KR20160108221A - 투명 차열 단열 부재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20160108221A
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요시마사 미츠모토
데루히사 미야타
노리아키 오타니
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 보호층의 내찰상성 및 밀착성이 우수하고, 외관성이 우수한 투명 차열 단열 부재를 제공한다.
(해결 수단) 투명 기재(11)와, 투명 기재(11)의 위에 형성된 기능층(19)을 구비하고, 기능층(19)은, 투명 기재측으로부터 적외선 반사층(12) 및 보호층(18)을 이 순서로 포함하고, 보호층(18)은, 적외선 반사층측으로부터 중굴절률층(13), 고굴절률층(14) 및 저굴절률층(15)을 이 순서로 포함하고, 적외선 반사층(12), 금속 산화물층과 금속층을 포함하고, 중굴절률층(13)은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.45∼1.55이고, 두께가 80∼200nm이며, 고굴절률층(14)은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.65∼1.95이고, 두께가 100∼350nm이며, 저굴절률층(15)은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.30∼1.45이고, 두께가 70∼150nm이다.

Description

투명 차열 단열 부재 및 그 제조 방법{TRANSPARENT HEAT-BARRIERING, HEAT-INSULATING MEMBER AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 투명 차열 단열 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
지구 온난화 방지 및 에너지 절약의 관점에서, 빌딩의 창문, 쇼윈도, 자동차의 창문면 등으로부터 태양광의 열선(적외선)을 커트하여, 내부의 온도를 저감시키는 것이 널리 행하여지고 있다(특허문헌 1). 또한, 최근에는, 에너지 절약의 관점에서, 여름철의 온도 상승의 원인이 되는 열선을 커트하는 차열성뿐만 아니라, 겨울철의 실내로부터의 난방열의 유출을 억제하여 난방 부하를 저감시키는 단열 기능도 부여한 차열 단열 부재가 제안되어 시장 투입되고 있다(특허문헌 2, 3).
일본 공개특허 특개2014-170171호 공보 일본 공개특허 특개2014-141015호 공보 일본 공개특허 특개2014-167617호 공보
특허문헌 1에는, 투명 기재(基材)에 하드 코트층, 적외선 흡수층, 고굴절률층, 저굴절률층이 순차 적층되어 이루어지는 반사 방지 기능을 갖는 투명 차열 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 투명 차열 필름은, 실외로부터 입사하는 적외선을 흡수하는 적외선 흡수 타입의 투명 차열 필름이고, 겨울철에 있어서 난방 기구로부터 방사되는 파장 5∼25μm의 원적외선을 실내측에 반사시키는 단열 기능은 갖고 있지 않다.
특허문헌 2에서는, 기재에 금속 박막과 금속 산화물 박막을 교대로 적층한 다층 구조를 갖는 열선 반사층과, 하드 코트층을 순서대로 적층한 적외선 반사성을 갖는 적층 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 적층 필름은, 적외선 반사 타입의 적층 필름이고, 적외선을 실내측에 반사시키는 단열 기능을 가지고 있다. 그러나, 적외선의 흡수를 억제하여 그 단열 기능을 발현시키기 위해 하드 코트층을 얇게 하여, 특히 하드 코트층의 두께가 가시광선의 파장 범위(380∼780nm)와 겹치는 수 백nm로 한 경우에는, 하드 코트층의 약간의 두께 불균일이 있는 것만으로도, 하드 코트층의 계면 반사와 열선 반사층의 계면 반사의 다중 반사 간섭에 의한 홍채 현상이라고 불리는 외관의 번쩍임 현상이 눈에 띄기 쉬워지고, 또한, 각도를 바꾸어 시인(視認)한 경우의 광로(光路) 길이의 변화에 의한 반사색의 변화도 커져, 창문 등에 붙여 사용할 때에 외관상 문제가 될 수 있을 우려가 있다.
또한, 특허문헌 3에서는, 투명 필름 기재 상에, 제 1 금속 산화물층과 금속층과 제 2 금속 산화물층을 이 순서로 구비한 적외선 반사층과, 유기물층으로 이루어지는 투명 보호층을 이 순서로 구비하는 적외선 반사 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 적외선 반사 필름은, 적외선 반사 타입이고, 적외선을 실내측에 반사시키는 단열 기능을 가지고 있다. 그러나, 외관의 홍채 현상을 억제하기 위해 투명 보호층의 두께를 가시광선의 파장 범위보다 작은 150nm 이하로 하면, 내찰상성(耐擦傷性)과 같은 물리 특성이 저하되는 경향이 보여, 필름 시공시나, 장기간에 걸친 필름 사용시에 필름 표면에 상처가 생기기 쉽고, 상처의 영향에 의한 외관 불량이나 부식 등의 문제가 우려된다.
특허문헌 2, 3에서 기재되어 있는 금속 박막과 금속 산화물 박막의 적층체로 이루어지는 적외선 반사층에 의한 적외선 반사 타입의 차열 필름에 있어서는, 금속 박막은, 일반적으로 적외선 반사 기능을 가지고 동시에 가시광 투과율이 높은 저굴절률층으로 형성되고, 또한, 금속 산화물 박막은, 금속 박막에서의 적외선 반사 기능을 유지하면서, 가시광선 영역 파장에서의 반사율을 제어하여 가시광선 영역에서의 투과율을 높이고, 동시에 금속 박막 중의 금속의 마이그레이션을 억제하는 보호 기능을 가지고, 일반적으로 굴절률이 1.7 이상인 고굴절률을 갖는 재료로 형성되어 있다.
그 때문에, 금속 박막과 금속 산화물 박막의 적층체로 이루어지는 적외선 반사층의 위에, 그 보호층으로서 일반적으로 자주 이용되고 있는, 예를 들면, 굴절률이 1.5 전후인 아크릴계 수지로 이루어지는 UV 하드 코트층을 설치한 경우, 적외선 반사층의 각 층과 하드 코트층의 굴절률차 및 각 층의 두께에 의거하여, 각 계면에서의 다중 반사의 간섭이 일어난다. 그 결과, 이 적외선 반사 필름에 입사한 가시광선의 각 파장에 대한 반사율이 크게 변동한다. 즉, 적외선 반사 필름의 가시광선 반사 스펙트럼을 측정한 경우, 소위 리플이라고 불리는 마루·골이 큰 굴곡을 갖는 형상의 반사율 곡선이 된다.
또한, 통상적으로 아크릴계 수지로 이루어지는 UV 하드 코트층 등의 보호층은 웨트 코팅법에 의해 도공(塗工) 형성되나, 기재 전면(全面)에 막두께 불균일(막두께의 편차) 없이 균일하게 코팅하는 것은 현실적으로는 곤란하다. 그 때문에, 건조 불균일, 도공 불균일, 기재의 표면 상태 등의 영향에 의해, 막두께 불균일은 완전히 없앨 수는 없다. 이와 같은 보호층의 막두께 불균일은, 적외선 반사 필름의 가시광선 반사 스펙트럼에 있어서, 마루·골의 피크의 파장의 어긋남으로서 나타나, 홍채 모양의 발생의 원인이 된다.
한편, 보호층의 두께를, 예를 들어 수 미크론으로 두껍게 한 경우, 적외선 반사 필름의 가시광선 반사 스펙트럼에 있어서, 마루·골의 굴곡의 간격이 좁아져, 보호층의 막두께에 다소의 편차가 있더라도, 인간의 눈으로는 특정한 파장의 반사색을 각각 구별하여 인식하는 것은 곤란하여, 홍채 모양으로서 파악하는 것은 거의 불가능하므로, 외관상의 문제는 일어나기 어렵다. 그러나, 보호층으로서의 아크릴계 UV 하드 코트제는, 그 분자 골격에, C=O기, C-O기, 방향족기를 많이 포함하는 점에서, 파장 5∼25μm의 원적외선을 흡수하기 쉬워져, 적외선 반사 필름의 단열성이 저하되어버리는 경향이 있다.
따라서, 적외선 반사 필름의 단열성을 충분한 것으로 하기 위해서는, 보호층의 두께를, 1μm 이하로 하여 파장 5∼25μm의 원적외선의 흡수를 가능한 한 억제하면 되나, 전술의 특허문헌 2에 관하여 설명한 바와 같이, 보호층의 두께를 가시광선의 파장 범위와 겹치는 수 백nm의 두께로 한 경우, 적외선 반사 필름의 가시광선 반사 스펙트럼에 있어서, 마루·골의 굴곡의 간격이 넓어져, 인간의 눈으로 특정한 파장의 반사색으로서 인식할 수 있도록 되기 때문에, 보호층에 약간의 두께 불균일이 있는 것만으로도, 홍채 현상으로서 인식되고, 또 각도를 바꾸어 시인했을 때의 광로 길이의 변화에 의한 반사색의 변화도 현저하게 파악할 수 있게 되어버려, 창문 등에 붙여서 사용할 때에 외관상 문제가 될 수 있을 우려가 있다.
또한, 전술의 특허문헌 3에 관하여 설명한 바와 같이, 보호층의 두께를 가시광선의 파장 범위보다 작은 150nm 이하의 두께로 한 경우, 적외선 반사 필름의 가시광선 반사 스펙트럼에 있어서, 마루·골의 굴곡의 간격이 더 넓어져, 간섭 반사색으로서 균일한 색이 관측되도록 되기 때문에, 외관상의 문제는 일어나기 어려우나, 내찰상성이 저하되는 경향이 보여, 필름 시공시나, 장기간에 걸친 필름 사용시에 필름 표면에 상처가 생기기 쉽고, 상처의 영향에 의한 외관 불량이나 부식 등의 문제가 여전히 우려된다.
이와 같이 종래에, 여름철에 있어서의 우수한 차열 성능과 겨울철에 있어서의 우수한 단열 성능을 모두 가지고, 동시에 내찰상성이 우수하고, 또한 홍채 현상, 시인 각도에 의한 반사색 변화를 억제한 외관성이 우수한 투명 차열 단열 부재를 제공하는 것은 곤란하였다.
본 발명은 상기 문제를 해결한 것으로서, 적외선 반사층의 보호층을, 특정한 굴절률 및 두께로 이루어지는 적층체로 형성함으로써, 내찰상성 및 외관성이 우수한 투명 차열 단열 부재를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 금속이나 금속 산화물로부터 형성되는 적외선 반사층 상에, 특정한 두께·굴절률을 갖는 중굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층을 이 순서로 적층한 보호층을 설치함으로써, 단열성을 유지하면서 필름의 내찰상성 등 물리 특성이 우수하고, 동시에 홍채 현상, 시인 각도에 의한 반사색 변화를 억제한 외관성도 우수한 투명 차열 단열 부재를 얻을 수 있음을 발견하여, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 투명 기재와, 상기 투명 기재의 위에 형성된 기능층을 포함하는 투명 차열 단열 부재로서, 상기 기능층은, 상기 투명 기재측으로부터 적외선 반사층 및 보호층을 이 순서로 포함하고, 상기 보호층은, 상기 적외선 반사층측으로부터 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층을 이 순서로 포함하고, 상기 적외선 반사층은, 금속 산화물층과 금속층을 포함하고, 상기 중굴절률층은 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.45∼1.55이고, 두께가 80∼200nm이며, 상기 고굴절률층은 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.65∼1.95이고, 두께가 100∼350nm이며, 상기 저굴절률층은 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.30∼1.45이고, 두께가 70∼150nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 제조 방법은, 투명 기재의 위에 적외선 반사층을 형성하는 공정과, 상기 적외선 반사층의 위에, 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층을 이 순서로 웨트 코팅법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가시광선 영역에 있어서의 반사 스펙트럼의 이웃하는 마루와 골의 반사율의 차이를 작게 할 수 있기 때문에, 외관적으로 홍채 현상이나 시인 각도에 의한 반사색 변화를 억제한 차열 기능 및 단열 기능이 우수한 투명 차열 단열 부재를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은, 투명 차열 단열 부재의 대표적인 반사 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 투명 기재와, 상기 투명 기재의 위에 형성된 기능층을 구비하고 있다. 또한, 상기 기능층은, 상기 투명 기재측으로부터 적외선 반사층 및 보호층을 이 순서로 포함하고, 상기 보호층은, 상기 적외선 반사층측으로부터 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층을 이 순서로 포함하고, 상기 적외선 반사층은, 금속 산화물층과 금속층을 포함하고, 상기 중굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.45∼1.55이고, 두께가 80∼200nm이며, 상기 고굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.65∼1.95이고, 두께가 100∼350nm이며, 상기 저굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.30∼1.45이고, 두께가 70∼150nm인 것을 특징으로 한다.
상기 구성으로 함으로써, 본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 외관적으로 홍채 현상이 억제되고, 시인 각도에 의한 색 변화가 적음(시야각 의존성이 낮음)과 함께, 차열 기능 및 단열 기능이 우수하다.
이하, 본 발명의 투명 차열 단열 부재를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, 본 발명의 투명 차열 단열 부재(10)는, 투명 기재(11)와, 적외선 반사층(12)과, 중굴절률층(13)과, 고굴절률층(14)과, 저굴절률층(15)과, 점착제층(16)을 구비하고, 중굴절률층(13)과 고굴절률층(14)과 저굴절률층(15)은 보호층(18)을 형성하고, 적외선 반사층(12)과 보호층(18)은 기능층(19)을 구성하고 있다. 또한, 도 2는, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2에 있어서, 본 발명의 투명 차열 단열 부재(20)는, 투명 기재(11)와, 적외선 반사층(12)과, 중굴절률층(13)과, 고굴절률층(14)과, 저굴절률층(15)과, 콜레스테릭 액정 폴리머층(17)과, 점착제층(16)를 구비하고, 중굴절률층(13)과 고굴절률층(14)과 저굴절률층(15)은 보호층(18)을 형성하고, 적외선 반사층(12)과 보호층(18)은 기능층(19)을 구성하고 있다. 즉, 도 2에 나타내는 투명 차열 단열 부재는, 도 1에 나타내는 투명 차열 단열 부재의 투명 기재(11)와 점착제층(16)의 사이에 콜레스테릭 액정층(17)을 더 구비하는 것이다.
상기 보호층은, 적외선 반사층 상에 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층의 순서로 구성되어 있다. 이하, 각 층에 대하여 설명한다.
<중굴절률층>
상기 중굴절률층에서는, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.45∼1.55의 범위로 설정되고, 상기 굴절률은 1.43∼1.53의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 중굴절률층의 두께는, 80∼200nm의 범위로 설정되고, 상기 두께는 90∼180nm의 범위인 것이 보다 바람직하다. 상기 중굴절률층의 두께가 80nm를 하회하면 적외선 반사층과의 밀착성의 저하로 연결될 우려가 있고, 상기 두께가 200nm를 초과하면 적외선 영역의 광의 흡수가 커질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 중굴절률층의 굴절률을 상기 범위 내로 설정할 수 있으면, 상기 중굴절률층의 구성 재료는 한정되지 않고, 예를 들면, 열가소성 수지나, 전리방사선 경화형 수지가 적합하게 이용된다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아세트산 비닐 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리카보네이트 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 셀룰로오스 수지, 실리콘 수지, 폴리아세탈 수지 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 전리방사선 경화형 수지로서는, 예를 들면, 불포화기를 2개 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산트리메타크릴레이트 등의 아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄프리폴리머 등의 폴리우레탄폴리아크릴레이트; 폴리에스테르폴리아크릴레이트 등의 다가 알코올과 (메타)아크릴산으로부터 생성되는 에스테르류; 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논 등의 비닐벤젠 및 그 유도체 등을 들 수 있고, 필요에 따라 광중합 개시제를 첨가하고, 전리방사선을 조사하여 경화시킴으로써 상기 중굴절률층을 형성할 수 있다.
상기 중굴절률층의 구성 재료 중에서도, 적외선 반사층과의 밀착성이나, 적외선 영역의 광의 흡수능이 낮은 점에서, 폴리올레핀 수지가 바람직하고, 특히, 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지가 바람직하다. 상기 중굴절률층을 상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지로 형성함으로써, 적외선 반사층과의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 중굴절률층의 밀착성이 저하되지 않으면, 상기 중굴절률층은, 수산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지로 형성할 수도 있다.
상기 변성 폴리올레핀 수지의 골격이 되는 폴리올레핀 수지로서는 특별히 한정되지는 않으나, 폴리프로필렌이나 폴리프로필렌-α-올레핀 공중합체가 바람직하게 이용된다. 상기 폴리프로필렌-α-올레핀 공중합체의 α-올레핀으로서는, 예를 들면, 에틸렌, 1-부텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 수종을 이용할 수 있다. 상기 폴리프로필렌-α-올레핀 공중합체에 있어서의 폴리프로필렌의 비율은 특별히 한정되지는 않으나, 유기 용제에 대한 용해성의 관점에서, 50몰% 이상 90몰% 이하인 것이 바람직하다.
상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지로서도, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면, 상기 폴리올레핀 수지에 α, β-불포화 카르본산이나 그 산 무수물의 적어도 1종을 그래프트 공중합함으로써 산 변성한 것을 사용할 수 있다. 상기 α, β-불포화 카르본산이나 산 무수물로서는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면, 말레산, 이타콘산, 시트라콘산, 푸마르산, 아코니트산, 크로톤산, 이소크로톤산, 아크릴산 등이나 그 무수물을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 되고 2개 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 범용성의 점에서, 무수 말레산, 무수 이타콘산의 적어도 1종을 상기 폴리올레핀 수지에 그래프트 공중합하여 변성하는 것이 바람직하다.
상기 α, β-불포화 카르본산이나 그 산 무수물의 폴리올레핀 수지에 대한 그래프트 공중합의 양은, 0.2∼30질량%의 범위가 바람직하고, 1.0∼10.0질량%의 범위가 보다 바람직하다. 상기 그래프트 공중합의 양이 0.2질량% 미만이면, 유기 용매에 대한 용해성이 낮아져, 중굴절률 도료로서의 안정성이 나빠질 우려나, 적외선 반사층과의 밀착성이 불충분해질 우려가 있고, 반대로, 30질량%를 초과하면, 적외선 영역 파장의 광의 흡수가 커지기 시작하여, 수직 방사율 및 열관류율이 증대할 우려가 있다.
상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지의 제조는, 용융법 또는 용액법 등의 공지의 방법에 의해 행할 수 있다.
또한, 상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지는, (메타)아크릴산계 모노머를 더 추가하여 아크릴 변성함으로써, 극성 용매에 대한 용해성이나 하드 코트제 등과의 밀착성이나 상용성(相溶性)을 보다 향상시킬 수도 있다. 이들은, 구체적으로는, 상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지의 산 변성 부분과 반응하는 관능기(수산기나 글리시딜기)를 갖는 불포화 결합 함유 화합물을 반응시키고, 이중 결합을 도입한 후에, (메타)아크릴산계 모노머를 그래프트 공중합함으로써 얻을 수 있다.
상기 관능기를 갖는 불포화 결합 함유 화합물로서는, 예를 들면, 아크릴산 2-히드록시에틸, 아크릴산 2-히드록시프로필, 아크릴산 4-히드록시부틸, 아크릴산 폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 2-히드록시에틸, 메타크릴산 2-히드록시프로필, 메타크릴산 4-히드록시부틸, 메타크릴산 폴리프로필렌글리콜, 아크릴산 글리시딜, 메타크릴산 글리시딜 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 불포화 결합 함유 화합물은, 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지에 대하여 10∼90질량% 정도 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지에 이중 결합을 도입한 후에, 그래프트 공중합시키는 (메타)아크릴산계 모노머로서는, (메타)아크릴산이나 (메타)아크릴산 에스테르를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산으로서는 아크릴산 및 메타크릴산의 적어도 1종을 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르로서는, 예를 들면, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 라우릴, 아크릴산 스테아릴, 아크릴산 2-히드록시에틸, 아크릴산 2-히드록시프로필, 아크릴산 4-히드록시부틸, 아크릴산 글리시딜, 아크릴산 시클로헥실, 아크릴산 폴리프로필렌글리콜, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 라우릴, 메타크릴산 스테아릴, 메타크릴산 2-히드록시에틸, 메타크릴산 2-히드록시프로필, 메타크릴산 4-히드록시부틸, 메타크릴산 글리시딜, 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산 폴리프로필렌글리콜 등을 들 수 있다. 이러한 (메타)아크릴산계 모노머는, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 수산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지는, 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지에 이중 결합을 도입한 후에, 아크릴산 2-히드록시에틸, 아크릴산 2-히드록시프로필, 아크릴산 4-히드록시부틸, 메타크릴산 2-히드록시에틸, 메타크릴산 2-히드록시프로필, 메타크릴산 4-히드록시부틸 등의 수산기 함유 (메타)아크릴산계 모노머를 그래프트 공중합시킴으로써 얻을 수 있다.
상기 변성 폴리올레핀 수지의 GPC법으로 측정한 중량 평균 분자량은, 10,000∼200,000의 범위인 것이 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 10,000보다 작으면, 중굴절률층으로서의 강도가 뒤떨어지는 경향이 있고, 상기 중량 평균 분자량이 200,000보다 크면 중굴절률 도료의 점도의 증가에 의해 작업성이 저하되는 경향이 있다.
상기 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지에 대해서는, 시판품을 이용할 수 있고, 예를 들면, 미츠이화학사 제품의 “유니스톨 P902”(상품명), 도요보사 제품의 “하드렌”(상품명), 일본제지케미컬사 제품의 아우로렌”(상품명), 미츠비시화학사 제품의 “서프렌”(상품명), 스미카켐텍스사 제품의 “스미피트”(상품명), 스미토모세이카사 제품의 “자이크센”(상품명) 등을 들 수 있다. 상기 수산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지에 대해서도 시판품을 이용할 수 있고, 예를 들면, 미츠이화학사 제품의 “유니스톨 P901”(상품명), 미츠비시화학사 제품의 “폴리테일”(상품명) 등을 들 수 있다.
<고굴절률층>
상기 고굴절률층에서는, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.65∼1.95의 범위로 설정되고, 상기 굴절률은 1.70∼1.90의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 고굴절률층의 두께는 100∼350nm의 범위로 설정되고, 상기 두께는 120∼300nm의 범위인 것이 바람직하다. 상기 고굴절률층의 두께가 100nm를 하회하면 필름 표면의 내찰상성 등 물리 특성이 저하될 우려가 있고, 상기 두께가 350nm를 초과하면, 상기 고굴절률층이 무기 미립자를 대량으로 함유하는 경우에 적외선 영역에서의 광의 흡수가 커져, 열관류율의 저하를 초래할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 고굴절률층의 굴절률을 상기 범위 내로 설정할 수 있으면, 상기 고굴절률층의 구성 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 내찰상성 등 물리 특성의 면에서, 전리방사선 경화형 수지와, 상기 전리방사선 경화형 수지 중에 분산된 무기 미립자로 이루어지는 재료가 바람직하다. 상기 전리방사선 경화형 수지로서는, 예를 들면, 불포화기를 2개 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산트리메타크릴레이트 등의 아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄프리폴리머 등의 폴리우레탄폴리아크릴레이트; 폴리에스테르폴리아크릴레이트 등의 다가 알코올과 (메타)아크릴산으로부터 생성되는 에스테르류; 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논 등의 비닐벤젠 및 그 유도체 등을 들 수 있고, 필요에 따라 광중합 개시제를 첨가하고, 전리방사선을 조사함으로써 경화시키는 것에 의해 상기 고굴절률층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 무기 미립자는, 상기 고굴절률층의 굴절률을 조정하기 위해 첨가된다. 상기 무기 미립자로서는, 산화티탄(TiO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화인듐주석(ITO), 산화니오브(Nb2O5), 산화이트륨(Y2O3), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화안티몬(Sb2O3), 산화탄탈(Ta2O5), 산화텅스텐(WO3) 등을 사용할 수 있다. 상기 무기 미립자 중에서도, 소량 첨가로 고굴절률화가 가능한 산화티탄 및 산화지르코늄이 바람직하고, 적외선 영역의 광의 흡수가 적은 점에서 산화티탄이 보다 바람직하다.
상기 무기 미립자의 입자 지름으로서는, 평균 입자 지름이 5∼100nm의 범위인 것이 고굴절률층의 투명성의 관점에서 바람직하고, 10∼80nm의 범위인 것이 보다 바람직하다. 상기 평균 입자 지름이 100nm를 초과하면, 고굴절률층을 형성했을 때에 헤이즈 값의 증대 등이 발생하여 투명성의 저하가 일어나기 쉬워지고, 또한, 상기 평균 입자 지름이 5nm를 하회하면, 고굴절률 도료로 한 경우에 무기 미립자의 분산 안정성을 유지하는 것이 어려워지기 때문이다.
<저굴절률층>
상기 저굴절률층에서는, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.30∼1.45의 범위로 설정되고, 상기 굴절률은 1.35∼1.43의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 저굴절률층의 두께는 70∼150nm의 범위로 설정되고, 상기 두께는 80∼130nm의 범위인 것이 바람직하다. 상기 저굴절률층의 두께가 70∼150nm의 범위를 벗어나면 가시광선 영역의 반사 스펙트럼의 리플의 크기가 커져, 홍채 모양이 눈에 띄기 쉬워질뿐만 아니라 시야각에 의해 반사색의 변화가 커져, 외관으로서 문제가 될 수 있을 가능성이 있다.
상기 저굴절률층의 굴절률을 상기 범위 내로 설정할 수 있으면, 상기 저굴절률층의 구성 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 내찰상성 등 물리 특성의 면에서, 전리방사선 경화형 수지와 저굴절률 무기 미립자로 이루어지는 재료가 바람직하다. 상기 전리방사선 경화형 수지에 대해서는, 전술의 중굴절률층의 구성 재료로 든 불포화기를 2개 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 저굴절률 무기 미립자로서는, 예를 들면, 산화규소, 불화마그네슘, 불화알루미늄 등을 이용할 수 있으나, 필름 표면의 물리 특성의 관점에서 산화규소계 재료, 그 중에서도 저굴절률화를 발현시키기 위해 내부에 공극을 갖는 중공 타입의 산화규소(중공 실리카)가 특히 바람직하다.
<보호층>
상기 중굴절률층, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층으로 이루어지는 상기 보호층의 토털 두께는 250∼700nm의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300∼600nm의 범위이다. 상기 토털 두께가 250nm를 하회하면 내찰상성이나 부식성 등 물리 특성이 저하될 우려가 있고, 상기 토털 두께가 700nm를 초과하면 적외선의 흡수가 커져, 단열성의 저하로 연결될 가능성이 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 토털 두께가 상기 범위 내이면, JIS R3106에 의거하는 기능층측의 수직 방사율이 0.2 이하가 되어, 단열 성능을 충분히 발현할 수 있다.
<적외선 반사층>
상기 적외선 반사층은, 도전성 적층막으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 도전성 적층막은, 가시광선 영역의 투과율을 향상시킬 목적으로, 적어도 상기 투명 기재측으로부터 금속 산화물층과, 은, 구리, 금, 알루미늄 등의 금속에 의해 형성되는 금속층과, 상기 금속 산화물층을 이 순서로 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물층의 구성 재료로서는, 산화인듐주석(굴절률 n=1.92), 산화인듐산화아연(n=2.00), 산화인듐(n=2.00), 산화티탄(n=2.50), 산화주석(n=2.00), 산화아연(n=2.03), 산화니오브(n=2.30), 산화알루미늄(n=1.77) 등의 금속 산화물 재료가 적절히 사용 가능하고, 이러한 재료를 스퍼터링법, 증착법 등의 드라이 코팅법에 의해 막화함으로써 상기 금속 산화물층을 형성할 수 있다. 상기 금속 산화물층의 한 층당 두께는 5∼30nm로 하면 된다. 또한, 상기 금속 산화물층의 굴절률로서는 1.6 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.7 이상이다.
또한, 상기 금속층의 구성 재료로서는, 은(n=0.12), 구리(n=0.95), 금(n=0.35), 알루미늄(n=0.96) 등의 금속 재료가 적절히 사용 가능하고, 그 중에서도 투명성의 관점에서 은이 바람직하다. 또한, 부식성의 향상을 목적으로 팔라듐, 금, 구리, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 니오브, 마그네슘, 아연 등을 적어도 1종 또는 2종 이상 포함하는 합금으로서 사용해도 된다. 이러한 재료를 스퍼터링법, 증착법 등의 드라이 코팅법에 의해 막화함으로써 상기 금속층을 형성할 수 있다. 상기 금속층의 한 층당 두께는 3∼15nm로 하면 된다.
또한. 상기 적외선 반사층의 파장 5.5∼25.2μm의 광의 평균 반사율은, 80% 이상으로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85% 이상이며, 더 바람직하게는 90% 이상이다. 이로 인해, 본 발명의 투명 차열 단열 부재에 보호층을 설치한 경우라도 수직 방사율이 0.2 이하가 되도록 조정할 수 있어, 투명 차열 단열 부재에 단열 기능을 확실하게 부여할 수 있다.
<투명 기재>
본 발명의 투명 차열 단열 부재를 구성하는 투명 기재로서는, 투광성을 갖는 재료로 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않는다. 상기 투명 기재로서는, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 폴리카보네이트계 수지, 폴리아크릴산 에스테르계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트 등), 지환식 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지(예를 들면, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체(AS 수지) 등), 폴리염화비닐계 수지, 폴리아세트산 비닐계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 셀룰로오스계 수지(예를 들면, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등), 노르보르넨계 수지 등의 수지를, 필름 형상 또는 시트 형상으로 가공한 것을 이용할 수 있다. 상기 수지를 필름 형상 또는 시트 형상으로 가공하는 방법으로서는, 압출 성형법, 캘린더 성형법, 압축 성형법, 사출 성형법, 상기 수지를 용제에 용해시켜 캐스팅하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 수지에는, 산화 방지제, 난연제, 내열 방지제, 자외선 흡수제, 이활제(易滑劑), 대전 방지제 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 상기 투명 기재의 두께는, 예를 들면 10∼500μm이고, 가공성, 비용면을 고려하면 25∼125μm가 바람직하다.
<콜레스테릭 액정 폴리머층>
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 그 투명성을 손상하지 않으면, 상기 적외선 반사층이 형성되어 있지 않은 측의 상기 투명 기재의 위에 콜레스테릭 액정 폴리머층을 더 형성해도 된다. 이로 인해, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 차열 기능을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층은, 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물과, 중합성 관능기를 갖는 키랄제와, 다관능 아크릴레이트 화합물을 포함하는 재료를 광중합하여 형성할 수 있다.
콜레스테릭 액정 폴리머는, 막대 형상 분자인 네마틱 액정 화합물에 소량의 광학 활성 화합물(키랄제)을 첨가함으로써 얻을 수 있다. 이 콜레스테릭 액정 폴리머는, 네마틱 액정 화합물이 여러 겹으로 포개지는 층 형상의 구조를 가지고 있다. 이 층 내에서는, 각각의 네마틱 액정 화합물이 일정 방향으로 배열되어 있고, 서로의 층은 액정 화합물의 배열 방향이 나선 형상이 되도록 집적하고 있다. 그 때문에, 콜레스테릭 액정 폴리머는, 이 나선의 피치에 따라, 특정한 파장의 광만을 선택적으로 반사할 수 있다.
통상의 콜레스테릭 액정 폴리머는, 온도에 의해 나선의 피치가 변하고, 반사하는 광의 파장이 바뀐다는 특징이 있다. 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물과, 중합성 관능기를 갖는 키랄제를 함유하는 혼합물을, 액정 상태에서 균일하게 한 후, 액정 상태를 유지한 채 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하면, 액정 화합물의 배향 상태를 반영구적으로 고정화한 콜레스테릭 액정 폴리머를 함유하는 층을 제작하는 것이 가능해진다.
이와 같이 하여 얻어진 콜레스테릭 액정 폴리머층은, 온도에 의해 반사하는 광의 파장이 변하는 경우가 없어 반영구적으로 반사 파장을 고정화하는 것이 가능해진다. 또한, 이 콜레스테릭 액정 폴리머층은, 콜레스테릭 액정 선광성을 갖는 점에서, 원편광의 회전 방향과 파장이, 액정 분자의 회전 방향과 나선 피치와 동일한 경우, 그 광을 투과하지 않고 반사한다. 통상적으로 태양광은, 우나선과 좌나선의 원편광으로부터 합성되어 있다. 그 때문에, 선광성의 방향이 우나선의 키랄제를 이용하여 특정한 나선 피치로 한 콜레스테릭 액정 폴리머층과, 선광성의 방향이 좌나선의 키랄제를 이용하여 특정한 나선 피치로 한 콜레스테릭 액정 폴리머층을 적층 시킴으로써, 선택 반사 파장에서의 반사율을 보다 높게 할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 두께는, 입사광을 최대 반사시키는 파장(최대 반사율 파장)의 1.5배 이상 4.0배 이하가 바람직하고, 최대 반사율 파장의 1.7배 이상 3.0배 이하가 보다 바람직하다. 콜레스테릭 액정 폴리머층의 두께가 최대 반사율 파장의 1.5배를 하회하면, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향성을 유지하는 것이 곤란해져, 광반사율이 저하되는 경우가 있다. 또한, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 두께가 최대 반사율 파장의 4.0배를 초과하면, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향성과 광 반사율은 양호하게 유지할 수 있으나, 두께가 지나치게 두꺼워지는 경우가 있다. 콜레스테릭 액정 폴리머층의 두께는, 예를 들면 0.5μm 이상 20μm이하, 바람직하게는 1μm 이상 10μm 이하이다.
또한, 상기 콜레스테릭 액정 폴리머층은, 단층 구조에 한하지 않고, 복수층 구조여도 된다. 복수층 구조의 경우, 각각의 층이, 다른 선택 반사 파장을 가지면, 광을 반사하는 파장 영역을 넓힐 수 있어, 바람직하다.
이하, 상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성 재료에 대하여 상세하게 설명한다.
[중합성 관능기를 갖는 액정 화합물]
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성에는, 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 이용한다. 상기 액정 화합물로서는, 예를 들면 「액정의 기초와 응용」(마츠모토 마사카즈, 카쿠다 이치요시 공저; 공업조사회) 제 8 장에 기재되어 있는 공지의 화합물을 이용할 수 있다.
상기 액정 화합물의 구체예로서는, 예를 들면, 일본 공개특허 특개2012-6997호 공보, 일본 공개특허 특개2012-168514호 공보, 일본 공개특허 특개2008-217001호 공보, 국제공개 WO 95/22586호 팸플릿, 일본 공개특허 특개2000-281629호 공보, 일본 공개특허 특개2001-233837호 공보, 일본 공표특허 특표2001-519317호 공보, 일본 공표특허 특표2002-533742호 공보, 일본 공개특허 특개2002-308832호 공보, 일본 공개특허 특개2002-265421호 공보, 일본 공개특허 특개2005-309255호 공보, 일본 공개특허 특개2005-263789호 공보, 일본 공개특허 특개2008-291218호 공보, 일본 공개특허 특개2008-242349호 공보 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성에 이용되는 액정 화합물은, 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 단독으로 이용한 경우에, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향이 흐트러지기 쉬운 것이면, 고융점 액정 화합물과 저융점 액정 화합물을 병용해도 된다. 이 경우, 고융점 액정 화합물의 융점과 저융점 액정 화합물의 융점의 차가, 15℃ 이상 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 이상 30℃ 이하가 보다 바람직하다.
상기 액정 화합물에 대하여, 고융점 액정 화합물과 저융점 액정 화합물을 병용하는 경우, 고융점 액정 화합물의 융점은, 투명 기재의 유리 전이 온도 이상인 것이 바람직하다. 상기 액정 화합물의 융점이 낮은 경우, 키랄제나 용제와의 상용성이나 용해성이 우수하나, 융점이 지나치게 낮으면 제작한 투명 차열 단열 부재의 내열성이 뒤떨어진다. 그 때문에, 적어도 고융점 액정 화합물의 융점을 투명 기재의 유리 전이 온도 이상으로 하는 것이 좋다.
상기 고융점 액정 화합물과 상기 저융점 액정 화합물의 조합으로서는, 시판품을 이용할 수 있고, 예를 들면, ADEKA사 제품의 “PLC7700”(상품명, 융점 90℃)과 “PLC8100”(상품명, 융점 65℃)의 조합, 상기 “PLC7700”(융점 90℃)과 “PLC7500”(상품명, 융점 65℃)의 조합, DIC사제의 “UCL-017A”(상품명, 융점 96℃)와 “UCL-017”(상품명, 융점 70℃)의 조합 등을 들 수 있다.
상기 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 3종류 이상 이용하는 경우는, 그들 중에서, 최대의 융점을 갖는 것을 고융점 액정 화합물로 하고, 최소의 융점을 갖는 것을 저융점 액정 화합물로 한다.
상기 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 2종 이상 병용하는 경우는, 상기 고융점 액정 화합물을 전체의 질량 비율로 90질량% 이하의 범위에서 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고융점 액정 화합물의 비율이 90질량%를 초과하면, 상기 액정 화합물의 상용성이 저하되는 경향이 있고, 그 결과, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향성이 일부 흐트러짐으로써, 헤이즈의 상승이 발생하는 경우가 있다.
[중합성 관능기를 갖는 키랄제]
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성에 이용되는 중합성 관능기를 갖는 키랄제로서는, 상기 액정 화합물과의 상용성이 양호하고, 동시에, 용제에 용해 가능한 것이라면, 특별히 구조에 대한 제한은 없고, 종래의 중합성 관능기를 갖는 키랄제를 이용할 수 있다.
상기 키랄제의 구체예로서는, 예를 들면, 국제공개 WO 98/00428호 팸플릿, 일본 공표특허 특표평9-506088호 공보, 일본 공표특허 특표평10-509726호 공보, 일본 공개특허 특개2000-44451호 공보, 일본 공표특허 특표2000-506873호 공보, 일본 공개특허 특개2003-66214호 공보, 일본 공개특허 특개2003-313187호 공보, 미국 특허 제6468444호 명세서 등에 기재된 화합물을 들 수 있다. 또한, 이와 같은 키랄제로서는, 시판품을 이용할 수 있고, 예를 들면, 메르크사 제품의 “S101”, “R811”, “CB15”(상품명); BASF사 제품의 “PALIOCOLOR LC756”(상품명); ADEKA사 제품의 “CNL715”, “CNL716”(상품명) 등을 들 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 선택 반사 파장은, 나선 피치를 조정함으로써 제어할 수 있다. 이 나선 피치는, 상기 액정 화합물 및 상기 키랄제의 배합량을 조정함으로써, 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 키랄제의 농도가 높은 경우, 나선의 비틀림 힘이 증가하기 때문에, 나선의 피치는 작아지고, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 선택 반사 파장(λ)은 단파장측으로 시프트한다. 또한, 상기 키랄제의 농도가 낮은 경우, 나선의 비틀림 힘이 저하되기 때문에, 나선의 피치는 커지고, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 선택 반사 파장(λ)은 장파장측으로 시프트 한다. 따라서, 상기 키랄제의 배합량으로서는, 상기 액정 화합물과 상기 키랄제의 합계 100질량부에 대하여, 0.1질량부 이상 10질량부 이하가 바람직하고, 0.2질량부 이상 7.0질량부 이하가 보다 바람직하다. 상기 키랄제의 배합량이 0.1질량부 이상 10질량부 이하이면, 얻어지는 콜레스테릭 액정 폴리머층의 선택 반사 파장을 근적외선 영역으로 제어할 수 있다.
상기와 같이 키랄제의 배합량을 조정함으로써, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 선택 반사 파장을 제어할 수 있다. 이 선택 반사 파장을 근적외선 영역으로 제어하면, 가시광 영역에 실질적으로 흡수가 없어, 즉, 가시광 영역에서 투명하고, 동시에 근적외선 영역의 광을 선택적으로 반사 가능한 투명 차열 단열 부재를 얻을 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 차열 단열 부재의 최대 반사율 파장을 800nm 이상으로 할 수 있다.
[다관능 아크릴레이트 화합물]
상기 콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성에 이용되는 상기 다관능 아크릴레이트 화합물로서는, 상기 액정 화합물 및 상기 키랄제와의 상용성이 양호하고, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향성을 흩뜨리지 않는 것라면, 적절히 사용 가능하다.
상기 다관능 아크릴레이트 화합물은, 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물과 중합성 관능기를 갖는 키랄제의 경화성을 향상시키기 위해 이용되나, 콜레스테릭 액정 폴리머층의 배향성이 흐트러지지 않는 양으로 첨가된다. 구체적으로는, 다관능 아크릴레이트 화합물의 함유량은, 상기 액정 화합물과 상기 키랄제의 합계 100질량부에 대하여, 0.5질량부 이상 5질량부 이하이면 되고, 바람직하게는 1질량부 이상 3질량부 이하이다.
<점착제층>
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 상기 보호층의 반대측에 점착제층을 배치하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 투명 차열 단열 부재를 유리 기판 등에 용이하게 첩부할 수 있다. 상기 점착제층의 재료로서는, 예를 들면, 아크릴계, 폴리에스테르계, 우레탄계, 고무계, 실리콘계 등의 수지를 사용할 수 있다. 또한, 상기 점착제층의 두께는 10∼100μm로 하면 되나, 보다 바람직하게는 15∼50μm이다.
<투명 차열 단열 부재>
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, JIS A5759에 준거하는 1000시간의 내후성(耐侯性) 시험을 행하여도, 상기 보호층이, JIS D0202-1998에 준거하는 크로스컷(cross-cut) 밀착성 시험에 있어서 박리가 확인되지 않는다.
또한, 본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 상기 투명 기재측에 배치한 점착제층을 유리 기판에 맞붙인 경우에 있어서, 상기 유리 기판과는 반대측으로부터 광을 조사하여 측정했을 때의 파장 5.5∼25.2μm의 광의 평균 반사율을 70% 이상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 상기 적외선 반사층에 의해 단열 기능 및 차열 기능을 발휘할 수 있고, 또한 상기 보호층에 의해 내찰상성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 상기 콜레스테릭 액정 폴리머층을 배치함으로써, 차열 기능을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 투명 차열 단열 부재는, 필름 형상 또는 시트 형상의 형태로 유리 기판 등에 맞붙여 이용할 수 있으나, 다른 형태로 이용해도 된다.
다음에, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 제조 방법의 일례를 도 1을 참조하면서 설명한다.
먼저, 투명 기재(11)의 일방의 면에 적외선 반사층(12)을 형성한다. 적외선 반사층(12)은, 예를 들면, 도전성 재료를 스퍼터링하는 방법 등으로 형성할 수 있으나, 다른 방법에 의해 형성해도 된다. 적외선 반사층(12)은, 고굴절률 도전층과, 저굴절률 도전층과, 고굴절률 도전층의 3층 구조로 하는 것이 차열·단열 기능의 점에서 바람직하다.
다음에, 적외선 반사층(12)의 위에 중굴절률층(13)을 형성한다. 이어서, 중굴절률층(13)의 위에 고굴절률층(14)을 형성한다. 또한, 고굴절률층(14)의 위에 저굴절률층(15)을 형성한다. 이들 각 층은 웨트 코팅법으로 형성할 수 있다. 이로 인해, 적외선 반사층(12)을 실내측에 배치해도, 창문 닦기 등에 의해 적외선 반사층(12)이 손상하는 것을 방지할 수 있고, 동시에, 외관적으로도 홍채 현상이나 시인 각도에 의한 반사색의 변화 등 각도 의존성을 억제할 수 있다.
마지막으로, 투명 기재(11)의 타방의 면에 점착제층(16)을 형성한다. 점착제층(16)을 형성하는 방법도 특별히 제한되지 않고, 투명 기재(11)의 외면에, 점착제를 직접 도포해도 되고, 별도 준비한 점착제 시트를 맞붙여도 된다.
이상의 공정에 의해, 본 발명의 투명 차열 단열 부재의 일례가 얻어지고, 그 후에 필요에 따라 유리 기판 등에 맞붙여 이용된다.
[실시예]
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 지적이 없는 경우, 하기에 있어서 「부」는 「질량부」를 의미한다.
(굴절률의 측정)
이하의 실시예·비교예에서 기재한 중굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 굴절률에 대해서는, 하기에 나타내는 방법으로 측정하였다.
편면을 이접착(易接着) 처리한 도요보사 제품의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 “A4100”(상품명, 두께:50μm)의 이접착층 처리가 되어 있지 않은 면에, 각 층 형성용 도료를 두께가 500nm가 되도록 도포하고, 건조시켜 굴절률 측정용 필름 샘플을 제작한다. 또한, 각 층 형성용 도료에 자외선 경화형 도료를 이용하는 경우에는, 건조시킨 후에, 추가로 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시키고, 굴절률 측정용 필름 샘플을 제작한다.
제작한 굴절률 측정용 샘플의 도포 이면측에 흑색 테이프를 붙이고, 반사 분광 막두께계 “FE-3000”(오츠카전자사 제품)으로 반사 스펙트럼을 측정하고, 측정한 반사 스펙트럼에 의거하여, n-Cauchy의 식으로부터 피팅을 행하여, 각 층의 파장 550nm의 광의 굴절률을 구하였다.
(막두께의 측정)
이하의 실시예·비교예에서 기재한 중굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층의 막두께에 대해서는, 투명 기재의 적외선 반사층 및 보호층이 형성되어 있지 않은 면측에 흑색 테이프를 붙이고, 순간 멀티 측광 시스템 “MCPD-3000”(오츠카전자사 제품)에 의해, 각 층마다 반사 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 반사 스펙트럼으로부터, 상기 굴절률의 측정에 의해 구한 굴절률을 이용하여, 최적화법에 의한 피팅을 행하여 각 층의 막두께를 구하였다.
(실시예 1)
<적외선 반사층 부착 투명 기재의 제작>
먼저, 투명 기재로서 전술의 PET 필름 “A4100”을 이용하여, 상기 PET 필름의 이접착 처리면측에, 두께 30nm의 ITO(산화인듐주석)층, 두께 12nm의 은층, 두께 30nm의 ITO층으로 이루어지는 3층 구조의 도전성 적층막(적외선 반사층)을 스퍼터링에 의해 형성하고, 적외선 반사층 부착 투명 기재를 제작하였다. 상기 적외선 반사층 부착 투명 기재의 적외선 반사층측의 반사 스펙트럼을 참고예로서 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터, 참고예의 반사 스펙트럼에는, 마루와 골이 큰 굴곡(리플)은 확인되지 않는 것을 알 수 있다.
<중굴절률층의 형성>
도요보사 제품의 변성 폴리올레핀 수지 용액 “하드렌 NS-2002”(상품명, 산 변성 타입, 고형분 농도 20질량%, 굴절률 1.51) 10부와, 희석 용제로서 메틸시클로헥산 80부 및 메틸이소부틸케톤 20부를 디스퍼로 혼합하여, 중굴절률 도료 A를 제작하였다. 다음에, 상기 중굴절률 도료 A를, 마이크로 그라비어 코터(야스이세이키사 제품)를 이용하여 상기 적외선 반사층의 위에 건조 후의 두께가 130nm가 되도록 도공하고, 건조함으로써, 상기 적외선 반사층의 위에 두께 130nm의 중굴절률층을 형성하였다.
<고굴절률층>
이시하라산업사 제품의 산화티탄 초미립자 “TTO-55(A)”(상품명) 30부와, 교에이샤화학사 제품의 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 “라이트 에스테르 DM”(상품명) 1부와, 일본화약사 제품의 인산기 함유 메타크릴레이트 “KAYAMER PM-21”(상품명) 4부와, 시클로헥사논 65부를 혼합하여 혼합액을 조제하였다. 이 혼합액에 직경 0.3mm의 지르코니아 비즈를 추가하여, 페인트 컨디셔너(도요세이키사 제품)를 이용하여 분산 처리하고, 산화티탄 초미립자 분산체를 조제하였다. 이 산화티탄 초미립자 분산체에, 일본화약사 제품의 우레탄 변성 아크릴레이트계 수지 “DPHA-40H”(상품명) 15부와, BASF사 제품의 광중합 개시제 “이르가큐어 184”(상품명) 1부와, 메틸이소부틸케톤 600부를 첨가하여 고굴절률 도료 A를 제작하였다. 제작한 고굴절률 도료 A의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.80이었다.
다음에, 상기 고굴절률 도료 A를, 상기 마이크로 그라비어 코터를 이용하여 상기 중굴절률층의 위에 건조 후의 두께가 300nm가 되도록 도공하고, 건조시킨 후, 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 두께 300nm의 고굴절률층을 형성하였다.
<저굴절률층>
닛키촉매화성사 제품의 중공 실리카 함유 저굴절률 도료 “ELCOM P-5062”(상품명, 고형분 농도 3질량%, 굴절률 1.38)를 저굴절률 도료 A로서 이용하고, 상기 저굴절률 도료 A를, 상기 마이크로 그라비어 코터를 이용하여 상기 고굴절률층의 위에 건조 후의 두께가 100nm가 되도록 도공하고, 건조시킨 후, 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 두께 100nm의 저굴절률층을 형성하였다.
이상과 같이 하여, 보호층 부착 적외선 반사 필름(투명 차열 단열 부재)을 제작하였다. 상기 보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측의 반사 스펙트럼을 실시예 1로서 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터, 실시예 1의 가시광선 영역의 반사 스펙트럼에는, 마루와 골이 큰 굴곡(리플)은 거의 확인되지 않는 것을 알 수 있다.
<점착제층의 형성>
먼저, 편면이 실리콘 처리된 나카모토팩스사 제품의 PET 필름 “NS-38+A”(상품명, 두께:38μm)를 준비하였다. 또한, 소켄화학사 제품의 아크릴계 점착제 “SK 다인 2094”(상품명, 고형분:25질량%) 100부에 대하여, 와코순약사 제품의 자외선 흡수제(벤조페논) 1.25부 및 소켄화학사 제품의 가교제 “E-AX”(상품명, 고형분:5%) 0.27부를 첨가하고, 디스퍼로 혼합하여 점착제 도료를 조제하였다.
다음에, 상기 PET 필름의 실리콘 처리된 측의 면 상에, 건조 후의 두께가 25μm가 되도록 상기 점착제 도료를 도포하고, 건조시킨 후에 점착제층을 형성하였다. 또한, 이 점착제층의 상면에, 상기 보호층 부착 적외선 반사 필름의 적외선 반사층이 형성되어 있지 않은 측을 맞붙여, 점착제층 부착 적외선 반사 필름을 제작하였다.
<유리 기판과의 맞붙임>
먼저, 유리 기판으로서, 두께 3mm의 플로트 유리(일본판유리사 제품)를 준비하였다. 다음에, 상기 점착제층 부착 적외선 반사 필름으로부터 PET 필름을 박리하여, 상기 점착제층 부착 적외선 반사 필름의 점착제층측을 상기 플로트 유리에 맞붙였다.
(실시예 2)
사카이화학사 제품의 산화지르코늄 분산액 “SZR-K”(상품명, 고형분 농도:30질량%) 100부와, 일본화약사 제품의 우레탄 변성 아크릴레이트계 수지 “DPHA-40H”(상품명) 7.5부와, BASF사 제품의 광중합 개시제 “이르가큐어 184”(상품명) 0.3부를, 디스퍼로 혼합하여 고굴절률 도료 B를 제작하였다. 제작한 고굴절률 도료 B의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.74였다. 다음에, 상기 고굴절률 도료 B를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 3)
실시예 1의 고굴절률 도료 A에 있어서, 우레탄 변성 아크릴레이트계 수지 “DPHA-40H”의 첨가량을 7.5부로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 고굴절률 도료 C를 제작하였다. 제작한 고굴절률 도료 C의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.90이었다. 다음에, 상기 고굴절률 도료 C를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 4)
표면이 아크릴기로 수식된 시아이화성사 제품의 불화마그네슘 슬러리 “MFDNB15WT%-G37”(상품명) 40부와, 교에이샤화학사 제품의 펜타에리스리톨트리아크릴레이트 “PE-3A”(상품명) 10부와, 다이킨공업사 제품의 광경화성 불소수지 “AR-100”(상품명) 50부와, BASF사 제품의 광중합 개시제 “이르가큐어 907”(상품명) 5부와, 메틸이소부틸케톤 1330부를 디스퍼로 혼합하여 저굴절률 도료 B를 제작하였다. 제작한 저굴절률 도료 B의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.40이었다. 다음에, 상기 저굴절률 도료 B를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 5)
교에이샤화학사 제품의 펜타에리스리톨트리아크릴레이트 “PE-3A”(상품명) 9.5부와, 일본화약사 제품의 인산기 함유 메타크릴레이트 “KAYAMER PM-21”(상품명) 0.5부와, BASF사 제품의 광중합 개시제 “이르가큐어 184”(상품명) 0.3부와, 메틸이소부틸케톤 490부를 디스퍼로 혼합하여, 중굴절률 도료 B를 제작하였다. 제작한 중굴절률 도료 B의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.50이었다.
다음에, 상기 중굴절률 도료 B를, 상기 마이크로 그라비어 코터를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 제작한 적외선 반사층의 위에 건조 후의 두께가 130nm가 되도록 도공하고, 건조시킨 후, 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 두께 130nm의 중굴절률층을 형성하였다. 상기와 같이 중굴절률층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 6)
중굴절률층의 두께를 80nm로 하고, 고굴절률층의 두께를 100nm로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 7)
고굴절률층의 두께를 210nm로 하고, 저굴절률층의 두께를 150nm로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 8)
중굴절률층의 두께를 80nm로 하고, 저굴절률층의 두께를 120nm로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(실시예 9)
실시예 1의 보호층 형성 후에 투명 기재의 보호층과는 반대면측(PET 필름의 이접착 미처리면측)에 아래와 같이 콜레스테릭 액정 폴리머층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
<콜레스테릭 액정 폴리머층의 형성>
하기 재료를 교반하여 혼합하고, 콜레스테릭 액정 폴리머 도료를 조제하였다.
(1) 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물Ⅰ(ADEKA사 제품, 고융점 액정 화합물, 상품명 “PLC-7700”, 융점:90℃):86.4부
(2) 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물Ⅱ(ADEKA사 제품, 저융점 액정 화합물, 상품명 “PLC-8100”, 융점:65℃):9.6부
(3) 키랄제(ADEKA사 제품, 우선광성(右旋光性) 키랄제, 상품명 “CNL-715”):4.0부
(4) 다관능 아크릴레이트 화합물(교에이샤화학 제품, 상품명 “라이트 아크릴레이트 PE-3A”):1.5부
(5) 광중합 개시제(BASF사 제품, 상품명 “이르가큐어 819”):3.0부
(6) 용제(시클로헥사논):464부
상기 콜레스테릭 액정 폴리머 도료를, 마이크로 그라비어 코터를 이용하여, 실시예 1에서 제작한 보호층 부착 적외선 반사 필름의 적외선 반사층이 형성되어 있지 않은 면 상에 도포하고, 100℃에서 건조시켜 도막을 형성하였다. 그 도막에 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 우선향성(右旋向性) 콜레스테릭 액정 폴리머층(두께:3μm)을 형성하였다. 이 우선향성 콜레스테릭 액정 폴리머층의 중심 반사 파장은 890nm였다.
(실시예 10)
투명 기재로서 전술의 PET 필름 “A4100”을 이용하여, 상기 PET 필름의 이접착 처리면측에, 두께 30nm의 ZnO(산화아연)층, 두께 12nm의 은층, 두께 30nm의 ZnO층으로 이루어지는 3층 구조의 도전성 적층막(적외선 반사층)을 스퍼터링에 의해 형성하고, 적외선 반사층 부착 투명 기재를 제작한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 하여 중굴절률 도료 A를 이용하여 두께 130nm의 제 1 중굴절률층을 형성하였다. 다음에, 실시예 2에서 이용한 우레탄 변성 아크릴레이트 수지 “DPHA-40H” 20부와, 실시예 2에서 이용한 광중합 개시제 “이르가큐어 184” 0.4부와, 메틸이소부틸케톤 80부를, 디스퍼로 혼합하여 중굴절률 도료 C를 제작하였다. 제작한 중굴절률 도료 C의 굴절률을 전술의 방법으로 측정한 바 1.52였다. 그 후, 상기 제 1 중굴절률층의 위에 상기 중굴절률 도료 C를 건조 후의 두께가 0.7μm가 되도록 도공하고, 건조시킨 후, 고압 수은등으로 300mJ/cm2의 광량의 자외선을 조사하여 경화시킴으로서, 두께 0.7μm의 제 2 중굴절률층을 형성하였다. 상기와 같이 제 1 중굴절률층 및 제 2 굴절률층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
또한, 상기 보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측의 반사 스펙트럼을 비교예 1로서 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터, 비교예 1의 가시광선 영역의 반사 스펙트럼에는, 마루와 골이 큰 굴곡(리플)이 확인되는 것을 알 수 있다.
(비교예 2)
중굴절률층을 설치하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(비교예 3)
고굴절률층을 설치하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(비교예 4)
적외선 반사층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 고굴절률 도료 A를 이용하여 두께 300nm의 고굴절률층을 형성하고, 상기 고굴절률층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 중굴절률 도료 A를 이용하여 두께 130nm의 중굴절률층을 형성하고, 상기 중굴절률층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 저굴절률 도료 A를 이용하여 두께 100nm의 저굴절률층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
(비교예 5)
적외선 반사층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 중굴절률 도료 A를 이용하여 두께 130nm의 중굴절률층을 형성하고, 상기 중굴절률층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 저굴절률 도료 A를 이용하여 두께 100nm의 저굴절률층을 형성하고, 상기 저굴절률층의 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 고굴절률 도료 A를 이용하여 두께 300nm의 고굴절률층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 보호층 부착 적외선 반사 필름을 제작하여 유리 기판에 맞붙였다.
<투명 차열 단열 부재의 평가>
상기 실시예 1∼10 및 상기 비교예 1∼5에 관하여, 유리 기판에 첩부한 상태에서의 보호층 부착 적외선 반사 필름의 가시광선 투과율, 헤이즈, 수직 방사율, 차폐 계수, 열관류율을 이하와 같이 측정하고, 또한, 보호층의 초기 밀착성, 내후성 시험 후의 밀착성 및 내찰상성을 평가하고, 추가로 보호층 부착 적외선 반사 필름의 외관으로서 홍채성 및 각도 의존성을 관찰하였다.
[가시광선 투과율]
유리 기판측을 입사광측으로 하여, 380∼780nm의 범위에 있어서 일본분광사 제품의 자외 가시 근적외 분광 광도계 “Ubest V-570형”(상품명)을 이용하여 분광 투과율을 측정하고, JIS A5759에 의거하여, 유리 기판에 첩부한 상태에서의 가시광선 투과율을 산출하였다.
[헤이즈]
유리 기판측을 입사광측으로 하여, 일본덴쇼쿠사 제품의 헤이즈 미터 “NDH-2000”(상품명)을 이용하여, JIS K7136에 의거하여 헤이즈 값을 측정하였다.
[수직 방사율]
시마즈제작소 제품의 적외 분광 광도계 “IR Prestige 21”(상품명)에 정반사 측정용 어태치먼트를 장착하고, 보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측에 대하여 분광 반사율을 5∼25.2μm의 범위에 있어서 측정하고, JIS R3106에 의거하여 수직 방사율을 구하였다.
[차폐 계수]
유리 기판측을 입사광측으로 하여, 300∼2500nm의 범위에 있어서 상기 자외가시 근적외 분광 광도계 “Ubest V-570형”를 이용하여 분광 투과율 및 분광 반사율을 측정하고, 이것에 의거하여 JIS A5759에 준거하여 일사 투과율 및 일사 반사율을 구하고, JIS R3106에 준거하여 수직 방사율을 구하고, 그 일사 투과율, 일사 반사율 및 수직 방사율의 값으로부터 유리 기판에 첩부한 상태에서의 보호층 부착 적외선 반사 필름의 차폐 계수를 구하였다.
[열관류율]
상기 적외 분광 광도계 “IR Prestige 21”에 정반사 측정용 어태치먼트를 장착하고, 보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측 및 유리 기판측의 분광 반사율을 5∼25.2μm의 범위에 있어서 측정하고, 이것에 의거하여 JIS R3106에 준거하여 보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측 및 유리 기판측의 수직 방사율을 구하고, 이것에 의거하여 JIS A5759에 준거하여 보호층 부착 적외선 반사 필름의 열관류율을 구하였다.
[초기 밀착성]
보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층측에 대하여 JIS D0202-1988에 준거하여 크로스컷 테이프 박리 시험을 행하였다. 구체적으로는 니치반사 제품의 셀로판 테이프 “CT24”(상품명)를 이용하여, 손가락의 배로 상기 보호층에 밀착시킨 후에 박리하여 밀착성을 평가하였다. 그 평가는 100개의 격자 중, 박리하지 않는 격자의 수로 나타내고, 보호층이 전혀 박리하지 않는 경우를 100/100, 보호층이 완전히 박리하는 경우를 0/100으로서 나타내었다.
[내후성 시험 후의 밀착성]
보호층 부착 적외선 반사 필름에 대하여, JIS A5759에 준거하여 1000시간 선샤인 카본 아크등을 조사하는 내후성 시험을 행한 후, 상기 초기 밀착성과 동일하게 하여 밀착성을 평가하였다.
[내찰상성]
보호층 부착 적외선 반사 필름의 보호층 상에 본스터사 제품의 스틸울(#0000)을 배치하고, 250g/cm2의 하중을 건 상태에서, 스틸울을 10왕복시킨 후, 보호층의 표면의 상태를 육안으로 관찰하여, 이하의 3단계로 평가하였다.
A:상처가 전혀 나지 않은 경우
B:상처가 몇 개(5개 이하) 확인된 경우
C:상처가 다수 확인된 경우
[외관(홍채성)]
보호층 부착 적외선 반사 필름의 외관에 대하여 보호층측으로부터 3파장 형광등하에서 육안으로 관찰하여, 이하의 3단계로 평가하였다.
A:홍채 모양이 거의 확인되지 않고, 각도를 바꾸어 관찰하여도 반사색의 변화가 거의 보이지 않는 경우
B:홍채 모양을 약간 확인할 수 있고, 각도를 바꾸어 관찰하면 약간 반사색의 변화가 보이는 경우
C:홍채 모양을 분명하게 확인할 수 있고, 각도를 바꾸어 관찰하면 분명하게 반사색이 변화되어 보이는 경우
[외관(각도 의존성)]
보호층 부착 적외선 반사 필름의 외관에 대하여 보호층측으로부터 3파장 형광등하에서 육안으로 관찰하고, 정면으로부터 확인했을 때와 관찰하는 각도를 바꾸어 확인했을 때의 반사색의 상태를 이하의 3단계로 평가하였다.
A:정면으로부터 관찰했을 때와 각도를 바꾸어 관찰했을 때의 반사색의 차이가 색 변화로서 거의 보이지 않는 경우
B:정면으로부터 관찰했을 때와 각도를 바꾸어 관찰했을 때의 반사색의 차이가 색 변화로서 약간 느껴지는 경우
C:정면으로부터 관찰했을 때와 각도를 바꾸어 관찰했을 때의 반사색의 차이가 색 변화로서 분명하게 확인할 수 있는 경우
이상의 결과를, 투명 차열 단열 부재의 층 구성과 함께 표 1∼3에 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
표 1∼표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3 및 7∼10의 투명 차열 단열 부재는, 가시광선 영역에 있어서의 반사 스펙트럼의 이웃하는 마루와 골의 반사율의 차이가 작기 때문에, 홍채 현상이나 시인 각도에 의한 반사색 변화 등의 외관성에 대하여 우수하고, 또한, 차폐 계수 및 열관류율도 낮아 여름철의 차열성, 겨울철의 단열성이 함께 우수하고, 동시에 보호층의 밀착성 및 내찰상성도 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정 폴리머층을 설치한 실시예 9에서는, 차폐 계수 및 가시광선 투과율이 콜레스테릭 액정 폴리머층을 설치하고 있지 않은 실시예 1보다 우수하였다. 실시예 4에 대해서는, 저굴절률층을 실리카계의 재료를 포함하지 않는 도료를 이용하여 형성하였기 때문에, 약간 내찰상성이 뒤떨어지는 결과가 되었다. 또한, 실시예 5에 대해서는, 중굴절률층을 전리방사선 경화형 수지를 이용하여 형성하였기 때문에, 내광성 시험 후의 밀착성이 약간 뒤떨어지는 결과가 되었다. 또한 실시예 6에 대해서는, 보호층의 토털 두께가 300nm를 하회하는 280nm이고, 약간 내찰상성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.
한편, 비교예 1에서는, 보호층으로서, 고굴절률층 및 저굴절률층을 설치하지 않고, 제 1 중굴절률층 상에 일반적인 아크릴계 수지로 이루어지는 제 2 중굴절률층을 적층하였기 때문에, 가시광선 영역에 있어서의 반사 스펙트럼의 이웃하는 마루와 골의 반사율의 차이가 커져, 얻어진 필름의 외관으로서, 홍채 모양이 분명하게 관찰되고, 반사광의 각도를 바꾸어 관찰하면, 반사색으로서 빨강과 초록이 변화하여 확인할 수 있는 상태로 외관성이 저하되었다.
또한, 비교예 2에서는 중굴절률층을 설치하지 않았기 때문에, 약간 외관성이 악화되고, 적외선 반사층과 보호층의 밀착성도 저하되고, 일부 박리가 보였다. 비교예 3에서는 고굴절률층을 설치하지 않았기 때문에, 보호층의 강도가 저하되고 내찰상성의 저하가 확인되었다. 비교예 4에서는 적외선 반사층 상에 고굴절률층, 중굴절률층, 저굴절률층의 순서로 보호층을 형성하였기 때문에, 얻어진 필름의 외관으로서, 홍채 모양이 분명하게 관찰되고, 또한, 반사광의 각도를 바꾸어 관찰하면, 반사색의 차이가 분명하게 색 변화로서 인식할 수 있는 레벨이고, 적외선 반사층과 보호층의 밀착성도 저하되었다. 비교예 5에서는 적외선 반사층 상에 중굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 순서로 보호층을 형성하였기 때문에, 얻어진 필름의 외관으로서, 홍채 모양이 분명하게 관찰되고, 또한, 반사광의 각도를 바꾸어 관찰하면, 반사색의 차이가 분명하게 색 변화로서 인식할 수 있는 레벨이었다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 높은 단열성을 유지한 채, 보호층의 내찰상성 및 밀착성이 우수하고, 동시에, 외관으로서도 홍채 모양이나 시인 각도에 의한 반사색 변화가 작은 차열 기능 및 단열 기능이 우수한 투명 차열 단열 부재를 제공할 수 있다.
10, 20 : 투명 차열 단열 부재
11 : 투명 기재
12 : 적외선 반사층
13 : 중굴절률층
14 : 고굴절률층
15 : 저굴절률층
16 : 점착제층
17 : 콜레스테릭 액정 폴리머층
18 : 보호층
19 : 기능층

Claims (10)

  1. 투명 기재와, 상기 투명 기재의 위에 형성된 기능층을 포함하는 투명 차열 단열 부재로서,
    상기 기능층은, 상기 투명 기재측으로부터 적외선 반사층 및 보호층을 이 순서로 포함하고,
    상기 보호층은, 상기 적외선 반사층측으로부터 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층을 이 순서로 포함하고,
    상기 적외선 반사층은, 금속 산화물층과 금속층을 포함하고,
    상기 중굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.45∼1.55이고, 두께가 80∼200nm이며,
    상기 고굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.65∼1.95이고, 두께가 100∼350nm이며,
    상기 저굴절률층은, 파장 550nm의 광의 굴절률이 1.30∼1.45이고, 두께가 70∼150nm인 것을 특징으로 하는 투명 차열 단열 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중굴절률층이, 산기를 갖는 변성 폴리올레핀 수지로 이루어지는 투명 차열 단열 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고굴절률층이, 수지와 무기 미립자로 이루어지는 투명 차열 단열 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저굴절률층이, 수지와 무기 미립자로 이루어지고, 상기 무기 미립자가 중공 실리카를 포함하는 투명 차열 단열 부재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능층측의 JIS R3106에 의거하는 수직 방사율이 0.2 이하인 투명 차열 단열 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 반사층은, 금속 산화물층과, 금속층과, 금속 산화물층을 이 순서로 포함하는 도전성 적층막으로 이루어지는 투명 차열 단열 부재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    JIS A5759에 준거하는 1000시간의 내후성 시험 후에 있어서, 상기 보호층이, JIS D0202-1998에 준거하는 크로스컷 밀착성 시험에 있어서 박리가 없는 투명 차열 단열 부재.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 반사층이 형성되어 있지 않은 측의 상기 투명 기재의 위에 콜레스테릭 액정 폴리머층이 더 형성되어 있는 투명 차열 단열 부재.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콜레스테릭 액정 폴리머층은, 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물과, 중합성 관능기를 갖는 키랄제와, 다관능 아크릴레이트 화합물을 포함하는 재료를 광중합시켜 형성된 것인 투명 차열 단열 부재.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 차열 단열 부재의 제조 방법으로서,
    투명 기재의 위에 적외선 반사층을 형성하는 공정과,
    상기 적외선 반사층의 위에, 중굴절률층, 고굴절률층 및 저굴절률층을 이 순서로 웨트 코팅법으로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 차열 단열 부재의 제조 방법.
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