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JP2018124300A - 赤外遮蔽体 - Google Patents

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JP2018124300A
JP2018124300A JP2015119659A JP2015119659A JP2018124300A JP 2018124300 A JP2018124300 A JP 2018124300A JP 2015119659 A JP2015119659 A JP 2015119659A JP 2015119659 A JP2015119659 A JP 2015119659A JP 2018124300 A JP2018124300 A JP 2018124300A
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一仁 伊原
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Konica Minolta Inc
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Abstract

【課題】透明性、遮熱性、および耐久性に優れた赤外遮蔽体を提供する。【解決手段】赤外遮蔽フィルムと、前記赤外遮蔽フィルムを挟持する一対の中間膜と、前記赤外遮蔽フィルムおよび前記一対の中間膜を挟持する一対のガラス板と、を有する赤外遮蔽体であって、前記赤外遮蔽フィルムが、基材と、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニットを少なくとも一つ以上有する赤外反射層と、タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種ならびにバインダーを含有する赤外吸収層と、を有し、前記赤外反射層と前記赤外吸収層との間に異なる層が少なくとも1つ存在し、前記赤外吸収層中において、前記タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種の占める質量割合が15質量%以上30質量%以下である、赤外遮蔽体。【選択図】図2

Description

本発明は、赤外遮蔽体に関する。
省エネルギー対策の一環として、建物内や車両内の冷房設備にかかる負荷を減らす観点から、太陽光の赤外線の透過を遮蔽する合わせガラスへの需要が高まっている。特許文献1には、高屈折率層と低屈折率層が交互積層した赤外反射層と、赤外吸収剤としてITOやATOなどの導電性微粒子を含有する赤外吸収層とを有する赤外遮蔽合わせガラスが開示されている。
特開2010−222233号公報
しかしながら、特許文献1に記載の合わせガラスは、高ヘイズ、低遮熱性(ガラス表面温度や日射熱透過率の上昇)、低耐久性(熱割れや高温下でのクラック発生)といった問題点を有していた。
したがって、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、透明性、遮熱性、および耐久性に優れた赤外遮蔽合わせガラス(以下、「赤外遮蔽体」とも称する)を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究を行った結果、タングステン酸化物を特定の割合で含有する赤外吸収層を具備した赤外遮蔽体によって、上記課題を解決できることを知得し、本発明を完成させた。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
1.赤外遮蔽フィルムと、前記赤外遮蔽フィルムを挟持する一対の中間膜と、前記赤外遮蔽フィルムおよび前記一対の中間膜を挟持する一対のガラス板と、を有する赤外遮蔽体であって、前記赤外遮蔽フィルムが、基材と、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニットを少なくとも一つ以上有する赤外反射層と、タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種ならびにバインダーを含有する赤外吸収層と、を有し、前記赤外反射層と前記赤外吸収層との間に異なる層が少なくとも1つ存在し、前記赤外吸収層中において、前記タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種の占める質量割合が15質量%以上30質量%以下である、赤外遮蔽体。
2.前記異なる層が前記基材である、上記1.に記載の赤外遮蔽体。
3.前記赤外反射層がバインダー樹脂を含有する、上記1.または2.に記載の赤外遮蔽体。
4.前記中間膜がポリビニルブチラールを含む、上記1.〜3.のいずれかに記載の赤外遮蔽体。
5.前記低屈折率層および高屈折率層が金属酸化物を含有する、上記1.〜4.のいずれかに記載の赤外遮蔽体。
本発明によれば、透明性、遮熱性、および耐久性に優れた赤外遮蔽体が提供される。
本発明の一実施形態による赤外遮蔽体を表す断面概略図である。 本発明の一実施形態による赤外遮蔽フィルムを表す断面概略図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。
また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で測定する。
本発明の一形態によれば、赤外遮蔽フィルムと、前記赤外遮蔽フィルムを挟持する一対の中間膜と、前記赤外遮蔽フィルムおよび前記一対の中間膜を挟持する一対のガラス板と、を有する赤外遮蔽体が提供される。そして、当該赤外遮蔽体においては、前記赤外遮蔽フィルムが、基材と、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニットを少なくとも一つ以上有する赤外反射層と、赤外吸収剤としてタングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種(以下、「(複合)タングステン酸化物」または単に「タングステン酸化物」とも称する)ならびにバインダーを含有する赤外吸収層と、を有し、前記赤外反射層と赤外吸収層との間に異なる層が少なくとも1つ存在し、前記赤外吸収層中において、前記(複合)タングステン酸化物の占める質量割合が15質量%以上30質量%以下である点に特徴がある。
本発明によれば、透明性、遮熱性、および耐久性に優れた赤外遮蔽体が提供される。かような効果が奏されるメカニズムについては完全には明らかではないが、以下のメカニズムが推定されている。すなわち、本発明に係る赤外遮蔽体は、特許文献1の赤外遮蔽体に比べて赤外吸収剤の含量が少ないため、ヘイズを低減でき、優れたクラック耐性を有する。また同様の理由から、赤外吸収層の熱伝導率が低下し、同層で吸収された熱がガラス板に伝播しにくくなるため、ガラス板の表面温度の上昇や熱割れを抑制できる。さらに、ITOやATOより赤外吸収能の高い(複合)タングステン酸化物を赤外吸収剤として使用することにより、低含量でも十分な日射熱遮断性を発揮できるものと考えられる。
また、本発明に係る赤外遮蔽体は、赤外反射層と赤外吸収層との間に異なる層が設けられているため、赤外吸収層の熱膨張によって発生する応力が緩和され、クラック耐性をさらに向上できる。
図1は、本発明の一実施形態による赤外遮蔽体を表す断面概略図である。図1に示すように、本実施形態に係る赤外遮蔽体10は、赤外遮蔽フィルム11が一対の中間膜12によって挟持され、これらの積層体がさらに一対のガラス板13によって挟持されてなる構成を有する。以下、本発明の構成要素について、詳細に説明する。
<<構成要素>>
<赤外遮蔽フィルム>
図2は、本発明の一実施形態による赤外遮蔽フィルムを表す断面概略図である。図2に示すように、本実施形態に係る赤外遮蔽フィルムは、基材14の一方の面に赤外反射層15が配置され、他方の面に赤外吸収層16が配置されてなる構成を有する。そして、赤外反射層15は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニット(図示せず)を有している。また、赤外吸収層16は、赤外吸収剤として例えばセシウムドープ酸化タングステンと、バインダーとを含有している。ここで、赤外遮蔽フィルムは、基材、赤外反射層、赤外吸収層のほか、その他の任意で設けられる層(紫外線遮蔽層、粘着層、断熱層、屈折率調整層など)からなり、赤外反射層と赤外吸収層との間には、「異なる層」が少なくとも1つ存在する。図2において、当該「異なる層」は基材14であるが、この「異なる層」は、上記の基材以外の任意で設けられる層であっても良い。塗工性の観点から、当該「異なる層」は、基材であることが好ましい。
[基材]
基材は、赤外遮蔽フィルムにおいて赤外反射層、赤外吸収層、およびその他の任意で設けられる層を支持する機能を有する。
基材は、透明であることが好ましく、種々の樹脂フィルムを用いることができる。例えば、ポリオレフィンフィルム(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステルフィルム(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリ塩化ビニル、3酢酸セルロース、ポリイミド、ポリブチラールフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、透明なセルロースナノファイバーフィルム等を用いることができる。これらのうち、ポリエステルフィルムを用いることが好ましい。
当該ポリエステルフィルムの中でも透明性、機械的強度、寸法安定性などの観点から、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等のジカルボン酸成分と、エチレングリコールや1,4−シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分と、を主要な構成成分とするフィルム形成性を有するポリエステルであることが好ましい。中でも、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを主要な構成成分とするポリエステルや、テレフタル酸と2,6−ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールからなる共重合ポリエステル、およびこれらのポリエステルの2種以上の混合物を主要な構成成分とするポリエステルが好ましい。
基材の材料および膜厚は、赤外遮蔽フィルムの熱収縮率を基材の熱収縮率で除した値が0.3〜3の範囲内となるように設定されたものであることが好ましい。
なかでも基材の膜厚は、30〜200μmであることが好ましく、30〜150μmであることがより好ましく、35〜125μmであることが最も好ましい。基材の膜厚が30μm以上であると、取扱い中のシワが発生しにくくなることから好ましい。一方、基材の膜厚が200μm以下であると、赤外遮蔽フィルムをガラス板と貼り合わせる際に、例えば、曲面のガラス板への追従性が良くなり、シワが発生しにくくなることから好ましい。
基材は、二軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましいが、未延伸または少なくとも一方に延伸されたポリエステルフィルムを用いることもできる。強度向上、熱膨張抑制の観点から延伸フィルムであることが好ましい。特に自動車のフロントガラスの合わせガラスに用いられる際には、延伸フィルムであることがより好ましい。
[赤外反射層]
本発明に係る赤外反射層は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニットを少なくとも一つ以上有する。
本明細書において、「高屈折率層」および「低屈折率層」なる用語は、隣接した2層の屈折率差を比較した場合に、屈折率が高いほうの屈折率層を「高屈折率層」とし、屈折率が低いほうの屈折率層を「低屈折率層」とすることを意味する。したがって、「高屈折率層」および「低屈折率層」なる用語は、赤外反射層を構成する各屈折率層において、隣接する2つの屈折率層に着目した場合に、これらの屈折率層が同じ屈折率を有する形態以外のあらゆる形態を含むものである。なお、屈折率差を利用した赤外反射層であっても、後述の屈折率調整剤の選択によっては、赤外吸収能を有することもある。
低屈折率層および高屈折率層の総層数の範囲は、生産性の観点から、好ましくは100層以下、より好ましくは45層以下である。低屈折率層および高屈折率層の総層数の範囲の下限は特に制限されるものではないが、5層以上であることが好ましい。光散乱および反射強度を考慮すると、低屈折率層および高屈折率層の総層数の範囲は、7〜28層であることがさらに好ましい。
高屈折率層は、より高い屈折率が好ましいが、好ましくは1.70〜2.50であり、より好ましくは1.80〜2.20であり、さらに好ましくは1.90〜2.20である。また、低屈折率層は、より低い屈折率が好ましいが、好ましくは1.10〜1.60であり、より好ましくは1.30〜1.55であり、さらに好ましくは1.30〜1.50である。
赤外反射層においては、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を大きく設計することが、少ない層数で赤外反射率を高くすることができる観点から好ましい。低屈折率層および高屈折率層から構成されるユニットの少なくとも1つにおいて、隣接する該高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.2以上であり、さらに好ましくは0.25以上である。赤外反射層が低屈折率層および高屈折率層のユニットを複数有する場合には、全てのユニットにおける低屈折率層と高屈折率層との屈折率差が上記好適な範囲内にあることが好ましい。ただし、赤外反射層の最表層や最下層に関しては、上記好適な範囲外の構成であってもよい。
赤外反射層の膜厚の上限は、屈曲性の観点から、10μm以下であることが好ましく、9μm以下であることがより好ましい。また、赤外反射層の膜厚の下限は特に制限されるものではないが、2μm以上が好ましい。
高屈折率層の1層あたりの膜厚(乾燥後の膜厚)は、50〜300nmであることが好ましく、100〜200nmであることがより好ましい。また、低屈折率層の1層あたりの膜厚(乾燥後の膜厚)は、50〜300nmであることが好ましく、100〜200nmであることがより好ましい。屈折率層の1層あたりの膜厚は、ダイスの押出口におけるフィルム厚さ方向の幅を変更すること、および/または延伸条件により、調節することができる。
(屈折率調整剤(低屈折率層))
低屈折率層に用いられる屈折率調整剤としては、金属酸化物が好ましく、酸化ケイ素がより好ましく、二酸化ケイ素が特に好ましい。二酸化ケイ素の具体的な例として、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカなどが挙げられる。これらのうち、酸性のコロイダルシリカゾルを用いることがより好ましく、水に分散させたコロイダルシリカを用いることが特に好ましい。また、屈折率をより低減させるために、屈折率調整剤として、粒子の内部に空孔を有する中空粒子を用いてもよく、特にシリカ(二酸化ケイ素)の中空粒子が好ましい。また、シリカ以外の公知の金属酸化物粒子も使用することができる。
該金属酸化物(好ましくは二酸化ケイ素)は、粒子状が好ましく、その平均粒径が3〜100nmであることが好ましい。一次粒子の状態で分散された二酸化ケイ素の一次粒子の平均粒径(塗布前の分散液状態での粒径)は、好ましくは3〜50nmであり、より好ましくは3〜40nmであり、さらにより好ましくは3〜20nmであり、特に好ましくは4〜10nmである。また、二次粒子の平均粒径としては、30nm以下であることが、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。
また、金属酸化物粒子の粒径は、体積平均粒径によって求めることもできる。
本発明で用いられるコロイダルシリカは、珪酸ナトリウムの酸等による複分解やイオン交換樹脂層を通過させて得られるシリカゾルを加熱熟成して得られるものであり、例えば、特開昭57−14091号公報、特開昭60−219083号公報、特開昭60−219084号公報、特開昭61−20792号公報、特開昭61−188183号公報、特開昭63−17807号公報、特開平4−93284号公報、特開平5−278324号公報、特開平6−92011号公報、特開平6−183134号公報、特開平6−297830号公報、特開平7−81214号公報、特開平7−101142号公報、特開平7−179029号公報、特開平7−137431号公報、および国際公開第94/26530号などに記載されているものである。
このようなコロイダルシリカは、合成品を用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、日産化学工業株式会社から販売されているスノーテックス(登録商標)シリーズ(スノーテックス(登録商標)OS、OXS、S、OS、20、30、40、O、N、C等)が挙げられる。
コロイダルシリカは、その表面をカチオン変性されたものであってもよく、また、Al、Ca、MgまたはBa等で処理された物であってもよい。
また、金属酸化物粒子として、中空粒子を用いることもできる。中空粒子を用いる場合には、平均粒子空孔径が、3〜70nmであるのが好ましく、5〜50nmがより好ましく、5〜45nmがさらに好ましい。なお、中空粒子の平均粒子空孔径とは、中空粒子の内径の平均値である。中空粒子の平均粒子空孔径は、上記範囲であれば、十分に低屈折率層の屈折率が低屈折率化される。平均粒子空孔径は、電子顕微鏡観察で、円形、楕円形または実質的に円形は楕円形として観察できる空孔径を、ランダムに50個以上観察し、各粒子の空孔径を求め、その数平均値を求めることにより得られる。なお、平均粒子空孔径は、円形、楕円形または実質的に円形もしくは楕円形として観察できる空孔径の外縁を、2本の平行線で挟んだ距離のうち、最小の距離を意味する。
低屈折率層における金属酸化物粒子の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対して、20〜90質量%であることが好ましく、30〜85質量%であることがより好ましく、40〜70質量%であることがさらにより好ましく、45〜65質量%が特に好ましい。20質量%以上であると、所望の屈折率が得られ90質量%以下であると塗布性が良好となり好ましい。
低屈折率層には、金属酸化物以外に、屈折率調整剤として含フッ素ポリマーを用いてもよい。含フッ素ポリマーとしては、フッ素含有不飽和エチレン性単量体成分を主として含有する重合物を挙げることが出来る。
フッ素含有不飽和エチレン性単量体としては、含フッ素アルケン、含フッ素アクリル酸エステル、含フッ素メタクリル酸エステル、含フッ素ビニルエステル、含フッ素ビニルエーテル等を挙げることができ、例えば、特開2013−057969号公報の段落「0181」に記載のフッ素含有不飽和エチレン性単量体を挙げることができる。フッ素含有単量体と共重合し得る単量体としては、例えば、特開2013−057969号公報の段落「0182」に記載の単量体を挙げることができる。
(屈折率調整剤(高屈折率層))
高屈折率層に用いられる屈折率調整剤としては、金属酸化物が好ましい。金属酸化物の例としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第二鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどが挙げられる。中でも、紫外線領域の光を吸収することができるという利点も有することから、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムが好ましく、酸化チタンが特に好ましい。
金属酸化物(好ましくは酸化チタン)は、粒子状が好ましく、その一次平均粒径は30nm以下であることが好ましく、1〜30nmであることがより好ましく、3〜15nmであることがさらに好ましい。一次平均粒径が30nm以下であれば、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。
本発明に係る酸化チタン粒子としては、水系の酸化チタンゾルの表面を変性して分散状態を安定にしたものを用いることが好ましい。
水系の酸化チタンゾルの調製方法としては、従来公知のいずれの方法も用いることができ、例えば、特開昭63−17221号公報、特開平7−819号公報、特開平9−165218号公報、特開平11−43327号公報、特開昭63−17221号公報、特開平7−819号公報、特開平9−165218号公報、特開平11−43327号公報等に記載された事項を参照にすることができる。
また、酸化チタン粒子のその他の製造方法については、例えば、「酸化チタン−物性と応用技術」清野学 p255〜258(2000年)技報堂出版株式会社、または国際公開2007/039953号の段落番号「0011」〜「0023」に記載の工程(2)の方法を参考にすることができる。
さらに、酸化チタン粒子を含めた金属酸化物粒子のその他の製造方法としては、特開2000−053421号公報、特開2000−063119号公報等に記載された事項を参照にすることができる。
さらに、酸化チタン粒子を含ケイ素の水和酸化物で被覆してもよい。ここで、「被覆」とは、酸化チタン粒子の表面の少なくとも一部に、含ケイ素の水和酸化物が付着されている状態を意味する。すなわち、金属酸化物粒子として用いられる酸化チタン粒子の表面が、完全に含ケイ素の水和酸化物で被覆されていてもよく、酸化チタン粒子の表面の一部が含ケイ素の水和酸化物で被覆されていてもよい。被覆された酸化チタン粒子の屈折率が含ケイ素の水和酸化物の被覆量により制御される観点から、酸化チタン粒子の表面の一部が含ケイ素の水和酸化物で被覆されることが好ましい。
含ケイ素の水和酸化物で被覆された酸化チタン粒子の酸化チタンはルチル型であってもアナターゼ型であってもよい。含ケイ素の水和酸化物で被覆された酸化チタン粒子は、含ケイ素の水和酸化物で被覆されたルチル型の酸化チタン粒子がより好ましい。これは、ルチル型の酸化チタン粒子が、アナターゼ型の酸化チタン粒子より光触媒活性が低いため、高屈折率層や隣接した低屈折率層の耐候性が高くなり、さらに屈折率が高くなるという理由からである。
本明細書における「含ケイ素の水和酸化物」とは、無機ケイ素化合物の水和物、有機ケイ素化合物の加水分解物および/または縮合物のいずれでもよいが、本発明の効果を得るためにはシラノール基を有することがより好ましい。
含ケイ素の水和酸化物の被覆量は、好ましくは3〜30質量%、より好ましくは3〜10質量%、さらに好ましくは3〜8質量%であり、特に好ましくは4〜7質量%である。被覆量が30質量%以下であると、高屈折率層の所望の屈折率が得られ、被覆量が3質量%以上であると粒子を安定に形成することができるからである。
酸化チタン粒子を含ケイ素の水和酸化物で被覆する方法としては、従来公知の方法により製造することができ、例えば、特開平10−158015号公報、特開2000−204301号公報、特開2007−246351号公報等に記載された事項を参照することができる。
また、高屈折率層の金属酸化物としては、公知の方法で製造されたコアシェル粒子を用いることもできる。例えば、以下の(i)〜(iv);(i)酸化チタン粒子を含有する水溶液を加熱加水分解し、または酸化チタン粒子を含有する水溶液にアルカリを添加し中和して、平均粒径が1〜30nmの酸化チタンを得た後、モル比で表して酸化チタン粒子/鉱酸が1/0.5〜1/2の範囲になるように、前記酸化チタン粒子と鉱酸とを混合したスラリーを、50℃以上該スラリーの沸点以下の温度で加熱処理し、その後得られた酸化チタン粒子を含むスラリーに、ケイ素の化合物(例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液)を添加し、酸化チタン粒子の表面にケイ素の含水酸化物を析出させて表面処理し、次いで、得られた表面処理された酸化チタン粒子のスラリーから不純物を除去する方法(特開平10−158015号公報);(ii)含水酸化チタンなどの酸化チタンを一塩基酸またはその塩で解膠処理して得られる酸性域のpHで安定した酸化チタンゾルと、分散安定化剤としてのアルキルシリケートを常法により混合し、中性化する方法(特開2000−053421号公報);(iii)過酸化水素および金属スズを、2〜3のH/Snモル比に保持しつつ同時にまたは交互にチタン塩(例えば、四塩化チタン)等の混合物水溶液に添加し、チタンを含む塩基性塩水溶液を生成し、該塩基性塩水溶液を0.1〜100時間かけて50〜100℃の温度で保持して酸化チタンを含む複合体コロイドの凝集体を生成させ、次いで、該凝集体スラリー中の電解質を除去し、酸化チタンを含む複合体コロイド粒子の安定な水性ゾルを製造する;ケイ酸塩(例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液)等を含有する水溶液を調製し、水溶液中に存在する陽イオンを除去することで、二酸化ケイ素を含む複合体コロイド粒子の安定な水性ゾルが製造する;得られた酸化チタンを含む複合体水性ゾルを金属酸化物TiOに換算して100質量部と、得られた二酸化ケイ素を含む複合体水性ゾルを金属酸化物SiOに換算して2〜100質量部とを混合し、陰イオンを除去後、80℃で1時間加熱熟成する方法(特開2000−063119号公報);(iv)含水チタン酸のゲルまたはゾルに過酸化水素を加えて含水チタン酸を溶解し、得られたペルオキソチタン酸水溶液に、ケイ素化合物等を添加し加熱し、ルチル型構造をとる複合固溶体酸化物からなるコア粒子の分散液が得られ、次いで、該コア粒子の分散液にケイ素化合物等を添加した後、加熱しコア粒子表面に被覆層を形成し、複合酸化物粒子が分散されたゾルを得て、さらに、加熱する方法(特開2000−204301号公報);(v)含水酸化チタンを解膠して得られた酸化チタンのヒドロゾルに、安定剤としてのオルガノアルコキシシラン(R SiX4−n)または過酸化水素および脂肪族もしくは芳香族ヒドロキシカルボン酸から選ばれた化合物を添加し、溶液のpHを3以上9未満へ調節し熟成させた後に脱塩処理を行う方法(特許第4550753号公報);で製造されたコアシェル粒子が挙げられる。
上記コアシェル粒子は、コアである酸化チタン粒子の表面全体を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよく、また、コアである酸化チタン粒子の表面の一部を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよい。
さらに、本発明で用いられる高屈折率層の金属酸化物は、単分散であることが好ましい。ここでいう単分散とは、下記式で求められる単分散度が40%以下であることをいう。この単分散度は、さらに好ましくは30%以下であり、特に好ましくは0.1〜20%である。
高屈折率層における金属酸化物の含有量としては、高屈折率層の固形分100質量%に対して、15〜90質量%であることが好ましく、20〜85質量%であることがより好ましく、30〜85質量%であることが反射率向上の観点から、さらに好ましい。なかでも、55〜80質量%が特に好ましい。
(バインダー樹脂)
本発明に係る赤外反射層の低屈折率層および高屈折率層は、屈折率調整剤以外に好ましくはバインダー樹脂を含む。両層で用いるバインダー樹脂は、同一の種類でも異なる種類でもよい。バインダー樹脂は、水溶性、非水溶性のいずれでもよい。非水溶性バインダー樹脂の例としては、ポリエステル類などが挙げられる。水溶性バインダー樹脂の例としては、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、若しくはアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、もしくはスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体などのスチレンアクリル酸樹脂、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、スチレン−2−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、スチレン−2−ヒドロキシエチルアクリレート−スチレンスルホン酸カリウム共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体などの酢酸ビニル系共重合体およびそれらの塩などの合成水溶性樹脂;ゼラチン、増粘多糖類などの天然水溶性樹脂などが挙げられる。これらの中で、特に好ましい例としては、製造時のハンドリングと膜の柔軟性の点から、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類およびそれを含有する共重合体、ゼラチン、増粘多糖類(特にセルロース類)が挙げられ、中でも、光学特性の観点から、低屈折率層および高屈折率層のバインダー樹脂がともにポリビニルアルコールであることがより好ましい。これらのバインダー樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用して用いてもよい。
本発明で用いられるポリビニルアルコールは、合成品を用いてもよいし市販品を用いてもよい。ポリビニルアルコールとして用いられる市販品の例としては、例えば、PVA−102、PVA−103、PVA−105、PVA−110、PVA−117、PVA−120、PVA−124、PVA−203、PVA−205、PVA−210、PVA−217、PVA−220、PVA−224、PVA−235(以上、株式会社クラレ製)、JC−25、JC−33、JF−03、JF−04、JF−05、JP−03、JP−04JP−05、JP−45(以上、日本酢ビ・ポバール株式会社製)等が挙げられる。
本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、変性ポリビニルアルコールも含まれる。変性ポリビニルアルコールとしては、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、ノニオン変性ポリビニルアルコール、ビニルアルコール系ポリマーが挙げられる。
酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは、平均重合度が1,000以上のものが好ましく用いられ、特に平均重合度が1,500〜5,000のものが好ましく用いられる。また、ケン化度は、70〜100mol%のものが好ましく、80〜99.5mol%のものが特に好ましい。
ここで、重合度とは粘度平均重合度を指し、JIS K6726:1994に準じて測定され、PVAを完全に再ケン化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](dl/g)から次式により求められるものである。
カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開昭61−10483号公報に記載されているような、第一〜三級アミノ基や第四級アンモニウム基を上記ポリビニルアルコールの主鎖または側鎖中に有するポリビニルアルコールであり、カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体と酢酸ビニルとの共重合体をケン化することにより得られる。
アニオン変性ポリビニルアルコールは、例えば、特開平1−206088号公報に記載されているようなアニオン性基を有するポリビニルアルコール、特開昭61−237681号公報および同63−307979号公報に記載されているような、ビニルアルコールと水溶性基を有するビニル化合物との共重合体および特開平7−285265号公報に記載されているような水溶性基を有する変性ポリビニルアルコールが挙げられる。
また、ノニオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開平7−9758号公報に記載されているようなポリアルキレンオキサイド基をビニルアルコールの一部に付加したポリビニルアルコール誘導体、特開平8−25795号公報に記載されている疎水性基を有するビニル化合物とビニルアルコールとのブロック共重合体、シラノール基を有するシラノール変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基やカルボニル基、カルボキシル基などの反応性基を有する反応性基変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。またビニルアルコール系ポリマーとして、エクセバール(商品名:株式会社クラレ製)やニチゴーGポリマー(商品名:日本合成化学工業株式会社製)などが挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど2種類以上を併用することもできる。
本発明に適用可能なゼラチンとしては、石灰処理ゼラチンのほか、酸処理ゼラチンを使用してもよく、さらにゼラチンの加水分解物、ゼラチンの酵素分解物を用いることもできる。
本発明で用いることのできる増粘多糖類としては、例えば、一般に知られている天然単純多糖類、天然複合多糖類、合成単純多糖類及び合成複合多糖類に挙げることができ、これら多糖類の詳細については、「生化学事典(第2版),東京化学同人出版」、「食品工業」第31巻(1988)21頁等を参照することができる。
水溶性バインダー樹脂の場合、バインダー樹脂の質量平均分子量は、1,000以上200,000以下が好ましく、10,000以上200,000以下がさらに好ましく、40,000以上150,000以下がさらにより好ましい。本明細書において、質量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて下記測定条件下で測定することができる。
溶媒:0.2M NaNO、NaHPO、pH7
カラム:Shodex Column Ohpak SB−802.5 HQ、8×300mmとShodex Column Ohpak SB−805 HQ、8×300mmの組み合わせ
カラム温度:45℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RID−10A(株式会社島津製作所製)
ポンプ:LC−20AD(株式会社島津製作所製)
流量:1ml/min
校正曲線:ShodexスタンダードGFC(水系GPC)カラム用Standard P−82 標準物質プルランによる校正曲線を使用
また、高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均ケン化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均ケン化度とが、異なっていてもよい。
ポリビニルアルコールなどの水溶性バインダー樹脂では、水系塗布が可能となる。水系塗布の場合、通常、低屈折率層および高屈折率層を形成し得るそれぞれの塗布液を用い、前記各塗布液を逐次塗布または同時重層塗布によって高屈折率層と低屈折率層とを積層することによって製造される。しかしながら、重層塗布で得られる塗膜は、隣接する層間での混合や界面の乱れ(凹凸)が発生しがちである。逐次重層塗布の場合は、上層の塗布液を塗布した際に、形成された下層が再溶解し、上層および下層の液同士が混合し、隣接する層間での混合や界面の乱れ(凹凸)が発生する場合がある。また、同時重層塗布で得られる塗膜は、未乾燥の液状態で重ねられるために、隣接する層間での混合や界面の乱れ(凹凸)がより発生してしまう。
高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均ケン化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均ケン化度とを異なる構成とすることにより、反射特性がさらに向上する。このような効果は、層間混合が抑制された結果であると考えられる。ケン化度の異なるポリビニルアルコール樹脂を用いることによって、高屈折率層と低屈折率層とが未乾燥の液状態で重ねられた際に各層が多少混合したとしても、乾燥過程で溶媒である水が揮発して濃縮されるとケン化度の異なるポリビニルアルコール樹脂同士が相分離を起こし、各層の界面の面積を最小にしようとする力が働くようになるため、層間混合が抑制され界面の乱れも小さくなると推定される。層間混合が抑制されれば、所望の波長の光反射性に優れたものとなり、また、フィルムのヘイズも低下すると考えられる。
ただし、上記メカニズムは推定であり、本発明は上記メカニズムに何ら制限されるものではない。
各屈折率層中のポリビニルアルコールの平均ケン化度は、屈折率層中の含有質量比を考慮して求められる。すなわち、平均ケン化度=Σ(各ポリビニルアルコールのケン化度(mol%)×各ポリビニルアルコールの各屈折率層中の含有質量(%)/100質量(%))となる。例えば、屈折率層がポリビニルアルコールA(屈折率層中の含有質量比(各ポリビニルアルコールの各屈折率層中の含有質量(%)/100質量(%)):Wa、ケン化度:Sa(mol%))、ポリビニルアルコールB(屈折率層中の含有質量比:Wb、ケン化度:Sb(mol%))、ポリビニルアルコールC(屈折率層中の含有質量比:Wc、ケン化度:Sc(mol%))を含む場合、平均ケン化度=(Wa×Sa+Wb×Sb+Wc×Sc/(Wa+Wb+Wc)となる。
低屈折率層および高屈折率層中の水溶性バインダー樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、各屈折率層の全質量(固形分)に対し、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは10〜50質量%であり、さらにより好ましくは20〜45質量%である。
(硬化剤)
本発明に係る赤外反射層に水溶性バインダー樹脂を使用する場合、水溶性バインダー樹脂を硬化させるため、硬化剤を使用してもよい。本発明に適用可能な硬化剤としては、水溶性バインダー樹脂と硬化反応を起こすものであれば特に制限はない。
水溶性バインダー樹脂がポリビニルアルコールの場合には、用いることのできる硬化剤としては、ポリビニルアルコールと硬化反応を起こすものであれば特に制限はないが、ホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂からなる群から選択されることが好ましい。ホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂以外にも公知のものが使用でき、一般的にはポリビニルアルコールと反応し得る基を有する化合物あるいはポリビニルアルコールが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物であり、適宜選択して用いられる。硬化剤の具体例としては、例えば、エポキシ系硬化剤(ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジグリシジルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系硬化剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬化剤(2,4−ジクロロ−4−ヒドロキシ−1,3,5,−s−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(1,3,5−トリスアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミニウム明礬等が挙げられる。
ホウ酸またはホウ酸塩とは、硼素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことをいい、具体的には、オルトホウ酸、二ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸および八ホウ酸およびそれらの塩が挙げられる。
ホウ砂とは、Na(OH)・8HO(四ホウ酸ナトリウム Naの十水和物)で表される鉱物である。
硬化剤としてのホウ素原子を有するホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂は、単独の水溶液でも、また、2種以上を混合して使用しても良い。ホウ酸の水溶液またはホウ酸とホウ砂の混合水溶液が好ましい。ホウ酸とホウ砂の水溶液は、それぞれ比較的希薄水溶液でしか添加することができないが、両者を混合することで濃厚な水溶液にすることができ、塗布液を濃縮化することができる。また、添加する水溶液のpHを比較的自由にコントロールすることができる。
本発明では、ホウ酸およびその塩ならびに/またはホウ砂を用いることが本発明の効果を得るためには好ましい。ホウ酸およびその塩ならびに/またはホウ砂を用いた場合には、好ましい赤外遮蔽特性がより達成されうる。特に、高屈折率層と低屈折率層の多層重層をコーターで塗布後、一旦塗膜の膜面温度を15℃程度に冷やした後、膜面を乾燥させるセット系塗布プロセスを用いた場合には、より好ましく効果を発現することができる。
上記硬化剤の総使用量は、ポリビニルアルコール系樹脂1gあたり1〜600mgが好ましく、20〜200mgがより好ましく、20〜100mgがさらにより好ましい。
(高分子分散剤)
低屈折率層および高屈折率層は、塗布液の分散安定性の観点から高分子分散剤を含有してもよい。高分子分散剤とは、質量平均分子量が10,000以上の高分子の分散剤を指す。好適には、側鎖または末端に水酸基が置換された高分子であり、例えばポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドのようなアクリル系の高分子で2−エチルヘキシルアクリレートが共重合されたもの、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのようなポリエーテル、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。高分子分散剤は市販品を用いてもよく、かような高分子分散剤としては、マリアリム(登録商標)AKM−0531(日油株式会社製)などが挙げられる。高分子分散剤の含有量は、屈折率層に対して固形分換算で0.1〜10質量%であることが好ましい。
(エマルジョン樹脂)
低屈折率層および高屈折率層は、エマルジョン樹脂をさらに含有していてもよい。エマルジョン樹脂を含むことにより、膜の柔軟性がより高くなりガラスへの貼りつけ等の加工性がよくなる。
具体的には、エマルジョン樹脂としては、特開2013−148849号公報の段落「0121」〜「0124」に記載の材料を用いることができる。
(その他の添加剤)
本発明に係る低屈折率層および高屈折率層は、必要に応じて各種の添加剤を含有させることが出来る。例えば、特開昭57−74193号公報、同57−87988号公報、および同62−261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号公報、同57−87989号公報、同60−72785号公報、同61−146591号公報、特開平1−95091号公報および同3−13376号公報等に記載されている退色防止剤、アニオン、カチオンまたはノニオンの各種界面活性剤、特開昭59−42993号公報、同59−52689号公報、同62−280069号公報、同61−242871号公報および特開平4−219266号公報等に記載されている蛍光増白剤、硫酸、リン酸、酢酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のpH調整剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、帯電防止剤、マット剤等の公知の各種添加剤を含有していてもよい。
[赤外吸収層]
本発明に係る赤外吸収層は、赤外吸収剤としてタングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種((複合)タングステン酸化物)ならびにバインダーを含有する層である。(複合)タングステン酸化物は赤外吸収能を有することから、前記塗布液から形成された赤外吸収層は、赤外線の透過を遮断する機能を有する。
赤外吸収層の厚さは特に制限されないが、好ましくは1〜10μmであり、より好ましくは1.5〜8μmである。厚さを1μm以上とすることによって、赤外吸収層は十分な赤外遮蔽性を発現できる。一方、厚さを10μm以下とすることによって、応力による赤外吸収層のクラック発生を防ぐことができる。
((複合)タングステン酸化物)
本発明の赤外吸収層に用いられる(複合)タングステン酸化物は、一般式:Wで示され、特開2013−64042号公報や特開2010−215451号公報に記載されるのと同様のものが使用できる。上記一般式中、Wは、タングステンを表す。Oは、酸素を表す。y及びzは、タングステンと酸素との組成(タングステンに対する酸素の組成、z/y)であり、一般的に3未満(z/y<3)の関係を満たすものを用いる。また、タングステンと酸素との組成は2超過3未満(2<z/y<3)の関係を満たことがより好ましく、2.2〜2.999(2.2≦z/y≦2.999)の関係を満たすことがさらに好ましい。このようなz/y比であれば、材料として化学的に安定であり、高い赤外吸収能を発揮できる上、必要量の自由電子が生成され効率よい赤外吸収材料となり得る。
また、(複合)タングステン酸化物の組成は、特に制限されないが、安定性の観点から、一般式:一般に、Mで表される酸化物であることが好ましく、特開2013−64042号公報や特開2010−215451号公報に記載されるのと同様のものが使用できる。上記一般式中、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iのうちから選択される1種類以上の元素を表す。Wは、タングステンを表す。Oは、酸素を表す。x、y及びzは、一般的にタングステンとMとの組成(タングステンに対するMの組成、x/y)が、0<x/y≦1を満たし、タングステンと酸素との組成(タングステンに対する酸素の組成、z/y)が、2<z/y≦3を満たすものを用いる。また、タングステンとMとの組成(タングステンに対するMの組成、x/y)が0.001≦x/y≦1の関係を満たし、タングステンと酸素との組成(タングステンに対する酸素の組成、z/y)が2.2≦z/y≦3の関係を満たすことが好ましく、0.2≦x/y≦0.5かつ2.45≦z/y≦3の関係を満たすことがより好ましく、0.31≦x/y≦0.35かつ0.27≦z/y≦3の関係を満たすことがさらに好ましい。ここで、アルカリ金属は、水素を除く周期表第1族元素であり、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランジウムである。アルカリ土類金属は、周期表第2族元素であり、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムである。希土類元素は、Sc、Y及びランタノイド元素(57番のランタンから71番のルテチウムまでの元素)である。特に、赤外吸収材料としての光学特性、耐候性向上効果の観点から、M元素が、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Snのうちの1種類以上であるものが好ましく、M元素がCsまたはRbであるものがさらに好ましく、M元素がCsであるCsで表されるセシウム含有複合タングステン酸化物であることが特に好ましい。
本発明の一形態において用いることができる(複合)タングステン酸化物としては、特に制限されないが、例えば、Cs0.33WO、Rb0.33WO等が挙げられる。なかでも、セシウム含有複合タングステン酸化物であるCs0.33WOを用いることが特に好ましい。すなわち、本発明では、(複合)タングステン酸化物がセシウムドープ酸化タングステンであることが好ましい。
(複合)タングステン酸化物等の形状は、特に制限されず、粒子状、球状、棒状、針状、板状、柱状、不定形状、燐片状、紡錘状など任意の構造をとりうるが、好ましくは粒子状である。また、(複合)タングステン酸化物等の大きさも特に制限されないが、(複合)タングステン酸化物等が粒子状である場合には、(複合)タングステン酸化物等粒子の平均粒径(平均一次粒子径、直径)は、可視光の反射を抑制しつつ、熱線吸収効果を確保できること、また散乱によるヘイズの劣化が生じず、透明性を確保できることから、5〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであることがより好ましい。上記平均粒径は、粒子そのものあるいは屈折率層の断面や表面に現れた粒子を電子顕微鏡で観察し、1,000個の任意の粒子の粒径を測定し、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで個々の粒子の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。
また、これらの具体的な商品名としては、セシウムドープ酸化タングステン系としてCWO分散液(YMF−02A、住友金属鉱山社製)等が挙げられる。
赤外遮蔽体の透明性、耐久性、遮熱性を両立する観点から、赤外吸収層中における(複合)タングステン酸化物の含有割合は、15〜30質量%であることが好ましい。
(バインダー)
本発明に係る赤外吸収層はバインダーを含むが、好ましくは紫外線硬化型のバインダーを含む。紫外線硬化型のバインダーの例としては、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂が好ましい。
紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、またはプレポリマーを反応させて得られた生成物にさらに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭59−151110号公報に記載の、ユニディック17−806(大日本インキ(株)製)100部とコロネートL(日本ポリウレタン(株)製)1部との混合物等が好ましく用いられる。紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂としては、市販品を用いてもよく、市販品としては、ビームセット(登録商標)575、577(荒川化学工業株式会社製)、紫光(登録商標)UVシリーズ(日本合成化学工業株式会社製)などを挙げることができる。
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させることにより形成されるものを挙げることができ、特開昭59−151112号公報に記載のものを用いることができる。
紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光重合開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平1−105738号公報に記載のものを用いることができる。
紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂としては、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂としては、市販品を用いてもよく、市販品としては、サートマーSR295、SR399(サートマー社製)、アロニックス(登録商標)シリーズ(東亞合成化学工業社製)などを挙げることができる。
また、上記紫外線硬化性樹脂に加えて、紫外線硬化性モノマーとして、(メタ)アクリル変性シリコーン化合物を含んでもよい。ここで「(メタ)アクリル変性シリコーン化合物」とは、シリコーン骨格の側鎖や末端などの任意(好ましくは末端(片末端または両末端)、より好ましくは両末端)の位置に(メタ)アクリル基が導入されてなる化合物であり、この化合物自体としては従来公知のものが適宜用いられうる。(メタ)アクリル変性シリコーン化合物の具体例としては、TEGORad2010/Rad2011(EVONIC社製)、SQ100/SQ200(トクシキ社製)、CN990/CN9800(サートマー社製)、EBECRYL350(ダイセル・オルネックス社製)、X−22−2445/X−22−1602(両末端アクリレートシリコン)、X−22−164/X−22−164AS/X−22−164A/X−22−164B/X−22−164C/X−22−164E(両末端メタクリレートシリコン)、X−22−174ASX/X−22−174BX/KF−2012/X−22−2426/X−22−2475(片末端メタクリレートシリコン)(以上、信越化学工業社製)、BYK UV−3500/BYK UV−3570(ビックケミー・ジャパン社製)などが挙げられる。また、(メタ)アクリルオキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、[(メタ)アクリルオキシプロピル]メチルシロキサン、[(メタ)アクリルオキシプロピル]メチルシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体等も用いられうる。なお、これらの化合物の(メタ)アクリル基の末端にメチル基が導入されているものも使用できる。1分子中の官能基数は2つ以上が好ましいが官能基数が1つのものでもかまわない。官能基当量は100〜1000が好ましい範囲であり、この範囲であれば、得られた赤外吸収層のタック性および硬化物の耐熱性が良好になる。
赤外吸収層に含まれる(メタ)アクリル変性シリコーン化合物の含有量は、例えば、0.001〜3質量%である。(メタ)アクリル変性シリコーン化合物の含有量が0.001質量%以上であれば、はじき・凹みなどの塗布欠陥に起因するクラックの発生や耐擦傷性の低下を十分に抑制することができる。一方、(メタ)アクリル変性シリコーン化合物の含有量が3質量%以下であれば、やはり赤外吸収層が割れにくく、クラックの発生も抑えられる。なお、赤外吸収層に含まれる(メタ)アクリル変性シリコーン化合物の含有量は、より好ましくは0.01〜1質量%であり、さらに好ましくは0.03〜0.5質量%である。
以上、バインダーが紫外線硬化型のバインダーを含む場合について詳細に説明したが、本発明においては、紫外線硬化型以外のバインダー(例えば、熱硬化型、湿気硬化型、自硬化型のバインダーなど)が、赤外吸収層に含まれてもよい。
(重合開始剤)
本発明に係る赤外吸収層を活性エネルギー線照射(好ましくは紫外線照射)により硬化して作製する場合、光重合開始剤を用いることによって、塗膜の硬化反応を短時間で行うことができる。
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパノン−1、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)チタニウム、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1,2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。
光重合開始剤を用いる場合、光硬化性を向上させるために公知の各種染料や増感剤を添加することも可能である。
また、本発明に係る赤外吸収層を加熱により硬化して作製する場合、熱重合開始剤を用いることによって、塗膜の硬化反応を短時間で行うことができる。
上記熱重合開始剤としては、特に限定されず、熱により分解し、重合硬化を開始する活性ラジカルを発生するものが挙げられる。例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエール、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等を使用することができる。また、熱重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、パーブチルD、パーブチルH、パーブチルP、パーメンタH(いずれも日油株式会社製)等が好適に用いられる。これらの熱重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
さらに、硬化促進のため、上記の光重合開始剤と熱重合開始剤は併用されても良い。この場合、光硬化の後に加熱することにより赤外吸収層の硬化をさらに促進することが期待できる。
重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、硬化性成分の総量に対し、好ましくは0.1〜30質量%であり、より好ましくは0.3〜10質量%であり、さらにより好ましくは0.4〜3質量%である。当該含有量が0.1質量%以上、30質量%以下であると、適度な硬度を持つ赤外吸収層を形成できる。
(その他の添加剤)
赤外吸収層用塗布液は、必要に応じて、(複合)タングステン酸化物以外の赤外遮蔽性金属化合物、および各種添加剤等の任意成分を含んでもよい。添加剤としては、水素イオン捕捉剤、金属石鹸、レベリング性、撥水性、滑り性等を付与するための界面活性剤;紫外線照射による硬化性を向上させるための、染料、顔料、増感剤等が挙げられる。
(複合)タングステン酸化物以外の赤外遮蔽性金属酸化物としては、特に制限されないが、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛(AZO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、インジウムドープ酸化錫(ITO)が挙げられる。また、これらの具体的な商品名としては、たとえば、酸化亜鉛系として、セルナックス(登録商標)シリーズ(日産化学工業株式会社製)、パゼットシリーズ(ハクスイテック株式会社製);酸化錫系として、ATO分散液(SR35M Advanced Nano Products社製)、ITO分散液(三菱マテリアル電子化成株式会社製)、KHシリーズ(住友金属鉱山株式会社製)等が挙げられる。
水素イオン捕捉剤は、バインダーに存在するカルボン酸またはカルボキシラートの加水分解によって生じる水素イオンを捕捉することで、赤外吸収層中の水素イオンの上昇を抑制し、赤外遮蔽体のヘイズの経持的な上昇を抑制する。水素イオン捕捉剤の種類としては、特に制限されないが、好ましくは塩基性含窒素化合物である。塩基性含窒素化合物としては、特に制限されないが、2,4,6−トリメチルピリジン、ピリジン等の複素環化合物、アミン化合物、オキシム化合物、およびイミン化合物などが挙げられる。これらのうち、アミン化合物、オキシム化合物、およびイミン化合物が好ましい。すなわち、塩基性含窒素化合物が、アミン化合物、オキシム化合物、およびイミン化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物であることが好ましい。なお、上記塩基性含窒素化合物は、単独で使用されても、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
また、金属石鹸は塗布液乾燥剤として機能する。金属石鹸の種類として、特に制限はなく、たとえばオクチル酸金属石鹸、および脂肪酸金属石鹸等が挙げられる。また、これらの具体的な商品名としては、たとえば東栄化工株式会社製のヘキソエートコバルト8%、ヘキソエート亜鉛15%、ヘキソエートジルコニウム12%、ヘキソエートマンガン6%、ヘキソエートコバルト8%等が挙げられる。金属石鹸は、赤外吸収層用塗布液の溶媒を除いた成分の総質量に対して0.1質量%以上10質量%以下含むことが好ましい。
また、前記の界面活性剤の種類として、特に制限はなく、フッ素系界面活性剤、アクリル系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を用いることができる。特に塗布液のレベリング性、撥水性、滑り性という観点で、フッ素系界面活性剤を用いることが好ましい。フッ素系界面活性剤の例としては、例えば、DIC株式会社製のメガファック(登録商標)Fシリーズ(F−430、F−477、F−552〜F−559、F−561、F−562等)、DIC株式会社製のメガファック(登録商標)RSシリーズ(RS−76−E等)、AGCセイミケミカル株式会社製のサーフロン(登録商標)シリーズ、OMNOVA SOLUTIONS社製のPOLYFOXシリーズ、株式会社T&K TOKAのZXシリーズ、ダイキン工業株式会社製のオプツール(登録商標)シリーズ、(株)ネオス製のフタージェント(登録商標)シリーズ(602A、650A等)等の市販品を使用することができる。アクリル系界面活性剤としては、ポリフローシリーズ(共栄社化学株式会社製)、ニューコールシリーズ(日本乳化剤株式会社製)、BYK(登録商標)−354(ビックケミー・ジャパン社製)が挙げられる。シリコーン系界面活性剤としては、BYK(登録商標)−345、BYK(登録商標)−347、BYK(登録商標)−348、BYK(登録商標)−349(ビックケミー・ジャパン社製)が挙げられる。界面活性剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。界面活性剤は、赤外吸収層用塗布液の溶媒を除いた成分の総質量に対して0.01質量%以上1質量%以下含むことが好ましい。
<中間膜>
本発明において、赤外遮蔽フィルムを挟持する一対の中間膜は、赤外遮蔽フィルムとガラス板とを張り合わせる接着性能を有する膜であればいずれの膜も用いることができるが、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。一対の中間膜は、同じ種類であっても異なる種類であってもよい。熱可塑性樹脂の例としては、エチレン−ビニルアセテート共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)が挙げられ、中でもPVBが好ましい。また、各中間膜において、可視光透過率を阻害しない範囲で、各種の赤外線を吸収する微粒子または紫外線吸収剤などを含ませたり、色素を混入して着色したりして、日射透過率を75%以上とすることがより好ましい。
赤外線を吸収する微粒子としては、例えば、Ag、Al、Tiなどの金属微粒子、金属窒化物、金属酸化物の微粒子、また、ITO、ATO、アルミニウム亜鉛複合酸化物(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、インジウム亜鉛複合酸化物(IZO)などの導電性透明金属酸化物微粒子があり、これらの中から1種以上を選択して、中間膜に含有させ、断熱性能を向上させることができる。特に、ITO、ATO、AZO、GZO、IZOなどの導電性透明金属酸化物微粒子が好ましい。
<ガラス板>
本発明において、赤外遮蔽フィルムおよび一対の中間膜を挟持する一対のガラス板の種類は特に限定されるものではなく、用途に要求される光透過性能や断熱性能によって選択すればよく、無機ガラス板、有機ガラス板、有機無機ハイブリッドガラス板のいずれであってもよい。無機ガラス板としては特に限定されるものではなく、フロートガラス板、磨きガラス板、型ガラス板、網入りガラス板、線入りガラス板、熱線吸収ガラス板、着色ガラス板などの各種無機ガラス板などが挙げられる。有機ガラス板としては、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、などからなるガラス板などが挙げられる。これらの有機ガラス板は、上記樹脂からなるシート形状のものを複数積層してなる積層体であってもよい。有機無機ハイブリッドガラス板としては、エポキシ樹脂などの樹脂中にシリカを分散させたハイブリッドガラス板などが挙げられる。ガラス板の色についても、透明ガラス板に限らず車両等に用いられる汎用の緑色、茶色、青色等の様々な色のガラス板を用いることができる。ガラス板は同一の種類であってもよく、2種以上併用してもよい。
ガラス板の厚さは、強度および可視光域の赤外光の透過性を考慮して、1〜10mm程度であることが好ましい。曲面形状のガラス板は、ガラス板の曲率半径が0.5〜2.0mであることが好ましい。ガラス板の曲率半径がこの範囲であれば、赤外遮蔽フィルムがガラスの曲面形状に沿うことができる。
<<製造方法>>
<赤外遮蔽フィルムの製造方法>
本発明に係る赤外遮蔽フィルムの製造方法の一例として、基材の一方の面に赤外反射層用塗布液を直接塗布・乾燥して赤外反射層を作製し、基材の他方の面に赤外吸収層用塗布液を直接塗布・硬化して赤外吸収層を作製する方法を以下に示すが、特にこれに制限されない。
[赤外反射層の製造方法]
赤外反射層は、湿式法、乾式法(スパッタリングや蒸着など)、およびそれらの併用のいずれで作製してもよいが、製造コストや大面積化の観点から、湿式法で作製することが好ましい。
湿式法の場合、塗布方法は、特に制限されず、例えば、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、スライド型カーテン塗布法、または米国特許第2,761,419号明細書、米国特許第2,761,791号明細書などに記載のスライドホッパー塗布法、エクストルージョンコート法などが挙げられる。また、複数の層を重層塗布する方式としては、逐次重層塗布でもよいし同時重層塗布でもよいが、生産性が向上することから、同時重層塗布であることが好ましい。
以下、本発明の好ましい製造方法(塗布方法)であるスライドホッパー塗布法による同時重層塗布について詳細に説明する。
(溶媒)
低屈折率層用塗布液および高屈折率層用塗布液を調製するための溶媒は、特に制限されないが、水、有機溶媒、またはその混合溶媒が好ましい。
前記有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類、ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類などが挙げられる。これら有機溶媒は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。
環境面、操作の簡便性などから、塗布液の溶媒としては、特に水、または水とメタノール、エタノール、もしくは酢酸エチルとの混合溶媒が好ましい。
(塗布液の濃度)
高屈折率層用塗布液中のバインダー樹脂の濃度は、1〜10質量%であることが好ましい。また、高屈折率層用塗布液中の屈折率調整剤の濃度は、1〜50質量%であることが好ましい。
低屈折率層用塗布液中のバインダー樹脂の濃度は、1〜10質量%であることが好ましい。また、低屈折率層用塗布液中の屈折率調整剤の濃度は、1〜50質量%であることが好ましい。
(塗布液の調製方法)
高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の調製方法は、特に制限されず、例えば、バインダー樹脂、屈折率調整剤、および必要に応じて添加されるその他の添加剤を添加し、攪拌混合する方法が挙げられる。この際、バインダー樹脂、屈折率調整剤、および必要に応じて用いられるその他の添加剤の添加順も特に制限されず、攪拌しながら各成分を順次添加し混合してもよいし、攪拌しながら一度に添加し混合してもよい。必要に応じて、さらに溶媒を用いて、適当な粘度に調製される。
(塗布液の粘度)
スライドホッパー塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の40〜45℃における粘度は、5〜150mPa・sの範囲が好ましく、10〜100mPa・sの範囲がより好ましい。また、スライド型カーテン塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の40〜45℃における粘度は、5〜1200mPa・sの範囲が好ましく、25〜500mPa・sの範囲がより好ましい。
また、高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の15℃における粘度は、100mPa・s以上が好ましく、100〜30,000mPa・sがより好ましく、3,000〜30,000mPa・sがさらに好ましく、10,000〜30,000mPa・sが特に好ましい。
(塗布および乾燥方法)
塗布および乾燥方法は、特に制限されないが、高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液を30℃以上に加温して、基材上に高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の同時重層塗布を行った後、形成した塗膜の温度を好ましくは1〜15℃に一旦冷却し(セット)、その後10℃以上で乾燥することが好ましい。好ましくは、湿球温度が5〜50℃、膜面温度が10〜50℃の範囲であり、たとえば40〜85℃の温風を吹き付けて乾燥する。また、塗布直後の冷却方式としては、形成された塗膜の均一性向上の観点から、水平セット方式で行うことが好ましい。
高屈折率層用塗布液および低屈折率層用塗布液の塗布厚は、上記赤外反射層の項で示したような好ましい乾燥時の膜厚となるように塗布すればよい。
ここで、前記セットとは、冷風等を塗膜に当てて温度を下げるなどの手段により、塗膜組成物の粘度を高め各層間および各層内の物質の流動性を低下させる工程のことを意味する。冷風を塗布膜に表面から当てて、塗布膜の表面に指を押し付けたときに指に何もつかなくなった状態を、セット完了の状態と定義する。
塗布した後、冷風を当ててからセットが完了するまでの時間(セット時間)は、5分以内であることが好ましい。また、下限の時間は特に制限されないが、45秒以上の時間をとることが好ましい。セット時間が上記の範囲であれば、層中の成分の混合が十分となり、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が十分となる。
セット時間の調整は、バインダー樹脂の濃度や屈折率調整剤の濃度を調整したり、ゼラチン、ペクチン、寒天、カラギーナン、ゲランガム等の各種公知のゲル化剤など、他の成分を添加したりすることにより調整することができる。
冷風の温度は、0〜25℃であることが好ましく、5〜10℃であることがより好ましい。また、塗膜が冷風に晒される時間は、塗膜の搬送速度にもよるが、10〜120秒であることが好ましい。
[赤外吸収層の製造方法]
赤外吸収層は、上述した構成成分を含む赤外吸収層用塗布液を、基材などの表面に塗布することによって形成される。また、上記塗布液に含まれるバインダーが光や熱によって硬化する硬化性樹脂を含む場合には、紫外線、電子線などの活性エネルギー線照射、加熱、触媒などにより、好ましくは紫外線照射により塗膜を硬化させることによって、赤外吸収層が形成される。以下、紫外線照射によって塗膜を硬化させる場合を例に挙げて、赤外吸収層の製造方法を説明する。
(溶媒)
赤外吸収層用塗布液を調製するための溶媒は、特に制限されないが、水、有機溶媒、またはその混合溶媒が好ましい。
前記有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、シクロヘキサノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、グリコールエーテル類などが挙げられる。これら有機溶媒は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。
赤外吸収層用塗布液における溶媒の含有量は、特に制限されないが、一般的には、塗布液の総質量に対して10〜80質量%程度であり、より好ましくは15〜60質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%である。
(塗布液の調製方法)
赤外吸収層用塗布液は、上記の各成分を混合することによって調整される。添加順序、添加方法は特に限定されず、攪拌しながら各成分を順次添加し混合してもよいし、攪拌しながら一度に添加し混合してもよい。
赤外吸収層用塗布液を調製する際、(複合)タングステン酸化物固形分とそれ以外の成分の固形分との配合比(重量比)を調節することによって、硬化後の赤外吸収層中における(複合)タングステン酸化物の含有割合(質量%)を容易に制御することができる。たとえば、硬化後の赤外吸収層中における(複合)タングステン酸化物含量を15〜30質量%の範囲に制御するためには、(複合)タングステン酸化物の固形分とそれ以外の固形分との質量比率が1:6.0〜1:2.6となるよう各成分を配合することが好ましい。
(塗布および硬化方法)
赤外吸収層用塗布液を塗布する方法については、特に制限はなく、公知の手法、例えば、ワイヤーバーによるコーティング、スピンコーティング、ディップコーティングなどの手法が採用されうる。また、ダイコーター、グラビアコーター、コンマコーターなどの連続塗布装置でも塗布することが可能である。
塗布後の乾燥条件としては、特に制限されない。例えば、乾燥温度は、70〜110℃であることが好ましい。また、乾燥時間は、30秒〜5分であることが好ましい。
その後、基材上に赤外吸収層用塗布液を塗布して得られた塗膜に、当該塗膜の基材から遠い面側から紫外線を照射し、塗膜を硬化させる。この際の紫外線の照射波長、照度、光量などの条件は、使用するバインダー樹脂モノマーや重合開始剤の種類によって異なるため、当業者によって適宜条件が調整されうる。例えば、紫外線ランプを用いる場合、その照度は50〜1500mW/cmが好ましく、照射エネルギー量は50〜1500mJ/cmが好ましい。
<赤外遮蔽体の製造方法>
本発明に係る赤外遮蔽体の製造方法は、特に制限はなく、従来の合わせガラスの製造方法を用いることができる。例えば、一対のガラス板の間に、中間膜、赤外遮蔽フィルム、中間膜の順にこれらを挟み、重ねたものを押圧ロールに通して扱くか、好ましくは、ゴムバッグに入れて減圧吸引し、ガラス板と中間膜との間に残留する空気を脱気し、必要により70〜110℃で予備接着して積層体とし、次いでこの脱気された積層体をオートクレーブに入れるかプレスを行い、120〜150℃で、0.5〜1.5MPaの圧力で本接着を行うことにより製造することができる。
<<用途>>
本形態に係る赤外遮蔽体は、幅広い分野に応用することができる。例えば、建物や車両に設置する合わせガラスなどとして、太陽光(赤外線)の透過による屋内の温度上昇を低減する目的で用いられる。
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)で行われた。また、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。
〔実施例1〕
<赤外遮蔽フィルムの作製>
[赤外反射層の作製]
(低屈折率層用塗布液の調製)
10質量%の酸性コロイダルシリカ水溶液(スノーテックスOXS、一次粒径:5.4nm、日産化学工業株式会社製)31質量部を40℃に加熱し、3質量%のホウ酸水溶液を3質量部加え、さらに6質量%のポリビニルアルコール水溶液(PVA−224、重合度:2400、ケン化度:87mol%、クラレ株式会社製)39質量部と、界面活性剤の5質量%水溶液(ソフタゾリンLSB−R、川研ファインケミカル社製)1質量部とを40℃でこの順に添加し、低屈折率層用塗布液を調製した。
(高屈折率層用塗布液の調製)
15.0質量%の酸化チタンゾル(SRD−W、体積平均粒径:5nm、ルチル型二酸化チタン粒子、堺化学社製)0.5質量部に純水2質量部を加えた後、90℃に加熱した。次いで、ケイ酸水溶液(ケイ酸ソーダ4号(日本化学社製)をSiO濃度が0.5質量%となるように純水で希釈したもの)0.5質量部を徐々に添加し、ついでオートクレーブ中、175℃で18時間加熱処理を行い、冷却後、限外濾過膜にて濃縮することにより、固形分濃度が、6質量%のSiOを表面に付着させた二酸化チタンゾル(以下、シリカ付着二酸化チタンゾル)(体積平均粒径:9nm)を得た。
このようにして得られた20質量%のシリカ付着二酸化チタンゾル113質量部に対して、クエン酸水溶液(1.92質量%)を48質量部加え、8質量%のポリビニルアルコール水溶液(クラレ社製、PVA−117、重合度1700、ケン化度:97.5〜99mol%)を113質量部加えて撹拌し、最後に界面活性剤の5質量%水溶液(ソフタゾリンLSB−R、川研ファインケミカル社製)0.4質量部を加えて、高屈折率層用塗布液を調製した。
(赤外反射層の作製)
重層塗布可能なスライドホッパー塗布装置(スライドコーター)を用い、上記の低屈折率層用塗布液および高屈折率層用塗布液を45℃に保温しながら、45℃に加温した膜厚50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂株式会社製、ダイアホイル(登録商標)T900E50)上に、高屈折率層および低屈折率層の乾燥時の膜厚がそれぞれ150nmおよび200nmになるように、低屈折率層11層および高屈折率層10層を交互に計21層の同時重層塗布を行った。
塗布直後、5℃の冷風を吹き付けてセットさせた。このとき、表面を指でふれても指に何もつかなくなるまでの時間(セット時間)は5分であった。
セット完了後、80℃の温風を吹き付けて乾燥させて、21層からなる赤外反射層(21層合計の膜厚:3.0μm)を有する重層塗布品を作製した。
[赤外吸収層の作製]
(赤外吸収層用塗布液の調製)
アロニックスM−305(ペンタエリスリトールトリアクリレート、東亞合成株式会社製)200質量部、(複合)タングステン酸化物としてセシウムドープ酸化タングステン(CWO)分散液(YMF−02A、全固形分濃度28質量%(セシウムドープ酸化タングステン濃度18.5質量%)、組成:Cs0.33WO、平均一次粒子径:50nm、住友金属鉱山株式会社製)315質量部、溶媒としてメチルエチルケトン150質量部を加えた。さらに、重合開始剤としてIrgacure819(BASFジャパン株式会社製)3質量部を添加し、赤外吸収層用塗布液を調製した。
(赤外吸収層の作製)
赤外反射層を塗布した基材の反対側の面上に、赤外吸収層用塗布液を、グラビアコーターにて乾燥膜厚が5μmとなる条件で塗布し、90℃で1分間乾燥させた。次に、紫外線ランプを用いて、照度100mW/cm、照射量0.5J/cmの条件で塗膜の基材から遠い面側から紫外線を照射することにより塗膜を硬化させて赤外吸収層を形成し、赤外遮蔽フィルムを作製した。
(赤外吸収層中におけるCWOの質量割合の算出)
下記a.〜c.に示す方法により、上記で得られた赤外吸収層中においてCWOが占める質量割合を算出した。
《a.赤外吸収層の質量測定》
赤外吸収層塗布前および塗布後のフィルムを10cm×10cmにカットし、質量測定を行い、両フィルムの質量差から赤外吸収層の質量を算出した。
《b.赤外吸収層中のCWOの質量測定》
赤外吸収層塗布後のフィルムを800℃で3時間加熱後、残分を水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、ICP−AES(エスアイアイナノテクノロジー製、SPS3520UV)を用いてタングステンの質量を測定した。得られたタングステンの質量×1.5をCWOの質量とした。なお、ここで1.5倍としたのは、タングステンに対するCWOの質量比による。他のセシウム含有(複合)タングステン酸化物やセシウム以外の元素を含有する(複合)タングステン酸化物に対しても、同様にタングステンに対する質量比から(複合)タングステン酸化物の質量を算出することができる。
《c.赤外吸収層中におけるCWOの質量割合の算出》
上記a.およびb.から算出した結果、上記作製した赤外吸収層中におけるCWOの含有割合は23.1質量%であった。
<赤外遮蔽体の作製>
次に、室内側ガラスとなる厚さ3mmのグリーンガラス(可視光透過率Tv:81%、日射透過率Te:63%)、室内側の中間膜となる厚さ380μmのポリビニルブチラールからなる膜、上記で作製した赤外遮蔽フィルム、室外側の中間膜となる厚さ380μmのポリビニルブチラールからなる膜、室外側ガラスとなる厚さ3mmのクリアガラス(可視光透過率Tv:91%、日射透過率Te:86%)をこの順に積層し、ガラスのエッジ部からはみ出した余剰部分を除去した後、30分間加熱し、温度140℃、圧力1MPaで加圧脱気して合わせ処理を行い、赤外遮蔽体1を作製した。
〔実施例2〕
赤外吸収層用塗布液について、アロニックスM−305を180質量部、CWO分散液を222質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、赤外遮蔽体2を作製した。なお、得られた赤外吸収層中におけるCWOの含有割合は16.7質量%であった。
〔実施例3〕
赤外吸収層用塗布液について、アロニックスM−305を160質量部、CWO分散液を380質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、赤外遮蔽体3を作製した。なお、得られた赤外吸収層中におけるCWOの含有割合は28.6質量%であった。
〔比較例1〕
赤外吸収層用塗布液について、アロニックスM−305を190質量部、CWO分散液を122質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、赤外遮蔽体4を作製した。なお、得られた赤外吸収層中におけるCWOの含有割合は9.09質量%であった。
〔比較例2〕
赤外吸収層用塗布液について、アロニックスM−305を160質量部、CWO分散液を444質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、赤外遮蔽体5を作製した。なお、得られた赤外吸収層中におけるCWOの含有割合は33.3質量%であった。
〔実施例4〕
中間膜をエチレンビニルアルコール(EVA)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、赤外遮蔽体6を作製した。
〔比較例3〕
赤外吸収層用塗布液について、CWO微粒子に代えて、ITO微粒子(超微粒子スズドープ酸化インジウム、巴製作所製)に置き換えた以外は、実施例1と同様の方法で赤外遮蔽体7を作製した。
<赤外遮蔽体の性能評価>
上記で作製した赤外遮蔽体1〜7について、以下の性能評価を行った。
[ヘイズの測定]
JIS K7136:2000に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH7000)を用いて、上記で作製した赤外遮蔽体のヘイズを測定した。
[可視光透過率の測定]
JIS S3107:2013に準拠し、分光光度計(積分球使用、株式会社日立製作所製、U−4000型)を用いて、赤外遮蔽体の380〜780nmの領域における透過率を測定し、その平均値を求め、これを可視光透過率(%)とした。
[日射熱取得率の測定]
JIS S3107:2013に準拠し、分光光度計(積分球使用、株式会社日立製作所製、U−4000型)を用いて、赤外遮蔽体の300〜2500nmの領域における5nmおきの透過率・反射率を測定した。次に、JIS R3106:1998に記載の方法に準拠し、該測定値と日射反射重価係数との演算処理を行い、日射熱取得率(TTS)を算出した。この値が低いほど、赤外遮蔽性が高いことを表す。
[ガラス表面温度の測定]
15cm角の赤外遮蔽体を、赤外反射層が付与されている面を上にして、人工太陽照明灯装置(セリック株式会社製、XC−100AFSS)にセットし、30cmの高さから3時間照射後、熱電対を用いて赤外遮蔽体の赤外反射層が付与されていない面のガラス表面温度を測定した。
[耐久性試験(熱水試験)]
JIS R3212:1998に準拠し、30cm×30cmの赤外遮蔽体を100℃沸騰水に2時間浸漬後、目視およびルーペでクラックの有無を確認した。なお、下記のパーセンテージは、赤外遮蔽体全体の面積を100%としたときのクラックが認められた面積の割合を表す。
◎:クラックなし
○:ルーペで確認できるレベルが10%以下
△:目視で確認できるレベルが10%以下
×:目視で確認できるレベルが10%以上
表1の結果から、本発明の赤外遮蔽体は、透明性が高く、遮熱性(日射熱取得率およびガラス表面温度)が良好であり、かつ耐久性(高温下でのクラック耐性)にも優れることを確認できた。
10:赤外遮蔽体
11:赤外遮蔽フィルム
12:中間膜
13:ガラス板
14:基材
15:赤外反射層
16:赤外吸収層

Claims (5)

  1. 赤外遮蔽フィルムと、
    前記赤外遮蔽フィルムを挟持する一対の中間膜と、
    前記赤外遮蔽フィルムおよび前記一対の中間膜を挟持する一対のガラス板と、
    を有する赤外遮蔽体であって、
    前記赤外遮蔽フィルムが、
    基材と、
    低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層したユニットを少なくとも一つ以上有する赤外反射層と、
    タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種ならびにバインダーを含有する赤外吸収層と、を有し、
    前記赤外反射層と前記赤外吸収層との間に異なる層が少なくとも1つ存在し、
    前記赤外吸収層中において、前記タングステン酸化物および複合タングステン酸化物のうち少なくとも一種の占める質量割合が15質量%以上30質量%以下である、赤外遮蔽体。
  2. 前記異なる層が前記基材である、請求項1に記載の赤外遮蔽体。
  3. 前記赤外反射層がバインダー樹脂を含有する、請求項1または2に記載の赤外遮蔽体。
  4. 前記中間膜がポリビニルブチラールを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の赤外遮蔽体。
  5. 前記低屈折率層および高屈折率層が金属酸化物を含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の赤外遮蔽体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020050690A (ja) * 2018-09-21 2020-04-02 共同印刷株式会社 赤外線吸収性uvインキ及びその製造方法
WO2020203991A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 積水化学工業株式会社 合わせガラス、及び車両システム
WO2020203989A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 積水化学工業株式会社 合わせガラス、及び車両システム
KR20230087820A (ko) * 2021-12-10 2023-06-19 (주)세경하이테크 적외선 센싱이 가능한 필름 및 이를 포함한 적외선 센서

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104854A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 住友金属鉱山株式会社 近赤外線遮蔽超微粒子分散体、日射遮蔽用中間膜、赤外線遮蔽合わせ構造体、および近赤外線遮蔽超微粒子分散体の製造方法
JP7361341B2 (ja) * 2018-12-18 2023-10-16 住友金属鉱山株式会社 有機無機ハイブリッド赤外線吸収粒子の製造方法、有機無機ハイブリッド赤外線吸収粒子
JP7188859B2 (ja) * 2019-02-15 2022-12-13 日本化薬株式会社 熱線遮蔽構造体、熱線遮蔽シート、熱線遮蔽中間膜、及び合わせガラス
JP2020132452A (ja) * 2019-02-15 2020-08-31 日本化薬株式会社 熱線遮蔽構造体、熱線遮蔽シート、熱線遮蔽中間膜、及び合わせガラス
WO2021161430A1 (ja) * 2020-02-12 2021-08-19 共同印刷株式会社 赤外線吸収性uvインキ及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5154772B2 (ja) * 2006-07-19 2013-02-27 リンテック株式会社 反射防止フィルム
JP5588847B2 (ja) * 2010-11-30 2014-09-10 富士フイルム株式会社 重合性組成物、並びに、これを用いた感光層、永久パターン、ウエハレベルレンズ、固体撮像素子、及び、パターン形成方法
US20150192718A1 (en) * 2012-07-10 2015-07-09 Konica Minolta, Inc. Infrared shielding film having dielectric multilayer film structure
CN105190374A (zh) * 2013-03-14 2015-12-23 富士胶片株式会社 固体摄像元件及其制造方法、红外光截止滤波器形成用硬化性组合物、照相机模块

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020050690A (ja) * 2018-09-21 2020-04-02 共同印刷株式会社 赤外線吸収性uvインキ及びその製造方法
JP7122920B2 (ja) 2018-09-21 2022-08-22 共同印刷株式会社 赤外線吸収性uvインキ及びその製造方法
WO2020203991A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 積水化学工業株式会社 合わせガラス、及び車両システム
WO2020203989A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 積水化学工業株式会社 合わせガラス、及び車両システム
KR20230087820A (ko) * 2021-12-10 2023-06-19 (주)세경하이테크 적외선 센싱이 가능한 필름 및 이를 포함한 적외선 센서
KR102743814B1 (ko) 2021-12-10 2024-12-17 (주)세경하이테크 적외선 센싱이 가능한 필름 및 이를 포함한 적외선 센서

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