TWI765014B - 熱射線透射抑制透光性基材、透光性基材單元 - Google Patents
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Abstract
提供一種熱射線透射抑制透光性基材,具有:透光性日射消減單元,對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制;及透明導電性氧化物層,配置在該透光性日射消減單元上,並含有透明導電性氧化物。
Description
本發明涉及熱射線透射抑制透光性基材、透光性基材單元。
先前熟知一種在玻璃、樹脂等的透光性基材上具有一具備熱射線(heat ray)反射功能的層的熱射線透射抑制透光性基材。
作為熱射線透射抑制透光性基材,先前研究了一種藉由對太陽光等的可視光的一部分和/或近紅外線進行反射而具備對例如室內和/或車內的溫度的上昇進行抑制的遮熱性的熱射線透射抑制透光性基材。此外,還研究了一種藉由降低放射率(emissivity)而具備斷熱性的熱射線透射抑制透光性基材。
例如專利文獻1中公開了一種低放射透明複合材料膜,具備:透明膜基材;由與該透明膜基材具有親和性(affinity)的耐摩耗表面硬化(hard coat)材料構成的下層;及至少一個紅外線反射層,其中,該複合材料膜具有約小於0.30的放射率,該下層配置在該透明膜基材和該紅外線反射層之間。另外,作為紅外線反射層的核層,還公開了使用銀-金合金(Ag-Au)的實例。
[專利文獻1]日本國特表2013-521160號公報
就作為專利文獻1中公開的低放射透明複合材料膜的紅外線反射層的材料而列舉的銀-金合金而言,具有降低放射率的效果,並具備斷熱性。
然而,銀和/或銀合金除了斷熱性之外還具備對太陽光等的可視光的一部分和/或近紅外線進行反射的遮熱性。為此,根據專利文獻1中公開的低放射透明複合材料膜可知,例如為了提高斷熱性而使紅外線反射層的核層的厚度增厚後,遮熱性也同時被提高。
另一方面,就熱射線透射抑制透光性基材而言,需要具有適應設置場所的特性。例如,如果為寒冷地區,則需要具有類似高斷熱和低遮熱的特性。
然而,根據專利文獻1中公開的低放射透明複合材料膜可知,如上所述,不能獨立地對斷熱性和遮熱性進行控制,故無法實現類似高斷熱和低遮熱的特性。
因此,鑑於上述先前技術的問題,於本發明的一方面,以提供一種可獨立控制斷熱性和遮熱性的熱射線透射抑制透光性基材為目的。
為了解決上述課題,於本發明的一方面,提供一種熱射線透射抑制透光性基材,具有:透光性日射消減單元,對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制;及透明導電性氧化物層,設置在該透光性日射消減單元上,並含有透明導電性氧化物。
根據本發明的一方面,能夠提供一種可獨立控制斷熱性和遮熱性的熱射線透射抑制透光性基材。
10、20、30、42:熱射線透射抑制透光性基材
11:透光性日射消減單元
12:透明導電性氧化物層
31:光干涉層
40:透光性基材單元
41:窗用透光性基材
111:表面硬化層
112:透光性基材
113:黏著劑層
[圖1]本發明的實施方式的一構成例的熱射線透射抑制透光性基材的斷面圖。
[圖2]本發明的實施方式的其他構成例的熱射線透射抑制透光性基材的斷面圖。
[圖3]本發明的實施方式的其他構成例的熱射線透射抑制透光性基材的斷面圖。
[圖4]本發明的實施方式的一構成例的透光性基材單元的斷面圖。
以下,對本公開的一實施方式(以下簡記為「本實施方式」)進行詳細說明,但本實施方式並不限定於此。
以下,對本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材的一構成例進行說明。
本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材具有對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的透光性日射消減單元、及配置在透光性日射消減單元上並含有透明導電性氧化物的透明導電性氧化物層。
本發明的發明人對可獨立控制斷熱性和遮熱性的熱射線透射抑制透光性基材進行了銳意研究。
其結果發現了,首先,藉由設置含有透明導電性氧化物的透明導電
性氧化物層,可獨立控制斷熱性。根據本發明的發明人的研究可知,藉由利用透明導電性氧化物層中含有的透明導電性氧化物所具有的載子(carrier),可對遠紅外線進行反射。為此,如上所述,藉由設置透明導電性氧化物層,並例如調整厚度等,可對斷熱性進行控制。
此外,根據可對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的透光性日射消減單元可知,例如可對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光進行反射或吸收。為此發現了,藉由對透光性日射消減單元的構成等進行選擇和調整,可獨立控制遮熱性。
故發現了,藉由為包含可控制斷熱性的透明導電性氧化物層和可控制遮熱性的透光性日射消減單元的熱射線透射抑制透光性基材,並對透明導電性氧化物層和透光性日射消減單元的構成進行選擇和調整,可獨立控制斷熱性和遮熱性,由此完成了本發明。
這裡,圖1示出了本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材的構成例。圖1示出了本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材的、與透光性日射消減單元和透明導電性氧化物層的層疊方向平行的面的斷面模式圖。
如圖1所示,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材10可具有在透光性日射消減單元11的一個表面上層疊了透明導電性氧化物層12的結構。以下對各部件進行說明。
就透光性日射消減單元11而言,只要具有與沒有設置透光性日射消減單元的情況相比,可對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的遮熱功能層即可,對其具體構成並無特別限定。透光性日射消減單元11可根據熱射線透射抑制透光性基材所要求的
遮熱性的程度選擇其構成,例如可由一個部件或兩個以上的多個(plural)部件構成。
需要說明的是,可視光的波長範圍是指,例如波長的下限值為360nm以上400nm以下且上限值為760nm以上830nm以下的範圍。故是例如波長為360nm以上且830nm以下的範圍。
此外,近紅外光的波長範圍是指,與可視光相鄰的波長範圍,且為波長大於可視光的範圍。是指例如波長的下限值為760nm以上830nm以下且上限值為2000nm以上3000nm以下的範圍。故是例如波長為760nm以上且3000nm以下的範圍。
為此,透光性日射消減單元可對例如波長為360nm以上且3000nm以下的波長範圍內的一部分的範圍的光的透射進行抑制。
以下對透光性日射消減單元11進行說明。
就透光性日射消減單元而言,作為遮熱功能層,例如可具有從著色了的透光層、含有熱射線遮蔽顆粒的層、近紅外線反射膜、可視光透射抑制層等中選出的一種以上。
作為著色了的透光層,可列舉出著色了的玻璃層和著色了的樹脂層。對其具體構成並無特別限定,可根據所要求的可視光透射率、色調等對著色的顏色和/或其濃淡進行選擇。需要說明的是,著色了的透光層可基於著色的程度等對可視光的一部分的透射進行抑制,故也可發揮作為可視光透射抑制層的功能。
就含有熱射線遮蔽顆粒的層而言,例如可列舉出含有能對波長為800nm以上且1200nm以下的波長的光進行選擇吸收的熱射線遮蔽顆粒的層。作為熱射線遮蔽顆粒,可列舉出含有從Cs0.33WO3、LaB6等中選出
的一種以上的物質的顆粒。含有熱射線遮蔽顆粒的層優選為使熱射線遮蔽顆粒分散於可透射可視光的透明黏合劑(binder)中的層。作為黏合劑,可列舉出無機黏合劑和/或有機黏合劑,作為無機黏合劑,可列舉出藉由對金屬醇鹽(alkoxide)進行加水分解而獲得的黏合劑和/或玻璃。作為有機黏合劑,可列舉出從聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)等中選出的一種以上的樹脂。
作為近紅外線反射膜,例如可列舉出高折射率層和低折射率層交互層疊了的多層膜、在金屬氧化物層之間配置了金屬層的多層膜、在金屬層之間配置了金屬氧化物層或透明樹脂層的多層膜、金屬或金屬合金的單層膜等。
在近紅外線反射膜為高折射率層和低折射率層交互層疊了的多層膜的情況下,藉由利用高折射率層和低折射率層的折射率之差,主要對近紅外線進行反射,由此可控制近紅外線的透射,對各層的具體的折射率並無特別限定。例如高折射率層優選具有2.0以上且2.7以下的折射率,低折射率層優選具有1.3以上且1.8以下的折射率。需要說明的是,上述折射率是指,相對於波長為550nm的光的折射率。
對近紅外線反射膜所含有的高折射率層和低折射率層的層數並無特別限定,但在以1層高折射率層和1層低折射率層為單位折射率層的情況下,優選包括5層以上的單位折射率層,較佳包括8層以上。
對構成高折射率層和低折射率層的材料並無特別限定,可根據各材料的折射率等進行任意選擇。高折射率層例如可包含從TiO2、Nb2O5、Ta2O5中選出的一種以上。此外,低折射率層例如可包含從SiO2、MgF2、Al2O3、ZrO2中選出的一種以上。此外,作為高折射率層和/或低折射率
層,也可包含對折射率進行了調整的樹脂層。
作為近紅外線反射膜,如上所述,例如可為依次對第1金屬氧化物層、金屬層、及第2金屬氧化物層進行了層疊的結構的膜。
此情況下,金屬層具有對近紅外線進行反射的主要作用。從提高可視光透射率和近紅外線反射率的觀點來看,作為金屬層,例如可列舉出含有從銀、金、銅、鋁等中選出的一種以上的金屬的層。尤其優選使用以銀為主成分的銀層或銀合金層。銀具有較高的自由電子密度,故可實現近紅外線的較高的反射率,從而可發揮較高的遮熱效果。
在金屬層含有銀的情況下,金屬層中的銀的含有量優選為90質量%以上,較佳為93質量%以上,更佳為95質量%以上,尤其優選為96質量%以上。金屬層也可由銀構成,故金屬層中的銀的含有量的上限值可為100質量%以下。藉由提高金屬層中的銀的含有量,可提高近紅外線反射膜的可視光透射率和反射光的波長選擇性。為此,可提高熱射線透射抑制透光性基材的可視光透射率。
金屬層也可為還含有銀之外的金屬的銀合金層。例如,為了提高金屬層的耐久性,存在使用銀合金的情況。作為用於提高金屬層的耐久性而添加至銀的金屬,優選為從鈀(Pd)、金(Au)、銅(Cu)、鉍(Bi)、鍺(Ge)、鎵(Ga)等中選出的一種以上。其中,從對銀賦予較高耐久性的觀點來看,作為銀之外的金屬,尤其優選使用Pd。
增加Pd等的銀之外的金屬的添加量後,金屬層的耐久性具有提高的趨勢。在金屬層含有Pd等的銀之外的金屬的情況下,其含有量優選為0.3質量%以上,較佳為0.5質量%以上,更佳為1質量%以上,尤其優選為2質量%以上。另一方面,增加Pd等的銀之外的金屬的添加量,並降低銀的含
有量後,近紅外線反射膜的可視光透射率存在下降的趨勢。為此,金屬層中的銀之外的金屬的含有量優選為10質量%以下,較佳為7質量%以下,更佳為5質量%以下,尤其優選為4質量%以下。
設置第1金屬氧化物層和第2金屬氧化物層(以下,有時也統一記載為「金屬氧化物層」)的目的在於,藉由對其與金屬層的界面處的可視光線的反射量進行控制,可同時獲得較高的可視光透射率和較高的近紅外線反射率。此外,金屬氧化物層也可發揮用於防止金屬層的劣化的保護層的功能。從提高近紅外線反射膜的反射和透射的波長選擇性的觀點來看,金屬氧化物層的相對於可視光的折射率優選為1.5以上,較佳為1.6以上,更佳為1.7以上。
作為具有上述折射率的材料,可列舉出從鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈮(Nb)、鋅(Zn)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl)、錫(Sn)等的金屬群中選出的金屬的氧化物、或從上述金屬群中選出的兩種以上的金屬的複合氧化物。
就上述金屬層和金屬氧化物層的厚度而言,可藉由酌量材料的折射率等進行適當的設定,以使可視光線透射近紅外線反射膜,並使近紅外線反射膜選擇性地反射近紅外線。
金屬層的厚度例如可為3nm以上且50nm以下。此外,金屬氧化物層的厚度例如可分別為3nm以上且80nm以下。對金屬層和金屬氧化物層的成膜方法並無特別限定,但基於濺射法、真空蒸鍍法、CVD法、電子束蒸鍍法等乾式處理的成膜為優選。
作為近紅外線反射膜,如上所述,例如可為依次對第1金屬層、金屬氧化物層或透明樹脂層、及第2金屬層進行了層疊的結構的膜。
第1金屬層和第2金屬層可發揮半透鏡層的功能,藉由使第1金屬層的反射光和第2金屬層的反射光進行干涉(interference),可使特定的波長範圍的可視光的反射衰減。
作為第1金屬層和第2金屬層的材料,可列舉出與對上述第1金屬氧化物層、金屬層、及第2金屬氧化物層進行了層疊的多層膜中的金屬層相同的材料,例如從銀、金、銅、鋁等中選出的一種以上的金屬。尤其可優選使用銀或銀合金。藉由第1金屬層和/或第2金屬層,可對近紅外線進行反射。
就金屬氧化物層或透明樹脂層而言,也可使用與對上述第1金屬氧化物層、金屬層、及第2金屬氧化物層進行了層疊的多層膜中的金屬氧化物層相同的材料和/或能使可視光透射的各種透明樹脂。
對各層的厚度並無特別限定,但如上所述藉由使第1金屬層和第2金屬層的反射光進行干涉,可使可視光的反射衰減,故優選根據作為目標的可視光的波長對各層的厚度進行選擇。
需要說明的是,也可為將第1金屬層、金屬氧化物層或透明樹脂層、及第2金屬層作為基本單元,並按照同樣的層疊順序再具有金屬氧化物層和/或金屬層的結構。
此外,作為近紅外線反射膜,還可使用可對近紅外線進行選擇反射的金屬或金屬合金的單層膜。作為該金屬或金屬合金,可列舉出含有從銀、金、銅、鋁等中選出的一種以上的金屬或金屬合金。
就透光性日射消減單元而言,作為遮熱功能層,還可具有例如對可視光的一部分的透射進行抑制的可視光透射抑制層等。就可視光而言,根據波長範圍的不同,也會成為使室內等的溫度上昇的原因。為此,也可使
可視光透射抑制層等作為遮熱功能層而發揮功能。作為可視光透射抑制層,例如可列舉出Ni-Cr合金等的金屬膜、藉由色素進行了著色的基板等。在使用可視光透射抑制層的情況下,例如優選以不會破壞透光性日射消減單元所要求的可視光的透射性的方式對材料和構成進行選擇。
透光性日射消減單元還可具有除了上述遮熱功能層之外的任意的部件。需要說明的是,如後所述,以下的任意的部件也可兼作遮熱功能層。
透光性日射消減單元還可具有透光性基材。
作為透光性基材,優選可使用能使可視光線透射的各種透光性基材。作為透光性基材,較佳使用可視光透射率為10%以上的透光性基材。需要說明的是,本說明書中,可視光透射率可按照JIS A5759-2008(建築窗玻璃膜)進行測定。
作為透光性基材,可優選使用玻璃板、透光性樹脂基材等。
在作為透光性基材使用透光性樹脂基材的情況下,透光性樹脂基材的材料只要為如上所述能使可視光透射的材料,即可優選使用之。然而,由於具有在透光性樹脂基材上形成各層時等進行加熱處理等的情況,故作為透光性樹脂基材的材料,可優選使用具有耐熱性的樹脂。作為構成透光性樹脂基材的樹脂材料,例如優選可使用從聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)等中選出的一種以上。
本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材例如也可作為窗戶等的採光部的透光性基材而使用,此外,還可藉由貼合在窗戶等的採光部的透光性基材上而使用。為此,可根據用途等對透光性基材的厚度和/或材料進行選擇。透光性基材的厚度例如可為10μm以上且25mm以下。
例如,在將本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材使用為窗戶等的採光部的透光性基材的情況下,優選以透光性基材具有足夠的強度的方式對其厚度和/或材料進行選擇。
此外,在將本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材貼合在窗戶等的採光部的透光性基材上以進行使用的情況下,為了提高熱射線透射抑制透光性基材的生產性,並容易貼合在窗戶等的採光部的透光性基材上,優選以透光性基材具有可撓性的方式對厚度和/或材料進行選擇。具體而言,優選使用具有可撓性的透光性樹脂基材。在作為透光性基材使用具有可撓性的透光性樹脂基材的情況下,其厚度優選位於10μm以上且300μm以下左右的範圍。
需要說明的是,透光性基材盡管也可由一個透光性基材構成,但例如還可藉由貼合兩個以上的透光性基材等進行組合使用。在藉由貼合兩個以上的透光性基材以進行組合使用的情況下,合計厚度例如較佳滿足上述透光性基材的優選厚度範圍。
透光性日射消減單元也可具有黏著劑層。
對黏著劑層的材料並無特別限定,但優選使用可視光透射率較高的材料。作為黏著劑層的材料,例如可使用丙烯類黏著劑、橡膠類黏著劑、矽利康(silicone)類黏著劑等。其中,就以丙烯類聚合物為主成分的丙烯類黏著劑而言,光學透明性較優,具有適當的濕潤性(wettability)、凝集性、及接著性,並且耐候性、耐熱性等也較優,故優選作為黏著劑層的材料。
黏著劑層優選為可視光線的透射率較高,並且紫外線透射率較小。藉由使黏著劑層的紫外線透射率較小,可對起因於太陽光等的紫外線的包
含有機物的層、透明導電性氧化物層等的劣化進行抑制。從減小黏著劑層的紫外線透射率的觀點來看,黏著劑層優選含有紫外線吸收劑。需要說明的是,藉由使用含有紫外線吸收劑的透光性基材等,還可對起因於來自室外的紫外線的透明導電性氧化物層的劣化進行抑制。就黏著劑層的露出面而言,在至被提供於熱射線透射抑制透光性基材的使用為止的期間,為了防止露出面被污染等,優選暫時貼上離型紙以進行覆蓋。據此,可防止在通常的操作狀態下與黏著劑層的露出面的外部的接觸而引起的污染。
需要說明的是,透光性日射消減單元例如具有透光性基材,在該透光性基材為玻璃板、丙烯板等的剛性體的情況下,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材也可直接嵌入窗框等的框體等內以作為遮熱‧斷熱窗。此情況下,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材優選不具有黏著劑層。
此外,透光性日射消減單元還可具有表面硬化(hard coat)層。
表面硬化層可對後述的透明導電性氧化物層進行支撐(support)。為此,藉由設置表面硬化層,在使手和/或物體於按壓透明導電性氧化物層等的狀態下一邊產生摩擦一邊進行移動等的情況下,也尤其可抑制透明導電性氧化物層產生變形、透明導電性氧化物層上出現瑕疵、剝離等。即,藉由設置表面硬化層,尤其可提高本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材的抗擦傷性。
如果透明導電性氧化物層上出現了瑕疵、剝離等,則存在外觀受損、斷熱性下降的可能性。然而,藉由配置表面硬化層,如上所述可抑制透明導電性氧化物層上出現瑕疵、剝離等。為此,可抑制透明導電性氧化物層的斷熱性的降低,並可維持外觀,為優選。
表面硬化層例如可藉由使用樹脂而形成,可為樹脂表面硬化層。對表面硬化層的材料並無特別限定,但優選為可視光透射率較高的材料,例如可優選使用從丙烯類樹脂、矽利康類樹脂、聚氨酯(urethane)類樹脂等中選出的一種以上的樹脂。
表面硬化層例如可藉由將作為原料的樹脂塗敷在透光性基材等的一個表面上並使其硬化而形成。
對表面硬化層的厚度並無特別限定,可根據表面硬化層的材料、所要求的可視光的透射率、抗擦傷性的程度等進行任意選擇。就表面硬化層而言,例如厚度優選為0.5μm以上且10μm以下,較佳為0.7μm以上且5μm以下。
其原因在於,藉由使表面硬化層的厚度為0.5μm以上,可為具有足夠強度的表面硬化層,尤其可抑制透明導電性氧化物層的變形。還在於,藉由使表面硬化層的厚度為10μm以下,可抑制因表面硬化層的收縮而生成的內部應力。
此外,也可在上述表面硬化層和透明導電性氧化物層之間設置任意的層。例如,在表面硬化層和透明導電性氧化物層之間可具有光調整層、阻氣(gas barrier)層、密著改善層等的底層。藉由光調整層可改善顏色和/或透明性,藉由阻氣層可改善透明導電性氧化物的結晶化速度,藉由密著改善層可實現抗層間剝離、抗破壞(crack)等的耐久性的提高。
對底層的具體構成並無特別限定,但作為密著改善層和/或阻氣層,例如可列舉出含有氧化鋁(Al2O3)的層。此外,作為光調整層,可列舉出含有氧化鋯(ZrO2)的層、含有中空顆粒的層等。
在透光性日射消減單元具有從著色了的透光層、含有熱射線遮蔽顆
粒的層、近紅外線反射膜、及可視光透射抑制層中選出的一種以上作為遮熱功能層的情況下,該層例如也可為與透光性基材、表面硬化層、黏著劑層等不同的層。此外,還可使透光性基材、表面硬化層、黏著劑層等作為遮熱功能層,由此賦予遮熱性的功能。
例如,可對透光性基材和/或表面硬化層進行著色,以作為著色了的透光層。還可使熱射線遮蔽顆粒分散在從透光性基材、表面硬化層、及黏著劑層中選出的一個以上的層中,以作為含有熱射線遮蔽顆粒的層。作為透光性基材等也可使用近紅外線反射膜。
透光性日射消減單元如上所述還可具有透光性基材等的多個部件。透光性日射消減單元例如可具有透光性基材和該透光性基材之外的部件。作為透光性基材之外的部件,可列舉出從上述遮熱功能層、表面硬化層、黏著劑層等中選出的一種以上。
此外,就本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材而言,如圖2所示的熱射線透射抑制透光性基材20,透光性日射消減單元11也可為從與透明導電性氧化物層12相對的表面11a側開始依次具有表面硬化層111、透光性基材112、及黏著劑層113的構成。此情況下,從表面硬化層111、透光性基材112、及黏著劑層113中選出的一個以上的層也可具有對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的功能。即,從表面硬化層111、透光性基材112、及黏著劑層113中選出的一個以上的層也可兼作遮熱功能層。
就從表面硬化層111、透光性基材112、及黏著劑層113中選出的一個以上的層具有對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的功能而言,如上所述,例如可列舉出對上述層中的
一個以上的層進行著色以作為著色了的透光層的方法。此外,例如還可使熱射線遮蔽顆粒分散在上述層中的一個以上的層內,以作為含有熱射線遮蔽顆粒的層和/或近紅外線反射膜。
接下來對透明導電性氧化物層進行說明。透明導電性氧化物層可發揮具有斷熱性的斷熱功能層的功能。
透明導電性氧化物層12是含有透明導電性氧化物的層,也可為由透明導電性氧化物構成的層。根據本發明的發明人的研究可知,透明導電性氧化物所含有的載子可對遠紅外線進行反射。為此,藉由設置導電性氧化物層,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材可作為斷熱性較優的熱射線透射抑制透光性基材。
作為透明導電性氧化物層所含有的透明導電性氧化物,對其並無特別限定,只要為可對遠紅外線進行反射的材料,可使用各種透明導電性氧化物。然而,如上所述,由於遠紅外線是藉由載子被反射的,故作為該透明導電性氧化物,例如優選含有從氧化銦、氧化錫、及氧化鋅中選出的一種以上,其中,該氧化銦中摻雜(dope)了從錫、鈦、鎢、鉬、鋅、及氫中選出的一種以上,該氧化錫中摻雜了從銻、銦、鉭、氯、及氟中選出的一種以上,該氧化鋅中摻雜了從銦、鋁、錫、鎵、氟、及硼中選出的一種以上。
作為透明導電性氧化物,較佳為其中摻雜了從錫、鈦、鎢、鉬、鋅、及氫中選出的一種以上的氧化銦,更佳為其中摻雜了從錫和鋅中選出的一種以上的氧化銦。
對透明導電性氧化物層的厚度並無特別限定,可根據所要求的斷熱性等進行任意選擇。例如,透明導電性氧化物層的厚度優選為30nm以上
且500nm以下,較佳為50nm以上且400nm以下。
其原因在於,藉由使透明導電性氧化物層的厚度為30nm以上,尤其可對遠紅外線進行反射,從而可提高斷熱性能。還在於,藉由使透明導電性氧化物層的厚度為500nm以下,就可視光透射率而言,也可將其維持為足夠高。
對透明導電性氧化物層的成膜方法並為特別限定,但例如可優選採用基於從濺射法、真空蒸鍍法、CVD法、電子束蒸鍍法等中選出的任意一種以上的乾式處理的成膜方法。此外,優選為成膜後進行熱處理,以預先提高結晶性。
本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材不只限於至此說明的透光性日射消減單元和透明導電性氧化物層,還可具有任意的層。
就本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材而言,例如,如圖3所示的熱射線透射抑制透光性基材30,除了透光性日射消減單元11和透明導電性氧化物層12之外,在透明導電性氧化物層12上還可具有光干涉層(optical interference layer)31。
藉由設置光干涉層31以對可視光的反射進行抑制,可提高視認性。此外,藉由設置光干涉層31,還可賦予透明導電性氧化物層12的防止擦傷和/或化學保護的作用。
光干涉層31優選為具有較高的可視光透射率,除此之外,遠紅外線的吸收也較小。其理由為,藉由使光干涉層31的遠紅外線的吸收較小,室內的遠紅外線的絕大部份都會透射光干涉層31而到達透明導電性氧化物層12並被反射,故可提高斷熱性。
對光干涉層31的膜厚並無特別限定,但優選為例如10nm以上且
20μm以下。其原因在於,藉由使光干涉層31的膜厚為20μm以下,尤其可抑制光干涉層31對遠紅外線的吸收,從而可提高斷熱性。還在於,藉由使光干涉層31的膜厚為10nm以上,可充分賦予防止擦傷和化學保護的作用。
光干涉層31例如在光干涉層的折射率位於空氣層的折射率和透明導電性氧化物層的折射率之間的情況下也可抑制可視光的反射。為此,作為光干涉層31的材料,例如優選使用折射率為1.3以上且1.7以下的材料。
此外,藉由使光干涉層31的膜厚位於上述範圍,光干涉層31的表面31a側的反射光和透明導電性氧化物層12側的界面31b處的反射光還會發生多重反射干涉,據此,尤其可降低可視光的反射率。
為了降低可視光的反射率,光干涉層31的光學膜厚即折射率和物理膜厚之積優選為50nm以上且150nm以下。
如果光干涉層31的光學膜厚位於上述範圍,則除了可增加基於光干涉層的反射防止效果之外,還可使光學膜厚小於可視光的波長範圍,故藉由界面處的多重反射干涉,可對熱射線透射抑制透光性基材的表面被看成彩虹模樣的「彩虹現象」進行抑制,從而可提高熱射線透射抑制透光性基材的視認性。需要說明的是,這裡的折射率為波長590nm(Na-D線的波長)處的值。
在光干涉層31為樹脂層的情況下,其折射率一般為1.3~1.7左右,故從使光學膜厚位於上述範圍內以降低可視光的反射率的觀點來看,光干涉層31的厚度較佳為50nm以上且150nm以下。
作為光干涉層31的材料,可視光透射率較高且機械強度和化學強度較優者為優選。從提高相對於透明導電性氧化物層的擦傷防止和/或化學
保護的作用的觀點來看,有機材料和/或無機材料為優選。作為有機材料,例如優選使用氟類、丙烯類、聚氨酯類、酯系、環氧類、矽利康類、烯(olefin)類等的活性光線硬化型或熱硬化型有機材料、和/或、有機成分和無機成分進行了化學鍵合(chemical bonding)的有機‧無機混合材料。
此外,作為無機材料,例如可列舉出含有從矽(silicon)、鋁、鋅、鈦、鋯、及錫中選出的至少一種作為主成分的透明氧化物等、DLC(diamond-like carbon)等。
在光干涉層31使用有機材料的情況下,有機材料中優選導入交聯結構(cross-linked structure)。藉由形成交聯結構,可提高光干涉層的機械強度和化學強度,並可增加相對於透明導電性氧化物層等的保護功能。其中,優選導入源自同一分子中具有酸性基和聚合性官能基的酯化合物的交聯結構。
作為同一分子中具有酸性基和聚合性官能基的酯化合物,可列舉出磷酸、硫酸、草酸、琥珀酸、酞酸(phthalic acid)、富馬酸、馬來酸等的多價酸與分子中具有乙烯(ethylene)性不飽和基、矽烷醇基(silanol group)、環氧基等的聚合性官能基和羥基的化合物的酯。需要說明的是,該酯化合物可為二酯、三酯等的多價酯,但優選為多價酸的至少一個酸性基未被酯化。
在光干涉層31具有來自上述酯化合物的交聯結構的情況下,可提高光干涉層的機械強度和化學強度,並可提高光干涉層31和透明導電性氧化物層12之間的密著性,尤其可提高透明導電性氧化物層的耐久性。上述酯化合物中,磷酸和具有聚合性官能基的有機酸的酯化合物(磷酸酯化合物)與透明導電性氧化物層之間的密著性較優。具有來自磷酸酯化合物的交聯
結構的光干涉層與透明導電性氧化物層之間的密著性尤佳。
從提高光干涉層31的機械強度和化學強度的觀點來看,上述酯化合物優選含有(甲基)丙烯酰基((meth)acryloyl)作為聚合性官能基。此外,從容易導入交聯結構的觀點來看,上述酯化合物的分子中也可具有多個聚合性官能基。作為上述酯化合物,例如可優選使用由下述式(1)表示的磷酸單酯化合物或磷酸二酯化合物。需要說明的是,也可同時使用磷酸單酯和磷酸二酯。
式中,X表示氫原子或甲基,(Y)表示-OCO(CH2)5-基。n為0或1,p為1或2。
光干涉層31中的來自上述酯化合物的結構的含有量優選為1質量%以上且20質量%以下,較佳為1.5質量%以上且17.5質量%以下,更佳為2質量%以上且15質量%以下,尤其優選為2.5質量%以上且12.5質量%以下。如果來自酯化合物的結構的含有量過小,則存在無法充分獲得提高強度和/或密著性的效果的情況。另一方面,如果來自酯化合物的結構的含有量過大,則存在形成光干涉層時的硬化速度變小導致硬度降低、和/或、光干涉層表面的滑動性下降引起抗擦傷性降低的情況。就光干涉層中的源自酯化合物的結構的含有量而言,形成光干涉層時,藉由調整組成物中的上述酯化合物的含有量,可使其位於預期的範圍。
對光干涉層31的形成方法並無特別限定。就光干涉層而言,例如優選藉由下述方法形成,即,將有機材料或有機材料的硬化性單體和/或寡
聚物與上述酯化合物一起溶解於溶劑以調製溶液,並將該溶液塗敷在透明導電性氧化物層12上,接下來,使溶媒乾燥之後,藉由進行紫外線和/或電子線等的照射和/或熱能量的施加,使其硬化的方法而形成。
此外,在作為光干涉層的材料使用無機材料的情況下,例如可藉由從濺射法、真空蒸鍍法、CVD法、電子束蒸鍍法等中選出的任意的一種以上的乾式處理進行成膜。
需要說明的是,作為光干涉層31的材料,除了上述有機材料和/或無機材料之外,還可含有矽烷偶聯劑(silane coupling agent)、鈦偶聯劑(titanium coupling agent)等的偶聯劑、平整劑(leveling agent)、紫外線吸收劑、氧化防止劑、熱穩定劑、潤滑劑、可塑劑、著色防止劑、阻燃劑、帶電防止劑等的添加劑。
此外,光干涉層31還可藉由使無機材料和有機材料進行層疊等,由材料不同的多個層構成。
對本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材所要求的特性並無特別限定,但從透明導電性氧化物層的一側所測定的放射率優選為0.60以下,較佳為0.50以下,更佳為0.40以下。
其理由為,藉由使放射率為0.60以下,可作為具備充足斷熱性的熱射線透射抑制透光性基材,為優選。需要說明的是,對放射率的下限值並無特別限定,但較小為佳,例如可為0或0附近。故,放射率例如可為0以上。
如上所述,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材具有透光性日射消減單元和透明導電性氧化物層。此外,從透明導電性氧化物層的一側所測定的放射率是指,藉由從熱射線透射抑制透光性基材的表面中的、接
近透光性日射消減單元和透明導電性氧化物層中的透明導電性氧化物層的一側的表面向透明導電性氧化物層照射紅外線等而測定的放射率。
此外,本實施方式的熱射線透射抑制透光性基材的遮蔽係數優選為0.90以下,較佳為0.60以下。
遮蔽係數表示將太陽光的能量穿過厚度3mm的玻璃時的能量作為1的情況下的能量透射量之比。另外,其原因在於,藉由使遮蔽係數為0.90以下,可作為具備足夠遮熱性的熱射線透射抑制透光性基材,為優選。需要說明的是,對遮蔽係數的下限值並無特別限定,但較小為佳,例如可為0或0附近。故,遮蔽係數例如可為0以上。
遮蔽係數優選在基於實際使用條件的狀況下進行測定。即,例如在熱射線透射抑制透光性基材不含玻璃板但含有透光性樹脂基材和/或著色了的樹脂基材的情況下,即,在僅含有樹脂基材的情況下,優選在貼合於玻璃板的狀態下進行評價。此情況下,作為玻璃板對其並無特別限定,但例如優選使用厚度為3mm的玻璃板。
在熱射線透射抑制透光性基材包含玻璃板的情況下,優選直接進行遮蔽係數的評價。
接下來,對本實施方式的透光性基材單元的一構成例進行說明。如圖4所示,本實施方式的透光性基材單元40可具有窗用透光性基材41和在窗用透光性基材41的一個表面41a上所配置的上述熱射線透射抑制透光性基材42。
窗用透光性基材41例如為配置在窗戶的採光部等上的透光性基材,例如可使用玻璃板和/或透光性樹脂基材。
此外,在窗用透光性基材41的一個表面上可配置上述熱射線透射抑制透光性基材42。對在窗用透光性基材41上固定熱射線透射抑制透光性基材42的方法並無特別限定,但在熱射線透射抑制透光性基材42具有上述黏著劑層的情況下,可使用該黏著劑層進行固定。另外,還可在窗用透光性基材41和熱射線透射抑制透光性基材42之間配置黏著劑層等,由此進行固定。
當將熱射線透射抑制透光性基材42固定在窗用透光性基材41上時,優選為以透明導電性氧化物層位於室內和/或車內側的方式進行固定。此外,還優選為以透光性日射消減單元位於室外和/或車外側的方式進行固定。
一般而言,熱射線透射抑制透光性基材42配置在窗用透光性基材41的室內側。為此,在圖4所示的實例中,優選以透明導電性氧化物層位於熱射線透射抑制透光性基材42中的、與窗用透光性基材41相對的一個表面42b的相反側的另一表面42a側的方式進行固定。此外,還優選為以透光性日射消減單元位於熱射線透射抑制透光性基材42中的、與窗用透光性基材41相對的一個表面42b側的方式進行固定。
其原因在於,如上所述,透光性日射消減單元具有對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的功能,藉由以與來自日光等的外部的可視光和/或近紅外線相對的方式進行配置,可對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的向室內等的入射進行抑制。還在於,透明導電性氧化物層具有對遠紅外線進行反射的功能,故藉由朝向室內等的方向進行配置,可對室內等所產生的遠紅外線的向外部的放射進行抑制。
本實施方式的透光性基材單元的遮蔽係數優選為0.90以下,較佳為0.60以下。
其原因在於,藉由使本實施方式的透光性基材單元的遮蔽係數為0.90以下,可作為具有充足遮熱性的透光性基材單元,為優選。需要說明的是,對遮蔽係數的下限值並無特別限定,但較小為佳,例如可為0或0附近。故,遮蔽係數例如可為0以上。
根據本實施方式的透光性基材單元可知,其具有上述熱射線透射抑制透光性基材。為此,可為能夠對斷熱性和遮熱性進行獨立控制的透光性基材單元。
以下參照具體實施例進行說明,但本發明並不限定於這些實施例。
可視光透射率使用分光光度計(“日立High Tech”製,產品名「U-4100」)並按照JIS A5759-2008(建築窗玻璃膜)而求得。
將絕對反射率作為室內反射率進行了測定。
具體而言,就室內反射率而言,測定了從光干涉層側以入射角為5°的方式入射的光的、波長為380nm以上且780nm以下的範圍的出射角為5°的絕對反射率。
就放射率而言,使用具備一角度可變反射附件(accessory)的傅立葉轉換型紅外分光(FT-IR)裝置(“Varian公司”製),對從光干涉層側照射波
長為5μm以上且25μm以下的範圍的紅外線的情況下的正反射率進行了測定,並按照JIS R3106-2008(板玻璃類的透射率‧反射率‧放射率‧日光輻射熱取得率的試驗方法)而求得。
使用分光光度計(“日立High Tech”製,產品名「U-4100」),對日射透射率τe和日射反射率ρe進行了測定,並按照JIS A5759-2008(建築窗玻璃膜)A法計算了遮蔽係數。
相對於直徑為3mm的不鏽鋼製金屬棒,以4cm×4cm的熱射線透射抑制透光性基材的透光性日射消減單元側的表面為內側的方式、即、與金屬棒的表面相對的方式進行了卷繞。然後,藉由夾具對熱射線透射抑制透光性基材的與金屬棒的外周方向的平行的方向的兩端進行夾持,並藉由30號(112.5g)的砝碼(weight)施加了5秒鐘的載荷。
將實施了上述處理的熱射線透射抑制透光性基材的透光性日射消減單元側的表面藉由厚度為25μm的黏著劑層貼合在3cm×3cm的玻璃板上,將此組合物作為試料(樣品)使用。將該試料浸漬於5質量%的氯化鈉水溶液,並將放容置有試料和氯化鈉水溶液的容器放入50℃的乾燥機,5天後和10天後,分別對放射率的變化和外觀的變化進行了確認,並按照以下的評價基準進行了評價。
○:浸漬了10天後外觀也無變化,並且放射率的變化為0.02以下。
×:浸漬了5天後或浸漬了10天後,確認到了外觀的變化、或盡管沒有確認到外觀的變化但放射率的變化超過了0.02。
需要說明的是,實施例9和實施例13使用了玻璃製基材,由於不能進
行彎曲,故沒有實施耐久性試驗。
製作了具有表1A所示的構成的熱射線透射抑制透光性基材,並進行了評價。
需要說明的是,表1A和表1B中,在熱射線透射抑制透光性基材的構成的欄內,示出了各實施例和比較例中所製作的熱射線透射抑制透光性基材的構成。就透光性日射消減單元而言,按照透光性日射消減單元的構成的欄中所記載的順序對各層進行了層疊。
表1A和表1B的透光性日射消減單元的構成欄中,HC表示表面硬化層,多層F表示多層膜,熱吸G表示熱吸收玻璃,綠色G表示綠色玻璃(green glass)。
此外,PET表示聚對苯二甲酸乙二酯膜,TiO2表示氧化鈦層,Ag表示銀層,Ni-Cr表示Ni-Cr層,IZO表示IZO膜(Indium Zinc Oxide膜,即,氧化銦鋅膜),APC表示APC層(AgPdCu層),Al2O3表示Al氧化物層、即氧化鋁(alumina)層。
類似遮熱HC和遮熱黏著劑層這樣的記載表示包含了熱射線遮蔽顆粒。此外,著色PET則表示被進行了著色的聚對苯二甲酸乙二酯膜。
此外,就熱射線透射抑制透光性基材而言,具有透光性日射消減單元的構成的欄的右端所記載的層,如果是實施例1的情況,則在遮熱HC(遮熱表面硬化層)之上,再加上透明導電性氧化物層和/或光干涉層依次進行了層疊的構成。
此外,熱射線透射抑制透光性基材中的、具有斷熱功能的部件示於斷熱功能層的欄中,具有遮熱功能的部件示於遮熱功能層的欄中。
本實施例中,如表1A所示,製作了具備一具有黏著劑層、透光性基材(PET)、及表面硬化層(遮熱HC)的透光性日射消減單元、一位於表面硬化層上的透明導電性氧化物層、及一光干涉層的熱射線透射抑制透光性基材。
作為透光性基材,使用了厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:T602E50)。
在透光性基材的一個表面上藉由旋塗法(spin coating)對包含遮熱顆粒(熱射線遮蔽顆粒)的樹脂溶液進行了塗敷並使其乾燥之後,於氮雰圍氣(氮環境氣體)下藉由進行紫外線(UV)照射(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的含遮熱顆粒的表面硬化層。
就含遮熱顆粒的樹脂溶液而言,在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中,對光聚合引發劑(polymerization initiator)(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式、並對作為遮熱顆粒的銫氧化鎢化合物顆粒的分散液(“住友金屬礦山株式會社”,商品名:YMF-01A)以樹脂當量變為15wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
在表面硬化層上作為透明導電性氧化物層進行了ITO膜(Indium Tin Oxide膜、即、氧化銦錫膜)的成膜。具體而言,使用SnO2的含有量相對於In2O3和SnO2的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射(magnetron sputtering)法,進行了表1A所示厚度的成膜,之後,在150℃下實施了30分鐘的熱處理,由此進行了成膜。
需要說明的是,濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在0.2Pa的處理(process)壓力下進行了成膜。
在透明導電性氧化物層上進行了光干涉層的成膜。具體而言,首先調製了在丙烯類表面硬化樹脂溶液(“JSR株式會社”製,商品名:OPSTAR Z7535)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure127)以樹脂當量變為3wt%的方式進行了混合的液體。然後,將該混合溶液藉由旋塗法塗敷在透明導電性氧化物層上,以使乾燥之後的厚度變為表1A所示的厚度。乾燥之後,在氮雰圍氣下藉由照射UV(300mJ/cm2)使其進行了硬化。
之後,在與透光性基材的形成了透明導電性氧化物層等的表面相反側的表面上,對丙烯類黏著樹脂以厚度成為25μm的進行了塗敷,由此形成了黏著劑層。藉由以上的步驟,獲得了熱射線透射抑制透光性基材。
向所獲得的熱射線透射抑制透光性基材藉由黏著劑層貼附了厚度為3mm的藍板玻璃(blue-board glass)(“松浪硝子株式會社”製),作為透光性基材單元,然後進行了上述評價。結果示於表1。
需要說明的是,就放射率而言,計算出了減去作為透光性基材單元時所貼附的玻璃板的量(值)之後的值,並進行了表示。另外,就成為了透光性基材單元之後再進行評價的其他實施例和比較例而言,也同樣。
除了使透明導電性氧化物層變為表1A所示的厚度這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。需要說明的是,透明導電性氧化物層的厚度公開於表1A中的斷熱功能層的欄內。
結果示於表1A。
除了對透光性基材和表面硬化層的構成進行了如下所述的變更這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
作為透光性基材,使用了厚度為19μm的被進行了著色並且內部透射率為35%的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:Z735E19)。
接下來,藉由旋塗法在透光性基材的一個表面上塗敷樹脂溶液並使其乾燥之後,在氮雰圍氣下藉由照射紫外線(UV)(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的表面硬化層。本實施例中,表面硬化層不含熱射線遮蔽顆粒。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量成為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
評價結果示於表1A。
除了使透明導電性氧化物層變為表1A所示的厚度這點之外,與實施例4同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。結果示於表1A。
除了對黏著劑層、表面硬化層、及透明導電性氧化物層的構成如下所述進行了變更這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
在透光性基材的一個表面上藉由旋塗法塗敷樹脂溶液並進行了乾燥之後,於氮雰圍氣下藉由照射紫外線(UV)(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的表面硬化層。本實施例中,表面硬化層不含熱射線遮蔽顆粒。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中使光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量成為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
就透明導電性氧化物層而言,除了厚度為80nm這點之外,與實施例1同樣地進行了成膜。
接下來,在透光性基材的與形成了透明導電性氧化物層等的表面相反側的表面上,以厚度變為25μm的方式塗敷了含有遮熱顆粒的樹脂溶液。塗敷之後,再在50℃下進行了24個小時的加溫,由此形成了黏著劑層。
需要說明的是,作為含有遮熱顆粒的樹脂溶液,使用了以樹脂當量成為1.2wt%的方式,在添加了作為遮熱顆粒的銫氧化鎢化合物顆粒的分散液(“住友金屬礦山株式會社”,商品名:YMF-01A)的丙烯類樹脂中,添加了交聯劑(“三菱氣體化學株式會社”製,商品名:TETRAD-C)的樹脂溶液。
評價結果示於表1A。
除了將透光性基材、表面硬化層、及透明導電性氧化物層的構成進行了如下所述的變更這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制
透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
作為透光性基材,取代PET膜,使用了對折射率不同的聚酯膜進行了層疊,並具備反射近紅外線的遮熱功能的厚度為50μm的多層膜(“3M公司”製,商品名:nano90S)。需要說明的是,多層膜在表1A中被表示為多層F。
在透光性基材的一個表面上藉由旋塗法塗敷樹脂溶液並進行乾燥之後,於氮雰圍氣下藉由進行紫外線(UV)照射(300mJ/cm2)使其硬化,據此形成了厚度為2μm的表面硬化層。本實施例中,表面硬化層不含熱射線遮蔽顆粒。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中將光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
就透明導電性氧化物層而言,除了使厚度為80nm這點之外,與實施例1同樣地進行了成膜。
評價結果示於表1A。
除了沒有設置黏著劑層和表面硬化層這點及對透光性基材和透明導電性氧化物層的構成進行了變更這點之外,與實施例1同樣地進行了熱射線透射抑制透光性基材的製作。
作為透光性基材,使用了具有可吸收近紅外線的遮熱功能的厚度為6mm的熱吸收玻璃(“日本板硝子株式會社”製,商品名:Greenpane MFL6)。需要說明的是,熱吸收玻璃在表1A中被表示為熱吸G。
就透明導電性氧化物層而言,除了使厚度為80nm這點之外,與實施例1同樣地進行了成膜。
此外,透光性基材為玻璃板,故,進行評價時不將其貼附在玻璃板上,而是直接進行了熱射線透射抑制透光性基材的評價。
評價結果示於表1A。
除了作為透光性基材而使用了厚度為19μm的被進行了著色的內部透射率為50%的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:Z750E19)這點和將透明導電性氧化物層的厚度設為表1A所示的值這點之外,與實施例4同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
評價結果示於表1A。
製作了具有表1A所示的構成的熱射線透射抑制透光性基材,並進行了評價。
如表1A所示,製作了具備一具有黏著劑層、著色了的透光層、黏著劑層、透光性基材、及表面硬化層的透光性日射消減單元、一位於表面硬化層上的透明導電性氧化物層、及一光干涉層的熱射線透射抑制透光性基材。
作為透光性基材,使用了厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:T602E50)。
在透光性基材的一個表面上藉由旋塗法塗敷了樹脂溶液並對其進行乾燥之後,於氮雰圍氣下藉由進行紫外線(UV)照射(300mJ/cm2)使其硬
化,由此形成了厚度為2μm的表面硬化層。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
在表面硬化層上作為透明導電性氧化物層對ITO膜進行了成膜。具體而言,使用SnO2含有量相對於In2O3和SnO2的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射法,進行了表1A所示厚度的成膜,然後在150℃下實施了30分鐘的熱處理,由此進行了成膜。
需要說明的是,濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
在透明導電性氧化物層上進行了光干涉層的成膜。具體而言,首先調製了在丙烯類表面硬化樹脂溶液(“JSR公司”製,商品名:OPSTAR Z7535)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure127)以樹脂當量成為3wt%的方式進行了混合的液體。然後,藉由旋塗法將該混合溶液塗敷在透明導電性氧化物層上,以使乾燥之後的厚度成為表1A所示的厚度。乾燥之後,在氮雰圍氣下進行UV照射(300mJ/cm2),以使其進行了硬化。
接下來,在與透光性基材的形成了透明導電性氧化物層等的表面相反側的表面上,以厚度變為25μm的方式塗敷了丙烯類黏著樹脂,由此形成了黏著劑層(第1黏著劑層)。
此外,在黏著劑層的與透光性基材相對的表面相反側的表面上,進行了著色了的透光層的配置。作為著色了的透光層,使用了厚度為19μm
的被進行了著色並且內部透射率為15%的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:Z715E19)。
接下來,於著色了的透光層的與上述黏著劑層相對的表面相反側的表面上,在與上述黏著劑層相同的條件下形成了黏著劑層(第2黏著劑層)。
藉由以上的步驟,獲得了熱射線透射抑制透光性基材。
向所獲得的熱射線透射抑制透光性基材藉由第2黏著劑層貼附了厚度為3mm的藍板玻璃(“松浪硝子株式會社”製),作為透光性基材單元,然後進行了上述評價。結果示於表1A。
製作了具有表1A所示的構成的熱射線透射抑制透光性基材,並進行了評價。
如表1A所示,製作了具備一具有被黏著劑層和TiO2層夾持的銀層(TiO2/Ag/TiO2)、透光性基材、及表面硬化層的透光性日射消減單元、一位於表面硬化層上的透明導電性氧化物層、及一光干涉層的熱射線透射抑制透光性基材。
作為透光性基材,使用了厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:T602E50)。
在透光性基材的與形成後述的表面硬化層的表面相反側的表面上,預先形成了由TiO2層所夾持的Ag層。
就TiO2層而言,使用金屬Ti靶並藉由DC磁控濺射法,進行了厚度為15nm的成膜。濺射氣體使用了氬氣/氧=85/15(體積比)的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
就Ag層而言,在上述TiO2層上,使用金屬Ag靶並藉由DC磁控濺射法,進行了厚度為13nm的成膜。濺射氣體僅使用了氬氣,並在0.2Pa的處理壓力下實施了成膜。
在Ag層上與上述TiO2層同樣地再進行TiO2層的成膜,由此實施例了由TiO2層所夾持的Ag層的成膜。
Ag容易被腐蝕,故藉由被TiO2層夾持,可提高耐腐蝕性。此外,就本實施例的被TiO2層夾持的Ag層而言,如以下所述還在其上形成了表面硬化層和/或透明導電性氧化物層,故,本實施例的熱射線透射抑制透光性基材中,不具有對遠紅外線進行反射的作用,僅具有遮熱功能。
在透光性基材的與設置了被TiO2層夾持的Ag層的表面相反側的表面上,藉由旋塗法塗敷了樹脂溶液並進行了乾燥,然後在氮雰圍氣下藉有照射紫外線(UV)(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的表面硬化層。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
在表面硬化層上作為透明導電性氧化物層進行了ITO膜的成膜。具體而言,使用SnO2的含有量相對於In2O3和SnO2的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射法,進行了表1A所示厚度的成膜,然後在150℃下實施了30分鐘的熱處理,由此進行了成膜。
需要說明的是,濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
在透明導電性氧化物層上進行了光干涉層的成膜。具體而言,首先調製了在丙烯類表面硬化樹脂溶液(“JSR公司”製,商品名:OPSTAR Z7535)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure127)以樹脂當量成為3wt%的方式進行了混合的液體。然後,藉由旋塗法將該混合溶液塗敷在透明導電性氧化物層上,以使乾燥之後的厚度變為表1A所示的厚度。乾燥之後,在氮雰圍氣下進行了UV照射(300mJ/cm2),由此進行了硬化。
接下來,在透光性基材的與形成了透明導電性氧化物層等的表面相反側的表面上、即、TiO2層上,進行丙烯類黏著樹脂的厚度為25μm的塗敷,由此形成了黏著劑層。
藉由以上的步驟,獲得了熱射線透射抑制透光性基材。
向所獲得的熱射線透射抑制透光性基材藉由黏著劑層貼附了厚度為3mm的藍板玻璃(“松浪硝子株式會社”製),作為透光性基材單元,然後進行了上述評價。結果示於表1A。
作為透光性基材,使用了被著色為綠色並且具有吸收近紅外線的遮熱功能的厚度為6mm+6mm的疊層綠色玻璃(“旭硝子株式會社”製,商品名:Coolverre),除了這點之外,與實施例9同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
評價結果示於表1B。
除了取代由TiO2層所夾持的Ag層而使用了Ni-Cr層這點之外,與實施例12同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行
了評價。
就Ni-Cr層而言,使用Cr的含有量相對於金屬Ni和金屬Cr的總量為20wt%的複合金屬靶,並藉由DC磁控濺射法,進行了厚度為4nm的成膜。濺射氣體僅使用了氬氣,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
評價結果示於表1B。
作為光干涉層,取代丙烯酸酯樹脂(acrylate resin)層,進行了SiO2層的成膜,除了這點之外,與實施例2同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
就SiO2層而言,使用金屬Si靶並藉由DC磁控濺射法進行了厚度為110nm的成膜。濺射氣體使用了氬氣/氧=85/15(體積比)的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下實施了成膜。
評價結果示於表1B。
本實施例中,從光干涉層側開始依次進行層疊,由此製造了熱射線透射抑制透光性基材。
作為光干涉層,準備了厚度為10μm的聚丙烯(polypropylene)基板。
在光干涉層的一個表面上作為透明導電性氧化物層進行了ITO膜(Indium Tin Oxide膜、即、氧化銦錫膜)的成膜。具體而言,使用SnO2的含有量相對於In2O3和SnO2的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射法進行了表1B所示的厚度的成膜,然後在150℃下實施了30分鐘的熱處理,由此進行了成膜。
需要說明的是,濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在
0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
在透明導電性氧化物層上藉由旋塗法塗敷了包含遮熱顆粒(熱射線遮蔽顆粒)的樹脂溶液並對其進行了乾燥,然後在氮雰圍氣下藉由照射紫外線(UV)(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的包含遮熱顆粒的表面硬化層。
就包含遮熱顆粒的樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中,對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式,並對作為遮熱顆粒的銫氧化鎢化合物顆粒的分散液(“住友金屬礦山株式會社”,商品名:YMF-01A)以樹脂當量成為15wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
接下來,在包含遮熱顆粒的表面硬化層上,藉由黏著劑層貼合了透明基材。
此外,在透明基材的與包含遮熱顆粒的表面硬化層相對的表面相反側的表面上,形成了黏著劑層。
就黏著劑層而言,都進行了丙烯類黏著樹脂的厚度為25μm的塗敷,由此進行了形成。
另外,作為透明基材,使用了厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:T602E50)。
向所獲得的熱射線透射抑制透光性基材藉由黏著劑層貼附了厚度為3mm的藍板玻璃(“松浪硝子株式會社”製),作為透光性基材單元,之後進行了上述評價。結果示於表1B。
作為透明導電性氧化物層,取代ITO膜,進行了IZO膜(Indium Zinc Oxide膜、即、氧化銦鋅膜)的厚度為400nm的成膜,除了這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
就IZO膜而言,使用ZnO的含有量相對於In2O3和ZnO的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射法進行了厚度為400nm的成膜。
需要說明的是,濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
評價結果示於表1B。
除了將作為透明導電性氧化物層的ITO膜的厚度設為30nm這點之外,與實施例1同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
評價結果示於表1B。
除了在遮熱表面硬化層和透明導電性氧化物層之間進行了以下的層的成膜這點之外,與實施例2同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。
在包含遮熱顆粒的表面硬化層上,作為底層即密著改善層,進行了Al氧化物層即氧化鋁層(表1B中記載為「Al2O3」)的成膜。具體而言,使用金屬Al靶並藉由DC磁控濺射進行了厚度為3nm的成膜。
濺射氣體使用了氬氣/氧=85/15(體積比)的混合氣體,並在0.2Pa的
處理氣體壓力下進行了成膜。
評價結果示於表1B。
製作了具有表1B所示的構成的熱射線透射抑制透光性基材,並進行了評價。
如表1B所示,製作了具備一具有黏著劑層、透光性基材、表面硬化層、及由IZO膜所夾持的APC層(AgPdCu層)的透光性日射消減單元、及一位於由IZO膜所夾持的APC層上的光干涉層的熱射線透射抑制透光性基材。
作為透光性基材,使用了厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:T602E50)。
在透光性基材的一個表面上藉由旋塗法對樹脂溶液進行塗敷和乾燥之後,於氮雰圍氣下藉由照射紫外線(UV)(300mJ/cm2)使其硬化,由此形成了厚度為2μm的表面硬化層。
就樹脂溶液而言,藉由在UV硬化性氨基甲酸酯丙烯酸酯類表面硬化樹脂溶液(“DIC株式會社”製,商品名:ENS1068)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure184)以樹脂當量變為3wt%的方式進行混合,由此進行了製作。
在表面硬化層上進行了由IZO膜所夾持的APC層(AgPdCu層)的成膜。APC層兼作遮熱功能層和斷熱功能層。
首先,在表面硬化層上藉由DC磁控濺射法依次形成了由銦-鋅複合氧化物(IZO)構成的膜厚為30nm的第1金屬氧化物層、由Ag-Pd-Cu合金構成的膜厚為5nm的金屬層、及由IZO構成的膜厚為30nm的第2金屬氧化物
層。
就第1金屬氧化物層和第2金屬氧化物層的形成而言,使用ZnO的含有量相對於In2O3和ZnO的總量為10wt%的複合氧化物靶,並藉由DC磁控濺射法進行了成膜。濺射氣體使用了氬氣和少量氧的混合氣體,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
APC層的成膜使用了Ag、Pd、及Cu的含有比例為99.0:0.6:0.4(重量比)的合金靶,並藉由DC磁控濺射法進行了成膜。濺射氣體僅使用氬氣,並在0.2Pa的處理壓力下進行了成膜。
在被IZO膜夾持的APC層上進行了光干涉層的成膜。具體而言,調製了在丙烯類表面硬化樹脂溶液(“JSR公司”製,商品名:OPSTAR Z7535)中對光聚合引發劑(“BASF公司”製,商品名:Irgacure127)以樹脂當量成為3wt%的方式進行了混合的液體。然後,藉由旋塗法將該混合溶液塗敷在透明導電性氧化物層上,以使乾燥之後的厚度成為表1B所示的厚度。乾燥之後,在氮雰圍氣下進行UV照射(300mJ/cm2),以使其硬化。
接下來,在透光性基材的與形成了由IZO膜所夾持的APC層等的表面相反側的表面上,進行丙烯類黏著樹脂的厚度為25μm的塗敷,由此形成了黏著劑層。
藉由以上的步驟,獲得了熱射線透射抑制透光性基材。
向所獲得的熱射線透射抑制透光性基材藉由黏著劑層貼附了厚度為3mm的藍板玻璃(“松浪硝子株式會社”製),作為透光性基材單元,之後進行了上述評價。結果示於表1B。
除了將APC層改變為具有表1B所示的厚度這點之外,與比較例1同樣
地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。結果示於表1B。
作為透光性基材,使用了厚度為19μm並且被進行了著色的內部透射率為50%的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(“三菱樹脂株式會社”製,商品名:Z750E19),除了這點之外,與比較例3同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。結果示於表1B。
除了沒有設置表面硬化層這點之外與實施例2同樣地製作了熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元,並進行了評價。需要說明的是,不具有遮熱功能層。
結果示於表1B。
僅在作為斷熱功能層的透明導電性氧化物層的厚度上不同的實施例1~實施例3的結果、實施例4~6的結果、及比較例1~3的結果分別示於表2~表4。
由表2和表3的結果可確認到,在實施例1~實施例6中,藉由使作為斷熱功能層而發揮功能的透明導電性氧化物層的厚度進行變化,僅有作為斷熱性的指標的放射率發生了變動,作為遮熱性的指標的遮蔽係數基本上沒有發生變化。即,確認到了可獨立地對斷熱性和遮熱性進行控制。
另一方面,還確認到了,在表4所示的比較例1~3中,藉由使也作為斷熱功能層而發揮功能的APC層的厚度進行變動,不僅放射率,而且作為遮熱性的指標的遮蔽係數也進行了較大的變動,無法獨立地對斷熱性和遮熱性進行控制。
由以上的結果可確認到,藉由作為具有透光性日射消減單元和透明導電性氧化物層的熱射線透射抑制透光性基材,可獨立地對斷熱性和遮熱性進行控制。
此外,從實施例7~實施例19的結果還確認到了,可使黏著劑層和/或透光性基材、表面硬化層為遮熱功能層、和/或、除了上述黏著劑層等之外可再設置著色了的透光層、近紅外線反射膜、可視光透射抑制層等,並
可為遮熱功能層。
另外,還可確認到,在表面側配置了作為銀合金層的APC層的比較例1~比較例4中,APC層和陶瓷層發生了裂紋(crack)等,耐久性為×,然而,在表面側沒有使用銀合金層的實施例1~實施例19中,耐久性為○。
其原因在於,彎曲導致銀合金層和陶瓷層產生了裂紋,從而使腐蝕性的銀合金層露出,這樣就從裂紋部分開始進行了劣化。
以上基於實施方式和實施例等對熱射線透射抑制透光性基材和透光性基材單元進行了說明,但本發明並不限定於上述實施方式和實施例等。在申請專利範圍記載的本發明的主旨的範圍內,還可進行各種各樣的變形和變更。
本申請主張基於2017年3月31日向日本國專利廳申請的特願2017-073026號和2018年3月16日向日本國專利廳申請的特願2018-049517號的優先權,並將特願2017-073026號和特願2018-049517號的內容全部引用於本國際申請。
10‧‧‧熱射線透射抑制透光性基材
11‧‧‧透光性日射消減單元
12‧‧‧透明導電性氧化物層
Claims (9)
- 一種熱射線透射抑制透光性基材,具有:透光性日射消減單元,對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制;及透明導電性氧化物層,配置在該透光性日射消減單元上,並含有透明導電性氧化物,且上述透明導電性氧化物層係於成膜後進行熱處理提高結晶性而得者。
- 根據請求項1之熱射線透射抑制透光性基材,其中,該透明導電性氧化物層的厚度為30nm以上且500nm以下。
- 根據請求項1或2之熱射線透射抑制透光性基材,其中,該透明導電性氧化物層含有從摻雜了從錫、鈦、鎢、鉬、鋅、及氫中選出的一種以上的氧化銦、摻雜了從銻、銦、鉭、氯、及氟中選出的一種以上的氧化錫、及摻雜了從銦、鋁、錫、鎵、氟、及硼中選出的一種以上的氧化鋅中選出的一種以上,作為該透明導電性氧化物。
- 根據請求項1或2之熱射線透射抑制透光性基材,其中,在該透明導電性氧化物層上還具有光干涉層。
- 根據請求項1或2之熱射線透射抑制透光性基材,其中,該透光性日射消減單元包括透光性基材和該透光性基材之外的部件。
- 根據請求項1或2之熱射線透射抑制透光性基材,其中,該透光性日射消減單元從與該透明導電性氧化物層相對的表面側開始依次具有表面硬化層、透光性基材、及黏著劑層,從該表面硬化層、該透光性基材、及該黏著劑層中選出的1個以上的層具有對可視光和近紅外光的波長範圍內的至少一部分的波長範圍的光的透射進行抑制的功能。
- 根據請求項4之熱射線透射抑制透光性基材,其中,從該透明導電性氧化物層的一側測定的放射率為0.60以下,該放射率係使用具備一角度可變反射附件(accessory)的傅立葉轉換型紅外分光(FT-IR)裝置,對從光干涉層側照射波長為5μm以上且25μm以下的範圍的紅外線的情況下的正反射率進行測定,並按照JIS R3106-2008而求得。
- 一種透光性基材單元,具有:窗用透光性基材;及配置在該窗用透光性基材的一個表面上的根據請求項1至7中的任一項之熱射線透射抑制透光性基材。
- 根據請求項8之透光性基材單元,其中,遮蔽係數為0.90以下。
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