CN117412935A - 带有层叠膜的基材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在发挥优异的热阻隔性的同时将发挥热阻隔性的层薄膜化而能够实现比以往轻的带有层叠膜的基材。本发明的带有层叠膜的基材具有主材和配置在所述主材上的层叠膜,其中,主材具有彼此相反的第一面和第二面,层叠膜设置在主材的所述第一面上,层叠膜从靠近主材的一侧具有结晶质的晶体生长基层和结晶质的红外线反射层,晶体生长基层的厚度为200nm以上,带有层叠膜的基材的红外线反射层侧的表面的辐射率为0.40以下。
Description
技术领域
本发明涉及带有层叠膜的基材,更详细而言,涉及适合用于车辆、建筑物、其它结构物的热阻隔(断熱)的带有层叠膜的基材。
背景技术
带有薄膜的玻璃基材、带有薄膜的膜等带有膜的基材作为通过在作为主材的玻璃、膜上层叠功能性膜而满足各种要求特性的材料,被广泛用于各种领域。
例如,在车辆、建筑物中使用的窗玻璃等中,从近年来节能意识的提高考虑,使用赋予了热阻隔性(断熱性)、热屏蔽性(遮熱性)的低辐射玻璃(Low-E玻璃)。低辐射玻璃通过在玻璃基板上层叠一层或多层包含金属氧化物等的功能层而构成,具有例如热射线反射层、热射线吸收层、可见光反射层、可见光吸收层、光学调节层等作为功能层。
作为这样的低辐射玻璃,例如,在专利文献1中记载了一种低辐射玻璃,所述低辐射玻璃在玻璃基板的表面包含至少含有锑的含锑/氧化锡类薄膜和含有氟的含氟/氧化锡类薄膜作为金属氧化物类薄膜。另外,在专利文献2中记载了一种涂层玻璃制品,其包含(a)玻璃基板、(b)附着在所述玻璃基板上的掺杂锑的氧化锡涂层和(c)附着在所述掺杂锑的氧化锡涂层上的掺杂氟的氧化锡涂层,涂层的厚度的选择使得涂层玻璃制品在公称厚度3mm的透明玻璃基板上的可见光透射率(基准光源C)和总太阳能透射率(在空气质量1.5的情况下)之间具有差异,提供13以上的选择性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-199744号公报
专利文献2:日本特表2003-535004号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如在专利文献1、2中记载那样的低辐射玻璃通过表层的掺杂氟的氧化锡层而得到热阻隔性。通过调节掺杂氟的氧化锡层的厚度,能够得到适合使用环境的热阻隔效果。另一方面,由于制膜速率的限制等装置上的限制,有时不能加厚掺杂氟的氧化锡。另外,一般膜厚变厚时,表面粗糙度等物性变化,有时不能得到具有所期望的特性的层叠膜。
因此,本发明的课题在于提供一种具有热阻隔性的带有层叠膜的基材,所述带有层叠膜的基材在发挥优异的热阻隔性的同时将发挥热阻隔性的层薄膜化。
用于解决问题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现通过在主材上隔着具有特定膜厚的结晶质的晶体生长基层形成结晶质的红外线反射层,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
本发明包含下述方案。
(1)一种带有层叠膜的基材,所述带有层叠膜的基材具有主材和配置在所述主材上的层叠膜,其中,
所述主材具有彼此相反的第一面和第二面,所述层叠膜设置在所述主材的所述第一面上,
所述层叠膜从靠近所述主材的一侧起具有结晶质的晶体生长基层和结晶质的红外线反射层,
所述晶体生长基层的厚度为200nm以上,
所述带有层叠膜的基材的所述红外线反射层侧的表面的辐射率为0.40以下。
(2)一种车辆用窗玻璃,其中,所述车辆用窗玻璃具有所述(1)所述的带有膜的基材。
(3)一种夹层玻璃,其中,所述夹层玻璃依次具有所述(1)所述的带有膜的基材、中间膜和外侧玻璃板。
(4)一种全景车顶,其中,所述全景车顶具有所述(3)所述的夹层玻璃。
发明效果
本发明的带有层叠膜的基材具有优异的热阻隔性,并且能够使红外线反射层变薄,因此能够削减制造成本。另外,通过由锑掺杂型的金属氧化物形成晶体生长基层,能够得到赋予基材热屏蔽性、具有热阻隔性和热屏蔽性的带有层叠膜的基材。
附图说明
图1为用于说明本发明的带有层叠膜的基材的一个实施方式的构成的带有层叠膜的基材的剖视图。
图2为用于说明本发明的带有层叠膜的基材的其它实施方式的构成的带有层叠膜的基材的剖视图。
图3为示意性地示出本发明的带有层叠膜的基材的制造方法的一例的流程图。
具体实施方式
以下,对本发明进行说明,但是本发明不限于以下说明中的例示。
另外,在本说明书中,“质量”与“重量”的含义相同。
图1为用于说明本发明的带有层叠膜的基材的结构的剖视图。
如图1所示,本发明的带有层叠膜的基材10具有主材1和配置在该主材1上的层叠膜2。主材1具有彼此相反的第一面1a和第二面1b,层叠膜2设置在主材1的第一面1a上。
层叠膜2从靠近主材1的一侧起具有结晶质的晶体生长基层3和结晶质的红外线反射层5,晶体生长基层3的厚度为200nm以上。而且,带有层叠膜的基材10的红外线反射层5侧的表面的辐射率为0.40以下。
需要说明的是,辐射率为根据ISO9050:2003测定的对可见光的反射率。
(主材)
主材1为带有层叠膜的基材10的骨架,具有自支撑性。
例如可以列举玻璃、树脂等作为构成主材的材料。
作为玻璃,例如可以列举:钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等。
作为树脂,例如可以列举:聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂等。作为聚烯烃树脂,例如可以列举:聚乙烯(低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯)、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
其中,本发明的带有层叠膜的基材中可以适当使用玻璃作为主材。
根据带有层叠膜的基材的使用用途、使用目的,主材可以选择透明、半透明、不透明中的任一种。
另外,主材可以是无色的,也可以是进行了着色的。
对主材的形状没有特别限制,可以列举板状、膜状、片状等,根据使用用途可以是任意的形状。例如,为了在车辆用构件、建筑用构件中使用,优选为板状。
对主材的大小没有特别限制,可以根据带有层叠膜的基材的使用用途、使用目的适当地调节。
例如,在将带有层叠膜的基材用于车辆的情况下,优选主材使用玻璃板,玻璃板的厚度为1mm~5mm,玻璃板的主面的面积为0.5m2~5m2。另外,在将带有层叠膜的基材用于建筑物的情况下,主材优选使用玻璃板,玻璃板的厚度为4mm~8mm,玻璃板的主面的面积为0.5m2~10m2。
(红外线反射层)
红外线反射层5为反射红外线并且对带有层叠膜的基材赋予热阻隔性的层,具有结晶质。
作为形成红外线反射层的材料,例如可以列举在选自由氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化钛、氧化钽和氧化铌构成的组中的至少一种金属氧化物中掺杂了其它元素(杂质元素)而得到的掺杂型金属氧化物。
作为掺杂的杂质元素,例如可以列举氟、锑、锡、镓、铝、钽、铌、氮、硼和铟等。
作为具体的掺杂型金属氧化物,例如可以列举:掺杂氟的氧化锡(FTO,在SnO2中添加了F的金属氧化物)、掺杂锑的氧化锡(ATO,在SnO2中添加了Sb的金属氧化物)、掺杂锡的氧化铟(ITO,在In2O3中添加了Sn的金属氧化物)、掺杂镓的氧化锌(GZO,在ZnO中添加了Ga的金属氧化物)、掺杂铝的氧化锌(AZO,在ZnO中添加了Al的金属氧化物)、掺杂钽的氧化锡(在SnO2中添加了Ta的金属氧化物)、掺杂铌的氧化锡(在SnO2中添加了Nb的金属氧化物)、掺杂钽的氧化钛(在Ti中添加了Ta的金属氧化物)、掺杂铌的氧化钛(在Ti中添加了Nb的金属氧化物)、掺杂铝的氧化锡(在SnO2中添加了Al的金属氧化物)、掺杂氟的氧化钛(在Ti中添加了F的金属氧化物)、掺杂氮的氧化钛(在Ti中添加了N的金属氧化物)等。
其中,红外线反射层优选包含在氧化锡和氧化钛中的至少一种金属氧化物中掺杂有其它元素的掺杂型金属氧化物,其它元素优选为选自由氟、钽、铌和铝构成的组中的至少一种。
具体而言,红外线反射层更优选由选自由掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂钽的氧化锡、掺杂铌的氧化锡、掺杂钽的氧化钛、掺杂铌的氧化钛和掺杂铝的氧化锡构成的组中的至少一种掺杂型金属氧化物形成,从得到更高的热阻隔性的观点考虑,进一步优选为掺杂氟的氧化锡(FTO)膜。
红外线反射层可以包含一层膜,也可以包含材料、元素含量等不同的两层以上的膜。
关于在红外线反射层中所含的杂质元素的含量,优选其浓度为0.01摩尔%~20摩尔%。当在红外线反射层中所含的杂质元素的浓度为0.01摩尔%以上时,能够表现出热阻隔效果,当在红外线反射层中所含的杂质元素的浓度为20摩尔%以下时,能够保持良好的结晶质。
在红外线反射层中所含的杂质元素的浓度优选为0.01摩尔%以上,更优选为0.1摩尔%以上,进一步优选为0.5摩尔%以上,另外在红外线反射层中所含的杂质元素的浓度更优选为10摩尔%以下,进一步优选为8摩尔%以下,特别优选为5摩尔%以下。
需要说明的是,在红外线反射层中包含多种杂质元素的情况下,杂质元素的浓度为其总量。
需要说明的是,红外线反射层的组成、杂质元素的浓度可以通过X射线光电子能谱法(XPS)、二次离子质谱分析法(SIMS)进行鉴定。
例如,锑(Sb)浓度通过X射线光电子能谱法(XPS)进行深度方向的分析,并根据Sb与Sn的强度比进行调查。需要说明的是,关于SIMS,需要测定浓度已知的添加氟的锡SnO2,并求出从F/Sn的强度比转换为浓度的系数。
红外线反射层的厚度优选为50nm~1000nm。当红外线反射层的厚度为50nm以上时,带有层叠膜的基材的热阻隔性能提高,当红外线反射层的厚度为1000nm以下时,能够在保持热阻隔性的同时,确保主材的可见光区域中的透射性。
红外线反射层的厚度优选为50nm以上,更优选为80nm以上,进一步优选为130nm以上,另外,红外线反射层的厚度更优选为500nm以下,进一步优选为450nm以下,特别优选为400nm以下。
红外线反射层的厚度可以通过利用X射线光电子能谱测定的深度方向分析、利用扫描型电子显微镜的截面观察、利用SIMS的深度方向分析等测定。
在红外线反射层由不同材料的多层构成的情况下,红外线反射层的“厚度”由各层的厚度的合计表示。
需要说明的是,红外线反射层由金属氧化物的晶粒形成,另外如后所述,在其上层叠红外线反射层的晶体生长基层的表面为凹凸形状,因此在层的表面(即,晶体生长基层侧表面和该晶体生长基层的相反侧的表面)具有凹凸形状。因此,红外线反射层的“厚度”根据部位而不同,但在本发明中表示测定区域中的红外线反射层的最大厚度。
红外线反射层中的晶粒大小优选为30nm以上。当晶粒大小为30nm以上时,电子的晶界散射变小,导电性提高,辐射率降低,因此容易得到本发明所期望的效果。
晶粒大小更优选为30nm以上,进一步优选为50nm以上,特别优选为80nm以上,另外,晶粒形状越大越好,因此没有特别的上限值,但是一般更优选为1000nm以下,进一步优选为800nm以下,特别优选为500nm以下。
需要说明的是,晶粒大小可以通过利用扫描型电子显微镜(SEM)对沿厚度方向切割带有层叠膜的基材而得到的截面进行观察来测定。
另外,红外线反射层的表面的算术平均粗糙度Ra优选为30nm以下,更优选为25nm以下。
(晶体生长基层)
晶体生长基层3为使层叠在该晶体生长基层3上的红外线反射层5中的晶体生长加速而使晶粒生长得大的层,具有结晶质。如上所述,红外线反射层5由金属氧化物的晶粒形成,当隔着晶体生长基层3而形成红外线反射层5时,由于红外线反射层5的晶粒基于在晶体生长基层3内生长的晶粒而生长,因此能够使红外线反射层5内的晶粒生长得大。由此,能够使红外线反射层5侧的辐射率为0.40以下。
作为形成晶体生长基层的材料,例如可以列举选自由氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化钛、氧化铌和氧化钽构成的组中的至少一种金属氧化物。
晶体生长基层优选由与红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物形成。例如,在将红外线反射层设定为掺杂氟的氧化锡(FTO)膜的情况下,晶体生长基层优选为氧化锡膜。
当与红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物时,在形成红外线反射层时,晶粒的生长不会中断,能够使红外线反射层中的晶粒生长得大。
另外,形成晶体生长基层的金属氧化物可以是掺杂了其它元素(杂质元素)的掺杂型金属氧化物。通过由掺杂型金属氧化物形成晶体生长基层,能够赋予晶体生长基层所期望的功能。晶体生长基层优选具有热射线吸收性。
作为掺杂在掺杂型金属氧化物中的杂质金属,与上述相同,例如可以列举:氟、锑、锡、镓、铝、钽、铌、氮、硼、铟等。其中,当通过掺杂锑的氧化锡(ATO,在SnO2中添加了Sb的金属氧化物)形成晶体生长基层时,能够吸收阳光而减小传递到基材的内部的热量,从而赋予带有层叠膜的基材优异的热屏蔽性。
在晶体生长基层的形成中使用掺杂型金属氧化物的情况下,所掺杂的杂质元素的浓度优选为30摩尔%以下。当所掺杂的金属的浓度为30摩尔%以下时,能够保持掺杂前的晶体结构。
所掺杂的金属的浓度优选为30摩尔%以下,更优选为25摩尔%以下,进一步优选为20摩尔%以下。
通常,为了赋予晶体生长基层热屏蔽性,杂质元素的浓度优选为0.1摩尔%以上。从容易将带有层叠膜的基材的透射率降低至规定值的观点考虑,杂质元素的浓度更优选为1摩尔%以上,进一步优选为2摩尔%以上,特别优选为4摩尔%以上,最优选为6摩尔%以上。
需要说明的是,在热射线吸收层包含掺杂锑的氧化锡膜的情况下,热射线吸收层中所含的锑浓度优选为5摩尔%~20摩尔%。当热射线吸收层中的锑浓度为5摩尔%以上时,能够表现出热屏蔽性,并且能够降低透射率,当锑浓度为20摩尔%以下时,能够保持掺杂前的晶体结构。晶体生长基层中所含的锑浓度更优选为6摩尔%以上,进一步优选为7摩尔%以上,特别优选为8摩尔%以上,另外,晶体生长基层中所含的锑浓度更优选为19摩尔%以下,进一步优选为18摩尔%以下,特别优选为15摩尔%以下。
需要说明的是,晶体生长基层的组成、所掺杂的杂质元素的浓度如上所述,可以通过X射线光电子能谱法(XPS)、二次离子质谱分析法(SIMS)进行鉴定。
晶体生长基层可以包含一层膜,也可以包含材料、金属含量等不同的两层以上的膜。
在本发明中,晶体生长基层的厚度为200nm以上。当晶体生长基层的厚度为200m以上时,能够使红外线反射层的晶粒直径容易生长,并且使红外线反射层的晶粒生长为所期望的大小,因此在形成红外线反射层时确保金属氧化物的晶体生长,红外线反射层的晶粒变大。
晶体生长基层的厚度更优选为250nm以上,更优选为300nm以上。另外,从表面平坦性的观点考虑,晶体生长基层的厚度优选为1000nm以下,更优选为900nm以下,进一步优选为700nm以下。
晶体生长基层的厚度可以通过利用X射线光电子能谱测定的深度方向的分析等测定。
需要说明的是,晶体生长基层由于由金属氧化物的晶粒形成,因此在与主材侧相反一侧的面上具有凹凸形状。因此,晶体生长基层的“厚度”根据部位而不同,但在本发明中表示测定区域中的晶体生长基层的最大厚度。
晶体生长基层中的晶粒大小优选为30nm~1500nm。当晶粒大小为30nm以上时,能够充分地增大在晶体生长基层上成膜的红外线反射层的晶粒形状。
晶粒大小更优选为30nm以上,进一步优选为50nm以上,特别优选为80nm以上,另外,晶粒形状越大越好,因此没有特别的上限值,但是通常晶粒大小更优选为1500nm以下,进一步优选为1200nm以下,特别优选为1000nm以下。
需要说明的是,晶粒大小与上述相同,可以通过利用扫描型电子显微镜的截面观察进行测定。
在本发明中,红外线反射层与晶体生长基层的厚度的合计优选为250nm~1500nm。当各层的合计为250nm以上时,能够使红外线反射层中的晶粒充分地生长,当各层的合计为1500nm以下时,带有层叠膜的基材的厚度不会变得过厚。
红外线反射层与晶体生长基层的厚度的合计更优选为300nm以上,进一步优选为400nm以上,特别优选为500nm以上,另外,红外线反射层与晶体生长基层的厚度的合计优选为1500nm以下,更优选为1100nm以下,进一步优选为900nm以下。
(光学调节层)
如图2所示,在本发明的带有层叠膜的基材中的层叠膜2还可以具有光学调节层7。在带有层叠膜的基材20具有光学调节层7的情况下,光学调节层7配置在主材1与晶体生长基层3之间。
作为构成光学调节层的材料,例如可以列举:碳氧化硅(SiOC)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氮氧化硅(SiON)等。光学调节层可以包含一层,也可以包含两层以上的膜。另外,可以是上述材料中的任意两种以上的混合物。
具体而言,作为光学调节层,可以列举SiOC膜、从主材侧起以SiOC膜和SiO2膜的顺序层叠的SiOC/SiO2层叠膜、从主材侧起以TiO2膜和SiO2膜的顺序层叠的TiO2/SiO2层叠膜、从主材侧起以SnO2膜和SiO2膜的顺序层叠的SnO2/SiO2层叠膜等。
其中,从碱金属阻挡性的观点考虑,光学调节层优选包含硅,更优选具有选自由SiOC膜、SiOC/SiO2层叠膜、TiO2/SiO2层叠膜和SnO2/SiO2层叠膜构成的组中的至少一种膜,进一步优选具有SiOC膜。
光学调节层整体中所含的硅的量优选为5摩尔%~40摩尔%的范围,更优选为10摩尔%~33摩尔%的范围。
光学调节层的厚度优选为20nm~100nm。当光学调节层的厚度为20nm以上时,能够均匀地覆盖主材表面,当光学调节层的厚度为100nm以下时,能够抑制在光学调节层内产生新的光干渉,作为光学调节层,能够发挥所期望的效果。
光学调节层的厚度优选为20nm以上,更优选为25nm以上,进一步优选为30nm以上,另外,光学调节层的厚度优选为100nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为80nm以下。
需要说明的是,在光学调节层由不同材料的多层构成的情况下,光学调节层的“厚度”由各层的厚度的合计表示。
(其它层)
在不损害本发明的效果的范围内,本发明的带有层叠膜的基材也可以具有其它层。
作为其它层,可以列举外涂层等。
(带有层叠膜的基材的物性)
本发明的带有层叠膜的基材的红外线反射层侧的表面的辐射率为0.40以下。当红外线反射层侧表面的辐射率为0.40以下时,能够得到优异的热阻隔性。
辐射率优选为0.35以下,更优选为0.30以下,进一步优选为0.27以下。另外,辐射率越低则热阻隔性越优异,因此对辐射率的下限没有特别限制,优选为0.01以上,更优选为0.03以上,进一步优选为0.10以上。
辐射率为物体因热辐射而释放出的光的能量(辐射亮度)与将相同温度的黑体释放出的光(黑体辐射)的能量设定为1时的相同温度的黑体释放出的光(黑体辐射)的能量之比。带有层叠膜的基材的辐射率可以通过利用在JIS R3106(2019)中记载的方法,使用市售的辐射率计(例如,Devices&Services公司制造的“Emissometer model AE1”)对层叠膜侧表面进行测定。
另外,带有层叠膜的基材的薄层电阻的值优选为30欧姆/square(欧姆/sq.:Ω/口)以下。辐射率与薄层电阻相关,当薄层电阻为30Ω/口以下时,电流容易流动,因此辐射率降低,因此能够得到优异的热阻隔性。
薄层电阻的值优选为30Ω/口以下,更优选为25Ω/口以下,进一步优选为20Ω/口以下。另外,薄层电阻的值越低则电流容易流动,辐射率降低,因此对薄层电阻的值的下限没有特别限制,但是优选为1Ω/口以上,更优选为2Ω/口以上,进一步优选为3Ω/口以上。
薄层电阻的值可以通过霍尔效应测定来测定。
带有层叠膜的基材的基于标准A光源的透射率(Tva,以下也称为“A光源透射率”。)优选小于30%。当A光源透射率(Tva)小于30%时,能够确保充分的热射线吸收性。
A光源透射率(Tva)优选为28%以下,更优选为25%以下,进一步优选为20%以下,特别优选为13%以下。另外,从将所述带有层叠膜的基材用于汽车、建筑物时能够得到期望的外观的观点考虑,A光源透射率(Tva)优选为2%以上,更优选为3%以上,进一步优选为4%以上,特别优选为5%以上。
A光源透射率(Tva)可以使用市售的分光光度计(例如,珀金埃尔默公司制造的“Lambda 1050”等)测定。
另外,带有层叠膜的基材的太阳能透射率(Te)优选小于30%。当太阳能透射率(Te)小于30%时,能够确保充分的热射线吸收性。
太阳能透射率(Te)更优选为28%以下,进一步优选为25%以下,特别优选为20%以下。另外,从将所述带有层叠膜的基材用于汽车、建筑物时能够得到期望的外观的观点考虑,太阳能透射率(Te)优选为1%以上,更优选为2%以上,进一步优选为4%以上。
太阳能透射率(Te)可以使用市售的分光光度计(例如,珀金埃尔默公司制造的“Lambda 1050”等)测定。
需要说明的是,A光源透射率和太阳能透射率通过调节层叠膜中的杂质浓度、构成层叠膜的各层的厚度,能够调节成所期望的透射率。
本发明的带有膜的基材的以10度的入射角入射D65光源的光时的L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标L*优选为42以下。L*表示亮度,当L*值为42以下时,能够抑制反射光的强度,能够抑制不希望的映像(映リ込み)。L*值更优选为40以下,进一步优选为35以下。另外,下限值没有特别限制,但是当考虑到通常的红外线反射层的反射率时,L*值优选为20以上,进一步优选为25以上,特别优选为30以上。
本发明的带有膜的基材的以10度的入射角入射D65光源的光时的L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标a*优选为-20~12,b*优选为-20~10。在L*a*b*表色系中,用a*和b*表示色彩和色度,当a*大(+a*)时,表示红色方向,当a*小(-a*)时表示绿色方向,而且,当b*大(+b*)时表示黄色方向,当b*小(-b*)时表示蓝色方向。
a*值更优选为7以下,进一步优选为5以下,更进一步优选为3.5以下,特别进一步优选为3以下,特别优选为2.5以下,最优选为2以下,另外,a*值更优选为-15以上,进一步优选为-12以上。b*值更优选为5以下,进一步优选为2.5以下,特别优选为2以下,另外,b*值更优选为-15以上,进一步优选为-10以上。
a*值、b*值和L*值可以利用紫外可见分光光度计、色度计进行测定,使用这些测定仪测定以10度的入射角照射D65光源的光时的值。
在本发明中,通过调节层叠膜中的杂质浓度、构成膜的各层的厚度,能够调节a*、b*值和L*值,以使它们成为所期望的值。
另外,带有层叠膜的基材的层叠膜的迁移率优选为20cm2/Vs以上。迁移率越高,则具有越优异的导电性,结果热阻隔性提高。当层叠膜的迁移率为20cm2/Vs以上时,能够得到优异的热阻隔性。
层叠膜的迁移率更优选为25cm2/Vs以上,进一步优选为27cm2/Vs以上,特别优选为30cm2/Vs以上,最优选为35cm2/Vs以上。另外,迁移率越高越好,因此对上限没有特别限制,但是优选为100cm2/Vs以下,更优选为90cm2/Vs以下,进一步优选为80cm2/Vs以下。
另外,带有层叠膜的基材的红外线反射层的迁移率优选为20cm2/Vs以上。当红外线反射层的迁移率为20cm2/Vs以上时,能够得到优异的热阻隔性。
红外线反射层的迁移率更优选为25cm2/Vs以上,进一步优选为27cm2/Vs以上,特别优选为30cm2/Vs以上,最优选为35cm2/Vs以上。另外,迁移率越高越好,因此对上限没有特别限制,但是优选为100cm2/Vs以下,更优选为90cm2/Vs以下,进一步优选为80cm2/Vs以下。
需要说明的是,带有膜的基材的层叠膜和红外线反射层的迁移率可以通过霍尔效应测定进行测定。
带有层叠膜的基材的载流子密度优选为1×1019/cm3以上。载流子密度是指物质中的每单位体积的自由电子或空穴的数量。当带有层叠膜的基材的载流子密度为1×1019/cm3以上时,能够得到优异的热阻隔性。
带有层叠膜的基材的载流子密度更优选为2×1019/cm3以上,进一步优选为5×1019/cm3以上,特别优选为1×1020/cm3以上。另外,载流子密度越高越好,因此对上限没有特别限制,但是优选为1×1022/cm3以下,更优选为1×1021/cm3以下,进一步优选为5×1020/cm3以下。
另外,优选带有层叠膜的基材的红外线反射层的载流子密度为1×1019/cm3以上。当红外线反射层的载流子密度为1×1019/cm3以上时,能够得到优异的热阻隔性。
红外线反射层的载流子密度更优选为2×1019/cm3以上,进一步优选为5×1019/cm3以上,特别优选为1×1020/cm3以上。另外,载流子密度越高越好,因此对上限没有特别限制,但是优选为1×1022/cm3以下,更优选为1×1021/cm3以下,进一步优选为5×1020/cm3以下。
需要说明的是,带有层叠膜的基材和红外线反射层的载流子密度可以通过霍尔效应测定进行测定。
另外,优选带有层叠膜的基材的雾度(Haze)为10%以下。当雾度(Haze)为10%以下时,能够抑制在带有层叠膜的基材中视觉辨认到白色浑浊,能够得到美观性优异的带有层叠膜的基材。
雾度(Haze)更优选为9%以下,进一步优选为7%以下,特别优选为5%以下。另外,雾度(Haze)越小越优选,因此对下限没有特别限制。
雾度(Haze)可以使用市售的测定仪(例如,须贺试验机株式会社制造的雾度计“HZ-V3”等)测定。
(带有层叠膜的基材的制造方法)
接着,参照图3,对本发明的带有层叠膜的基材的制造方法的一例进行说明。
需要说明的是,在此,作为一例,以图1所示的带有层叠膜的基材10为例,对其制造方法进行说明。
图3示意性地示出带有层叠膜的基材10的制造方法的流程的一例。
如图3所示,本发明的带有层叠膜的基材的制造方法具有:
(a)在主材的第一面上设置晶体生长基层的步骤(步骤S1)、和
(b)在晶体生长基层上设置红外线反射层的步骤(步骤S2)。
(步骤S1)
首先,准备主材。如前所述,对主材的种类没有特别限制。例如,在主材为玻璃板的情况下,可以是钠钙硅酸盐类高透射玻璃。
在步骤S1中,在主材的第一面上形成晶体生长基层。
晶体生长基层可以使用化学气相沉积(CVD)法、电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅射法和喷涂法等各种成膜方法形成。其中,为了增大晶粒直径,需要高温工艺,因此优选通过热CVD法形成。此外,当能够通过大气压CVD法形成时,不需要大型的真空装置,能够进一步提高生产率。
如上所述,晶体生长基层例如使用氧化锡、氧化铟、氧化锌、掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)、掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂镓的氧化锌(GZO)、掺杂铝的氧化锌(AZO)等各种薄膜材料构成。
在本发明中,形成晶体生长基层的材料优选与在形成红外线反射层时使用的金属氧化物相同。
例如,对由掺杂氟的氧化锡(FTO)构成红外线反射层、由作为与形成红外线反射层的金属氧化物相同的材料的包含氧化锡的掺杂锑的氧化锡(ATO)构成晶体生长基层、并通过热CVD法形成各层的情况进行说明。
晶体生长基层使用无机类或有机类的锡化合物与锑化合物的混合物作为原料。
作为锡化合物,可以列举单丁基三氯化锡(C4H9SnCl3)和四氯化锡(SnCl4)等。作为锡化合物,特别优选有机类的锡化合物。在使用无机类的锡化合物作为锡化合物的情况下,晶粒的生长速度快,表面凹凸容易变得严重。
作为锑化合物,可以列举三氯化锑(SbCl3)和五氯化锑(SbCl5)等。作为锑化合物,特别优选三氯化锑。例如,三氯化锑与原料气体中的水剧烈反应,在气相中产生三氧化锑(Sb2O3)和五氧化锑(Sb2O5)的粒子簇。因此,通过使膜中含有这些粒子簇,能够控制表面的凹凸程度。
在晶体生长基层的成膜中,原料气体可以在预先混合后被输送。或者,原料气体可以在作为被成膜对象的主材的表面上混合。在原料物质为液体的情况下,可以使用鼓泡法、气化装置等使原料物质气化而成为气态。
相对于原料气体中的锡化合物1摩尔,水的量优选设定为5摩尔~50摩尔。
当水的量小于5摩尔时,所形成的膜的电阻值容易增大,结果,由锑带来的热射线吸收功能容易降低。另外,成核的起点减少,结果晶粒容易生长得大,表面凹凸容易变得严重。另一方面,当水的量大于50摩尔时,随着水的量的增加,原料气体容量增大,原料气体的流速提高,由此成膜效率有可能降低。另外,成核的起点增多,结果晶粒容易生长得小,表面容易变得平坦。
在原料气体含有氧气的情况下,相对于原料气体中的锡化合物1摩尔,氧气的量优选设定为大于0摩尔且小于等于40摩尔,更优选设定为4摩尔~40摩尔。当氧气的量过少时,有时所生成的膜的电阻值增大,因此氧气的量更优选为4摩尔以上。另一方面,当氧气的量大于40摩尔时,原料气体容量增大,原料气体的流速提高,由此成膜效率有可能降低。
在主材为玻璃板的情况下,形成晶体生长基层时的主材的温度优选为500℃~650℃。
当玻璃的温度小于500℃时,晶体生长基层的形成速度有时降低。另外,通过原料气体的分解而生成的前体在玻璃和晶体生长基层的表面扩散的速度大于在玻璃和晶体生长基层的表面反应的速度。结果,更多的前体流入到玻璃和热吸收层的表面的凹凸中,具有表面变得平坦的倾向。另一方面,当玻璃的温度大于650℃时,在玻璃的粘度低的状态下实施成膜,因此在玻璃降温到室温的过程中,有可能产生翘曲。另外,所述前体在玻璃和晶体生长基层的表面反应的速度大于上述前体在玻璃和晶体生长基层的表面扩散的速度。结果,较少前体流入到玻璃和晶体生长基层表面的凹凸中,具有表面的凹凸变大的倾向。
在主材为树脂的情况下,形成晶体生长基层时的主材的温度优选为30℃~400℃。
在本发明中,将晶体生长基层的厚度设定为200nm以上。通过将晶体生长基层的厚度设定为200nm以上,在步骤S2中形成红外线反射层时,容易使晶粒生长为100nm以上。
晶体生长基层的厚度更优选设定为250nm以上,更优选为300nm以上。另外,从表面平坦性的观点考虑,晶体生长基层的厚度优选设定为1000nm以下,更优选为900nm以下,进一步优选为700nm以下。
晶体生长基层的膜厚通过原料的供给量、基板输送速度、制膜温度、喷吹流速、制膜装置与基板间的距离等来调节。
(步骤S2)
接着,在晶体生长基层上形成红外线反射层。
红外线反射层也与晶体生长基层同样地可以使用例如化学气相沉积(CVD)法、电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅射法和喷涂法等各种成膜方法形成。其中,为了增大晶粒直径、提高电子迁移率来提高红外线反射性,需要高温工艺,因此通过热CVD法形成。此外,当通过大气压CVD法形成时,不需要大型的真空装置,能够进一步提高生产率。
如上所述,红外线反射层例如可以使用掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)、掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂镓的氧化锌(GZO)、掺杂铝的氧化锌(AZO)等各种薄膜材料构成。
在红外线反射层例如由掺杂氟的氧化锡(FTO)或掺杂锑的氧化锡(ATO)构成的情况下,能够增大红外线反射层的表面的凹凸,能够将颜色调节至规定的范围。
在红外线反射层例如由掺杂铝的氧化锌(AZO)或掺杂镓的氧化锌(GZO)构成的情况下,晶体取向容易一致,表面容易变得平坦。
另外,掺杂锡的氧化铟(ITO)的反射红外线的功能强,多用于100nm左右的膜厚区域。因此,在红外线反射层由掺杂锡的氧化铟(ITO)构成的情况下,有时难以将反射色的颜色调节至规定的范围,晶粒的生长不充分,表面容易变得平坦。
例如,在红外线反射层由掺杂氟的氧化锡层(FTO)构成且通过热CVD法成膜的情况下,使用无机类或有机类的锡化合物与氟化合物的混合物作为原料。
作为锡化合物,如上所述,可以列举单丁基三氯化锡(C4H9SnCl3)和四氯化锡(SnCl4)等。作为锡化合物,特别优选有机类的锡化合物。在使用无机类的锡化合物作为锡化合物的情况下,晶粒的生长速度快,表面的凹凸容易变得严重。
作为氟化合物,可以列举氟化氢和三氟乙酸等。
在红外线反射层的成膜中,原料气体可以在预先混合后被输送。或者,原料气体可以在被成膜对象(具体而言,晶体生长基层)的表面上混合。在原料物质为液体的情况下,可以使用鼓泡法、气化装置等使原料物质气化而成为气态。
相对于原料气体中的锡化合物1摩尔,水的量优选设定为5摩尔~50摩尔。
当水的量小于5摩尔时,形成的膜的电阻值容易增大,结果红外线反射功能容易降低。另外,成核的起点减少,结果晶粒容易生长得大,表面凹凸容易变得严重。另一方面,当水的量大于50摩尔时,随着水的量的增加,原料气体容量增大,原料气体的流速提高,由此成膜效率有可能降低。另外,成核的起点增多,结果晶粒容易生长得小,表面容易变得平坦。
在原料气体含有氧气的情况下,相对于原料气体中的锡化合物1摩尔,氧气的量优选为大于0摩尔且小于等于40摩尔,更优选设定为4摩尔~40摩尔。当氧气的量小于4摩尔时,有时生成的膜的电阻值增大。另一方面,当氧气的量大于40摩尔时,原料气体容量增大,原料气体的流速提高,成膜效率有可能降低。
在红外线反射层的成膜中,相对于原料气体中的锡化合物1摩尔,氟化合物的量优选设定为0.1摩尔~1.2摩尔。在氟化合物的量小于0.1摩尔的情况、氟化合物的量大于1.2摩尔的情况下,所形成的膜的电阻值容易增大。
在使用玻璃板作为主材的情况下,形成红外线反射层时的温度优选为500℃~650℃。
当处理温度小于500℃时,红外线反射层的形成速度有时降低。另外,通过原料气体的分解而生成的前体在玻璃和红外线反射层的表面扩散的速度大于在玻璃和红外线反射层的表面反应的速度。结果,更多的前体流入到玻璃和红外线反射层的表面的凹凸中,具有表面变得平坦的倾向。另一方面,当处理温度大于650℃时,在玻璃的粘度低的状态下实施成膜,因此在玻璃降温至室温的过程中,有可能产生翘曲。另外,上述前体在玻璃和红外线反射层的表面反应的速度大于在玻璃和红外线反射层的表面扩散的速度。结果,较少前体流入到玻璃和红外线反射层表面的凹凸中,具有表面的凹凸变大的倾向。
在主材为树脂的情况下,形成红外线反射层时的处理温度优选为30℃~400℃。
需要说明的是,步骤S1和步骤S2可以在利用浮法设备制作玻璃的过程中通过在线法实施。或者,可以通过离线法对通过浮法制造出的玻璃板进行再加热,从而实施成膜。
(其它步骤)
在本发明中,在主材和晶体生长基层之间设置光学调节层的情况下,在步骤S1之前,在主材的第一面配置光学调节层。
光学调节层也与晶体生长基层、红外线反射层同样地,可以使用化学气相沉积(CVD)法、电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅射法和喷涂法等各种成膜方法形成。
如上所述,光学调节层例如可以使用SiOC、SiO2、TiO2、SnO2等各种薄膜材料构成。
另外,光学调节层可以包含一层,也可以层叠两层以上。
例如,在光学调节层包含碳氧化硅(SiOC)层的情况下,光学调节层可以通过热CVD法形成。在此情况下,例如可以使用包含甲硅烷(SiH4)、乙烯和二氧化碳的混合气体作为原料。在使用这样的含碳气体的情况下,容易与膜状的硅化合物一起形成粒子状的硅化合物,能够提高雾度率。
原料气体可以在预先混合后输送到主材的第一面上。或者,原料气体可以在主材的第一面上混合。
另外,例如在光学调节层包含氧化硅(SiO2)层的情况下,例如可以使用甲硅烷(SiH4)、四乙氧基硅烷和氧气等混合气体作为原料。
另外,例如在光学调节层包含氧化钛(TiO2)层的情况下,作为原料,例如可以列举钛酸四异丙酯(TTIP)、四氯化钛等。其中,更优选为钛酸四异丙酯(TTIP)。
形成光学调节层时的主材的温度优选为500℃~900℃。当主材的温度小于500℃或大于900℃时,容易降低膜的形成速度。
另外,在本发明中,在设置外涂层的情况下,在步骤S2后,将外涂层配置在红外线反射层的表面上。
外涂层例如通过湿式法形成。
在此情况下,首先,制备外涂层用涂布溶液。
涂布溶液包含金属氧化物的前体、有机溶剂和水。另外,可以在涂布溶液中添加粒子和/或固体物质。粒子的组成可以与金属氧化物的前体相同,也可以不同。
接着,将涂布溶液涂布在带有层叠膜的基材的红外线反射层上。
对涂布的方法没有特别限制,可以使用旋涂法等通常的方法。
接着,在大气中对涂布有涂布溶液的带有层叠膜的基材进行加热处理。
加热处理的温度例如在80℃~650℃的范围内。另外,加热时间例如在5分钟~360分钟的范围内。
加热处理可以使用热风循环炉或IR加热炉等通常的装置来实施。另外,可以通过UV固化处理或微波处理等由涂布溶液形成外涂层。
由此,能够在红外线反射层上形成外涂层。
需要说明的是,上述加热处理不一定必须在该阶段实施。即,也可以利用在其它阶段实施的加热工序来对涂布溶液进行加热。
通过这样的工序,能够制造本发明的带有层叠膜的基材。
本发明的带有层叠膜的基材的制造方法可以还包含对主材进行风冷强化或化学强化的工序(强化工序)。该强化工序可以以任意顺序实施,例如在步骤S1之前、制造带有层叠膜的基材之后等实施。
通过实施强化工序,在主材为玻璃板的情况下,能够提高玻璃板的强度,进一步能够提高得到的带有层叠膜的基材的强度。
另外,在主材上配置层叠膜后等,可以对得到的带有层叠膜的基材实施弯曲加工。或者,在由将玻璃板作为主材的带有层叠膜的基材制造夹层玻璃的情况下,可以实施在玻璃板侧的表面贴合其它玻璃板的工序。
除此以外,可以进行各种变更,这对本领域技术人员来说是显而易见的。
本发明的带有层叠膜的基材还适合作为夹层玻璃的基材使用,将本发明的带有层叠膜的基材、中间膜和外侧玻璃板依次层叠而制成夹层玻璃。
本发明的带有层叠膜的基材例如可以用于车辆的窗玻璃(前挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃、车顶玻璃等)、建筑物的窗玻璃等。具有本发明的带有膜的基材的夹层玻璃特别适合于全景车顶。
如上所述,在本说明书中公开了以下构成。
<1>一种带有层叠膜的基材,所述带有层叠膜的基材具有主材和配置在所述主材上的层叠膜,其中,所述主材具有彼此相反的第一面和第二面,所述层叠膜设置在所述主材的所述第一面上,所述层叠膜从靠近所述主材的一侧起具有结晶质的晶体生长基层和结晶质的红外线反射层,所述晶体生长基层的厚度为200nm以上,所述带有层叠膜的基材的所述红外线反射层侧的表面的辐射率为0.40以下。
<2>如所述<1>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层的厚度为50nm~1000nm。
<3>如所述<1>或<2>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层包含在氧化锡和氧化钛中的至少一种金属氧化物中掺杂有其它元素的掺杂型金属氧化物。
<4>如所述<3>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述其它元素为选自由氟、钽、铌和铝构成的组中的至少一种。
<5>如所述<3>或<4>所述的带有层叠膜的基材,其中,在形成所述红外线反射层的所述掺杂型金属氧化物中掺杂的所述其它元素的浓度为0.01摩尔%~20摩尔%。
<6>如所述<3>~<5>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层包含与所述红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物。
<7>如所述<3>~<5>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层包含在与所述红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物中掺杂有锑的掺杂型金属氧化物。
<8>如所述<7>所述的带有层叠膜的基材,其中,在形成所述晶体生长基层的所述掺杂型金属氧化物中掺杂的元素的浓度为30摩尔%以下。
<9>如所述<1>~<8>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层由掺杂氟的氧化锡形成,所述晶体生长基层由掺杂锑的氧化锡形成。
<10>如所述<1>~<9>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层具有热射线吸收性。
<11>如所述<1>~<10>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的太阳能透射率小于30%。
<12>如所述<1>~<11>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的基于标准A光源的透射率小于30%。
<13>如所述<12>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述基于标准A光源的透射率为3%~13%。
<14>如所述<12>或<13>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述基于标准A光源的透射率为5%~13%。
<15>如所述<1>~<14>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的薄层电阻值为30Ω/口以下。
<16>如所述<1>~<15>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜的载流子密度为1×1019/cm3以上。
<17>如所述<1>~<16>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜的迁移率为20cm2/Vs以上。
<18>如所述<1>~<17>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,以10度的入射角入射D65光源的光时,L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标a*为2.5以下。
<19>如所述<1>~<18>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,以10度的入射角入射D65光源的光时,L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标b*为5以下。
<20>如所述<1>~<19>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述主材为玻璃。
<21>如所述<1>~<20>中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜还具有光学调节层,所述光学调节层配置在所述主材与所述晶体生长基层之间。
<22>如所述<21>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述光学调节层具有选自由SiOC膜、SiOC/SiO2层叠膜、TiO2/SiO2层叠膜和SnO2/SiO2层叠膜构成的组中的至少一种膜。
<23>如所述<22>所述的带有层叠膜的基材,其中,所述光学调节层包含SiOC膜。
<24>如所述<1>~<23>中任一项所述的带有膜的基材,其中,所述层叠膜为通过热CVD法形成的层叠膜。
<25>如所述<24>所述的带有膜的基材,其中,所述主材为玻璃,所述层叠膜为在所述玻璃的生产线上通过所述热CVD法形成的层叠膜。
<26>一种车辆用窗玻璃,其中,所述车辆用窗玻璃具有所述<1>~<25>中任一项所述的带有膜的基材。
<27>一种夹层玻璃,其中,所述夹层玻璃依次具有所述<1>~<25>中任一项所述的带有膜的基材、中间膜和外侧玻璃板。
<28>如所述<27>所述的夹层玻璃,所述夹层玻璃用于车辆的车顶。
<29>一种全景车顶,其中,所述全景车顶具有所述<27>所述的夹层玻璃。
实施例
以下,通过实施例对本发明更详细地说明,单本发明不限于此。需要说明的是,关于以下制作的例子,例1~15为实施例,例16~22为比较例。
(各层的厚度的测定)
将带有层叠膜的基材沿厚度方向切割,利用扫描型电子显微镜(SEM,株式会社日立制作所制造“SU 70”)观察截面。
在通过SEM观察能够确认晶体生长基层、红外线反射层的界面的情况下,从SEM图像直接调查各层的膜厚。在界面有凹凸的情况下,在以最低谷和最高峰的各水平线的中间线为基准的同时,导出各层的膜厚。当观察倍率过低时,导致膜厚测定的精度不充分,另一方面,当观察倍率过高时,导致看到局部的凹凸,有可能无法准确地导出各层的膜厚,因此存在合适的范围。因此,作为观察条件的标准,采用了电子枪1.5kV、工作距离2.4mm、倍率5万倍。
在通过SEM观察不能确认晶体生长基层和红外线反射层的界面的情况下,从SEM图像中调查晶体生长基层和红外线反射层的膜厚之和,然后使用利用X射线光电子能谱法(XPS)进行的深度方向的分析,调查晶体生长基层和红外线反射层的膜厚之比。深度方向分析在真空度10-6Pa的XPS腔室内,在使用Ar溅射对膜进行蚀刻的同时进行XPS测定。X射线的照射面积固定为100μmφ,X射线的照射角度固定为45度。本例中的晶体生长基层为ATO(掺杂锑的氧化锡)膜,因此将通过利用XPS的深度方向分析得到的Sb的摩尔比相对于蚀刻时间开始增加的点(时间)和增加结束斜率大致为零的点(时间)的中间点作为晶体生长基层和红外线反射层的界面。另外,本例中的光学调节层为SiOC膜,因此将Sn和Si的摩尔比显示相同值的交叉点设置在晶体生长基层与光学调节层的界面。根据该方法,可以在参考预先用单层膜品测定的晶体生长基层和红外线反射层的蚀刻速率的同时,高再现性地导出各层的膜厚。在各原子的摩尔比导出中,使用ULVAC公司制造的软件PHI MULTIPAC,根据X射线峰强度计算组成。作为XPS分析条件,参照了O1s、Si2p、Sn3d5和Sb3d3轨道的电子信息,但由于O1s与Sb3d5的峰出现位置重叠,因此在各原子的摩尔比的导出中,根据原理,通过从O1s的峰强度中减去Sb3d3峰强度的1.5倍来进行校准。
XPS使用了ULVAC-PHI公司制造的“PHI 5000Versa Probe”。
(锑(Sb)浓度的测定)
对于锑浓度,进行利用X射线光电子能谱测定(XPS)的深度方向的分析,由Sb和Sn的强度比进行调查。XPS使用了ULVAC-PHI公司制造的“PHI 5000Versa Probe”。XPS的分析方法与评价各层厚度时相同。
(辐射率的测定和辐射率的降低率的计算)
带有层叠膜的基材的红外线反射层侧的辐射率通过在JIS R3106(2019)中记载的方法,使用Devices&Services公司制造的“Emissometer model AE1”进行测定。
而且,为了确认由晶体生长基层带来的热阻隔性的改善程度,通过以下计算辐射率的降低率。
在将在各例中制作的带有层叠膜的基材的辐射率设为Te1、将在不设置晶体生长基层的情况下将与带有层叠膜的基材的红外线反射层相同膜厚的红外线反射层直接形成在光学调节层上而得到的对照基材的辐射率设为Te2时,根据Te1/Te2求出降低率。需要说明的是,为了计算降低率,需要将带有层叠膜的基材中的红外线反射层的膜厚与对照基材中的红外线反射层的膜厚设定为相同,但是难以使红外线反射层的膜厚完全一致。因此,制作多个改变了红外线反射层的膜厚的对照基材,测定各自的辐射率,用下式(1)回归对照基材中的辐射率与红外线反射层的膜厚的关系,由式(1)估算Te2。
辐射率=A×膜厚B…(1)
(在式(1)中,A、B为拟合参数,通过使用非线性最小二乘法求出。)
(薄层电阻值的测定方法)
将带有层叠膜的基材切割成1cm见方,利用霍尔测定仪(Nanometrics公司制造,“HL 5500PC”)测定薄层电阻值。
(迁移率的测定)
将带有层叠膜的基材切割为1cm见方,利用霍尔测定仪(Nanometrics公司制造,“HL 5500PC”)测定在带有层叠膜的基板中电流流动的层(晶体生长基层和红外线反射层)的迁移率(Van der Pauw法)。
(载流子密度的测定)
将带有层叠膜的基材切割为1cm见方,利用霍尔测定仪(Nanometrics公司制造,“HL 5500PC”)测定在带有层叠膜的基板中电流流动的层(晶体生长基层和红外线反射层)的薄层载流子密度(1/cm2)(Van der Pauw法),并将其除以晶体生长基层和红外线反射层的膜厚和,由此导出在带有层叠膜的基板中电流流动的部分(晶体生长基层和红外线反射层)的载流子密度(1/cm3)。
(透射率的测定)
根据使用珀金埃尔默公司制造的“Lambda 1050”测定的透射光谱计算出带有层叠膜的基材的基于标准A光源的透射率(Tva,A光源透射率)和太阳能透射率(Te)。Te根据JISR3106(2019)的定义计算出。Tva根据标准A光源的定义计算出。
(色度的测定方法)
根据使用珀金埃尔默公司制造的Lambda950测定的反射光谱,基于CIE1976的定义进行计算出。
(雾度(Haze)的测定)
带有层叠膜的基材的雾度(Haze)使用须贺试验机株式会社制造的雾度计“HZ-V3”进行测定。
(例1)
通过以下方法制作了带有层叠膜的基材。
首先,准备了厚度为2.1mm的玻璃基板(钠钙硅酸盐玻璃:AGC株式会社制造)。
接着,通过热CVD法在该玻璃基板上形成了SiOC层作为光学调节层。使用甲硅烷、乙烯、二氧化碳作为原料气体,使用氮气作为载气。SiOC层的目标厚度设定为70nm。
接着,在SiOC层上形成了晶体生长基层。晶体生长基层为掺杂锑的氧化锡(SnO2:Sb,ATO),通过热CVD法进行了成膜。使用单丁基三氯化锡(C4H9SnCl3、MBTC)、三氯化锑(SbCl3)、水、空气、氯化氢作为原料气体,使用氮气作为载气。将晶体生长基层的目标厚度(最大厚度)设定为450nm。
接着,在晶体生长基层上形成了红外线反射层。红外线反射层为掺杂了氟的氧化锡层(SnO2:F、FTO),通过热CVD法进行了成膜。使用单丁基三氯化锡(C4H9SnCl3、MBTC)、水、空气、三氟乙酸(FTO)、硝酸作为原料气体,使用氮气作为载气。将红外线反射层的目标厚度(最大厚度)设定为250nm。
由此,得到了带有层叠膜的基材。
(例2~例22)
通过与例1相同的方法制作具有表1所述的层构成的带有层叠膜的基材。
需要说明的是,例16~例22不具有晶体生长基层,在SiOC层(光学调节层)上直接形成了FTO膜(红外线反射层)。
对例1~例22的带有层叠膜的基材测定各层的厚度、锑的浓度、辐射率和薄层电阻值、透射率、色度和雾度。将结果示于表1中。
根据表1的结果,与例16~例22相比,例1~例15均显示出低辐射率,另外,其降低率也低。根据这些结果可知,通过在晶体生长基层上层叠红外线反射层,能够降低基材的辐射率,具有优异的热阻隔性。
虽然参照特定的实施方式对本发明详细地进行了说明,但是能够在不脱离本发明的主旨和范围的情况下进行各种变更、修正,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。本申请基于在2021年5月31日申请的日本专利申请(日本特愿2021-091745),其内容以引用的方式并入本申请中。
标号说明
1 主材
1a 第一面
1b 第二面
2 层叠膜
3 晶体生长基层
5 红外线反射层
7 光学调节层
10、20 带有层叠膜的基材
Claims (29)
1.一种带有层叠膜的基材,所述带有层叠膜的基材具有主材和配置在所述主材上的层叠膜,其中,
所述主材具有彼此相反的第一面和第二面,所述层叠膜设置在所述主材的所述第一面上,
所述层叠膜从靠近所述主材的一侧起具有结晶质的晶体生长基层和结晶质的红外线反射层,
所述晶体生长基层的厚度为200nm以上,
所述带有层叠膜的基材的所述红外线反射层侧的表面的辐射率为0.40以下。
2.如权利要求1所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层的厚度为50nm~1000nm。
3.如权利要求1或2所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层包含在氧化锡和氧化钛中的至少一种金属氧化物中掺杂有其它元素的掺杂型金属氧化物。
4.如权利要求3所述的带有层叠膜的基材,其中,所述其它元素为选自由氟、钽、铌和铝构成的组中的至少一种。
5.如权利要求3或4所述的带有层叠膜的基材,其中,在形成所述红外线反射层的所述掺杂型金属氧化物中掺杂的所述其它元素的浓度为0.01摩尔%~20摩尔%。
6.如权利要求3~5中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层包含与所述红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物。
7.如权利要求3~5中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层包含在与所述红外线反射层中所含的金属氧化物相同种类的金属氧化物中掺杂有锑的掺杂型金属氧化物。
8.如权利要求7所述的带有层叠膜的基材,其中,在形成所述晶体生长基层的所述掺杂型金属氧化物中掺杂的元素的浓度为30摩尔%以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述红外线反射层由掺杂氟的氧化锡形成,所述晶体生长基层由掺杂锑的氧化锡形成。
10.如权利要求1~9中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述晶体生长基层具有热射线吸收性。
11.如权利要求1~10中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的太阳能透射率小于30%。
12.如权利要求1~11中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的基于标准A光源的透射率小于30%。
13.如权利要求12所述的带有层叠膜的基材,其中,所述基于标准A光源的透射率为3%~13%。
14.如权利要求12或13所述的带有层叠膜的基材,其中,所述基于标准A光源的透射率为5%~13%。
15.如权利要求1~14中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述带有层叠膜的基材的薄层电阻值为30Ω/口以下。
16.如权利要求1~15中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜的载流子密度为1×1019/cm3以上。
17.如权利要求1~16中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜的迁移率为20cm2/Vs以上。
18.如权利要求1~17中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,以10度的入射角入射D65光源的光时,L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标a*为2.5以下。
19.如权利要求1~18中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,以10度的入射角入射D65光源的光时,L*a*b*表色系中的反射色的色度坐标b*为5以下。
20.如权利要求1~19中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述主材为玻璃。
21.如权利要求1~20中任一项所述的带有层叠膜的基材,其中,所述层叠膜还具有光学调节层,所述光学调节层配置在所述主材与所述晶体生长基层之间。
22.如权利要求21所述的带有层叠膜的基材,其中,所述光学调节层具有选自由SiOC膜、SiOC/SiO2层叠膜、TiO2/SiO2层叠膜和SnO2/SiO2层叠膜构成的组中的至少一种膜。
23.如权利要求22所述的带有层叠膜的基材,其中,所述光学调节层包含SiOC膜。
24.如权利要求1~23中任一项所述的带有膜的基材,其中,所述层叠膜为通过热CVD法形成的层叠膜。
25.如权利要求24所述的带有膜的基材,其中,所述主材为玻璃,所述层叠膜为在所述玻璃的生产线上通过所述热CVD法形成的层叠膜。
26.一种车辆用窗玻璃,其中,所述车辆用窗玻璃具有权利要求1~25中任一项所述的带有膜的基材。
27.一种夹层玻璃,其中,所述夹层玻璃依次具有权利要求1~25中任一项所述的带有膜的基材、中间膜和外侧玻璃板。
28.如权利要求27所述的夹层玻璃,其中,所述夹层玻璃用于车辆的车顶。
29.一种全景车顶,其中,所述全景车顶具有权利要求27所述的夹层玻璃。
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