JPS61167546A - 積層フイルム - Google Patents

積層フイルム

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JPS61167546A
JPS61167546A JP29040185A JP29040185A JPS61167546A JP S61167546 A JPS61167546 A JP S61167546A JP 29040185 A JP29040185 A JP 29040185A JP 29040185 A JP29040185 A JP 29040185A JP S61167546 A JPS61167546 A JP S61167546A
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metal
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健二 林
小林 章志
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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】 [産業上の利用分野〕 本発明は、可視光線を透過し、赤外線を反射する、選択
光透過性を有する積層フィルムに関する。
本発明の望ましい具体例は、窓あるいは面体に取りつけ
ることにより、赤外線を遮断し、しかも、可視光線に対
しては充分な透過性を有する積層フィルムでおる。かか
る積層フィルムは、溶接、溶解、消化等の高温作業にあ
ける人体、特に顔面の保護に有用であるばかりでなく、
建物、容器、乗物等のガラス窓から入射する太陽光線の
うち、可視光線の採光を妨げることなく赤外線を遮断し
、冷暖房効果を向上させるのに有効でおる。また、グリ
ーンハウスにおける保温、冷凍・冷蔵ケースにおける保
冷、太陽熱利用コレクターの窓部からの放熱防止等にも
広く利用することができる。
〔従来技術〕
従来、可視光線を透過し、赤外線を遮断する目的で、有
機重合体フィルム上に、アルミニウム、銀、銅、金等の
金属薄層を真空蒸着した積層フィルムが知られている。
これらの積層フィルムは、金属薄層の傷つき、汚染、酸
化を防止する目的で金属表面を1〜100μの厚さの有
機重合体保護層で被覆されているのが通常でおる。かか
る積層フィルムの赤外線反射率は、前記金属層の厚さに
依存し、高い赤外線反射率を得るためには、該金属層の
厚さを充分厚くする必要がある。この結果赤外線の遮断
効果を増大させようとツると、可視光線の透過率が著し
く減少することになり、不充分な採光と物体の不明瞭な
認識をひき起こすことになる。また、赤外線反射率を高
めようとすると、可視光線の反射率が同時に増大するた
め、室外に不快な反射光を発散させる結果となっている
かかる問題を改良するため、前記金属薄層の表面を、数
百人の厚さの酸化チタン、酸化ビスマス、硫化亜鉛等の
屈折率の高い無機誘電体で被覆したいわゆる反射防止膜
により、可視光線に対する反射防止を行なって透明性を
向上する方法が知られている。これらの無機誘電体を金
属薄層表面に被着する方法として、真空蒸着、スパッタ
リングなどの物理的膜形成方法、あるいは、溶液コーチ
ング、化学蒸着などの化学的膜形成方法が用いられてい
る。しかしながら、上述した単独の金属化合物を大面積
のフィルム状態の反射防止膜として用いた場合には、膜
の耐摩耗性が悪い、可撓性が乏しい、摩擦や曲げなどに
より容易に基体から剥離しやすいなどの欠点があった。
また、これらのは載持性を改良するため、有機チタネー
トあるいは有機シリケートなどを原料として、塗膜中に
有機物質を含有させる試みもなされているか、紫外線な
どに対する耐光性や、耐候性、耐熱性が悪くなるという
問題があった。
特に安価に大面積の膜を得るためには、高速で膜形成を
行なう必要があるが、膜形成速度を速くすればする程、
上記欠点が顕著になる。
〔発明か解決しようとする問題点〕
本発明者らは、かかる欠点を有しない反射防止膜を構成
成分とする、可視光線の透過率が高く、赤外線の反射率
の高い積層フィルムを得るべく鋭意検討した結果本発明
に到達した。
すなわち、本発明の目的は、耐摩耗性にすぐれ、耐光性
、耐熱性にすぐれた反射防止膜を有する、可視光線の透
過率が高く、赤外線の反射率の高い積層フィルムを与え
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる目的は、有機重合体フィルム(A>の少なくとも
一方の面に、厚さ0.02μからO03μの金属化合物
を含む透光性薄層(B)と、厚さ30人から500人の
金属薄層(C)とが、A/C/Bまたは、A/B/C/
Bの順に積層されたフィルムにおいて、透光性薄層(B
)の60重量%以上がジルコニウム(Zr)、ケイ素(
S i )および酸素から成り、該B中の金属元素の6
0モル%以上がZrと3iとから成り、かつ、Zr/3
iのモル比率が80/20から20/80の範囲に必る
ことを特徴とする積層フィルムにより達成される。
本発明で使用される有機重合体フィルム(A>とじては
、厚さが6μから1000μ、好ましくは9μから12
5μで、可撓性を有するものであり、波長400nmか
ら2000nmにおける光線透過率が40%以上、好ま
しくは70%以上の特性を有するものである。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、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、
ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12などのポリア
ミド、ポリカーボネート、ポリメチルアクリレート、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルフォン、
ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリエーテルスルフォン、ポリアクリロニトリル、
ポリテトラノルオロエチレン、ポリアミドイミド、ポリ
イミド、ポリビニルアルコール、酢醒セルロースなどが
めげられる。これらは、単独重合物として用いることも
できるし、二種以上の粗み合せによる共重合体または混
合体であっても良い。
また、有機重合体フィルム(A)は、二軸延伸または一
軸延伸されたものであっても良い。ざらに、これらの有
機重合体フィルム(A>の中に、目的に応じて、紫外線
吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤、可塑剤、安
定剤、帯電防止剤などの添加物を加えることが適宜許さ
れる。
中でも、本発明の効果を発揮するのに適した有機重合体
フィルム(A>としては、二軸延伸されたポリエチレン
テレフタレート、二軸延伸されたポリプロピレン、二軸
延伸されたポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチル
アクリレート、ポリイミドのフィルムがあげられる。
本発明における金属薄層(C)に有用な金属としては、
バルクの比抵抗が10−4オーム・cm以下のものが好
ましく、例えばアルミニウム、銅、銀、金、錫、亜鉛、
鉄、ニッケル、コバルト、パラジウム、チタン、ジルコ
ニウム、クロムなどの金属単体、あるいは、ジュラルミ
ン、スターリングシルバー、真鋳、青銅、ホワイトゴー
ルド、ステンレススチール、ニクロムなどの前記金属を
主体とする二種以上から成る合金あるいは、混合体が使
用される。
中でも、バルクの比抵抗が5X10’オーム・cm以下
のものが好ましく、また、成型加工、粘着時における折
り曲げ、延伸の際、クラック、脱離等の発生を防止する
ため展延性の大きいものが好ましい。これらの点から、
本発明に使用する金属薄層(C)としては、銀、銅、金
、アルミニウムおよびこれらの金属を主体とした合金が
好ましく、特に、銀および銀を主体とした合金が好まし
い結果を与える。
該金属薄層(C)の厚さは、透光性と赤外線遮断性能を
発揮させる上で重要な要素で必り、本発明においては、
原子吸光法、放射化分析法などで測定される重量換算膜
厚で規定される。すなわち、一定面積のフィルムの付着
重量を、バルクの比重で除した値で表わされる。本発明
にあける金属薄層(C)の厚さは30人から500大の
範囲にあることが必要である。厚さか30大以下では、
赤外線の反射率が極めて小さくなり、また、500Å以
上では可視光線の透過率か著しく減少するため好ましく
ない。必要とする金属の最適な厚さは、使用する材料に
よって若干異なるが、好ましくは50人から300大の
範囲であり、特に好ましくは、80人から200人の範
囲でおる。前記の銀および銀を主体とする合金の場合に
は、80人から200人の範囲が最も好ましい。
金属薄層(C)を形成する方法としては、例えば真空蒸
着、スパッタリング、イオンブレーティング、メッキ、
化学蒸着、熱分解などの方法が用いられる。中でも、有
機重合体フィルム(A>あるいは透光性薄層(B)の広
い面積全体にわたって、均一かつ高速で金属薄層(C)
を形成するためには、真空蒸着とスパッタリング法が適
してあり、また、膜の密着性と、合金材料の組成制御の
点では、スパッタリング法が最も適している。
本発明において、厚さ0.02μ〜0.3μの金属化合
物を含む透光性薄層(B)は、Bを構成する金属化合物
中の全金属元素の60モル%以上かzrとSiとからな
り、かつZr/Siのモル比率が80/20〜20/8
0の範囲にあることが必要である。上記構成要件におい
て、全金属元素中でzrと3iの和が60モル%以上に
達しないと、反射防止効果が不十分であったり、機械的
性質が不十分であったり、なかんづく、耐光性、耐候性
や耐熱性がそこなわれることになり好ましくない。また
上記構成において、Zr/Siのモル比率が80/20
以上でおると、得られる膜はもろくなり、接着性か悪く
なる結果、耐摩耗性の乏しい膜となる。逆に、Zr/S
iのモル比率か20/80以下であると、紫外線照射時
の変色、あるいは赤外線反射率の低下をひきおこしたり
、耐候性や耐熱性の悪い膜となり、長期間の使用に耐え
ない膜となるため好ましくない。
本発明において、上記B中の60重量%以上がジルコニ
ウム、ケイ素、および酸素の和で占められていることが
、Bの特性の点からも、また、本発明の積層フィルムの
特性の点からも好ましい。
B中の40重量%未満であれば、ケイ素やジルコニウム
以外の金属元素、例えば、チタン、亜鉛、カドミウムな
どや、非金属元素あるいは有機物が含まれていても良い
。本発明において、上記Bは可視光線の透過率が60%
以上であることが好ましく、特に好ましくは、80%以
上でおることか本発明の目的達成のためにより有効であ
る。
本発明において、上記Bの厚さは0.02〜0゜3μで
あることが、可視光線の高い透過特性と赤外線の高い゛
反射特性の面から好ましく、特に好ましくは0.03〜
0.’09μの厚さか本発明の目的には有効である。
上記透光性薄層(B)を積層するには、Bの組成にある
ものを、スパッタリングなどの真空薄膜形成方法によっ
て積層してもよいし、最終的に上記Bを形成する原料も
しくは中間体を、真空蒸着スパッタリングあるいはコー
ティングなどの方法で塗工し、ついて重合、縮合、酸化
その他の反応を行なって、上記Bの組成にしてもよい、
たとえば、一般式Z r XI (OR) a−(1(
Rは炭素数1〜6のアルキル基、Xはβ−ジケトン系化
合物もしくはβ−ケトエステル系化合物である。UはO
から4の整数である。〕で示されるジルコニウム化合物
の1種類以上と、一般式SiYα(OR)44(Rは炭
素数1〜6のアルキル基、Yは炭素数1〜6のアルキル
基、もしくはハロゲン化アルキル基、フェニル基、ビニ
ル基、グリシドキシ基。
ひはO〜2の整数)で示されるケイ素化合物の1種類以
上との混合物もしくは、それらの加水分解された混合物
を、上記AもしくはA/Bの積層物上にコーティングし
、これを加熱反応・乾燥せしめ一種の重縮合反応を行な
わしめることによって得ることができる。この場合の混
合組成において、最終的に得られる組成が、上記Bの条
件を満足する範囲内で、必要に応じて他の材料、中間体
あるいは添加剤が添加されていてもよい。
上記一般式で示されるジルコニウム化合物とケイ素化合
物の代表例としては、次のようなものがあるか、本発明
に有効なものは、これらのみに限定されるものではない
すなわち、ケイ素化合物としては、例えば、テトラブト
キシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトトリメトキシシラン、N−βアミ
ノエチルプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジェトキシシランなどがめっ、ジルコ
ニウム化合物としては、例えば、アセチルアセトンジル
コニウム塩、ジルコニウムテトラアルコキシド(テトラ
ブチルジルコネート、テトラプロピルジルコネートなど
)ジルコニウム−トリアルコキシ−モノアルキルアセト
アセテート(ジルコニウム−トリブトキシ−モノエチル
アセトアセテートなど)、ジルコニウム−ジアルコキシ
−ジアルキルアセトアセテート、ジルコニウム−モノア
ルコキシ−トリアルキルアセトアセテート(ジルコニウ
ム−モノブトキシ−トリエチルアセトアセテートなど)
ジルコニウムアルキルアセチルアセトネー1〜化化合物
などがある。
また、ジルコニウムとケイ素の混合物あるいは合金を、
酸素を含む減圧下にて原子状あるいは分子状に析出させ
る、いわゆる反応性蒸着あるいは反応性スパッタリング
によっても所望の膜を得ることができる。
本発明による積層フィルムは、可視光線の透過率か高く
、赤外線の反射率が高いという特性を有し、しかも、耐
光性、耐候性、耐熱性にすぐれ、可撓性、接着性にすぐ
れた性能を有する。
一般に、金属薄膜の反射防止層としては、屈折率が2.
0以上の酸化チタンや酸化亜鉛が有効でおるとされてお
り、逆に酸化ケイ素のごとく屈折率の低いものは、金属
薄膜の反射防止膜としては不適当なものとされている。
これは理論的にも裏付けられているところでおる。しか
るに、本発明者らの検討によって酸化ケイ素などケイ素
化合物を単独で用いないでジルコニウム化合物との併用
系にすると、zr/s;のモル比率が20/80の如く
、ケイ素化合物が主体であっても、可視光線の大幅な反
射防止により、赤外線反射率をあまり低下させることな
く、可視光線透過率を大幅に向上させることができるこ
とが、本発明の基板になっている。また、ジコニウム化
合物を一定量以上含有することにより、紫外線に対する
耐光性や耐候性を向上させることができ、ジルコニウム
化合物とケイ素化合物の混合系を用いることにより、耐
熱性をも向上できることが本発明のもう一つの基盤とな
っている。
本発明の積層フィルムは、有機重合体フィルム(A)、
透光性薄層(B)および金属薄層(C)とが、A/C/
B/の順に積層構成されるが、さらにA/B/C/Bの
構成をとることにより一層耐久性を向上させることがで
きる。
また、本発明の積層体の表面あるいは裏面に、本発明の
目的とする効果を損わない範囲で、他の層、例えば、保
護層、紫外線吸収層、表面硬度化層、結露防止層などを
積層することは適宜行なわれて良い。また、本発明の有
機重合体フィルム(A>や透光性薄層(B)に金属薄層
を付着形成するに先たち、公知の表面処理例えば、EC
ff1理、プラズマ処理、粗面化処理、逆スパツタリン
グ処理、エツチング処理などを行なうことも採用されて
良い。
本発明による積層フィルムの主な用途例としては、紫外
線や高温にさらされることの多い日照調整フィルム、保
温、保冷フィルム、作業用面体等として、フィルム単独
あるいは、ガラス、プラスチック板に積層して用いられ
るほか、金属薄層の電気伝導性を利用して、静電気、電
磁波の遮蔽、透明発熱体、ディスプレー用電極などへの
利用も可能でおる。
以下、本発明の具体的実施態様を実施例で示す。
なお、実施例中に示した各測定方法は下記のものである
光線透過率:日立製作新製、分光光度計323型で測定
。波長550nmての測定 値で示す。
赤外線反射率:日立製作新製、分光光度計323型で測
定、波長1700nmでの 測定値で示す。
耐摩耗性  :人栄科学精器製作所製、JIS、LO8
23に基く摩耗堅牢度試 験器にて測定、荷重500にて、 膜の脱離か発生するまでの摩擦回 数で示す。
金属膜厚  :原子吸光法による重量換算膜厚。
透光性薄層の厚さ:超薄切片を透過型電子顕微鏡で観察
した幾何学的膜厚。
透光性薄層の組成:国際電気(株)製X線光分光測定装
置(ESCA) 、ES− 200を用いて測定した。ジルコ ニウム、硅素、酸素の総重量率お よびジルコニウムと硅素の組成比 は、検出される元素の測定値を ESCAの検出感度で補正して算 出する。
表面電気抵抗:幅35m!TIのフィルムを、電極間隔
35mmの銅製電極を用いて、荷 重500gにて測定した値。測定 単位は、オーム/口(スクエア) で示す。
耐光性:紫外線フェードメーター(東京2浦電気(株)
製、水銀ランプH−40 0F使用)使用。800時間照射 後の赤外線反射率の保持率。
耐候性:サンシャインカーボンウェザ−メータ(ス゛ガ
試験器(株)製)使用。50 0時間照射後の赤外線反射率の保 持率。
耐熱性:循環式熱風オーブン(タバイ製作所(株)製)
使用。80’C1720時 間保持後の赤外線反射率保持率。
実施例1〜7、比較例1〜5 光線透過率87%、厚さ25μの二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルムの上に、スパッリング法にて厚
さ120人の銀薄層を設けた。
スパッタリングはマグネトロン方式にて5×1o−3ト
ールのアルゴン圧力下で、純度99.9%の銀製ターゲ
ットに550Vの直流電圧を印加して行なった。得られ
た銀膜の表面電気抵抗値は9オ一ム/口でめった。
次いで、銀薄層上にジルコニウム化合物と硅素化合物よ
り成る透光性薄層を形成し、選択光透過性を有する積層
フィルムを得た。
透光性薄層は、下記の溶液Aと溶液Bをそれぞれ混合比
率にて混合したのち、グラビアロールコータにて塗布し
、140’Cにて2分間乾燥・熱処理し、厚さがそれぞ
れ0.05μの膜を得た。
透光性薄層中の金属元素は、ジルコニウムと硅素からな
り、該薄層中のジルコニウム、硅素、酸素の総重量率は
、表1に示される値であった。
溶液へ 1〜リブトキシジルコニウム七ノ1チルアセトアレテー
ト       44Qイソプロピルアル]−ル   
  593qブタノール           297
qトルエン            297g溶液B 溶液ラブチルシリケートの加水分解処理液52C] イソプロピルアルコール     300C]ブタノー
ル           150Clトルエン    
        150g溶液B溶液いるテトラブチル
シリケートの加水分解処理液は、ブチルシリケートの3
2CI、エチルアルコール16g、0.1N塩酸水溶液
8.60を混合攪拌し、脱水処理を行なうことによって
得た。該液の固型分濃度は12゜5%であった。
ジルコニウム化合物単体および、Zr/Siのモル比率
が80/20を上回る場合は、粉体状に白濁した膜とな
り、耐摩耗性が著しく悪く、また、耐熱性テスト後の赤
外線反射率が低下した。またZr/Siのモル比率が2
0/80未満となると、耐光性、耐候性の悪い膜となり
、光線透過率、赤外線反射率が低下する結果となった。
これらの積層フィルムの光学特性、耐摩耗性、耐久性を
測定した結果を表1に示す。
実施例8〜10 実施例1の溶液Aのうち、トリブトキシジルコニウムモ
ノエチルアセトアセテートをテトラブチルジルコニウム
に置きかえた以外は、実施例1と同様にして、Zr/S
iのモル比率がそれぞれ70/30.50150.30
/70の組成比でジルコニウム、硅素、酸素の総重量率
がそれぞれ95.96.96%の透光性薄層を有する積
層フィルムを得た。それぞれの膜の光線透過率は75.
75.74%で、赤外線反射率は78.78.79%で
めった。紫外線フェードメータによる耐光性試験後の赤
外線反射率の保持率は、それぞれ80.80.85%で
あった。また、耐摩耗性はいずれも100回以上と良好
であった。
比較例6 実施例1で用いた、銀被着ポリエチレンテレフタレート
フィルム上に、テトラブチルチタネート3部と、テトラ
ブチルシリケートの加水分解処理液から主として成るコ
ーテイング液(実施例1の溶液B)97部とから成る溶
液をワイ′V−バーで塗布し、140’Cにて2分間乾
燥して透光性薄層を設けた。
jqられたフィルムの光線透過率は70%、赤外線反射
率は75%であった。このフィルムの紫外線照射による
耐光性試験後光外線反射率保持率は20%で、変色を起
し、透光性薄層が白化した。
実施例11 光線透過率87%、厚さ25μの二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルムの上に、スパッタリング法によ
り銀と金の重量比が2:1の膜を付着さけた。金属膜の
厚さは100人、表面電気抵抗は14オ一ム/口、光線
透過率は63%、赤外線反射率は77%でめった。
この上に、酸化ジルコニウムと酸化ケイ素の混合した、
厚さ0.045μの透光性薄層をスパッタリング法によ
り形成した。スパッタリングは、ジルコニウムとケイ素
のターゲットをカソード上に分配配置し、アルゴン、酸
素、窒素の混合カス(混合比、40 : 12 : 4
8体積%)を導入して行なった。得られた膜のZr/S
iモル比は、原子吸光法により55/45であることを
確認した。
ESCAによる測定では、透光性薄層は、ジルコニウム
、硅素、酸素から構成されていた。
この積層フィルムの光線透過率は83%、赤外線反射率
は76%であった。耐摩耗性は、100回摩耗後も変化
がなく、また、耐光性試験、耐熱性試験後も初期の光学
特性を維持した。
サンシャインウエーザーメータによる耐候性試験後の赤
外線反射率保持率も80%と良好であった。
実施例12〜16 光線透過率87%、厚さ38μの二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルムの上に、スパッタリング法によ
り、金、パラジウム、アルミニウム、銀−アルミニウム
合金(重量比10/1 )の金属薄膜をそれぞれ作製し
た。
これらの金属薄膜上に、実施例1て用いた溶液Aおよび
溶液Bを、Zr/Siのモル比率のが50150となる
よう調合した混合液を、ワイヤーバーで塗布し、140
°Cにて2分間乾燥して、厚さ0.06μの均一かつ透
明な透光性薄層を設けた。
透光性薄層中の金属元素は、ジルコニウムと硅素であり
、ジルコニウム、硅素、酸素の総重量率は97%であっ
た。
得られた積層フィルムの膜厚、光学特性、耐摩耗性、耐
久性を測定し、表2に示す結果を得た。
実施例17 実施例4で得られた臘7の積層フィルムの透光性薄層側
に、厚さ15μの二軸延伸されたポリプロピレンフィル
ムを接着積層した。このフィルムの光線透過率は、68
%、赤外線反射率は72%でめった。耐光性、耐候性、
耐熱性試験後の赤外線反射率保持率は85%、80%、
90%であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 有機重合体フィルム(A)の少なくとも一方の面に、厚
    さ0.02μから0.3μの金属化合物を含む透光性薄
    層(B)と、厚さ30Åから500Åの金属薄層(C)
    とが、A/C/BまたはA/B/C/Bの順に積層され
    たフィルムにおいて、透光性薄層(B)の60重量%以
    上がジルコニウム(Zr)、ケイ素(Si)および酸素
    からなり、該B中の金属元素の60モル%以上がZrと
    Siとから成り、かつ、Zr/Siのモル比率が80/
    20から20/80の範囲にあることを特徴とする積層
    フィルム。
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