JP2013230613A - 遮熱フィルム、遮熱ガラス構造体及び窓ガラスの遮熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂製の基材フィルム2と、基材フィルム2の裏面側に形成された粘着層4と、基材フィルム2の表面側および/または裏面側に形成された遮熱層6と、遮熱層6の表面側に形成されたUVハードコート層8とを有し、粘着層4が、再剥離性を有する層として形成されており、遮熱層6が、無機系の近赤外線吸収剤を含有し、近赤外線吸収剤が、アンチモンドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛及び錫ドープ酸化インジウムの群から選択された少なくとも1種の近赤外線吸収物質からなる微粒子であることを特徴とする遮熱フィルム1。
【選択図】図1
Description
(1)塗工時に不快な溶剤臭が発生する。
(2)引火等のおそれがあり、安全面において問題がある。
(3)有機溶剤、特に芳香族系有機溶剤については健康面での問題がある。
本発明は、樹脂製の基材フィルムと、前記基材フィルムの裏面側に形成された粘着層と、前記基材フィルムの表面側および/または裏面側に形成された遮熱層と、前記遮熱層の表面側に形成されたUVハードコート層とを有し、前記粘着層が、再剥離性を有する層として形成されており、前記遮熱層が、無機系の近赤外線吸収剤を含有し、前記近赤外線吸収剤が、アンチモンドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛及び錫ドープ酸化インジウムの群から選択された少なくとも1種の近赤外線吸収物質からなる微粒子であることを特徴とする遮熱フィルムである。
本発明は、無機ガラス又は有機ガラスからなる板状体の少なくとも一方の面に、前記遮熱フィルムが貼付されていることを特徴とする遮熱ガラス構造体という別の側面を有する。
本発明は、既設の窓ガラスの内面及び外面のうち少なくとも一方の面に、前記遮熱フィルムを貼付することを特徴とする窓ガラスの遮熱処理方法という更に別の側面を有する。
(1)水貼り等の必要がないことに加え、フィルムを窓ガラス等に貼付する際に皺が寄る等の不具合があっても貼り直しが容易である。従って、専門的な技術を有しない一般人でも窓ガラス等に簡便に且つ綺麗にフィルムを貼ることができる。
(2)遮熱フィルムの貼付と剥離を繰り返し行うことが可能となる。例えば、太陽光の照射量が多い夏場には窓ガラス等に本発明のフィルムを貼付しておき、太陽光の照射量が少ない冬場には前記フィルムを剥離し、夏場になったら前記フィルムを再度貼付するといった使用方法が可能となる。
(3)粘着層と被着体であるガラス体との間に空気が入り易いため、貼り直しが一層容易となる。
(4)粘着層と被着体であるガラス体との間に空気層が形成されるため、蓄熱が少なく、被着体であるガラス体に悪影響を及ぼし難い。
図1〜図3に示す遮熱フィルム1は、基材フィルム2と、粘着層4と、遮熱層6と、UVハードコート層8とを有する。
基材フィルム2は、遮熱層6を形成するための基材(支持体)として機能するフィルムである。
粘着層4は、粘着性を有し、遮熱フィルム1を被着体となるガラス体に対して固定する機能を有する層である。
遮熱層6は、近赤外線吸収剤を含み、近赤外線(熱線)を遮断する効果を有する層である。
塗膜形成樹脂としては、ポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂を主成分とし、水性イソシアネート硬化剤、ポリカルボジイミド硬化剤、オキサゾリン硬化剤及びエポキシ硬化剤の群から選択された少なくとも1種の硬化剤を硬化助剤として含有する樹脂を用いることが好ましい。
ポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂は、例えばポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとを乳化重合させることで得られる。
前記塗膜形成樹脂は、主成分のポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂の他に硬化助剤を含む。塗膜形成樹脂に硬化助剤を含有させることで、塗料を基材フィルム等に塗布した後、これを室温に放置しておくだけで(即ち加熱や紫外線照射等の処理を行うことなく)、前記主成分中のポリウレタン部分と硬化助剤との間の架橋反応が進行し、密着性、膜硬度、耐薬品性、耐水性等の各種の特性に優れる塗膜(即ち遮熱層)が形成される。
遮熱層には紫外線吸収剤が含有されていることが好ましい。紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤又は無機系紫外線吸収剤を用いることができる。
近赤外線吸収剤としては、無機系の近赤外線吸収剤を用いる。
前記水性塗料として、塗膜形成樹脂、紫外線吸収剤、無機系の近赤外線吸収剤の他、レベリング剤、界面活性剤、シランカップリング剤、消泡剤、着色剤、酸化防止剤等の添加剤が添加されたものを用いてもよい。
遮熱層6の形成方法は特に限定されない。例えば前記水性塗料をそのまま、或いは適当な粘度に希釈した後、グラビアコーター、コンマコーター、ロールコーター、マイヤーバーコーター等のコーターで塗工することにより形成することができる。
図の場合、遮熱層6は、基材フィルム2の表面側および/または裏面側に形成されている。「表面」とは、基材フィルム2の2つの面のうち粘着層4が形成される面(裏面)とは反対側の面を意味する。「裏面」とは、基材フィルム2の2つの面のうちUVハードコート層8が形成される面(表面)とは反対側の面を意味する。
遮熱層6の厚さ(乾燥状態での厚さ)は特に限定されない。但し、2〜16μmとすることが好ましく、4〜12μmとすることが更に好ましく、8〜10μmとすることが特に好ましい。2μm以上とすることで、所望の遮熱効果を得ることができる。一方、16μm以下とすることにより、低コストでの製造が可能となり、窓ガラス等の可視光透過率や透明性を著しく低下させることがない。
UVハードコート層8は、紫外線硬化樹脂に由来する硬化物からなり、遮熱層を保護する機能を有する層である。比較的硬質なUVハードコート層を有することで、遮熱層、ひいては遮熱フィルムが保護され、耐傷性を向上させることができる。
UVハードコート層は、例えば遮熱層の表面等に紫外線硬化性の樹脂組成物を塗工して、塗工層を形成し、前記塗工層に対して紫外線を照射し、硬化させることで形成することができる。
重合性化合物とは、ビニル基、シクロヘキセニル基等の重合性二重結合、アセチレン基等の重合性三重結合を有する化合物である。そして、重合性不飽和結合を有する限り、単量体のみならず、オリゴマー(重量平均分子量が500〜5万程度)やポリマー(重量平均分子量が概ね5万以上)も含まれる。
光重合開始剤としては、例えばα−アミノアルキルフェノン誘導体、アシルフォスフィンオキサイド誘導体、ベンゾイン誘導体、ヒドロキシアセトフェノン誘導体、アミノアセトフェノン誘導体又はベンゾフェノン誘導体等の化合物を用いることができる。
紫外線硬化性樹脂組成物には、重合性化合物、光重合開始剤の他、老化防止剤、光安定剤、カップリング剤、染料、着色剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、保存安定剤、可塑剤、分散剤、フィラー等、従来公知の添加剤を配合してもよい。
UVハードコート層8の形成方法は特に限定されない。例えば、前記紫外線硬化性樹脂組成物を適当な粘度に希釈した後、コーターやアプリケーター等の従来公知の塗工装置により、遮熱層6の表面側に塗工し、その塗膜に波長200〜440nmの紫外線を照射することにより、塗膜を硬化させればよい。
UVハードコート層8は、基材フィルム2の表面側に形成されている。「表面」とは、遮熱層6の2つの面のうち基材フィルム2と背向する面を意味する。
UVハードコート層8の厚さ(硬化後の厚さ)は特に限定されない。但し、1〜5μmとすることが好ましい。厚さを1μm以上とすることで、遮熱層6を十分に保護することができ、耐傷性を向上させることができる。一方、厚さを5μm以下とすることで、低コストでの製造が可能となり、窓ガラス等の可視光透過率や透明性を著しく低下させることがない。
本発明の遮熱フィルムは、無機ガラス又は有機ガラスからなる板状体の少なくとも一方の面に貼付することにより、遮熱ガラス構造体を形成することができる。
本発明の遮熱フィルムは、既設の窓ガラスの内面及び外面のうち少なくとも一方の面に貼付することで、窓ガラスの遮熱処理を行うことができる。このような方法は、遮熱ガラスより低コストで遮熱効果を得ることができる。また窓ガラス自体を交換したり、窓ガラスに塗料を塗工する必要もないので簡便に遮熱処理を行うことができる。
図1〜図3に示すような、基材フィルム2と、粘着層4と、遮熱層6と、UVハードコート層8とを有する遮熱フィルム1を作製した。
基材フィルム2としては、PET樹脂からなり、厚さ100μmの無色透明フィルムを用いた。
粘着層4は、基材フィルム2の裏面に直接形成した。粘着剤としてはアクリル酸アルキル・アクリロニトリル共重合体水性エマルジョン(商品名「パラボンドTH」<パラケムジャパン社製>)を用いた。この粘着剤のJIS−Z1528に準拠して測定した粘着力は0.2N/10mmであった。
遮熱層6は、基材フィルム2の表面に直接形成した。遮熱層6の形成には、以下の調製例1〜5の水性塗料を用いた。
無機系近赤外線吸収剤であるアンチモンドープ酸化錫微粒子(ATO)の水分散体(商品名「TDL−S」<三菱マテリアル社製>(小粒径タイプ。メジアン径50〜85nm、固形分濃度17〜18%))50部と、塗膜形成樹脂であるポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂(商品名「タケラックW−635」<三井化学社製>)40部とを混合し、30分間撹拌し、混合液を得た。
無機系近赤外線吸収剤であるガリウムドープ酸化亜鉛微粒子(GZO)の水分散体(商品名「パゼットGK 30%液」<ハクスイテック株式会社製>)40部と、塗膜形成樹脂であるポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂(商品名「エテルナコールUW−3100」<宇部興産社製>)30部とを混合し、30分間撹拌し、混合液を得た。
無機系近赤外線吸収剤であるアンチモンドープ酸化錫微粒子(ATO)の水分散体(商品名「TDL−S」<三菱マテリアル社製>。小粒径タイプ。メジアン径50〜85nm、固形分濃度17〜18%)50部と、塗膜形成樹脂であるポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂(商品名:エテルナコールUW−5502、宇部興産社製)30部とを混合し、30分間撹拌し、混合液を得た。
無機系近赤外線吸収剤であるアンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子(商品名「T−1」<三菱マテリアル社製>)20部と、塗膜形成樹脂であるポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂(商品名:ポリゾールAP609N、昭和高分子社製)50部とを混合し、更に、水9部、イソプロピルアルコール10部、消泡剤(商品名「BYK−028」<BYKケミー社製>)0.5部を添加し、30分間撹拌し、混合液を得た。
硬化助剤を加えない点以外は、調製例1と同様の処方により、調製例5の水性塗料を調製した。
上記で得た調製例1〜4の水性塗料から形成した遮熱層を試験片とし、下記の方法及び基準で評価した。なお、調製例5の水性塗料から形成した遮熱層は1週間放置後も塗膜がべたついており評価不能であった。
カッターナイフを用いて、試験片表面の塗膜を縦横1mm間隔で格子状に傷つけ、1mm角の塗膜ブロックを100個形成し、その表面にセロハンテープ(ニチバン製)を貼付した後、剥離し、剥れた塗膜ブロックの数を数えた。そして、剥がれた塗膜ブロックの数が5枚以内である場合を○として評価した。その結果を表1に示す。
JIS K5600に準拠して鉛筆硬度を測定した。各試験片の表面を、硬度試験用鉛筆(ユニ鉛筆、三菱ユニ社製)を用い、手掻き法により塗膜の傷付きを調べた。そして、各塗膜に傷が付いた鉛筆の硬度で鉛筆硬度を評価した。その結果を表1に示す。
試験片を沸騰水に1時間浸漬した後、引き上げ、塗膜表面の状態を調べた。そして、白化した部分の有無で沸騰水に対する耐久性を評価した。その結果を表1に示す。
各試験片に5%NaOH水溶液を滴下し、8時間後の塗膜表面の状態を目視で調べ、塗膜表面の変化の有無で耐アルカリ性を評価した。その結果を表1に示す。
各試験片に5%酢酸水溶液を滴下し、8時間後の塗膜表面の状態を目視で調べ、塗膜表面の変化の有無で耐酸性を評価した。その結果を表1に示す。
アイスーパーUVテスターを用い、各試験片について100時間暴露と、200時間暴露の2条件で暴露試験を行った。暴露後の塗膜表面の状態を目視で調べ、塗膜表面の変色の有無で耐候性を評価した。その結果を表1に示す。
調製例1の水性塗料から形成した遮熱層について分光光度計(商品名「日立U3410」<日立製作所社製>)を用いて下記の条件でスペクトル測定を行い、得られたスペクトルを図4に示した。測定波長の範囲は、紫外域から近赤外域までの300nm〜2500nmとした。図4に示したように、塗布物(遮熱層)は透明であるにもかかわらず、紫外域と、近赤外域における透過が抑制されていることを確認することができた。
UVハードコート層8は、遮熱層6の表面に直接形成した。UVハードコート層8は、UVコート剤(商品名:セイカビームPET<大日精化工業社製>)をバーコーターにより、遮熱層6の表面側に塗工し、その塗膜に波長250nmの紫外線を照射することにより、塗膜を硬化させて形成した。UVハードコート層8の厚さは3μmであった。
Claims (11)
- 樹脂製の基材フィルムと、前記基材フィルムの裏面側に形成された粘着層と、前記基材フィルムの表面側および/または裏面側に形成された遮熱層と、前記遮熱層の表面側に形成されたUVハードコート層とを有し、
前記粘着層が、再剥離性を有する層として形成されており、
前記遮熱層が、無機系の近赤外線吸収剤を含有し、
前記近赤外線吸収剤が、アンチモンドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛及び錫ドープ酸化インジウムの群から選択された少なくとも1種の近赤外線吸収物質からなる微粒子であることを特徴とする遮熱フィルム。 - 前記遮熱層が、水性塗料の塗膜によって形成され、
前記水性塗料が、常温硬化型の塗膜形成樹脂と、前記無機系の近赤外線吸収剤とを含有し、これらの成分が水性媒体中に分散された水性塗料であり、
前記塗膜形成樹脂が、ポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂を主成分とし、水性イソシアネート硬化剤、ポリカルボジイミド硬化剤、オキサゾリン硬化剤及びエポキシ硬化剤の群から選択された少なくとも1種の硬化剤を硬化助剤として含有する樹脂である請求項1に記載の遮熱フィルム。 - 前記遮熱層が、前記近赤外線吸収剤として前記近赤外線吸収物質からなる粒径100nm以下の微粒子を含有し、かつ、その含有量が前記塗膜形成樹脂の樹脂分100質量部に対し10質量部〜200質量部の範囲内である前記水性塗料によって形成されている請求項2に記載の遮熱フィルム。
- 前記遮熱層が、前記ポリカーボネートポリウレタン水性エマルジョン樹脂を3質量%〜70質量%の範囲内で含有する前記水性塗料によって形成されている請求項2又は3に記載の遮熱フィルム。
- 前記遮熱層が、紫外線吸収剤を含有し、
前記紫外線吸収剤を前記塗膜形成樹脂の樹脂分100質量部に対し5質量部〜50質量部の範囲内で含有する前記水性塗料によって形成されている請求項2〜4のいずれか一項に記載の遮熱フィルム。 - 前記遮熱層が、前記紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール誘導体及びヒドロキシフェニルトリアジン誘導体の群から選択される少なくとも1種の紫外線吸収剤を含有し、更にヒンダードアミン系のラジカル捕捉剤を含有する前記水性塗料によって形成されている請求項5に記載の遮熱フィルム。
- 前記遮熱層が、前記紫外線吸収剤として、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化鉄及び酸化チタンの群から選択された少なくとも1種の紫外線吸収物質からなる平均粒子径が50〜100nmの微粒子を含有する前記水性塗料によって形成されている請求項5に記載の遮熱フィルム。
- 前記粘着層が、再剥離性接着剤によって形成されたものである請求項1〜7のいずれか一項に記載の遮熱フィルム。
- 前記粘着層が、前記基材フィルムの裏面に粘着剤が模様状に塗工されて形成されたものである請求項1〜8のいずれか一項に記載の遮熱フィルム。
- 無機ガラス又は有機ガラスからなる板状体の少なくとも一方の面に、請求項1〜9のいずれか一項に記載の遮熱フィルムが貼付されていることを特徴とする遮熱ガラス構造体。
- 既設の窓ガラスの内面及び外面のうち少なくとも一方の面に、請求項1〜9のいずれか一項に記載の遮熱フィルムを貼付することを特徴とする窓ガラスの遮熱処理方法。
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