JP2003266577A

JP2003266577A - 熱線遮断材

Info

Publication number: JP2003266577A
Application number: JP2002070668A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ando; 茂安藤; Kenji Tabata; 研二田端
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】経済的に実現可能な程度の層数からなる、窓
ガラスを通して建物や車載などの内部に侵入する太陽光
を遮蔽して室内温度の上昇を抑えるのに有用な、透明性
に優れた熱線遮断材の提供。【解決手段】基材と、該基材の被覆部を有し、前記被
覆部は屈折率が１．２７以下である低屈折率薄膜を備え
ている熱線遮断材。好ましくは、前記低屈折率薄膜が、
屈折率１．５以下かつ平均粒子径１００ｎｍ以下の超微
粒子と平均径が１００ｎｍ以下の気孔からなり、前記気
孔が３０体積％以上含有する低屈折率薄膜であるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の窓ガラス
や車載ガラス及びそれらに貼着して利用するフィルムな
どに用いられる多層干渉膜を利用した熱線遮蔽材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、窓ガラスを通して建物の内部
に侵入する太陽光中の赤外線を遮断して室内温度の上昇
を抑える目的で熱線遮蔽ガラスもしくは熱線遮蔽フィル
ムが使用されている。例えば、特開２０００−９６０３
４号公報においては６ホウ化物が近赤外領域に強い吸収
と反射を発現する特性があることを見出し、赤外部を吸
収することで熱線の透過を抑える日射遮蔽材を提案して
いる。また特開平１１−２２７０８９においては金、
銀、銅などの金属薄膜層を積層させて赤外部を反射する
ことで熱線の透過を抑える日射遮蔽材を提案している。
しかしながら、本発明者が確認したところ、いずれの方
法も吸収反射の波長選択性が悪く、近赤外領域を十分に
遮蔽しようとすると可視光領域も遮蔽してしまい、その
結果、例えば窓用ガラスの場合は昼間でも照明が必要に
なるほど部屋が暗くなってしまった。

【０００３】一方、近年薄膜成形技術の進歩により、光
学的多層干渉膜などの多層膜の研究が活発に行われてい
る。例えば、２色フィルター、コールドミラー、ホット
ミラーなどには反射または反射防止膜の機能を有する多
層干渉膜が用いられている。例えば所望の波長範囲を選
択反射するためにガラス基板上に高屈折率の薄膜と低屈
折率の薄膜をλ／４なる光学厚みで交互に積層し光の干
渉効果を利用した多層膜が知られている。

【０００４】しかしながら太陽光を熱線遮蔽して省エネ
ルギーを行おうとする利用分野においては遮蔽したい面
積が大であることが多く、このような光の干渉効果で実
現しようとして層を極めて多層化するならば、非常に高
価なものになり経済的に実現することはできない。

【０００５】しかしながら、経済的な理由からただ単に
層数を少なくすると、従来提案されている熱線反射部材
では十分な熱線遮蔽性能が得られなかった。例えば特開
平９−２０３８０９号公報には、屈折率１．９〜２．１
の高屈折率層と１．６〜１．４６の低屈折率層を６から
８層積層しているが、実施例にしたがって作製される干
渉膜は、近赤外域をほとんど透過してしまい、十分な熱
線遮蔽性能が得られない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは苦
慮検討を重ねた結果、低屈折率の薄膜層が課題解決を可
能にすると考えた。しかしながら例えば特開平６−３５
０１号公報には、樹脂モノマー中に微小空孔を分散させ
たり、金属アルコキサイドと有機高分子との共加水分
解、共重縮合中に分子オーダーの細孔を有する材料が提
案されているが、実施例にしたがって作製される膜はわ
ずか０．１％しか低屈折率にならないと記載されてお
り、十分ではない。また本発明者が特開平６−３５０１
号公報に記載の方法を実施したところ、いずれも塗膜形
成後に化学反応による光学厚みの変化を伴い、所望の干
渉膜を得るのが困難であった。その結果、前記課題を解
決するに至らなかった。

【０００７】本発明は、これら問題を解決し、窓ガラス
を通して建物や車載などの内部に侵入する太陽光を遮蔽
して室内温度の上昇を抑えるのに有用な熱線遮断材であ
って、太陽光を熱線遮断して省エネルギーを行おうとす
る利用分野において要望される大な面積に対し、経済的
に実現可能な程度の層数からなる熱線遮断材を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による熱線遮断材
によって上記課題が解消され、上記目標が達成された。
本発明は、太陽光の特性から得られた知見に基づいて、
多層干渉光学で知られる方法を適用し、苦慮検討を重ね
た結果得られた。

【０００９】すなわち本発明では、上記課題を解決すべ
く、基材と、該基材の被覆部を有し、前記被覆部は屈折
率が１．２７以下である低屈折率薄膜を備えている熱線
遮断材を提供する。また本発明の好ましい態様において
は、前記低屈折率薄膜が、屈折率１．５以下かつ平均粒
子径１００ｎｍ以下の超微粒子と平均径が１００ｎｍ以
下の気孔からなり、前記気孔が３０体積％以上含有する
低屈折率薄膜であるようにする。

【００１０】また本発明の好ましい態様においては、透
明な基材と、該透明な基材の表面に前記低屈折率薄膜層
と高屈折率薄膜層とを交互に積層した光学多層膜から構
成されるようにする。また、最上層を除く各層の光学厚
みが１９０〜３２５ｎｍであるようにする。また最上層
の光学厚みが９５〜１６３ｎｍであるようにする。

【００１１】本発明に従えば、窓ガラスを通して建物や
車載などの内部に侵入する太陽光を遮蔽して室内温度の
上昇を抑えるのに有用な、透明性に優れた熱線遮断透明
板を呈することになる。また太陽光を熱線遮断して省エ
ネルギーを行おうとする利用分野において要望される大
な面積に対し、経済的に実現可能な程度の層数からなる
熱線遮断透明板を呈することになる。

【００１２】図１は太陽光の入射スペクトルである。こ
のうち赤外域が室内温度上昇に関係し、これを遮蔽する
ことで室内温度の上昇を抑える。日本工業規格ＪＩＳ
Ｒ−３１０６に記載された重価係数をもとに赤外の最短
波長（７６０ｎｍ）からの累積エネルギー比率を図２示
す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は波長７６０ｎｍから最
長波長３２００ｎｍまでの赤外全域の総エネルギーを１
００としたときの、７６０ｎｍから各波長までの累積エ
ネルギーである（単位：無次元）。図２から、７６０か
ら１３００ｎｍのエネルギー合計が赤外域全体の約７５
％を占めていることが読み取れる。本発明者は、この波
長領域を遮蔽することが熱線遮蔽による省エネルギー効
果がもっとも効率がよいと考えた。

【００１３】しかしながらこの波長領域は可視光に極め
て接近しており、金属膜や赤外吸収能を有する材料で構
成する限りは、可視光領域の反射吸収は避けられない。
そこで本発明者は光学特性と視覚効果と断熱効果の関係
を一から見直すとともに、多層干渉光学を一から見直し
検討を重ねた結果、本発明にたどり着いた。以下にその
詳細を述べる。

【００１４】可視光域（４５０〜７５０ｎｍ）を８０％
以上透過させる。日本工業規格ＪＩＳＡ−５７５９の
「建築用ガラス用フィルム」に記載されている日射遮蔽フ
ィルムの可視光線透過率の規定はもっとも透明性の高い
もので６０％以上となっている。しかしながら本発明者
が評価したところ６０％では晴れた昼間でも室内が暗く
なり照明が必要であった。８０％以上あれば通常の窓ガ
ラスとかわりなく光が入射し、十分な太陽光があるとき
の照明は不要になった。

【００１５】近赤外域（７６０〜１３００ｎｍ）を８０
％以上反射させる。ここで８０％反射とは、近赤外域
（７６０〜１３００ｎｍ）の太陽光入射全エネルギー和
に対する反射全エネルギー和の率である。図３は近赤外
域（７６０〜１３００ｎｍ）の反射率が異なる各種試料
フィルムを窓に貼付したときの室内の温度上昇を測定し
た結果である。横軸を近赤外域（７６０〜１３００ｎ
ｍ）の反射率、縦軸を室内の温度上昇とした。グラフか
ら近赤外域（７６０〜１３００ｎｍ）の反射率が８０％
以上になると、温度上昇値は劇的に抑制することができ
た。８０％以上反射すれば熱線透過による温度上昇は抑
えられ、たとえば夏の昼間の窓際であっても異常な温度
上昇はなくなる。

【００１６】赤外域（１３００ｎｍ〜）については光学
評価の対象としない。１３００ｎｍ以上の照射エネルギ
ーはごくわずかなので対象としないことで、積層する膜
数を少なくすることができる。紫外域（〜４００ｎｍ）
の遮蔽については基材でまかなう。このようにすること
で積層する膜数を少なくすることができる。

【００１７】これらの設計思想を達成すべく研究を重ね
た結果、本発明に至った。すなわち、基材表面に屈折率
が１．２７以下の低屈折率層を被覆部として形成するな
らば、経済的に有利となる少ない積層数で、所望の熱線
遮断材が得られることを見出した。

【００１８】本発明者は、低屈折率薄膜の屈折率が１．
２７以下の場合、より優れた特性が得られることを見出
したが、その屈折率１．２７以下が望ましい理論的根拠
について述べる。反射、屈折の際のエネルギー伝達の状
態についてはフレネルの公式が知られている。ここで屈
折率ｎ_０、ｎ_１、ｎ_２の透明な媒質０、I、IIが互いに
平行な平面をなしているところに垂直入射した場合につ
いてフレネルの公式を適用すると式１が成立する。式１Ｒ＝ｆ１／ｆ２但し、ｆ１＝{（n_o ²+n₁ ²）(n₁ ²+n²)-4n₀n₁ ²n+(n₀ ²-n₁ ²)(n₁ ²-n²)cosδ} ｆ２＝{（n_o ²+n₁ ²）(n₁ ²+n²)+4n₀n₁ ²n+(n₀ ²-n₁ ²)(n₁ ²-n²)cosδ} cosδは入射光波長に対する光学厚みの比によって１か
らー１の間の値をとる。

【００１９】媒質Iが低屈折率層、媒質IIが高屈折率層
とした場合、媒質I内での位相変化が最大反射率Ｒ１を
示す場合は媒質I内での位相変化をcosδ＝１とおいて、
式２が得られる。式２Ｒ１＝(n_o-n)²/(n₀+n)² 同様に、媒質I内での位相変化が最小反射率Ｒ２を示す
場合は媒質I内での位相変化をcosδ＝―１とおいて、式
３が得られる。式３Ｒ２＝(n_１ ^２-n₀n)²/(n_１ ^２+n_０n)²

【００２０】ところで本発明者の目的とするところは、
近赤外波長（７６０〜１３００ｎｍ）域の反射率Ｒを８
０％以上、すなわちＲ１を０．８以上にし、可視波長
（４５０〜７５０ｎｍ）域の透過率を８０％以上、材料
の光学吸収性が無視できるとすれば反射率Ｒを２０％以
下、すなわちＲ２を０．２以下にすることにある。すな
わちＲ１とＲ２の差Ｈが０．６以上であることが望まし
い。比Ｈは式２、式３およびn_o＝１（空気）から式４と
して求められる。式４Ｈ＝Ｒ１−Ｒ２＝(n_o-n)²/(n₀+n)²―(n_１ ^２-n₀n)²/(n_１ ^２+n_０n)² ＝(１-n)²/(１+n)²―(n_１ ^２-n)²/(n_１ ^２+n)² 式４に示す値Ｈは先に示した目的の観点からは大きいほ
ど望ましい。式４から概略ｎ/ｎ_１ ^２が大きいほど値Ｈ
が大きくなることが理解される。また屈折率ｎが1乗で
あるので対してn_１が2乗であり、n_１が値Ｈに大きく影
響することが理解できる。またn_１が小さいほど値Ｈが
大きくなることが算出された。

【００２１】以上の算出結果は、本発明者の独創による
結果である。また以上の算出結果は、単層膜について算
出した結果であるが、同様に多層膜においても成立する
と考え、本発明者は低屈折率層の屈折率の値Ｈに対する
影響について実験的に求めた。その結果を図４に示す。
屈折率１．６３のＰＥＴ基板上に酸化チタンからなる高
屈折率層（屈折率２．１）、酸化チタンと酸化珪素の複
合層からなる低屈折率層（屈折率１．２〜１．６）を交
互に合計４層、６層もしくは１０層積層して得られた試
料について、横軸を低屈折率層の屈折率、縦軸を波長１
０００ｎｍにおける反射率と波長５５０ｎｍにおける反
射率の比としてグラフ化した。この結果より低屈折率層
の屈折率が１．４以下のとき値Ｈが０．６以上を示し、
屈折率が１．２７以下のとき値Ｈがより顕著に０．６以
上を示した。また６層以上のときＨは０．６以上になっ
た。

【００２２】また、屈折率１．２７以下の低屈折率層
が、屈折率１．５以下かつ平均粒子径１００ｎｍ以下の
超微粒子と平均径が１００ｎｍ以下の気孔からなり、前
記気孔が２６体積％以上含有する薄膜からなる低屈折率
層であるとき、光の散乱を起こすことなく透明性に優れ
た低屈折率が得られる。。図１２に、屈折率１．４５の
アモルファスシリカ超微粒子を用いた気孔率と屈折率の
関係を示した。屈折率１．４５のアモルファスシリカに
屈折率１の気孔を加えるほど膜の屈折率は低下する。粒
子径分布をシャープにし、２次凝集のない均一分散した
スラリーを得ることにより、また１次粒子間に弱い凝集
を残すことで、屈折率１．３５以下の所望の屈折率を得
ることができる。なお、微粒子の屈折率が１．５以上の
場合は気孔率が極めて高くなり、たとえば膜の強度が低
下するなどの弊害を生じる場合がある。従って微粒子の
屈折率は１．５以下が望ましい。また微粒子を用いるこ
とで、重縮合などの化学変化を伴わないので光学厚みの
精密な制御が可能となり、大な面積に対し安定した品質
を呈することが容易となった

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の構成要素について
説明する。ここで透明な基板には、建築用窓、車載用
窓、ショーケース用などの窓ガラスならいずれも使用で
きる。また上記窓ガラス等に貼着して使用される透明な
フィルムも透明な基板に該当する。フィルムは、高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤ
ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタア
クリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポ
リエチレン（ＰＥ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリビ
ニルブチラールシートなどが使用できる。なお、ここで
いう透明とは、可視光（波長４００〜７５０ｎｍ）の波
長域で求めた可視光線透過率（ＪＩＳＡ５７５９
試験方法６．３．３）が十分に高いことである。

【００２４】ここでいう低屈折率薄膜層としては、金属
の酸化物，窒化物，炭化物，フッ化物（例えば、酸化珪
素（屈折率１．４７）、弗化ナトリウム（屈折率１．
３）、弗化マグネシウム（屈折率１．４）、弗化リチウ
ム（屈折率１．４）、弗化カルシウム（屈折率１．４
５）など）等の屈折率１．５以下の透明性媒体（誘電
体）を主成分とし、単一材料でも複合材料でもかまわな
い。また１００ｎｍ以下の大きさの空隙を第２の成分と
して形成する。空隙は屈折率１なので、上記大きさの空
隙の割合を変化させることにより、薄膜層の屈折率とし
て１．２７以下が得られる。

【００２５】ここでいう高屈折率薄膜層としては、金属
の酸化物，窒化物，炭化物，フッ化物（例えば、ルチル
型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、酸化鉛、酸化
鉄、酸化タングステン）等の誘電体を主成分とし、単一
材料でも複合材料でもかまわない。また粒子径制御し最
密充填により空隙率を減らした状態を形成する。このよ
うにすると、薄膜層の屈折率として２．０以上が得られ
る。

【００２６】また最上層の低屈折率層の材質には、低屈
折率層を形成する物質に光触媒性半導体を混合した層に
してもよい。その場合は、表面が親水化して、例えば、
建造物からの排出物や自動車の排気ガスなどが表面に付
着しても、降雨や水洗により簡単に洗い落とせるように
なる。なおここでいう光触媒性半導体とは、価電子帯中
の電子の光励起により生成する正孔あるいは伝導電子を
介する反応により、おそらくは表面に極性を付与して吸
着水層を形成することにより、表面を高度に親水化しう
る材料をいい、より具体的には、アナターゼ型酸化チタ
ン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、三酸化二
ビスマス、三酸化タングステン、酸化第２鉄、チタン酸
ストロンチウムなどが使用できる。ここで最表層の層の
光学膜厚みは９５〜１６３ｎｍにする。このようにする
と、可視光領域の透過性が改善され、干渉じまなどが起
こり難い。

【００２７】次に、前記の製法について低屈折率層を形
成する主たる物質がシリカ、高屈折率層を形成する主た
る物質がルチル型チタニアである場合を例にとり以下に
説明する。まず、基材表面を第１層目として高屈折率層
で被覆する。その方法には以下のような方法がある。例
えば真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビーム蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ
ＣＶＤ法などの気相成長法で形成するか、酸化チタンの
微粒子分散スラリーを湿式成膜方式（例えば、前計量系
のリバースロールコータ法、正回転ロール法、グラビア
コート法、キスコータ法、ロールディップコータ法、ス
ロットオリフィルコータ法など、後計量系のブレード
法、ロッド法、スピンコーティング法、スクリーンコー
ト法など）のいずれかの方法により基材の表面に塗布
し、基材の耐熱性に合わせた処理温度で乾燥もしくは焼
結させ、緻密ルチル型酸化チタン層が形成される。

【００２８】次に、第２層目として低屈折率層で被覆す
る。その方法は、例えば分散状態をコントロールするこ
とにより擬凝集にしたシリカゾルスラリーを湿式成膜方
式（例えば、前計量系のリバースロールコータ法、正回
転ロール法、グラビアコート法、キスコータ法、ロール
ディップコータ法、スロットオリフィルコータ法など、
後計量系のブレード法、ロッド法、スピンコーティング
法、スクリーンコート法など）のいずれかの方法により
基材の表面に塗布し、基材の耐熱性に合わせた処理温度
で乾燥もしくは焼結させることにより形成される。この
ように擬凝集にしたシリカゾルスラリーを用いること
で、層中に導入する１００ｎｍ以下の大きさの空隙量を
適宜調整できる。尚、１００ｎｍ以下の大きさの空隙を
導入するにはゾル中のシリカ粒子の平均粒径を１００ｎ
ｍ以下にする方法を好適に用いることができる。

【００２９】以上に示した膜の形成を繰り返し、６層以
上にすることにより、本発明の熱線遮断部材が得られ
る。本発明者は、この７５０から１３００ｎｍの波長を
効率よく反射する膜設計を検討し、その結果、本発明を
完成した。本発明は、家電製品、カラオケ、音響映像機
器などのリモートコントローラーの受光感度が７００〜
１３００ｎｍのため、このコントローラーを誤動作させ
る問題を回避する有効な手段にもなる。

【００３０】

【実施例】実施例１本試験では、低屈折率層、高屈折率層のいずれもを溶媒
中に微粒子を分散させたゾルを基板上に塗布し、その
後、溶媒を蒸発乾固することにより、透明層を形成し
た。本試験で用いたゾルは、微粒子が互いに凝集もしく
は反応することなく、コロイドとして安定に存在してい
るものである。溶媒の蒸発乾固の過程において、微粒子
は縮重合等の化学反応をともなうことなく凝集し、ファ
ンデルワールス力によって互いにネックを生成すること
により透明層を形成する。蒸発乾固にともなう体積収縮
はあらかじめ予想される割合で生じるため、層厚みの精
密な制御が可能となる。（基材）厚み５０μｍ、幅１０００ｍｍ、長さ５００ｍ
のＰＥＴ（帝人ジュポン製「テイジンテトロン」フィル
ム高透明グレード）（以下、＃０基材）を用いた。表
面はスラリーの濡れ性をよくするためにコロナ放電処理
を施した。屈折率は１．６２であった。（低屈折率層のスラリー組成）粒子径１０〜１５ｎｍ
（平均粒子径１２ｎｍ）の球状コロイダルシリカゾル
（日産化学工業製「スノーテックスＰＳ」）と溶媒として
メタノールを体積比で１：１０になるように分散混合し
低屈折率層用溶液（＃１溶液）を得た。シリカゾル（屈
折率１．４５）の１次粒子径はほぼ揃っており、また１
次粒子が一部凝集を残した状態で分散したスラリーを作
製した。形成される膜はシリカが疎に充填され、径が５
０ｎｍ以下の気孔を約５０％（平均粒子径１４ｎｍ）含
み、その結果屈折率が１．２５を示した。（高屈折率層のスラリー組成）粒子径１０〜３０ｎｍの
球状ルチル型酸化チタン（石原産業製「ＴＴＯ−５１
Ｃ」）と溶媒としてメタノールを体積比で１：１０にな
るように分散混合し高屈折率層用溶液（＃２溶液）を得
た。酸化チタンの１次粒子径はほぼ揃っており、また２
次凝集のない均一に分散したスラリーを得た。成形され
る膜は酸化チタンが最密充填され気孔を約２６％含んだ
膜を形成し、その結果、屈折率が２．００を示した。（最上層のスラリー組成）粒子径１０〜２０ｎｍ（平均
粒子径１５ｎｍ）のシリカゾル（日産化学工業製「メタ
ノールシリカゾル」）と溶媒としてメタノールを体積比
で１：２０になるように分散混合し低屈折率層用溶液
（＃３溶液）を得た。シリカゾル（屈折率１．４５）の
１次粒子径はほぼ揃っており、また２次凝集がない均一
に分散したスラリーを得た。形成される膜はシリカが最
密充填され、径が１５ｎｍ以下の気孔を約２６％含んだ
膜（平均気孔径１１ｎｍ）を形成し、屈折率が１．３５
を示した。（積層条件）＃０基材にバーコーターにより＃２溶液、
＃１溶液を交互に７層塗布し、最後に＃３溶液を塗布し
た。各層は、塗布後ただちに１００℃の温度で乾燥し
た。多層干渉膜は表１のように構成した。

【００３１】

【表１】

【００３２】結果を図６に示す。図６から近赤外波長域
（７６０〜１３００ｎｍ）、可視光領域（４００〜７５
０ｎｍ）それぞれの反射率を求めると０．８２、０．０
９が得られる。吸収率が９％程度あり、すなわち近赤外
波長域（７６０〜１３００ｎｍ）の透過率は３％、可視
光領域（４００〜７５０ｎｍ）の透過率は８２％であっ
た。実施例２で得られた光学多層膜を有するＰＥＴフィ
ルムをフロート板ガラス（旭硝子製、厚み３ｍｍ）から
なる窓ガラスに貼着したところ、室温上昇を貼着前に比
較し５℃抑えることができた。また視界良好であり、十
分な採光がとれ省エネに役立った。

【００３３】実施例２基材、低屈折率層、最表層のスラリー条件は実施例１と
同じとした。（高屈折率層のスラリー組成）粒子径３０〜５０ｎｍの
球状ルチル型酸化チタン（石原産業製「ＴＴＯ−５５
Ｃ」）と粒子径１０〜３０ｎｍの球状ルチル型酸化チタ
ン（石原産業製「ＴＴＯ−５１Ｃ」）を重量比で１：１と
した固形成分と、溶媒としてメタノールを体積比で１：
１０になるように分散混合し高屈折率用溶液（＃４溶
液）を得た。酸化チタンの１次粒子径は１０ｎｍから５
０ｎｍまで広く分布しており、また２次凝集がない均一
に分散したスラリーを得た。形成される膜は酸化チタン
が極めて最密に充填され、気孔が約１０％含んだ膜を形
成し、屈折率が２．３０を示した。（積層条件）＃０基材にバーコーターにより＃４溶液、
＃１溶液を交互に５層塗布し、最後に＃３溶液を塗布し
た。各層は、塗布後ただちに１００℃の温度で乾燥し
た。多層干渉膜は表２のように構成した。

【００３４】

【表２】

【００３５】結果を図８に示す。図８から近赤外波長域
（７６０〜１３００ｎｍ）、可視光領域（４００〜７５
０ｎｍ）それぞれの反射率を求めると０．８３、０．１
７が得られる。吸収率が３％程度あり、すなわち近赤外
波長域（７６０〜１３００ｎｍ）の透過率は１４％、可
視光領域（４００〜７５０ｎｍ）の透過率は８１％であ
った。実施例４で得られた光学多層膜を有するＰＥＴフ
ィルムをフロート板ガラス（旭硝子製、厚み３ｍｍ）か
らなる窓ガラスに貼着したところ、室温上昇を貼着前に
比較し４℃抑えることができた。また視界良好であり、
十分な採光がとれ省エネに役立った。わずか６層で所望
の特性が得られた。

【００３６】実施例５基材および低屈折率層、高屈折率層、最表層のスラリー
条件は実施例２と同じとした。（積層条件）＃０基材にバーコーターにより＃４溶液、
＃１溶液を交互に１０層塗布した。各層は、表３に示し
た光学厚みになるようにバーコーターの速度を可変し、
塗布後ただちに１００℃の温度で乾燥した。多層干渉膜
は表５のように構成した。

【００３７】

【表３】

【００３８】結果を図９に示す。図９から近赤外波長域
（７６０〜１３００ｎｍ）、可視光領域（４００〜７５
０ｎｍ）それぞれの反射率を求めると０．９４、０．０
６が得られる。吸収率が３％程度あり、すなわち近赤外
波長域（７６０〜１３００ｎｍ）の透過率は４％、可視
光領域（４００〜７５０ｎｍ）の透過率は９２％であっ
た。実施例５で得られた光学多層膜を有するＰＥＴフィ
ルムをフロート板ガラス（旭硝子製、厚み３ｍｍ）から
なる窓ガラスに貼着したところ、室温上昇を貼着前に比
較し５℃抑えることができた。また視界良好であり、十
分な採光がとれ省エネに役立った。

【００３９】比較例１基材、高屈折率層、最表層のスラリー条件は実施例３と
同じとした。（低屈折率層のスラリー組成）粒子径１０〜２０ｎｍ
（平均粒子径１５ｎｍ）のシリカゾル（日産化学工業製
「メタノールシリカゾル」）と溶媒としてメタノールを体
積比で１：１０になるように分散混合し低屈折率層用溶
液（＃５溶液）を得た。シリカゾル（屈折率１．４５）
の１次粒子径はほぼ揃っており、また２次凝集がない均
一に分散したスラリーを得た。形成される膜はシリカが
最密充填され、径が１５ｎｍ以下の気孔を約２６％含ん
だ膜（平均気孔径１１ｎｍ）を形成し、屈折率が１．３
５を示した。（積層条件）＃０基材にバーコーターにより＃１溶液、
＃５溶液を交互に３層塗布し、最後に＃３溶液を塗布し
た。各層は、塗布後ただちに１００℃の温度で乾燥し
た。多層干渉膜は表４のように構成した。

【００４０】

【表４】

【００４１】結果を図１０に示す。図１０から近赤外波
長域（７６０〜１３００ｎｍ）、可視光領域（４００〜
７５０ｎｍ）それぞれの反射率を求めると０．６１、
０．１４が得られる。吸収率が３％程度あり、すなわち
近赤外波長域（７６０〜１３００ｎｍ）の透過率は３７
％、可視光領域（４００〜７５０ｎｍ）の透過率は８４
％であった。比較例１で得られた光学多層膜を有するＰ
ＥＴフィルムをフロート板ガラス（旭硝子製、厚み３ｍ
ｍ）からなる窓ガラスに貼着したところ、。視界良好で
あり、十分な採光がとれたが、室温上昇を貼着前に比較
し抑えることができなかった。

【００４２】比較例２基材は実施例１と同じとした。（低屈折率層）ポリビニルアルコール（ＰＶＡ―１１７
H、クラレ製：平均重合度：１７００、完全ケン化型；
ケン化度：９９．３％以上）５ｇに水９５ｇを加え、９
０℃の条件下で５時間攪拌し溶解させる。それとは別
に、硝酸ジルコニル二水和物（和光純薬製）１３ｇと水
８７ｇを加えて５分間攪拌した後、イオン交換樹脂（三
菱化成製：ＷＡ−２０）６０ｇを混入し、その溶液がｐ
Ｈ３．０になるまで攪拌後、イオン交換樹脂を取り出
し、常温（２５℃）で1日間静置することで得られる１
３％硝酸ジルコニル液を得る。これらに蒸留水、エタノ
ール、２０％クエン酸水溶液を以下の重量比で調整し低
屈折率層用溶液（＃６）とする。１３％硝酸ジルコニル水溶液７１．５ｇ１０％ＰＶＡ１１７Ｈ水溶液１０７．３ｇ蒸留水１０３１．８ｇエタノール８２５．４ｇ２０％クエン酸水溶液１．８ｇ屈折率は１．４９であった。（高屈折率層）蒸着法による酸化チタン層（＃７）とし
た（屈折率は２．３０）。（積層条件）＃０基材に＃７層、＃６層を交互に８層積
層した。多層干渉膜は表７のように構成した。多層干渉
膜は表６のように構成した。

【００４３】

【表５】

【００４４】結果を図１１に示す。図１１から近赤外波
長域（７６０〜１３００ｎｍ）、可視光領域（４００〜
７５０ｎｍ）それぞれの反射率を求めると０．６５、
０．０９が得られる。吸収率が３％程度あり、すなわち
近赤外波長域（７６０〜１３００ｎｍ）の透過率は３３
％、可視光領域（４００〜７５０ｎｍ）の透過率は８９
％であった。比較例２で得られた光学多層膜を有するＰ
ＥＴフィルムをフロート板ガラス（旭硝子製、厚み３ｍ
ｍ）からなる窓ガラスに貼着したところ、視界良好であ
り、十分な採光がとれたが、室温上昇を貼着前に比較し
抑えることができなかった。

【００４５】以下に、本発明における測定手段について
説明する。（粒子径）レーザー回折／散乱法，動的光散乱法あるい
はＳＥＭ等によって確認される平均粒子径のことであ
り、例えば、Malvern Instruments Ltd.の“ZETASIZE
R 3000HS”によって測定される。また、粒子は、コロ
イド状態での粒子を指し、一次粒子，二次粒子は問わな
い。（気孔の平均直径）断面をＳＥＭ、ＴＥＭ等の手段によ
って確認される気孔の観察写真から各気孔の面積を算出
し、円として計算したときの直径をその気孔の直径と
し、観察視野の気孔の最頻度値を気孔の平均直径とし
た。（気孔率）断面をＳＥＭ、ＴＥＭ等の手段によって確認
される気孔の観察写真から、気孔の占める面積割合を算
出した。（屈折率）基材の屈折率は多波長アッベ屈折計（例え
ば、アタゴ製ＤＲ―Ｍ２）、低屈折率層および高屈折率
層は分光エリプソメーター（例えば、JOVIN YVON）など
の薄膜屈折率測定手段により測定されるナトリウムＤ線
（波長５８９ｎｍ）に対する値である。（光学厚み）分光エリプソメーター（例えば、JOVIN YV
ON）などの薄膜厚み測定手段により測定される膜厚みに
屈折率を乗じた値である。（反射率）分光光度計（例えば、日立製Ｕ−４０００）
により測定される入射角度５°に対する値である。（透過率）分光光度計（例えば、日立製Ｕ−４０００）
により測定される入射角度０°に対する値である。

【００４６】

【発明の効果】本発明に従えば、経済的に実現可能な程
度の層数からなる、窓ガラスを通して建物や車載などの
内部に侵入する太陽光を遮蔽して室内温度の上昇を抑え
るのに有用な、透明性に優れた熱線遮断材が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽が天頂にあるときの太陽直達光の入射ス
ペクトルの例を示す図。

【図２】赤外の最短波長（７６０ｎｍ）からの累積エ
ネルギー比率を示す図。

【図３】吸収の少ない、近赤外域（７６０〜１３００
ｎｍ）の反射率が異なる各種試料フィルムを窓に貼付し
たときの室内の温度上昇を測定した結果を示す図。

【図４】低屈折率層の屈折率の値Ｈに対する影響を示
す図。

【図５】本発明の一実施例における透過率の波長依存
性を示す図。

【図６】本発明の他の実施例における透過率の波長依
存性を示す図。

【図７】本発明の他の実施例における透過率の波長依
存性を示す図。

【図８】本発明の他の実施例における透過率の波長依
存性を示す図。

【図９】本発明の他の実施例における透過率の波長依
存性を示す図。

【図１０】比較例における透過率の波長依存性を示す
図。

【図１１】比較例における透過率の波長依存性を示す
図。

【図１２】屈折率１．４５のアモルファスシリカ超微
粒子を用いた気孔率と屈折率の関係を示す図。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材と、該基材の被覆部を有し、前記被
覆部は屈折率が１．２７以下である低屈折率薄膜を備え
ている熱線遮断材。
【請求項２】前記低屈折率薄膜が、屈折率１．５以下
かつ平均粒子径１００ｎｍ以下の超微粒子と平均径が１
００ｎｍ以下の気孔からなり、前記気孔が３０体積％以
上含有する低屈折率薄膜であることを特徴とする請求項
１に記載の熱線遮断材。
【請求項３】透明な基材と、該透明な基材の表面に前
記低屈折率薄膜層と高屈折率薄膜層とを交互に積層した
光学多層膜から構成されたことを特徴とする請求項１も
しくは２に記載の熱線遮断材。
【請求項４】最上層を除く各層の光学厚みが１９０〜
３２５ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の熱
線遮断材。
【請求項５】最上層の光学厚みが９５〜１６３ｎｍで
あることを特徴とする請求項３又は４に記載の熱線遮断
材。