赤外線、紫外線遮断フィルム
【課題】ガラス面に貼付することにより、太陽光線中の赤外線と紫外線を可視光線より多く遮断する赤外線、紫外線遮断フィルムを提供する。
【解決手段】フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されており、抗赤外線膜には錫ドープアンチモン酸化物が塗布され、抗紫外線膜にはベンゾトリアゾールが塗布され、抗赤外線膜と抗紫外線膜のいずれか一方に、六硼化ランタンを含有する薄層を設ける。
【解決手段】フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されており、抗赤外線膜には錫ドープアンチモン酸化物が塗布され、抗紫外線膜にはベンゾトリアゾールが塗布され、抗赤外線膜と抗紫外線膜のいずれか一方に、六硼化ランタンを含有する薄層を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス面に貼付することにより、太陽光線中の赤外線と紫外線を可視光線より多く遮断する赤外線、紫外線遮断フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光の熱線を遮断するためには、ポリエステル基材層にニッケル、銀、アルミニウム、クロム等の金属薄層を蒸着したフィルムをガラス等に貼着して使用されていた。これらは可視光線と赤外線、紫外線の遮断率がほぼ同等であり、蒸着膜を厚くすると、通信機器の電波障害等を引き起こすおそれがあった。
通信機器の電波障害を避けるために、ガラス自体に赤外線遮断効果を有する有機素材を練込み、或いは赤外線遮断効果を有する有機素材を練込んだフィルムをガラス面に貼着する方法が行われていた。有機素材は太陽光線により次第に劣化し、その機能が低下し、耐久性に問題があった。
【０００３】
特許文献１には、赤外線を遮断する物質として合わせガラスの中間膜に、アモルファス状酸化インジウムにより表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子、及びアモルファス状酸化錫により表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子が赤外線遮断に適している旨開示されている。更に、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤が開示されている。しかしながら、これはあくまでも合わせガラスの中間膜である。しかも、使用する赤外線遮断剤及び紫外線遮断剤の量が多い。
【０００４】
更に、多層フィルムに関しては、特許文献２及び特許文献３に開示されている。屈折率が少なくとも０．０３相違する２種類の層が交互に積層され、各層の厚さが可視光線の波長範囲、約３８０〜７８０ｎｍである。このような多層フィルムは、層の数や膜厚によっては玉虫色の光沢を有するフィルムである。
【特許文献１】特開２００６−２１９５１号公報
【特許文献２】特許第２９５１８９０号公報
【特許文献３】特公平８−２６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フィルム基材に抗赤外線膜及び抗紫外線膜が設けられ、一方の面が耐磨耗性の保護膜で保護され、他方の面を既製のガラスに貼付できるフィルムを提供する。そのためには、赤外線遮断性と紫外線遮断性を併有しながら、可視光線の遮断程度がより少ないフィルムを提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構成は、フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されており、抗赤外線膜には錫ドープアンチモン酸化物が塗布され、抗紫外線膜にはベンゾトリアゾールが塗布され、抗赤外線膜と抗紫外線膜のいずれか一方に、六硼化ランタンを含有する薄層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
可視光線の波長の範囲と同等の厚みを有する、２種以上の合成樹脂素材を、交互に２０〜３００層も積層してなる多層フィルムは、フィルム自体も赤外線、紫外線遮断作用を有する。しかも、その表面に赤外線遮断性の塗膜を施した場合には、少量の赤外線、紫外線遮断物質を用いて、効果的に可視光線の遮断が少なく、赤外線や紫外線を効率よく遮断する事実を見出して本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、赤外線と紫外線を可視光線に優先して遮断でき、傷や磨耗に抵抗性を有する、すなわち、耐衝撃性の断熱フィルムを提供することができる。このフィルムは簡易にガラス面に貼着することができ、窓ガラス等からの熱線の侵入、放出を制御することが可能になった。更に、紫外線には室内及び室内の器物を劣化させる作用があり、本発明により室内の温度を保持し、器物の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の赤外線、紫外線遮断フィルムは建物や車輛のガラス面、鏡面等に直接貼着して遮光性を得ることができる。このフィルムは基材層として、後述する多層フィルムを使用し、その両面に赤外線遮断層と紫外線遮断層を設ける。その上で何れか一方の面に傷や磨耗を低減する保護層を設ける。傷や摩擦に抵抗する保護層を設けなかった層には粘着剤を塗布し、この面を離型紙で保護する。或いはそのまま貼着してもよい。
【００１０】
多層フィルムとは特許文献２及び特許文献３に開示されている異種樹脂からなるフィルムを２０層から３００層も交互に重ね合わせた多層フィルムである。各層の厚みは当然に薄く、可視光線の波長の範囲である。
【００１１】
本発明の方法は、第１層にはアクリル系樹脂を用い、第２層にはポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート弾性体及び線状低密度ポリエチレンのポリマーブレンドを用いる。或いは、特許文献３に記載されるように、一方がエラストマーからなり、他方がエラストマー以外の材料か、一方のエラストマーセグメントと同じポリマー系統に属するセグメントを含有するエラストマーのいずれかからなる。
【００１２】
この２種のポリマーを２機の押出し機のそれぞれから樹脂溶融物の供給を受け、これらを希望する層パターンに配列するための、フィードブロックと通常のシングルマニホールドフラットフィルムダイとを組合わせた、冷却ロールキャスティング法によって製造される。
【００１３】
このフィードブロックは２成分交互層を形成するのに使用される。非常に薄い複数層の樹脂の流れがシングルマニホールドフラットフィルムダイを通して流れ、そこで各層が同時にダイの幅まで拡張され、最終ダイの出口の厚さまで肉薄化される。層厚の分布は異なったフィードボードモジュールを挿入することによって変更できる。通常最外層は厚く、これをスキン層と呼ぶ。
各層の厚さは可視光線の波長範囲であり、２０〜３００層、好ましくは１００〜３００層、より好ましくは１５０〜３００層である。一般に、１５０層を超えると虹色の光沢が減少する。
【００１４】
仮に、薄膜構成樹脂の第１をアクリル系樹脂とし、第２をポリブチレンテレフタレート（成分Ａとする）、ポリブチレンテレフタレート弾性体（Ｂ成分とする）及び線状低密度ポリエチレン（Ｃ成分とする）とすると仮定して説明する。
アクリル系樹脂は、多層フィルムの総成分の３０〜５０重量％を占める。この膜は、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアクリル系モノマー重合体、或いはこれらモノマーを主体とし、他の共重合可能なモノマーとの共重合体が挙げられる。
【００１５】
薄膜構成樹脂の第２は多層フィルムの総成分の５０〜７０重量％を占め、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分の共重合体、好ましくはブロック共重合体である。Ａ成分：Ｂ成分：Ｃ成分の比率は８０〜９５：３〜１５：０．５〜５（重量％）、好ましくは８５〜９３：５〜１０：１〜４（重量％）である。
【００１６】
Ａ成分としては、１，４ブタンジオールとテレフタール酸又はジメチルテレフタレートと触媒的重縮合反応によって得られた重縮合物が好ましい。Ｂ成分のポリエチレンテレフタレート弾性体は、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレングリコールの共重合体、好ましくはブロック共重合体が用いられる。Ｃ成分の線状低密度ポリエチレンは市販品を使用することができる。一般に比重０．８５〜０．９３、メルトインデックス（ＭＩ）１〜５０である。
【００１７】
また、熱可塑性エラストマーとして、ポリブチルテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートのような熱可塑性硬質セグメントと、ポリエーテルグリコール、ポリエーテルイミドのような軟質エラストマーセグメントとのコポリマーである。
軟質エラストマーセグメントの含有量を変更すると屈折率の異なったエラストマーが得られる。特許文献３の方法では屈折率が０．０３以上異なった２種の熱可塑性樹脂を２０層以上積層することができる。
【００１８】
また、熱可塑性エラストマーは、ジカルボン酸から誘導された長鎖エステル単位とジカルボン酸及び低分子量ジオールから誘導された短鎖エステル単位との繰返しを含有しているセグメント化熱可塑性コポリエステルであることが好ましい。
特許文献３の多層フィルムを用いても、本発明の赤外線、紫外線遮断フィルムを製造することは可能である。
【００１９】
抗赤外線膜は種々あるが、本発明においては、粒径１００〜１５０ｎｍの超微粒子状の錫ドープ酸化インジウム、インジウムドープ酸化錫、錫ドープアンチモン酸化物、アンチモンドープ錫酸化物等が好ましい。これを、例えば、ポリカーボネート系粘着剤に、赤外線遮断剤を０．４〜１．０重量％加えて充分に分散させて塗料とする。０．４重量％未満では抗赤外線膜の効能が充分に発現されず、１．０重量％を超えると可視光の透過率が低下する。
【００２０】
この塗料を多層フィルムの一方の面に塗布する。塗布厚は乾燥後、１〜１０μｍが好ましい。塗料粉の直径は、製品フィルムの太陽からの赤外線遮断効果を左右し、色などの外観にも影響するため、超微粒子の直径は現実の使用態様に合わせて決めることができる。塗布後、５５ないし７５℃でベーキングを行い塗膜を形成させる。
【００２１】
多層フィルムの抗赤外線処理をしなかった他方の面に、抗紫外線膜を施す。紫外線吸収剤にはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾエート系等を使用できる。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、２−（２’−ヒドロキシ−５’メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）、２−（２’−ヒドロキシ−３’、５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）等を挙げることができる。
【００２２】
上記紫外線吸収剤をアクリル系粘着剤等に溶解して粘着すれば、特に粘着剤層を設けなくとも被貼着ガラスに貼着することができる。また、ポリアクリル酸等の通常の溶剤に溶解して用いることもできる。いずれにしても紫外線吸収剤の濃度は０．３〜０．７重量％であり、塗布する厚さは乾燥後、１〜５μｍが好ましい。０．３重量％未満では抗紫外線剤の効果が発現されず、０．７重量％を超えると抗紫外線効果が充分に向上しないばかりでなく、添加剤が析出するおそれがある。塗布後、５０〜７０℃でベーキングして乾燥させる。
【００２３】
抗赤外線層又は抗紫外線層のいずれかに抗傷、摩擦機能を有する硬質の耐衝撃層を設ける。保護層はポリエステルを溶剤とし、０．１〜０．３重量％の六硼化ランタンを溶解分散させる。塗布後は加熱固化させ、固化後の保護層の厚さは１〜２μｍであることが好ましい。
【実施例１】
【００２４】
多層フィルムの製造
ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡとする）と、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴとする）、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレングリコール共重合体弾性体（粘度１Ｐａ／ｓ）及び線状低密度ポリエチレン（密度０．９２、ＭＩ＝２）を原料として使用した。本実施例ではＰＭＭＡを第１の層とし、第２の層として、ＰＢＴ、ＰＢＴ弾性体及びポリエチレンを配合した。配合割合は、ＰＢＴ９０重量％、ＰＢＴ弾性体７重量％、ポリエチレン３重量％であった。
【００２５】
これらの原料を、温度がそれぞれ１３０℃及び７５℃と異なる２台の乾燥機中に保存した。原料の露点が−４０℃ｔｄに達した後、この原料を２台の、押出し量と温度の異なる押出し機に装入した。第１の層のＰＭＭＡの押出し機の作業温度は２３５℃、押出し量は４７ｋｇ／時間であった。第２の層の樹脂混合物の押出し機の作業温度は２４０℃、押出し量は６０ｋｇ／時間であった。
【００２６】
押出し機から押出された溶融樹脂はフィードブロックシステムに送られ、１００層に分けられ、その後シングルマニホールドフラットフィルムダイ、次いで３０〜４０℃のロールキャスティングを経て常温定型ロールキャスティングへ送られる。ここで、膜の厚さ及び幅が精密にコントロールされている。その後、均一な厚さの膜は作業温度１２０℃の２軸延伸機に送られ縦方向２．５〜４．５倍に、横方向２．５〜４．０倍に延伸した。かくして得られた１００層の多層フィルムの合計厚さは２５μｍ、幅２ｍであった。
このフィルムはＰＢＴ６５重量％、ＰＭＭＡ３５重量％であった。
【００２７】
抗赤外線層の形成
多層フィルムの第１の面に抗赤外線層を形成した。平均粒子直径が１１０μｍの錫ドープインジウム酸化物をポリカーボネートに混合し、０．５重量％の錫ドープインジウム酸化物を含む塗布液を含有するポリカーボネートを製造した。この塗布液を、塗布機を用いて５０ｍ／分の速度で多層フィルムの一方の面に塗布した。６５℃でベーキングし、固化させると多層フィルムの一方の面に、厚さ５μｍの抗赤外線層の膜が形成された。
【００２８】
保護層の形成
本実施例においては抗赤外線層の上に保護層を設けた。六硼化ランタンをポリエステルと混合した。この混合物は０．４重量％の六硼化ランタンを含有する。抗赤外線層を形成した時と同様の塗布機により、混合物を５０ｍ／分の速度で抗赤外線層の上に塗布した。塗布後、６０℃でベーキングすることにより固化させ、抗赤外線層の表面に厚さ１．５μｍの保護層を形成した。
【００２９】
抗紫外線層の形成
多層フィルムの第２の面に抗紫外線層を形成した。ポリアクリル酸にベンゾトリアゾールとして、２−（２’−ヒドロキシ−５’メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）を配合し、０．５重量％のベンゾトリアゾール配合ポリアクリル酸の塗布液を得た。この塗布液をロール式塗布機を用いて、多層フィルムの第２層上に、５０ｍ／分の塗布速度で塗布した。次いで６０℃でベーキングして固化させ、厚さ３μｍの抗紫外線層を形成した。
【００３０】
得られた赤外線、紫外線遮断フィルムを実験Ｎｏ．１とし、下記の試験に供した。
現実の使用に際しては、抗紫外線層の上に粘着剤層を設け、粘着剤面を離型紙で保護して市場に供することができる。
【００３１】
得られた実験Ｎｏ．１の赤外線、紫外線遮断フィルムは２ビームＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ分光計（ＪａｓｃｏＶ−５７０）により赤外線遮断率及び紫外線遮断率を測定した。ＡＮＳＩ Ｚ９７．１測定基準に準拠して耐衝撃性を測定した。更に可視光透過率を測定し、これらの結果を表１に示した。
【００３２】
実験Ｎｏ．２として、多層フィルムの層数を２００に増加させた以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。層数の増加により多層フィルムの厚さは３５μｍであった。
実験Ｎｏ．３として、多層フィルムの層数を３００にし、多層フィルムの厚さが４２μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。 実験Ｎｏ．４として、多層フィルムの層数を２０にし、多層フィルムの厚さが１８μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。実験Ｎｏ．２ないし実験Ｎｏ．４に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３３】
実験Ｎｏ．５として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線遮断物質の濃度を０．７重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．６として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線吸収物質の濃度を１．０重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．５及び６に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３４】
実験Ｎｏ．７として、多層フィルムの層数を１０にし、多層フィルムの厚さが１５μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．８として、多層フィルムの層数を４００にし、多層フィルムの厚さが５０μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。 実験Ｎｏ．９として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線吸収物質の濃度を０．３にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
【００３５】
実験Ｎｏ．１０として、抗赤外線層の錫ドープアンチモン酸化物の使用量を１．１重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．７ないし実験Ｎｏ．１０に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３６】
実験Ｎｏ．１１として、厚さ２０μｍのポリエステルフィルム、（商品名、ｏ−ＰＥＴ、ＣＨ２８９、南亜塑膠社製）断熱フィルムとして使用した。
実験Ｎｏ．１２として、実験Ｎｏ．１の方法で製造した層数１００で厚さ２０μｍの多層フィルムを使用した。実験Ｎｏ．１１、１２共、抗赤外線層も抗紫外線層も耐衝撃層も設けず、そのまま実験Ｎｏ．１と同様の試験を行った。その結果を表１に記載した。
【００３７】
実験Ｎｏ．１３として、実験Ｎｏ．１１で使用したポリエステルフィルムと同一のフィルムであって、厚さのみが２５μｍと異なるフィルムを使用した以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
上記フィルムを実験Ｎｏ．１と同様にして、赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。得られたそれぞれのフィルムに関し、 赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表２に併記した。
【実施例２】
【００３８】
実験Ｎｏ．１４〜１７として、ポリアクリル酸に配合するベンゾトリアゾールの配合量を０．１から０．９に変動させた以外は実施例１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。得られたそれぞれのフィルムに関し、実施例１の実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線及び可視光の遮断率を測定し、表２に示した。実験Ｎｏ．１７においては抗紫外線特性が向上しないのみでなく、添加物が析出した。
【００３９】
表１及び表２により、赤外線遮断膜に配合する薬剤の濃度は０．４〜１．０重量％が好ましく、紫外線遮断膜に配合する薬剤の濃度は０．２〜０．７重量％が好ましい。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス面に貼付することにより、太陽光線中の赤外線と紫外線を可視光線より多く遮断する赤外線、紫外線遮断フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光の熱線を遮断するためには、ポリエステル基材層にニッケル、銀、アルミニウム、クロム等の金属薄層を蒸着したフィルムをガラス等に貼着して使用されていた。これらは可視光線と赤外線、紫外線の遮断率がほぼ同等であり、蒸着膜を厚くすると、通信機器の電波障害等を引き起こすおそれがあった。
通信機器の電波障害を避けるために、ガラス自体に赤外線遮断効果を有する有機素材を練込み、或いは赤外線遮断効果を有する有機素材を練込んだフィルムをガラス面に貼着する方法が行われていた。有機素材は太陽光線により次第に劣化し、その機能が低下し、耐久性に問題があった。
【０００３】
特許文献１には、赤外線を遮断する物質として合わせガラスの中間膜に、アモルファス状酸化インジウムにより表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子、及びアモルファス状酸化錫により表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子が赤外線遮断に適している旨開示されている。更に、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤が開示されている。しかしながら、これはあくまでも合わせガラスの中間膜である。しかも、使用する赤外線遮断剤及び紫外線遮断剤の量が多い。
【０００４】
更に、多層フィルムに関しては、特許文献２及び特許文献３に開示されている。屈折率が少なくとも０．０３相違する２種類の層が交互に積層され、各層の厚さが可視光線の波長範囲、約３８０〜７８０ｎｍである。このような多層フィルムは、層の数や膜厚によっては玉虫色の光沢を有するフィルムである。
【特許文献１】特開２００６−２１９５１号公報
【特許文献２】特許第２９５１８９０号公報
【特許文献３】特公平８−２６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フィルム基材に抗赤外線膜及び抗紫外線膜が設けられ、一方の面が耐磨耗性の保護膜で保護され、他方の面を既製のガラスに貼付できるフィルムを提供する。そのためには、赤外線遮断性と紫外線遮断性を併有しながら、可視光線の遮断程度がより少ないフィルムを提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構成は、フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されており、抗赤外線膜には錫ドープアンチモン酸化物が塗布され、抗紫外線膜にはベンゾトリアゾールが塗布され、抗赤外線膜と抗紫外線膜のいずれか一方に、六硼化ランタンを含有する薄層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
可視光線の波長の範囲と同等の厚みを有する、２種以上の合成樹脂素材を、交互に２０〜３００層も積層してなる多層フィルムは、フィルム自体も赤外線、紫外線遮断作用を有する。しかも、その表面に赤外線遮断性の塗膜を施した場合には、少量の赤外線、紫外線遮断物質を用いて、効果的に可視光線の遮断が少なく、赤外線や紫外線を効率よく遮断する事実を見出して本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、赤外線と紫外線を可視光線に優先して遮断でき、傷や磨耗に抵抗性を有する、すなわち、耐衝撃性の断熱フィルムを提供することができる。このフィルムは簡易にガラス面に貼着することができ、窓ガラス等からの熱線の侵入、放出を制御することが可能になった。更に、紫外線には室内及び室内の器物を劣化させる作用があり、本発明により室内の温度を保持し、器物の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の赤外線、紫外線遮断フィルムは建物や車輛のガラス面、鏡面等に直接貼着して遮光性を得ることができる。このフィルムは基材層として、後述する多層フィルムを使用し、その両面に赤外線遮断層と紫外線遮断層を設ける。その上で何れか一方の面に傷や磨耗を低減する保護層を設ける。傷や摩擦に抵抗する保護層を設けなかった層には粘着剤を塗布し、この面を離型紙で保護する。或いはそのまま貼着してもよい。
【００１０】
多層フィルムとは特許文献２及び特許文献３に開示されている異種樹脂からなるフィルムを２０層から３００層も交互に重ね合わせた多層フィルムである。各層の厚みは当然に薄く、可視光線の波長の範囲である。
【００１１】
本発明の方法は、第１層にはアクリル系樹脂を用い、第２層にはポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート弾性体及び線状低密度ポリエチレンのポリマーブレンドを用いる。或いは、特許文献３に記載されるように、一方がエラストマーからなり、他方がエラストマー以外の材料か、一方のエラストマーセグメントと同じポリマー系統に属するセグメントを含有するエラストマーのいずれかからなる。
【００１２】
この２種のポリマーを２機の押出し機のそれぞれから樹脂溶融物の供給を受け、これらを希望する層パターンに配列するための、フィードブロックと通常のシングルマニホールドフラットフィルムダイとを組合わせた、冷却ロールキャスティング法によって製造される。
【００１３】
このフィードブロックは２成分交互層を形成するのに使用される。非常に薄い複数層の樹脂の流れがシングルマニホールドフラットフィルムダイを通して流れ、そこで各層が同時にダイの幅まで拡張され、最終ダイの出口の厚さまで肉薄化される。層厚の分布は異なったフィードボードモジュールを挿入することによって変更できる。通常最外層は厚く、これをスキン層と呼ぶ。
各層の厚さは可視光線の波長範囲であり、２０〜３００層、好ましくは１００〜３００層、より好ましくは１５０〜３００層である。一般に、１５０層を超えると虹色の光沢が減少する。
【００１４】
仮に、薄膜構成樹脂の第１をアクリル系樹脂とし、第２をポリブチレンテレフタレート（成分Ａとする）、ポリブチレンテレフタレート弾性体（Ｂ成分とする）及び線状低密度ポリエチレン（Ｃ成分とする）とすると仮定して説明する。
アクリル系樹脂は、多層フィルムの総成分の３０〜５０重量％を占める。この膜は、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアクリル系モノマー重合体、或いはこれらモノマーを主体とし、他の共重合可能なモノマーとの共重合体が挙げられる。
【００１５】
薄膜構成樹脂の第２は多層フィルムの総成分の５０〜７０重量％を占め、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分の共重合体、好ましくはブロック共重合体である。Ａ成分：Ｂ成分：Ｃ成分の比率は８０〜９５：３〜１５：０．５〜５（重量％）、好ましくは８５〜９３：５〜１０：１〜４（重量％）である。
【００１６】
Ａ成分としては、１，４ブタンジオールとテレフタール酸又はジメチルテレフタレートと触媒的重縮合反応によって得られた重縮合物が好ましい。Ｂ成分のポリエチレンテレフタレート弾性体は、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレングリコールの共重合体、好ましくはブロック共重合体が用いられる。Ｃ成分の線状低密度ポリエチレンは市販品を使用することができる。一般に比重０．８５〜０．９３、メルトインデックス（ＭＩ）１〜５０である。
【００１７】
また、熱可塑性エラストマーとして、ポリブチルテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートのような熱可塑性硬質セグメントと、ポリエーテルグリコール、ポリエーテルイミドのような軟質エラストマーセグメントとのコポリマーである。
軟質エラストマーセグメントの含有量を変更すると屈折率の異なったエラストマーが得られる。特許文献３の方法では屈折率が０．０３以上異なった２種の熱可塑性樹脂を２０層以上積層することができる。
【００１８】
また、熱可塑性エラストマーは、ジカルボン酸から誘導された長鎖エステル単位とジカルボン酸及び低分子量ジオールから誘導された短鎖エステル単位との繰返しを含有しているセグメント化熱可塑性コポリエステルであることが好ましい。
特許文献３の多層フィルムを用いても、本発明の赤外線、紫外線遮断フィルムを製造することは可能である。
【００１９】
抗赤外線膜は種々あるが、本発明においては、粒径１００〜１５０ｎｍの超微粒子状の錫ドープ酸化インジウム、インジウムドープ酸化錫、錫ドープアンチモン酸化物、アンチモンドープ錫酸化物等が好ましい。これを、例えば、ポリカーボネート系粘着剤に、赤外線遮断剤を０．４〜１．０重量％加えて充分に分散させて塗料とする。０．４重量％未満では抗赤外線膜の効能が充分に発現されず、１．０重量％を超えると可視光の透過率が低下する。
【００２０】
この塗料を多層フィルムの一方の面に塗布する。塗布厚は乾燥後、１〜１０μｍが好ましい。塗料粉の直径は、製品フィルムの太陽からの赤外線遮断効果を左右し、色などの外観にも影響するため、超微粒子の直径は現実の使用態様に合わせて決めることができる。塗布後、５５ないし７５℃でベーキングを行い塗膜を形成させる。
【００２１】
多層フィルムの抗赤外線処理をしなかった他方の面に、抗紫外線膜を施す。紫外線吸収剤にはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾエート系等を使用できる。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、２−（２’−ヒドロキシ−５’メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）、２−（２’−ヒドロキシ−３’、５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）等を挙げることができる。
【００２２】
上記紫外線吸収剤をアクリル系粘着剤等に溶解して粘着すれば、特に粘着剤層を設けなくとも被貼着ガラスに貼着することができる。また、ポリアクリル酸等の通常の溶剤に溶解して用いることもできる。いずれにしても紫外線吸収剤の濃度は０．３〜０．７重量％であり、塗布する厚さは乾燥後、１〜５μｍが好ましい。０．３重量％未満では抗紫外線剤の効果が発現されず、０．７重量％を超えると抗紫外線効果が充分に向上しないばかりでなく、添加剤が析出するおそれがある。塗布後、５０〜７０℃でベーキングして乾燥させる。
【００２３】
抗赤外線層又は抗紫外線層のいずれかに抗傷、摩擦機能を有する硬質の耐衝撃層を設ける。保護層はポリエステルを溶剤とし、０．１〜０．３重量％の六硼化ランタンを溶解分散させる。塗布後は加熱固化させ、固化後の保護層の厚さは１〜２μｍであることが好ましい。
【実施例１】
【００２４】
多層フィルムの製造
ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡとする）と、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴとする）、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレングリコール共重合体弾性体（粘度１Ｐａ／ｓ）及び線状低密度ポリエチレン（密度０．９２、ＭＩ＝２）を原料として使用した。本実施例ではＰＭＭＡを第１の層とし、第２の層として、ＰＢＴ、ＰＢＴ弾性体及びポリエチレンを配合した。配合割合は、ＰＢＴ９０重量％、ＰＢＴ弾性体７重量％、ポリエチレン３重量％であった。
【００２５】
これらの原料を、温度がそれぞれ１３０℃及び７５℃と異なる２台の乾燥機中に保存した。原料の露点が−４０℃ｔｄに達した後、この原料を２台の、押出し量と温度の異なる押出し機に装入した。第１の層のＰＭＭＡの押出し機の作業温度は２３５℃、押出し量は４７ｋｇ／時間であった。第２の層の樹脂混合物の押出し機の作業温度は２４０℃、押出し量は６０ｋｇ／時間であった。
【００２６】
押出し機から押出された溶融樹脂はフィードブロックシステムに送られ、１００層に分けられ、その後シングルマニホールドフラットフィルムダイ、次いで３０〜４０℃のロールキャスティングを経て常温定型ロールキャスティングへ送られる。ここで、膜の厚さ及び幅が精密にコントロールされている。その後、均一な厚さの膜は作業温度１２０℃の２軸延伸機に送られ縦方向２．５〜４．５倍に、横方向２．５〜４．０倍に延伸した。かくして得られた１００層の多層フィルムの合計厚さは２５μｍ、幅２ｍであった。
このフィルムはＰＢＴ６５重量％、ＰＭＭＡ３５重量％であった。
【００２７】
抗赤外線層の形成
多層フィルムの第１の面に抗赤外線層を形成した。平均粒子直径が１１０μｍの錫ドープインジウム酸化物をポリカーボネートに混合し、０．５重量％の錫ドープインジウム酸化物を含む塗布液を含有するポリカーボネートを製造した。この塗布液を、塗布機を用いて５０ｍ／分の速度で多層フィルムの一方の面に塗布した。６５℃でベーキングし、固化させると多層フィルムの一方の面に、厚さ５μｍの抗赤外線層の膜が形成された。
【００２８】
保護層の形成
本実施例においては抗赤外線層の上に保護層を設けた。六硼化ランタンをポリエステルと混合した。この混合物は０．４重量％の六硼化ランタンを含有する。抗赤外線層を形成した時と同様の塗布機により、混合物を５０ｍ／分の速度で抗赤外線層の上に塗布した。塗布後、６０℃でベーキングすることにより固化させ、抗赤外線層の表面に厚さ１．５μｍの保護層を形成した。
【００２９】
抗紫外線層の形成
多層フィルムの第２の面に抗紫外線層を形成した。ポリアクリル酸にベンゾトリアゾールとして、２−（２’−ヒドロキシ−５’メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（チバガイギー社製）を配合し、０．５重量％のベンゾトリアゾール配合ポリアクリル酸の塗布液を得た。この塗布液をロール式塗布機を用いて、多層フィルムの第２層上に、５０ｍ／分の塗布速度で塗布した。次いで６０℃でベーキングして固化させ、厚さ３μｍの抗紫外線層を形成した。
【００３０】
得られた赤外線、紫外線遮断フィルムを実験Ｎｏ．１とし、下記の試験に供した。
現実の使用に際しては、抗紫外線層の上に粘着剤層を設け、粘着剤面を離型紙で保護して市場に供することができる。
【００３１】
得られた実験Ｎｏ．１の赤外線、紫外線遮断フィルムは２ビームＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ分光計（ＪａｓｃｏＶ−５７０）により赤外線遮断率及び紫外線遮断率を測定した。ＡＮＳＩ Ｚ９７．１測定基準に準拠して耐衝撃性を測定した。更に可視光透過率を測定し、これらの結果を表１に示した。
【００３２】
実験Ｎｏ．２として、多層フィルムの層数を２００に増加させた以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。層数の増加により多層フィルムの厚さは３５μｍであった。
実験Ｎｏ．３として、多層フィルムの層数を３００にし、多層フィルムの厚さが４２μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。 実験Ｎｏ．４として、多層フィルムの層数を２０にし、多層フィルムの厚さが１８μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。実験Ｎｏ．２ないし実験Ｎｏ．４に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３３】
実験Ｎｏ．５として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線遮断物質の濃度を０．７重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．６として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線吸収物質の濃度を１．０重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．５及び６に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３４】
実験Ｎｏ．７として、多層フィルムの層数を１０にし、多層フィルムの厚さが１５μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．８として、多層フィルムの層数を４００にし、多層フィルムの厚さが５０μｍであった以外は、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。 実験Ｎｏ．９として、抗赤外線層形成用の塗布液の赤外線吸収物質の濃度を０．３にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
【００３５】
実験Ｎｏ．１０として、抗赤外線層の錫ドープアンチモン酸化物の使用量を１．１重量％にした以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
実験Ｎｏ．７ないし実験Ｎｏ．１０に関し、実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表１に併記した。
【００３６】
実験Ｎｏ．１１として、厚さ２０μｍのポリエステルフィルム、（商品名、ｏ−ＰＥＴ、ＣＨ２８９、南亜塑膠社製）断熱フィルムとして使用した。
実験Ｎｏ．１２として、実験Ｎｏ．１の方法で製造した層数１００で厚さ２０μｍの多層フィルムを使用した。実験Ｎｏ．１１、１２共、抗赤外線層も抗紫外線層も耐衝撃層も設けず、そのまま実験Ｎｏ．１と同様の試験を行った。その結果を表１に記載した。
【００３７】
実験Ｎｏ．１３として、実験Ｎｏ．１１で使用したポリエステルフィルムと同一のフィルムであって、厚さのみが２５μｍと異なるフィルムを使用した以外は実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。
上記フィルムを実験Ｎｏ．１と同様にして、赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。得られたそれぞれのフィルムに関し、 赤外線遮断率、紫外線遮断率、耐衝撃性及び可視光透過率を測定し、表２に併記した。
【実施例２】
【００３８】
実験Ｎｏ．１４〜１７として、ポリアクリル酸に配合するベンゾトリアゾールの配合量を０．１から０．９に変動させた以外は実施例１と同様にして赤外線、紫外線遮断フィルムを製造した。得られたそれぞれのフィルムに関し、実施例１の実験Ｎｏ．１と同様にして赤外線、紫外線及び可視光の遮断率を測定し、表２に示した。実験Ｎｏ．１７においては抗紫外線特性が向上しないのみでなく、添加物が析出した。
【００３９】
表１及び表２により、赤外線遮断膜に配合する薬剤の濃度は０．４〜１．０重量％が好ましく、紫外線遮断膜に配合する薬剤の濃度は０．２〜０．７重量％が好ましい。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されていることを特徴とする赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項２】
超薄膜層を構成する一方の樹脂はアクリル系樹脂であり、他方の樹脂はポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレングリコールとの共重合体及び線状低密度ポリエチレンのポリマーブレンドである多層フィルムを使用することを特徴とする請求項１記載の赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項３】
多層フィルムの層数が１００〜３００層であることを特徴とする請求項２に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項４】
抗赤外線膜として、錫ドープアンチモン酸化物又はインジウムドープ錫酸化物を、粘着剤に０．４〜１．０重量％分散させて１〜１０μｍ厚に塗布することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項５】
抗紫外線膜としてペンゾトリアゾール０．３〜０．７％の熱可塑性溶液を１〜５μｍ厚に塗布することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項６】
フィルム基材に直接又は間接的に、０．１〜０．３重量％の六硼化ランタンを含有するポリエステルからなる保護層を設けたことを特徴とする請求項１ないし５に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項７】
多層フィルムの両面に、赤外線遮断層と紫外線遮断層をそれぞれ設け、一方の面に保護層を設け、他方の面にガラス面と接着するための接着剤層を設けたことを特徴とする請求項１ないし６に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項１】
フィルム基材に抗赤外線膜と抗紫外線膜とを施してなる、透明ガラス貼着用遮光フィルムにおいて、フィルム基材として、実質的に均一な厚みを有する少なくとも２０層の超薄膜層からなる、透明な熱可塑性樹脂製の多層フィルムであって、各超薄膜層の厚みは可視光線の波長範囲であり、相互に隣接する超薄膜は２種の異なった熱可塑性樹脂から構成されていることを特徴とする赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項２】
超薄膜層を構成する一方の樹脂はアクリル系樹脂であり、他方の樹脂はポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレングリコールとの共重合体及び線状低密度ポリエチレンのポリマーブレンドである多層フィルムを使用することを特徴とする請求項１記載の赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項３】
多層フィルムの層数が１００〜３００層であることを特徴とする請求項２に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項４】
抗赤外線膜として、錫ドープアンチモン酸化物又はインジウムドープ錫酸化物を、粘着剤に０．４〜１．０重量％分散させて１〜１０μｍ厚に塗布することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項５】
抗紫外線膜としてペンゾトリアゾール０．３〜０．７％の熱可塑性溶液を１〜５μｍ厚に塗布することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項６】
フィルム基材に直接又は間接的に、０．１〜０．３重量％の六硼化ランタンを含有するポリエステルからなる保護層を設けたことを特徴とする請求項１ないし５に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【請求項７】
多層フィルムの両面に、赤外線遮断層と紫外線遮断層をそれぞれ設け、一方の面に保護層を設け、他方の面にガラス面と接着するための接着剤層を設けたことを特徴とする請求項１ないし６に記載する赤外線、紫外線遮断フィルム。
【公開番号】特開２００８−２６５０９２（Ｐ２００８−２６５０９２Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０９３９９（Ｐ２００７−１０９３９９）
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（５９６０７６９７５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（５９６０７６９７５）
【Ｆターム（参考）】
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