(57)【要約】【課題】可視光領域の光線反射反射性能が高く、安定して製膜することができ、面光源反射板として用いたときに光源に含まれる紫外線、による劣化が起らず、かつ紫外線吸収剤のブリードアウトが生じることがない、積層ポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】反射層および支持層からなる積層ポリエステルフィルムであって、反射層は、無機粒子２０〜６０重量％およびポリエチレンテレフタレート８０〜４０重量％からなるポリエステル組成物から構成され、無機粒子は、平均粒子径０．１〜１０μｍの硫酸バリウムの粒子（Ａ）と、平均粒子径０．００１〜０．１μｍでバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）とからなり、無機粒子における硫酸バリウムの粒子（Ａ）と無機物質の粒子（Ｂ）との重量比率Ａ／Ｂが１〜９であることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射層および支持層からなる積層ポリエステルフィルムであって、反射層は、無機粒子２０〜６０重量％およびポリエチレンテレフタレート８０〜４０重量％からなるポリエステル組成物から構成され、無機粒子は、平均粒子径０．１〜１０μｍの硫酸バリウムの粒子（Ａ）と、平均粒子径０．００１〜０．１μｍでバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）とからなり、無機粒子における硫酸バリウムの粒子（Ａ）と無機物質の粒子（Ｂ）との重量比率Ａ／Ｂが１〜９であることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
【請求項２】
ポリエチレンテレフタレートが、共重合成分を全ジカルボン酸あたり１〜１５モル％含む共重合ポリエチレンテレフタレートである、請求項１記載の積層ポリエステルフィルム。
【請求項３】
面光源反射板として用いられる、請求項１記載の積層ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ポリエステルフィルムに関し、詳しくは、面光源反射板、特に液晶表示装置のバックライトユニット等の面光源反射板として好適に用いることのできる、積層ポリエステルフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビの用途に用いられる液晶表示装置には、表示面に特に高い輝度が必要とされ、光強度の強い光源が用いられる。通常、光源から照射される光には紫外線が含まれるが、この紫外線に至近距離で曝露されることによって、反射板として用いられるフィルムは劣化し、変色したり、反射率の低下をもたらす。
この問題を解決するために、フィルムに紫外線吸収剤を配合することが知られている。
【特許文献１】特開２００１−２２６５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の方法では、特に液晶テレビで必要とされる高い輝度を得るには反射性能が不十分であったり、紫外線吸収性能が不十分であったり、フィルムから紫外線吸収剤がブリードアウトし、フィルム製造工程で工程を汚染し生産性を低下させたり、得られるフィルムから時間とともにブリードアウトして紫外線吸収性能が低下するといった問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決することを目的とし、可視光領域の光線反射反射性能が高く、安定して製膜することができ、面光源反射板として用いたときに光源に含まれる紫外線による劣化が起らず、かつ紫外線吸収剤のブリードアウトが生じることがない、積層ポリエステルフィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、反射層および支持層からなる積層ポリエステルフィルムであって、反射層は、無機粒子２０〜６０重量％およびポリエチレンテレフタレート８０〜４０重量％からなるポリエステル組成物から構成され、無機粒子は、平均粒子径０．１〜１０μｍの硫酸バリウムの粒子（Ａ）と、平均粒子径０．００１〜０．１μｍでバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）とからなり、無機粒子における硫酸バリウムの粒子（Ａ）と無機物質の粒子（Ｂ）との重量比率Ａ／Ｂが１〜９であることを特徴とする積層ポリエステルフィルムである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、可視光領域の光線反射反射性能が高く、安定して製膜することができ、面光源反射板として用いたときに光源に含まれる紫外線による劣化が起らず、かつ紫外線吸収剤のブリードアウトが生じることがない、積層ポリエステルフィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、可視光領域の光線を反射する反射層と、反射層を支持する支持層とからなる。
反射層は、無機粒子２０〜６０重量％およびポリエチレンテレフタレート８０〜４０重量％からなるポリエステル組成物から構成される。無機粒子が２０重量％未満であり、共重合ポリエチレンテレフタレートが８０重量％を超えると反射率が劣ることになり、無機粒子が６０重量％を超え、共重合ポリエチレンテレフタレートが４０重量％未満であると延伸が困難となりフィルムの製膜中に破断する。
【０００８】
［ポリエチレンテレフタレート］
反射層のポリエチレンテレフタレートは、ホモポリエチレンテレフタレートであってもよく、共重合ポリエチレンテレフタレートであってもよいが、良好な延伸性を確保するために、共重合成分を全ジカルボン酸あたり１〜１５モル％含む共重合ポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。共重合成分は、ジカルボン酸成分、ジオール成分のいずれかの成分であってもよく、両方の成分であってもよい。
【０００９】
共重合成分として用いられるジカルボン酸成分として、例えば、イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、４，４’―ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸を挙げることができる。共重合成分として用いられるジオール成分として、例えば、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールを挙げることができる。これらの共重合成分の中でも、イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸が好ましい。
【００１０】
共重合ポリエチレンテレフタレートに含まれる上記の共重合成分の割合は、全ジカルボン酸成分あたり１〜１５モル％、好ましくは３〜１４モル％、さらに好ましくは５〜１３モル％である。１モル％未満であると製膜性が劣り製膜できないことがある。他方、１５モル％を超えると熱寸法安定性に劣るフィルムとなったり、製膜できない可能性がある。
【００１１】
共重合ポリエチレンテレフタレートして、特に好ましいものは、全ジカルボン酸成分あたり１〜１５モル％のイソフタル酸および／または２，６―ナフタレンジカルボン酸を共重合成分として含む共重合ポリエチレンテレフタレートである。
【００１２】
共重合ポリエチレンテレフタレートの融点は、好ましくは２２０〜２８０℃である。融点がこの範囲であることによって、熱に対する優れた安定性、特に寸法安定性を得ることができる。
共重合ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度は、好ましくは７０〜９０℃である。
ガラス転移温度がこの範囲であることによって良好な延伸性を得ることができる。
【００１３】
［無機粒子］
［硫酸バリウムの粒子（Ａ）］
反射層に含まれる硫酸バリウムの粒子（Ａ）の平均粒子径は０．１〜１０μｍ、好ましくは０．３〜８μｍ、さらに好ましくは０．５〜５μｍである。硫酸のバリウム粒子（Ａ）の平均粒子径が０．１μｍ未満であると二次凝集しやすく、１０μｍを超えると製膜フィルターの昇圧が早く生産できない。硫酸バリウムの粒子は、その形状が板状であってもよく、球状であってもよい。
【００１４】
［バンドギャップが２．７〜３．４ｅＶである無機物質の粒子（Ｂ）］
反射層に含まれるバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）の平均粒子径は０．００１〜０．１μｍ、さらに好ましくは０．００２〜０．０８μｍ、特に好ましくは０．００４〜０．０６μｍである。この範囲の平均粒子径であることによって、フィルム中での良好な分散性と、安定した製膜性を得ることができる。０．００１μｍ未満であると二次凝集し、０．１μｍを超えると比表面積が少なくなり、紫外線吸収性能が劣ることになる。
【００１５】
無機物質の粒子（Ｂ）は、粒子を構成する物質のバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの範囲にある。この範囲のバンドギャップであることによって光源から発せられる紫外線を効率よく吸収することができ、フィルムの黄変を防止することができる。
【００１６】
バンドギャップが２．７〜３．４ｅＶである無機物質の粒子（Ｂ）として、例えば、ルチル型ＴｉＯ２、アナターゼ型ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＧａＮ、ＳｉＣの粒子を用いることができる。
【００１７】
これらの粒子は、分散性を向上させるために、ステアリン酸等の脂肪酸およびその誘導体で表面処理して用いると、フィルムの光沢度を一層向上させることができるので好ましい。
【００１８】
［粒子（Ａ）と粒子（Ｂ）との重量比率］
無機粒子における硫酸バリウムの粒子（Ａ）と無機物質の粒子（Ｂ）との重量比率Ａ／Ｂは１〜９、好ましくは３〜７である。この重量比率が１未満であると反射率が低く、９を超えると紫外線を十分に遮蔽することがでできない。
【００１９】
［製造方法］
バンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）は、ポリエステルに添加する前に、精製プロセスを用いて、粒径調整、粗大粒子除去を行うことが好ましい。精製プロセスの工業的手段としては、粉砕手段で例えばジェットミル、ボールミルを適用することができ、分級手段としては、例えば乾式もしくは湿式の遠心分離を適用することができる。なお、これらの手段は２種以上を組み合わせ、段階的に精製してもよい。
【００２０】
硫酸バリウムの粒子（Ａ）およびバンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）をポリエステルに含有させる方法としては公知の方法を用いることができる。
たとえば、ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法を用いることができ、ポリエステルに添加し溶融混練する方法も用いることができる。これらの方法において、不活性粒子を多量添加したマスターペレットを製造し、これらと添加剤を含有しないポリエステルとを混練して所定量の添加物を含有させることが好ましい。なお、ポリエステル合成時に添加する方法を用いる場合には、二酸化チタンにおいてはグリコールに分散したスラリーとして、反応系に添加することが好ましい。
【００２１】
一般的に不活性粒子は、凝集して粗大凝集粒子となることが多い。本発明では硫酸バリウムの粒子（Ａ）や、バンドギャップが２．７〜３．４ｅＶの無機物質の粒子（Ｂ）の粗大凝集粒子の個数を減らすために、製膜時のフィルターとして線径２０μｍ以下のステンレス鋼細線よりなる平均目開き１０〜１００μｍ、好ましくは平均目開き１５〜５０μｍの不織布型フィルターを用い、溶融ポリマーを濾過することが好ましい。
【００２２】
本発明における積層フィルムは、複数の層からなる積層フィルムである。例えば、反射層／支持層の２層構成であってもよく、反射層／支持層／反射層または支持層／反射層／支持層の３層構成あるいは反射層／支持／反射層／支持層の４層構成であってもよく、これらの構成を含む５層以上の構成であってもよい。反射層と支持層とは直に接していることが好ましい。
【００２３】
製膜する際に容易であること、高い輝度を得ることができることから、反射層／支持層の２層構成または支持層／反射層／支持層の３層構成が好ましく、支持層／反射層／支持層の３層構成が特に好ましい。
【００２４】
以下、本発明の積層ポリエステルフィルムを製造する方法の一例を説明する。なお、ガラス転移温度をＴｇと略記する。
ダイから溶融したポリマーをフィードブロックを用いた同時多層押出し法により、積層未延伸シートを製造する。すなわち支持層を形成するポリマーの溶融物と反射層を形成するポリマーの溶融物を、フィードブロックを用いて例えば反射層／支持層／反射層となるように積層し、ダイに展開して押出しを実施する。この時、フィードブロックで積層されたポリマーは積層された形態を維持している。マルチマニホールドダイでも製造できるが、積層フィルムの界面での密着性、製造上の簡便さからフィードブロックを用いるほうが、好ましい。
【００２５】
ダイより押出された未延伸シートは、キャスティングドラムで冷却固化され、未延伸フィルムとなる。この未延伸状フィルムをロール加熱、赤外線加熱等で加熱し、縦方向に延伸して縦延伸フィルムを得る。この延伸は２個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。延伸温度は、好ましくはポリエステルのＴｇ以上の温度とし、さらに好ましくはＴｇ〜（Ｔｇ＋７０℃）の範囲の温度とする。延伸倍率は、縦方向、縦方向と直交する方向（以下、横方向と呼ぶ）ともに、好ましくは２．５〜４．０倍、さらに好ましくは２．８〜３．９倍である。この範囲の延伸倍率とすることで、製膜中に破断することなく、厚み斑の少ないフィルムを製造することができる。
【００２６】
縦延伸後のフィルムは、続いて、横延伸、熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸の処理はポリエステルのＴｇより高い温度から始める。そして（Ｔｇ＋５℃）〜（Ｔｇ＋７０℃）まで昇温しながら行う。横延伸過程での昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよいが通常逐次的に昇温する。例えばテンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、ゾーン毎に所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。横延伸の倍率は、この用途の要求特性にもよるが、好ましくは２．５〜４．５倍、さらに好ましくは２．８〜３．９倍である。この範囲の延伸倍率とすることで、製膜中に破断することなく、厚み斑の少ないフィルムを製造することができる。
【００２７】
二軸延伸後のフィルムの厚みは、好ましくは２５〜２５０μｍ、さらに好ましくは３０〜２２０μｍ、さらに好ましくは４０〜２００μｍである。この範囲の厚みとすることで、高い反射率を備え、ハンドリングしやすいフィルムを得ることができる。
【００２８】
本発明の積層ポリエステルフィルムの反射層の表面の反射率は、波長４００〜７００ｎｍの平均反射率として９０％以上、好ましくは９２％以上、さらに好ましくは９４％以上である。この範囲の反射率を備えることによって、面光源反射板として用いたときに十分な画面の輝度を得ることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明を詳述する。
なお、各特性値は以下の方法で測定した。
【００３０】
（１）フィルム厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター（アンリツ製  Ｋ−４０２Ｂ）にて、１０点厚みを測定し、平均値をフィルムの厚みとした。
【００３１】
（２）各層の厚み
サンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたサンプルをミクロトーム（ＵＬＴＲＡＣＵＴ−Ｓ）で縦方向に平行な断面を５０ｎｍ厚の薄膜切片にした後、透過型電子顕微鏡を用いて、加速電圧１００ｋｖにて観察撮影し、写真から各層の厚みを１０箇所測定し、平均厚みを求めた。
【００３２】
（３）平均反射率
分光光度計（島津製作所製ＵＶ−３１０１ＰＣ）に積分球を取り付け、ＢａＳＯ４白板を１００％とした時の反射率を３００〜８００ｎｍにわたって測定した。２ｎｍ間隔で反射率を測定したデータから平均反射率を算出した。
【００３３】
（４）延伸性
安定に製膜できるか、下記基準で評価した。
○：１時間以上安定に製膜できる
×：１時間以内に切断が発生し、安定な製膜ができない。
【００３４】
（５）熱収縮率
８５℃に設定されたオーブン中でフィルムを無緊張状態で３０分間保持し、加熱処理前後の標点間距離を測定し、下記式により熱収縮率（８５℃熱収縮率）を算出した。
熱収縮率％＝（（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０）×１００
Ｌ０：熱処理前の標点間距離
Ｌ  ：熱処理後の標点間距離
【００３５】
（６）ガラス転移温度（Ｔｇ）、融点（Ｔｍ）
示差走査熱量測定装置（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ２１００  ＤＳＣ）を用い、昇温速度２０ｍ／分で測定した。
【００３６】
（７）平均粒子径
日立製作所製Ｓ−４７００形電界放出形走査電子顕微鏡を用いて倍率１００００倍にて、樹脂（フィルム）に添加する前の各粒子を１００個ずつ任意に測定し（楕円状の場合は（長径＋短径）／２にて求める）、平均粒子径を求めた。
【００３７】
（８）ブリードアウト
１枚のフィルムを２枚のスライドガラスに挟み込み、２００℃１５分間保持し、スライドガラス両面とフィルムの両面を目視にてブリードアウトがないか観察を行った。
○：ブリードアウトが観察されない。
×：ガラスもしくはフィルム面にブリードアウトが観察される。
【００３８】
（９）紫外線による劣化
紫外線の強いランプとしてキセノンランプ照射器（ＡＴＬＡＳ社製ＳＵＮＴＥＳＴ＋）を用い、ブラックパネル温度６０℃にて３００時間照射し、照射前の色相（Ｌ１＊、ａ１＊、ｂ１＊）と照射後の色相（Ｌ２＊、ａ２＊、ｂ２＊）を色差計（日本電色製ＳＺＳ−Σ９０  ＣＯＬＯＲ  ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ）にて測定し、下記式にてΔＥ＊を求めた。
ΔＥ＊
＝｛（Ｌ１＊−Ｌ２＊）２＋（ａ１＊−ａ２＊）２＋（ｂ１＊−ｂ２＊）２｝１／２
【００３９】
（１０）バンドギャップの測定方法
分光光度計にて、粉末状態の微粒子の吸収スペクトルを測定した。測定条件は以下のとおりとした。
測定機器：島津ＵＶ−３１０１ＰＣ
測定波長：２００〜１０００ｎｍ（１ｎｍピッチ）
受光部  ：積分球（ＢａＳＯ４）
測定方法：反射
サンプル量：１０ｇ
このとき、低エネルギー側から高エネルギー側に１ｎｍステップで波長をシフトさせ、吸収が始まる波長と吸収が終わる波長の中間点に相当する波長λｍｉｄを求め、その波長から、以下の式にてバンドギャップを求めた。
バンドギャップ（ｅＶ）=１２３９．８/λｍｉｄ (ｎｍ)
この方法で測定、算出した二酸化チタン粒子のバンドギャップは３．０２ｅＶであった。
【００４０】
［実施例１］
表１に記載の共重合ポリエチレンテレフタレートに、表１および２に記載の硫酸バリウムの粒子およびルチル型二酸化チタンの粒子とを添加し、それぞれ２８０℃に加熱された２台の押出機に供給し、反射層（Ａ層）ポリマー、支持層（Ｂ層）ポリマーをＡ層とＢ層がＢ／Ａ／Ｂ（支持層／反射層／支持層）となるような３層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度２５℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを表３に記載された延伸温度にて加熱し長手方向（縦方向）に２．８〜３．４倍延伸し、２５℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き１２０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向（横方向）に３．５〜３．７の倍率で延伸した。その後テンター内で表２の温度で熱固定を行い、表３に示す温度領域にて縦方向の弛緩、横方向の幅入れを行い、室温まで冷やして二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの特性は表４の通りであった。
【００４１】
【表１】
2009248371.tif 000002
【００４２】
【表２】
2009248371.tif 000003
【００４３】
【表３】
2009248371.tif 000004
【００４４】
【表４】
2009248371.tif 000005
【００４５】
表の略号意味は次のとおりである。
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
ＩＰＡ：イソフタル酸
ＮＤＣ：２，６−ナフタレンジカルボン酸
ＰＭＸ：ポリメチルペンテン
なお、二酸化チタンは全てルチル型結晶を用いた
【００４６】
［実施例１〜８］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。得られたフィルムの特性は表４のとおりであった。
【００４７】
［比較例１］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。得られたフィルムの特性は表４のとおりであった。ルチル型二酸化チタンの添加量が少なく、紫外線に対する耐性に劣るものであった。
【００４８】
［比較例２］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。得られたフィルムの特性は表４のとおりであった。硫酸バリウムの添加量が少なく反射率に劣るものであった。
【００４９】
［比較例３］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。共重合ポリエチレンテレフタレートを使用していないため、延伸性が低く、フィルムサンプルが作製できなかった、
［比較例４］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。硫酸バリウム、ルチル型二酸化チタンの添加量が多く、延伸性が低いため、フィルムサンプルが作製できなかった。
【００５０】
［比較例５］
比較例１と同様にフィルムを作成し、その片面にポリウレタンエマルジョン液（ＡＰ−４０  大日本インキ社製）を乾燥後の厚みで０．３μｍに塗布し、１１０℃のオーブンにて乾燥させた。さらにこの表面にユーダブルＵＶ６０１０（日本触媒社製、溶液濃度２０％状態）を用い、乾燥後の厚みが５μｍになるように１５０℃のオーブンにて乾燥させ、塗工面側から反射性能、紫外線耐性、ブリードアウトを調査した。反射性能、紫外線耐性に優れるものの、ブリードアウトが見られた。
【００５１】
［比較例６］
比較例５のユーダブルＵＶ６０１０を下記の塗液に置き換え、乾燥後の厚みを４μｍにした以外は同様にサンプル作成を行い、評価を行った。
（塗液）
ユーダブルＵＶ７１４（日本触媒社製）１０重量部
スミジュールＮ３２００（住友バイエルンウレタン社製）０．５重量部
酢酸エチル／トルエン（重量比１／１）１２重量部
の割合で混合した。
得られたサンプルの塗工面側から反射性能、紫外線耐性、ブリードアウトを調査した。反射性能、紫外線耐性に優れるものの、ブリードアウトが見られた。
【００５２】
［比較例７］
Ａ層の樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いこの層に無機微粒子として炭酸カルシウムを１４重量％、Ｂ層の樹脂としてポリエチレンテレフタレートに非相溶樹脂であるポリメチルペンテン樹脂を１０重量％、ポリエチレングリコール１重量％混合し、フィルムを作製した。結果を表４に示すが、反射率、紫外線耐性に劣る結果であった。
【００５３】
［比較例８］
表１、２および３に記載された条件をとる他は実施例１と同様にしてフィルムを作成した。得られたフィルムの特性は表４のとおりであった。ルチル型二酸化チタンの粒子径が大きいため、表面積が少なく十分に紫外線を吸収できず、紫外線に対する耐性に劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の積層ポリエステルフィルムは、可視光領域の反射率が高く、商品や店舗の宣伝に、駅の案内表示板等に使用する内照式電飾看板や液晶表示装置をはじめとした各種の反射板基材として、中でも特に平板型情報表示装置（液晶ディスプレイ等）の反射基材や太陽電池のバックシートに最適に用いることができる。