JP5803903B2 - 断熱部材、断熱合わせガラス及び断熱合わせガラス物品 - Google Patents
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Description
また近年では、冷暖房効率を向上させて省エネルギー化を推進する観点から、赤外領域の光(赤外線)を遮断するフィルムの開発が進められている(特許文献2,3)。
すなわち、本発明によれば、以下の〔1〕〜〔15〕が提供される。
顔料を含むバインダー層とを備え、
イエローインデックスが2.0以下である、断熱部材。
〔2〕 無機微粒子を含む樹脂層を備える、〔1〕記載の断熱部材。
〔3〕 可視光線透過率が60%以上で、且つ、日射透過率が60%以下である、〔1〕又は〔2〕記載の断熱部材。
〔4〕 同一の捩れ方向及びコレステリック規則性を有する2層の前記コレステリック樹脂層を備え、
前記2層のコレステリック樹脂層の間にネマチック樹脂層を備える、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の断熱部材。
〔5〕 前記ネマチック樹脂層の波長550nmにおける正面レターデーションが400nm以上800nm以下である、〔4〕記載の断熱部材。
〔6〕 前記顔料が、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロール系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料からなる群より選ばれる1種類以上の顔料である、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の断熱部材。
〔7〕 前記コレステリック樹脂層が、屈折率異方性Δnが0.21以上の液晶化合物を含む液晶組成物を硬化してなる樹脂層である、〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の断熱部材。
〔8〕 前記コレステリック樹脂層が、式(1)で表される化合物を含有する液晶組成物から形成されたものである、〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の断熱部材。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、−OR3、−O−C(=O)−R3、および−C(=O)−OR3からなる群より選ばれるいずれかを表す。ここで、R3は、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。R3がアルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR4−C(=O)−、−C(=O)−NR4−、−NR4−、−C(=O)−、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる1以上の基が介在していてもよい(ただし、−O−及び−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。ここで、R4は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
nは、それぞれ独立に、2〜12の整数を表す。)
〔9〕 前記ネマチック樹脂層が、式(1)で表される化合物を含有する液晶組成物から形成された、〔4〕又は〔5〕記載の断熱部材。
〔10〕 前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、〔8〕記載の断熱部材。
R2は、炭素数1〜10のアルキル基を表し、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる1以上の基が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。)
〔11〕 前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、〔9〕記載の断熱部材。
R2は、炭素数1〜10のアルキル基を表し、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる1以上の基が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。)
〔12〕 前記無機微粒子が、金属酸化物微粒子又は6ホウ化物微粒子の一方又は両方である、〔2〕記載の断熱部材。
〔13〕 前記無機微粒子を含む樹脂層が、ポリビニルブチラール又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を含む、〔2〕又は〔12〕記載の断熱部材。
〔14〕 2枚のガラス板を備え、
前記2枚のガラス板の間に、〔1〕〜〔13〕のいずれか一項に記載の断熱部材を備える、断熱合わせガラス。
〔15〕 2枚のガラス板を備え、
前記2枚のガラス板の間に、800nm〜2500nmの波長領域において入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の波長幅で有するようにコレステリック規則性が調整された少なくとも1層のコレステリック樹脂層と、無機微粒子を含む樹脂層と、顔料を含むバインダー層とを備え、
前記コレステリック樹脂層のうち少なくとも1層が、前記無機微粒子を含む樹脂層と赤外線源との間に位置する、断熱合わせガラス物品。
本発明の断熱合わせガラスによれば、可視光線透過率が高く、赤外線を効果的に遮断でき、且つ、高い自由度で着色できる断熱合わせガラスを実現できる。
本発明の断熱合わせガラス物品によれば、可視光線透過率が高く、赤外線を効果的に遮断でき、且つ、高い自由度で着色できる断熱合わせガラス物品を実現できる。
なお、本明細書において、特に断らない限り、可視領域とは波長400nm〜750nmの波長領域のことをいい、赤外領域とは可視領域の上限よりも長波長の波長領域のことをいい、近赤外領域とは波長800nm〜1300nmの波長領域のことをいう。
本発明の断熱部材は、少なくとも、800nm〜2500nmの波長領域において入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の波長幅で有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック樹脂層(以下、適宜「調整コレステリック樹脂層」という。)と、顔料を含むバインダー層(以下、適宜「着色バインダー層」という。)とを備える。また、本発明の断熱部材は、通常は無機微粒子を含む樹脂層(以下、適宜「微粒子含有樹脂層」という。)を備える。本発明の断熱部材は通常はシート状又はフィルム状の部材であり、赤外線を効果的に遮断することにより断熱作用を発揮できるようになっている。
本発明の断熱部材は、通常、断熱合わせガラスの中間膜として用いられる。具体的には、本発明の断熱部材は少なくとも一対のガラス板の間に挟みこまれて、断熱合わせガラスを構成するようになっている。
調整コレステリック樹脂層は、前記のように、800nm〜2500nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の波長幅で有するようにコレステリック規則性が調整されたコレステリック樹脂層のことをいう。
式(B):no×p×cosθ≦λ≦ne×p×cosθ
方法(a):液晶ポリマー、並びに、必要に応じてカイラル剤、界面活性剤及び配向調整剤等を溶剤に溶解させた液晶組成物(以下、適宜「液晶ポリマー溶液」という。)を用意する。用意した液晶ポリマー溶液を基材上に膜状に塗布し、乾燥させる。この際、得られた塗膜について、800nm〜2500nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の帯域幅で有するようにコレステリック規則性が調整されるようにする。
方法(b):重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤、並びに、必要に応じて界面活性剤及び配向調整剤等を溶剤に溶解させた液晶組成物(以下、適宜「重合性液晶組成物」という。)を用意する。用意した重合性液晶組成物を基材上に膜状に塗布し、乾燥させる。得られた塗膜において重合をした後、800nm〜2500nmの波長領域において、入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の帯域幅で有するようにコレステリック規則性を調整する。
以下、前記の方法(a)及び方法(b)について、それぞれ説明する。
方法(a)では、まず、液晶ポリマー、並びに、必要に応じてカイラル剤、界面活性剤及び配向調整剤等を溶剤に溶解させて液晶組成物として液晶ポリマー溶液を用意する。
方法(a)で液晶化合物として用いる液晶ポリマーとしては、例えば、低分子カイラル剤含有のネマチック液晶ポリマー;カイラル成分導入の液晶ポリマー;ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーとの混合物;等が挙げられる。カイラル成分導入の液晶ポリマーとは、それ自体がカイラル剤の機能を果たす液晶ポリマーである。ネマチック液晶ポリマーとコレステリック液晶ポリマーとの混合物は、それらの混合比率を変えることによって、ネマチック液晶ポリマーのカイラル構造のピッチを調整することができるものである。
なお、液晶ポリマーは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
液晶ポリマーにカイラル成分として導入したり、必要に応じて液晶ポリマー溶液に含有させたりするカイラル剤としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、特開平6−281814号公報に記載されたカイラルモノマー、特開平8−209127号公報に記載されたカイラル剤、特開2003−131187号公報に記載の光反応型カイラル化合物等が挙げられる。
具体的なカイラル剤の種類及び量は、製造される調整コレステリック樹脂層が所望の光学特性を有するように設定しうる。
方法(a)では、用意した液晶ポリマー溶液を基材上に膜状に塗布し、乾燥させて、塗膜として調整コレステリック樹脂層を得る。
基材としては、有機、無機を問わず使用することができるが、透明基材が好ましい。ここで透明とは、1mm厚で全光線透過率が80%以上であることをいう。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドなどのポリマーを含有するものである。配向膜は、このようなポリマーを含有する溶液(配向膜用組成物)を基材上に膜状に塗布し、乾燥させ、そして一方向にラビング処理等することで、得られる。なお、配向膜の材料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
配向膜の厚みは、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上であり、通常5μm以下、好ましくは1μm以下である。
また、ラビング処理する方法以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法によっても、配向膜にコレステリック規則性を持つコレステリック樹脂層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせることができる。
方法(b)では、まず、重合性液晶化合物、重合開始剤及びカイラル剤、並びに、必要に応じて界面活性剤及び配向調整剤等を溶剤に溶解させた液晶組成物として重合性液晶組成物を用意する。
方法(b)で液晶化合物として用いる重合性液晶化合物としては、例えば、特開平11−130729号公報、特開平8−104870号公報、特開2005−309255号公報、特開2005−263789号公報、特表2001−519317号公報、特表2002−533742号公報、特開2002−308832号公報、特開2002−265421号公報、特開昭62−070406号公報、特開平11−100575号公報、特開2008−291218号公報、特開2008−242349号公報、国際公開第2009/133290号、特願2008−170835号等に記載のものを用いることができる。
また、nはそれぞれ独立に2〜12の整数を表し、6であるのが好ましい。
以上より、前記式(1)で表される化合物は、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。なお、下記式(2)においてR2は、上で述べた、式(1)におけるR2と同様である。
前記式(1)で表される化合物は、有機合成化学における公知の方法を組み合わせることによって、例えば、特開2008−291218号公報に記載の方法により製造することができる。
方法(b)では、重合性液晶化合物を重合し、そうして得られる重合体(液晶性高分子、液晶ポリマー)を含む樹脂の層として調整コレステリック樹脂層を形成する。重合性液晶化合物を重合して得られる重合体としては、重合性液晶化合物を単独重合させた単独重合体、2種類以上の重合性液晶化合物の共重合体、重合性液晶化合物と他の共重合可能な単量体(即ち重合性液晶化合物以外の単量体であって、重合性液晶化合物と共重合しうる単量体)との共重合体などが挙げられる。
重合性液晶組成物に含有させる重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれを用いてもよい。中でも、より容易且つ効率よくコレステリック規則性が調整された調整コレステリック樹脂層が得られることから、光重合開始剤が好ましい。
なお、重合開始剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶組成物に含有させるカイラル剤としては、例えば、特開2003−66214号公報、特開2003−313187号公報、米国特許第6468444号明細書、国際公開第98/00428号パンフレット等に掲載されたものを適宜使用することができる。中でも、液晶化合物を捩じる効率を表す指標であるHTPの大きなものが経済性の観点から好ましい。また、カイラル剤は、所望するコレステリック規則性を有する液晶層が形成できれば、液晶性を示しても示さなくてもよい。なお、カイラル剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶組成物には、必要に応じて、界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤は、重合性液晶組成物の塗膜の表面張力を調整するために用いられる。界面活性剤としては、ノニオン系の界面活性剤が好ましく、分子量が数千程度のオリゴマーであることが好ましい。なお、界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合性液晶組成物に用いる溶剤としては、例えば、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類などの有機溶媒が挙げられる。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。なお、溶剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
方法(b)では、用意した重合性液晶組成物を基材上に膜状に塗布し、乾燥させて塗膜を得る。方法(b)に用いる基材、塗布方法及び乾燥方法は、方法(a)と同様としうる。
方法(b)では、重合性液晶組成物を塗布及び乾燥させて得られた塗膜において、重合性液晶化合物及び共重合可能な単量体等の重合成分を重合させた後、膜のコレステリック規則性を調整し、調整コレステリック樹脂層を得る。前記の重合及びコレステリック規則性の調整は、国際公開第2008/007782号に開示されている方法と同様に行うことが好ましい。
前記の塗膜は光重合開始剤を含有する重合性液晶組成物を用いて形成された光重合性塗膜であるので、選択紫外線の照射により塗膜内で重合反応ないし架橋反応が進行する。
選択紫外線の照射により、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚み方向に異ならせることが可能となり、入射光の40%以上を反射する帯域が200nm以上の帯域幅を有するように、コレステリック規則性を調整することが容易となる。
光源としては、例えば、水銀ランプ光源、メタルハライドランプ光源等を用いることができる。
前記波長範囲の制御は、例えば、中心波長365nmのバンドパスフィルターを用いる方法、塗膜に含まれる重合開始剤が最大の吸収を示す波長を中心とした、波長範囲の幅を100nm以内とする方法等が挙げられる。
本硬化紫外線の照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。
また、前記の塗膜形成装置に用いられる冷却手段は、例えば、冷却ゾーン装置、冷却ロール等により構成することができ、冷却ゾーン装置により構成することが好ましい。当該冷却手段は、基材の搬送経路の一部分を囲み、その中の温度を、液晶組成物の硬化に適した一定の温度に保つ装置としてもよい。また、前記の冷却手段すべてを、選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれよりも前に備えることが好ましく、選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれの直前に備えることがより好ましい。
着色バインダー層は、前記のように、顔料を含むバインダー層のことをいう。ここで「バインダー層」とは、本発明の断熱部材を構成する層同士を貼り合わせたり、本発明の断熱部材を別の部材に貼り付けたりするためのバインダーで形成された層である。また、「バインダー」とは広義の接着剤のことを意味し、硬化によって常温下でタックを失う狭義の接着剤(ホットメルト接着剤、UV硬化型粘着剤、EB型硬化粘着剤等を含む。)と、タックを失わない粘着剤(感圧接着剤等)との両方を包含する。
また、顔料をバインダー層以外の層に含ませることも可能であるが、バインダー層に顔料を含ませることにより、本発明の断熱部材を薄型化することが可能となる。
熱可塑性樹脂系のバインダーとしては、例えば、酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルアセタール系、塩化ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリエチレン系、セルロース系のものなどが挙げられる。中でも、アクリル系バインダーが好ましい。アクリル系バインダーにおける主成分としては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル等と、メタクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル等との共重合体が、好適である。
これらバインダーは、その使用形態としてフィルム、水溶液、エマルジョン等であってもよい。
有機顔料の例を挙げると、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、縮合多環顔料などが挙げられる。アゾ系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド214、C.I.ピグメントレッド221等の縮合アゾ顔料などが挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6等の銅フタロシアニン顔料などが挙げられる。縮合多環顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントブルー60等のアントラキノン系顔料;C.I.ピグメントレッド123等のペリレン系顔料;C.I.ピグメントオレンジ43等のペリノン系顔料;C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド282、C.I.ピグメントバイオレット19等のキナクリドン系顔料;C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット37等のジオキサジン系顔料;C.I.ピグメントイエロー109等のイソインドリノン系顔料;C.I.ピグメントオレンジ66等のイソインドリン系顔料;C.I.ピグメントイエロー138等のキノフタロン系顔料;C.I.ピグメントレッド88等のインジゴ系顔料;C.I.ピグメントグリーン8等の金属錯体顔料;C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド264等のジケトピロロピロール系顔料などが挙げられる。中でも、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロール系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料からなる群より選ばれる1種類以上の顔料が好ましい。
なお、顔料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
紫外線吸収剤の例として、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等が挙げられる。具体的には、サリチル酸系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリシレート、p−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレートが挙げられる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノンが挙げられる。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールが挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。これら紫外線吸収剤の含有量は、バインダー層の厚みによるが、バインダー100重量部に対して、通常0.05重量部以上、好ましくは0.1重量部以上であり、通常30重量部以下、好ましくは20重量部以下の範囲で用いる。
微粒子含有樹脂層は、前記のように、無機微粒子を含む樹脂層のことをいう。本発明の断熱部材が樹脂層を備えることにより、本発明の断熱部材の強度を高めて破損し難くできる。また、例え破損した場合でも破片が飛散し難くなるため、安全性を高めることもできる。破片を飛散し難くできる点は、後述するように本発明の断熱部材を断熱合わせガラスに適用した場合に、特に有用である。
なお、樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
無機微粒子は、調整コレステリック樹脂層が入射光の40%以上を反射する帯域よりも長波長に吸収ピークを有することが好ましい。これにより、可視領域に近い波長領域(主に近赤外領域)の赤外線は調整コレステリック樹脂層で反射し、それよりも長い波長領域(主に中赤外領域及び遠赤外領域)の赤外線は無機微粒子で吸収することで、近赤外線、中赤外線及び遠赤外線を含む赤外線全体を遮断できるようになるので、断熱作用をより効果的に発揮できる。この際、可視領域から遠い長波長の波長領域に吸収ピークを有する無機微粒子は、可視領域に吸収を持たないか、吸収するとしても吸収の程度が小さいため、微粒子含有樹脂層に多く含ませた場合でも、本発明の断熱部材の可視光線透過率を低下させ難い。
本発明の断熱部材が同一の捩れ方向及びコレステリック規則性を有する少なくとも2層の調整コレステリック樹脂層を備える場合、本発明の断熱部材は、前記の2層の調整コレステリック樹脂層の間にネマチック樹脂層を備えることが好ましい。ここで「ネマチック樹脂層」とは、ネマチック規則性を有する樹脂層をいい、通常はネマチック液晶を重合又は架橋させることにより硬化させて得られる。ネマチック樹脂層は通常は正面レターデーションを発現する位相差層となる。このため、本発明の断熱部材に入射した赤外線の右円偏光及び左円偏光のうちの一方を第一の調整コレステリック樹脂層で反射し、その後、ネマチック樹脂層において赤外線の偏光状態を変換し、第二の調整コレステリック樹脂層で更に反射できる。これにより、右円偏光及び左円偏光のうちの片方だけを反射する場合と比較して、入射光の40%以上を反射する帯域の帯域幅を広げたり、入射する赤外線の50%以上の反射率を実現したりすることが可能となる。
これらの他の成分は、所望の光学的性能を著しく低下させない範囲で含有させることができる。
本発明の断熱部材は、上述した調整コレステリック樹脂層、着色バインダー層、微粒子含有樹脂層及びネマチック樹脂層以外の構成要素を備えていてもよい。
本発明の断熱部材は、例えば、調整コレステリック樹脂層以外のコレステリック樹脂層、顔料を含まないバインダー層、無機微粒子を含まない樹脂層、並びに、コレステリック樹脂層又はネマチック樹脂層の製造に用いた基材及び配向膜などを備えていてもよい。また、保存及び運搬時に本発明の断熱部材が傷つくことを防止する観点から、剥離可能な保護フィルムを備えていてもよい。
本発明の断熱部材は、イエローリンデックスが、通常2.0以下、好ましくは1.8以下、より好ましくは1.6以下である。また、前記イエローインデックスの下限に制限は無いが、通常−10以上である。本発明の断熱部材は、従来のように赤外線を吸収する粒子ではなく調整コレステリック樹脂層によって近赤外線を遮断するようにしたため、黄色の着色の原因となる粒子の量を減らすことができ、前記のような低いイエローインデックス値を実現できる。
なお、イエローインデックス(YI)は、紫外可視近赤外分光光度計を用いて波長380nm〜780nmの透過スペクトルを測定し、下記式から求められる。
YI=100(1.28X−1.06Z)/Y
式中、X、Y、Zは国際照明委員会で定めた3刺激値である。
なお、可視光線透過率は、JIS R3106に記載された方法により測定できる。
なお、日射透過率は、JIS R3106に規定された方法により測定できる。
本発明の断熱合わせガラスは、少なくとも2枚のガラス板を備え、その2枚のガラス板の間に、本発明の断熱部材を備える。すなわち、本発明の断熱合わせガラスは、ガラス板、本発明の断熱部材及びガラス板をこの順に備え、本発明の断熱部材が合わせガラスの中間膜として機能するようになっている。
さらに、本発明の断熱合わせガラスは、ガラス板を少なくとも2枚備え、例えば3枚以上のガラス板を備えていてもよい。
また、本発明の断熱部材の可視光線透過率が高いため、それを備える本発明の断熱合わせガラスも可視光線透過率を高くすることができる。
さらに、本発明の断熱部材が高い可視光線透過率と低い日射透過率とを維持しながら高い自由度で着色可能であるため、それを備える本発明の断熱合わせガラスも、前記の優れた性能を損なうことなく高い自由度で着色可能である。したがって、本発明の断熱合わせガラスは、赤外線を遮断する効果を有する従来の合わせガラスでは実現困難であった色にも着色可能であり、例えば無彩色(ニュートラルグレー)に着色できる点ではその利点が顕著である。
以下、図面を示して本発明の断熱合わせガラスの実施形態について説明する。
図1は本発明の第一実施形態に係る断熱合わせガラス1の層構成を模式的に示す断面図である。図1に示すように、断熱合わせガラス1は、第一のガラス板11、無機微粒子を含まない樹脂層21、調整コレステリック樹脂層31、着色バインダー層41及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス1によれば、調整コレステリック樹脂層31が赤外線を反射するため、赤外線の透過率を下げ、ひいては日射透過率を下げることができる。また、調整コレステリック樹脂層31は赤外領域の光を選択的に反射し、可視光線を遮る作用は小さいため、断熱合わせガラス1によれば可視光線透過率を高く維持することができる。また、着色バインダー層41が顔料を含むため、断熱合わせガラス1を所望の色に着色することができる。さらに、調整コレステリック樹脂層31は可視光線を遮る作用は小さいため、顔料の種類及び量を高い自由度で設定することが可能である。
図2は本発明の第二実施形態に係る断熱合わせガラス2の層構成を模式的に示す断面図である。図2に示すように、断熱合わせガラス2は、第一のガラス板11、着色バインダー層41、調整コレステリック樹脂層31、微粒子含有樹脂層22及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス2によれば、第一実施形態に係る断熱合わせガラス1と同様の効果が得られる。さらに、微粒子含有樹脂層22に含まれる無機微粒子により赤外線を吸収できるため、赤外線の透過率を更に下げることができる。
図3は本発明の第三実施形態に係る断熱合わせガラス3の層構成を模式的に示す断面図である。図3に示すように、断熱合わせガラス3は、第一のガラス板11、顔料を含まないバインダー層42、第一の調整コレステリック樹脂層31、着色バインダー層41、第二の調整コレステリック樹脂層32、微粒子含有樹脂層22及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス3によれば、第二実施形態に係る断熱合わせガラス2と同様の効果が得られる。また、断熱合わせガラス3は調整コレステリック樹脂層31,32を2層備えているため、赤外線の透過率を更に下げることができる。この際、第一の調整コレステリック樹脂層31と第二の調整コレステリック樹脂層32を、その捩れ方向が異なるようにすれば、調整コレステリック樹脂層31,32により右円偏光及び左円偏光の両方の円偏光を反射できるため、特に効果的に赤外線の透過率を下げることができる。
図4は本発明の第四実施形態に係る断熱合わせガラス4の層構成を模式的に示す断面図である。図4に示すように、断熱合わせガラス4は、第一のガラス板11、顔料を含まないバインダー層42、第一の調整コレステリック樹脂層31、ネマチック樹脂層51、着色バインダー層41、第二の調整コレステリック樹脂層32、微粒子含有樹脂層22及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス4によれば、第二実施形態に係る断熱合わせガラス2と同様の効果が得られる。また、断熱合わせガラス4は調整コレステリック樹脂層31,32を2層備えているため、赤外線の透過率を更に下げることができる。この際、第一の調整コレステリック樹脂層31と第二の調整コレステリック樹脂層32を、その捩れ方向が同一になるようにすれば、調整コレステリック樹脂層31,32により更に多くの偏光を反射できるため、効果的に赤外線の透過率を下げることができる。特に、ネマチック樹脂層51により調整コレステリック樹脂層31,32の選択反射帯域の光に略1/2波長の正面レターデーションを与えることができる場合には、右円偏光及び左円偏光の両方の円偏光を反射できるため、特に効果が顕著である。
図5は本発明の第五実施形態に係る断熱合わせガラス5の層構成を模式的に示す断面図である。図5に示すように、断熱合わせガラス5は、第一のガラス板11、顔料を含まないバインダー層42、第一の調整コレステリック樹脂層31、ネマチック樹脂層51、着色バインダー層41、第二の調整コレステリック樹脂層32、顔料を含まないバインダー層43、無機微粒子を含まない樹脂層21、微粒子含有樹脂層22及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス5によれば、第四実施形態に係る断熱合わせガラス4と同様の効果が得られる。
図6は本発明の第六実施形態に係る断熱合わせガラス6の層構成を模式的に示す断面図である。図6に示すように、断熱合わせガラス6は、第一のガラス板11、顔料を含まないバインダー層42、第一の調整コレステリック樹脂層31、第一の調整コレステリック樹脂層31の製造に用いた配向膜61、ネマチック樹脂層51、着色バインダー層41、第二の調整コレステリック樹脂層32、顔料を含まないバインダー層43、無機微粒子を含まない樹脂層21、微粒子含有樹脂層22及び第二のガラス板12を、この順に備える。
このような断熱合わせガラス6によれば、第四実施形態に係る断熱合わせガラス4と同様の効果が得られる。
なお、本発明の断熱合わせガラスの構成は上述した第一〜第六実施形態で説明した構成に限定されるものではない。
また、第一〜第六実施形態で説明した断熱合わせガラス1〜6から第一及び第二のガラス板11,12を除いた構成の部材は、本発明の断熱部材に該当する。このように本発明の断熱部材は通常はガラス板と組み合わせて断熱合わせガラスの中間膜として用いるが、ガラス板以外の部材と組み合わせて使用しても良い。
なお、以下の実施例において、「Me」はメチル基を表し、「Et」はエチル基を表す。
表1に示す配合割合で使用材料の各成分を混合し、固形分約40重量%の重合性液晶組成物Aを調製した。
表1に示す界面活性剤としては、ネオス社製のフタージェント209Fを用いた。
表1に示す光重合開始剤としては、チバジャパン社製のイルガキュアOXE02を用いた。
フィルムAを偏光顕微鏡で観察したところ、配向欠陥は皆無であり、ヘイズのない透明なコレステリック樹脂層が形成されていることが確認できた。
表2に示す配合割合で使用材料の各成分を混合し、ネマチック液晶組成物Cを調製した。
表2において、重合性液晶化合物(3)としては、BASF社製のパリオカラーLC242(屈折率異方性Δn=0.14)を用いた。
フィルムCを偏光顕微鏡で観察したところ、配向欠陥は皆無であり、ヘイズのない透明なネマチック樹脂層が形成されていることが確認できた。なお、コレステリック樹脂層の空気界面側のダイレクターが揃っていたために、特別な配向処理を施すことなく配向欠陥のないネマチック規則性が得られたものと考えられる。
顔料(商品名「クロモフタールVioletB」、チバジャパン社)を0.0045重量部、顔料(商品名「クロモフタールBlueA3R」、チバジャパン社)を0.0055重量部、及び、酢酸エチルを10重量部混合し、30分間超音波処理した後、粘着剤(商品名「SKダイン2094」、綜研化学社)5重量部および硬化剤(商品名「E−AX」、綜研化学社)0.014重量部を加えて攪拌し、バインダー組成物を調製した。
また、同様の要領で、フィルムEのネマチック樹脂層とフィルムBのコレステリック樹脂層とをバインダー層を介して貼り合わせてフィルムJを得た。
さらに、バインダー組成物を♯100のバーを使用して、フィルムAのコレステリック樹脂層上に塗布し、100℃で1分間乾燥して、バインダー層を形成した。得られたフィルムをフィルムKとする。
スズドープ酸化インジウム(メジアン径60μm)を1重量%の濃度で分散した厚み0.7mmのポリビニルブチラールシートとフィルムHとを150℃で2分間貼り合せ処理をして、断熱部材を得た。
得られた断熱部材の目視による色調は青紫で、ヘイズのないものであった。
得られた断熱部材について、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光社製、V−570)を用いて波長300nm〜2100nmの透過スペクトルと反射スペクトルを測定し、イエローインデックス並びに色相a*及びb*を測定した。外観は無彩色(ニュートラルグレー)だった。さらにJIS R3106に従って可視光線透過率と日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
フィルムHの代わりにフィルムIを用いたこと以外は実施例1と同様にして、断熱部材を得た。得られた断熱部材について、実施例1と同様にしてイエローインデックス、色相a*及びb*、可視光線透過率並びに日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
スズドープ酸化インジウムをアンチモンドープ酸化スズ(メジアン径60μm)に代えたこと以外は実施例2と同様にして、断熱部材を得た。得られた断熱部材について、実施例1と同様にしてイエローインデックス、色相a*及びb*、可視光線透過率並びに日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
フィルムHの代わりにフィルムJを用いたこと以外は実施例1と同様にして、断熱部材を得た。得られた断熱部材について、実施例1と同様にしてイエローインデックス、色相a*及びb*、可視光線透過率並びに日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
スズドープ酸化インジウムをアンチモンドープ酸化スズに代えたこと以外は実施例4と同様にして、断熱部材を得た。得られた断熱部材について、実施例1と同様にしてイエローインデックス、色相a*及びb*、可視光線透過率並びに日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
フィルムHの代わりにフィルムKを用いたこと以外は実施例1と同様にして、断熱部材を得た。得られた断熱部材について、実施例1と同様にしてイエローインデックス、色相a*及びb*、可視光線透過率並びに日射透過率を測定した。結果を表3に示す。
実施例2において、表4に示すように使用するワイヤーバーを使い分けてネマチック液晶組成物の膜厚を変えて塗布したこと以外は同様にして断熱部材を作製した。すなわち、表4に示すように使用するワイヤーバーを使い分けることにより、ネマチック液晶組成物Cの乾燥膜厚を変えて塗布したこと以外はフィルムDと同様のフィルムを作製し、そうして得られたフィルムをフィルムDの代わりに用いたこと以外はフィルムIと同様のフィルムを作製し、そのフィルムをフィルムIの代わりに用いたこと以外は実施例2と同様にして断熱部材を製造した。
さらに、ネマチック樹脂層の正面レターデーションReを、ネマチック樹脂層の屈折率異方性Δn0.14とネマチック樹脂層の厚み(nm)を乗じて求め、表4に示す。
実施例2で作製した断熱部材のスズドープ酸化インジウムを含むポリビニルブチラールシート側に、厚さ2.76mmのグリーンガラスを配置した。また、その反対側にはポリビニルブチラールシートおよびグリーンガラスをこの順に配置した。その後、150℃で30分間加熱して、断熱合せガラスを作製した。
本発明の断熱合わせガラスは、例えば、車両用又は建造物用の窓材、透光性の壁材、透明容器等として用いて好適である。
11,12 ガラス板
21 無機微粒子を含まない樹脂層
22 微粒子含有樹脂層
31 調製コレステリック樹脂層
32 調製コレステリック樹脂層
41 着色バインダー層
42,43 顔料を含まないバインダー層
51 ネマチック樹脂層
61 配向膜
Claims (14)
- 屈折率異方性Δnが0.21以上の液晶化合物を含む液晶組成物を硬化してなり、800nm〜2500nmの波長領域において入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の波長幅で有するようにコレステリック規則性が調整された少なくとも1層のコレステリック樹脂層と、
顔料を含むバインダー層とを備え、
イエローインデックスが2.0以下である、断熱部材。 - 無機微粒子を含む樹脂層を備える、請求項1記載の断熱部材。
- 可視光線透過率が60%以上で、且つ、日射透過率が60%以下である、請求項1又は2記載の断熱部材。
- 同一の捩れ方向及びコレステリック規則性を有する2層の前記コレステリック樹脂層を備え、
前記2層のコレステリック樹脂層の間にネマチック樹脂層を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の断熱部材。 - 前記ネマチック樹脂層の波長550nmにおける正面レターデーションが400nm以上800nm以下である、請求項4記載の断熱部材。
- 前記顔料が、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロール系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料からなる群より選ばれる1種類以上の顔料である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の断熱部材。
- 前記コレステリック樹脂層が、式(1)で表される化合物を含有する液晶組成物から形成されたものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の断熱部材。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、−OR3、−O−C(=O)−R3、および−C(=O)−OR3からなる群より選ばれるいずれかを表す。ここで、R3は、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。R3がアルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR4−C(=O)−、−C(=O)−NR4−、−NR4−、−C(=O)−、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる1以上の基が介在していてもよい(ただし、−O−及び−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。ここで、R4は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
nは、それぞれ独立に、2〜12の整数を表す。) - 前記ネマチック樹脂層が、式(1)で表される化合物を含有する液晶組成物から形成された、請求項4又は5記載の断熱部材。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、−OR3、−O−C(=O)−R3、および−C(=O)−OR3からなる群より選ばれるいずれかを表す。ここで、R3は、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。R3がアルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR4−C(=O)−、−C(=O)−NR4−、−NR4−、−C(=O)−、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる1以上の基が介在していてもよい(ただし、−O−及び−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。ここで、R4は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
nは、それぞれ独立に、2〜12の整数を表す。) - 前記無機微粒子が、金属酸化物微粒子又は6ホウ化物微粒子の一方又は両方である、請求項2記載の断熱部材。
- 前記無機微粒子を含む樹脂層が、ポリビニルブチラール又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を含む、請求項2又は11記載の断熱部材。
- 2枚のガラス板を備え、
前記2枚のガラス板の間に、請求項1〜12のいずれか一項に記載の断熱部材を備える、断熱合わせガラス。 - 2枚のガラス板を備え、
前記2枚のガラス板の間に、屈折率異方性Δnが0.21以上の液晶化合物を含む液晶組成物を硬化してなり800nm〜2500nmの波長領域において入射光の40%以上を反射する帯域を300nm以上の波長幅で有するようにコレステリック規則性が調整された少なくとも1層のコレステリック樹脂層と、無機微粒子を含む樹脂層と、顔料を含むバインダー層とを備え、
前記コレステリック樹脂層のうち少なくとも1層が、前記無機微粒子を含む樹脂層と赤外線源との間に位置する、断熱合わせガラス物品。
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