WO2010010729A1 - 光反射体ならびにそれを用いた面光源装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち本発明は、基材層(A)と鱗片状光反射部を含む輝線防止層(B)とからなる積層フィルムを含み、下記式1により求められる反射角光量比Qが1.5~6.5であることを特徴とする光反射体である。
さらには、これを構成する基材層(A)もまた、熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、基材層(A)における該フィラー濃度が5~75重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05~1.5μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05~1.5μmの有機フィラーである樹脂フィルムであることが好ましい。これを構成する輝線防止層(B)もまた、熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、輝線防止層(B)におけるフィラー濃度が1~40重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05~20μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05~20μmの有機フィラーであることが好ましい。
熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
積層フィルムの下記式7により求められる空孔率は、15~70%であることが好ましく、積層フィルムのJIS-Z-8722に基づき求められる波長550nmにおける光線透過率は、0~2.5%であることが好ましい。
また本発明の光反射体は、照明装置の光反射用の部材として用いた場合にも、高反射率であるもののハレーションを起こしにくく有用である。
本発明の光反射体を構成する基材層(A)とは、輝線防止層(B)を支持する働きの他、輝線防止層(B)を透過した光線の殆どを同基材層(A)にて入射方向(輝線防止層(B)側)に反射して、光線の裏抜けを防止し、光反射体としての光線反射率を向上させる働きを持つものであり、結果として高輝度な内蔵式光源を実現するものである。
より具体的には金属板、金属薄膜を有するフィルム、屈曲率の異なる2種以上の樹脂を交互に多層積層してなるフィルム、内部に微細な空孔を多数有するフィルムなどが挙げられるが、中でも内部に微細な空孔を多数有する熱可塑性樹脂フィルムが好ましい。該フィルムは多数の空孔の(樹脂/空気の)界面で入射光線を効率よく反射させることができる。本発明者らは、目的とする光線の波長と略同一の大きさの微細な空孔を多数含有させることで、光線反射率の高い光反射体が得られることを既に見出している。しかしこのもの単体では拡散反射する傾向が大きく、従来技術として述べた通り、輝線改良の観点では不十分である。
本発明の基材層(A)に用いられる熱可塑性樹脂は、基材層(A)のマトリクスを形成するものであり、その種類は特に制限されない。基材フィルムに使用する熱可塑性樹脂(A)としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリメチル-1-ペンテン、エチレン-環状オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ナイロン-6、ナイロン-6,6、ナイロン-6,10、ナイロン-6,12等のポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレートやその共重合体、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ポリエステル等の熱可塑性ポリエステル系樹脂;ポリカーボネート、アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは2種以上混合して用いることもできる。
これらの中でも、光源光による色調の変化(黄変)が少なく、また耐薬品性や生産コストが優れる等の観点から、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、プロピレン系樹脂を用いることがより好ましい。
このような熱可塑性樹脂は、基材層(A)に25~95重量%で使用することが好ましく、35~90重量%で使用することがより好ましく、45~85重量%で使用することが特に好ましい。基材層(A)における熱可塑性樹脂の含有量が25重量%以上であれば、支持体としての十分な強度が得られやすくなり、積層フィルムの延伸成形時に破断しにくくなる傾向がある。また、95重量%以下であれば十分な空孔数が得られやすくなり、高い反射率を実現しやすくなる傾向がある。
本発明の基材層(A)には、主に空孔を形成する目的から、フィラーを含有させることが好ましい。基材層(A)に熱可塑性樹脂とともに用いられるフィラーとしては、各種の無機フィラー及び/又は有機フィラーを使用することができる。
無機フィラーとしては、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、焼成クレー、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、珪藻土等を例示することができる。また、上記無機フィラーに種々の表面処理剤を用いて表面処理を施した表面処理品も例示することができる。中でも重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、クレー、珪藻土、及びそれらの表面処理品を使用すれば安価で延伸時の空孔形成性がよいために好ましい。特に好ましいのは、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウムの表面処理品である。
表面処理剤としては、例えば樹脂酸、脂肪酸、有機酸、硫酸エステル型陰イオン界面活性剤、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、石油樹脂酸、これらの酸のナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩、又は、これらの脂肪酸エステル、樹脂酸エステル、ワックス、パラフィン等が好ましく、非イオン系界面活性剤、ジエン系ポリマー、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤、燐酸系カップリング剤等も好ましい。硫酸エステル型陰イオン界面活性剤としては、例えば長鎖アルコール硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、硫酸化油等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられ、スルホン酸型陰イオン界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、パラフィンスルホン酸、α-オレフィンスルホン酸、アルキルスルホコハク酸等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられる。また、脂肪酸としては、例えばカプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヘベン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸等が挙げられ、有機酸としては、例えばマレイン酸、ソルビン酸等が挙げられ、ジエン系ポリマーとしては、例えばポリブタジエン、イソプレンなどが挙げられ、非イオン系界面活性剤としてはポリエチレングリコールエステル型界面活性剤等が挙げられる。これらの表面処理剤は1種類又は2種類以上組み合わせて使用することができる。これらの表面処理剤を用いた無機フィラーの表面処理方法としては、例えば、特開平5-43815号公報、特開平5-139728号公報、特開平7-300568号公報、特開平10-176079号公報、特開平11-256144号公報、特開平11-349846号公報、特開2001-158863号公報、特開2002-220547号公報、特開2002-363443号公報などに記載の方法が使用できる。
基材層(A)には、無機フィラー又は有機フィラーの中から1種を選択してこれを単独で使用してもよいし、2種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、無機フィラーと有機フィラーを混合して使用してもよい。
後述する積層フィルムの延伸成形により、発生させる空孔サイズを調整するため、基材層(A)に用いうる上記無機フィラーの平均粒径、又は有機フィラーの平均分散粒径は、それぞれが0.05~1.5μmの範囲であることが好ましく、それぞれが0.1~1μmの範囲であることがより好ましい。平均粒径又は平均分散粒径が0.05μm以上のフィラーを用いれば、所望の空孔が得られやすくなる傾向がある。また、平均粒径又は平均分散粒径が1.5μm以下であるフィラーを用いれば、空孔サイズがより均一になり高反射率が得られやすくなる傾向がある。
本発明に用いうる有機フィラーの平均分散粒径は、例えば、有機フィラーが溶融混練により熱可塑性樹脂中に分散した状態での樹脂フィルム断面を、電子顕微鏡により分散粒子の少なくとも10個を観察して、その粒径(長径)の平均値として求めることができる。
基材層(A)を構成する主要な樹脂がプロピレン系樹脂の場合、延伸性を改良するために、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル等のプロピレン系樹脂より低融点の樹脂を3~25重量%配合してもよい。
基材層(A)には必要に応じて、蛍光増白剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線安定剤(光安定剤)、紫外線吸収剤、染料、顔料、帯電防止剤、分散剤、滑剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、可塑剤、結晶核剤などの各種公知の添加剤を配合してもよい。これらは本発明の主旨を逸脱しない範囲で配合するのが好ましい。
熱安定剤としては、立体障害フェノール系やリン系、アミン系等の安定剤を0.001~1重量%、紫外線安定剤(光安定剤)としては、立体障害アミン系やベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系などの安定剤を0.001~1重量%、無機フィラーの分散剤としては、シランカップリング剤、オレイン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸、金属石鹸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸ないしはそれらの塩等を0.01~4重量%配合してもよい。
本発明の光反射体を構成する輝線防止層(B)とは、光反射体の光反射面として最外層に位置し、基材層(A)と併せて光反射する機能を有するものであり、特に面光源(内蔵式光源)における輝線を防止する機能を有する層である。輝線防止層(B)は、内部に有する鱗片状光反射部により、各光源からの反射光の総和が反射角30°の位置にて大きくなるように光反射体を特徴づけるものである。その結果、輝線の改良された内蔵式光源を実現することができる。
輝線防止層(B)も基材層(A)と同様に、内部に微細な空孔を多数有するフィルムであることが好ましい。より具体的には熱可塑性樹脂とフィラーを含み、内部に空孔を有するものであり、該空孔が鱗片状光反射部に相当するものが好ましい。
輝線防止層(B)に含まれる鱗片状光反射部のアスペクト比は、積層フィルムの幅方向と流れ方向のいずれにおいても、2~100であることが好ましく、4~70であることがより好ましく、10~36であることが特に好ましい。ここで、幅方向のアスペクト比とは、積層フィルムの幅方向に平行な厚み方向垂直断面を電子顕微鏡で観察して、鱗片状光反射部10点について求めたアスペクト比(幅方向長さ(最大径)/厚み方向長さ(最小径))の平均値である。また、流れ方向のアスペクト比とは、積層フィルムの流れ方向に平行な厚み方向垂直断面を電子顕微鏡で観察して、鱗片状光反射部10点について求めたアスペクト比(流れ方向長さ(最大径)/厚み方向長さ(最小径))の平均値である。なお、流れ方向とは、積層フィルムがロール状または長方形である場合はフィルムの長手方向を意味し、幅方向とはそれに直交する方向を意味する。また、積層フィルムが正方形である場合は、1つの辺に平行な方向を流れ方向とし、それに直交する方向を幅方向とみなすことができる。
本発明の輝線防止層(B)には、基材層(A)に使用されるものと同様の熱可塑性樹脂を使用することができる。基材層(A)と同様に、光源光による色調の変化(黄変)が少なく、また耐薬品性や生産コストが優れる等の観点から、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、プロピレン系樹脂を用いることがより好ましい。
本発明の輝線防止層(B)には、基材層(A)に使用されるものと同様のフィラーを使用することができるが、加えて、無機フィラーとして、タルク、表面処理タルク、カオリン、表面処理カオリン、カオリナイト、ハロサイト、セリサイト、マイカ、パールマイカ等の表面処理マイカ、板状シリカ、板状アルミナ、板状炭酸カルシウム、板状二酸化チタン、板チタン酸、板状酸化鉄、板状酸化亜鉛、モンモリロナイト等のスクメタイト族、グラファイト(黒鉛)、ガラスフレーク等の鱗片状の無機フィラーが挙げられる。表面処理剤としては種々の無機塩が挙げられる。表面処理されたカオリンやマイカよりなる、所謂パール顔料としては、メルク社製やエンゲルハード社製の製品を使用することができる。
本発明の輝線防止層(B)には、鱗片状光反射部を効果的に形成するために、鱗片状の無機フィラーを用いることが好ましい。具体的には、該無機フィラーのアスペクト比(長径/短径)が1~80であるものが好ましく、1.5~55であるものがより好ましく、3~30であるものが特に好ましい。ここで、鱗片状の無機フィラーのアスペクト比は、該無機フィラーの一次粒子10点を電子顕微鏡で観察して求めた値を平均した値である。 特に、鱗片状の無機フィラーのアスペクト比を求める際、その長径、短径を厳密に観察するために、該無機フィラーを輝線防止層(B)中に分散し、次いで輝線防止層(B)を延伸して、無機フィラーを延伸方向に配向させた状態とし、次いで輝線防止層(B)の厚み方向断面を電子顕微鏡で観察して、内部の無機フィラーの長径(延伸方向での径)と短径(厚み方向での怪)を求めることが好ましい。
輝線防止層(B)に用いうる上記フィラーの配合量は、1~40重量%の範囲であることが好ましく、2~20重量%の範囲であることがより好ましい。フィラーの配合量が1重量%以上であれば、所望の鱗片状光反射部が得られやすくなる傾向がある。また、フィラーの配合量が40重量%以下であれば、空孔同士の連通がなくてより均一な形状の鱗片状光反射部を形成しやすいため、輝線をより効果的に抑えやすくなる傾向がある。
基材層(A)に用いうる上記無機フィラーの平均粒径は、0.05~20μmであることが好ましく、0.5~18μmであることがより好ましく、5~15μmであることが特に好ましい。フィラーの平均粒径が0.05μm以上であれば鱗片状光反射部が形成されやすいため、輝線をより効果的に抑えやすくなる傾向がある。15μm以下であれば、積層フィルム表面の強度が高くてキズが付きにくく、また、フィラーの脱落が起こりにくくなる傾向がある。
本発明の輝線防止層(B)には、必要により、基材層(A)に記載のその他の成分を、同様に配合してもよい。
輝線防止層(B)の肉厚は、0.5~100μmが好ましく、2~70μmがより好ましく、5~50μmが特に好ましい。肉厚が0.5μm以上であれば輝線防止効果が得られやすい傾向がある。100μm以下であれば基材層(A)の反射性能を阻害しにくいため、積層フィルムの反射率の低下を防ぎやすい傾向がある。
輝線防止層(B)の内部に設ける鱗片状光反射部は、積層フィルムを光反射体として用いる時に、輝線防止層(B)に入射する光の一部を、面方向に向かう様、調整する働きを有する。その機構は厳密には解明されていないが、現時点で以下の作用を有するものと推定している。
即ち、高いアスペクト比を有する鱗片状の光反射部は、虫眼鏡のレンズやどら焼きのような、緩やかな曲面を有する円盤形状の空孔である。該鱗片状の光反射部は、上部から(光反射体を俯瞰で)見た場合は等方、即ち円形をしていることが好ましい。
鱗片状光反射部は、外部から輝線防止層(B)に入射する光に対して、凹レンズや凹面鏡として作用する。凹レンズ表面(界面)で屈折し、また凹面鏡表面(界面)で反射することで、入射光は緩やかに面方向に向かう様に調整されるものと思われる。
結果として、各光源からの積層フィルムに斜め方向からに入射した光は、正反射(鏡面反射)するよりも若干、面方向に向きなおした状態で反射され、反射光の総計が反射角30°の位置にて大きくなるように調整することが可能となり、輝線改良効果が得られたものと推定される。
成形方法
輝線防止層(B)は、基材層(A)の片面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。
基材層(A)と輝線防止層(B)がいずれも樹脂フィルムである場合、各層の積層方法としては、2機以上の押出機を接続した多層TダイやIダイを使用して、基材層(A)および輝線防止層(B)の溶融原料をダイ内部で積層して共押出する方法、基材層(A)をいったん成形したのち、輝線防止層(B)の溶融原料を直接又は易接着層を介して押し出し、基材層(A)上に貼合(溶融ラミネート)して設ける方法、基材層(A)と輝線防止層(B)を個別に成形したのち、接着層を介して貼合(ドライラミネート)して設ける方法等が挙げられる。
本発明では詳しくは例示しないが、輝線防止層(B)をバインダー樹脂とフィラーからなる塗膜として設ける場合には、基材層(A)の上に層(B)の組成物を直接コートする方法等も挙げられる。
積層フィルムの延伸方法としては、一般的な1軸延伸や2軸延伸方法が使用できる。具体例としてはスクリュー型押出機に接続された単層又は多層のTダイやIダイから溶融樹脂押し出して得られたシートを、ロール群の周速差を利用した縦延伸で1軸延伸する方法、さらにこの後にテンターオーブンを使用した横延伸を組み合わせた逐次2軸延伸方法、上記シートをテンターオーブンを使用して横延伸で1軸延伸する方法、上記シートをテンターオーブンとリニアモーターの組み合わせにより同時2軸延伸する方法、上記シートをテンターオーブンとパンタグラフの組み合わせにより同時2軸延伸する方法、上記シートを平版(枚葉)状にカットして、パンタグラフ型延伸機にて同時2軸延伸する方法などが挙げられる。円盤形状の鱗片状光反射部を得るために、輝線防止層(B)は2軸延伸することが好ましく、等方な円盤形状とするためには各延伸軸での延伸倍率がほぼ等しいことがより好ましく、同時2軸延伸する方法がより好ましい。
延伸温度は使用する熱可塑性樹脂の融点より2~60℃低い温度、ガラス転移点より2~60℃高い温度であり、樹脂がプロピレン単独重合体(融点155~167℃)のときは95~165℃、ポリエチレンテレフタレート(ガラス転移点:約70℃)のときは100~130℃が好ましい。また、延伸速度は20~350m/分が好ましい。
得られた積層フィルムは、必要により熱処理(アニーリング処理)を行い、結晶化の促進や、積層フィルムの熱収縮率低減などを図ることもできる。
本発明の積層フィルムの密度ρは、一般に0.5~1.2g/cm3の範囲であり、空孔が多いほど密度は小さくなり空孔率は大きくなる。一般に空孔率は大きい方が表面の反射率(全光線反射率)を向上させることができる。ただし粗大な空孔が少量あっても反射率向上への効果は少ないので、理想としては微細な空孔が多量あって、空孔率が大きい場合である。また空孔率が大きすぎると積層フィルムの強度が低下し、面光源装置への据付などへのハンドリング性が悪化する。
こうして得られる本発明の積層フィルムのJIS-Z-8722に基づき、波長550nmで測定される全光線透過率Tは、0~2.5%であることが好ましく、0~2%であることがより好ましい。全光線透過率Tが2.5%以下であれば、光の裏抜けによる反射率(全光線反射率)の低下を防ぎやすいため、内蔵式面光源装置の輝度を高くしやすい傾向がある。
本発明の光反射体は、図1の様に、基材層(A)と鱗片状光反射部を含む輝線防止層(B)とからなる積層フィルムを含む点に特徴がある。本発明の光反射体は、基材層(A)の片面に輝線防止層(B)を積層した構造であってもよいし、基材層(A)の両面に輝線防止層(B)を積層した構造であってもよい。また、上記の積層フィルムにさらに別の層が付加されたものであってもよい。例えば、性能調整層(C)を、基材層(A)の輝線防止層(B)を含む面とは反対面もしくは基材層(A)と輝線防止層(B)の間に有していてもよい。すなわち本発明では、(B)/(A)、(B)/(A)/(B)、(B)/(A)/(C)、(B)/(C)/(A)、(B)/(C)/(A)/(B)、(B)/(C)/(A)/(C)、(B)/(C)/(A)/(C)/(B)などの構造を有する光反射体を例示することができる。
性能調整層(C)とは、光反射体に求められる他の要求性能、例えば曲げ弾性のような機械的強度や、寸法安定性などを付与する目的で設けるものである。基材層(A)と輝線防止層(B)の間に設ける場合は、接着強度を向上させる目的の接着層やプライマー層であっても良い。本発明の光反射体の趣旨を逸脱しない範囲で、耐熱性、防磁性、耐汚染性、導電性、隠蔽性等の性能を付与するものであっても良い。
性能調整層(C)には、基材層(A)に使用されるものと同様の熱可塑性樹脂が使用できる。また、前述のフィラーを含有してもしなくても良い。フィラーの配合量は通常0~20重量%、好ましくは0~10重量%、より好ましくは0~5重量%、特に好ましくは0~3重量%の範囲で使用できる。
性能調整層(C)の形成方法としては、上記基材層(A)と同様に、延伸成形前に多層TダイやIダイを使用して性能調整層(C)の溶融原料を共押出し、得られた積層体を延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)が2軸延伸品の場合、基材層(A)の1軸方向の延伸が終了したのち、性能調整層(C)の溶融原料を押し出し基材層(A)上に貼合し、この積層体を1軸延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)を延伸成形して得た後に性能調整層(C)の原料樹脂を直接又は易接着層を介して押し出し貼合して設ける方法、基材層(A)上に性能調整層(C)成分をコートして設ける方法等が挙げられる。
性能調整層(C)の肉厚は、1μm以上が好ましく、2~30μmがより好ましく、3~20μmが特に好ましい。1μm以上にすることによって、光反射体の機械的強度が向上し、加工適性が向上しやすくなる傾向がある。
本発明の光反射体は、各光源から斜め方向に入射した光を、鱗片状光反射部によって、正反射(入射角と反射角が等しい鏡面反射)するよりも若干、面方向に向きなおした状態で反射させて、各光源間での反射光の総和を大きくするように調整したものであると考えられる。
これを定量的に表すために、本発明の光反射体の反射光分布の指標として、上記式1で表される反射角光量比Qを用いる。反射角光量比Qは、変角光度計を用いて光反射体のS15、S30、S45の各光量値を測定した後、計算により算出することができる。変角光度計は、図4に示す様に、光源と反射点の間の距離と、反射点と受光器の間の距離を一定に保ちながら、入射角と反射角を自由に変えて光量を測定することができるようになっている。
S15、S30、S45は、光反射体から離れた位置に設置した光源から光反射体の輝線防止層(B)側に光を照射したとき、光反射体から反射角15°、30°、45°で正反射した光の光路上であって光線反射点から特定の距離だけ離れた位置で測定される光量値である。図5(a)は光源から入射角および反射角が15°で正反射した光の光路を示し、図5(b)は光源から入射角および反射角が30°で正反射した光の光路を示し、図5(c)は光源から入射角および反射角が45°で正反射した光の光路を示した図である。ここで、反射角15°で正反射したときの光線反射点R15とS15の光量測定位置P15との間の距離、反射角30°で正反射したときの光線反射点R30とS30の光量測定位置P30との間の距離、反射角45°で正反射したときの光線反射点R45とS45の光量測定位置P45との間の距離の3つは、すべて等しくなるようにする。3つの距離が等しければ、その長短は計算されるQ値に影響しない。S15、S30、S45の測定は、変角光度計を用いて行うことができる。なお、本発明において反射角とは、光源からの光が光反射体で反射したときの反射光の向きと光反射体表面の垂線とのなす角を意味する。また、本発明において入射角とは、光源からの光が光反射体に入射したときの入射光の向きと光反射体表面の垂線とのなす角を意味する。
測定して得たS15、S30、S45に基づいて、式4~6によりU15、U30、U45を求めることができる。U15、U30、U45は、それぞれ光反射体から反射角15°、30°、45°で正反射した光の光路と拡散板との交点における光量を表す。すなわち、図5のT15、T30、T45の位置における光量を示す。光は距離の2乗に比例して減衰する特性を持っているため、式4~6に示すようにS15、S30、S45にCos2θを掛けることによりU15、U30、U45を求めることができる(θは反射角)。
本発明の光反射体の反射角光量比Qは、1.5~4.0が好ましく、1.5~3.0が特に好ましい。さらに本発明の光反射体の反射角光量比Qは1.55~2.5に設定することができ、1.6~2.0に設定することができる。反射角光量比Qが1.5未満の場合は、光源の間が暗くなり輝線が発生しやすくなる。逆に反射角光量比Qが6.5を超える場合は、光源直近が暗くなり輝線が発生しやすくなる。
光の向きを一方向に整える働きを有する再帰反射性の部材としてプリズムシートや中空ビーズ塗工シートがよく知られている。設計にも因るが、これを用いる場合は反射角光量比Qが6.5を超える可能性がある。本発明の光反射体は入射するすべての光を再帰反射により整えようとするものではなく、鱗片状光反射部に掛かる光のみを穏やかに整えようとするものである。プリズムシートや中空ビーズ塗工シートであっても、表面に配置するプリズムや中空ビーズの割合を調整し、例えば相互に離間して配置し、または疎らに塗工することで、再帰反射性を調整し、反射角光量比Qを6.5以内に調整できる可能性もある。しかし本発明の光反射体はプリズムシートや中空ビーズ塗工品に比べて構造が簡便で取り扱いやすいメリットがある。またほぼ同一部材からなることで部材コストを抑え、廃棄時のリサイクル性を高めるメリットもある。
本発明の面光源装置および照明装置は、それぞれ上記の光反射体を備えた面光源装置および照明装置である。具体的な構成としては、図2に示す直下式バックライトや図3に示すサイドライト式バックライトを例示することができる。図2に示す直下式バックライトは、構造体兼光反射体の役割を果たすハウジング11、拡散板14、冷陰極ランプ15などの光源からなる。図3に示すサイドライト式バックライトは、透明なアクリル板13に網点印刷12を行った導光板、光反射体11、拡散板14、冷陰極ランプ15などの光源からなる。
本発明の面光源装置および照明装置は、2個以上の線状光源を有するものであることが好ましい。より好ましくは、2個以上の線状光源が平行に等間隔で配置されているものであり、さらに好ましくは、2個以上の同じ長さの線状光源が平行に等間隔で配置されているものである。特に好ましくは、線状光源からの光が光反射体表面にて反射角30°で正反射して至る拡散板上の地点が隣り合う線状光源から略等距離にあるものである。ここでいう略等距離とは、一方の線状光源からの距離が他方の線状光源からの距離の±10%以内であることを意味し、好ましくは±5%以内、さらに好ましくは±3%以内、特に好ましくは±1%以内である。隣り合う光源間の距離は通常20~30mm、好ましくは21~28mmである。また、光源と光反射体の距離は通常1~4mm、好ましくは1.5~3.8mmである。さらに、光反射体と拡散板の距離は通常13~21mm、好ましくは18~21mmである。
ここでいう面光源装置とは、液晶TV、液晶モニターなどの液晶表示装置用のバックライト、電飾看板用バックライトなどを指す。また、ここでいう照明装置とは、反射体を必要とする家庭用照明装置を指し、例えばシーリングライト、ダウンライト、ベースライト、キッチンライト、ブラケットライト、ペンダントライトなどを指す。本発明の光反射体は、これらの面光源装置や照明装置以外の装置や部材にも使用することができる。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(A)、(B)をそれぞれ別々の3台の押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、1台の共押しダイに供給してダイ内で組成物(A)及び組成物(B)を(B)/(A)/(B)となるように積層し、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって、積層物を得た。
この積層物を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向(流れ方向:MD)に表2に記載の倍率で延伸した。
ついでこの積層物を160℃に再加熱して、テンターを利用して横方向(幅方向:CD)に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する三層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって組成物(A)の無延伸シート(A)を得た。このシートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸して縦延伸シート(A)を得た。
表1に記載のPP2からなる組成物(C)を、押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得た縦延伸シート(A)の両面に組成物(C)を溶融押し出しして(C)/(A)/(C)となるように積層した。ついでこの積層物を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する三層構造の積層フィルム1を得た。
次に、表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(B)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって無延伸シート(B)を得た。この無延伸シート(B)を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸して縦延伸シート(B)を得た。ついでこの縦延伸シート(B)を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する2軸延伸フィルム(B)を得た。
積層フィルム1の片面に接着剤としてポリエステル系アンカーコート剤(東洋モートン社製:AD-503)を4g/m2(乾燥後固形分換算)塗布し、溶剤乾燥後に2軸延伸フィルム(B)を貼合して、(B)/(C)/(A)/(C)となるように積層し、四層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって組成物(A)の無延伸シート(A)を得た。このシートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸して縦延伸シート(A)を得た。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(B)を、押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得た縦延伸シート(A)の両面に組成物(B)を溶融押し出しして(B)/(A)/(B)となるように積層した。ついでこの積層物を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する三層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(A)、(B)をそれぞれ別々の3台の押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、1台の共押しダイに供給してダイ内で組成物(A)及び組成物(B)を(B)/(A)/(B)となるように積層し、これをシート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって、積層物を得た。
この積層物を断裁して縦100mm×横100mm角のシートを得た。このシートを2軸延伸試験装置((株)東洋精機製作所製)を用いて160℃に再加熱した後、表2に記載の倍率で同時二軸延伸し、冷風により60℃まで冷却し、耳部をトリミングして表2に記載の厚みを有する三層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって組成物(A)の無延伸シート(A)を得た。このシートを145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸して縦延伸シート(A)を得た。
表1に記載の材料を表2に記載の割合で配合した組成物(B)、(C)を、それぞれ別々の3台の押出機を用いて250℃で溶融混練し、上記で得た縦延伸シート(A)の両面に溶融押し出しして(B)/(C)/(A)/(C)となるように積層した。ついでこの積層物を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する四層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
反射角15°、30°、45°の光量:
上記の各実施例及び比較例で製造した光反射体のそれぞれについて、自動変角光度計(GP200:(株)村上色彩研究所製)を用いて、15°、30°、45°の光線照射角に対し、それぞれ15°、30°、45°の反射角(受光角)において受光した時の光量値を、それぞれ測定した。測定した光量を、それぞれS15、S30、S45とした。
測定したS15、S30、S45から式1~6によりQ1、Q2、Qを求めた。結果を表3に示す。
上記の各実施例及び比較例で製造した光反射体のそれぞれについて、成形時の流れ方向と幅方向の各アスペクト比を求めた。
流れ方向のアスペクト比は、輝線防止層(B)の流れ方向に平行な厚み方向垂直断面を走査型電子顕微鏡(SM-200:(株)トプコン製)にて1000~3000倍で観察し、任意に求めた10点の鱗片状光反射部のサイズ(最大径、最小径)を計測し、個々に求めたアスペクト比(最大径/最小径)を平均することにより求めた。結果をA1として表3に示す。
同様に幅方向のアスペクト比を、輝線防止層(B)の幅方向に平行な厚み方向垂直断面を走査型電子顕微鏡(SM-200:(株)トプコン製)にて1000~3000倍で観察し、任意に求めた10点の鱗片状光反射部のサイズ(最大径、最小径)を計測し、個々に求めたアスペクト比(最大径/最小径)の平均値として求めた。結果をA2として表3に示す。
上記の各実施例及び比較例で製造した光反射体のそれぞれについて、波長550nmにおける光線透過率を、JIS-Z8722条件d記載の方法に従い、φ150mmの積分球を装着した分光光度計(U-3310:(株)日立製作所製)を用いて測定した。結果を表3に示す。
図2に示す構造を有する17インチサイズの面光源装置の11の位置に、上記の各実施例及び比較例で製造した光反射体をそれぞれセットした。隣り合う冷陰極ランプ15間の距離は24mmとした。冷陰極ランプ15にインバーターユニット(ハリソン社製)を接続して、冷陰極ランプ15に12V,6mAの管電流を流し点灯、照射して、3時間後に以下の評価を行った。
輝度の測定には輝度計(BM-7:(株)トプコン社製)を用い、輝度計を面光源装置の法線方向に対して輝度計と面光源装置との距離が50cmの位置にて、冷陰極ランプ15に直交する方向に水平移動させながら、1mmピッチで長さ100mmの長さで輝度を測定した。得られた各点での輝度の値から「(極大値-極小値)/平均値」にて輝度ムラを求め、以下の基準で輝線の発生レベルを判断した。結果を表3に示す。
5: 輝度ムラが2.0未満であり、良好。
4: 輝度ムラが2.0以上、2.5未満であり、良好。
3: 輝度ムラが2.5以上、3.0未満であり、良好。
2: 輝度ムラが3.0以上、3.5未満であり、不良。
1: 輝度ムラが3.5以上であり、不良。
図8は、比較例3と実施例2の輝線の有無を示す写真である。比較例3では、光源の直上に輝線が認められるが、実施例2では輝線は認められない。
Claims (13)
- 基材層(A)と鱗片状光反射部を含む輝線防止層(B)とからなる積層フィルムを含み、下記式1により求められる反射角光量比Qが1.5~6.5であることを特徴とする光反射体。
- 前記鱗片状光反射部のアスペクト比が、前記積層フィルムの幅方向及び流れ方向のいずれの方向においても2~100であることを特徴とする請求項1に記載の光反射体。
- 前記積層フィルムが、熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、かつ面積延伸倍率1.3~80倍で延伸されたフィルムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光反射体。
- 前記基材層(A)が熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、前記基材層(A)における前記フィラーの含有量が5~75重量%であり、前記フィラーが平均粒径0.05~1.5μmの無機フィラー、平均分散粒径0.05~1.5μmの有機フィラー又はその両方であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の光反射体。
- 前記基材層(A)に含まれるフィラーが、表面処理された無機フィラーであることを特徴とする請求項4に記載の光反射体。
- 前記輝線防止層(B)が熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、前記輝線防止層(B)におけるフィラーの含有量が1~40重量%であり、前記フィラーが平均粒径0.05~20μmの無機フィラー、平均分散粒径0.05~20μmの有機フィラー又はその両方であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の光反射体。
- 前記輝線防止層(B)に含まれるフィラーが、アスペクト比1~80の無機フィラーであることを特徴とする請求項6に記載の光反射体。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項3~7のいずれか一項に記載の光反射体。
- 前記積層フィルムのJIS-Z-8722に基づき求められる波長550nmにおける光線透過率が0~2.5%であることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の光反射体。
- 2個以上の線状光源を有する面光源装置又は照明装置用であることを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の光反射体。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の光反射体を用いた、2個以上の線状光源を有する面光源装置。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の光反射体を用いた、2個以上の線状光源を有する照明装置。
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