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用語解説

 エチレングリコールとテレフタル酸を重縮合反応にすることによって得られる結晶性の熱可塑性ポリエステルであるPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂からなる高分子フィルムである。通常は,PET樹脂を成膜後にXYの2軸方向に延伸(2軸延伸)して分子を配向させることで結晶化させ,強度と耐熱性を持たせている。また寸法安定性,耐薬品性,光学特性などのバランスに優れることから,工業用,包装用,磁気テープ,フィルムコンデンサなど向けに幅広く使われている。

 PETフィルムの用途として近年注目されているのが,液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのFPD(フラットパネルディスプレイ)向けの機能フィルムである。例えば,液晶ディスプレイでは,偏光板の表面を守るための保護フィルム,位相差フィルムなどを積層するための剥離フィルム,ディスプレイの表面反射や映り込みを抑えるための反射防止フィルム,光源の光を効率的に導光板に入射させるためのバックライト用高反射フィルム,側面から光源を照射させるエッジライトの光を拡散させるフィルム,電磁波防止フィルム,近赤外防止フィルムなど様々な目的で使われている。

 また,自動車分野では天井材向けに採用が活発化している。天井材としては,ウレタン樹脂やフェルト,ガラス繊維強化ポリプロピレンなど多様な材料が使われているが,PETフィルムは一体成形が可能で,材料すべてをPETで統一できる技術が開発されたことから,リサイクル性に優れる面でも注目されている。

2軸延伸PETフィルムを高機能化する動きも

 2軸延伸PETフィルムは,機械的特性に優れることから工業用フィルムとして広く普及しているが,強度と伸びが二律背反の関係にあることから,強度を持たせるために伸びを犠牲にしており,成形加工面では使いにくい課題を抱えている。そこで,PET樹脂に共重合成分を導入することで分子構造の規則性を崩して伸びやすくした2軸延伸PETフィルムや2軸延伸をしない無延伸PET(A-PET)が開発されている。

 ただし,前者は耐熱性が低く傷が付きやすい,後者は強度・耐熱性・耐薬品性に劣る,といった課題がある。そこで,コンピュータシミュレーションなどを駆使して,2軸延伸PETフィルムの高機能化に取り組む動きが出てきた。例えば東レは,PETフィルムを延伸する前の分子構造を制御しておくことで,非晶性の樹脂の中に拘束部が架橋点のように存在する網目構造ができることを見い出した。こうした網目構造により非晶部を強化し,これまで二軸延伸PETでは不可能だと言われていた,強度と伸びを両立したフィルムを開発した。

供給・開発状況

2006/09/15

東レ,拡散機能と透過性能を両立させて
液晶パネルの構成フィルムを一枚に

 液晶パネルには各種のフィルムが複数使われているが,PETフィルムを改良して,一枚に集約化しようという動きが活発化してきた。例えば東レは,バックライト光を拡散・集光する機能を1枚の光学フィルムで実現する技術を開発した。これまで,拡散は拡散板,集光は集光板と3~4枚の部材を重ねて実現していた機能を,1枚のフィルムで実現できた。テレビ向けなどの大型液晶パネル用の直下型バックライト向けを狙ったフィルムで,同機能部材の厚さを1/5,重量を1/3にできる。 2007年3月に大型テレビ対応の同フィルムを出荷する予定である。

 一枚に集約化できたポイントは,PET樹脂をベースに,拡散機能を持たせるためのポリマー粒子を分散させたこと。従来,PET樹脂に拡散用のポリマー粒子を添加すると,ベース樹脂の添加ポリマーとの接合性が悪いため,フィルム成膜の延伸時に空隙が生じていた。このために,光透過性が失われていた。今回,ベースのPET樹脂との接合性の優れた新しいポリマー粒子を開発し,延伸時の空隙発生を抑えた。さらにフィルムの厚さ方向に3次元的に均一に分散させるために分量を最適化し成膜法を開発することにより,拡散性能と透過性能を両立させた。

大日本印刷,プラズマ・テレビ向けに
映り込みをなくした表面フィルムを開発

 大日本印刷は,光の映り込みをほとんどなくしたプラズマ・テレビ向け表面フィルムを開発した。反射防止用にAR(anti-reflection)処理を施した従来の表面フィルムよりも低コストで供給できるとする。2006年3月から同社岡山工場の光学フィルム製造ラインで量産を開始する。

 PETフィルムの表面に,数十μmの微細な気泡を分散させた特殊な透明樹脂を塗布し,塗布膜の表面形状を精密に制御して反射防止機能を持たせている。このフィルムをPDP前面の光学フィルタに張り合わせる。従来の反射防止フィルムでは,暗いシーンなどで画面に顔が映り込むのが分かるレベルだったが,今回のフィルムを使うとあまり感じられないほどに映り込みが低減するという。ただし映り込みは皆無ではないとする。パネルへの外光の映り込みが大幅に軽減されるため,色が白ける現象が軽減される。また黒をより黒く表現できるという。また表面が硬く,傷や汚れが付きにくい。

帝人デュポンフィルム,
オールPETの成形天井を開発


【図】試作した成形天井の断面。上側で白く光っているのが基材。中間層を挟んで灰色に見えるのが表皮材 (クリックで拡大表示)

 帝人デュポンフィルムは,PETフィルムだけから成る成形天井を開発した。すべて同材料であるため,リサイクル性に優れることから環境配慮をアピールできる。従来から,天井の表皮材にはPETを使っていたが,天井の基材には強度面と成形性からガラス繊維強化ナイロンフィルムを使うことが多かった。同社は,強度と深絞り成形性の両面で優れる新しいPETフィルムを開発することで,表皮材と基材がすべてPETから成る成形天井の開発に成功した。現在,ある自動車メーカーと共同開発を進めており,長期耐熱性や信頼性などの確認を進めている。2006年中には搭載する計画だ。

 開発した成形天井は,表皮材と中間層,基材の3層構造である。人の目や手に触れる表皮材はPETの不織布,中間層もPETの不織布とし,基材に今回開発したPETフィルムを用いた(図)。中間層のPET不織布は,融点を調整することで,基材と表皮材の融着性と吸音性を持たせたのが特徴という。 これまでの2軸延伸PETでは,結晶化によってその後の成形が困難に なるという課題があり,自動車の成形天井の場合,いわゆる深絞り成形が必要で,このレベルの加工には向かなかった。 そこで同社は,共重合などのポリマー変性を行って結晶化を抑制 し,深絞り成形性を高めることができたとしている。

 
ニュース・関連リンク

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(Tech-On!,2005年6月29日)

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(Tech-On!,2001年11月21日)