CN111194264A - 窗膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种窗膜，该窗膜附连到窗表面、易于进行安装、并且能够促进所产生凝露的蒸发以加快窗表面的干燥。该窗膜具有：亲水性最外表面；以及包含近红外线吸收材料、吸收近红外线并且产生热的生热层。

Description

窗膜
技术领域
本发明涉及窗膜。
背景技术
常规地，已调查了用于防止窗表面上的凝露的各种方法。例如，专利文档1公开了一种用于将树脂面板通过具有规定厚度的垫片附接到玻璃窗的平板玻璃的内侧和/或外侧并且在平板玻璃与树脂面板之间形成绝热空气层的方法。
此外，专利文档2公开了一种通过利用加热器加热窗玻璃表面以防止凝露并且保持温度以使得接触窗玻璃的空气不达到露点来防止生成凝露的方法。
引用文献列表
专利文献
专利文档1：JP 2011-252328 A
专利文档2：JP 2003-106677 A
发明内容
然而，就常规的凝露防止方法而言，必须在整个窗区段的结构上使用方案并且需要用于防止凝露的大型设备诸如加热器，并且因此这些常规方法的问题包括难以将这些方法应用到现有窗区段以及应用所需的大量人力和费用。
因此，本发明的目的在于提供一种窗膜，该窗膜附连到窗表面、易于进行安装、并且能够促进所产生凝露的蒸发以加快窗表面的干燥。
本发明的一个方面涉及一种窗膜，该窗膜具有：亲水性最外表面；以及包含近红外线吸收材料、吸收近红外线并且产生热的生热层。
上述窗膜通过将膜附连到窗表面来容易地实现对凝露的对抗措施。窗膜的最外表面为亲水性的，因此所产生的凝露易于润湿扩散到最外表面上。此外，窗膜的生热层吸收来自窗表面的日光中的近红外线并且产生热。通过由生热层产生的热来加热润湿扩散到最外表面上的凝露，从而促进蒸发。因此，通过将窗膜附连到窗表面可促进所产生凝露的蒸发并且可加快窗表面的干燥。
本发明提供了一种窗膜，该窗膜附连到窗表面、易于进行安装、并且能够促进所产生凝露的蒸发以加快窗表面的干燥。
附图说明
图1为示出窗膜的第一实施方案的剖视图。
图2为示出窗膜的第二实施方案的剖视图。
图3为示出窗膜的第三实施方案的剖视图。
图4为示出窗膜的第四实施方案的剖视图。
图5为示出窗膜的第五实施方案的剖视图。
图6为示出窗膜的第六实施方案的剖视图。
具体实施方式
以下参考附图描述了本发明的优选实施方案。需注意，在附图的说明中已为相同的元件指定了相同的附图标记，并且省略了重复的说明。此外，为了便于理解，附图示出了经修饰的部分，并且尺寸比等并不限于附图所示的那些。需注意，在本说明书中，“窗膜”是指附连到窗的整个表面或其一部分以供使用的膜。可应用窗膜的窗不受限制，并且可为结构诸如住宅或建筑物的窗，并且可为移动物体诸如公共汽车、车辆或船的窗。
根据本实施方案的窗膜具有：亲水性最外表面；以及包含近红外线吸收材料的生热层。
根据本实施方案的窗膜附连到窗表面，使得与最外表面相反的一侧的表面变成窗表面侧。生热层吸收近红外线并产生热，并且通过由生热层产生的热来促进产生于最外表面上的凝露的蒸发。最外表面为亲水性的，因此产生于最外表面上的凝露易于被润湿扩散。因此，相比于其中凝露以水滴形状进行附着的情况，可显著地获得来自生热层的蒸发促进效果。
根据本实施方案的窗膜可为透射至少一部分可见光的膜。这种类型的窗膜使得能够通过窗膜看到窗外的环境，并且因此易于应用到需要可见度的窗。窗膜的可见光透射率可为例如20％或更高、优选地40％、并且更优选地60％或更高。需注意，在本实施方案中，窗膜的最外表面为亲水性的，因此当产生凝露时，凝露不易形成为水滴形状并且易于润湿扩散到最外表面上。因此，相比于其中凝露以水滴形状进行附着的情况，窗外环境的可见度得到改善，并且即使出现凝露，也可保持足够的可见度。
在本实施方案中，最外表面上与水的接触角优选地为20°或更小。就这种类型的亲水性最外表面而言，凝露更易于润湿扩散，更显著地获得蒸发促进效果，并且可见度也为更有利的。最外表面上与水的接触角更优选地为15°或更小，并且甚至更优选地为10°或更小。最外表面上与水的接触角的下限没有特别限制。
需注意，在本说明书中，与水的接触角指示根据JIS R 3257:1999列出的固着液滴法测量的值。
在本实施方案中，用于为最外表面赋予亲水性的方法没有特别限制。例如，最外表面可通过包含亲水性官能团的表面层来构造，或者可通过已经受亲水性处理的表面层来构造。
最外表面优选地具有亲水性官能团。在本实施方案中，构造最外表面的亲水性材料可具有亲水性官能团，或者亲水性官能团可通过亲水性处理而形成于最外表面上。亲水性官能团的示例包含羟基、羧基和离子官能团。
亲水性材料的示例包含聚乙烯醇、聚硅氮烷、聚甲基丙烯酸羟乙酯、以及其他此类聚合物材料；氟化镁氢氧化物、以及其他此类无机材料。
亲水性处理的示例包括电晕处理、等离子体处理、火焰处理、紫外线辐射处理和其他此类表面改性处理方法。此外，亲水性处理的示例包括将光催化剂设置在最外表面上并且利用光催化剂的作用来产生光致激发亲水性的方法。
生热层为吸收近红外线并产生热并且包含近红外线吸收材料的层。生热层在780nm至2500nm的近红外波长范围内优选地具有30％或更高的吸收率。这种类型的生热层易于通过来自窗表面的日光来产生热，因此更显著地表现出凝露蒸发促进效果。上述近红外范围内的吸收率更优选地为40％或更高，并且甚至更优选地为50％或更高。
根据本实施方案的窗膜在780nm至2500nm的近红外波长范围内的吸收率优选地为30％或更高、更优选地为40％或更高、并且甚至更优选地为50％或更高。在本实施方案中，近红外线的吸收和热的产生可发生在除生热层之外的层处，并且通过在整个窗膜上具有上述吸收率而更显著地表现出凝露蒸发促进效果。
近红外线吸收材料没有特别限制。近红外线吸收材料的示例包含金属氧化物、有机染料和有机金属络合物，并且在这些示例中，金属氧化物，尤其是诸如氧化铟锡(ITO)和掺锑氧化锡(ATO)的金属氧化物可为适宜使用的。
生热层中的近红外线吸收材料的含量没有特别限制，并且例如在可获得上述有利的吸收率的范围内可适当地调节。
生热层需要仅为吸收近红外线并产生热的层，但生热层还可具有其他功能。例如，生热层可在一侧为亲水性的，并且该侧可构造上述最外表面。此外，生热层还可包含粘合剂，并且可构造允许与窗表面粘合的粘合表面。生热层还可具有作为基底的功能，从而允许窗膜的强度。即，生热层可为例如近红外线吸收材料与包含粘合剂的粘合剂层共混的层，并且可为将近红外线吸收材料共混在基底膜中的层。
根据本实施方案的窗膜可在与最外表面相反的一侧的表面处具有用于粘合到窗表面的粘合表面。根据这种类型的窗膜，可通过将粘合表面与窗表面粘合来在窗表面上容易地实现对凝露的对抗措施。
可例如通过包含粘合剂的粘合剂层来构造粘合表面。粘合剂的类型没有特别限制，并且可为任何粘合剂，前提条件是窗膜可粘合到窗表面。粘合剂的具体示例包含丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯树脂和有机硅树脂，并且在这些示例中，丙烯酸类树脂为尤其适宜使用的。粘合剂优选地为压敏粘合剂层，并且粘合剂层优选地为包含压敏粘合剂的压敏粘合剂层。
从有利于将窗膜附连到窗表面的工作的角度而言，根据本实施方案的窗膜有利地具有基底膜。基底膜没有特别限制，前提条件是其为可向窗膜赋予将窗膜附连到窗表面的操作所需的强度的膜。构成基底膜的材料没有特别限制，并且例如可为聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜和聚丙烯酸类膜。
基底膜的厚度没有特别限制，前提条件是其为允许窗膜保持足够强度的厚度。例如，基底膜的厚度可为15μm或更大、或者25μm或更大、以及1mm或更小、或者100μm或更小。
以下参考附图描述了窗膜的优选实施方案。
图1为示出窗膜的第一实施方案的剖视图。窗膜10包括表面层11、第一基底膜13、第一粘合剂层14、生热层12、第二基底膜15和第二粘合剂层16，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜10中，表面层11具有亲水性最外表面S11，并且第二粘合剂层16具有粘合表面S12。窗膜10通过第二粘合剂层16的粘合表面S12附连到窗表面。
窗膜10也可通过将具有设置在第一基底膜13的一侧上的表面层11并且具有设置在另一侧上的第一粘合剂层14的亲水性膜与具有设置在第二基底膜15的一侧上的生热层12并且具有设置在另一侧上的第二粘合剂层16的近红外线吸收膜组合在一起来构造。
在窗膜10中，表面层11由第一基底膜13保持，并且生热层12由第二基底膜15保持，因此即使表面层11和生热层12中的每一者的强度很低，整个膜的强度也可被容易地保持。
在窗膜10中，来自窗表面的近红外线被生热层12吸收，由此生热层12产生热并且促进最外表面S11上的凝露的蒸发。
图2为示出窗膜的第二实施方案的剖视图。
窗膜20包括表面层21、生热层22、基底膜23和粘合剂层24，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜20中，表面层21具有亲水性最外表面S21，并且粘合剂层24具有粘合表面S22。窗膜20通过粘合剂层24的粘合表面S22附连到窗表面。
窗膜20也可通过在设置有位于基底膜23的一侧上的生热层22和位于另一侧上的粘合剂层24的近红外线吸收膜的生热层22上形成表面层21来构造。
在窗膜20中，来自窗表面的近红外线被生热层22吸收，由此生热层22产生热并且促进最外表面S21上的凝露的蒸发。
图3为示出窗膜的第三实施方案的剖视图。窗膜30包括表面层31、基底膜33、生热层32和粘合剂层34，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜30中，表面层31具有亲水性最外表面S31，并且粘合剂层34具有粘合表面S32。窗膜30通过粘合剂层34的粘合表面S32附连到窗表面。
窗膜30也可通过在设置有位于基底膜的一侧上的表面层31和位于另一侧上的生热层32的复合膜的生热层32上形成粘合剂层34来构造。
在窗膜30中，来自窗表面的近红外线被生热层32吸收，由此生热层32产生热并且促进最外表面S31上的凝露的蒸发。
就窗膜30而言，表面层31和生热层32由基底膜33保持，因此即使表面层31和生热层32中的每一者的强度很低，整个膜的强度也可被容易地保持。
图4为示出窗膜的第四实施方案的剖视图。窗膜40包括表面层41、包含近红外线吸收材料的生热层45和粘合剂层44，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜40中，表面层41具有亲水性最外表面S41，并且粘合剂层44具有粘合表面S42。窗膜40通过粘合剂层44的粘合表面S42附连到窗表面。就窗膜40而言，生热层45也充当基底膜。
窗膜40可通过在其中混入近红外线吸收材料的生热层41的一侧上形成表面层45并且在其另一侧上形成粘合剂层44来构造。
在窗膜40中，来自窗表面的近红外线被生热层45吸收，由此生热层45产生热并且促进最外表面S41上的凝露的蒸发。
在窗膜40中，生热层45充当用于保证整个膜的强度的基底并且充当用于通过近红外线产生热的生热层，并且因此层结构可得到简化并且窗膜40的厚度相比于其他实施方案可被制备成更薄。
此外，在窗膜40中，表面层41和粘合剂层44由生热层45保持，并且因此即使表面层41和粘合剂层44中的每一者的强度很低，整个膜的强度也可被容易地保持。
图5为示出窗膜的第五实施方案的剖视图。窗膜50包括表面层51、基底膜53、和具有粘性粘合性并包含近红外线吸收材料的生热层56，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜50中，表面层51具有亲水性最外表面S51，并且生热层56具有粘合表面S52。窗膜50通过生热层56的粘合表面S52附连到窗表面。就窗膜50而言，生热层56包含近红外线吸收材料，并且还具有粘性粘合性并充当粘合剂层。
窗膜50可通过在基底膜53的一侧上形成表面层51并且在其另一侧上形成包含粘性粘合剂组分和近红外线吸收材料的生热层56来构造。
在窗膜50中，来自窗表面的近红外线被生热层56吸收，由此生热层56产生热并且促进最外表面S51上的凝露的蒸发。
在窗膜50中，生热层56具有粘合窗表面和窗膜50的功能，并且具有作为生热层以通过近红外线产生热的功能，因此层结构可得到简化并且窗膜50的厚度相比于其他实施方案可被制备成更薄。
此外，在窗膜50中，表面层51和生热层56由基底膜53保持，因此即使表面层51和生热层56中的每一者的强度很低，整个膜的强度也可被容易地保持。
图6为示出窗膜的第六实施方案的剖视图。窗膜60包括包含近红外线吸收材料的生热层67、基底膜63和粘合剂层64，并且各个层以此顺序进行层合。在窗膜60中，生热层67具有亲水性最外表面S61，并且粘合剂层64具有粘合表面S62。窗膜60通过粘合剂层64的粘合表面S62附连到窗表面。
生热层67具有亲水性最外表面S61。该最外表面S61例如通过使包含近红外线吸收材料的生热层67经受亲水性处理来形成，并且可通过利用包含近红外线吸收材料和亲水性聚合物的亲水性材料构造生热层67来形成。
窗膜60可被构造成使得具有亲水性最外表面S61的生热层67形成于基底膜63的一侧上，并且粘合剂层64形成于其另一侧上。
在窗膜60中，来自窗表面的近红外线被生热层67吸收，由此生热层67产生热并且促进最外表面S61上的凝露的蒸发。
在窗膜60中，生热层67充当提供亲水性最外表面的表面层，并且充当用于通过近红外线产生热的生热层，因此层结构可得到简化并且窗膜60的厚度相比于其他实施方案可被制备成更薄。
此外，在窗膜60中，生热层67和粘合剂层64由基底膜63保持，因此即使热生成层67和粘合剂层64中的每一者的强度很低，整个膜的强度也可被容易地保持。
尽管上述描述是针对本发明的优选实施方案给出的，但本发明并不限于上述实施方案。
实施例
下面使用实施例更具体地描述本发明，但是本发明不旨在限于以下实施例。
(实施例1)
制备具有图1所示的窗膜10的构型的窗膜。更具体地，将具有形成于50μm厚的PET膜上的亲水性涂层的层合膜(HF001，得自Reiko Co.,Ltd.)用作第一基底膜13和表面层11，并且将20μm厚的丙烯酸类树脂压敏粘合剂(PMJ-1435，得自3M)用作第一粘合剂层14。此外，利用通过以100:2的重量比混合ITO涂料(PI-3Y，得自Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.)与炭黑分散体(MHI Black#A980M，得自Mikuni Color Ltd.)获得的混合溶液并经由凹版涂布方法来形成具有2μm干燥厚度的膜，随后通过累积辐射剂量为108mJ/cm2的紫外线辐射来固化该膜以形成层，并且将此层用作生热层12。此外，将50μm厚的聚酯膜(CM875，得自3M)用作第二基底膜15，并且将24μm厚的丙烯酸类树脂压敏粘合剂(PMJ-1435，得自3M)用作第二粘合剂层16。
对于所制备的窗膜，通过以下方法测定最外表面上与水的接触角、窗膜的近红外线吸收率和窗膜的可见光透射率。结果示于表1中。
<与水的接触角的测量>
根据JIS R 3257:1999中所述的固着液滴法，利用接触角测量仪(DM-501，得自Kyowa Interface Science Co.,Ltd.)测量与水的接触角。更具体地，在其中窗膜附连到测量为50mm×50mm且厚度为3mm的浮法玻璃的状态下，测量窗膜表面相对于蒸馏水的接触角。
<近红外线吸收率的测量>
通过以下方法测定窗膜的近红外线吸收率。
根据JIS A 5759:2016中所述的用于测量日光透射率的方法利用紫外线-可见光-近红外线分光光度计(U-4100，得自Hitachi,Ltd.)测量780nm至2500nm的各种波长的光谱透射率[τ(λ)]，并且通过公式(1)确定近红外透射率(τ)，该公式(1)将日光在相应波长范围中的相对光谱分布(Eλ)乘以从波长间隔(Δλ)获得的权值系数(EλΔλ)并且获得加权平均值。
Figure BDA0002438248100000091
同样，根据JIS A 5759:2016中所述的用于测量日光反射率的方法利用紫外线-可见光-近红外线分光光度计(U-4100，得自Hitachi,Ltd.)测量780nm至2500nm的各种波长的光谱反射率[ρ(λ)]，并且通过公式(2)确定近红外反射率(ρ)，该公式(2)将日光在相应波长范围中的相对光谱分布(Eλ)乘以从波长间隔(Δλ)获得的权值系数(EλΔλ)并且获得加权平均值。
Figure BDA0002438248100000092
然后利用所确定的近红外透射率τ和近红外反射率ρ来从公式(3)获得近红外线吸收率(α)。此处需注意，α、τ和ρ的单位均为％。
α＝100-τ-ρ (3)
<可见光透射率的测量>
根据JIS A 5759:2016中所述的用于测量可见光透射率的方法利用紫外线-可见光-近红外线分光光度计(U-4100，得自Hitachi,Ltd.)测量窗膜的可见光透射率。
此外，有关对凝露的对抗措施，通过以下方法评估所制备的窗膜。结果示于表1中。
<凝露干燥评估>
将窗膜附连到具有190mm×200mm尺寸和4mm厚度的强化玻璃，并且随后用于评估中。此外，将白炽光灯泡(RF100V150WWD，得自Panasonic Corporation)用作光源。强化玻璃与灯顶端隔开130mm(其上未附连膜的表面面向灯(光源)侧)，并且被布置成使得玻璃的中心与灯的中心匹配。在附连有膜的强化玻璃的表面处，利用热电偶(MF-0-K，得自ToaElectric Inc.)和多通道数据记录器(GL220，得自Graphtec Corporation)测量和记录膜的中心部分处的表面的温度，并且将此温度用作窗膜的表面温度。
取代冷凝水，利用喷雾瓶(150ml喷雾瓶，得自Daiso Industries Co.,Ltd.)将2.0g蒸馏水均匀地喷射到水平保持的窗膜上。利用电子天平(PB3002 S/FACT，得自MettlerToledo,Inc.)测量蒸馏水的重量。接下来，将样品(其上附连有窗膜的强化玻璃)谨慎地定位成竖直向上并且在该状态下保持10秒，以允许过量的水通过从样品自然地向下流走而被移除，之后将样品以规定的布置方式进行安装并且打开灯。将灯被打开的时间记录为水蒸发起始时间。将窗膜表面上的全部水基于肉眼观察已蒸发时的时间视为干燥完成时的时间，并且将从起始直到干燥完成的时间记录为干燥时间。此外，将干燥完成时的窗膜的表面温度记录为干燥时的温度。
<可见度>
使用上述凝露干燥评估中所用的样品。在可见度评估中，将水喷射到样品上，将样品安装在规定位置处，并且在灯即将被打开之前的状态下，利用肉眼透过样品观察样品另一侧上的物体，并且确定可见度。透过其能够清晰可见物体的样品的可见度被确定为“A”，并且因表面上的水滴而难以透过其看到物体的清晰图像的样品的可见度被确定为“B”。
(实施例2)
制备具有图3所示的窗膜30的构型的窗膜。使用与实施例1中相同的材料，不同的是第一粘合剂层14和第二基底膜15被省去。更具体地，将层合膜(HF001，得自Reiko Co.,Ltd.)用作表面层31和基底膜33，将由ITO涂料(PI-3Y，得自Mitsubishi MaterialsElectronic Chemicals Co.,Ltd.)和炭黑分散体(MHI Black#A980M，得自Mikuni ColorLtd.)形成的2μm厚的紫外线可固化膜层用作生热层32，并且将24μm厚的丙烯酸类树脂压敏粘合剂(PMJ-1435，得自3M)用作粘合剂层34。
使用与实施例1中相同的方法来测量和评估所制备的窗膜。结果示于表1中。
(实施例3)
制备具有图5所示的窗膜50的构型的窗膜。更具体地，将与实施例1中相同的层合膜(HF001，得自Reiko Co.,Ltd.)用作表面层51和基底膜53。此外，将聚氨酯树脂((KL-540E，得自Arakawa Chemical Industries,Ltd.)和ATO分散体(SNS-10M，得自IshiharaSangyo Kaisha,Ltd.)以100:22的重量比进行混合并利用刮刀涂布机形成具有24μm干燥厚度的膜，并且将由此获得的层用作具有粘性粘合性的生热层56。
使用与实施例1中相同的方法来测量和评估所制备的窗膜。结果示于表1中。
(比较例1)
测量其上未附连有窗膜的玻璃窗上与水的接触角。此外，使用与实施例1中相同的方法来评估凝露对抗措施。结果示于表1中。
(比较例2)
制备其中表面层、基底膜和粘合剂层被层合在一起的窗膜。需注意，使用与实施例1中相同的材料，不同的是生热层12、第二基底膜15和第二粘合剂层16被省去。更具体地，将与实施例1中相同的层合膜(HF001，得自Reiko Co.,Ltd.)用作表面层和基底膜，并且将20μm厚的丙烯酸类树脂压敏粘合剂(PMJ-1435，得自3M)用作粘合剂层。使用与实施例1中相同的方法来测量和评估所制备的窗膜。结果示于表1中。
(比较例3)
制备其中生热层、基底膜和粘合剂层被层合在一起的窗膜。需注意，使用与实施例1中相同的材料，不同的是表面层11、第一基底膜13和第一粘合剂层14被省去。更具体地，作为生热层，利用通过以100:2的重量比混合ITO涂料(PI-3Y，得自Mitsubishi MaterialsElectronic Chemicals Co.,Ltd.)与炭黑分散体(MHI Black#A980M，得自Mikuni ColorLtd.)获得的混合溶液并经由凹版涂布方法形成具有2μm干燥厚度的膜，随后通过累积辐射剂量为108mJ/cm2的紫外线辐射来固化该膜以形成层，并且使用该层。此外，将5μm厚的聚酯膜(CM875，得自3M)用作基底膜，并且将4μm厚的丙烯酸类树脂压敏粘合剂(PMJ-1435，得自3M)用作粘合剂层。使用与实施例1中相同的方法来测量和评估所制备的窗膜。结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0002438248100000121
[参考标号]
10，20，30，40，50，60：窗膜；11，21，31，41，51：表面层；12，22，32，45，56，67：生热层；13：第一基底膜；14：第一粘合剂层；15：第二基底膜；16：第二粘合剂层；23，33，53，63：基底膜；24,34,44,64：粘合剂层。

Claims (10)

1.一种窗膜，包括：
亲水性最外表面；和
包含近红外线吸收材料、吸收近红外线并且产生热的生热层。
2.根据权利要求1所述的窗膜，其中所述最外表面与水的接触角为20°或更小时为亲水性的。
3.根据权利要求1或2所述的窗膜，包括：
具有所述最外表面的表面层；和
层合在所述表面层的与所述最外表面相反的表面侧上的所述生热层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的窗膜，其中所述最外表面具有亲水性官能团。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的窗膜，包括位于与所述最外表面相反的一侧的表面上的粘合表面。
6.根据权利要求5所述的窗膜，包括具有所述粘合表面的粘合剂层。
7.根据权利要求5所述的窗膜，其中所述生热层还包含粘合剂，并且所述生热层具有所述粘合表面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的窗膜，其中所述生热层在780nm至2500nm的近红外波长范围内具有30％或更高的吸收率。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的窗膜，其中所述近红外线吸收材料包含金属氧化物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的窗膜，其中可见光透射率为60％或更高。
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