JPS6143555A - 透明樹脂成形品 - 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】 技術分野 本発明は選択光透過機能及び防曇機能を有する透明樹脂
成形品に関するものである。

従来技術 自動車あるいはビルディング等の窓から室内へ入り込む
太陽光を遮断して冷房効果を高めるため、従来において
は着色フィルム、あるいはアルミニウムの蒸着膜を有す
る遮光フィルムを窓ガラスに貼着したり、着色剤をガラ
ス面に塗布する手段が採用されている。しかし、これら
の手段のいずれにおいても太陽光が全ての波長領域にて
遮断されるため、熱線すなわち赤外線の遮断を高めて前
記冷房効果を高めたとしても、この熱線遮断とともに可
視光遮断も大きくなってしまい、透明度が極端に低下し
てしまうという欠陥がある。逆に、可視光遮断を低下さ
せて透明度を高めた場合には熱線遮断も低下してしまい
、前記冷房効果を得る・ことができない。

又、自動車のリヤウィンド等における防曇手段として、
従来においてはウィンドガラスにニクロム線を入れたり
、銀粉入りの導電性塗膜線をガラス表面にプリントし、
通電加温する手段が採用されていた。しかし、これらの
手段はいずれも運転者の視認性を妨げるという欠陥があ
り、又、前記銀粉入り導電性塗膜線は損傷を受けて断線
し易いという欠陥がある。

目的 本発明は、使用場所、目的によって軽量化、強度等の観
点からガラスにかわって透明樹脂を用いるという近年の
傾向及び前記問題点を考慮しつつなされたものであって
、第一の発明では可視光を選択的に透過しつつ熱線遮断
を行なうという選択光透過機能及び防曇機能を有する透
明樹脂成形品を、第二の発明では前記選択光透過機能及
び防曇機能の低下を防止し得るという透明樹脂成形品を
提供することを目的としている。

構成 前記目的を達成するため、第一の発明では透明樹脂板の
片面側に対して、スパッタリングにより形成された金属
の薄層と、スパッタリングにより　□同薄層の上に形成
された金属酸化物の薄層とからなる熱線遮断用の選択光
透過積層を設けるとともに、同積層の両端に薄膜状の電
極を設け、第二の発明では少なくとも前記積層及び薄膜
状の電極の上に透明なハードコート膜を設けるという構
成を採用した。　　一 実施例 以下、第一の発明を具体化した一実施例を第１〜５図に
基づいて説明するが、まず第１図に示す高周波スパッタ
リング装置１について述べると、２は密閉形成されたス
パッタリング室であって、同室２内には電極３と基板ホ
ルダー４が対向配置されている。そして、電極３の表面
にはターゲット５として所定の金ｒＦ４酸化物が設けら
れており、基板ホルダー４にはポリカーボネイトからな
る透明樹脂板６が配置されている。又、電極３には高周
波電源１１が接続されている。

スパッタリング室２にはアルゴンガスあるいはアルゴン
及び酸素ガスの低圧混合ガスを装填したガスボンベ７が
バルブ８を介して接続されているとともに、同じく真空
ポンプ９がバルブ１０を介して接続されている。

次に、前述したスパッタリング装置１を用いて透明樹脂
板６に熱線遮断載面を付与する手順を説明する。

まず、ターゲット５として酸化チタンを用い、真空ポン
プ９を作動してスパッタリング室２内を減圧した後、ボ
ンベ７からバルブ８で流向をＷ４茄して同室２内へアル
ゴンガスを送り込み、スパッタリング室２内を低圧アル
ゴンガスあるいはアルゴン及び酸素ガスの低圧混合気雰
囲気に保持する。

この状態で電極３に高周波電力（５０〜５０００Ｗ）を
印加すれば高周波放電のエネルギーによってアルゴン分
子がイオン化し、このアルゴンイオンがターゲット５表
面の酸化チタンを叩き出す。

そして、この叩き出された酸化チタンが透明樹脂板６の
表面に付着する。

このようにして透明樹脂板６上に透明な酸化チタンの薄
層（以下、Ｓｌと表す）を所定厚く本実施例では４００
Ａ）形成したのち、ターゲット５どして銀を使用し、ス
パッタリング室２内を低圧アルゴンガス雰囲気に保持し
た状態で電極３に高周波電力を印加すれば前記と同様に
銀が叩き出され、同根が前記酸化チタンの薄層ｓ１上に
付着する。

薄層Ｓ１上に銀の薄層（以下、ｓ２と表ず）を所定厚（
本実施例では１００人）に形成した後、前記薄層Ｓ１形
成時と同様にして銀の薄層ｓ２上に酸化チタンの薄層（
以下、＄３と表す）を所定厚（本実施例では４００λ）
形成する。

銀及び酸化チタンからなる積層形成後、第３図に示すよ
うに酸化チタンの薄層ｓ３の両端、すなわち視認性を妨
げることのない場所に銀粉入りのアクリル系導電性塗料
あるいはインクを塗布あるいは印刷して電極１３Ａ、１
３Ｂを形成する。

前記のように透明樹脂板６上に形成された積層は熱線遮
断機能と透明性とを有する。第４図の曲゛線Ｃ１は光の
各波長に対する透明樹脂板５の透過率、曲線Ｃ２は前記
積層及び電極１３Ａ、１３Ｂを有する透明樹脂板（以下
、６Ａと表す）の透過率を示す実験データであり、曲線
ｃ２がら明らかなように、本実施例の積層を有する透明
樹脂板６Ａは４０００〜７７００オングストロームの可
視光領域における透過率の低下が少なく、８０００オン
グストロ一ム以上の赤外線領域における透過率の低下が
大きい。紫外線の領域はいずれの場合も大きく遮断され
る。従って、第３図に矢印で示すように、太陽光が透明
樹脂板６Ａに照射された場合、可視光遮断はあまり大き
くなく、全熱量のほぼ６０％程度の熱源となる赤外線は
大きく遮断される。すなわち、透明樹脂板６Ａは充分な
透明度を保ちつつ熱線を大きく遮断するという機能を有
している。

第５図には透明樹脂板６Ａによる熱線遮断効果を調べる
実験装置が示されており、２５０Ｗの赤外線ランプ１４
から投射される光が収容箱１５前面に配置された透明樹
脂板６Ａを通って収容箱１５内のブラックパネル１６に
照射されるようになっている。赤外線ランプ１４とブラ
ックパネル１６との距離は２０ｃｍに設定されており、
ブラックパネル１６の温度変化を示す実験データが第６
図の曲線Ｃ３として表されている。同図の曲線Ｃ４は前
記積層を有しない透明樹脂板６の場合の実験データであ
り、両曲線Ｃ３，Ｃ４から明らかなように透明樹脂板６
Ａの熱線遮断効果は著しいものである。

なお、第６図の曲線Ｃ５はガラスの場合の実験データで
ある。

ところで、透明樹脂板６Ａの選択光透過はもっばら銀の
薄層Ｓ２と酸化チタンの薄層Ｓ３との積層に基づくもの
であり、大きな屈折率を有する酸化チタンの薄層Ｓ３を
通った光は銀の薄層Ｓ２で赤外線を反射し、可視光を透
過する選択光透過が行なわれるが、透明樹脂板６に銀の
薄層Ｓ２のみを設けた場合には赤外線とともに可視光も
反射されてしまい、透明度が極端に低下する。又、透明
樹脂板５上に直接設けられた酸化チタンの薄層・＄１は
可視光の透過性を向上させるという意味をもっているが
、銀の７ｄＪ層Ｓ２と酸化チタンの薄層Ｓ３との積層の
みでも充分な熱線遮断効果と透明度とを得ることができ
る。

このように充分な透明度を有し、かつ熱線遮断機能を有
する透明樹脂板６Ａを自動車の窓に使用した場合、特に
気温上昇の激しい夏期においても学内の温度上昇をおさ
えることができ、冷房装置を低出力状態で使用した場合
にも充分な冷房効果を得ることができる。

さて、次に電極１３Ａ、１３８間に５Ｖの直流電圧を印
加した実験では、室温２０℃の条件下で透明樹脂板６Ａ
は約４０℃に達した。Ｎ極１３Ａ。

１３Ｂを有する透明樹脂板６Ａを自動車の窓に採用すれ
ば、車室内外の温度差が大きい冬期においても同樹脂板
６Ａ上に曇りが生ずることはない。

前記した透明樹脂板６Ａの温度上昇は約１００オングス
トロームという銀のＷＪＨ８２の厚みに伴う電気抵抗の
結果である。電極１３Ａ、１３８間に直流電圧を印加し
た場合、電流はもっばら銀の薄層Ｓ２を流れ、酸化チタ
ンの薄層８１．Ｓ３を流れることはほとんどない。すな
わち、酸化チタンは絶縁物に近いため電気抵抗が大きく
、酸化チタンの薄層Ｓ１．Ｓ３の平面方向に電流が流れ
ることができない。しかし、本実施例におけるような酸
化チタンの７７９層３１．Ｓ３の厚みが４００Ａ程度の
場合には、電流が厚さ方向に流れることはできるため、
電極１３Ａ、１３Ｂを酸化チタンの薄１１Ｓ１．Ｓ３上
に設けることができる。従って、前記熱線遮断機能を付
与するための銀の薄層Ｓ２は本実施例において防曇機能
を付与するための不可欠要素となる。このような構成に
おいては、防曇機能を有する前記積層の一部が損傷した
場合にも、電極１３Ａ、１３Ｂ間の通電が遮断されるこ
となく透明樹脂板６Ａの温度が高められ、大きな防曇機
能低下は起らない。

又、電極１３Ａ、１３Ｂは窓枠近傍に位置することにな
るので、損傷を受けにくくなっており、断線のおそれは
少ない。

本実施例においては電極１３Ａ、１３８間に・加えられ
る電圧値は５Ｖであったが、もちろん印加電圧値は前記
積層の厚みに応じて適宜設定されるものであり、前記選
択光透過機能と関連する。

なお、第一の発明は前記実施例のみに限定されるもので
はな（、例えば透明樹脂としてポリメチルメタアクリレ
ート、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリスチレ
ン等を用いたり、透明樹脂フィルムに本発明を具体化す
ることもできる。同フィルムをガラス板に貼着すれば、
同ガラス板は前記実施例と同様に選択光透過機能及び防
曇機能を有することになる。

又、金属酸化物の薄層３１，３３としては酸化チタン以
外にもアンチモン、すず、アルミニウム、・インジウム
、ビスマス、ジルコニウム等の酸化物も適用可能であり
、これらの薄ｆｆ５１．８３を形成するためのターゲッ
トとして金属酸化物以外に同酸化物を構成する金属を用
いることができる。

例えば、第１図に示すスパッタリング装置１に酸素ガス
ボンベを接続してスパッタリング室２内をアルゴン及び
酸素ガスの低圧混合気雰囲気とし、陰陽両極３，４間に
直流高電圧を印加すれば、スパッタリング室２内には活
性の高い酸素イオンが発生し、ターゲットから叩き出さ
れた金泥が同イオンと結合して金属酸化物となり、同義
、化物が前記薄層８１．８３を形成する。

金属の′７ｉＱ層Ｓ２を形成するためのターゲットとし
て銀以外に単体金属ではクロム、すず、アンチモン、ア
ルミニウム等、合金ではステンレス鋼、バーステロイ、
′パーマロイ等が適用可能である。

金属の薄層Ｓ２の厚みは採用金属の透過率に応じて適宜
設定され、可視光に対して適度な透過率を有する２０〜
４００Ａの範囲にある。

又、金ＦＡ酸化物の７ａ層８３の厚みは１００〜２００
０Ａの範囲にあり、ざらに金属酸化物の薄層Ｓ１の厚み
も薄層Ｓ３と同程度に設定しておけば第３図に示す矢印
と反対側から太陽光が照射した場合には／ｉＩ層Ｓ１と
８２との積層がもっばら熱線遮断を行なうことになる。

この状態では透明樹脂板６Ａが熱を帯び、前記実施例の
場合に比べて熱線遮断効果が低下する。

電極１３Ａ、１３Ｂとしては銀粉以外のニッケ。

ル、銅、炭素等の粉入りアクリル系導電性塗料膜を用い
たり、金、銀、白金、パラジウム、クロム、ニッケル等
の金属湧膜を採用してもよい。

なお、第７図に示すようにまず透明樹脂板５の両端に電
ＩＭ１３Ａ、１３Ｂを設けた後、薄層Ｓ１゜Ｓ２，８３
からなる積層を設けた場合にも前記と同様の効果が得ら
れる。

さて、前記のように形成された透明樹脂板６Ａを布で拭
いたり、手で触ったりすることに伴う汚れあるいは損傷
、摩耗によって熱線遮断機能低下、防雪機能低下及び電
極損傷といったおそれがある。

そこで、前記のような問題点を解消するための第二の発
明を具体化した一実施例を第８図に基づいて説明する。

同図に示す透明樹脂板（又はフィルム）６Ｂは前記実施
例における熱線遮断機能及び防曇機能を有する透明樹脂
板６Ａの両面に紫外線で硬化するアクリル系塗料をフロ
ーコーターによって付着し、厚みが約１０μｍの透明な
ハードコートＩＩＩ　Ｈを形成した。このハードコート
膜Ｈは密着性、耐候性、耐傷性及び耐摩耗性に優れてお
り、薄層Ｓ１．Ｓ２、Ｓ３からなる熱線遮断機能を有す
る積６層及び電極１３Ａ、１３Ｂを剥離、摩耗等の損傷
から保護するとともに、透明樹脂板６自体の損傷を防止
する。もちろん、ハードコート膜Ｈは熱線遮断機能を妨
げるものではない。透明樹脂板６として透明度の非常に
高いポリメチルメタアクリレートを使用した場合には、
同樹脂の損傷し易い性質からハードコート膜Ｈの存在は
特に有効となる。

ハードコート膜Ｈとしては前記アクリル系以外にもシリ
コン系の加熱硬化型のハードコート膜を採用することも
可能であり、又、コーティング方法としてはロールコー
ティング、スプレィ方式あるいはディッピング等を採用
してもよい。ハードコート膜Ｈの厚みは前記のみに限定
されず、密着性、透明度等から適宜設定し得る。

ざらに、透明樹脂板６自体の耐損傷性が高い場合には前
記積層側のみにハードコート膜Ｈを設けることも可能で
ある。

効果 以上詳述したように、第一の発明の透明樹脂成形品は可
視光を選択的に透過しつつ熱線遮断を行なうという優れ
た選択光透過機能及び防曇搬面を有しており、第二の発
明の透明樹脂成形品は前記選択光透過機能低下、防曇別
面低下及び損傷を防止し得るという優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は透明樹脂に熱線遮断機能を付与するために使用
されるスパッタリング装置、第２図は選択光透過機能を
有する積層を設けた透明樹脂板を示す要部破断平面図、
第３図は第一の発明の透明樹脂板を示す横断面図、第４
図は前記透明樹脂板の透過率を示すグラフ、第５図は前
記透明樹脂板の熱線遮断効果を調べるための実験装置を
示す一部破断側面図、第６図はその実験結果を示すグラ
フ、第７図は第一の発明の別個を示す横断面図、第８図
は第二の発明を具体化した一実施例を示す横断面図であ
る。 透明樹脂板６、選択光透過機能及び防曇機能を有する透
明樹脂板６Ａ、６Ｂ、金属酸化物の薄層Ｓ１．８３、金
属の薄層Ｓ２、電極１３Ａ、１３Ｂ、ハードコートＲＲ
Ｈ。 特　許　出　願　人　　豊田合成株式会社第３図 ６Ａ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板あるいはフィルム形状の透明樹脂の片面側に対し
   て、金属の薄層と同薄層の上に形成された金属酸化物の
   薄層とからなる熱線遮断機能を有する選択光透過積層を
   設け、同積層の両端に薄膜状の電極を設けたことを特徴
   とする透明樹脂成形品。 ２、金属酸化物の薄層及び金属の薄層はスパッタリング
   により形成され、金属酸化物の薄層の厚みは１００〜２
   ０００Å、金属の薄層の厚みは２０〜４００Åである特
   許請求の範囲第１項に記載の透明樹脂成形品。 ３、薄膜状の電極は前記金属の酸化物の上に設けられて
   いる特許請求の範囲第２項に記載の透明樹脂成形品。 ４、選択光透過積層は、前記透明樹脂の片面上にスパッ
   タリングによりコーティングされた金属酸化物の薄層上
   に設けられており、薄膜状の電極は同酸化物の薄層と前
   記透明樹脂との間、又は前記積層上に設けられている特
   許請求の範囲第２項に記載の透明樹脂成形品。 ５、薄膜状の電極は導電性の金属薄膜、又は導電性の金
   属粉入りのアクリル系導電性塗料コート膜から形成され
   ている特許請求の範囲第３項又は第４項のいずれか１項
   に記載の透明樹脂成形品。 ６、板あるいはフィルム形状の透明樹脂の片面側に対し
   て、金属の薄層と同薄層の上に形成された金属酸化物の
   薄層とからなる熱線遮断機能を有する選択光透過積層を
   設け、同積層の両端に薄膜状の電極を設け、少なくとも
   前記積層及び薄膜状の電極の上に透明なハードコート膜
   を設けたことを特徴とする透明樹脂成形品。 ７、ハードコート膜はアクリル系塗料あるいはシリコー
   ン系塗料を塗布して形成されたものである特許請求の範
   囲第６項に記載の透明樹脂成形品。