JP2010256625A - 断熱部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】
コレステリック液晶層の数が2層以下であっても、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線の反射率が高く、かつ、可視光線領域の光線透過率の高い(すなわち、極めて鋭い反射特性変化を有する)コレステリック液晶層を有する断熱部材を提供する。
【解決手段】
800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする断熱部材。
【選択図】 なし。
コレステリック液晶層の数が2層以下であっても、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線の反射率が高く、かつ、可視光線領域の光線透過率の高い(すなわち、極めて鋭い反射特性変化を有する)コレステリック液晶層を有する断熱部材を提供する。
【解決手段】
800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする断熱部材。
【選択図】 なし。
Description
本発明は、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線の反射率が高く、かつ、可視光線領域の光線透過率の高いコレステリック液晶層を有する断熱部材に関する。
近年、省エネルギー化を推進する観点から、冷暖房効率を向上させる赤外線の断熱層が注目されている。赤外線の断熱層を自動車やビルの窓ガラスに使用することを考慮する場合、可視光線領域である約400nm〜約750nmの波長領域においては、光線透過率を高めることが重要であるが、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nmの領域にある近赤外線においては、断熱効果の観点から、より多く反射することが望ましい。近赤外線領域は可視光線領域に極めて近い波長域であるため、これら両者のバランスを達成するためには、用いる断熱層の反射特性が、近赤外線領域と可視光線領域とにおいて極めて鋭く変化する必要がある。
しかしながら、従来の断熱層の材料では、可視光線領域と近赤外線領域との間において、ブロードな反射特性の変化しか得ることができないので、両者のバランスを達成することは困難であった。
しかしながら、従来の断熱層の材料では、可視光線領域と近赤外線領域との間において、ブロードな反射特性の変化しか得ることができないので、両者のバランスを達成することは困難であった。
この課題を解決する方策の一つとして、コレステリック液晶を用いる断熱層が提案されている。例えば、特許文献1には、広帯域で近赤外線を反射する薄膜コーティングを施した透明基板と近赤外線部に鋭い波長選択反射を有するコレステリック液晶製の波長フィルターからなる高赤外線反射率かつ高可視光透過率を有する積層体が開示されている。
しかしながら、この文献に記載の積層体には次のような問題があった。すなわち、この文献に記載の積層体は、可視光線領域と近赤外線領域との間において、鋭い反射特性の変化を得ることには成功しているが、1層のコレステリック液晶層で反射可能な波長帯域が約80nm程度でしかない。このような狭い反射帯域では、反射可能な太陽エネルギー量が少なくなり、得られる断熱効果が小さい。そこで、この文献の実施例では、反射帯域を少しずつずらしたコレステリック液晶層を3層重ね合わせることで反射帯域を広げ、最終的には250nmのコレステリック液晶層による反射帯域を得ている。しかし、コレステリック液晶層を3層も用いることは、原材料が高くなることはもちろんのこと、組み合わせる部品点数も多くなることから、工業的に製造する上で有利な方法とはいえない。また、製造技術の面でも、微妙に反射帯域の波長をずらしたコレステリック液晶層を再現性良く工業的に製造することは極めて困難であり、実用性の面で問題があった。
しかしながら、この文献に記載の積層体には次のような問題があった。すなわち、この文献に記載の積層体は、可視光線領域と近赤外線領域との間において、鋭い反射特性の変化を得ることには成功しているが、1層のコレステリック液晶層で反射可能な波長帯域が約80nm程度でしかない。このような狭い反射帯域では、反射可能な太陽エネルギー量が少なくなり、得られる断熱効果が小さい。そこで、この文献の実施例では、反射帯域を少しずつずらしたコレステリック液晶層を3層重ね合わせることで反射帯域を広げ、最終的には250nmのコレステリック液晶層による反射帯域を得ている。しかし、コレステリック液晶層を3層も用いることは、原材料が高くなることはもちろんのこと、組み合わせる部品点数も多くなることから、工業的に製造する上で有利な方法とはいえない。また、製造技術の面でも、微妙に反射帯域の波長をずらしたコレステリック液晶層を再現性良く工業的に製造することは極めて困難であり、実用性の面で問題があった。
また、特許文献2には、赤外線波長範囲内、特に750〜2000nmの波長範囲内において、入射する放射の少なくとも40%を反射する1種またはそれ以上のコレステリック層を含む断熱コーティングが開示されている。
しかしながら、この文献に記載の断熱コーティングにおいても、特許文献1に記載の積層体と同様、1層で得られる反射帯域は狭いため、特許文献2の実施例に記載されているように、5層ものコレステリック液晶層が必要であり、特許文献1について述べたのと同様の問題が生じていた。
しかしながら、この文献に記載の断熱コーティングにおいても、特許文献1に記載の積層体と同様、1層で得られる反射帯域は狭いため、特許文献2の実施例に記載されているように、5層ものコレステリック液晶層が必要であり、特許文献1について述べたのと同様の問題が生じていた。
本発明は、かかる従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、コレステリック液晶層の数が2層以下であっても、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線の反射率が高く、かつ、可視光線領域の光線透過率の高い(すなわち、極めて鋭い反射特性変化を有する)コレステリック液晶層を有する断熱部材を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、コレステリック規則性を調整して、800nm〜1900nmの波長領域において、入射する放射の少なくとも40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を用いると、該コレステリック液晶層が2層以下であっても、赤外線領域と可視光線領域との間において極めて鋭い反射特性変化を有する実用的な断熱部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、下記(1)〜(7)の断熱部材が提供される。
(1)800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする断熱部材。
(2)透明樹脂基材上に、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有する断熱部材。
(3)前記コレステリック液晶層を1層若しくは2層有する(1)または(2)に記載の断熱部材。
(4)420nm〜780nmの波長領域における入射光の平均透過率が50%以上である(1)〜(3)のいずれかに記載の断熱部材。
(5)さらに、1/2波長の位相差を有する位相差層を有する(1)〜(4)のいずれかに記載の断熱部材。
(6)前記コレステリック液晶層が、式(1)
(1)800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする断熱部材。
(2)透明樹脂基材上に、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有する断熱部材。
(3)前記コレステリック液晶層を1層若しくは2層有する(1)または(2)に記載の断熱部材。
(4)420nm〜780nmの波長領域における入射光の平均透過率が50%以上である(1)〜(3)のいずれかに記載の断熱部材。
(5)さらに、1/2波長の位相差を有する位相差層を有する(1)〜(4)のいずれかに記載の断熱部材。
(6)前記コレステリック液晶層が、式(1)
(式中、R1は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、−OR3、−O−C(=O)−R3、又は、−C(=O)−OR3を表す。ここで、R3は、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。R3がアルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR4−C(=O)−、−C(=O)−NR4−、−NR4−、または−C(=O)−が介在していてもよい(ただし、−O−及び−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。ここで、R4は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。nは2から12の整数を表す。)
で表される化合物を含有するコレステリック液晶組成物から形成されたものである(1)〜(5)のいずれかに記載の断熱部材。
(7)前記式(1)で表される化合物が、下記式(2)
で表される化合物を含有するコレステリック液晶組成物から形成されたものである(1)〜(5)のいずれかに記載の断熱部材。
(7)前記式(1)で表される化合物が、下記式(2)
(式中、R2は炭素数1〜10のアルキル基を表し、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)で表される化合物である(6)に記載の断熱部材。
本発明によれば、コレステリック液晶層の数が2層以下でも、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線を高度に反射でき、かつ、可視光線領域の光線透過率の高い、実用的な断熱部材が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の断熱部材は、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする。
本発明の断熱部材は、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする。
「コレステリック規則性」とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、該平面の法線方向に分子軸の角度が次々にずれて(ねじれて)いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造はカイラルな構造と呼ばれる。該平面の法線(カイラル軸)はコレステリック液晶層の厚さ方向に略平行になっていることが好ましい。
また、「800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性を調整する」とは、コレステリック規則性の周期を変化させることにより、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するコレステリック液晶層を形成することをいう。
コレステリック規則性を持つコレステリック液晶層に光が入射すると、特定波長領域の左回りまたは右回りの何れかの円偏光のみが反射される。反射された円偏光以外の光は透過する。この円偏光が反射される特定波長領域が選択反射帯域である。
カイラル構造において分子軸が捩れる時の回転軸を表す螺旋軸と、コレステリック液晶層の法線とが平行である場合、カイラル構造のピッチ長Pと反射される円偏光の波長λとは式(A)および式(B)の関係を有する。
式中、noは棒状液晶化合物の短軸方向の屈折率を表し、neは棒状液晶化合物の長軸方向の屈折率を表し、nは(ne+no)/2であり、Pはカイラル構造のピッチ長を表し、θは光の入射角(面の法線からの角度)を表す。
すなわち、選択反射帯域の中心波長λcは、コレステリック樹脂層におけるカイラル構造のピッチ長Pに依存する。このカイラル構造のピッチ長を変えることによって、選択波長帯域を変えることができる。
本発明においては、室内あるいは車内などにおいて、明度を維持するために、可視光線の領域である420nm〜780nmの波長領域における入射光の平均透過率が、50%以上であることが好ましい。さらに、自動車においては、道路交通法における規制があるため、平均透過率は60%以上であることが好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。
(コレステリック液晶層)
本発明の断熱部材が有するコレステリック液晶層は、液晶ポリマー溶液、又は重合性液晶組成物を、基材上に塗布・乾燥することにより形成することができる。
本発明の断熱部材が有するコレステリック液晶層は、液晶ポリマー溶液、又は重合性液晶組成物を、基材上に塗布・乾燥することにより形成することができる。
より具体的には、例えば、(a)液晶ポリマー、必要に応じてカイラル剤、界面活性剤、配向調整剤等を溶剤に溶解させた液晶ポリマー溶液(塗布液)を基材上に膜状に塗布し、乾燥させ、得られた塗膜について、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性を調整する方法、或いは、(b)重合性液晶化合物、重合開始剤およびカイラル剤、さらに必要に応じて界面活性剤、配向調整剤等を溶剤に溶解させた重合性液晶組成物(塗布液)を得、これを基材上に膜状に塗布し、乾燥させ、得られた塗膜を重合した後、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性を調整する方法によって形成することができる。
これらの中でも、より効率よく目的とするコレステリック液晶層を形成できることから、(b)の方法が好ましい。
(a)、(b)いずれの方法においても、得られるコレステリック液晶層の厚みは、1μm〜20μmが好ましく、1μm〜10μmが特に好ましい。
(a)、(b)いずれの方法においても、得られるコレステリック液晶層の厚みは、1μm〜20μmが好ましく、1μm〜10μmが特に好ましい。
(液晶ポリマー)
(a)の方法で用いることができる液晶ポリマーとしては、低分子カイラル剤含有のネマチック液晶ポリマー;カイラル成分導入の液晶ポリマー;ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーの混合物;等が挙げられる。カイラル成分導入の液晶ポリマーとは、それ自体がカイラル剤の機能を果たす液晶ポリマーである。ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーの混合物は、それらの混合比率を変えることによって、ネマチック液晶ポリマーのカイラル構造のピッチを調整することができるものである。
(a)の方法で用いることができる液晶ポリマーとしては、低分子カイラル剤含有のネマチック液晶ポリマー;カイラル成分導入の液晶ポリマー;ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーの混合物;等が挙げられる。カイラル成分導入の液晶ポリマーとは、それ自体がカイラル剤の機能を果たす液晶ポリマーである。ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーの混合物は、それらの混合比率を変えることによって、ネマチック液晶ポリマーのカイラル構造のピッチを調整することができるものである。
また、アゾメチン形、アゾ形、アゾキシ形、エステル形、ビフェニル形、フェニルシクロヘキサン形、およびビシクロヘキサン形のようなパラ置換芳香族単位やパラ置換シクロヘキシル単位等からなるネマチック配向性を付与するパラ置換環状化合物を有するものに、不斉炭素を有する化合物等からなる適宜なカイラル成分や低分子カイラル剤等を導入する方法等により、コレステリック規則性を付与したもの(特開昭55−21479号公報、米国特許第5332522号公報等を参照)も用いることができる。なお、パラ置換環状化合物におけるパラ位の末端置換基としては、シアノ基やアルキル基、アルコキシル基等が挙げられる。
液晶ポリマーはその製法によって制限されない。液晶ポリマーは、例えば、メソゲン構造を有するモノマーをラジカル重合、カチオン重合またはアニオン重合することによって得られる。メソゲン構造を有するモノマーは、例えばアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルのようなビニル系モノマーに、直接にまたはスペーサー部を介してメソゲン基を公知の方法で導入することによって得ることができる。また、液晶ポリマーは、ポリオキシメチルシリレンのSi−H結合を介し白金系触媒の存在下にビニル置換メソゲンモノマーを付加反応させることによって;主鎖ポリマーに付与した官能基を介して相間移動触媒を用いたエステル化反応によりメソゲン基を導入することによって;マロン酸の一部に必要に応じスペーサー部を介してメソゲン基を導入したモノマーとジオールとを重縮合反応させることによって得ることができる。
(液晶ポリマーに導入または含有させるカイラル剤)
液晶ポリマーに導入または含有させるカイラル剤としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、特開平6−281814号公報に記載されたカイラルモノマー、特開平8−209127号公報に記載されたカイラル剤、特開2003−131187号公報に記載の光反応型カイラル化合物等が挙げられる。
液晶ポリマーに導入または含有させるカイラル剤としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、特開平6−281814号公報に記載されたカイラルモノマー、特開平8−209127号公報に記載されたカイラル剤、特開2003−131187号公報に記載の光反応型カイラル化合物等が挙げられる。
またカイラル剤としては、カイラル剤の添加によって意図しない相転移温度の変化が生じることを避けるために、カイラル剤自身が液晶性を示すものが好ましい。さらに、経済性の観点からは、液晶ポリマーを捩じる効率を表す指標であるHTP(=1/P・c)の大きなものが好ましい。ここで、Pはカイラル構造のピッチ長を表し、cはカイラル剤の濃度を表す。カイラル構造のピッチ長とは、カイラル構造において分子軸の方向が平面を進むに従って少しずつ角度がずれていき、そして再びもとの分子軸方向に戻るまでのカイラル軸方向の距離のことである。
基材としては、有機、無機を問わず、公知慣用の材質のものを使用することができるが、透明基材が好ましい。透明基材の材質としては、例えば、有機材料としてはポリシクロオレフィン〔例えば、ゼオネックス、ゼオノア(登録商標;日本ゼオン株式会社製)、アートン(登録商標;JSR社製)、及びアペル(登録商標;三井化学社製)〕、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、セルロース、三酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン等が挙げられ、無機材料としてはシリコン、ガラス、方解石等が挙げられ、中でも有機材料が好ましい。
また、用いる基材は、単層のものであっても、積層体であってもよい。
また、用いる基材は、単層のものであっても、積層体であってもよい。
本発明においては、コレステリック液晶層(断熱層)は、(a)及び(b)の方法と同様にして他の基材に形成したものを転写して用いることもできる。
他の基材としては、前述した基材と同様のものが使用できるが、透明基材が好ましく、透明有機材料がより好ましく、更にはこの有機材料をフィルムとした樹脂フィルムが更に好ましい。
他の基材としては、前述した基材と同様のものが使用できるが、透明基材が好ましく、透明有機材料がより好ましく、更にはこの有機材料をフィルムとした樹脂フィルムが更に好ましい。
本発明においては、コレステリック液晶層を形成するために、配向膜を用いることができる。配向膜は、コレステリック規則性を持つコレステリック液晶層を面内で一方向に配向規制するために透明基材の表面に形成される。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどのポリマーを含有するものである。配向膜は、このようなポリマーを含有する溶液(配向膜用組成物)を基材上に膜状に塗布し、乾燥させ、そして一方向にラビング処理等することで、得ることができる。
配向膜の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることがさらに好ましい。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどのポリマーを含有するものである。配向膜は、このようなポリマーを含有する溶液(配向膜用組成物)を基材上に膜状に塗布し、乾燥させ、そして一方向にラビング処理等することで、得ることができる。
配向膜の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることがさらに好ましい。
本発明ではコレステリック液晶層を形成する際に、配向膜あるいは基材にラビング処理を施すことができる。ラビング処理の方法は、特に制限されないが、例えばナイロンなどの合成繊維、木綿などの天然繊維からなる布やフェルトを巻き付けたロールで一定方向に配向膜を擦る方法が挙げられる。ラビング処理した時に発生する微粉末(異物)を除去して配向膜の表面を清浄な状態とするために、ラビング処理後に配向膜をイソプロピルアルコールなどによって洗浄することが好ましい。
また、ラビング処理する方法以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法によっても、配向膜にコレステリック規則性を持つコレステリック液晶層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせることができる。
また、ラビング処理する方法以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法によっても、配向膜にコレステリック規則性を持つコレステリック液晶層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせることができる。
(a)の方法において、液晶ポリマーを基材上に膜状に積層するには、前記液晶ポリマーの有機溶媒溶液を、基材上に、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延製膜法、バーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法などの公知の塗工方法により塗工し、乾燥すればよい。
(a)の方法において、基材上に膜状に形成した液晶ポリマー層を、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性を調整するには、液晶ポリマーに含有させるカイラル剤の種類、添加量を適宜設定することにより、あるいは、導入するカイラル成分として適宜なものを選定することにより、行うことができる。また、ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーの混合物は、それらの混合比率を変えることによって、ネマチック液晶ポリマーのカイラル構造のピッチを調整することができる。
(b)の方法に用いる重合性液晶化合物としては、特に制約はなく、例えば、特開平11−130729号公報、特開平8−104870号公報、特開2005−309255号公報、特開2005−263789号公報、特表2001−519317号公報、特表2002−533742号公報、特開2002−308832号公報、特開2002−265421号公報、特開昭62−070406号公報、特開平11−100575号公報、特開2008-291218号公報、特開2008−242349号公報、WO2009/133290号パンフレット、特願2008−170835号等に記載のものを用いることができる。
これらの中でも、本発明においては、前記式(1)で表される化合物が好ましく、前記式(2)で表される化合物がより好ましい。
式(1)中、R1は、水素原子;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基、n−へプチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;−OR3;−O−C(=O)−R3;−C(=O)−OR3;を表す。
式(1)中、R1は、水素原子;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基、n−へプチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;−OR3;−O−C(=O)−R3;−C(=O)−OR3;を表す。
ここで、R3は、水素原子;又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。R3の置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基の炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
R3の置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−へキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;等が挙げられる。
また、R3がアルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR4−C(=O)−、−C(=O)−NR4−、−NR4−、または−C(=O)−が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。
R4は、水素原子;または、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等の炭素数1〜6のアルキル基;を表す。
また、nは2〜12の整数を表し、6であるのが好ましい。
また、nは2〜12の整数を表し、6であるのが好ましい。
なかでも、R1は、−C(=O)−OR2で表される基であるのが好ましい。ここで、R2は、炭素数1〜10のアルキル基を表し、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。R2としては、メチル基が好ましい。
前記式(1)で表される化合物は、有機合成化学における公知の方法を組み合わせることによって、例えば、特開2008−291218号公報に記載の方法により製造することができる。
(b)の方法による場合、重合性液晶組成物を重合して得られる液晶性高分子としては、重合性液晶化合物の単独重合体、重合性液晶化合物の2種以上からなる共重合体、又は、重合性液晶化合物と他の共重合可能な単量体との共重合体などが挙げられる。
前記他の共重合可能な単量体としては、特に限定されるものではなく、例えば、4−(2−メタクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸−4’−メトキシフェニル、4−(6−メタクリロイルオキシヘキシルオキシ)安息香酸ビフェニル、4−(2−アクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸−4'−シアノビフェニル、4−(2−メタクリロリルオキシエチルオキシ)安息香酸−4’−シアノビフェニル、4−(2−メタクリロリルオキシエチルオキシ)安息香酸−3’,4’−ジフルオロフェニル、4−(2−メタクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸ナフチル、4−アクリロイルオキシ−4’−デシルビフェニル、4−アクリロイルオキシ−4’−シアノビフェニル、4−(2−アクリロイルオキシエチルオキシ)−4’−シアノビフェニル、4−(2−メタクリロイルオキシエチルオキシ)−4’−メトキシビフェニル、4−(2−メタクリロイルオキシエチルオキシ)−4’−(4”−フルオロベンジルオキシ)−ビフェニル、4−アクリロイルオキシ−4’−プロピルシクロヘキシルフェニル、4−メタクリロイル−4’−ブチルビシクロヘキシル、4−アクリロイル−4’−アミルトラン、4−アクリロイル−4’−(3,4−ジフルオロフェニル)ビシクロヘキシル、4−(2−アクリロイルオキシエチル)安息香酸(4−アミルフェニル)、4−(2−アクリロイルオキシエチル)安息香酸(4−(4’−プロピルシクロヘキシル)フェニル)等が挙げられる。
他の共重合可能な単量体の含有量は、特に限定されるものではないが、全単量体の50重量%以下が好ましく、30重量%以下がより好ましい。かかる範囲にあると、ガラス転移温度(Tg)が高く、高い膜硬度を有する液晶性高分子を得ることができる。
(b)の方法に用いる重合性液晶組成物に含有させる重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれでもよいが、より容易且つ効率よくコレステリック規則が調整されたコレステリック液晶層を形成できることから、光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、多核キノン化合物(米国特許第3046127号公報、同第2951758号公報)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号公報)、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号公報、同第2367670号公報)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号公報)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号公報)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号公報)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号公報)などが挙げられる。
重合開始剤の配合量は、全重合性単量体100重量部に対して1〜10重量部であることが好ましく、1〜5重量部であることがさらに好ましい。
また、光重合開始剤を用いたときには、照射光として紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、0.1mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、0.1mJ/cm2〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。
紫外線の照射方法は、特に制限されない。また、紫外線照射エネルギーは、重合性液晶化合物の種類によって適宜選択される。
紫外線の照射方法は、特に制限されない。また、紫外線照射エネルギーは、重合性液晶化合物の種類によって適宜選択される。
(重合性液晶組成物に含有させるカイラル剤)
前記重合性液晶組成物に含有させるカイラル剤としては、特開2003−66214号公報、特開2003−313187号公報、米国特許第6468444号公報、WO第98/00428号公報等に掲載されるものを適宜使用することが出来るが、液晶化合物を捩じる効率を表す指標であるHTPの大きなものが経済性の観点から好ましい。HTPは、式:HTP=1/(P・c)で表される。ここで、Pはカイラル構造のピッチ長を表し、cはカイラル剤の濃度を表す。また、カイラル剤の添加による意図しない相転移温度の変化を避けるために、カイラル剤自身が液晶性を示すものを用いることが好ましい。
前記重合性液晶組成物に含有させるカイラル剤としては、特開2003−66214号公報、特開2003−313187号公報、米国特許第6468444号公報、WO第98/00428号公報等に掲載されるものを適宜使用することが出来るが、液晶化合物を捩じる効率を表す指標であるHTPの大きなものが経済性の観点から好ましい。HTPは、式:HTP=1/(P・c)で表される。ここで、Pはカイラル構造のピッチ長を表し、cはカイラル剤の濃度を表す。また、カイラル剤の添加による意図しない相転移温度の変化を避けるために、カイラル剤自身が液晶性を示すものを用いることが好ましい。
(重合性液晶組成物に含有させるその他の配合剤)
他の配合剤としては、界面活性剤、配向調整剤などが挙げられる。
界面活性剤は、重合性液晶組成物の塗膜の表面張力を調整するために用いられる。界面活性剤としては、ノニオン系の界面活性剤が好ましく、分子量が数千程度のオリゴマーであることが好ましい。
他の配合剤としては、界面活性剤、配向調整剤などが挙げられる。
界面活性剤は、重合性液晶組成物の塗膜の表面張力を調整するために用いられる。界面活性剤としては、ノニオン系の界面活性剤が好ましく、分子量が数千程度のオリゴマーであることが好ましい。
配向調整剤は、基材上に形成されたコレステリック液晶層の空気側表面の配向状態を制御するためのものである。配向調整剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、あるいはこれらの変性物が挙げられる。
重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物、重合開始剤およびカイラル剤、さらに必要に応じて界面活性剤、配向調整剤等を溶媒に溶解させることにより調製することができる。
用いる溶媒としては、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類などの有機溶媒が挙げられる。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。また、二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
重合性液晶組成物を膜状に積層するには、基材上に、重合性液晶組成物を、(a)の方法と同様に、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延製膜法、バーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法等の公知の塗工法により塗工し、得られた塗膜を乾燥させればよい。乾燥温度は、40〜150℃の範囲である。
上述のように、(b)の方法において、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するように、コレステリック規則性を調整する工程は、WO2008/007782号に開示されている方法と同様に行うことが好ましい。
すなわち、重合性液晶化合物、光重合開始剤およびカイラル剤、さらに必要に応じて界面活性剤、配向調整剤等を溶剤に溶解させた重合性液晶組成物を基材上に膜状に塗布し、乾燥させることで光重合性塗膜を形成する工程(塗膜形成工程(I))、得られた塗膜に、20〜40℃の温度下で、0.1mW/cm2以上10mW/cm2未満の照度の選択紫外線を、0.1〜6秒間、照射し、重合性液晶組成物を重合する工程(選択紫外線照射工程(II))、前記塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させる工程(コレステリック規則性調整工程(III))、及び、前記塗膜を硬化させる工程(塗膜硬化工程(IV))により、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するように、コレステリック規則性が調整されたコレステリック液相層を好適に形成することができる。
また、前記選択紫外線照射工程(II)及び前記コレステリック規則性調整工程(III)を複数回繰り返すことが好ましい。
また、前記選択紫外線照射工程(II)及び前記コレステリック規則性調整工程(III)を複数回繰り返すことが好ましい。
選択紫外線照射工程(II)として、前記光重合性塗膜に、20〜40℃の温度下で、0.1mW/cm2以上10mW/cm2未満の照度の選択紫外線を、0.1〜6秒間照射する。照度は、基材面において、選択紫外線の波長にピーク感度を持つ(具体的には、例えば360nmにピーク感度を持つ)照度計を使用して測定する。
ここで、選択紫外線(広帯域化用紫外線ともいう)とは、先に説明した光重合性塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることが可能な波長範囲もしくは照度を選択的に制御した紫外線を意味する。なお、この選択紫外線の照射によって、光重合性塗膜が完全に硬化(100%重合)することはない。
選択紫外線の照射により、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることが可能となり、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するように、コレステリック規則性を調整することが容易となる。
選択紫外線の照射により、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることが可能となり、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するように、コレステリック規則性を調整することが容易となる。
前記選択紫外線照射工程に用いる選択紫外線としては、波長範囲の幅を100nm以内とした紫外線を用いることが好ましい。具体的には、300nm以上400nm未満の波長のみを有する紫外線を用いることが好ましい。
光源としては、水銀ランプ光源、メタルハライドランプ光源等を用いることができる。
光源としては、水銀ランプ光源、メタルハライドランプ光源等を用いることができる。
このように、紫外線を、照度0.1mW/cm2以上10mW/cm2未満、照射時間0.1〜6秒間の照射条件にて、バンドパスフィルターを用いる等により波長範囲の幅を100nm以内とし、選択紫外線照射工程(II)において用いることが好ましい。また、条件によっては波長範囲の幅を制御せずに用いることも可能である。なお、前記波長範囲の幅は、半値幅(透過率のピーク値の半分の値の幅)とする。
なお、前記波長範囲の制御は、具体的には、例えば中心波長365nmのバンドパスフィルターを用いる方法、塗膜に含まれる重合開始剤が最大の吸収を示す波長を中心とした、波長範囲の幅を100nm以内とする方法等が挙げられる。
なお、前記波長範囲の制御は、具体的には、例えば中心波長365nmのバンドパスフィルターを用いる方法、塗膜に含まれる重合開始剤が最大の吸収を示す波長を中心とした、波長範囲の幅を100nm以内とする方法等が挙げられる。
また、選択紫外線は、塗膜側から照射しても、基材側から照射しても、あるいは塗膜側、基材側の両側から照射して良いが、酸素による重合阻害を小さくする点で、基材側から照射することが好ましい。
塗膜側から照射する湯合は、照度・照射時間安定度をよりシビアに制御する必要がある(具体的には±3%以下)ので、生産性の面からも、基材側から照射するのが好ましい。
塗膜側から照射する湯合は、照度・照射時間安定度をよりシビアに制御する必要がある(具体的には±3%以下)ので、生産性の面からも、基材側から照射するのが好ましい。
更に基材側から照射する場合、前記選択紫外線照射工程の前に、基材上の光重合性塗膜を冷却して塗膜の温度を20℃〜40℃とする工程を有することが好ましい。20℃〜40℃に維持された光重合性塗膜に上述の選択紫外線を照射することにより、塗膜の厚さ方向に光の強度分布が生じ、その結果、膜の厚さ方向に架橋度が異なるコレステリック液晶層を形成することができる。塗膜を冷却する方法としては、冷風給気による冷却、冷却ロールによる冷却等を挙げることができる。
次に、前記塗膜のコレステリック規則性のピッチを変化させる(コレステリック規則性調整工程(III))。
「塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させる」とは、コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層のピッチを厚さ方向に変化させるということである。
「塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させる」とは、コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層のピッチを厚さ方向に変化させるということである。
コレステリック規則性の周期を変化させる方法としては、(i)塗膜を液晶相を示す温度以上で加熱処理を行う方法、(ii)前記塗膜にさらに液晶化合物を塗布する方法、(iii)前記塗膜に、さらに非液晶化合物を塗布する方法などが挙げられる。これらの方法は1種類であってもよいし、それぞれを繰り返してもよいし、あるいは2種以上の方法を組み合わせてもよい。
これらの中で、操作が簡単で、かつ効果の点から、前記(i)の方法が好ましい。
加熱処理条件としては、広帯域化の効果と共に生産性を考慮すると、通常50〜115℃の温度で0.001〜20分間程度、好ましくは65〜115℃の温度で0.001〜10分間、より好ましくは65〜115℃の温度で0.01〜5分間である。ただし、光重合性塗膜を形成する液晶性化合物の種類により、液晶相を発現する温度領域が変わるので、それに伴い処理温度・処理時間も異なる。
加熱処理条件としては、広帯域化の効果と共に生産性を考慮すると、通常50〜115℃の温度で0.001〜20分間程度、好ましくは65〜115℃の温度で0.001〜10分間、より好ましくは65〜115℃の温度で0.01〜5分間である。ただし、光重合性塗膜を形成する液晶性化合物の種類により、液晶相を発現する温度領域が変わるので、それに伴い処理温度・処理時間も異なる。
また、上記選択紫外線照射工程(II)及びコレステリック規則性調整工程(III)を複数回繰り返すのが好ましい。これらの工程を複数回繰り返すことにより、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチをより大きく変化させることが可能である。選択紫外線照射、コレステリック規則性調整の条件は、反射帯域を調整するために、回数毎にそれぞれ適宜調整される。繰り返しの回数に制限はないが、生産性、設備上の観点から2回以上であることが好ましい。なお、2回以上に分けて行うと、照射時間を短くすることができるので、重合度が大きくなり難く、従って分子が動き易くなるため、コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層のピッチを制御し易くなる。
ここで、工程(II)及び(III)を「繰り返す」とは、工程(II)の実施とそれに続く工程(III)の実施を含むシーケンスを繰り返すことをいう。即ち、工程(II)及び(III)を2回繰り返すと、工程(II)−(III)−(II)−(III)の順で行われることになる。これらの工程の間には、前記冷却等の他の工程を行ってもよい。
次いで、前記塗膜を硬化させる(塗膜硬化工程(IV))。
硬化方法としては、前記塗膜が硬化してコレステリック規則性を有するような方法で
あれば特に制限されないが、本硬化紫外線を積算光量が10mJ/cm2以上となるように照射する方法であることが好ましい。ここで、本硬化紫外線とは、塗膜を完全に硬化させることのできる波長範囲もしくは照度に設定した紫外線を意味する。なお、本硬化紫外線では、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることは難しい。
硬化方法としては、前記塗膜が硬化してコレステリック規則性を有するような方法で
あれば特に制限されないが、本硬化紫外線を積算光量が10mJ/cm2以上となるように照射する方法であることが好ましい。ここで、本硬化紫外線とは、塗膜を完全に硬化させることのできる波長範囲もしくは照度に設定した紫外線を意味する。なお、本硬化紫外線では、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることは難しい。
本紫外線の積算光量は、好ましくは10〜1000mJ/cm2、より好ましくは50〜800mJ/cm2の範囲で選定される。積算光量は基材面において、紫外線光量計を使用して測定、または照度計を使用して照度を測定し、積算光量=照度×時間で算出することにより選定する。
本硬化紫外線の照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。
本硬化紫外線の照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。
また、上記本硬化紫外線照射を窒素ガス雰囲気下などの酸素ガスの存在量の少ない雰囲気下で行うことが好ましい。このような雰囲気下で行うことにより、酸素による重合阻害の影響を低減することが可能である。本硬化紫外線照射時の酸素ガス濃度は、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下、特に好ましくは500ppm以下である。
さらに、前記塗膜硬化工程(IV)の前に、基材上の光重合性塗膜を20℃〜40℃に冷却する工程を有することが好ましい。20℃〜40℃に維持された光重合性塗膜に上述の本紫外線を照射することにより、コレステリック規則性調整工程後のコレステリック規則性を有するコレステリック液晶層のピッチの状態を維持することができる。
この塗膜硬化工程(IV)により、コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層の機械的特性を、その広帯域化を維持しつつ、向上させることができる。
コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層の厚みは、配向の乱れや透過率低下の防止、選択反射の波長範囲(反射波長域)の広さなどの観点から、通常、1〜100μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは1〜20μmである。また、基材を含めた合計厚み、すなわち円偏光分離シートの厚みは、通常20〜300μm、好ましくは20〜200μm、より好ましくは30〜100μmである。
コレステリック規則性を有するコレステリック液晶層の厚みは、配向の乱れや透過率低下の防止、選択反射の波長範囲(反射波長域)の広さなどの観点から、通常、1〜100μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは1〜20μmである。また、基材を含めた合計厚み、すなわち円偏光分離シートの厚みは、通常20〜300μm、好ましくは20〜200μm、より好ましくは30〜100μmである。
750nm〜2000nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層(以下、「調整コレステリック液晶層」ということがある。)の形成に好適な塗膜形成装置としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、前記透明基材を連続的に送り出す繰り出し装置と、この繰り出し装置から送り出された基材上に光重合性組成物を塗布し塗膜を形成する塗工ヘッドとを備えるとともに、前記塗膜が形成された基材を冷却する手段、波長範囲および/または照度が選択された選択紫外線を前記塗膜に照射する選択紫外線照射装置、および前記基材を加熱する手段を、2系統以上備えている塗膜形成装置が挙げられる。
本発明の塗膜形成装置において、前記繰り出し装置や塗工ヘッドとしては、特に制限されず、公知のもの等を用いることができる。
本発明の塗膜形成装置において、前記繰り出し装置や塗工ヘッドとしては、特に制限されず、公知のもの等を用いることができる。
また、本発明の塗膜形成装置に用いられる塗膜が形成された基材を冷却する手段としては、冷却ゾーン装置、冷却ロール等により構成することができ、冷却ゾーン装置から構成することが好ましい。当該冷却手段は、基材の搬送経路の一部分を囲み、その中の温度を、光重合性組成物の硬化に適した一定の温度に保つ装置とすることができる。
また、本発明においては、前記冷却手段すべてを、後述する選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれよりも前に備えることが好ましく、選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれの直前に備えるのがより好ましい。
また、本発明においては、前記冷却手段すべてを、後述する選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれよりも前に備えることが好ましく、選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれの直前に備えるのがより好ましい。
本発明の断熱部材の例(層構成断面図)を図1(a)〜(d)に示す。
図1(a)に示すものは、透明基材3と、該透明基材3上に形成された配向膜2、及び該配向膜2上に形成された調整コレステリック液晶層1を有する断熱部材10Aである。断熱部材10Aは調整コレステリック液晶層1を1層有するタイプである。
図1(a)に示すものは、透明基材3と、該透明基材3上に形成された配向膜2、及び該配向膜2上に形成された調整コレステリック液晶層1を有する断熱部材10Aである。断熱部材10Aは調整コレステリック液晶層1を1層有するタイプである。
図1(b)に示すものは、透明基材3と、該透明基材3上に形成された配向膜2、及び該配向膜2上に形成された、同一ねじれタイプの調整コレステリック液晶層1a及び1bを有する断熱部材10Bである。断熱部材10Bは、2層の調整コレステリック液晶層を組み合わせることによって、全体として、750nm〜2000nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整された、積層タイプの調整コレステリック液晶層を有するものである。
図1(c)に示すものは、透明基材3と、該透明基材3上に形成された配向膜2、及び該配向膜2上に形成された、右ねじれタイプと左ねじれタイプの異なる2種の調整コレステリック液晶層1c及び1dを有する断熱部材10Cである。断熱部材10Cは、右ねじれタイプと左ねじれタイプの異なる2種の調整コレステリック液晶層を組み合わせることによって、750nm〜2000nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整された、積層タイプのコレステリック液晶層を有するものである。
図1(d)に示すものは、透明基材3と、該透明基材3上に形成された配向膜2、該配向膜2上に形成された、調整コレステリック液晶層1e、該調整コレステリック液晶層1e上に粘着剤層(又は接着剤層)5を介して形成された1/2位相差層4、該1/2位相差層4上に、粘着剤層(又は接着剤層)5を介して形成された、調整コレステリック液晶層1eと同一ねじれタイプの調整コレステリック液晶層1f、該コレステリック液晶層1f上に形成された配向膜2、及び該配向膜2上に形成された透明基材3を有する断熱部材10Dである。断熱部材10Dは、1/2波長板を間に挟んで、同一ねじれタイプの調整コレステリック液晶層を2層有するものである。
断熱部材10Dにおいて、1/2位相差層は従来公知の1/2波長板を用いて形成することができる。1/2波長板は、例えば、透明樹脂からなるフィルムを延伸して得られるものであって、幅方向に対して15°±7°、又は−15°±7°の方向に遅相軸を有するものである。
1/2波長板を構成する透明樹脂としては、1mm厚で全光線透過率が80%以上のものであれば特に制限されず、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、鎖状ポリオレフィン系樹脂、脂環式構造を有する重合体樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、等が挙げられる。なかでも、ポリカーボネート系樹脂又は脂環式構造を有する重合体樹脂が好ましい。
使用する透明樹脂からなる未延伸フィルムは、透明な樹脂からなるが、前記樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填材、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止材、抗菌剤や熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。これらの添加剤の添加量は、透明樹脂100重量部に対して、通常0〜5重量部、好ましくは0〜3重量部である。
1/2波長板は、透明樹脂からなる未延伸フィルムを延伸して、その延伸の倍率を調整することにより得られる。透明な樹脂からなる未延伸フィルムを得る方法としては特に制約されず、溶融押出成形法、プレス成形法、インフレーション法などの加熱溶融成形法;溶液流延法などの公知の成形法を採用することができる。
各々の成形条件は、使用する透明な樹脂のガラス転移温度や溶剤などに応じて適宜調整すればよい。
1/2波長板の厚みは、通常10〜300μm、好ましくは30〜200μmである。
各々の成形条件は、使用する透明な樹脂のガラス転移温度や溶剤などに応じて適宜調整すればよい。
1/2波長板の厚みは、通常10〜300μm、好ましくは30〜200μmである。
また、粘着剤層(又は接着剤層)5の形成に用いる粘着剤又は接着剤としては、透明なものであれば特に制限されない。例えば、熱可塑性樹脂系のものや熱硬化性樹脂系のものが挙げられる。熱可塑性樹脂系の粘着剤又は接着剤としては、酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルアセタール系、塩化ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリエチレン系、セルロース系などが挙げられる。中でも、アクリル系粘着剤又は接着剤が好ましい。アクリル系粘着剤又は接着剤における主成分としては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル等と、メタクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル等との共重合体が、好適である。
熱硬化性樹脂系の粘着剤又は接着剤としては、メラミン系、フェノール系、レゾルシノール系、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ポリアロマティック系のものが挙げられる。中でも、ポリウレタン系粘着剤若しくは接着剤、又はエポキシ系粘着剤若しくは接着剤が好ましい。ポリウレタン系粘着剤若しくは接着剤は、イソシアネートとアルコールとをアルコール過剰で反応させたポリマーを主成分とし、ホットメルトとして又は溶剤溶解型として好適に使用される。ポリウレタン系粘着剤若しくは接着剤は、アミン硬化剤等の硬化剤を用いて常温下で、又は加熱により容易に硬化する。これら粘着剤または接着剤は、その使用形態としてフィルム、水溶液、エマルジョン等であってもよい。
粘着剤層(又は接着剤層)5の厚みは、適宜調節すればよいが、通常1〜200μm、好ましくは10〜200μm、より好ましくは50〜150μmの範囲である。
本発明の断熱部材は、コレステリック液晶層の数が2層以下であっても、太陽エネルギー量の高い約900〜約1300nm付近の波長領域にある赤外線を高度に反射でき、かつ、可視光線領域の光線透過率が高く、かつ、工業的に有利に製造することができ、実用性が高いものである。
(用途)
本発明の断熱部材は、太陽エネルギー量の高い赤外線を高度に反射でき、かつ、可視光線領域の光線透過率が高いので、自動車、鉄道並びに住宅等の断熱窓、建築材料の断熱材、電子機器の断熱材料として好適に使用することができる。
本発明の断熱部材は、太陽エネルギー量の高い赤外線を高度に反射でき、かつ、可視光線領域の光線透過率が高いので、自動車、鉄道並びに住宅等の断熱窓、建築材料の断熱材、電子機器の断熱材料として好適に使用することができる。
以下、本発明を、実施例により、より詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されない。
(実施例1)
(1−1)配向膜を有する透明樹脂基材の調製
厚み100μmのポリシクロオレフィンからなるフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルムZF14-100」)の両面をコロナ放電処理した。ポリビニルアルコールの5%水溶液を当該フィルムの片面に♯2のワイヤーバーを使用して塗布して塗膜を形成し、乾燥後の膜厚0.1μmの配向膜を形成した。次いで該配向膜をラビング処理し、配向膜を有する透明樹脂基材を調製した。
(1−1)配向膜を有する透明樹脂基材の調製
厚み100μmのポリシクロオレフィンからなるフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルムZF14-100」)の両面をコロナ放電処理した。ポリビニルアルコールの5%水溶液を当該フィルムの片面に♯2のワイヤーバーを使用して塗布して塗膜を形成し、乾燥後の膜厚0.1μmの配向膜を形成した。次いで該配向膜をラビング処理し、配向膜を有する透明樹脂基材を調製した。
(1−2)コレステリック液晶層の形成
下記表1に示す配合割合で各成分を混合し、固形分40重量%(溶媒であるシクロペンタノンを除いた割合)のコレステリック液晶組成物を調製した。なお、化合物(1)は特開2008−291218号公報に記載された方法により合成した。
調製したコレステリック液晶組成物を♯20のワイヤーバーを使用して、上記(1−1)で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の、配向膜を有する面に塗布し、100℃で5分間配向処理し、膜厚10μmのコレステリック液晶層を形成した。
下記表1に示す配合割合で各成分を混合し、固形分40重量%(溶媒であるシクロペンタノンを除いた割合)のコレステリック液晶組成物を調製した。なお、化合物(1)は特開2008−291218号公報に記載された方法により合成した。
調製したコレステリック液晶組成物を♯20のワイヤーバーを使用して、上記(1−1)で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の、配向膜を有する面に塗布し、100℃で5分間配向処理し、膜厚10μmのコレステリック液晶層を形成した。
なお、表1中、化合物(1)は、下記式
で表される化合物を示し、化合物(2)は、下記式
で表される化合物を示す。
また、カイラル剤:LC756は、下記の化合物である。
また、カイラル剤:LC756は、下記の化合物である。
(1−3)コレステリック規則性の調整による断熱フィルムの作製
(1−2)で得られた透明樹脂基材に形成したコレステリック液晶層に、透明樹脂基材側から15mJ/cm2の紫外線を照射した後、100℃で1分間加温した。このものを30℃まで冷却後、再度コレステリック液晶層の透明樹脂基材側から15mJ/cm2の紫外線を照射した後、100℃で1分間加温した。さらに、コレステリック液晶層側から2000mJ/cm2の紫外線を照射して、コレステリック液晶ピッチが傾斜を有するようにコレステリック規則性を調整された断熱フィルム101を作製した。断熱フィルム101の層構成断面図を図2に示す。断熱フィルム101は、脂環式オレフィンポリマーからなるフィルム31−液晶配向膜21−コレステリック規則性を調整されたコレステリック液晶層11の3層構造を有する。
(1−2)で得られた透明樹脂基材に形成したコレステリック液晶層に、透明樹脂基材側から15mJ/cm2の紫外線を照射した後、100℃で1分間加温した。このものを30℃まで冷却後、再度コレステリック液晶層の透明樹脂基材側から15mJ/cm2の紫外線を照射した後、100℃で1分間加温した。さらに、コレステリック液晶層側から2000mJ/cm2の紫外線を照射して、コレステリック液晶ピッチが傾斜を有するようにコレステリック規則性を調整された断熱フィルム101を作製した。断熱フィルム101の層構成断面図を図2に示す。断熱フィルム101は、脂環式オレフィンポリマーからなるフィルム31−液晶配向膜21−コレステリック規則性を調整されたコレステリック液晶層11の3層構造を有する。
(1−4)断熱フィルム101の光線透過率の測定
(1−3)で作製した断熱フィルム101につき、紫外可視近赤外分光光度計V−570型(日本分光社製)を使用して420nm〜1900nmの透過スペクトルを測定し、可視光線である420nm〜780nmの平均透過率と、反射率が40%以上となる選択反射帯域の中心波長及び帯域の幅を調べた。得られたスペクトルを図5に、数値結果を表2にまとめて示した。
また、断熱フィルム101を偏光顕微鏡(ニコン社製、偏光顕微鏡ECLIPSE E600−POL)で観察したところ、配向欠陥は皆無であり、ヘイズのない透明な断熱フィルムであった。
(1−3)で作製した断熱フィルム101につき、紫外可視近赤外分光光度計V−570型(日本分光社製)を使用して420nm〜1900nmの透過スペクトルを測定し、可視光線である420nm〜780nmの平均透過率と、反射率が40%以上となる選択反射帯域の中心波長及び帯域の幅を調べた。得られたスペクトルを図5に、数値結果を表2にまとめて示した。
また、断熱フィルム101を偏光顕微鏡(ニコン社製、偏光顕微鏡ECLIPSE E600−POL)で観察したところ、配向欠陥は皆無であり、ヘイズのない透明な断熱フィルムであった。
(1−5)断熱フィルムの断熱率の計算
(1−4)断熱フィルム101の光線透過率の測定で得られたスペクトルを用いて、900nm〜1300nmの太陽光線エネルギー量をどれだけ反射したかで断熱率を計算した。結果を表2にまとめた。計算式は以下のとおりである。
(1−4)断熱フィルム101の光線透過率の測定で得られたスペクトルを用いて、900nm〜1300nmの太陽光線エネルギー量をどれだけ反射したかで断熱率を計算した。結果を表2にまとめた。計算式は以下のとおりである。
(実施例2)
実施例1で得られた断熱フィルム101の2枚を、コレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を内側にして、レターデーション550nmの位相差フィルム4の両面に、透明粘着剤(綜研化学社製、SK−2057)5を用いて貼り合わせ、断熱フィルム102を作製した。断熱フィルム102の層構成断面図を図3に示す。実施例1と同様にして断熱フィルム102の光線透過率の測定、断熱率の計算を行った。得られたスペクトルを図6に、数値結果を表2にまとめて示した。
実施例1で得られた断熱フィルム101の2枚を、コレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を内側にして、レターデーション550nmの位相差フィルム4の両面に、透明粘着剤(綜研化学社製、SK−2057)5を用いて貼り合わせ、断熱フィルム102を作製した。断熱フィルム102の層構成断面図を図3に示す。実施例1と同様にして断熱フィルム102の光線透過率の測定、断熱率の計算を行った。得られたスペクトルを図6に、数値結果を表2にまとめて示した。
(実施例3)
実施例1において、(1−1)で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の代わりにポリイミド配向膜22付配向処理ガラス基板(E.H.C.Co.,Ltd製)32を用いた以外は、実施例1と同様の方法で断熱ガラス103を作製した。断熱ガラス103の層構成断面図を図4に示す。実施例1と同様にして断熱ガラス103の光線透過率の測定、断熱率の計算を実施した。得られたスペクトルを図7に、数値結果を表2にまとめて示した。
実施例1において、(1−1)で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の代わりにポリイミド配向膜22付配向処理ガラス基板(E.H.C.Co.,Ltd製)32を用いた以外は、実施例1と同様の方法で断熱ガラス103を作製した。断熱ガラス103の層構成断面図を図4に示す。実施例1と同様にして断熱ガラス103の光線透過率の測定、断熱率の計算を実施した。得られたスペクトルを図7に、数値結果を表2にまとめて示した。
表2の結果より、本発明のコレステリック規則性を有する断熱層から、可視光透過率の高い断熱フィルムを得られることがわかる。
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,11・・・コレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層、2,21,22・・・液晶配向膜、3,31,32・・・透明基材、4・・・1/2波長板、5・・・粘着層
Claims (7)
- 800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有することを特徴とする断熱部材。
- 透明樹脂基材上に、800nm〜1900nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック液晶層を有する断熱部材。
- 前記コレステリック液晶層を1層若しくは2層有する請求項1または2に記載の断熱部材。
- 420nm〜780nmの波長領域における入射光の平均透過率が50%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の断熱部材。
- さらに、1/2波長の位相差を有する位相差層を有する請求項1〜4のいずれかに記載の断熱部材。
- 前記コレステリック液晶層が、式(1)
で表される化合物を含有するコレステリック液晶組成物から形成されたものである請求項1〜5のいずれかに記載の断熱部材。
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- 2009-04-24 JP JP2009106635A patent/JP2010256625A/ja active Pending
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