JP2011508836A - 耐腐食性多層窓用フィルム構成体 - Google Patents

Abstract

多層透明窓用フィルムは、対向する主表面を有するポリマー支持体層と、支持体層の対向する主表面の少なくとも１つの上にコーティングされる金属層と、金属層上にコーティングされる接着剤層であって、前記接着剤が腐食防止材料を含む接着剤層とを備える。

Description

本発明は、一般に、窓用フィルム、より具体的には金属層を含む多層窓用フィルムに関する。

金属化窓用フィルムは既知である。米国特許第３，２９０，２０３号は、例えば、窓ガラスの内面に接着された、可撓性、透明、金属化シート材料を開示している。金属化窓用フィルムは、典型的には、ポリエステルフィルムのようなポリマーフィルムを含み、これは銅、銀、金、青銅、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルクロム、及び他の一般的な金属又は金属酸化物でコーティングされている。このような金属材料は、沿岸地域のような、過酷な環境下で腐食する傾向がある。腐食を低減するために、窓用フィルムの縁部を、シリコーン封止剤のような封止剤を用いて封止してもよいが、これは設置コストを増大させる。

金属層の露出縁部の腐食を低減するために、金属層の露出縁部を腐食防止剤で処理してもよい。米国特許第６，０９０，４５１号（Ｂａｒｔｈら）は、例えば、液体封止剤の一部をそれが充満したアプリケータの先端から窓用フィルム縁部に移送するように、封止される窓用フィルムの縁部に沿ってすり接触（wiping contact）する液体封止剤で充満した多孔質アプリケータの先端を動かすことによる、窓用フィルムの縁部封止法を開示している。

米国特許第６，２９４，２３３号（Ｂａｒｔｈら）は、透明に縁部が封止される窓用フィルムを開示している。窓用フィルムの縁部は、好ましくは、液体溶媒和ポリマー材料により封止され、ポリマー材料は、硬化して、周囲環境による劣化の影響を大幅に最小化する固体透明封止を提供する。

米国特許第４，６４５，７１４号（Ｒｏｃｈｅ）は、ポリエステルフィルム上に銀を蒸着させ、グリコールジメルカプトアセテートのような銀腐食防止剤を含有する透明アクリレートポリマーのコーティングでそれを守るように被覆することにより形成される、耐久性のある、太陽反射鏡又は蛍光灯用の鏡面反射鏡を開示している。

耐腐食性の窓用フィルム構成体、より具体的には、多層窓用フィルムの銀のような金属層の露出縁部に耐腐食性を付与する、簡単で、安価で、有効な方法に対する要求が存在する。

本発明は、一般に、耐腐食性の、多層、金属化、視覚的に透明な窓用フィルム構成体を提供する。１つの代表的な実施形態では、本発明は、対向する主表面を有するポリマー支持体層と、支持体層の対向する主表面の少なくとも１つの上にコーティングされた金属層と、金属層上にコーティングされた接着剤層であって前記接着剤が腐食防止材料を含む接着剤層と、を備える透明窓用フィルムを提供する。種々の実施形態では、金属層は、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、銀、金等を含んでもよい。

別の実施形態では、金属層の各側に、誘電材料の層が結合されていてもよい。誘電材料の層は、金属酸化物を含んでもよい。具体的な態様では、誘電体層は、酸化インジウムスズ、酸化チタン、又は酸化亜鉛を含んでもよい。

具体的な実施形態では、腐食防止材料は、グリコールジメルカプトアセテート（ＧＤＡ）を含んでもよい。

別の代表的な実施形態では、本発明は、対向する第１及び第２の主表面を有するポリマーフィルムと、基材に窓用フィルムを接合するためにポリマーフィルムの第１の主表面上にコーティングされた装着用接着剤層と、ポリマーフィルムの第２の主表面に隣接して配置される腐食防止材料を含む積層接着剤の第１の層と、前記２番目の接着剤に隣接して配置される金属層と、を備える透明窓用フィルムを提供する。より具体的な実施形態では、ポリマーフィルムは、積層接着剤の第２の層に接着接合された第１及び第２のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを含んでもよい。

１つの実施形態では、装着用接着剤は感圧接着剤を含んでもよく、積層接着剤の第１の層はホットメルト接着剤を含んでもよい。別の実施形態では、金属層は、金属酸化物及び金属の一連の交互層を含んでもよい。金属酸化物としては、酸化インジウム又は酸化インジウムスズを挙げることができる。具体的な実施形態では、金属は銀を含んでもよい。

別の態様では、腐食防止材料を含む積層接着剤の層は、約０．０１重量％〜約５重量％の腐食防止材料を含んでもよい。腐食防止材料は、１−オクタデカンチオール（ＯＤＴ）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）（ＴＭＰ）、５−メチル−１Ｈ−ベノトリアゾール（ＭＢＴ）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（ＰＴＴ）、及びグリコールジメルカプトアセテート（ＧＤＡ）からなる群から選択してもよい。

別の態様では、本発明は、窓に適用される上記のような透明金属化窓用フィルムを含む、窓用フィルム組立品を提供する。

窓用フィルムが構造体からの高周波数（例えば、１００ＭＨｚ〜６ＧＨｚ）通信信号の漏れを防ぐために使用される場合、導電性の高い金属層を有する窓用フィルムが望ましい。導電性、透過性、及び反射特性の最適な組み合わせを有する窓用フィルムを得るために、金属層に純銀を使用することが望ましい。

銀層は、具体的には、特に窓用フィルムの露出縁部に沿って、水及び塩素のような大気中元素の存在下で腐食する傾向が強い。つまり、窓用フィルム構成体中の銀層をコーティング又は積層フィルムにより保護することができたとしても、銀層はその縁部に沿って周囲環境の腐食性元素に曝される。腐食過程は、例えば塩及び水分の存在下において、周囲温度の上昇により加速される。腐食は、審美的に望ましくなく、また窓用フィルムの性能特性の妨げになる。銀層を腐食から保護するために、銀層は、合金にされる、又は銅若しくは金のような他の金属の層の間に挟まれることが多い。しかしながら、これらの腐食保護方法により、窓用フィルムのコストがかさみ、窓用フィルムの外観及び光透過性が変化し、金属層の導電性が低下する。

多くの場合、近赤外域（８００〜２５００ｎｍ）においては高度な反射を維持しながら、太陽のスペクトルの可視域（４００〜８００ｎｍ）における反射は低い窓用フィルムが望ましい。Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ．．．型の配列で誘電体／金属／誘電体の層を有する多層窓用フィルム構成体は、可視域の反射が抑制されるように、個々の層の厚さを調整することにより作製できる。このようなフィルムは、例えば、米国特許第６，００７，９０１号（Ｍａｓｃｈｗｉｔｚら）及び同第６，３９１，４００号（Ｒｕｓｓｅｌｌら）に記載されている。

本発明は、腐食防止剤が、窓用フィルムに適用された局所的又は表面の処理ではなく、窓用フィルム構成体の一体部分である窓用フィルム構成体を提供する。つまり、本発明は、耐腐食性を得るために窓用フィルムを処理する必要性をなくす。結果として、腐食防止剤の使用は、追加の加工又は設置工程を必要としないため、設置が簡単になり、人件費が下がる。更に、耐腐食性材料を窓用フィルムの構造に組み込むことにより、腐食に対してより完璧で有効な保護が得られる。つまり、本発明は、金属層の縁部だけでなく、金属層全体が耐腐食性である、窓用フィルム構成体を提供する。

本発明の利点は、耐腐食性のある金属層−（それがなければ腐食する傾向がある）−を有する窓用フィルムを提供することである。他の利点としては、多層金属化窓用フィルム構成体において、金属層の露出縁部の耐腐食性を改善する工程の、迅速、容易、かつコスト効率のよい方法を提供することである。本発明の別の利点は、銀層に改善された耐腐食性を提供することであり、これは銀層を有する窓用フィルムの寿命及び性能を改善する。更に別の利点は、多くの最終用途において、耐腐食性が改善されたことによって、困難で、面倒で、時間のかかる作業である、窓用フィルムの縁部封止の必要性をなくすことができる。

本発明は、以下の添付図面を参照することで更に説明される。
本発明による窓用フィルムの簡略型の拡大断面図。 本発明の別の実施形態の拡大断面図。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用するとき、用語「ポリマー」又は「ポリマー性」は、ポリマー、コポリマー（例えば、２種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマー及びこれらの組み合わせ、並びに混和性ブレンド中で形成され得るポリマー、オリゴマー、又はコポリマーを含むと理解される。

図面を参照すると、図１は、窓を通して電磁波の通過を選択的にフィルタリングする多層窓用フィルム複合体２を示す。窓用フィルム２は、対向する主表面４ａ、４ｂを有するポリマー支持体層４と、支持体層４の一方の主表面４ｂに隣接して配置される金属層６と、支持体層４の反対側で金属層に隣接して配置される接着剤層８とを備える。

支持体層４は、例えば多層フィルム、及び２軸延伸ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成されたフィルムを含む、日照調整又は防護フィルムに一般的に使用される任意の透明ポリマーフィルムであってもよい。特に好適な支持体層は、５１マイクロメートル（２ｍｉｌ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層である。他の好適なフィルムとしては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルム、及び米国特許第５，４２７，８４２号（Ｂｌａｎｄら）及び同第５，６０４，０１９号（Ｂｌａｎｄら）（これらは参考として本明細書に組み込まれる）に記載されているフィルムが挙げられる。支持体層４に好適なフィルムは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から、商品名ＳＣＬＬ４００フィルム及び５１マイクロメートル（２ｍｉｌ）ＳＣＬＬ１５０フィルムとして入手可能である。

金属層６は、銀、金、銅、青銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、クロム等のような一般的な金属、金属酸化物、及びこのような材料の組み合わせで形成してもよい。１つの代表的な実施形態では、金属層６は銀で形成される。別の実施形態では、金属層６を、誘電材料の間に挟んでもよい。つまり、金属層６の各側に、誘電材料の層が結合されていて、それによりＡ／Ｂ／Ａ／Ｂ．．．型の配列の誘電体／金属／誘電体の層を形成してもよい。誘電材料の層は、例えば、酸化インジウムスズ、酸化チタン、及び酸化亜鉛のような金属酸化物を含んでもよい。

接着剤層８は、金属層６が支持体層４と接着剤層８との間に挟まれるように、金属層６に隣接して配置される。接着剤層８は、例えば、アクリレート感圧接着剤及び水活性化接着剤を含む、窓ガラスの板のような基材に日照調整又は防護フィルムを貼着するために一般的に用いられるもののいずれかであってもよい。

窓用フィルム２は、対向する第１の主表面１０及び第２の主表面１２と、周辺縁部表面１４とを備える。周辺縁部表面は、左側縁部１４ａ及び右側縁部１４ｂと、前側及び後側縁部（図示せず）を備える。金属層６は、窓用フィルム２の周辺縁部表面１４に沿って大気条件に曝されるため、窓用フィルム２が最も腐食を受けやすいのは縁部１４に沿った部分である。

本発明の１つの態様に従って、窓用フィルム２（金属層６が周囲条件に曝される）の縁部１４に沿った腐食の程度は、チオール（メルカプタンと呼ばれることが多い）のような腐食防止材料を接着剤層８に組み込むことにより、抑制又は低減することができることが発見された。したがって、本発明は、一般に、腐食防止材料を窓用フィルム構成体に一体化することを含む。

好適な腐食防止材料としては、メルカプト酢酸、３−メルカプトプロピオン酸、１１−メルカプトウンデシル酸、チオフェノール、ジフェニルジスルフィド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）メルカプトアセトアミド、２，２’−ジメルカプトジエチルエーテル、２，２’−ジメルカプトジエチルチオエーテル、１，２−エタンジチオール、及び３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、グリコールビス（３−メルカプトプロピオネート）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）、オクタデシルメルカプタン、ジセチルジスルフィド、オクタデシルチオグリコレート、１−オクタデカンチオール（ＯＤＴ）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）（ＴＭＰ）、５−メチル−１Ｈ−ベノトリアゾール（ＭＢＴ）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（ＰＴＴ）、及びグリコールジメルカプトアセテート（ＧＤＡ）が挙げられる。

用いられる具体的な腐食防止材料に応じて、接着剤層８中の腐食防止材料の濃度は、腐食防止材料の乾燥固形分の少なくとも約０．００１重量％、少なくとも約０．０１重量％、又は少なくとも約０．０５重量％から、腐食防止材料の乾燥固形分の約７重量％以下、約６重量％以下、及び約重量５％以下の範囲であってもよい。驚くべきことに、乾燥固形分の０．０５重量％程度の腐食防止剤の濃度が、有効に腐食を低減することが見出されている。接着剤中の腐食防止材料の量を一定の水準を超えて増加させると、接着剤の接着特性に影響を与える場合があることも見出されている。よって、接着剤中に存在する腐食防止材料の好ましい量は、所望の水準の耐腐食性を達成し、また接着剤の接着特性を維持するのに十分な量である。つまり、接着剤中に存在する腐食防止剤の量は、接着剤の所望の特性を損なうことなく、所望の水準の金属層の耐腐食性を達成するのに必要な量である。

図２を参照すると、金属層に、具体的には金属層の縁部に耐腐食性を付与するよう機能する、腐食防止剤を含む接着剤層を有する、別の金属化窓用フィルム２０が示されている。

窓用フィルム２０は、窓ガラスの板のような基材表面に窓用フィルム２０を接着接合するよう機能する装着用感圧接着剤（ＰＳＡ）層２６上に配置された剥離ライナ２２を備える。ライナ２２は、例えば、２５．４マイクロメートル（１ｍｉｌ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の層であってもよい。ライナ２２は、窓用フィルム２０を表面に適用する前の窓用フィルム２０の保管及び取扱中にＰＳＡ層２６を保護するために設けられ、設置の前に取り除かれＰＳＡ層２６を露出させる。

装着用接着剤２６層に隣接するのは、それぞれ、第１のポリマーフィルム層２８、第１の積層接着剤の層３０、第２のポリマーフィルム層３２、及び第２の積層接着剤の層３４である。

第１及び第２のポリマーフィルム層２８、３２は、例えば、耐引き裂け性フィルムであってもよい。第１及び第２のポリマーフィルム層２８、３２は、同じフィルムであってもよく、又は異なるフィルムであってもよい。好適なフィルムとしては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルム、及び米国特許第５，４２７，８４２号（Ｂｌａｎｄら）及び同第５，６０４，０１９号（Ｂｌａｎｄら）（これらは参考として本明細書に組み込まれる）に記載されているフィルムが挙げられる。第１及び第２の耐引き裂け性ポリマーフィルム層２８、３２に好適である具体的なフィルムは、それぞれ３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から入手可能なＳＣＬＬ４００フィルム及び５１マイクロメートル（２ｍｉｌ）ＳＣＬＬ１５０フィルムである。

好適な積層接着剤としては、ホットメルト接着剤及びアクリルＰＳＡが挙げられる。好適なホットメルト接着剤は、Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ａｋｒｏｎ、Ｏｈｉｏ）により商品名ＶＩＴＥＬポリエステルホットメルト接着剤として販売されている非晶質ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。好適なアクリルＰＳＡは、イソオクチルアクリレート及びアクリルアミドを含む。具体的なアクリルＰＳＡとしては、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から、商品名９０／１０ ＩＯＡ／ＡＡ又は９５／５ ＩＯＡ／アクリルアミドアクリルＰＳＡとして入手可能なものが挙げられる。窓用フィルムの１つの態様によれば、第２の積層接着剤の層３４は、接着剤層８に関して上記したような腐食防止材料を含む。

第２の積層接着剤の層３４に隣接するのは、酸化インジウム（ＩＩＩ）（ＩｎＯ）３６ａ及び銀（Ａｇ）３６ｂの一連の交互層を含む金属層３６である。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を、ＩｎＯの代わりに用いてもよい。金属層３６に隣接するのは、ポリマー支持体層３８である。支持体層３８は、例えば、５１マイクロメートル（２ｍｉｌ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層であってもよい。金属層３６及び支持体層３８の組み合わせ（図２では文字「Ａ」と表記する）は、１００ＭＨｚ〜６ＧＨｚ及び１２０ＧＨｚ〜４０ＴＨｚの範囲の周波数において電磁波を減衰させるためのフィルタリングフィルムを画定する。好適なフィルムは、例えば、米国特許第４，６１３，５３０号（Ｈｏｏｄら）、及び同第４，７９９，７４５号（Ｍｅｙｅｒら）に記載されており、これらは参考として本明細書に組み込まれる。好適なフィルムとしては、Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ、ＣＡ）から入手可能なＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽フィルムが挙げられる。フィルタリングフィルム「Ａ」に好適である特殊フィルムは、Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能なＸＥＭ２．４フィルムである。

任意のハードコート４０を支持体層３８上に設けて、耐久性及び引っ掻き耐性の改善された窓用フィルム２０を提供する。ハードコートに好適な材料としては、Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、Ｐａ）から入手可能なＡｃｒｙｌｏｉｄ Ａ−１１及びＰａｒａｌｏｉｄ Ｋ−１２０Ｎ；米国特許第４，２４９，０１１号に記載されており、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｒｐ．（Ｗｅｓｔｃｈｅｓｔｅｒ、Ｐａ）から入手可能なもののようなウレタンアクリレート；及び脂肪族ポリイソシアネート（例えば、Ｍｉｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ、Ｐａ）から入手可能なＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ−３３００）とポリエステル（例えば、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、Ｔｅｘ）から入手可能なＴｏｎｅ Ｐｏｌｙｏｌ ０３０５）との反応から得られるウレタンハードコートが挙げられる。

装着用接着剤２６の層、並びに積層接着剤の層３０、３４は、腐食防止材料が金属層３６に隣接する積層接着剤の層３４に組み込まれ、それにより金属層３６に耐腐食性を付与するということを除き、当業者に既知である従来の接着剤から選択できる。接着剤層はまた、紫外線吸収剤又は他の任意成分のような添加剤を含んでもよい。

発明の概念から逸脱することなく上述される発明の様々な変更や修正ができることは、当業者には理解されよう。したがって、本発明の範囲は、本出願に記載の構造に限定すべきではなく、特許請求の範囲の文言によって記載の構造物及びそれらの均等物によってのみ限定されるものである。

Claims (18)

1. （ａ）対向する主表面を有するポリマー支持体層と、
   （ｂ）前記支持体層の対向する主表面の少なくとも１つの上にコーティングされる金属層と、
   （ｃ）前記金属層上にコーティングされる接着剤層であって、接着剤が腐食防止材料を含む接着剤層と、を備える、透明窓用フィルム。
2. 前記接着剤層が、約０．０１重量％〜約５重量％の腐食防止材料を含む、請求項１に記載の窓用フィルム。
3. 前記金属層が本質的に銀からなる、請求項１に記載の窓用フィルム。
4. 前記金属層が、アルミニウム、亜鉛、銅、銀、及び金のうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の窓用フィルム。
5. 前記金属層の各側に、誘電材料の層が結合されている、請求項４に記載の窓用フィルム。
6. 前記誘電材料の層が金属酸化物を含む、請求項５に記載の窓用フィルム。
7. 前記誘電体層が、酸化インジウムスズ、酸化チタン、及び酸化亜鉛のうちの少なくとも１種を含む、請求項６に記載の窓用フィルム。
8. 前記腐食防止材料がグリコールジメルカプトアセテート（ＧＤＡ）である、請求項１に記載の窓用フィルム。
9. （ａ）対向する第１及び第２の主表面を有するポリマーフィルムと、
   （ｂ）窓用フィルムを基材に接合させるために、前記ポリマーフィルムの第１の主表面上にコーティングされる装着用接着剤の層と、
   （ｃ）前記ポリマーフィルムの第２の主表面に隣接して配置される腐食防止材料を含む積層接着剤の第１の層と、
   （ｄ）第２の接着剤に隣接して配置される金属層と、
   を備える、透明窓用フィルム。
10. 前記ポリマーフィルムが、積層接着剤の第２の層に接着接合される第１及び第２のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを含む、請求項９に記載の窓用フィルム。
11. 前記装着用接着剤が感圧接着剤を含む、請求項１０に記載の窓用フィルム。
12. 前記積層接着剤の第１の層がホットメルト接着剤を含む、請求項１１に記載の窓用フィルム。
13. 前記金属層が金属酸化物及び金属の一連の交互層を含む、請求項１２に記載の窓用フィルム。
14. 前記金属酸化物が酸化インジウム及び酸化インジウムスズのうちの少なくとも１種である、請求項１３に記載の窓用フィルム。
15. 前記金属が銀を含む、請求項１４に記載の窓用フィルム。
16. 前記積層接着剤の第１の層が、約０．０１重量％〜約５重量％の腐食防止材料を含む、請求項１５に記載の窓用フィルム。
17. 前記腐食防止材料が、１−オクタデカンチオール（ＯＤＴ）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）（ＴＭＰ）、５−メチル−１Ｈ−ベノトリアゾール（ＭＢＴ）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（ＰＴＴ）、及びグリコールジメルカプトアセテート（ＧＤＡ）からなる群から選択される、請求項１６に記載の窓用フィルム。
18. （ａ）窓枠と、
    （ｂ）前記窓枠内に配置される、対向する主表面を有する窓ガラスと、
    （ｃ）前記窓ガラスの対向する主表面のうち少なくとも１つに隣接して配置される、請求項９に記載の窓用フィルムと、
    を備える、窓組立品。

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