JP5609290B2 - 太陽光反射用ミラー、フィルムミラー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のフィルムミラーは、樹脂基材とその上に少なくとも一層の銀反射層を有し、加熱焼成後に配位子が気化・脱離しうる銀錯体化合物を用いて樹脂基材上に塗布膜を形成し、該塗布膜の局所的加熱において該銀反射層が形成されることを特徴とする。構成層として、樹脂基材、銀反射層の他に、接着層、上部隣接層、等の特別な機能層を設けることも好ましい態様である。
加熱焼成後に配位子が気化・脱離しうる銀錯体化合物とは、溶液中では銀が安定に溶解するための配位子を有するが、溶媒を除去し、加熱焼成することによって、配位子が熱分解し、CO2や低分子量のアミン化合物となり、気化・脱離し、金属銀のみが残存することのできる銀錯体化合物のことをいう。
AgnX
一般式(1)の具体例としては例えば、酸化銀、チオシアネート化銀、硫化銀、塩化銀、シアン化銀、シアネート化銀、炭酸銀、硝酸銀、亜硝酸銀、硫酸銀、燐酸銀、過塩素酸銀、四フッ素ボレート化銀、アセチルアセトネート化銀、酢酸銀、乳酸銀、シュウ酸銀及びその誘導体などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
Ag[A]m
(一般式(5)において、Aは、一般式(2)〜(4)の化合物であり、mは、0.5〜1.5である。)
本発明の高反射、高光沢の反射面の形成のために使用される銀コーティング液組成物は、前記の銀錯体化合物を含み、必要に応じて、溶媒、安定剤、レベリング剤(Leveling agent)、薄膜補助剤、還元剤、熱分解反応促進剤の添加剤を、本発明の銀コーティング組成物に含むことができる。
本発明では、加熱焼成後に配位子が気化・脱離しうる銀錯体化合物を用いて樹脂基材上に塗布膜を形成し、塗布膜の局所的加熱において銀反射層を形成する。本発明における塗布層の「局所的加熱」とは、樹脂基材を実質的に加熱劣化させることなく、実質的に塗布層を(樹脂基材より10℃以上、好ましくは20℃以上高温に)加熱することを意味している。この加熱により、本発明に係る錯体は金属銀に焼成される。このための局所的加熱方法としては、従来公知の種々の方法を採用することができる。例えば、赤外線ヒーターによる加熱、熱風、マイクロ波、超音波加熱、誘導加熱などを、適宜選択することができる。
本発明に係る銀反射層は前記したように加熱焼成後に配位子が気化・脱離しうる銀錯体化合物を用いて樹脂基材上に塗布膜を形成し、該塗布膜の局所的加熱において該銀反射層が形成される。
本発明に係る樹脂基材としては、従来公知の種々の樹脂フィルムを用いることができる。例えば、セルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、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フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルム等を挙げることができる。中でも、ポリカーボネート系フィルム、ポリエステル系フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、及びセルロースエステル系フィルムが好ましい。
本発明のフィルムミラーに用いられる上部隣接層は、銀反射層の樹脂基材から遠い側に隣接し、銀の腐食劣化を防ぐとともに、銀反射層の傷防止及び、上部隣接層の外側に形成されるバリア層や傷防止層との接着力向上に寄与するものである。
接着層は樹脂基材(樹脂フィルム)上に設けて樹脂基材と反射層との接着性を高める機能を有する。該接着層は樹脂からなることが好ましい。従って、当該接着層は、樹脂基材(樹脂フィルム)と金属反射層とを密着する密着性、金属反射層を真空蒸着法等で形成する時の熱にも耐え得る耐熱性、及び金属反射層が本来有する高い反射性能を引き出すための平滑性が必要である。
本発明に係るフィルムミラー全体の厚さは、ミラーがたわみ防止、正反射率、取り扱い性等の観点から、75〜250μmが好ましく、更に好ましくは90〜230μm、更に好ましくは100〜220μmである。
本発明のフィルムミラーは、太陽光を集光する目的において、好ましく使用できる。フィルムミラー単体で太陽光反射用ミラーとして用いることもできるが、より好ましくは、樹脂基材を挟んで銀反射層を有する側と反対側の樹脂基材面に塗設された粘着層を介して、他基材上に、特に金属基材上に、当該フィルムミラーを貼り付けて太陽光反射用ミラーとして用いることである。
粘着層としては、特に制限されず、例えばドライラミネート剤、ウエットラミネート剤、粘着剤、ヒートシール剤、ホットメルト剤などのいずれもが用いられる。
本発明に係る太陽光反射用ミラーの金属基材としては、鋼板、銅板、アルミニウム板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム系合金めっき鋼板、銅めっき鋼板、錫めっき鋼板、クロムめっき鋼板、ステンレス鋼板など熱伝導率の高い金属材料を用いることができる。 本発明においては、特に耐食性の良好なめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などにすることが好ましい。
基材として、2軸延伸ポリエステルフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ100μm)を用いた。上記ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、ポリエステル樹脂(ポリエスター SP−181 日本合成化学製)、メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820 DIC製)、TDI系イソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート)、HDMI系イソシアネート(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート)を樹脂固形分比率で20:1:1:2に、固形分濃度10%となるようにトルエン中に混合した樹脂を、グラビアコート法によりコーティングして、厚さ0.1μmの接着層を形成し、接着層上に、銀反射層として、真空蒸着法により厚さ80nmの銀反射層を形成し、銀反射層上に、ポリエステル系樹脂とTDI(トリレンジイソシアネート)系イソシアネートを樹脂固形分比率で10:2に混合した樹脂を、グラビアコート法によりコーティングして、厚さ3.0μmの上部隣接層を形成した。
厚さ0.1mmで、たて4cm×よこ5cmのアルミ板と上記比較例1の反射フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム面側とを、粘着層を介して貼り合せて、太陽光反射用ミラー(A)を得た。同様にして、下記比較例2、3及び実施例のフィルムミラーを用いて、太陽光反射用ミラーをそれぞれ作製した。
比較例1で得られたサンプルに対して、銀反射層として蒸着の替わりに、市販されている銀の超微粒子分散液(商品名:独立分散超微粒子Ag1T 真空冶金製)、具体的には、銀超微粒子35質量部、アルキルアミンとして、ドデシルアミン(分子量185.36、沸点248℃)7質量部、有機溶剤として、トルエン58質量部を含む、平均粒子径3nmの銀超微粒子の分散液を、加熱乾燥後の銀の膜厚が80nmとなるように塗布した後、ドライオーブンにて両面から均一に加熱150℃、10分間加熱乾燥し、銀反射層を形成したこと以外は、比較例1と同様の方法により、比較例2のサンプルを得た。
(銀コーティング液組成物A)の調製
攪拌器付き500mlのシュレンク(Schlenk)フラスコに、2−エチルヘキシルアンモニウム2−エチルカルバメート65.0g(215ミリモル)を150.0gのイソプロパノールに溶解させた後、酸化銀20.0g(86.2ミリモル)を添加して、常温で反応した。前記反応溶液は、最初は黒色懸濁液(Slurry)で反応が進行され、錯化合物が生成されるにつれて段々色が薄くなり、透明に変わることが観察されて、2時間反応した結果、無色透明な溶液が得られた。この溶液に、安定剤として2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルアミン2.5gに、溶媒としてn−ブタノール85.0gとアミルアルコール50.0gを添加して攪拌した後、0.45ミクロンのメンブレンフィルタ(membrane filter)を使用してフィルタし、熱分析(TGA)した結果、銀含量4.87質量%の銀コーティング液組成物Aを製造した。
比較例2で得られたサンプルに対して、銀の超微粒子分散液を用いて作製した銀反射層の替わりに、前記銀コーティング液組成物Aを、加熱乾燥後の銀の膜厚が80nmとなるように塗布した後、ドライオーブンにて80℃、30分加熱乾燥し、更に近赤外線乾燥機(日本電熱(株)製ペイントドライヤーPDH1000)を用いて、1kWの出力にて、塗布面から50cmの距離において、0.5秒間の赤外線照射を10回繰り返し、実施例1のサンプルを作製した。
銀コーティング液組成物Aを、実施例1と同様に銀の膜厚が80nmとなるように塗布した後、ドライオーブンにて80℃、30分加熱乾燥し、更にバッチ式マイクロ波加熱装置(山本ビニター(株)製)を使用し、2450MHzの周波数で30秒間加熱し、実施例2のサンプルを作製した。
銀コーティング液組成物Aを、実施例1と同様に銀の膜厚が80nmとなるように塗布した後、ドライオーブンにて80℃、30分加熱乾燥し、更に市販の超音波発生装置により、1.05MHzの周波数帯で1分間、超音波振動を与えることにより、実施例3のサンプルを作製した。
(銀コーティング液組成物B)の調製
攪拌器付き500mlのシュレンク(Schlenk)フラスコに、イソブチルアンモニウムイソブチルカーボネート60.8g(292ミリモル)を150.0gのイソプロパノールに溶解させた後、酸化銀20.0g(86.2ミリモル)を添加して、常温で反応した。前記反応溶液は、最初は黒色懸濁液(Slurry)で反応が進行され、錯化合物が生成されるにつれて段々色が薄くなり、透明に変わることが観察されて、2時間反応した結果、無色透明な溶液が得られた。この溶液に、安定剤として2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルアミン2.5gに、溶媒としてn−ブタノール85.0gとアミルアルコール50.0gを添加して攪拌した後、0.45ミクロンのメンブレンフィルタ(membrane filter)を使用してフィルタし、熱分析(TGA)した結果、銀含量4.87質量%の銀コーティング液組成物Bを製造した。
(銀コーティング液組成物C)の調製
攪拌器付き500mlのシュレンク(Schlenk)フラスコに、2−エチルヘキシルアンモニウム2−エチルカルバメート33.8g(111.7ミリモル)とイソブチルアンモニウムイソブチルカーボネート30.4g(146ミリモル)を、16.0gのイソプロパノールに溶解させた後、酸化銀20.0g(86.2ミリモル)を添加して、常温で反応した。前記反応溶液は、最初は黒色懸濁液(Slurry)で反応が進行され、錯化合物が生成されるにつれて段々色が薄くなり、透明に変わることが観察されて、2時間反応した結果、無色透明な溶液が得られた。この溶液に、安定剤として2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルアミン2.5gを添加して攪拌した後、0.45ミクロンのメンブレンフィルタ(membrane filter)を使用してフィルタし、熱分析(TGA)した結果、銀含量20.56質量%の銀コーティング液組成物Cを製造した。
上記で得た太陽光反射用ミラーについて、下記の方法により正反射率及び耐候性、耐光性の測定をそれぞれ行った。
島津製作所社製の分光光度計「UV265」に、積分球反射付属装置を取り付けたものを改造し、反射面の法線に対して、入射光の入射角を5°となるように調整し、反射角5°の正反射率を測定した。評価は、350nmから700nmまでの平均反射率として測定した。
温度85℃、湿度85%RHの条件で30日間放置後のフィルムミラーの正反射率を、上記光線反射率測定と同様の方法により測定し、強制劣化前のフィルムミラーの正反射率と強制劣化後のフィルムミラーの正反射率から、キセノンランプ照射前後における正反射率の低下率を算出し、耐候性を評価した。以下に耐候性試験の評価基準を記す。
5:正反射率の低下率が5%未満
4:正反射率の低下率が5%以上10%未満
3:正反射率の低下率が10%以上15%未満
2:正反射率の低下率が15%以上20%未満
1:正反射率の低下率が20%以上
<耐光性試験>
得られたサンプルを岩崎電気製アイスーパーUVテスターを用いて、65℃の環境下で7日間紫外線照射を行ったのち、上記方法により正反射率を測定し、紫外線照射前後における正反射率の低下率を算出し、耐光性を評価した。以下に耐光性試験の評価基準を記す。
5:正反射率の低下率が5%未満
4:正反射率の低下率が5%以上10%未満
3:正反射率の低下率が10%以上15%未満
2:正反射率の低下率が15%以上20%未満
1:正反射率の低下率が20%以上
得られた各種フィルムミラーの内容を下記表1に、評価した結果を下記表2に示す。
Claims (5)
- 樹脂基材に少なくとも一層の銀反射層を有するフィルムミラーにおいて、加熱焼成後に配位子が気化・脱離しうる銀錯体化合物を用いて該樹脂基材上に塗布膜を形成し、該塗布膜を加熱乾燥した後、赤外線、マイクロ波または超音波を用いて加熱処理することにより該銀反射層が形成されるものであることを特徴とするフィルムミラー。
- 前記フィルムミラーにおいて、前記銀錯体化合物が、アンモニウムカルバメート系またはアンモニウムカーボネート系化合物を銀化合物と反応することにより得られた銀錯体化合物であることを特徴とする請求項1に記載のフィルムミラー。
- 前記フィルムミラーにおいて、前記加熱処理が、前記銀錯体化合物の塗布膜に断続的に繰り返す加熱であることにより銀反射層が形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のフィルムミラーの製造方法。
- 前記フィルムミラーの製造方法において、前記加熱処理が、前記銀錯体化合物の塗布膜に赤外線を照射することにより加熱する方法であることを特徴とする、請求項3に記載のフィルムミラーの製造方法。
- 請求項1または2に記載のフィルムミラーを用いることを特徴とする太陽光反射用ミラー。
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