JP2009086659A - 熱線遮蔽膜及びその積層体 - Google Patents

熱線遮蔽膜及びその積層体 Download PDF

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Abstract

【課題】可視光線透過率が高く、近赤外線の選択反射性が高く、耐剥離性にも優れた熱線遮蔽膜と、基板上にこの熱線遮蔽膜を形成した積層体を提供する。さらに、この熱線遮蔽膜とその積層体を比較的低温で製造する。
【解決手段】波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)が90%以下である熱線遮蔽膜において、無機粒子を含有する樹脂層よりなる屈折率が1.75以上の高屈折率層を有することを特徴とする熱線遮蔽膜。
【選択図】図1

Description

本発明は、熱線遮蔽膜に関し、詳しくは可視光線を透過し、近赤外線を選択的に反射する熱線遮蔽膜に関する。
本発明はまた、この熱線遮蔽膜を含む積層体と、この積層体を製造する方法に関する。
一般に、高屈折率層と低屈折率層とをそれぞれの光学膜厚を揃えて交互に積層させた積層膜は、特定波長を選択的に反射する性質を有している(特許文献1)。そのため、窓や車両用部材などに用いる熱線遮蔽膜として、可視光線は透過し、近赤外線を選択的に反射する選択反射性を有する積層膜の利用が試みられている。
これまでに、蒸着法、スパッタ法などドライ製膜法で各層を積層させて積層膜を作製する方法が報告されているが(特許文献2)、ドライ製膜法の場合、製造コストが高く、大面積化が困難であり、使用できる材料や基板が耐熱性のあるものに限定されるという問題点がある。
一方、溶液塗布などウェット製膜法で製膜すれば、製造コストが安く、比較的大面積化しやすくなるという利点がある。特許文献3ではウェット製膜法により積層膜を作製しているが、実施例を見る限り20〜40層の積層が必要であり、層数が多いとコスト面や大面積化しづらいという点から工業的に製造が困難である。
また、特許文献4では金属化合物の前駆体の塗布により、少ない積層数で熱線反射ガラスを作製することを提案しているが、実施例を見る限り強化炉による焼成が必要であり、ドライ製膜法同様、基板や各層に用いる材料が限定されるという問題点がある。
さらに、特許文献5では、実施例において微粒子ゾルの塗布により6層以上の積層膜を比較的低温で作製しているが、本発明者が実施したところ、目視による膜質も悪く、各層の耐剥離性が極めて悪いという問題点が明らかとなった。これは、各層の造膜性や密着性が不良であるためと推測される。
従って、これまで、可視光線透過率が良好で近赤外線の選択反射性に優れ、耐剥離性にも優れ、かつ積層数が少ない積層膜を得ることは困難とされてきた。また、従来の技術ではドライ製膜や焼成等のため耐熱性の高い材料や基板に限定されるという問題があった。
特許第3389360号公報 特開2003−121636号公報 特開平6−11608号公報 特開平6−345488号公報 特開2003−266577号公報
本発明の目的は、可視光線透過率が高く、また近赤外線の選択反射性が高く、耐剥離性にも優れた熱線遮蔽膜と、基板上にこの熱線遮蔽膜を形成した積層体を提供することにある。さらに、この熱線遮蔽膜とその積層体を比較的低温で製造することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、近赤外線領域での透過率を抑える熱線遮蔽膜であり、それを構成する層が無機粒子を混合して屈折率1.75以上の高屈折率な樹脂層であることにより、高い可視光線透過率と高い近赤外線の選択反射性、高い耐剥離性を示す熱線遮蔽膜及び積層体が得られ、さらに本発明を満たすことで造膜性が高くなり、良好な膜が得られることも見出し、本発明に至った。また、この熱線遮蔽膜及び積層体を溶液塗布で作製することで比較的低温で製造可能であることも見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、以下を要旨とする。
[1] 波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)が90%以下である熱線遮蔽膜において、無機粒子を含有する樹脂層よりなる、屈折率が1.75以上の高屈折率層を有することを特徴とする熱線遮蔽膜。
[2] 単層膜又は積層数が7層以下の積層膜よりなることを特徴とする[1]に記載の熱線遮蔽膜。
[3] 該高屈折率層において、無機粒子の重量含有量が40重量%以上であり、下記式で算出される層厚t(nm)と平行光線透過率Tp(%)との関係Y(%/nm)が0.0001〜1であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の熱線遮蔽膜。
Y=(100−Tp)/t
[4] 熱線遮蔽膜を構成する層の1層当たりの膜厚が5nm〜1000nmであることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[5] 該高屈折率層において、樹脂の屈折率が1.45以上で、無機粒子の屈折率が1.65以上であることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[6] 該高屈折率層と、該高屈折率層より屈折率が低い低屈折率層とを交互に積層してなる積層膜よりなることを特徴とする[1]ないし[5]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[7] 該高屈折率層の膜厚が該低屈折率層の膜厚より小さいことを特徴とする[6]に記載の熱線遮蔽膜。
[8] 該無機粒子がルチル型酸化チタンであることを特徴とする[1]ないし[7]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[9] 該無機粒子が金属水酸化物及び/又は金属酸化物で被覆されていることを特徴とする[1]ないし[8]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[10] 該高屈折率層の樹脂が熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂であることを特徴とする[1]ないし[9]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[11] 該低屈折率層に樹脂を含むことを特徴とする[6]ないし[10]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[12] 可視光線透過率が20%以上で、近赤外線透過率が90%以下であることを特徴とする[1]ないし[11]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
[13] [1]ないし[12]のいずれかに記載の熱線遮蔽膜と基板とが積層されてなることを特徴とする積層体。
[14] ヘーズが20%以下で、近赤外線透過率が80%以下であることを特徴とする[13]に記載の積層体。
[15] 少なくとも該高屈折率層を湿式法により形成する塗布工程を含むことを特徴とする[13]又は[14]に記載の積層体の製造方法。
[16] 該高屈折率層の形成工程に、塗布工程と、その後の硬化工程を含むことを特徴とする[15]に記載の積層体の製造方法。
[17] 塗布工程において、塗膜形成面に塗布して塗膜を形成するための塗布液に対する、該塗膜形成面の接触角が90°以下であることを特徴とする[15]又は[16]に記載の積層体の製造方法。
[18] 積層体のいずれか1層の形成工程において、表面改質工程を含むことを特徴とする[15]ないし[17]のいずれかに記載の積層体の製造方法。
[19] 積層体のいずれか1層を形成する塗布液が水を溶媒とすることを特徴とする[15]ないし[18]のいずれかに記載の積層体の製造方法。
[20] 樹脂と、溶媒と、無機粒子とを含み、固形分中に含まれる該無機粒子の含有量が40重量%以上であり、かつ、分散剤を該無機粒子に対して60重量%以下含む無機粒子含有組成物を用いて、湿式法により該高屈折率層を形成する塗布工程を含むことを特徴とする[15]ないし[19]のいずれかに記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、可視光線透過率が高く、高い近赤外線の選択反射性を示し、耐剥離性が高く、さらに比較的積層数が少ない熱線遮蔽膜と、この熱線遮蔽膜を基板上に積層した積層体が提供される。
本発明の熱線遮蔽膜及びその積層体は、屋外又は屋内で使用される各種資材に適用でき、例えば、室内の温度上昇を抑制するため建物、車、電車などの窓、透明植物容器、冷凍冷蔵ショーケースの保冷効果を向上する用途、プラズマディスプレイなど表示画面の前面でリモコンの誤作動を防止する光学フィルター、固体撮影素子(CCD)カメラ用光学フィルター等の資材として使用することができる。
本発明の熱線遮蔽膜は、構成層の積層数が少ないため、製造しやすく、製造工程で消費される材料やエネルギーが抑制されることから、比較的低いコストで製膜可能であり、環境面からも優れている。また、積層数が少ないために比較的広い波長領域において選択反射でき、膜歪や選択反射性の環境依存性も抑制される。
しかも、溶液の状態で湿式法により製造可能であることから、非平面状の基板にも熱線遮蔽膜を形成することができ、造膜性が良好であるため、良好な膜質の熱線遮蔽膜が得られ、比較的低い製造コストで大面積化が図れる。
さらに、比較的低温で製膜できるため、組み合わせる材料の制限を受けず、耐熱性の低い材料やプラスチック基板も使用可能となる。
また、耐剥離性に優れているため、寸法安定性がよく、耐久性も高い。
さらに、近赤外線の良好な選択反射性を示すため、遮熱性が高く、可視光線透過率も高い。光学膜厚を調整すれば可視光も反射して着色して見えることから、顔料を添加しなくても意匠性を高めることができる。
また、ガラス基板の場合は万一ガラスが破損しても樹脂層によりガラスの飛散を防止することができる。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に特定はされない。
[熱線遮蔽膜]
本発明の熱線遮蔽膜は、日射(波長300nm〜2500nm)のうち、可視光線(波長380〜780nm)を透過し、近赤外線(波長780nm〜1300nm)を選択的に反射する膜であり、この膜は波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)が90%以下で、無機粒子を含有した樹脂層よりなる、屈折率が1.75以上の高屈折率層を少なくとも有することを特徴とする。
本発明の熱線遮蔽膜は、最も単純には高屈折率層を有するものであるが、選択反射率を 高めるために高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した交互積層膜であることが好ましい。
以下に、本発明の熱線遮蔽膜が、主に高屈折率層と低屈折率層との交互積層膜である場合を例示して本発明を詳細に説明するが、本発明の熱線遮蔽膜は、何らこの交互積層膜に限定されるものではなく、後掲の図1、図2に示すように高屈折率層のみからなるものであっても良く、また、図12に示すように高屈折率層と他の機能層とからなるものであっても良い。
また、本発明の熱線遮蔽膜は、高屈折率層と低屈折率層以外に、後述の機能層を有していても良いが、この場合、高屈折率層又は低屈折率層と高屈折率層又は低屈折率層との間に介入して設けられた高屈折率層及び低屈折率層以外の後述する機能層は、本発明の熱線遮蔽膜の構成層とみなし、高屈折率層や高屈折率層と低屈折率層とを含む積層膜の外側に形成された層は本発明の熱線遮蔽膜には含まれない他の層とみなす。従って、後掲の図7や図12における赤外線吸収層13や図11における金属層17は、本発明の熱線遮蔽膜に含まれる層であるが、図8及び図15におけるハードコート層14や、図9及び図16における接着層15、図10の紫外線吸収層16、図14の着色層18、図16,17における中間膜層19は、本発明の熱線遮蔽膜に含まれない。
ただし、図15で示すように金属層17が高屈折率層11又は低屈折率層に隣接している場合、金属層はとりわけ熱線遮蔽性が高いため、金属層も含めて熱線遮蔽膜とする。
なお、以下において、本発明の熱線遮蔽膜が基板上に積層形成されたものである場合、熱線遮蔽膜の積層膜の基板側の層を「基層」と称し、熱線遮蔽膜の基層と反対側の層を「表面層」と称す場合がある。
<層構成>
熱線遮蔽膜の表面層は、高屈折率層であることが好ましい。
また、高屈折率層と低屈折率層が積層されている場合、高屈折率層と低屈折率層との界面は完全に分かれていても、あるいは界面で高屈折率層材料と低屈折率層材料が混合した状態になっていても良い。ただし、この時の混合した層の厚みは高屈折率層の膜厚に対して10%以下が良い。これ以上混合層が厚いと、反射率が低下してしまうため好ましくない。
また、高屈折率層及び低屈折率層は、いずれもその厚み方向に屈折率が段階的又は連続的に変化するものであっても良く、また、厚み方向の屈折率が均一であるものであっても良い。また面方向の屈折率は均一であることが好ましい。
また、各界面は非周期的な凹凸を有していても良い。この時、界面の表面粗さRaは0.1nm〜500nmが好ましく、0.3nm〜300nmがより好ましく、1nm〜100nmがさらに好ましい。ここでRaが0.1nmより小さいと高屈折率層に生じた凹凸により高屈折率層と低屈折率層との剥離が抑制される効果が小さくなるため好ましくない。また、Raが500nmより大きいと、界面での光の散乱が増加し、膜の透明性が低下するため好ましくない。さらに、膜厚ムラが大きいとさまざまな波長の光が干渉・反射することになるため選択反射性が低下し、好ましくない。この界面の表面粗さRaは、接触式表面粗さ計で測定することができる。
熱線遮蔽膜を構成する高屈折率層と低屈折率層との交互積層膜の中間又は外側(表面層の上又は基層の下)には、高屈折率層及び低屈折率層以外に更なる機能付加を目的として、導電性層、帯電防止層、ガスバリア層、易接着層(接着層)、防汚層、消臭層、流滴層、易滑層、ハードコート層、耐摩耗性層、反射防止層、電磁波シールド層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、印刷層、蛍光発光層、ホログラム層、剥離層、粘着層、本発明の熱線遮蔽膜以外の熱線カット層(金属層、液晶層)、着色層(可視光線吸収層)、合わせガラスに利用される中間膜層等の機能層の1又は2以上を積層形成しても良い。
本発明の熱線遮蔽膜に含まれる樹脂層の耐久性向上の観点から、熱線遮蔽膜よりも先に太陽光が透過する位置に紫外線吸収層を加えることが好ましく、その場合には、紫外線透 過率は60%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは10%以下とする。
ここで着色層とは色を調整するために特定波長を吸収又は反射する層のことである。この層の吸収又は反射波長は常に同じでも良いし、電気や光、温度などの外部信号により変化しても良い。また、熱線カット層とは金属層やコレステリック液晶層など高屈折率層及び低屈折率層以外に赤外線(波長780〜2500nm)の反射が可能な層のことである。本発明の熱線遮蔽膜に熱線カット層を組み合わせることにより、遮光性や遮熱性を向上させることができる。この金属層にはアルミニウム、金、銀、銅等の金属が使用可能である。また、SbをドープしたSnO、SnをドープしたIn(ITO)等の広い光学バンドギャップと高い自由電子密度を有する無機酸化物層も熱線カット層として使用可能である。こうした金属層や無機酸化物層の形成方法には特に制限はなく、真空蒸着法、スパッタ法、気相成長法、プラズマCVD法、塗布法などのいずれを採用しても良い。
これらの機能層が高屈折率層又は低屈折率層と高屈折率層又は低屈折率層との間にある場合、その膜厚は通常5nm〜100μmである。膜厚が5nmより薄いと当該機能層の機能の発現が不十分となるため好ましくない。膜厚が100μmより厚いと可視光線透過率が低下して透明性が低くなる恐れがあるため好ましくない。
一方、これらの機能層が高屈折率層や高屈折率層と低屈折率層とを含む積層膜の外側に形成される場合、その膜厚はこの限りではなく、膜厚は5nm〜3mmとすることができる。膜厚が5nmより薄いと当該機能層の機能の発現が不十分となるため好ましくない。膜厚が3mmより厚いと透明性が低下する恐れがあるため好ましくない。
なお、上述の機能層は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層膜に組み合わせるものに何ら限定されず、高屈折率層のみからなる熱線遮蔽膜に積層して形成しても良いことは言うまでもない。
<膜厚>
本発明の熱線遮蔽膜を構成する高屈折率層、低屈折率層等のそれぞれの層の膜厚は、通常5〜1000nm、より好ましくは20〜600nm、さらに好ましくは40〜300nmである。ここで膜厚が5nmより薄いと、表面粗さが大きくなり選択反射性が低下しやすくなるため好ましくない。また、製造時の膜厚制御が困難となるため好ましくない。膜厚が1000nmより厚いと、無機粒子を含有した層の場合、膜内での多重散乱が増加して透明性が低下するため好ましくない。
なお、高屈折率層の膜厚は低屈折率層の膜厚より小さいことが好ましい。即ち、高屈折率層は、無機粒子と樹脂の界面において光の散乱により白濁しやすいため、高屈折率層は極力薄くする方が好ましい。各層の好適な膜厚は上述の通りであるが、この膜厚の範囲内において、高屈折率層は低屈折率層よりも5〜500nm程度膜厚が小さいことが好ましい。
これらの層の膜厚は段差・表面粗さ・微細形状測定装置や、反射分光膜厚計で測定することができる。
層全体での膜厚ムラ(即ち、1つの層において、最も膜厚の厚い部分の膜厚と、最も膜厚の薄い部分の膜厚との差)は選択反射性能を損なわない限り特に制限されないが、一般に膜厚の2/3以内であり、好ましくは1/2以内、より好ましくは1/3以内である。
なお、本発明の熱線遮蔽膜自体の膜厚は通常20nm〜500μm、好ましくは50nm〜300μm、より好ましくは100nm〜100μm、さらに好ましくは100nm〜50μmである。熱線遮蔽膜の膜厚が20nmより薄い場合、選択反射性が低くなるため好ましくない。熱線遮蔽膜の膜厚が500μmより厚い場合、無機粒子と樹脂の界面で散乱される光が増加し、熱線遮蔽膜の透明性が低下するため好ましくない。従って、本発明の熱線遮蔽膜が高屈折率層と低屈折率層以外の他の機能層を高屈折率層と低屈折率層との積層膜内に有する場合、この機能層を含めて、熱線遮蔽膜全体の膜厚が上記範囲となるようにすることが好ましい。
<積層数>
本発明の熱線遮蔽膜は、1層の高屈折率層のみからなる単層膜であっても良く、高屈折率層と低屈折率層の積層体であっても良く、更には他の機能層を有する積層膜であっても良い。積層膜構造の場合、積層数は機能層を除いて7層以下であり、好ましくは5層以下であり、さらに好ましくは3層以下である。
積層数が7層より多くなると、反射率の温度依存性が大きくなるため好ましくない。また、積層数が多くなると高屈折率層と低屈折率層の接する界面での散乱光や、無機粒子による膜内での散乱光が増加するため透明性が悪くなり、さらに製造も困難となるため好ましくない。
<屈折率>
本発明の熱線遮蔽膜はもっとも単純には屈折率が1.75以上の高屈折率層であるが、高屈折率層と低屈折率層との交互積層膜である場合、高屈折率層と低屈折率層の各々の屈折率は後述の[高屈折率層]及び[低屈折率層]の項で説明する通りであり、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差は0.2以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.4以上がさらに好ましく、0.5以上がことさら好ましい。この屈折率差が小さ過ぎると選択反射性が低くなるため好ましくない。この屈折率差の上限には特に制限はないが通常1.4以下である。
なお、本発明の熱線遮蔽膜は高屈折率層と低屈折率層との交互積層膜に限らず、高屈折率層と低屈折率層との中間の屈折率を有する中屈折率層も組み合わされていても良い。
好適な積層構成の具体例は、後述の積層体の具体例を示す図1〜17に例示される。
<波長750〜1300nmでの最低透過率>
本発明の熱線遮蔽膜は、波長750〜1300nmの波長領域における最低透過率(TMIN)が90%以下であることを特徴とする。
この最低透過率が90%を超えると遮熱性が不十分となるため好ましくない。この最低透過率は、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下、更に好ましくは65%以下である。なお、最低透過率の下限は通常5%以上であり、好ましくは10%以上である。
この最低透過率は、分光光度計で測定した750〜1300nmの波長範囲で一番低い透過率の値と定義する。本発明の熱線遮蔽膜が基板上に形成されたものである場合には、基板のみの可視光線透過率と基板と熱線遮蔽膜の積層体の可視光線透過率の両方を測定しておき、積層体の可視光線透過率を基板の可視光線透過率で割った値のうち、750〜1300nmの波長範囲で一番低い値をTMINとする。
<可視光線透過率>
本発明の熱線遮蔽膜の可視光線透過率(TVIS)は通常20〜99%であり、好ましくは60〜99%、より好ましくは70〜99%、さらに好ましくは80〜98%である。TVISが20%より低いと、可視光線透過率の下限が規定された車両用ガラスやディスプレイの表示用ガラス等の用途において、可視光線透過率を高めるために膜厚を薄くする、あるいは積層数を少なくするために選択反射性が低くなり好ましくない。また、基板と積層する時に使用可能な基板の種類が制限されることからも好ましくない。TVISが99%より高いと基板表面での反射を抑制する効果が無くなり、基板表面のギラツキを抑えられなくなる恐れがあるため好ましくない。
ここで、熱線遮蔽膜のTVISは、分光光度計で測定した550nmにおける透過率と定義する。本発明の熱線遮蔽膜が基板上に形成されたものである場合には、基板のみのTVISと基板と熱線遮蔽膜の積層体のTVISの両方を測定しておき、積層体のTVISを基板のTVISで割った値を熱線遮蔽膜のTVISとする。
<近赤外線透過率>
本発明の熱線遮蔽膜の近赤外線透過率(TNIR)は通常90%以下、好ましくは85%以下、より好ましくは80%以下、さらに好ましくは70%以下である。これよりTNIRが高い場合、遮光性、遮熱性が不十分となるため好ましくない。
ここで、熱線遮蔽膜のTNIRは、分光光度計で測定した1050,1100,1050nmの透過率の平均値と定義する。本発明の熱線遮蔽膜が基板上に形成されたものである場合には、基板のみのTNIRと基板と熱線遮蔽膜の積層体のTNIRの両方の近赤外線透過率を測定しておき、積層体のTNIRを基板のTNIRで割った値を熱線遮蔽膜の近赤外線透過率とする。
なお、熱線遮蔽膜のTNIRの下限については特に制限はなないが、通常0.1%以上である。
<選択透過性(TVIS/TNIR)>
本発明の熱線遮蔽膜の可視光線透過率(TVIS)と近赤外線透過率(TNIR)との比で求められる選択透過性(TVIS/TNIR)は1.01以上が好ましく、1.02以上がより好ましく、1.05以上がさらに好ましい。選択透過性が1.01より低い場合、可視光線透過率を高めると近赤外線透過率も高くなり、その結果遮光性や遮熱性が不十分となるため好ましくない。ここで選択透過性が高いということは、可視光線に対する近赤外線の選択反射性が高いことを意味する。
[高屈折率層]
以下に本発明の熱線遮蔽膜に含まれる高屈折率層について説明する。
<高屈折率層の屈折率>
高屈折率層の屈折率は通常1.75以上であることが好ましく、1.8以上であることがより好ましく、1.9以上であることが更に好ましく、2.0以上であることがことさら好ましい。また3.0以下であることが好ましく、2.7以下であることがより好ましく、2.5以下であることが更に好ましい。高屈折率層の屈折率が1.75より低いと選択反射性が低下し、赤外線透過率を低下させるために可視光線透過率も低下してしまい、透明性の低い材料となるため好ましくない。高屈折率層の屈折率が3.0より高いと透明性が損なわれる恐れや、靭性が悪化する恐れがあり、また基板や他の材料への造膜性が低下する可能性があるため好ましくない。
高屈折率層の屈折率は、分光エリプソメーター、反射率測定、プリズムカップラー、多波長アッベ屈折計などで測定することができる。
<高屈折率層の透過率>
高屈折率層の可視光線透過率(TVIS)は通常40〜99%であり、好ましくは60〜99%、より好ましくは70〜99%、さらに好ましくは80〜98%である。高屈折率層のTVISが40%より低いと、可視光線透過率の下限が規定された車両用ガラス等の用途において、可視光線透過率を高めるために膜厚を薄くする、あるいは積層数を少なくするために選択反射性が低くなり、好ましくない。また、積層体として基板に組み合わせる時に透明性の高い基板に制限されるため好ましくない。TVISが99%より高いと基板表面での反射 を抑制する効果が無くなり、基板表面のギラツキを抑えられなくなる恐れがあるため好ましくない。
<Y>
高屈折率層において、下記式で算出される層厚t(nm)と平行光線透過率Tp(%)との関係Y(%/nm)は0.0001〜1であることが好ましい。
Y=(100−Tp)/t
なお、高屈折率層の平行光線透過率Tpはヘーズメーターにより測定される。また、膜 厚は段差・表面粗さ・微細形状測定装置や、反射分光膜厚計により測定される。
このY値は好ましくは0.001〜0.5である。ここでYが1より大きい場合、拡散光が増加して透明性が低下するため好ましくない。Y値を0.0001より小さくするには無機粒子含有量を低下させる方法があるが、高屈折率層の屈折率を1.75以上とすることが困難となるため好ましくない。また、無機粒子の粒径を小さくする方法もあるが、粒子が凝集しやすくなり、これを抑制するために分散剤添加量を増加させた場合、高屈折率層中の無機粒子含有量が低くなり、高屈折率層の屈折率を1.75以上とすることが困難となるため好ましくない。
<無機粒子の種類>
高屈折率層に含まれる無機粒子としてはTiO(酸化チタン)、SiO、ZrO、Al、ZnO、Sb、ZrSiO、ゼオライトなどが挙げられる。これらの粒子は可視光波長領域に殆ど吸収を持たない性質を有するため好ましい。高屈折率層には、これらの粒子の2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
高屈折率層の樹脂(バインダー樹脂)との親和性の観点で、無機粒子としては、TiO、ZnO、ZrOがより好ましく、高屈折率層を形成するための後述の無機粒子含有組成物の安定性の観点ではTiOが更に好ましい。また、TiOの中でも特にアナターゼ型よりルチル型の方が触媒活性が低いために高屈折率層や隣接した層の耐候性が高くなり、さらに屈折率が高いことから好ましい。
また、これらの無機粒子は、高屈折率層を形成するための後述の無機粒子含有組成物における分散性向上や長期安定性向上のために、表面処理が施されていても良い。この場合、表面処理の具体的な材料としては酸化ジルコニウム、酸化ケイ素などの金属酸化物、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、オルガノシロキサン、ステアリン酸などの有機酸などが挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。高屈折率層を形成するための後述の無機粒子含有組成物の安定性の観点から、無機粒子の表面処理材としては、金属酸化物及び/又は金属水酸化物が好ましく、この中でも特に金属水酸化物が好ましい。
無機粒子がこれらの材料で表面被覆処理されている場合、その被覆量(一般的にはこの被覆量は、無機粒子の重量に対する当該無機粒子の表面に用いた表面処理材料の重量割合で示される。)は、0.01〜99重量%であることが好ましい。この被覆量が少な過ぎると、表面処理による分散性や安定性の向上効果を十分に得ることができないため好ましくなく、多過ぎると高屈折率層の屈折率が低下し、熱線遮蔽膜における近赤外線の選択反射性が低下するため好ましくない。
<無機粒子の屈折率>
高屈折率層に含まれる無機粒子の屈折率はバルクの状態で1.65以上であることが好ましく、1.75以上であることがより好ましく、2.0以上であることが更に好ましく、2.5以上であることが更に好ましい。また3.0以下であることが好ましい。無機粒子の屈折率が1.65より低いと熱線遮蔽膜における近赤外線透過率が高くなるため好ましくない。無機粒子の屈折率が3.0より高いと膜中での多重散乱が増加し、透明性が低下するため好ましくない。
<無機粒子の粒径>
高屈折率層に含まれる無機粒子の粒径は通常5nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、30nm以上であることが更に好ましい。また、70nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることが更に好ましい。無機粒子の粒径が5nmより小さい場合、無機粒子が凝集しやすく、透明性がむしろ低くなるため好ましくない。 また、粒径が小さいと表面積が大きくなり、触媒活性が高まり、高屈折率層や隣接した層の劣化が促進される恐れがあるため好ましくない。無機粒子の粒径が70nmより大きいと高屈折率層の透明性が低下するため好ましくない。本発明の効果を損なわない限り、粒径の分布は制限されず、広くても狭くても複数の分布を持っていてもよい。
<無機粒子の含有量>
高屈折率層における無機粒子含有量は40重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましく、60重量%以上であることが更に好ましい。また、95重量%以下であることが好ましく、85重量%以下であることがより好ましく、80重量%以下であることが更に好ましい。高屈折率層の無機粒子含有量が40重量%より少ないと造膜性が低下して、不均質な膜になる恐れがあるため好ましくない。高屈折率層の無機粒子含有量が95重量%より多いと高屈折率層の脆性が大きくなり、耐衝撃性が低下する恐れがあるため好ましくない。
<高屈折率層用樹脂>
高屈折率層の樹脂(バインダー樹脂)としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂が使用できる。ここでいう電離放射線硬化性樹脂とは電子線、紫外線により硬化する樹脂のことである。
バインダー樹脂は可視光波長領域に殆ど吸収を持たない性質を有するものが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリへキシルメタクリレート、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ホリアミド、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリアクリル酸エステル、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、ポリ ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などが挙げられる。これらは2種以上を組み合わせて使用しても良い。
また、電離放射線硬化性樹脂として分子内に重合性不飽和基を含む重合性モノマー由来のものも選択できる。例えば、アクリレートあるいはメタクリレート系のUV硬化性・熱硬化性オリゴマーあるいはこれらの複合物などが挙げられる。以下、アクリレートとメタクリレートを(メタ)アクリレートと記す。
単官能アクリレートあるいはメタクリレート化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェニルグリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、フェニルセロソルブ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ビフェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルフォスフェート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサメチレンジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレートなどが挙げられる。
また上記の単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレート以外に、硫黄含有(メタ)アクリレート化合物を使用することもできる。
硫黄含有(メタ)アクリレート化合物としては、下記一般式[I]で示される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物及び/又は下記一般式[II]で示される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物を用いることができる。
Figure 2009086659
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、R及びRはそれぞれ独立してエーテル型酸素原子又はチオエーテル型硫黄原子を含んでいても良い炭素数1〜6の二価の炭化水素基を表し、Xはフッ素原子を除くハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、rは0〜4の整数を表す。)
Figure 2009086659
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rはエーテル型酸素原子又はチオエーテル型硫黄原子を含んでいても良い炭素数1〜12の二価の炭化水素基を表し、Zはフッ素原子を除くハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、k及びmはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し、Yは−SO−又は−CO−を表し、p及びqは0〜4の整数を表す。)
一般式[I]で表される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物において、R及びRの「エーテル型酸素原子又はチオエーテル型硫黄原子を含んでいても良い炭素数1〜6の二価の炭化水素基」の具体例としては、−CH−、−CHCH−、−CH(CH)CH−、−CHCH(CH)−、−C(CH−、−CHCHCH−、−CHCHCHCH−、−CHCHCHCHCH−、−CHCHCHCHCHCH−、−CHOCH−、−CHSCH−、−CHCHOCHCH−、−CHCHSCHCH−等が挙げられる。Xで定義されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、炭素数1〜6のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられ、炭素数1〜6のアルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、iso−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、iso−ブチルオキシ基、t−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
一般式[I]で表される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、例えばp−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)キシリレン、p−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)キシリレン、m−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)キシリレン、p−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)テトラブロムキシリレン、p−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)テトラクロルキシリレン等を挙げることができる。これらの中でも好ましいのは、p−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)キシリレンである。
また、一般式[II]で表される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物において、Rの「エーテル型酸素原子又はチオエーテル型硫黄原子を含んでいても良い炭素数1〜6の二価の炭化水素基」としては、上記R及びRで説明したものと同様のものが挙げられ、またZのハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、上記Xで説明したものと同様のものが挙げられる。
一般式[II]で表される硫黄含有ビス(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、例えば4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホン、4,4’ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルケトン、4,4’−ビス(β−アクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルケトン、4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)3,3’,5,5’−テトラブロムジフェニルケトン等を挙げることができる。中でも好ましいのは、4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホンである。
これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
後述の高屈折率層形成の際の溶媒除去時の粒子分散安定性の点から、樹脂としては熱硬化性樹脂、又は電離放射線硬化性樹脂が好ましい。また上層を塗布した時の下層の溶解性が低いという観点からも熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂を硬化させる際に硬化させる層の上部と下部で不均一構造が形成される恐れがあるため、特に電離放射線硬化性樹脂が好ましい。
<高屈折率層用樹脂の線熱膨張係数>
高屈折率層用樹脂の線熱膨張係数は通常20×10−5/K以下であり、好ましくは10×10−5/K以下である。高屈折率層用樹脂の線熱膨張係数が20×10−5/Kより高いと、高屈折率層の膜厚の温度変化により選択反射波長の温度依存性が大きくなるため好ましくない。また、温度変化に対して無機粒子と樹脂の界面で空隙が生じて白濁の原因となるため好ましくない。高屈折率層用樹脂の線熱膨張係数は、熱機械分析装置により測定することができる。
<高屈折率層用樹脂の屈折率>
高屈折率層用樹脂の屈折率は、下限値として1.45以上が好ましく、1.50以上が好ましく、1.60以上が更に好ましく、1.65以上がことさら好ましい。高屈折率層用樹脂の屈折率が1.45より低いと高屈折率層の屈折率が1.75以上にならず、近赤外線の選択反射性が低くなるため好ましくない。高屈折率層用樹脂の屈折率の上限値としては、好ましくは2.1以下、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.9以下、ことさら好ましくは1.7以下である。屈折率が2.1より高い樹脂は着色する恐れがあるため、透明性の観点から好ましくない。
<高屈折率層用樹脂のガラス転移温度>
高屈折率層用樹脂のガラス転移温度(Tg)は本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、通常20〜500℃である。Tgが20℃より低いと長期使用安定性が低いため好ましくない。Tgが500℃より高いと内部応力の発生や歪に対して割れやすくなる恐れがあるため好ましくない。
<高屈折率層用樹脂の高分子構造>
高屈折率層用樹脂の高分子構造は、線状であっても、分岐状であっても構わない。さらにこれらを架橋した構造であっても構わない。
<重合開始剤>
高屈折率層の樹脂として前述の分子内に重合性不飽和基を含む重合性モノマーを用いる場合、これらのモノマーの重合のための重合開始剤を併用することができる。使用される重合開始剤は特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができる。
具体的には、ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2−メチル−1(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパンー1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、それらの誘導体などが挙げられ、それらの中から1種、又は2種以上を混合して用いることができる。
また、重合開始剤の種類によっては、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルなど の反応促進剤、重合禁止剤を併用しても良い。
重合開始剤の配合割合は、前述のモノマー成分に対して、0.01〜20重量%であることが好ましい。
<分散剤>
高屈折率層は、無機粒子の分散安定性を高めるために、分散剤を含んでいても良い。この分散剤としては、低分子分散剤、高分子分散剤、バインダー樹脂以外の樹脂など適時選択可能である。この中でも特に粒子の分散安定性の観点で高分子分散剤が好ましい。高分子分散剤としては、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等を挙げることができる。これらの分散剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
高屈折率層における分散剤含有量は通常0.1〜60重量%である。分散剤含有量が0.1重量%より少ないと無機粒子に対する分散剤の量が不十分となり、無機粒子の凝集により透明性が低下するため好ましくない。分散剤含有量が60重量%より多いと分散剤同士で化学的、あるいは物理的な相互作用が無い場合に膜の機械的強度が低くなり好ましくない。
高屈折率層中の無機粒子に対する分散剤含有量は0.1〜60重量%が好ましく、0.5〜35重量%がより好ましく、1〜30重量%が更に好ましく、2〜25重量%が最も好ましい。無機粒子に対する分散剤の含有割合が0.1重量%を下回ると、高屈折率層を形成するための後述の無機粒子含有組成物中における無機粒子の分散安定性が悪くなる恐れがあり、60重量%を超えると硬化物、即ち、形成された高屈折率層の耐熱性が極端に悪くなり、着色や白濁の原因となる恐れがあるため好ましくない。
<その他の成分>
高屈折率層には、その特性を損なわない範囲において、酸化防止剤、離型剤、表面処理剤、無機充填、着色剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、レベリング剤などが含まれていても良い。
[低屈折率層]
以下に本発明の熱線遮蔽膜に含まれる低屈折率層について説明する。
低屈折率層は樹脂で構成されることが好ましい。
<低屈折率層用樹脂の種類>
低屈折率層用樹脂としては、高屈折率層用の樹脂として例示した熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂を適時選択して使用することができる。
熱可塑性樹脂としてはポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ブチラール樹脂、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等が挙げられるが、特に、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸等の水溶性樹脂が水溶媒を用いて塗布法により形成することができるため、環境の観点から好ましい。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
電離放射線硬化性樹脂としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレ ート、ポリエチレングリコール400ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリールメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
また低屈折率層は多孔質であってもよく、そのため、中空微粒子が含まれていても良い。
<低屈折率層の屈折率>
低屈折率層の屈折率は通常1.1〜1.6、好ましくは1.3〜1.6、より好ましくは1.4〜1.5である。低屈折率層の屈折率を1.1より低くするには過剰の空孔やフッ素含有化合物を用いることなどが必要となり、いずれにおいても機械的強度や透明性の観点で好ましくない。低屈折率層の屈折率が1.6より高いと選択反射性を高くするために高屈折率の材料が制限されてしまい好ましくない。
低屈折率層の屈折率は、分光エリプソメーター、反射率測定、プリズムカップラー、多波長アッベ屈折計などで測定することができる。
<低屈折率層用樹脂のガラス転移温度>
低屈折率用樹脂のガラス転移温度(Tg)は本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、通常20〜500℃である。Tgが20℃より低いと長期使用安定性が低いため好ましくない。Tgが500℃より高いと内部応力の発生や歪に対して割れやすくなる恐れがあるため好ましくない。
<低屈折率層用樹脂の高分子構造>
低屈折率層用樹脂の高分子構造は、線状であっても、分岐状であっても構わない。さらにこれらを架橋した構造であっても構わない。
[積層体]
本発明の積層体は少なくとも基板と熱線遮蔽膜とを有するものである。
<積層体構成>
本発明の積層体において、熱線遮蔽膜は基板の一方の面にのみ形成されていても、両面に形成されていても良い。また、基板の上に構成された熱線遮蔽膜の上、あるいは、基板と熱線遮蔽膜との間、又は基板の上に熱線遮蔽膜以外の機能層が形成されていても良い。ここで熱線遮蔽膜以外の機能層としては、例えば、前述の[熱線遮蔽膜]の項で例示した導電性層、帯電防止層、ガスバリア層、易接着層(接着層)、防汚層、消臭層、流滴層、易滑層、ハードコート層、耐摩耗性層、反射防止層、電磁波シールド層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、印刷層、蛍光発光層、ホログラム層、剥離層、粘着層、積層膜以外の熱線カット層(金属層、液晶層)、着色層(可視光線吸収層)、中間膜層等が挙げられる。これらは2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、高屈折率層や低屈折率層がこれらの機能層を兼ねても良い。
<具体的構成>
本発明の熱線遮蔽膜を基板に積層形成した本発明の積層体の実施の形態を示す図1〜17を参照して、本発明の熱線遮蔽膜及び積層体の具体的な層構成を説明する。
図1は、基板1の一方の面に1層の高屈折率層11よりなる熱線遮蔽膜2Aを形成した積層体10Aを示す。
図2は、基板1の両面にそれぞれ1層の高屈折率層11よりなる熱線遮蔽膜2Aを形成した積層体10Bを示す。
図3は、基板1の一方の面に基層側から高屈折率層11、低屈折率層12及び高屈折率層11の3層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Bを形成した積層体10Cを示す。
図4は、図3におけるような3層積層膜の熱線遮蔽膜2Bを基板1の両面にそれぞれ形 成した熱線遮蔽膜10Dを示す。
図5は、基板1の一方の面に基層側から高屈折率層11、低屈折率層12、高屈折率層11、低屈折率層12及び高屈折率層11の5層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Cを形成した積層体10Eを示す。
図6は、図5におけるような5層積層膜の熱線遮蔽膜2Cを基板1の両面にそれぞれ形成した積層体10Fを示す。
図7は、基板1の一方の面に基層側から高屈折率層11、赤外線吸収層13、低屈折率層12及び高屈折率層11の4層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Dを形成した積層体10Gを示す。
図8は、図3におけるような3層積層膜の熱線遮蔽膜2Bを基板1の一方の面に形成し、更にその上にハードコート層14を形成した積層体10Hを示す。
図9は、図3におけるような3層積層膜の熱線遮蔽膜2Bと基板1との間に接着層15を形成した積層体10Iを示す。
図10は、図3におけるような3層積層膜の熱線遮蔽膜2Bを基板1の一方の面に形成し、基板1の他方の面に紫外線吸収層16を形成した積層体10Jを示す。
図11は、基板1の一方の面に基層側から高屈折率層11、低屈折率層12、金属層17及び高屈折率層11の4層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Eを形成した積層体10Kを示す。
図12は、基板1の一方の面に、赤外線吸収層13を介して2層の高屈折率層11,11を積層した3層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Fを形成した積層体10Lを示す。
図13は、基板1の一方の面に、高屈折率層11と低屈折率層12との2層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Gを形成した積層体10Mを示す。
図14は、基板1の一方の面に、図3におけるような3層積層膜の熱線遮蔽膜2Bを、着色層18を介して形成した積層体10Nを示す。
図15は、基板1の一方の面に、基層側から、金属層17及び高屈折率層11の2層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Hと、更にその上にハードコート層14を形成し、基板1の他方の面にもハードコート層14を形成した積層体10Oを示す。
図16は、2枚の基板1,1を用い、これらの基板1,1間に、接着層15と、図3におけるような3層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Bと、中間膜層19とを積層形成した積層体10Pを示す。
図17は、2枚の基板1,1を用い、これらの基板1,1間に、中間膜層19と、図3におけるような3層積層膜よりなる熱線遮蔽膜2Bと、中間膜層19とを積層形成した積層体10Qを示す。
なお、図1〜17は本発明の積層体の一例を示すものであって、本発明は何ら図示のものに限定されるものではない。
<基板の材料>
本発明の積層体に使用することができる基板としては、各種樹脂やガラス等を用いることができる。基板に使用可能な材料の例としては、ガラス、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスルフィド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、繊維素系樹脂、金属板、セラミック等が挙げられる。樹脂の種類は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂のいずれでも良く、これらを2種以上混合して用いても良い。
本発明で使用することができる基板は、押出し、カレンダー、射出、中空、圧縮形成等公知の方法で製造することができる。
なお、基板は以下のような機能を有していてもよい。
この機能としては導電性、帯電防止性、ガスバリア性、易接着性(接着性)、防汚性、消臭性、流滴性、易滑性、ハードコート性、耐摩耗性、反射防止性、電磁波シールド性、紫外線吸収、赤外線吸収、剥離性、粘着性、金属層や液晶層などによる本発明の熱線遮蔽膜以外の熱線カット性、色補正性等の機能が挙げられる。
<基板のその他の添加物>
基板を構成する上記材料には、熱安定剤、紫外吸収剤、酸化防止剤、防腐剤防カビ剤等、熱線遮蔽膜の効果を持続させる目的で各種添加剤を加えても良い。更に、特定の波長の可視光、近赤外線、赤外線を吸収あるいは反射する色素や顔料、色素等の着色剤や無機酸化物微粒子など、更なる機能付与を目的として各種添加剤を加えても良い。
<基板のガラス転移温度>
基板に樹脂を用いた場合、その樹脂のガラス転移温度(Tg)は本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、通常60〜500℃であり、好ましくは80〜300℃、より好ましくは100〜300℃である。ここでTgが60℃より低いと、長期使用中に積層体が変形し、選択反射波長が変化してしまい好ましくない。Tgが500℃より高い と、内部応力の発生や歪に対して割れやすくなるため好ましくない。
<基板の線熱膨張係数>
基板の線熱膨張係数は本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、通常20×10−5/K以下が好ましく、10×10−5/K以下がより好ましい。線熱膨張係数がこれより大きいと高温時の変形量が大きく、歪んでしまい好ましくない。線熱膨張係数の下限については特に制限はないが通常1×10−7/K以上である。これより小さいと基板から熱線遮蔽膜が剥離する恐れがあり好ましくない。
<基板の厚み>
基板の厚みは通常0.1mm〜10cmである。基板が0.1mmより薄いと積層体の機械的強度が低くなるため好ましくない。また基板が10cmより厚いと透明性が低くなり、用途が制限されるため好ましくない。
<可視光線透過率>
積層体の可視光線透過率(TVIS)は通常5%以上であり、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上である。TVISが5%より低い場合は、用途が制限されるため好ましくない。TVISの上限については特に制限はないが通常99%以下である。
ここで、積層体のTVISは、分光光度計で測定した550nmにおける透過率と定義する。
<近赤外線透過率>
積層体の近赤外線透過率(TNIR)は通常80%以下であり、好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下、更に好ましくは60%以下である。TNIRがこれより高い場合は、近赤外線の選択反射性が低いため好ましくない。
ここで、積層体のTNIRは、分光光度計で測定した1050,1100,1150nmの透過率の平均値と定義する。
なお、積層体のTNIRの下限については特に制限はないが、通常0.1%以上である。
<選択透過性(TVIS/TNIR)>
本発明の積層体の可視光線透過率(TVIS)と近赤外線透過率(TNIR)との比で求められる選択透過性(TVIS/TNIR)は通常1.05以上であり、好ましくは1.10以上である。選択透過性が1.05より低いと可視光線透過率を高めるために赤外線透過率も高くなってしまい、遮光性、遮熱性が不十分となるため好ましくない。
なお、この選択透過性(TVIS/TNIR)の上限については特に制限はないが、通常10以下である。
ここで選択透過性が高いということは、可視光線に対する近赤外線の選択反射性が高いことを意味する。
<ヘーズ>
積層体のヘーズは通常0.05〜20%であり、好ましくは0.1〜10%、より好ましくは0.5〜5%である。積層体のヘーズが0.05%より低いと積層体を安定的に大面積で製造することが困難となるため好ましくない。ヘーズが20%より高いと用途が制限されるため好ましくない。
[積層体の製造方法]
本発明の積層体の製造方法には特に制限はないが、少なくとも高屈折率層を湿式法により形成することが好ましく、特に積層体上に形成される熱線遮蔽膜の全構成層を湿式法により形成することが好ましい。
なお、ここでいう湿式法とは、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ブレードコート法、グラビアロールコート法、カーテンロールコート法、リバースロールコート法、エヤナイフコート法、ロッドコート法、リップダイコート法、オフセット印刷法等である。この中でも特に膜厚制御の観点から、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、カーテンロールコート法が好ましい。
以下、湿式法による本発明の積層体の製造方法について説明するが、本発明の積層体は湿式法に限らず、基板上に熱線遮蔽膜を接着剤によりラミネートする方法や転写する方法で作製することもできる。また、基板と熱線遮蔽膜とを共押出法で同時に形成することにより製造することもできる。
湿式法による熱線遮蔽膜の各層の形成は通常、基板又は基板上に形成された層上に、塗布溶液を塗布する塗布工程と、塗膜を硬化させる硬化工程を含む。また、通常は、塗布工程と硬化工程との間に形成された塗膜から溶媒を除去する乾燥工程が行われる。
<塗布溶液>
熱線遮蔽膜を構成する高屈折率層や低屈折率層を湿式法により形成する際に用いられる塗布溶液は、前述の高屈折率層用樹脂、低屈折率層用樹脂に必要に応じて更に添加される添加剤を添加し、また、必要に応じて溶媒で適当な粘度に調製される。
なお、高屈折率層の形成用塗布溶液には前述の無機粒子が含まれる。この高屈折率層形成用塗布溶液は、前述の高屈折率層用樹脂と以下の溶媒(塗布溶媒)と、前述の無機粒子とを含み、固形分中に含まれる無機粒子の含有量が40重量%以上、好ましくは40〜95重量%、より好ましくは50〜85重量%、更に好ましくは60〜80重量%であり、かつ、前述の分散剤を無機粒子に対して60重量%以下、好ましくは0.1〜60重量%、より好ましくは0.5〜35重量%、更に好ましくは1〜30重量%、特に好ましくは2〜25重量%含む無機粒子含有組成物であることが好ましい。
<溶媒>
塗布溶液を調製するための溶媒は水、有機溶媒、又はその混合溶媒であっても良い。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類、ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘプタン、ヘキサン、ペンタン、デカン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素などが挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
環境面からは塗布溶液の溶媒としては特に水、アルコール類の使用が好ましい。
<その他の添加物>
熱線遮蔽膜を構成する各層には熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防カビ剤、難燃剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、滑剤、赤外線吸収剤、色素等、熱線遮蔽膜の効果を持続させる目的で各種添加剤を加えても良い。また、特定波長の可視光、近赤外線、赤外線を吸収あるいは反射する色素や顔料等の着色剤や無機酸化物微粒子など、更なる機能付与を目的として各種添加剤を加えても良い。
従って、湿式法により熱線遮蔽膜の各層層を形成する場合は、上述の塗布溶液に必要に応じてこれらの添加剤が配合される。
<粘度>
塗布溶液の25℃における粘度は通常1×10−4〜100Pa・s、好ましくは1×10−3〜10Pa・sである。溶液粘度が100Pa・sより高いと塗りムラが生じやすく、好ましくない。塗布溶液粘度が1×10−4Pa・sより低いと一定以上の膜厚を得ることが困難となり、好ましくない。溶液粘度が上記範囲内にあれば、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂は無溶媒で塗布し、乾燥工程を省略することも可能である。
<接触角>
湿式法により塗膜を形成する際、当該塗膜を形成する面の塗布溶液に対する接触角が90°以下が好ましく、60゜以下がより好ましく、30°以下がさらに好ましい。接触角がこれ以上高いと濡れ性が悪くなり、膜に欠陥が発生する恐れがあり、さらに形成された膜の表面平滑性が悪くなり、透過率が低下してしまうことがある。
また必要に応じて塗膜形成面に表面改質を行っても良い。
表面改質方法としては、プラズマ放電処理、コロナ放電処理、オゾン処理など物理的な方法や、シランカップリング剤などの化学的な方法、樹脂の下塗り等が挙げられる。
なお、この接触角は接触角測定器で測定される。
<乾燥>
塗布溶液の塗布後は、溶媒除去のために必要に応じて加熱乾燥を行ってもよい。
乾燥温度は通常25〜300℃が好ましく、50〜200℃がより好ましく、60〜150℃が更に好ましい。乾燥温度が25℃未満では残留溶媒が残ってしまうことがあり、好ましくない。乾燥温度が300℃を超える高温では使用できる膜材料や基板が制限されて好ましくない。
乾燥時の基板の昇温速度は本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、一般に40〜10000℃/minである。昇温速度が40℃/minより低いと溶媒乾燥過程で膜内に不均一構造が形成され、透明性が低下することがあるため好ましくない。昇温速度が10000℃/minより高いと、温度制御が困難となるため好ましくない。
乾燥時の加熱時間は30秒〜1時間である。乾燥時間が30秒より短いと、乾燥が不十分となり残留溶媒が残ることがあるため好ましくない。乾燥時間が1時間より長いと、膜が着色することもあるため、好ましくない。
加熱乾燥後の塗膜は放冷しても良いし、冷却しても良い。
<硬化>
塗膜の硬化方法は、用いた樹脂の硬化方法によれば良く、特に制限はない。
なお、前述の如く、低屈折率層や高屈折率層を形成する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂のいずれでもよく、これらを2種以上混合して用いてもよい。粒子分散安定性の観点から、高屈折率層用の樹脂としては、熱硬化性樹脂、又は電離放射線硬化性樹脂が好ましいが、熱硬化性樹脂は、これを硬化させる際に硬化させる層の上部と下部で不均一構造が形成される恐れがあるため、電離放射線硬化性樹脂が特に好ましい。
電離放射線硬化性樹脂の場合の、電離放射線照射方法としては、従来の技術がそのまま適用でき、例えば電子線照射の場合はコットクロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される50〜1000keV、好ましくは100〜300keVのエネルギーを有する電子線を、0.1〜100Mrad、好ましくは1〜10Mrad照射することにより硬化させることができる。また、紫外線照射の場合は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ、高周波マグネトロン等の光源から発せられる紫外線を0.1〜10000mJ/cm、好ましくは10〜5000mJ/cm照射することにより硬化させることができる。
硬化後は未反応モノマーが残存し、耐湿熱性が低下する恐れがあるため、この未反応モノマーの熱硬化のために、真空又は不活性ガス雰囲気下で加熱する工程を加えても良い。この場合の加熱温度は100℃〜150℃が好ましく、110℃〜140℃がさらに好ましい。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下において、形成された熱線遮蔽膜等の評価は次の手法で行った。
<造膜性の評価>
塗膜の外観を次の基準で評価した。
○:塗膜の外観にムラのないもの。
△:塗膜の外観にムラがあるが、膜が形成しているもの。
×:膜が形成していないもの。
<膜厚の評価>
膜厚は段差・表面粗さ・微細形状測定装置(ケーエルエー・テンコール株式会社製P15)を用い、試料の一部を削り剥がした時の段差から評価した。測定条件は、測定長1mm、スキャン速度10μm/sec、針圧0.2mgである。
<表面粗さの評価>
中心線表面粗さ(Ra)、最大粗さ(Rt)は段差・表面粗さ・微細形状測定装置(ケーエルエー・テンコール株式会社製P15)により評価した。測定条件は、測定長500μm、スキャン速度20μm/sec、針圧0.2mgである。
<剥離性の評価>
クロスハッチカッター(エルコメーター社製、T10713700−2)を用いて1mm間隔で試料をクロスカット(100個)し、このクロスカット部分にセロハンテープを圧着し、勢い良く引き剥がした際に剥離したクロスカットの個数を数えることにより、剥離性を評価した。
<接触角の評価>
シリンジから塗布溶液0.7μlを滴下し、1秒後の接触角を、接触角測定器(協和界面化学株式会社製、DropMaster500)を用いて測定した。
<粘度の評価>
溶液粘度は剪固定の時の動的粘弾性測定装置(Rheometric Scientific F.E.Ltd社製、
ARES)を用いて剪断速度100s−1における粘度を測定した。
<可視光線透過率(TVIS)の評価>
評価試料の可視光線透過率を分光光度計(日立製作所製U−4000)により測定した。
熱線遮蔽膜の可視光線透過率は、熱線遮蔽膜と基板との積層体の可視光線透過率を基板の可視光線透過率で割って算出した。また、熱線遮蔽膜と基板との積層体の可視光線透過率は積層体の透過率の測定値を使用した。
ここで、可視光線透過率(TVIS)は550nmにおける透過率とした。
<近赤外線透過率(TNIR)の評価>
評価試料の近赤外線透過率を分光光度計(日立製作所製U−4000)により測定した。
熱線遮蔽膜の近赤外線透過率は、熱線遮蔽膜と基板との積層体の近赤外線透過率を基板の近赤外線透過率で割って算出した。また、熱線遮蔽膜と基板との積層体の近赤外線透過率は積層体の透過率の測定値を使用した。
ここで、近赤外線透過率(TNIR)は1050,1100,1150nmの透過率の平均値とした。
<選択透過性TVIS/TNIRの評価>
上記可視光線透過率(TVIS)、近赤外線透過率(TNIR)より、選択透過性を下記式で算出した。
選択透過性=TVIS/TNIR
<ヘーズ、平行光線透過率(Tp)の評価>
D65光におけるヘーズと平行光線透過率をヘーズメーター(スガ試験機株式会社製HZ−2)により測定した。
高屈折率層の平行光線透過率は基板も含めた積層体の測定値とした。基板のヘーズが1.0%以上の場合、ヘーズが1.0%未満の基板を用いて高屈折率層の平行光線透過率を測定する。
<波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)の評価>
評価試料の波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)を分光光度計(日立製作所製U−4000)により測定した。
熱線遮蔽膜のTMINは、熱線遮蔽膜と基板との積層体の透過率を基板の透過率で割って算出した値のうち、波長750nm以上1300nm以下の波長領域において最低の値とした。
<屈折率の評価>
屈折率をプリズムカプラー(米国メトリコン社製2010)を用いて波長633nmのレーザーにより測定した。
[実施例1]
<分散液Aの調製>
無機粒子としてルチル型酸化チタン(石原産業株式会社製「TTO−55A」、粒径30〜50nm、水酸化アルミニウム表面処理品、屈折率2.6)を109重量部、分散剤としてポリエチレンイミン系ブロックポリマーを11重量部、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA、和光純薬株式会社製)180重量部を、直径0.5mmのジルコニアビーズ141重量部を用いてビーズミル分散機で24分間分散させた後、直径0.1mmのジルコニアビーズに切り替えてビーズミル分散機で147分間分散させることにより、分散液Aを得た。
<溶液Aの調製>
バインダー樹脂として4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホン(硬化後の屈折率1.65)を50重量%、重合開始剤として2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドを0.25重量%含有するPGMEA溶液を調製し、溶液Aとした。
<溶液Bの調製>
分散液Aと溶液Aの重量混合比1:7の混合液を調製し、溶液Bとした。
<溶液Cの調製>
溶液BとPGMEAの重量混合比1:2の混合液を調製し、溶液Cとした。
<溶液Dの調製>
溶液BとPGMEAの重量混合比1:1の混合液を調製し、溶液Dとした。
<熱線遮蔽膜Aの作製>
溶液Cをスライドガラス(松浪ガラス工業製、76mm×52mm、厚さ1.3mm、ヘーズ0.4%)に2mL滴下し、1000rpm、30秒の条件でスピンコーター(ミカサ株式会社製1H−D7)により塗布した後、120℃で10分間加熱した。その後、出力184W/cmの無電極水銀ランプ(フュージョンUVシステムズ社製)を用いて積算光量2.8J/cmの紫外線を照射することにより高屈折率層Aを得た。ここで、高屈折率層Aを熱線遮蔽膜Aとする。また、ガラス基板上に熱線遮蔽膜Aが形成された積層体を積層体Aとする。
この熱線遮蔽膜A中の無機粒子含有量は77重量%である。
<熱線遮蔽膜Aの評価>
熱線遮蔽膜Aの膜厚は134nm程度であった。
熱線遮蔽膜Aの外観は均一であり、造膜性も良好であった。
剥離試験では剥離が無く、熱線遮蔽膜Aの耐剥離性は高かった。
この熱線遮蔽膜Aの平行光線透過率は87%であるため、膜厚134nmに対する平行光線透過率の関係Yは0.10(=(100−87)/134)である。
熱線遮蔽膜Aの可視光線透過率(TVIS)は95.5%、近赤外線透過率(TNIR)は84.4%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.13、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は82.8%であった。
<積層体Aの評価>
積層体Aの可視光線透過率(TVIS)は87.1%、近赤外線透過率(TNIR)は72.4%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.20、ヘーズは0.70%であった。
この熱線遮蔽膜Aの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜Aとガラス基板からなる積層体Aの評価結果を表2に示す。
なお、熱線遮蔽膜Aの高屈折率層の膜厚が薄いため、以下の方法で屈折率を測定した。
<高屈折率層の屈折率評価>
溶液Dを用いた他は高屈折率層Aの作製と同様にして膜厚236nm程度の高屈折率層Bを作製した。
この高屈折率層Bの屈折率は2.07程度であった。
[実施例2]
実施例1の高屈折率層Aと同様に作製した高屈折率層をコロナ放電処理(信光電気計装株式会社製コロナ放電表面改質装置)により表面改質した後、1重量%のヒドロキシエチルセルロース(東京化成工業株式会社製)の水溶液を2mL滴下し、1分間室温で放置した後、500rpm、30秒のスピンコート条件で塗布した。塗布直後、すぐさま80℃のホットプレート(アズワン株式会社製HPD−3000)上に試料を置いて10分間加熱することにより高屈折率層Aの上に低屈折率層を積層させた。
更に、低屈折率層の上に実施例1の高屈折率層Aと同様な操作により高屈折率層を形成し、高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層の3層積層膜からなる熱線遮蔽膜Bを作製した。また、ガラス基板上に熱線遮蔽膜Bが形成された積層体を積層体Bとする。
ヒドロキシエチルセルロース上での高屈折率層の造膜性は高く、良好な膜を得ることができた。
<熱線遮蔽膜Bの評価>
熱線遮蔽膜Bの外観は均一であり、造膜性も良好であった。
剥離試験では剥離が無く、熱線遮蔽膜Bの耐剥離性は高かった。
熱線遮蔽膜Bの可視光線透過率(TVIS)は88.0%、近赤外線透過率(TNIR)は63.8%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.38、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は62.6%であった。
<積層体Bの評価>
積層体Bの可視光線透過率(TVIS)は80.2%、近赤外線透過率(TNIR)は
54.7%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.47、ヘーズは0.88%であった。
この熱線遮蔽膜Bの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜Bとガラス基板からなる積層体Bの評価結果を表2に示す。
[実施例3]
実施例1と同様に作製した高屈折率層Aをコロナ放電処理(信光電気計装株式会社製コロナ放電表面改質装置)した後、試料をスピンコーターで100rpmで50秒間回転させながら3重量%のポリビニルアルコール(PVA117、クラレ株式会社製)の水溶液を2mL滴下し、その後、500rpmで30秒間試料を回転させることにより、低屈折率層を塗布した。塗布直後、すぐさま80℃のホットプレート上に試料を置いて10分間加熱することにより高屈折率層の上に低屈折率層を積層させた。
更に、低屈折率層の上に溶液Cを1.6mL滴下し、950rpm、30秒のスピンコ
ート条件で塗布したこと以外は実施例1の高屈折率層Aと同様な操作により高屈折率層を形成し、高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層の3層積層膜からなる熱線遮蔽膜Cを作製した。また、ガラス基板上に熱線遮蔽膜Cが形成された積層体を積層体Cとする。
ポリビニルアルコール上での高屈折率層の造膜性は高く、良好な膜を得ることができた。
<熱線遮蔽膜Cの評価>
熱線遮蔽膜Cの外観は均一であり、造膜性も良好であった。
剥離試験では剥離が無く、熱線遮蔽膜Cの耐剥離性は高かった。
熱線遮蔽膜Cの可視光線透過率(TVIS)は97.8%、近赤外線透過率(TNIR)は78.5%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.25、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は61.9%であった。
<積層体Cの評価>
積層体Cの可視光線透過率(TVIS)は89.1%、近赤外線透過率(TNIR)は67.3%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.32、ヘーズは0.98%であった。
この熱線遮蔽膜Cの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜とガラス基板からなる積層体Cの評価結果を表2に示す。
[実施例4]
ポリエチレンテレフタレート(PET)板(70mm×50mm、厚さ1mm、ヘーズ0.2%)に溶液Cを1.6mL滴下し、500rpm、30秒のスピンコート条件で塗布した。その後、出力184W/cmの無電極水銀ランプ(フュージョンUVシステムズ社製)を用いて照射強度2.8J/cmで紫外線を照射することにより高屈折率層を得た。この高屈折率層を熱線遮蔽膜Dとする。また、PET基板上に熱線遮蔽膜Dが形成された積層体を積層体Dとする。
<熱線遮蔽膜Dの評価>
熱線遮蔽膜DはPET基板上の熱線遮蔽膜のみを削ることが困難であるため、透過スペクトルの干渉パターンのピーク波長をもとに、膜厚を求めた。その結果、熱線遮蔽膜Dの膜厚は128nm程度と見積もられた。
熱線遮蔽膜Dの外観は均一であり、造膜性も良好であった。
剥離試験では剥離が無く、熱線遮蔽膜Dの耐剥離性は高かった。
熱線遮蔽膜Dの可視光線透過率(TVIS)は93.2%、近赤外線透過率(TNIR)は85.8%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.09、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は85.3%であった。
<積層体Dの評価>
積層体Dの可視光線透過率(TVIS)は83.6%、近赤外線透過率(TNIR)は77.1%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.08、ヘーズは3.1%であった。
この熱線遮蔽膜Dの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜とPET基板からなる積層体Dの評価結果を表2に示す。
[実施例5]
スライドガラス(松浪ガラス工業製、76mm×52mm、厚さ1mm、ヘーズ0.4%)を真空蒸着装置(アルバック機工株式会社製、VPC−410)内に設置した。またモリブデン製抵抗加熱ボートに、銀(フルウチ化学製)を入れ、真空蒸着装置に取付けた。真空蒸着装置の粗排気を油回転ポンプにより行なった後、真空蒸着装置内の真空度が5×10−5Torr以下になるまで拡散ポンプを用いて排気した。その後、加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度1.0〜1.5Å/secでスライドガラス上に銀を蒸着し、銀被覆ガラス基板を得た。
銀被覆ガラス基板の銀膜上に、実施例1における高屈折率層Aと同様な操作により高屈折率層を形成し、熱線遮蔽膜Eを作製した。ガラス基板上に熱線遮蔽膜Eが形成された積層体を積層体Eとする。
<熱線遮蔽膜Eの評価>
熱線遮蔽膜Eの外観は均一であり、造膜性も良好であった。
剥離試験では剥離が無く、熱線遮蔽膜Eの耐剥離性は高かった。
熱線遮蔽膜Eの可視光線透過率(TVIS)は25.0%、近赤外線透過率(TNIR)は20.6%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.21、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は15.0%であった。
<積層体Eの評価>
積層体Eの可視光線透過率(TVIS)は22.8%、近赤外線透過率(TNIR)は17.7%、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.29、ヘーズは2.9%であった。
この熱線遮蔽膜Eの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜とガラス基板からなる積層体Eの評価結果を表2に示す。
[比較例1]
バインダー樹脂として4,4’−ビス(β−メタクリロイルオキシエチルチオ)ジフェニルスルホンを50重量%、重合開始剤として2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドを0.25重量%含有するPGMEA溶液を調製した。
調製した溶液をスライドガラス(松浪ガラス工業製、76mm×52mm、厚さ1.3mm、ヘーズ0.4%)に2mL滴下し、1000rpm、30秒の条件でスピンコーターにより塗布した後、120℃で10分間加熱した。
加熱した結果、造膜性が極めて悪く、膜を形成することができなかった。
[比較例2]
10重量%のポリエーテルサルホン(屈折率1.7)のN−メチル−2−ピロリドン(NMP、純正化学株式会社製)溶液をスライドガラス(松浪ガラス工業製、76mm×52mm、厚さ1.3mm、ヘーズ0.4%)に2mL滴下し、1000rpm、30秒の条件でスピンコーターにより塗布した後、150℃で30分間加熱し、さらに200℃で20分間加熱することにより高屈折率層を得た。
この高屈折率層に1重量%のヒドロキシエチルセルロース水溶液を2mL滴下し、1000rpm、30秒の条件でスピンコーターにより塗布した後、80℃で10分間加熱することにより、低屈折率層を積層させた。
低屈折率層に10重量%のポリエーテルサルホンのNMP溶液を2mL滴下し、100
0rpm、30秒のスピンコート条件で塗布した後、150℃で30分間加熱することにより高屈折率層を積層させ、熱線遮蔽膜Fを作製した。また、ガラス基板上に熱線遮蔽膜Fが形成された積層体を積層体Fとした。
<熱線遮蔽膜Fの評価>
熱線遮蔽膜Fの外観はしわが多く不均一であり、造膜性が悪かった。
また、剥離性を評価するためカッターで熱線遮蔽膜に切れ込みを入れる際、試料の大部分がはがれてしまい、また、残った部分もセロハンテープによりすべてはがれてしまった。熱線遮蔽膜Fは本発明の条件を満たしていないため、耐剥離性が低かった。
熱線遮蔽膜Fの可視光線透過率(TVIS)は98.0%、近赤外線透過率(TNIR)は100%と高く、選択透過性(TVIS/TNIR)は0.98と低く、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は99.6%と高かった。
<積層体Fの評価>
積層体Fの可視光線透過率(TVIS)は89.4%、近赤外線透過率(TNIR)は86.6%と高く、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.03と低く、ヘーズは1.3%であった。
この熱線遮蔽膜Fの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜とガラス基板からなる積層体Fの評価結果を表2に示す。
[比較例3]
10重量%のポリエーテルサルホンのNMP溶液をスライドガラス(松浪ガラス工業製、76mm×52mm、厚さ1.3mm、ヘーズ0.4%)に2mL滴下し、3000rpm、30秒の条 件でスピンコーターにより塗布した後、150℃で30分間加熱し、さらに200℃で20分間加熱することにより高屈折率層を得た。
高屈折率層に10重量%のシリコーン樹脂のヘキサン(純正化学株式会社製)溶液を2mL滴下し、2500rpm、30秒の条件でスピンコーターにより塗布した後、90℃で2時間加熱した後110℃で1時間加熱し、さらに150℃で3時間加熱して硬化させることにより、低屈折率層を積層させた。
低屈折率層をコロナ放電処理により表面改質した後、10重量%のポリエーテルサルホンのNMP溶液を2mL滴下し、1000rpm、30秒のスピンコート条件で塗布した
後、150℃で30分間加熱することにより高屈折率層を積層させ、熱線遮蔽膜Gを作製した。また、ガラス基板上に熱線遮蔽膜Eが形成された積層体を積層体Gとした。
<熱線遮蔽膜Gの評価>
低屈折率層上に積層した高屈折率層の造膜性は悪く、熱線遮蔽膜Gの外観は不均一で良好な膜が得られなかった。
また、剥離性を評価するためカッターで熱線遮蔽膜に切れ込みを入れる際、試料の大部分がはがれてしまい、また、残った部分もセロハンテープによりすべてはがれてしまった。熱線遮蔽膜Gは本発明の条件を満たしていないため、耐剥離性が低かった。
熱線遮蔽膜Gの可視光線透過率(TVIS)は94.9%、近赤外線透過率(TNIR)は96.9%と高く、選択透過性(TVIS/TNIR)は0.98と低く、750〜1300nmにおける最低透過率(TMIN)は96.3%と高かった。
<積層体Gの評価>
積層体Gの可視光線透過率(TVIS)は86.5%、近赤外線透過率(TNIR)は83.1%と高く、選択透過性(TVIS/TNIR)は1.04と低く、ヘーズは1.0%であった。
この熱線遮蔽膜Gの評価結果を表1に、熱線遮蔽膜とガラス基板からなる積層体Gの評価結果を表2に示す。
Figure 2009086659
Figure 2009086659
表1、2から明らかなように、実施例1〜5のように無機粒子を含有した高屈折率層を有する熱線遮蔽膜は、可視光線透過率が25.0〜97.8%と高く、選択透過性は1.09〜1.38と高い。また、これらの膜からなる積層体は可視光線透過率が22.8〜89.1%と高く、選択透過性も1.08〜1.47と高い。これらの膜は耐剥離性にも優れている。さらにこれらの膜の製造時に加熱する温度は最高で120℃と低いため、比較的耐熱性の低い膜材料や基板も使用しうる。
一方、比較例1〜3のように本発明の条件を満たさない熱線遮蔽膜は選択透過性が0.98と1.01に満たず、これらの膜からなる積層体も選択透過性が1.03〜1.04と低い。また、これらの膜は造膜性が悪く、耐剥離性も悪い。
以上より、本発明の条件を満たすことで可視光線透過率が高く、また選択透過性が高く、すなわち近赤外線の選択反射性が高く、耐剥離性にも優れた熱線遮蔽膜と、基板上にこの熱線遮蔽膜を形成した積層体が得られた。さらに、この熱線遮蔽膜とその積層体は比較的低温で製造することができた。
本発明の積層体の実施の形態の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の積層体の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。
符号の説明
1 基板
2A,2B,2C,2D,2E,2F,2G,2H 熱線遮蔽膜
10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10I,10J,10K,10L,10M,10N,10O,10P,10Q 積層体
11 高屈折率層
12 低屈折率層
13 赤外線吸収層
14 ハードコート層
15 接着層
16 紫外線吸収層
17 金属層
18 着色層
19 中間膜層

Claims (20)

  1. 波長750nm以上1300nm以下の波長領域における最低透過率(TMIN)が90%以下である熱線遮蔽膜において、無機粒子を含有する樹脂層よりなる、屈折率が1.75以上の高屈折率層を有することを特徴とする熱線遮蔽膜。
  2. 単層膜又は積層数が7層以下の積層膜よりなることを特徴とする請求項1に記載の熱線遮蔽膜。
  3. 該高屈折率層において、無機粒子の重量含有量が40重量%以上であり、下記式で算出される層厚t(nm)と平行光線透過率Tp(%)との関係Y(%/nm)が0.0001〜1であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱線遮蔽膜。
    Y=(100−Tp)/t
  4. 熱線遮蔽膜を構成する層の1層当たりの膜厚が5nm〜1000nmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  5. 該高屈折率層において、樹脂の屈折率が1.45以上で、無機粒子の屈折率が1.65以上であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  6. 該高屈折率層と、該高屈折率層より屈折率が低い低屈折率層とを交互に積層してなる積層膜よりなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  7. 該高屈折率層の膜厚が該低屈折率層の膜厚より小さいことを特徴とする請求項6に記載の熱線遮蔽膜。
  8. 該無機粒子がルチル型酸化チタンであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  9. 該無機粒子が金属水酸化物及び/又は金属酸化物で被覆されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  10. 該高屈折率層の樹脂が熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  11. 該低屈折率層に樹脂を含むことを特徴とする請求項6ないし10のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  12. 可視光線透過率が20%以上で、近赤外線透過率が90%以下であることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜。
  13. 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の熱線遮蔽膜と基板とが積層されてなることを特徴とする積層体。
  14. ヘーズが20%以下で、近赤外線透過率が80%以下であることを特徴とする請求項13に記載の積層体。
  15. 少なくとも該高屈折率層を湿式法により形成する塗布工程を含むことを特徴とする請求項13又は14に記載の積層体の製造方法。
  16. 該高屈折率層の形成工程に、塗布工程と、その後の硬化工程を含むことを特徴とする請求項15に記載の積層体の製造方法。
  17. 塗布工程において、塗膜形成面に塗布して塗膜を形成するための塗布液に対する、該塗膜形成面の接触角が90°以下であることを特徴とする請求項15又は16に記載の積層体の製造方法。
  18. 積層体のいずれか1層の形成工程において、表面改質工程を含むことを特徴とする請求項15ないし17のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  19. 積層体のいずれか1層を形成する塗布液が水を溶媒とすることを特徴とする請求項15ないし18のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  20. 樹脂と、溶媒と、無機粒子とを含み、固形分中に含まれる該無機粒子の含有量が40重量%以上であり、かつ、分散剤を該無機粒子に対して60重量%以下含む無機粒子含有組成物を用いて、湿式法により該高屈折率層を形成する塗布工程を含むことを特徴とする請求項15ないし19のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
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