JPS59224803A - 改良熱ミラ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 明は、建築物の熱効率を改模するために窓又は窓系と関
連して用いるのに適応した改白熱ミラーに関する。

熱ミラー、特に建築物の窓のための透明な熱ミラーは、
先行技術に於て一般に知られている。７つの典型的な型
の既知の熱ミラーでは、無機材料、例えばインジウム−
錫酸化物又は同様なげ一プ金極酸化物の薄膜をダレイジ
ング材料上に被んする。

この被覆物は、建築物内の通常の吸房条件に関連する赤
外範囲の波長に対して本質的に不透明であり、これらの
波長を建築物内部中へ反射して戻すので熱損失を減少す
る。しかし、これらの被階物は、可視光線透過範囲およ
び近赤外範囲の波長に対しては透明であるので日光が室
内に入るのを許し、それによって日光からの熱利得の結
果として熱効率をさらに増加する。上記．の方法で働（
熱ミラーは、誘電性反射防止層例えば二酸化チタン層の
間にサンドインチされた欽又は銅又は金のような導体か
らなる無機材料の多重層積層物からも作られている。

上記の熱ミラーは、明らかに望ましい特性を有するにも
拘らず、原料および製造に所要な処理が高価なので商業
的規模で広く用いられてはいない。

又、これらの実施態様は金属層の存在に依存するので、
材料の有用な性質を破壊する腐食を受けやすい。

ソーラーコントロールフィルム（Ｓｏｌａｒ　ｃｏｎｔ
ｒｏｌｆｌｌｍｓ）　　も技術上公知であり、米国特許
第３、　０　＆　５！３　０　／号、第３，　、２　９
　０．　２　０　３Ｍ、第３、３９に０４ｔｏ号、第３
，グ，２９７３３号、第３、　７　７　５　、２　、２
　４号を含む多くの特許に記載されてイル。近年、ソー
ラーコントロールフィルムの窓上への使用が次第に開業
的に受は容れられて来ており、特に商業的建築物設置に
受は容れられて来ている。可視および近赤外波長を選択
的に透過するが赤外波長を反射して室内の正味の熱利得
を生じる熱ミラーとは異なり、ソーラーコントロールフ
ィルムは、太陽からの赤外、可視、紫外放射線の透過を
非選択的に減少させ、太陽熱和物を減少させるように設
計される。しかし、ソーラーコントロールフィルムの製
造技術は十分に確立されており、構成材料は、投知の型
の熱ミラーに比べると比較的安価である。

本発明の目的は、改良熱ミラーを提供することである。

本発明のもう７つの目的は、構成材料が比較的安価でか
つ実質的な耐食性を示す改良熱ミラーを提供することで
ある。

本発明のさらにもう７つの目的は、ソーラーコントロー
ルフィルムの製造に用いられる技術と同じ技術によって
製造することができる酌良熱ミラーを提供することであ
る。

上記の目的は、（１）透明な基体と、（２）基体上の可
視光線透過能力のある伝導性層と、（３）伝導性層を被
接する臨界的に醒１節された埋さの有機コーティング層
とからなる新規積層構造物を提供することによって達成
される。本発明者は、今回、前記積Ｉ一構造物が、赤外
波長の実η的な反射能力を保持しながら伝導性金属層の
可ネＲ１光線透過能力を著しく増強することを発−リし
た。従って、前記積層物を、ソーラーコントロールフィ
ルムと同様な方法で光りの窓構造の一部分として、ある
いはレトロフィツトフィルムとして使用することにより
、暖房又は空気調和の効甲の実質的な増加がもたらされ
る。

本発明の上紀およびその他の特徴は、以下の詳細な説、
明および添付図面からさらに明らかＫなるであろう。

第１図には、熱ミラー１４がそれに稍陥されているプラ
スチック又はガラスダレイジング１２を含む複合積層物
１０の断面図を示しである。積層は、感圧接着剤又はヒ
ートシール材料１６の使用によって達成され、特別な材
料の選択はダレイノング材料の性質によって決まる。熱
ミラー１４は、Ｉリエステルフイルム層１８と隣接の金
属（好ましくは銀）層２０と有機フィルムコーティング
（好ましくはアクリル樹脂又はポリエステル樹脂）２２
とからなる。有機コーティングと同じ又は異なる材料製
であることができる保■コーティング２４が有機コーテ
ィングを＃覆している。保膣コーティングは、積層物の
耐食性を増強するが、本発明の新規成果の達成にとって
本質的なものではない。

本発明の新規熱ミラー積層物に用いられる透明基体の性
質は重要ではなく、可視光線ならびにｌＩ０θ〜２７θ
Ｑ　ｎｍ　の太陽エネルギー範囲の放射エネルギーの波
長に対して透明などんな剛性又は可撓性材料でも使用す
ることができる。高度に好マしいポリエステルはポリエ
チレンテレフタレートフィルムであり、例えばＩｃＩか
ら商品名メリネツクス（Ｍｅｌｌｎｅｘ）で発売されて
いる相料である。このフィルムは、ソーラーコントロー
ルフィルムの製造に広く用いられており、広範囲の種々
の湿度および湿度条件下での透明性、均一性、強靭性、
強度、寸法安定性のために好ましく、蒸着金属級覆にも
特に受容性である。しかし、ガラスならびにポリ塩化ビ
ニル、酢酸セルロース、酢酸ゾロピオン酸セルロース、
酢酸酪酸セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリアクリル酸ブチル、ポリカーゼネー
トなどのようなプラスチックを含む多棟の剛性又は可撓
性基体をも使用することができる。これらのプラスチッ
クフィルムの安定性は、所望ならば、該フィルムの光線
透過率特性を損わなければ既知の技術によって改良する
ことができる。特別な基体の選択が、特別な用途のため
に所望な物理的特性に依存することは言うまでもない。

例えば、現存の窓に熱ミラーを設置しようとする場合に
は薄い可読性フィルムが選ばれ得るが、新規の又は取換
え窓設置に於て基体がダレイジング材狛である場合には
厚い非可撓性構造物が選ばれ得る。典型的なレトロフィ
ツト用途では、０．００乙ｌｌ〜０．３６龍＜０．２ｓ
〜／４ミル）の範囲、例えば０．０．２３　ｘｉ（０，
９、！ミル）のポリエステルフィルムが好ましいＯ 本発明の新規熱ミラー積層物の伝導性層は、金属又は合
金、好ましくは銀であるが、金、銅、アルミニウムなど
のような他の金顧も使用することができる。伝導性金属
層は、先行技術で公知の通常の蒸着技術で透明基体上に
付着される。別法では、スパッタリング、筒体メッキ、
真空金属化電子ビーム、あるいは金枦化コーティングの
生成および付着のための技術上公知の他の方法によって
、金属化コーティングを基体へ施すことができる。

基体上へ付着させる金属の基は、本発明の１要な特徴で
ある。通常、透明基体上に付着させる金属の量は、基体
の光透過率の減少によって沖１られ、３　！ｒ　Ｏｎｍ
　に於て４ｔθ〜７３％の範囲の光透過率例えばる０％
の光透過率になるように調節される。

この機能的な要求を満足させるために、コーティングの
Ｊ阜さは、通常３０〜３θθＡ１好ましくは６０〜７６
０人の範囲である。しかし、厚さは、使用する金属の種
類に高度に依存することが理解されよう。これとは対照
的に、可視および赤外の両方の波長を非選択的に反射す
るように設計される典型的なソーラーコントロールフィ
ルムは、典型的に、厚い金属化コーティングと著しく似
い、例えば７０〜３３％の可視光線透過率とを有する。

金属化コーティングの厚さおよびその光線透過度が臨界
的なものではなく、熱ミラーが用いられる最・終環境、
によって合印的な限界内で変化されイ＃ることは当業者
には明らかであろう。例えば、寒冷天候条件中に大きい
太陽熱利得が可能な気候条件および物理的位置に於ては
、金属コーティングの埋さを調律して高度の光線透過を
可能にし、それによってより高度の放射率すなわちより
低度の赤外線反射能を有するフィルムを製造することが
できる。任童の特別な環境に於ては、これらλつの因子
を、最適な熱効率が得られるようにバランスさせねばな
らない。最適な卸さば、暖房費又は空調費がきわたって
多い地域で用いられるかどうかにも依存する。

金属化層上への有機フィルムコーティングの被葎は、該
有機コーティングが可視又は太陽スペクトルの反射の本
質的な減少、すなわち連体と金属化コーティングとから
のみなる未被ａ　ｍ　Ｍ物に比べて可視光線透過率特性
の増加を生じる働きがあるので、本発明の臨界的な特徴
である。この反射の減少は、金属化フィルムの光ｈＪ１
．透過能を約ｇ％から約２り％までの量だけ増加し、従
って、金属層の赤外線放射率特性を犠牲にすることなく
著しい太陽熱利得を可能にする。有機コーティングは、
可ネｐ光線スペクトル内で透明でなければならず、また
り０００〜／り０θＱ　ｎｍ　節、回内で比較的透明で
なげればならない。有機コーティングは、また、金属層
の腐食保護を与えねばならないし、またソーラーコント
ロールフィルムの製造に通常用いられる技術を用いて被
覆できなければならない。

本発明の教示に従って施されるすべての有機コーティン
グは、ある程度の町親、光線透過率の改良を生じ、赤外
線反射特性に及はす影付は異なる。

しかし、本発明の積層物に特に有用な有機コーティング
には、熱可塑性又は熱硬化性のポリエステル又はアクリ
ル系ポリマーが含まれる。特に好ましい有機コーティン
グ材料には、適当なイソシアメート硬化剤（例えばＲＣ
−ｇ０３硬化剤）と混合することができ、ナショナル・
スターチ・アンド・ケミカル・コーポレーション（Ｎａ
ｔｔｏｎａｌＳｔａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
　Ｃｏｒｐｏｒａｔｌｏｎ）　　から商品名レシン（Ｒ
ｅｓｙｎ）　３０−９　／θ７で発売されている変性、
ｊｅｌＪエステル溶液、ローム・アンド・ノ蔦−ス・カ
ン）４’　−？−−（Ｒｈｏｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ　Ｃ
ｏｍｐａｎｙ）からアクリロイド（Ａｃｒｙｌｏｌｄ）
　Ａｕ　ｌ、　Ｑ　ｇの商品名で発売されているものの
ようなヒドロキシ官能性アクリル樹脂、前記の会社から
発売されている種々の同様な市１＆ポリエステル又はア
クリル系材料ならびに減少した反射率を示す有機コーテ
ィングを製造するために触媒と共（（あるいは触媒なし
に調合できる他の材料が含まれる。通常、ポリマーは、
一様なコーティングを保証するためコーティングの固形
分とコーティングの流動との両方を調節するために、ト
ルエン又はメチルエチルケトン又は酢酸セロソルブのよ
うな溶剤と混合される。

減少した反射を得るために金属化層上へ塗布される有機
コーティングの量は臨界的である。特に、有機コーティ
ング材料は、金属化基体λ７９ｍ２（３，０００５ｑ−
ｆｔ、）肖たりり、左グ〜１Ｊｔ５．４’　ｒ（０，θ
／〜０．７ポンド）、好ましくは金属化基体、２７９ｍ
Ｃ５，０００ｓｑ−ｆｔ、）当たり９．０ｇ〜、２７．
２４ｔ？　（０，０，２〜０．０１．　ｙＷント）ノ＊
？ｉ＠ｊテ塗布される。上記姻ば、有機、コーティング
組成物を塗布しかつ組成物のすべての揮発性溶剤又は他
の揮発性物質”が蒸発した後の乾燥コーティングｌ量を
示すものと理解すべきである。最適なＩツさは、最適な
反射の減少のために所望な）短いコーティングと耐食性
を増強する厚いコーティングとの間のバランスを示す。

コーティングの月さは、通常、乾燥コーティングを含む
既知寸法の試別フィルムを、θ、θ００／１までの差を
測定することができる電気天秤を用いて秤量し、その後
でコーティングを除去し、未′＃Ｉ覆フィルムを再び秤
量することによって測定される。

金属化基体へ反射減少用有機コーティングを塗布する方
法は■要ではなく、基体へのコーティングの塗布に通常
用いられる種々の先行技術の方法のいずわかを用いるこ
とができる。これらの方法には、反転ロールコーティン
グ、グラビアロールコーティング、エアナイフシステム
、あるいは好ましくはメイヤーバー（Ｍｅｙｅｒ　ｂａ
ｒ）コーチイブシステムが含まイする。コーティング操
作中、コンシスチンシーと適正なオプティックスとを保
証するため、走査又は多１ヘッド定置オプティカルデン
ジクロン（Ｓｔａｔｌｏｎａｒｙ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｄ
ｅｎｓｌｃｈｒｏｎ）を用いる。有機コーティングは、
全塗布量が所望のコーティング厚さの範囲内に入るとい
う要求にのみ従って、７回塗り又は２回塗り以上で渉布
される。

以下、本発明を下記の説明のための実施例によってさら
に説明する。

実施例／ ヲλゲージ号？リエステルフイルム〔メリネックス（Ｍ
ｅ　Ｉ　ｌ　ｎｅｘ　）ククΩ〕を、通常の蒸着法によ
り、純立１４銀で、約６０への厚さ、すなわち３左θｎ
ｍ、１厄囲でフィルムの光線透過率を約６θ％に減少さ
せる厚さに破奨した。この銀１６を、２部のナショナル
スターナレシン（Ｎａｔｌｏｎａｌ　５ｔａｒｃｈ　Ｒ
ｅ５ｙｎ）３０−９１０７と２部のナショナルスターチ
（ＮａｔｌｏｎａｌＳｔａｒｃｈ）　ＲＣｇ　０３イソ
シアナート硬化剤と７．２０ドパ；のトルエンと３部の
メチルエチルケトンと乙部の酢酸セロソルブとの有機コ
ーティングで被覆した。／４ｔθ四角プレロールを有す
る標準グラビアシリンダーの使用によって、過剰のコー
ティングを塗布し、メイヤーパーシステム（Ｍｅｙｅｒ
　ｂａｒ　ｓｙｓ−ｔｅｍ）　　を用いて、所定晴の過
剰コーティングを１余失した。このシステムは、特殊な
直径のワイヤーとロールとの組み合せな月１いて、調節
された量のコーティングを除去する。コーティングを、
７３０Ｃ（，２乙６Ｆ）で乾くまで乾・＋４＃　Ｌ−／
　、被覆フィルムを秤はした後、コーティングを除去し
、未被覆フィルムを再度秤量するという前述の方法で測
定した所、コーティングピックアップ（ｃｏａｔｉｎｇ
ｐｌｃ−ｋｕｐｌ　　ｔ’！、／連光たり／　ｉ　３５
　ｇ（θ０．２３ポンド）であった。

上記１責層物のポリエステルフィルム側にｊ感圧接着剤
を塗った後、この積＋＝ａ物を水とフィルムを位置決め
しかつ過剰の水を除くためのスクイジーとを用いて窓に
貼り付けた。この被４フイルムの光線透過率特性を、ウ
エルシュサイエンティフィックデンシクロン（Ｗｅｌｓ
ｈ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄｅｎｓｌｃｈｒｏｎ）と
して知られている計器を用いて測定した。このｔｅａフ
ィルムの反射率又は放射率特性、すなわち放射熱が部屋
から逃げないように放射熱を反射する能力を、３００〜
２７０θｎｍ　の範囲の選択波長を保持する能力のある
分光光度計とライオンスモデルＡ２３Ｂ−フエミツシヨ
メーター（Ｌｌ　ｏｎ４Ｍｏｄｅｌ　Ａ　、２ｋ　Ｂ　
−７ｅｍｌｓｓｏｍｅｔｅｒ）　　とを用いて測定した
。

本実施例の有機フィルムコーティング破り・Ｊ債）ｈ物
は、該有機コーティングの無い金属化フィルムに比べて
光線Ｊノ及過半を約９％１ンン加（約６ｑ％に）したが
、放射率はほとんど変化しなかった。

実施例Ω 実施例／記載の方法でフィルム’？Ｉ　Ｉｆｕ物を唾造
し、試験した。ただし、トルエン溶剤は、／　２０　Ｉ
＋１ではなく６０部だげな使用し、麓イ１ｉ後の乾探コ
ーティング重；Ｊ↓は、／、車当たり、２３．　ｇ　９
（θ０３Ωタポンｌ’　）であった。光線′ＪＡ騙率は
３３％から７グ％に増加し、放射率の減少は無かった。

もう７つの実・険では、ピックアップを／連光たり２と
乙り（０，θ乙３ポンド）にし、ｉＪ視光線透過率は／
り％増加した。より重質のコーティングロッド（Ａ左ロ
ンド）を用いかつポ１１成物の溶刑含；１七ケさらに減
少させてコーティングビツクアツｆ（乾Ｋｊ　４準）を
ｔ′７．７７（θ／θ３ポンド）に増加したとき、光１
尿透過率の、２多低下が起こり、放射率の／％Ｊ”＋Ｉ
加も１；忍められた。

実施例 実姉例／記載と同様にして付烏させた・限コーティング
を有する、厚さθ０２タクｔｒｔｒｎ　（／ミル）のポ
リエステルフィルムは、光服侑過率峙性がＳ７％であり
、放射率がθ／３、すなわち赤外＠囲の波長のｇ７％を
反射する能力があることがわかった。これに厚さθ０２
左’１ｉｎｒｎ（７ミル）の昏明フィルムを端層したと
き、町視鴫過率は乙θ％に増加したが、放射率は悪化し
てａｌｌ、２になった。

同様な実験で、銀被覆ポリエステルフィルムに、透明塩
化ビニル樹脂コーティング〔ユニオンカーノ々イｈ”　
（Ｕｎｌｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ）社から商品名ＶＭＣＨ
で発売〕を、／連光たりり０ｇｇ（２ポンド９）のコー
ティングピックアップで塗布した。光線透過率は３７％
から乙／％へと増加したが、放射率はθ０９からθ、２
ｇへと悪化した。

以上の実験は、放射率を低下することなく所ｅｌの光線
透過率ｔ（を加を与えるという本発明の有−コーティン
グの臨界的性質を示している。

り１ｚ而の１１哲章な説明 第１図は、本発明によって作られた熱ミラーの断面図で
ある。

トη面：１３ｊけの説明 工ｏ（Ｈ合、ｒｆ、１．４物 １２　　７’ラスチツク又はガラスグレイソング１４　
　　熱ミラー １６．１心圧接着剤又はヒートシール材料１８　　ポリ
エステルフィルム ２０　　金属層 ２２　　有（゛」フィルムコーティング２４　　保心コ
ーティング 図面の浄書（内容に変更なし） 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　　昭和５９年特許願第２５９３７
号２、発明の名称　　　　改良熱ミラー ３、補止をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　エヌエムディー　インコーポレーテソド４、
代　理　込

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　可視光線および太陽エネルギー範囲の放射エネルギ
   ーに対して透明な基体と、該基体上に付着させた伝導性
   層であって、該伝導性層の厚さが該基体の可視光線透過
   率を該未覆基体の約ｌＩＯ〜約７Ｓ％に減少させるのに
   十分な厚さである伝導性層と、該伝導性層を被接する有
   機コーティングであって、該有機コーティングがりθ０
   θ〜／　４’、　０００　ｎｍ　の範囲の波長に対して
   比較的透明でありかつ該伝導性被覆基体の放射率を尖細
   的に保持しながら該伝導性被覆基体の光線透過率特性を
   約３〜．２３％増加させるのに十分な量で施される有機
   コーティングとを特徴とする熱ミラー。 コ　基体がプラスチックフィルムであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の熱ミラー〇 ３、　基体がチリエステルフィルムであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱ミラー。 ダ　伝導性層が金属であることを特徴とする、第１項ヌ
   は第２項又は第３項ＷＦ載の熱ミラー。 ５　伝導性層が銀であることを特徴とする特許請求の範
   囲第７頂配１Ｍの熱ミラー。 乙　伝導性層の押さが３０〜３θ０Ａ１好ましくは乙θ
   〜７．２ＯＡの範囲であることを特徴とする特許請求の
   節、囲第１珀〜第左珀のいずれか一項言己瞳の熱ミラー
   。 ７　有機コーティングの主造ｌｌ−件成分がポリエステ
   ル又はアクリル系ポリマーであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第６頂のいずれか一項會Ｃ畝の熱ミ
   ラー。 ざ　有機コーティングを、金耕化基体−７９ｍ′（３，
   ０００平方フイート）肖たりグ、Ｓダ〜ｌ＋７りｔ　（
   ０，０／〜０．／ボンド）の量で施すことを特徴とする
   特許請求の範囲第１稍〜卯、７ｉのいずれか一項盲己載
   の熱ミラー。 ９　有機コーティングを、余年化基体、２７９ｍ“（３
   ，θθ０平方フィート）肖たりダ、５　ｌｌ−４タクｆ
   　（０，０／〜０．／ポンド）の乾燥コーティング厚さ
   を生じるのに十分な量で、最初に液体として斧布するこ
   とを特徴とする特許請求の範、囲第ｇ項記載の熱ミラー
   。