JP5961498B2 - 熱線カットフィルムおよびその製造方法、合わせガラス並びに熱線カット部材 - Google Patents

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Description

本発明はコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を複数有する熱線カットフィルムであって、主に建造物及び車両等の窓の遮熱に利用される熱線カットフィルムとその製造方法に関する。また、本発明は、前記熱線カットフィルムを利用した赤外光反射性の合わせガラスおよび熱線カット部材に関する。
近年、環境・エネルギーへの関心の高まりから省エネに関する工業製品へのニーズは高く、その一つとして住宅及び自動車等の窓ガラスの遮熱、つまり日光による熱負荷を減少させるのに効果のある、ガラス及びフィルムが求められている。日光による熱負荷を減少させるのには、太陽光スペクトルの可視光領域または赤外領域のいずれかの太陽光線の透過を防ぐことが必要である。
断熱・遮熱性の高いエコガラスとしてよく用いられるのがLow−Eペアガラスと呼ばれる熱放射を遮断する特殊な金属膜をコーティングした複層ガラスである。特殊な金属膜は、例えば真空成膜法により複数層を積層することで作製できる。真空成膜によって作製される、これらの特殊な金属膜のコーティングは反射性能に非常に優れるものの、真空プロセスは生産性が低く、生産コストが高い。また、金属膜を使うと、電磁波を同時に遮蔽してしまうために携帯電話等の使用では、電波障害を引き起こしたり、自動車に使用した場合にはETCが使えなくなったりするなどの問題がある。
これに対し、特許文献1に記載のコレステリック液晶によって赤外線を選択的に反射する方法が知られており、特許文献1に記載の方法では赤外線のみを反射できることから、電磁波の遮蔽の問題を解決することができる。
しかしながら、コレステリック液晶のみで赤外線を広帯域にわたってカットしようとすると、コレステリック液晶による選択反射波長が狭いことから積層数が多くなり、またコレステリック液晶による選択反射によって長波長側(1200〜2000nm)の波長をカットする場合は、膜厚が厚くする必要があり、材料費が高くなるのが実情であった。例えば、特許文献1では、4層以上のコレステリック反射層と1400〜2500nmを吸収する金属酸化物を含有する層を塗布により設けているが、この時点で5回の塗布回数が必要であった。なお、特許文献1の構成においてさらに遮熱性能を向上させるためには、1400nm未満の波長をさらに反射する反射層が必要であり、その場合は塗布回数が6回以上必要となる。
一方、特許文献2には、コレステリック液晶層と酸化タングステン化合物を組み合わせた赤外線吸収材について記載がある。
特開2011−154215号公報 特開2009−227938号公報
しかしながら、本発明者が特許文献2に記載の赤外線吸収材について検討したところ、酸化タングステン化合物の呈する青味を打ち消すために、コレステリック液晶層は赤色を反射する層ために設けられたのみであり、反射帯域が短波長すぎるものであることがわかった。そのため、熱線カットフィルムとしては近赤外光の反射または吸収が不足し、遮熱性能を十分に出せない点で改善が求められるものであることがわかった。
本発明が解決しようとする課題は、高透明かつ遮熱性能の高い熱線カットフィルムを提供することである。さらに、そのような特性を満たす熱線カットフィルムを塗布回数および材料費の少ない層構成で製造することができる、熱線カットフィルムの製造方法を提供することである。
前記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討した結果、コレステリック液晶で重価係数の高い波長帯域のみを反射し、残りの赤外領域を赤外吸収能が高い酸化タングステン赤外線吸収材で吸収させる構成にすることにより、液晶材料の使用量と塗布回数を減らしつつ、高透明かつ遮熱性能の高い熱線カットフィルムを提供することができることがわかった。
上記課題を解決するための手段である本発明は、以下のとおりである。
[1] 基板上に、コレスレリック液晶相を固定化してなる少なくとも2つの光反射層X1および光反射層X2と、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層とを有し、前記光反射層X1および前記光反射層X2は互いに逆方向の円偏光を反射し、前記光反射層X1および前記光反射層X2の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内で互いに実質的に等しく、すべての前記コレスレリック液晶相を固定化してなる光反射層の反射率の合計が80%以上である熱線カットフィルム。
[2] [1]に記載の熱線カットフィルムは、熱線カットフィルムの可視光透過率が70%以上、850nmでの透過率が10%以下であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の熱線カットフィルムは、前記光反射層X1は右旋回性のキラル剤を含有し、前記光反射層X2は左旋回性のキラル剤を含有することが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項に記載の熱線カットフィルムは、前記基板がプラスチック基板であることが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、前記光反射層X1は、ラビングをかけたプラスチック基板上に塗布された液晶組成物をコレステリック液晶相とし、紫外線照射により固定化することで形成された層であり、前記光反射層X2は、前記光反射層X1の表面に塗布された液晶組成物をコレステリック液晶相とし、紫外線照射により固定化することで形成された層であることが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、前記複合タングステン酸化物は、下記一般式(1)で表されることが好ましい。
xWOy・・・一般式(1)
(MはCs、Na、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、FeおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、0.1≦x≦0.5であり、2.2≦y≦3.0である。)
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の熱線カットフィルムは、前記複合タングステン酸化物微粒子の平均粒径が5〜500nmであることが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか一項に記載の熱線カットフィルムは、前記赤外線吸収層が、前記複合タングステン酸化物微粒子が紫外線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂に分散された層であることが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、前記赤外線吸収層が、塗布により形成されてなることが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、前記赤線線吸収層は、IR顔料、色調調整剤、UV吸収剤、光安定剤および酸化防止剤のうち少なくとも1種を含有することが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、ヘイズが1%以下であることが好ましい。
[12] [1]〜[11]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、熱線カットフィルムがさらにコレステリック液晶相を固定化してなる紫外線反射層を有することが好ましい。
[13] [1]〜[12]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムは、熱線カットフィルムがさらに、易接着層、ハードコート層、紫外線吸収層、粘着層および表面保護層のうち少なくとも1種を有することが好ましい。
[14] [13]に記載する熱線カットフィルムは、前記易接着層がポリビニルブチラール樹脂を含有することが好ましい。
[15] [13]または[14]に記載の熱線カットフィルムは、前記易接着層が少なくとも1種の紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
[16] 基板の表面上にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X1を塗布により形成する工程と、前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1側にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X2を塗布により形成する工程と、前記光反射層X1および前記光反射層X2を有する基板の前記光反射層X2側に複合タングステン酸化物微粒子を含有する塗布液を塗布して赤外線吸収層を形成する工程とを含むことを特徴とする[1]に記載の熱線カットフィルムの製造方法。
[17] 前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1側に、他の光反射層X3を介して、前記光反射層X2を塗布により形成することを特徴とすることを特徴とする[16]に記載の熱線カットフィルムの製造方法。
[18] 前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1の表面上に、前記光反射層X2を塗布により形成し、さらに前記光反射層X2と、前記赤外線吸収層との間に、他の光反射層X3を塗布により形成することを特徴とすることを特徴とする[16]に記載の熱線カットフィルムの製造方法。
[19] [16]〜18のいずれか一項に記載の熱線カットフィルムの製造方法は、前記光反射層X1を塗布により形成する工程と前記光反射層X2を塗布により形成する工程が、基板の表面上に、硬化性コレステリック液晶化合物を含む硬化性液晶組成物を塗布し、塗布された前記硬化性液晶組成物を乾燥して、前記硬化性コレステリック液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相の状態に配向させ、前記硬化性液晶組成物の硬化反応を進行させてコレステリック液晶相を固定することを含むことが好ましい。
[20] 2枚のガラス板と、該2枚のガラス板の間に挟まれた[1]〜[15]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムとを有することを特徴とする合わせガラス。
[21] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムを含み、建造物または車両の窓への張り合わせ用であることを特徴とする熱線カット部材。
[22] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムを含み、車両のフロントガラス用であることを特徴とする熱線カット部材。
本発明によれば、高透明かつ遮熱性能の高い熱線カットフィルムを提供することができる。
本発明の熱線カットフィルムの一例の断面概略図である。 本発明の熱線カットフィルムの他の一例の断面概略図である。
以下、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。なお、本明細書中、ガラス板に挟持された積層体とは、ガラス板/中間膜/赤外光反射層(または熱線カットフィルム)/中間膜/ガラス板の順に積層されたものであり、かつ、加熱しながら圧着される前のもののことを言う。また、合わせガラスとは、前記ガラス板に挟持された積層体を加熱しながら圧着したもののことを言う。
また、本明細書において、コレステリック液晶相を固定してなる層(光反射層)の屈折率異方性Δnは、以下のとおり定義される。
本明細書においては、コレステリック液晶相を固定して形成される層の屈折率異方性Δnは、選択反射特性を示す波長(具体的には、波長1000nm近傍)でのΔnを意味する。具体的には、まず、サンプルとして、螺旋軸を膜面に対して均一に配向させたコレステリック液晶相を固定した層を配向処理した、若しくは配向膜を付与した基板(ガラス、フィルム)上に形成する。当該層の選択反射を測定し、そのピーク幅Hwを求める。また、サンプルの螺旋ピッチpを別途測定する。螺旋ピッチは、断面TEM観察することによって測定可能である。これらの値を以下の式に代入することで、サンプルの屈折率異方性Δnを求めることができる。
Δn=Hw/p
また、本明細書中、「反射中心波長」とは、正面方向(実質は、正面から5°以内の方向)から測定した反射スペクトルの最大のピークを示す波長のことを言う。
また、本明細書中、各層の「反射中心波長が(互いに)実質的に等しい」については、本発明が属する技術分野において一般的に許容される誤差も考慮されることは勿論である。一般的には、反射中心波長については±30nm程度の差があっても実質的に等しいとみなされ、±20nm以内の差であることが好ましく、±10nm以内の差であることがより好ましい。
[熱線カットフィルム]
本発明の熱線カットフィルムは、基板上に、コレスレリック液晶相を固定化してなる少なくとも2つの光反射層X1および光反射層X2と、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層とを有し、前記光反射層X1および前記光反射層X2は互いに逆方向の円偏光を反射し、前記光反射層X1および前記光反射層X2の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内で互いに実質的に等しく、すべての前記コレスレリック液晶相を固定化してなる光反射層の反射率が80%以上であることを特徴とする。このような構成により、高透明かつ遮熱性能の高い熱線カットフィルムを提供することができる。
以下、本発明の好ましい態様について説明する。
<熱線カットフィルムの構成>
本発明の赤外光反射層は、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を有することを特徴とする。前記コレステリック液晶相を固定してなる光反射層の積層数は2以上であれば特に制限はなく、例えば2〜10層とすることができ、2〜8層が好ましく、2〜6層がより好ましく、1200〜2000nmの赤外光を反射するための液晶層数を減らし、複合タングステン微粒子が含有する赤外線吸収層を使用してヘイズを下げる観点からは2〜4層が特に好ましく、2または3層がより特に好ましく、3層がよりさらに特に好ましい。
基板と、コレスレリック液晶相を固定化してなる少なくとも2つの光反射層X1および光反射層X2は前記基板側からこの順で積層されたことが好ましい。
本発明の熱線カットフィルムは、基板の一方の表面上のみに光反射層を積層した構成であってもよいし、また、基板の双方の表面上に光反射層を積層した構成であってもよい。
本発明の熱線カットフィルムは、基板の一方の表面上のみに光反射層を積層した構成の熱線カットフィルム2組を、別の基板の両面に積層した態様であることも好ましく、その場合は該別の基板が1/2波長の位相差を有する位相差板であることが好ましい。さらにその場合は、形成した熱線カットフィルムから基板を剥離し、光反射層/ 1/2波長の位相差を有する位相差板/光反射層の構成とすることがより好ましい。
本発明の熱線カットフィルムは、合わせガラス等の他の支持部材に一体化させて用いられてもよい。その際に、光反射層とともに基板も、他の支持部材と一体化してもよいし、基板を剥離して、光反射層を支持部材と一体化してもよい。
以下、図面を用いて、本発明の熱線カットフィルムの好ましい実施形態について説明する。但し、本発明の熱線カットフィルムのコレステリック液晶層の態様は、図1および図2に示す態様に限定されるものではない。
図1に示す熱線カットフィルムは、基板12の一方の表面に、それぞれ、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層X1(以下、光反射層14aとも言う)、光反射層X2(以下、光反射層14bとも言う)および赤外線吸収層20を有する。ただし、本発明においては、光反射層14a、14b及び赤外線吸収層20の基板12からの積層順はこの順に限定されるが、さらに他の層が各層の間に含まれていてもよく、図1の記載される順番以外の積層順の熱線カットフィルムも本発明に含まれる。
例えば、本発明の熱線カットフィルムは、前記基板の前記光反射層X1側に、他の光反射層X3を介して、前記光反射層X2が設けられていてもよい。
また、本発明の熱線カットフィルムは、前記光反射層X1側に隣接して前記光反射層X2が設けられ、さらに前記光反射層X2と前記赤外線吸収層との間に、他の光反射層X3が設けられていてもよい。
前記光反射層X3は1層であっても、2層以上であってもよい。図2に、本発明の他の実施態様の熱線カットフィルムの断面図を示す。図2に示す熱線カットフィルムは、基板12の一方の表面に、光反射層X1(光反射層14a)、光反射層X2(光反射層14b)、光反射層X3(光反射層16a)および光反射層X3(光反射層16b)を有する。ここで、2層の光反射層X3、すなわち光反射層16bは光反射層16aと反射中心波長が実質的に等しく、コレステリック液晶相の螺旋方向が逆であることが好ましい。
これらの態様の中でも、本発明の熱線カットフィルムは、前記基板の前記光反射層X1側に、他の光反射層X3を介して、前記光反射層X2が設けられていている態様が好ましく、前記基板の前記光反射層X1側に、1層からなる他の光反射層X3を介して、前記光反射層X2が設けられていている態様がより好ましく、前記基板、前記光反射層X1、1層からなる前記光反射層X3および前記光反射層X2がこの順に互いに隣接して設けられている態様が特に好ましい。
(その他の態様)
また、本発明の熱線カットフィルムは、反射波長をより広帯域化することを目的として、前記複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層以外の他の熱線カットフィルムと組み合わせて用いても勿論よい。また、コレステリック液晶相の選択反射特性以外の原理により所定の波長の光を反射する光反射層を有していてもよい。組合せ可能な部材としては、特表平4−504555号公報に記載の複合膜及びそれを構成している各層、並びに特表2008−545556号公報に記載の多層ラミネート等が挙げられる。
また、本発明の熱線カットフィルムは、例えば、1400〜2500nmに対しても、それぞれの波長域に合わせた選択反射特性を有していてもよい。例えば、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を、特には、互いに逆の旋光性(即ち右又は左旋光性)のコレステリック液晶相を固定してなる光反射層をさらに積層することにより、選択反射波長域を広帯域化し、遮熱性能をより向上させることができる。
<熱線カットフィルムの特徴>
(可視光透過率)
本発明の熱線カットフィルムは、熱線カットフィルムの可視光透過率が70%以上であることが好ましく、72%以上であることがより好ましく、74%以上であることが特に好ましい。
(850nmでの透過率)
本発明の熱線カットフィルムは、850nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることが特に好ましい。
(ヘイズ)
本発明の熱線カットフィルムは、ヘイズが1%以下であることが好ましく、0.8%以下であることがより好ましく、0.7%以下であることが特に好ましい。
(光反射層)
本発明の熱線カットフィルムは、コレスレリック液晶相を固定化してなる少なくとも2つの光反射層X1および光反射層X2を有し、前記光反射層X1および前記光反射層X2は互いに逆方向の円偏光を反射し、前記光反射層X1および前記光反射層X2の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内で互いに実質的に等しく、すべての前記コレスレリック液晶相を固定化してなる光反射層の反射率が80%以上である。
本発明の熱線カットフィルムは、前記コレスレリック液晶相を固定化してなる光反射層の反射率が80%以上であり、85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
本発明の熱線カットフィルムは、それぞれコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X1および光反射層X2を有し、前記光反射層X1および前記光反射層X2は互いに逆方向の円偏光を反射し、前記光反射層X1および前記光反射層X2の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内で互いに実質的に等しい。
前記光反射層X1および前記光反射層X2が互いに逆方向の円偏光を反射する態様としては特に制限はないが、本発明の熱線カットフィルムは、前記光反射層X1は右旋回性のキラル剤を含有し、前記光反射層X2は左旋回性のキラル剤を含有することが好ましい。
本発明の熱線カットフィルムが前記光反射層X3をさらに有する場合、前記光反射層X3の反射中心波長は800〜1400nmの範囲内であることが好ましい。特に前記光反射層X3が1層である場合(例えば、前記基板、前記光反射層X1、1層からなる前記光反射層X3および前記光反射層X2がこの順に互いに隣接して設けられている態様の場合)、前記光反射層X3の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内であることが好ましく、前記光反射層X1と同じ方向の円偏光を反射できることが好ましい。
また、各光反射層の厚みは、1μm〜8μm程度(好ましくは3〜7μm程度)である。但し、これらの範囲に限定されるものではない。層の形成に用いる材料(主には液晶材料及びキラル剤)の種類及びその濃度等を調整することで、所望の螺旋ピッチの光反射層を形成することができる。また層の厚みは、塗布量を調整することで所望の範囲とすることができる。
−光反射層形成用材料−
本発明の熱線カットフィルムでは、各光反射層の形成に、硬化性の液晶組成物を用いるのが好ましい。前記液晶組成物の一例として、棒状液晶化合物、光学活性化合物(キラル剤)、及び重合開始剤を少なくとも含有する態様が好ましい。各成分を2種以上含んでいてもよい。例えば、重合性の液晶化合物と非重合性の液晶化合物との併用が可能である。また、低分子液晶化合物と高分子液晶化合物との併用も可能である。更に、配向の均一性や塗布適性、膜強度を向上させるために、水平配向剤、ムラ防止剤、ハジキ防止剤、及び重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、前記液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
(1) 液晶化合物
本発明に使用可能な液晶化合物は、いわゆる棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよく、特に限定されない。その中でも、棒状液晶化合物であることが好ましい。
本発明に使用可能な棒状液晶化合物の例は、棒状ネマチック液晶化合物である。前記棒状ネマチック液晶化合物の例には、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
本発明に利用する棒状液晶化合物は、重合性であっても非重合性であってもよい。重合性基を有しない棒状液晶化合物については、様々な文献(例えば、Y. Goto et.al., Mol.Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp.23−28)に記載がある。
重合性棒状液晶化合物は、重合性基を棒状液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、棒状液晶化合物の分子中に導入できる。重合性棒状液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個である。重合性棒状液晶化合物の例は、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び特開2001−328973号公報などに記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
(2) 光学活性化合物(キラル剤)
前記液晶組成物は、コレステリック液晶相を示すものであり、そのためには、光学活性化合物を含有しているのが好ましい。但し、上記棒状液晶化合物が不斉炭素原子を有する分子である場合には、光学活性化合物を添加しなくても、コレステリック液晶相を安定的に形成可能である場合もある。前記光学活性化合物は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)から選択することができる。光学活性化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もカイラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。光学活性化合物(キラル剤)は、重合性基を有していてもよい。光学活性化合物が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性光学活性化合物と重合性棒状液晶合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、光学活性化合物から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性光学活性化合物が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、光学活性化合物の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、光学活性化合物は、液晶化合物であってもよい。
前記液晶組成物中の光学活性化合物は、併用される液晶化合物に対して、1〜30モル%であることが好ましい。光学活性化合物の使用量は、より少なくした方が液晶性に影響を及ぼさないことが多いため好まれる。従って、キラル剤として用いられる光学活性化合物は、少量でも所望の螺旋ピッチの捩れ配向を達成可能なように、強い捩り力のある化合物が好ましい。この様な、強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2003−287623号公報に記載のキラル剤が挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。
(3) 重合開始剤
前記光反射層の形成に用いる液晶組成物は、重合性液晶組成物であるのが好ましく、そのためには、重合開始剤を含有しているのが好ましい。本発明では、紫外線照射により硬化反応を進行させるので、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
光重合開始剤の使用量は、液晶組成物(塗布液の場合は固形分)の0.1〜20質量%であることが好ましく、1〜8質量%であることがさらに好ましい。
(4) 配向制御剤
前記液晶組成物中に、安定的に又は迅速にコレステリック液晶相となるのに寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例には、含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、及び下記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物が含まれる。これらから選択される2種以上を含有していてもよい。これらの化合物は、層の空気界面において、液晶化合物の分子のチルト角を低減若しくは実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味するものとする。液晶化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が生じ難いため、可視光領域での透明性が高くなり、また赤外領域での反射率が増大する。一方、液晶化合物の分子が大きなチルト角で配向すると、コレステリック液晶相の螺旋軸が膜面法線からずれるため、反射率が低下したり、フィンガープリントパターンが発生し、ヘイズの増大や回折性を示したりするため好ましくない。
配向制御剤として利用可能な前記含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマーの例は、特開2007−272185号公報の[0018]〜[0043]等に記載がある。
以下、配向制御剤として利用可能な、下記一般式(X1)〜(X3)について、順に説明する。
Figure 0005961498
式中、R1、R2及びR3は各々独立して、水素原子又は置換基を表し、X1、X2及びX3は単結合又は二価の連結基を表す。R1〜R3で各々表される置換基としては、好ましくは置換もしくは無置換の、アルキル基(中でも、無置換のアルキル基又はフッ素置換アルキル基がより好ましい)、アリール基(中でもフッ素置換アルキル基を有するアリール基が好ましい)、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子である。X1、X2及びX3で各々表される二価の連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、二価の芳香族基、二価のヘテロ環残基、−CO−、―NRa−(Raは炭素原子数が1〜5のアルキル基又は水素原子)、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基は、アルキレン基、フェニレン基、−CO−、−NRa−、−O−、−S−及び−SO2−からなる群より選ばれる二価の連結基又は該群より選ばれる基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがより好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましい。二価の芳香族基の炭素原子数は、6〜10であることが好ましい。
Figure 0005961498
式中、Rは置換基を表し、mは0〜5の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数個のRは同一でも異なっていてもよい。Rとして好ましい置換基は、R1、R2、及びR3で表される置換基の好ましい範囲として挙げたものと同様である。mは、好ましくは1〜3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。
Figure 0005961498
式中、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は各々独立して、水素原子又は置換基を表す。R4、R5、R6、R7、R8及びR9でそれぞれ表される置換基は、好ましくは一般式(XI)におけるR1、R2及びR3で表される置換基の好ましいものとして挙げたものと同様である。
本発明において配向制御剤として使用可能な、前記式(X1)〜(X3)で表される化合物の例には、特開2005−99248号公報に記載の化合物が含まれる。
なお、本発明では、配向制御剤として、前記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物の一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記液晶組成物中における、一般式(X1)〜(X3)のいずれかで表される化合物の添加量は、液晶化合物の質量の0.01〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が特に好ましい。
(基板)
本発明の熱線カットフィルムは、基板を有する。
当該基板は自己支持性があり、上記光反射層を支持するものであれば、材料及び光学的特性についてなんら限定はない。用途によっては、紫外光に対する高い透明性が要求されるであろう。
前記基板(図1や図2などにおける基板12)は、例えば、ポリマーフィルムであり、その光学特性については特に制限はない。本発明の熱線カットフィルムは、前記基板が、プラスチック基板(またはポリマーフィルム)であることが好ましい。本発明では、特に、面内レターデーションReについてバラツキのある部材を基板として用いてもよい。
具体的には、基板12の光学特性については特に制限はなく、位相差を示す位相差板であっても、又は光学的に等方性の基板であってもよい。即ち、基板12は、その光学特性が厳密に調整された、1/2波長の位相差を有する位相差板等の位相差板である必要はない。本発明においては、基板12の波長1000nmにおける面内レターデーションRe(1000)のバラツキが、20nm以上であるポリマーフィルム等からなっていてもよい。さらに、Re(1000)のバラツキが100nm以上であるポリマーフィルム等からなっていてもよい。また基板の面内レターデーションについても特に制限はなく、例えば、波長1000nmの面内レターデーションRe(1000)が、800〜13000nmである位相差板等を用いることができる。
可視光に対する透過性が高いポリマーフィルムとしては、液晶表示装置等の表示装置の部材として用いられる種々の光学フィルム用のポリマーフィルムが挙げられる。前記基板としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム;ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、などが挙げられる。ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロースが好ましい。
前記基板は、所定の光学特性を満足するように、生産工程を管理して製造される、1/2波長の位相差を有する位相差板等の特殊の位相差板であってもよいし、所定の位相差板としては使用不可能なポリマーフィルム等であってもよい。その中でも、本発明の赤外反射板は、前記基板が、1/2波長の位相差を有する位相差板であることが好ましい。また、1/2波長の位相差を有する位相差板を設けることにより、光反射層の積層数を抑えることが、コストや製造負荷、光学特性(ヘイズ)や塗布面状を高める観点から好ましい。なお、1/2波長の位相差を有する位相差板を利用することにより、片方の螺旋方向のコレステリック液晶相を固定した光反射層のみで右円偏光および左円偏光の両方の円偏光を反射でき、コストや製造負荷を抑えることができる。
前記1/2波長の位相差を有する位相差板としては特に制限はなく、必要に応じて適宜変更して好ましいものを用いることができる。
1/2波長の位相差を有する位相差板は、例えば、透明樹脂からなるフィルムを延伸して得られるものを用いることができる。また、特開2002−40258号公報に記載の位相差板も本発明に1/2波長の位相差を有する位相差板として用いることができ、特開2002−40258号公報に記載の内容を本発明に引用して用いることができる。
前記透明樹脂としては、特に制限されないが、0.1mm程度の厚みで全光線透過率が80%以上のものであることが好ましい。前記透明樹脂は、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、鎖状ポリオレフィン系樹脂、脂環式構造を有する重合体樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、等が挙げられる。なかでも、ポリカーボネート系樹脂又は脂環式構造を有する重合体樹脂が好ましい。脂環式構造含有重合体樹脂は、具体的には、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィン系重合体、(3)環状共役ジエン系重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。
前記樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填材、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止材、抗菌剤や熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を添加することができる。
また、1/2波長の位相差を有する位相差板として、液晶化合物を透明樹脂上に塗布・配向・固定化したものや、水晶やサファイアなどの無機結晶、微細な凹凸を樹脂やガラス基板上に設けた構造性複屈折板を用いることもできる。
赤外光反射層を合わせはさむガラスのかわりに、ガラス代替樹脂形成体、もしくはガラス代替樹脂形成体とガラスの組み合わせたものを用いることができる。ガラス代替樹脂の例としては、ポリカーボネート樹脂やアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂などがあげられる。こうしたガラス代替樹脂上にハードコート層をコーティングしたものを用いることもできる。ハードコート層の例としては、アクリル系ハードコート材、シリコーン系ハードコート材、メラミン系ハードコート材や、これらのハードコート材の中にシリカやチタニア、アルミナ、ジルコニアなどの無機微粒子を分散させたものがあげられる。
本発明のλ/2波長の位相差を有する位相差板が入る構成では、前記コレステリック液晶相を固定してなる液晶膜が3層以上の積層体であることが好ましい。この構成では、コレステリック液晶相を固定してなる液晶膜/ λ/2波長の位相差を有する位相差板 /コレステリック液晶相を固定してなる液晶膜となり、全体としては、コレステリック液晶が6層以上積層された積層体となる。
(複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層)
本発明の熱線カットフィルムは、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層を有する。このような構成によって、1100〜2500nm程度の波長域範囲の光を吸収及び/又は反射し、遮熱性をさらに改善することができる。
この様に、複合タングステン酸化物微粒子を利用して、遮熱性を改善した態様は、コレステリック液晶相を固定した光反射層をさらに積層することで広帯域化するよりも、製造適性及び製造コストの点で好ましい。
本発明の熱線カットフィルムは、前記複合タングステン酸化物は、下記一般式(1)で表されることが好ましい。
xWOy・・・一般式(1)
(MはCs、Na、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、FeおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、0.1≦x≦0.5であり、2.2≦y≦3.0である。)
Wはタングステンを示し、Oは酸素を示す。
上記一般式(1)で示される前記複合タングステン酸化物のうち、特にM元素がCsで表わされるセシウム含有酸化タングステンが、近赤外線吸収能が高いことから好適である。
また、上記一般式(1)において、添加されるM元素の添加量はタングステンの含有量を基準としたx/yの値として、0.001≦x/y≦1.1の関係を満足することが好ましく、特にx/yが0.33付近であることが、好適な近赤外線吸収能を示す点で好ましい。また、x/yが0.33付近であると、六方晶の結晶構造をとりやすく、該結晶構造をとることによって、耐久性の点でも好適である。
また、上記一般式(1)における酸素の含有量は、タングステンの含有量を基準としたz/yの値として、2.2≦z/y≦3.0の関係を満足することが好ましい。より具体的には、Cs0.33WO3、Rb0.33WO3、K0.33WO3、Ba0.33WO3などを挙げることができる。
上記無機近赤外線吸収剤は1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を併用することもできる。
本発明の熱線カットフィルムは、前記複合タングステン酸化物微粒子の平均粒径が5〜500nmであることが好ましく、10〜100nmであることがより好ましく、20〜50nmであることが特に好ましい。
前記複合タングステン酸化物微粒子としては、特開2009−227938号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
前記複合タングステン酸化物の製造方法としては、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、金属塩や金属アルコキシドを原料に用い、水を含有する反応系において加水分解することにより、所望の酸化物微粒子を得ることができる。
また、水中で加水分解させる方法以外には有機溶媒中や熱可塑性樹脂が溶解した有機溶媒中で無機微粒子を作製してもよい。これらの方法に用いられる溶媒としては、例えばアセトン、2−ブタノン、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、アニソール等が例として挙げられる。これらは、1種類を単独で使用してもよく、また複数種を混合して使用してもよい。
本発明の熱線カットフィルムは、熱線カットフィルムは、前記赤外線吸収層が、前記複合タングステン酸化物微粒子が紫外線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂に分散された層であることが好ましい。
本発明の熱線カットフィルムは、前記赤線線吸収層は、IR顔料、色調調整剤、UV吸収剤、光安定剤および酸化防止剤のうち少なくとも1種を含有することが好ましい。その中でも、UV吸収剤、光安定剤および酸化防止剤を含有することが、耐光(UV)性の観点から好ましい。
前記複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線吸収層を製造する方法としては特に制限は無く、公知の方法を用いることができる。
本発明の熱線カットフィルムは、前記赤外線吸収層が、塗布により形成されてなることが好ましい。
(その他の層)
また、本発明の熱線カットフィルムは、有機材料及び/又は無機材料を含むその他の層を有していてもよい。
本発明の熱線カットフィルムは、さらにコレステリック液晶相を固定化してなる紫外線反射層を含むことが好ましい。コレステリック液晶相を固定化してなる紫外線反射層は、キラル剤の量を変える(増やす)ことによって選択反射波長を紫外線の波長領域にすること以外は、前記光反射層X1などと同様である。
コレステリック液晶相を固定して形成される各光反射層は、紫外光照射によって、劣化する傾向があり、特に、380nm以下の波長の紫外光に対する劣化が顕著である。本発明では、当該波長域の光を吸収する材料(紫外線吸収剤)を含有する層を配置してもよいが、さらにコレステリック液晶相を固定化してなる紫外線反射層を含むことが劣化を顕著に抑制することができるので好ましい。
また、本発明の熱線カットフィルムは、さらに、易接着層、ハードコート層、紫外線吸収層、粘着層および表面保護層のうち少なくとも1種を有することが好ましい。
前記易接着層は、他の部材(例えば、中間膜シート等)と密着するのを容易とするための層である。前記易接着層は、一方又は双方の最外層として配置されているのが好ましい。例えば、光反射層を基板の一方の表面に配置した態様では、最上層の光反射層の上に、易接着層を配置することができる。及び/又は、基板の裏面(光反射層が配置されていない側の基板の面)に、易接着層を配置することもできる。易接着層の形成に利用される材料は、当該易接着層を光反射層に隣接して形成するか、もしくは基板に隣接して形成するかによって、又は接着する他の部材の材質等によって、種々の材料から選択される。
また、本発明に利用可能な前記非光反射性の層の他の例には、コレステリック液晶相の光反射層と、基板との密着力を上げる下塗り層、及び光反射層を形成する際に利用される、液晶化合物の配向方向をより精密に規定する配向層が含まれる。下塗り層及び配向層は、前記少なくとも1つの光反射層と基板との間に配置されるのが好ましい。また配向層を、光反射層間に配置してもよい。
−易接着層−
本発明の熱線カットフィルムは、一方又は双方の最外層として、易接着層を有していてもよい。易接着層は、例えば、合わせガラス用中間膜との接着性を改善する機能を有する。より具体的には、易接着層は、コレステリック液晶相の光反射層及び/又は基板と、合わせガラス用中間膜との接着性を改善する機能を有する。易接着層の形成に利用可能な材料としては、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂が挙げられる。ポリビニルブチラール樹脂は、ポリビニルアルコール(PVA)とブチルアルデヒドを酸触媒で反応させて生成するポリビニルアセタールの一種であり、下記構造の繰り返し単位を有する樹脂である。
Figure 0005961498
前記易接着層は、塗布により形成するのが好ましい。例えば、コレステリック液晶相の光反射層の表面及び/又は基板の裏面(光反射層が形成されていない側の面)に、塗布により形成してもよい。より具体的には、ポリビニルブチラール樹脂の1種を有機溶媒に溶解して塗布液を調製し、該塗布液を、コレステリック液晶相の光反射層の表面及び/又は基板の裏面に塗布して、所望により加熱して乾燥し、易接着層を形成することができる。塗布液の調製に用いる溶媒としては、例えば、メトキシプロピルアセテート(PGMEA)、メチルエチルケトン(MEK)、イソプロパノール(IPA)等を用いることができる。塗布方法としては、従来公知の種々の方法を利用することができる。乾燥時の温度は、塗布液の調製に用いた材料によって好ましい範囲が異なるが、一般的には、140〜160℃程度であるのが好ましい。乾燥時間についても特に制限はないが、一般的には、5〜10分程度である。
また、前記易接着層は、いわゆるアンダーコート層といわれる、アクリル樹脂、スチレン/アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等からなる層であってもよい。これらの材料からなる易接着層も塗布により形成することができる。なお、市販されているポリマーフィルムの中には、アンダーコート層が付与されているものもあるので、それらの市販品を基板として利用することもできる。
なお、易接着層の厚みは、0.1〜2.0μmが好ましい。
−下塗り層−
本発明の熱線カットフィルムは、コレステリック液晶相の光反射層と基板との間に下塗り層を有していてもよい。コレステリック液晶相の光反射層と基板との密着力が弱いと、コレステリック液晶相の光反射層を積層して製造する際の工程で剥離故障が起き易くなったり、熱線カットフィルムとして合わせガラスにした際の強度(耐衝撃性)低下を引き起こす。よって、下塗り層として、コレステリック液晶層と基板との接着性を向上させることができる層を利用することができる。一方で、基板、又は基板と下塗り層とを剥離して、中間膜シート等の部材と光反射層を一体化する場合は、基板と下塗り層、又は下塗り層とコレステリック液晶相の光反射層との界面には、剥離可能な程度の接着性の弱さが必要である。後工程で積層中間膜シートにすることを考えると、下塗り層と基板との界面で剥離する方が好ましい。
下塗り層の形成に利用可能な材料の例には、アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム(SBR)、水性ポリエステル等が含まれる。また、下塗り層の表面を中間膜と接着する態様では、下塗り層と中間膜との接着性が良好であるのが好ましく、その観点では、下塗り層は、ポリビニルブチラール樹脂も、前記材料とともに含有しているのが好ましい。また、下塗り層は、上記したように密着力を適度に調節する必要があるので、グルタルアルデヒド、2,3−ジヒドロキシ−1,4−ジオキサン等のジアルデヒド類またはホウ酸等の硬膜剤を適宜用いて硬膜させることが好ましい。硬膜剤の添加量は、下塗り層の乾燥質量の0.2〜3.0質量%が好ましい。
下塗り層の厚みは、0.05〜0.5μmが好ましい。
−配向層−
本発明の熱線カットフィルムは、コレステリック液晶相の光反射層と基板との間に配向層を有していてもよい。配向層は、コレステリック液晶層中の液晶化合物の配向方向をより精密に規定する機能を有する。配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或いは光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。配向層は、ポリマーの膜の表面に、ラビング処理により形成するのが好ましい。
配向層は、コレステリック液晶相の光反射層と隣接する必要があるので、コレステリック液晶相の光反射層と基板又は下塗り層との間に設けるのが好ましい。但し、下塗り層が配向層の機能を有していてもよい。また、光反射層の間に配向層を有していてもよい。
配向層は、隣接する、コレステリック液晶相の光反射層、及び下塗り層又は基板のいずれに対しても、ある程度の密着力を有することが好ましい。ただし、後述する本発明の実施態様の一例である、コレステリック液晶相の光反射層から基板を剥離しながら1/2波長の位相差を有する位相差板と貼り合わせて熱線カットフィルムを作製したり、積層中間膜シートを作製する場合には、コレステリック液晶相の光反射層/配向層/下塗り層/基板のいずれかの界面にて、剥離ができる程度の弱さが必要である。剥離する界面は、どの界面でも構わないが、後工程で積層中間膜シートにすることを考えると、配向層と下塗り層との界面で剥離する方が好ましい。
配向層として用いられる材料としては、有機化合物のポリマーが好ましく、それ自体が架橋可能なポリマーか、或いは架橋剤により架橋されるポリマーがよく用いられる。当然、双方の機能を有するポリマーも用いられる。ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレ−ト、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコ−ル及び変性ポリビニルアルコ−ル、ポリ(N−メチロ−ルアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロ−ス、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリ(N−メチロ−ルアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロ−ス、ゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましく、特にポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。また、配向層の表面を中間膜と接着する態様では、配向層と中間膜との接着性が良好であるのが好ましく、その観点では、配向層は、ポリビニルブチラール樹脂も、前記材料とともに含有しているのが好ましい。
前記配向層の厚みは、0.1〜2.0μmが好ましい。
(添加剤)
また、本発明の赤外光反射層および熱線カットフィルムの遮熱効果は、反射特性のみならず、材料の光吸収特性によって遮熱効果を改善することもできる。本発明の赤外光反射層および熱線カットフィルムは、添加剤を任意の層に含んでいてもよい。
例えば、近赤外光域、好ましくは、780〜940nm程度の波長域範囲に吸収特性を示す色材を、基板もしくは少なくとも一つの光反射層に添加することによって、又は該色材を含有する層を別途配置することによって、近赤外域の光を吸収し、遮熱性をさらに改善することもできる。
また、コレステリック液晶相を固定して形成される各光反射層は、紫外光照射によって、劣化する傾向があり、特に、380nm以下の波長の紫外光に対する劣化が顕著であることが、本発明者の検討によりわかった。よって、本発明では、例えば、当該波長域の光を吸収する材料(紫外線吸収剤)を、基板もしくは少なくとも一つの光反射層に添加することによって、又は当該材料を含有する層を別途配置することによって、劣化を顕著に抑制することができるので好ましい。
なお、色材、金属酸化物微粒子及び紫外線吸収剤等は、液晶の配向に影響する場合があるので、これらの材料は、基板もしくは光反射層以外の他の層中に添加する、又は光反射層が他の部材と一体化される場合は、当該部材中に添加することが好ましい。これらの材料は同一の層に添加されていてもよいし、互いに異なる層にそれぞれ添加されていてもよい。それぞれの材料の機能による効果をより効率的に得られるように、それぞれの材料を添加する部材(層、基板等)が決定されるであろう。また、これらの材料の種々の性質(ヘイズに与える影響、溶解性、溶融性、塗布性、溶融性)を考慮して、面状故障などが生じず、透明性を顕著に低下させないように、添加される部材が決定されるであろう。
例えば、紫外線吸収剤は、光反射層と比較して、より先に光が入射する部材に添加されるのが好ましい。当該部材に紫外線吸収剤を添加することにより、光反射層が紫外線によって劣化するのを抑制することができる。
また、色材や金属酸化物微粒子は、光反射層と比較して、より後に光が入射する部材に添加されるのが好ましい。
図面には例示していないが、紫外線吸収剤、色材、金属酸化物微粒子などの添加剤は、本発明の態様において、本発明の赤外光反射層および熱線カットフィルムの任意の層に含まれていてもよい。その中でも、前記添加剤は、前記基板または前記非光反射性の層に含まれていることが好ましく、例えば、易接着層、配向層、下塗り層、基板のいずれかに含有させるのが好ましい。いずれの層に添加するかは、コレステリック液晶相の光反射層と太陽光との位置関係に応じて、選択される。紫外線吸収剤は、コレステリック液晶相の光反射層よりも太陽光に近い側の層に含有させるのが好ましく、色材、金属酸化物微粒子は、コレステリック液晶相の光反射層よりも太陽光に遠い側の層に含有させるのが好ましい。実施態様により、紫外線吸収剤、色材、金属酸化物微粒子それぞれを含有させるのに好ましい層が入れ替わるため、各素材については、適宜、組成や溶媒、使用量などを調整し、最適と思われる含有方法をとることが必要とされる。
(紫外線吸収剤)
本発明の熱線カットフィルムは、光反射層、易接着層、下塗り層、配向層、及び基板の少なくとも1つに、紫外線吸収剤を含有するのが好ましい。紫外線吸収剤の種類によっては、液晶の配向に影響を与えるため、光反射層以外の部材(層、基板等)に添加するのが好ましい。本発明の実施態様は、種々の形態をとり得るが、光反射層と比較して、より先に光が入射する部材中に添加することが好ましい。例えば、屋外側に配置されるガラス板と、コレステリック液晶相の光反射層との間に配置される層中に添加するのが好ましい。或いは、屋外側に配置されるガラス板に接着させられる中間膜や屋外側に配置されるガラス板そのものに含有させることも好ましい。
紫外線吸収剤として使用可能な化合物の例としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾジチオール系、クマリン系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤;酸化チタン、酸化亜鉛などが挙げられる。特に好ましい紫外線吸収剤の例には、Tinuvin326,328,479(いずれもチバ・ジャパン社製)等が含まれる。また、紫外線吸収剤の種類、配合量は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。特に、紫外線吸収剤を含有する部材が、波長380nm以下の紫外線の透過率を0.1%以下にする作用があると、光反射層の劣化を顕著に軽減でき、紫外線による黄変を格段に軽減できるので好ましい。よって、この特性を満足する様に、紫外線吸収剤の種類及び配合量を決定するのが好ましい。
(色材)
本発明の熱線カットフィルムは、光反射層、易接着層、下塗り層、配向層、及び基板の少なくとも1つに、色材を含有するのが好ましい。色材の種類によっては、液晶の配向に影響を与えるため、光反射層以外の部材(層、基板等)に添加するのが好ましい。なお、色材を含有する部材を光が通過する際に生じる拡散や吸収等により、コレステリック液晶相の光反射層での赤外光反射の効率を低下させ、遮熱性能を低下させる場合がある。よって、本発明の実施態様は、種々の形態をとり得るが、光反射層と比較して、より後に光が入射する部材中に添加することが好ましい。より具体的には、室内側に配置されるガラス板と、コレステリック液晶相の光反射層との間に配置される層中に含有するのが好ましい。或いは、室内側に配置されるガラス板に接着させられる中間膜や室内側に配置されるガラス板そのものに含有されることも好ましい。
色材としては、染料、顔料いずれも用いることができる。特に、780〜940nmの波長領域に対する吸収材特性を示す材料を用いると、遮熱性をより改善できるので好ましい。また、着色を軽減できる点でも好ましい。780〜940nmの波長領域に対する吸収材料としては、シアン染料、シアン顔料が好ましい。
シアン染料として用いられる染料の例としては、インドアニリン染料、インドフェノール染料のようなアゾメチン染料;シアニン染料、オキソノール染料、メロシアニン染料のようなポリメチン染料;ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料のようなカルボニウム染料;フタロシアニン染料;アントラキノン染料;例えばカップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類を有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料、インジゴ・チオインジゴ染料を挙げることができる。これらの染料は、クロモフォアの一部が解離して初めてシアンを呈するものであってもよく、その場合のカウンターカチオンはアルカリ金属や、アンモニウムのような無機のカチオンであってもよいし、ピリジニウム、4級アンモニウム塩のような有機のカチオンであってもよく、さらにはそれらを部分構造に有するポリマーカチオンであってもよい。また、ポリアゾ染料などのブラック染料も使用することができる。
シアン顔料として用いられる顔料の例としては、フタロシアニン顔料、アントラキノン系のインダントロン顔料(たとえばC. I. Pigment Blue 60など)、染め付けレーキ顔料系のトリアリールカルボニウム顔料が好ましく、特にフタロシアニン顔料(好ましい例としては、C. I. Pigment Blue 15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6などの銅フタロシアニン、モノクロロないし低塩素化銅フタロシアニン、アルニウムフタロシアニンでは欧州特許860475号に記載の顔料、C. I. Pigment Blue 16である無金属フタロシアニン、中心金属がZn、Ni、Tiであるフタロシアニンなど、中でも好ましいものはC. I. Pigment Blue 15:3、同15:4、アルミニウムフタロシアニン)が最も好ましい。
上記したとおり、光吸収素材である色材を利用すると、可視光線波長領域の透過率スペクトルに偏りが生じ、透過光に色味が生じる場合がある。用途によっては、この特性を積極的に利用して、所望の色となるように色材を選択することができる。一方、用途によっては(例えば、車のフロントガラス等)では、着色が好ましくない場合もある。本発明者が検討したところ、吸収極大波長が780〜940nmである吸収材料とともに、他の吸収特性を示す吸収材料を併用することで、色味をニュートラルに調整し得ることがわかった。例えば、熱線カットフィルムの透過光の色味をニュートラルな方向に調整するためには、上記シアン染料、及び/又はシアン顔料とともに、それ以外の色材(イエロー染料、イエロー顔料、マゼンタ染料、マゼンタ顔料等)を用いることが好ましい。これら色材は、各種文献に記載されている公知のものが利用できる。(染料は特開2005−105175号公報等に、顔料は特開2009−67956号公報等に記載されている。)
<熱線カットフィルムの製造方法>
本発明の熱線カットフィルムにおける、各光反射層は、種々の方法で形成することができる。一例は、後述する塗布により形成する方法であり、より具体的には、コレステリック液晶相を形成し得る硬化性液晶組成物を、基板、配向層、又は光反射層等の表面に塗布し、当該組成物をコレステリック液晶相とした後、硬化反応(例えば、重合反応や架橋反応等)を進行させることで硬化させて、形成することができる。
本発明の熱線カットフィルムは、塗布方法によって作製されるのが好ましい。
基板の表面上にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X1を塗布により形成する工程と、前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1側の表面上にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X2を塗布により形成する工程と、前記光反射層X1および前記光反射層X2を有する基板の前記光反射層X2側の表面上に複合タングステン酸化物微粒子を含有する塗布液を塗布して赤外線吸収層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
さらに、前記光反射層X1を塗布により形成する工程と前記光反射層X2を塗布により形成する工程が、基板の表面上に、硬化性コレステリック液晶化合物を含む硬化性液晶組成物を塗布し、塗布された前記硬化性液晶組成物を乾燥して、前記硬化性コレステリック液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相の状態に配向させ、前記硬化性液晶組成物の硬化反応を進行させてコレステリック液晶相を固定することを含むことが好ましい。
製造方法の一例は、
(1) 基板等の表面に、硬化性の液晶組成物を塗布して、コレステリック液晶相の状態にすること、
(2) 前記硬化性の液晶組成物に紫外線を照射して硬化反応を進行させ、コレステリック液晶相を固定して光反射層を形成すること、
を少なくとも含む製造方法である。
(1)及び(2)の工程を、基板の一方の表面上で2回繰り返すことで図1に示す構成と同様の構成の熱線カットフィルムを作製することができる。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、用いる液晶の種類又は添加されるキラル剤の種類によって調整でき、螺旋ピッチ(すなわち、中心反射波長)は、これらの材料の濃度によって任意に調整できる。また、光反射層の反射する特定の領域の波長は、製造方法のさまざまな要因によってシフトさせることができることが知られており、キラル剤などの添加濃度のほか、コレステリック液晶相を固定するときの温度や照度と照射時間などの条件などでシフトさせることができる。
前記(1)工程では、まず、基板又は下層の光反射層の表面に、前記硬化性液晶組成物を塗布する。前記硬化性の液晶組成物は、溶媒に材料を溶解及び/又は分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。前記塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗膜を形成することもできる。
次に、表面に塗布され、塗膜となった硬化性液晶組成物を、コレステリック液晶相の状態にする。前記硬化性液晶組成物が、溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗膜を乾燥し、溶媒を除去することで、コレステリック液晶相の状態にすることができる場合がある。また、コレステリック液晶相への転移温度とするために、所望により、前記塗膜を加熱してもよい。例えば、一旦等方性相の温度まで加熱し、その後、コレステリック液晶相転移温度まで冷却する等によって、安定的にコレステリック液晶相の状態にすることができる。前記硬化性液晶組成物の液晶相転移温度は、製造適性等の面から10〜250℃の範囲内であることが好ましく、10〜150℃の範囲内であることがより好ましい。10℃未満であると液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるために冷却工程等が必要となることがある。また200℃を超えると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にするために高温を要し、熱エネルギーの浪費、基板の変形、変質等からも不利になる。
次に、(2)の工程では、コレステリック液晶相の状態となった塗膜に、紫外線を照射して、硬化反応を進行させる。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、前記液晶組成物の硬化反応が進行し、コレステリック液晶相が固定されて、光反射層が形成される。
紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、100mJ/cm2〜800mJ/cm2程度が好ましい。また、前記塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定されるであろう。
硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。また、紫外線照射時の温度は、コレステリック液晶相が乱れないように、コレステリック液晶相を呈する温度範囲に維持するのが好ましい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不十分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、10%以下が好ましく、7%以下がさらに好ましく、3%以下が最も好ましい。紫外線照射によって進行される硬化反応(例えば重合反応)の反応率は、層の機械的強度の保持等や未反応物が層から流出するのを抑える等の観点から、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりさらに好ましい。反応率を向上させるためには照射する紫外線の照射量を増大する方法や窒素雰囲気下あるいは加熱条件下での重合が効果的である。また、一旦重合させた後に、重合温度よりも高温状態で保持して熱重合反応によって反応をさらに推し進める方法や、再度紫外線を照射する(ただし、本発明の条件を満足する条件で照射する)方法を用いることもできる。反応率の測定は反応性基(例えば重合性基)の赤外振動スペクトルの吸収強度を、反応進行の前後で比較することによって行うことができる。
上記工程では、コレステリック液晶相が固定されて、光反射層が形成される。ここで、液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、該層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック液晶相の配向状態を固定する。
なお、本発明においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、最終的に光反射層中の液晶組成物がもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
[ガラス用積層中間膜シート]
本発明のガラス用積層中間膜シートは、本発明の赤外光反射層または本発明の熱線カットフィルムと、前記赤外光反射層または前記熱線カットフィルムの少なくとも一方の最外層上に配置された中間膜シートと、を含むことを特徴とする。
(ガラス用積層中間膜シートの特性)
本発明の赤外光反射層または熱線カットフィルムの一方及び/又は双方の表面に、中間膜シートを貼合することができる。本発明のガラス用積層中間膜シートは、前記赤外光反射層または前記熱線カットフィルムの双方の最外層上に、中間膜シートをそれぞれ有することが好ましい。中間膜シートを貼合することにより、合わせガラス用積層中間膜シートとして、合わせガラス中に容易に組み込むことができる。中間膜シートを貼合する際には、基板を残したまま貼合してもよいし、基板を剥離してから貼合してもよいが、後工程で合わせガラスに組み込まれることを考えると、厚みや柔軟性、圧縮耐性を考慮し、基板を剥離してから、中間膜シートと貼合することが好ましい。
中間膜シートとしては、合わせガラスの作製に用いられる一般的な中間膜シートを利用することができる。具体的な例としては、ポリビニルブチラール樹脂又はエチレン・酢酸ビニル共重合体を主原料として含有する組成物から作製されたシート等が挙げられる。
中間膜シートの厚みは、一般的には、380〜760μm程度である。
<ガラス用積層中間膜シートの製造方法>
本発明の熱線カットフィルムは、両面を中間膜シートにて貼合されることにより、中間膜シートに挟まれた合わせガラス用積層中間膜シートとすることができる。
本発明のガラス用積層中間膜シートの製造方法は、
(1) 熱線カットフィルムの一方の表面に、第1の中間膜シートを貼合して第1の積層体を得る第1の工程、及び、
(2) 前記第1の積層体の前記第1の中間膜シートが貼合されている表面の反対の側の表面に、第2の中間膜シートを貼合する第2の工程、
を少なくとも含む製造方法である。第1及び第2の工程は、順次行ってもよいし、同時に行ってもよい。また、一方の工程を実施した後、一旦保管・搬送等し、他方の工程を実施してもよい。
中間膜シートとの貼合には、公知の貼合方法を用いることができるが、ラミネート処理を用いることが好ましい。熱線カットフィルムと中間膜シートとが加工後に剥離してしまわないように、ラミネート処理を実施する場合には、ある程度の加熱及び加圧条件下にて実施することが好ましい。
ラミネートを安定的に行なうには、中間膜シートの接着する側の膜面温度が50〜130℃であることが好ましく、70〜100℃であることがより好ましい。
ラミネート時には加圧することが好ましい。加圧条件は、2.0kg/cm2未満であることが好ましく、0.5〜1.8kg/cm2の範囲であることがより好ましく、0.5〜1.5kg/cm2の範囲であることがさらに好ましい。
また、本発明では、ラミネートと同時に、又はその直後、もしくはその直前に、熱線カットフィルムから基板(又は少なくとも基板を含む積層体)を剥離してもよい。即ち、ラミネート後に得られる積層中間膜シートには、基板が無くてもよい。例えば、本発明の合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法の一例は、前記熱線カットフィルムとして一方の表面上のみに基板が配置された熱線カットフィルムを用いて、前記第1の工程において、前記熱線カットフィルムの前記基板が配置された表面とは反対側の表面に前記第1の中間膜シートとを貼合する工程と同時またはその後に、前記熱線カットフィルムに含まれる基板を前記第1の積層体から剥離する工程と、前記第2の工程において、前記第2の中間膜シートを、前記第1の積層体の前記基板を剥離した面に貼合する工程を含む、ガラス用積層中間膜シートの製造方法である。
この方法により、基板を含まない、ガラス用積層中間膜シートを製造することができ、該ガラス用積層中間膜シートを用いることで、基板を含まない、赤外反射性合わせガラスを容易に作製することができる。破損等無く、安定的に基板を剥離するためには、コレステリック液晶相の光反射層から基板を剥離する際の基板の温度が40℃以上であることが好ましく、40〜60℃であることがより好ましい。
[合わせガラス]
本発明の合わせガラスは、2枚のガラスと、前記2枚のガラスの間に含まれる本発明のガラス用積層中間膜シートとを含むことを特徴とする。
(合わせガラスの構成)
本発明の合わせガラス用積層中間膜シートは、2枚のガラス板の間に挟んで合わせガラスとすることができる。ガラス板としては、一般的なガラス板を利用することができる。 本発明のコレステリック液晶相を用いた熱線カットフィルムと組み合わせて遮熱性能を向上させるためには、可視光領域に吸収を有する熱線吸収ガラスを利用することができる。可視光領域の吸収を調整することにより、ガラスとしての視認性(透過率)と遮熱性能とを調整することが可能である。熱線吸収ガラスは、特許第2544035号公報、特許第2617223号等に記載されているように、鉄、錫、ニッケル、コバルト、セレン等の金属酸化物を含有させることにより、可視光領域の吸収やその透過光としての色味を調整することができる。例えば、自動車用フロントガラスとして用いる場合には、合わせガラスとしてJIS−R−3211で規定される「可視光透過率(標準光源A)70%以上」を満たすように可視光領域の吸収を抑え、透過光色味を調整しながら、遮熱性能を高めることが好ましい。熱線吸収ガラスとしては、可視光透過率(標準光源A)が80〜95%の範囲にあり、標準A光源を用いて測定した主波長が495〜560nmの範囲にあるものが好ましい。
ガラス板の厚みについては特に制限はなく、用途に応じて好ましい範囲が変動する。例えば、輸送車両のフロントガラス(ウインドウシールド)の用途では、一般的には、2.0〜2.3mmの厚みのガラス板を用いるのが好ましい。また、家屋やビル等の建物用遮熱性窓材の用途では、一般的には、40〜300μm程度の厚みのガラス板を用いるのが好ましい。ただし、この範囲に限定されるものではない。
ガラス板に挟持された積層体は、ガラス板/中間膜/基板/コレステリック液晶を固定してなる光反射層/ 1/2波長の位相差を有する位相差板 /コレステリック液晶を固定してなる光反射層/基板/中間膜/ガラス板の順に積層された構成でもよい。
さらに、熱線カットフィルムから基板(1/2波長の位相差を有する位相差板以外の製膜時に用いたPETフィルムなど)を剥離したものを用いて、ガラス板/中間膜/コレステリック液晶を固定してなる光反射層/ 1/2波長の位相差を有する位相差板 /コレステリック液晶を固定してなる光反射層/中間膜/ガラス板の順に積層された構成であってもよい。
この際、1/2波長の位相差を有する位相差板の両面のコレステリック液晶を固定してなる液晶相の螺旋方向は、反射中心波長が同じものは同一方向であることが望ましい。
[合わせガラスの製造方法]
前記合わせガラス用積層中間膜シートは、2枚のガラス板の間に挟んで合わせガラスとすることができる。
合わせガラスの製造方法は、合わせガラス用積層中間膜シートを2枚のガラス板の間に挟み込んでガラス板に挟持された積層体を製造する工程と、前記ガラス板に挟持された積層体を加熱しながら圧着する工程を含むことが好ましい。
詳細な製造方法としては、公知の合わせガラス作製方法を適宜用いることができる。
一般的には、合わせガラス用積層中間膜シートを2枚のガラス板に挟んだ後、加熱処理と加圧処理(ゴムローラーでしごく等)とを数回繰り返し、最後にオートクレーブ等を利用して加圧条件下での加熱処理を行う、という方法がとられる。
前記2つの中間膜が互いに接していない前記ガラス板に挟持された積層体を、加熱しながら圧着することが好ましい。
前記ガラス板に挟持された積層体とガラス板との貼りあわせは、例えば、真空バッグなどで減圧下において、温度80〜120℃、時間30〜60分で予備圧着した後、オートクレーブ中、1.0〜1.5MPaの加圧下で120〜150℃の温度で貼り合せ、2枚のガラスに積層体が挟まれた合わせガラスとすることができる。また、粘着材等を用いて貼り合わせてもよい。
このとき、1.0〜1.5MPaの加圧下で120〜150℃の温度での加熱圧着の時間は、20〜90分であることが好ましい。
加熱圧着終了後、放冷の仕方については特に制限はなく、適宜圧力を開放しながら放冷して、合わせガラス体を得てもよい。本発明では、加熱圧着終了後、圧力を保持した状態で降温を行うことが、得られる合わせガラス体のシワや割れをさらに改善する観点から好ましい。ここで、圧力を保持した状態で降温するとは、加熱圧着時(好ましくは130℃)の装置内部圧力から、40℃のときの装置内部圧力が加熱圧着時の75%〜100%となるように降温することを意味する。圧力を保持した状態で降温する方法としては、40℃まで降温したときの圧力が上記範囲内であれば特に制限はないが、圧力装置内部圧力が温度減少に伴って自然と低下していくように装置内部から圧力を漏らさずに降温する態様や、装置内部圧力が温度減少に伴って減少しないように外部からさらに加圧しながら降温する態様が好ましい。圧力を保持した状態で降温する場合、120〜150℃で加熱圧着した後、40℃まで1〜5時間かけて放冷することが好ましい。
圧力を保持した状態で降温を行った後、次いで圧力を開放する工程を含むことが好ましい。具体的には、圧力を保持した状態で降温を行った後、オートクレーブ内の温度が40℃以下になった後に圧力を開放して降温することが好ましい。
以上より、前記合わせガラス体の製造方法は、前記第一のガラス、前記第一の中間膜、前記赤外線反射層、前記第二の中間膜および前記第二のガラスをこの順で積層する工程と、その後1.0〜1.5MPaの加圧下で120〜150℃の温度で加熱圧着する工程と、圧力を保持した状態で降温を行う工程と、圧力を開放する工程を含むことが好ましい。
前記赤外光反射層(または熱線カットフィルム)と前記中間膜とを熱圧着させる範囲は、前記ガラス板の全面積にわたる範囲でもよいが、前記ガラス板の周縁部のみでもよく、周縁部の熱圧着はシワの発生をより抑制することもできる。
<窓用部材>
本発明の熱線カットフィルムは、太陽光エネルギーのピークに対応する850〜900nm、1010〜1070nm、1190〜1290nmに反射ピークのある選択反射特性を示す。この様な特性の反射板は、住宅、オフィスビル等の建造物、又は自動車等の車両の窓に、日射の遮熱用の部材として貼付される。又は、本発明の熱線カットフィルムは、日射の遮熱用の部材そのもの(たとえば、遮熱用ガラス、遮熱用フィルム)として、その用途に供することができる。
熱線カットフィルムとしてその他の重要な性能は、可視光の透過率とヘイズである。材料の選択及び製造条件等を調整して、用途に応じて、好ましい可視光の透過率及びヘイズを示す熱線カットフィルムを提供できる。例えば可視光の透過率が高い用途に用いられる態様では、可視光の透過率が90%以上であり、且つ赤外の反射率が上記反応を満足する熱線カットフィルムとすることができる。
本発明の赤外光反射層、本発明の熱線カットフィルム、本発明のガラス用積層中間膜シートおよび本発明の合わせガラスは、建造物用もしくは車両用の窓用部材として用いられることが好ましい。
以下に実施例と比較例(なお比較例は公知技術というわけではない)を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[製造例]
<塗布液(液晶組成物)の調製>
各実施例および比較例に用いた塗布液を調製した。
(光反射層用の塗布液の調製)
下記表1および2に示す組成の塗布液(R1)及び(L1)をそれぞれ調製した。
Figure 0005961498
Figure 0005961498
Figure 0005961498
Figure 0005961498
また、塗布液(R1)のキラル剤LC−756の処方量を変更しただけで他は同様にして塗布液(R2)〜(R7)を調製した。(R1)〜(R7)はすべて右円偏光反射用の塗布液で、中心反射波長は下記表3のとおりであった。
Figure 0005961498
また、塗布液(L1)のキラル剤(化合物2)の処方量を変更しただけで他は同様にして塗布液(L2)〜(L7)を調製した。(L1)〜(L7)はすべて左円偏光反射用の塗布液で、中心反射波長は下記表4のとおりであった。
Figure 0005961498
(赤外線吸収層用の塗布液の調製)
複合タングステン酸化物微粒子を分散した塗布液(C)を調製した。塗布液(C)の組成は下記表5のとおりとした。
なお、セシウム含有酸化タングステン分散液に含まれるセシウム含有酸化タングステン微粒子の平均粒径をゼータサイザーNanoZS(マルバーン製)を用いて測定したところ30nmであった。
Figure 0005961498
上記にて調製した塗布液(C)に、IR顔料、色調調整剤、UV吸収剤、光安定剤および酸化防止剤のうち光安定剤Hostavin N30を3質量部添加して、複合タングステン酸化物微粒子を分散した塗布液(C’)を調製した。
上記塗布液(C)の調製において、セシウム含有酸化タングステン分散液の代わりに、平均粒径100nmのセシウム含有酸化タングステンを有する酸化タングステン分散液(Sukgyung AT社製)に変更した以外は同様にして、複合タングステン酸化物微粒子を分散した塗布液(C’’)を調製した。
同様に塗布液(C)の調製において、セシウム含有酸化タングステン分散液の代わりに、平均粒径400nmのセシウム含有酸化タングステンを有する酸化タングステン分散液(Sukgyung AT社製)に変更した以外は同様にして、複合タングステン酸化物微粒子を分散した塗布液(C’’’)を調製した。
インジウム錫酸化物(ITO)微粒子を分散した塗布液(D)として、ITO塗料(商品名:PI−3、三菱マテリアル電子化成(株)製)を使用した。
[実施例1]
<光反射層の形成>
調製した塗布液(R2)および(L2)を用い、下記の手順にて熱線カットフィルムを作製した。基板としては、富士フイルム(株)製PETフィルム(下塗り層無し、厚み:75μm)を使用した。
(1)各塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の膜の厚みが3.5μmになるように、PETフィルム上に、室温にて塗布した。
(2)室温にて30秒間乾燥させて溶剤を除去した後、125℃の雰囲気で2分間加熱し、その後95℃でコレステリック液晶相とした。次いで、フージョンUVシステムズ(株)製無電極ランプ「Dバルブ」(90mW/cm2)にて、出力60%で6〜12秒間UV照射し、コレステリック液晶相を固定して、膜(光反射層)を作製した。
(3)室温まで冷却した後、上記工程(1)及び(2)を繰り返し、基板上にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を2層積層した。
なお、塗布液は、下記表6の上方に記載されている塗布液から順番に塗布を行った。
<赤外線吸収層の形成>
塗布液(C)をワイヤーバーを用いて、乾燥後の厚みが2μmになるように、上記にて形成した2層目のコレステリック液晶膜(光反射層X2)上に室温にて塗布した。室温にて90秒間乾燥させて溶剤を除去した後、90℃の雰囲気で90秒間加熱した。次いで、フージョンUVシステムズ(株)製無電極ランプ「Dバルブ」(90mW/cm)にて、出力60%で3〜6秒間UV照射し、複合タングステン酸化物微粒子が紫外線硬化型樹脂に分散された赤外線吸収膜を積層した。
このようにして、基板上に2層の光反射層と、さらに2層目の光反射層の上に赤外線吸収層が積層された実施例1の熱線カットフィルムを作製した。
[実施例2〜7]
光反射層の形成において塗布する塗布液および積層数を下記表6に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様の手順にして実施例2〜7の熱線カットフィルムを作製した。
[比較例1]
光反射層の形成において塗布する塗布液を下記表7に記載のとおりに変更し、かつ、赤外線吸収層を積層しなかった以外は実施例1と同様の手順にして比較例1の熱線カットフィルムを作製した。但し、光反射層の乾燥厚みが6μmより厚い場合は、室温乾燥60秒、125℃雰囲気、3分(UV硬化時間は同じ)の条件で6μmより厚い光反射層を形成した。
[比較例2]
光反射層の形成において塗布する塗布液を下記表7に記載のとおりに変更し、かつ、赤外線吸収層の形成において塗布液(D)を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例
2の熱線カットフィルムを製造した。
[比較例3および4]
光反射層の形成において塗布する塗布液および積層数を下記表7に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様の手順にして比較例3および4の熱線カットフィルムを作製した。
[比較例5]
光反射層の形成において、膜厚を変更して、2層の光反射層の800〜1100nmにおける反射率を下記表7に記載のように変更した以外は実施例1と同様の手順にして比較例5の熱線カットフィルムを作製した。
[比較例6]
光反射層の形成において塗布液(R2)のみを用いて、光反射層の積層数を1層に変更した以外は実施例1と同様の手順にして比較例6の熱線カットフィルムを作製した。
[比較例7]
光反射層を形成せずに、基板上に赤外線吸収層を3.5μmの厚みで積層した以外は実施例1と同様の手順にして比較例7の熱線カットフィルムを作製した。
<熱線カットフィルムの評価>
(850nm透過率および800〜1100nmでの最大反射率)
作製した各熱線カットフィルムについて、日本分光(株)製分光光度計「V−670」にて反射スペクトルおよび透過スペクトルを測定し、850nm透過率および800〜1100nmでの最大反射率を求めた。
結果を、下記表6および表7に示した。
(可視光透過率)
日本分光(株)製分光光度計「V−670」にて反射スペクトルおよび透過スペクトルを測定し、JIS A5759に記載の可視光計算方法に基づき算出した。
結果を、下記表6および表7に示した。
可視光透過率は70%以上であることが求められる。
(遮蔽係数)
日本分光(株)製分光光度計「V−670」反射スペクトルおよび透過スペクトルを測定し、JIS A5759に記載の遮蔽係数の計算方法に基づき算出した。
結果を、下記表6および表7に示した。
遮蔽係数は、0.65以下であることが求められる。
(ヘイズ)
ヘイズは、JIS K 7136:2000(プラスチック−透明材料のヘーズの求め方)に準拠して測定した。
結果を、下記表6および表7に示した。
ヘイズは、1.0%未満であることが求められる。
Figure 0005961498
Figure 0005961498
上記表6および表7に示すとおり、各実施例の層構成にした熱線カットフィルムは、従来構成での遮蔽係数を維持しつつ、ヘイズを下げることができる。また製造時の塗布回数や原材料費を小さくできることがわかった。
一方、比較例1より、複合タングステン酸化物微粒子を含む赤外線吸収層を有さない場合は、遮蔽係数を0.65以下に維持しようとすると、ヘイズが高くなってしまうことがわかった。
比較例2より、赤外線吸収層として、ITOを主として有する赤外線吸収層を用いると、遮蔽係数を0.65以下に維持しようとすると、ヘイズが高くなってしまうことがわかった。
比較例3より、コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層の中心波長が本発明で規定する下限値を下回る場合は可視光を反射してしまい、可視光透過率が低くなってしまうことがわかった。
比較例4より、コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層の中心波長が本発明で規定する上限値を上回る場合は、850nmにおける赤外光透過率が高くなってしまい、遮蔽係数も高くなることがわかった。
比較例5より、光反射層の膜厚を調整して800〜1100nmにおける最大反射率が80%以下とした場合は、850nmにおける赤外光透過率が高くなってしまい、遮蔽係数も高くなることがわかった。
比較例6より、コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層を1層とした場合は、850nmにおける赤外光透過率が高くなってしまい、遮蔽係数も高くなることがわかった。
比較例7より、コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層を設けずに、複合タングステン酸化物微粒子を含む赤外光吸収層のみで遮蔽係数を0.65以下に維持しようとすると、ヘイズが高くなってしまうことがわかった。
[実施例11]
<建造物または車両の窓への張り合わせ用の熱線カット部材の製造>
各実施例の熱線カットフィルムのPETフィルム側に、住友スリーエム(株)製高透明接着剤転写テープ(基材レス接着剤(粘着材)、厚み:25μm)を貼り付け、接着剤付き熱線カットフィルムを作製した。
作製した接着剤付き熱線カットフィルムを建造物または車両の窓への張り合わせ用の熱線カット部材として用いて、自動車のリア用ガラスに貼り合わせたところ、顕著な欠陥やスジがなく貼り合わせられることがわかった。
[実施例21]
<車両のフロントガラス用の熱線カット部材および合わせガラスの製造>
(易接着層用塗布液の調製)
下記に示す組成の易接着層用塗布液を調製した。
ポリビニルブチラール樹脂B1776(長春株式会社(台湾)製) 10質量部
メトキシプロピルアセテート(PGMEA) 100質量部
チヌビン326(BASF社製、紫外線吸収剤) 1質量部
(車両のフロントガラス用の熱線カット部材の作製)
各実施例の熱線カットフィルムの表面(両面)に、上記で調製した易接着層用塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の膜厚が1.0μmになるように塗布した。その後、150℃で10分間加熱し、乾燥、固化し、易接着層を形成し、易接着層突きの熱線カットフィルムを作製した。
これを車両のフロントガラス用の熱線カット部材とした。
(ガラス用積層中間膜シート、合わせガラスの作製)
次いで、上記で作製した易接着層突きの熱線カットフィルムを、合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜シート(厚み:380μm)で挟み、ラミネーター(大成ラミネーター(株)製)を用いてラミネート処理(加熱温度:80℃、加圧力:1.5kg/cm2、搬送速度:0.1m/min)することにより、ガラス用積層中間膜シートを作製した。
次いで、上記で作製したガラス用積層中間膜シートを、2枚のクリアガラス(厚さ:2mm)で挟み、ゴムバッグに入れ、真空ポンプで減圧した。その後、減圧下で90℃まで昇温し、30分間保持後、いったん常温常圧まで戻した。その後、オートクレーブ内にて圧力1.3MPa、温度130℃の条件で20分間保持した。これを常温常圧まで戻し、赤外光反射機能付きの合わせガラスを作製した。
作成した合わせガラスの性能を評価したところ、顕著な欠陥やスジのない良好な遮熱ガラスとして働くことを確認した。
12 基板
14a コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層(光反射層X1)
14b コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層(光反射層X2)
16a、16b コレステリック液晶層を固定化してなる光反射層
20 複合タングステン酸化物微粒子を含む赤外線吸収層

Claims (22)

  1. 基板、光反射層X1、光反射層X2、および赤外線吸収層をこの順で含み、
    前記赤外線吸収層は複合タングステン酸化物微粒子を含有し、
    前記光反射層X1および前記光反射層X2はいずれもコレスレリック液晶相を固定化してなり、
    前記光反射層X1および前記光反射層X2は互いに逆方向の円偏光を反射し、
    前記光反射層X1および前記光反射層X2の反射中心波長は800〜1100nmの範囲内で互いに実質的に等しく、
    すべての前記コレスレリック液晶相を固定化してなる光反射層の反射率の合計が80%以上である熱線カットフィルム。
  2. 前記基板および前記光反射層X1が直接接しており、かつ前記光反射層X2および前記赤外線吸収層が直接接している請求項1に記載の熱線カットフィルム。
  3. 前記光反射層X1および前記光反射層X2が直接接している請求項2に記載の熱線カットフィルム。
  4. 前記光反射層X1と前記光反射層X2との間に1層からなる光反射層X3を含み、
    前記光反射層X3はコレステリック液晶相を固定化してなり、
    前記光反射層X1および前記光反射層X3が直接接しており、かつ前記光反射層X3および前記光反射層X2が直接接している請求項2に記載の熱線カットフィルム。
  5. 前記光反射層X3の反射中心波長が800〜1400nmの範囲内であり、前記光反射層X1と同じ方向の円偏光を反射する請求項4に記載の熱線カットフィルム。
  6. 前記光反射層X1が右円偏光を反射し、前記光反射層X2が左円偏光を反射する請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱線カットフィルム。
  7. 熱線カットフィルムの可視光透過率が70%以上、850nmでの透過率が10%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱線カットフィルム。
  8. 前記基板がプラスチック基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱線カットフィルム。
  9. 前記複合タングステン酸化物は、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱線カットフィルム。
    xWOy・・・一般式(1)
    (MはCs、Na、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、FeおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、0.1≦x≦0.5であり、2.2≦y≦3.0である。)
  10. 前記複合タングステン酸化物微粒子の平均粒径が5〜500nmであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱線カットフィルム。
  11. 前記赤外線吸収層が、前記複合タングステン酸化物微粒子が紫外線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂に分散された層であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱線カットフィルム。
  12. 前記赤線線吸収層は、IR顔料、色調調整剤、UV吸収剤、光安定剤および酸化防止剤のうち少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の熱線カットフィルム。
  13. ヘイズが1%以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の熱線カットフィルム。
  14. 熱線カットフィルムがさらにコレステリック液晶相を固定化してなる紫外線反射層を有することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の熱線カットフィルム。
  15. 熱線カットフィルムがさらに、易接着層、ハードコート層、紫外線吸収層、粘着層および表面保護層のうち少なくとも1種を有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の熱線カットフィルム。
  16. 前記易接着層がポリビニルブチラール樹脂を含有することを特徴とする請求項15に記載する熱線カットフィルム。
  17. 前記易接着層が少なくとも1種の紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項15または16に記載の熱線カットフィルム。
  18. 基板の表面上にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X1を塗布により形成する工程と、
    前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1側にコレステリック液晶相を固定してなる光反射層X2を塗布により形成する工程と、
    前記光反射層X1および前記光反射層X2を有する基板の前記光反射層X2側に複合タングステン酸化物微粒子を含有する塗布液を塗布して赤外線吸収層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の熱線カットフィルムの製造方法。
  19. 前記光反射層X1を有する基板の前記光反射層X1側に、他の光反射層X3を介して、前記光反射層X2を塗布により形成することを特徴とすることを特徴とする請求項18に記載の熱線カットフィルムの製造方法。
  20. 2枚のガラス板と、
    前記2枚のガラス板の間に挟まれた請求項1〜17のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムとを有することを特徴とする合わせガラス。
  21. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムを含み、建造物または車両の窓への張り合わせ用であることを特徴とする熱線カット部材。
  22. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の熱線カットフィルムを含み、車両のフロントガラス用であることを特徴とする熱線カット部材。
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