WO2016158620A1 - 光学フィルム - Google Patents
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- G02B5/22—Absorbing filters
Definitions
- the present invention relates to an optical film, and more particularly to an optical film containing vanadium dioxide having thermochromic properties capable of adjusting the near-infrared shielding rate according to the environmental temperature.
- the near-infrared light shielding film is preferably used due to its high near-infrared light shielding ability in a low-latitude zone near the equator where the illuminance of sunlight is high.
- a method of applying a thermochromic material that controls the optical properties of near-infrared light shielding and transmission to the near-infrared light shielding film has been studied.
- a typical example is vanadium dioxide (hereinafter also referred to as VO 2 ).
- VO 2 is known to undergo a phase transition in a temperature region around 67 ° C. and exhibit thermochromic properties.
- the optical film using the characteristics of VO 2 can shield near-infrared light that causes heat at a high temperature, and can exhibit characteristics that transmit near-infrared light at a low temperature. This makes it possible to block near-infrared light when the summer is hot and suppress the temperature rise in the room, and to capture light energy when the winter is cold.
- VO 2 vanadium dioxide
- a method of obtaining vanadium dioxide (VO 2 ) nanoparticles by hydrothermal synthesis from a vanadium compound and hydrazine or a hydrate thereof is disclosed (for example, see Patent Document 1).
- a thermochromic film by dispersing VO 2 nanoparticles prepared by the hydrothermal synthesis method in a transparent resin to form a VO 2 dispersed resin layer on a transparent substrate.
- a possible method is disclosed (for example, see Patent Document 2).
- thermochromic effect is reduced because the large change width of the shielding ratio and transmittance of near-infrared light before and after the transition is reduced. was there.
- the temperature is relatively low, for example, in the early spring of Japan, there is a problem that the heat shielding property does not appear when the solar radiation is strong.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is that in an optical film containing vanadium dioxide capable of adjusting the near-infrared light shielding rate according to the environmental temperature, the near red before and after the transition of vanadium dioxide. It can control the transition without losing the large change in the shielding ratio and transmittance of outside light, and can fully exert the effect of thermodynamics. It is providing the optical film which can express.
- the present inventor contains vanadium dioxide fine particles having thermochromic properties and a dye or pigment that absorbs light within a specific wavelength range, and the light wavelength range is within the range.
- the transition can be controlled without losing the change range of the shielding effect and transmission effect of near-infrared light before and after the transition of vanadium dioxide.
- the present inventors have found that the thermochromic effect can be sufficiently exerted, and that the heat shielding property can be expressed when the tingling feeling is strong even at a low temperature, and the present invention has been achieved.
- An optical film containing vanadium dioxide fine particles having thermochromic properties Contains a dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650-700 nm, and An optical film characterized in that an average optical absorptance of the optical film within the light wavelength range is within a range of 30 to 85% at 23 ° C.
- Item 1 or Item 2 is characterized in that the dye or pigment that absorbs light within the light wavelength range of 650 to 700 nm is a pigment having a maximum absorption wavelength within the light wavelength range of 600 to 750 nm.
- the dye or pigment that absorbs light within the light wavelength range of 650 to 700 nm is a pigment having a maximum absorption wavelength within the light wavelength range of 600 to 750 nm.
- Optical film is characterized in that the dye or pigment that absorbs light within the light wavelength range of 650 to 700 nm is a pigment having a maximum absorption wavelength within the light wavelength range of 600 to 750 nm.
- the dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm is contained in the same layer as the layer containing the vanadium dioxide fine particles or in an adjacent layer in direct contact with the layer containing the vanadium dioxide fine particles.
- the average optical absorptance of the optical film within a light wavelength range of 650 to 700 nm is within a range of 50 to 70% at 23 ° C.
- Item 10 The optical film according to any one of Items 1 to 9, wherein a spectral transmittance of the optical film at a light wavelength of 550 nm is within a range of 30 to 60% at 23 ° C.
- the transition can be controlled and the effect of thermochromic properties can be sufficiently exhibited without losing the large change width of the near-infrared light shielding rate and transmittance before and after the transition of vanadium dioxide.
- the expression mechanism / action mechanism that has achieved the above-described object effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
- the optical film of the present invention contains thermochromic vanadium dioxide fine particles and a dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm, and thus efficiently absorbs solar heat absorbed by the dye or pigment.
- the optical film of the present invention has an average light absorptance in the range of 30 to 85% at a light wavelength of 650 to 700 nm at 23 ° C., so that the optical film efficiently absorbs solar heat, and optical The temperature of the optical film rises before the environmental temperature where the film is placed.
- the ambient temperature is somewhat lower without doping the vanadium dioxide fine particles with a metal such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) to lower the transition temperature and lower the thermochromic properties.
- W tungsten
- Mo molybdenum
- thermochromic properties appear when the sun is strong, and it shields sunlight.
- the transition temperature can be controlled so that the effect of thermochromic properties can be sufficiently exerted, and when the temperature is low, the thermal barrier property can be expressed when the sensation is strong.
- Schematic sectional view showing an example of the basic configuration of the optical film of the present invention Schematic sectional view showing another example of the basic configuration of the optical film of the present invention
- Schematic sectional view showing another example of the basic configuration of the optical film of the present invention Schematic sectional view showing another example of the basic configuration of the optical film of the present invention
- the optical film of the present invention is an optical film containing thermochromic vanadium dioxide fine particles, contains a dye or a pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm, and is in the light wavelength range.
- the average optical absorptance of the optical film is in the range of 30 to 85% at 23 ° C.
- the dye or pigment that absorbs light within the light wavelength range of 650 to 700 nm is within the light wavelength range of 600 to 750 nm from the viewpoint of more manifesting the intended effect of the present invention.
- a dye or pigment having a maximum absorption wavelength is preferred. As a result, light within the light wavelength range of 650 to 700 nm can be efficiently absorbed.
- the dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm is preferably a pigment having a maximum absorption wavelength in the light wavelength range of 600 to 750 nm. That is, the dye system absorbs the absorbed energy immediately and reaches a uniform temperature, whereas the pigment system increases the temperature as particles, and the temperature near the particles can be increased. Is preferable.
- the pigment having the maximum absorption wavelength in the light wavelength range of 600 to 750 nm is preferably a metal phthalocyanine pigment from the viewpoint of the high extinction coefficient and weather resistance.
- the number average primary particle size of the pigment particles constituting the pigment is smaller than the number average primary particle size of the vanadium dioxide fine particles, the balance of heat absorption and release of the pigment particles and vanadium dioxide fine particles, This is preferable in that the solar heat absorbed by the particles can be efficiently transferred to the vanadium dioxide fine particles.
- the dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm is in the same layer as the layer containing the vanadium dioxide fine particles, or an adjacent layer in direct contact with the layer containing the vanadium dioxide fine particles. It is preferable that it is contained because the solar heat absorbed by the dye or pigment can be efficiently transferred to the vanadium dioxide fine particles.
- the change width of the shielding effect and the transmission effect before and after the transition of the vanadium dioxide fine particles is increased, and the effect of thermochromic properties is increased. It is preferable in that it can be performed.
- the spectral transmittance of the optical film at a light wavelength of 1300 nm is 50% or more at 23 ° C. because the shielding effect and the transmission effect before and after the transition of the vanadium dioxide fine particles can be effectively used.
- the spectral transmittance of the optical film at a light wavelength of 1300 nm is preferably 40% or less at 70 ° C.
- the optical film when the average optical absorptance of the optical film in the light wavelength range of 650 to 700 nm is in the range of 50 to 70% at 23 ° C., the optical film absorbs solar heat more efficiently, and the solar radiation. When it is strong, chromic properties are exhibited, which is preferable in terms of sunlight shielding properties.
- the spectral transmittance of the optical film at a light wavelength of 550 nm is preferably in the range of 30 to 60% at 23 ° C. from the viewpoint of coloring of the optical film.
- ⁇ is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
- the optical film of the present invention is an optical film containing vanadium dioxide fine particles having thermochromic properties, and is a dye or pigment that absorbs light within a light wavelength range of 650 to 700 nm (hereinafter, simply “dye or pigment”, Or an average light absorptance of the optical film within the light wavelength range within a range of 30 to 85% at 23 ° C.
- the measurement of an average spectral transmittance and an average spectral reflectance can be measured using a spectrophotometer. In the present invention, measurement was performed using an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation. After setting the temperature in the temperature-controlled room to 23 ° C. and the humidity 55RH so that the temperature of the film would be 23 ° C., the measurement sample (optical film) was left in the temperature-controlled room for 3 hours to be in an equilibrium state. The above measurements were made.
- the average light absorptance within the light wavelength range of 650 to 700 nm is more preferably within a range of 50 to 70% at 23 ° C., from the viewpoint of more efficiently absorbing solar heat.
- the spectral transmittance at a light wavelength of 1300 nm is 50% or more at 23 ° C. because the shielding effect and the transmission effect before and after the transition of the vanadium dioxide fine particles can be effectively used.
- the spectral transmittance at a light wavelength of 550 nm is preferably in the range of 30 to 60% at 23 ° C. from the viewpoint of coloring of the optical film.
- the measurement of these spectral transmittances can also use the same spectrophotometer as the above.
- the coating amount of the coating solution containing the dye or pigment can be controlled.
- the coating amount varies depending on the absorption coefficient of the dye or pigment, but is approximately in the range of 0.01 to 1 g as the coating amount per 1 m 2 of the dye or pigment.
- the dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that absorbs light in the range of 650 to 700 nm, but has maximum absorption in the range of 600 to 750 nm.
- a dye or pigment having a wavelength is more preferable because it can efficiently absorb light in the range of 650 to 700 nm.
- the “dye” refers to a dye that is used as a coloring material to be colored and is dissolved in any solvent such as water or an organic solvent.
- “Pigment” refers to a pigment that is used as a coloring material to be colored and is in the form of a fine powder of a pigment that does not dissolve in water or an organic solvent.
- anthraquinone dyes include anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, triphenylmethane dyes, triarylmethane dyes, and indigo dyes.
- Anthraquinone dyes include, for example, C.I. I. Solvent Blue 35 (maximum absorption wavelength 623, 670 nm), C.I. I. Solvent Blue 36 (maximum absorption wavelength 643 nm), C.I. I. Solvent Blue 59 (maximum absorption wavelength 645 nm), C.I. I. Solvent Blue 63 (maximum absorption wavelength 645 nm), C.I.
- pigments compounds classified as pigments in the color index (CI; issued by The Society of Dyers and Colorists), specifically, the following color index (C.I. ) Can be listed.
- Pigment blue 15: 3 (maximum absorption wavelength 630, 720 nm), C.I. I. Pigment Blue 15: 4 (maximum absorption wavelength 640, 740 nm), C.I. I. Pigment Blue 16 (maximum absorption wavelength 620, 690 nm) or the like can be preferably used.
- a pigment rather than the above-mentioned dye.
- a metal phthalocyanine pigment is more preferable in view of the high extinction coefficient and weather resistance.
- the mechanism by which pigment systems are preferred over dye systems is not clearly understood, but dye systems quickly diffuse the absorbed energy to a uniform temperature, while pigment systems have a temperature as particles. It is preferable in that it rises and the vicinity of the particles can be heated to a higher temperature.
- the optical film is colored green. It is more preferable to use a pigment in combination so that the spectral transmittance at a light wavelength of 550 nm at a film temperature of 23 ° C. is 30 to 60%, which is close to gray.
- the green pigment include C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. A green pigment containing a compound in which the central metal in Pigment Green 36 is a metal other than Cu, such as Zn; I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. And CI Pigment Red 254.
- the optical film of the present invention is characterized in that any layer constituting the optical film contains thermochromic vanadium dioxide fine particles and the dye or pigment.
- the layer containing the vanadium dioxide fine particles having thermochromic properties and the layer containing the dye or pigment may be the same layer or different layers, but contain the dye or pigment.
- the layer is preferably the same layer as the layer containing vanadium dioxide fine particles or an adjacent layer in direct contact with the layer containing vanadium dioxide fine particles. This is because the solar heat absorbed by the dye or pigment can be efficiently transferred to the vanadium dioxide fine particles.
- Typical configurations of the optical film of the present invention include the following configurations (1) to (7), but are not limited thereto.
- Colorant layer / hard coat layer containing the dye or pigment / transparent substrate / optical functional layer containing the vanadium dioxide fine particles / adhesive layer see FIG. 1A
- Hard coat layer / transparent substrate / optical functional layer containing the vanadium dioxide fine particles / colorant layer / adhesive layer containing the dye or pigment see FIG. 1B
- Hard coat layer / transparent substrate / optical functional layer containing the vanadium dioxide fine particles / colorant layer / adhesive layer containing the dye or pigment see FIG.
- Hard coat layer / transparent substrate / colorant layer / optical functional layer / adhesive layer containing the vanadium dioxide fine particles and the dye or pigment see FIG. 1D
- Hard coat layer / Optical functional layer / transparent substrate containing vanadium dioxide fine particles / Colorant layer / adhesive layer containing the dye or pigment see FIG. 1E
- Colorant layer / hard coat layer containing the dye or pigment / Optical functional layer / transparent substrate / adhesive layer containing the vanadium dioxide fine particles see FIG. 1F
- Hard coat layer / colorant layer containing the vanadium dioxide fine particles and the dye or pigment, and optical functional layer / transparent substrate / adhesive layer see FIG. 1G
- the adhesive layer can be attached to glass (for example, glass 7 shown in FIGS. 1A to 1G). The configurations (1) to (7) will be described below.
- the optical functional layer 3 containing the vanadium dioxide fine particles having thermochromic properties and the adhesive layer 5 are laminated in this order on one surface of the transparent substrate 2.
- a hard coat layer 4a containing a dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm is laminated.
- the optical function layer 3 is present in a state where vanadium dioxide fine particles are dispersed in a binder resin.
- the dye or pigment is present in a dispersed state.
- the number average particle diameter of primary particles of vanadium dioxide in the optical functional layer 3 is preferably larger than the number average particle diameter of primary particles of pigment particles constituting the pigment.
- the average particle size of the vanadium dioxide fine particles in the optical functional layer can be determined according to the following method.
- the side surface of the optical functional layer 3 constituting the optical film 1 is trimmed with a microtome to produce an ultrathin section having a cross section as shown in FIG. 1A.
- the ultrathin section is photographed at 10,000 to 100,000 times using a transmission electron microscope (TEM).
- TEM transmission electron microscope
- the particle diameter of the primary particles of vanadium dioxide fine particles present as single particles existing in a certain region of the photographed cross section is measured.
- the number of vanadium dioxide fine particles to be measured is preferably in the range of 50 to 100. If it is not spherical, the projected area of the particle is converted into a circle, and its diameter is taken as the particle size. For each primary particle diameter, the number average diameter is determined.
- the cut-out cross-sectional portion has a variation in particle distribution, such measurement is performed for 10 different cross-sectional regions, the whole number-average diameter is obtained, and this is the number-average particle size (nm) referred to in the present invention. It was.
- the primary particle diameter is preferably in the range of 5 to 100 nm.
- the primary particle size of the pigment particles constituting the pigment is preferably in the range of 1 to 100 nm.
- the average particle diameter of the pigment particles can be determined, for example, by observing an ultrathin section with a transmission electron microscope in the same manner as the primary particle diameter of the vanadium dioxide fine particles.
- the dye or pigment is contained in the adhesive layer 5b which is an adjacent layer in direct contact with the optical functional layer 3 containing vanadium dioxide fine particles.
- the dye or pigment is contained in the colorant layer 6 that is an adjacent layer in direct contact with the optical functional layer 3 containing vanadium dioxide fine particles, and on the colorant layer 6. Further, an adhesive layer 5 is formed.
- the dye or pigment is contained in the same layer as the optical functional layer 3d containing vanadium dioxide fine particles. In the optical film 1 shown in FIG.
- the dye or pigment is contained in the colorant layer 6 which is an adjacent layer in direct contact with the optical functional layer 3 and the transparent substrate 2 containing vanadium dioxide fine particles.
- An adhesive layer 5 is further formed on the agent layer.
- This optical film has a hybrid structure in which the transparent substrate 2 also serves as the optical functional layer 3.
- the dye or pigment is contained in the hard coat layer 4f that directly contacts the optical functional layer 3 and the transparent substrate 2 containing vanadium dioxide fine particles.
- This optical film has a hybrid structure in which the transparent substrate 2 also serves as the optical functional layer 3.
- 1G is a case where the dye or pigment is contained in the same layer as the optical functional layer 3g and the transparent base material 2g containing vanadium dioxide fine particles.
- This optical film 1 is also a transparent base material.
- 2 g is a hybrid structure that also serves as the optical functional layer 3 g.
- vanadium dioxide fine particles are dispersed in the binder resin, similarly to the optical functional layer 3 shown in FIG. 1A.
- the hard coat layer 4 shown in FIGS. 1B to 1E and FIG. 1G contains no dye or pigment.
- the optical functional layer 3 / transparent substrate 2 shown in FIGS. 1E and 1F and the optical functional layer 3g / transparent substrate 2g shown in FIG. 1G are contained in the transparent substrate 2 or the polymer constituting the transparent substrate 2g.
- vanadium dioxide fine particles are present in a dispersed state.
- optical functional layer which is a constituent element of the optical film of the present invention, a transparent substrate provided as necessary, a colorant layer, an adhesive layer, a hard coat layer, and a near-infrared light shielding layer will be described.
- the optical functional layer according to the present invention contains vanadium dioxide fine particles and a binder resin.
- the same layer as the optical functional layer containing the vanadium dioxide fine particles may contain a dye or pigment that absorbs light in the light wavelength range of 650 to 700 nm, or the different layer may include the dye or pigment. It may contain dyes or pigments.
- the binder resin an aqueous binder resin or a hydrophobic binder resin can be used as will be described later.
- an optical functional layer forming coating liquid is prepared by mixing an aqueous binder resin solution prepared by dissolving an aqueous binder resin in an aqueous solvent in the state of the dispersion liquid, and this optical functional layer forming coating liquid.
- a method of forming an optical functional layer by coating and drying on a transparent substrate by a wet coating method is preferred.
- vanadium dioxide fine particles are prepared by a solvent substitution step without preparing a drying step after preparing vanadium dioxide fine particles by an aqueous synthesis method. After preparing the solvent dispersion, mix and dissolve with a hydrophobic binder resin, etc. to prepare a non-aqueous optical functional layer-forming coating solution.
- This non-aqueous optical functional layer-forming coating solution is prepared by a wet coating method. A method of forming an optical functional layer by coating and drying on a transparent substrate is preferred.
- the vanadium dioxide fine particles and the binder resin will be described in order.
- the crystal form of the vanadium dioxide fine particles according to the present invention is not particularly limited, but rutile vanadium dioxide fine particles (VO 2 fine particles) may be used from the viewpoint of efficiently expressing thermochromic properties (automatic light control). Is particularly preferred.
- the vanadium dioxide fine particles according to the present invention may contain VO 2 fine particles of other crystal type such as A-type or B-type within a range that does not impair the purpose.
- the metal component of the vanadium dioxide fine particles is vanadium, and thereby, good thermochromic properties can be exhibited. That is, when a metal other than vanadium is doped, it is sufficient if it is doped with less than 0.5 atomic%.
- vanadium for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), niobium (Nb), tantalum (Ta), tin (Sn), rhenium (Re), iridium (Ir), osmium (Os), ruthenium ( At least one element selected from the group consisting of Ru), germanium (Ge), chromium (Cr), iron (Fe), gallium (Ga), aluminum (Al), fluorine (F) and phosphorus (P). It may be included.
- the aspect ratio of the vanadium dioxide fine particles is preferably in the range of 1.0 to 3.0.
- the vanadium dioxide fine particles having such characteristics have a sufficiently small aspect ratio and an isotropic shape, the dispersibility when added to a solution is good.
- the single crystal since the single crystal has a sufficiently small particle size, it can exhibit better thermochromic properties than conventional fine particles.
- the concentration of the vanadium dioxide fine particles in the optical functional layer according to the present invention is not particularly limited, but is generally preferably in the range of 5 to 60% by mass, more preferably, based on the total mass of the optical functional layer. It is within the range of 5 to 40% by mass, and more preferably within the range of 5 to 30% by mass.
- a method for producing vanadium dioxide fine particles includes a method of pulverizing a VO 2 sintered body synthesized by a solid phase method, and a vanadium compound such as divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) or ammonium vanadate as a raw material.
- a vanadium compound such as divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) or ammonium vanadate as a raw material.
- An aqueous synthesis method in which particles are grown while synthesizing VO 2 in the liquid phase can be mentioned.
- the method for producing the vanadium dioxide fine particles according to the present invention is a method in which vanadium dioxide fine particles are synthesized using a vanadium compound as a raw material while synthesizing vanadium dioxide fine particles in a liquid phase in that the average primary particle size is small and variation in particle size can be suppressed.
- a growing aqueous synthesis method is preferred.
- examples of the aqueous synthesis method include a hydrothermal synthesis method and an aqueous synthesis method using a supercritical state. Details of the hydrothermal synthesis method will be described later. The details of the water-based synthesis method using the supercritical state (also referred to as supercritical hydrothermal synthesis method) are disclosed in, for example, paragraph numbers (0011) and (0015) to (0018) of JP-A-2010-58984. ) Can be referred to.
- aqueous synthesis methods it is preferable to apply the hydrothermal synthesis method.
- a method for producing vanadium dioxide fine particles if necessary, fine TiO 2 fine particles that become the core of particle growth are added as core particles, and vanadium dioxide fine particles are produced by growing the core particles. You can also.
- a substance (I) containing vanadium (V), hydrazine (N 2 H 4 ) or a hydrate thereof (N 2 H 4 .nH 2 O), and water are mixed to prepare a solution (A).
- This solution may be an aqueous solution in which the substance (I) is dissolved in water, or a suspension in which the substance (I) is dispersed in water.
- the substance (I) examples include divanadium pentoxide (V 2 O 5 ), ammonium vanadate (NH 4 VO 3 ), vanadium trichloride (VOCl 3 ), sodium metavanadate (NaVO 3 ), and the like. .
- the substance (I) is not particularly limited as long as it is a compound containing pentavalent vanadium (V). Hydrazine (N 2 H 4 ) and its hydrate (N 2 H 4 .nH 2 O) function as a reducing agent for the substance (I) and have a property of being easily dissolved in water.
- the solution (A) may further contain a substance (II) containing an element to be added in order to add an element to the finally obtained vanadium dioxide (VO 2 ) single crystal fine particles.
- the element to be added include tungsten (W), molybdenum (Mo), niobium (Nb), tantalum (Ta), tin (Sn), rhenium (Re), iridium (Ir), osmium (Os), ruthenium ( Ru), germanium (Ge), chromium (Cr), iron (Fe), gallium (Ga), aluminum (Al), fluorine (F), or phosphorus (P).
- this solution (A) may further contain a substance (III) having oxidizing property or reducing property.
- the substance (III) include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
- hydrothermal reaction treatment is performed using the prepared solution (A).
- “hydrothermal reaction” means a chemical reaction that occurs in hot water (subcritical water) whose temperature and pressure are lower than the critical point of water (374 ° C., 22 MPa).
- the hydrothermal reaction treatment is performed, for example, in an autoclave apparatus.
- Single crystal fine particles containing vanadium dioxide (VO 2 ) are obtained by the hydrothermal reaction treatment.
- the conditions of the hydrothermal reaction treatment are set as appropriate, but the temperature of the hydrothermal reaction treatment is, for example, within the range of 250 to 350 ° C. Preferably, it is in the range of 250 to 300 ° C, more preferably in the range of 250 to 280 ° C.
- the hydrothermal reaction treatment time is preferably in the range of 1 hour to 5 days, for example. Increasing the time can control the particle size and the like of the obtained single crystal fine particles, but an excessively long processing time increases the energy consumption.
- the surface of the obtained vanadium dioxide fine particles may be subjected to a coating treatment or a surface modification treatment with a resin. Thereby, the surface of vanadium dioxide fine particles is protected, and surface-modified single crystal fine particles can be obtained.
- the surface of the vanadium dioxide fine particles is coated with the same or the same kind of resin as the aqueous binder resin.
- the “coating” as used in the present invention is a state in which the entire surface of the particle is completely covered with the resin with respect to the vanadium dioxide fine particles, or a part of the particle surface is covered with the resin. It may be in a state.
- thermochromic vanadium dioxide VO 2
- the dispersion of vanadium dioxide fine particles prepared by the above-mentioned aqueous synthesis method contains impurities such as residues generated in the synthesis process, and triggers the generation of secondary agglomerated particles when forming the optical functional layer. Thus, it may become a deterioration factor in long-term storage of the optical functional layer, and it is preferable to remove impurities in advance at the stage of the dispersion.
- the vanadium dioxide fine particle dispersion As a method for removing impurities in the vanadium dioxide fine particle dispersion, a conventionally known means for separating foreign substances and impurities can be applied.
- the vanadium dioxide fine particle dispersion is centrifuged to precipitate the vanadium dioxide fine particles. It is possible to remove impurities in the supernatant and add and disperse the dispersion medium again, or to remove impurities out of the system using an exchange membrane such as an ultrafiltration membrane. From the viewpoint of preventing aggregation, the method using an ultrafiltration membrane is most preferable.
- Examples of the material for the ultrafiltration membrane include cellulose, polyethersulfone, and polytetrafluoroethylene (abbreviation: PTFE). Among these, polyethersulfone and PTFE are preferably used.
- the solvent replacement step is composed of a concentration step of concentrating the dispersion containing vanadium dioxide fine particles and a solvent dilution step of adding and diluting the solvent to the concentrate, and includes a concentration step and a subsequent solvent dilution step.
- the treatment operation is preferably repeated twice or more to prepare a non-aqueous solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles.
- concentration means used in the step of concentrating the specific dispersion containing vanadium dioxide fine particles an ultrafiltration method is preferable.
- the solvent applicable in the solvent replacement treatment according to the present invention is an organic solvent, preferably a non-aqueous organic solvent.
- it is a step of preparing a solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles by replacing water, which is a medium constituting the aqueous dispersion containing vanadium oxide-containing fine particles, with an organic solvent.
- the solvent is not particularly limited and can be appropriately selected.
- ketone solvents such as acetone, dimethyl ketone and methyl ethyl ketone
- alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol
- chlorine solvents such as chloroform and methylene chloride.
- Solvents aromatic solvents such as benzene and toluene, ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, glycol ether solvents such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether, dioxane, hexane, octane, diethyl ether, Any material that dissolves the hydrophobic binder resin to be applied at the same time, such as dimethylformamide, can be used.
- FIG. 2 is a schematic flow diagram showing an example of a solvent replacement processing apparatus applicable to the present invention.
- the solvent replacement processing apparatus 10 shown in FIG. 2 adjusts the preparation tank 11 for storing the dispersion liquid 12 containing the vanadium dioxide fine particles prepared above, the solvent stock tank 17 for storing the solvent 18 for dilution, and the solvent 18.
- An ultrafiltration unit 15 is disposed as a concentrating means in the route of the circulation line 13 for circulating the solvent supply line 19 to be added to the pot 11 and the preparation tank 11 by the circulation pump 14.
- Step (A) The dispersion liquid containing the vanadium dioxide fine particles prepared by the above method is stored as the dispersion liquid 12 in the preparation kettle 11 and is circulated by the circulation pump 14. Water is discharged from the discharge port 16 and concentrated to a predetermined concentration. As a standard of concentration, it concentrates to 20 volume% with respect to the initial volume. It is preferable to avoid excessive concentration beyond this because particle aggregation occurs as the particle density increases. In this concentration operation, it is important not to dry the dispersion.
- Step (B) Next, 80% by mass of the solvent 18 is added from the solvent stock kettle 17 via the solvent supply line 19 to the dispersion 12 concentrated to 20% by volume, and sufficiently stirred and mixed. A primary solvent-substituted dispersion 12 is prepared.
- Step (C) Next, in the same manner as in the above step (A), the medium (water + solvent) in the dispersion is discharged 16 outside the system by the ultrafiltration unit 15 while being circulated by the circulation pump 14. Concentrate again to a concentration of 20% by volume.
- Step (D) Next, in the same manner as in the above step (B), 80% by mass of the solvent 18 is added from the solvent stock kettle 17 via the solvent supply line 19 to the concentrated dispersion, and the mixture is sufficiently stirred. Mixing is performed to prepare the first solvent-substituted dispersion liquid 12.
- Step (E) Finally, the concentration and solvent dilution operations in Step (A) and Step (B) are repeated at least twice, so that the water content is within the range of 0.1 to 5.0% by mass.
- a solvent dispersion containing the adjusted vanadium dioxide fine particles is prepared.
- the water content can be determined by measuring, for example, by the Karl Fischer method.
- the solvent dispersion liquid containing vanadium dioxide fine particles according to the present invention can contain water to some extent, and is 30% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5.0% by mass. It is as follows. Moreover, a minimum is 0.01 mass% or more, Preferably it is 0.05 mass% or more, Most preferably, it is 0.1 mass%. Accordingly, the water content is preferably in the range of 0.01 to 30% by mass, and in the range of 0.1 to 5.0% by mass is a particularly preferable embodiment.
- the film forming property of the coexisting hydrophobic binder can be prevented at the time of forming the optical functional layer, and the haze can be reduced to 0.01% by mass. % Or more, the change width between the infrared transmittance and the infrared shielding rate at the time of temperature change can be increased to some extent. In particular, when the water content is 5.0% by mass or less, it is possible to further suppress the effect of the oxidation of the vanadium dioxide fine particles and the film forming property of the coexisting hydrophobic binder, and to maintain the haze at a lower level. be able to. Moreover, by setting it as 0.1 mass% or more, the change width of the infrared rays transmittance
- Vivaflow 50 (effective filtration area 50 cm 2 , fractional molecular weight 5000) manufactured by Sartorius steady is used as a filtration membrane, and ultrafiltration is performed at a flow rate of 300 ml / min (minutes), a hydraulic pressure of 100 kPa, and room temperature.
- ultrafiltration device having a filtration membrane made of polyethersulfone and a molecular weight cut off of 300,000 (Pericon 2 cassette, manufactured by Nihon Millipore Corporation).
- the binder resin applicable to the present invention is not particularly limited, but is preferably an aqueous binder resin or a hydrophobic binder resin.
- a hydrophobic binder resin should be used when preparing a solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles by the solvent replacement step. It is preferable to use an aqueous binder resin when the solvent replacement step is not performed.
- the aqueous binder resin referred to in the present invention represents a resin material that dissolves 0.5 g or more with respect to 100 g of water at 20 ° C., more preferably 1.0 g or more. Moreover, after making it melt
- Dextrin dextran, saccharide derivatives such as dextran sulfate, naturally-derived materials such as thickening polysaccharides, polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, potassium acrylate-acrylic Acrylic resins such as nitrile copolymer, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer, or acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid Acid-acrylic acid S Copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene acrylic resin, styrene-sodium
- a polymer containing 50 mol% or more of repeating unit components having a hydroxy group which has a high affinity with vanadium dioxide fine particles and has a high effect of preventing particle aggregation even during drying of film formation, is preferable.
- examples thereof include celluloses, polyvinyl alcohols, acrylic resins having a hydroxy group, etc.
- polyvinyl alcohols and celluloses can be most preferably used.
- Polyvinyl alcohols As the polyvinyl alcohol preferably used in the present invention, ordinary polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing polyvinyl acetate can be used.
- modified polyvinyl alcohol such as polyvinyl alcohol whose end is cation-modified or anion-modified polyvinyl alcohol having an anionic group is also included.
- Examples of the cation-modified polyvinyl alcohol include primary to tertiary amino groups and quaternary ammonium groups as described in JP-A No. 61-10383.
- Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a cationic group include trimethyl- (2-acrylamido-2,2-dimethylethyl) ammonium chloride and trimethyl- (3-acrylamido-3,3-dimethylpropyl) ammonium chloride.
- the ratio of the cation-modified group-containing monomer in the cation-modified polyvinyl alcohol is 0.1 to 10 mol%, preferably 0.2 to 5 mol%, relative to vinyl acetate.
- Anion-modified polyvinyl alcohol is described in, for example, polyvinyl alcohol having an anionic group as described in JP-A-1-206088, JP-A-61-237681 and JP-A-63-307979.
- examples thereof include a copolymer of vinyl alcohol and a vinyl compound having a water-soluble group, and a modified polyvinyl alcohol having a water-soluble group as described in JP-A-7-285265.
- Nonionic modified polyvinyl alcohol includes, for example, a polyvinyl alcohol derivative in which a polyalkylene oxide group is added to a part of vinyl alcohol as described in JP-A-7-9758, and JP-A-8-25795.
- the block copolymer of the vinyl compound and vinyl alcohol which have the described hydrophobic group is mentioned.
- Polyvinyl alcohol can be used in combination of two or more different degrees of polymerization and different types of modification.
- polyvinyl alcohol used in the present invention a synthetic product or a commercially available product may be used.
- commercially available products used as polyvinyl alcohol include, for example, 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 (above, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), JC-25, JC-33, JF-03, JF-04, JF-05, JP- 03, JP-04, JP-05, JP-45 (above, manufactured by Nippon Vinegar Poval Co., Ltd.) and the like.
- a water-soluble cellulose derivative is preferable, for example, carboxymethylcellulose (cellulose carboxymethyl ether), methylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, Examples thereof include water-soluble cellulose derivatives such as hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose (cellulose carboxymethyl ether) and carboxyethylcellulose which are carboxylic acid group-containing celluloses.
- Other examples include cellulose derivatives such as nitrocellulose, cellulose acetate propionate, cellulose acetate, and cellulose sulfate.
- the water-based binder resin is a polymer containing 50 mol% or more of repeating units having a hydroxy group.
- the repeating unit component is originally composed of three types. It has a hydroxy group, and some of these three hydroxy groups are substituted.
- the content of 50 mol% or more of repeating unit components having a hydroxy group means that 50 mol% or more of the repeating unit component having a hydroxy group in this substituent or the repeating unit component in which one or more unsubstituted hydroxy groups remain is contained. Represents that.
- gelatin As the gelatin applicable to the present invention, various gelatins that have been widely used in the field of silver halide photographic light-sensitive materials can be applied. For example, in addition to acid-processed gelatin and alkali-processed gelatin, production of gelatin is possible. Enzyme-treated gelatin and gelatin derivatives that undergo enzyme treatment in the process, that is, modified with a reagent that has an amino group, an imino group, a hydroxy group, or a carboxy group as functional groups in the molecule and has groups obtained by reaction with them. It may be quality. Well-known methods for producing gelatin are well known. H. James: The Theory of Photographic Process 4th. ed.
- a gelatin hardener can be added as necessary.
- known compounds that are used as hardeners for ordinary photographic emulsion layers can be used.
- the thickening polysaccharide that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include generally known natural simple polysaccharides, natural complex polysaccharides, synthetic simple polysaccharides, and synthetic complex polysaccharides. The details of these polysaccharides can be referred to “Biochemical Encyclopedia (2nd edition), Tokyo Chemical Doujinshi”, “Food Industry”, Vol. 31 (1988), p.
- the thickening polysaccharide referred to in the present invention is a polymer of saccharides and has a number of hydrogen bonding groups in the molecule. Due to the difference in hydrogen bonding strength between molecules depending on the temperature, the viscosity at low temperature and the viscosity at high temperature. It is a polysaccharide with a large difference in characteristics, and when adding metal oxide fine particles, it causes a viscosity increase that seems to be due to hydrogen bonding with the metal oxide fine particles at a low temperature. It is a polysaccharide that causes an increase in viscosity at 15 ° C. of 1.0 mPa ⁇ s or more by addition, preferably 5.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 10.0 mPa ⁇ s or more. Polysaccharides.
- Examples of the thickening polysaccharide applicable to the present invention include galactan (eg, agarose, agaropectin, etc.), galactomannoglycan (eg, locust bean gum, guaran, etc.), xyloglucan (eg, tamarind gum, etc.), Glucomannoglycan (eg, salmon mannan, wood-derived glucomannan, xanthan gum, etc.), galactoglucomannoglycan (eg, softwood-derived glycan), arabinogalactoglycan (eg, soybean-derived glycan, microorganism-derived glycan, etc.), Red algae such as glucuronoglycan (eg gellan gum), glycosaminoglycan (eg hyaluronic acid, keratan sulfate etc.), alginic acid and alginates, agar, ⁇ -carrageenan, ⁇ -carrageenan,
- Such polysaccharides include, for example, pentoses such as L-arabitose, D-ribose, 2-deoxyribose, and D-xylose, and hexoses such as D-glucose, D-fructose, D-mannose, and D-galactose only. It is preferable that it is a polysaccharide.
- tamarind seed gum known as xyloglucan whose main chain is glucose and side chain is glucose
- guar gum known as galactomannan whose main chain is mannose and side chain is glucose
- cationized guar gum Hydroxypropyl guar gum
- locust bean gum locust bean gum
- tara gum arabinogalactan whose main chain is galactose and whose side chain is arabinose
- tamarind, guar gum, cationized guar gum, and hydroxypropyl guar gum are particularly preferable.
- aqueous binder resins include polymers having reactive functional groups, such as polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, potassium acrylate-acrylonitrile copolymer.
- Acrylic resins such as polymers, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, or acrylic acid-acrylic acid ester copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid-acrylic Styrene acrylic resin such as acid ester copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer, or styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-sodium styrenesulfonate copolymer Polymer, styrene-2-hydroxy Ethyl acrylate copolymer, styrene-2-hydroxyethyl acrylate-potassium styrene sulfonate copolymer, styrene-maleic acid copolymer
- the hydrophobic binder resin in the present invention refers to a resin having a dissolution amount of less than 1.0 g at a liquid temperature of 25 ° C. with respect to 100 g of water, more preferably a resin having a dissolution amount of less than 0.5 g. More preferably, it is a resin having a dissolution amount of less than 0.25 g.
- the hydrophobic binder resin is preferably a resin obtained by polymerizing in the curing process using a hydrophobic polymer or a monomer of the hydrophobic binder resin.
- hydrophobic polymer examples include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, olefin-based polymer such as poly (4-methyl-1-pentene), acrylate-based copolymer; Halogen-containing polymers such as vinyl and chlorinated vinyl resins; Styrene polymers such as polystyrene, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer; polyethylene terephthalate, poly Polyesters such as butylene terephthalate and polyethylene naphthalate; polyamides such as nylon 6, nylon 66 and nylon 610; polyacetal; polycarbonate; polyphenylene oxide; polyphenylene sulfide; Polysulfone; Polysulfone; Polyethersulfone; Polyoxybenzylene; Polyamideimide; ABS resin (acrylonitrile), acrylate
- hydrophobic binder resin a resin that uses a monomer of a hydrophobic binder resin and is polymerized in a curing treatment step can be exemplified, and its representative hydrophobic binder resin material Is a compound that is cured by irradiation with active energy rays, and specifically includes a radical polymerizable compound that is cured by a polymerization reaction with radical active species and a cationic polymerizable compound that is cured by a cationic polymerization reaction with cationic active species. be able to.
- radical polymerizable compound examples include a compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization.
- examples of the compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and crotonic acid.
- Unsaturated carboxylic acids such as isocrotonic acid and maleic acid and their salts, esters, urethanes, amides and anhydrides, acrylonitrile, styrene, various unsaturated polyesters, unsaturated polyethers, unsaturated polyamides, unsaturated urethanes, etc. These radically polymerizable compounds are mentioned.
- cationic polymerizable compound various known cationic polymerizable monomers can be used.
- epoxies exemplified in JP-A-6-9714, JP-A-2001-31892, JP-A-2001-40068, JP-A-2001-55507, JP-A-2001-310938, JP-A-2001-310937, JP-A-2001-220526
- Compounds vinyl ether compounds, oxetane compounds and the like.
- photopolymerization initiator it is preferable to contain a photopolymerization initiator together with the above compound.
- a photopolymerization initiator any known photopolymerization initiators published in “Application and Market of UV / EB Curing Technology” (CMC Publishing Co., Ltd., edited by Yoneho Tabata / edited by Radtech Research Association) may be used. it can.
- an optical functional layer forming coating solution containing each constituent material and a solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles is applied on, for example, a transparent substrate, and thereafter, an activity such as ultraviolet rays or electron beams is applied. Irradiate energy rays.
- ultraviolet LED ultraviolet laser
- mercury arc lamp xenon arc lamp
- low-pressure mercury lamp fluorescent lamp
- carbon arc lamp tungsten-halogen copying lamp
- sunlight can be used.
- an electron beam it is usually cured with an electron beam having an energy of 300 eV or less, but it can also be cured instantaneously with an irradiation dose of 1 to 5 Mrad.
- the transparent base material has a hybrid structure that also serves as an optical functional layer
- a solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles in a hydrophobic resin that is a constituent material of the transparent base material And a solvent is added and dissolved to prepare a dope for film formation, and then the optical film can be suitably formed by the solution casting method used in the conventional film formation using the dope. it can.
- hydrophobic binder resin examples include resin materials that are conventionally used in the formation of optical films, such as polyethylene, polypropylene, cellulose diacetate, cellulose triacetate (abbreviation: TAC), Cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (abbreviation: CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate and their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate (Abbreviation: PC), norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyethersulfone (abbreviation: PES), polyphenylenes Fido, Polysulfones, Polyetherimide, Polyetherketoneimide, Polyamide, Fluororesin, Nylon, Polymethylmethacrylate, Acrylic and polyarylates, Arton (trade name
- the solvent is not particularly limited, and examples thereof include methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, acetone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, cyclohexanone, ethyl formate, 2,2,2- Trifluoroethanol, 2,2,3,3-hexafluoro-1-propanol, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methyl-2- Examples include propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 2,2,3,3,3-pentafluoro-1-propanol, nitroethane, and the like.
- a hybrid optical functional layer that also serves as a transparent substrate is formed by a solution casting method.
- additives for optical functional layers Various additives that can be applied to the optical functional layer according to the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired are listed below.
- nonionic surfactants JP-A-59-42993, JP-A-59-52689, JP-A-62-280069, JP-A-61-242871, and JP-A-4-219266.
- Optical brighteners sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, citric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, etc.
- Lubricants such as tylene glycol, antiseptics, antifungal agents, antistatic agents, matting agents, heat stabilizers, antioxidants, flame retardants, crystal nucleating agents, inorganic particles, organic particles, thickeners, lubricants, infrared absorption Examples include various known additives such as agents, dyes, and pigments.
- an aqueous binder resin After preparing vanadium dioxide fine particles by an aqueous synthesis method, without passing through a drying step, in a state of dispersion in which vanadium dioxide fine particles are present without being associated, A water-based binder resin solution prepared by dissolving a water-based binder resin in a water-based solvent is mixed to prepare a water-based optical functional layer-forming coating solution, and this optical functional layer-forming coating solution is transparent by a wet coating method. A method of forming an optical functional layer by applying and drying on a substrate is preferred.
- vanadium dioxide fine particles are prepared in the same manner as when an aqueous binder resin is used. After that, without passing through the drying step, a solvent dispersion containing vanadium dioxide fine particles is prepared by a solvent substitution step, and then mixed and dissolved with a hydrophobic binder resin or the like to form a non-aqueous optical functional layer forming coating A method is preferred in which a liquid is prepared, and this non-aqueous coating solution for forming an optical functional layer is applied on a transparent substrate by a wet coating method and dried to form an optical functional layer.
- the wet coating method used for forming the optical functional layer is not particularly limited, and for example, a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, a spray coating method, a slide curtain coating method, or US Pat. No. 2,761,419. Examples thereof include a slide hopper coating method and an extrusion coating method described in the specification, US Pat. No. 2,761791.
- a solution casting method can be applied as a method of forming a hybrid optical functional layer that also serves as a transparent substrate.
- a solution casting method for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-067074, Solution casting film forming methods described in JP 2013-123868 A, JP 2013-202979 A, JP 2014-0669958 A, JP 2014-095729 A, JP 2014-159082 A, etc. Can be formed according to
- the transparent substrate applicable to the present invention is not particularly limited as long as it is transparent, and examples thereof include glass, quartz, and a transparent resin film. However, it is possible to impart flexibility and suitability for production (manufacturing process suitability). From the viewpoint, a transparent resin film is preferable.
- “Transparent” in the present invention means that the average light transmittance in the visible light region is 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more.
- the thickness of the transparent substrate according to the present invention is preferably in the range of 30 to 200 ⁇ m, more preferably in the range of 30 to 100 ⁇ m, and still more preferably in the range of 35 to 70 ⁇ m. If the thickness of the transparent substrate is 30 ⁇ m or more, wrinkles and the like are less likely to occur during handling, and if the thickness is 200 ⁇ m or less, the followability to the curved glass surface when bonded to the glass substrate is improved. .
- the transparent substrate according to the present invention is preferably a biaxially oriented polyester film, but an unstretched or at least one stretched polyester film can also be used.
- a stretched film is preferable from the viewpoint of strength improvement and thermal expansion suppression.
- a stretched film is more preferable.
- the transparent substrate according to the present invention has a thermal shrinkage within a range of 0.1 to 3.0% at a temperature of 150 ° C. from the viewpoint of preventing generation of wrinkles of the optical film and cracking of the optical functional layer. Is more preferable, being in the range of 1.5 to 3.0%, more preferably 1.9 to 2.7%.
- the transparent substrate applicable to the optical film of the present invention is not particularly limited as long as it is transparent, but various resin films are preferably used.
- polyolefin films for example, cycloolefin, polyethylene, polypropylene) Etc.
- polyester films for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.
- polyvinyl chloride, triacetyl cellulose films and the like can be used, and cycloolefin films, polyester films, and triacetyl cellulose films are preferable.
- undercoat layer coating solution inline on one side or both sides in the film forming process.
- undercoating during the film forming process is referred to as in-line undercoating.
- the dye or pigment according to the present invention contains vanadium dioxide.
- the colorant layer may be contained as an adjacent layer in direct contact with the optical functional layer.
- the binder of the colorant layer for example, the aforementioned hydrophobic binder resin can be used.
- the above-described dye or pigment according to the present invention is applied to the hard coat layer as in the layer configuration of (1) or (6) (see FIG. 1A or 1F). You may make it contain.
- an inorganic material typified by polysiloxane, an active energy ray curable resin, or the like can be used.
- the inorganic material needs to be moisture-cured (from room temperature to warming), and it is preferable to use an active energy ray-curable resin in the present invention from the viewpoint of curing temperature, curing time, and cost.
- the active energy ray resin refers to a resin that is cured through a crosslinking reaction or the like by irradiation with active rays such as ultraviolet rays or electron beams.
- the active energy ray curable resin a component containing a monomer having an ethylenically unsaturated double bond is preferably used, and the active energy ray curable resin layer is cured by irradiation with an active ray such as an ultraviolet ray or an electron beam. It is formed.
- an active energy ray curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin, and a resin curable by ultraviolet irradiation is preferable.
- an ultraviolet curable urethane acrylate resin for example, an ultraviolet curable urethane acrylate resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, an ultraviolet curable polyol acrylate resin, or an ultraviolet curable epoxy resin is preferable. Used. Of these, ultraviolet curable acrylate resins are preferred.
- UV curable acrylic urethane resins generally include 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as acrylate) in products obtained by reacting a polyester polyol with an isocyanate monomer or a prepolymer. It is easily obtained by reacting an acrylate monomer having a hydroxy group such as 2-hydroxypropyl acrylate.
- An ultraviolet curable polyester acrylate resin can be easily obtained by reacting a monomer such as 2-hydroxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, or acrylic acid with a hydroxyl group or carboxy group at the end of the polyester (see, for example, JP Sho 59-151112).
- the ultraviolet curable epoxy acrylate resin is obtained by reacting a terminal hydroxyl group of an epoxy resin with a monomer such as acrylic acid, acrylic acid chloride, or glycidyl acrylate.
- ultraviolet curable polyol acrylate resins include ethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and dipenta.
- examples include erythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate.
- An adhesion layer is a layer for making it adhere to the optical film of this invention, another base material, etc.
- the optical film of this invention When using the optical film of this invention as a window film, it is a layer for making it adhere to a window glass.
- the above-described dye or pigment according to the present invention is directly applied to the optical functional layer containing vanadium dioxide. You may make it contain in an adhesion layer as an adjacent layer which contacts.
- the pressure-sensitive adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer is selected from rubber-based, acrylic-based, silicon-based and urethane-based pressure-sensitive adhesives. Acrylic and silicon-based materials are preferred because yellowing does not occur over time, and acrylic-based materials are most preferable in that a general-purpose release sheet can be used.
- the thickness of the adhesive layer is preferably in the range of 5 ⁇ m to 30 ⁇ m. If it is 5 ⁇ m or more, the adhesiveness is stable, and if it is 30 ⁇ m or less, the adhesive does not protrude from the side of the film and is easy to handle.
- the type of separator (release sheet) to be attached to the adhesive layer it is possible to use a substrate such as polyester, polyethylene, polypropylene, paper, etc., which is coated with silicon, polyalkylene, or fluororesin.
- a polyester film coated with silicon is particularly preferred.
- the thickness of the separator is preferably in the range of 10 to 100 ⁇ m, more preferably 20 to 60 ⁇ m. If it is 10 ⁇ m or more, the film is not wrinkled by heat during coating and drying, and it is preferably 100 ⁇ m or less from the viewpoint of economy.
- optical film of the present invention can be configured to be pasted on glass, and the glass on which this film is bonded can be used for automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, buildings, and the like.
- the glass bonded together can be used for other purposes.
- the glass bonded with the film is preferably used for construction or for vehicles.
- the glass bonded with the film can be used for a windshield, side glass, rear glass or roof glass of an automobile.
- the glass member examples include inorganic glass and organic glass (resin glazing).
- the inorganic glass examples include float plate glass, heat ray absorbing plate glass, polished plate glass, mold plate glass, netted plate glass, lined plate glass, and colored glass such as green glass.
- the organic glass is a synthetic resin glass substituted for inorganic glass.
- the organic glass (resin glazing) examples include a polycarbonate plate and a poly (meth) acrylic resin plate.
- the poly (meth) acrylic resin plate examples include a polymethyl (meth) acrylate plate.
- a 5% by mass aqueous solution of hydrazine hydrate (N 2 H 4 ⁇ H 2 O, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade) was slowly added dropwise to the resulting solution to prepare a solution having a pH value of 9.2.
- the prepared solution was put in a commercially available autoclave for hydrothermal reaction treatment (HU-25 type manufactured by Sanai Kagaku Co., Ltd.) (with a SUS body equipped with a 25 ml Teflon (registered trademark) inner cylinder) Hydrothermal reaction treatment was carried out for 24 hours at 270 ° C. for a time, and VO 2 fine particles 1 were obtained.
- the VO 2 fine particles 1 had chromic properties, the number average primary particle size was 40 nm, and the ratio of tungsten (W) atoms to vanadium (V) atoms was 1.0%. The concentration of the finished VO 2 fine particles 1 was 3.0% by mass, and this was used as dispersion 1 of VO 2 fine particles 1.
- the prepared solution 1 is placed in a commercially available autoclave for hydrothermal reaction treatment (HU-25 type, manufactured by Sanai Kagaku Co., which is provided with a 25 ml Teflon (registered trademark) inner cylinder in a SUS body) at 100 ° C.
- a hydrothermal reaction treatment at 270 ° C. for 24 hours to obtain VO 2 fine particles 2.
- the VO 2 fine particles 2 had chromic properties, the number average primary particle size was 40 nm, and 99.5 atomic% or more of the metal component was vanadium.
- the concentration of the finished VO 2 fine particles 2 was 3.0% by mass, and this was used as the dispersion 2 of VO 2 fine particles 2.
- Optical functional layer forming coating solution 1 Dispersion 1 of 3% by weight of VO 2 fine particles 1 10 parts by weight Aqueous solution of 4% by weight of hydroxypropylmethylcellulose (Metroose 60SH-50, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 75 parts by weight 5% by weight of a surfactant aqueous solution (Triton X- 100, manufactured by Sigma-Aldrich) 2 parts by mass Pure water 13 parts by mass
- optical film 102 was produced in the same manner as in the production of the optical film 101 except that the optical functional layer forming coating solution 1 was changed to the following optical functional layer forming coating solution 2.
- Optical functional layer forming coating solution 2 Dispersion 2 of 3% by mass of VO 2 fine particles 2 10 parts by mass Aqueous solution of 4% by mass of hydroxypropylmethylcellulose (Metroose 60SH-50, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 75 parts by mass 5% by mass of a surfactant aqueous solution (Triton X- 100, manufactured by Sigma-Aldrich) 2 parts by mass Pure water 13 parts by mass
- (Colorant dispersion 1) 1 part by mass of copper phthalocyanine fine particles (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., Blue No. 84, PB-15: 3, maximum absorption wavelength 630 nm, 720 nm), methyl ethyl ketone 10 of polymethyl methacrylate (VB-7103, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 36 parts by mass of a mass% solution was dispersed with a super apex mill manufactured by Kotobukisha using zirconia beads until the average particle size was 30 nm, whereby Colorant Dispersion Liquid 1 was obtained.
- (Colorant layer forming coating solution 1) 45 parts by weight of the colorant dispersion 1 and 30 parts by weight of methyl isobutyl ketone were mixed to obtain a coating liquid 1 for forming a colorant layer.
- Optical Films 104 to 110 Invention
- Optical Film 111 Comparative Example
- an average light absorption rate at a film temperature of 23 ° C. within a light wavelength range of 650 to 700 nm is 30.
- Optical films 104 to 111 were produced in the same manner except that the coating amount was adjusted to be 40%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, and 90%.
- the following coating solution 2 for forming a colorant layer is applied to the opposite surface of the optical functional layer formed from the coating solution 2 for forming an optical functional layer with a polyethylene terephthalate film interposed therebetween using an extrusion coater.
- the wet coating was carried out by adjusting the coating amount so that the average light absorptance within the light wavelength range of 650 to 700 nm at a film temperature of 23 ° C. was 50%, followed by drying at 90 ° C. for 1 minute.
- the coating film is cured by irradiating ultraviolet rays under the conditions of an illuminance of 100 mW / cm 2 , an irradiation amount of 0.2 J / cm 2 , and an oxygen concentration of 200 ppm, and coloring that also serves as a hard coat layer
- the agent layer was formed, and the optical film 112 was produced.
- Colorant layer forming coating solution 2 Colorant dispersion 1 315 parts by weight Aronix (registered trademark) M-305 (3, 4 functional acrylate, 3 functional component 60% by mass, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 196 parts by mass EBECRYL (registered trademark) 350 (bifunctional silicon acrylate, manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.) MIBK (methyl isobutyl ketone) diluent (1% by mass) 18 parts by weight hexoate cobalt 8% (metal soap, manufactured by Toei Chemical Co., Ltd.) 3 parts by weight Irgacure (registered trademark) 184 (photopolymerization initiator, manufactured by BASF Corporation) 13 parts by mass MegaFac (registered trademark) F-552 (surfactant, manufactured by DIC Corporation) MIBK (methyl isobutyl ketone) diluent (1% by mass) 9 parts by mass MIBK (methyl isobutyl
- methylene chloride was added as a solvent. 100% by volume was subjected to solvent replacement treatment three times to prepare a dispersion 3 of solvent-based VO 2 fine particles 2 having a particle concentration of 3% by mass, and filtered with Finemet NF manufactured by Nippon Seisen Co., Ltd. .
- the following methylene chloride was added to the pressure dissolution tank.
- this dispersion was concentrated again to 20% by volume, and then methyl ethyl ketone was added as a solvent to make 100% by volume, and the solvent substitution treatment was performed twice, so that the solvent concentration of VO 2 fine particles 2 having a particle concentration of 3% by mass was obtained.
- a dispersion 4 was prepared. (Coating liquid 1 for forming colorant layer and optical functional layer) Colorant dispersion liquid 1 37 parts by mass Dispersion liquid 4 of VO 2 fine particles 2 33 parts by mass was mixed to prepare a coating liquid 1 for forming a colorant layer / optical function layer.
- An optical film 115 was prepared in the same manner as in the production of the optical film 106 except that the dispersion time of the colorant dispersion 1 was changed so that the average particle diameter of the particles was 60 nm.
- the colorant dispersion 1 was changed to YMF-02A (18% by mass Cs 0.33 WO 3 dispersion, 10% by mass dispersant, average particle size 50 nm, methyl isobutyl ketone solvent, Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.
- the optical film 117 was produced in the same manner except that the absorption wavelength peak was changed over a wide range from 880 to 2200 nm.
- the colorant layer / adhesive layer forming coating solution 1 described below is directly adjacent to the optical functional layer formed from the optical functional layer forming coating solution 2, using an extrusion coater.
- Wet coating was performed by adjusting the coating amount so that the average light absorption rate within the light wavelength range of 650 to 700 nm at 23 ° C. was 40%, 50%, 70%, and 80%, respectively, Air was blown for 2 minutes to dry to form a colorant layer also serving as an adhesive layer, and optical films 119 to 122 were produced.
- Colorant dispersion 2 1 part by mass of copper phthalocyanine fine particles (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., cyanine blue 4933GN-EP, PB-15: 4, maximum absorption wavelength 640 nm, 740 nm), methyl ethyl ketone of polymethyl methacrylate (VB-7103, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 36 parts by mass of a 10% by mass dissolving solution was dispersed with a super apex mill manufactured by Kotobukisha using zirconia beads until the number average primary particle size became 30 nm to obtain a colorant dispersion 2.
- Colorant layer / adhesive layer forming coating solution 1 78 parts by mass of 2-ethylhexyl methacrylate, 12 parts by mass of butyl acrylate, 7 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate and 3 parts by mass of acrylic acid were dissolved in toluene (solid content concentration: 33% by mass), and polymerization initiator Using benzoyl peroxide (5% by mass with respect to the monomer) as a radical polymerization at 83 ° C. for 240 minutes, a polymer solution having a solid content concentration of 33% by mass (weight average molecular weight 550,000) was obtained.
- the following colorant layer forming coating solution 2 was directly adjacent to the optical function layer formed from the optical function layer forming coating solution 2 using an extrusion coater at a film temperature of 23 ° C.
- the colorant layer is prepared by adjusting the coating amount so that the average light absorptance in the light wavelength range of 650 to 700 nm is 50%, performing wet coating, and then blowing hot air of 90 ° C. for 2 minutes for drying.
- To form an optical film 124. (Colorant layer forming coating solution 2) 1 part by mass of copper phthalocyanine fine particles (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd., Blue No.
- the spectral transmittance of the produced optical film 116 at an optical wavelength of 1300 nm was less than 50% at a film temperature of 23 ° C., and the other optical films were 50% or more.
- the produced optical film 123 is used in combination with a pigment that absorbs green, the spectral transmittance at a light wavelength of 550 nm is in the range of 30 to 60% at a film temperature of 23 ° C. there were.
- the other optical films were out of the range of 30 to 60%.
- the optical film 119 to 122 has a size of 15 mm ⁇ 20 cm of a glass plate having a thickness of 1.3 mm (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., “slide glass white edge polishing”), and a colorant layer that also serves as an adhesive layer.
- the optical film was bonded using a transparent adhesive sheet (manufactured by Nitto Denko Corporation, LUCIACS CS9621T).
- Copper Pc-A Copper phthalocyanine fine particles (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd., Blue No. 84, PB-15: 3, maximum absorption wavelength 630 nm, 720 nm)
- Copper Pc-B Copper phthalocyanine fine particles (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., cyanine blue 4933GN-EP, PB-15: 4, maximum absorption wavelengths 640 nm, 740 nm)
- CI solvent C.I. I.
- Solvent Blue 63 (1-methylamino-4-[(3-methylphenyl) amino] -9,10-anthraquinone, maximum absorption wavelength 645 nm)
- Green pigment Cromophtal Pink PT (CI Pigment Red 122, manufactured by BASF)
- CWO Cs 0.33 WO 3
- the optical film of the present invention is better than the optical film of the comparative example in terms of heat insulation for summer, heat for spring, and heat for winter. It is recognized that
- the present invention controls the transition and fully exhibits the effect of thermodynamics without losing the large change width of the near-infrared light shielding rate and transmittance before and after the transition of vanadium dioxide.
- it is suitable for providing an optical film that can exhibit heat-shielding properties when the feeling of galling is strong even at low temperatures.
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Abstract
本発明の課題は、温度環境に応じて近赤外遮蔽率を調節できる二酸化バナジウムを含有する光学フィルムにおいて、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移を制御して、サーモロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる光学フィルムを提供することである。当該光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有し、かつ、前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする。
Description
本発明は、光学フィルムに関し、特に、環境温度に応じて近赤外遮蔽率を調節できるサーモクロミック性を有する二酸化バナジウムを含有する光学フィルムに関する。
近年、車窓から入り込む太陽光の影響によって人肌で感じる熱さを遮り、高い断熱性又は遮熱性を備えた合わせガラスが市場に流通している。最近では、電気自動車等の普及に伴い、車内の冷房効率を高める観点から、合わせガラスに適用する近赤外光(熱線)遮蔽フィルムの開発が盛んに行われている。
近赤外光遮蔽フィルムを車体や建物の窓ガラスに適用することにより、車内のエア・コンディショナー等の冷房設備への負荷を低減することにより、省エネルギー対策として有効な手段である。
近赤外光遮蔽フィルムを車体や建物の窓ガラスに適用することにより、車内のエア・コンディショナー等の冷房設備への負荷を低減することにより、省エネルギー対策として有効な手段である。
近赤外光遮蔽フィルムは、太陽光の照度が高い赤道近傍の低緯度地帯では、その高い近赤外光遮蔽能により好ましく利用されている。しかしながら、中緯度~高緯度地帯の冬場においては、逆に、太陽光をできるだけ車内や室内に取り込みたい場合にも遮蔽してしまうという問題がある。
上記問題に対し、近赤外光遮蔽フィルムに、近赤外光の遮蔽や透過の光学的性質を温度により制御するサーモクロミック材料を適用する方法の検討がなされている。その代表例として、二酸化バナジウム(以下、VO2ともいう。)が挙げられる。VO2は、67℃前後の温度領域で相転移を起こし、サーモクロミック性を示すことが知られている。すなわち、このVO2の特性を利用した光学フィルムにより、高温になると熱の原因となる近赤外光を遮蔽し、低い温度では近赤外光を透過する特性を発現することが可能となる。これにより、夏場の暑い時は近赤外光を遮蔽して室内の温度上昇を抑制し、冬場の寒い時は、光エネルギーを取り込むことができるようになる。
上記問題に対し、近赤外光遮蔽フィルムに、近赤外光の遮蔽や透過の光学的性質を温度により制御するサーモクロミック材料を適用する方法の検討がなされている。その代表例として、二酸化バナジウム(以下、VO2ともいう。)が挙げられる。VO2は、67℃前後の温度領域で相転移を起こし、サーモクロミック性を示すことが知られている。すなわち、このVO2の特性を利用した光学フィルムにより、高温になると熱の原因となる近赤外光を遮蔽し、低い温度では近赤外光を透過する特性を発現することが可能となる。これにより、夏場の暑い時は近赤外光を遮蔽して室内の温度上昇を抑制し、冬場の寒い時は、光エネルギーを取り込むことができるようになる。
このような特性を備えたVO2の具体例としては、水熱合成により、バナジウム化合物と、ヒドラジン又はその水和物により、二酸化バナジウム(VO2)のナノ微粒子を得る方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記水熱合成法により調製したVO2ナノ粒子を透明樹脂中に分散させ、透明基材上にVO2分散樹脂層を形成する積層体とすることにより、サーモクロミックフィルムを提供することができる方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、上記水熱合成法により調製したVO2ナノ粒子を透明樹脂中に分散させ、透明基材上にVO2分散樹脂層を形成する積層体とすることにより、サーモクロミックフィルムを提供することができる方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
これらの文献によると二酸化バナジウム(VO2)の転移温度を好ましい温度に制御するために、具体的には、転移温度を下げるためにタングステン(W)やモリブデン(Mo)のドープが行われている。
しかしながら、金属をドープすることで転移温度は下げることができるが、転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅が小さくなるために、サーモクロミック性の効果が小さくなるという問題があった。
また、例えば日本の春先など、比較的温度が低い場合でも、日射が強い場合はじりじり感があり、そうした場合に遮熱性が発現しない問題もあった。
しかしながら、金属をドープすることで転移温度は下げることができるが、転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅が小さくなるために、サーモクロミック性の効果が小さくなるという問題があった。
また、例えば日本の春先など、比較的温度が低い場合でも、日射が強い場合はじりじり感があり、そうした場合に遮熱性が発現しない問題もあった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その課題は、環境温度に応じて近赤外光遮蔽率を調節できる二酸化バナジウムを含有する光学フィルムにおいて、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移を制御して、サーモロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる光学フィルムを提供することである。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子と、特定波長範囲内の光を吸収する染料又は顔料とを含有させ、かつ、前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、特定温度において、特定範囲内とすることにより、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽効果及び透過効果の変化幅を取り崩すことなく、転移を制御して、サーモクロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段により解決される。
1.サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、
光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有し、かつ、
前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする光学フィルム。
1.サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、
光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有し、かつ、
前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする光学フィルム。
2.前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料又は顔料であることを特徴とする第1項に記載の光学フィルム。
3.前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の光学フィルム。
4.前記光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料が、金属フタロシアニン系顔料であることを特徴とする第3項に記載の光学フィルム。
5.前記顔料を構成する顔料粒子の数平均一次粒径が、前記二酸化バナジウム微粒子の数平均一次粒径よりも小さいことを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
6.前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、前記二酸化バナジウム微粒子を含有する層と同じ層、又は、当該二酸化バナジウム微粒子を含有する層に直接接触する隣接層に含有されていることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
7.前記二酸化バナジウム微粒子の金属成分の99.5原子%以上が、バナジウムであることを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
8.光波長1300nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、50%以上であることを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
9.光波長650~700nmの範囲内における前記光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、50~70%の範囲内であることを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
10.光波長550nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、30~60%の範囲内であることを特徴とする第1項から第9項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
本発明の上記手段により、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移を制御して、サーモクロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる光学フィルムを提供することができる。
本発明の上記目的効果を達成することができた発現機構・作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明の光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子と、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有するので、当該染料又は顔料が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができる。また、本発明の光学フィルムは、23℃における光波長650~700nmの範囲内の平均光吸収率が30~85%の範囲内であることにより、光学フィルムが太陽熱を効率的に吸収し、光学フィルムの置かれている環境温度よりも先に光学フィルムの温度が上昇する。これにより、タングステン(W)やモリブデン(Mo)などの金属を二酸化バナジウム微粒子にドープして転移温度を下げて、サーモクロミック性を低下させるようなことをしなくとも、環境温度が幾らか低くても、日射の強い時にサーモクロミック性が発現し、太陽光を遮蔽してくれる。
このように、前記染料又は顔料を含有し、かつ、前記平均光吸収率を30~85%の範囲内とすることで、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移温度を制御して、サーモクロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる。
本発明の上記目的効果を達成することができた発現機構・作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明の光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子と、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有するので、当該染料又は顔料が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができる。また、本発明の光学フィルムは、23℃における光波長650~700nmの範囲内の平均光吸収率が30~85%の範囲内であることにより、光学フィルムが太陽熱を効率的に吸収し、光学フィルムの置かれている環境温度よりも先に光学フィルムの温度が上昇する。これにより、タングステン(W)やモリブデン(Mo)などの金属を二酸化バナジウム微粒子にドープして転移温度を下げて、サーモクロミック性を低下させるようなことをしなくとも、環境温度が幾らか低くても、日射の強い時にサーモクロミック性が発現し、太陽光を遮蔽してくれる。
このように、前記染料又は顔料を含有し、かつ、前記平均光吸収率を30~85%の範囲内とすることで、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移温度を制御して、サーモクロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる。
本発明の光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有し、かつ、前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項10に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料又は顔料であることが好ましい。これにより、光波長650~700nmの範囲内の光を効率的に吸収できる。
本発明の実施態様としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料又は顔料であることが好ましい。これにより、光波長650~700nmの範囲内の光を効率的に吸収できる。
また、前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料であることが好ましい。すなわち、染料系は、吸収したエネルギーがすぐに拡散して均一な温度になってしまうのに対して、顔料系は、粒子として温度が上昇し、粒子の近くをより高温にすることができる点で好ましい。
また、前記光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料が、金属フタロシアニン系顔料であることが、吸光係数高さや、耐候性の点で好ましい。
また、前記顔料を構成する顔料粒子の数平均一次粒径が、前記二酸化バナジウム微粒子の数平均一次粒径よりも小さいことが、顔料粒子及び二酸化バナジウム微粒子の熱の吸収、放出のバランスから、顔料粒子が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができる点で好ましい。
また、前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、前記二酸化バナジウム微粒子を含有する層と同じ層、又は、当該二酸化バナジウム微粒子を含有する層に直接接触する隣接層に含有されていることが、前記染料又は顔料が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができる点で好ましい。
また、前記二酸化バナジウム微粒子の金属成分の99.5原子%以上が、バナジウムであることが、二酸化バナジウム微粒子の転移前後の遮蔽効果及び透過効果の変化幅を大きくし、サーモクロミック性の効果を大きくすることができる点で好ましい。
また、光波長1300nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、50%以上であることが、二酸化バナジウム微粒子の転移前後の遮蔽効果及び透過効果を有効に利用できることから好ましい。
なお、十分な遮熱性を得るために、光波長1300nmにおける前記光学フィルムの分光透過率は、70℃においては40%以下であることが好ましい。
なお、十分な遮熱性を得るために、光波長1300nmにおける前記光学フィルムの分光透過率は、70℃においては40%以下であることが好ましい。
また、光波長650~700nmの範囲内における前記光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、50~70%の範囲内であることが、光学フィルムが太陽熱をより効率的に吸収し、日射の強い時にクロミック性が発現し、太陽光の遮蔽性の点で好ましい。
また、光波長550nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、30~60%の範囲内であることが、光学フィルムの着色の点で好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、以下の説明において示す「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
《光学フィルムの概要》
本発明の光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料(以下、単に「染料又は顔料」、又は「着色剤」ともいう。)を含有し、かつ、前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする。
本発明の光学フィルムは、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料(以下、単に「染料又は顔料」、又は「着色剤」ともいう。)を含有し、かつ、前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする。
光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率は、以下のようにして求めることができる。
光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率=100-{(光波長650~700nmの範囲内における平均分光透過率)-(光波長650~700nmの範囲内における平均分光反射率)}
なお、平均分光透過率、平均分光反射率の測定は、分光光度計を用いて測定することができる。本発明においては、日本分光社製紫外可視近赤外分光光度計V-670を用いて測定した。フィルムの温度が23℃となるように、恒温室内の温度を23℃、湿度55RH%となるように設定し、恒温室内に測定試料(光学フィルム)を3時間放置して平衡状態にした後に、上記の測定を行った。
光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率=100-{(光波長650~700nmの範囲内における平均分光透過率)-(光波長650~700nmの範囲内における平均分光反射率)}
なお、平均分光透過率、平均分光反射率の測定は、分光光度計を用いて測定することができる。本発明においては、日本分光社製紫外可視近赤外分光光度計V-670を用いて測定した。フィルムの温度が23℃となるように、恒温室内の温度を23℃、湿度55RH%となるように設定し、恒温室内に測定試料(光学フィルム)を3時間放置して平衡状態にした後に、上記の測定を行った。
また、上記光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率は、23℃において、50~70%の範囲内であることが、太陽熱をより効率的に吸収できる点でより好ましい。
また、光波長1300nmにおける分光透過率が、23℃において、50%以上であることが、二酸化バナジウム微粒子の転移前後の遮蔽効果及び透過効果を有効に利用できることから好ましい。
さらに、光波長550nmにおける分光透過率が、23℃において、30~60%の範囲内であることが、光学フィルムの着色の点で好ましい。
なお、これら分光透過率の測定も、上記と同様の分光光度計を用いることができる。
また、光波長1300nmにおける分光透過率が、23℃において、50%以上であることが、二酸化バナジウム微粒子の転移前後の遮蔽効果及び透過効果を有効に利用できることから好ましい。
さらに、光波長550nmにおける分光透過率が、23℃において、30~60%の範囲内であることが、光学フィルムの着色の点で好ましい。
なお、これら分光透過率の測定も、上記と同様の分光光度計を用いることができる。
上記光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率を、30~85%の範囲内とするための手段としては、例えば、上記染料又は顔料を含有する塗布液の塗布量を調製することによって制御することができる。塗布量は、染料又は顔料の吸収係数によって異なるが、おおよそ染料又は顔料の1m2あたりの塗布量として0.01~1gの範囲内である。
本発明における光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料は、650~700nmの範囲内の光を吸収する材料であれば特に制限されないが、600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料又は顔料であることが、効率的に650~700nmの範囲の光を吸収できることからより好ましい。
また、本発明において、「染料」とは、着色する色材として利用され、水や有機溶媒などのいずれかの溶媒に溶解するものをいう。「顔料」とは、着色する色材として利用され、水や有機溶媒などに溶解しない色素が微粉末状になったものをいう。
また、本発明において、「染料」とは、着色する色材として利用され、水や有機溶媒などのいずれかの溶媒に溶解するものをいう。「顔料」とは、着色する色材として利用され、水や有機溶媒などに溶解しない色素が微粉末状になったものをいう。
本発明において、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料としては、具体的には、アントラキノン系色素、フタロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、トリアリールメタン系色素、インジゴ系色素などが挙げられる。
アントラキノン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー35(極大吸収波長623、670nm)、C.I.ソルベントブルー36(極大吸収波長643nm)、C.I.ソルベントブルー59(極大吸収波長645nm)、C.I.ソルベントブルー63(極大吸収波長645nm)、C.I.ソルベントブルー87(極大吸収波長630nm)、C.I.ソルベントグリーン3(極大吸収波長642nm)、C.I.ソルベントグリーン20(極大吸収波長685nm)、C.I.ディスパーズブルー14(極大吸収波長647nm)などが挙げられる。
フタロシアニン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー67(極大吸収波長624、670nm)、C.I.ソルベントブルー70(極大吸収波長624、670nm)などが挙げられる。
トリフェニルメタン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー5(極大吸収波長627nm)などが挙げられる。
アントラキノン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー35(極大吸収波長623、670nm)、C.I.ソルベントブルー36(極大吸収波長643nm)、C.I.ソルベントブルー59(極大吸収波長645nm)、C.I.ソルベントブルー63(極大吸収波長645nm)、C.I.ソルベントブルー87(極大吸収波長630nm)、C.I.ソルベントグリーン3(極大吸収波長642nm)、C.I.ソルベントグリーン20(極大吸収波長685nm)、C.I.ディスパーズブルー14(極大吸収波長647nm)などが挙げられる。
フタロシアニン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー67(極大吸収波長624、670nm)、C.I.ソルベントブルー70(極大吸収波長624、670nm)などが挙げられる。
トリフェニルメタン系色素は、例えば、C.I.ソルベントブルー5(極大吸収波長627nm)などが挙げられる。
また、顔料として、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60;C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36;C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;C.I.ピグメントブラック1、ピグメントブラック7
中でも、銅フタロシアニン系のC.I.ピグメントブルー15:3(極大吸収波長630、720nm)、C.I.ピグメントブルー15:4(極大吸収波長640、740nm)、C.I.ピグメントブルー16(極大吸収波長620、690nm)などを好ましく用いることができる。
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60;C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36;C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;C.I.ピグメントブラック1、ピグメントブラック7
中でも、銅フタロシアニン系のC.I.ピグメントブルー15:3(極大吸収波長630、720nm)、C.I.ピグメントブルー15:4(極大吸収波長640、740nm)、C.I.ピグメントブルー16(極大吸収波長620、690nm)などを好ましく用いることができる。
本発明においては、上記染料よりも顔料を用いることが好ましく、特に、金属フタロシアニン系顔料であることが吸光係数高さや、耐候性の点でさらに好ましい。
染料系に比べて顔料系が好ましいメカニズムは明確にはわかっていないが、染料系は吸収したエネルギーがすぐに拡散して均一な温度になってしまうのに対して、顔料系は粒子として温度が上昇し、粒子の近くをより高温にすることができる点で、好ましい。
染料系に比べて顔料系が好ましいメカニズムは明確にはわかっていないが、染料系は吸収したエネルギーがすぐに拡散して均一な温度になってしまうのに対して、顔料系は粒子として温度が上昇し、粒子の近くをより高温にすることができる点で、好ましい。
また、本発明では、光波長650~700の範囲内の光を吸収する染料又は顔料が光を吸収することにより、光学フィルムとしては緑系に着色することから、さらに、緑を吸収する染料又は顔料を併用して、フィルム温度23℃における光波長550nmの分光透過率が、30~60%となるようにし、グレーに近づけることがより好ましい。
緑顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン36において中心金属がZn等のCu以外の金属である化合物を含む緑顔料、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド254などを挙げることができる。
緑顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン36において中心金属がZn等のCu以外の金属である化合物を含む緑顔料、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド254などを挙げることができる。
《光学フィルムの層構成》
本発明の光学フィルムは、当該光学フィルムを構成するいずれかの層に、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子と、上記染料又は顔料とを含有することを特徴とする。
サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する層と、上記染料又は顔料を含有する層とは、同一の層であっても、別の層であってもよいが、上記染料又は顔料を含有する層が、二酸化バナジウム微粒子を含有する層と同一の層又は、当該二酸化バナジウム微粒子を含有する層に直接接触する隣接層であることが好ましい。これは、上記染料又は顔料が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができるためである。
本発明の光学フィルムは、当該光学フィルムを構成するいずれかの層に、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子と、上記染料又は顔料とを含有することを特徴とする。
サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する層と、上記染料又は顔料を含有する層とは、同一の層であっても、別の層であってもよいが、上記染料又は顔料を含有する層が、二酸化バナジウム微粒子を含有する層と同一の層又は、当該二酸化バナジウム微粒子を含有する層に直接接触する隣接層であることが好ましい。これは、上記染料又は顔料が吸収した太陽熱を効率的に二酸化バナジウム微粒子に移行させることができるためである。
本発明の光学フィルムの代表的な構成としては、以下の(1)~(7)の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(1)上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/粘着層(図1A参照)
(2)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼粘着層(図1B参照)
(3)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/上記染料又は顔料を含有する着色剤層/粘着層(図1C参照)
(4)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子と上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼光学機能層/粘着層(図1D参照)
(5)ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層兼透明基材/上記染料又は顔料を含有する着色剤層/粘着層(図1E参照)
(6)上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層兼透明基材/粘着層(図1F参照)
(7)ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子と上記染料又は顔料を含有する着色剤層及び光学機能層兼透明基材/粘着層(図1G参照)
なお、粘着層は、ガラス(例えば、図1A~図1Gに示すガラス7。)に貼り付け可能となっている。以下、(1)~(7)の構成について説明する。
(1)上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/粘着層(図1A参照)
(2)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼粘着層(図1B参照)
(3)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層/上記染料又は顔料を含有する着色剤層/粘着層(図1C参照)
(4)ハードコート層/透明基材/上記二酸化バナジウム微粒子と上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼光学機能層/粘着層(図1D参照)
(5)ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層兼透明基材/上記染料又は顔料を含有する着色剤層/粘着層(図1E参照)
(6)上記染料又は顔料を含有する着色剤層兼ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層兼透明基材/粘着層(図1F参照)
(7)ハードコート層/上記二酸化バナジウム微粒子と上記染料又は顔料を含有する着色剤層及び光学機能層兼透明基材/粘着層(図1G参照)
なお、粘着層は、ガラス(例えば、図1A~図1Gに示すガラス7。)に貼り付け可能となっている。以下、(1)~(7)の構成について説明する。
図1Aに示す光学フィルム1は、透明基材2の一方の面に、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3及び粘着層5がこの順に積層され、透明基材2の他方の面に、光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有するハードコート層4aが積層されている。
光学機能層3は、バインダー樹脂中に、二酸化バナジウム微粒子が分散された状態で存在している。
また、ハードコート層4a中には、前記染料又は顔料が分散された状態で存在している。
また、ハードコート層4a中には、前記染料又は顔料が分散された状態で存在している。
本発明においては、光学機能層3中における二酸化バナジウム微粒子の一次粒子による数平均粒径は、顔料を構成する顔料粒子の一次粒子による数平均粒径よりも大きいことが好ましい。
本発明において、光学機能層中における二酸化バナジウム微粒子の平均粒径は、下記の方法に従って求めることができる。
はじめに、光学フィルム1を構成する光学機能層3の側面をミクロトームによりトリミングして、図1Aに示すような断面の超薄切片を作製する。次いで、その超薄切片について、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、1万~10万倍で撮影する。撮影した断面の一定領域内に存在している単一粒子で存在している二酸化バナジウム微粒子の一次粒子について、その粒径を測定する。この時、測定する二酸化バナジウム微粒子は、50~100個の範囲内であることが好ましい。もし、球形でない場合には、粒子の投影面積を円換算し、その直径をもって粒径とする。一次粒子の各直径について、数平均直径を求める。切り出した断面部には粒子分布のバラつきがあるため、このような測定を、異なる断面領域10か所について行い、全体の数平均直径を求め、これを本発明でいう数平均粒径(nm)とした。
本発明に係る二酸化バナジウム微粒子の詳細については後述するが、一次粒子の粒径としては、5~100nmの範囲内であることが好ましい。
また、顔料を構成する顔料粒子の一次粒子の粒径は、1~100nmの範囲内であることが好ましい。なお、顔料粒子の平均粒径は、例えば、二酸化バナジウム微粒子の一次粒子径と同様に超薄切片の透過電子顕微鏡観察によって求めることができる。
また、顔料を構成する顔料粒子の一次粒子の粒径は、1~100nmの範囲内であることが好ましい。なお、顔料粒子の平均粒径は、例えば、二酸化バナジウム微粒子の一次粒子径と同様に超薄切片の透過電子顕微鏡観察によって求めることができる。
図1Bに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3に直接接触する隣接層である粘着層5bに含有されている。
図1Cに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3に直接接触する隣接層である着色剤層6に含有されており、当該着色剤層6上にさらに粘着層5が形成されている。
図1Dに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3dと同じ層に含有されている。
図1Eに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3兼透明基材2に直接接触する隣接層である着色剤層6に含有されており、当該着色剤層上にさらに粘着層5が形成されている。この光学フィルムは、透明基材2が光学機能層3を兼ねたハイブリッド構造である。
図1Fに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3兼透明基材2に直接接触するハードコート層4fに含有されている。この光学フィルムは、透明基材2が光学機能層3を兼ねたハイブリッド構造である。
図1Gに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3g兼透明基材2gと同じ層に含有されている場合であり、この光学フィルム1も透明基材2gが光学機能層3gを兼ねたハイブリッド構造である。
図1Cに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3に直接接触する隣接層である着色剤層6に含有されており、当該着色剤層6上にさらに粘着層5が形成されている。
図1Dに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3dと同じ層に含有されている。
図1Eに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3兼透明基材2に直接接触する隣接層である着色剤層6に含有されており、当該着色剤層上にさらに粘着層5が形成されている。この光学フィルムは、透明基材2が光学機能層3を兼ねたハイブリッド構造である。
図1Fに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3兼透明基材2に直接接触するハードコート層4fに含有されている。この光学フィルムは、透明基材2が光学機能層3を兼ねたハイブリッド構造である。
図1Gに示す光学フィルム1は、上記染料又は顔料が、二酸化バナジウム微粒子を含有する光学機能層3g兼透明基材2gと同じ層に含有されている場合であり、この光学フィルム1も透明基材2gが光学機能層3gを兼ねたハイブリッド構造である。
なお、図1B及び図1Cに示す光学機能層3並びに図1Dに示す光学機能層3dには、図1Aに示す光学機能層3と同様に、バインダー樹脂中に、二酸化バナジウム微粒子が分散された状態で存在している。なお、図1B~1E及び図1Gに示すハードコート層4には、染料又は顔料は含まれていない。
また、図1E及び図1Fに示す光学機能層3兼透明基材2並びに図1Gに示す光学機能層3g兼透明基材2gは、透明基材2又は透明基材2gを構成しているポリマー中に、二酸化バナジウム微粒子が分散された状態で存在している。
また、図1E及び図1Fに示す光学機能層3兼透明基材2並びに図1Gに示す光学機能層3g兼透明基材2gは、透明基材2又は透明基材2gを構成しているポリマー中に、二酸化バナジウム微粒子が分散された状態で存在している。
《光学フィルムの各構成材料》
以下、本発明の光学フィルムの構成要素である光学機能層、必要により設ける透明基材、着色剤層、粘着層、ハードコート層、及び近赤外光遮蔽層の詳細について説明する。
以下、本発明の光学フィルムの構成要素である光学機能層、必要により設ける透明基材、着色剤層、粘着層、ハードコート層、及び近赤外光遮蔽層の詳細について説明する。
[光学機能層]
本発明に係る光学機能層は、二酸化バナジウム微粒子とバインダー樹脂とを含有している。
なお、上述したように、二酸化バナジウム微粒子が含有された光学機能層と同一の層に光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有してもよいし、異なる層に当該染料又は顔料を含有してもよい。
また、バインダー樹脂としては、後述するが、水系バインダー樹脂又は疎水系バインダー樹脂を使用することができる。
本発明に係る光学機能層は、二酸化バナジウム微粒子とバインダー樹脂とを含有している。
なお、上述したように、二酸化バナジウム微粒子が含有された光学機能層と同一の層に光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有してもよいし、異なる層に当該染料又は顔料を含有してもよい。
また、バインダー樹脂としては、後述するが、水系バインダー樹脂又は疎水系バインダー樹脂を使用することができる。
水系バインダー樹脂を使用する場合の光学機能層の形成方法としては、水系合成法により二酸化バナジム微粒子を調製した後、乾燥させる工程を経ることがなく、二酸化バナジウム微粒子が会合せずに離間して存在する分散液の状態で、水系バインダー樹脂を水系溶媒に溶解して調製した水系バインダー樹脂溶液と混合することにより、水系の光学機能層形成用塗布液を調製し、この光学機能層形成用塗布液を湿式塗布方式により、透明基材上に塗布、乾燥して光学機能層を形成する方法が好ましい。
一方、疎水系バインダー樹脂を使用する場合の光学機能層の形成方法としては、水系合成法により二酸化バナジウム微粒子を調製した後、乾燥させる工程を経ることがなく、溶媒置換工程により二酸化バナジム微粒子を含む溶媒分散液を調製した後、疎水系バインダー樹脂等と混合、溶解して、非水系の光学機能層形成用塗布液を調製し、この非水系の光学機能層形成用塗布液を湿式塗布方式により、透明基材上に、塗布、乾燥して光学機能層を形成する方法が好ましい。
二酸化バナジウム微粒子及びバインダー樹脂について順に説明する。
〔二酸化バナジウム微粒子〕
本発明に係る二酸化バナジウム微粒子の結晶形は、特に制限はないが、サーモクロミック性(自動調光性)を効率よく発現させる観点から、ルチル型の二酸化バナジウム微粒子(VO2微粒子)を用いることが、特に好ましい。
〔二酸化バナジウム微粒子〕
本発明に係る二酸化バナジウム微粒子の結晶形は、特に制限はないが、サーモクロミック性(自動調光性)を効率よく発現させる観点から、ルチル型の二酸化バナジウム微粒子(VO2微粒子)を用いることが、特に好ましい。
ルチル型のVO2微粒子は、転移温度以下では、単斜晶系(monoclinic)の構造を有するため、M型とも呼ばれる。本発明に係る二酸化バナジウム微粒子においては、目的を損なわない範囲で、A型、又はB型などの他の結晶型のVO2微粒子を含んでもよい。
本発明においては、二酸化バナジウム微粒子の金属成分の99.5原子%以上がバナジウムであることが好ましく、これにより良好なサーモクロミック性を発揮することができる。すなわち、バナジウム以外の金属がドープされている場合には、0.5原子%未満でドープされていれば十分である。バナジウムの他には、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、スズ(Sn)、レニウム(Re)、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、ルテニウム(Ru)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、フッ素(F)及びリン(P)からなる群から選定された、少なくとも一つの元素を含んでいても良い。
また、二酸化バナジウム微粒子のアスペクト比としては、1.0~3.0の範囲内であることが好ましい。
このような特徴をもつ二酸化バナジウム微粒子では、アスペクト比が十分に小さく、形状が等方的であるので、溶液に添加した場合の分散性が良好である。加えて、単結晶の粒径が十分に小さいので、従来の微粒子に比べて、良好なサーモクロミック性を発揮することができる。
また、本発明に係る光学機能層における二酸化バナジウム微粒子の濃度としては、特に制限はないが、おおむね光学機能層全質量に対し、5~60質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは5~40質量%の範囲内であり、さらに好ましくは5~30質量%の範囲内である。
(1:二酸化バナジウム微粒子の製造方法)
一般に、二酸化バナジウム微粒子の製造方法は、固相法により合成されたVO2焼結体を粉砕する方法と、五酸化二バナジウム(V2O5)やバナジン酸アンモニウムなどのバナジウム化合物を原料として、液相でVO2を合成しながら粒子成長させる水系合成法が挙げられる。
一般に、二酸化バナジウム微粒子の製造方法は、固相法により合成されたVO2焼結体を粉砕する方法と、五酸化二バナジウム(V2O5)やバナジン酸アンモニウムなどのバナジウム化合物を原料として、液相でVO2を合成しながら粒子成長させる水系合成法が挙げられる。
本発明に係る二酸化バナジウム微粒子の製造方法としては、平均一次粒子径が小さく、粒径のばらつきを抑制することができる点で、バナジウム化合物を原料として、液相で二酸化バナジウム微粒子を合成しながら粒子成長させる水系合成法が好ましい。
さらに、水系合成法としては、水熱合成法と、超臨界状態を用いた水系合成法が挙げられる。水熱合成法の詳細については後述する。また、超臨界状態を用いた水系合成法(超臨界水熱合成法ともいう。)の詳細については、例えば、特開2010-58984号公報の段落番号(0011)、同(0015)~(0018)に記載されている製造方法を参照することができる。
上記水系合成法の中でも、水熱合成法を適用することが好ましい。
また、二酸化バナジウム微粒子の製造方法として、必要に応じて、粒子成長の核となる微小なTiO2等の微粒子を核粒子として添加し、その核粒子を成長させることにより二酸化バナジウム微粒子を製造することもできる。
また、二酸化バナジウム微粒子の製造方法として、必要に応じて、粒子成長の核となる微小なTiO2等の微粒子を核粒子として添加し、その核粒子を成長させることにより二酸化バナジウム微粒子を製造することもできる。
次いで、本発明に好適な水熱法による二酸化バナジウム微粒子の製造方法について、その詳細をさらに説明する。
以下に、代表的な水熱法による二酸化バナジウム微粒子の製造工程を示す。
(工程1)
バナジウム(V)を含む物質(I)と、ヒドラジン(N2H4)又はその水和物(N2H4・nH2O)と、水とを混ぜて溶液(A)を調製する。この溶液は、物質(I)が水中に溶解した水溶液であっても良いし、物質(I)が水中に分散した懸濁液であっても良い。
バナジウム(V)を含む物質(I)と、ヒドラジン(N2H4)又はその水和物(N2H4・nH2O)と、水とを混ぜて溶液(A)を調製する。この溶液は、物質(I)が水中に溶解した水溶液であっても良いし、物質(I)が水中に分散した懸濁液であっても良い。
物質(I)としては、例えば、五酸化二バナジウム(V2O5)、バナジン酸アンモニウム(NH4VO3)、三塩化酸化バナジウム(VOCl3)、メタバナジン酸ナトリウム(NaVO3)等が挙げられる。なお、物質(I)としては、五価のバナジウム(V)を含む化合物であれば、特に限定されない。ヒドラジン(N2H4)及びその水和物(N2H4・nH2O)は、物質(I)の還元剤として機能するものであって、水に容易に溶解する性質を有する。
溶液(A)は、最終的に得られる二酸化バナジウム(VO2)の単結晶微粒子に元素を添加するため、添加する元素を含む物質(II)がさらに含有していてもよい。添加する元素としては、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、スズ(Sn)、レニウム(Re)、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、ルテニウム(Ru)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、フッ素(F)又はリン(P)が挙げられる。
また、この溶液(A)は、酸化性又は還元性を有する物質(III)がさらに含有されていてもよい。物質(III)としては、例えば、過酸化水素(H2O2)が挙げられる。酸化性又は還元性を有する物質Cを添加することにより、溶液のpHを調整したり、物質(I)であるバナジウム(V)を含む物質を均一に溶解させたりすることができる。
(工程2)
次に、調製した溶液(A)を用いて、水熱反応処理を行う。ここで、「水熱反応」とは、温度と圧力が、水の臨界点(374℃、22MPa)よりも低い熱水(亜臨界水)中において生じる化学反応を意味する。水熱反応処理は、例えば、オートクレーブ装置内で行われる。水熱反応処理により、二酸化バナジウム(VO2)含有の単結晶微粒子が得られる。
次に、調製した溶液(A)を用いて、水熱反応処理を行う。ここで、「水熱反応」とは、温度と圧力が、水の臨界点(374℃、22MPa)よりも低い熱水(亜臨界水)中において生じる化学反応を意味する。水熱反応処理は、例えば、オートクレーブ装置内で行われる。水熱反応処理により、二酸化バナジウム(VO2)含有の単結晶微粒子が得られる。
水熱反応処理の条件(例えば、反応物の量、処理温度、処理圧力、処理時間等。)は、適宜設定されるが、水熱反応処理の温度は、例えば、250~350℃の範囲内であり、好ましくは250~300℃の範囲内であり、より好ましくは250~280℃の範囲内である。温度を低くすることにより、得られる単結晶微粒子の粒径を小さくすることができるが、過度に粒径が小さいと、結晶性が低くなる。また、水熱反応処理の時間は、例えば1時間~5日の範囲内であることが好ましい。時間を長くすることにより、得られる単結晶微粒子の粒径等を制御することができるが、過度に長い処理時間では、エネルギー消費量が多くなる。
(工程3)
必要に応じて、得られた二酸化バナジウム微粒子の表面に、樹脂によるコーティング処理又は表面改質処理を行っても良い。これにより、二酸化バナジウム微粒子の表面が保護され、表面改質された単結晶微粒子を得ることができる。本発明では、その中でも、二酸化バナジウム微粒子の表面を水系バインダー樹脂と同じ又は同種の樹脂により被覆されていることが好ましい態様である。なお、本発明でいう「被覆」とは、二酸化バナジウム微粒子に対し、当該樹脂により粒子全面が完全に覆われている状態であっても、あるいは、粒子表面の一部が樹脂により覆われている状態であってもよい。
必要に応じて、得られた二酸化バナジウム微粒子の表面に、樹脂によるコーティング処理又は表面改質処理を行っても良い。これにより、二酸化バナジウム微粒子の表面が保護され、表面改質された単結晶微粒子を得ることができる。本発明では、その中でも、二酸化バナジウム微粒子の表面を水系バインダー樹脂と同じ又は同種の樹脂により被覆されていることが好ましい態様である。なお、本発明でいう「被覆」とは、二酸化バナジウム微粒子に対し、当該樹脂により粒子全面が完全に覆われている状態であっても、あるいは、粒子表面の一部が樹脂により覆われている状態であってもよい。
以上の工程1~工程3を経て、サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム(VO2)含有の単結晶微粒子を含む分散液が得られる。
〈二酸化バナジウム微粒子分散液の不純物の除去処理〉
上記水系合成法により調製された二酸化バナジウム微粒子の分散液中には、合成過程での生じた残渣などの不純物が含まれており、光学機能層を形成する際に、二次凝集粒子発生のきっかけとなり、光学機能層の長期保存での劣化要因となることがあり、あらかじめ分散液の段階で不純物を除去することが好ましい。
上記水系合成法により調製された二酸化バナジウム微粒子の分散液中には、合成過程での生じた残渣などの不純物が含まれており、光学機能層を形成する際に、二次凝集粒子発生のきっかけとなり、光学機能層の長期保存での劣化要因となることがあり、あらかじめ分散液の段階で不純物を除去することが好ましい。
二酸化バナジウム微粒子分散液中の不純物を除去する方法としては、従来公知の異物や不純物を分離する手段を適用することができ、例えば、二酸化バナジウム微粒子分散液に遠心分離を施し、二酸化バナジウム微粒子を沈殿させ、上澄み中の不純物を除去し、再び分散媒を添加、分散する方法でも良いし、限外濾過膜などの交換膜を用いて不純物を系外へ除去する方法でも良いが、二酸化バナジウム微粒子の凝集を防止する観点からは、限外濾過膜を用いる方法が最も好ましい。
限外ろ過膜の材質としては、セルロース系、ポリエーテルスルホン系、ポリテトラフルオロエチレン(略称:PTFE)などを挙げることができ、その中でも、ポリエーテルスルホン系、PTFEを用いることが好ましい。
(2:二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液の調製方法:溶媒置換処理)
本発明においては、疎水系バインダー樹脂を使用する場合は、上記水系合成法により二酸化バナジウム微粒子を含む水系分散液を調製した後、水系分散液として、二酸化バナジウム微粒子が乾燥過程を経ることなく、溶媒置換工程により二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液を調製することが好ましい。
本発明においては、疎水系バインダー樹脂を使用する場合は、上記水系合成法により二酸化バナジウム微粒子を含む水系分散液を調製した後、水系分散液として、二酸化バナジウム微粒子が乾燥過程を経ることなく、溶媒置換工程により二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液を調製することが好ましい。
上記溶媒置換工程としては、二酸化バナジウム微粒子を含む分散液を濃縮する濃縮工程と、濃縮液に溶媒を添加して希釈する溶媒希釈工程より構成され、濃縮工程とそれに続く溶媒希釈工程で構成される処理操作を2回以上繰り返して、二酸化バナジウム微粒子を含む非水系の溶媒分散液を調製する工程であることが好ましい。
具体的な二酸化バナジウム微粒子を含む分散液の濃縮工程で用いる濃縮手段としては、限外濾過方法であることが好ましい。
以下、溶媒置換処理の詳細な方法について説明する。
本発明に係る溶媒置換処理で適用可能な溶媒は、有機溶媒であり、好ましくは、非水系の有機溶媒である。最終的には、酸化バナジウム含有微粒子を含む水系分散液を構成している媒体である水を、有機溶媒に置換して、二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液を調製する工程である。溶媒分散液とすることにより、光学機能層を形成する疎水性バインダー樹脂との相溶性が向上し、均一性の高い光学機能層を形成することができる。
溶媒としては、特に制限はなく適宜選択することができるが、例えば、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒,酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒,エチ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ジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒、ジオキサン、ヘキサン、オクタン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド等、同時に適用する疎水性バインダー樹脂を溶解させるものであれば使用可能である。
具体的な溶媒置換処理について、図を交えて説明する。
図2は、本発明に適用可能な溶媒置換処理装置の一例を示す概略フロー図である。
図2に示す溶媒置換処理装置10は、上記調製した二酸化バナジウム微粒子を含む分散液12を貯留するための調製釜11、希釈用の溶媒18を貯留している溶媒ストック釜17、溶媒18を調整釜11に添加する溶媒供給ライン19、調製釜11を、循環ポンプ14により循環させる循環ライン13、循環ライン13の経路内に濃縮手段として、限外濾過部15が配置されている。
工程(A)調製釜11に、分散液12として、上記方法で調製した二酸化バナジウム微粒子を含む分散液を貯留して、循環ポンプ14により循環させながら、限外濾過部15で、分散液中の水分を排出口16より排出して、所定の濃度まで濃縮する。濃縮の目安としては、初期体積に対し20体積%まで濃縮する。これ以上に過度の濃縮を行うと、粒子密度の上昇に伴う粒子凝集が生じるため、避けることが好ましい。また、この濃縮操作においては、分散液を乾燥させないことが重要である。
工程(B)次いで、20体積%まで濃縮した分散液12に対し、溶媒ストック釜17より溶媒供給ライン19を経由して、溶媒18を80質量%相当添加し、十分に撹拌混合して、第一次の溶媒置換した分散液12を調製する。
工程(C)次いで、上記工程(A)と同様にして、循環ポンプ14により循環させながら、限外濾過部15で、分散液中の媒体(水+溶媒)を系外に排出16して、再び20体積%の濃度まで濃縮する。
工程(D)次いで、上記工程(B)と同様にして、濃縮した分散液に対し、溶媒ストック釜17より溶媒供給ライン19を経由して、溶媒18を80質量%相当添加し、十分に撹拌混合して、第一次の溶媒置換した分散液12を調製する。
工程(E)最終的には、工程(A)及び工程(B)による濃縮及び溶媒希釈操作を、少なくとも2回以上繰り返して、水分含有量を0.1~5.0質量%の範囲内に調整した二酸化バナジウム微粒子を含有する溶媒分散液を調製する。なお、水分含有量は、例えば、カールフィッシャー法等により測定して求めることができる。
すなわち、本発明に係る二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液においては、水分をある程度含有することができ、30質量%以下であり、好ましくは10質量%以下であり、特に好ましくは5.0質量%以下である。また、下限は、0.01質量%以上であり、好ましくは0.05質量%以上であり、特に好ましくは0.1質量%である。したがって、水分含有量としては、0.01~30質量%が好ましい範囲であり、0.1~5.0質量%の範囲内であることが、特に好ましい態様である。当該溶媒分散液中の水分が30質量%以下であれば、光学機能層形成時に、共存する疎水性バインダーの造膜性を阻害することがなく、低ヘイズとすることができ、0.01質量%以上であれば温度変化時の赤外線透過率と赤外線遮蔽率との変化幅をある程度大きくすることができる。特に、含水率が5.0質量%以下であれば、二酸化バナジウム微粒子の酸化防止と、共存する疎水性バインダーの造膜性に対する影響をさらに抑制することができ、ヘイズもより低いレベルに維持することができる。また、0.1質量%以上とすることにより、温度変化時の赤外線透過率と赤外線遮蔽率との変化幅をさらに拡大することができ、好ましい条件である。
上記溶媒置換処理で用いる限外濾過方法としては、例えば、リサーチ・ディスクロージャー(Research Disclosure)No.10208(1972)、No.13122(1975)及びNo.16351(1977)などを参照することができる。操作条件として重要な圧力差や流量は、大矢春彦著「膜利用技術ハンドブック」幸書房出版(1978)、p275に記載の特性曲線を参考に選定することができる。
限外濾過膜は、膜材質として、有機膜では、すでにモジュールとして組み込まれた平板型、スパイラル型、円筒型、中空糸型、ホローファイバー型などが旭化成(株)、ダイセル化学(株)、(株)東レ、(株)日東電工などから市販されているが、耐溶媒性のある膜としては、日本ガイシ(株)、(株)ノリタケなどのセラミック膜が好ましい。
具体的には、例えば、濾過膜としてSartorius stedim社製ビバフロー50(有効濾過面積50cm2、分画分子量5000)を用い、流速300ml/min(分)、液圧100kPa、室温で限外濾過を行う方法や、ポリエーテルスルホン製で分画分子量が30万の濾過膜を有する限外濾過装置(日本ミリポア株式会社製 ペリコン2カセット)等を挙げることができる。
〔バインダー樹脂〕
次いで、本発明に係る光学機能層の形成に用いるバインダー樹脂について説明する。
本発明に適用可能なバインダー樹脂としては、特に制限はないが、水系バインダー樹脂又は疎水系バインダー樹脂であることが好ましい。
上述したとおり、水系合成法により二酸化バナジウム微粒子を含む水系分散液を調製した後、上記溶媒置換工程により、二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液を調製する場合には、疎水系バインダー樹脂を使用することが好ましく、溶媒置換工程を行わない場合には水系バインダー樹脂を使用することが好ましい。
次いで、本発明に係る光学機能層の形成に用いるバインダー樹脂について説明する。
本発明に適用可能なバインダー樹脂としては、特に制限はないが、水系バインダー樹脂又は疎水系バインダー樹脂であることが好ましい。
上述したとおり、水系合成法により二酸化バナジウム微粒子を含む水系分散液を調製した後、上記溶媒置換工程により、二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液を調製する場合には、疎水系バインダー樹脂を使用することが好ましく、溶媒置換工程を行わない場合には水系バインダー樹脂を使用することが好ましい。
〔水系バインダー樹脂〕
本発明でいう水系バインダー樹脂とは、20℃における水100gに対し、0.5g以上溶解する樹脂材料を表し、より好ましくは1.0g以上溶解する樹脂である。また、熱水に溶解させた後、20℃で同様に溶解している樹脂も、本発明でいう水系バインダー樹脂として定義する。
本発明でいう水系バインダー樹脂とは、20℃における水100gに対し、0.5g以上溶解する樹脂材料を表し、より好ましくは1.0g以上溶解する樹脂である。また、熱水に溶解させた後、20℃で同様に溶解している樹脂も、本発明でいう水系バインダー樹脂として定義する。
本発明に係る光学機能層の形成に有用な水系バインダー樹脂としては、例えば、ゼラチン類、ゼラチンと他の高分子とのグラフトポリマー、アルブミン、カゼイン等のタンパク質、セルロース類、アルギン酸ソーダ、セルロース硫酸エステル、デキストリン、デキストラン、デキストラン硫酸塩等の糖誘導体、増粘多糖類等の天然由来素材や、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-アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム-アクリルニトリル共重合体、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、若しくはスチレン-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及びそれらの塩が挙げられる。
中でも、二酸化バナジウム微粒子との親和性が高く、膜形成の乾燥時にも粒子の凝集を防ぐ効果の高い、ヒドロキシ基を有する繰り返し単位成分を50mol%以上含有するポリマーであることが好ましく、こうしたポリマーとしては、セルロース類、ポリビニルアルコール類、ヒドロキシ基を有するアクリル系樹脂などを挙げることができ、その中でも、ポリビニルアルコール類、セルロース類が最も好ましく利用できる。
以下、本発明に係る光学機能層の形成に有用な代表的な水系バインダー樹脂について説明する。
(ポリビニルアルコール類)
本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコール類には、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を用いることができる。
本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコール類には、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を用いることができる。
通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
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、第一級~第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又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。
カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、トリメチル-(2-アクリルアミド-2,2-ジメチルエチル)アンモニウムクロライド、トリメチル-(3-アクリルアミド-3,3-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、N-ビニルイミダゾール、N-ビニル-2-メチルイミダゾール、N-(3-ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチル-(2-メタクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、N-(1,1-ジメチル-3-ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。カチオン変性ポリビニルアルコールのカチオン変性基含有単量体の比率は、酢酸ビニルに対して0.1~10モル%、好ましくは0.2~5モル%である。
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号公報及び同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及び特開平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等が挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類などが異なる2種類以上を併用することもできる。
本発明で用いられるポリビニルアルコール類は、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-04、JP-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。
(セルロース類)
本発明に係る光学機能層の形成に用いることのできるセルロース類としては、水溶性のセルロース誘導体が好ましく、例えば、カルボキシメチルセルロース(セルロースカルボキシメチルエーテル)、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の水溶性セルロース誘導体や、カルボン酸基含有セルロース類であるカルボキシメチルセルロース(セルロースカルボキシメチルエーテル)、カルボキシエチルセルロース等を挙げることができる。その他には、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、酢酸セルロース、セルロース硫酸エステル等のセルロース誘導体を挙げることができる。
本発明に係る光学機能層の形成に用いることのできるセルロース類としては、水溶性のセルロース誘導体が好ましく、例えば、カルボキシメチルセルロース(セルロースカルボキシメチルエーテル)、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の水溶性セルロース誘導体や、カルボン酸基含有セルロース類であるカルボキシメチルセルロース(セルロースカルボキシメチルエーテル)、カルボキシエチルセルロース等を挙げることができる。その他には、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、酢酸セルロース、セルロース硫酸エステル等のセルロース誘導体を挙げることができる。
本発明においては、水系バインダー樹脂が、ヒドロキシ基を有する繰り返し単位を50モル%以上含有するポリマーであることが好ましい態様の一つであるが、セルロース類の場合では、繰り返し単位成分はもともと三つのヒドロキシ基を有し、この三つのヒドロキシ基の一部が置換されている。ヒドロキシ基を有する繰り返し単位成分を50mol%以上含有するとは、この置換基にヒドロキシ基を有する繰り返し単位成分、又は、置換されていないヒドロキシ基が一つ以上残った繰り返し単位成分が50mol%以上含有することを表す。
(ゼラチン類)
本発明に適用可能なゼラチンとしては、従来、ハロゲン化銀写真感光材料分野で広く用いられてきた各種ゼラチンを適用することができ、例えば、酸処理ゼラチン、アルカリ処理ゼラチンの他に、ゼラチンの製造過程で酵素処理をする酵素処理ゼラチン及びゼラチン誘導体、すなわち分子中に官能基としてのアミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基を有し、それと反応して得る基を持った試薬で処理し改質したものでもよい。ゼラチンの一般的製造法に関してはよく知られており、例えば、T.H.James:The Theory of Photographic Process 4th. ed. 1977(Macmillan)55項、科学写真便覧(上)72~75項(丸善)、写真工学の基礎-銀塩写真編119~124頁(コロナ社)等の記載を参考にすることができる。また、リサーチ・ディスクロージャー誌第176巻、No.17643(1978年12月)のIX項に記載されているゼラチンを挙げることができる。
本発明に適用可能なゼラチンとしては、従来、ハロゲン化銀写真感光材料分野で広く用いられてきた各種ゼラチンを適用することができ、例えば、酸処理ゼラチン、アルカリ処理ゼラチンの他に、ゼラチンの製造過程で酵素処理をする酵素処理ゼラチン及びゼラチン誘導体、すなわち分子中に官能基としてのアミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基を有し、それと反応して得る基を持った試薬で処理し改質したものでもよい。ゼラチンの一般的製造法に関してはよく知られており、例えば、T.H.James:The Theory of Photographic Process 4th. ed. 1977(Macmillan)55項、科学写真便覧(上)72~75項(丸善)、写真工学の基礎-銀塩写真編119~124頁(コロナ社)等の記載を参考にすることができる。また、リサーチ・ディスクロージャー誌第176巻、No.17643(1978年12月)のIX項に記載されているゼラチンを挙げることができる。
また、水系バインダー樹脂として、ゼラチンを用いる場合、必要に応じてゼラチンの硬膜剤を添加することもできる。使用できる硬膜剤としては、通常の写真乳剤層の硬膜剤として使用されている公知の化合物を使用でき、例えば、ビニルスルホン化合物、尿素-ホルマリン縮合物、メラニン-ホルマリン縮合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物、活性オレフィン類、イソシアネート系化合物などの有機硬膜剤、クロム、アルミニウム、ジルコニウムなどの無機多価金属塩類などを挙げることができる。
(増粘多糖類)
本発明で用いることのできる増粘多糖類としては、特に制限はなく、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。
本発明で用いることのできる増粘多糖類としては、特に制限はなく、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。
本発明でいう増粘多糖類とは、糖類の重合体であり分子内に水素結合基を多数有するもので、温度による分子間の水素結合力の違いにより、低温時の粘度と高温時の粘度差が大きな特性を備えた多糖類であり、さらに金属酸化物微粒子を添加すると、低温時にその金属酸化物微粒子との水素結合によると思われる粘度上昇を起こすものであり、その粘度上昇幅は、添加することにより15℃における粘度が1.0mPa・s以上の上昇を生じる多糖類であり、好ましくは5.0mPa・s以上であり、さらに好ましくは10.0mPa・s以上の粘度上昇能を備えた多糖類である。
本発明に適用可能な増粘多糖類としては、例えば、ガラクタン(例えば、アガロース、アガロペクチン等)、ガラクトマンノグリカン(例えば、ローカストビーンガム、グアラン等)、キシログルカン(例えば、タマリンドガム等)、グルコマンノグリカン(例えば、蒟蒻マンナン、木材由来グルコマンナン、キサンタンガム等)、ガラクトグルコマンノグリカン(例えば、針葉樹材由来グリカン)、アラビノガラクトグリカン(例えば、大豆由来グリカン、微生物由来グリカン等)、グルコラムノグリカン(例えば、ジェランガム等)、グリコサミノグリカン(例えば、ヒアルロン酸、ケラタン硫酸等)、アルギン酸及びアルギン酸塩、寒天、κ-カラギーナン、λ-カラギーナン、ι-カラギーナン、ファーセレラン等の紅藻類に由来する天然高分子多糖類等が挙げられ、塗布液中に共存する二酸化バナジウム微粒子の分散安定性を低下させない観点から、好ましくは、その構成単位がカルボン酸基やスルホン酸基を有しないものが好ましい。その様な多糖類としては、例えば、L-アラビトース、D-リボース、2-デオキシリボース、D-キシロースなどのペントース、D-グルコース、D-フルクトース、D-マンノース、D-ガラクトースなどのヘキソースのみからなる多糖類であることが好ましい。具体的には、主鎖がグルコースであり、側鎖もグルコースであるキシログルカンとして知られるタマリンドシードガムや、主鎖がマンノースで側鎖がグルコースであるガラクトマンナンとして知られるグアーガム、カチオン化グアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ローカストビーンガム、タラガムや、主鎖がガラクトースで側鎖がアラビノースであるアラビノガラクタンを好ましく使用することができる。本発明においては、特には、タマリンド、グアーガム、カチオン化グアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガムが好ましい。
(反応性官能基を有するポリマー類)
本発明に適用可能な水系バインダー樹脂として、反応性官能基を有するポリマー類が挙げられ、例えば、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム-アクリルニトリル共重合体、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、若しくはスチレン-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及びそれらの塩が挙げられる。これらの中で、特に好ましい例としては、ポリビニルピロリドン類及びこれを含有する共重合体が挙げられる。
本発明に適用可能な水系バインダー樹脂として、反応性官能基を有するポリマー類が挙げられ、例えば、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム-アクリルニトリル共重合体、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、若しくはスチレン-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及びそれらの塩が挙げられる。これらの中で、特に好ましい例としては、ポリビニルピロリドン類及びこれを含有する共重合体が挙げられる。
また、ヒドロキシ基を有するアクリル系ポリマーの詳細については、国際公開第2011/148931号の段落番号(0049)~同(0052)に記載されている内容を参照することができる。
〔疎水性バインダー樹脂〕
本発明でいう疎水性バインダー樹脂とは、100gの水に対し、液温25℃での溶解量が1.0g未満である樹脂をいい、さらに好ましくは、溶解量が0.5g未満の樹脂であり、さらに好ましくは、溶解量が0.25g未満の樹脂である。
本発明でいう疎水性バインダー樹脂とは、100gの水に対し、液温25℃での溶解量が1.0g未満である樹脂をいい、さらに好ましくは、溶解量が0.5g未満の樹脂であり、さらに好ましくは、溶解量が0.25g未満の樹脂である。
疎水性バインダー樹脂としては、疎水性ポリマー、又は疎水性バインダー樹脂の単量体を用い、硬化処理工程でポリマー化した樹脂であることが好ましい。
本発明に適用可能な疎水性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)等のオレフィン系ポリマー、アクリル酸エステル系共重合体;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系ポリマー;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体等のスチレン系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂)やASA樹脂(アクリロニトリル-スチレン-アクリレート樹脂)、セルロース系樹脂、ブチラール系樹脂等が挙げられる。
また、本発明に適用可能な疎水性バインダー樹脂に一種として、疎水性バインダー樹脂の単量体を用い、硬化処理工程でポリマー化する樹脂を挙げることができ、その代表的な疎水性バインダー樹脂材料としては、活性エネルギー線の照射により硬化する化合物であり、具体的にはラジカル活性種による重合反応により硬化するラジカル重合性化合物、及びカチオン活性種によるカチオン重合反応により硬化するカチオン重合性化合物を挙げることができる。
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられ、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミドや無水物、アクリロニトリル、スチレン、さらに種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。具体的には、2-エチルヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、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テトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート等のアクリル酸誘導体、メチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、2,2-ビス(4-メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等のメタクリル誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられる。
カチオン重合性化合物としては、各種公知のカチオン重合性のモノマーが使用できる。例えば、特開平6-9714号、特開2001-31892、特開2001-40068、特開2001-55507、特開2001-310938、特開2001-310937、特開2001-220526に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
上記化合物と共に光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、「UV・EB硬化技術の応用と市場」(シーエムシー出版、田畑米穂監修/ラドテック研究会編集)などに掲載されているあらゆる公知の光重合開始剤を用いることができる。
本発明においては、各構成材料と、二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液とを含む光学機能層形成用塗布液を、例えば、透明基材上に塗布した後、その後、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射する。これにより形成した光学機能層薄膜を構成する組成物は速やかに硬化する。
活性エネルギー線の光源としては、紫外線を照射する場合には、例えば紫外線LED、紫外線レーザー、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、低圧水銀灯、螢光ランプ、炭素アークランプ、タングステン-ハロゲン複写ランプ及び太陽光を使用することができる。電子線により硬化させる場合には、通常300eVの以下のエネルギーの電子線で硬化させるが、1~5Mradの照射量で瞬時に硬化させることも可能である。
なお、図1E~図1Gに示すように、透明基材が光学機能層を兼ねたハイブリッド構造の場合には、透明基材の構成材料である疎水性樹脂に、二酸化バナジウム微粒子を含む溶媒分散液及び溶媒を添加、溶解して、成膜用ドープを調製した後、当該ドープを用いて従来公知のフィルム成膜で用いられている溶液流延法により、当該光学フィルムを好適に形成することができる。
上記方法で適用可能な疎水性バインダー樹脂としては、従来光学フィルムの成膜で用いられている樹脂材料を挙げることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(略称:TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(略称:CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート(略称:PC)、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(略称:PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)及びアペル(商品名三井化学社製)等のシクロオレフィン系樹脂等を挙げることができる。
また、溶媒としては、特に制限はないが、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,3,3-ヘキサフルオロ-1-プロパノール、1,3-ジフルオロ-2-プロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メチル-2-プロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール、2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-1-プロパノール、ニトロエタン等を挙げることができる。
上記各構成材料を混合、調製したドープを用いて、溶液流延法により透明基材を兼ねたハイブリッド光学機能層を成膜する。
[光学機能層のその他の添加剤]
本発明に係る光学機能層に、本発明の目的とする効果を損なわない範囲で適用可能な各種の添加剤を、以下に列挙する。例えば、特開昭57-74193号公報、特開昭57-87988号公報、及び特開昭62-261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号、特開昭57-87989号公報、特開昭60-72785号公報、特開昭61-146591号公報、特開平1-95091号公報、及び特開平3-13376号公報等に記載されている退色防止剤、アニオン、カチオン又はノニオンの各種界面活性剤、特開昭59-42993号公報、特開昭59-52689号公報、特開昭62-280069号公報、特開昭61-242871号公報、及び特開平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、防黴剤、帯電防止剤、マット剤、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、滑剤、赤外線吸収剤、色素、顔料等の公知の各種添加剤などが挙げられる。
本発明に係る光学機能層に、本発明の目的とする効果を損なわない範囲で適用可能な各種の添加剤を、以下に列挙する。例えば、特開昭57-74193号公報、特開昭57-87988号公報、及び特開昭62-261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号、特開昭57-87989号公報、特開昭60-72785号公報、特開昭61-146591号公報、特開平1-95091号公報、及び特開平3-13376号公報等に記載されている退色防止剤、アニオン、カチオン又はノニオンの各種界面活性剤、特開昭59-42993号公報、特開昭59-52689号公報、特開昭62-280069号公報、特開昭61-242871号公報、及び特開平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、防黴剤、帯電防止剤、マット剤、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、滑剤、赤外線吸収剤、色素、顔料等の公知の各種添加剤などが挙げられる。
[光学機能層の形成方法]
本発明に係る光学機能層の形成方法としては、特に制限はないが、上述したように、水系バインダー樹脂を使用する場合と、疎水系バインダー樹脂を使用する場合とで異なる。
水系バインダー樹脂を使用する場合には、水系合成法により二酸化バナジム微粒子を調製した後、乾燥させる工程を経ることがなく、二酸化バナジウム微粒子が会合せずに離間して存在する分散液の状態で、水系バインダー樹脂を水系溶媒に溶解して調製した水系バインダー樹脂溶液と混合することにより、水系の光学機能層形成用塗布液を調製し、この光学機能層形成用塗布液を湿式塗布方式により、透明基材上に塗布、乾燥して光学機能層を形成する方法が好ましい。
本発明に係る光学機能層の形成方法としては、特に制限はないが、上述したように、水系バインダー樹脂を使用する場合と、疎水系バインダー樹脂を使用する場合とで異なる。
水系バインダー樹脂を使用する場合には、水系合成法により二酸化バナジム微粒子を調製した後、乾燥させる工程を経ることがなく、二酸化バナジウム微粒子が会合せずに離間して存在する分散液の状態で、水系バインダー樹脂を水系溶媒に溶解して調製した水系バインダー樹脂溶液と混合することにより、水系の光学機能層形成用塗布液を調製し、この光学機能層形成用塗布液を湿式塗布方式により、透明基材上に塗布、乾燥して光学機能層を形成する方法が好ましい。
疎水系バインダー樹脂を使用する場合には、水系バインダー樹脂を使用した場合と同様に、二酸化バナジウム微粒子を調製する。その後は、乾燥させる工程を経ることがなく、溶媒置換工程により二酸化バナジム微粒子を含む溶媒分散液を調製した後、疎水系バインダー樹脂等と混合、溶解して、非水系の光学機能層形成用塗布液を調製し、この非水系の光学機能層形成用塗布液を湿式塗布方式により、透明基材上に、塗布、乾燥して光学機能層を形成する方法が好ましい。
上記光学機能層の形成に用いる湿式塗布方式としては、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、又は米国特許第2761419号明細書、米国特許第2761791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、透明基材を兼ねたハイブリッド光学機能層を形成する方法としては、溶液流延法を適用することができ、具体的な成膜方法としては、例えば、特開2013-067074号公報、特開2013-123868号公報、特開2013-202979号公報、特開2014-066958号公報、特開2014-095729号公報、特開2014-159082号公報等に記載されている溶液流延製膜法に従って、形成することができる。
《透明基材》
本発明に適用可能な透明基材としては、透明であれば特に制限はなく、ガラス、石英、透明樹脂フィルム等を挙げることができるが、可撓性の付与及び生産適性(製造工程適性)の観点からは、透明樹脂フィルムであることが好ましい。本発明でいう「透明」とは、可視光領域における平均光線透過率が50%以上であることをいい、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上である。
本発明に適用可能な透明基材としては、透明であれば特に制限はなく、ガラス、石英、透明樹脂フィルム等を挙げることができるが、可撓性の付与及び生産適性(製造工程適性)の観点からは、透明樹脂フィルムであることが好ましい。本発明でいう「透明」とは、可視光領域における平均光線透過率が50%以上であることをいい、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上である。
本発明に係る透明基材の厚さは、30~200μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは30~100μmの範囲内であり、さらに好ましくは35~70μmでの範囲内である。透明基材の厚さが30μm以上であれば、取扱い中にシワ等が発生しにくくなり、また厚さが200μm以下であれば、ガラス基材と貼り合わせる際のガラス曲面への追従性がよくなる。
本発明に係る透明基材は、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、未延伸又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、熱膨張抑制の点から延伸フィルムが好ましい。特に、本発明の光学フィルムを具備した合わせガラスを、自動車用のガラスとして用いられる際に、延伸フィルムがより好ましい。
本発明に係る透明基材は、光学フィルムのシワの生成や光学機能層の割れを防止する観点から、温度150℃において、熱収縮率が0.1~3.0%の範囲内であることが好ましく、1.5~3.0%の範囲内であることがより好ましく、1.9~2.7%であることがさらに好ましい。
本発明の光学フィルムに適用可能な透明基材としては、透明であれば特に制限されることはいが、種々の樹脂フィルムを用いることが好ましく、例えば、ポリオレフィンフィルム(例えば、シクロオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステルフィルム(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等)、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースフィルム等を用いることができ、好ましくは、シクロオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、トリアセチルセルロースフィルムである。
透明樹脂フィルムは、製膜過程で片面又は両面にインラインで下引層塗布液を塗布することが好ましい。本発明においては、製膜工程中での下引塗布をインライン下引という。
《着色剤層》
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(3)又は(5)の層構成のように(図1C又は図1E参照)、本発明に係る上記染料又は顔料を、二酸化バナジウムを含有する光学機能層に直接接触する隣接層として着色剤層に含有させてもよい。着色剤層のバインダーとしては、例えば、前述の疎水性バインダー樹脂を用いることができる。
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(3)又は(5)の層構成のように(図1C又は図1E参照)、本発明に係る上記染料又は顔料を、二酸化バナジウムを含有する光学機能層に直接接触する隣接層として着色剤層に含有させてもよい。着色剤層のバインダーとしては、例えば、前述の疎水性バインダー樹脂を用いることができる。
《ハードコート層》
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(1)又は(6)の層構成のように(図1A又は図1F参照)、本発明に係る上述の染料又は顔料を、ハードコート層に含有させてもよい。
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(1)又は(6)の層構成のように(図1A又は図1F参照)、本発明に係る上述の染料又は顔料を、ハードコート層に含有させてもよい。
本発明におけるハードコート層(HC層ともいう。)のハードコート材としては、ポリシロキサンに代表される無機系材料、活性エネルギー線硬化樹脂等を使用することができる。
無機系材料は、湿気硬化(常温~加温)が必要であり、硬化温度、硬化時間、コストの観点から本発明では活性エネルギー線硬化樹脂を使用することが好ましい。活性エネルギー線樹脂とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性エネルギー線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて活性エネルギー線硬化樹脂層が形成される。活性エネルギー線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する樹脂が好ましい。
無機系材料は、湿気硬化(常温~加温)が必要であり、硬化温度、硬化時間、コストの観点から本発明では活性エネルギー線硬化樹脂を使用することが好ましい。活性エネルギー線樹脂とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性エネルギー線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて活性エネルギー線硬化樹脂層が形成される。活性エネルギー線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する樹脂が好ましい。
紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、又は紫外線硬化型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。中でも紫外線硬化型アクリレート系樹脂が好ましい。紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、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、又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ヒドロキシ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号に記載の、ユニディック17-806(DIC(株)製)100部とコロネートL(東ソー(株)製)1部との混合物等が好ましく用いられる。紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂は、一般にポリエステル末端のヒドロキシ基やカルボキシ基に2-ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸のような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59-151112号公報)。紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂は、エポキシ樹脂の末端のヒドロキシ基にアクリル酸、アクリル酸クロライド、グリシジルアクリレートのようなモノマーを反応させて得られる。紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂としては、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。
《粘着層》
粘着層は、本発明の光学フィルムと他の基材等に粘着させるための層である。本発明の光学フィルムをウインドウフィルムとして用いる場合には、窓ガラスに粘着させるための層である。
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(2)の層構成のように(図1B参照)、本発明に係る上述の染料又は顔料を、二酸化バナジウムを含有する光学機能層に直接接触する隣接層として粘着層に含有させてもよい。
粘着層は、本発明の光学フィルムと他の基材等に粘着させるための層である。本発明の光学フィルムをウインドウフィルムとして用いる場合には、窓ガラスに粘着させるための層である。
本発明においては、光学フィルムの層構成のうち、上記(2)の層構成のように(図1B参照)、本発明に係る上述の染料又は顔料を、二酸化バナジウムを含有する光学機能層に直接接触する隣接層として粘着層に含有させてもよい。
粘着層に用いる粘着剤はゴム系、アクリル系、シリコン系、ウレタン系等の粘着剤から選ばれる。経時での黄変がないことでアクリル系、シリコン系が好ましく、汎用離型シートが使用できる点でアクリル系が最も好ましい。
また、粘着層の厚さは5μm~30μmの範囲内が好ましい。5μm以上あれば粘着性が安定し、30μm以下の場合粘着剤がフィルムのわきからはみ出すことがなく取扱いやすい。
また、粘着層の厚さは5μm~30μmの範囲内が好ましい。5μm以上あれば粘着性が安定し、30μm以下の場合粘着剤がフィルムのわきからはみ出すことがなく取扱いやすい。
粘着層に貼り合わせるセパレーター(剥離シート)の種類については、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、紙等の基材にシリコンコート、ポリアルキレンコート、フッ素樹脂コートしたものが使用できるが、寸法安定性、平滑性、剥離安定性の点からポリエステルフィルムにシリコンコートしたものが特に好ましい。
また、セパレーターの厚さは10~100μmの範囲内が好ましく、さらに好ましくは20~60μm内である。10μm以上あれば塗布、乾燥時の熱によりフィルムに搬送じわが生じることがないため好ましい、また、100μm以下であれば経済性の観点から好ましい。
また、セパレーターの厚さは10~100μmの範囲内が好ましく、さらに好ましくは20~60μm内である。10μm以上あれば塗布、乾燥時の熱によりフィルムに搬送じわが生じることがないため好ましい、また、100μm以下であれば経済性の観点から好ましい。
《光学フィルムの用途》
本発明の光学フィルムの用途としては、ガラスに後貼りする構成とすることができ、このフィルムを貼合したガラスは、自動車、鉄道車両、航空機、船舶及び建築物等に使用できる。フィルムを貼合したガラスは、これらの用途以外にも使用できる。上記フィルムを貼合したガラスは、建築用又は車両に用いることが好ましい。上記フィルムを貼合したガラスは、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス又はルーフガラス等に使用できる。
本発明の光学フィルムの用途としては、ガラスに後貼りする構成とすることができ、このフィルムを貼合したガラスは、自動車、鉄道車両、航空機、船舶及び建築物等に使用できる。フィルムを貼合したガラスは、これらの用途以外にも使用できる。上記フィルムを貼合したガラスは、建築用又は車両に用いることが好ましい。上記フィルムを貼合したガラスは、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス又はルーフガラス等に使用できる。
ガラス部材としては、無機ガラス及び有機ガラス(樹脂グレージング)が挙げられる。
無機ガラスとしては、フロート板ガラス、熱線吸収板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、及び、グリーンガラス等の着色ガラス等が挙げられる。上記有機ガラスは、無機ガラスに代用される合成樹脂ガラスである。
上記有機ガラス(樹脂グレージング)としては、ポリカーボネート板及びポリ(メタ)アクリル樹脂板等が挙げられる。上記ポリ(メタ)アクリル樹脂板としては、ポリメチル(メタ)アクリレート板等が挙げられる。
無機ガラスとしては、フロート板ガラス、熱線吸収板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、及び、グリーンガラス等の着色ガラス等が挙げられる。上記有機ガラスは、無機ガラスに代用される合成樹脂ガラスである。
上記有機ガラス(樹脂グレージング)としては、ポリカーボネート板及びポリ(メタ)アクリル樹脂板等が挙げられる。上記ポリ(メタ)アクリル樹脂板としては、ポリメチル(メタ)アクリレート板等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
《二酸化バナジウム微粒子の分散液の調製》
〔VO2微粒子1の分散液1の調製〕
タングステン(W)を添加した二酸化バナジウム(VO2)の単結晶微粒子の製造を行った。まず、純水10mlに、バナジン酸アンモニウム(NH4VO3、和光純薬社製、特級)0.433gと、タングステン酸アンモニウムパラ五水和物((NH4)10W12O41・5H2O、和光純薬社製)0.00957gとを混合した溶液を得た。得られた溶液に、ヒドラジン水和物(N2H4・H2O、和光純薬社製、特級)の5質量%水溶液をゆっくり滴下し、pH値が9.2の溶液を調製した。調製した溶液を、市販の水熱反応処理用オートクレーブ(三愛科学社製HU-25型)(SUS製本体に25ml容積のテフロン(登録商標)製内筒を備える)内に入れ、100℃で8時間、引き続き270℃で24時間、水熱反応処理を実施し、VO2微粒子1を得た。
VO2微粒子1はクロミック性を有しており、数平均一次粒径は40nm、バナジウム(V)原子に対するタングステン(W)原子の割合は、1.0%であった。仕上がりのVO2微粒子1の濃度は3.0質量%で、これをVO2微粒子1の分散液1とした。
〔VO2微粒子1の分散液1の調製〕
タングステン(W)を添加した二酸化バナジウム(VO2)の単結晶微粒子の製造を行った。まず、純水10mlに、バナジン酸アンモニウム(NH4VO3、和光純薬社製、特級)0.433gと、タングステン酸アンモニウムパラ五水和物((NH4)10W12O41・5H2O、和光純薬社製)0.00957gとを混合した溶液を得た。得られた溶液に、ヒドラジン水和物(N2H4・H2O、和光純薬社製、特級)の5質量%水溶液をゆっくり滴下し、pH値が9.2の溶液を調製した。調製した溶液を、市販の水熱反応処理用オートクレーブ(三愛科学社製HU-25型)(SUS製本体に25ml容積のテフロン(登録商標)製内筒を備える)内に入れ、100℃で8時間、引き続き270℃で24時間、水熱反応処理を実施し、VO2微粒子1を得た。
VO2微粒子1はクロミック性を有しており、数平均一次粒径は40nm、バナジウム(V)原子に対するタングステン(W)原子の割合は、1.0%であった。仕上がりのVO2微粒子1の濃度は3.0質量%で、これをVO2微粒子1の分散液1とした。
〔VO2微粒子2の分散液2の調製〕
純水10mlに、バナジン酸アンモニウム(NH4VO3、和光純薬社製、特級)0.433gを混合し、さらに、ヒドラジン水和物(N2H4・H2O、和光純薬社製、特級)の5質量%水溶液をゆっくり滴下し、pH値が9.2の溶液1を調製した。調製した溶液1を、市販の水熱反応処理用オートクレーブ(三愛科学社製 HU-25型、SUS製本体に25ml容積のテフロン(登録商標)製内筒を備える構成。)内に入れ、100℃で8時間、引き続き270℃で24時間、水熱反応処理を施し、VO2微粒子2を得た。 VO2微粒子2はクロミック性を有しており、数平均一次粒径40nm、金属成分の99.5原子%以上がバナジウムであった。仕上がりのVO2微粒子2の濃度は3.0質量%で、これをVO2微粒子2の分散液2とした。
純水10mlに、バナジン酸アンモニウム(NH4VO3、和光純薬社製、特級)0.433gを混合し、さらに、ヒドラジン水和物(N2H4・H2O、和光純薬社製、特級)の5質量%水溶液をゆっくり滴下し、pH値が9.2の溶液1を調製した。調製した溶液1を、市販の水熱反応処理用オートクレーブ(三愛科学社製 HU-25型、SUS製本体に25ml容積のテフロン(登録商標)製内筒を備える構成。)内に入れ、100℃で8時間、引き続き270℃で24時間、水熱反応処理を施し、VO2微粒子2を得た。 VO2微粒子2はクロミック性を有しており、数平均一次粒径40nm、金属成分の99.5原子%以上がバナジウムであった。仕上がりのVO2微粒子2の濃度は3.0質量%で、これをVO2微粒子2の分散液2とした。
《光学フィルムの作製》
〔光学フィルム101(比較例)の作製〕
厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、両面易接着層)の透明基材上に、押出コーターを用いて、下記の光学機能層形成用塗布液1を、乾燥後の層厚が1.5μmとなる条件で湿式塗布を行い、次いで110℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、VO2を含有した光学機能層を形成して、光学フィルム101を作製した。
(光学機能層形成用塗布液1)
3質量%のVO2微粒子1の分散液1 10質量部
4質量%のヒドロキシプロピルメチルセルロース(メトロース60SH-50、信越化学工業社製)水溶液 75質量部
5質量%の界面活性剤水溶液(Triton X-100、シグマアルドリッチ社製)
2質量部
純水 13質量部
〔光学フィルム101(比較例)の作製〕
厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、両面易接着層)の透明基材上に、押出コーターを用いて、下記の光学機能層形成用塗布液1を、乾燥後の層厚が1.5μmとなる条件で湿式塗布を行い、次いで110℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、VO2を含有した光学機能層を形成して、光学フィルム101を作製した。
(光学機能層形成用塗布液1)
3質量%のVO2微粒子1の分散液1 10質量部
4質量%のヒドロキシプロピルメチルセルロース(メトロース60SH-50、信越化学工業社製)水溶液 75質量部
5質量%の界面活性剤水溶液(Triton X-100、シグマアルドリッチ社製)
2質量部
純水 13質量部
〔光学フィルム102(比較例)の作製〕
光学フィルム101の作製において、光学機能層形成用塗布液1を下記の光学機能層形成用塗布液2に変更した以外は同様にして光学フィルム102を作製した。
(光学機能層形成用塗布液2)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2 10質量部
4質量%のヒドロキシプロピルメチルセルロース(メトロース60SH-50、信越化学工業社製)水溶液
75質量部
5質量%の界面活性剤水溶液(Triton X-100、シグマアルドリッチ社製)
2質量部
純水 13質量部
光学フィルム101の作製において、光学機能層形成用塗布液1を下記の光学機能層形成用塗布液2に変更した以外は同様にして光学フィルム102を作製した。
(光学機能層形成用塗布液2)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2 10質量部
4質量%のヒドロキシプロピルメチルセルロース(メトロース60SH-50、信越化学工業社製)水溶液
75質量部
5質量%の界面活性剤水溶液(Triton X-100、シグマアルドリッチ社製)
2質量部
純水 13質量部
〔光学フィルム103(比較例)の作製〕
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層形成用塗布液1を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの平均光吸収率が25%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層を形成して、光学フィルム103を作製した。
(着色剤分散液1)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより平均粒子径が30nmなるまで分散し、着色剤分散液1とした。
(着色剤層形成用塗布液1)
着色剤分散液1を45質量部、メチルイソブチルケトン30質量部を混合して着色剤層形成用塗布液1とした。
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層形成用塗布液1を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの平均光吸収率が25%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層を形成して、光学フィルム103を作製した。
(着色剤分散液1)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより平均粒子径が30nmなるまで分散し、着色剤分散液1とした。
(着色剤層形成用塗布液1)
着色剤分散液1を45質量部、メチルイソブチルケトン30質量部を混合して着色剤層形成用塗布液1とした。
〔光学フィルム104~110(本発明)及び光学フィルム111(比較例)の作製〕 光学フィルム103の作製において、光波長650~700nmの範囲内における、フィルム温度23℃での平均光吸収率を30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%になるようにそれぞれ塗布量を調整した以外は同様にして光学フィルム104~111を作製した。
〔光学フィルム112(本発明)の作製〕
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層とはポリエチレンテレフタレートフィルムを挟んで反対の面に、下記の着色剤層形成用塗布液2を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、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/cm2、照射量0.2J/cm2、酸素濃度200ppmの条件で紫外線を照射することにより塗膜を硬化させて、ハードコート層を兼ねた着色剤層を形成して、光学フィルム112を作製した。
(着色剤層形成用塗布液2)
着色剤分散液1 315質量部
アロニックス(登録商標)M-305(3、4官能アクリレート、3官能成分60質量%、東亞合成株式会社製)
196質量部
EBECRYL(登録商標)350(2官能シリコンアクリレート、ダイセル・オルネクス株式会社製) MIBK(メチルイソブチルケトン)希釈液(1質量%)
18質量部
ヘキソエートコバルト8%(金属石鹸、東栄化工株式会社製) 3質量部
Irgacure(登録商標)184(光重合開始剤、BASF株式会社製)
13質量部
メガファック(登録商標)F-552(界面活性剤、DIC株式会社製) MIBK(メチルイソブチルケトン)希釈液(1質量%)
9質量部
MIBK(メチルイソブチルケトン) 446質量部
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層とはポリエチレンテレフタレートフィルムを挟んで反対の面に、下記の着色剤層形成用塗布液2を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、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/cm2、照射量0.2J/cm2、酸素濃度200ppmの条件で紫外線を照射することにより塗膜を硬化させて、ハードコート層を兼ねた着色剤層を形成して、光学フィルム112を作製した。
(着色剤層形成用塗布液2)
着色剤分散液1 315質量部
アロニックス(登録商標)M-305(3、4官能アクリレート、3官能成分60質量%、東亞合成株式会社製)
196質量部
EBECRYL(登録商標)350(2官能シリコンアクリレート、ダイセル・オルネクス株式会社製) MIBK(メチルイソブチルケトン)希釈液(1質量%)
18質量部
ヘキソエートコバルト8%(金属石鹸、東栄化工株式会社製) 3質量部
Irgacure(登録商標)184(光重合開始剤、BASF株式会社製)
13質量部
メガファック(登録商標)F-552(界面活性剤、DIC株式会社製) MIBK(メチルイソブチルケトン)希釈液(1質量%)
9質量部
MIBK(メチルイソブチルケトン) 446質量部
〔光学フィルム113(本発明)の作製〕
(VO2微粒子2の分散液3の調製)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2を20℃に保った状態で、系内循環させる形で接続したポリエーテルスルホン製で分画分子量が30万の濾過膜を有する限外濾過装置(日本ミリポア株式会社製 ペリコン2カセット)を具備した図2に示す溶媒置換処理装置を用いて濃縮操作を行い、初期のVO2微粒子2の分散液2の体積を100%とした時、20体積%まで濃縮した後、エチルアルコールを添加して、100体積%とした。次いで、この分散液を再度20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチレンクロライドを添加して100体積%として、さらに、この分散液を20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチレンクロライドを添加して100体積%として、3回の溶媒置換処理を施し、粒子濃度が3質量%の溶媒系のVO2微粒子2の分散液3を調製し、日本精線(株)製のファインメットNFで濾過した。
(ドープの調製)
加圧溶解タンクに下記に示すメチレンクロライドを添加した。有機溶媒の入った加圧溶解タンクに、シクロオレフィンポリマー(略称:COP)及び上記調製したVO2微粒子2の分散液3を撹拌しながら投入した。これを加熱し、撹拌しながら、シクロオレフィンポリマーを溶解し、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープを調製した。
〈ドープの組成〉
メチレンクロライド 192質量部
疎水性ポリマー樹脂:シクロオレフィンポリマー(商品名:アートン、JSR(株)製)
76.9質量部
3質量%のVO2微粒子2の分散液3 12.0質量部
(製膜)
上記調製したドープを用い、特開2014-095729号公報及び特開2014-159082号公報に記載されている溶液流延製膜法に従って、VO2微粒子を含有する光学機能層兼透明基材1を作製した。
VO2微粒子を含有する光学機能層兼透明基材1の片面に、光学フィルム106の作製と同様にして着色剤層を形成し、光学フィルム113を作製した。
(VO2微粒子2の分散液3の調製)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2を20℃に保った状態で、系内循環させる形で接続したポリエーテルスルホン製で分画分子量が30万の濾過膜を有する限外濾過装置(日本ミリポア株式会社製 ペリコン2カセット)を具備した図2に示す溶媒置換処理装置を用いて濃縮操作を行い、初期のVO2微粒子2の分散液2の体積を100%とした時、20体積%まで濃縮した後、エチルアルコールを添加して、100体積%とした。次いで、この分散液を再度20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチレンクロライドを添加して100体積%として、さらに、この分散液を20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチレンクロライドを添加して100体積%として、3回の溶媒置換処理を施し、粒子濃度が3質量%の溶媒系のVO2微粒子2の分散液3を調製し、日本精線(株)製のファインメットNFで濾過した。
(ドープの調製)
加圧溶解タンクに下記に示すメチレンクロライドを添加した。有機溶媒の入った加圧溶解タンクに、シクロオレフィンポリマー(略称:COP)及び上記調製したVO2微粒子2の分散液3を撹拌しながら投入した。これを加熱し、撹拌しながら、シクロオレフィンポリマーを溶解し、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープを調製した。
〈ドープの組成〉
メチレンクロライド 192質量部
疎水性ポリマー樹脂:シクロオレフィンポリマー(商品名:アートン、JSR(株)製)
76.9質量部
3質量%のVO2微粒子2の分散液3 12.0質量部
(製膜)
上記調製したドープを用い、特開2014-095729号公報及び特開2014-159082号公報に記載されている溶液流延製膜法に従って、VO2微粒子を含有する光学機能層兼透明基材1を作製した。
VO2微粒子を含有する光学機能層兼透明基材1の片面に、光学フィルム106の作製と同様にして着色剤層を形成し、光学フィルム113を作製した。
〔光学フィルム114(本発明)の作製〕
厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、両面易接着層)の透明基材上に、押出コーターを用いて、下記の着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1をフィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層兼光学機能層を形成して、光学フィルム114を作製した。
(VO2微粒子2の分散液4の調製)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2を20℃に保った状態で、系内循環させる形で接続したポリエーテルスルホン製で分画分子量が30万の濾過膜を有する限外濾過装置(日本ミリポア株式会社製 ペリコン2カセット)を具備した図2に示す溶媒置換処理装置を用いて濃縮操作を行い、初期のVO2微粒子2の分散液2体積を100%とした時、20体積%まで濃縮した後、エチルアルコールを添加して、100体積%とした。次いで、この分散液を再度20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチルエチルケトンを添加して100体積%として、2回の溶媒置換処理を施し、粒子濃度が3質量%の溶媒系のVO2微粒子2の分散液4を調製した。
(着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1)
着色剤分散液1 37質量部
VO2微粒子2の分散液4 33質量部
を混合して着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1とした。
厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、両面易接着層)の透明基材上に、押出コーターを用いて、下記の着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1をフィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層兼光学機能層を形成して、光学フィルム114を作製した。
(VO2微粒子2の分散液4の調製)
3質量%のVO2微粒子2の分散液2を20℃に保った状態で、系内循環させる形で接続したポリエーテルスルホン製で分画分子量が30万の濾過膜を有する限外濾過装置(日本ミリポア株式会社製 ペリコン2カセット)を具備した図2に示す溶媒置換処理装置を用いて濃縮操作を行い、初期のVO2微粒子2の分散液2体積を100%とした時、20体積%まで濃縮した後、エチルアルコールを添加して、100体積%とした。次いで、この分散液を再度20体積%まで濃縮した後、溶媒としてメチルエチルケトンを添加して100体積%として、2回の溶媒置換処理を施し、粒子濃度が3質量%の溶媒系のVO2微粒子2の分散液4を調製した。
(着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1)
着色剤分散液1 37質量部
VO2微粒子2の分散液4 33質量部
を混合して着色剤層兼光学機能層形成用塗布液1とした。
〔光学フィルム115(本発明)の作製〕
光学フィルム106の作製において、着色剤分散液1の分散時間を粒子の平均粒子径が60nmになるように変更した以外は同様にして光学フィルム115を作製した。
光学フィルム106の作製において、着色剤分散液1の分散時間を粒子の平均粒子径が60nmになるように変更した以外は同様にして光学フィルム115を作製した。
〔光学フィルム116(本発明)の作製〕
光学フィルム106の作製において、着色剤としてC.I.ソルベントブルー63(1-メチルアミノ-4-[(3-メチルフェニル)アミノ]-9,10-アントラキノン、極大吸収波長645nm)に変更した以外は同様にして光学フィルム116を作製した。
光学フィルム106の作製において、着色剤としてC.I.ソルベントブルー63(1-メチルアミノ-4-[(3-メチルフェニル)アミノ]-9,10-アントラキノン、極大吸収波長645nm)に変更した以外は同様にして光学フィルム116を作製した。
〔光学フィルム117(本発明)の作製〕
光学フィルム106の作製において、着色剤分散液1をYMF-02A(18質量%Cs0.33WO3分散液、分散剤10質量%、平均粒径50nm、メチルイソブチルケトン溶媒、住友金属鉱山株式会社製、880~2200nmの広範囲に吸収波長ピーク)に変更した以外は同様にして光学フィルム117を作製した。
光学フィルム106の作製において、着色剤分散液1をYMF-02A(18質量%Cs0.33WO3分散液、分散剤10質量%、平均粒径50nm、メチルイソブチルケトン溶媒、住友金属鉱山株式会社製、880~2200nmの広範囲に吸収波長ピーク)に変更した以外は同様にして光学フィルム117を作製した。
〔光学フィルム118(本発明)の作製〕
光学フィルム106の作製において、VO2微粒子2の分散液2をVO2微粒子1の分散液1に変更した以外は同様にして光学フィルム118を作製した。
光学フィルム106の作製において、VO2微粒子2の分散液2をVO2微粒子1の分散液1に変更した以外は同様にして光学フィルム118を作製した。
〔光学フィルム119~122(本発明)の作製〕
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層兼粘着層形成用塗布液1を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃での光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率がそれぞれ40%、50%、70%、80%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、粘着層を兼ねた着色剤層を形成して、光学フィルム119~122を作製した。
(着色剤分散液2)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、シアニンブルー4933GN-EP、PB-15:4、極大吸収波長640nm、740nm)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより数平均一次粒径が30nmになるまで分散し、着色剤分散液2とした。
(着色剤層兼粘着層形成用塗布液1)
メタクリル酸2-エチルヘキシル78質量部、アクリル酸ブチル12質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7質量部及びアクリル酸3質量部をトルエン中に溶解し(固形分濃度:33質量%)、重合開始剤として過酸化ベンゾイル(モノマーに対して5質量%)を用いて、83℃で240分間のラジカル重合をさせることにより、固形分濃度33質量%(重量平均分子量55万)のポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液100質量部に、チタンキレート(オルガチックスTC-401:マツモトファインケミカル(株))0.5質量部とUV吸収剤(Tinuvin477、チバガイギ社製)3質量部を添加し、さらに、着色剤分散液2を37質量部添加し、着色剤層兼粘着層形成用塗布液1を調製した。
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層兼粘着層形成用塗布液1を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃での光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率がそれぞれ40%、50%、70%、80%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、粘着層を兼ねた着色剤層を形成して、光学フィルム119~122を作製した。
(着色剤分散液2)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、シアニンブルー4933GN-EP、PB-15:4、極大吸収波長640nm、740nm)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより数平均一次粒径が30nmになるまで分散し、着色剤分散液2とした。
(着色剤層兼粘着層形成用塗布液1)
メタクリル酸2-エチルヘキシル78質量部、アクリル酸ブチル12質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7質量部及びアクリル酸3質量部をトルエン中に溶解し(固形分濃度:33質量%)、重合開始剤として過酸化ベンゾイル(モノマーに対して5質量%)を用いて、83℃で240分間のラジカル重合をさせることにより、固形分濃度33質量%(重量平均分子量55万)のポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液100質量部に、チタンキレート(オルガチックスTC-401:マツモトファインケミカル(株))0.5質量部とUV吸収剤(Tinuvin477、チバガイギ社製)3質量部を添加し、さらに、着色剤分散液2を37質量部添加し、着色剤層兼粘着層形成用塗布液1を調製した。
〔光学フィルム123(本発明)の作製〕
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層形成用塗布液2を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層を形成して、光学フィルム124を作製した。
(着色剤層形成用塗布液2)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)1質量部、Cromophtal Pink PT(CIピグメントレッド122、BASF社製)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより数平均一次粒径が30nmなるまで分散し、着色剤層形成用塗布液2とした。
光学フィルム102の作製において、光学機能層形成用塗布液2から形成した光学機能層上に直接隣接して、下記の着色剤層形成用塗布液2を押出コーターを用いて、フィルム温度23℃における光波長650~700nmの範囲内における平均光吸収率が50%になるように塗布量を調整して湿式塗布を行い、次いで90℃の温風を2分間吹きつけて乾燥させて、着色剤層を形成して、光学フィルム124を作製した。
(着色剤層形成用塗布液2)
銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)1質量部、Cromophtal Pink PT(CIピグメントレッド122、BASF社製)1質量部、ポリメタクリル酸メチル(VB-7103、三菱レイヨン社製)のメチルエチルケトン10質量%溶解液36質量部を、ジルコニアビーズを用いて寿社製スーパーアペックスミルにより数平均一次粒径が30nmなるまで分散し、着色剤層形成用塗布液2とした。
なお、作製した光学フィルム116の光波長1300nmの分光透過率は、フィルム温度23℃において、50%未満であり、それ以外の光学フィルムは、50%以上であった。
また、作製した光学フィルム123は、緑を吸収する顔料を併用したことから、光波長550nmにおける分光透過率が、フィルム温度23℃において、30~60%の範囲内であり、グレーに近い発色であった。それ以外の光学フィルムは、30~60%の範囲外であった。
また、作製した光学フィルム123は、緑を吸収する顔料を併用したことから、光波長550nmにおける分光透過率が、フィルム温度23℃において、30~60%の範囲内であり、グレーに近い発色であった。それ以外の光学フィルムは、30~60%の範囲外であった。
《評価》
厚さ1.3mmのガラス板(松浪硝子工業社製、「スライドガラス白縁磨」)のサイズ15cm×20cmに、光学フィルム119~122は粘着層を兼ねた着色剤層を介して、その他の光学フィルムは透明粘着シート(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて貼り合わせた。
厚さ1.3mmのガラス板(松浪硝子工業社製、「スライドガラス白縁磨」)のサイズ15cm×20cmに、光学フィルム119~122は粘着層を兼ねた着色剤層を介して、その他の光学フィルムは透明粘着シート(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて貼り合わせた。
(夏想定の遮熱性評価)
28℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から20cm離れた位置より、150Wのハロゲンランプを点灯した。同じ装置をもう一台準備し、比較としてフィルムを貼っていないガラスをセットした。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、遮熱性を評価した。
○:強い遮熱効果あり
△:遮熱効果はあるが、じりじり感もあり
×:強いじりじり感があり、フィルムなしとあまり変わらない
28℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から20cm離れた位置より、150Wのハロゲンランプを点灯した。同じ装置をもう一台準備し、比較としてフィルムを貼っていないガラスをセットした。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、遮熱性を評価した。
○:強い遮熱効果あり
△:遮熱効果はあるが、じりじり感もあり
×:強いじりじり感があり、フィルムなしとあまり変わらない
(春想定の遮熱性評価)
23℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から30cm離れた位置より、150Wのハロゲンランプを点灯した。同じ装置をもう一台準備し、比較としてフィルムを貼っていないガラスをセットした。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、遮熱性を評価した。
○:じりじり感なし
△:弱いじりじり感あり
×:じりじり感があり、フィルムなしとあまり変わらない
23℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から30cm離れた位置より、150Wのハロゲンランプを点灯した。同じ装置をもう一台準備し、比較としてフィルムを貼っていないガラスをセットした。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、遮熱性を評価した。
○:じりじり感なし
△:弱いじりじり感あり
×:じりじり感があり、フィルムなしとあまり変わらない
(冬想定の熱透過性評価)
20℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から20cm離れた位置より、50Wのハロゲンランプを点灯した。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、ランプが当たっていない場所と比較した。
○:ランプの温もりが感じられる
△:少しランプの温もりが感じられる
×:ランプがないところとあまり変わらない
20℃に調整した環境室で、光学フィルムを貼り合わせたガラスのフィルムを貼ったのとは逆の面から20cm離れた位置より、50Wのハロゲンランプを点灯した。15分後、ガラスを挟んでランプとは逆の側30cm付近に手をかざし、ランプが当たっていない場所と比較した。
○:ランプの温もりが感じられる
△:少しランプの温もりが感じられる
×:ランプがないところとあまり変わらない
表1に示す用語は、下記のとおりである。
銅Pc-A:銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)
銅Pc-B:銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、シアニンブルー4933GN-EP、PB-15:4、極大吸収波長640nm、740nm)
CIソルベント:C.I.ソルベントブルー63(1-メチルアミノ-4-[(3-メチルフェニル)アミノ]-9,10-アントラキノン、極大吸収波長645nm)
緑顔料:Cromophtal Pink PT(CIピグメントレッド122、BASF社製)
CWO:Cs0.33WO3
銅Pc-A:銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、ブルーNo.84、PB-15:3、極大吸収波長630nm、720nm)
銅Pc-B:銅フタロシアニン微粒子(大日精化工業社製、シアニンブルー4933GN-EP、PB-15:4、極大吸収波長640nm、740nm)
CIソルベント:C.I.ソルベントブルー63(1-メチルアミノ-4-[(3-メチルフェニル)アミノ]-9,10-アントラキノン、極大吸収波長645nm)
緑顔料:Cromophtal Pink PT(CIピグメントレッド122、BASF社製)
CWO:Cs0.33WO3
表1に示した結果より、本発明の光学フィルムは、比較例の光学フィルムに比べて、夏想定の遮熱性、春想定の遮熱性、及び冬想定の熱透過性の点で、いずれも良好であることが認められる。
以上のように、本発明は、二酸化バナジウムの転移前後の近赤外光の遮蔽率及び透過率の大きな変化幅を取り崩すことなく、転移を制御して、サーモロミック性の効果を十分に発揮することができ、また、温度が低くてもじりじり感が強い時に遮熱性を発現させることができる光学フィルムを提供することに適している。
1 光学フィルム
2、2g 透明基材
3、3d、3g 光学機能層
4、4a、4f ハードコート層
5、5b 粘着層
6 着色剤層
7 ガラス
10 溶媒置換処理装置
11 調製釜
12 二酸化バナジウム微粒子を含む分散液
13 循環ライン
14 循環ポンプ
15 限外濾過部
16 排出口
17 溶媒ストック釜
18 溶媒
19 溶媒供給ライン
2、2g 透明基材
3、3d、3g 光学機能層
4、4a、4f ハードコート層
5、5b 粘着層
6 着色剤層
7 ガラス
10 溶媒置換処理装置
11 調製釜
12 二酸化バナジウム微粒子を含む分散液
13 循環ライン
14 循環ポンプ
15 限外濾過部
16 排出口
17 溶媒ストック釜
18 溶媒
19 溶媒供給ライン
Claims (10)
- サーモクロミック性を有する二酸化バナジウム微粒子を含有する光学フィルムであって、
光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料を含有し、かつ、
前記光波長範囲内における当該光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、30~85%の範囲内であることを特徴とする光学フィルム。 - 前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ染料又は顔料であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学フィルム。
- 前記光波長600~750nmの範囲内に極大吸収波長を持つ顔料が、金属フタロシアニン系顔料であることを特徴とする請求項3に記載の光学フィルム。
- 前記顔料を構成する顔料粒子の数平均一次粒径が、前記二酸化バナジウム微粒子の数平均一次粒径よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記光波長650~700nmの範囲内の光を吸収する染料又は顔料が、前記二酸化バナジウム微粒子を含有する層と同じ層、又は、当該二酸化バナジウム微粒子を含有する層に直接接触する隣接層に含有されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記二酸化バナジウム微粒子の金属成分の99.5原子%以上が、バナジウムであることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 光波長1300nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、50%以上であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 光波長650~700nmの範囲内における前記光学フィルムの平均光吸収率が、23℃において、50~70%の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 光波長550nmにおける前記光学フィルムの分光透過率が、23℃において、30~60%の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
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PCT/JP2016/059238 WO2016158620A1 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-23 | 光学フィルム |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2019167876A1 (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Jsr株式会社 | 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた装置 |
KR20210040075A (ko) | 2018-08-07 | 2021-04-12 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 광학 필름, 필름 적층체, 디스플레이 유닛 |
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---|---|---|---|---|
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US20110075243A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Dong-Gun Moon | Infrared ray transmittance controlling panel including color modifying layer |
WO2015030206A1 (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | 積水化学工業株式会社 | 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス |
JP2015063453A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-04-09 | 積水化学工業株式会社 | 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス |
-
2016
- 2016-03-23 JP JP2017509849A patent/JPWO2016158620A1/ja active Pending
- 2016-03-23 WO PCT/JP2016/059238 patent/WO2016158620A1/ja active Application Filing
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JP7207395B2 (ja) | 2018-02-27 | 2023-01-18 | Jsr株式会社 | 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた装置 |
KR20210040075A (ko) | 2018-08-07 | 2021-04-12 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 광학 필름, 필름 적층체, 디스플레이 유닛 |
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