得ることができ、このことは後述する実施例が裏付けている。
 図3及び4に示される本発明の反射フィルムの形成方法としては、例えば樹脂材料に対して有機又は無機の微粒子などを添加し、あるいは樹脂材料に該樹脂材料とは非相溶性の樹脂とともに有機又は無機の粒子を添加し、溶融押出した後、少なくとも1方向に延伸し、内部に微細な空孔を形成させる方法が挙げられる。また、樹脂材料をフィルム状に成形した後、このフィルムに対して物理力を加えて微細な亀裂を発生させ、所望の反射特性を発現させることもできる。また、樹脂材料に発泡性粒子を添加して溶融押出をしたり、樹脂材料又はそのフィルム状成形品に炭酸ガスや窒素等の不活性ガスを注入して押出発泡させたりして目的の反射フィルムを得ることもできる。
 本発明の反射フィルムにおいて、気泡と気泡との間を構成する樹脂部(樹脂壁)の厚さ(幅)は、均一であっても不均一であってもよく、フィルムの平面方向とフィルムの厚さ方向で異なっていてもよい。またフィルムの平面方向の樹脂壁の厚さが、フィルムの厚さ方向の樹脂壁の厚さより、厚いものであってもよい。フィルムの平面方向の樹脂壁の厚さが、フィルムの厚さ方向の樹脂壁の厚さより厚いことにより、高い反射率とフィルムの曲げやすさとフィルムの機械強度(引張強度)とを特に合わせ有することができる。即ち、フィルムの厚さ方向の樹脂壁の厚さが薄いことにより、樹脂部と空隙部の繰り返し構造を多数付与することがで、紫外線の反射率を高めることができるともに、フィルムを曲げたときには、このフィルムの厚さ方向の薄い樹脂壁が変形することにより、よりいっそう容易にフィルムを曲げることが可能となり、フィルムにさらに柔軟性を付与することができる一方、フィルムの平面方向の樹脂壁が厚いことにより機械強度(引張強度)の高いものとすることができる。例えば、フィルムの平面方向の樹脂壁の厚さが1μm以上、フィルムの厚さ方向の樹脂壁の厚さが1μm未満であることも好ましい。
 上記の断面観察は、走査型電子顕微鏡を用いて行うことができる。
 本発明の反射フィルムは、220~300nmの深紫外線に対する全反射率が上述の通り60%以上であり、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。本発明において、「波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率」とは、波長220~300nmの深紫外線の波長領域の各波長(1nm単位、つまり1nm毎)における全反射率の平均値を意味する。深紫外線に対する全反射率は後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
 また、本発明の反射フィルムの、220~300nmの深紫外線に対する拡散反射率も上述の通り60%以上である。この拡散反射率は70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、89%以上であることがさらに好ましい。本発明において、「波長220~300nmの深紫外線に対する拡散反射率」とは、波長220~300nmの深紫外線の波長領域の各波長(1nm単位、つまり1nm毎)における拡散反射率の平均値を意味する。波長220~300nmの深紫外領域における拡散反射率は後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
 本発明の反射フィルムは、当該フィルムを構成する樹脂材料それ自体の密度(P)に対し、フィルム(気泡ないし空孔を有するフィルム)の密度(嵩密度、Q)が、Q/P=0.1~0.99となっていることが好ましく、Q/P=0.3~0.99がより好ましく、Q/P=0.5~0.99がより好ましい。なお、密度Pと密度Qの単位は同じである。本発明の反射フィルムの密度(嵩密度)は水中置換法(JIS K 7112)にて測定することができる。
 本発明の反射フィルムの製造方法について以下に説明する。
<含フッ素樹脂フィルムの発泡による反射フィルムの作製>
 図1に示す構造は、PCTFEフィルムに炭酸ガスを含侵させ、その後加熱して発泡させたフィルムである。反射フィルムを構成する樹脂材料として含フッ素樹脂を用いることにより、図1に示すように、気泡内部に微細な柱構造が多数形成された反射フィルムを得ることができる。このような特有の気泡構造の反射フィルムを得るための方法の一例を説明する。
 ここで例示する作製方法では、含フッ素樹脂フィルムに対して高圧下で不活性ガス(炭酸ガス、窒素等)を含侵させるガス封入工程と、圧力開放後に加熱して樹脂内部に気泡を生じさせる加熱発泡工程とを有する。
 ガス封入工程では、含フッ素樹脂フィルムを、好ましくは1~20MPa、より好ましくは5~10MPaの圧力条件下で、好ましくは1~100時間、より好ましくは2~24時間、不活性ガスに晒し、樹脂フィルム中に不活性ガスを封入する。このガス封入工程には、例えばオートクレーブや圧力鍋などを好適に用いることができる。
 加熱発泡工程では、気体封入工程後の含フッ素樹脂フィルムを、好ましくは120~200℃、より好ましくは130~170℃の温度条件で、好ましくは0.5~3分間、より好ましくは0.5~1分間、加熱する。この工程を経ることで、樹脂フィルムの内部に気泡もしくは空孔を有する反射フィルムを得ることができる。
 さらに、上記気体封入工程の前に、含フッ素樹脂フィルムを加熱処理(アニール処理)に付すことが好ましい。アニール工程に付してから気体封入工程へと移行することにより、その後の加熱発泡工程において、生じる気泡の内部を、図1に示すような、より微細な柱構造とすることができ、フィルム内部に樹脂部と空気部とが密に繰り返す繰り返し構造部を導入することができる。したがって、深紫外線の反射効率を効果的に高めることができ、波長220~300nmの深紫外線に対する全反射率を60%以上、拡散反射率を60%以上へと、より確実に導くことが可能となる。
 なお、上記の作製方法では、含フッ素樹脂フィルムの発泡による反射フィルムの作製について説明したが、シリコーン樹脂等の深紫外線吸収能の低い他の樹脂を用いた場合も、同様にして発泡させることにより、目的の反射性能を示す本発明の反射フィルムを得ることができる。
 上記の発泡により得られる反射フィルムにおいて、フィルム内部に形成された気泡の大きさ(図1においては略楕円形の気泡)は、上記の断面観察における厚さ方向の大きさとして、0.1~50μmとすることができ、0.5~30μmがより好ましく、1~20μmとすることも好ましい。
<含フッ素樹脂を延伸処理することによる反射フィルムの作製>
 図3に示す構造は、PCTFEフィルムにPTFE微粒子を添加し、その後延伸して空隙を生じさせたフィルムである。反射フィルムを構成する樹脂材料として含フッ素樹脂を用い、かつ深紫外線の吸収が少ない材料を微粒子として添加して延伸することにより、図3に示す様に多数の微細な空孔構造(多孔構造)を形成した反射フィルムを得ることができる。このような多孔構造を有する反射フィルムを得るための方法の一例を説明する。
 ここで例示す作成方法では、含フッ素樹脂フィルムを延伸する延伸工程を有する。
 延伸工程では、加熱雰囲気下(例えば50~120℃)において、応力が樹脂フィルムの降伏点に到達するまでは、例えば0.05~1.5m/分程度の遅い速度で延伸し、降伏点後、ネッキングが生じてからは、例えば2.0~4.0m/分程度に速度を速めて延伸する。この延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよく、得られる気泡ないし空孔の数を増やす観点から、二軸延伸であることが好ましい。
 更に、樹脂フィルムを延伸処理する際には、事前にこの樹脂と異なる成分である微粒子等を添加し、溶融混練法等により混練することが好ましい。樹脂が微粒子等を含有することによって母材である樹脂フィルムと微粒子の間に界面が生じ、その界面を起点にして延伸時に微細な気泡ないし空孔を生じさせることができる。
 添加する微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、窒化ホウ素、アルミナ、ガラスフリットなどが挙げられる。また、微粒子の添加量は、1~50質量%であることが好ましく、1~30質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることがさらに好ましい。
 上記の延伸により得られる反射フィルムにおいて、フィルム内部に形成された気泡の大きさ(図3においては略楕円形の気泡)は、上記の断面観察における厚さ方向の大きさとして、入射する紫外線の波長λ(nm)に対して0.1λ~20λであることが好ましく、0.2λ~10λであることがより好ましく、0.5λ~2λであることがさらに好ましい。例えば、上記の断面観察における厚さ方向の気泡の大きさを、20nm~6000nmとすることができ、40~3000nmとすることも好ましく、100~2000nmとすることも好ましい。
 なお、本発明の樹脂製反射フィルムは、その微小かつ複雑な構造を、正確に、一義的に表現するのが事実上困難である。そこで本発明では、構造上の特徴を発明特定事項として特定しながら、その特性や、必要により製造方法も発明特定事項とし、従来技術による物との相違を明示して発明を明確化している。
 全反射率及び拡散反射率に優れる本発明の反射フィルムは、例えば深紫外線光源用反射フィルムとして用いることにより、光源から照射される深紫外線を効率よく反射することができる。そのため、例えば、水銀灯やメタルハライドランプ、バリア放電ランプ、深紫外線LEDなどから発光された深紫外光に対し、照射対象から外れてしまった光を反射し、深紫外線をもれなく使用することが可能になる。このような光源と反射フィルムを組み合わせたユニットは、水の殺菌機器、空間殺菌機器、医療用品や生活用品、各種加工品や食品等物質の表面を殺菌するための機器(殺菌装置)等に好適に用いることができる。
 また本発明の反射フィルムは、深紫外線を高反射することで透過を防ぐことから、例えば深紫外線に暴露されるものを保護するための遮蔽用フィルムとしても用いることができる。
 本発明を以下の実施例及び比較例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[反射フィルムの調製]
 実施例1~6、及び比較例1~3の反射フィルムを、以下の方法で作製した。なお、実施例1~6及び比較例1~3の反射フィルムはいずれも、縦100mm、横33mmとし、厚さは下表に示す通りである。
(実施例1)
 ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)樹脂フィルム(商品名:ネオフロンPCTFE、ダイキン工業株式会社製)を、180℃雰囲気下で10分熱処理した。熱処理後の樹脂フィルムをオートクレーブに入れ、17℃、圧力5.2MPaの条件下で24時間処理し、樹脂フィルム中に炭酸ガスを封入した。その後樹脂フィルムをオートクレーブから取り出し、150℃で1分間加熱して樹脂フィルム中の炭酸ガスを発泡させ、厚さ0.2mmの反射フィルムを作製した。
(実施例2)
 得られる反射フィルムの厚さを0.4mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして反射フィルムを作製した。
(実施例3)
 得られる反射フィルムの厚さを0.8mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして反射フィルムを作製した。
(実施例4)
 反射フィルムの作製に用いる樹脂フィルムを、テトラフルオロエチレン-エチレン(ETFE)共重合体(商品名:ネオフロンETFE、ダイキン工業株式会社製)のフィルムに代えたこと以外は、実施例1と同様にして反射フィルムを作製した。
(実施例5)
 反射フィルムの作製に用いる樹脂フィルムを、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)共重合体(商品名:ネオフロンPFA、ダイキン工業株式会社製)のフィルムに代えたこと以外は、実施例1と同様にして反射フィルムを作製した。
(実施例6)
 PCTFE樹脂にPTFE粒子(商品名:ポリフロンPTFE、型番:M-12、粒径0.1μm、ダイキン工業株式会社製)を10質量%添加し、その複合材を0.5mm厚さのフィルム状に成型した上で延伸機(商品名:テンシロン万能試験機、型番:RTA-2.5T、株式会社オリエンテック製)に装着し、120℃雰囲気下で延伸した。延伸速度は、樹脂フィルムの降伏点を過ぎるまでは0.5m/分の速度で行い、ネッキングが開始後、延伸を中断することなく、3.0m/分の速度に移行して延伸して、厚さ0.25mmの反射材料を得た。
 実施例1~6の反射フィルムは、いずれも樹脂部と空隙部とが繰り返してなる繰り返し構造部を有しており、さらに該繰り返し構造部を構成する少なくとも1つの樹脂部の幅及び/又は少なくとも1つの空隙部の幅(nm)が、入射する紫外線の波長λ(256nm)に対して0.1λ~20λであった。
 なお、樹脂部及び空隙部の幅は、各フィルムを高真空中で凍結割断し、その断面を走査型電子顕微鏡(型番:JSM-6390LV、日本電子株式会社製)で観察して、得られたデータより幅を測定することによって確認した。
[比較例]
(比較例1)
 ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(原料商品名:UNIPET RT553C、日本ユニペット株式会社製)を、180℃雰囲気下で10分間熱処理した。熱処理後の樹脂フィルムをオートクレーブに入れ、17℃、圧力5.2MPaの条件下で24時間処理し、樹脂フィルム中に炭酸ガスを封入した。その後樹脂フィルムをオートクレーブから取り出し、220℃条件下で1分間加熱して樹脂フィルム中の炭酸ガスを発泡させ、厚さ0.5mmの反射フィルムを作製した。
(比較例2)
 反射フィルムとして、厚さが0.5mmの紫外線反射用アルミ箔(商品名:MIRO-UV、株式会社マテリアルハウス製)を使用した。
(比較例3)
 反射フィルムとして、厚さが9.8mmのポリテトラフルオロエチレン板(商品名:ポリフロンPTFE、型番:M-18、ダイキン工業株式会社製、焼結圧縮成形体)を使用した。
<樹脂材料の深紫外線光線透過率の測定>
 分光光度計(商品名:U-4100、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用い、熱処理前(発泡前)又は延伸前(空孔形成前)の各フィルムの正面から各波長の光線を照射し、照射光線量を100%とした場合のディテクターがとらえた光線量を透過率とし、波長220~300nmの深紫外領域にわたって測定した。得られたチャート(測定結果)より波長1nmごとの各透過率を読み取り、上記深紫外領域における全ての波長の透過率(81の測定値(%))の算術平均を求め、上記深紫外線の透過率とした。なお、測定する各フィルムは全て厚さ100μmとした。
<試験例1>
 得られた各反射フィルム(実施例1~6、比較例1~3)に対し、マイクロメータ―(商品名:クーラントプルーフマイクロメータ、型番:MDC-25MX、株式会社ミツトヨ製)で厚さを測定した。分光光度計(商品名:U-4100、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にΦ60標準積分球を取り付け、スペクトラロン標準反射板(Labsphere社製、白色、型番:USRS-99-010)の全反射率の値を100%とした場合の各反射フィルムの全反射率、及び上記スペクトラロン標準反射板の拡散反射率を100%とした場合の各反射フィルムの拡散反射率を、波長220~300nmの深紫外領域にわたって測定した。得られたチャート(測定結果)より波長1nmごとの各反射率を読み取り、上記深紫外領域における全反射率(81の測定値(%))の算術平均及び拡散反射率(81の測定値(%))の算術平均を求め、それぞれ「深紫外線全反射率」及び「深紫外線拡散反射率」とした。結果を下記表1に示す。
<試験例2>
 得られた反射フィルム(実施例1~6、比較例1~3)について、紫外線LED(発光波長256nm、型番:265-FL-02-G01、DOWAエレクトロニクス株式会社製)、及び紫外線照度計(商品名:紫外線照度計 UVR-300、型番:UD-250、株式会社トプコンテクノハウス製)を用いて、下記のように反射角度ごとの紫外線照度を測定した。
 図5に示すように、各反射フィルムのフィルム面の中心(重心)に対して30°(紫外線LED光源と上記フィルム面の中心とを結ぶ直線と、フィルム面の中心から伸びる垂線との角度が30°)となる位置関係で紫外線LED光源を配した。また、フィルム面の中心から伸びる垂線を軸線として、紫外線LED光源に対して線対称の位置に紫外線照度計を設置した。つまり、上記フィルム面の中心と紫外線LED光源と紫外線照度計とを結ぶ面と、上記フィルム面とは垂直に交わり、紫外線照度計と上記フィルム面の中心とを結ぶ直線と、上記垂線との角度は30°である。なお、紫外線LED及び紫外線照度計から上記フィルム面の中心までの距離はいずれも40mmとした。
 紫外線LEDを固定した状態で、紫外線照度計を、図6に示すように0°の位置から30°及び60°の位置に移動した。なお、図6は、図5に記載の反射フィルム、紫外線LED光源及び紫外線照度計を、XからYに向けて見たときの模式図であり、紫外線照度計が60°の位置に移動した状態を示す。これら0°、30°、60°の位置において紫外線照度計が検出した各紫外線照度を測定した。測定結果を下記表1に示す。
 また、照度計の角度を0°から30°、60°と移動させたときの紫外線照度の保持率を、「照度保持率(%)」として下記表1に記載した。照度保持率(%)は、下記(式2)によって求めた。角度30°及び60°のいずれにおいても照度保持率が50%以上である場合の「反射」判定を「〇」とし、それ以外(50%未満)を「反射」判定「×」とした。
 
照度保持率(%)=[30°又は60°の紫外線照度]/[0°の紫外線照度] (式2)
 
 なお、試験例1および試験例2において、厚さ、深紫外線全反射率、深紫外線拡散反射率、紫外線照度および照度保持率の測定は、各反射フィルム面内で無作為に3点(但し、端から5mm以内の個所を除く)にて行った。下記表1に記載の値は、これら3点の平均値である。
<試験例3>
 得られた反射材料(実施例1~6、比較例1~3)の曲げ加工性を、以下の評価方法によって判定した。
 各反射材料を、内径40mmの樹脂性パイプの内側に沿って曲げて設置できるかを検証した。人力で設置できた場合には「曲げ加工性」の判定を「〇」とし、人力では曲げきれずに設置できなかった場合には判定を「×」とした。結果を下記表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 表1より、PET発泡フィルムである比較例1の反射フィルムでは、PETが深紫外線を吸収してしまい、深紫外線全反射率及び深紫外線拡散反射率が著しく低い結果となった。また、アルミ箔である比較例2の反射フィルムでも、深紫外線全反射率及び深紫外線拡散反射率が低く、また照度保持率にも劣る結果となった。また、PTFEの焼結圧縮成形体である比較例3の反射フィルムは、深紫外線全反射率及び深紫外線拡散反射率は良好である。しかし、拡散反射に角度依存性があり、入射した深紫外線を多方面に満遍なく拡散反射する性能にはやや劣る結果となった。また、比較例3の反射フィルムは厚さが9.8mmと厚く、曲げ加工性にも劣っていた。
 これに対し、実施例1~6の反射フィルムは、樹脂フィルムの内部に気泡ないし空孔を生じさせることにより、薄膜状でありながら、深紫外線全反射率及び深紫外線拡散反射率がいずれも80%以上を実現したフィルムである。このような反射特性を示す樹脂製の反射フィルムは、深紫外線の拡散反射の角度依存性も低く、入射した深紫外線を多方面に満遍なく拡散反射する性能に優れていた。また、薄膜化が可能であり十分な曲げ加工性を実現できることもわかった。
 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
 本願は、2020年9月23日に日本国で特許出願された特願2020-158811に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
1 樹脂
2 気泡
3 繰り返し構造部
3-1 空隙部
3-2 樹脂部
4 柱
10 反射フィルム
11 紫外線LED光源
12 紫外線照度計

Claims (10)

  1.  互いに屈折率が異なる2種類以上の領域を有する樹脂製反射フィルムであって、前記樹脂製反射フィルムの厚さが20~5000μmであり、波長220~300nmの深紫外線に対して全反射率が60%以上、拡散反射率が60%以上である、樹脂製反射フィルム。
     
  2.  前記樹脂製反射フィルムの厚さが50~1000μmである、請求項1記載の樹脂製反射フィルム。
     
  3.  前記樹脂製反射フィルムを構成する前記の2種類以上の領域が、いずれも波長220~300nmの深紫外線に対する光線透過率が30~100%である、請求項1又は2記載の樹脂製反射フィルム。
     
  4.  前記樹脂製反射フィルムを構成する前記の2種類以上の領域のうち、少なくとも1種が気泡であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項記載の樹脂製反射フィルム。
     
  5.  前記樹脂製反射フィルムが、樹脂部(樹脂領域)と空隙部(気体領域)とが繰り返してなる繰り返し構造部を有する、請求項1~4のいずれか1項記載の樹脂製反射フィルム。
     
  6.  前記繰り返し構造部を構成する少なくとも1つの樹脂部の幅及び/又は少なくとも1つの空隙部の幅が、入射する紫外線の波長λに対して0.1λ~20λである、請求項5記載の樹脂製反射フィルム。
     
  7.  前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料が含フッ素樹脂又はシリコーン樹脂であり、該含フッ素樹脂又はシリコーン樹脂のフィルムに含侵させた不活性ガスを発泡してなる、請求項1~6のいずれか1項記載の樹脂製反射フィルム。
     
  8.  前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料が含フッ素樹脂であり、該含フッ素樹脂のフィルムを延伸して内部に気泡及び/又は空孔を形成してなる、請求項1~6のいずれか1項記載の樹脂製反射フィルム。
     
  9.  前記樹脂製反射フィルムを構成する樹脂材料の密度(P)に対する前記樹脂製反射フィルムの密度(Q)が、Q/P=0.2~0.99を満たす、請求項7又は8に記載の樹脂製反射フィルム。
     
  10.  紫外線光源と、請求項1~9のいずれか1項記載の樹脂製反射フィルムを備える殺菌装置。

     
     
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