JP2017122779A - 赤外線反射フィルム - 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】本発明の赤外線反射フィルムは、２枚の透明フィルム（１１，１２）の間に、第一赤外線反射層（４１）、透明スペーサ層（５０）、および第二赤外線反射層（４２）を有する。第一赤外線反射層（４１）は、第一金属層（３１）および第一金属層の両面のそれぞれに接する金属酸化物層（２１，２２）からなる。第二赤外線反射層（４２）は、第二金属層（３２）および第二金属層の両面のそれぞれに接する金属酸化物層（２３，２４）からなる。第一金属酸化物層（２１）は、第一透明フィルム（１１）と接しており、第四金属酸化物層（２４）は、第二透明フィルム（１２）と接している。第二金属酸化物層（２２）および第三金属酸化物層（２３）は、それぞれ透明スペーサ層（５０）と接している。
【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、フィルム基材として透明フィルムが用いられる。可視光を選択的に透過し、近赤外線を選択的に反射可能であり、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、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。

ファブリペロー共振器のスペーサ層としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン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、ファブリペロー共振器が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。

特許文献１では、ファブリペロー共振構造のスペーサ層として、樹脂層をウェットコーティングにより形成することが開示されている。具体的には、透明フィルム上に、核形成促進を目的とした金属酸化物の下地シード層を設け、その上に金属薄膜を成膜した後、透明スペーサ層として樹脂層がウェットコーティングにより形成される。この透明樹脂スペーサ層上に、下地シード層および金属薄膜を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が得られる。

特許文献１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

特許文献１に開示されているように、透明フィルム上に金属層、透明スペーサ層、金属層を順次形成した後、その上に保護層として透明フィルムを貼り合わせることにより得られる赤外線反射フィルムは、金属層や金属酸化物層が２枚の透明フィルム間に配置されているため、保護層として薄膜が設けられた赤外線反射フィルムに比べて高い耐久性を有する。しかし、２枚の透明フィルム間に金属層や金属酸化物層が配置された構成の赤外線反射フィルムでも、より高温高湿の過酷な条件で加速耐久試験を実施すると、金属層が劣化し、透明性や遮熱性が低下する場合があった。

また、２枚の透明フィルム間に金属層や金属酸化物層が配置された赤外線反射フィルムの製造においては、透明フィルム上への金属層の成膜、透明スペーサ層の形成、および金属層の成膜を、順次別の装置で実施した後、さらに別の装置で透明フィルムの貼り合わせを行う必要がある。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。

さらには、金属層上に保護層としての透明フィルムを貼り合わせるには、金属層と透明フィルムとの間に、別の樹脂層（接着剤等）を設ける必要がある。そのため、コスト増大の要因となることに加えて、透明フィルムに接する樹脂層に起因して光学設計が煩雑であり、可視光透過率の低下や近赤外線の遮蔽性（遮熱性）低下の要因となる。

上記に鑑み、本発明は、耐久性が高く、光学設計が容易であり、可視光透過率および遮熱性に優れ、かつ生産性に優れる赤外線反射フィルムの提供を目的とする。

本発明の赤外線反射フィルムは、第一透明フィルムと第二透明フィルムとの間に、第一透明フィルム側から、第一赤外線反射層、透明スペーサ層、および第二赤外線反射層がこの順に配置されている。第一赤外線反射層は、第一金属層、ならびに第一金属層の両面のそれぞれに接する第一金属酸化物層および第二金属酸化物層からなる。第二赤外線反射層は、第二金属層、ならびに第二金属層の両面のそれぞれに接する第三金属酸化物層および第四金属酸化物層からなる。第一金属酸化物層は、第一透明フィルムと接しており、第四金属酸化物層は、第二透明フィルムと接している。第二金属酸化物層および第三金属酸化物層は、それぞれ透明スペーサ層と接している。

すなわち、本発明の赤外線反射フィルムは、透明フィルム／金属酸化物層／金属層／金属酸化物層／透明スペーサ層／金属酸化物層／金属層／金属酸化物層／透明フィルムの積層構成を有しており、これらの各層が互いに接している。透明スペーサ層は、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する。

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。金属酸化物層の膜厚は１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましい。

前記透明スペーサ層は、樹脂層であることが好ましく、樹脂層の材料としては、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびシリコーン系樹脂等が好ましい。透明スペーサ層は、第二金属酸化物層と第三金属酸化物層との貼り合わせに用いられる接着剤層であることが好ましい。接着剤としては、ドライラミネート接着剤が好ましい。

一形態に係る本発明の赤外線反射フィルムは、透明スペーサ層を対象中心とする積層構成を有しており、透明スペーサ層の第一透明フィルム側の積層構成と、透明スペーサ層の第二透明フィルム側の積層構成が同一である。

本発明の赤外線反射フィルムは、金属層および金属酸化物層が、２枚の透明フィルム間に配置されており、かつ金属層の両面に接して金属酸化物層が設けられているため、耐久性に優れる。また、透明フィルム上に、ハードコート層や接着層を介さずに金属酸化物層が設けられているため、耐久性に優れるとともに、光学設計が容易であり、高い可視光透過率と近紫外線遮蔽性を兼ね備える。そのため、本発明の赤外線反射フィルムは、高透明性と高遮熱性を有する。

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。

図１は、赤外線反射フィルムの積層構成を示す模式的断面図である。赤外線反射フィルム１００は、第一透明フィルム１１と第二透明フィルム１２との間に、第一金属層３１を含む第一赤外線反射層４１、および第二金属層３２を含む第二赤外線反射層４２を備え、第一赤外線反射層４１と第二赤外線反射層４２との間に、透明スペーサ層５０を備える。

透明スペーサ層５０により、第一金属層３１と第二金属層３２の光学距離が調整されるため、赤外線反射フィルム１００は可視光透過性および赤外線反射性を有する。透明フィルム１１，１２は、金属層および金属酸化物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。

第一金属層３１の第一透明フィルム１１側の面に接して第一金属酸化物層２１が設けられ、その反対面に接して第二金属酸化物層２２が設けられる。第二金属層３２の第二透明フィルム１２側の面に接して第四金属酸化物層２４が設けられ、その反対面に接して第三金属酸化物層２３が設けられる。すなわち、第一赤外線反射層４１および第二赤外線反射層４２は、それぞれ、２つの金属酸化物層間に接して金属層が挟持された構成を有する。透明スペーサ層５０は、第一赤外線反射層４１の第二金属酸化物層２２、および第二赤外線反射層４２の第三金属酸化物層２３に接して設けられる。

金属酸化物は化学的耐久性に優れ、樹脂材料との接着性にも優れる。透明フィルム１１，１２と金属層３１，３２との間に金属酸化物層２１，２４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接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を透過した水分、ガス、イオン等による金属層の劣化を抑制できる。

金属層３１，３２と透明スペーサ層５０との間に金属酸化物層２２，２３が設けられることにより、第一赤外線反射層４１と第二赤外線反射層４２との接着性が高められる。また、ウェットコーティングにより透明スペーサ層が形成される場合、金属層の表面に金属酸化物層が設けられることにより、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）等による金属層の劣化を抑制できる。

上記の様に、本発明の赤外線反射フィルムは、金属層３１，３２の上下両面に接して金属酸化物層が設けられているため、金属層に対する化学的な耐久性が付与されるとともに、層間の剥離や金属層の劣化が抑制される。また、全ての金属層および金属酸化物層が、２枚の透明フィルム１１，１２間に配置されているため、外部からの擦傷等の物理的ダメージに対する耐久性に優れる。

＜透明フィルム＞
透明フィルム１１，１２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。透明フィルムの厚みは特に限定されないが、耐擦傷性等の物理的耐久性を高める観点から、１０μｍ以上が好ましい。

透明フィルム上への赤外線反射層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、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、透明フィルムの厚みは、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。

透明フィルムを構成する樹脂材料は、透明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１１，１２上への赤外線反射層４１，４２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、透明フィルム基材の外表面（赤外線反射層形成面と反対側の面）にはハードコート層等が設けられていてもよい。透明フィルムの赤外線反射層形成面には、ハードコート層等の樹脂層が設けられず、透明フィルム１１，１２上に、直接金属酸化物層２１，２４が設けられる。そのため、樹脂層を介した水分やイオン等の侵入による金属層の劣化が抑制され、高い遮熱性および透明性を維持できる。透明フィルムと金属酸化物層との密着性を高める等の目的で、透明フィルムの赤外線反射層形成面には、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＞
（金属層）
透明フィルム１１，１２の一方の面に、金属層を含む赤外線反射層４１，４２が設けられる。金属層３１，３２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。第一金属層３１と第二金属層３２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。

金属層３１，３２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３１，３２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３１，３２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３１，３２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３１，３２の膜厚は、４ｎｍ〜２５ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜２０ｎｍがより好ましい。

（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、金属層の劣化を抑制し、耐久性を向上できる。金属酸化物層２１，２２，２３，２４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２１，２２，２３，２４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１ｎｍ〜１５ｎｍ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。

［透明スペーサ層］
第一金属層３１と第二金属層３２とに挟持された透明スペーサ層５０、および金属酸化物層２２，２３により構成されるファブリペロー共振構造により、赤外線反射フィルムは高い可視光透過率および近赤外線遮蔽性を有する。透明スペーサ層５０は、４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する。透明スペーサ層５０の最適な厚みは、構成材料の屈折率、金属層３１，３２および金属酸化物層２２，２３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。

透明スペーサ層５０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。透明スペーサ層５０を構成する樹脂材料の屈折率は、一般には１．３〜１．７の範囲である。

透明スペーサ層は、金属層や金属酸化物層に比べて厚みが大きいため、生産性向上の観点から、ウェットコーティングにより形成されることが好ましい。ウェットコーティングにより形成可能な透明材料としては、各種の金属酸化物や樹脂材料等が挙げられる。ウェットコーティングによる膜厚の調整が容易であり、かつ安価であることから樹脂材料が好ましい。中でも、数十〜数百ナノメートルの厚みで、金属酸化物層２２，２３間の接着力を発揮できることから、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が好ましく用いられる。

［赤外線反射フィルムの製造方法］
第一透明フィルム１１と第一金属酸化物層２１とが接着剤層を介さずに接し、かつ第二透明フィルム１２と第四金属酸化物層２４とが接着剤層を介さずに接する赤外線反射フィルム１００の形成には、下記いずれかの方法が採用される。
（Ａ法：積み上げ方式）第一透明フィルム１１上に、第一金属酸化物層２１，第一金属層３１，第二金属酸化物層２２，透明スペーサ層５０，第三金属酸化物層２３，第二金属層３２および第四金属酸化物層２４を順次形成した後、第四金属酸化物層上に第二透明フィルムを積層形成する方法。
（Ｂ法：貼り合わせ方式）第一透明フィルム１１上に、第一金属酸化物層２１，第一金属層３１および第二金属酸化物層２２を備える第一積層フィルム６１、ならびに第二透明フィルム１２上に、第四金属酸化物層２４，第二金属層３２および第三金属酸化物層２３を備える第二積層フィルム６２を準備し、透明スペーサ層５０を介して両者を貼り合わせる方法。

上記Ａ法において、金属酸化物層上への第二透明フィルムの積層形成方法としては、金属酸化物層上に溶液成膜によりフィルムを形成する方法や、金属酸化物層上にフィルムを融着する方法等が、透明フィルムと金属酸化物との密着性を高める上で好ましい。上記Ｂ法では、透明スペーサ層５０として接着剤を用いることにより、第一積層フィルム６１の第二金属酸化物層２２と第二積層フィルム６２の第四金属酸化物層２４との貼り合わせが行われる。透明フィルムと金属酸化物との接着性および透明スペーサ層と金属酸化物層との接着性に優れる赤外線反射フィルムの形成には、上記Ｂ法（貼り合わせ方式）が好ましい。

第一透明フィルム１１上への、第一金属酸化物層２１、第一金属層３１および第二金属酸化物層２２の形成、ならびに第二透明フィルム１２上への、第四金属酸化物層２４，第二金属層３２および第三金属酸化物層２３の形成は、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方式で、金属層と金属酸化物層とを連続成膜可能であり、かつ成膜レートが高いことから、スパッタ法が好ましい。

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、酸素が導入されることが好ましい。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。真空排気の回数を低減し、赤外線反射フィルムの生産性を高めるためには、フィルムを走行させながら、赤外線反射層を構成する金属酸化物層、金属層および金属酸化物層を、連続成膜することが好ましい。

透明フィルム上に赤外線反射層を備える積層フィルムを形成後、赤外線反射層の表面（金属酸化物層上）に樹脂溶液を塗布することにより、透明スペーサ層が形成される。金属酸化物層間の接着性を高めるために、透明スペーサ層としては、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フィルムと第二積層フィルム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６１と第二積層フィルム６２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、透明スペーサ層５０として形成される接着剤層が、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。

接着剤等の樹脂溶液の塗布は、グラビアコート、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。樹脂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、透明スペーサ層の厚みを所望の範囲とすることができる。

必要に応じて溶媒を乾燥後に、第二金属酸化物層２２と第三金属酸化物層とが対向するように、第一積層フィルム６１と第二積層フィルム６２との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。架橋性接着剤が用いられる場合は、貼り合わせ後に、加熱やＵＶ照射等により架橋処理が行われることが好ましい。

貼り合せ方式により得られる赤外線反射フィルムは、第一透明フィルム１１上に順に形成された第一金属酸化物層２１，第一金属層３１および第二金属酸化物層２２を備える第一積層フィルム６１と、第二透明フィルム１２上に順に形成された第四金属酸化物層２４，第二金属層３２および第三金属酸化物層２３を備える第二積層フィルム６２とが、透明スペーサ層５０を介して貼り合せられている。そのため、赤外線反射フィルム１００は、透明スペーサ層５０を対象中心とする積層構成を有しており、透明スペーサ層５０の第一透明フィルム１１側の積層構成と、透明スペーサ層５０の第二透明フィルム１２側の積層構成が同一である。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。

透明スペーサ層の材料として接着剤を用い、第一積層フィルム上と第二積層フィルムとを貼り合わせる場合は、フィルム上に金属層や金属酸化物層を成膜し、透明スペーサ層を設けた後、透明スペーサ層上に金属層や金属酸化物層の成膜を行う必要がない。そのため、透明スペーサ層の第一透明フィルム側および第二フィルムフィルム側のいずれにおいても、金属層や金属酸化物層が膜厚均一性に優れる。透明スペーサ層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、赤外線反射フィルムは、大面積にわたって均一な光学特性を有する。また、透明スペーサ層を形成後、その場で貼り合わせを行うことができ、透明スペーサ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、透明スペーサ層としての接着剤を介して第一積層フィルム上と第二積層フィルムとが貼り合わせられた赤外線反射フィルムは、金属層および金属酸化物層が２枚の透明フィルム間に配置されているため、耐擦傷性等の物理的耐久性に優れている。さらに、２枚の透明フィルム上のそれぞれに、他の樹脂層を介さずに直接金属酸化物層が設けられ、かつ金属層の両面に接して金属酸化物層が設けられているため、水分等の侵入が抑制される。そのため、本発明の赤外線反射フィルムは高い化学的耐久性を有し、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窓ガラス等への貼り合わせには、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のスズ酸亜鉛（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２，３］
金属酸化物として、ＺＴＯに代えて、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、および酸化チタン（ＴｉＯ_２）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。

［実施例４，５］
実施例７では、ＺＴＯ層の厚みを１ｎｍに変更した。実施例８では、ＺＴＯ層の厚みを１０ｎｍに変更した。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。

［実施例６］
金属層として、Ａｇ−Ｃｕ合金に代えてＡｇ−Ｐｄ合金を用いた。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。

［実施例７，８］
ドライラミネート接着剤として、ウレタン系接着剤に代えて、アクリル系接着剤、およびエポキシ系接着剤を用いた。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。

［比較例１］
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層およびＡｇ−Ｃｕ層を順次成膜後、その上にＺＴＯ層の成膜を行わずに、ＺＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ−Ｃｕ（１１ｎｍ）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３］
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４］
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３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。

＜剥離試験＞
赤外線反射フィルムを1０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにカットし、フィルム表面にセロハンテープを貼り付けた。その後、セロハンテープを剥離し、その際の赤外線反射フィルムの層間剥離の有無を確認した。

＜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。その後さらに１６日間（合計２０日間）５０℃で保存し、外観変化を目視で確認した。４日後に変色がみられたものを×、４日後には変色がみられなかったが２０日後に変色が見られたものを△、２０日後も変色がみられなかったものを○とした。

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、金属層間に、金属酸化物層、樹脂スペーサ層、および金属酸化物層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。

一方の面にのみＰＥＴフィルム基材を有する比較例４では、高温高湿耐久性試験および耐塩水試験（４日）後に変色がみられ、金属層が劣化していた。各実施例と比較例４との対比から、赤外線反射層を構成する金属層や金属酸化物層の両面に透明樹脂フィルムを備えることにより、赤外線反射フィルムの耐久性が向上することが分かる。

ＰＥＴフィルム基材上に金属酸化物層を介さずに金属層が形成された比較例１の赤外線反射フィルムは、４日間の耐塩水試験後には変色がみられず比較例１に比べると耐久性が向上していたが、２０日間の耐塩水試験後に変色がみられ、金属層が劣化していた。また、比較例１では、剥離試験での層間剥離がみられた。各実施例と比較例１との対比から、フィルム基材と金属層との間に金属酸化物層が設けられることにより、密着性が向上し、水分やイオン等の侵入が抑制されることにより、耐久性が向上すると考えられる。

金属層に接して樹脂スペーサ層（ウレタン系接着剤）が設けられた比較例２では、高温高湿耐久性試験および２０日間の耐塩水試験後に変色がみられ、金属層が劣化していた。各実施例と比較例２との対比、金属層と樹脂スペーサ層との間の金属酸化物層は、樹脂層中の揮発成分に起因ずる金属層の劣化や、樹脂スペーサ層を介して外部から侵入する水分やイオン等に起因する金属層の劣化を抑制する作用を有すると考えられる。

金属酸化物層上に接着剤層を介してＰＥＴフィルム基材が貼り合わせられた比較例３では、２０日間の耐塩水試験後も変色がみられなかったが、高温高湿耐久試験後に変色がみられ金属が劣化していた。これは、金属酸化物層とＰＥＴフィルム基材との間の接着剤層が、高温環境下での溶剤やアウトガスの発生源になることに加えて、外部からの水分の侵入経路となり、金属を劣化させる要因となったためであると考えられる。

ＰＥＴフィルム基材に接して金属酸化物層が設けられている実施例１〜８では、金属や金属酸化物（銀合金）の種類や厚みを変更した場合でも、接着性、高温高湿耐久性および耐塩水性質の全てにおいて良好であり、高い耐久性を有していた。これらの結果から、２つのフィルム基材上のそれぞれに、他の樹脂層を介さずに直接金属酸化物層を設け、かつ金属層の両面に接して金属酸化物層を設けることにより、透明性、遮熱性および耐久性に優れる赤外線反射フィルムが得られることが分かる。

１１，１２ 透明フィルム
２１，２２，２３，２４ 金属酸化物層
３１，３２ 金属層
４１，４２ 赤外線反射層
５０ 透明スペーサ層
６１，６２ 積層フィルム
１００ 赤外線反射フィルム

Claims (9)

1. 第一透明フィルムと第二透明フィルムとの間に、前記第一透明フィルム側から、第一赤外線反射層、透明スペーサ層、および第二赤外線反射層がこの順に配置されており、
   前記第一赤外線反射層は、第一金属層、ならびに第一金属層の両面のそれぞれに接する第一金属酸化物層および第二金属酸化物層からなり、
   前記第二赤外線反射層は、第二金属層、ならびに第二金属層の両面のそれぞれに接する第三金属酸化物層および第四金属酸化物層からなり、
   前記第一金属酸化物層は、前記第一透明フィルムと接しており、
   前記第四金属酸化物層は、前記第二透明フィルムと接しており、
   前記第二金属酸化物層および前記第三金属酸化物層は、それぞれ前記透明スペーサ層と接しており、
   前記透明スペーサ層が４０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有する、赤外線反射フィルム。
2. 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に記載の赤外線反射フィルム。
3. 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２に記載の赤外線反射フィルム。
4. 前記第一金属酸化物層、前記第二金属酸化物層、前記第三金属酸化物層および前記第四金属酸化物層が、いずれも１ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有する、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。
5. 前記透明スペーサ層が樹脂層である、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。
6. 前記樹脂層が、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびシリコーン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項５に記載の赤外線反射フィルム。
7. 前記透明スペーサ層が、接着剤層である、請求項５または６に記載の赤外線反射フィルム。
8. 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７に記載の赤外線反射フィルム。
9. 前記透明スペーサ層を中心として、前記透明スペーサ層の第一透明フィルム側の積層構成と前記透明スペーサ層の第二透明フィルム側の積層構成が同一である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の赤外線反射フィルム。

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