CN105295311A - 近红外光屏蔽膜、近红外光屏蔽膜的制造方法及近红外光屏蔽组合物 - Google Patents
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Abstract
一种近红外光屏蔽膜的制造方法，包含：提供一聚对苯二甲酸乙二醇酯原料；提供一含钨氧化物纳米粒子；于180～360℃下，混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子，以获得一聚酯混合物，该聚酯混合物包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子；压延该聚酯混合物，以形成一聚酯薄板；及于60～300℃下，以1～100m/min的延伸速率，对该聚酯薄板进行双轴延伸。依照此方法可得到近红外光屏蔽膜，对于近红外光具有良好的屏蔽作用，进而达到增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果的功效。
Description
技术领域
本发明关于一种膜，特别是关于一种近红外光屏蔽膜，本发明另关于该近红外光屏蔽膜的制造方法以及一近红外光屏蔽组合物。
背景技术
按照射到地表的太阳光包含占地表辐射总能量的5％紫外光、43％可视光以及52％红外光，人们为了满足照明的需求，往往会将太阳光引入室内，来增加室内空间的照度。然而，目前所知，红外光为导致室内温度升高的主要原因。
为了符合节能减碳的环保趋势，市面上提供一现有近红外光屏蔽膜，该现有近红外光屏蔽膜具有较高可视光透射率，及较低日光透射率，因而能够保持室内明亮，且可以屏蔽会造成室内温度上升的近红外光，以抑制室内温度上升。该现有近红外光屏蔽膜的制备方法可以区分为下述三种：
其一为将金属或金属氧化物以蒸镀的方式结合于一透明树酯膜以获得。然而，其制备过程需要使用高真空及高精密度的蒸镀设备，因此提升该现有近红外光屏蔽膜的制造成本，无法提高产业应用时的通用性。
其二为利用湿式涂布法将金属氧化物或六硼化物的纳米粒子混合树酯形成一涂料，续将该涂料以狭缝型挤压、喷涂或浸渍等方式将该涂料涂布于一透明树脂膜上以获得。然而，由于该涂料及该透明树酯膜属两种不同的材料，并且使用涂布的方法结合两者容易产生黏合性不佳的问题，故，该现有近红外光屏蔽膜的耐用性不佳，容易于使用发生涂料自该透明树酯膜剥离的现象。
其三为将六硼化物微粒、氧化铟锡微粒及/或氧化锡锑微粒分散于聚碳酸酯树脂或丙烯酸树脂中，以获得一聚酯混合物，再将该聚酯混合物直接成型以获得，据此可以大幅降低加工时间及成本，该现有近红外光屏蔽膜虽具有约70％的可视光透射率，但其日光透射率仍偏高(约为50％)，因此，该现有近红外光屏蔽膜对于近红外光的屏蔽效果仍有待改善。
有鉴于此，有必要提供一种近红外光屏蔽组合物、近红外光屏蔽膜及其制造方法，该近红外光屏蔽膜具有较低的制作成本；并且，该近红外光屏蔽膜不具有界面黏合性的问题，因此可以提高其耐用度；再者，该近红外光屏蔽膜可以提高对近红外光的屏蔽性，以增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种近红外光屏蔽组合物，可以提高对红外光的屏蔽性，并且增加该近红外光屏蔽组合物的隔热效果。
本发明的又一目的是提供一种近红外光屏蔽膜，可以提高对近红外光的屏蔽性，并且增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果。
本发明的再一目的是提供一种近红外光屏蔽膜，可以降低该近红外光屏蔽膜的生产成本。
本发明的另一目的是提供一种近红外光屏蔽膜，近红外光屏蔽膜可避免两种材料之间黏合性不佳的问题，可以提高该近红外光屏蔽膜的耐用度。
本发明的又一目的是提供一种近红外光屏蔽膜的制造方法，制造得到的近红外光屏蔽膜对于近红外光的屏蔽性可以提升，并且增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果。
本发明的再一目的是提供一种近红外光屏蔽膜的制造方法，该方法可以降低隔热膜的制造成本，以获得成本较低廉的近红外光屏蔽膜。
本发明的另一目的是提供一种近红外光屏蔽膜的制造方法，所制造获得的近红外光屏蔽膜可避免两种材料之间黏合性不佳的问题，进而可以增加其耐用度。
为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段及借助该技术手段所能达到的功效包含有：
一种近红外光屏蔽组合物，包含：以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该含钨氧化物纳米粒子是选自由氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
本发明的近红外光屏蔽组合物，其中，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
一种近红外光屏蔽膜，包含：一聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯；及数个含钨氧化物纳米粒子，该数个含钨氧化物纳米粒子散布并固定于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜；其中，该近红外光屏蔽膜包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，重量为0.01～10克的该含钨氧化物散布并固定于每平方米的该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该近红外光屏蔽膜的厚度为1～1000μm。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该含钨氧化物纳米粒子是选自由氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
本发明的近红外光屏蔽膜，其中，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
一种近红外光屏蔽膜的制造方法，包含：提供一聚对苯二甲酸乙二醇酯原料；提供一含钨氧化物纳米粒子；于180～360℃下，混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子，以获得一聚酯混合物，该聚酯混合物包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子；压延或热压该聚酯混合物，以形成一聚酯薄板；及于60～300℃下，以1～100m/min的延伸速率，对该聚酯薄板进行单轴延伸或双轴延伸。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，于混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子之前，先另将一添加剂加入该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料，该添加剂是选自由抗UV剂、光稳定剂、耐候性改良剂、抗水解性改良剂、耐热性改良剂、滑性改良剂及结晶性改良剂所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该含钨氧化物纳米粒子是选自由为氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该含氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，是使用单螺杆混炼押出机或双螺杆混炼押出机，于200～320℃的温度下，以100～900rpm的螺杆转速，均匀混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，是以一铸模轮于30～100℃的温度下，压延该聚酯混合物，或于180～350℃热压该聚酯混合物。
本发明的近红外光屏蔽的制造方法，其中，进行双轴延伸的温度为80～240℃。
本发明的近红外光屏蔽组合物，借助于聚对苯二甲酸乙二醇酯之中，添加适量，且对近红外光具有良好屏蔽作用的该含钨氧化物纳米粒子，可以使该近红外光屏蔽组合物具有较佳近红外光屏蔽性，进而达到增加该近红外光屏蔽组合物的隔热效果的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜是借助对于近红外光具有良好屏蔽作用的该含钨氧化物纳米粒子，搭配适当的厚度及每平方米的该聚对苯二甲酸以二醇脂膜中分散的该含钨氧化物纳米粒子的重量，可以提高该近红外光屏蔽膜的近红外光屏蔽性，进而达到增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜，使用设置成本较低廉的混合搅拌及加热等设备，制造者不需购买昂贵的金属蒸镀设备即可制造出该近红外光屏蔽膜，进而达到降低该近红外光屏蔽膜的生产成本的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜具有并固定于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的该数个含钨氧化物纳米粒子，借助该数个含钨氧化物纳米粒子的固定，防止该近红外光屏蔽膜因不同材料的界面而发生黏合性不佳的问题，进而可以提高该近红外光屏蔽膜的耐用性的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜的制造方法所得的近红外光屏蔽膜，其中，该含钨氧化物纳米粒子对于近红外光具有良好的屏蔽作用，可提高该近红外光屏蔽膜的近红外光屏蔽性，进而达到增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜的制造方法是利用设置成本较低廉的混合搅拌及加热等设备，进而达到降低该近红外光屏蔽膜的生产成本的功效。
本发明的近红外光屏蔽膜的制造方法所制得的近红外光屏蔽膜，具有分散并固定于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的该数个含钨氧化物纳米粒子，具有提高该近红外光屏蔽膜的耐用性的功效。
附图说明
图1为本发明近红外光屏蔽膜的外观图。
图2为本发明近红外光屏蔽膜的剖视放大图。
【符号说明】
1聚对苯二甲酸乙二醇酯膜
2含钨氧化物纳米粒子
d厚度
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
本发明的近红外光屏蔽组合物，包含以重量百分比计80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，简称PET)，以及以重量百分比计0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子。其中，该含钨氧化物纳米粒子可以为氧化钨纳米粒子、钨青铜复合物纳米粒子或上述两者的组合。
该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm，较佳为10～195nm。该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨，O为氧，2.2≤x≤3；该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为元素周期表中的至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3，较佳地，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组，该钨青铜复合物纳米粒子可以为Cs0.33WO3、K0.33WO3、K0.55WO3、Na0.5WO3或Ba0.33WO3纳米粒子。于本实施例中，该氧化钨纳米粒子为WO2.72纳米粒子，该钨青铜复合物纳米粒子则为Cs0.33WO3纳米粒子。
由于该近红外光屏蔽组合物包含具有近红外光屏蔽功能的含钨氧化物纳米粒子，因此，可进一步地将该红外光屏蔽组合物制成一近红外光屏蔽膜，呈现膜状的该近红外光屏蔽膜可广泛地应用于窗户贴附材料。请参照图1及2所示，此为本发明近红外光屏蔽膜的示意图，该近红外光屏蔽膜包含一聚对苯二甲酸乙二醇酯膜1及数个含钨氧化物纳米粒子2，该数个含钨氧化物纳米粒子2分散于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜1中，该近红外光屏蔽膜包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子2。该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜具有一厚度d，较佳地，该厚度d为1～1000μm。
详言之，该含钨氧化物纳米粒子2是如上所述，可以为氧化钨纳米粒子、钨青铜复合物纳米粒子或上述两者的组合，该含钨氧化物纳米粒子2的粒径大小为1～800nm，较佳为10～195nm。该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨，O为氧，2.2≤x≤3；该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为元素周期表中的至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3，较佳地，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组，该钨青铜复合物纳米粒子可以为Cs0.33WO3、K0.33WO3、K0.55WO3、Na0.5WO3或Ba0.33WO3纳米粒子。于本实施例中，该氧化钨纳米粒子为WO2.72纳米粒子，该钨青铜复合物纳米粒子则为Cs0.33WO3纳米粒子。
本发明另包含一种近红外光屏蔽膜的制造方法，用以制造前述的红外光屏蔽膜，包含：提供一聚对苯二甲酸乙二醇酯原料；提供一含钨氧化物纳米粒子；均匀混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子，以获得一聚酯混合物，该聚酯混合物包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子；压延或热压该聚酯混合物，以形成一聚酯薄板；及对该聚酯薄板进行双轴延伸，以获得一近红外光屏蔽膜。
详言之，该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯，较佳地，于混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子之前，是先可另将一添加剂加入该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料，该添加剂可以为抗UV剂、光稳定剂、耐候性改良剂、抗水解性改良剂、耐热性改良剂、滑性改良剂、结晶性改良剂或上述的组合，详言之，该添加剂可以为苯甲酮类(Benzophenonetype)、苯并三唑类(Benzotriazoletype)、三嗪类(Triazinetype)、草酰替苯胺类(Oxanilidetype)、受阻胺光稳定剂(HinderedAmineLightStabilizer)、蜡质、硬脂酸(C17H35CO2H)的盐、酯或酰胺、铅盐、有机锡化合物或2,6-二第三丁基-4-苯甲酚等，苯甲酮类可为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(2-hyroxy-4-n-octyloxy-benzophenone)，苯并三唑类可为5-甲基-1-氢-苯并三唑(5-Methyl-1H-benzotriazole)，三嗪类可为三甲氧基-三嗪(TRIMETHOXY-S-TRIAZINE)，受阻胺光稳定剂可为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-sebacate)。本方法所使用的该含钨氧化物纳米粒子，与上述该近红外光屏蔽膜所含有的该含钨氧化物纳米粒子2相同，容不赘述。
接着，混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子，是于180～360℃下均匀混合(blending)上述二者，以获得透明的该聚酯混合物。更佳地，混合时的温度为200～340℃。可以使用单螺杆混炼押出机(singlescrewextruder)或双螺杆混炼押出机(twinscrewextruder)对该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子进行动态熔融混掺，或者，也可利用塑谱仪(Brabender)将两者混合均匀，在此并不对混合的方式多做限制。若使用双螺杆混炼押出机均匀混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子，则该螺杆的转速较佳为50～950rpm；若使用塑谱仪对上述两者进行混合时，则转速较佳为10～100rpm。于本实施例中，是使用双螺杆押出机对该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子进行动态混掺，混合时的螺杆的转速为100～900rpm，温度为240～330℃。
其中，本实施例所使用的双螺杆混炼押出机具有高剪切力，可对该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子进行粉碎(kneading)、塑化(plasticizing)、剪切(shearing)以及均质(homogenizing)分散，使上述两者均匀混合，得到良好的分散效果。
续压延或热压该聚酯混合物，以形成该聚酯薄板。该聚酯混合物可以借助一铸模轮(castingdrum)压延，获得厚度均一的该聚酯薄板，该铸模轮的温度可为30～180℃，较佳为50～150℃。于本实施例中，该聚酯混合物自该双螺杆混炼押出机押出后，借助30～100℃的铸模轮压延，获得该聚酯薄膜；或者，可以先将该聚酯混合物经该双螺杆混炼押出机押出成条状，并进一步经裁切成粒状后，再于180～350℃下进行热压以形成该聚酯薄板。
需要说明的是，本实施例所使用的该铸模轮的温度较佳是低于该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料的玻璃转移温度(Tg)，确保该聚酯混合物可以自融熔状态快速冷却，以控制该聚酯混合物内含的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料的结晶程度，因若结晶程度高，则该聚酯混合物的雾度会增加，并且当该聚酯混合物进一步制成聚酯薄板时，该聚酯薄板因质地硬脆而容易造成破裂。
之后，对该聚酯薄板进行双轴延伸或单轴延伸，以获得该近红外光屏蔽膜。可依照所欲获得的近红外光屏蔽膜的使用需求，选择双轴延伸或单轴延伸，而经一延伸方向延伸后的该近红外光屏蔽膜，于该延伸方向会具有较高的机械强度。详言之，双轴延伸或单轴延伸时的温度为60～300℃，较佳为80～280℃，延伸速率为1～100m/min。另外，双轴延伸是可以为连续式两阶段拉伸或单次同步拉伸，在此不多做限制。连续式两阶段拉伸是利用一加热滚轮纵向热压该聚酯薄板，接着，将经纵向热压后的聚酯薄板置入一热风烘箱中，横向拉伸经纵向热压后的聚酯薄板，以获得该近红外光屏蔽膜。于本实施例中，使用单次同步拉伸，将该聚酯薄板置入一双轴延伸机(BruchnerKAROⅣ)中，该双轴延伸机具有一热风循环马达，该热风循环马达的转速可以为800～3000rpm，在该热风循环马达的驱动下，于80～240℃的温度下进行延伸速率为1～100m/min的双轴延伸，使延伸倍率为1～9倍，得到该近红外光屏蔽膜，该近红外光屏蔽膜的厚度较佳为1～1000μm。
此外，较佳对该近红外光屏蔽膜进行更进一步热处理，以释放分子内部经压延及双轴延伸后所残存的内应力，使该近红外光屏蔽膜具有较低的热收缩率。热处理的温度为60～300℃，较佳为80～280℃，并且持温时间为1～120分钟。于本实施例中，热处理的温度为100～240℃，持温时间为1～60分钟。
较佳地，该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料于混合该含钨氧化物纳米粒子前，可以事先将该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料进行干燥，以去除内含的水分，避免因含水量过高而造成该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料在制成该近红外光屏蔽膜的过程中降解，可以采用循环气流干燥法、加热干燥法或真空干燥法等方式进行干燥，使该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料的含水量降至30ppm以下，在此并不限制干燥该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料的方法。举例而言，若采用循环气流干燥法，则将该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料处于110～160℃的环境下，先持温60分钟后，再升温至170～190℃并持温3～12小时；又，若采用真空干燥法，则将该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料处于120～150℃的环境下，并持温6～12小时。另外，该含钨氧化物纳米粒子亦可于混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料前，事先对该含钨氧化物纳米粒子进行干躁，使其中的含水量降低，可提升所获得的该近红外光屏蔽膜的品质，避免该近红外光屏蔽膜因水气积存，而在使用一段时间后有雾化的现象产生。
是以，由于本发明的近红外光屏蔽膜可借助设置成本不高的搅拌混合、押出及压延等装置制造而成，故，可大幅节省制造该近红外光屏蔽膜的生产成本；并且，该近红外光屏蔽膜中用以屏蔽近红外光的含钨氧化物纳米粒子均匀地分散固定于内部，因此，可以避免材料结合时界面黏合性不高的情况产生，使该近红外光屏蔽膜的使用寿命得以延长；又，本发明的近红外光屏蔽膜系使用含钨氧化物纳米粒子，在搭配适当的制造方法下，所制备而得的该近红外光屏蔽膜，其近红外光屏蔽效果可以提高。
为了证明本发明的该近红外光屏蔽膜确实具有较佳的近红外光屏蔽效果，并且，欲进一步比较具有最佳近红外光屏蔽效果的近红外光屏蔽膜，以不同的制程条件如：聚对苯二甲酸乙二醇酯原料干燥条件、含钨氧化物组成、含钨氧化物纳米粒子尺寸、成品单位面积含钨氧化物纳米粒子的重量、混合时的螺杆转速、聚酯薄板厚度、压延温度、双轴延伸温度、速率及延伸倍率等，制出不同光学及物理特性的近红外光屏蔽膜(第A1～A7组)，并以未添加该含钨氧化物纳米粒子的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料膜作为对照(第A0组)。
在与该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料混合之前，各组皆先将该含钨氧化物纳米粒子进行80℃的真空干燥12小时，并且以240～330℃的温度混合该含钨氧化物纳米粒子及该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料，而该双轴延伸机的热风循环马达转速维持在1700rpm。各组别的制程条件详如下所列：
表1：各组别的制程条件
*PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯原料
**成品单位面积含钨氧化物纳米粒子重量＝含钨氧化物纳米粒子重量(g)/该近红外光屏蔽膜面积(m2)
***成品膜厚：近红外光屏蔽膜厚度
由表1可以得知，于本试验的设计中，第A0组并未添加该含钨氧化物纳米粒子，而仅以该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料制造成膜，以下试验是以第A0组作为对照组。第A1组及A2组的实验参数皆相同，差别仅在于第A1组所制造而得的聚酯薄板并未进一步双轴延伸，因此，第A1组所制成的该聚酯模板的厚度与成品膜厚相同。另外，第A6组及第A7组操作时的螺杆转速较高，通过螺杆混合后的聚酯混合物呈现粒状，故必须使用较高温度的热压，以将粒状的该聚酯混合物热压形成该聚酯薄板。以下是将上述各组别所制得的成品，进行光学性质测试：
(A)光学性质测试
表2：光学性质测试结果
*可视光透射率及日光透射率数值系依循ISO9050规范计算
请参照表2所示，与对照组第A0组相比较，第A1～A7的可视光透射率及日光透射率皆有明显下降的情况，且日光透射率下降的幅度相较于可视光透视率来的显着。在此需要说明的是，日光大致含有52％近红外光、43％可视光及5％紫外光，故，若日光透射率的改变幅度大于可视光透射率的变化，则可以推断日光透射率的变化部分来自于近红外光的透射率改变，因此，第A0组与第A1～A7组的比较结果显示了添加该含钨氧化物纳米粒子后，所得的该近红外光屏蔽膜的红外线屏蔽效果有所提升，其中，又以第A2及A3组的该近红外光屏蔽膜具有最佳的表现，因其具有大于70％的可视光穿透率，以及低于50％的日光透射率。
再者，第A2及A3组的近红外光屏蔽膜是借助相同的实验参数所制成，差别仅在于第A2组所使用的含钨氧化物纳米粒子为粒径68nm的Cs0.33WO3，而第A3组所使用的含钨氧化物纳米粒子为粒径72nm的WO2.72，然而，于本测试中，第A2组的日光透射率为45.7％，第A3组的日光透射率却为59.1％，由此可推论，在所使用的含钨氧化物纳米粒子的尺寸相似的情况下，Cs0.33WO3纳米粒子相较于WO2.72纳米粒子对近红外光有较佳的屏蔽效果。
(B)热收缩率测试
表3：热收缩率测试结果
| 组别 | 热收缩率 |
| 第A2组 | 5％ |
| 第A3组 | 1％ |
于本测试中，是将同组别的5片尺寸为150mm×10mm的该近红外光屏蔽膜放入恒温烘箱中，于150℃的温度下烘烤，并持温30分钟后，取出并量测经烘烤后的该近红外光屏蔽膜的尺寸，并以5片样品的平均值，将烘烤后的尺寸与烘烤前的尺寸相除，得到热收缩率。由本测试的结果显示，由于第A2组并未通过双轴延伸，因此热收缩率较高。而本测试中所测试的样品，于后端应用时是须贴附于透明基材如玻璃上，若样品的热缩率过高，恐造成样品易自透明基材剥离，故，双轴延伸后所得的近红外光屏蔽膜于隔热用途中的应用性较广。
综上所述，本发明的近红外光屏蔽组合物及近红外光屏蔽膜，由于该含钨氧化物纳米粒子对于近红外光具有良好的屏蔽作用，可提高该近红外光屏蔽膜的近红外光屏蔽性，进而达到增加该近红外光屏蔽组合物及该近红外光屏蔽膜的隔热效果之功效。
此外，本发明的近红外光屏蔽膜是具有分散并固定于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜1的该数个含钨氧化物纳米粒子2，因此，该近红外光屏蔽膜不具有不同材料的界面黏合性不佳的问题，进而可提高该近红外光屏蔽膜的耐用性的功效。
再者，本发明的近红外光屏蔽膜是使用设置成本较低廉的混合搅拌及加热等设备，制造者不需购买昂贵的金属蒸镀设备即可制造出该近红外光屏蔽膜，进而达到降低该近红外光屏蔽膜的生产成本的功效。
Claims (30)
1.一种近红外光屏蔽组合物，其特征包含：
以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子选自由氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
3.根据权利要求2所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
4.根据权利要求2所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
5.根据权利要求2所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
6.根据权利要求4项所述之近红外光屏蔽组合物，其特征是，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
7.根据权利要求2所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
8.根据权利要求1～7任一项所述的近红外光屏蔽组合物，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
9.一种近红外光屏蔽膜，其特征包含：
一聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯；及数个含钨氧化物纳米粒子，该数个含钨氧化物纳米粒子散布并固定于该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜；
其中，该近红外光屏蔽膜包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯，及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子。
10.根据权利要求9所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，重量为0.01～10克的该含钨氧化物散布并固定于每平方米的该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中。
11.根据权利要求9所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该近红外光屏蔽膜的厚度为1～1000μm。
12.根据权利要求9所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子选自由氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
13.根据权利要求12所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
14.根据权利要求12所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
15.根据权利要求12所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
16.根据权利要求14所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
17.根据权利要求12所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
18.根据权利要求9～17任一项所述的近红外光屏蔽膜，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
19.一种近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征包含：
提供一聚对苯二甲酸乙二醇酯原料；
提供一含钨氧化物纳米粒子；
于180～360℃下，混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子，以获得一聚酯混合物，该聚酯混合物包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子；
压延或热压该聚酯混合物，以形成一聚酯薄板；及于60～300℃下，以1～100m/min的延伸速率，对该聚酯薄板进行双轴延伸或单轴延伸。
20.根据权利要求19所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，于混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料与该含钨氧化物纳米粒子之前，先另将一添加剂加入该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料，该添加剂是选自由抗UV剂、光稳定剂、耐候性改良剂、抗水解性改良剂、耐热性改良剂、滑性改良剂及结晶性改良剂所组成的群组。
21.根据权利要求19所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子是选自由氧化钨纳米粒子，及钨青铜复合物纳米粒子所组成的群组。
22.根据权利要求21所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WOx，其中，W为钨、O为氧，2.2≤x≤3。
23.根据权利要求21所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为AyWOz，其中，A为至少一主族元素，W为钨，O为氧，0.01≤y≤1，2.2≤z≤3。
24.根据权利要求21所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该氧化钨纳米粒子的化学式为WO2.72。
25.根据权利要求23所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，A为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)及碘(I)所组成的群组。
26.根据权利要求21所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该钨青铜复合物纳米粒子的化学式为Cs0.33WO3。
27.根据权利要求19～26任一项所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，该含钨氧化物纳米粒子的粒径大小为1～800nm。
28.根据权利要求19所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，是使用单螺杆混炼押出机或双螺杆混炼押出机，于200～320℃的温度下，以100～900rpm的螺杆转速，均匀混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子。
29.根据权利要求19所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，是以一铸模轮于30～100℃的温度下，压延该聚酯混合物，或于180～350℃热压该聚酯混合物。
30.根据权利要求19所述的近红外光屏蔽膜的制造方法，其特征是，进行单轴延伸或双轴延伸的温度为80～240℃。
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