JP2017122778A - 赤外線反射フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遮熱性、可視光透過性および耐久性を兼ね備える赤外線反射フィルムを提供する。【解決手段】本発明の方法では、第一透明フィルム基材（１１）上に第一金属層（１５）を備える第一積層フィルム（１０）と、第二透明フィルム基材（２１）上に第二金属層（２５）を備える第二積層フィルム（２０）が用いられる。第一積層フィルム（１０）の第一金属層形成側の表面または第二積層フィルム（２０）の第二金属層形成側の表面に、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する接着剤層（３０）を形成し、第一積層フィルムの第一金属層形成面と、第二積層フィルムの第二金属層形成面とが、接着剤層（３０）を介して対向するように貼り合せられる。【選択図】図１

Description

本発明は、遮熱性および可視光透過率に優れ、かつ耐久性の高い赤外線反射フィルムの製造方法に関する。

建物や乗り物等の冷房効果の向上や、冷凍・冷蔵ショーケースにおける保冷効果向上を目的として、赤外線反射フィルムが用いられている。赤外線反射フィルムは、フィルム基材上に金属層を含む赤外線反射層を備え、熱の流入の原因となる近赤外線を遮蔽することにより、遮熱性を発揮する。

赤外線反射フィルムに透明性が求められる場合は、透明フィルム基材が用いられる。可視光を選択的に透過し、近赤外線を選択的に反射するために、赤外線反射層としては、金属酸化物層間に金属層を挟持した構成が広く用いられる。透過と反射の波長選択性の向上には、金属層と金属酸化物層の交互積層数を増大させることが有効であるが、層数の増加に伴い製造コストが増加するという問題がある。

層数を増大させることなく、反射率と透過率の波長選択性に優れる半透過半反射フィルターとして、ファブリペロー共振器が知られている。ファブリペロー共振器は、一対の金属薄膜間に透明スペーサ層を備え、特定の波長の光を選択的に透過し、他の波長の光を反射あるいは干渉減衰させることにより遮蔽する。ファブリペロー共振器は、透明スペーサ層の光学膜厚（屈折率と物理的な膜厚の積）を変化させることにより、透過光波長を調整できる。スペーサ層の光学膜厚が１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の場合に、ファブリペロー共振器は可視光の波長領域に透過光波長のピークを有する。

透明スペーサ層としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物層を用いるのが一般的である。金属酸化物はスパッタ法やＭＯＣＶＤ法等により成膜される。特に、フィルム基材上への成膜では、ロールトゥーロール法による連続的な成膜が可能であるため、スパッタ法が広く用いられている。しかし、金属酸化物は金属に比べてスパッタ成膜レートが小さく、可視光を選択的に透過させるためのスペーサ層として必要な膜厚の金属酸化物を形成するには多大な時間を要する。そのため、フィルム基材上に、ファブリペロー共振構造の赤外線反射層を備える赤外線反射フィルムは、層数は少ないものの、金属酸化物の成膜レートが小さいことに起因して生産性が低いとの問題がある。

このような問題に鑑み、特許文献１では、透明フィルム上に金属薄膜をスパッタ成膜した後、透明スペーサ層として有機樹脂層をウェットコーティングにより形成し、その上に金属薄膜をスパッタ成膜することにより、ファブリペロー共振構造を有する赤外線反射フィルムを製造する方法が提案されている。特許文献２では、同一の真空成膜装置内で、金属層上への蒸着によりに有機樹脂スペーサ層を形成する方法が提案されている。

また、特許文献１および特許文献２では、赤外線反射フィルムの耐久性を高める目的で、最外層の金属薄膜上に、有機または無機の透明保護層を設けることが提案されている。特に高い耐久性が求められる場合は、透明保護層としてプラスチックフィルムが用いられる。

特開昭５９−２６２５１号公報 ＷＯ２００９／０８５７４１号パンフレット

特許文献１のように、金属層をスパッタ成膜後にウェットコーティングにより有機層を形成し、さらにその上に金属層をスパッタ成膜する方法では、金属層、有機層、金属層を、順次別の装置で形成する必要がある。そのため、仕掛り品の移動が多く、マテリアルハンドリング効率が悪い上に、生産管理も煩雑である。また、赤外線反射フィルムの耐久性向上等を目的として、金属層上に保護層を形成する場合は、有機層上に金属層を成膜後の仕掛品をさらに別の装置へ移動させて、保護層の成膜や貼り合せを実施する必要がある。そのため、マテリアルハンドリング効率がさらに悪化し、製品リードタイムも長くなる。

ロールトゥーロールスパッタ装置による成膜では、基材に含まれる水分や有機ガス等を除去するために、スパッタ成膜開始前に長時間の真空引きを行う必要がある。スパッタ装置で金属層を成膜し、有機層を形成後に再度スパッタ装置で金属層を成膜する場合は、スパッタ成膜を少なくとも２回に分けて実施する必要があり、そのたびに長時間の真空引きを要する。そのため、スパッタ装置の有効稼働率が著しく低くなるとの問題がある。

特許文献２の方法では、１つの真空成膜装置で、金属層と有機層とを成膜するため、マテリアルハンドリング効率を改善でき、製品リードタイムも短縮できる。しかし、金属層と有機層とは蒸着源や成膜方法が異なるため、これらを１つの真空装置内で実施するためには、装置の構成が極めて複雑となる。また、真空装置内の蒸着源の配置を変更するためには装置の改造を要するため、同一の真空成膜装置で有機層と金属層と成膜する方法は、製品の積層構成の変更が困難である。そのため、製品設計の自由度が低く、品種のバリエーションも限定される。

上記の様に、金属薄膜間に透明スペーサ層が挟持されたファブリペロー共振構造を備える赤外線反射フィルムは、透明スペーサ層の形成に起因して製造工程が複雑であり、生産性が低いことが問題である。

本発明の方法では、透明フィルム基材上に金属層を備える積層フィルムが、金属層形成面同士が対向するように接着剤層を介して貼り合わせられる。接着剤層が所定の厚みを有することにより、金属層間の光学距離を、可視光透過性および赤外線反射性を有するように調整できる。

本発明の赤外線反射フィルムの製造方法では、第一透明フィルム基材上に第一金属層を備える第一積層フィルム、および第二透明フィルム基材上に第二金属層を備える第二積層フィルムが用いられる。第一積層フィルムの第一金属層形成側の表面または第二積層フィルムの第二金属層形成側の表面に、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する接着剤層が形成される。第一積層フィルムの第一金属層形成面と、第二積層フィルムの第二金属層形成面とが、接着剤層を介して対向するように貼り合せられる。架橋性の接着剤が用いられる場合は、貼り合わせ後に接着剤の架橋が行われることが好ましい。

金属層は、銀を主成分とするものが好ましい。中でも、Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，ＳｎおよびＴｉからなる群から選択される少なくとも一種の金属を含む銀合金が好ましい。金属層に接して、金属酸化物層が設けられることが好ましい。金属層に接して設けられる金属酸化物層の膜厚は１５ｎｍ以下が好ましい。

接着剤層の接着剤としては、ドライラミネート接着剤が好ましく用いられる。接着剤としては、ポリウレタン系接着剤、ポリウレア系接着剤、ポリアクリレート系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等が好ましい。

本発明の方法により、１回の貼り合せ工程で、２つの透明フィルム基材間で保護されたファブリペロー共振構造を備える赤外線反射フィルムが得られる。金属層が透明フィルム基材間に配置されるため、赤外線反射フィルムは耐久性に優れる。また、スペーサ層としての接着剤層上への金属層等の成膜を必要としないため、仕掛り品の移動が少なく、赤外線反射フィルムの生産効率を大幅に向上できる。

赤外線反射フィルムの積層構成を模式的に示す断面図である。 赤外線反射フィルムの製造工程の概念図である。

図１は、赤外線反射フィルムの積層構成の一形態を示す模式的断面図である。第一透明フィルム基材１１上に第一金属層１５を備える第一積層フィルム１０と、第二透明フィルム基材２１上に第二金属層２５を備える第二積層フィルム２０とを、接着剤層３０を介して貼り合わせることにより、赤外線反射フィルム５０が形成される。

第一積層フィルム１０と第二積層フィルム２０とは、金属層形成面を内側、透明フィルム基材１１，２１を外側として貼り合わせられる。透明フィルム基材１１，２１は、金属層等の薄膜に対する外部からの物理的ダメージに対する保護層として作用する。そのため、赤外線反射フィルム５０は、耐久性に優れる。

［積層フィルムの構成］
第一積層フィルム１０および第二積層フィルム２０は、それぞれ、透明フィルム基材１１，１２上に、少なくとも１層の金属層１５，２５を含む赤外線反射層１８，２８を備える。第一積層フィルムの赤外線反射層１８と第二積層フィルムの赤外線反射層２８は、積層構成が同一でも異なっていてもよい。第一積層フィルムと第二積層フィルムとが同一の積層構成を有する場合は、赤外線反射フィルムの生産効率および歩留まりを向上できる。また、１つの積層フィルムを長尺で作製し、幅方向または長さ方向に２分割して、第一積層体および第二積層体として用いることもできる。

積層構成が同一とは、透明フィルム基材１１，２１側から接着剤層３０側に向けた薄膜の積層順序が同一であることを意味する。以下では第一積層フィルムを中心に、積層フィルムの積層構成および構成材料について説明するが、第二積層フィルムも、第一積層フィルムと同様の積層構成および構成材料を採用できる。

＜透明フィルム基材＞
透明フィルム基材１１としては、可視光透過率が８０％以上である可撓性の樹脂フィルムが好適に用いられる。なお、可視光透過率は、ＪＩＳ Ａ５７５９：２００８（建築窓ガラス用フィルム）に準じて測定される。透明フィルム基材１１の厚みは特に限定されないが、例えば１０μｍ〜３００μｍ程度である。

金属層等の成膜がロールトゥーロールで行われる場合、成膜装置内に装填可能なフィルム巻回体の直径には上限が定められているため、基材フィルムの厚みが小さいほど、装填可能なフィルムの長さが大きく、１回（１ロット）の成膜でより大面積の製品が得られる。そのため、透明フィルム基材は、金属層等に対する保護機能を発揮できる範囲で出来る限り厚みが小さいことが好ましい。したがって、本発明に用いられる透明フィルム基材の厚みは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下がさらに好ましい。

透明フィルム基材を構成する樹脂材料は、透明樹脂材料であれば特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；環状ポリオレフィン系樹脂；ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。透明フィルム基材１１上への赤外線反射層１８の形成時、積層フィルムの貼り合わせ時、接着剤の架橋時等に、高温での加工が行われる場合があるため、透明フィルム基材１１を構成する樹脂材料は、これらの加工温度において耐熱性を有することが好ましい。

赤外線反射フィルムの機械的強度向上等の目的で、透明フィルム基材１１の表面にはハードコート層等が設けられていてもよい。ハードコート層は、透明フィルム基材の金属層形成面と反対側の面に設けられることが好ましい。透明フィルム基材１１上に形成される赤外線反射層１８等との密着性を高める等の目的で、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、ケン化処理、カップリング剤による処理等の表面改質処理が行われてもよい。

＜赤外線反射層＞
透明フィルム基材１１の一方の面に、金属層１５を含む赤外線反射層１８が設けられる。金属層１５は、ファブリペロー共振器のハーフミラーとして作用する。第一積層フィルム１０の第一金属層１５と、第二積層フィルム２０の第二金属層２５とが所定の間隔を隔てて配置されることにより、赤外線反射フィルムは可視光を選択的に透過し、熱の流入の原因となる近赤外線を選択的に遮蔽する。赤外線反射層１８が、金属層１５に接して金属酸化物層１２，１３を備えることにより、金属層の劣化を抑制し、赤外線反射フィルムの耐久性を向上できる。

（金属層）
金属層１５の材料としては、銀、金、銅、アルミニウム等の近赤外線の反射率の高い金属が好ましく用いられる。中でも、高い可視光透過率を実現できることから、銀を主成分とする金属または合金が好ましい。可視光透過率を高める観点から、金属層１５の銀の含有量は７５重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましく、８５重量％以上がさらに好ましく、９０重量％以上が特に好ましい。

銀は化学的な安定性が低く、水分、酸素、塩素等が存在する環境下に暴露された場合や、紫外光や可視光が照射された場合に、酸化や腐食等の劣化を生じ易い。そのため、耐久性を向上させるために、金属層１５は、銀以外の金属を含有する銀合金層であることが好ましい。銀合金に含まれる銀以外の金属としては、Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｔｉ等が好ましい。銀合金中の銀以外の金属の含有量は、１〜２５重量％が好ましい。

金属層１５の膜厚は、金属層がハーフミラーとして作用するように、材料の屈折率等を勘案して適宜に設定される。金属層１５の膜厚は、４ｎｍ〜２５ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜２０ｎｍがより好ましい。

金属層１５の形成方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、電子線蒸着法等のドライプロセスが好ましい。中でも、ロールトゥーロール成膜が可能であり、金属酸化物層と共通の成膜方法を採用でき、かつ成膜レートが高いことから、スパッタ法が好ましい。

（金属酸化物層）
金属酸化物は化学的耐久性に優れ、樹脂材料との密着性にも優れる。そのため、金属層に接して金属酸化物層が設けられることにより、金属層１５の劣化を抑制し、耐久性を向上できる。赤外線反射層１８は、金属層１５の少なくとも一方の面に接して金属酸化物層を備えることが好ましい。透明フィルム基材１１と金属層１５との間に金属酸化物層１２が設けられることにより、透明フィルム基材と金属層との密着性が高められるとともに、環境中から透明フィルム基材１１を透過した水分、ガス、イオン等による金属層１５の劣化を抑制できる。また、金属層１５の表面に金属酸化物層１３が設けられることにより、接着剤層３０を介した積層フィルム同士の接着性が高められるとともに、接着剤層３０形成時の溶剤や、高温高湿環境下での接着剤層からの揮発成分（アウトガスや低分子量成分）等による金属層１５の劣化を抑制できる。そのため、赤外線反射層１８は、金属層１５の両面のそれぞれに接して金属酸化物層１２，１３を備えることが好ましい。

金属酸化物層１２，１３の材料としては、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｓｎ等の金属の酸化物、あるいはこれらの金属の複合酸化物が挙げられる。金属層に対する耐久性を付与する観点から、金属酸化物層は非晶質膜であることが好ましい。非晶質の金属酸化物は、結晶質膜に比べて膜密度が高く、水分やガスの遮断性に優れるため、金属層の保護層としての機能が高められる。金属酸化物層１２，１３の形成方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、電子線蒸着法等のドライプロセスが好ましい。中でも、ロールトゥーロールで金属層と連続して成膜が可能であることから、スパッタ法が好ましい。

金属酸化物層１２，１３の膜厚は特に限定されないが、金属酸化物は金属に比べて成膜レートが小さいため、金属酸化物層の膜厚は、金属層に対する保護性能を有する範囲で、できる限り小さいことが好ましく、具体的には１５ｎｍ以下が好ましい。各金属酸化物層の膜厚は、１ｎｍ〜１０ｎｍがより好ましく、１ｎｍ〜９ｎｍがさらに好ましく、２ｎｍ〜６ｎｍが特に好ましい。

＜透明フィルム基材上への赤外線反射層の形成＞
透明フィルム基材１１上への赤外線反射層１８の形成は、ロールトゥーロールにより行われる。長尺のフィルム基材上に、金属層および金属酸化物層がロールトゥーロールで成膜されることにより、長尺の積層体が得られる。そのため、積層体上への接着剤層の形成および積層体の貼り合わせもロールトゥーロールで実施可能であり、赤外線反射フィルムの生産性を大幅に向上できる。

前述のように、金属層および金属酸化物層はスパッタ法により成膜されることが好ましい。スパッタ成膜では、フィルム基材をスパッタ装置内に導入した後、スパッタ成膜室内を真空排気して、スパッタ装置内の水分やフィルム基材から発生する有機ガス等の不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。

真空排気後に、スパッタ成膜室内に、Ａｒ等の不活性ガスを導入しながら、スパッタ成膜が行われる。金属酸化物層の成膜に際しては、不活性ガスに加えて、酸素が導入される場合がある。酸素導入量は、金属酸化物の組成等に応じて適宜に設定できる。

フィルム基材を用いたロールトゥーロールスパッタ成膜においては、フィルム基材の脱ガスのために真空排気に長時間を要する傾向がある。そのため、装置の有効稼働率および赤外線反射フィルムの生産性を向上するためには、１つの製品の製造に要するスパッタ装置内へのフィルム基材の導入回数を少なくして、装置内の真空状態を保ったままで、複数の薄膜を連続成膜することが好ましい。赤外線反射層１８として、金属酸化物層１２，１３が形成される場合でも、その膜厚が１５ｎｍ以下であれば、成膜時間が過度に大きくなることはなく、金属層と金属酸化物層を連続で成膜できる。

金属層１５に加えて金属酸化物層１２，１３を有する赤外線反射層１８のスパッタ成膜においては、これら各層を連続成膜するために、フィルム搬送方向に沿って複数のスパッタターゲットを装着可能なロールトゥーロールスパッタ装置が好ましく用いられる。フィルム搬送方向に沿って複数のターゲットを装着可能なロールトゥーロールスパッタ装置としては、１つの成膜ロールの周りに複数のターゲットを配置可能としたものや、複数の成膜ロールを備えるものが挙げられる。

［接着剤層の形成および貼り合せ］
第一積層フィルム１０または第二積層フィルム２０の金属層形成側の表面、すなわち赤外線反射層上に、接着剤層３０が形成され、この接着剤層を介して第一積層フィルムと第二積層フィルムとが、金属層形成側の面同士が対向するように貼り合せられる。接着剤層３０は、第一積層フィルム１０の第一金属層１５と第二積層フィルム２０の第二金属層２５との距離を、可視光透過性および赤外線反射性を有するように調整するためのスペーサ層として作用する。

第一金属層１５と第二金属層２５とに挟持された接着剤層３０、および金属酸化物層１３，２３により構成されるファブリペロー共振構造が、可視光透過性および赤外線反射性を有するために、接着剤層３０は、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有するように形成される。接着剤層３０の最適な厚みは、接着剤層を構成する材料の屈折率、金属層１５，２５および金属酸化物層１３，２３の材料および膜厚等に応じて変化するが、好ましくは５０ｎｍ〜１８０ｎｍ、より好ましくは６０ｎｍ〜１６０ｎｍである。

接着剤層３０の光学膜厚（物理的な厚みと屈折率の積）は、７０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましく、８０ｎｍ〜２５０ｎｍがより好ましく、９０ｎｍ〜２００ｎｍがさらに好ましい。接着剤層３０の屈折率は、一般には１．３〜１．７の範囲である。

接着剤層を構成する接着剤の材料は特に限定されないが、数十〜数百ナノメートルの厚みで、金属や金属酸化物等の無機材料間の接着力を発揮できることから、ポリウレタン系接着剤、ポリウレア系接着剤、ポリアクリレート系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等が好ましく用いられる。接着剤は、２種以上を混合して用いてもよく、二液硬化型接着剤や二液溶剤型接着剤等を用いてもよい。

接着剤は、架橋剤を有することが好ましい。架橋性の接着剤を介して第一積層体と第二積層体とを赤外線反射層同士が対向するように重ね合わせた後、加熱やＵＶ照射等により架橋を行うことにより、赤外線反射層表面の金属層や金属酸化物間の接着性が高められる。架橋剤としては、多官能ビニル化合物、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、イミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤等が挙げられる。

第一積層フィルム１０と第二積層フィルム２０との貼り合わせは、いずれか一方の赤外線反射層上に接着剤を塗布後、ただちに貼り合わせを行うウェットラミネート法、および接着剤を乾燥させた後に貼り合わせを行うドライラミネート法のいずれで行ってもよい。本発明においては、接着剤層３０の厚みが、赤外線反射フィルムの透過・反射の波長選択性等の光学特性に大きな影響を与える。そのため、接着剤層の精密な厚み調整が可能であるドライラミネート法による貼り合わせが好ましい。ドライラミネート法による貼り合わせには、ドライラミネート接着剤が用いられる。

ドライラミネート接着剤としては、二液硬化型接着剤、二液溶剤型接着剤、一液無溶剤型接着剤等が挙げられる。二液硬化型接着剤としてはアクリル系、二液溶剤型接着剤としては、ポリエステル系、ポリエステル／ポリウレタン系、ポリエーテル／ポリウレタン系、エポキシ系、一液無溶剤型接着剤（湿気硬化型タイプ）としてはポリエーテル／ポリウレタン系、エポキシ系等を用いることができる。

図２は、接着剤層の形成および貼り合わせの一実施形態の工程概念図であり、第一積層フィルム１０の赤外線反射層１８上に接着剤を塗布した後、ドライラミネート法により第二積層フィルム２０を貼り合わせる形態が示されている。

第一透明フィルム基材１１上に金属層を含む赤外線反射層１８を備える第一積層フィルム１０、および第二透明フィルム基材２１上に金属層を含む赤外線反射層２８を備える第二積層フィルム２０は、それぞれ長尺フィルムの巻回体として準備される。第一積層フィルム１０の巻回体２１０が第一巻出しロール２０１にセットされ、第二積層フィルム２０の巻回体２１０が第二巻出しロール２０２にセットされる。

巻回体２１０から巻き出された第一積層フィルム１０の赤外線反射層１８上に、接着剤溶液が塗布され、接着剤層３１が形成される。図２では、バックアップロール２３５に沿ってフィルムを搬送しながら、グラビアロール２３３により、第一積層フィルム１０上に接着剤溶液２３１を塗布するグラビアコート法の形態が模式的に示されている。接着剤の塗布は、グラビアコートに限定されず、キスロールコート、リバースコート、マイヤーバーコート等の各種のロールコート法、スプレーコート、カーテンコート、リップコート等の公知の方法により行い得る。接着剤溶液の固形分濃度および塗布厚みを調整することにより、接着剤層の厚みを所望の範囲とすることができる。ドライラミネート法では、接着剤を塗布後の積層体１０１が乾燥炉２３７内に搬送され、溶媒の乾燥が行われる。

乾燥後の接着剤層３２が形成された積層体１０２、および巻回体２２０から巻き出された第二積層フィルム２０の赤外線反射層２８は、積層体１０２の接着剤層形成面と積層フィルム２０の赤外反射層形成面とが対向するように、一対のニップロール２４１，２４２間に搬送され、貼り合わせが行われる。貼り合わせの際には、必要に応じて加熱を行ってもよい。貼り合わせ後の積層体（赤外線反射フィルム）５０は、巻取ロール２０５へ搬送され、巻回体２５０が形成される。

架橋性接着剤が用いられる場合は、巻取り前に、加熱やＵＶ照射等により架橋処理が行われてもよい。また、貼り合わせ後の積層体を一旦巻き取った後に、架橋処理が行われてもよい。熱架橋性の接着剤が用いられる場合、巻取り後の積層体のエージングにより熱架橋を進行させることもできる。

本発明の方法によれば、積層体を貼り合わせるための接着剤層がファブリペロー共振構造のスペーサとして作用する赤外線反射フィルムが得られる。金属層１５，２５を含む赤外線反射層１８，２８は、２枚の透明フィルム基材１１，２１の間に配置されているため、外部からの物理的・化学的なダメージを受け難く、赤外線反射フィルムは高い耐久性を有する。

本発明の方法では、透明フィルム基材上に直接金属層や金属酸化物層がドライプロセスにより形成され、接着剤層上にドライプロセスによる成膜を行う必要がない。そのため、金属層や金属酸化物層の膜厚の均一性に優れる。スペーサ層としての接着剤層３０の上下いずれの面においても、金属層や金属酸化物層の膜厚が均一であるため、大面積にわたって光学特性が均一な赤外線反射フィルムが得られる。また、接着剤層を形成後、その場で貼り合わせを行うことができ、接着剤層上へのドライプロセスでの成膜を必要としないため、仕掛り品の移動が少ない。そのため、赤外線反射フィルムの生産効率を向上できるとともに、リードタイムを短縮できる。

また、本発明の方法では、２つの透明フィルム基材上のそれぞれに、金属層や金属酸化物層がドライプロセスにより形成されるため、金属層や金属酸化物層と透明フィルム基材とを接着剤を介して貼り合わせる必要がない。本発明の方法により得られる赤外線反射フィルムは、透明フィルム基材と金属層や金属酸化物層との間に接着剤層を有していないため、水分等の侵入が抑制され、高温高湿環境下に曝された場合でも金属層の劣化がなく、高い遮熱性および透明性を維持できる。

［用途］
本発明の赤外線反射フィルムは、建物や乗り物等の窓、植物等を入れる透明ケース、冷凍・冷蔵のショーケース等に貼着して用いられる。赤外線反射フィルムは、近赤外線の遮蔽により遮熱効果を発揮するため、太陽光等による外部からの熱の流入を低減し、温度上昇を防止するとともに、冷房効果の向上に寄与する。本発明の赤外線反射フィルムは、赤外線反射層が２枚の透明フィルム間に配置されているため、赤外線反射フィルムの貼り合わせ等の作業時の赤外線反射層の擦傷等が生じ難く、ハンドリング性に優れる。

赤外線反射フィルムの貼り合わせには、適宜の接着剤が用いられる。貼り合わせの際に硬化を必要としないことから、接着剤としては粘着剤（感圧接着剤）が好ましい。中でも、アクリル系の粘着剤は、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性を示し、耐候性や耐熱性等に優れることから、赤外線反射フィルムを窓ガラスやショーケース等に貼り合わせるための接着層の材料として好適である。

以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
（積層フィルムの形成）
表面に易接着処理が施された厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ製 商品名「ルミラー Ｕ４８」を、ロールトゥーロールスパッタ装置にセットし、装置内の排気を行った。フィルムを走行させながら、ＤＣマグネトロンスパッタにより、４ｎｍの酸化亜鉛−酸化スズ合金（ＺＴＯ）層、１１ｎｍのＡｇ−Ｃｕ合金層、および４ｎｍのＺＴＯ層を順次成膜し、ＰＥＴフィルム基材上にＺＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ−Ｃｕ（１１ｎｍ）／ＺＴＯ（４ｎｍ）の積層構成からなる赤外線反射層を備える第一積層フィルムのロールを得た。第一積層フィルムの作製と同様にして、第二積層フィルムのロールを得た。

（接着剤層による貼り合わせ）
第一積層フィルムの赤外線反射層上に、ウレタン系のドライラミネート接着剤を、乾燥後厚みが１２０ｎｍとなるようにグラビアコート法により塗布した。接着剤を乾燥後に、第二積層フィルムをドライラミネートにより貼り合わせて、第一積層フィルムと第二積層フィルムとが接着剤層を介して貼り合わせられた赤外線反射フィルムを得た。ドライラミネートは、貼り合わせ温度１２０℃、ライン速度３ｍ／分で実施した。接着剤層の厚みは、瞬間マルチ測光システム（大塚電子製、製品名「ＭＣＰＤ３０００」）を用い、可視光の反射率の干渉パターンから計算により求めた。

［実施例２］
第一積層フィルムおよび第二積層フィルムの作製において、ＰＥＴフィルム基材上にＺＴＯ層を介さずにＡｇ−Ｃｕ層およびＺＴＯ層を順次成膜して、Ａｇ−Ｃｕ（１１ｎｍ）／ＺＴＯ（４ｎｍ）の積層構成からなる赤外線反射層を備える第一積層フィルムおよび第二積層フィルムのロールを得た。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。

［比較例１］
実施例１と同様に、ＰＥＴフィルム基材上にＺＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ−Ｃｕ（１１ｎｍ）／ＺＴＯ（４ｎｍ）の積層構成からなる赤外線反射層を備える積層フィルムを作製した。表面のＺＴＯ層上に、光硬化性のウレタンアクリレート樹脂溶液を塗布し、乾燥後にＵＶ照射による硬化を行い、厚み１２０ｎｍのハードコート（ＨＣ）樹脂層を形成した。ハードコート層を形成後の積層体を、再度、ロールトゥーロールスパッタ装置に導入し、ハードコート層上にＤＣマグネトロンスパッタにより、ＺＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ−Ｃｕ（１１ｎｍ）／ＺＴＯ（４ｎｍ）を形成して積層体を得た。

ＰＥＴフィルム上に、ドライラミネート接着剤を２μｍの厚みで形成し、上記積層体のＺＴＯ層上にドライラミネートにより貼り合わせて、赤外線反射フィルムを得た。

［比較例２］
ＺＴＯ層上へのＰＥＴフィルムの貼り合わせを行わなかったこと以外は比較例１と同様にして、表面にＺＴＯ層が露出した赤外線反射フィルムを作製した。

［評価］

＜光学特性＞
赤外線反射フィルムの可視光透過率および日射反射率は、分光光度計（島津製作所製 製品名「ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ−３７００」）を用いて測定した。可視光透過率は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの透過スペクトルを測定し、ＪＩＳ Ａ ５７５９の重価係数を乗じて算出した。日射反射率は、３００ｎｍ〜２５００ｎｍの反射スペクトルを測定し、ＪＩＳ Ａ ５７５９の重価係数を乗じて算出した。

＜高温高湿耐久性試験＞
赤外線反射フィルムを３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにカットし、８５℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽内で１０日間保存した後、外観変化（変色の有無）を目視で確認した。

＜耐塩水試験＞
赤外線反射フィルムを３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにカットし、５重量％の塩化ナトリウム水溶液に浸漬し、５０℃で４日間保存した後、外観変化（変色の有無）を目視で確認した。

上記各実施例および比較例の赤外線反射フィルムの積層構成および評価結果を表１に示す。表中の括弧内の数値は、各層の厚み（ｎｍ）である。

上記各実施例および比較例の赤外線反射フィルムは、いずれも、Ａｇ−Ｃｕ金属層間に、ＺＴＯ層（４ｎｍ）、樹脂層（１２０ｎｍ）、およびＺＴＯ層（４ｎｍ）からなる透明スペーサを有するファブリペロー共振構造を備えるため、ほぼ同等の可視光透過率および日射反射率を示した。

比較例２の赤外線反射フィルムは、高温高湿耐久性試験後、および耐塩水試験後に変色がみられ金属層が劣化していたのに対して、実施例の赤外線反射フィルムは、２枚のフィルム基材間で金属層および金属酸化物層が保護されているため、変色がみられなかった。

比較例１の赤外線反射フィルムは、ＰＥＴフィルム基材上にスパッタ法により金属層等を形成後、その上にハードコート層形成を形成し、再度スパッタ法により金属層等を形成し、さらに貼り合わせを行う必要があり、仕掛品の移動が多く製造工程が煩雑であった。

これに対して、実施例１および実施例２では、スパッタ成膜後に接着剤層を介して貼り合わせを行うのみで赤外線反射フィルムの作製が可能であり、接着剤層上へのスパッタ成膜を必要としない。また、透明フィルム基材上に金属層等が形成された第一の積層フィルムおよび第二の積層フィルムを一度に作製することが可能であり、これらを接着剤層の形成および貼り合わせの工程に供するのみで、光学特性および耐久性に優れる赤外線反射フィルムを作製できることが分かる。

また、金属酸化物層上に接着層を介してＰＥＴフィルム基材が貼り合わせられた比較例１の赤外線反射フィルムは、高温高湿耐久試験後に変色がみられ金属層が劣化していたのに対して、実施例の赤外線反射フィルムは高温高湿耐久試験後も変色がみられず、耐久性に優れることが分かる。

１１，２１ 透明フィルム基材
１５，２５ 金属層
１２，１３，２２，２３ 金属酸化物層
１８，２８ 赤外線反射層
１０，２０ 積層フィルム
３０ 接着剤層
５０ 赤外線反射フィルム

Claims (10)

1. 第一透明フィルム基材上に第一金属層を備える第一積層フィルム、および第二透明フィルム基材上に第二金属層を備える第二積層フィルム、を準備するステップ；
   前記第一積層フィルムの第一金属層形成側の表面または前記第二積層フィルムの第二金属層形成側の表面に、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する接着剤層を形成するステップ；ならびに
   前記第一積層フィルムの第一金属層形成面と、前記第二積層フィルムの第二金属層形成面とを、前記接着剤層を介して対向するように貼り合せるステップ、
   を有する、赤外線反射フィルムの製造方法。
2. 前記接着剤層の接着剤がドライラミネート接着剤である、請求項１に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
3. 前記接着剤層が、ポリウレタン系接着剤、ポリウレア系接着剤、ポリアクリレート系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、およびシリコーン系接着剤からなる群から選択される少なくとも一種の接着剤を含む、請求項１または２に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
4. 前記接着剤層の接着剤が架橋性の接着剤であり、前記貼り合わせ後に前記接着剤を架橋するステップをさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
5. 前記第一金属層および前記第二金属層は、いずれも銀を主成分とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
6. 前記第一金属層および前記第二金属層は、いずれも、Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，ＳｎおよびＴｉからなる群から選択される少なくとも一種の金属を含む銀合金である、請求項４に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
7. 前記第一積層フィルムは、前記第一金属層の少なくとも一方の面に接して膜厚１５ｎｍ以下の金属酸化物層を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
8. 前記第二積層フィルムは、前記第二金属層の少なくとも一方の面に接して膜厚１５ｎｍ以下の金属酸化物層を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
9. 前記第一積層フィルムは、前記第一金属層の両面のそれぞれに接して膜厚１５ｎｍ以下の金属酸化物層を備え、前記第二積層フィルムは、前記第二金属層の両面のそれぞれに接して膜厚１５ｎｍ以下の金属酸化物層を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
10. 前記第一積層フィルムと前記第二積層フィルムとが同一の積層構成を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。

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