JP5389616B2

JP5389616B2 - 赤外線反射基板

Info

Publication number: JP5389616B2
Application number: JP2009262825A
Authority: JP
Inventors: 裕大森; 和明佐々; 年孝中村
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-11-18
Also published as: KR20120094041A; CN102667545B; TW201125728A; KR101370763B1; WO2011062084A1; US20120268810A1; JP2011104887A; TWI434764B; CN102667545A

Description

本発明は、赤外線反射層の保護層をポリシクロオレフィン層から形成することにより放射率を低く抑制し、耐熱性及び耐候性に優れた赤外線反射基板に関するものである。

従来、赤外線反射層を透明基板及び保護層で挟持した赤外線反射基板が知られている。例えば、特開２０００−３３４８７６号公報には、透明熱可塑性樹脂フィルムの片面に熱線反射層、光触媒層及び表面保護フィルムを積層し、透明熱可塑性樹脂フィルムの反対面に粘着剤層及び離形フィルムを積層した熱線反射機能を有する積層体が記載されている。
このような赤外線反射積層体は、建物、乗物等の窓に貼着されて冷暖房効果を向上させたり、また、冷凍冷蔵ショーケースの窓に貼着されて保冷効果を向上させたりする用途に使用されている。
ここに、前記積層体の保護フィルムは、通常、ポリエチレンテレフタレートフィルムやアクリル系ＵＶハードコート剤等から形成され、赤外線反射層に耐擦傷性や耐候性を付与するために用いられる。

特開２０００−３３４８７６号公報

しかしながら、赤外線反射基板の保護層として前記したポリエチレンテレフタレートやアクリル系ＵＶハードコート剤を使用すると、その化学構造上Ｃ＝Ｏ基、Ｃ−Ｏ基、芳香族基を多く含むことから、波長５μｍ〜２５μｍの遠赤外線領域に、赤外振動吸吸が生じ易い。従って、上記の官能基を多く含む、ポリエチレンテレフタレートフィルムやアクリル系ＵＶハードコート剤を保護層として用いた赤外線反射板では、その保護層が、これに直接照射される光及び赤外線反射層で反射された光を吸収して放射率の上昇を招き、十分な断熱性が得られない。この結果、赤外線反射基板の断熱性が低下するという課題がある。

本発明は前記従来の課題を解決するためになされたものであり、赤外線反射層の保護層をポリシクロオレフィン層から形成することにより放射率を低く抑制することが可能であり、もって耐熱性及び耐候性に優れた赤外線反射基板を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る赤外反射基板は、赤外線反射層と、前記赤外線反射層の表面に設けられた保護層と、前記赤外線反射層を裏面側から支持する透明基板とを有する赤外線反射基板であって、前記保護層は、ポリノルボルネン層からなり、前記保護層の厚みは、１μｍ〜１０μｍの範囲にあり、前記保護層にて、波長が５μｍ〜２５μｍの遠赤外領域における光の最小透過率は５０％以上であり、垂直放射率は０．２以下であることを特徴とする。

尚、前記保護層は、請求項２に記載されているように、１μｍ以下の透明な接着剤層を介して前記透明基板に接着されていても良い。

本発明に係る赤外線反射基板では、赤外線反射層の保護層がポリノルボルネン層から形成されており、かかるポリノルボルネン層は、その化学構造上、主に、炭素原子と水素原子から構成されていることに基づき、Ｃ−Ｈ基の伸縮振動が赤外線の短波長側（中赤外領域）に現れることとなる。これにより、赤外線反射基板の放射率を低く抑制することができる。この結果、耐候性と断熱性を兼ね備えた赤外線反射基板を実現することが可能となる。

本実施形態に係る赤外線反射基板の一例を模式的に示す断面図である。赤外線反射基板の他の例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明に係る赤外線反射基板について、本発明を具体化した実施形態に基づき説明する。

［赤外線反射基板］
本実施形態の赤外線反射基板は、赤外線反射層と、赤外線反射層の表面に設けられた保譲層と、赤外線反射層を裏面側から支持する透明基板とを有する赤外線反射基板であって、保護層が、ポリシクロオレフィン層からなるものである。

具体的に一例につき説明すると、図１に示すように、赤外線反射基板１は、透明基板２の上面に形成されて透明基板２上にて裏面側から支持される赤外線反射層３、及び、赤外反射層３の上面（表面）に形成され、ポリシクロオレフィン層からなる保護層４とから構成されている。
また、本実施形態の他の例としては、図２に示すように、赤外線反射基板１は、透明基板２の上面に形成されて透明基板２上にて裏面側から支持される赤外線反射層３、及び、透明接着剤層５を介して赤外反射層３の上面（表面）に貼着され、ポリシクロオレフィン層からなる保護層４とから構成されている。

ここに、図１に示す例では、ポリシクロオレフィン層からなる保護層４のみを赤外線反射層３に直接形成している。ポリシクロオレフィン層は、後述するように、その厚みが１０μｍ以下であれば、赤外線反射層３上に直接塗布形成することができる。
また、図２に示す例では、透明接着剤層５を介して赤外線反射層３の上面にポリシクロオレフィン層からなる保護層４を接着しているが、透明接着剤層５の厚みは、１μｍ以下に調製することが望ましい。
図１及び図２に示すように構成された赤外線反射基板１であれば、放射率を低く抑制することができる。
尚、上記赤外線反射基板１では、赤外線反射層の裏面側に他の層、例えば、接着層を有していても良い。

上記赤外線反射基板の、ＪＩＳＡ５７５９−２００８（建築窓ガラスフィルム）に準じた可視光線透過率は、好ましくは５０％以上であり、さらに好ましくは７０％〜９４％である。上記赤外線反射基板の、ＪＩＳＲ３１０６−２００８（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に準じた垂直放射率は、好ましくは０．４以下、さらに好ましくは０．２以下、さらに好ましくは０．０１〜０．１５である。

［赤外線反射層］
本実施形態に係る赤外線反射基板に用いられる赤外線反射層は、可視光を透過し、赤外線を反射するものである。上記赤外線反射層単体の、ＪＩＳＡ５７５９−２００８に準じた可視光線透過率は、好ましくは５０％以上であり、ＪｌＳＲ３１０６−２００８に準じた垂直放射率は、好ましくは０．１以下である。

上記赤外線反射層は、通常、金や銀等の金属薄膜と、二酸化チタンや二酸化ジルコニウム等の高屈折率薄膜を多層積層して構成される。
上記金属薄膜を形成する材料は、例えば、金、銀、銅又はそれらの合金等が用いられる。上記金属薄膜の厚みは、可視光線透過率と赤外線反射率が共に高くなるように、好ましくは５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で、調整され得る。
上記高屈折率簿膜は、好ましくは１．８〜２．７の転囲の屈折率を有するものである。上記高屈折率薄膜を形成する材料は、インジウム錫酸化物，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＳｎＯ₂
，Ｉｎ₂Ｏ₃等が用いられる。上記高屈折率薄膜の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲で、調整され得る。
上記の金属薄膜及び高屈折率薄膜の成形方法としては、例えば、スパッタ法や真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。

［保護層］
本実施形態に係る赤外線反射基板に用いられる保護層は、ポリシクロオレフィン層からなる。本明細書において「ポリシクロオレフィン」とは、二重結合を有する脂環式化合物を用いて得られる重合体又は共重合体をいう。上記ポリシクロオレフィンは、好ましくはポリノルボルネンである。ポリノルボルネンは、赤外領域の吸収が少なく、且つ耐候性と断熱性に優れるからである。これらのポリマーとしては、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸ（商標登録）やＺＥＯＮＯＲ（商標登録）等市販のものを用いてもよい。
上記ポリシクロオレフィン層は、基本構造が、炭素原子と水素原子から構成されるため、遠赤外領域の吸収が小さいという特徴を有する。従って、厚みを適宜調整することにより、例えば、波長５μｍ〜２５μｍの範囲（遠赤外領域）の最小透過率を高く（例えば、５０％以上）することができる。

上記ポリシクロオレフィン層の厚みは、好ましくは０．５μｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、特に好ましくは１μｍ〜１０μｍである。上記厚みが１０μｍ以下であれば、赤外線反射層の表面に、ポリシクロオレフィン層を塗布形成し、接着剤を用いることなく密着積層できるので、より放射率の小さい赤外線反射基板が得られる。
上記ポリシクロオレフィン層の厚みが１００μｍを超えると、赤外領域の吸収が無視できなくなり、断熱性が低下する虞がある。一方、上記ポリシクロオレフィン層の厚みが０．５μｍ未満であると、赤外線反射層の金属膜に劣化が生じて、耐候性が低下する虞がある。

上記ポリシクロオレフィン層は、ポリシクロオレフィンの他に、酸化防止剤や帯電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
上記ポリシクロオレフィン層の成形方法としては、例えば、溶融押出法や溶液キャスト法等が挙げられる。

［透明基板］
本実施形態に係る赤外線反射基板に用いられる透明基板は、可視光線透過率が８０％以上あるものである。上記透明基板の厚みは、特に制限はないが、例えば１０μｍ〜１５０μｍである。
上記透明基板を形成する材料は、ガラス板やポリマーフィルムである。上記赤外線反射層の成形温度が高くなる場合が多いため、透明基板としてポリマーフィルムを用いる場合は、耐熱性に優れたものが好ましく使用される。
上記ポリマーフィルムは、例えば、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、ポリエーテルエ−テルケトン、ポリカーボネート等である。

［用途］
本発明の赤外線反射基板の用途は、特に制限はないが、例えば、上記赤外線反射基板は、建物や乗り物等の窓、植物等を入れる透明ケース、冷凍もしくは冷蔵のショーケースに貼着し、冷暖房効果の向上や急激な温度変化を防ぐために、好ましく使用される。

（実施例）
［実施例１］
厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製商品名「ダイアホイルＵ３００Ｅ１２５」）に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、厚さ５０ｎｍのＳＩＯ_X膜と、厚さ３５ｎｍのインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯ）膜、厚さ１３ｎｍ
のＡｇ−Ａｕ合金（Ａｕ３Ｗｔ％）膜、厚さ３５ｎｍのＩＴＯ膜、厚さ２００ｎｍのＳＩＯ_X膜を順次積層し、赤外線反射層を形成した。
この赤外線反射層の表面に、シクロオクタンに溶解したポリノルボルネン（日本ゼオン社製商品名「ＺＥＯＮＯＲ」）溶液を塗布し、乾操して厚み５．１μｍのポリノルボルネン層からなる保護層を形成した。このように作製した赤外線反射基板（総厚み約１３０．４μｍ、可視光線透過率７８％）の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［実施例２］
保護層として、厚み８．５μｍのポリノルボルネン層を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した．得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［実施例３］
保譲層として、厚み２３μｍのポリノルボルネンフィルム（日本ゼオン社製商品名「ＺＥＯＮＯＲ」）を用い、これを赤外線反射層の表面に、厚み８０ｎｍ（ナノメートル）のポリ工ステル系接着剤を介して貼着した以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［実施例４］
保護層として、厚み４０μｍのポリノルボルネンフィルム（日本ゼオン社製商品名「ＺＥＯＮＯＲ」）を用い、これを赤外線反射層の表面に、厚み８０ｎｍのポリエステル系接着剤を介して貼着した以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［比較例１］
保護層として、厚み２３μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステル社製商品名「ダイアホイルＴ６０９Ｅ２５」）を用い、これを赤外線反射層の表面に、厚み８０ｎｍのポリエステル系接着剤を介して貼着した以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。
得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［比較例２］
保護層として、厚み４．９μｍのハードコート層（ＤＩＣ社製商品名「アクリル−ウレタン系ハードコートＰＣ１０９７」）を赤外線反射層の表面に塗布し、紫外線硬化させたもの）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［比較例３］
保護層として、厚み６．１μｍのハードコート層（ＪＳＲ社製商品名「有機−無機ハイブリッド系ハードコートオプスターＺ７５４０」を赤外線反射層の表面に塗布し、紫外線硬化させたもの）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

［比較例４］
保護層を用いなかった（赤外線反射層を露出した状態で用いた）こと以外は、実施例１と同様の方法で、赤外線反射基板を作製した。得られた赤外線反射基板の垂直放射率と耐候性試験の結果を表１に示す。

表１において、ＰＮＢ、ＰＥＴ、ＨＣ剤は、それぞれ下記事項を示す。
ＰＮＢ＝ポリノルボルネン
ＰＥＴ＝ポリエチレンテレフタレート
ＨＣ剤＝ハードコート剤

［評価］
実施例１〜４に示すように、保護層として厚みが２０μｍ以下のポリシクロオレフィン層を用いた赤外線反射基板は、垂直放射率が０．２以下であり、断熱性に優れることが分かる。特に、ポリノルボルネン層の厚みが１０μｍ以下である場合、断熱性に特に優れる（実施例１及び２）。
比較例１に示すように、保護層としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合、垂直放射率はポリシクロオレフィン層の２倍以上高い。比較例２及び３に示すように、保護層としてハードコート剤を用いた場合も、比較例１と同様の結果である（垂直放射率が高い）。
比較例４のように保護層を用いない場合は、赤外線反射層の耐候性が乏しいため、赤外線反射基板を屋外で使用することができない。

（実施例、比較例で用いた測定方法）
［厚みの測定方法］
厚み１０μｍ以下の保護層については、保護層の一部を剥離し、触針式表面形状測定器（Ｖｅｅｃｏ社製製品名「Ｄｅｋｔａｋ」）を用いて、段差を計測して求めた。厚み１０μｍを超える保譲層については、デジタルマイクロメーター（ミツトヨ社製）で求めた。

［垂直放射率の測定方法］
角度可変反射アクセサリを装着したフーリエ変換型赤外分光（ＦＴ−１Ｒ）装置（Ｖａｒｉａｎ社製）を用いて、波長５ミクロン〜２５ミクロンの赤外光の正反射率を測定し、ＪＩＳＲ３１０６−２００８（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に準じて求めた。

［耐候性の評価方法］
キセノンウェザーメーター（スガ試験機社製製品名「Ｘ２５」）を用いて、下記条件１及び条件２を１サイクルとして、１００サイクル繰り返した。その後、赤外線反射基板の状態を目視観察し、赤外線反射層の劣化が認められないものを○、劣化（銀のマイグレーション）が認められるものを×として評価した。
＜条件１（照射＋降雨）＞
時間：１２分間、照度：４８Ｗ／ｍ²、温度：３８℃、湿度：９５％ＲＨ
＜条件２（照射）＞
時間：４８分間、照度：４８Ｗ／ｍ²、温度：６３℃、湿度：５０％ＲＨ

［可視光線透過率の測定方法］
分光光度計（日立ハイテク社製製品名「Ｕ−４１００」）を用いて、ＪＩＳＡ５７５９−２００８（建築窓ガラスフィルム）に準じて求めた。

１赤外線反射基板
２透明基板
３赤外線反射層
４保護層
５接着剤層

Claims

赤外線反射層と、
前記赤外線反射層の表面に設けられた保護層と、
前記赤外線反射層を裏面側から支持する透明基板とを有する赤外線反射基板であって、
前記保護層は、ポリノルボルネン層からなり、
前記保護層の厚みは、１μｍ〜１０μｍの範囲にあり、
前記保護層にて、波長が５μｍ〜２５μｍの遠赤外領域における光の最小透過率は５０％以上であり、
垂直放射率は０．２以下であることを特徴とする赤外線反射基板。
前記保護層は、１μｍ以下の透明な接着剤層を介して前記透明基板に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線反射基板。