JP2008233291A - 反射フィルム及び反射板 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた光反射性を有し、製造過程でメヤニが発生したり、フィルム表面にブツが生じることのない、新たな反射フィルムを提供する。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び金属石鹸系滑剤を含有してなる樹脂組成物層を有する反射フィルムであって、前記微粉状充填剤は、シリカ、アルミナ及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも1種類の不活性無機酸化物からなり、微粉状充填剤全体質量の0.5〜5質量%を占める不活性無機酸化物層を備えた微粉状充填剤であり、前記金属石鹸系滑剤は、ステアリン酸系化合物又はパルミチン酸系化合物、又はこれら両方の化合物であることを特徴とする反射フィルムを提案する。金属石鹸系滑剤を配合することにより、製造過程でメヤニが発生したり、フィルム表面にブツが生じることがないから、製品外観が良好で、延伸製膜時に破断を起こすことなく安定して生産することもできる。
【選択図】なし

Description

本発明は、反射フィルム及び反射板に関し、特に液晶表示装置、照明器具、照明看板等に使用される反射フィルム及び反射板に関する。
液晶表示装置をはじめ、投影用スクリーンや面状光源の部材、照明器具、照明看板など、多くの分野で反射板が使用されている。最近では、特に液晶表示装置の分野において装置の大型化及び表示性能の高度化が進み、少しでも多くの光を液晶に供給してバックライトユニットの性能を向上させることが求められており、そのため、反射板、特に反射板を構成する反射フィルムに対して、より一層優れた光反射性が求められるようになってきている。
この種の反射フィルムとしては、例えば芳香族ポリエステル系樹脂に酸化チタンを添加して形成された白色シートが知られている(特許文献1参照)。
また、ポリオレフィン系樹脂に微粉状充填剤を添加して形成された白色シートなども知られている(例えば特許文献2、3参照)。
特開2002−138150号公報 特許第3617535号公報 特許第3755905号公報
上記の白色シートのように微粉状充填剤を含有するシートにおいては、シートの製造過程で、押出機やTダイ等の口金内壁面に微粉状充填剤が付着して凝集堆積し、この堆積物が間欠的に溶融樹脂組成物と共に押し出されて「プレートアウト現象」が起ったり、口金リップに付着乃至堆積して「メヤニ」が発生したりすることがある。このようなプレートアウト現象による堆積物やメヤニは、フィルム表面のブツとなって製品外観を損ねたり、延伸製膜時に破断の起点となって破断トラブルを発生させる原因となる。
そこで本発明の目的は、優れた光反射性を有し、しかも製造過程でメヤニが発生したり、フィルム表面にブツが生じることのない、新たな反射フィルム及びこれを用いてなる反射板を提供することにある。
本発明は、ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び金属石鹸系滑剤を含有してなる樹脂組成物層を有する反射フィルムであって、前記微粉状充填剤は、シリカ、アルミナ及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも1種類の不活性無機酸化物からなり、微粉状充填剤全体質量の0.5〜5質量%を占める不活性無機酸化物層を備えた微粉状充填剤であり、前記金属石鹸系滑剤は、ステアリン酸系化合物又はパルミチン酸系化合物、又はこれら両方の化合物であることを特徴とする反射フィルムを提案する。
なお、一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、一般にその厚さが長さと幅のわりには小さく平らな製品をいう。また、一般的に「フィルム」とは、長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通常、ロールの形で供給されるものをいう(日本工業規格JISK6900)。しかし、シートとフィルムの境界は定かでなく、本発明において文言上両者を区別する必要がないので、本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
また、本発明において、「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きく、Yより小さい」の意を包含するものである。
本発明の反射フィルムは、ポリオレフィン系樹脂と微粉状充填剤との屈折率差による屈折散乱から優れた光反射性(「反射性」ともいう)を得ることができる。さらに、金属石鹸系滑剤を配合することにより、製造過程でメヤニが発生したり、フィルム表面にブツが生じることがないから、製品外観が良好で、延伸製膜時に破断を起こすことなく安定して生産することもできる。
よって、本発明の反射フィルムを金属板もしくは樹脂板に積層してなる反射板は、高い光反射性を実現することができ、しかも製品外観が良好で、安定して生産することができるから、特に液晶表示装置、照明器具、照明看板などに使用される反射板として好適である。
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
なお、本明細書において「主成分」と表現した場合、特に記載しない限り、当該主成分の機能を妨げない範囲で他の成分を含有することを許容する意を包含する。この際、当該主成分の含有割合を特定するものではないが、主成分(2成分以上が主成分である場合には、これらの合計量)は組成物中の50質量%以上、好ましくは70質量%以上、特に好ましくは90質量%以上(100%含む)を占めるのが通常である。
本実施形態に係る反射フィルム(以下「本反射フィルム」という)は、ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び滑剤を含有してなる樹脂組成物層Aを有する反射フィルムである。
(ベース樹脂)
樹脂組成物層Aのベース樹脂(樹脂組成物層Aの主成分をなす樹脂)としてのポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のモノオレフィン重合体、或いはこれらの共重合体などを挙げることができる。具体例としては、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリブチレン系樹脂、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂、ポリ4−メチルペンテン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。これらの樹脂は、単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。
ポリオレフィン系樹脂には、チーグラー触媒のようなマルチサイト触媒を用いて製造されたものも、メタロセン触媒のようなシングルサイト触媒を用いて製造されたものも含まれる。
また、これらのポリオレフィン系樹脂に、エチレン・プロピレンゴム等を分散複合化させたポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いることもできる。
シート状に成形する際の成形性、並びにシート状に成形した際の耐熱性等を勘案すると、上記ポリオレフィン系樹脂の中でも、エチレン−α−オレフィン共重合体等の線形低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレンーブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体等のポリプロピレン系樹脂などが好ましく、その中でもポリプロピレン系樹脂、特にポリプロピレンや、エチレン−プロピレンランダム共重合体等のエチレン−プロピレン共重合体が好ましい。
また、反射率向上の観点からすると、屈折率の小さなポリオレフィンが好ましく、屈折率が1.52未満であるポリオレフィン系樹脂を用いるのが特に好ましい。例えば、ポリプロピレン系樹脂、低密度ポリエチレン系樹脂、ポリブチレン系樹脂、ポリメチルペンテン、及び、これらの混合物や共重合体などを挙げることができ、中でも屈折率が1.50以下であるポリプロピレン系樹脂が好ましい。
ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体などのプロピレンを有する共重合体、具体的にはエチレン−プロピレンランダム共重合体等のランダムポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、プロピレン−エチレンゴムなどを挙げることができる。
ポリプロピレン系樹脂を得るための重合法としては、例えば、溶媒重合法、バルク重合法、気相重合法等の公知の方法を採用することができる。また、重合触媒としては、例えば、三塩化チタン型触媒、塩化マグネシウム担持型触媒、メタロセン系触媒等の公知の触媒を採用することができる。
ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、特に制限されるものではないが、ポリエチレン系樹脂の場合、0.2〜40g/10min(190℃、荷重2.16kg)、特に1〜20g/10min、中でも特に3〜10g/10minであるのが好ましい。ポリプロピレン系樹脂の場合には、1〜50g/10min(230℃、荷重2.16kg)、特に3〜25g/10min、中でも特に5〜15g/10minであるのが好ましい。
なお、本発明において、MFRは、ASTM D−1238に規定される方法に基づいて測定したものである。ただし、測定は、かっこ内に示した各条件で測定することを意味している。
ポリオレフィン系樹脂のMFRが小さ過ぎると、溶融成形時に押出温度を高くする必要が生じ、その結果、ポリオレフィン系樹脂自体の酸化による黄変や微粉状充填剤、特に酸化チタンの熱劣化によって反射率が低下する可能性がある。一方、ポリオレフィン系樹脂のMFRが大き過ぎると、溶融成形によるシート作製が不安定になる可能性がある。
ベース樹脂としてのポリオレフィン系樹脂として、市販製品を用いることもできる。例えば商品名「ノバテックPP」「WINTEC」「タフマーXR」(日本ポリプロ社製)、「三井ポリプロ」(三井化学社製)、「住友ノーブレン」「タフセレン」「エクセレンEPX」(住友化学社製)、「IDEMITSU PP」「IDEMITSU TPO」(出光興産社製)、「Adflex」「Adsyl」(サンアロマー社製)等のポリプロピレン系樹脂を挙げることができる。なお、これらの共重合体は、各々単独に、または2種以上を混合して使用することができる。
(微粉状充填剤)
微粉状充填剤としては、有機質微粉体、無機質微粉体等を挙げることができる。
有機質微粉体としては、木粉、パルプ粉等のセルロース系粉末や、ポリマービーズ、ポリマー中空粒子等から選ばれた少なくとも一種を挙げることができる。
無機質微粉体としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、ヒドロキシアパタイト、シリカ、マイカ、タルク、カオリン、クレー、ガラス粉、アスベスト粉、ゼオライト、珪酸白土等から選ばれた少なくとも一種を挙げることができる。
得られる反射フィルムの光反射性を勘案すれば、ベース樹脂との屈折率差が大きいものが好ましい。すなわち、無機質微粉体としては屈折率が大きいもの、基準としては1.6以上のものが好ましい。具体的には、屈折率が1.6以上である炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、または酸化チタンを用いることが好ましく、中でも屈折率が高い酸化チタンが特に好ましい。但し、長期耐久性を勘案すると、酸やアルカリに対して安定な硫酸バリウムも特に好ましい。
なお、微粉状充填剤として、前記の如く例示した無機質微粉体と有機質微粉体とを組み合わせて使用してもよい。また、異なる微粉状充填剤同士を併用することもでき、例えば、酸化チタンと他の微粉状充填剤とを併用してもよい。
酸化チタンは、他の無機質微粉体に比べて屈折率が顕著に高く、ベース樹脂との屈折率差を顕著に大きくすることができるため、他の充填剤を使用した場合よりも少ない配合量で優れた反射性を得ることができる。また、酸化チタンを用いることにより、フィルムの厚みが薄くても高い反射性を有する反射フィルムを得ることができる。
酸化チタンとしては、アナターゼ型やルチル型のような結晶型の酸化チタンが好ましく、その中でもベース樹脂との屈折率差が大きいという観点から、屈折率が2.7以上の酸化チタンが好ましい。この点で、ルチル型酸化チタンが好ましい。
従って、少なくとも酸化チタンを含む微粉状充填剤を用いるのが好ましく、この場合、酸化チタンの量は、該微粉状充填剤の合計質量の30質量%以上とするのが好ましい。
また、酸化チタンの中でも純度の高い高純度酸化チタンを用いるのが特に好ましい。ここで、高純度酸化チタンとは、可視光に対する光吸収能が小さい酸化チタン、すなわち、バナジウム、鉄、ニオブ、銅、マンガン等の着色元素の含有量が少ない酸化チタンの意であり、本発明では、ニオブ含有量が500ppm以下であり、且つバナジウム含有量が5ppm以下である酸化チタンを高純度酸化チタンと称する。
高純度酸化チタンにおいて、ニオブ含有量は500ppm以下であることが重要であり、好ましくは400ppm以下である。また、バナジウム含有量は5ppm以下であることが重要であり、好ましくは4ppm以下である。
高純度酸化チタンとしては、例えば塩素法プロセスにより製造されるものを挙げることができる。
塩素法プロセスでは、酸化チタンを主成分とするルチル鉱を1000℃程度の高温炉で塩素ガスと反応させて、先ず四塩化チタンを生成させ、次いでこの四塩化チタンを酸素で燃焼させることにより、高純度酸化チタンを得ることができる。
酸化チタンの工業的な製造方法としては硫酸法プロセスもあるが、この方法によって得られる酸化チタンには、バナジウム、鉄、銅、マンガン、ニオブ等の着色元素が多く含まれるので、可視光に対する光吸収能が大きくなる。従って、硫酸法プロセスでは高純度酸化チタンは得られ難い。
微粉状充填剤、特に酸化チタンとしては、不活性無機酸化物から形成された不活性無機酸化物層を表面に備えたものが好ましい。酸化チタンの表面を不活性無機酸化物で被覆処理することにより、酸化チタンの光触媒活性を抑制することができ、酸化チタンの光触媒作用によってフィルムが劣化するのを防ぐことができる。
不活性無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、及びジルコニアからなる群から選ばれる少なくとも1種類を用いることが好ましい。これらの不活性無機酸化物を用いれば、酸化チタンを用いた場合に発揮する高い光反射性を損なうことなくフィルムの耐光性を高めることができる。また、2種類以上の不活性無機酸化物を併用することがさらに好ましく、中でもシリカを必須とする組み合わせが特に好ましい。
不活性無機酸化物層は、酸化チタン全体質量の0.5〜5質量%、特に1〜3質量%を占めるのが好ましい。
なお、不活性無機酸化物層が酸化チタン全体質量に占める割合は、表面処理後の酸化チタンの全質量中に占める、表面処理に使用した不活性無機酸化物の全質量の割合(百分率で示す)で求められる。
さらに、無機質微粉体、特に酸化チタンは、ベース樹脂への分散性を向上させるために、有機化合物から形成された有機化合物層を表面に備えているものが好ましい。
当該有機化合物層は、例えば、シロキサン化合物、シランカップリング剤、多価アルコール、チタンカップリング剤、アルカノールアミンまたはその誘導体、及び高級脂肪酸又はその金属塩等の有機化合物などで、酸化チタンの表面或いは上記不活性無機酸化物層の表面を被覆処理するようにして形成することができる。特にシロキサン化合物、多価アルコール、およびシランカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種類の有機化合物で被覆処理表するのが好ましく、中でも特に、多価アルコール及びシランカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種類の有機化合物で被覆処理するのが好ましい。これら2種類以上の化合物を組合せて使用してもよい。
これらの有機化合物は、酸化チタン表面の水酸基と物理的吸着または化学的に反応することにより、酸化チタンの疎水性、分散性および樹脂との親和性を向上させることができる。
ここで、上記のシロキサン化合物としては、例えばジメチルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン、アルキル変性シリコーンなどを挙げることができ、これらを単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
上記のシランカップリング剤としては、例えばアルキル基、アルケニル基、アミノ基、アリール基、エポキシ基等を有するアルコキシシラン類、クロロシラン類、ポリアルコキシアルキルシロキサン類が好ましく、さらに好ましくはアミノシランカップリング剤である。具体的には、例えばn−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、n−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、n−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、n−フェニルーγ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシランカップリング剤、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルメチルジメトキシシラン、n−ブチルメチルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、tert−ブチルメチルジエトキシシラン等のアルキルシランカップリング剤を挙げることができ、これらを単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
上記の多価アルコールとしては、例えばトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリプロパノールエタン、ペンタエリスリトール、およびペンタエリトリット等を挙げることができ、中でもトリメチロールエタン、トリメチロールプロパンがさらに好ましい。これら多価アルコール化合物は、これらを単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
有機化合物層は、酸化チタン全体質量の0.01〜5質量%、特に0.05〜3質量%、中でも特に0.1〜2質量%を占めるのが好ましい。
有機化合物層が酸化チタン全体の0.01質量%以上を占めれば、酸化チタンの水分吸着を防いで酸化チタン粒子の凝集を妨げることができるので、酸化チタンの分散性を向上させることができる。酸化チタンの分散性が向上すれば、ベース樹脂と酸化チタンとの界面の面積が充分に確保されるので、フィルムに高い光反射性を付与することができる。一方、有機化合物層が酸化チタン全体の5質量%以下であれば、酸化チタン粒子の滑性が適切になり、安定した押出し及び製膜が可能になる。
有機化合物層が酸化チタン全体質量に占める割合は、表面処理後の酸化チタンの全質量中に占める、表面処理に使用した有機化合物の全質量の割合(百分率で示す)で求められる。
なお、酸化チタン以外の微粉状充填剤を用いる場合には、この微粉状充填剤は、ベース樹脂への分散性を向上させるために、微粉状充填剤の表面が、シリコン系化合物、多価アルコール系化合物、アミン系化合物、脂肪酸、脂肪酸エステル等で表面処理が施されたものを使用することもできる。
微粉状充填剤の粒径は、0.05μm〜15μmであるのが好ましく、より好ましくは0.1μm〜10μmである。微粉状充填剤の粒径が0.05μm以上であれば、ベース樹脂への分散性が良好で、均質なフィルムを得ることができる。また粒径が15μm以下であれば、ベース樹脂と微粉状充填剤との界面が緻密に形成されて、高い反射性のフィルムを得ることができる。
微粉状充填剤として酸化チタンを用いる場合には、その粒径は0.1μm〜1.0μmであるのが好ましく、0.2μm〜0.5μmであるのがさらに好ましい。酸化チタンの粒径が0.1μm以上であれば、ベース樹脂への分散性が良好で、均質なフィルムを得ることができる。また、酸化チタンの粒径が1.0μm以下であれば、ベース樹脂と酸化チタンとの界面が緻密に形成されて、反射フィルムに高い光反射性を付与することができる。
微粉状充填剤の含有量は、フィルムの光反射性、機械的物性、生産性等を考慮すると、反射フィルム全体質量に対して10〜80質量%であるのが好ましく、特に20〜70質量%であるのがさらに好ましい。微粉状充填剤の含有量が10質量%以上であれば、ベース樹脂と微粉状充填剤との界面の面積を充分に確保することができ、フィルムに対して高い光反射性を付与することができる。また、微粉状充填剤の含有量が80質量%以下であれば、フィルムに必要な機械的性質を確保することができる。
(金属石鹸系滑剤)
ポリオレフィン系樹脂に、酸化チタンなどの微粉状充填剤を含有させる場合、多量に微粉状充填剤を含有させると、反射フィルム製造時にプレートアウト現象やメヤニが発生するようになる。このプレートアウト現象による堆積物やメヤニは、フィルム製品表面のブツとなって製品外観を損ねたり、延伸製膜時にフィルム破断の起点となって破断トラブルを発生することがある。そこで、本発明は、樹脂組成物層Aに滑剤を配合することにより、プレートアウト現象やメヤニの発生を防いで安定したフィルム生産を可能としている。
本反射フィルムに用いることが可能な滑剤としては、例えばアクリル系滑剤、脂肪酸系滑剤、アルコール系滑剤、脂肪族アマイド系滑剤、エステル系滑剤、金属石鹸系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤等のいずれか、或いはこれらのうちの2種類以上を組合わせた滑剤を挙げることができる。これらの中でも金属石鹸系滑剤はメヤニおよびブツの防止の点で優れており、特に微粉状充填剤として酸化チタンを用いる場合には顕著な効果を奏する。
金属石鹸系滑剤としては、例えばステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カリウム等のステアリン酸系化合物、12−ヒドロキシステアリン酸バリウム、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム、12−ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、12−ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリン酸アルミニウム、12−ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸カリウム等の12−ヒドロキシステアリン酸系化合物、ベヘン酸バリウム、ベヘン酸カルシウム、ベヘン酸マグネシウム、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸アルミニウム、ベヘン酸ナトリウム、ベヘン酸リチウム、ベヘン酸カリウム等のベへン酸系化合物、モンタン酸バリウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸マグネシウム、モンタン酸亜鉛、モンタン酸アルミニウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸リチウム、モンタン酸カリウム等のモンタン酸系化合物、パルミチン酸亜鉛等のパルミチン酸系化合物等のいずれか、或いはこれらのうちの2種類以上の組合せからなる混合物を挙げることができる。少なくとも、ステアリン酸系化合物および/またはパルミチン酸系化合物からなる金属石鹸系滑剤が好ましい。
滑剤の含有量は、反射フィルム全体質量に対して0.05〜5質量%であるのが好ましく、特に0.1〜3質量%であるのがさらに好ましい。滑剤の含有量が0.05質量%以上であれば、押出機およびTダイ等の口金内壁面に強固な滑性皮膜が形成されるので、プレートアウト現象やメヤニの発生を防止することができる。また、滑剤の含有量が5質量%以下であれば、樹脂本来の物性を維持することができ、また、押出し工程を含む製膜工程全般にわたって悪影響を及ぼさないので好ましい。
(他の成分)
樹脂組成物層Aは、ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び滑剤の効果を損なわない範囲内で、上記のようなポリオレフィン系樹脂以外の樹脂を含有してもよい。また、ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び滑剤の効果を損なわない範囲内で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤、分散剤、紫外線吸収剤、白色顔料、蛍光増白剤、及びその他の添加剤を含有してもよい。
(樹脂組成物層Aの形態)
樹脂組成物層Aは、フィルムから形成された層であっても、また、溶融した樹脂組成物を他の層に押出或いは塗布するなどして、(フィルムを形成することなく)薄膜形成された層であってもよい。
樹脂組成物層Aがフィルムから形成される場合、そのフィルムは未延伸フィルムであっても、一軸或いは二軸延伸フィルムであってもよいが、二軸延伸フィルムであるのが好ましい。
(空隙率)
本反射フィルム、特に樹脂組成物層Aは、内部に空隙を有するのが好ましい。空隙を有していれば、ポリオレフィン系樹脂と微粉状充填剤との屈折率差による屈折散乱の他、ポリオレフィン系樹脂と空隙(空気)、微粉状充填剤と空隙(空気)との屈折率差による屈折散乱からも反射性を得ることができる。
本反射フィルム、特に樹脂組成物層Aに空隙を形成するには、例えば、微粉状充填剤を含有するフィルムを延伸すればよい。これは、延伸した時にベース樹脂と微粉状充填剤との延伸挙動が異なるからである。すなわち、ベース樹脂に適した延伸温度で延伸を行えば、マトリックスとなるベース樹脂は延伸されるが、微粉状充填剤はそのままの状態でとどまろうとするため、ベース樹脂と微粉状充填剤との界面が剥離して、空隙が形成されるのである。従って、微粉状充填剤を効果的に分散状態で含ませることによって、反射フィルム内に空隙を形成し、さらに優れた反射性をフィルムに付与することができる。
また、本反射フィルム、特に樹脂組成物層Aに発泡剤を添加して、発泡によって樹脂組成物層A中に空隙を形成することもできる。
本反射フィルム、特に樹脂組成物層Aの空隙率、すなわち樹脂組成物層A中に占める空隙の体積部分の割合は35%以下、特に25%以下、中でも特に10%以下であるのが好ましい。空隙率が35%以下であれば、フィルムの機械的強度が確保され、フィルム製造中にフィルムが破断したり、使用時に耐熱性等の耐久性が不足したりすることがない。
また、反射率向上の点を加味すると、空隙率は上記範囲内で3%以上、特に5%以上、さらに7%以上であるのがさらに好ましい。
なお、フィルムを延伸した場合の空隙率は、下記式に代入してフィルムの空隙率を求めることができる(以下同様)。
空隙率(%)={(延伸前のフィルムの密度−延伸後のフィルムの密度)/延伸前のフィルムの密度}×100
但し、上記の高純度酸化チタンを用いる場合には、フィルム内部に存在する空隙率が少ない場合においても、具体的には空隙率が上記のように35%以下、特に25%以下、中でも特に10%以下の場合においても、高い光反射性を達成することが可能となり、内部に空隙を有していなくても高反射率を稼ぐことができる。これは、酸化チタンの屈折率が高く、隠蔽力が高いという特徴が、有効に発揮されるためであると推察される。また、充填剤の使用量を少なくすることができれば、延伸により形成される空隙の数も少なくなるので、高い反射性能を維持しつつフィルムの機械的性質を向上させることができる。さらに、充填剤の使用量が多くても、延伸量を少なくして空隙を少なくすることにより、同様に機械的性質を向上させることができる。これらはフィルムの寸法安定性向上においても有利な点である。また、薄肉でも高い反射性能が確保されれば、例えば、ノート型パソコンや携帯電話等の小型、薄型の液晶ディスプレイ用の反射フィルム等として使用することができる。
[本反射フィルムの積層構成]
本反射フィルムは、ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び滑剤を含有してなる樹脂組成物層Aを備えていれば、樹脂組成物層Aからなる単層フィルムであっても、樹脂組成物層A以外の層を備えたフィルムであってもよい。
例えば、樹脂組成物層Aの裏面側、すなわち反射使用面とは反対側の面に、金属薄膜層及び保護層をこの順に積層する構成例を挙げることができる。
この際、金属薄膜層は、金属を蒸着することにより形成することができ、例えば、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって形成することができる。
蒸着金属材料としては、反射率が高い材料であれば特に制限されることなく使用することができるが、一般的には銀、アルミニウム等が好ましく、これらの中で銀が特に好ましい。
また、金属薄膜層は、金属の単層品や積層品、金属酸化物の単層品や積層品、又は、金属の単層品と金属酸化物の単層品との2層以上の積層体でもよい。
金属薄膜層の厚みは、層を形成する材料や層形成法等によっても異なるが、通常は10nm〜300nmの範囲内であることが好ましく、20nm〜200nmの範囲内であることがさらに好ましい。金属薄膜層の厚みが10nm以上であれば、充分な反射率が得られる。一方、金属薄膜層の厚みが300nm以下であれば、生産効率がよく好ましい。
なお、金属薄膜層は、予め、合成樹脂フィルム等からなる中間層に金属薄膜層を積層してなる金属薄膜積層フィルムを作製しておき、この金属薄膜積層フィルムを樹脂組成物層Aに積層させるようにしてもよい。
この際の積層の方法としては、例えば、金属薄膜積層フィルムの金属薄膜層と樹脂組成物層Aとを重ね合わせるようにしても、金属薄膜積層フィルムの中間層と樹脂組成物層Aとを重ね合わせるようにしてもよいし、その際、単に重ね合わせてもよいし、また、重ね合わせて部分的もしくは全面的に接着させるようにしてもよい。
接着方法としては、各種接着剤を用いて公知の方法により接着する方法、公知の熱接着法等を使用することができる。
本反射フィルムにおいては、熱のかからない接着方法、又は、210℃以下の温度で熱接着する方法等を採用することが、樹脂組成物層A内の空隙が保持され、高い反射率が維持されるので好ましい。
金属薄膜層を有する場合の積層構成を例示すると、例えば、樹脂組成物層A/(必要に応じて、アンカーコート層)/金属薄膜層/保護層の層構成、或いは、樹脂組成物層A/中間層/(必要に応じて、アンカーコート層)/金属薄膜層/保護層の層構成、或いは樹脂組成物層A/保護層/金属薄膜層/(必要に応じて、アンカーコート層)/中間層等の層構成が挙げられる。
但し、樹脂組成物層Aを反射使用面側(光が照射される側)に配置したり、各層間に、さらに他の層を有していてもよい。また、樹脂組成物層Aや金属薄膜層等のそれぞれの層が独立して複数の層から形成されていてもよい。
[厚み]
本反射フィルムの厚みは、特に限定するものではないが、通常は30μm〜500μmであり、実用面における取り扱い性を考慮すると50μm〜300μm程度の範囲内であるのが好ましい。
かかる厚みの反射フィルムを用いれば、例えばノート型パソコンや携帯電話等の小型、薄型の液晶ディスプレイ等にも使用することができる。
[反射率]
本反射フィルムの反射率は、反射使用面側から測定した、波長550nmの光に対するフィルム表面の反射率が96%以上であることが好ましく、97%以上であることがさらに好ましい。かかる反射率が96%以上であれば、反射フィルムは良好な反射特性を示し、この反射フィルムを組み込んだ液晶ディスプレイ等はその画面が黄色味を帯びることなく、精彩性が良好になる。
[製造方法]
以下に、本反射フィルムの製造方法について一例を挙げて説明するが、本反射フィルムの製造方法が下記製造法に何等限定されるものではない。
本反射フィルムは、例えばポリオレフィン系樹脂と微粉状充填剤と滑剤とを配合して樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を溶融して製膜し、必要に応じて延伸して反射フィルムを作製すればよい。以下、この作製方法について詳細に説明する。
先ず、ポリオレフィン系樹脂に、微粉状充填剤と滑剤、必要に応じて他の添加剤を配合して樹脂組成物を作製する。
具体的には、ポリオレフィン樹脂に微粉状充填剤と滑剤を加えて、リボンブレンダー、タンブラー、ヘンシェルミキサー等で混合した後、バンバリーミキサーや一軸又は二軸押出機等を用いて、ベース樹脂の融点以上の温度で混練することにより樹脂組成物を得る。
なお、ポリオレフィン系樹脂に対して、微粉状充填剤及び滑剤を別々のフィーダー等により所定量を添加することによっても樹脂組成物を得ることもできる。また、予め、ポリオレフィン系樹脂に微粉状充填剤と滑剤を高濃度に配合した、いわゆるマスターバッチを作っておき、このマスターバッチとポリオレフィン系樹脂を混合して所望濃度の樹脂組成物とすることもできる。
次に、このようにして得られた樹脂組成物を溶融し、フィルムを形成する。
例えば、樹脂組成物を乾燥させ、押出機に供給し、ベース樹脂の融点以上の温度に加熱して溶融する。この際、樹脂組成物を乾燥させずに押出機に供給してもよいが、乾燥させない場合には溶融押出する際に真空ベントを用いることが好ましい。
押出温度等の条件は、分解によって分子量が低下すること等を考慮して設定するのが好ましく、例えば押出し温度は170℃〜230℃の範囲が好ましい。
押出し後は、例えば、溶融した樹脂組成物をTダイのスリット状の吐出口から押出し、冷却ロ−ルに密着固化させてキャストシート(未延伸状態)を形成し、未延伸のフィルムを得る。
得られた未延伸のフィルムは、必要に応じて、少なくとも一軸方向に1.1倍以上延伸するのがよい。
延伸することにより、フィルム内部に微粉状充填剤を核とした空隙が形成され、ベース樹脂と空隙との界面、及び空隙と微粉状充填剤との界面が形成され、これらの各界面で生じる屈折散乱の効果が増えることから、フィルムの光反射性をさらに高めることができる。
延伸する際の延伸温度は、樹脂のガラス転移温度(Tg)程度から融点(Tm)以下の範囲内の温度で、具体的には、例えば40〜160℃、好ましくは60〜155℃とするのがよい。延伸温度がこの範囲であれば、延伸時にフィルムが破断することなく安定して延伸を行うことができる。
未延伸のフィルムは、二軸延伸するのがより一層好ましい。
二軸延伸することによって、空隙率がさらに高くなり、フィルムの光反射性をさらに高めることができる。また、フィルムを一軸延伸したのみでは、形成される空隙は一方向に伸びた繊維状形態にしかならないが、二軸延伸することによって、その空隙は縦横両方向に伸ばされた円盤状形態になる。すなわち、二軸延伸することによって、ベース樹脂と微粉状充填剤との界面の剥離面積が増大し、フィルムの白化が進行し、その結果、フィルムの光反射性を高めることができる。さらに、二軸延伸すると、フィルムの収縮方向に異方性がなくなるので、フィルムの耐熱性を向上させることができ、フィルムの機械的強度を増加させることもできる。
二軸延伸する際の延伸順序は特に制限するものではない。例えば、同時二軸延伸でも逐次延伸でも構わない。
また、延伸方法も特に制限されるものではない。例えば、溶融製膜した後、ロール延伸によってMD(フィルムの引取り方向)に延伸した後、テンター延伸によってTD(前記MDに直角な方向)に延伸してもよいし、また、チューブラー延伸等によって二軸延伸を行ってもよい。但し、延伸後に熱処理する場合には、テンター延伸によるのが好ましい。
一軸延伸又は二軸延伸する場合の延伸倍率は、面積倍率として7倍以上に延伸するのが好ましく、25倍以上に延伸するのがさらに好ましい。面積倍率において7倍以上に延伸することにより、フィルム内部に3%以上の空隙率を付与することができ、25倍以上に延伸することにより7%以上の空隙率を付与することができる。
さらに、得られたフィルムに耐熱性及び寸法安定性を付与するために、熱処理(熱固定処理ともいう)するのが好ましい。
熱処理温度は90〜160℃であるのが好ましく、110〜140℃であることがさらに好ましい。
また、熱処理に要する処理時間は、好ましくは1秒〜5分である。
(用途)
本反射フィルムを金属板(例えばアルミ板やステンレス板、亜鉛メッキ鋼板など)若しくは樹脂板に積層して反射板を形成することができる。この反射板は、液晶表示装置、照明器具、照明看板等に用いられる反射板として有用である。
以下に、このような反射板の製造方法について一例を挙げて説明する。
反射フィルムを金属板若しくは樹脂板に積層する方法としては、接着剤を使用する方法、接着剤を使用せずに熱融着する方法、接着性シートを介して接着する方法、押出しコーティングする方法等がある。但し、これらの方法に限定されるものではない。
例えば、金属板若しくは樹脂板(まとめて「金属板等」という)の反射フィルムを貼り合わせる側の面に、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系等の接着剤を塗布し、反射フィルムを貼り合わせることができる。この方法においては、リバースロールコーター、キスロールコーター等の一般的に使用されるコーティング設備を使用し、金属板等の表面に、乾燥後の接着剤膜厚が2μm〜4μm程度となるように接着剤を塗布する。次いで、赤外線ヒーター及び熱風加熱炉により塗布面の乾燥及び加熱を行い、金属板等の表面を所定の温度に保持しつつ、直ちにロールラミネーターを用いて、反射フィルムを被覆させ冷却すればよい。
この場合、金属板等の表面を210℃以下に保持すると、反射板の光反射性を高く維持することができる。但し、金属板等の表面温度は160℃以上に保持するのが好ましい。
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。
なお、実施例に示す測定値及び評価は以下に示すようにして行った。ここで、フィルムの引取り(流れ)方向をMD、その直交方向をTDと表示する。
(1)屈折率
樹脂の屈折率は、JIS K−7142のA法に基づいて測定した。
(2)酸化チタン中のニオブ含有量(ppm)
JIS M−8321「チタン鉱石−ニオブ定量方法」に基づいてニオブ含有量を測定した。すなわち、試料を0.5g秤取り、この試料を、融解合剤[水酸化ナトリウム:過酸化ナトリウム=1:2(質量比)]5gが入れられたニッケル製るつぼに移し入れ、かき混ぜた後、その試料の表面を2gの無水炭酸ナトリウムで覆い、るつぼ内で試料を加熱融解して融成物を形成した。この融成物を、るつぼ内に入れたままの状態で放冷した後、融成物に温水100mL及び塩酸50mLを少量ずつ加えて溶解させて、さらに水を加えて250mLにメスアップした。この溶液を、ICP発光分光装置で測定し、ニオブ含有量を求めた。ただし、測定波長は309.42nmとした。
(3)酸化チタン中のバナジウム含有量(ppm)
酸化チタンの試料を容器に0.6g秤取り、硝酸10mlを加えてマイクロウェーブ試料分解装置内で分解し、得られた溶液を25mlにメスアップして、ICP発光分光装置を用いて定量分析を行った。マイクロウェーブ試料分解装置は、アステック社製のMDS−2000型を用いて、分解操作は表1のステップに従って行った。また測定波長は311.07nmとした。
Figure 2008233291
(4)酸化チタンの平均粒径
(株)島津製作所製の型式「SS−100」の粉体比表面測定器(透過法)を用い、断面積2cm、高さ1cmの試料筒に試料3gを充填して、500mm水柱で20ccの空気透過の時間より算出した。
(5)空隙率(%)
延伸前のフィルムの密度(「未延伸フィルム密度」と表記する)と、延伸後のフィルムの密度(「延伸フィルム密度」と表記する)を測定し、下記式に代入してフィルムの空隙率を求めた。
空隙率(%)={(未延伸フィルム密度−延伸フィルム密度)/未延伸フィルム密度}×100
(6)反射率(%)
分光光度計(「U―4000」、(株)日立製作所製)に積分球を取付け、波長550nmの光に対する反射率を測定した。
なお測定前に、アルミナ白板の反射率が100%になるように光度計を設定した。
(6)メヤニ、ブツ防止性
実施例及び比較例において反射フィルムを製造した際、口金リップ部のメヤニ付着状態とフィルム表面のブツ発生状態とを観察した。そして、下記評価基準に基づいてメヤニ、ブツ防止性の評価を行った。
ただし、記号「○」、および「△」は実用レベル以上である。
(評価基準)
「○」:製造開始から8時間経過した後でも、口金リップ部にメヤニの付着は認められず、フィルム表面にブツも認められなかった。
「△」:製造開始5時間後でも口金リップ部にメヤニの付着は認められず、フィルム表面にブツも認められなかった。
「×」:製造開始3時間後で、口金リップ部全幅にわたってメヤニが認められ、フィルム表面に滴状のブツが認められた。
[実施例1]
ハロゲン化チタンを気相酸化するいわゆる塩素法プロセスにより得られたルチル型酸化チタン(平均粒径:0.28μm、ニオブ含有量:370ppm、バナジウム含有量:4ppm)の表面に、アルミナ、シリカ及びジルコニアからなる不活性無機酸化物層を形成した後、トリメチロールエタンからなる有機化合物層を形成した。
この際、不活性無機酸化物層のアルミナ、シリカ及びジルコニアの量は、酸化チタンに対してそれぞれ1質量%、0.5質量%、0.5質量%であった。
また、有機化合物層のトリメチロールエタンの量は、酸化チタンに対して0.3質量%であった。
エチレン−プロピレンランダム共重合体(MFR:7g/10分、屈折率:1.50)のペレットと、上記酸化チタンと、ステアリン酸カルシウムとを27:70:3の質量割合で混合して混合物を得た。この混合物を二軸押出機を用いてペレット化して、いわゆるマスターバッチを作製した。
このマスターバッチとエチレン−プロピレンランダム共重合体(MFR:7g/10分、屈折率:1.50)とを、80:20の質量割合で混合し、樹脂組成物を得た。その後、この樹脂組成物を、200℃に加熱された押出機に供給し、この押出機を用いて200℃で混練し、次いで、溶融状態の樹脂組成物をTダイよりシート状に押出し、冷却固化してフィルムを形成した。
得られたフィルムを、温度140℃でMDに5倍、TDに5倍に同時二軸延伸して、厚さ75μmの反射フィルムを得た。なお、このようにして得られたフィルム全体質量に対して酸化チタン及び滑剤の含有割合は、それぞれ56質量%、2.4質量%であった。
得られた反射フィルムについて、空隙率、反射率の評価を行い、その結果を表2に示す。
[実施例2]
ハロゲン化チタンを気相酸化するいわゆる塩素法プロセスにより得られたルチル型酸化チタン(平均粒径:0.28μm、ニオブ含有量:370ppm、バナジウム含有量:4ppm)の表面に、アルミナ及びシリカからなる不活性無機酸化物層を形成した後、トリメチロールエタンからなる有機化合物層を形成した。
この際、不活性無機酸化物層のアルミナ及びシリカの量は、酸化チタンに対してそれぞれ2質量%、1質量%であった。
また、有機化合物層のトリメチロールエタンの量は、酸化チタンに対して0.3質量%であった。
ポリプロピレン(MFR:10g/10分、屈折率:1.49)のペレットと、上記酸化チタンと、ステアリン酸マグネシウムとを、27:70:2.5の質量割合で混合して混合物を得た。この混合物を二軸押出機を用いてペレット化して、いわゆるマスターバッチを作製した。
このマスターバッチと前記ポリプロピレン(MFR:10g/10分、屈折率:1.49)とを、80:20の質量割合で混合し、樹脂組成物を作製した。その後、樹脂組成物を、200℃に加熱された押出機に供給し、この押出機を用いて200℃で混練し、次いで、溶融状態の樹脂組成物をTダイよりシート状に押出し、フィルムを形成した。
得られたフィルムを、温度155℃でMDに5倍、TDに5倍に同時二軸延伸して、厚さ75μmの反射フィルムを得た。なお、このようにして得られたフィルム全体質量に対して酸化チタン及び滑剤の含有割合は、それぞれ56質量%、2.0質量%であった。
得られた反射フィルムについて、空隙率、反射率の評価を行い、その結果を表2に示す。
[実施例3]
実施例1の樹脂組成物の作製において、金属石鹸系滑剤としてステアリン酸カルシウムを3質量部配合する代わりに、ステアリン酸カルシウムとパルミチン酸亜鉛をそれぞれ2質量部、1質量部の質量割合で混合して混合物を得た点を除いて、実施例1と同様に反射フィルムを作製した。なお、このようにして得られたフィルム全体質量に対して酸化チタン及び滑剤の含有割合は、それぞれ56質量%、2.4質量%であった。
得られた反射フィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。
[比較例1]
実施例1の樹脂組成物の作製において、金属石鹸系滑剤を配合することなく、エチレン−プロピレンランダム共重合体(MFR:7g/10分、屈折率:1.50)のペレットと、酸化チタンとを30:70の質量割合で混合して混合物を形成した点を除いて、実施例1と同様にして反射フィルムを得た。
得られた反射フィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。
[比較例2]
実施例1の樹脂組成物の作製において、エチレン−プロピレンランダム共重合体(MFR:7g/10分、屈折率:1.50)のペレットと、酸化チタンと、ポリエチレンワックスとを、29:70:1の質量割合で混合して混合物を形成した点を除いて、実施例1と同様にして反射フィルムを得た。
得られた反射フィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。
Figure 2008233291
表2から明らかなように、実施例1〜3の本発明の反射フィルムは、反射率が96%以上で、高い光反射性を有していることがわかった。また、メヤニ・ブツ防止性が良好で、外観の良い反射フィルムを安定して生産できることがわかった。
一方、比較例1及び比較例2の反射フィルムは、反射率が96%以上で、高い光反射性を有している反面、メヤニ・ブツ防止性が低く、外観および生産安定性の点においては、実施例1〜3の反射フィルムに劣ることが分った。

Claims (11)

  1. ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び金属石鹸系滑剤を含有してなる樹脂組成物層を有する反射フィルムであって、
    微粉状充填剤は、シリカ、アルミナ及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも1種類の不活性無機酸化物からなり、微粉状充填剤全体質量の0.5〜5質量%を占める不活性無機酸化物層を備えた微粉状充填剤であり、
    金属石鹸系滑剤は、ステアリン酸系化合物又はパルミチン酸系化合物、又はこれら両方の化合物であることを特徴とする反射フィルム。
  2. 微粉状充填剤は、ニオブ含有量が500ppm以下であり、且つバナジウム含有量が5ppm以下である高純度酸化チタンであることを特徴とする請求項1記載の反射フィルム。
  3. 微粉状充填剤は、シロキサン化合物、多価アルコール及びシランカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種類の有機化合物からなり、酸化チタン全体質量の0.01〜5質量%を占める有機化合物層を備えた酸化チタンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射フィルム。
  4. 微粉状充填剤は、平均粒径が0.1μm〜1μmの酸化チタンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の反射フィルム。
  5. 微粉状充填剤を、反射フィルムの全体質量に対して10〜80質量%含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の反射フィルム。
  6. 金属石鹸系滑剤を、反射フィルムの全体質量に対して0.05〜5質量%含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の反射フィルム。
  7. ポリオレフィン系樹脂が、ポリプロピレン又はエチレン−プロピレン共重合体、又はこれらの混合樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の反射フィルム。
  8. ポリオレフィン系樹脂、微粉状充填剤及び金属石鹸系滑剤を含有してなる樹脂組成物を、溶融し製膜して得られたフィルムを、少なくとも一軸方向に1.1倍以上延伸して得られた延伸フィルムであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の反射フィルム。
  9. 樹脂組成物層の空隙率が35%以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の反射フィルム。
  10. 波長550nmの光に対する、反射使用面側のフィルム表面の反射率が96%以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の反射フィルム。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の反射フィルムを備えた反射板。
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