JP2002521727A - 日光制御窓フィルム - Google Patents

日光制御窓フィルム

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JP2002521727A JP2000562776A JP2000562776A JP2002521727A JP 2002521727 A JP2002521727 A JP 2002521727A JP 2000562776 A JP2000562776 A JP 2000562776A JP 2000562776 A JP2000562776 A JP 2000562776A JP 2002521727 A JP2002521727 A JP 2002521727A
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Abstract

(57)【要約】 高い可視光透過率および低い近赤外熱エネルギー透過率を有する日光制御窓フィルムは、透明基材(１０)、これに保持される、薄く光学的に透明な金属層(１２)、光学的に透明な近赤外エネルギー吸収性材料の層(１４または１６)、ならびに、近赤外エネルギー吸収性材料および金属に重なり、これらを保護する、透明な保護材料層(１６または１８)からなる。それぞれの層の近赤外反射特性および近赤外吸収特性は、窓ガラスまたは透明板ガラス材料への過剰な熱移動を伴うことなく選択的な太陽熱遮断を与えるようにバランスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 (技術分野) 本発明は、日光エネルギースペクトルの選択的な透過率を有する日光制御窓フ
ィルム、特に、高い可視光透過率および低い近赤外熱エネルギー透過率を有する
フィルムに関する。
【０００２】 (背景技術) 通常形態の日光制御窓フィルムは、例えば蒸着またはスパッター付着によって
付着させた反射性金属の薄層を有する、実質的に透明な柔軟性ポリマー基材から
なる。このフィルムは、感圧接着剤の実質的に透明な層によって、窓の内側表面
に貼付されるのが普通である。この接着剤は、窓が配置されている部屋または空
間の内容物を紫外線ダメージから保護するために、紫外線エネルギー吸収剤を含
有するのが普通である。
【０００３】 金属の選択および金属層の厚みに依存して、フィルムは、選択された可視光透
過率(ＶＬＴ)および選択された可視光反射率(ＶＬＲ)を有するであろう。一般に
、ＶＬＴとＶＬＲは逆比例する。金属層の厚みが増加すると、ＶＬＲが増加し、
ＶＬＴが減少する。大部分の気候において許容しうるレベルの日光エネルギー遮
断(rejection)を達成するために、金属層は、可視光透過率が５０％以下、多く
の場合に２５％またはそれ以下であるように十分に厚く密でなければならない。
このように、ＶＬＴおよびＶＬＲは競合するものであり、工業的に許容しうる中
間的な折衷案は存在しない。
【０００４】 金属処理したフィルムのＶＬＴを増加させるための１つの試みは、フィルムま
たは金属層に隣接して酸化チタンまたは酸化インジウムスズの被覆を適用して、
狭いスペクトルバンド内で反射を制御することである。古典的な光学によれば、
高い反射指数の材料層の間に金属フィルムをサンドイッチ化すると、可視光透過
率を高めることができる(即ち、いわゆる誘導透過)。実際的には、これは酸化チ
タンまたは酸化インジウムスズの７０〜１００ｎｍ(ナノメートル)厚みの層を必
要とするが、これを製造するのには非常に時間がかかり、制御するのが困難であ
る。その結果、この方法は、多くの窓フィルムに実際に適用するには高価になり
すぎるのが普通である。
【０００５】 米国特許Ｎo.４,７９９,７４５(再審査証明書Ｂ１ ４７９９７４５)は、５ま
たはそれ以上の奇数の誘電体および金属の交互層からなる、ファブリー-ペロッ
ト(Fabry-Perot)干渉フィルターを用いる赤外反射性フィルムを開示している。
具体的には、２またはそれ以上の光学的に透明な金属層(例えば、銀、金、白金
、パラジウム、アルミニウム、銅、ニッケルおよびこれらの合金の層)が、直に
隣接した誘電体スペーサー層(これは、インジウム、スズ、チタン、ケイ素、ク
ロムおよびビスマスの酸化物であってよく、これらが適する)によって隔てられ
、その間にサンドイッチ化されている。関連の米国特許Ｎo.５,０７１,２０６(
これは、特許Ｎo.４,７９９,７４５の一部継続出願に対して発行された)は、誘
電体と銀の７つの直に隣接する交互層を保持する基材からなる、色補正された赤
外反射性フィルムを開示している。このようなフィルムは、所望の可視光透過率
を与えるが、互いの上にスパッター付着された材料からなる５、７またはそれ以
上の奇数の層を必要とし、これは非常に高コストであり、達成するのが容易では
ない。
【０００６】 米国特許Ｎo.４,７９９,７４５ならびにＮo.５,０７１,２０６、Ｎo.４,３３
７,９９０およびＮo.３,６８２,５２８の方法の基礎となるのは、フィルムを窓
に貼付するか、または透明板ガラス(glazing)系に使用するときに、反射赤外エ
ネルギー(即ち、太陽熱)が堅い支持材料(即ち、窓ガラス)に吸収される原因とな
る、赤外反射を最大にすることである。太陽熱の過剰の吸収は、ガラス破損の結
果を与えうる。この方法の別の欠点は、金属／誘電体の積重ねの固有の低い水蒸
気透過率(ＭＶＴＲ)であり、通常はこれが、窓にフィルムを貼付するために使用
する感圧接着剤取付けまたは据付け系に対して、過剰に長い乾燥時間という結果
を与える。多くの場合に、これは、曇る結果を与えるか、または据付け後に窓の
美しさを損ない破壊するであろう。
【０００７】 日光スペクトルを選択的に濾過する別の方法は、近赤外吸収性染料の使用によ
るものである。１つの例は、日本化薬株式会社から市販されている赤外吸収性染
料を導入したか、またはそれで被覆したフィルムである。また、一次ガラス製造
元は、太陽熱を吸収させるために無機酸化物を使用する。その例には、PPG Indu
striesの「アズレライト(Azurelite)」ガラスおよびLibby Owens Fordの「エバ
ーグリーン(Evergreen)」ガラスが含まれる。ここでも、太陽熱の吸収により、
非常に高い透明板ガラス温度に到達し、ガラスの破損を促進し、二重窓隔離され
たガラスの寿命を短くし、シーラント破損を引き起こし、全体として非効率的な
系を与える。
【０００８】 (発明の開示) 本発明の目的は、日光エネルギーから保護すべき空間(例えば、居住用または
商業的な室内環境)の外側から内側への太陽熱移動の程度を最適化するためのバ
ランスのとれた方法を提供することであり、これにより、上記した従来技術の欠
点を克服した改善された日光制御窓フィルムを提供することである。
【０００９】 本発明の特別の目的は、近赤外熱エネルギーの反射と吸収の間のバランスを達
成し、これにより、過剰に反射または過剰に吸収することなく太陽熱の分散を制
御し、さらに、透明板ガラス材料(即ち、窓ガラス)への太陽熱移動の程度を制御
することである。
【００１０】 また本発明の目的は、可視光透過率のバランスをとり、これにより、高い可視
光透過と優れた太陽熱遮断を有する日光制御窓フィルムを提供することである。
【００１１】 本発明の窓フィルムは、製造のコスト効率がよく、優れた日光特性(例えば、
低い陰影係数および高い可視光透過率)を与え、窓ガラスへの過剰の熱移動を引
き起こさない。
【００１２】 この反射と吸収の間のバランスは、特定の地球環境に合わせて加工することが
できる。好ましい態様においては、金属層を基材上にマグネトロンスパッター付
着させ、金属厚みの正確な制御を可能にし、広範囲の金属標的の使用を容易にす
る。誘電体スペーサー層の使用は必要ではない。
【００１３】 別の態様においては、本発明は、より厚いキャリパー複合構造からなることが
できる。この構造は、所望の日光制御、ならびに、建築学的に安全な透明板ガラ
ス材料に伴われているのが普通である安全性の利益[粉砕耐性、建物侵入抑止、
突風および投石耐性、ならびに、自然現象(強風、風が運ぶ破片、および雨／水
のダメージ)の緩和を包含する]の両方を供する。
【００１４】 本発明に従って、反射と吸収の間のバランスは、近赤外(ＮＩＲ)日光エネルギ
ー領域の狭いバンド内で調整する。太陽熱は、主に、近赤外エネルギー領域に由
来し、約７１％の重み付きスペクトルパワー分布が、約８００〜約１１００ｎｍ
(ナノメートル)の狭いバンド内に生じる。バランスをとるのはこの狭いバンド内
である。
【００１５】 本発明の窓フィルムは、実質的に透明な基材、この上に保持された反射性金属
の光学的に透明な薄いフィルムの被覆または層、ならびに、近赤外ＮＩＲエネル
ギー吸収性材料の光学的に透明な層からなる。使用する金属および金属被覆の厚
みは、この金属被覆が、可視光スペクトルにおいて選択された透過率ならびに可
視光およびＮＩＲエネルギースペクトルにおいて選択された反射率を有するよう
に選択および／または調節される。ＮＩＲエネルギー吸収性材料の層の厚みおよ
び／またはこの層中に分散されたＮＩＲエネルギー吸収性物質の濃度は、ＮＩＲ
エネルギースペクトル内(具体的には、約８００〜約１１００ｎｍの狭いバンド
内)で太陽熱エネルギーの選択された吸収率を有するように選択および／または
調節される。これにより、ＮＩＲエネルギー反射率、ＮＩＲエネルギー吸収率な
らびにＮＩＲおよび可視光透過率の間で、所望のバランスを達成することができ
る。
【００１６】 本発明に従って提供される１つの物理的構造において、一方の側に金属層を有
する基材を、透明ポリマーシートに接着ラミネートして、このシートが金属層を
覆い、保護するようにする。ポリマーシートの暴露された表面は、引掻き耐性の
保護硬被覆を保持し、基材の暴露された側(即ち、他の側)は、窓にこの基材を貼
付するための感圧接着剤を保持する。この構造において、ＮＩＲエネルギー吸収
性材料は、所望により、１またはそれ以上の以下の方法で導入することができる
。即ち、感圧接着剤中に分散；基材中に導入または基材上に被覆；ラミネート用
接着剤中に分散；ポリマーシート中に導入またはポリマーシート上に被覆；硬被
覆材料中に分散；および／または金属層の下のプライマー被覆として基材に適用
および／または硬被覆の下のプライマー被覆としてポリマーシートに適用；によ
って導入することができる。
【００１７】 上記した構造を有する本発明の第１の好ましい態様においては、ＮＩＲエネル
ギー吸収性材料は、接着剤マトリックス中に分散または溶解したＮＩＲエネルギ
ー吸収性染料を含有する。ここでは、この接着剤マトリックスは、透明ポリマー
の保護シートを、金属被覆された基材にラミネートするように働く。第２の好ま
しい態様においては、ＮＩＲエネルギー吸収性材料を、透明ポリマーシート上に
被覆し、このシートを、金属層に面したＮＩＲエネルギー吸収層を有する基材の
金属処理した表面にラミネートする。本発明のこれら２つの態様を用いて最適の
結果を得るために、基材が窓ガラスに隣接し、ＮＩＲエネルギー吸収性材料の層
がガラスから離れて、部屋または他の空間の内側に面するように、窓フィルムを
窓の内側表面に貼付する。
【００１８】 本発明の他の態様においては、透明ポリマーシートおよびラミネート用接着剤
を削除し、ＮＩＲエネルギー吸収性材料を残りの構造成分中に導入することがで
きる。
【００１９】 即ち、本発明の窓フィルムは、製造のためのコスト効率がよく、優れた日光制
御を与え、ガラス中への太陽熱の過剰の蓄積を妨げることによりガラス破損を緩
和し、高い可視光透過率(具体的には、少なくとも約５０％、好ましくは約８０
％のＶＬＴ)を与える。
【００２０】 本発明のこれらおよび他の目的および利点は、添付の図面に関連して考察する
以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２１】 (発明を実施するための最良の形態) 現時点において、本発明を実施する最良の形態であると本発明者が考える本発
明の好ましい態様を、以下において詳しく説明する。 本明細書および特許請求の範囲において使用する以下の用語は、以下の定義さ
れた意味を有する。
【００２２】 「可視輻射」または「光」は、３８０〜７５０ｎｍの波長を有する電磁輻射を
意味する(ＣＩＥ標準)。
【００２３】 「透明」は、可視輻射を透過する性質を持つことを意味する。
【００２４】 「可視光透過率」およびその頭字語「ＶＬＴ」は、透明な光学デバイス(例え
ば、透明ガラス窓)を透過する可視輻射または光の割合(％)を意味する(ＣＩＥ照
明 Ｃ標準)。
【００２５】 「可視光反射率」およびその頭字語「ＶＬＲ」は、光学デバイスから反射され
る可視輻射または光の割合(％)を意味する。
【００２６】 「可視光吸収率」およびその頭字語「ＶＬＡ」は、光学デバイスによって吸収
される可視輻射または光の割合(％)を意味する。通常、ＶＬＴ、ＶＬＲおよびＶ
ＬＡの合計は、１００％に等しくなるはずである。
【００２７】 「紫外線エネルギー」およびその頭字語「ＵＶ」は、約２９０〜約３８０ｎｍ
の波長を有する電磁輻射を意味する。
【００２８】 「紫外線吸収率」およびその頭字語「ＵＶＡ」は、光学デバイスまたは系によ
って吸収される紫外線エネルギーの割合(％)を意味する。
【００２９】 「近赤外」、「近赤外輻射」、「近赤外エネルギー」およびその頭字語「ＮＩ
Ｒ」は、約７５０〜約１,４００ｎｍの波長を有する電磁輻射を意味する。
【００３０】 「近赤外透過率」およびその頭字語「ＮＩＲＴ」は、光学デバイスまたは系(
例えば、透明ガラス窓)を透過する近赤外エネルギーの割合(％)を意味する。
【００３１】 「近赤外反射率」およびその頭字語「ＮＩＲＲ」は、光学デバイスまたは系か
ら反射される近赤外エネルギーの割合(％)を意味する。
【００３２】 「近赤外吸収率」およびその頭字語「ＮＩＲＡ」は、光学デバイスまたは系に
よって吸収される近赤外エネルギーの割合(％)を意味する。通常、ＮＩＲＴ、Ｎ
ＩＲＲおよびＮＩＲＡの合計は、１００％に等しくなるはずである。
【００３３】 「陰影(shading)係数」およびその頭字語「ＳＣ」は、窓系の日光制御能力の
効率の建築学的な尺度を意味する。これは、いずれかの所与の窓系を通る太陽熱
の獲得の、この窓が透明な影のない二重強度窓ガラスで作られているときに同じ
条件下で得られるであろう太陽熱の獲得に対する比として表される。この陰影係
数が小さいほど、日光エネルギーを制御する窓の能力が大きい(ＡＳＨＲＡＥ標
準計算方法)。透明ガラスは１.００の値が割当てられる。１.００を下回るＳＣ
値は、単一の窓透明ガラスよりも良好な熱遮断を示す。
【００３４】 「ＴＳＥＲ」は「全日光エネルギー遮断」を意味し、全日光エネルギースペク
トル(即ち、紫外線、可視光および赤外線スペクトル)にわたって、光学デバイス
または系が全反射および吸収することからなる。
【００３５】 上に定義した窓フィルムの日光制御特性は、通常、透明な影のない二重強度窓
ガラスを用いて測定される。
【００３６】 「スパッター付着」または「スパッター付着させた」は、材料層をマグネトロ
ンスパッター装置を用いて基材上に付着させる方法またはこの方法の生成物を意
味する。
【００３７】 ここで図１を参照して、本発明の日光制御フィルムの好ましい態様を説明する
。このフィルムは、実質的に透明(即ち、光学的または視覚的に透明)な基材１０
、これに保持される、１またはそれ以上の反射性金属の光学的に透明な薄いフィ
ルムの被覆または層１２、好ましくはこの金属層１２に重なるラミネート接着剤
の光学的に透明な層１４、この層１４に重なる実質的に透明なポリマーの保護シ
ートまたは層１６、ならびに、ポリマー１６の暴露表面を被覆する摩擦または引
掻および摩耗耐性の硬被覆１８からなる。接着剤(通常は、感圧接着剤)の層２０
が、このフィルムを窓に貼付するために、基材１０の暴露表面に供される。
【００３８】 図１に示した本発明の構造的な態様において、ＮＩＲエネルギー吸収性材料は
、基材１０および／またはポリマーシート１６への導入または被覆、ラミネート
接着剤１４、硬被覆材料１８および／または感圧接着剤２０への分散、および／
または、金属層１２および／または硬被覆層１８の下へのプライマー被覆として
の適用のいずれか１つまたはそれ以上によって構造中に包含させることができる
。
【００３９】 本発明の第１の好ましい態様においては、ＮＩＲエネルギー吸収性材料は、ラ
ミネート接着剤の層１４に分散または溶解させたＮＩＲエネルギー吸収性染料か
らなる。第２の好ましい態様においては、このＮＩＲエネルギー吸収性染料は、
ポリマーシート１６中に導入するか、または、金属層１２に面するシート１６の
片側に被覆する。これら態様のいずれかを用いて、図１に示すように、このフィ
ルムを、窓２２の内側または部屋側に貼付する。この際、基材１０を窓に隣接さ
せ、ＮＩＲエネルギー吸収性材料を、窓から離れて、部屋または他の空間の内側
に配置する。
【００４０】 基材１０は、ガラスまたはプラスチックであってよく、堅いかまたは柔らかい
ものであってよく、日光制御フィルムに普通に使用される任意の透明支持物質か
らなっていてよく、特に、約１〜約２ミル、約５０ミルまでの厚みを有するウェ
ブ形態で供給される柔軟性のポリマーフィルムからなっていてよい。比較的厚い
フィルムは、日光制御成分の支持に加えて、窓系に安全性の特徴(特に、粉砕耐
性、建物侵入抑止、突風および投石耐性、ならびに風ダメージ耐性)を与える。
基材１０のために適するポリマーには、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、
ポリエチレンナフトレン(ＰＥＮ)、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリウレタン(Ｐ
ＵＲ)、ポリブチレン(ＰＢＮ)、ポリビニルフルオリド(ＰＶＦ)、ポリビニリジ
ンフルオリド(ＰＶＤＦ)およびアクリレートが含まれる。基材フィルムは、「耐
候性」であるのが、即ち、紫外線吸収剤を含有するフィルムからなるのが好まし
い。
【００４１】 金属層１２は、いくつかの反射性金属(例えば、アルミニウム、銀、金、銅、
クロムおよびニッケルクロム合金)のいずれかからなっていてよく、また、金属
／金属または金属／金属酸化物の複合体(例えば、チタン／銀／チタンまたはス
テンレススチール／銅／ステンレススチール)からなっていてもよい。金属フィ
ルムの厚みは、選択した金属ならびに所望のＶＬＴおよびＮＩＲＲレベルに依存
するであろう。単層フィルムは、通常、約２０〜約１５０Å(オングストローム)
の範囲内の厚みを有する。複合フィルム層は、通常、それぞれが約５〜約３０Å
の範囲内の厚みを有する。本発明によれば、金属層１２の可視光透過率は、少な
くとも５０％であり、好ましくは５０％を超え、例えば５０〜８０％であり、さ
らに好ましくは６５〜７５％である。
【００４２】 ＮＩＲエネルギー吸収性材料は、好ましくは、１またはそれ以上の実質的に透
明なＮＩＲエネルギー吸収性染料を含有する。第１の好ましい態様においては、
この染料を、ラミネート接着剤の層１４中に均一に分散または溶解させる。染料
含有層１４の厚みは、約０.１〜約１.０ミルの範囲内であるのが適当であろう。
第１および第２の両方の好ましい態様において、染料または他のＮＩＲ吸収剤の
使用量を、ＮＩＲ反射率とバランスさせて、後記において説明するような所望の
結果を達成する。
【００４３】 ＮＩＲ吸収性材料を、太陽熱が発生する全波長範囲(例えば、約７００〜約１,
４００ｎｍ)を覆うように設計することができる。しかし、本発明によれば、ま
た、コスト効率比を効率化するためには、ＮＩＲ染料および染料濃度は、具体的
には、約８００〜約１１００ｎｍの限定された波長範囲内のエネルギーを吸収す
るように選択および設計される。その理由は、太陽熱の大部分(約７１％)がこの
狭いバンド内に含まれるためである。
【００４４】 好ましいＮＩＲ吸収性染料は、Keystone Aniline (Pacific Division, Santa
Fe Springs, カリフォルニア)から、「Keysorb」の商標名およびグレード表示９
７９、９９０および９９３として市販されている。接着剤中の染料の好ましい濃
度は、接着剤固体基準(ＢＯＡＳ)で０.５〜６％、さらに好ましくは約２〜４％
である。窓に対して、このＮＩＲＡ染料層は、金属層および日光エネルギー源の
内側に配置される。この配向は、内側が空調によって気候制御されることが最も
多いので、さらに効率のよい系を与える。吸収された熱は、対流によって堅い透
明板ガラス支持体(窓ガラス)に移動せず、比較的冷たい内側環境の方に分散する
。
【００４５】 保護シート１６は、基材１０に適するものとして上記したポリマーのいずれか
から選択することができる。引掻および摩擦耐性の硬被覆１８は、窓フィルム工
業において周知であり、普通に使用されている多数の硬被覆材料のいずれかから
選択することができる。この硬被覆は、好ましくはＡＳＴＭ基準Ｄ１００４を満
たすべきであり、５％未満のデルタ曇り度を有するべきである。
【００４６】 日光制御フィルムにおいて使用するため、即ち、日光制御フィルムを平ガラス
窓に後で取付けるためには、接着剤２０は、感圧接着剤であるのが好ましい。窓
／透明板ガラス工業における最初の器具製造元(ＯＥＭ)のためには、本発明のフ
ィルムを、ガラスまたは他の透明板ガラス材料に乾燥ラミネートすることができ
る。好ましい態様においては、この接着剤は、Association of Industrial Meta
lizers, Coaters and Laminators (ＡＩＭＣＡＬ)によって作成された仕様書を
満たす紫外線吸収剤を含有する。二重窓透明板ガラス系のＯＥＭ製造においては
、本発明の日光制御フィルムは、外側窓の内側表面に貼付するのが好ましい。一
重窓および後取付けにおいて使用するためには、このフィルムは、窓の内側表面
または部屋側に貼付するのが好ましい。
【００４７】 窓ガラスにおけるフィルムの記載した配向においては、日光吸収率および日光
反射率を、ガラス中への太陽熱の移動が最少になるように制御する。金属反射性
層および連続した太陽熱吸収性層の間のバランスの最適化は、少ないガラス破損
、高いＴＳＥＲ、低い日光透過率、高い可視光透過率および低い陰影係数を与え
る。
【００４８】 本生成物は、製造が極めて簡単であり、そのコスト効率が高い。
【００４９】 本生成物の耐久性を、金属層保護(熱および紫外線の吸収および反射)によって
高め、耐候性のフィルム基材、取付け用接着剤中のＵＶＡのＡＩＭＣＡＬ補足、
保護フィルム層、および摩擦耐性硬被覆の使用によって高める。
【００５０】 図３および図４は、本発明の別の態様を示すものであり、ここでは、ポリマー
シート１６およびラミネート接着剤１４が、それぞれの構造から削除されている
。残りの成分は、上記した対応の成分と同じであり、それぞれ接尾辞「ａ」およ
び「ｂ」を追加して同じ参照数字で示されている。
【００５１】 図３の態様においては、金属の光学的に透明な薄いフィルム層１２ａが、透明
基材１０ａ上に配置され、硬被覆材料の光学的に透明な層１８ａによって覆われ
ている。基材１０ａの金属処理されていない表面は、接着剤の層２０ａによって
窓ガラス２２ａに貼付されている。ＮＩＲ吸収性材料は、接着剤２０ａへの分散
、基材１０ａへの被覆または導入、金属層１２ａ上への被覆、および／または硬
被覆１８ａへの分散のいずれか１つまたはそれ以上によって、構造中に導入され
ている。
【００５２】 本発明の図４の態様は、図３の態様と同じ成分からなるが、この場合には、基
材１０ｂの金属処理された表面１２ｂは、接着剤２０ｂによって、窓２２ｂに面
しており、これに貼付されている。ＮＩＲ吸収剤は、図３の態様と同じようにし
て構造中に導入することができる。図４の態様は、特に、外側表面が金属層で被
覆され、内側表面がＮＩＲ吸収性材料の層で被覆された、基材１０ｂを使用しよ
うとするものである。
【００５３】 全ての態様において、本発明は、選択した金属の反射特性と特定の近赤外吸収
性有機染料の吸収特性を組合わせて、ＮＩＲＲとＮＩＲＡの間の選択したバラン
スを供し、ＮＩＲＴを最小にし、ＶＬＴを最大にする。日光エネルギー濾過媒体
の両方を、通常の被覆中に導入し、既存の製造方法に適合させる。厚みおよび濃
度を制御して、可視光透過率を最大にし、系全体の近赤外透過率および太陽熱獲
得の両方を最小にする。本発明は、太陽熱遮断に対して最大の必要性を有する熱
帯地方を特に標的としている。経験的な一般原則として、本発明は、冷却コスト
が加熱コストを上回る地域に最も適していると言うことができる。
【００５４】 ここで図２を参照すると、３種類の日光制御フィルムの３００〜２,５００ｎ
ｍの全スペクトルにわたる日光エネルギー透過率の比較がグラフで示されている
。３種類全てのフィルムは、高いＶＬＴ(具体的には、約７０％のＶＬＴ)を有す
るように、透明ガラス上に構築されたものである。曲線Ａは、米国特許Ｎo.４,
７９９,７４５に従って構築した日光制御窓フィルム[これは、特許権者 Southwa
ll Technologies, Inc.から、識別番号ＸＩＲ-７０(Solis)として市販されてい
る]の日光エネルギー透過率をドット-ダッシュ線で示すものであり；曲線Ｂは、
３層の金属(即ち、チタン／銀／チタン)を保持する金属処理フィルムの日光透過
率を点線で示すものであり；曲線Ｃは、本発明の図１の好ましい態様のフィルム
(ラミネート接着剤１４中に分散させたＮＩＲ吸収性染料を含み、曲線Ｂのプロ
ットに使用したものと同じ金属処理基材を基材１０および金属層１２のために使
用している)の日光透過率を実線で示すものである。
【００５５】 曲線Ａによって示されるように、米国特許Ｎo.４,７９９,７４５に開示された
多層干渉フィルター構築物を使用するフィルムは、近赤外波長(特に、約７００
〜１４００ｎｍの範囲内の波長)において、極めて低い日光エネルギー透過率を
有する。従って、窓から室内への太陽熱の透過率は低いであろう。ＮＩＲＴが低
レベルであるときには、ＮＩＲＲおよびＮＩＲＡの一方または他方は高いに違い
ない。上記したように、このフィルムは高ＮＩＲＲであり、従って低ＮＩＲＡで
あり、これは、太陽熱エネルギーがガラスまたは他の透明板ガラス系に移動する
原因になる。ＡＳＨＲＡＥ基準の夏条件は外側温度が８９°Ｆおよび内側温度が
７５°Ｆであり、この条件のもとでは、曲線Ａのフィルムによってガラス中に反
射された熱は、容易に分散することができない。
【００５６】 曲線Ｂによって示されるように、金属処理された基材それ自体は、７５０〜１
４００ｎｍのＮＩＲ波長において高い透過率を有しており、本発明の標的範囲で
ある８００〜１１００ｎｍ(ここに、太陽熱の大部分が含まれる)においては約５
０％の平均値を有する。従って、かなりの太陽熱が、窓およびフィルムを通って
部屋の内側に透過する。金属フィルムの日光エネルギー遮断は、本質的に反射に
よるものであるから、８００〜１１００ｎｍの範囲内で曲線Ｂのフィルムを透過
しなかった日光エネルギーの約５０％は、主にＮＩＲＲであり、ＮＩＲＡは極め
てわずかであるとの結論を導くことができる。
【００５７】 曲線Ｃは、本発明によって提供される性能の増強をグラフによって示すもので
ある。具体的には、曲線Ｂと曲線Ｃの比較によって示されるように、７００〜１
１００ｎｍの領域において曲線Ｃのフィルムの透過率の顕著な低下が存在する。
このことは、ＮＩＲＡ層１４が、約７００ｎｍで日光エネルギーの吸収を始め、
約１１００ｎｍまで吸収を続け、これにより、この範囲においてＮＩＲＴを約５
％〜約３５％のレベルにまで低下させたことを示すものである。曲線Ｂのフィル
ムと曲線Ｃのフィルムの間の唯一の大きな相違は、後者におけるＮＩＲ吸収剤層
１４の導入であるから、ＮＩＲＴの低下の原因がＮＩＲＡにあることが明らかで
ある。
【００５８】 従って、曲線Ｃのフィルムによって示される本発明の態様においては、８００
〜１１００ｎｍの太陽熱波長バンドにおけるフィルムの日光特性は次の通りであ
る：即ち、ＮＩＲＴが５〜３５％、平均して約２５％；ＮＩＲＲが４５〜６０％
、平均して約５０％；およびＮＩＲＡが５〜３５％、平均して約２５％である。
このようにして、ＮＩＲＲおよびＮＩＲＡの間でバランスを達成し、ＮＩＲＴを
低下させる。金属層１２の金属および／または厚みを変化させることによって、
および／またはＮＩＲＡ層１４の吸収性染料の濃度および／または厚みを変化さ
せることによって、ＮＩＲＲとＮＩＲＡの間で異なるバランスを達成することが
できる。
【００５９】 ＮＩＲ吸収性層１４によって吸収された太陽熱は、フィルムの内側表面に隣接
するこの層の内部に保持され、ガラスまたは他の透明板ガラス構造中に移動する
ことがない。ＡＳＨＲＡＥの夏条件のもとでは、層１４によって吸収された熱は
、空調された部屋の内側に極めて容易に分散する。これは、空調の負荷を最小限
に増加させることがあるが、ガラス中への熱の過剰の移動によるガラス破損の危
険よりもそのコストが相当に少ない。
【００６０】 本発明に従って、ＮＩＲＲおよびＮＩＲＡのバランスをとって、ＮＩＲＴおよ
び太陽熱の獲得を最小にし、ＶＬＴを最大にし、低陰影係数(ＳＣ)を供する。Ｎ
ＩＲＴは、約３５％を超えるべきではなく、好ましくはそれ以下であるべきであ
り、ＶＬＴは、少なくとも約５０％、好ましくは約６５〜７５％であるべきであ
る。
【００６１】 曲線Ａのフィルムおよび曲線ＣのフィルムのＳＣまたは陰影係数は、同じであ
り、具体的には０.５２である。曲線ＡのフィルムのＶＬＴ(ＡＳＨＲＡＥ基準に
従って測定)は７２.５％であり、一方、曲線ＣのフィルムのＶＬＴは６４.２％
である。曲線Ｂのフィルムは、６７.１％のＶＬＴおよび０.６２のＳＣ(これは
、他の２つのフィルムの値よりもかなり高い)を有している。
【００６２】 あるＳＣに対してＶＬＴが高いほど、あるいは、あるＶＬＴに対してＳＣが低
いほど、より効率的に、日光制御フィルムは、可視光エネルギーを透過し、同時
にＵＶおよびＩＲをブロックするであろう。このことは、日光スペクトルに対し
て選択的な透過スペクトルを示す透明板ガラス系の日光選択性と呼ばれる。ＶＬ
ＴをＳＣで割ることによって、数値(商)が得られ、これを本明細書中では「日光
選択性指数」または「ＳＳＩ」と呼ぶ。このＳＳＩが高いほど、系の日光効率が
高い。曲線ＡのフィルムのＳＳＩは１.３９(０.７２５÷０.５２)であり、曲線
ＢのフィルムのＳＳＩは１.０８(０.６７１÷０.６２)であり、曲線Ｃのフィル
ムのＳＳＩは１.２３(０.６４２÷０.５２)である。ここでも、曲線Ｂと曲線Ｃ
のフィルムの比較により、曲線Ａのフィルムの高コストおよび窓ガラスの熱獲得
を蒙ることなく、日光効率の大きな改善が明らかになる。
【００６３】 日光制御フィルムの水蒸気透過率(ＷＶＴＲ)は、この工業の購入後または後取
付け過程において極めて重要な因子である。後取付けの市場においては、フィル
ムは、水の使用を必要とする取付け方法および感圧接着剤系によって窓ガラスに
適用される。接着剤を乾燥させるため、およびフィルムをガラスに永久的に貼付
するために、水は、接着剤およびフィルムを通ってフィルムの暴露表面に拡散し
て、水の蒸発を可能にしなければならない。即ち、迅速に乾燥するために、フィ
ルムは高いＷＶＴＲを持つことが重要である。曲線Ａのフィルムは、１気圧にお
いて２４時間で０.１４ｇ／ｍ２という極めて低いＷＶＴＲを有する。通常の居
住または取付けにおいては、この数値では、曲線Ａのフィルム上の接着剤が完全
に乾燥するのに３〜６カ月を要するであろう。この期間中に、窓は、保持された
水分により霞むかまたは曇って見えるようになり、フィルムはその場所から滑っ
てまたは偶発的に移動することがある。
【００６４】 対照的に、曲線Ｃのフィルムは、１気圧において２４時間で０.４８ｇ／ｍ２
というＷＶＴＲを有しており、これは、より普通の日光制御フィルムのものに好
ましく匹敵し、接着剤は約３〜１０日間で乾燥するであろう。従って、本発明の
フィルム(曲線Ｃ)が霞むかまたは曇って見える可能性、あるいは、滑るかまたは
偶発によって窓から移動する可能性は、曲線Ａのフィルムと比較して、大きく減
少する。本発明の好ましい態様においては、ＷＶＴＲは、少なくとも約０.４０
、好ましくはそれ以上であるべきである。
【００６５】 即ち、本発明の日光制御フィルムは、コスト効率が高いこと、ならびに、高い
ＶＬＴ、ＮＩＲＲとＮＩＲＡの間のバランス、低いＮＩＲＴ、低いガラス太陽熱
獲得、低いＳＣ、高いＳＳＩおよび高いＷＶＴＲを有することを特徴とする。即
ち、本発明の目的および利点が、好都合、経済的、実際的および容易な方法で達
成されることが示された。
【００６６】 本明細書中において、本発明のある種の好ましい態様を図示および説明したが
、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲から逸脱することなく、種々の
変更、再配置および修飾を行いうることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の窓フィルムの好ましい構造を大きく拡大した断面図であ
る。
【図２】 (Ａ)米国特許Ｎo.４,７９９,７４５の記載のように構築した熱反
射性日光制御フィルム；(Ｂ)通常の金属処理基材日光制御フィルム；および(Ｃ)
図１の本発明の日光制御フィルムの好ましい態様；の全日光エネルギースペクト
ルにわたる日光エネルギー透過率を比較するグラフである。
【図３】 本発明の別の構造の態様を大きく拡大した断面図である。
【図４】 本発明の別の構造の態様を大きく拡大した断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｊ 1/00 Ｂ６０Ｊ 1/00 Ｈ Ｇ０２Ｂ 5/26 Ｇ０２Ｂ 5/26 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2H048 CA05 CA12 CA27 FA05 FA12 FA24 4F100 AB01B AG00C AK01A AK01C AT00C BA04 BA07 BA10A BA10D CA07C CA30A CB05D EH23A EH66B GB07 JD04C JD10A JJ02 JK09 JK09A JK10 JK12A JL02 JL13D JN01A JN01B JN01C JN06B JN08 JN08B JN30B YY00A YY00B YY00C

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的に透明な基材、その上に保持される、選択された可視
    光透過率および選択された可視光および近赤外エネルギーの反射率を有する光学
    的に透明な金属被覆、ならびに、近赤外エネルギー吸収性材料を含有する光学的
    に透明な層、から実質的になる日光制御窓フィルムであって、 透明ガラス上の該窓フィルムが、約５０％〜約８０％の可視光透過率、約４０
    ％〜約６０％の近赤外エネルギー反射率、約５％〜約３５％の近赤外エネルギー
    吸収率、および約５％〜約３５％の近赤外エネルギー透過率を有する日光制御窓
    フィルム。
  2. 【請求項２】 基材が、紫外線吸収剤を含有する透明ポリマーからなる請求
    項１に記載の窓フィルム。
  3. 【請求項３】 近赤外エネルギー吸収性材料を含有する層が、金属被覆に重
    なる保護被覆からなる請求項１に記載の窓フィルム。
  4. 【請求項４】 近赤外エネルギー吸収性材料が、主に約８００〜約１１００
    ｎｍの波長範囲内のエネルギーを吸収する請求項１に記載の窓フィルム。
  5. 【請求項５】 透明ガラス上のフィルムが、約６５％〜約７５％の可視光透
    過率、ならびに、約８００〜約１１００ｎｍの近赤外バンドにおいて平均して、
    約５０％程度の近赤外エネルギー反射率、約２５％程度の近赤外エネルギー吸収
    率および約２５％程度の近赤外エネルギー透過率を有する請求項１に記載の窓フ
    ィルム。
  6. 【請求項６】 約６５％の可視光透過率において約０.５２程度の陰影係数
    を有する請求項１に記載の窓フィルム。
  7. 【請求項７】 約６５％の可視光透過率において約１.２３程度の日光選択
    性指数を有する請求項１に記載の窓フィルム。
  8. 【請求項８】 フィルムが、１気圧において２４時間で、０.４ｇ／ｍ２ま
    たはそれ以上の水蒸気透過率を有する請求項１に記載の窓フィルム。
  9. 【請求項９】 実質的に透明な基材、その上に保持される、 選択された可視光透過率および選択された可視光および近赤外エネルギーの反
    射率を有する光学的に透明な金属被覆、 金属被覆された基材の一方の側にある光学的に透明な接着剤層、 金属被覆された基材の他方の側にある実質的に透明な保護材料層、 接着剤中に分散させたか、または、基材もしくは保護材料層に導入したかもし
    くはそれに被覆した、１またはそれ以上の近赤外エネルギー吸収性物質を含有す
    る近赤外エネルギー吸収性材料、 から実質的になる日光制御窓フィルムであって、 透明ガラス上の該窓フィルムが、約５０％〜約８０％の可視光透過率、約４０
    ％〜約６０％の近赤外エネルギー反射率、約５％〜約３５％の近赤外エネルギー
    吸収率、および約５％〜約３５％の近赤外エネルギー透過率を有する日光制御窓
    フィルム。
  10. 【請求項１０】 保護材料層が、引掻および摩耗耐性の硬被覆を暴露表面に
    保持する透明ポリマーからなる請求項９に記載の窓フィルム。
  11. 【請求項１１】 日光エネルギーに暴露される外側表面および日光エネルギ
    ーから保護すべき空間側の内側表面を有する窓に適用するためのものであって、
    該空間側に近赤外エネルギー吸収性材料を有するように、接着剤層が基材を該窓
    の内側表面に貼付するものである請求項９に記載の窓フィルム。
  12. 【請求項１２】 近赤外エネルギー吸収性材料が硬被覆中に分散されている
    請求項１０に記載の窓フィルム。
  13. 【請求項１３】 実質的に透明な基材、その上に保持される、 選択された可視光透過率および選択された可視光および近赤外エネルギーの反
    射率を有する光学的に透明な金属被覆、 窓にフィルムを接着させるための、金属被覆された基材の一方の側にある光学
    的に透明な感圧接着剤の層、 金属被覆された基材の他方の側に接着ラミネートした実質的に透明な保護材料
    層、 感圧接着剤およびラミネート接着剤のどちらかに分散させたか、または、基材
    もしくは保護材料層に導入したかもしくはそれに被覆した、１またはそれ以上の
    近赤外エネルギー吸収性物質を含有する近赤外エネルギー吸収性材料、 から実質的になる日光制御窓フィルムであって、 透明ガラス上の該窓フィルムが、約５０％〜約８０％の可視光透過率、約４０
    ％〜約６０％の近赤外エネルギー反射率、約５％〜約３５％の近赤外エネルギー
    吸収率、および約５％〜約３５％の近赤外エネルギー透過率を有する日光制御窓
    フィルム。
  14. 【請求項１４】 保護材料層が、引掻および摩耗耐性の硬被覆を暴露表面に
    保持する透明ポリマーからなる請求項１３に記載の窓フィルム。
  15. 【請求項１５】 近赤外エネルギー吸収性材料が硬被覆中に分散されている
    請求項１４に記載の窓フィルム。
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