JP2012189683A - 赤外線反射フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリエチレンテレフタレートフィルムを保護層とした赤外線反射フィルムでは、十分な断熱性が得られないおそれがある。赤外線反射層、赤外線吸収層、中間膜、ガラス板を備えた断熱合わせガラスは、構成が複雑である。単純な構成で、十分な断熱性をもつ赤外線反射フィルムを提供する。
【解決手段】赤外線反射フィルム１０は、赤外線反射層１１と、透明フィルム１２と、接着層１３を備える。赤外線反射層１１は２つの主面をもつ。透明フィルム１２は、ポリシクロオレフィン層から形成され、赤外線反射層１１の１つの主面を支持する。接着層１３は赤外線反射層１１の他の主面に形成される。
【選択図】図１
【解決手段】赤外線反射フィルム１０は、赤外線反射層１１と、透明フィルム１２と、接着層１３を備える。赤外線反射層１１は２つの主面をもつ。透明フィルム１２は、ポリシクロオレフィン層から形成され、赤外線反射層１１の１つの主面を支持する。接着層１３は赤外線反射層１１の他の主面に形成される。
【選択図】図１
Description
本発明は赤外線反射フィルムに関する。
図１（ｂ）に示す赤外線反射フィルム１００が、従来から知られている（例えば、特許文献１）。図１（ｂ）は従来の赤外線反射フィルム１００の断面図である。赤外線反射層１０１が透明フィルム１０２の一面に積層される。赤外線反射層１０１の上には保護層１０３が積層される。透明フィルム１０２の他面には接着層１０４が積層される。このようにして、赤外線反射層１０１を、透明フィルム１０２および保護層１０３で挟持した赤外線反射フィルム１００が作製される。このような赤外線反射フィルム１００は、建物、乗物などの窓に貼着されて、冷暖房の効果を向上させることに用いられる。また、赤外線反射フィルム１００は、冷凍冷蔵ショーケースの窓に貼着されて、保冷効果を向上させることに用いられる。
赤外線反射フィルム１００の保護層１０３は、通常、ポリエチレンテレフタレートフィルムから形成される。赤外線反射フィルム１００の保護層１０３は、赤外線反射層１０１に、耐擦傷性や耐候性を付与するのに用いられる。
保護層１０３として、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合、ポリエチレンテレフタレートは、Ｃ＝Ｏ基、Ｃ−Ｏ基、芳香族基を多く含むため、波長５μｍ〜２５μｍの遠赤外領域に、赤外線振動吸収が生じることが多い。そのため、ポリエチレンテレフタレートフィルムを保護層１０３として用いた赤外線反射フィルム１００では、保護層１０３が、外部からの照射光、および赤外線反射層１０１の反射光を吸収して、赤外線を放射しやすい（保護層１０３の赤外線放射率が高い）。その結果、ポリエチレンテレフタレートフィルムを保護層１０３として用いた赤外線反射フィルム１００では、十分な断熱性が得られないことがある。
図１（ｃ）は従来の断熱合わせガラス１１０の断面図である。断熱合わせガラス１１０においては、赤外線反射層１１１と赤外線吸収層１１２が、中間膜１１３、１１４を介して、２枚のガラス板１１５、１１６で挟持される（例えば、特許文献２）。このような断熱合わせガラス１１０は、建物、乗物などの窓に採用されて、冷房の効果を向上させることに用いられる。
しかし、特許文献２の断熱合わせガラス１１０では、赤外線反射層１１１以外に、赤外線吸収層１１２、中間膜１１３、１１４およびガラス板１１５、１１６が必要であり、構成が複雑である。
ポリエチレンテレフタレートフィルムを保護層１０３として用いた赤外線反射フィルム１００では、十分な断熱性が得られないおそれがある。赤外線反射層１１１、赤外線吸収層１１２、中間膜１１３、１１４を備えた断熱合わせガラス１１０は、構成が複雑である。本発明の目的は、単純な構成で、十分な断熱性をもつ赤外線反射フィルムを実現することである。
（１）本発明の赤外線反射フィルムは、赤外線反射層と、透明フィルムと、接着層を備える。赤外線反射層は２つの主面をもつ。透明フィルムは、ポリシクロオレフィン層から形成され、赤外線反射層の１つの主面を支持する。接着層は赤外線反射層の他の主面に形成される。
（２）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、ポリシクロオレフィンがポリノルボルネンである。
（３）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、接着層がアクリル系粘着剤から形成される。
（４）本発明の赤外線反射フィルムの垂直放射率は０．４以下である。
（５）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、赤外線反射層が金属薄膜と高屈折率薄膜の多層積層膜からなる。
（６）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、金属薄膜が金、銀、銅またはこれらの合金からなる。
（７）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、高屈折率薄膜の屈折率が１．８〜２．７である。
（８）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、高屈折率薄膜がインジウム錫酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物またはこれらの組合せからなる。
（２）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、ポリシクロオレフィンがポリノルボルネンである。
（３）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、接着層がアクリル系粘着剤から形成される。
（４）本発明の赤外線反射フィルムの垂直放射率は０．４以下である。
（５）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、赤外線反射層が金属薄膜と高屈折率薄膜の多層積層膜からなる。
（６）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、金属薄膜が金、銀、銅またはこれらの合金からなる。
（７）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、高屈折率薄膜の屈折率が１．８〜２．７である。
（８）本発明の赤外線反射フィルムにおいては、高屈折率薄膜がインジウム錫酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物またはこれらの組合せからなる。
本発明の赤外線反射フィルムは、単純な構成でありながら、高い断熱性をもつ。
［赤外線反射フィルム］
図１（ａ）は本発明の赤外線反射フィルム１０の断面図である。赤外線反射フィルム１０は、赤外線反射層１１と、赤外線反射層１１の１つの主面を支持する透明フィルム１２と、赤外線反射層１１の他の主面に形成された接着層１３を備える。透明フィルム１２はポリシクロオレフィン層からなる。透明フィルム１２の全面が赤外線反射層１１により覆われる。
図１（ａ）は本発明の赤外線反射フィルム１０の断面図である。赤外線反射フィルム１０は、赤外線反射層１１と、赤外線反射層１１の１つの主面を支持する透明フィルム１２と、赤外線反射層１１の他の主面に形成された接着層１３を備える。透明フィルム１２はポリシクロオレフィン層からなる。透明フィルム１２の全面が赤外線反射層１１により覆われる。
ポリシクロオレフィン層は主に炭素原子と水素原子から構成されているため、Ｃ−Ｈ基の伸縮振動が、赤外線の短波長側（中赤外領域）に現われる。これにより、赤外線反射フィルムの放射率を低く抑えることができる。そのため、本発明の赤外線反射フィルムでは、高い断熱性が得られる。
透明フィルム１２が赤外線反射層１１の１つの主面を支持するため、透明フィルム１２が保護層を兼ねる。そのため、本発明の赤外線反射フィルム１０は、単純な構成でありながら、断熱性と耐候性を兼ね備える。本発明の赤外線反射フィルム１０は層数が少ないため、構成が単純で、膜厚が薄い。
本発明の赤外線反射フィルムの垂直放射率は、好ましくは０．４以下、さらに好ましくは０．２以下である。
［赤外線反射層］
本発明に用いられる赤外線反射層１１は、可視光を透過し、赤外線を反射する。赤外線反射層１１単体の可視光線透過率は、好ましくは５０％以上である。赤外線反射層１１単体の垂直放射率は、好ましくは０．１以下である。
本発明に用いられる赤外線反射層１１は、可視光を透過し、赤外線を反射する。赤外線反射層１１単体の可視光線透過率は、好ましくは５０％以上である。赤外線反射層１１単体の垂直放射率は、好ましくは０．１以下である。
赤外線反射層１１は、通常、金属薄膜と、二酸化チタンや二酸化ジルコニウムなどの高屈折率薄膜を、多数、積層して構成された多層膜である。金属薄膜を形成する材料は、例えば、金、銀、銅またはこれらの合金などである。金属薄膜の厚みは、可視光線透過率と赤外線反射率が共に高くなるように、好ましくは５ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲で調整される。
高屈折率薄膜は、好ましくは１．８〜２．７の範囲の屈折率を有する。高屈折率薄膜を形成する材料として、インジウム錫酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物など、あるいはこれらの組合せが用いられる。高屈折率薄膜の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲で調整される。
金属薄膜および高屈折率薄膜は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法などにより形成される。これらの方法により、赤外線反射層１１を、透明フィルム１２上に密着積層することができる。透明フィルム１２に接する側は、金属薄膜および高屈折率薄膜のどちらでもよい。
［透明フィルム］
本発明に用いられる透明フィルム１２はポリシクロオレフィン層からなる。本明細書において、「ポリシクロオレフィン」とは、二重結合を有する脂環式化合物を用いて得られる、重合体または共重合体をいう。ポリシクロオレフィン層は、基本構造が炭素原子と水素原子から構成されているため、遠赤外領域の吸収が小さい。そのため、透明フィルム１２の厚みを調整することにより、例えば、波長５μｍ〜２５μｍの範囲（遠赤外領域）の光の最小透過率を高く（例えば、５０％以上）することができる。
本発明に用いられる透明フィルム１２はポリシクロオレフィン層からなる。本明細書において、「ポリシクロオレフィン」とは、二重結合を有する脂環式化合物を用いて得られる、重合体または共重合体をいう。ポリシクロオレフィン層は、基本構造が炭素原子と水素原子から構成されているため、遠赤外領域の吸収が小さい。そのため、透明フィルム１２の厚みを調整することにより、例えば、波長５μｍ〜２５μｍの範囲（遠赤外領域）の光の最小透過率を高く（例えば、５０％以上）することができる。
透明フィルム１２に用いられるポリシクロオレフィンは、好ましくはポリノルボルネンである。ポリノルボルネンは、赤外領域の吸収が少なく、断熱性と耐候性に優れる。ポリノルボルネンとして、市販のもの（例えば、日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＥＸあるいはＺＥＯＮＯＲ）を用いてもよい。
透明フィルム１２の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍである。透明フィルム１２の厚みが１０μｍ未満であると、赤外線反射層１１の支持性が低下するおそれがある。一方、透明フィルム１２の厚みが１５０μｍを超えると、赤外領域の吸収が無視できなくなり、断熱性が低下するおそれがある。
［接着層］
本発明の赤外線反射フィルム１０は、接着層１３により、断熱効果を期待する対象物に貼着される。本発明に用いられる接着層１３は、特に制限は無いが、好ましくはアクリル系粘着剤より形成される。アクリル系粘着剤は、アルキル基の炭素数が２〜１０程度のアクリル酸アルキルエステルの共重合体と、ポリイソシアネートやメラミン樹脂などを含む架橋剤を反応させて得られる。接着剤層の厚みは、好ましくは１μｍ〜５０μｍである。
本発明の赤外線反射フィルム１０は、接着層１３により、断熱効果を期待する対象物に貼着される。本発明に用いられる接着層１３は、特に制限は無いが、好ましくはアクリル系粘着剤より形成される。アクリル系粘着剤は、アルキル基の炭素数が２〜１０程度のアクリル酸アルキルエステルの共重合体と、ポリイソシアネートやメラミン樹脂などを含む架橋剤を反応させて得られる。接着剤層の厚みは、好ましくは１μｍ〜５０μｍである。
［実施例１］
ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚み２３μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）に、厚さ３５ｎｍのＩＴＯ膜と厚さ１５ｎｍのＡＰＣ膜を、交互に積層して、赤外線反射層を形成した。ＩＴＯ膜はインジウム錫酸化物膜である。ＡＰＣ膜は、銀９８重量％、パラジウム１重量％、銅１重量％の合金膜である。
ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚み２３μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）に、厚さ３５ｎｍのＩＴＯ膜と厚さ１５ｎｍのＡＰＣ膜を、交互に積層して、赤外線反射層を形成した。ＩＴＯ膜はインジウム錫酸化物膜である。ＡＰＣ膜は、銀９８重量％、パラジウム１重量％、銅１重量％の合金膜である。
次に、転写法により、赤外線反射層の表面に、厚み１５μｍのアクリル系粘着剤層を形成した。
このようにして作製した赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［実施例２］
透明フィルムとして、厚み４０μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
透明フィルムとして、厚み４０μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［実施例３］
透明フィルムとして、厚み１００μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８１％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
透明フィルムとして、厚み１００μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８１％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［実施例４］
透明フィルムとして、厚み７μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
透明フィルムとして、厚み７μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＯＲ）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［比較例１］
透明フィルムとして、厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製ダイアホイル）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
透明フィルムとして、厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製ダイアホイル）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８２％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［比較例２］
透明フィルムとして、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製ダイアホイル）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８０％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
透明フィルムとして、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製ダイアホイル）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、赤外線反射フィルムを作製した。得られた赤外線反射フィルム（可視光透過率８０％）の垂直放射率と断熱性試験結果を表１に示す。
［評価］
表１に示すように、実施例１〜４の赤外線反射フィルムは、比較例１、２の赤外線反射フィルムよりもボックス内温度が高く、断熱効果が高い。本発明の赤外線反射フィルムにおいては、透明フィルムがポリシクロオレフィン層から形成されていることが重要である。透明フィルムがポリシクロオレフィン層から形成された赤外線反射フィルムは、透明フィルムがポリエチレンテレフタレートから形成された赤外線反射フィルムに比べて、高い断熱性を示す。
表１に示すように、実施例１〜４の赤外線反射フィルムは、比較例１、２の赤外線反射フィルムよりもボックス内温度が高く、断熱効果が高い。本発明の赤外線反射フィルムにおいては、透明フィルムがポリシクロオレフィン層から形成されていることが重要である。透明フィルムがポリシクロオレフィン層から形成された赤外線反射フィルムは、透明フィルムがポリエチレンテレフタレートから形成された赤外線反射フィルムに比べて、高い断熱性を示す。
［測定方法］
［垂直放射率］
角度可変反射アクセサリを装着したＶａｒｉａｎ社製フーリエ変換型赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）を用いて、波長５μｍ〜２５μｍの赤外光の正反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ ３１０６−２００８（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に準じて垂直放射率を求めた。
［垂直放射率］
角度可変反射アクセサリを装着したＶａｒｉａｎ社製フーリエ変換型赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）を用いて、波長５μｍ〜２５μｍの赤外光の正反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ ３１０６−２００８（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に準じて垂直放射率を求めた。
［可視光線透過率］
ＪＩＳ Ａ ５７５９−２００８（建築窓ガラス用フィルム）に準じて可視光線透過率を測定した。
ＪＩＳ Ａ ５７５９−２００８（建築窓ガラス用フィルム）に準じて可視光線透過率を測定した。
［断熱性］
図２に示す、ヒーター２１と熱電対２２を備えた断熱ボックス２０の開口部に、赤外線反射フィルム１０の接着層１３を貼着して、密閉状態とした。断熱ボックス２０の内寸法は、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１４ｃｍである。出力一定のヒーター２１で断熱ボックス２０内を加熱し、赤外線反射フィルム１０から１ｃｍ離れた箇所の、断熱ボックス２０内の温度を熱電対２２で測定した。赤外線反射フィルム１０の断熱性が優れているほど、断熱ボックス２０内の温度が高くなる。断熱ボックス２０内の温度により、断熱性を評価した。
図２に示す、ヒーター２１と熱電対２２を備えた断熱ボックス２０の開口部に、赤外線反射フィルム１０の接着層１３を貼着して、密閉状態とした。断熱ボックス２０の内寸法は、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１４ｃｍである。出力一定のヒーター２１で断熱ボックス２０内を加熱し、赤外線反射フィルム１０から１ｃｍ離れた箇所の、断熱ボックス２０内の温度を熱電対２２で測定した。赤外線反射フィルム１０の断熱性が優れているほど、断熱ボックス２０内の温度が高くなる。断熱ボックス２０内の温度により、断熱性を評価した。
本発明の赤外線反射フィルム１０の用途に特に制限は無い。本発明の赤外線反射フィルム１０は、例えば、建物や乗物などの窓、植物などを入れる透明ケース、冷凍もしくは冷蔵のショーケースに貼着され、冷暖房効果の向上や、急激な温度変化を防止するために用いられる。
１０ 赤外線反射フィルム
１１ 赤外線反射層
１２ 透明フィルム
１３ 接着層
２０ 断熱ボックス
２１ ヒーター
２２ 熱電対
１００ 赤外線反射フィルム
１０１ 赤外線反射層
１０２ 透明フィルム
１０３ 保護層
１０４ 接着層
１１０ 断熱合わせガラス
１１１ 赤外線反射層
１１２ 赤外線吸収層
１１３ 中間膜
１１５、１１６ ガラス板
１１ 赤外線反射層
１２ 透明フィルム
１３ 接着層
２０ 断熱ボックス
２１ ヒーター
２２ 熱電対
１００ 赤外線反射フィルム
１０１ 赤外線反射層
１０２ 透明フィルム
１０３ 保護層
１０４ 接着層
１１０ 断熱合わせガラス
１１１ 赤外線反射層
１１２ 赤外線吸収層
１１３ 中間膜
１１５、１１６ ガラス板
Claims (8)
- ２つの主面をもつ赤外線反射層と、
前記赤外線反射層の１つの主面を支持する、ポリシクロオレフィン層から形成された透明フィルムと、
前記赤外線反射層の他の主面に形成された接着層を備える赤外線反射フィルム。 - 前記ポリシクロオレフィンがポリノルボルネンである、請求項１に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記接着層がアクリル系粘着剤から形成される、請求項１または２に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記赤外線反射フィルムの垂直放射率が０．４以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線反射フィルム。
- 前記赤外線反射層が金属薄膜と高屈折率薄膜の多層積層膜からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の赤外線反射フィルム。
- 前記金属薄膜が金、銀、銅またはこれらの合金からなる、請求項５に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記高屈折率薄膜の屈折率が１．８〜２．７である、請求項５または６に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記高屈折率薄膜がインジウム錫酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物またはこれらの組合せからなる、請求項５〜７のいずれかに記載の赤外線反射フィルム。
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