JP6354049B2 - 透明熱線反射フィルム - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係る透明熱線反射フィルム1の構成を模式的に表した断面図である。透明熱線反射フィルム1は、図1に示されるように、熱線反射層2、保護層3、及び2層の光学調整層4,14を備えている。
熱線反射層2は、金属又は合金の薄膜からなり、主として熱線(赤外線)を反射する機能を有する。熱線反射層(薄膜)2を構成する金属又は合金としては、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銀パラジウム合金(AgPd)、銀パラジウム銅合金(AgPdCu)、銀銅合金(AgCu)等の銀合金、アルミニウムリチウム合金(AlLi)、アルミニウムカルシウム合金(AlCa)、アルミニウムマグネシウム合金(AlMg)等のアルミニウム合金等が挙げられる。なお、熱線反射層2に利用される金属又は合金としては、銀又は銀合金が好ましく、銀パラジウム合金がより好ましい。
保護層3は、熱線反射層2の一方の面2a側に配され、熱線反射層2や光学調整層4等が損傷しないように保護する機能や、透明熱線反射フィルム1の強度を確保する機能等を有する。保護層3は、図1に示されるように、光学調整層4に隣接するように積層される。保護層3は、ポリオレフィン系樹脂のフィルムからなる。ポリオレフィン系樹脂は、可視光透過性に優れ、かつポリエステル系樹脂等の他の樹脂と比べて、赤外線の吸収率が低い(つまり、赤外線の放射率が低い)ため、保護層3の材料として好適である。
なお、保護層3については、その表面に耐擦過性能を高める等の目的で、所謂ハードコート層を更に設けてもよい。
光学調整層4,14は、金属酸化物を含む層からなり、熱線反射層2における可視光の反射を抑制しかつ可視光の透過性を向上させる等の目的で形成される。本実施形態の場合、光学調整層4は、熱線反射層2の一方の面2aに積層され、光学調整層14は、熱線反射層2の他方の面2bに積層さている。つまり、光学調整層4及び光学調整層14は、熱線反射層2を挟むように形成されている。
熱線反射層2、及び光学調整層4,14を保護層3上に成膜する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。成膜方法としては、例えば、真空蒸着法(電子線ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法)、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、イオンアシスト法、レーザーアブレーション法等の物理的気相成長(PVD)法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の化学的気相成長(CVD)法等が挙げられる。これらの中でも、物理的気相成長(PVD)法が好ましく、保護層3に対して光学調整層4を確実に積層し易い等の理由により、スパッタリング法が特に好ましい。
図2は、粘着剤層5を有する他の実施形態に係る透明熱線反射フィルム1Aの構成を模式的に表した断面図である。この透明熱線反射フィルム1Aは、上述の透明熱線反射フィルム1に、更に粘着剤層5等が追加された構成からなる。粘着剤層5は、熱線反射層2の一方の面2b側に形成されている光学調整層14に直接、積層されるように設けられる。このような粘着剤層5は、被着体(例えば、窓ガラス)に対して透明熱線反射フィルム1Aが貼り付けられる際に利用される。
図3は、基材層7を有する他の実施形態に係る透明熱線反射フィルム1Bの構成を模式的に表した断面図である。この透明熱線反射フィルム1Bは、上述の透明熱線反射フィルム1に、更に基材層7等が追加された構成からなる。基材層7は、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂製フィルムからなり、透明熱線反射フィルム1Bの強度確保、粘着剤層5の支持、被着体(例えば、ガラス)の飛散防止等の目的で利用される。
本発明の透明熱線反射フィルムは、本発明の目的を損なわない限り、バリア層等の他の層を備えてもよい。また、透明熱線反射フィルムは、熱線反射層を複数層備えるものであってもよい。
本実施形態の透明熱線反射フィルムの可視光透過率は、特に制限されないが、例えば、60%以上が好ましい。透明熱線反射フィルムの可視光透過率は、後述するように、JIS A5759に準拠して測定することができる。なお、透明熱線反射フィルムの可視光透過率は、少なくとも保護層、光学調整層及び熱線反射層を備えた積層物の状態で、測定される。
本実施形態の透明熱線反射フィルムの放射率(垂直放射率)は、特に制限されないが、例えば、0.40以下が好ましく、0.35以下がより好ましい。透明熱線反射フィルムの放射率は、後述するように、所定の放射率計を用いて測定することができる。なお、透明熱線反射フィルムの放射率は、少なくとも保護層、光学調整層及び熱線反射層を備えた積層物の状態で、保護層側から測定される。
本実施形態の透明熱線反射フィルムは、保護層と光学調整層とが、接着剤を利用せずに直接、積層されているため、接着剤による赤外線の吸収が生じない。また、本発明の透明熱線反射フィルムは、保護層側から入射した赤外線が、接着剤で吸収されないため、保護層及び光学調整層を透過して熱線反射層に到達し易く、かつ熱線反射層で反射され易い。
保護層として、厚みが12μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、アルミ添加酸化亜鉛の膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、アルミ添加酸化亜鉛の膜からなる第2層目の光学調整層を形成した。このようにして、実施例1の透明熱線反射フィルムを作製した。この透明熱線反射フィルムを構成する各層の厚みは、表1に示される通りである。透明熱線反射フィルムの各層の厚み等は、蛍光X線分析(リガク社製、ZSX−100e)によって測定した。なお、以降の実施例、比較例についても同様にして、透明熱線反射フィルムの各層の厚み等を測定した。実施例1におけるスパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:AZOターゲット(AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが20μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、アルミ添加酸化亜鉛の膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、アルミ添加酸化亜鉛の膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:AZOターゲット(AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用いたこと以外は、実施例2と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが20μmOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、酸化ニオブの膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、酸化ニオブの膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:NBOターゲット(AGCセラミック社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用いたこと以外は、実施例4と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用い、かつそのOPPフィルムの一方の面に対し、第1層目の光学調整層を形成する前に予めプラズマ処理を施しておくこと以外は、実施例4と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。この透明熱線反射フィルムを構成する各層の厚みは、表1に示した。
保護層として、厚みが20μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、酸化ジルコニウムの膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、酸化ジルコニウムの膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。
ターゲット:ジルコニウム、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用いたこと以外は、実施例7と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが20μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、チタン添加酸化亜鉛の膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、チタン添加酸化亜鉛の膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:SZOターゲット(Tiを5原子%含有するZnO、AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが50μmのCOPフィルムを用いたこと以外は、実施例9と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、酸化チタンの膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、酸化チタンの膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:TXOターゲット(AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
OPPフィルムの一方の面に対し、第1層目の光学調整層を形成する前に予めプラズマ処理を施しておくこと以外は、比較例1と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが50μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、酸化スズインジウム:Sn含有量5wt%の膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリグにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成し、更に、その熱線反射層上に、酸化スズインジウム:Sn含有量5wt%の膜からなる第2層目の光学調整層を形成して、透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:ITOターゲット(住友金属鉱山社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
OPPフィルムの一方の面に対し、第1層目の光学調整層を形成する前に予めプラズマ処理を施しておくこと以外は、比較例3と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが25μmのPETフィルムを用いたこと以外は、実施例2と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが25μmのPETフィルムを用いたこと以外は、実施例4と同様の条件で、透明熱線反射フィルムを作製した。
保護層として、厚みが20μmのOPPフィルムを用意した。次いで、そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる熱線反射層を形成して、光学調整層を備えていない熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
OPPフィルム上に形成される熱線反射層の厚みを変更したこと以外は、比較例7と同様の条件で、光学調整層を備えていない熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
保護層として、厚みが20μmのOPPフィルムを用意した。そのOPPフィルムの一方の面上に、スパッタリングにより、チタン添加酸化亜鉛の膜からなる第1層目の光学調整層を形成した。次いで、第1層目の光学調整層上に、スパッタリングにより、銀パラジウム合金の膜からなる第1層目の熱線反射層を形成した。次いで、その熱線反射層上に、チタン添加酸化亜鉛の膜からなる第2層目の光学調整層を形成し、更にその第2層目の光学調整層上に、銀パラジウム合金の膜からなる第2層目の熱線反射層を形成した。そして、その第2層目の熱線反射層上に、チタン添加酸化亜鉛の膜からなる第3層目の光学調整層を形成して、5層型の透明熱線反射フィルムを作製した。スパッタリングの成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:SZOターゲット(Tiを5原子%含有するZnO、AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
<成膜条件:熱線反射層>
ターゲット:パラジウムを1原子%含有する銀、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:0.5W/cm2
第1層目〜第3層目の各光学調整層として、アルミ添加酸化亜鉛の膜を形成したこと以外は、実施例11と同様の条件で、5層型の透明熱線反射フィルムを作製した。各光学調整層の成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:AZOターゲット(AGCセラミックス社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
第1層目〜第3層目の各光学調整層として、酸化ニオブの膜を形成したこと以外は、実施例11と同様の条件で、5層型の透明熱線反射フィルムを作製した。各光学調整層の成膜条件は、以下の通りである。
ターゲット:NBOターゲット(AGCセラミック社製)、成膜圧力:0.4Pa、DCパワー:2.5W/cm2
実施例1〜13及び比較例1〜6における各透明熱線反射フィルムの可視光透過率(波長範囲:380nm〜780nm)を、JIS A5759に準拠して測定した。また、比較例7,8の光学調整層を備えていない熱線反射フィルムについても、同様に、可視光透過率を測定した。なお、測定に用いた装置は、日本分光社製、UV−3010であった。可視光透過率の結果は、表1及び表2に示した。
実施例1〜13及び比較例1〜6における各透明熱線反射フィルムの放射率を、放射率計(製品名「D&S AERD」、京都電子工業株式会社製)を用いて測定した。放射率は、各透明熱線反射フィルムの保護層側から測定した。また、比較例7,8の光学調整層を備えていない熱線反射フィルムについても、同様に、放射率を測定した。放射率の測定結果は、表1及び表2に示した。
実施例1〜13及び比較例1〜6における各透明熱線反射フィルムについて、JIS K5400−8.5に準拠して碁盤目試験(クロスカット試験)を行って密着性を評価した。また、比較例7,8の光学調整層を備えていない熱線反射フィルムについても、同様に、密着性を評価した。試験方法は、以下の通りである。
100マス中、100マスすべてが剥離せずに保護層上に残った場合
・・・特に密着性良好 「◎」
100マス中、90〜99マスが剥離せずに保護層上に残った場合
・・・密着性良好 「○」
100マス中、11マス以上が保護層から剥離した場合
・・・密着性不十分 「×」
Claims (5)
- 金属又は合金の薄膜からなる熱線反射層と、
ポリオレフィン系樹脂を含むフィルムからなり、前記熱線反射層の一方の面側に配される保護層と、
金属酸化物を含み、前記熱線反射層と前記保護層との間に配される光学調整層とを備える熱線反射フィルムであって、
前記光学調整層は、酸化亜鉛、酸化ニオブ及び酸化ジルコニウムからなる群より選択される何れか1種を含有し、かつ前記保護層に対して直接、積層することを特徴とする透明熱線反射フィルム。 - 前記熱線反射層は、銀又は銀合金の薄膜からなる請求項1に記載の透明熱線反射フィルム。
- 前記光学調整層は、前記保護層に対して、物理気相成長法又は化学気相成長法により形成される請求項1又は2に記載の透明熱線反射フィルム。
- 可視光透過率が60.0%以上である請求項1〜3の何れか一項に記載の透明熱線反射フィルム。
- 前記熱線反射層の前記一方の面の反対側に配され、被着体に対して貼り付け可能な粘着剤層を備える請求項1〜4の何れか一項に記載の透明熱線反射フィルム。
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