CN107107539A - 光学膜及光学膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学膜及其制造方法,所述光学膜具有可以根据温度环境对近红外光屏蔽率进行调节的热变色性,并且雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大。本发明涉及一种光学膜,其具有光学功能层,所述光学功能层至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒,其中,所述光学功能层中包含所述含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
Description
技术领域
本发明涉及近红外光屏蔽用的光学膜及其制造方法。更详细而言,涉及具有热变色性,雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大的光学膜及其制造方法。
背景技术
近年来,在市场上流通有,在汽车或建筑物等中,对由于从窗户射入的户外的光线(太阳光)的影响而产生的人肌肤感觉到的热度进行屏蔽,从而具有高隔热性或遮热性的玻璃或与玻璃贴合的膜。最近,伴随电动汽车等的普及,从提高车内的冷气设备效率的观点出发,正在积极地进行适用于玻璃的近红外光(热线)屏蔽膜的开发。
通过将近红外光屏蔽膜使用于车体或建筑物的窗玻璃,可以降低对车内的空调等冷气设备的负荷,作为节能对策是有效的方法。
作为这种近红外光屏蔽膜,公开了作为红外光吸收性物质含有ITO(锡掺杂氧化铟)等导电体的光学膜。另外,日本特开2010-222233号公报中公开了一种近红外光屏蔽膜,其含有具有红外光反射层和红外光吸收层的功能性塑料膜。
另一方面,提出了一种近红外光屏蔽膜,其具有使多数低折射率层和高折射率层交替地叠层而成的反射层叠层体,通过调整该各折射率层的层厚,选择性地对近红外光进行反射(例如参照专利文献1)。
由这种构成形成的近红外光屏蔽膜在太阳光的照度高的赤道附近的低纬度地带,通过其高的近红外光屏蔽效果,显现优选的效果。但是,在中纬度~高纬度地带的冬季期间,相反,在要尽可能使太阳光射入车内或室内从而保持室温情况下,也会一律地对入射光线进行屏蔽,因此,在冬季存在车内或室内不温暖的问题。
根据上述问题,对于近红外光屏蔽膜,对使用可以根据温度对近红外光的屏蔽或透过的光学性质进行控制的热变色材料的方法进行了研究。作为其代表的材料,可举出二氧化钒(以下,也记为“VO2”)。已知有VO2在68℃左右的温度区域发生相转移,显示热变色性。
即,通过利用了该VO2特性的光学膜,可以对高温时成为热的原因的近红光进行屏蔽,在低温环境下显现使近红外光透过的特性。由此,夏季炎热时,对近红外光进行屏蔽来抑制室内的温度上升,冬季寒冷时,可以使来自外部的光能量进入。
作为具有这种特性的VO2的具体例,公开了利用水热合成法,由钒化合物和肼或其水合物得到二氧化钒(VO2)的纳米微粒的方法(例如参照专利文献2)。另外,公开了:使利用上述水热合成法制备的VO2纳米粒子分散于透明树脂中,从而制成在树脂基材上形成VO2分散树脂层的叠层体,由此,可以提供热变色膜的方法(例如参照专利文献3。)。
但是,含VO2的微粒在形成粒子之后,进行过滤并使其干燥的情况下,判明:在其过程中,含VO2的微粒的一次粒子凝聚,容易产生块状的二次粒子。特别是一旦经过干燥工序制备而成的含VO2的微粒的二次粒子,即使进行一般的分散处理,凝聚也难以完全松解而进行一次粒子化,从而在形成的光学功能膜中作为凝聚状态的二次粒子存在。已知,这种二次粒子存在于光学功能膜中时,低温时的红外线透射性与高温时的红外线屏蔽性之差较小。
进一步判明:光学功能层中使用了水性的粘合剂的情况下,在高湿度下进行长期保存时,低温时的红外线透射性与高温时的红外线屏蔽性之差减小。
迫切期望克服如上所述的热变色膜的诸问题,具有热变色性,且温度变化时的红外线透射效果与红外线屏蔽效果的变化较大的光学膜的开发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/065679号
专利文献2:日本特开2011-178825号公报
专利文献3:日本特开2013-184091号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明是鉴于上述问题点而完成的发明,其技术问题在于,提供一种光学膜及其制造方法,所述光学膜具有能够根据使用环境的温度条件对近红外屏蔽率进行调节的热变色性,雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,在温度变化时,红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大。
解决问题的技术方案
本发明人鉴于上述技术问题进行了深入研究,结果查明:由于光学膜具有至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒(以下,也称含VO2的微粒)的光学功能层,并且所述含二氧化钒的微粒的包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下,因此,得到的光学膜具有能够根据使用温度环境对近红外光屏蔽率进行调节的热变色性,并且雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大,直至完成本发明。
即,本发明的上述技术问题通过下述的技术方案来解决。
1.一种光学膜,其具有光学功能层,所述光学功能层至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒,其中,
所述光学功能层中的所述含二氧化钒的微粒的包含一次粒子及二次粒子在内的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
2.如项1所述的光学膜,其中,
所述光学功能层中的所述含二氧化钒的微粒的一次粒子的粒子个数比例为全部粒子数的30个数%以上。
3.如项1或2所述的光学膜,其中,
所述光学功能层形成在透明基材上。
4.如项1或2所述的光学膜,其中,
所述光学功能层为兼具树脂基材功能的结构。
5.如项1~4中任一项所述的光学膜,其除所述光学功能层之外,还具有近红外光屏蔽层,所述近红外光屏蔽层具有屏蔽700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分的功能。
6.一种光学膜的制造方法,其包括形成至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒的光学功能层的工序,其中,
进行调整使得:
所述含二氧化钒的微粒的包含一次粒子及二次粒子在内的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
7.如项6所述的光学膜的制造方法,其中,
作为所述含二氧化钒的微粒,使用利用水性合成法制备的含二氧化钒的微粒。
8.如项6或7所述的光学膜的制造方法,其中,
所述疏水性粘合剂树脂是疏水性聚合物、或者是使用疏水性粘合剂树脂的单体通过固化处理工序聚合而成的树脂。
9.如项6~8中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
利用所述水性合成法,以含有含二氧化钒的微粒的水性分散液的形式制备了所述含二氧化钒的微粒,然后,所述含二氧化钒的微粒不经过干燥状态,而通过溶剂置换工序将该水性分散液制成含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
10.如项9所述的光学膜的制造方法,其中,
所述溶剂置换工序由含有含二氧化钒的微粒的分散液的浓缩工序、以及向所述浓缩工序中得到的浓缩液中添加溶剂的溶剂稀释工序构成,并且,
所述溶剂置换工序中,将所述浓缩工序及溶剂稀释工序中的处理操作反复进行2次以上,制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
11.如项10所述的光学膜的制造方法,其中,
所述含有含二氧化钒的微粒的分散液的浓缩工序中使用的浓缩方法为超滤方法。
12.如项9~11中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
通过所述溶剂置换工序制备的所述含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液在0.01~30质量%的范围内含有水。
13.如项6~12中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
制备光学功能层形成用涂布液,并将该光学功能层形成用涂布液涂布在透明基材上,进行干燥,从而形成光学功能层,所述光学功能层形成用涂布液包含:疏水性粘合剂和通过所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
14.如项6~12中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
制备光学功能层形成用胶浆,并利用溶液流延法,将该光学功能层形成用胶浆形成光学功能层,
所述光学功能层形成用胶浆包含:疏水性粘合剂和通过所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
15、如项6~14中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
除所述光学功能层之外还形成近红外光屏蔽层,所述近红外光屏蔽层具有屏蔽700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分的功能。
发明的效果
通过本发明的上述技术方案,可以提供一种光学膜及其制造方法,所述光学膜具有可以根据温度环境对近红外光屏蔽率进行调节的热变色性,并且雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大。
可以实现本发明的上述目标效果的显现机制、作用机制并不明确,但推测如下。
目前,作为制备含VO2的微粒的制造方法可举出:对利用烧成处理合成的VO2结晶块进行粉碎的方法,和通过水性合成法制得VO2分散液的方法。就粉碎VO2结晶块的方法而言,难以微粒化至数均粒径为100nm以下的尺寸,存在VO2粒子的一次粒径较大的问题。另外,就粉碎法而言,现状为:粉碎时的能量导致多个粒子较强地凝聚成二次粒子状态,通常这样的二次粒子难以基于分散处理完全一次粒子化,从而,只能得到在光学功能层中数均粒径大大超过200nm这样的膜。
作为在水相中制备含VO2的微粒的水性合成法,可举出,例如使用水热法进行合成的方法。根据水热合成法,能够合成一次粒径的数均粒径为100nm以下的微粒。
但是,目前的方法是下述方法:利用水性合成法合成的含VO2的微粒与粘合剂树脂混合形成光学功能层时,合成的含VO2的微粒经过干燥后,在混合到溶剂相的粘合剂树脂和溶剂中,从而制备涂布液,再使用其形成光学功能层。但是,已经判明:就该方法而言,含VO2的微粒在层中只能以发生数均粒径超过200nm的二次凝聚的粒子分散状态存在。由此可知,由于经过干燥工序,水性合成的含VO2的微粒的表面为亲水性从而表面能量变高,含VO2的微粒成为较强地凝聚而成的二次粒子。如上所述形成的二次粒子即使进行通常的分散处理,也难以再分散为数均粒径为200nm以下的水平。
本发明中,含二氧化钒的微粒通过水性合成法制备,且制得的含二氧化钒的微粒不经过干燥状态就通过溶剂置换工序制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液,由此能够得到包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的含二氧化钒的微粒的分散液。
使用疏水性粘合剂树脂和如上所述地制得的包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的含二氧化钒的微粒的分散液,形成光学功能层,由此,得到使用环境的温度变化时,红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大的光学膜。这是由于构成含二氧化钒的微粒表面的结晶与内部结构相比,容易因温度变化而引起转移,因此含有含二氧化钒的微粒的光学功能层由于环境的温度变化而引起红外线透过性和红外线屏蔽率的变化变大。通过将含二氧化钒的微粒的数均粒径设为200nm以下,粒子表面的面积比例升高。与此相对,推测:一次粒径超过200nm的粒子由于表面的面积比例变少,因此,即使一次粒径为200nm以下,由于发生二次凝聚,数均粒径超过200nm的强凝聚,此时,一次粒子间的表面的相互作用也会变强,温度变化时红外线透射率和红外线屏蔽率的变化幅度变小。
另一方面,判明:使用了亲水性粘合剂的情况下,在高湿度环境下长时间暴露时,出现温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化幅度较小的现象。推测:该现象是由于含二氧化钒的微粒表面由于水分而变质。对于这样的问题,认为:由于使用疏水性粘合剂,能够抑制由于上述水分引起的劣化,其结果,能够维持温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化幅度。
另外,通过水性合成法制备含二氧化钒的微粒,由此,使温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化幅度变大。就水性合成法而言,容易形成微晶,另外,认为:通过水性合成法制备的含二氧化钒的微粒与通过还原环境下的烧成法等水性合成法以外的方法合成得到的含二氧化钒的微粒相比,作为其粒子表面特征,在粒子表面容易发生转移,因此,使温度变化时红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化变大。
在含有含二氧化钒的微粒的分散液中,分散液中的水分超过30质量%时,由于高水分浓度,含二氧化钒的微粒容易被氧化,并且由于共存的疏水性粘合剂导致造膜能力低下,雾度变高。另外,水分低于0.01质量%时,使温度变化时的红外光透射率和红外光屏蔽率的变化幅度变小。认为通过在含有含二氧化钒的微粒的分散液中残留特定范围内的水分,特定范围的水分吸附于粒子表面,能够维持通过水性合成法制备的粒子的容易转移的表面特性,但低于0.01质量%时,粒子表面发生变质。
另外,认为在光学功能层中疏水性粘合剂不会如溶剂那样较强地作用于粒子表面,因此,层形成时溶剂或水分即使干燥,也不会发生变化幅度的降低。
附图说明
图1是表示本发明的光学膜的基本的构成的一个例子的概略剖面图。
图2是表示本发明的光学膜的基本的构成的其它例子的概略剖面图。
图3A是表示具有本发明的近红外光屏蔽层的光学膜的层配置的一个例子的概略剖面图。
图3B是表示具有本发明的近红外光屏蔽层的光学膜的层配置的其它一个例子的概略剖面图。
图3C是表示具有本发明的近红外光屏蔽层的光学膜的层配置的其它例子的概略剖面图。
图4是表示可使用于本发明的溶剂置换处理装置的一个例子的概略工序图。
标记说明
1 光学膜
2 透明基材
3 光学功能层
2+3 混合光学功能层
4 近红外光屏蔽层
10 溶剂置换处理装置
11 制备釜
12 含有含二氧化钒的微粒的分散液
13 循环线
14 循环泵
15 超滤部
16 排出口
17 溶剂贮存釜
18 溶剂
19 溶剂供给线
B1、B2 粘合剂树脂
VOS 含二氧化钒的微粒的一次粒子
VOM 含二氧化钒的微粒的二次粒子
具体实施方式
本发明的光学膜是具有至少含有含二氧化钒的微粒和粘合剂树脂的光学功能层的光学膜,其特征在于,所述光学功能层中的所述包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下。该特征是权利要求1~15的发明的共同技术特征。
作为本发明的实施方式,从可以进一步显现本发明的目的效果的观点出发,所述光学功能层中的所述含二氧化钒的微粒的一次粒子的粒子个数比例为全部粒子数的30个数%以上,这一点,从能够得到进一步优异的高湿环境下的保存性、温度变化时的红外线透射效果和红外线屏蔽效果的较高的变化率的观点出发,也是优选的。
另外,进一步优选的方式为本发明的光学功能层形成于透明基材上,或者光学功能层为兼具树脂基材功能的结构。
另外,除光学功能层之外,还具有近红外光屏蔽层,所述近红外光屏蔽层具有对700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分进行屏蔽的功能,此时,除含二氧化钒的微粒引起的近红外光隔热效果之外,还可以赋予反射层叠层体引起的光线反射效果,可以得到更高的近红外光屏蔽效果。
另外,本发明的光学膜的制造方法是形成至少含有含二氧化钒的微粒和疏水性粘合剂树脂的光学功能层从而进行制造方法,其特征在于,进行调整,使得所述包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
另外,从能够进一步有效地稳定制备包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的含二氧化钒的微粒,能够进一步实现本发明的目的效果的观点出发,优选含二氧化钒的微粒是通过水性合成法制备的含二氧化钒的微粒。
另外,从能够稳定地形成光学功能层的观点出发,优选:疏水性粘合剂树脂是疏水性聚合物、或者是使用构成疏水性粘合剂树脂的单体并在固化处理工序中聚合而成的树脂。
另外,从能够稳定地制备含有二氧化钒微粒的分散液且所述二氧化钒微粒的包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的观点出发,优选:在本发明的光学膜的制造方法中,利用所述水性合成法,以含有含二氧化钒的微粒的水性分散液的形式,制备了所述含二氧化钒的微粒,然后,所述含二氧化钒的微粒不经过干燥状态,通过溶剂置换工序将该水性分散液制成含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
另外,从可以制备可靠地将水分含有率控制在特定的范围的溶剂类分散液的观点出发,优选:所述溶剂置换工序由对含有含二氧化钒的微粒的分散液进行浓缩的浓缩工序,以及向浓缩液中添加溶剂的溶剂进行稀释的溶剂稀释工序构成,并且,所述溶剂置换工序中,将所述浓缩工序及溶剂稀释工序中的处理操作反复进行2次以上,制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液,或者,浓缩工序中使用的浓缩方法为超滤方法。
另外,从可以稳定地制造温度变化时红外光透射效果和红外光屏蔽效果的变化率较大的光学膜的观点出发,优选含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液在0.01~30质量%的范围内含有水。
另外,从进一步具有能够根据温度环境对近红外光屏蔽率的热变色性进行调节,光学膜为低雾度,在高湿环境下的保存性优异,且可以得到温度变化时的红外光透过效果和红外光屏蔽效果的变化率大的光学膜的观点出发,优选如下方法:
制备光学功能层形成用涂布液,其包含:疏水性粘合剂树脂和由所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液,将该光学功能层形成用涂布液涂布在透明基材上并进行干燥而形成光学功能层的方法,或者,
制备光学功能层形成用胶浆,其包含:疏水性粘合剂树脂和通过溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液,并利用溶液流延法将该光学功能层形成用胶浆形成光学功能层的方法。
以下,对本发明及其构成要素、以及用于实施本发明的方式、形式进行详细的说明。需要说明的是,以下的说明中所示的“~”以包含在其前后所记载的数值作为下限值及上限值的意思使用。
《光学膜的层构成的概要》
本发明的光学膜具有至少含有含二氧化钒的微粒和疏水性粘合剂树脂的光学功能层,其特征在于,所述光学功能层的所述包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
对本发明的光学膜的代表的构成例,结合附图进行说明。
本发明的光学膜的优选的实施方式之一为在透明基材上形成有本发明的光学功能层的技术方案。
图1是表示具有光学功能层的光学膜的基本构成的一个例子的概略剖面图,所述光学功能层是含有本发明中指定的含二氧化钒的微粒和粘合剂树脂的第1实施方式的光学功能层。
图1所示的光学膜1具有光学功能层3叠层在透明基材2上而成的结构。就该第1实施方式的光学功能层3而言,以含二氧化钒的微粒分散在粘合剂树脂B1中的状态存在。该含二氧化钒的微粒包括:含二氧化钒的微粒独立地存在的二氧化钒的一次粒子VOS,以及构成了2个以上的含二氧化钒的微粒的集合体(也称为凝聚体)的二氧化钒二次粒子VOM。在本发明中,将2个以上的含二氧化钒的微粒的集合体统称为二次粒子,也称为二次粒子凝聚体或二次凝聚粒子。
在本发明中,光学功能层3中包含含二氧化钒的微粒的一次粒子VOS及二次粒子VOM的全部粒子的数均粒径优选为200nm以下。
光学功能层中的含二氧化钒的微粒的上述数均粒径可以按照下述的方法求出。
首先,利用切片机对构成光学膜1的光学功能层3的侧面进行裁切,使图1所示的剖面露出。接着,使用透射型电子显微镜(TEM)以1万~10万倍对露出的剖面进行拍摄。对存在于拍摄到的剖面的一定区域内的全部的含二氧化钒的微粒测定其粒径。此时,测定的含二氧化钒的微粒优选为50~100个的范围内。在拍摄到的粒子中,如图1所示包含作为单一粒子的一次粒子VOS和作为2个粒子以上的凝聚体的二次粒子VOm。
作为各粒子的粒径测定,就二氧化钒的一次粒子VOS的粒径而言,对处于分离而独立地存在的状态的各粒子的直径进行测定。如果在不是球形的情况下,将粒子的投影面积换算为圆面积,将其直径作为粒径。另一方面,关于2个以上的粒子凝聚而存在的二氧化钒,求出凝聚体整体的投影面积之后,将投影面积换算为圆,将其直径作为粒径。对如以上那样求出的一次粒子和二次粒子的各直径,算出数平均直径。由于在切出的剖面部存在粒子分布偏差,因此对10处不同的剖面区域进行上述测定,作为总粒子数测定500~1000个,求出整体的数平均直径,将其设为本发明的“所述包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径(nm)”。
本发明的含二氧化钒的微粒的详细情况进行后述,但作为一次粒子的粒径,优选为10~100nm的范围内。因此,作为二次粒子的粒径,虽然由于凝聚的粒子数不同而不同,但大约为50~200nm的范围内。
在本发明的光学膜中,除本发明的含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒的光学功能层之外,优选进一步含有近红外光屏蔽层,所述含有近红外光屏蔽层具有对700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分进行屏蔽的功能。
本发明的光学膜的另一个优选的方式为光学功能层为兼具树脂基材的混合结构。
图2是表示本发明的光学膜的基本结构的另一例的概略剖面图,是以同一层构成的作为第2实施方式的混合光学功能层(2+3)构成,而并非图1所示的透明基材2和光学功能层3发生了分离的状态。
所述构成为:作为疏水性粘合剂树脂B2,使用构成透明基材的聚合物,含二氧化钒的微粒独立存在的上述二氧化钒的一次粒子VOS和2个以上的含二氧化钒的微粒的上述二次粒子VOM分散在该粘合剂树脂B2中,以单层形成兼具透明基材的光学功能层。
图3A~图3C为以图1所示的构成在透明基材上具有作为本发明的第1实施方式的光学功能层3以及近红外的光线屏蔽层的光学膜,是表示其代表性的层配置的概略剖面图。
图3A所示的光学膜1为从光线入射侧L按照光学功能层3、近红外的光线屏蔽层4及透明基材2的顺序配置的结构。
图3B所示的光学膜1为在透明基材2和近红外的光线屏蔽层4之间配置有本发明的光学功能层3的实例,图3C为在透明基材2的光线入射侧L配置近红外的光线屏蔽层4、在透明基材2的背面侧配置本发明的光学功能层3的实例。
作为本发明的光学膜,除上述说明的各构成层之外,根据需要可以设置各种功能层。
作为本发明的光学膜的总膜厚,没有特别限制,大概为10~1500μm的范围内,优选为20~1000μm的范围内,进一步优选为30~500μm的范围内,特别优选为40~300μm的范围内。
作为本发明的光学膜的光学特性,作为用以JIS R3106(1998)为基准的方法所测定的可见光透射率,优选为30%以上,更优选为50%以上,进一步优选为60%以上。
《光学膜的各构成材料》
本发明的光学膜的特征在于,具有光学功能层,所述光学功能层至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒,光学功能层中的含有含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
优选还具有近红外光屏蔽层的构成,所述近红外光屏蔽层具有屏蔽700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分的功能。
以下,对作为本发明的光学膜的构成要素的光学功能层、根据需要设置的树脂基材、近红外的光线屏蔽层的详细情况进行说明。
[光学功能层]
本发明的光学功能层的特征在于,至少含有包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的含二氧化钒的微粒、以及疏水性粘合剂树脂。
[含二氧化钒的微粒]
本发明的光学功能层中,使包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数平均粒径为200nm以下含二氧化钒的微粒分散存在于疏水性粘合剂树脂中。
本发明的含二氧化钒的微粒的晶型没有特别限制,从有效地显现热变色性(自动调光性)的观点出发,特别优选使用金红石型的含二氧化钒的微粒(含有VO2的微粒)。
由于金红石型的含VO2的微粒在转移温度以下具有单斜晶系(monoclinic)的结构,因此也称为M型。在本发明的含二氧化钒的微粒中,可以在不损害目的的范围中含有A型或B型等其它晶型的含VO2的微粒。
本发明中的特征在于,光学功能层中包含含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数平均粒径为200nm以下。
光学功能层中的含有含二氧化钒的微粒的一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径(nm)可以按照前述的方法求出。
本发明的包含一次粒子及二次粒子的全部粒子选的数均粒径的特征在于为200nm以下,优选为1~180nm的范围内,进一步优选为5~100nm的范围内,最优选为10~80nm的范围内。
另外,作为含二氧化钒的微粒的一次粒径,优选为1~150nm的范围内,更优选为5~100nm的范围内,最优选为10~50nm的范围内。
在本发明的光学膜中,可以利用上述测定法求出的光学功能层中的含二氧化钒的微粒的一次粒子的粒子个数比例优选为一次粒子及二次粒子的总粒子数的30个数%以上,进一步优选为50个数%以上,特别优选为70个数%以上。理想的上限为100个数%,但作为实际中的最大值,为95个数%以下。
另外,作为含二氧化钒的微粒的长宽比,优选为1.0~3.0的范围内。
作为具有这种特征的含二氧化钒的微粒而言,长宽比充分地小,形状为各向同性,因此,添加于溶液时的分散性良好。此外,单晶状态下的粒径充分地小,因此,与以往的微粒相比,可以发挥良好的热变色性。
就本发明的含二氧化钒的微粒而言,除二氧化钒(VO2)之外,例如可以含有选自钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铼(Re)、铱(Ir)、锇(Os)、钌(Ru)、锗(Ge)、铬(Cr)、铁(Fe)、镓(Ga)、铝(Al)、氟(F)及磷(P)中的至少一种元素。通过这种元素的添加,可以对含二氧化钒的微粒的相转移特性(特别是调光温度)进行控制。需要说明的是,在最终得到的含二氧化钒的微粒中,这种添加物(掺杂剂)的总量相对于钒(V)原子以0.1~5.0原子%左右为充分。
另外,作为本发明的光学功能层中的含二氧化钒的微粒的浓度,没有特别限制,相对于光学功能层总质量,优选为5~60质量%的范围内,更优选为5~40质量%的范围内,进一步优选为5~30质量%的范围内。
(1:含二氧化钒的微粒的制造方法)
一般而言,含二氧化钒的微粒的制造方法可举出:对利用固相法合成的VO2烧结体进行粉碎的方法,以五氧化二钒(V2O5)或钒酸铵等钒化合物为原料,在液相中合成VO2,并进行粒子成长的水性合成法。
作为本发明的含二氧化钒的微粒的制造方法,在平均一次粒径小,可以抑制粒径的偏差方面,优选以钒化合物为原料,在液相中合成含VO2的微粒,并进行粒子成长的水性合成法。
并且,作为水性合成法,可举出水热合成法和使用了超临界状态的水性合成法。对水热合成法的详细进行后述。另外,对使用了超临界状态的水性合成法(也称为超临界水热合成法)的详细情况,例如可以参照日本特开2010-58984号公报的段落号(0011)及该公报(0015)~(0018)中所记载的制造方法。
在上述水性合成法中,在本发明中,使用水热合成法,且利用水性合成法制备含有含二氧化钒的微粒的水性分散液,不使水性分散液中的含二氧化钒的微粒发生干燥,而是通过溶剂置换工序制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液,以构成含二氧化钒的微粒相互分离的一次粒子的分散状态,与疏水性粘合剂树脂混合,制备光学功能层形成用涂布液,使用该状态的光学功能层形成用涂布液形成光学功能层,由此可以形成本发明的光学功能层,其含有:包含一次粒子及二次粒子的全部粒子的数均粒径为200nm以下的本发明的数均粒径的含二氧化钒的微粒。另外,作为含二氧化钒的微粒的制造方法,可以根据需要将成为粒子成长的核的微小的TiO2等微粒作为核粒子添加,通过使二氧化钒相在该核粒子上成长而制造含二氧化钒的微粒。
接着,对利用本发明的优选的水热合成法进行的含二氧化钒的微粒的制造方法,进一步说明其详细情况。
以下,示出代表性的利用水热合成法制造含二氧化钒的微粒的工序。
(工序1)
将含有钒(V)的物质(I)、肼(N2H4)或其水合物(N2H4·nH2O)与水进行混合,制备原料溶液(A)。该原料溶液(A)可以为在水中溶解有含有钒(V)的物质(I)的水溶液,也可以为在水中分散有含有钒(V)的物质(I)的悬浮液的状态。
作为含有钒(V)的物质(I),可举出例如:五氧化二钒(V2O5)、钒酸铵(NH4VO3)、三氯化氧化钒(VOCl3)、偏钒酸钠(NaVO3)等。需要说明的是,作为物质(I),只要是含有五价的钒(V)的化合物即可,没有特别限定。肼(N2H4)及其水合物(N2H4·nH2O)作为含有钒(V)的物质(I)的还原剂起作用,具有容易溶解于水的性质。
原料溶液(A)由于在最终得到的二氧化钒(VO2)的单结晶微粒中添加其它元素,因此,可以进一步包含含有可添加元素的物质(II)。作为可添加元素,可举出例如:钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铼(Re)、铱(Ir)、锇(Os)、钌(Ru)、锗(Ge)、铬(Cr)、铁(Fe)、镓(Ga)、铝(Al)、氟(F)或磷(P)。
通过将这些元素添加于最终得到的含二氧化钒(VO2)的单晶微粒中,可以对含二氧化钒的微粒的热变色性特别是转移温度进行控制。
另外,该原料溶液(A)可以进一步含有具有氧化性或还原性的物质(III)。作为物质(III),可举出例如过氧化氢(H2O2)。通过添加具有氧化性或还原性的物质C,可以调整溶液的pH,或使作为物质(I)的含有钒(V)的物质均匀地溶解。
(工序2)
接着,使用制备的原料溶液(A)进行水热反应处理。在此,“水热反应”是指温度和压力在比水的临界点(374℃、22MPa)低的热水(亚临界水)中产生的化学反应。水热反应处理例如在高压釜装置内进行。通过水热反应处理,可以得到含二氧化钒(VO2)的单晶微粒。
水热反应处理的条件(例如反应物的量、处理温度、处理压力、处理时间等)可适当设定,但水热反应处理的温度例如为250~350℃的范围内,优选为250~300℃的范围内,更优选为250~280℃的范围内。通过降低温度,缩小可以得到的单结晶微粒的粒径,但粒径过小时,结晶性变低。另外,水热反应处理的时间例如优选为1小时~5天的范围内。通过延长时间,可以控制得到的单结晶微粒的粒径等,但在过长的处理时间内,能量消费量多,另外生产率也降低。
(工序3)
根据需要,可以对得到的含二氧化钒的微粒的表面进行树脂涂层处理或表面改性处理。通过这些处理,对含二氧化钒的微粒的表面进行保护,可以得到进行了表面改性的单结晶微粒。在本发明中,其中,利用与水性粘合剂树脂相同或同种的树脂对含二氧化钒的微粒的表面进行包覆为优选的方式。需要说明的是,本发明中所说的“包覆”可以是对于含二氧化钒的微粒,利用该树脂完全覆盖粒子整个面的状态,或也可以是利用树脂覆盖粒子表面的一部分的状态。
经过以上的工序1~工序3,可得到含有具有热变色性的含二氧化钒(VO2)的单晶微粒的分散液。
〈含二氧化钒的微粒分散液中的杂质的除去处理〉
在上述利用水性合成法制备的含二氧化钒的微粒的分散液中,含有合成过程中的产生的残渣等杂质,在形成光学功能层时,成为二次凝聚粒子产生的起点,有时成为光学功能层的长期保存时劣化的要因,优选预先在分散液的阶段除去杂质。
作为除去含二氧化钒的微粒分散液中的杂质的方法,可以使用以往公知的使异物或杂质分离的方法,可以列举例如对含二氧化钒的微粒分散液实施离心分离,使含二氧化钒的微粒沉淀,除去上清液中的杂质,再添加分散介质并进行分散的方法、或使用超滤膜等交换膜将杂质除去至体系外的方法等,但从防止含二氧化钒的微粒发生凝聚的观点出发,最优选使用超滤膜的方法。
作为构成超滤膜的材质,可以列举纤维素类、聚醚砜类、聚四氟乙烯(简称:PTFE)等,其中,优选使用聚醚砜类、PTFE。
(2:含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液的制备方法:溶剂置换处理)
在本发明中,利用上述水性合成法制备含有含二氧化钒的微粒的水性分散液,然后,作为水性分散液,优选含二氧化钒的微粒不经过干燥过程,而是通过溶剂置换工序制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
作为上述溶剂置换工序,优选为由对含有含二氧化钒的微粒的分散液进行浓缩的浓缩工序和向浓缩液中添加溶剂而进行稀释的溶剂稀释工序构成,将由浓缩工序和其后续的溶剂稀释工序构成的处理操作反复进行2次以上,从而制备含有含二氧化钒的微粒的非水性的溶剂分散液的工序。
作为具体的含有含二氧化钒的微粒的分散液的浓缩工序中使用的浓缩方法,优选为与上述相同的超滤方法。
以下,对溶剂置换处理的详细的方法进行说明。
本发明的溶剂置换处理中可使用的溶剂为有机溶剂,优选为非水性的有机溶剂。所谓溶剂置换工序是指,最终将构成含有含氧化钒的微粒的水性分散液的介质即水替换为有机溶剂,制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液的工序。通过制成溶剂分散液,与形成光学功能层的疏水性粘合剂树脂的相容性提高,可以形成均匀性高的光学功能层。
作为溶剂,可以没有特别限制地适当选择,例如只要是丙酮、二甲基酮、甲基乙基酮等酮类溶剂;甲醇、乙醇、异丙基醇等醇类溶剂;氯仿、二氯甲烷等氯类溶剂、苯、甲苯等芳香族类溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂;乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚等二醇醚类溶剂、二噁烷、己烷、辛烷、二乙醚、二甲基甲酰胺等使同时使用的疏水性粘合剂树脂溶解的物质,则可以使用。
对具体的溶剂置换处理,结合附图进行说明。
图4为示出可适用于本发明的溶剂置换处理装置的一个例子的概略构成图。
图4所示的溶剂置换处理装置10配置有用于贮存上述制备的含有含二氧化钒的微粒的分散液12的制备釜11、贮存稀释用的溶剂18的溶剂贮存釜17、溶剂18添加至制备釜11中的溶剂供给线19、利用循环泵14使制备釜11内的分散液12循环的循环线13、作为循环线13管线内的浓缩方法的超滤部15。
工序(A):
在制备釜11中贮存上述方法中制备的含有含二氧化钒的微粒的分散液作为分散液12,一边利用循环泵14使分散液12循环,一边在超滤部15从排出口16排出分散液中的水分,浓缩至指定的浓度。作为浓缩的标准,将初期体积设为100体积%时,浓缩至20体积%。过度浓缩至其以上时,伴随粒子密度的上升产生粒子凝聚,因此优选避免。另外,在该浓缩操作中,不使分散液干燥是重要的。
工序(B):
接着,对浓缩至20体积%的分散液12,由溶剂贮存釜17经由溶剂供给线19添加相当于80质量%的溶剂18,充分地进行搅拌混合,制备进行了第1次溶剂置换的分散液12。
工序(C):
接着,与上述工序(A)同样地操作,一边利用循环泵P进行循环,一边在超滤部15将分散液中的介质(水+溶剂)从排出口16排出至体系外,再浓缩至20体积%的浓度。
工序(D):
接着,与上述工序(B)同样地操作,对浓缩的分散液由溶剂贮存釜17经由溶剂供给线19添加相当于80质量%的溶剂18,充分地进行搅拌混合,制备进行了第2次溶剂置换的分散液12。
工序(E):
最终,对通过工序(A)及工序(B)进行的浓缩及溶剂稀释操作反复进行至少2次以上,制备含有将水分含量调整为0.1~5.0质量%的范围内的含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。需要说明的是,水分含量例如可以利用卡尔-费希尔水分测定法等进行测定而求出。
即,在本发明的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液中,可以某种程度上含有水分,优选为30质量%以下。进一步优选为10质量%以下,特别优选为5.0质量%以下。另外,下限优选为0.01质量%以上。进一步优选为0.05质量%以上,特别优选为0.1质量%以上。因此,作为水分含量,0.01~30质量%为优选的范围,在0.1~5.0质量%的范围内为特别优选的范围。如果该溶剂分散液中的水分为30质量%以下,则在光学功能层形成时,不阻碍共存的疏水性粘合剂的制膜性,从而能够制成低雾度,如果为0.01质量%以上,则可以使温度变化时的红外光透射率和红外光屏蔽率的变化幅度某种程度上变大。特别是如果含水率为5.0质量%以下,则可以进一步抑制含二氧化钒的微粒的抗氧化和对共存的疏水性粘合剂的制膜性的影响,雾度也可以维持在更低的水平。另外,通过设为0.1质量%以上,可以进一步扩大温度变化时的红外光透射率和红外光屏蔽率的变化幅度,为优选的条件。
作为使用可在上述溶剂置换处理中使用的超滤膜的超滤方法,例如可以参照研究公开(Research Disclosure)No.10208(1972)、No.13122(1975)及No.16351(1977)等。作为操作条件的重要的压力差或流量可以以大矢春彦著“膜利用技术手册”幸书房出版(1978)、p275中记载的特性曲线为参考进行设定。
作为本发明中能够使用的超滤膜,市售的有:已经作为模块被插入的平板型、螺旋型、圆筒型、中空纤维型、空心纤维型等由旭化成(株)、大赛璐化学(株)、(株)东丽、(株)日东电工等市售,但作为具有耐溶剂性的膜,优选日本碍子(株)、(株)Noritake等陶瓷膜。
具体而言,可以列举例如使用Sartoriusstedim公司制造的Vivaflow 50(有效过滤面积50cm2、分级分子量5000)作为过滤膜,在流速300ml/min(分钟)、液压100kPa、室温下进行超滤的方法,或聚醚砜制成的具有分级分子量为30万的过滤膜的超滤装置(日本Millipore株式会社制造的Pellicon 2Cassette)等。
(疏水性粘合剂树脂)
本发明的光学功能层的特征在于,作为具有含二氧化钒的微粒的粘合剂使用疏水性粘合剂树脂。
在此所说的疏水性粘合剂树脂是指相对于100g的水、在液体温度25℃下的溶解量低于1.0g的树脂,进一步优选为溶解量低于0.5g的树脂,进一步优选为溶解量低于0.25g的树脂。
作为本发明使用的疏水性粘合剂树脂,优选使用:疏水性聚合物、或使用构成疏水性粘合剂树脂的单体并在固化处理工序中聚合而成的树脂。
作为可适用于本发明的疏水性聚合物,可举出例如:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚(4-甲基-1-戊烯)等烯烃类聚合物;丙烯酸酯类共聚物、氯乙烯、氯乙烯树脂等含卤素聚合物;聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等苯乙烯类聚合物;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;尼龙6、尼龙66、尼龙610等聚酰胺;聚缩醛;聚碳酸酯;聚苯醚;聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚砜;聚醚砜;聚氧甲苯;聚酰胺酰亚胺;配合有聚丁二烯类橡胶、丙烯酸类橡胶的ABS树脂(乙腈-丁二烯-苯乙烯树脂)或ASA树脂(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂)等、纤维素类树脂、丁醛类树脂等。
另外,作为可适用于本发明的疏水性粘合剂树脂的其它例,可以列举使用疏水性粘合剂树脂的单体并在固化处理工序中进行聚合的树脂。
作为其代表的疏水性粘合剂树脂材料,为通过紫外线或电子束等活性能量线的照射进行固化的化合物,具体而言,可以列举:通过自由基活性种引起的聚合反应进行固化的自由基聚合性化合物,及通过阳离子活性种引起的阳离子聚合反应进行固化的阳离子聚合性化合物。
自由基聚合性化合物可举出具有可进行自由基聚合的烯属不饱和键的化合物,作为具有可进行自由基聚合的烯属不饱和键的化合物的实例,具体而言,可举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、异丁烯酸、马来酸等不饱和羧酸及它们的盐、酯、聚氨酯、酰胺或酐、丙烯腈、苯乙烯、进一步各种不饱和聚酯、不饱和聚醚、不饱和聚酰胺、不饱和聚氨酯等自由基聚合性化合物。具体而言,丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸苄酯、双(4-丙烯氧基聚乙氧基苯基)丙烷、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酸环氧酯等丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸二甲基氨基甲酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙烯二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2,2-双(4-甲基丙烯氧基聚乙氧基苯基)丙烷等甲基丙烯酸衍生物、此外烯丙基缩水甘油基醚、邻苯二甲酸二丙烯基酯、三烯丙基偏苯三酸酯等烯丙基化合物的衍生物。
作为阳离子聚合性化合物,可以使用各种公知的阳离子聚合性的单体。可举出例如:日本特开平6-9714号公报、日本特开2001-31892号公报、日本特开2001-40068号公报、日本特开2001-55507号公报、日本特开2001-310938号公报、日本特开2001-310937号公报、日本特开2001-220526号公报中所例示的环氧化合物、乙烯基醚化合物、氧杂环丁烷化合物等。
优选与上述化合物一起含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以使用“UV·EB固化技术的应用和市场”(CMC出版、田畑米穗监修/RadTech研究会编集)等中所登载的所有的公知的光聚合引发剂。
在本发明中,将包含各构成材料和含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液的光学功能层形成用涂布液,例如在透明基材上进行涂布之后,其后,照射紫外线或电子束等活性能量线。构成由此形成的光学功能层薄膜的组合物迅速地进行固化。
照射作为活性能量线的光源的紫外线的情况下,作为其光源,例如可以使用紫外线LED、紫外线激光、水银弧灯、氙弧灯、低压水银灯、荧光灯、碳弧灯、钨-卤辐照灯及太阳光。在利用电子束使其固化的情况下,通常以300eV的以下的能量的电子束进行固化,但也可以以1~5Mrad的照射量瞬时进行固化。
另一方面,作为本发明的光学功能层的其它形成方法,如图2中例示其构成那样,可以优选使用在作为透明基材的构成材料的疏水性树脂中,添加含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液及溶剂并进行溶解而制备成膜用胶浆,然后,使用该胶浆,利用以往公知的膜成膜中所使用的溶液流延法,形成作为兼具透明基材的第2实施方式的混合光学功能层的方法。
作为可以在上述方法中使用的疏水性粘合剂树脂B2,可以列举以往光学膜的成膜中所使用的树脂材料,可以列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称:PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(简称:PEN)等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、二乙酸纤维素酯、三乙酸纤维素酯(简称:TAC)、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素(简称:CAP)、纤维素乙酸邻苯二甲酸酯、硝酸纤维素酯等纤维素酯类及它们的衍生物、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间规聚苯乙烯、聚碳酸酯(简称:PC)、降冰片烯树脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜(简称:PES)、聚苯硫醚、聚砜类、聚醚酰亚胺、聚醚酮酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸及聚丙烯酸酯类、ARTON(商品名JSR株式会社制造)及Apelle(商品名三井化学株式会社制造)等环烯烃类树脂等。
另外,作为溶剂,没有特别限制,可以列举例如:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、1,4-二噁烷、环己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷等。
使用将上述各构成材料混合而制备的胶浆,利用溶液流延法使兼具图2中所例示的透明基材的混合光学功能层成膜。
[光学功能层的其它添加剂]
在本发明的光学功能层中可以在不损害作为本发明的目标效果的范围内添加可适用的各种添加剂。可举出例如:日本特开昭57-74193号公报、日本特开昭57-87988号公报、及日本特开昭62-261476号公报中记载的紫外线吸收剂、日本特开昭57-74192号公报、日本特开昭57-87989号公报、日本特开昭60-72785号公报、日本特开昭61-146591号公报、日本特开平1-95091号公报、及日本特开平3-13376号公报等中所记载的防褪色剂、阴离子、阳离子或非离子的各种表面活性剂、日本特开昭59-42993号公报、日本特开昭59-52689号公报、日本特开昭62-280069号公报、日本特开昭61-242871号公报、及日本特开平4-219266号公报等中所记载的荧光增白剂、硫酸、磷酸、乙酸、柠檬酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾等pH调整剂、消泡剂、二乙二醇等润滑剂、防腐剂、防霉剂、防静电剂、消光剂、热稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、晶核剂、无机粒子、有机粒子、减粘剂、润滑剂、红外光吸收剂、色素、颜料等公知的各种添加剂等。
[形成光学功能层的方法]
作为本发明的光学膜的优选的制造方法,没有特别限定,作为形成作为第1实施方式的光学功能层3的方法,利用水性合成法制备含二氧化钒的微粒之后,不经过干燥的工序,而通过溶剂置换工序制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液之后,与疏水性粘合剂树脂等进行混合、溶解,制备非水性的光学功能层形成用涂布液,利用湿式涂布方式在透明基材上涂布该非水性的光学功能层形成用涂布液并进行干燥,形成作为第1实施方式的光学功能层3,以上方法是优选的方法之一。
作为用于上述光学功能层的形成的湿式涂布方式,没有特别限制,可举出例如:辊涂法、棒涂法、气刀涂层法、喷涂法、滑动式幕涂法(slide type curtain coating)、或美国专利第2761419号说明书、美国专利第2761791号说明书等中记载的滑动料斗涂布法(slidehopper typr coating)、挤压涂层法等。
另外,上述工序中,作为形成兼具作为第2实施方式的树脂基材的混合光学功能层的方法,可以使用一般已知的溶液流延法作为膜的成膜方法,作为具体的成膜方法,例如可以按照日本特开2013-067074号公报、日本特开2013-123868号公报、日本特开2013-202979号公报、日本特开2014-066958号公报、日本特开2014-095729号公报、日本特开2014-159082号公报等中所记载的溶液流延成膜法而形成。
《透明基材》
作为可适用于本发明的透明基材,只要是透明的即可,没有特别限制,可以列举玻璃、石英、透明树脂膜等,但从挠性的赋予及生产适性(制造工序适性、卷对卷适性等)的观点出发,优选为透明树脂膜。本发明中所说的“透明”是指可见光区域中的平均光线透射率为20%以上,优选为30%以上,更优选为50%以上,特别优选为70%以上。
透明基材的厚度优选为30~200μm的范围内,更优选为30~100μm的范围内,进一步优选为35~70μm的范围内。如果透明基材的厚度为30μm以上,则在使用中不易产生皱褶等,另外,如果厚度为200μm以下,则与玻璃基材贴合时的玻璃曲面的追从性变好。
透明基材优选为双轴取向聚酯膜,可以使用未拉伸或在至少一个方向进行了拉伸的聚酯膜。从提高强度、抑制热膨胀性方面考虑,优选拉伸膜。特别是在将具备本发明的光学膜的夹层玻璃用作汽车的前玻璃时,更优选拉伸膜。
从防止光学膜的皱褶的生成或红外光反射层的开裂的观点出发,本发明的透明基材优选在温度150℃下热收缩率为0.1~3.0%的范围内,更优选为1.5~3.0%的范围内,进一步优选为1.9~2.7%。
作为可适用于本发明的光学膜的透明基材,优选使用各种树脂膜,例如可以使用聚烯烃膜(例如,环烯烃、聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚氯乙烯、三乙酸纤维素膜等,优选为环烯烃膜、聚酯膜、三乙酸纤维素膜。
透明树脂膜优选在成膜过程中在一面或两面上在线对下拉层涂布液进行涂布。在本发明中,将制膜工序中的下拉涂布称为在线下拉。
《近红外光屏蔽层》
在本发明的光学膜中,也可以采用除光学功能层之外还设置有近红外光屏蔽层的构成,所述近红外光屏蔽层具有对700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分进行屏蔽的功能。
关于可适用于本发明的近红外的光线屏蔽层的详细,例如可以参考日本特开2012-131130号公报、日本特开2012-139948号公报、日本特开2012-185342号公报、日本特开2013-080178号公报、日本特开2014-089347号公报等中所记载的构成要素及形成方法等。
《光学膜的用途》
作为本发明的光学膜的用途,可以为后贴于玻璃的构成,该贴合有膜的玻璃可以用于汽车、轨道车辆、航空机、船舶及建筑物等。夹层玻璃也可以用于这些用途以外。上述夹层玻璃优选为建筑用或车辆用的夹层玻璃。上述贴合有膜的玻璃可以用于汽车的前玻璃、侧玻璃、后玻璃或顶部玻璃等。
作为玻璃部件,可举出无机玻璃及有机玻璃(树脂分类)。作为无机玻璃,可举出:浮法板玻璃、热线吸收板玻璃、抛光板玻璃、压花板玻璃、夹丝玻璃、夹线玻璃、及绿色玻璃等着色玻璃等。上述有机玻璃为代替无机玻璃使用的合成树脂玻璃。作为上述有机玻璃(树脂分类),可举出聚碳酸酯板及聚(甲基)丙烯酸类树脂板等。作为上述聚(甲基)丙烯酸类树脂板,可举出聚(甲基)丙烯酸甲酯板等。
实施例
以下,列举实施例,具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些。需要说明的是,使用实施例中“份”或“%”的表示,只要没有特殊说明,表示“质量份”或“质量%”。
《光学膜的制作》
《光学膜的制作》
[光学膜101的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液1的制备:没有粒子干燥工序)
在纯水10mL中混合钒酸铵(NH4VO3、和光纯药株式会社制造、特级)0.433g,并且缓慢滴加肼水合物(N2H4·H2O、和光纯药株式会社制造、特级)的5质量%水溶液,制备pH值为9.2的溶液1。将制备的溶液1放入于市售的水热反应处理用高压釜(三爱科学株式会社制造的HU-25型,在SUS制成的主体中具备25mL容积的特氟龙(注册商标)制内筒的结构)内,在100℃下实施8小时水热反应处理,继续在270℃下实施24小时水热反应处理,制备以3.0质量%的浓度分散有水性的含二氧化钒的微粒的含二氧化钒的微粒分散液1。
(对含二氧化钒的微粒分散液1进行超滤处理来制备溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液2)
在将上述制备的含二氧化钒的微粒分散液1保持在20℃的状态下,使用图4中记载的溶剂置换处理装置进行浓缩操作,所述溶剂置换处理装置具备以进行体系内循环的形式连接的聚醚砜制且具有分级分子量为30万的过滤膜的超滤装置(日本Millipore株式会社制造的Pellicon 2Cassette),将初期的含二氧化钒的微粒分散液1的体积设为100%时,浓缩至20体积%之后,添加乙醇,制成100体积%。接着,将该分散液再次浓缩至20体积%之后,添加作为溶剂的甲基乙基酮而制成100体积%,实施2次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液2。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液2中的水分含量,结果为4.05质量%。
(光学功能层形成用涂布液1的制备)
依次添加下述的各构成材料并进行混合及溶解,制备溶剂体系的光学功能层形成用涂布液1。
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液2(溶剂:甲基乙基酮) 28质量份
5质量%的疏水性粘合剂树脂(溶剂:甲基乙基酮、溶质:VYLON200(非结晶性聚酯树脂、东洋纺株式会社制造)) 60质量份
(光学功能层的形成)
在厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺株式会社制造A4300、两面易粘接层)的透明基材上,使用挤出涂布机,以干燥后的层厚成为1.5μm的条件,对上述制备的光学功能层形成用涂布液1进行湿式涂布,接着吹入110℃的暖风2分钟使其干燥,形成光学功能层,制作图1中记载的构成的光学膜101。
[光学膜102的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液3的制备)
在上述含二氧化钒的微粒分散液2的制备中,进一步使用同样的溶剂置换处理装置将该分散液2浓缩至20体积%,然后,添加甲基乙基酮制成100体积%,进行3次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液3。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液3中的水分含量,结果为0.84质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液3代替含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜102。
[光学膜103的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液4的制备)
在上述含二氧化钒的微粒分散液3的制备中,进一步使用同样的溶剂置换处理装置,将该分散液3浓缩至20体积%之后,添加甲基乙基酮制成100体积%,进行4次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液4。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液4中的水分含量,结果为0.03质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液4代替含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜103。
[光学膜104的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液5的制备)
在上述含二氧化钒的微粒分散液4的制备中,进一步使用同样的溶剂置换处理装置将该分散液4浓缩至20体积%,然后,添加甲基乙基酮制成100体积%,进行5次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液5。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液5中的水分含量,结果为0.008质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液5代替含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜104。
[光学膜105的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液6的制备)
在将上述制备的含二氧化钒的微粒分散液1保持在20℃的状态下,使用与上述同样的图4中记载的溶剂置换处理装置进行浓缩操作,将初期的含二氧化钒的微粒分散液1的体积设为100%时,浓缩至30体积%之后,添加乙醇,制成100体积%。接着,将该分散液再次浓缩至30体积%之后,添加作为溶剂的甲基乙基酮制成100体积%,实施2次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液6。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液6中的水分含量,结果为9.10质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液6代替含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜105。
[光学膜106的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液7的制备)
在将上述制备的含二氧化钒的微粒分散液1保持在20℃的状态下,使用与上述同样的图4中记载的溶剂置换处理装置进行浓缩操作,将初期的含二氧化钒的微粒分散液1的体积设为100%时,浓缩至28体积%之后,添加乙醇,制成100体积%,实施1次的溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液7。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液7中的水分含量,结果为28.10质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液7取代含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜106。
[光学膜107的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液8的制备)
在将上述制备的含二氧化钒的微粒分散液1保持在20℃的状态下,使用与上述同样的图4中记载的溶剂置换处理装置进行浓缩操作,将初期的含二氧化钒的微粒分散液1的体积设为100%时,浓缩至50体积%之后,添加乙醇,制成100体积%,实施1次溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液8。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液8中的水分含量,结果为50.10质量%。
(光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成)
在上述光学膜101的制作中,使用上述制备的含二氧化钒的微粒分散液8代替含二氧化钒的微粒分散液2,进行光学功能层形成用涂布液的制备及光学功能层的形成,除此之外,同样地操作,制作光学膜107。
[光学膜108的制作]
在上述光学膜102的制作中,使用相同量的聚乙烯醇缩丁醛树脂(简称:PVB)代替作为光学功能层形成用涂布液2的制备中使用的疏水性粘合剂树脂的非结晶性聚酯树脂(VYLON200)而制备光学功能层形成用涂布液9,由此形成光学功能层,除此之外,同样地操作,制作光学膜108。
(光学功能层形成用涂布液8的制备)
依次添加下述的各构成材料并进行混合及溶解,制备溶剂体系的光学功能层形成用涂布液8。
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液3(溶剂:甲基乙基酮) 28质量份
5质量%的疏水性粘合剂树脂(溶剂:甲基乙基酮/甲苯=1/1、溶质:聚乙烯醇缩丁醛树脂(S-Lec BX-1、积水化学工业株式会社制造) 60质量份
[光学膜109的制作]
在上述光学膜102的制作中,由使用相同量的二乙酸纤维素酯(简称:DAC)代替作为用于光学功能层形成用涂布液2的制备的疏水性粘合剂树脂的非结晶性聚酯树脂(VYLON200)而制备光学功能层形成用涂布液9,由此形成光学功能层,除此之外,同样地操作,制作光学膜109。
(光学功能层形成用涂布液9的制备)
依次添加下述的各构成材料并进行混合及溶解,制备溶剂体系的光学功能层形成用涂布液9。
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液3(溶剂:甲基乙基酮) 28质量份
5质量%的疏水性粘合剂树脂(溶剂:甲基乙基酮、溶质:二乙酸纤维素酯、乙酰化度=55%、重均分子量=18万) 60质量份
[光学膜110的制作]
在上述光学膜102的制作中使用的含二氧化钒的微粒分散液3的制备中,通过利用蒸发器的减压蒸馏法进行溶剂置换处理来代替使用图4中记载的超滤装置的方法,除此之外,同样地操作,制备含二氧化钒的微粒分散液9,使用该分散液,除此之外,同样地操作,制作光学膜110。
[光学膜111的制作]
在上述光学膜102的制作中,作为光学功能层形成用涂布液2,使用下述光学功能层形成用涂布液11形成光学功能层,除此之外,同样地操作,制作光学膜111。
(光学功能层形成用涂布液11的制备)
依次添加下述的各构成材料并进行混合及溶解,制备溶剂体系的光学功能层形成用涂布液11。
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液3(溶剂:甲基乙基酮) 28质量份
5质量%的紫外线固化型疏水性粘合剂树脂(溶剂:MEK、商品名V-7600B(日本合成化学工业株式会社制造、多官能聚氨酯丙烯酸酯、简称:UA) 60质量份
光聚合引发剂:IRGACURE 184(BASF日本株式会社制造) 0.15质量份
(光学功能层的形成)
使用线棒将上述制备的光学功能层形成用涂布液11涂布在厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺株式会社制造的A4300、两面易粘接层)的透明基材上,并使得干燥后的层厚为1.5μm,然后,在空气气氛下使用Eye Graphics株式会社制造的UV固化装置(使用高压水银灯),作为固化条件,在照度为400mJ/cm2的条件下进行固化,其后,在80℃下进行3分钟的干燥,制作光学膜111。
[光学膜112的制作]
使用下述的方法制备的含二氧化钒的微粒分散液10代替上述光学膜102的制作中使用的含二氧化钒的微粒分散液3,除此之外,同样地操作,制作光学膜112。
(含二氧化钒的微粒分散液10的制备)
使用五氧化二钒(V2O5)代替制备含二氧化钒的微粒分散液3时使用的作为钒原子供给源的钒酸铵(NH4VO3、和光纯药株式会社制造、特级),除此之外,同样地操作,按照公知的合成方法制备含有含二氧化钒的微粒的含二氧化钒的微粒分散液10。
[光学膜113的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液11的制备)
在将上述制备的水性的含二氧化钒的微粒分散液1保持在20℃的状态下,使用与所述图4中记载的装置同样的构成的溶剂置换处理装置进行浓缩操作,将初期的含二氧化钒的微粒分散液1的体积设为100%时,浓缩至20体积%之后,添加乙醇,制成100体积%。接着,将该分散液再次浓缩至20体积%之后,添加作为溶剂的二氯甲烷制成100体积%,进一步将该分散液浓缩至20体积%之后,添加作为溶剂的二氯甲烷制成100体积%,实施3次的溶剂置换处理,制备粒子浓度为3质量%的溶剂体系的含二氧化钒的微粒分散液11,用日本精线(株)制的FINEMET NF进行过滤。
利用费歇尔法测定上述制备的含二氧化钒的微粒分散液11中的水分含量,结果为0.84质量%。
(胶浆的制备)
首先,在加压溶解罐中添加下述所示的二氯甲烷和乙醇。在放入有有机溶剂的加压溶解罐中,将三乙酸纤维素酯(简称:TAC)及上述制备的含二氧化钒的微粒分散液11一边搅拌一边添加。对其进行加热,一边进行搅拌,一边溶解三乙酸纤维素酯,将其使用安积滤纸株式会社制造的安积滤纸No.244进行过滤,制备胶浆。
〈胶浆的组成〉
(制膜)
使用上述制备的胶浆,按照日本特开2014-095729号公报及日本特开2014-159082号公报中所记载的溶液流延制膜法制备作为混合光功能层的光学膜113。
[光学膜114的制备]
(胶浆的制备)
在加压溶解罐中添加下述所示的二氯甲烷。在放入了有机溶剂的加压溶解罐中,边搅拌边投入环烯烃聚合物(简称:COP)及上述制备的含二氧化钒的微粒分散液11。对其进行加热,一边进行搅拌,一边溶解环烯烃聚合物,使用安积滤纸(株)制的安积滤纸No.244对其进行过滤,制备胶浆。
〈胶浆的组成〉
二氯甲烷 192质量份
疏水性聚合物树脂:环烯烃聚合物(商品名:ARTON、JSR(株)制) 76.9质量份
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液11 12.0质量份
(制膜)
使用上述制备的胶浆,按照日本特开2014-095729号公报及日本特开2014-159082号公报中所记载的溶液流延制膜法,制作作为混合光功能层的光学膜114。
[光学膜115的制作]
(胶浆的制备)
在加压溶解罐中添加下述所示的二氯甲烷。在放入了有机溶剂的加压溶解罐中,边搅拌边加入作为丙烯酸树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(简称:PMMA)及上述制备的含二氧化钒的微粒分散液11。对其进行加热,一边进行搅拌,一边溶解聚甲基丙烯酸甲酯,使用安积滤纸(株)制的安积滤纸No.244对其进行过滤,制备胶浆。
〈胶浆的组成〉
二氯甲烷 192质量份
疏水性聚合物树脂:丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯、商品名:VB-7103、三菱丽阳(株)制造) 76.9质量份
3质量%的含二氧化钒的微粒分散液11 25.6质量份
(制膜)
使用上述制备的胶浆,按照日本特开2014-095729号公报及日本特开2014-159082号公报中所记载的溶液流延制膜法,制作作为混合光功能层的光学膜115。
[光学膜116的制作]
在上述光学膜101的制作中,使用下述含二氧化钒的微粒分散液12代替含二氧化钒的微粒分散液2,除此之外,同样地操作,制作光学膜116。
(含二氧化钒的微粒分散液12的制备:有粒子干燥工序)
在纯水10mL中,混合钒酸铵(NH4VO3、和光纯药株式会社制造、特级)0.433g,并且缓慢滴加肼水合物(N2H4·H2O、和光纯药株式会社制造、特级)的5质量%水溶液,制备23℃、55%RH时的pH值为9.2的溶液1。将制备的溶液1放入于市售的水热反应处理用高压釜(三爱科学株式会社制造的HU-25型、在SUS制成的主体中具备25mL容积的特氟龙(注册商标)制内筒的构成)内,在100℃下实施8小时水热反应处理,继续在270℃下实施24小时水热反应处理。
接着,过滤得到的反应生成物,将过滤残渣用水及乙醇进行过滤清洗。并且,使用恒温干燥机使该反应生成物在60℃下干燥10小时,得到含二氧化钒的微粒的粉体。
接着,将得到的含二氧化钒的微粒的粉体添加于纯水而制备混合液,并使其为3.0质量%的浓度,用超声波分散机(SMT株式会社制造的UH-300)实施5分钟的超声波分散处理并进行再分散,制备含二氧化钒的微粒分散液12。
[光学膜117的制作]
上述光学膜101的制作中,使用下述含二氧化钒的微粒分散13代替含二氧化钒的微粒分散液2,除此之外,同样地操作,制作光学膜117。
(含二氧化钒的微粒分散液13的制备:有粒子干燥工序)
将13.7g的三异丙醇氧钒溶解于异丙醇500mL。在该溶液中添加离子交换水15mL,在室温下搅拌72小时后,除去溶剂(异丙醇)。将残渣进行粉碎,在400℃下烧成2小时,继续在氢气流中于450℃烧成2小时,由此得到基于烧成法的含二氧化钒的微粒。
接着,在甲基乙基酮中添加得到的含二氧化钒的微粒的粉体而制备混合液,并使其为3.0质量%的浓度,用超声波分散机(SMT株式会社制造的UH-300)实施5分钟的超声波分散处理并进行再分散,制备含二氧化钒的微粒分散液16。
[光学膜118的制作]
(含二氧化钒的微粒分散液14的制备:有粒子干燥工序)
在纯水10mL中,混合钒酸铵(NH4VO3、和光纯药株式会社制造、特级)0.433g,并且缓慢滴加肼水合物(N2H4·H2O、和光纯药株式会社制造、特级)的5质量%水溶液,制备23℃、55%RH时的pH值为9.2的溶液1。将制备的溶液1放入于市售的水热反应处理用高压釜(三爱科学株式会社制造的HU-25型、在SUS制成的主体中具有25mL容积的特氟龙(注册商标)制成内筒的结构)内,在100℃下实施8小时水热反应处理,继续在270℃下实施24小时水热反应处理。
接着,过滤得到的反应生成物,将过滤残渣用水及乙醇进行过滤清洗。并且,使用恒温干燥机使该反应生成物在60℃下干燥10小时,得到含二氧化钒的微粒的粉体。
接着,将得到的含二氧化钒的微粒的粉体添加于纯水而制备混合液,并使其为3.0质量%的浓度,用超声波分散机(SMT株式会社制造的UH-300)实施5分钟的超声波分散处理并进行再分散,制备含二氧化钒的微粒分散液14。
(光学功能层形成用涂布液17的制备)
依次添加下述的各构成材料并进行混合及溶解,制备溶剂体系的光学功能层形成用涂布液17。
需要说明的是,作为聚乙烯醇的PVA-124为含羟基的重复单元的比例为50摩尔%以上的聚合物。
(光学功能层的形成)
使用挤出涂布机将上述制备的光学功能层形成用涂布液17湿式涂布在厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺制A4300、两面易粘接层)的透明基材上,并使得干燥后的层厚为1.5μm,接着吹入110℃的暖风2分钟使其干燥,形成光学功能层,制作光学膜118。
《光学膜的特性值的测定》
对上述制作的各光学膜,按照下述方法测定光学功能层中的含二氧化钒的微粒的数均粒径及一次粒子比例。
利用切片机修剪构成各光学膜的光学功能层的侧面,使图1或图2所示的剖面露出。接着,对露出的剖面,使用透过型电子显微镜(TEM),以1万倍拍摄剖面。对存在于拍摄到的剖面的一定区域内的全部的含二氧化钒的微粒,测定其粒径。
此时,测定的含二氧化钒的微粒设为300个。在拍摄到的粒子中含有如图1或图2所示作为单一粒子的一次粒子和作为2粒子以上的凝聚体的二次粒子,对于二氧化钒的一次粒子VOS的粒径,测定独立地存在的各粒子的直径。另外,关于2个以上的粒子凝聚而存在的二氧化钒,求出凝聚体整体的投影面积之后,将投影面积换算为圆,根据其直径设为粒径。
对如以上那样求出的一次粒子和二次粒子的各直径,求出数均直径(nm)。接着,对上述测定的各粒子,求出一次粒子的粒子个数相对于全部粒子数的比例(表1及表2中记载的一次粒子的比例[个数%])。
对于如上所述制作的光学膜101~118的构成计粒子特性值示于表1。
上述表1中以略称记载的各构成要素的详细情况如下所示。
(树脂基材)
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
(溶剂种类)
MEK:甲基乙基酮
MC:二氯甲烷
(疏水性粘合剂树脂)
PVB:聚乙烯醇缩丁醛
DAC:二乙酸纤维素酯
UA:紫外线固化性疏水性粘合剂树脂(多官能聚氨酯丙烯酸酯)
TAC:三乙酸纤维素酯
COP:环烯烃聚合物
PMMA:丙烯酸类树脂(聚甲基丙烯酸甲酯)
(亲水性树脂)
PVA:聚乙烯醇
(光学膜的评价)
下面,对上述制备的各光学膜进行以下的各项评价。
(雾度的评价)
对于上述制作的各光学膜,在室温(25℃)下使用雾度仪(日本电色工业株式会社制造、NDH2000)测定雾度(%),按照下述的基准(等级)进行雾度的评价。
◎:雾度低于2.0%。
○:雾度为2.0%以上、且低于3.0%。
○△:雾度为3.0%以上、且低于5.0%。
△:5.0%以上、且低于8.0%。
×:为8.0%以上。
(可见光透射率的测定)
在上述测定雾度的同时测定可见光透射率,结果,本发明及比较例均为50%以上的可见光透射率。虽然在透射率低的情况下预期产生后述的变化率较大倾向,但本发明和比较例的任意样品中该影响均小。
(光谱透射比的温度依赖性的评价)
对于上述制备的各光学膜,25℃、55%RH的环境下及80℃、50%RH下的环境下的各光谱透射比,使用日本分光株式会社制作的光谱透射比计V-570,对红外区域的1500nm下的各透射比进行测定,根据下式,测定光谱透射比的变化率,根据下述的基准,评价光谱透射比的温度依赖性。变化率越大,越显现夏季的隔热效果和冬季的光投透射性,具有高的温度依赖性,判定为优选。
光谱透射比的变化率(%)=[(25℃、55%RH下的光谱透射比λ1500-80℃、50%RH下的光谱透射比λ1500)/25℃、55%RH下的光谱透射比λ1500]×100
◎:光谱透射比的变化率为50%以上。
○:光谱透射比的变化率为45%以上、且低于50%。
○△:光谱透射比的变化率为40%以上、且低于45%。
△:光谱透射比的变化率为30%以上、且低于40%。
△×:光谱透射比的变化率为20%以上、且低于30%。
×:光谱透射比的变化率为低于20%。
(强制劣化处理后的温度依赖性的评价)
对于上述制备的各光学膜,在55℃、80%RH的高温高湿环境下进行3天的强制劣化,然后,与上述光谱透射比的温度依赖性的评价相同地,在25℃、55%RH的环境下及80℃、50%RH下的环境下,使用日本分光株式会社制备的光谱透射比计V-570,对红外区域的1500nm下的各透射比进行测定,求得变化率,基于上述同样的评价基准,对强制劣化处理后的温度依赖性进行了评价。
如果在55℃、80%RH的高温高湿环境下进行保存后,也能够维持变化幅度,则判定为耐久性优异。
如上所述得到的结果示于表2
[表2]
根据表2所述的结果可知,本发明中具有由指定的构成形成的光学功能层的光学膜,相对于比较例雾度低,光谱透射比的温度依赖性较大,且在高温高湿环境下保存后维持了优异的光谱透射比的温度依赖性。
工业实用性
本发明的光学膜根据温度环境能够对近红外屏蔽率进行调节的热变色性,雾度低,在高湿环境下的保存稳定性优异,并且,在温度变化时,红外线透射效果和红外线屏蔽效果的变化率较大,夹入于一对玻璃构成部件,可以构成夹层玻璃,该夹层玻璃可以优选用于汽车、轨道车辆、航空机、船舶及建筑物用窗户玻璃部件。
Claims (15)
1.一种光学膜,其具有光学功能层,所述光学功能层至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒,其中,
所述光学功能层中所述含二氧化钒的微粒的包含一次粒子及二次粒子在内的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
2.如权利要求1所述的光学膜,其中,
所述光学功能层中的所述含二氧化钒的微粒的一次粒子的粒子个数比例为全部粒子数的30个数%以上。
3.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,
所述光学功能层形成在透明基材上。
4.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,
所述光学功能层为兼具树脂基材功能的构成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的光学膜,其除所述光学功能层之外,还具有近红外光屏蔽层,所述近红外光屏蔽层具有屏蔽700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分的功能。
6.一种光学膜的制造方法,其包括形成至少含有疏水性粘合剂树脂和含二氧化钒的微粒的光学功能层的工序,其中,
进行调整使得:
所述含二氧化钒的微粒的包含一次粒子及二次粒子在内的全部粒子的数均粒径为200nm以下。
7.如权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中,
作为所述含二氧化钒的微粒,使用利用水性合成法制备的含二氧化钒的微粒。
8.如权利要求6或7所述的光学膜的制造方法,其中,
所述疏水性粘合剂树脂是疏水性聚合物、或者是使用疏水性粘合剂树脂的单体通过固化处理工序聚合化而成的树脂。
9.如权利要求6~8中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
利用所述水性合成法以含有含二氧化钒的微粒的水性分散液的形式制备了所述含二氧化钒的微粒,然后,所述含二氧化钒的微粒不经过干燥状态,而通过溶剂置换工序将该水性分散液制成含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
10.如权利要求9所述的光学膜的制造方法,其中,
所述溶剂置换工序由含有含二氧化钒的微粒的分散液的浓缩工序、以及向所述浓缩工序中得到的浓缩液中添加溶剂的溶剂稀释工序构成,并且,
所述溶剂置换工序中,将所述浓缩工序及溶剂稀释工序中的处理操作反复进行2次以上,制备含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
11.如权利要求10所述的光学膜的制造方法,其中,
所述含有含二氧化钒的微粒的分散液的浓缩工序中使用的浓缩方法为超滤方法。
12.如权利要求9~11中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
通过所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液在0.01~30质量%的范围内含有水。
13.如权利要求6~12中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
制备光学功能层形成用涂布液,并将该光学功能层形成用涂布液涂布在透明基材上,进行干燥,从而形成光学功能层,所述光学功能层形成用涂布液包含:疏水性粘合剂和通过所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
14.如权利要求6~12中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
制备光学功能层形成用胶浆,并利用溶液流延法,将该光学功能层形成用胶浆形成光学功能层,
所述光学功能层形成用胶浆包含:疏水性粘合剂和通过所述溶剂置换工序制备的含有含二氧化钒的微粒的溶剂分散液。
15.如权利要求6~14中任一项所述的光学膜的制造方法,其中,
除所述光学功能层之外还形成近红外光屏蔽层,所述近红外光屏蔽层具有屏蔽700~1000nm的光波长范围内的光的至少一部分的功能。
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