KR102587275B1 - 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛 - Google Patents

열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛 Download PDF

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에리 우에다
히로노부 마치나가
유타카 오모리
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 투광성 일사 차단 유닛과, 상기 투광성 일사 차단 유닛 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제공한다.

Description

열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛
본 발명은 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛에 관한 것이다.
종래부터 유리, 수지 등의 투광성 기재(基材) 상에 열선을 반사시키는 기능을 갖춘 층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재가 알려져 있다.
열선 투과 억제 투광성 기재로는, 태양광과 같은 가시광의 일부나 근적외선을 반사함으로써, 예를 들어 실내나 차안의 온도 상승을 억제하는 차열성(遮熱性)을 갖춘 것이 종래부터 검토되어 왔다. 또한, 방사율(放射率)을 저감시켜 단열성을 갖춘 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해서도 검토가 진행되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 저방사(低放射) 투명 복합 재료 필름으로서, 투명한 필름 기재와, 상기 투명한 필름 기재와 친화성인 내마모 하드 코팅 재료로 이루어지는 하층과, 적어도 하나의 적외선 반사층을 포함하고, 상기 복합 재료 필름이 약 0.30 미만의 방사율을 가지며, 상기 하층이 상기 투명한 필름 기재와 상기 적외선 반사층 사이에 배치되어 있는 저방사 투명 복합 재료 필름이 개시되어 있다. 그리고, 적외선 반사층의 코어층으로서 은-금(Ag-Au) 합금을 사용한 예가 개시되어 있다.
일본국 공표특허공보 특표2013-521160호
특허문헌 1에 개시된 저방사 투명 복합 재료 필름에 있어 적외선 반사층의 재료로서 기재된 은-금 합금은 방사율을 저감시키는 효과를 가지므로 단열성을 갖는다.
그러나, 은이나 은 합금은 단열성 뿐 아니라, 태양광과 같은 가시광의 일부나 근적외선을 반사시키는 차열성도 가지고 있다. 그러므로, 특허문헌 1에 개시된 저방사 투명 복합 재료 필름에서는, 예를 들어 단열성을 높이기 위해 적외선 반사층의 코어층 두께를 두껍게 하면, 동시에 차열성도 높아지게 된다.
한편, 열선 투과 억제 투광성 기재에는, 설치할 장소에 따른 특성을 가질 것이 요구된다. 예를 들어, 한랭지라면 고단열, 저차열과 같은 특성이 요구된다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 저방사 투명 복합 재료 필름에 의하면, 전술한 바와 같이 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 없으므로, 고단열, 저차열과 같은 특성을 실현시킬 수 없었다.
이에, 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 일 측면에서는, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 투광성 일사(日射) 차단 유닛과, 상기 투광성 일사 차단 유닛 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시형태에 따른 일 구성예의 열선 투과 억제 투광성 기재의 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 투과 억제 투광성 기재의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시형태에 따른 다른 구성예의 열선 투과 억제 투광성 기재의 단면도이다.
도4는 본 발명의 실시형태에 따른 일 구성예의 투광성 기재 유닛의 단면도이다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시형태(이하, "본 실시형태")에 대해 상세하게 설명하나, 본 실시형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
[열선 투과 억제 투광성 기재]
이하에서, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 투광성 일사 차단 유닛과, 투광성 일사 차단 유닛 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함한다.
본 발명의 발명자는, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있는 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 면밀하게 검토하였다.
그 결과, 우선, 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 구비함으로써, 단열성을 독립적으로 제어할 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 발명자들의 검토에 의하면, 투명 도전성 산화물층에 포함되는 투명 도전성 산화물이 가지는 캐리어를 이용하여 원적외선을 반사할 수 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, 전술한 바와 같이 투명 도전성 산화물층을 구비하고서, 예를 들어 두께 등을 조정함으로써 단열성을 제어할 수 있다.
또한, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제할 수 있는 투광성 일사 차단 유닛에 의하면, 예를 들어, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광을 반사 또는 흡수할 수 있다. 그리하여, 투광성 일사 차단 유닛의 구성 등을 선택, 조정함으로써 차열성을 독립적으로 제어할 수 있음을 발견하였다.
이에, 단열성을 제어할 수 있는 투명 도전성 산화물층과, 차열성을 제어할 수 있는 투광성 일사 차단 유닛을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재로 하고, 투명 도전성 산화물층과 투광성 일사 차단 유닛에 대해 구성을 선택, 조정함으로써, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
여기에서, 도 1에 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재의 구성예를 나타낸다. 도 1은, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재에 있어, 투광성 일사 차단 유닛 및 투명 도전성 산화물층의 적층 방향에 평행한 면에서의 단면도를 모식적으로 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 열선 투과 제어 투광성 기재(10)는 투광성 일사 차단 유닛(11)의 한쪽면 상에 투명 도전성 산화물층(12)을 적층한 구조를 가질 수 있다. 이하에서 각 부재에 대해 설명한다.
투광성 일사 차단 유닛(11)은, 투광성 일사 차단 유닛을 구비하지 않은 경우와 비교하여, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제할 수 있는 차열 기능층을 가질 수 있는데, 그 구체적인 구성이 특별히 한정되는 것은 아니다. 투광성 일사 차단 유닛(11)은, 열선 투과 억제 투광성 기재에 요구되는 차열성의 정도에 따라 그 구성을 선택할 수 있으며, 예를 들어, 1개의 부재 또는 2개 이상 복수 개의 부재로 구성할 수 있다.
한편, 가시광의 파장 영역이란, 예를 들어, 파장의 하한값이 360㎚ 이상 400㎚ 이하, 상한값이 760㎚ 이상 830㎚ 이하의 범위를 의미한다. 따라서, 예를 들어, 파장이 360㎚ 이상 830㎚ 이하의 영역이 된다.
또한, 근적외광의 파장 영역이란, 가시광에 인접하는 파장 영역으로서, 가시광보다 파장이 긴 영역이다. 예를 들어, 파장의 하한값이 760㎚ 이상 830㎚ 이하, 상한값이 2000㎚ 이상 3000㎚ 이하의 범위를 의미한다. 따라서, 예를 들어, 파장이 760㎚ 이상 3000㎚ 이하의 영역이 된다.
따라서, 투광성 일사 차단 유닛은, 예를 들어, 파장이 360㎚ 이상 3000㎚ 이하의 파장 영역 중 일부 영역의 광 투과를 억제할 수 있다.
이하에서, 투광성 일사 차단 유닛(11)에 대해 설명한다.
투광성 일사 차단 유닛은 차열 기능층으로서, 예를 들어, 착색된 투광층, 열선 차폐 입자를 함유하는 층, 근적외선 반사막, 가시광 투과 억제층 등에서 선택된 1종류 이상을 가질 수 있다.
착색된 투광층으로는, 착색된 유리층, 착색된 수지층 등을 들 수 있다. 구체적인 구성이 특별히 한정되는 것은 아니며, 요구되는 가시광 투과율, 색조 등에 따라 착색되는 층, 그 농도 등을 선택할 수 있다. 한편, 착색된 투광층은, 착색 정도 등에 따라서는 가시광의 일부 투과를 억제할 수 있으므로, 가시광 투과 억제층으로서도 기능할 수 있다.
열선 차폐 입자를 함유하는 층이란, 예를 들어, 파장이 800㎚ 이상 1200㎚ 이하인 광을 선택적으로 흡수할 수 있는 열선 차폐 입자를 함유하는 층을 들 수 있다. 열선 차폐 입자로는, Cs0.33WO3, LaB6 등에서 선택된 1종류 이상의 물질을 함유하는 입자를 들 수 있다. 열선 차폐 입자를 함유하는 층은, 열선 차폐 입자를, 가시광을 투과시킬 수 있는 투명한 바인더 중에 분산시킨 층으로 하는 것이 바람직하다. 바인더로는, 무기 바인더, 유기 바인더 등을 들 수 있으며, 무기 바인더로는, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 얻어지는 바인더, 유리 등을 들 수 있다. 유기 바인더로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 등에서 선택된 1종류 이상의 수지를 들 수 있다. 있다.
근적외선 반사막으로는, 예를 들어, 고굴절율층과 저굴절율층이 교대로 적층된 다층막, 금속 산화물층 사이에 금속층을 배치한 다층막, 금속층 사이에 금속 산화물층 또는 투명 수지층을 배치한 다층막, 금속 또는 금속 합금의 단층막 등을 들 수 있다.
근적외선 반사막이 고굴절율층과 저굴절율층을 교대로 적층시킨 다층막인 경우, 고굴절율층과 저굴절율층의 굴절율 차를 이용하여, 주로 근적외선을 반사시켜 근적외선의 투과를 억제할 수 있는데, 각 층의 구체적인 굴절율이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 고굴절율층은 2.0 이상 2.7 이하의 굴절율을 가지면 바람직하며, 저굴절율층은 1.3 이상 1.8 이하의 굴절율을 가지면 바람직하다. 한편, 전술한 굴절율은 파장이 550㎚인 광에 대한 굴절율을 의미한다.
근적외선 반사막이 함유하는 고굴절율층 및 저굴절율층의 층 갯수는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 고굴절율층을 1층, 저굴절율층을 1층으로 하여 단위 굴절율층으로 했을 때에, 이러한 단위 굴절율층을 5층 이상 포함하는 것이 바람직하며, 8층 이상 포함하면 보다 바람직하다.
고굴절율층 및 저굴절율층을 구성하는 재료가 특별히 한정되는 것은 아니며, 각 재료의 굴절율 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 고굴절율층은, 예를 들어, TiO2, Nb2O5, Ta2O5에서 선택된 1종류 이상을 포함할 수 있다. 또한, 저굴절율층은, 예를 들어, SiO2, MgF2, Al2O3, ZrO2에서 선택된 1종류 이상을 포함할 수 있다. 또한, 고굴절율층이나 저굴절율층에 있어, 굴절율을 조정한 수지의 층을 포함할 수도 있다.
근적외선 반사막으로는, 전술한 바와 같이, 예를 들어, 제1 금속 산화물층, 금속층, 제2 금속 산화물층의 순서로 적층된 구조의 막일 수 있다.
이 경우, 금속층은 근적외선 반사의 중심적 역할을 한다. 가시광 투과율과 근적외선 반사율을 높인다는 관점에서, 금속층으로는, 예를 들어, 은, 금, 구리, 알루미늄 등에서 선택된 1종류 이상의 금속을 함유하는 층을 들 수 있다. 특히, 은을 주성분으로 하는 은층 또는 은 합금층을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 은은 자유 전자 밀도가 높으므로, 높은 근적외선 반사율을 실현할 수 있어서 높은 차열(遮熱) 효과를 발휘할 수 있다.
금속층이 은을 함유하는 경우, 금속층 중 은의 함유량은 90질량% 이상이 바람직하며, 93질량% 이상이면 보다 바람직하며, 95질량% 이상이면 더 바람직하며, 96질량% 이상이면 특히 더 바람직하다. 금속층을 은으로 구성할 수도 있으므로, 금속층 중 은의 함유량 상한값은 100질량%일 수 있다. 금속층 중 은의 함유량을 높임으로써, 근적외선 반사막의 가시광 투과율 및 반사광의 파장 선택성을 향상시킬 수 있다. 그리하여, 열선 투과 억제 투광성 기재의 가시광 투과율을 향상시킬 수 있다.
금속층은 은 이외의 금속도 함유하는 은 합금층일 수도 있다. 예를 들어, 금속층의 내구성을 향상시키기 위해 은 합금이 사용되는 경우이다. 금속층의 내구성을 향상시킬 목적에서 은에 첨가되는 금속으로는, 팔라듐(Pd), 금(Au), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga) 등에서 선택되는 1종류 이상인 것이 바람직하다. 그 중에서도 은에 높은 내구성을 부여한다는 관점에서, 은 이외의 금속으로는 Pd가 가장 필요에 따라 적절하게 사용된다.
Pd 등과 같은 은 이외의 금속 첨가량을 증가시키면, 금속층의 내구성이 향상되는 경향이 있다. 금속층이 Pd 등과 같은 은 이외의 금속을 함유하는 경우, 그 함유량은 0.3질량% 이상임이 바람직하고, 0.5질량% 이상이면 보다 바람직하며, 1질량% 이상이면 더 바람직하고, 2질량% 이상이면 특히 더 바람직하다. 한편, Pd 등과 같은 은 이외의 금속 첨가량이 증가하여 은 함유량이 저하하면, 근적외선 반사막의 가시광 투과율이 저하되는 경향이 있다. 그러므로, 금속층 중 은 이외의 금속 함유량은 10질량% 이하인 것이 바람직하며, 7질량% 이하이면 보다 바람직하고, 5질량% 이하이면 더 바람직하며, 4질량% 이하이면 특히 더 바람직하다.
제1 금속 산화물층 및 제2 금속 산화물층(이하에서, 합쳐서 "금속 산화물층"이라고도 함)은, 금속층과의 계면에서의 가시 광선 반사량을 제어하여 높은 가시광 투과율과 높은 근적외선 반사율을 양립시키는 등의 목적으로 구비된다. 또한, 금속 산화물층은, 금속층의 열화를 방지하기 위한 보호층으로서 기능할 수도 있다. 근적외선 반사막에 있어 반사 및 투과의 파장 선택성을 향상시킨다는 관점에서, 금속 산화물층의 가시광에 대한 굴절율은 1.5 이상임이 바람직하고, 1.6 이상이면 보다 바람직하며, 1.7 이상이면 더 바람직하다.
상기 굴절율을 갖는 재료로는, 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 주석(Sn) 등의 금속군에서 선택되는 금속의 산화물, 또는 상기 금속군에서 선택되는 2종류 이상 금속의 복합 산화물을 들 수 있다.
상기 금속층 및 금속 산화물층의 두께는, 근적외선 반사막이 가시 광선은 투과시키고 근적외선은 선택적으로 반사하도록, 재료의 굴절율 등을 감안하여 적절하게 설정된다.
금속층의 두께는, 예를 들어, 3㎚ 이상 50㎚ 이하로 할 수 있다. 또한 금속 산화물층의 두께는, 예를 들어, 각각 3㎚ 이상 80㎚ 이하로 할 수 있다. 금속층 및 금속 산화물층의 성막 방법은, 특별히 한정되지는 않으나, 스퍼터법, 진공 증착법, CVD법, 전자선 증착법과 같은 드라이 프로세스(건식 처리)에 의한 성막이 바람직하다.
근적외선 반사막으로는, 전술한 바와 같이, 예를 들어, 제1 금속층, 금속 산화물층 또는 투명 수지층, 제2 금속층의 순서로 적층한 구조의 막일 수 있다.
제1 금속층, 제2 금속층은 반투경층(半透鏡層)으로서 기능하여, 제1 금속층의 반사광과 제2 금속층의 반사광을 간섭시켜 특정 파장 영역의 가시광 반사를 감쇠시킬 수 있다.
제1 금속층, 제2 금속층의 재료로는, 전술한 제1 금속 산화물층, 금속층, 제2 금속 산화물층을 적층시킨 다층막에 있어 금속막과 같은 재료, 예를 들어, 은, 금, 구리, 알루미늄 등에서 선택된 1종류 이상의 금속을 들 수 있다. 특히, 은 또는 은 합금을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있는 바, 제1 금속층, 제2 금속층에 의해 근적외선을 반사시킬 수 있다.
금속 산화물층 또는 투명 수지층에 대해서도, 전술한 제1 금속 산화물층, 금속층, 제2 금속 산화물층을 적층시킨 다층막에 있어 금속 산화물층과 같은 재료, 가시광을 투과시키는 각종 투명 수지 등을 사용할 수 있다.
각 층의 두께는 특별히 한정되지는 않으나, 전술한 바와 같이, 제1 금속층, 제2 금속층의 반사광을 간섭시킴으로써 가시광 반사를 감쇠시키기 위해, 목적으로 하는 가시광 파장에 따라 각 층의 두께를 선택하는 것이 바람직하다.
그리고, 제1 금속층, 금속 산화물층 또는 투명 수지층, 제2 금속층을 기본 유닛으로 하되, 같은 적층 순서로 금속 산화물층, 금속층을 더 포함하는 구조로 할 수도 있다.
또한, 근적외선 반사막으로서, 근적외선을 선택적으로 반사시킬 수 있는 금속 또는 금속 합금의 단층막을 사용할 수도 있다. 이러한 금속 또는 금속 합금으로는, 은, 금, 구리, 알루미늄 등에서 선택된 1종류 이상을 함유하는 금속 또는 금속 합금을 들 수 있다.
투광성 일사 차단 유닛은, 차열 기능층으로서, 예를 들어, 가시광의 일부 투과를 억제하는 가시광 투과 억제층 등을 가질 수도 있다. 가시광도 파장역에 따라서는, 실내 등의 온도를 상승시키는 원인이 된다. 따라서, 가시광 투과 억제층 등도 차열 기능층으로서 기능할 수 있다. 가시광 투과 억제층으로는, 예를 들어, Ni-Cr 합금 등으로 된 금속막, 색소로 착색된 기판 등을 들 수 있다. 가시광 투과 억제층을 사용하는 경우, 예를 들어, 투광성 일사 차단 유닛에 요구되는 가시광 투과성이 손상되지 않도록, 재료, 구성을 선택하는 것이 바람직하다.
투광성 일사 차단 유닛은, 전술한 차열 기능층 이외에도, 임의의 부재를 가질 수 있다. 한편, 후술하는 바와 같이, 이하의 임의의 부재는 차열 기능층을 겸할 수도 있다.
투광성 일사 차단 유닛은 투광성 기재를 가질 수도 있다.
투광성 기재로는, 바람직하게는, 가시 광선을 투과시킬 수 있는 각종의 투광성 기재를 사용할 수 있다. 투광성 기재로서, 보다 바람직하게는, 가시광 투과율이 10% 이상인 것을 사용할 수 있다. 한편, 본 명세서에 있어, 가시광 투과율은 JIS A5759-2008(건축창 유리 필름)에 의거하여 측정된다.
투광성 기재로는, 바람직하게는, 유리판, 투광성 수지 기재 등을 사용할 수 있다.
투광성 기재로서 투광성 수지 기재를 사용하는 경우, 투광성 수지 기재의 재료는, 전술한 바와 같이, 가시광을 투과시킬 수 있는 재료이면 바람직하게 사용할 수 있다. 다만, 투광성 수지 기재 상에 각 층을 형성할 때와 같은 경우에 가열 처리 등을 하는 경우가 있으므로, 투광성 수지 기재의 재료로는, 바람직하게는 내열성을 가지는 수지를 사용할 수 있다. 투광성 수지 기재를 구성하는 수지 재료로는, 바람직하게는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 등에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 예를 들어, 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서 사용할 수도 있고, 또한 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여맞추어 사용할 수도 있다. 따라서, 투광성 기재는, 용도 등에 따라 그 두께, 재료 등을 선택할 수 있다. 투광성 기재의 두께는, 예를 들어, 10㎛ 이상 25㎜ 이하로 할 수 있다.
예를 들어, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재를 창문과 같은 채광부의 투광성 기재로서 사용하는 경우에는, 투광성 기재가 충분한 강도를 가지도록 그 두께, 재료 등을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재를 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여맞추어 사용하는 경우에는, 열선 투과 억제 투광성 기재의 생산성을 높이며 창문과 같은 채광부의 투광성 기재에 붙여맞추기 편하도록, 투광성 기재가 가요성을 가지도록 두께, 재료 등을 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가요성을 가지는 투광성 수지 기재가 필요에 따라 적절히 사용된다. 투광성 기재로서 가요성을 가지는 투광성 수지 기재를 사용하는 경우, 그 두께는 10㎛ 이상 300㎛ 이하 정도의 범위가 필요에 따라 적절하다.
한편, 투광성 기재는 1개의 투광성 기재로 구성될 수도 있으나, 예를 들어, 2개 이상의 투광성 기재를 붙여 맞추는 식으로 해서 조합하여 사용할 수도 있다. 2개 이상의 투광성 기재를 붙여 맞추는 식으로 해서 조합하여 사용하는 경우에는, 두께의 합계가, 예를 들어, 전술한 투광성 기재의 필요에 따라 적절한 두께의 범위를 충족하는 것이 바람직하다.
투광성 일사 차단 유닛은 점착제층을 가질 수도 있다.
점착제층의 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 가시광 투과율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 점착제층의 재료로는, 예를 들어, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 아크릴계 폴리머를 주성분으로 하는 아크릴계 점착제는, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성, 응집성, 접착성을 나타내어 내후성, 내열성 등이 우수한 바, 점착제층의 재료로서 필요에 따라 적절하다.
점착제층은, 가시 광선 투과율이 높고 또한 자외선 투과율이 작은 것이 바람직하다. 점착제층의 자외선 투과율을 작게 함으로써, 태양광 등의 자외선에 기인하는, 유기물을 포함하는 층 및 투명 도전성 산화물층 등의 열화를 억제할 수 있다. 점착제층의 자외선 투과율을 작게 한다는 점에서, 점착제층이 자외선 흡수제를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 자외선 흡수제를 함유하는 투광성 기재 등을 사용함에 의해서도, 옥외로부터의 자외선에 기인하는 투명 도전성 산화물층의 열화를 억제할 수 있다. 점착제층의 노출면은, 열선 투과 억제 투광성 기재가 실제 사용에 제공될 때까지는, 노출면의 오염 방지 등을 목적으로 박리 종이 등이 임시로 부착되어 덮여 있는 것이 바람직하다. 이로써, 통상적인 취급 상태에서, 점착제층의 노출면이 외부와 접촉함으로 인한 오염을 방지할 수 있다.
한편, 투광성 일사 차단 유닛이, 예를 들어, 투광성 기재를 가지고, 당해 투광성 기재가 유리판, 아크릴판과 같은 강성체(剛性體)인 경우, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 그 상태로 창틀과 같은 틀 부재 등에 끼워서 차열·단열창으로 할 수도 있다. 이 경우, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는 점착제층을 갖지 않는 것이 바람직하다.
또한, 투광성 일사 차단 유닛은 하드 코팅층을 가질 수도 있다.
하드 코팅층은 후술하는 투명 도전성 산화물층을 지지할 수 있다. 그러므로, 하드 코팅층을 구비함으로써, 손이나 물체를 투명 도전성 산화물층에 대해 가압 등을 한 상태에서 마찰을 일으키며 이동 등을 시킨 경우에도, 투명 도전성 산화물층이 변형되어 투명 도전성 산화물층에 흠집, 박리 등이 발생하는 것을 크게 억제할 수 있다. 즉, 하드 코팅층을 구비함으로써, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재의 내찰상성을 크게 향상시킬 수 있다.
투명 도전성 산화물층에 흠집이나 박리 등이 발생하면, 외관이 손상되며 단열성이 저하될 우려가 있다. 그러나, 하드 코팅층을 배치함으로써, 전술한 바와 같이 투명 도전성 산화물층에 흠집, 박리 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 투명 도전성 산화물층의 단열성 저하를 억제하고 외관을 유지할 수 있어서 바람직하다.
하드 코팅층은, 예를 들어, 수지를 사용하여 형성할 수 있어서 수지 하드 코팅층으로 할 수 있다. 하드 코팅층의 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 가시광 투과율이 높은 재료이면 바람직하며, 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 등에서 선택된 1종류 이상의 수지를 사용할 수 있다.
하드 코팅층은, 예를 들어, 원료가 되는 수지를 투광성 기재 등의 한쪽면 상에 도포하고 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
하드 코팅층의 두께는 특별히 한정되지는 않으며, 하드 코팅층의 재료, 요구되는 가시광 투과율, 내찰상성의 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 하드 코팅층은, 예를 들어, 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.7㎛ 이상 5㎛ 이하이면 더 바람직하다.
이것은, 하드 코팅층의 두께를 0.5㎛ 이상으로 함으로써, 충분한 강도를 갖는 하드 코팅층으로 할 수 있어서 투명 도전성 산화물층의 변형을 크게 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 하드 코팅층의 두께를10㎛ 이하로 함으로써, 하드 코팅층의 수축에 의해 생기는 내부 응력을 억제할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 하드 코팅층과 투명 도전성 산화물층 사이에 임의의 층을 구비하는 것도 가능하다. 예를 들어, 하드 코팅층과 투명 도전성 산화물층 사이에 광학 조정층, 가스 배리어층, 밀착 개선층 등과 같은 바탕층을 가질 수 있다. 광학 조정층에 의해 색감, 투명성 등을 개선할 수 있으며, 가스 배리어층에 의해 투명 도전성 산화물의 결정화 속도를 개선하는 것도 가능하며, 밀착 개선층에 의해 내(耐)층간박리, 내(耐)크랙과 같은 내구성 향상을 도모할 수 있다.
바탕층의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않으나, 밀착 개선층이나 가스 배리어층으로는, 예를 들어 알루미나(Al2O3)를 함유하는 층을 들 수 있다. 또한, 광학 조정층으로는, 지르코니아(ZrO2)를 함유하는 층, 중공(中空)의 입자를 함유하는 층 등을 들 수 있다.
투광성 일사 차단 유닛이 차열 기능층으로서, 착색된 투광층, 열선 차폐 입자를 함유하는 층, 근적외선 반사막, 가시광 투과 억제층에서 선택되는 1종류 이상을 가지는 경우, 이러한 층을, 예를 들어 투광성 기재, 하드 코팅층, 점착제층 등과는 별도로 가질 수 있다. 또한, 투광성 기재, 하드 코팅층, 점착제층 등을 차열 기능층으로 하여 차열성 기능을 부여할 수도 있다.
예를 들어, 투광성 기재, 하드 코팅층 등에 대해 착색하여, 착색된 투광층으로 할 수 있다. 투광성 기재, 하드 코팅층, 점착제층에서 선택된 하나 이상의 층에 열선 차폐 입자를 분산시켜, 열선 차폐 입자를 함유하는 층으로 할 수 있다. 투광성 기재 등으로서 근적외선 반사막을 사용할 수 있다.
투광성 일사 차단 유닛은, 앞서 설명한 바와 같이, 투광성 기재 등 복수 개의 부재를 가질 수 있다. 투광성 일사 차단 유닛은, 예를 들어, 투광성 기재와, 투광성 기재 이외의 부재를 가질 수 있다. 투광성 기재 이외의 부재로는, 앞서 설명한 차열 기능층, 하드 코팅층, 점착제층 등에서 선택된 1종류 이상을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 도 2에 나타낸 열선 투과 억제 투광성 기재(20)와 같이, 투광성 일사 차단 유닛(11)을, 투명 도전성 산화물층(12)에 대향하는 면(11a) 쪽에서부터 순서대로 하드 코팅층(111), 투광성 기재(112), 점착제층(113)을 구비하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 하드 코팅층(111), 투광성 기재(112), 점착제층(113)에서 선택된 하나 이상의 층이 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 기능을 가질 수 있다. 즉, 하드 코팅층(111), 투광성 기재(112), 점착제층(113)에서 선택된 하나 이상의 층이 차열 기능층을 겸할 수 있다.
하드 코팅층(111), 투광성 기재(112), 점착제층(113)에서 선택된 하나 이상의 층이 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 기능을 가진다는 것은, 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어, 전술한 층 중 하나 이상의 층에 착색하여, 착색된 투광층으로 하는 방법을 들 수 있다. 또한, 예를 들어, 전술한 층 중 하나 이상의 층에 열선 차폐 입자를 분산시켜 열선 차폐 입자를 함유하는 층, 근적외선 반사막 등으로 할 수도 있다.
이어서, 투명 도전성 산화물층에 대해 설명한다. 투명 도전성 산화물층은 단열성을 갖는 단열 기능층으로서 기능할 수 있다.
투명 도전성 산화물층(12)은 투명 도전성 산화물을 함유하는 층으로서, 투명 도전성 산화물로 이루어지는 층으로 할 수도 있다. 본 발명의 발명자의 검토에 의하면, 투명 도전성 산화물이 함유하는 캐리어에 의해 원적외선을 반사할 수 있다. 따라서, 도전성 산화물층을 구비함으로써, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투과성 기재를 단열성이 우수한 열선 투과 억제 투광성 기재로 할 수 있다.
투명 도전성 산화물층이 함유하는 투명 도전성 산화물로는 특별히 한정되지는 않으며, 원적외선을 반사시킬 수 있는 재료라면, 각종의 투명 도전성 산화물을 사용할 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이, 캐리어에 의해 원적외선을 반사하는 것인 바, 당해 투명 도전성 산화물로는, 예를 들어, 주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐과, 안티몬, 인듐, 탄탈, 염소, 불소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화주석과, 인듐, 알루미늄, 주석, 갈륨, 불소, 붕소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화아연에서 선택되는 1종류 이상을 함유하는 것이 바람직하다.
투명 도전성 산화물로는, 주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐이면 보다 바람직하며, 주석, 아연에서 선택된 1종류 이상이 도핑된 산화인듐이면 더 바람직하다.
투명 도전성 산화물층의 두께는, 특별히 한정되지는 않으며, 요구되는 단열성 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 투명 도전성 산화물층의 두께는 30㎚ 이상 500㎚ 이하인 것이 바람직하며, 50㎚ 이상 400㎚ 이하이면 보다 바람직하다.
이것은, 투명 도전성 산화물층의 두께를 30㎚ 이상으로 함으로써, 원적외선을 크게 반사시킬 수 있어서 단열 성능을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 투명 도전성 산화물층의 두께를 500㎚ 이하로 함으로써, 가시광 투과율에 대해서도 충분히 높게 유지할 수 있기 때문이다.
투명 도전성 산화물층의 성막 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는, 예를 들어, 스퍼터법, 진공 증착법, CVD법, 전자선 증착법 등에서 선택되는 어느 1종류 이상의 드라이 프로세스(건식 처리)에 의한 성막 방법을 사용할 수 있다. 또한, 성막 후 열처리를 하여 결정성을 높여 두는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 이제까지 설명한 투광성 일사 차단 유닛, 투명 도전성 산화물층에만 한정되지 않고, 임의의 층을 더 포함할 수도 있다.
본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 예를 들어, 도 3에 나타낸 열선 추과 억제 투광성 기재(30)와 같이, 투광성 일사 차단 유닛(11), 투명 도전성 산화물층(12)에 더해, 투명 도전성 산화물층(12) 상에 광학 간섭층(31)을 더 구비할 수도 있다.
광학 간섭층(31)을 구비함으로써, 가시광의 반사를 억제하여 시인성(視認性)을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 광학 간섭층(31)을 구비함으로써, 투명 도전성 산화물층(12)의 찰상 방지, 화학적 보호 작용 등을 부여할 수도 있다.
광학 간섭층(31)은 높은 가시광 투과율을 가짐에 더해, 원적외선 흡수가 작은 것이 바람직하다. 광학 간섭층(31)의 원적외선 흡수가 작음으로 인해, 실내 원적외선의 대부분이 광학 간섭층(31)을 투과하여 투명 도전성 산화물층(12)에 도달, 반사되므로, 단열성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
광학 간섭층(31)의 막두께는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 10㎚ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 광학 간섭층(31)의 막두께를 20㎛ 이하로 함으로써, 광학 간섭층(31)에 의한 원적외선 흡수를 크게 억제할 수 있어서 단열성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 광학 간섭층()의 막두께를 10㎚ 이상으로 함으로써, 찰상 방지, 화학적 보호를 충분히 부여할 수 있기 때문이다.
광학 간섭층(31)은, 예를 들어, 광학 간섭층의 굴절율이 공기층의 굴절율과 투명 도전성 산화물층의 굴절율 사이인 경우, 가시광의 반사도 억제할 수 있다. 그러므로, 광학 간섭층(31)의 재료로는, 예를 들어, 굴절율이 1.3 이상 1.7 이하인 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 광학 간섭층(31)은, 막두께를 전술한 범위로 함으로써, 광학 간섭층(31)에 있어 표면(31a) 쪽에서의 반사광과 투명 도전성 산화물층(12) 쪽 계면(31b)에서의 반사광과의 다중 반사 간섭에 의해, 가시광의 반사율을 크게 저하시킬 수 있다.
가시광의 반사율을 저하시키기 위해, 광학 간섭층(31)의 광학 막두께, 즉, 굴절율과 물리적 막두께의 곱은 50㎚ 이상 150㎚ 이하임이 바람직하다.
광학 간섭층(31)의 광학 막두께가 상기 범위이면, 광학 간섭층에 의한 반사 방지 효과가 높아짐에 더해, 광학 막두께가 가시광의 파장 범위보다 작으므로, 계면에서의 다중 반사 간섭에 의해 열선 투과 억제 투광성 기재의 표면이 무지개 모양으로 보이는 "홍채 현상"이 억제되어, 열선 투과 억제 투광성 기재의 시인성이 향상된다. 한편, 여기에서 굴절율은 파장 590㎚(Na-D선의 파장)에서의 값이다.
광학 간섭층(31)이 수지층인 경우, 그 굴절율은 일반적으로 1.3~1.7 정도이므로, 광학 막두께를 상기 범위 내로 하여 가시광의 반사율을 저감시킨다는 점에서, 광학 간섭층(31)의 두께는 50㎚ 이상 150㎚ 이하이면 보다 바람직하다.
광학 간섭층(31)의 재료로는, 가시광 투과율이 높고 기계적 강도 및 화학적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 투명 도전성 산화물층에 대한 찰상 방지, 화학적 보호 작용 등을 향상시키는 관점에서는, 유기 재료, 무기 재료 등이 바람직하다. 유기 재료로는, 바람직하게는, 예를 들어, 불소계, 아크릴계, 우레탄계, 에스테르계, 에폭시계, 실리콘계, 올레핀계 등의 활성 광선 경화형 또는 열 경화형의 유기 재료, 유기 성분과 무기 성분이 화학 결합된 유기·무기 하이브리드 재료가 사용된다.
또한, 무기 재료로는, 예를 들어, 규소, 알루미늄, 아연, 티탄, 지르코늄, 주석에서 선택되는 적어도 1종류를 주 성분으로 포함하는 투명 산화물, 다이아몬드 라이크 카본(diamond-like carbon) 등을 들 수 있다.
광학 간섭층(31)으로서 유기 재료를 사용하는 경우, 유기 재료에는 가교 구조가 도입되는 것이 바람직하다. 가교 구조가 형성됨으로써, 광학 간섭층의 기계적 강도 및 화학적 강도가 높아져서 투명 도전성 산화물층 등에 대한 보호 기능이 증대된다. 그 중에서도, 산성기와 중합성 관능기를 동일 분자 내에 가지는 에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조가 도입되는 것이 바람직하다.
산성기와 중합성 관능기를 동일 분자 내에 갖는 에스테르 화합물로는, 인산, 황산, 옥살산, 호박산, 프탈산, 푸말산, 말레산 등의 다가(多價) 산과, 에틸렌성 불포화기, 실라놀기, 에폭시기 등 중합성 관능기 및 수산기를 분자 내에 가지는 화합물과의 에스테르를 들 수 있다. 한편, 당해 에스테르 화합물은 디에스테르, 트리에스테르 등의 다가(多價) 에스테르일 수도 있으나, 다가 산 중 적어도 하나의 산성기는 에스테르화되지 않는 것이 바람직하다.
광학 간섭층(31)이 상기 에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조를 갖는 경우, 광학 간섭층의 기계적 강도 및 화학적 강도가 향상되며, 광학 간섭층(31)과 투명 도전성 산화물층(12) 간 밀착성이 높아져서, 투명 도전성 산화물층의 내구성이 크게 향상된다. 상기 에스테르 화합물 중에서도, 인산과, 중합성 관능기를 가지는 유기산과의 에스테르 화합물(인산에스테르 화합물)이, 투명 도전성 산화물층과의 밀착성이 우수하다. 특히, 인산에스테르 화합물에 유래하는 가교 구조를 갖는 광학 간섭층은 투명 도전성 산화물층과의 밀착성이 우수하다.
광학 간섭층(31)의 기계적 강도 및 화학적 강도를 향상시킨다는 점에서, 상기 에스테르 화합물은 중합성 관능기로서 (메타)아크릴로일기를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 가교 구조의 도입을 용이하게 한다는 점에서, 상기 에스테르 화합물은 분자 내에 복수 개의 중합성 관능기를 가질 수도 있다. 상기 에스테르 화합물로는, 예를 들어, 아래의 식(1)로 나타내는 인산모노에스테르 화합물 또는 인산디에스테르 화합물을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 한편, 인산모노에스테르와 인산디에스테르를 병용할 수도 있다.
식에서, X는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, (Y)는 -OCO(CH2)5-기를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, p는 1 또는 2이다.
광학 간섭층(31) 내에서 상기 에스테르 화합물에 유래하는 구조의 함유량은 1질량% 이상 20질량% 이하가 바람직하며, 1.5질량% 이상 17.5질량% 이하이면 보다 바람직하고, 2질량% 이상 15질량% 이하이면 더 바람직하며, 2.5질량% 이상 12.5질량% 이하이면 특히 더 바람직하다. 에스테르 화합물 유래 구조의 함유량이 과도하게 적으면, 강도나 밀착성의 향상 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 반면에, 에스테르 화합물 유래 구조의 함유량이 과도하게 많으면, 광학 간섭층 형성시의 경화 속도가 줄어들어 경도가 저하하거나 광학 간섭층 표면의 미끄럼성이 저하하여 내찰상성이 저하되는 경우가 있다. 광학 간섭층 내에서 에스테르 화합물에 유래하는 구조의 함유량은, 광학 간섭층 형성시에 조성물 내 상기 에스테르 화합물의 함유량을 조정함으로써 원하는 범위로 할 수 있다.
광학 간섭층(31)의 형성 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 광학 간섭층은, 예를 들어 유기 재료 또는 유기 재료의 경화성 모노머나 올리고머와 상기 에스테르 화합물을 용제에 용해시켜 용액을 조제하여, 이 용액을 투명 도전성 산화물층(12) 상에 도포하고 용매를 건조시킨 후, 자외선, 전자선 등을 조사하거나 열 에너지를 부여하는 등에 의해 경화시키는 방법으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 광학 간섭층의 재료로서 무기 재료를 사용하는 경우, 예를 들어, 스퍼터법, 진공 증착법, CVD법, 전자선 증착법 등에서 선택되는 어느 1종류 이상의 드라이 프로세스에 의해 성막할 수 있다.
한편, 광학 간섭층(31)의 재료로는, 상기 유기 재료, 무기 재료 이외에, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 레벨링제(leveling agent), 자외선 흡수제, 산화 방지제, 열 안정제, 활제(滑劑), 가소제, 착색 방지제, 난연제, 대전(帶電) 방지제 등의 첨가제가 포함되어 있을 수도 있다.
또한, 광학 간섭층(31)은 무기 재료와 유기 재료를 적층시키는 등 재료가 서로 다른 복수 개의 층으로 구성되어 있을 수 있다.
본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재에 요구되는 특성은 특별히 한정되지는 않으나, 투명 도전성 산화물층 쪽에서 측정한 방사율이 0.60 이하인 것이 바람직하며, 0.50 이하이면 보다 바람직하며, 0.40 이하이면 더 바람직하다.
방사율을 0.60 이하로 함으로써, 충분한 단열성을 갖춘 열선 투과 억제 투광성 기재로 할 수 있어서 바람직하기 때문이다. 또한, 방사율의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 작은 것이 바람직하므로 예를 들어 0 또는 0 근방으로 할 수 있다. 그러므로, 방사율은 예를 들어 0 이상으로 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는 투광성 일사 차단 유닛, 투명 도전성 산화물층을 포함한다. 그리고, 투명 도전성 산화물층 쪽에서 측정한 방사율이란, 열선 투과 억제 투광성 기재의 표면 중에 투광성 일사 차단 유닛 및 투명 도전성 산화물층에 있어 투명 도전성 산화물층에 가까운 쪽 표면에서 투명 도전성 산화물층에 적외선을 조사하는 식으로 하여 측정한 방사율을 의미한다.
또한, 본 실시형태의 열선 투과 억제 투광성 기재는, 차폐 계수가 0.90 이하인 것이 바람직하며, 0.60 이하이면 보다 바람직하다.
차폐 계수는, 태양광 에너지가 두께 3㎜의 유리를 통과했을 때의 에너지를 1로 한 경우의, 에너지 투과량의 비를 나타낸다. 그러므로, 차폐 계수를 0.90 이하로 함으로써, 충분한 차열성을 구비한 열선 투과 억제 투광성 기재로 할 수 있어서 바람직하기 때문이다. 한편, 차폐 계수의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 작은 것이 바람직하므로, 예를 들어 0 또는 0 근방으로 할 수 있다. 따라서 차폐 계수는 예를 들어 0 이상으로 할 수 있다.
차폐 계수는 실제 사용 조건에 따른 상황에서 측정하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어, 열선 투과 억제 투광성 기재가 유리판을 포함하지 않고서 투광성 수지 기재, 착색된 수지 기재 등을 포함하는 경우, 즉, 수지 기재만을 함유하는 경우에는, 유리판에 붙여맞춘 상태에서 평가하는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리판으로서는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 두께 3㎜의 유리판을 사용하는 것이 바람직하다.
열선 투과 억제 투광성 기재가 유리판을 포함하는 경우에는, 그 상태로 차폐 계수의 평가를 실시하는 것이 바람직하다.
[투광성 기재 유닛]
이어서, 본 실시형태의 투광성 기재 유닛의 일 구성예에 대해 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 투광성 기재 유닛(40)은, 창문용 투광성 기재(41)와, 창문용 투광성 기재(41)의 한쪽면(41a) 상에 배치된 앞서 설명한 열선 투과 억제 투광성 기재(42)를 포함할 수 있다.
창문용 투광성 기재(41)는, 예를 들어 창문의 채광부 등에 배치된 투광성 기재이며, 예를 들어 유리판, 투광성 수지 기재 등을 사용할 수 있다.
그리고, 창문용 투광성 기재(41)의 한쪽면 상에, 앞서 설명한 열선 투과 억제 투광성 기재(42)를 배치할 수 있다. 창문용 투광성 기재(41) 상에 열선 투과 억제 투광성 기재(42)를 고정하는 방법은, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 열선 투과 억제 투광성 기재(42)가 앞서 설명한 점착제층을 가지는 경우에는, 당해 점착제층을 이용하여 고정시킬 수 있다. 또한, 창문용 투광성 기재(41)와 열선 투과 억제 투광성 기재(42) 사이에 점착제층 등을 배치하여 고정시킬 수도 있다.
열선 투과 억제 투광성 기재(42)를 창문용 투광성 기재(41) 상에 고정시킬 때에, 실내나 차 안쪽에 투명 도전성 산화물층이 위치하도록 고정시키는 것이 바람직하다. 그러므로, 실외나 차 바깥쪽에 투광성 일사 차단 유닛이 위치하도록 고정되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 열선 투과 억제 투광성 기재(42)는 창문용 투광성 기재(41)의 실내쪽에 배치한다. 그러므로, 도 4에 나타내는 예에서는, 열선 투과 억제 투광성 기재(42)에 있어 창문용 투광성 기재(41)에 대향하는 한쪽면(42b)과는 반대쪽인 다른쪽 면(42a) 측에, 투명 도전성 산화물층이 위치하도록 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 열선 투과 억제 투광성 기재(42)에 있어 창문용 투광성 기재(41)에 대향하는 한쪽면(42b) 측에 투광성 일사 차단 유닛이 위치하도록 고정되는 것이 바람직하다.
이것은, 앞서 설명한 바와 같이, 투광성 일사 차단 유닛은, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 기능을 가지며, 일광(日光) 등에 의한 외부로부터의 가시광, 근적외선 등에 대향하도록 배치됨으로써, 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광이 실내 등으로 입사하는 것을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 투명 도전성 산화물층은 원적외선을 반사하는 기능을 가지므로, 실내 등의 방향을 향해 배치됨으로써, 실내 등에서 발생한 원적외선이 외부로 방사되는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
본 실시형태의 투광성 기재 유닛은, 차폐 계수가 0.90 이하인 것이 바람직하며, 0.60 이하이면 보다 바람직하다.
본 실시형태의 투광성 기재 유닛의 차폐 계수를 0.90 이하로 함으로써, 충분한 차열성(遮熱性)을 갖춘 투광성 기재 유닛으로 할 수 있어서 바람직하기 때문이다. 한편, 차폐 계수의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 작은 것이 바람직하므로, 예를 들어 0 또는 0 근방으로 할 수 있다. 따라서 차폐 계수는 예를 들어 0 이상으로 할 수 있다.
본 실시형태의 투광성 기재 유닛에 의하면, 앞서 설명한 열선 투과 억제 투광성 기재를 가지고 있다. 그러므로, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있는 투광성 기재 유닛으로 할 수 있다.
<실시예>
이하에서 구체적인 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(평가 방법)
(1)가시광 투과율
가시광 투과율은, 분광 광도계(제품명: U-4100, 히타치 하이테크社 제조)를 이용하여, JIS A5759-2008(건축창 유리 필름)에 의거하여 구하였다.
(2)실내 반사율
실내 반사율은, 절대 반사율로서 측정하였다.
구체적으로는, 실내 반사율은, 광학 간섭층 쪽에서 입사각 5°로 광을 입사시켜, 파장 380㎚ 이상 780㎚ 이하인 범위의 출사각 5°에서의 절대 반사율을 측정하였다.
(3)방사율
방사율은, 각도 가변 반사 액세서리를 구비한 푸리에 변환형 적외 분광(FT-IR) 장치(Varian社 제조)를 이용하여, 광학 간섭층 쪽에서 파장 5㎛ 이상 25㎛ 이하인 범위의 적외선을 조사(照射)한 경우의 정반사율을 측정하고, JIS R3106-2008(판유리류의 투과율, 반사율, 방사율, 일사열 취득율의 시험방법)에 의거하여 구하였다.
(4)차폐 계수
분광 광도계(제품명: U-4100, 히타치 하이테크社 제조)를 이용하여 일사 투과율(τe) 및 일사 반사율(ρe)을 측정하고, JIS A5759-2008(건축창 유리 필름) A법에 의해 차폐 계수를 산출하였다.
(5)내구성
직경이 3㎜인 스테인레스제 금속봉에 대해, 4cm×4cm의 열선 투과 억제 투광성 기재의 투광성 일사 차단 유닛 쪽 면을 안쪽으로 하여, 즉, 금속봉 표면에 대향하도록 하여 감았다. 그리고, 열선 투과 억제 투광성 기재에 있어 금속봉의 외주 방향에 평행한 방향의 양단을 클립 사이에 끼우고서 30호(112.5g)의 추로 하중을 5초간 걸었다.
상기 처리를 가한 열선 투과 억제 투광성 기재의 투광성 일사 차단 유닛쪽 면을, 두께가 25㎛인 점착제층을 사이에 두고서 3cm×3cm의 유리판에 붙여맞춘 것을 시료로서 사용하였다. 이 시료를 5질량%의 염화나트륨 수용액에 침지시켜 시료 및 염화나트륨 수용액을 담은 용기를 50℃의 건조기에 넣고, 5일 후와 10일 후에 방사율 변화 및 외관 변화를 확인하여 이하의 평가 기준에 따라 평가하였다.
○ : 10일간의 침지 후에도 외관 변화가 없고 방사율 변화가 0.02 이하인 것
× : 5일간의 침지 후 또는 10일간의 침지 후에, 외관 변화가 확인되거나, 외관 변화는 확인되지 않았으나 방사율 변화가 0.02를 초과한 것
한편, 실시예 9, 실시예 13에 대해서는, 유리제 기재를 사용하여 굽힐 수 없으므로, 내구성 시험을 실시하지 않았다.
[실시예 1]
표 1a에 나타낸 구성을 갖는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하여 평가하였다.
한편, 표 1a, 표 1b에서는, 열선 투과 억제 투광성 기재의 구성 항목에, 각 실시예, 비교예에서 제작된 열선 투과 억제 투광성 기재의 구성을 나타내고 있다. 투광성 일사 차단 유닛은, 투광성 일사 차단 유닛의 구성 항목에 기재된 순서로 각층이 적층되어 있다.
표 1a, 표 1b의 투광성 일사 차단 유닛의 구성 항목에서, HC는 하드 코팅층을, 다층 F는 다층 필름을, 열 흡수 G는 열 흡수 유리를, 그린 G는 녹색 유리를 각각 나타낸다.
또한, PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트를, TiO2는 산화티탄층을, Ag는 은(銀)층을, Ni-Cr은 Ni-Cr층을, IZO는 IZO막(Indium Zinc Oxide막, 산화인듐아연막)을, APC는 APC층(Ag,Pd,Cu층)을, Al2O3는 Al 산화물층, 즉, 알루미나층을 각각 나타낸다.
차열 HC, 차열 점착제층과 같이 표기되어 있는 것은 열선 차폐 입자를 포함하고 있음을 나타낸다. 또한, 착색 PET는 착색된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름임을 나타낸다.
그리고, 열선 투과 억제 투광성 기재는, 투광성 일사 차단 유닛의 구성 항목의 우측 끝에 기재된 층, 실시예 1의 경우라면 차열 HC(차열 하드 코팅층) 상에 투명 도전성 산화물층, 광학 간섭층의 순서로 추가 적층된 구성을 가진다.
또한, 열선 투과 억제 투광성 기재 중 단열 기능을 갖는 부재를 단열 기능층의 항목에, 차열 기능을 갖는 부재를 차열 기능층의 항목에 각각 나타내고 있다.
본 실시예에서는 표 1a에 나타내는 바와 같이, 점착제층, 투광성 기재(PET), 하드 코팅층(차열 HC)을 갖는 투광성 일사 차단 유닛과, 하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층과, 광학 간섭층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로는, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
차열 입자(열선 차폐 입자)를 포함하는 수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛이며 차열 입자를 포함하는 하드 코팅층을 형성하였다.
차열 입자를 포함하는 수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록, 그리고 차열 입자인 세슘산화텅스텐 화합물 입자의 분산액(상품명: YMF-01A, (주)스미토모 금속광산 제조)을 수지 당량 15wt%로 되도록, 혼합시켜 제작하였다.
하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층으로서 ITO막(Indium Tin Oxide막, 산화인듐주석막)을 성막하였다. 구체적으로는, In2O3와 SnO2의 총량에 대해 SnO2의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1a에 나타내는 두께로 되도록 성막하고, 그 후 150℃에서 30분간 열처리를 하여 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
투명 도전성 산화물층 상에 광학 간섭층을 성막하였다. 구체적으로는, 우선 아크릴계 하드 코팅 수지 용액(상품명: OPSTAR Z7535, (주)JSR 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure127, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시킨 액을 조제하였다. 그리고, 당해 혼합 용액을 투명 도전성 산화물층 상에, 건조 후 두께가 표 1a에 나타낸 두께로 되도록, 스핀 코팅에 의해 코팅하였다. 건조 후에, 질소 분위기 하에서 UV 조사(300mJ/cm2)를 실시하여 경화시켰다.
그리고, 투광성 기재에 있어 투명 도전성 산화물층 등을 형성시킨 면의 반대쪽 면 상에, 아크릴계 점착 수지를 두께가 25㎛로 되도록 도포하여 점착제층을 형성하였다. 이상의 공정에 의해, 열선 투과 억제 투광성 기재를 얻었다.
얻어진 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 점착제를 사이에 두고 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 붙여서 투광성 기재 유닛으로 하고서, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 방사율에 대해서는, 투광성 기재 유닛으로 할 때에 붙인 유리판 분을 뺀 값을 산출하여 나타내고 있다. 투광성 기재 유닛으로 하여 평가한 다른 실시예, 비교예에 대해서도 마찬가지이다.
[실시예 2,3]
투명 도전성 산화물층을 표 1a에 나타낸 두께로 되도록 한 점을 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다. 한편, 투명 도전성 산화물층의 두께는 표 1a의 단열 기능층 항목에 개시되어 있다.
결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 4]
투광성 기재 및 하드 코팅층의 구성에 대해 이하와 같이 변경한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
투광성 기재로서, 두께가 19㎛이며 착색되어 있으며 내부 투과율이 35%인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: Z735E19, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
그리고, 수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다. 본 실시예에서는, 하드 코팅층이 열선 차폐 입자를 포함하지 않는다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
평가 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 5,6]
투명 도전성 산화물층을 표 1a에 나타낸 두께로 되도록 한 점을 제외하고는, 실시예 4과 마찬가지로 하여 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 7]
점착제층 및 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층의 구성에 대해 이하와 같이 변경한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다. 본 실시예에서는, 하드 코팅층이 열선 차폐 입자를 포함하지 않는다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
투명 도전성 산화물층은, 두께를 80㎚로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 성막하였다.
그리고, 투광성 기재에 있어 투명 도전성 산화물층 등을 형성시킨 면의 반대쪽 면 상에, 차열 입자 함유 수지 용액을 두께가 25㎛로 되도록 도포하였다. 도포 후에, 50℃에서 24시간 동안 가열하여 점착제층을 형성하였다.
한편, 차열 입자 함유 수지 용액으로는, 차열 입자인 세슘산화텅스텐 화합물 입자의 분산액(상품명: YMF-01A, (주)스미토모 금속광산 제조)을 수지 당량이 1.2wt%로 되도록 첨가한 아크릴계 수지에, 가교제(상품명: TETRAD-C, (주)미츠비시 가스화학 제조)를 첨가한 것을 사용하였다.
평가 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 8]
투광성 기재, 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층의 구성에 대해 이하와 같이 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
투광성 기재로서, PET 필름 대신에 굴절율이 다른 폴리에스테르 필름이 적층되어, 근적외선을 반사시키는 차열 기능을 구비하는, 두께가 50㎛인 다층 필름(상품명: nano90S, (주)3M 제조)을 사용하였다. 한편, 표 1a에서는, 다층 필름을 "다층 F"로 나타내고 있다.
수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다. 본 실시예에서는, 하드 코팅층이 열선 차폐 입자를 포함하지 않는다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
투명 도전성 산화물층은, 두께를 80㎚로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 성막하였다.
평가 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 9]
점착제층 및 하드 코팅층을 구비하지 않은 점, 투광성 기재 및 투명 도전성 산화물층의 구성을 변경한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로는, 근적외선을 흡수하는 차열 기능을 가지며 두께가 6㎜인 열 흡수 유리(상품명: 그린 페인 MFL6, (주)일본 판유리 제조)를 사용하였다. 한편, 표 1a에서는 열 흡수 유리를 "열 흡수 G"로 나타내고 있다.
투명 도전성 산화물층은, 두께를 80㎚로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 성막하였다.
또한, 투광성 기재가 유리판이므로, 평가할 때에 유리판에 붙이지 않고서 열선 투과 억제 투광성 기재의 상태 그대로 평가하였다.
평가 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 10]
투광성 기재로서, 두께가 19㎛이며 착색되어 있으며 내부 투과율이 50%인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: Z750E19, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용한 점, 그리고 투명 도전성 산화물층의 두께를 표 1a에 나타낸 값으로 한 점 이외에는, 실시예 4와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
평가 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 11]
표 1a에 나타낸 구성을 갖는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하고 평가하였다.
표 1a에 나타내는 바와 같이, 점착제층, 착색된 투광층, 점착제층, 투광성 기재, 하드 코팅층을 갖는 투광성 일사 차단 유닛과, 하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층과 광학 간섭층을 갖는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로서, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층으로서 ITO막을 성막하였다. 구체적으로는, In2O3와 SnO2의 총량에 대해 SnO2의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1a에 나타내는 두께로 되도록 성막하고, 그 후 150℃에서 30분간 열처리를 하여 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
투명 도전성 산화물층 상에 광학 간섭층을 성막하였다. 구체적으로는, 우선 아크릴계 하드 코팅 수지 용액(상품명: OPSTAR Z7535, (주)JSR 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure127, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시킨 액을 조제하였다. 그리고, 당해 혼합 용액을 투명 도전성 산화물층 상에, 건조 후 두께가 표 1a에 나타낸 두께로 되도록, 스핀 코팅에 의해 코팅하였다. 건조 후에, 질소 분위기 하에서 UV 조사(300mJ/cm2)를 실시하여 경화시켰다.
그리고, 투광성 기재에 있어 투명 도전성 산화물층 등을 형성시킨 면의 반대쪽 면 상에, 아크릴계 점착 수지를 두께가 25㎛로 되도록 도포하여 점착제층(제1 점착제층)을 형성하였다.
또한, 점착제층에 있어 투광성 기재에 대향하는 면의 반대쪽 면에, 착색된 투광층을 배치하였다. 착색된 투광층으로는, 두께가 19㎛이며 착색되어 있으며 내부 투과율이 15%인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: Z715E19, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
그리고, 착색된 투광층에 있어 상기 점착제층에 대향하는 면의 반대쪽 면에, 전술한 점착제층과 같은 조건에서 점착제층(제2 점착제층)을 형성하였다.
이상의 공정에 의해 열선 투과 억제 투광성 기재를 얻었다.
얻어진 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 제2 점착제층을 사이에 두고 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 붙여서 투광성 기재 유닛으로 하고서, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 12]
표 1a에 나타낸 구성을 갖는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하고 평가하였다.
표 1a에 나타내는 바와 같이, 점착제층, TiO2층 사이에 끼워진 은층(TiO2/Ag/TiO2), 투광성 기재, 하드 코팅층을 가지는 투광성 일사 차단 유닛과, 하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층과, 광학 간섭층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로서, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
투광성 기재에 있어 후술하는 하드 코팅층을 형성하는 면의 반대쪽 면 상에, 미리 TiO2층 사이에 끼워진 Ag층을 형성시켰다.
TiO2층은, 금속 Ti 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 15㎚로 되도록 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤/산소＝85:15(체적비)의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 실시하였다.
Ag층은, 전술한 TiO2층 상에 금속 Ag 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 13㎚로 되도록 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤만을 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 실시하였다.
Ag층 상에, 전술한 TiO2층과 마찬가지로 하여 TiO2층을 추가로 성막함으로써, TiO2층 사이에 끼워진 Ag층을 성막하였다.
Ag는 쉽게 부식되는 바, TiO2층 사이에 끼워져 있음으로써 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 TiO2층 사이에 끼워진 Ag층은, 이하에서 설명하는 바와 같이, 그 위에 하드 코팅층, 투명 도전성 산화물층 등을 형성하고 있으므로, 본 실시예의 열선 투과 제어 투광성 기재에서는, 원적외선을 반사시키는 작용을 하지 않고 차열 기능만을 가진다.
수지 용액을, 투광성 기재에 있어 TiO2층 사이에 끼워진 Ag층을 구비한 면의 반대쪽 면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
하드 코팅층 상에 투명 도전성 산화물층으로서 ITO막을 성막하였다. 구체적으로는, In2O3와 SnO2의 총량에 대해 SnO2의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1a에 나타내는 두께로 되도록 성막하고, 그 후 150℃에서 30분간 열처리를 하여 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
투명 도전성 산화물층 상에 광학 간섭층을 성막하였다. 구체적으로는, 우선 아크릴계 하드 코팅 수지 용액(상품명: OPSTAR Z7535, (주)JSR 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure127, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시킨 액을 조제하였다. 그리고, 당해 혼합 용액을 투명 도전성 산화물층 상에, 건조 후 두께가 표 1a에 나타낸 두께로 되도록, 스핀 코팅에 의해 코팅하였다. 건조 후에, 질소 분위기 하에서 UV 조사(300mJ/cm2)를 실시하여 경화시켰다.
그리고, 투광성 기재에 있어 투명 도전성 산화물층 등을 형성시킨 면의 반대쪽 면 상에, 즉, TiO2층 상에 아크릴계 점착 수지를 두께가 25㎛로 되도록 도포하여 점착제층을 형성하였다.
이상의 공정에 의해, 열선 투과 억제 투광성 기재를 얻었다.
얻어진 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 점착제층을 사이에 두고 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 붙여서 투광성 기재 유닛으로 하고서, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1a에 나타낸다.
[실시예 13]
투광성 기재로서, 녹색으로 착색되어 근적외선을 흡수하는 차열 기능을 가지며 두께가 6㎜＋6㎜인 녹색 합판 유리(상품명: 쿨 베레, (주)아사히 글래스 제조)를 사용한 점 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 14]
TiO2층 사이에 끼워진 Ag층 대신에, Ni-Cr층을 사용한 점 이외에는, 실시예 12와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
Ni-Cr층은, 금속 Ni와 금속 Cr의 총량에 대해 Cr 함유량이 20wt%인 복합 금속 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 4㎚로 되도록 성막하였다. 스퍼터링 가스로는 아르곤만을 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 15]
광학 간섭층으로서, 아크릴레이트 수지층 대신에 SiO2층을 성막한 점 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
SiO2층은, 금속 Si 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 110㎚로 되도록 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤/산소＝85:15(체적비)의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 실시하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 16]
본 실시예에서는, 광학 간섭층 쪽에서부터 차례로 적층하여 열선 투과 억제 투광성 기재를 제조하였다.
광학 간섭층으로서 두께가 10㎛인 폴리프로필렌 기판을 준비하였다.
광학 간섭층의 한쪽면 상에 투명 도전성 산화물층으로서 ITO막(Indium Tin Oxide막, 산화인듐주석막)을 성막하였다. 구체적으로는, In2O3와 SnO2의 총량에 대해 SnO2의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 표 1b에 나타내는 두께로 되도록 성막하고, 그 후 150℃에서 30분간 열처리를 하여 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
차열 입자(열선 차폐 입자)를 포함하는 수지 용액을 투명 도전성 산화물층 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛이며 차열 입자를 포함하는 하드 코팅층을 형성하였다.
차열 입자를 포함하는 수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록, 그리고 차열 입자인 세슘산화텅스텐 화합물 입자의 분산액(상품명: YMF-01A, (주)스미토모 금속광산 제조)을 수지 당량 15wt%로 되도록, 혼합시켜 제작하였다.
이어서, 차열 입자를 포함하는 하드 코팅층 상에 점착제층을 사이에 두고 투명 기재를 붙였다.
또한, 투명 기재에 있어 차열 입자를 포함하는 하드 코팅층에 대향하는 면의 반대쪽 면에 점착제층을 성막하였다.
점착제층은, 아크릴계 점착 수지를 두께가 25㎛로 되도록 도포하여 형성시켰다.
또한, 투명 기재로는, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
얻어진 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 점착제층을 사이에 두고 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 붙여서 투광성 기재 유닛으로 하고서, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 17]
투명 도전성 산화물층으로서, ITO막 대신에 IZO(Indium Zinc Oxide막, 산화인듐아연막)막을 두께가 400㎚로 되도록 성막한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
IZO막은, In2O3와 ZnO의 총량에 대해 ZnO의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 400㎚로 되도록 성막하였다.
한편, 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 18]
투명 도전성 산화물층인 ITO막의 두께를 30㎚로 한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[실시예 19]
차열 하드 코팅층과 투명 도전성 산화물층 사이에 이하의 층을 성막한 점 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다.
차열 입자를 포함하는 하드 코팅층 상에 바탕층인 밀착 개선층으로서, Al산화물층, 즉, 알루미나층(표 1b에서는 "Al2O3"라고 기재)을 성막하였다. 구체적으로는, 금속 Al 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 두께가 3㎚로 되도록 성막하였다.
스퍼터 가스로는, 아르곤/산소＝85:15(체적비)의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막을 실시하였다.
평가 결과를 표 1b에 나타낸다.
[비교예 1]
표 1b에 나타낸 구성을 갖는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하고 평가하였다.
표 1b에 나타내는 바와 같이, 점착제층, 투광성 기재, 하드 코팅층, IZO막 사이에 끼워진 APC층(Ag,Pd,Cu층)을 갖는 투광성 일사 차단 유닛과, IZO막 사이에 끼워진 APC층 상에 광학 간섭층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재를 제작하였다.
투광성 기재로는, 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: T602E50, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용하였다.
수지 용액을 투광성 기재의 한쪽면 상에, 스핀 코팅을 이용하여 도포, 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 자외선(UV) 조사(300mJ/cm2)에 의해 경화시킴으로써, 두께가 2㎛인 하드 코팅층을 형성하였다.
수지 용액은, UV 경화성 우레탄아크릴레이트계 하드 코팅 수지 용액(상품명: ENS1068, (주)DIC 제조)에, 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure184, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시켜 제작하였다.
하드 코팅층 상에, IZO막 사이에 끼워진 APC층(Ag,Pd,Cu층)을 성막하였다. APC층은 차열 기능층과 단열 기능층을 겸하고 있다.
우선, 하드 코팅층 상에 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해, 인듐-아연 복합 산화물(IZO)로 이루어지는 막두께 30㎚의 제1 금속 산화물층, Ag-Pd-Cu 합금으로 이루어지는 막두께 5㎚의 금속층, IZO로 이루어지는 막두께 30㎚의 제2 금속 산화물층을 차례로 형성하였다.
제1 금속 산화물층, 제2 금속 산화물층의 형성에 있어서는, In2O3와 ZnO의 총량에 대해 ZnO의 함유량이 10wt%인 복합 산화물 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤과 소량의 산소의 혼합 가스를 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막하였다.
APC층의 성막에 있어서는, Ag, Pd, Cu의 함유 비율이 99.0:0.6:0.4(중량비)인 합금 타겟을 이용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성막하였다. 스퍼터 가스로는 아르곤 가스만을 사용하며, 프로세스 압력 0.2Pa에서 성막하였다.
IZO막 사이에 끼워진 APC층 상에 광학 간섭층을 성막하였다. 구체적으로는, 아크릴계 하드 코팅 수지 용액(상품명: OPSTAR Z7535, (주)JSR 제조)에 광학 중합 개시제(상품명: Irgacure127, BASF社 제조)를 수지 당량 3wt%로 되도록 혼합시킨 액을 조제하였다. 그리고, 당해 혼합 용액을 투명 도전성 산화물층 상에, 건조 후 두께가 표 1b에 나타낸 두께로 되도록, 스핀 코팅에 의해 코팅하였다. 건조 후에, 질소 분위기 하에서 UV 조사(300mJ/cm2)를 실시하여 경화시켰다.
그리고, 투광성 기재에 있어 IZO막 사이에 끼워진 APC층 등을 성막시킨 면의 반대쪽 면 상에, 아크릴계 점착 수지를 두께가 25㎛로 되도록 도포하여 점착제층을 형성하였다.
이상의 공정에 의해, 열선 투과 억제 투광성 기재를 얻었다.
얻어진 열선 투과 억제 투광성 기재에 대해 점착제층을 사이에 두고 두께가 3㎜인 청판 유리((주)마츠나미 유리공업 제조)를 붙여서 투광성 기재 유닛으로 하고서, 앞서 설명한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1b에 나타낸다.
[비교예 2,3]
APC층이 표 1b에 나타낸 두께로 되도록 한 점을 제외하고는, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1b에 나타낸다.
[비교예 4]
투광성 기재로서, 두께가 19㎛이며 착색되어 있으며 내부 투과율이 50%인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: Z750E19, (주)미츠비시 수지 제조)을 사용한 점 이외에는, 비교예 3과 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다. 결과를 표 1b에 나타낸다.
[비교예 5]
하드 코팅층을 구비하지 않은 점 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 열선 투과 억제 투광성 기재 및 투광성 기재 유닛을 제작하고 평가하였다. 한편, 차열 기능층을 구비하지 않는다.
결과를 표 1b에 나타낸다.
[표 1a]
[표 1b]
단열 기능층인 투명 도전성 산화물층의 두께만이 다른 실시예1~실시예3의 결과와, 실시예4~실시예6의 결과와, 비교예1~비교예3의 결과를 각각 표2~표4로 나누어 나타낸다.
[표 2]
[표 3]
[표 4]
표 2, 표 3의 결과로부터, 실시예1~실시예6에서는, 단열 기능층으로서 기능하는 투명 도전성 산화물층의 두께를 변화시킴으로써 단열성의 지표인 방사율만이 변동하며, 차열성의 지표인 차폐 계수에는 거의 변화가 일어나지 않음을 확인할 수 있었다. 즉, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있음이 확인되었다.
한편, 표 4에 나타낸 비교예1~비교예3에서는, 단열 기능층으로서도 기능하는 APC층의 두께를 변동시킴으로써, 방사율 뿐 아니라 차열성의 지표인 차폐 계수도 크게 변동하여 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 없음이 확인되었다.
이상의 결과로부터, 투광성 일사 차단 유닛과 투명 도전성 산화물층을 구비한 열선 투과 억제 투광성 기재로 함으로써, 단열성과 차열성을 독립적으로 제어할 수 있음이 확인되었다.
또한, 실시예7~실시예19의 결과로부터, 점착제층, 투광성 기재, 하드 코팅층을 차열 기능층으로 할 수 있다는 점, 그리고 상기 점착제층 등 이외에도 착색된 투광층, 근적외선 반사막, 가시광 투과 억제층 등을 구비하여 차열 기능층으로 할 수 있다는 점도 확인되었다.
또한, 표면 쪽에 은 합금층인 APC층을 배치한 비교예1~비교예4에서는, APC층 및 세라믹층에 크랙 등이 발생하여 내구성이 ×임에 비해, 은 합금층을 표면 쪽에 사용하지 않은 실시예1~실시예19에서는 내구성이 ○임이 확인되었다.
이것은, 은 합금층 및 세라믹층이 굴곡됨에 의해 크랙이 발생하여, 부식성인 은 합금층이 노출되어 크랙 부분에서부터 열화함에 따른 것이다.
이상에서, 열선 투과 억제 투광성 기재와 투광성 기재 유닛을 실시형태 및 실시예 등에 의해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예 등에 한정되는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형, 변경 등이 가능하다.
본 출원은 2017년 3월 31일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2017-073026호 및 2018년 3월 16일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2018-049517호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 특허출원 제2017-073026호 및 특허출원 제2018-049517호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
10,20,30,42 열선 투과 억제 투광성 기재
11 투광성 일사 차단 유닛
111 하드 코팅층
112 투광성 기재
113 점착제층
12 투명 도전성 산화물층
31 광학 간섭층
40 투광성 기재 유닛
41 창문용 투광성 기재

Claims (9)

  1. 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 투광성 일사 차단 유닛과,
    상기 투광성 일사 차단 유닛 상에 배치되며 투명 도전성 산화물을 함유하는 투명 도전성 산화물층을 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전성 산화물층의 두께가 30㎚ 이상 500㎚ 이하인 열선 투과 억제 투광성 기재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전성 산화물층이 상기 투명 도전성 산화물로서,
    주석, 티탄, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 수소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화인듐과,
    안티몬, 인듐, 탄탈, 염소, 불소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화주석과,
    인듐, 알루미늄, 주석, 갈륨, 불소, 붕소에서 선택되는 1종류 이상이 도핑된 산화아연에서 선택되는 1종류 이상을 함유하는 것인 열선 투과 억제 투광성 기재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전성 산화물층 상에 광학 간섭층을 더 포함하는 열선 투과 억제 투광성 기재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 일사 차단 유닛은, 투광성 기재와, 상기 투광성 기재 이외의 부재를 포함하는 것인 열선 투과 억제 투광성 기재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 일사 차단 유닛은, 상기 투명 도전성 산화물층에 대향하는 면쪽에서부터 하드 코팅층, 투광성 기재, 점착제층의 순서로 포함하며,
    상기 하드 코팅층, 상기 투광성 기재, 상기 점착제층에서 선택된 하나 이상의 층이 가시광 및 근적외광의 파장 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 광 투과를 억제하는 기능을 갖는 것인 열선 투과 억제 투광성 기재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전성 산화물층 쪽에서 측정한 방사율이 0.60이하인 열선 투과 억제 투광성 기재.
  8. 창문용 투광성 기재와,
    상기 창문용 투광성 기재의 한쪽면 상에 배치된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 열선 투과 억제 투광성 기재를 포함하는 투광성 기재 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    차폐 계수가 0.90 이하인 투광성 기재 유닛.
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