WO2015104981A1 - 赤外線反射フィルム、赤外線反射フィルムの製造方法及び合わせガラスの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an infrared reflective film, a method for producing an infrared reflective film, and a method for producing a laminated glass using the same, and more specifically, visible light transmittance, heat insulating effect, electromagnetic wave permeability, curved surface followability, color unevenness resistance,
- the present invention relates to an infrared reflective film excellent in elongation at break and a method for producing the same, and a method for producing a laminated glass including the infrared reflective film.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2008-24538 discloses an inner glass / first resin layer / infrared reflective film containing a conductor such as ITO (indium tin oxide) as an infrared absorbing material / second resin layer / A laminated glass in which an outer glass is laminated is disclosed.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-222233 discloses a laminated glass in which a functional plastic film having an infrared reflecting layer and an infrared absorbing layer is sandwiched between two glass substrates with a thermoplastic resin adhesive. .
- 2007-148330 discloses that a near-infrared reflecting film having a dielectric multilayer film is formed on a polymer resin sheet, and the near-infrared reflecting film is sandwiched between two plate glasses via an intermediate film.
- a near-infrared reflective laminated glass having the above structure is disclosed.
- Patent Document 1 describes a method of producing a laminated glass by sandwiching a polyvinyl acetal resin film as an intermediate film with safety glass for this functional film.
- laminated glass is produced by laminating a surface layer composed of a polyvinyl acetal resin on both sides of an intermediate substrate composed of a thermoplastic film having a functional layer such as a metal oxide layer formed by vapor deposition.
- a functional layer such as a metal oxide layer formed by vapor deposition.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 are both formed by forming a metal layer or a metal oxide layer using a sputtering method or a chemical vapor deposition method (CVD method).
- CVD method chemical vapor deposition method
- an infrared reflection type heat shielding effect is exhibited on the laminated glass.
- these methods certainly exhibit a certain degree of effect in terms of reflecting heat rays, but at the same time, the radio waves are also reflected and electromagnetic waves are reflected. Since it does not have transparency, there is a problem in that the communication of electronic devices such as ETC and mobile phones mounted in the vehicle is troubled.
- an infrared reflective layer is formed by a wet coating method using an aqueous binder, for example, polyvinyl alcohol, and a laminated glass provided with this is known, but polyvinyl alcohol having high water absorption is used for the binder. Therefore, when a laminated glass is produced using this, the film thickness of each polyvinyl alcohol layer will fluctuate due to the difference in moisture content unless the moisture content in the plurality of infrared reflective layers is adjusted within a certain range. As a result, there has been a problem that color unevenness variation is likely to occur.
- an infrared reflective film that has both a sufficient heat shielding effect and electromagnetic wave permeability, and has high transparency, curved surface followability (fragility resistance), color unevenness resistance, and high elongation at break. .
- the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to have high visible light transmittance and excellent heat insulation effect against solar radiation, electromagnetic wave permeability, curved surface followability, color unevenness resistance, and breakage.
- An object of the present invention is to provide an infrared reflective film excellent in elongation, a method for producing the same, and a method for producing a laminated glass including the infrared reflective film.
- the present inventor has an infrared reflection layer unit containing at least a water-soluble binder resin and metal oxide particles, and each of the infrared reflection layer units has a polyvinyl acetal type on both sides.
- Infrared reflective film characterized by having a resin film, high visible light transmittance, excellent heat insulation effect against solar radiation, electromagnetic wave permeability, curved surface followability, color unevenness resistance, and elongation at break
- the present inventors have found that an infrared reflective film excellent in thickness can be obtained, and have reached the present invention.
- An infrared reflective film having an infrared reflective layer unit containing at least a water-soluble binder resin and metal oxide particles, An infrared reflective film comprising a polyvinyl acetal resin film on both surfaces of the infrared reflective layer unit, respectively.
- Item 1 or 2 wherein the infrared reflecting layer in contact with the polyvinyl acetal resin film constituting the infrared reflecting layer unit contains silicon dioxide in the range of 10 to 60% by mass as the metal oxide particles.
- the infrared reflective layer unit has a high refractive index infrared reflective layer containing a first water-soluble binder resin and first metal oxide particles on at least one surface side on a transparent substrate, and a second water-soluble layer. 1 to 3 characterized by having an infrared reflective layer group in which an adhesive binder resin and a low refractive index infrared reflective layer containing second metal oxide particles are alternately laminated.
- the infrared reflective film as described in any one of.
- a method for producing an infrared reflective film having an infrared reflective layer unit containing at least a water-soluble binder resin and metal oxide particles A method for producing an infrared reflective film, comprising producing a polyvinyl acetal resin film on both surfaces of the infrared reflective layer unit.
- the infrared reflecting layer in contact with the polyvinyl acetal resin film constituting the infrared reflecting layer unit is formed by containing silicon dioxide in the range of 10 to 60% by mass as the metal oxide particles.
- the infrared reflective layer unit has a high refractive index infrared reflective layer containing a first water-soluble binder resin and first metal oxide particles on at least one surface side on a transparent substrate, and a second water-soluble layer.
- Item 9 to Item 9 wherein an infrared reflective layer group is produced by alternately laminating a low refractive index infrared reflective layer containing a conductive binder resin and second metal oxide particles.
- the manufacturing method of the infrared reflective film as described in any one of the above.
- a method for producing a laminated glass wherein the infrared reflective film according to any one of items 1 to 5 is sandwiched and produced between two glass substrates.
- an infrared reflective film and an infrared reflective film having high visible light transmittance and excellent heat insulation effect against solar radiation, electromagnetic wave transmittance, and excellent curved surface followability, color unevenness resistance, and elongation at break The manufacturing method of this and the manufacturing method of a laminated glass using the same can be provided.
- the method of forming an infrared reflective layer by vapor deposition using a metal oxide can reduce the film thickness, but it is formed of inorganic metal oxide particles alone.
- the deposited layer becomes a hard and brittle layer, its resistance to curved bending such as bending is weak, and a hard and brittle film is easily broken when subjected to stress, and has a low degree of stretching relative to the degree of stretching of the transparent substrate.
- the curved flexibility and elongation can be deteriorated compared with the case of a transparent substrate alone by adding a water-soluble binder to the metal oxide layer.
- the water-soluble binder has a characteristic of being weak against moisture, but the water-resistant binder has a water-resistant property by sandwiching the infrared reflective layer containing the water-soluble binder having water absorption between the polyvinyl acetal resin films. Was able to clear the problem.
- the infrared reflective film of the present invention is an infrared reflective film having an infrared reflective layer unit containing at least a water-soluble binder resin and metal oxide particles, Each of the infrared reflective layer units has a polyvinyl acetal resin film on each side. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 12.
- the polyvinyl acetal resin film is a polyvinyl butyral film from the viewpoint of more manifesting the intended effect of the present invention. It is preferable from the viewpoint that an appropriate breaking elongation can be imparted to the infrared reflective film.
- the outermost infrared reflective layer in contact with the polyvinyl acetal resin film constituting the infrared reflective layer unit contains silicon dioxide as metal oxide particles in a range of 10 to 60% by mass,
- the silicon dioxide particles contained in the outermost infrared reflective layer are polyvinyl acetal based It is preferable from the viewpoint that the adhesiveness between the infrared reflective layer unit and the polyvinyl acetal resin film can be improved by biting into the resin film and expressing the anchor effect.
- the infrared reflective layer unit has a high refractive index infrared reflective layer containing a first water-soluble binder resin and first metal oxide particles on at least one surface side on the transparent substrate, and a second It is the structure which has the infrared reflective layer group which laminated
- the manufacturing method of the infrared reflective film of this invention is a manufacturing method of the infrared reflective film which has an infrared reflective layer unit containing at least water-soluble binder resin, Comprising: On both surfaces of the said infrared reflective layer unit, respectively, It is characterized by being manufactured by bonding an acetal resin film.
- the adhesive property between the infrared reflective layer unit and the polyvinyl acetal resin film can be produced by bonding a polyvinyl acetal resin film on both surfaces of the infrared reflective layer unit at a pressure in the range of 1 to 50 MPa. It is preferable from the viewpoint that can be improved.
- the infrared reflective film of the present invention has an infrared reflective layer unit containing at least a water-soluble binder resin and metal oxide particles, and has a polyvinyl acetal resin film on both surfaces of the infrared reflective layer unit. It is characterized by.
- the infrared reflective layer unit constituting the infrared reflective film of the present invention refers to a structural unit having an infrared reflective layer containing at least one water-soluble binder resin and metal oxide particles on a transparent substrate, preferably, A high refractive index infrared reflective layer (hereinafter also simply referred to as a high refractive index layer) containing a first water-soluble binder resin and first metal oxide particles on a transparent substrate, and a second water-soluble layer
- a preferred embodiment is a configuration having an infrared reflective layer group in which low-refractive-index infrared reflective layers (hereinafter also simply referred to as low-refractive index layers) containing a binder resin and second metal oxide particles are alternately laminated. It is.
- the infrared reflective layer group is formed on both surfaces of the transparent substrate.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration including an infrared reflective layer unit having an infrared reflective layer group on one surface side of a transparent substrate in the configuration of the infrared reflective film of the present invention.
- the infrared reflective film (1) of the present invention is constituted by bonding an infrared reflective layer unit (U) and polyvinyl acetal resin films (3A and 3B) on both surfaces thereof. Furthermore, the infrared reflective layer unit (U), as an example, on the transparent substrate (2), a high refractive index infrared reflective layer containing the first water-soluble binder resin and the first metal oxide particles, It has the infrared reflective layer group (ML) which laminated
- ML infrared reflective layer group
- the infrared reflective layer group is composed of n layers of infrared reflective layers (T 1 to T n ). For example, T 1 , T 3 , T 5 , (omitted), T n ⁇ 2 , T n are refracted. It is composed of a low refractive index layer having a refractive index in the range of 1.10 to 1.60, and T 2 , T 4 , T 6 , (omitted), and T n ⁇ 1 are refractive indexes of 1.80 to 2.50.
- An example of the configuration is a high refractive index layer in the range of.
- the refractive index as used in the field of this invention is the value measured in the environment of 25 degreeC.
- the infrared reflective layer (T n ) in contact with the polyvinyl acetal resin film (3A) constituting the infrared reflective layer unit (U) has 10 to 60% by mass of silicon dioxide as metal oxide particles. Containing within the range prevents whitening of the infrared reflecting layer due to moisture entering from the outside, and the infrared reflecting layer (T n ) is contained when the polyvinyl acetal resin film (3A) is bonded. It is preferable from the viewpoint of improving the adhesion between the infrared reflective layer unit (U) and the polyvinyl acetal resin film (3A) by the silicon dioxide particles that bite into the polyvinyl acetal resin film and exhibit an anchor effect.
- FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the configuration of the infrared reflective film of the present invention, in which an infrared reflective layer unit having an infrared reflective layer group is provided on both surfaces of a transparent substrate.
- the configuration shown in FIG. 2 is that the transparent substrate (2) is provided with an infrared reflective layer group (MLa) on one side (upper side of the paper) and on the other side (under the page). Infrared reflective layer group (MLb) is provided on the side) to form an infrared reflective layer unit (U), and polyvinyl acetal resin films (3A and 3B) are bonded to the outermost surfaces of the infrared reflective film. (1) is formed.
- MLa infrared reflective layer group
- MLb infrared reflective layer group
- U infrared reflective layer unit
- polyvinyl acetal resin films (3A and 3B) are bonded to the outermost surfaces of the infrared reflective film. (1) is formed.
- the low refractive index layer and the high refractive index layer are alternately laminated to form the infrared reflective layer group (MLa and MLb), and in addition, on the polyvinyl acetal resin film (3A and 3B)
- the infra-red reflecting layer (Ta n and Tb n ) in contact with each other preferably contains silicon dioxide in the range of 10 to 60% by mass as metal oxide particles.
- the infrared reflective film of the present invention has an infrared reflective layer unit containing at least a water-soluble binder resin, and both surfaces of the infrared reflective layer unit are respectively polyvinyl acetal resin films. Furthermore, the infrared reflective layer unit has a structure having an infrared reflective layer containing at least one water-soluble binder resin on the transparent substrate, and preferably, on the transparent substrate, A high refractive index layer containing 1 water-soluble binder resin and first metal oxide particles, and a low refractive index layer containing second water-soluble binder resin and second metal oxide particles are alternately laminated.
- the infrared reflective layer group is configured.
- an infrared absorbing layer As the infrared reflective film of the present invention, an infrared absorbing layer, a heat insulating layer, a hard coat layer, an adhesive layer and the like may be provided as necessary in addition to each of the above constituent layers.
- the total thickness of the infrared reflective film of the present invention is not particularly limited, but is in the range of 250 to 1500 ⁇ m, preferably in the range of 400 to 1200 ⁇ m, more preferably in the range of 600 to 1000 ⁇ m, Particularly preferably, it is in the range of 750 to 900 ⁇ m.
- the visible light transmittance measured by JIS R 3106: 1998 is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 80% or more. It is. Further, it is preferable that the region having a wavelength of 900 to 1400 nm has a region where the reflectance exceeds 50%.
- 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. From the viewpoint of imparting flexibility and suitability for production (manufacturing process suitability). Is preferably a transparent resin film.
- 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 resin film is 30 ⁇ m or more, wrinkles or the like are less likely to occur during handling, and if the thickness is 200 ⁇ m or less, when the laminated glass is produced, to the curved glass surface when the glass substrate is laminated. The follow-up performance is improved and wrinkles are less likely to occur.
- the transparent substrate according to the present invention is preferably a biaxially oriented polyester film, but a polyester film that has not been stretched or at least one of which has been subjected to stretching treatment can also be used. From the viewpoint of strength improvement and thermal expansion suppression, a stretched film is preferable. In particular, when the laminated glass provided with the infrared reflective film of the present invention is used as a windshield of an automobile, the transparent substrate is more preferably a stretched film.
- 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 infrared reflective film and cracking of the infrared reflective layer.
- 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 infrared reflective film and cracking of the infrared reflective layer.
- it is in the range of 1.5 to 3.0%, more preferably in the range of 1.9 to 2.7%.
- the transparent substrate applicable to the infrared reflective 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, polyethylene, polypropylene, etc.
- Polyester film for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.
- polyvinyl chloride for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.
- triacetyl cellulose film and the like can be used, and polyester film and triacetyl cellulose film are preferable.
- the polyester film (hereinafter simply referred to as “polyester”) is not particularly limited, but is preferably a polyester having a film-forming property having a dicarboxylic acid component and a diol component as main components.
- the dicarboxylic acid component that is one of the main components include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, and diphenyl ether dicarboxylic acid.
- Diphenylethane dicarboxylic acid Diphenylethane dicarboxylic acid, cyclohexane dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, diphenyl thioether dicarboxylic acid, diphenyl ketone dicarboxylic acid, phenylindane dicarboxylic acid, and the like.
- diol component examples include ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, cyclohexanedimethanol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyethoxyphenyl) propane, Examples thereof include bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bisphenol full orange hydroxyethyl ether, diethylene glycol, neopentyl glycol, hydroquinone, and cyclohexanediol.
- polyesters having these as main components from the viewpoints of transparency, mechanical strength, dimensional stability, etc., dicarboxylic acid components such as terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diol components such as ethylene glycol and 1 Polyester having 1,4-cyclohexanedimethanol as the main constituent is preferred.
- polyesters mainly composed of polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, copolymerized polyesters composed of terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and ethylene glycol, and mixtures of two or more of these polyesters are mainly used. Polyester as a constituent component is preferable.
- the transparent resin film which is a transparent substrate according to the present invention, may contain various particles within a range that does not impair the transparency from the viewpoint of easy handling.
- the particles applicable in the present invention include inorganic particles such as calcium carbonate, calcium phosphate, silica, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, and cross-linking.
- Organic particles such as polymer particles and calcium oxalate can be mentioned.
- the method of adding these particles include a method of adding particles in the polyester as a raw material, a method of adding them directly by an extruder, and the like.
- additives may be added in addition to the above particles as necessary.
- additives include stabilizers, lubricants, cross-linking agents, anti-blocking agents, antioxidants, dyes, pigments, and ultraviolet absorbers.
- a transparent resin film that is a transparent substrate can be produced by a conventionally known general method.
- an unstretched transparent resin film that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it into a film shape with an annular die or a T-die and quenching it. it can.
- the unstretched transparent resin film is uniaxially stretched, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, and other known methods such as transparent resin film flow (vertical axis) direction.
- a stretched transparent resin film can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the transparent resin film (horizontal axis).
- the draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin that is the raw material of the transparent resin film, but is preferably 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.
- the transparent resin film may be subjected to relaxation treatment or offline heat treatment in terms of dimensional stability.
- the relaxation treatment is performed in a process from the heat setting in the stretching process of the polyester film to the winding in the transversely stretched tenter or after exiting the tenter.
- the relaxation treatment is preferably performed at a treatment temperature in the range of 80 to 200 ° C., more preferably the treatment temperature is in the range of 100 to 180 ° C.
- the relaxation rate is preferably within a range of 0.1 to 10% in both the longitudinal direction and the width direction, and more preferably, the relaxation rate is within a range of 2 to 6%.
- the relaxation-treated transparent resin film is improved in heat resistance by performing off-line heat treatment, and further has good dimensional stability.
- an undercoat layer by applying an undercoat layer coating solution inline on one side or both sides in the film forming process.
- resins used in the undercoat layer coating solution useful in the present invention include polyester resins, acrylic-modified polyester resins, polyurethane resins, acrylic resins, vinyl resins, vinylidene chloride resins, polyethyleneimine vinylidene resins, polyethyleneimine resins, and polyvinyl resins.
- Alcohol resin, modified polyvinyl alcohol resin, gelatin and the like can be mentioned, and any of them can be preferably used.
- a conventionally well-known additive can also be added to these undercoat layers.
- the undercoat layer can be formed by applying a known method such as a roller coating method, a gravure coating method, a knife coating method, a dip coating method, or a spray coating method.
- the coating amount of the undercoat layer is preferably about 0.01 to 2.0 g / m 2 (dry state).
- the infrared reflective layer group according to the present invention may have at least one infrared reflective layer, which is the object effect of the present invention. From the viewpoint of exhibiting excellent heat insulation effect, heat shielding effect and electromagnetic wave permeability against solar radiation, it is preferably formed in a form in which a plurality of infrared reflection layer groups are laminated, more preferably the first water-soluble binder. Infrared having a structure in which a high refractive index layer containing a resin and first metal oxide particles, and a low refractive index layer containing a second water-soluble binder resin and second metal oxide particles are alternately laminated. It is a reflective layer group.
- the layer thickness per layer of the high refractive index layer is preferably in the range of 20 to 800 nm, and more preferably in the range of 50 to 350 nm.
- the layer thickness per layer of the low refractive index layer is preferably in the range of 20 to 800 nm, and more preferably in the range of 50 to 350 nm.
- the high refractive index layer and the low refractive index layer may have a clear interface between them or may change gradually.
- the metal oxide concentration profile of the infrared reflective layer group formed by alternately laminating the high refractive index layer and the low refractive index layer is etched from the surface to the depth direction using a sputtering method, Using an XPS surface analyzer, the atomic composition ratio can be measured by sputtering at a rate of 0.5 nm / min with the outermost surface being 0 nm. It is also possible to obtain the cut surface by cutting the infrared reflective layer group and measuring the atomic composition ratio with an XPS surface analyzer. In the mixed region, when the concentration of the metal oxide changes discontinuously, the boundary can be confirmed by a tomographic photograph taken with an electron microscope (TEM).
- TEM electron microscope
- the XPS surface analyzer is not particularly limited and any model can be used.
- ESCALAB-200R manufactured by VG Scientific, Inc. can be used.
- Mg is used for the X-ray anode, and measurement is performed at an output of 600 W (acceleration voltage: 15 kV, emission current: 40 mA).
- the total number of high refractive index layers and low refractive index layers is preferably in the range of 6 to 100 layers, more preferably in the range of 8 to 100 from the viewpoint of productivity. It is within the range of 40 layers, more preferably within the range of 9 to 30 layers.
- the difference in refractive index between the adjacent high refractive index layer and low refractive index layer is preferably 0.10 or more, more preferably 0.30 or more, and further preferably 0.35 or more. Especially preferably, it is 0.40 or more.
- the outermost layer and the lowermost layer a configuration outside the above preferred range may be used.
- the reflectance in a specific wavelength region is determined by the difference in refractive index between two adjacent layers and the number of layers, and the larger the difference in refractive index, the same reflectance can be obtained with a smaller number of layers.
- the refractive index difference and the required number of layers can be calculated using commercially available optical design software. For example, in order to obtain a near-infrared reflectance of 90% or more, if the difference in refractive index is less than 0.1, it is necessary to laminate 200 layers or more, which not only decreases productivity but also scattering at the interface of the layers. Becomes larger, the transparency is lowered, and it becomes very difficult to manufacture without failure. From the standpoint of improving reflectivity and reducing the number of layers, there is no upper limit to the difference in refractive index, but practically about 1.4 is the limit.
- a layer structure in which the lowermost layer adjacent to the transparent resin film is a low refractive index layer is preferable from the viewpoint of adhesion to the transparent resin film.
- the layer adjacent to the polyvinyl acetal resin film is also preferably a low refractive index layer containing silicon dioxide in the range of 10 to 60% by mass as metal oxide particles.
- the first water-soluble binder resin contained in the high refractive index layer and the second water-soluble binder resin contained in the low refractive index layer are each preferably polyvinyl alcohol. Moreover, it is preferable that the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer is different from the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer. Furthermore, the first metal oxide particles contained in the high refractive index layer are preferably titanium oxide particles, and more preferably titanium oxide particles surface-treated with a silicon-containing hydrated oxide. .
- the high refractive index layer according to the present invention contains a first water-soluble binder resin and first metal oxide particles, and if necessary, a curing agent, other binder resin, a surfactant, and various additives. Etc. may be included.
- the refractive index of the high refractive index layer according to the present invention is preferably 1.80 to 2.50, more preferably 1.90 to 2.20.
- the first water-soluble binder resin according to the present invention has a G2 glass filter (maximum pores of 40 to 50 ⁇ m) when dissolved in water at a concentration of 0.5% by mass at the temperature at which the water-soluble binder resin is most dissolved.
- the mass of the insoluble matter that is filtered off when filtered in ()) is within 50 mass% of the added water-soluble binder resin.
- the weight average molecular weight of the first water-soluble binder resin according to the present invention is preferably in the range of 1,000 to 200,000. Further, it is more preferably within the range of 3000 to 40000.
- the weight average molecular weight as used in the present invention can be measured by a known method, for example, static light scattering, gel permeation chromatography (GPC), time-of-flight mass spectrometry (TOF-MASS), etc. In the present invention, it is measured by a gel permeation chromatography method which is a generally known method.
- GPC gel permeation chromatography
- TOF-MASS time-of-flight mass spectrometry
- the content of the first water-soluble binder resin in the high refractive index layer is preferably within the range of 5 to 50% by mass with respect to the solid content of 100% by mass of the high refractive index layer. It is more preferable to be within the range.
- the first water-soluble binder resin applied to the high refractive index layer is preferably polyvinyl alcohol.
- the 2nd water-soluble binder resin applied to the low refractive index layer mentioned later is also polyvinyl alcohol. Therefore, in the following, polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the low refractive index layer will be described together.
- polyvinyl alcohol as a water-soluble binder resin used in the high refractive index layer is polyvinyl alcohol (A), and polyvinyl alcohol as the water-soluble binder resin used in the low refractive index layer is It is called polyvinyl alcohol (B).
- each refractive index layer contains a plurality of polyvinyl alcohols having different saponification degrees and polymerization degrees
- the polyvinyl alcohol having the highest content in each refractive index layer is changed to polyvinyl alcohol (A ) And polyvinyl alcohol (B) in the low refractive index layer.
- the “degree of saponification” is the ratio of hydroxy groups to the total number of acetyloxy groups (derived from the starting vinyl acetate) and hydroxy groups in polyvinyl alcohol.
- the degree of polymerization is calculated assuming that the polyvinyl alcohol having a saponification degree difference of 3 mol% or less is the same polyvinyl alcohol. .
- a low polymerization degree polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 1000 or less is a different polyvinyl alcohol (even if there is a polyvinyl alcohol having a saponification degree difference of 3 mol% or less, it is not regarded as the same polyvinyl alcohol).
- polyvinyl alcohol having a saponification degree of 90 mol%, a saponification degree of 91 mol%, and a saponification degree of 93 mol% is contained in the same layer by 10 mass%, 40 mass%, and 50 mass%, respectively.
- These three polyvinyl alcohols are the same polyvinyl alcohol, and the mixture of these three is polyvinyl alcohol (A) or (B).
- the above-mentioned “polyvinyl alcohol having a saponification degree difference of 3 mol% or less” is sufficient if it is within 3 mol% when attention is paid to any polyvinyl alcohol.
- the saponification degrees are 90 mol% and 91 mol, respectively.
- polyvinyl alcohol having a saponification degree different by 3 mol% or more is contained in the same layer, it is regarded as a mixture of different polyvinyl alcohols, and the polymerization degree and the saponification degree are calculated for each.
- PVA203 5% by mass
- PVA117 25% by mass
- PVA217 10% by mass
- PVA220 10% by mass
- PVA224 10% by mass
- PVA235 20% by mass
- PVA245 20% by mass
- most contained A large amount of PVA (polyvinyl alcohol) is a mixture of PVA 217 to 245 (the difference in the degree of saponification of PVA 217 to 245 is within 3 mol%, and thus is the same polyvinyl alcohol), and this mixture is polyvinyl alcohol (A) or ( B).
- the difference in the absolute value of the saponification degree between the polyvinyl alcohol (A) and the polyvinyl alcohol (B) is preferably 3 mol% or more, and more preferably 5 mol% or more. If it is such a range, since the interlayer mixing state of a high refractive index layer and a low refractive index layer will become a preferable level, it is preferable. Moreover, although the difference of the saponification degree of polyvinyl alcohol (A) and polyvinyl alcohol (B) is so preferable that it is separated, it is 20 mol% or less from the viewpoint of the solubility to water of polyvinyl alcohol. It is preferable.
- the saponification degree of polyvinyl alcohol (A) and polyvinyl alcohol (B) is preferably 75 mol% or more from the viewpoint of solubility in water. Furthermore, intermixing of the high refractive index layer and the low refractive index layer means that one of the polyvinyl alcohol (A) and the polyvinyl alcohol (B) has a saponification degree of 90 mol% or more and the other is 90 mol% or less. It is preferable to bring the state to a desirable level. It is more preferable that one of the polyvinyl alcohol (A) and the polyvinyl alcohol (B) has a saponification degree of 95 mol% or more and the other is 90 mol% or less. In addition, although the upper limit of the saponification degree of polyvinyl alcohol is not specifically limited, Usually, it is less than 100 mol% and is about 99.9 mol% or less.
- the polymerization degree of the two types of polyvinyl alcohols having different saponification degrees is preferably 1000 or more, particularly preferably those having a polymerization degree in the range of 1500 to 5000, more preferably in the range of 2000 to 5000. Those are more preferably used.
- the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 1000 or more, there is no crack of the coating film, and when it is 5000 or less, it is preferable from the viewpoint of stabilizing the coating solution.
- coating liquid is stable means that the physical properties of the coating liquid (for example, the viscosity of the coating liquid) are stabilized over time.
- the degree of polymerization of at least one of polyvinyl alcohol (A) and polyvinyl alcohol (B) is in the range of 2000 to 5000, it is preferable because cracks in the coating film are reduced and the reflectance at a specific wavelength is improved. It is more preferable that both the polyvinyl alcohol (A) and the polyvinyl alcohol (B) are 2000 to 5000, since the above effects can be exhibited more remarkably.
- Polymerization degree P refers to a viscosity average degree of polymerization, which is measured according to JIS K6726 (1994), and is the limit measured in water at 30 ° C. after completely re-saponifying and purifying PVA. From the viscosity [ ⁇ ] (dl / g), it is obtained by the following formula (1).
- the polyvinyl alcohol (B) contained in the low refractive index layer preferably has a saponification degree in the range of 75 to 90 mol% and a polymerization degree in the range of 2000 to 5000.
- polyvinyl alcohol having such characteristics is contained in the low refractive index layer, it is preferable in that interfacial mixing is further suppressed. This is considered to be because there are few cracks of a coating film and the setability at the time of application
- the polyvinyl alcohol (A) and (B) used in the present invention may be a synthetic product or a commercially available product.
- Examples of commercially available products used as the polyvinyl alcohol (A) and (B) 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 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), JC-25, JC-33, JF-03, JF-04 , JF-05, JP-03, JP-04JP-05, JP-45 (above, manufactured by Nihon Vinegar Pover Co., Ltd.) and the like.
- modified polyvinyl alcohol partially modified May be included.
- modified polyvinyl alcohol include cation-modified polyvinyl alcohol, anion-modified polyvinyl alcohol, nonionic-modified polyvinyl alcohol, and vinyl alcohol polymers.
- 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 in the range of 0.1 to 10 mol%, preferably in the range of 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.
- Block copolymer of vinyl compound having hydrophobic group and vinyl alcohol, silanol-modified polyvinyl alcohol having silanol group, reactive group modification having reactive group such as acetoacetyl group, carbonyl group and carboxy group Polyvinyl alcohol etc. are mentioned.
- vinyl alcohol polymers examples include EXEVAL (registered trademark, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and Nichigo G polymer (registered trademark, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.).
- Two or more kinds of modified polyvinyl alcohol can be used in combination, such as the degree of polymerization and the type of modification.
- the content of the modified polyvinyl alcohol is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30% by mass with respect to the total mass (solid content) of each refractive index layer. If it is in such a range, the said effect will be exhibited more.
- the polyvinyl alcohol (A) having a low saponification degree is used for the high refractive index layer and polyvinyl alcohol (B) having a high saponification degree is used for the low refractive index layer
- the polyvinyl alcohol ( A) is preferably contained in the range of 40 to 100% by mass, more preferably in the range of 60 to 95% by mass, based on the total mass of all polyvinyl alcohols in the layer.
- the polyvinyl alcohol (B) is preferably contained in the range of 40 to 100% by mass, more preferably in the range of 60 to 95% by mass with respect to the total mass of all polyvinyl alcohols in the low refractive index layer.
- the polyvinyl alcohol (A) is preferably contained in the range of 40 to 100% by mass, more preferably in the range of 60 to 95% by mass, based on the total mass of all polyvinyl alcohols in the layer.
- the polyvinyl alcohol (B) is preferably contained in the range of 40 to 100% by mass, more preferably in the range of 60 to 95% by mass with respect to the total mass of all polyvinyl alcohols in the low refractive index layer.
- the first water-soluble binder resin other than polyvinyl alcohol in the high refractive index layer, is not limited as long as the high refractive index layer containing the first metal oxide particles can form a coating film. But it can be used without restriction.
- the second water-soluble binder resin other than the polyvinyl alcohol (B) the low refractive index layer containing the second metal oxide particles is coated as described above. Any device can be used without limitation as long as it can be formed.
- water-soluble polymers particularly gelatin, celluloses, thickening polysaccharides, polymers having reactive functional groups, and the like can be preferably used. These water-soluble polymers may be used alone or in combination of two or more.
- the content of other binder resin used together with polyvinyl alcohol preferably used as the water-soluble binder resin is in the range of 5 to 50% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the high refractive index layer. It can also be used within.
- the binder resin is preferably composed of a water-soluble polymer. That is, in the present invention, a water-soluble polymer other than polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol can be used as the binder resin in addition to the polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol as long as the effect is not impaired.
- the water-soluble polymer is a temperature at which the water-soluble polymer is most dissolved, and when it is dissolved in water at a concentration of 0.5% by mass and filtered through a G2 glass filter (maximum pores 40 to 50 ⁇ m).
- the mass of the insoluble matter filtered out as a residue is within 50% by mass of the added water-soluble polymer.
- gelatin, celluloses, thickening polysaccharides, or polymers having reactive functional groups are particularly preferable.
- 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 by treatment with a reagent that has an amino group, imino group, hydroxy group, carboxy group as a functional group in the molecule and a group that can react with it. You may have done. Well-known methods for producing gelatin are well known. H. James: The Theory of Photographic Process 4th. ed.
- gelatin When gelatin is used, a gelatin hardener can be added as necessary.
- hardener known compounds used as hardeners for ordinary photographic gelatin can be used.
- vinylsulfone compounds, urea-formalin condensates, melanin-formalin condensates, epoxy-based hardeners can be used.
- organic hardeners such as compounds, aziridine compounds, active olefins and isocyanate compounds, and inorganic polyvalent metal salts such as chromium, aluminum and zirconium.
- water-soluble cellulose derivatives can be preferably used.
- water-soluble cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose (cellulose carboxymethyl ether), methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose.
- examples thereof include cellulose derivatives, carboxymethyl cellulose (cellulose carboxymethyl ether) and carboxyethyl cellulose which are carboxylic acid group-containing celluloses.
- Other examples include cellulose derivatives such as nitrocellulose, cellulose acetate propionate, cellulose acetate, and cellulose sulfate.
- 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 saccharide polymer having a large 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 are It is a polysaccharide with a large difference from viscosity, 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 low temperatures.
- the width is a polysaccharide which, when added, causes a viscosity at 15 ° C. to increase by 1.0 mPa ⁇ s or more, preferably 5.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 10.0 mPa ⁇ s or more. It is a polysaccharide with ability.
- 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
- tamarinds, guar gum, cationized guar gum, and hydroxypropyl guar gum are particularly preferable.
- two or more thickening polysaccharides can be used in combination.
- water-soluble polymer examples include polymers having reactive functional groups, such as polyvinylpyrrolidones; polyacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, potassium acrylate-acrylonitrile.
- Acrylic resins such as copolymers, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, acrylic acid-acrylic acid ester copolymers; styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid- Styrene acrylate resins such as acrylate copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer; styrene-sodium styrenesulfonate copolymer Polymer, styrene-2-hydroxyethyl acrylate Polymer, styrene-2-hydroxyethyl acrylate-potassium styrene sulfonate copolymer, styrene-maleic acid copolymer,
- the first metal oxide particles applicable to the high refractive index layer are preferably metal oxide particles having a refractive index in the range of 2.0 to 3.0. More specifically, for example, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, lead titanate, red lead, yellow lead, zinc yellow, chromium oxide, second oxide oxide. Examples thereof include metal oxide particles such as iron, iron black, copper oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, strontium titanate, yttrium oxide, niobium oxide, europium oxide, lanthanum oxide, zircon, and tin oxide. In addition, composite oxide particles composed of a plurality of metals, core / shell type metal oxide particles whose metal structure changes into a core / shell shape, and the like can also be used.
- the high refractive index layer is made of metal oxide fine particles having a high refractive index such as titanium and zirconium, that is, titanium oxide fine particles or zirconia oxide fine particles. It is preferable to contain. Among these, titanium oxide is more preferable from the viewpoint of the stability of the coating liquid for forming the high refractive index layer.
- the rutile type tetragonal type
- the weather resistance of the high refractive index layer and adjacent layers is higher, and the refractive index is higher. To more preferable.
- core-shell type metal oxide particles (hereinafter also simply referred to as core-shell particles) are used as the first metal oxide particles in the high refractive index layer
- the silicon-containing hydration of the shell layer is used. Due to the effect of suppressing intermixing of the high refractive index layer and the adjacent layer due to the interaction between the oxide and the first water-soluble binder resin, the core / core in which the titanium oxide particles are coated with the silicon-containing hydrated oxide Shell particles are more preferred.
- the aqueous solution containing titanium oxide particles used for the core of the core-shell particles according to the present invention has a pH measured in the range of 1.0 to 3.0 at 25 ° C., and the zeta potential of the titanium particles is positive. It is preferable to use a water-based titanium oxide sol whose surface is made hydrophobic and dispersible in an organic solvent.
- the content of the first metal oxide particles according to the present invention is in the range of 15 to 80% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the high refractive index layer, the refractive index difference from the low refractive index layer Is preferable from the viewpoint of imparting. Further, it is more preferably in the range of 20 to 77% by mass, and further preferably in the range of 30 to 75% by mass.
- content in case metal oxide particles other than the said core-shell particle are contained in a high refractive index layer will not be specifically limited if it is a range which can have the effect of this invention.
- the volume average particle size of the first metal oxide particles applied to the high refractive index layer is preferably 30 nm or less, more preferably in the range of 1 to 30 nm, and more preferably in the range of 5 to 15 nm. More preferably, it is in the range.
- a volume average particle size in the range of 1 to 30 nm is preferable from the viewpoint of low visible light transmittance and low haze.
- the volume average particle size of the first metal oxide particles according to the present invention refers to a method of observing the particles themselves using a laser diffraction scattering method, a dynamic light scattering method, or an electron microscope,
- the first metal oxide particles according to the present invention are preferably monodispersed.
- the monodispersion here means that the monodispersity obtained by the following formula (2) is 40% or less. This monodispersity is more preferably 30% or less, and particularly preferably in the range of 0.1 to 20%.
- titanium oxide particles surface-treated with a silicon-containing hydrated oxide is preferably used as the first metal oxide particles applied to the high refractive index layer according to the present invention.
- the titanium particles may be referred to as “core / shell particles”, “core / shell type metal oxide” or “Si-coated TiO 2 ”.
- the titanium oxide particles are coated with a silicon-containing hydrated oxide, and the average particle size which is preferably a core portion is in the range of 1 to 30 nm, more preferably the average particle size.
- the surface of the titanium oxide particles having a diameter in the range of 4 to 30 nm is in the range of 3 to 30% by mass as SiO 2 with respect to the titanium oxide serving as the core. In this way, a shell made of a silicon-containing hydrated oxide is coated.
- the interaction between the silicon-containing hydrated oxide of the shell layer and the first water-soluble binder resin causes the high refractive index layer and the low refractive index layer to The effect of suppressing the intermixing between the layers and the effect of preventing the deterioration of the binder and choking due to the photocatalytic activity of titanium oxide when titanium oxide is used as the core are exhibited.
- the core / shell particles preferably have a silicon-containing hydrated oxide coating amount in the range of 3 to 30% by mass as SiO 2 with respect to titanium oxide as the core, more preferably 3 It is in the range of ⁇ 10% by mass, more preferably in the range of 3 to 8% by mass. If the coating amount is 30% by mass or less, a high refractive index layer can be made to have a high refractive index, and if the coating amount is 3% by mass or more, core / shell particle particles can be stably formed. can do.
- the average particle diameter of the core / shell particles is preferably in the range of 1 to 30 nm, more preferably in the range of 5 to 20 nm, and still more preferably in the range of 5 to 15 nm.
- optical properties such as near infrared reflectance, transparency, and haze can be further improved.
- the average particle diameter as used in the field of this invention means a primary average particle diameter, and can be measured from the electron micrograph by a transmission electron microscope (TEM) etc. You may measure by the particle size distribution meter etc. which utilize a dynamic light scattering method, a static light scattering method, etc.
- TEM transmission electron microscope
- the average particle diameter of primary particles is the particle itself or the particles appearing on the cross section or surface of the refractive index layer is observed with an electron microscope, and the particle diameter of 1000 arbitrary particles is measured. It is obtained as its simple average value (number average).
- the particle diameter of each particle is represented by a diameter assuming a circle equal to the projected area.
- JP-A-10-158015 JP-A-2000-053421, JP-A-2000-063119.
- the silicon-containing hydrated oxide applied to the core / shell particles may be either a hydrate of an inorganic silicon compound, a hydrolyzate or a condensate of an organosilicon compound.
- silanol A compound having a group is preferable.
- the high refractive index layer according to the present invention may contain other metal oxide particles in addition to the core / shell particles.
- various ionic dispersants and protective agents can be used so that the core and shell particles described above do not aggregate in a chargeable manner.
- metal oxide particles that can be used in addition to the core / shell particles include titanium dioxide, zirconium oxide, zinc oxide, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, lead titanate, red lead, and yellow lead.
- Zinc yellow Zinc yellow, chromium oxide, ferric oxide, iron black, copper oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, strontium titanate, yttrium oxide, niobium oxide, europium oxide, lanthanum oxide, zircon, tin oxide and the like.
- the core / shell particles according to the present invention may be those in which the entire surface of the titanium oxide particles as the core is coated with a silicon-containing hydrated oxide, and a part of the surface of the titanium oxide particles as the core is silicon-containing. It may be coated with a hydrated oxide.
- a curing agent can also be used to cure the first water-soluble binder resin applied to the high refractive index layer.
- the curing agent that can be used together with the first water-soluble binder resin is not particularly limited as long as it causes a curing reaction with the water-soluble binder resin.
- boric acid and its salt are preferable as the curing agent.
- known ones can be used, and in general, a compound having a group capable of reacting with polyvinyl alcohol or a compound that promotes the reaction between different groups possessed by polyvinyl alcohol. Select and use.
- the curing agent include, for example, epoxy curing agents (diglycidyl ethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-diglycidyl cyclohexane, N, N-diglycidyl- 4-glycidyloxyaniline, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, etc.), aldehyde curing agents (formaldehyde, glioxal, etc.), active halogen curing agents (2,4-dichloro-4-hydroxy-1,3,5) , -S-triazine, etc.), active vinyl compounds (1,3,5-trisacryloyl-hexahydro-s-triazine, bisvinylsulfonylmethyl ether, etc.), aluminum alum and the like.
- epoxy curing agents diglycidyl ethyl
- Boric acid and salts thereof refer to oxygen acids and salts thereof having a boron atom as a central atom, specifically, orthoboric acid, diboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, pentaboric acid, and octaboron. Examples include acids and their salts.
- Boric acid having a boron atom and a salt thereof as a curing agent may be used alone or in a mixture of two or more. Particularly preferred is a mixed aqueous solution of boric acid and borax.
- aqueous solutions of boric acid and borax can be added only in relatively dilute aqueous solutions, respectively, but by mixing them both can be made into a concentrated aqueous solution and the coating solution can be concentrated. Further, there is an advantage that the pH of the aqueous solution to be added can be controlled relatively freely.
- boric acid and its salt or borax it is more preferable to use boric acid and its salt or borax in order to obtain the effects of the present invention.
- boric acid and its salt, or borax metal oxide particles and water-soluble binder resin polyvinyl alcohol OH groups and hydrogen bond network are more easily formed, as a result, high refractive index layer and It is considered that interlayer mixing with the low refractive index layer is suppressed, and preferable near-infrared blocking characteristics are achieved.
- a set coating process is used in which a multilayer coating of a high refractive index layer and a low refractive index layer is applied with a wet coater, the film surface temperature of the coating film is once cooled to about 15 ° C., and then the film surface is dried. In this case, the effect can be expressed more preferably.
- the content of the curing agent in the high refractive index layer is preferably in the range of 1 to 10% by mass, preferably in the range of 2 to 6% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the high refractive index layer. It is more preferable.
- the total amount of the curing agent used is preferably in the range of 1 to 600 mg per gram of polyvinyl alcohol, and in the range of 100 to 600 mg per gram of polyvinyl alcohol. More preferred.
- the low refractive index layer according to the present invention includes a second water-soluble binder resin and second metal oxide particles, and further includes a curing agent, a surface coating component, a particle surface protective agent, a binder resin, a surfactant, Various additives may be included.
- the refractive index of the low refractive index layer according to the present invention is preferably in the range of 1.10 to 1.60, more preferably 1.30 to 1.50.
- Polyvinyl alcohol is preferably used as the second water-soluble binder resin applied to the low refractive index layer according to the present invention. Furthermore, it is more preferable that polyvinyl alcohol (B) different from the saponification degree of polyvinyl alcohol (A) present in the high refractive index layer is used in the low refractive index layer according to the present invention.
- polyvinyl alcohol (A) and polyvinyl alcohol (B), such as a preferable weight average molecular weight of 2nd water-soluble binder resin here is demonstrated by the water-soluble binder resin of the said high refractive index layer. The description is omitted here.
- the content of the second water-soluble binder resin in the low refractive index layer is preferably in the range of 20 to 99.9% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the low refractive index layer, and 25 to 80 More preferably, it is in the range of mass%.
- any method can be used as long as the low refractive index layer containing the second metal oxide particles can form a coating film. Anything can be used without limitation.
- water-soluble polymers particularly gelatin, thickening polysaccharides, polymers having reactive functional groups
- These water-soluble polymers may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the other binder resin used together with polyvinyl alcohol preferably used as the second water-soluble binder resin is 0 to 10 mass with respect to 100 mass% of the solid content of the low refractive index layer. % Can also be used.
- the low refractive index layer of the infrared reflective film of the present invention may contain water-soluble polymers such as celluloses, thickening polysaccharides and polymers having reactive functional groups. These water-soluble polymers such as celluloses, thickening polysaccharides and polymers having reactive functional groups are the same as the water-soluble polymers described in the high refractive index layer described above. Is omitted.
- silica As the second metal oxide particles applied to the low refractive index layer according to the present invention, silica (silicon dioxide) is preferably used, and specific examples thereof include synthetic amorphous silica and colloidal silica. Of these, acidic colloidal silica sol is more preferably used, and colloidal silica sol dispersed in an organic solvent is more preferably used. Further, in order to further reduce the refractive index, hollow fine particles having pores inside the particles can be used as the second metal oxide particles applied to the low refractive index layer, particularly silica (silicon dioxide). The hollow fine particles are preferred.
- the second metal oxide particles (preferably silicon dioxide) applied to the low refractive index layer preferably have an average particle size in the range of 3 to 100 nm.
- the average particle size of primary particles of silicon dioxide dispersed in a primary particle state is more preferably in the range of 3 to 50 nm, and in the range of 3 to 40 nm. Is more preferably 3 to 20 nm, and most preferably in the range of 4 to 10 nm.
- grains it is preferable from a viewpoint with few hazes and excellent visible light transmittance
- the average particle size of the metal oxide particles applied to the low refractive index layer is determined by observing the particles themselves or the particles appearing on the cross section or surface of the refractive index layer with an electron microscope and measuring the particle size of 1000 arbitrary particles.
- the simple average value (number average) is obtained.
- the particle diameter of each particle is represented by a diameter assuming a circle equal to the projected area.
- the colloidal silica used in the present invention is obtained by heating and aging a silica sol obtained by metathesis with an acid of sodium silicate or the like and passing through an ion exchange resin layer.
- a silica sol obtained by metathesis JP-A-61-20792, JP-A-61-188183, JP-A-63-17807, JP-A-4-93284 JP-A-5-278324, JP-A-6-92011, JP-A-6-183134, JP-A-6-297830, JP-A-7-81214, JP-A-7-101142 Disclosed in JP-A-7-179029, JP-A-7-137431, and International Publication No. 94/26530. It is.
- colloidal silica may be a synthetic product or a commercially available product.
- the surface of the colloidal silica may be cation-modified, or may be treated with Al, Ca, Mg, Ba or the like.
- Hollow particles can also be used as the second metal oxide particles applied to the low refractive index layer.
- the average particle pore diameter is preferably within the range of 3 to 70 nm, more preferably within the range of 5 to 50 nm, and even more preferably within the range of 5 to 45 nm.
- the average particle pore diameter of the hollow particles is the average value of the inner diameters of the hollow particles.
- the refractive index of the low refractive index layer is sufficiently lowered.
- the average particle diameter is 50 or more at random, which can be observed as an ellipse in a circular, elliptical or substantially circular shape by electron microscope observation. Is obtained.
- the average particle hole diameter means the minimum distance among the distances between the outer edges of the hole diameter that can be observed as a circle, ellipse, substantially circle or ellipse, between two parallel lines.
- the second metal oxide particles according to the present invention may be surface-coated with a surface coating component.
- a surface coating component such as polyaluminum chloride. It becomes difficult to aggregate with the first metal oxide particles.
- the content of the second metal oxide particles in the low refractive index layer is preferably in the range of 0.1 to 70% by mass, preferably 30 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the low refractive index layer. % Is more preferable, and 45 to 65% by mass is even more preferable.
- the low refractive index layer according to the present invention can further contain a curing agent.
- a curing agent there is no particular limitation as long as it causes a curing reaction with the second water-soluble binder resin contained in the low refractive index layer.
- boric acid and its salts and / or borax are preferred as the curing agent when polyvinyl alcohol is used as the second water-soluble binder resin applied to the low refractive index layer.
- boric acid and its salts known ones can be used.
- the content of the curing agent in the low refractive index layer is preferably in the range of 1 to 10% by mass and preferably in the range of 2 to 6% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the low refractive index layer. It is more preferable.
- the total amount of the curing agent used is preferably in the range of 1 to 600 mg per gram of polyvinyl alcohol, and in the range of 100 to 600 mg per gram of polyvinyl alcohol. More preferred.
- additives for each refractive index layer In the high refractive index layer and the low refractive index layer according to the present invention, various additives can be used as necessary.
- the content of the additive in the high refractive index layer is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the high refractive index layer. Examples of such additives are described below.
- At least one of the high refractive index layer and the low refractive index layer may further contain a surfactant.
- a surfactant any of zwitterionic, cationic, anionic, and nonionic types can be used. More preferably, a betaine zwitterionic surfactant, a quaternary ammonium salt cationic surfactant, a dialkylsulfosuccinate anionic surfactant, an acetylene glycol nonionic surfactant, or a fluorine cationic interface Activators are preferred.
- the addition amount of the surfactant according to the present invention is 0.005 to 0.30 mass% when the total mass of the coating liquid for forming a high refractive index layer or the coating liquid for forming a low refractive index layer is 100 mass%. Is preferably within the range of 0.01 to 0.10% by mass.
- the high refractive index layer or the low refractive index layer may contain an amino acid having an isoelectric point of 6.5 or less.
- an amino acid By including an amino acid, the dispersibility of the metal oxide particles in the high refractive index layer or the low refractive index layer can be improved.
- the amino acid herein is a compound having an amino group and a carboxyl group in the same molecule, and may be any type of amino acid such as ⁇ -, ⁇ -, and ⁇ -.
- Some amino acids have optical isomers, but in the present invention, there is no difference in effect due to optical isomers, and any isomer can be used alone or in racemic form.
- preferred amino acids include aspartic acid, glutamic acid, glycine, serine, and the like, with glycine and serine being particularly preferred.
- the isoelectric point of an amino acid means that an amino acid balances the positive and negative charges in the molecule at a specific pH, and the overall charge is 0. Therefore, this pH value is called an isoelectric point.
- the isoelectric point of each amino acid can be determined by isoelectric focusing at a low ionic strength.
- the high refractive index layer or the low refractive index layer according to the present invention may further contain an emulsion resin.
- an emulsion resin By including the emulsion resin, the flexibility of the film is increased and the workability such as sticking to glass is improved.
- An emulsion resin is a resin in which fine resin particles having an average particle diameter of about 0.01 to 2.0 ⁇ m, for example, are dispersed in an emulsion state in an aqueous medium. Obtained by emulsion polymerization using a dispersing agent such as a molecular dispersing agent. There is no fundamental difference in the polymer component of the resulting emulsion resin depending on the type of dispersant used.
- dispersant used in the polymerization of the emulsion examples include polyoxyethylene nonylphenyl ether in addition to low molecular weight dispersants such as alkylsulfonate, alkylbenzenesulfonate, diethylamine, ethylenediamine, and quaternary ammonium salt.
- Polymer dispersing agents such as polyoxyethylene lauryl ether, hydroxyethyl cellulose, and polyvinylpyrrolidone.
- the polymer dispersant containing a hydroxyl group is a polymer dispersant having a weight average molecular weight of 10,000 or more, and has a side chain or a terminal substituted with a hydroxyl group, such as polyacrylic acid soda and polyacrylamide.
- examples include acrylic polymers copolymerized with 2-ethylhexyl acrylate, polyethers such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, and the like.
- At least one of the high refractive index layer and the low refractive index layer may further contain a lithium compound.
- the coating liquid for forming a high refractive index layer or the coating liquid for forming a low refractive index layer containing the lithium compound becomes easier to control the viscosity, and as a result, the production stability of the infrared reflective film of the present invention is further improved.
- the lithium compound applicable to the present invention is not particularly limited.
- lithium lithium hypochlorite, lithium oxide, lithium carbide, lithium nitride, lithium niobate, lithium sulfide, lithium borate, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 4 , LiCF 3 SO 3 and the like.
- These lithium compounds can be used alone or in combination of two or more.
- lithium hydroxide is preferable from the viewpoint that the effects of the present invention can be further exhibited.
- the addition amount of the lithium compound is preferably in the range of 0.005 to 0.05 g, more preferably in the range of 0.01 to 0.03 g, per 1 g of metal oxide particles present in each refractive index layer. is there.
- additives include ultraviolet absorbers described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988, and JP-A-62-261476, JP-A-57-74192, JP-A-57- No. 878989, JP-A-60-72785, JP-A-61-146591, JP-A-1-95091, JP-A-3-13376, etc.
- Fluorescence enhancement described in JP-A-59-42993, JP-A-59-52689, JP-A-62-280069, JP-A-61-242871, and JP-A-4-219266 Whitening agent, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, citric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate and other pH adjusters, antifoaming agents, diethylene glycol and other lubricants, preservatives, antifungal agents
- Various known additives such as antistatic agents, matting agents, heat stabilizers, antioxidants, flame retardants, crystal nucleating agents, inorganic particles, organic particles, thinning agents, lubricants, infrared absorbers, dyes, pigments, etc. Can be mentioned.
- the method for forming an infrared reflective layer unit according to the present invention is preferably formed by applying a wet coating method. Furthermore, the first water-soluble binder resin and the first metal oxide particles are formed on the transparent substrate.
- a production method including a step of wet-coating a coating solution for forming a high refractive index layer containing, and a coating solution for forming a low refractive index layer containing a second water-soluble binder resin and second metal oxide particles is preferable.
- the wet coating method is not particularly limited, and for example, roll coating method, rod bar coating method, air knife coating method, spray coating method, slide curtain coating method, or US Pat. No. 2,761,419, US patent. Examples thereof include a slide hopper coating method and an extrusion coating method described in Japanese Patent No. 2,761,791.
- a sequential multilayer application method or a simultaneous multilayer application method may be used as a method of applying a plurality of layers in a multilayer manner.
- solvent The solvent that can be applied to prepare the coating solution for forming a high refractive index layer and the coating solution for forming a low refractive index layer is not particularly limited, but water, an organic solvent, or a mixed solvent thereof is preferable.
- organic solvent examples include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and 1-butanol, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate, diethyl ether and propylene.
- examples include ethers such as glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, amides such as dimethylformamide and N-methylpyrrolidone, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, acetylacetone and cyclohexanone. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
- the solvent for each refractive index layer forming coating solution is particularly preferably water alone or a mixed solvent of water and methanol, ethanol or ethyl acetate.
- the concentration of the water-soluble binder resin in the coating solution for forming a high refractive index layer and the coating solution for forming a low refractive index layer is preferably in the range of 1 to 10% by mass.
- the concentration of the metal oxide particles in the coating solution for forming a high refractive index layer and the coating solution for forming a low refractive index layer is preferably in the range of 1 to 50% by mass.
- the method for preparing the coating solution for forming the high refractive index layer and the coating solution for forming the low refractive index layer is not particularly limited.
- the water-soluble binder resin, the metal oxide particles, and other additions added as necessary The method of adding an agent and stirring and mixing is mentioned.
- the order of addition of the water-soluble binder resin, metal oxide particles, and other additives used as necessary is not particularly limited, and each component may be added and mixed sequentially while stirring, or stirring. However, they may be added and mixed at once. If necessary, it is further adjusted to an appropriate viscosity using a solvent.
- a high refractive index layer using an aqueous high refractive index coating solution prepared by adding and dispersing core / shell particles.
- the core / shell particles are added to the coating solution for the high refractive index layer as a sol having a pH measured in the range of 5.0 to 7.5 at 25 ° C. and a negative zeta potential of the particles. It is preferable to prepare it.
- the viscosity at 40 to 45 ° C. assuming a coating process of the coating solution for forming the high refractive index layer and the coating solution for forming the low refractive index layer when performing simultaneous multilayer coating by the slide hopper coating method is 5 to 150 mPa ⁇ s, respectively. Within the range, the range of 10 to 100 mPa ⁇ s is more preferable.
- the viscosity at 40 to 45 ° C. of the coating solution for forming a high refractive index layer and the coating solution for forming a low refractive index layer during simultaneous multilayer coating by the slide curtain coating method is within the range of 5 to 1200 mPa ⁇ s, respectively. In the range of 25 to 500 mPa ⁇ s is more preferable.
- the viscosity at 15 ° C. assuming the setting step of the coating solution for forming the high refractive index layer and the coating solution for forming the low refractive index layer is preferably 100 mPa ⁇ s or more, more preferably in the range of 100 to 30000 mPa ⁇ s. It is more preferably within the range of 3000 to 30000 mPa ⁇ s, and particularly preferably within the range of 10,000 to 30000 mPa ⁇ s.
- the coating and drying method is not particularly limited, but the coating solution for forming a high refractive index layer and the coating solution for forming a low refractive index layer are heated to 30 ° C. or higher to form a coating solution for forming a high refractive index layer on the substrate.
- the temperature of the formed coating film is preferably cooled (set) preferably to 1 to 15 ° C. and then dried at 10 ° C. or higher. More preferable drying conditions are a wet bulb temperature of 5 to 50 ° C. and a film surface temperature of 10 to 50 ° C.
- the wet film thickness (wet film thickness) at the time of application of the coating solution for forming the high refractive index layer and the coating liquid for forming the low refractive index layer is a preferable dry thickness (dry film thickness) as described above. What is necessary is just to apply
- “Set” as used herein refers to a step of increasing the viscosity of the coating composition by means such as lowering the temperature by applying it to the coating film on which cold air or the like is formed, and reducing the fluidity of substances in each layer and in each layer. Means that. A state in which the cold air is applied to the coating film from the surface and the finger is pressed against the surface of the coating film is defined as a set completion state.
- the time (setting time) from application of cold air to completion of setting is preferably within 5 minutes, preferably within 2 minutes. Further, the lower limit time is not particularly limited, but it is preferable to take 45 seconds or more. If the set time is too short, mixing of the components in the layer may be insufficient. On the other hand, if the set time is too long, interlayer diffusion of the metal oxide particles proceeds, and the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer may be insufficient. In addition, if the high elasticity of the heat ray blocking film unit between the high refractive index layer and the low refractive index layer occurs quickly, the setting step may not be provided.
- the set time is adjusted by adjusting the concentration of the water-soluble binder resin and the metal oxide particles, and adding other components such as various known gelling agents such as gelatin, pectin, agar, carrageenan and gellan gum. Can be adjusted.
- the temperature of the cold air is preferably in the range of 0 to 25 ° C, more preferably in the range of 5 to 10 ° C. Further, the time for which the coating film is exposed to the cold air is preferably in the range of 10 to 120 seconds, although it depends on the transport speed of the coating film.
- the infrared reflective layer unit U in addition to the infrared reflective layer group ML of the high refractive index layer and the low refractive index layer described above on the transparent substrate, for the purpose of adding further functions, for example, Conductive layer, antistatic layer, gas barrier layer, easy adhesion layer (adhesion layer), antifouling layer, deodorant layer, droplet layer, easy slip layer, hard coat layer, wear resistant layer, antireflection layer, electromagnetic wave shield
- Other than the infrared reflective layer group ML such as a layer, an ultraviolet absorption layer, an infrared absorption layer, a printing layer, a fluorescent light emitting layer, a hologram layer, a release layer, an adhesive layer, an adhesion layer, and a high refractive index layer and a low refractive index layer according to the present invention May have functional layers such as an infrared cut layer (metal layer, liquid crystal layer) and
- the infrared reflection layer unit U may further include an infrared absorption layer.
- the infrared absorbing layer is laminated at an arbitrary position, but in order to obtain the heat shielding effect of the laminated glass of the present invention more efficiently, it is laminated below the infrared reflecting layer group ML when viewed from the incident light side. It is more preferable that the transparent resin film is laminated on the surface opposite to the surface on which the infrared reflective layer group ML is laminated. Moreover, even if it contains an infrared absorber in another layer, for example, a hard coat layer, it functions as an infrared absorption layer.
- the layer thickness of each infrared absorption layer is preferably in the range of 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably in the range of 1 to 20 ⁇ m. If the layer thickness is 0.1 ⁇ m or more, the infrared absorption ability tends to be improved, while if it is 50 ⁇ m or less, the crack resistance of the formed infrared absorption layer is improved.
- the material constituting the infrared absorption layer is not particularly limited, and examples thereof include an ultraviolet curable resin, a photopolymerization initiator, and an infrared absorber.
- UV curable resins are superior in hardness and smoothness to other resins, and are also advantageous from the viewpoint of dispersibility of ITO, antimony-doped tin oxide (ATO), and thermally conductive metal oxide particles.
- the ultraviolet curable resin can be used without particular limitation as long as it is a resin that forms a transparent layer by curing with ultraviolet rays, and examples thereof include silicone resins, epoxy resins, vinyl ester resins, acrylic resins, and allyl ester resins. More preferred is an acrylic resin from the viewpoint of hardness, smoothness and transparency.
- the acrylic resin is a reactive silica particle in which a photosensitive group having photopolymerization reactivity is introduced on its surface as described in International Publication No. 2008/035669 from the viewpoint of hardness, smoothness, and transparency.
- a photopolymerizable photosensitive group include a polymerizable unsaturated group represented by a (meth) acryloyloxy group.
- the ultraviolet curable resin contains a photopolymerizable photosensitive group introduced on the surface of the reactive silica particles and a compound capable of photopolymerization, for example, an organic compound having a polymerizable unsaturated group. There may be.
- the polymerizable unsaturated group-modified hydrolyzable silane is chemically bonded to the silica particles by generating a silyloxy group by a hydrolysis reaction of the hydrolyzable silyl group. It can be used as reactive silica particles.
- the average particle diameter of the reactive silica particles is preferably in the range of 0.001 to 0.1 ⁇ m. By setting the average particle diameter in such a range, transparency, smoothness, and hardness can be satisfied in a well-balanced manner.
- photopolymerization initiator known ones can be used, and they can be used alone or in combination of two or more.
- Inorganic infrared absorbers contained in the infrared absorbing layer include tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide (ATO), and antimony from the viewpoints of visible light transmittance, infrared absorptivity, dispersibility in the resin, and the like.
- ITO tin-doped indium oxide
- ATO antimony-doped tin oxide
- Zinc acid, lanthanum hexaboride (LaB 6 ), cesium-containing tungsten oxide (Cs 0.33 WO 3 ) and the like are preferable.
- the infrared absorption layer may contain other infrared absorbers such as metal oxide particles other than those described above, organic infrared absorbers, metal complexes, and the like within the scope of the effects of the present invention.
- specific examples of such other infrared absorbers include diimonium compounds, aluminum compounds, phthalocyanine compounds, organometallic complexes, cyanine compounds, azo compounds, polymethine compounds, quinone compounds, diphenylmethane compounds, triphenyl compounds. Examples include phenylmethane compounds.
- the method for forming the infrared absorbing layer is not particularly limited.
- the infrared absorbing layer forming coating solution containing each of the above components is prepared, and then the coating solution is applied using a wire bar and dried. And a wet coating method.
- a heat insulating layer having voids (hereinafter also simply referred to as a heat insulating layer) can be formed on either surface side of the transparent substrate.
- a heat insulating layer By providing the heat insulating layer, it is possible to reduce the risk of so-called thermal cracking in which the glass is damaged by light irradiation. Furthermore, the heat shielding effect of the laminated glass of the present invention can be further improved.
- the heat insulating layer according to the present invention preferably has a thermal conductivity of 0.001 to 0.2 W / (m ⁇ K), more preferably 0.005 to 0.15 W / (m ⁇ K). Within range.
- the thermal conductivity is 0.001 W / (m ⁇ K) or more, slight heat transfer and thermal diffusion occur, and damage such as swelling, peeling, and discoloration of the film hardly occurs.
- it is 0.2 W / (m * K) or less, a heat transfer and thermal diffusion can be suppressed, the heat conduction to glass can be suppressed effectively, and a glass thermal crack becomes difficult to occur.
- the thermal conductivity can be measured using a hot-wire probe type thermal conductivity measuring device, for example, QTM-500 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
- the porosity of the heat insulating layer according to the present invention is preferably in the range of 30 to 95%, more preferably in the range of 60 to 95%. If the porosity is 30% or more, heat insulating performance is exhibited, and thermal cracking of the glass hardly occurs. Moreover, if the porosity is 95% or less, the layer structure strength can be maintained to such an extent that the structure does not collapse even during handling.
- the material for forming the heat insulating layer is not particularly limited, and examples thereof include a combination of inorganic oxide particles and a resin binder, or a foamed resin.
- a known material can be used as the inorganic oxide particles. Specifically, for example, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zeolite, titanium oxide (TiO 2 ), barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ).
- CaTiO 3 calcium titanate
- aluminum borate iron oxide, calcium carbonate, barium carbonate, lead oxide, tin oxide, cerium oxide, calcium oxide, trimanganese tetroxide, magnesium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, Tungsten oxide, antimony oxide, aluminum phosphate, calcium silicate, zirconium silicate, ITO, titanium silicate, mesoporous silica (FSM-16, MCM41, etc.), montmorillonite, saponite, vermiculite, hydrotalcite, potassium Examples include orinite, kanemite, isralite, magadiite, and kenyaite. These may be used alone or in combination of two or more.
- these composite oxides can also be preferably used.
- neutral to acidic inorganic oxide particles are preferable from the viewpoint of the strength of the heat insulating layer.
- zirconium oxide, montmorillonite, saponite, vermiculite, hydrotalcite, kaolinite, kanemite, tin oxide, tungsten oxide, titanium oxide, aluminum phosphate, silica, zinc oxide, or alumina are preferable, and more preferable.
- silica particles or alumina particles This is because silica particles and alumina particles are industrially inexpensive and easily available, and since the surface has a reactive hydroxy group, it is relatively easy to modify the surface with a crosslinkable functional group. .
- the average particle diameter of the inorganic oxide particles is preferably in the range of 1 to 200 nm. If the average particle size is 1 nm or more, the porosity tends to increase and the heat insulating property tends to be improved, and if the average particle size is 200 nm or less, the film strength of the heat insulating layer tends to improve.
- the inorganic oxide particles contained in the heat insulating layer may be hollow particles from the viewpoint of easily controlling the pore diameter of the voids and the thickness of the outer shell of the heat insulating layer structure.
- the template surface is coated with an inorganic oxide using a sol-gel solution such as a metal alkoxide or a silane coupling agent in which a template of inorganic nanoparticles having a predetermined particle size is dispersed, or a reactive resin monomer solution. After that, it can be obtained by a method of dissolving the template inside and making it hollow.
- the hollow particles may have a structure in which a part of the outer casing is not only closed but also partially open.
- silica As materials used for the outer casing, silica, metal oxides, organic resin materials, etc. can be used without limitation, but in order to ensure the mechanical strength of the heat insulating layer, silica or organic modified silica is formed. It is preferable to use a silane coupling agent.
- the average pore diameter of the hollow particles is preferably 80 nm or less, and more preferably 50 nm or less in order to ensure heat insulation and transparency.
- the average thickness of the outer casing is preferably in the range of 1 to 7 nm, and more preferably in the range of 1 to 5 nm. If the thickness of the outer sheath is 7 nm or less, the transparency of the heat insulating layer tends to be improved, and if it is 1 nm or more, the mechanical strength of the heat insulating layer tends to be increased.
- the average particle diameter of these inorganic oxide particles is the volume average value of the diameter (sphere converted particle diameter) when each particle is converted to a sphere having the same volume, and this value can be determined by observation with an electron microscope. That is, from observation of the inorganic oxide particles with an electron microscope, 200 or more inorganic oxide fine particles in a certain visual field were measured, the spherical equivalent particle diameter of each particle was obtained, and the average value was obtained. is there.
- inorganic oxide particles whose surface is modified with a silane coupling agent or the like can also be used.
- the surface modifying group is not particularly limited, but a crosslinkable functional group capable of crosslinking with a nitrogen-containing aromatic polymer having a crosslinkable functional group at the terminal is preferably used.
- the crosslinkable functional group includes a group having a carbon-carbon unsaturated bond such as vinyl group, acrylic group, methacryl group and allyl group, cyclic ether group such as epoxy group and oxetane group, isocyanate group, hydroxy group, carboxy group. Group and the like.
- the content of the inorganic oxide particles in the heat insulating layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 95% by mass, and in the range of 50 to 90% by mass with respect to the total mass of the heat insulating layer. More preferably.
- the content of the inorganic oxide particles is 10% by mass or more, the porosity is increased and the heat insulating property tends to be improved, and when it is 95% by mass or less, the mechanical strength of the heat insulating layer tends to be improved.
- the heat insulation layer contains inorganic oxide particles, it is preferable to contain a small amount of a resin binder from the viewpoint of coating film flexibility and void formation.
- Applicable resin binders include thermoplastic resins and polymers having rubber elasticity. Specifically, for example, starch, carboxymethylcellulose, cellulose, diacetylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, sodium alginate
- Water-soluble resins such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinylphenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, poly Vinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylide (Meth) acrylic such as fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpol
- foamed resin used as the material of the heat insulating layer examples include foams such as polyolefins such as polyurethane, polystyrene, polyethylene, and polypropylene, phenol resins, polyvinyl chloride, urea resins, polyimides, and melamine resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, foamed polystyrene or foamed polyurethane is preferable from the viewpoint of moldability.
- the heat insulating layer may use a crosslinking agent from the viewpoint of further increasing the film strength.
- the crosslinking agent is roughly classified into an inorganic type and an organic type. In the present invention, either of them can provide a sufficient effect.
- These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
- the method for forming the heat insulating layer is not particularly limited, but when the heat insulating layer contains inorganic oxide particles and a resin binder, a wet coating method is preferable. Specifically, it can be formed by mixing inorganic oxide particles, a resin binder, and, if necessary, a crosslinking agent with a solvent to prepare a coating solution, and then coating and drying on a substrate.
- the method is not particularly limited as long as it can be applied to a desired thickness substantially uniformly.
- a screen printing method, a bar coating method, a roll coating method, a reverse coating method, a gravure printing method, a doctor blade method, a die coating method, and the like can be given.
- the coating method can be properly used as necessary, such as continuous coating, intermittent coating, and stripe coating.
- the infrared reflective layer unit described above has a polyvinyl acetal resin film on both surfaces, and the polyvinyl acetal resin film according to the present invention is a polyvinyl butyral film. Is preferred.
- the polyvinyl acetal resin according to the present invention is not particularly limited as long as it is a polyvinyl acetal resin obtained by acetalizing a polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA) resin with an aldehyde.
- PVA polyvinyl alcohol
- the PVA resin is usually obtained by saponifying a polyvinyl acetate resin, and a PVA resin having a saponification degree of 80 to 99.8 mol% is generally used.
- the average molecular weight and molecular weight distribution of the polyvinyl acetal resin used in the present invention are not particularly limited. However, in consideration of moldability (film forming property) and physical properties, the average polymerization as a PVA resin as a raw material It is preferable to use a PVA resin having a degree of 200 to 3000, particularly preferably a PVA resin having an average degree of polymerization of 500 to 2000.
- the average degree of polymerization of the PVA resin is 200 or more, the strength of the obtained polyvinyl acetal resin film is sufficient, and the laminated glass produced using this polyvinyl acetal resin film has the penetration resistance, impact energy absorption, etc. It will be enough. Moreover, if the average degree of polymerization of the PVA resin is 3000 or less, the moldability (film forming property) of the obtained polyvinyl acetal resin film is improved, and the rigidity of the polyvinyl acetal resin film is within an appropriate range. Good workability at the time.
- the aldehyde used for the acetalization is preferably an aldehyde having 1 to 10 carbon atoms as a substituent, and specific examples thereof are not particularly limited.
- the polyvinyl acetal resin used in the present invention may be a mixed polyvinyl acetal resin in which two or more kinds of polyvinyl acetal resins are mixed, or a co-polyvinyl acetal using two or more kinds of aldehydes at the time of acetalization.
- a resin may be used.
- the polyvinyl acetal resin used in the present invention is not particularly limited, but the degree of acetalization is preferably in the range of 40 to 85 mol%, more preferably in the range of 60 to 75 mol%. Is within.
- PVB polyvinyl butyral resin obtained by butyralizing (acetalizing) a PVA resin with n-butyraldehyde is used. Particularly preferably used.
- a plasticizer is usually added to the polyvinyl acetal resin layer.
- the applicable plasticizer may be a conventionally known plasticizer used for plasticizing a polyvinyl acetal resin, and is not particularly limited.
- a monobasic organic acid ester plasticizer examples thereof include organic acid ester plasticizers such as basic organic acid plasticizers, phosphoric acid plasticizers such as organic phosphoric acid plasticizers, and organic phosphorous acid plasticizers.
- the monobasic organic acid ester plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tripropylene glycol, butyric acid, isobutyric acid, caproic acid, and 2-ethylbutyric acid.
- glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tripropylene glycol
- butyric acid isobutyric acid
- caproic acid and 2-ethylbutyric acid.
- 2-ethylbutyric acid glycols obtained by reaction with monobasic organic acids such as heptylic acid, n-octylic acid, 2-ethylhexylic acid, pelargonic acid (n-nonyl acid), decyl acid, and the like.
- Suitable monobasic organic acid esters of triethylene glycol such as ethylene glycol dicaproate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, triethylene glycol di-n-octylate, triethylene glycol di-2-ethylhexyl ester Used for.
- the polybasic organic acid ester plasticizer is not particularly limited.
- a polybasic alcohol such as a linear or branched alcohol having 4 to 8 carbon atoms and adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, etc.
- esters obtained by reaction with volatile organic acids among which dibutyl sebacic acid ester, dioctyl azelaic acid ester, dibutyl carbitol adipic acid ester and the like are preferably used.
- the phosphate plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include tributoxyethyl phosphate, isodecylphenyl phosphate, triisopropyl phosphate, and the like.
- plasticizers for example, triethylene glycol dicaproate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, triethylene glycol di-n-octylate, triethylene glycol diester 2-ethylhexyl ester and the like are particularly preferably used.
- plasticizers may be appropriately selected according to the type of the polyvinyl acetal resin in consideration of the compatibility with the polyvinyl acetal resin. Moreover, these plasticizers may be used independently and 2 or more types may be used together.
- the amount of plasticizer added to the polyvinyl acetal resin varies depending on the average degree of polymerization, the degree of acetalization, the amount of residual acetyl groups, etc. of the polyvinyl acetal resin, and is not particularly limited, but 100 parts by mass of the polyvinyl acetal resin.
- the plasticizer is preferably in the range of 20 to 100 parts by mass, more preferably in the range of 30 to 60 parts by mass.
- the addition amount of the plasticizer with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl acetal resin is 20 parts by mass or more, the plasticization of the polyvinyl acetal resin is sufficient, and the ease of molding (film formation) is improved. Moreover, if the addition amount of the plasticizer with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl acetal resin is 100 parts by mass or less, bleeding out of the plasticizer can be suppressed, and the transparency and adhesiveness of the polyvinyl acetal resin film can be maintained. Occurrence of optical distortion of the laminated glass when bonded to the material can be prevented.
- an antioxidant deterioration inhibitor
- a heat stabilizer a heat stabilizer
- a light stabilizer a light stabilizer
- an ultraviolet absorber an adhesive force
- Various additives such as a regulator, a moisture-proofing agent, a lubricant, a coloring agent, an infrared reflecting agent, an infrared absorbing agent, an antistatic agent, and a flame retardant may be added.
- the infrared absorber examples include the same materials as the infrared absorber applicable to the above-described infrared absorbing layer.
- organic infrared such as cyanine compound, phthalocyanine compound, and chlorine dioxide of phenylenediaminium.
- inorganic conductive near-infrared absorbers such as absorbers, transparent conductive oxides such as ITO (indium tin oxide) and ATO (antimony-doped tin oxide), zinc oxide, indium oxide, and tin oxide.
- the film thickness of the polyvinyl acetal-based resin film according to the present invention is not particularly limited, but practically 100 to 1000 ⁇ m is considered in consideration of the minimum penetration resistance and economical efficiency required for laminated glass.
- the infrared reflective film of the present invention has a total of two layers of these polyvinyl acetal resin films on both sides.
- the manufacturing method of the infrared reflective film of this invention is characterized by bonding and manufacturing a polyvinyl acetal type-resin film
- the transparent resin film 2 which is a transparent substrate
- a single layer or a high refractive index layer and a low refractive index layer were alternately laminated as shown in FIGS.
- the infrared reflection layer group ML (MLa and MLb) is applied by a wet application method to form the infrared reflection layer unit U.
- the polyvinyl acetal resin films 3A and 3B are bonded to both surfaces of the formed infrared reflective layer unit U.
- the bonding method for example, the infrared reflective film 1 formed by bonding the polyvinyl acetal resin films 3A and 3B is used in a range of 1 to 50 MPa using a nip roller configured by a pair of opposed rollers. It is preferable to manufacture by bonding with the internal pressure. At the time of pasting, you may heat-process simultaneously with pressurization as needed.
- the produced infrared reflective film may be laminated in a roll shape as it is, or may be laminated in a roll shape after further providing a separate film on the polyvinyl acetal resin film.
- the method for producing a laminated glass of the present invention is produced by sandwiching the infrared reflective film 1 in which the polyvinyl acetal resin films 3A and 3B are bonded to both surfaces of the infrared reflective layer unit U between two glass substrates.
- the laminated glass produced by the method for producing laminated glass according to the present invention comprises, from the incident light side, one glass substrate, the infrared reflective layer film 1 (first polyvinyl acetal resin film 3A / infrared reflective layer unit U).
- first infrared reflection layer group MLa / transparent substrate 2 / (second infrared reflection group MLb) / second polyvinyl acetal resin film 3B) and the other glass substrate are arranged in this order.
- the two glass substrates may be the same type of glass substrate or different types of glass substrates.
- the laminated glass according to the present invention may be a flat laminated glass or a laminated glass using a curved glass substrate used for a car windshield.
- the laminated glass according to the present invention preferably has a visible light transmittance of 70% or more, particularly when used as a car window glass.
- the visible light transmittance can be measured by using, for example, a spectrophotometer (U-4000 type, manufactured by Hitachi, Ltd.), JIS R3106 (1998) “Test of transmittance, reflectance, and solar heat gain of plate glass” It can be measured according to “Method”.
- the solar heat gain of the laminated glass according to the present invention is preferably 60% or less, and more preferably 55% or less. If it is this range, the heat ray from the outside can be interrupted more effectively.
- the solar heat acquisition rate is measured using, for example, a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U-4000 type) in the same manner as described above using JIS R3106 (1998) It can be determined according to “Test method for heat gain”.
- a commercially available glass material can be used as a glass substrate applied to the laminated glass according to the present invention.
- the type of glass is not particularly limited, but usually soda lime silica glass is preferably used. In this case, it may be a colorless transparent glass or a colored transparent glass.
- the outdoor glass substrate close to the incident light is preferably colorless transparent glass.
- the glass substrate of the indoor side far from the incident light side is a green-colored colored transparent glass or dark colored transparent glass.
- the green colored transparent glass preferably has ultraviolet absorption performance and infrared absorption performance.
- the green colored transparent glass is not particularly limited, for example, soda lime silica glass containing iron is preferable.
- a soda lime silica glass containing 0.3 to 1 mass% of total iron in terms of Fe 2 O 3 in a soda lime silica base glass is preferable.
- the mass of FeO (divalent iron) is all in terms of Fe 2 O 3. It is preferably 20 to 40% by mass of iron.
- soda lime silica glass having the following composition substantially. SiO 2 : 65 to 75% by mass, Al 2 O 3 : 0.1 to 5% by mass, Na 2 O + K 2 O: 10 to 18% by mass, CaO: 5 to 15% by mass, MgO: 1 to 6% by mass, Fe 2 O 3 converted total iron: 0.3-1% by mass, CeO 2 converted total cerium or TiO 2 : preferably in the range of 0.5-2% by mass
- the soda-lime silica glass which contains iron in high concentration is mentioned suitably.
- both the indoor side glass base material and the outdoor side glass base material have a thickness of 1.5 to 3.0 mm.
- the indoor side glass base material and the outdoor side glass base material can have the same thickness or different thicknesses.
- both the indoor side glass base material and the outdoor side glass base material may have a thickness of 2.0 mm or a thickness of 2.1 mm.
- the total thickness of the laminated glass is reduced by setting the thickness of the indoor glass substrate to less than 2 mm and the thickness of the outdoor glass plate to 2 mm or more.
- the indoor glass substrate and the outdoor glass substrate may be flat or curved. Since vehicles, particularly automobile windows, are often curved, the shape of the indoor side glass substrate and the outdoor side glass substrate is often curved. In this case, the infrared reflecting layer group is provided on the concave surface side of the outdoor glass substrate. Furthermore, if necessary, three or more glass substrates can be used.
- the manufacturing method of the laminated glass of this invention is not restrict
- the infrared reflective film which bonded the polyvinyl acetal type resin film to both surfaces of the infrared reflective layer unit which concerns on this invention, respectively is pinched
- heating is performed at 100 to 150 ° C. for 10 to 60 minutes, and pressure deaeration treatment is performed to perform the combining treatment. It is done.
- the obtained colloidal silica dispersion L1 was heated to 45 ° C., and 4.0% by mass of the second water-soluble binder resin was polyvinyl alcohol (manufactured by Nihon Acetate / Poval, JP-45: 760 parts of an aqueous solution (polymerization degree 4500, saponification degree 86.5 to 89.5 mol%) was added with stirring. Thereafter, 40 parts of a 1% by weight betaine surfactant (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., Sofazoline (registered trademark) LSB-R) aqueous solution was added to prepare a coating solution L1 for forming a low refractive index layer.
- a 1% by weight betaine surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., Sofazoline (registered trademark) LSB-R
- coating liquid L2 for forming a low refractive index layer (Preparation of coating liquid L2 for forming a low refractive index layer)
- the infrared reflective layer group was similarly prepared except that the solid content of silicon dioxide (colloidal silica) as the second metal oxide particles was changed to 50% by mass.
- a coating solution L2 for forming a low refractive index layer used for forming the outermost layer was prepared.
- the raw material titanium oxide hydrate is obtained by thermal hydrolysis of an aqueous titanium sulfate solution according to a known method.
- the base-treated titanium compound was suspended in pure water so that the concentration when converted to TiO 2 was 20 g / L. Therein, the 0.4 mol% of citric acid was added with stirring to TiO 2 weight. After that, when the temperature of the mixed sol solution reaches 95 ° C., concentrated hydrochloric acid is added so that the hydrochloric acid concentration becomes 30 g / L. The mixture is stirred for 3 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. A liquid was prepared.
- the pH at 25 ° C. was 1.4 and the zeta potential was +40 mV.
- the particle size was measured with a Zetasizer Nano manufactured by Malvern, the monodispersity was 16%.
- titanium oxide sol solution was dried at 105 ° C. for 3 hours to obtain titanium oxide powder fine particles.
- the powder fine particles were subjected to X-ray diffraction measurement using JDX-3530 type manufactured by JEOL Datum Co., Ltd. and confirmed to be rutile titanium oxide fine particles.
- the volume average particle diameter of the fine particles was 10 nm.
- ⁇ Preparation of core / shell particles by shell coating> To 2 kg of pure water, 0.5 kg of 10.0 mass% titanium oxide sol aqueous dispersion as core particles was added and heated to 90 ° C. Next, 1.3 kg of an aqueous silicic acid solution prepared so that the concentration when converted to SiO 2 is 2.0% by mass is gradually added, followed by heat treatment at 175 ° C. for 18 hours in an autoclave, and further concentrated. Thus, a core-shell particle (average particle size: 10 nm) sol solution (solid content concentration: 20% by mass) having core particles of titanium oxide having a rutile structure and SiO 2 as a coating layer (shell part) was obtained. .
- ⁇ Preparation of coating solution for forming a high refractive index layer 28.9 parts of a sol solution containing core / shell particles as the first metal oxide particles having a solid content concentration of 20.0% by mass obtained above, and 10.5 parts of a 1.92% by mass citric acid aqueous solution. And 2.0 parts of an aqueous solution of 10% by weight polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA-103: polymerization degree 300, saponification degree 98.5 mol%) and 9.0 parts of a 3% by weight aqueous boric acid solution. By mixing, a core-shell particle dispersion H1 was prepared.
- infrared reflection layer unit 1 Using the slide hopper coating apparatus capable of simultaneous multilayer coating, the above prepared low refractive index layer forming coating liquid L1, low refractive index layer forming coating liquid L2 and high refractive index layer forming coating liquid H1 are kept at 45 ° C.
- a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 ⁇ m heated to 45 ° C. (Cosmo Shine A4300, double-sided adhesive bonding treatment, abbreviated as PET film) manufactured by Toyobo Co., Ltd.
- the high refractive index layer H1 and the low refractive index layers L1 and L2 were applied so that the film thickness at the time of drying was 130 nm to form an infrared reflective layer group (ML).
- one surface of the PET film (2) is a low refractive index layer L1 (T 1 ), and a high refractive index layer H1 (T 2 ) is laminated thereon, and in this configuration, eight layers are alternately arranged.
- a total of 16 layers are laminated one by one, and a low refractive index layer L2 (T n ) having a silicon dioxide content of 50% by mass is formed on the 16th high refractive index layer H1, and 17 simultaneous multilayers are formed. Application was performed.
- infrared reflective film bonding of polyvinyl acetal resin film
- a polyvinyl butyral film having a thickness of 380 ⁇ m is applied as a polyvinyl acetal resin film to both surfaces (on the low refractive index layer L2 and the back surface side of the PET film) of the infrared reflection layer unit (U) 1 produced as described above.
- the nip rollers were bonded under the conditions of a bonding pressure of 10 MPa and a bonding temperature of 10 ° C. to produce an infrared reflective film 1 having the configuration shown in FIG.
- infrared reflective film 2 In the production of the infrared reflective film 1, the polyvinyl acetal resin film provided on both surfaces of the infrared reflective layer unit (U) 1 is used as an ATO powder (ultrafine particle Sb-doped SnO (ATO), An infrared reflective film 2 was produced in the same manner except that the polyvinyl butyral film containing 50% by mass of Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. was used.
- infrared reflective films 3 to 10 Preparation of infrared reflective films 3 to 10
- the polyvinyl acetal resin films (3A and 3B) applied to both surfaces of the infrared reflective layer unit 1 are used as ATO powder (ultrafine particle Sb-doped SnO (ATO) as an IR absorber (infrared absorber).
- ATO powder ultrafine particle Sb-doped SnO (ATO)
- IR absorber infrared absorber
- infrared reflective films 15-17 In the production of the infrared reflective film 9, the infrared reflective film 15 was similarly prepared except that the total number of layers of the infrared reflective layer group (ML) and the content of silicon dioxide in the outermost layer were changed to the conditions shown in Table 1. To 17 were produced.
- ML infrared reflective layer group
- the infrared reflective film 18 was similarly formed except that the total number of layers of the infrared reflective layer group (MLa, MLb) and the content of silicon dioxide in the outermost layer were changed to the conditions shown in Table 1.
- the infrared reflective film 18 which has a layer group on both surfaces of a transparent base material was produced.
- the transparent base materials were triacetyl cellulose films (trade name: Konica Minolta TAC KC6UA, thickness: 60 ⁇ m, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), cycloolefin polymer films (trade name: Zeonea (registered) Infrared reflective films 19 and 20 were produced in the same manner except that the thickness was changed to (trademark), thickness: 60 ⁇ m, manufactured by Zeon Corporation.
- Infrared reflective film 21 was produced according to the method described in Example 1 of JP-A-60-225747.
- a biaxially stretched PET film with a thickness of 100 ⁇ m is used.
- a first layer is a titanium film with a thickness of 1.0 nm by DC magnetron sputtering
- a second layer is DC magnetron sputtering.
- a silver-copper alloy layer having a thickness of 12.0 nm, a titanium film having a thickness of 2.0 nm by DC magnetron sputtering as a third layer, and a titanium oxide film having a thickness of 20 ⁇ m by a wet coating method were formed as a fourth layer.
- a 20 ⁇ m titanium oxide film was provided on the back side of the PET film by a wet coating method to produce an infrared reflective layer unit.
- Infrared Reflective Film 22 In the production of the infrared reflective film 7, an infrared reflective film 22 was produced in the same manner except that only the infrared reflective layer unit was used and the polyvinyl butyral layer was removed.
- Table 1 shows the details of the infrared reflecting films 1 to 22 produced as described above.
- PET Polyethylene terephthalate
- TAC Triacetyl cellulose COP: Cycloolefin polymer
- PVA Polyvinyl alcohol
- PVB Polyvinyl butyral ⁇
- Preparation of laminated glass 1A As the indoor side glass, a planar green glass having a thickness of 3 mm (visible light transmittance Tv: 81%, solar transmittance Te: 63%), the infrared reflection film 1 produced as described above, and the outdoor side glass having a thickness of 3 mm Flat clear glass (visible light transmittance Tv: 91%, solar radiation transmittance Te: 86%) is laminated in this order, and after removing the excess portion protruding from the edge portion of the glass, it is heated at 135 ° C. for 30 minutes. Then, the laminated glass 1A was produced by performing degassing under pressure and performing a lamination process.
- laminated glasses 2A to 21A were produced in the same manner except that the produced infrared reflective films 2A to 21A were used instead of the infrared reflective film 1A.
- a polyvinyl butyral film having a thickness of 380 ⁇ m is formed on the adhesive surface of the planar green glass having a thickness of 3 mm (visible light transmittance Tv: 81%, solar transmittance Te: 63%) and the infrared reflective film 22. Pasted. Pasted. Further, a polyvinyl butyral film having a thickness of 380 ⁇ m is adhered to the infrared reflective film 22 of a flat clear glass having a thickness of 3 mm (visible light transmittance Tv: 91%, solar transmittance Te: 86%) as the outdoor glass. Was pasted.
- a planar indoor glass having a polyvinyl butyral film, an infrared reflective film 22, and a planar outdoor glass having a polyvinyl butyral film are laminated in a configuration in which the infrared reflective film 22 is sandwiched between the polyvinyl butyral films, After removing the excess part which protruded from the edge part of glass, it heated at 135 degreeC for 30 minute (s), pressure deaerated, and the lamination process was performed, and laminated glass 22A was produced.
- Laminated glasses 1B to 22B were produced in the same manner as in the production of the laminated glasses 1A to 22A, except that glass having a curved shape for vehicles was used instead of the green glass on the plane.
- ⁇ The electromagnetic wave is not shielded and the image is not disturbed.
- ⁇ The image is slightly disturbed, but the quality is practically acceptable.
- ⁇ The image is greatly disturbed or the image disappears without passing through the radio wave.
- ⁇ Even when sandwiched between curved glass, no change is observed in the film surface state of the infrared reflecting film.
- ⁇ When sandwiched between curved glass, fine wrinkles are generated at the edge of the infrared reflecting film, but good film.
- ⁇ When sandwiched between curved glass, wrinkles are generated in a region where the curved portion of the infrared reflecting film is strong, but it is a quality acceptable for practical use.
- the laminated glasses 1A to 22A produced above were visually observed for occurrence of color unevenness, and color unevenness resistance was evaluated according to the following criteria.
- Table 2 shows the results obtained as described above.
- the infrared reflective film of the present invention and the laminated glass produced using the same have excellent solar heat gain, electromagnetic wave permeability, and film break elongation relative to the comparative example. It can be seen that it has excellent characteristics of curved surface followability and color unevenness resistance.
- the infrared reflecting film of the present invention and the laminated glass produced using the same maintain the above-described excellent characteristics even after being stored for a long time in a high-temperature and high-humidity environment.
- the infrared reflective film of the present invention has characteristics excellent in solar heat acquisition rate, electromagnetic wave permeability, film breakage resistance, curved surface followability and color unevenness resistance, and as a laminated glass equipped with the same, a windshield of a vehicle body or a building It can be suitably used for windows.
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Abstract
本発明の課題は、高い可視光透過率及び日射に対する優れた断熱効果、電磁波透過性を有し、かつ曲面追従性、色ムラ耐性、及び破断伸度に優れた赤外線反射フィルム、赤外線反射フィルムの製造方法及びそれを用いた合わせガラスの製造方法を提供することである。 本発明の赤外線反射フィルムは、少なくとも水溶性バインダー樹脂を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムであって、前記赤外線反射層ユニットの両面が、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有することを特徴とする。
Description
本発明は、赤外線反射フィルム、赤外線反射フィルムの製造方法及びそれを用いた合わせガラスの製造方法に関し、更に詳しくは、可視光透過率、断熱効果、電磁波透過性、曲面追従性、色ムラ耐性、及び破断伸度に優れた赤外線反射フィルムとその製造方法、及び赤外線反射フィルムを具備した合わせガラスの製造方法に関する。
近年、車窓から入り込む太陽光による熱さを遮り、車内のエア・コンディショナーの稼働率を抑えて、省エネルギー化を推進することを目的として、高い断熱性又は遮熱性を有する断熱ガラスが、広く市場に流通している。
例えば、特開2008-24538号公報には、内側ガラス/第1の樹脂層/赤外線吸収性物質としてITO(インジウム・スズ酸化物)などの導電体を含む赤外線反射フィルム/第2の樹脂層/外側ガラスが積層された合わせガラスが開示されている。また、特開2010-222233号公報には、赤外線反射層と赤外線吸収層とを有する機能性プラスチックフィルムを2枚のガラス基板の間に熱可塑性樹脂接着剤で挟んだ合わせガラスが開示されている。また、特開2007-148330号公報には、高分子樹脂シートに誘電体多層膜を有する近赤外線反射膜を形成し、中間膜を介して該近赤外線反射膜を2枚の板ガラスの間に挟持した構成の近赤外線反射合わせガラスが開示されている。
しかしながら、従来の合わせガラスにおいては、依然として様々な課題を有している。
例えば、赤外線吸収剤であるITOなどの導電体のみから構成される遮熱フィルムを用いた合わせガラスでは、赤外線吸収層で吸収された熱線が熱エネルギーに変換し、生じた熱エネルギーが車内側に拡散移動するため、遮熱効果が低いという問題を抱えている。
一方、125μm以下の透明基材の両面に、蒸着法により形成した金属層(銀・金層)と、酸化チタン粒子を含有する層やITO層を積層し、これら構成層の熱収縮率を規定した機能性フィルム(熱線反射フィルム)が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、特許文献1においては、この機能性フィルムに対し、中間フィルムとしてポリビニルアセタール系樹脂フィルムを安全ガラスで挟持して、合わせガラスを作製する方法が記載されている。
また、蒸着法により形成した金属酸化物層等の機能性層を有する熱可塑性フィルムより構成される中間基材の両面に、ポリビニルアセタール系樹脂から構成される表面層を積層して合せガラスを作製する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2で開示されている方法は、いずれも、金属層や金属酸化物層を、スバッタリング法や化学気相成長法(CVD法)を用いて形成することにより、合わせガラスに赤外線反射タイプの遮熱効果を発現させる方法であるが、これらの方法では、確かに、熱線を反射するという観点においてはある程度の効果を発現するものの、同時に電波も反射し、電磁波透過性を具備していないため、車内に搭載されたETCや携帯電話などの電子機器の通信に障害が生じてしまうという問題を抱えている。
また、金属層や金属酸化物層等の機能性層は、主には蒸着法で形成されるが、形成される機能層自体は比較的脆い特性を有する層であり、曲面追従性に乏しい。その結果、車のフロントガラス等の曲面に装着した際に、機能性層において亀裂等の膜破壊が生じやすく、また、破断伸度に劣る特性である。また、蒸着法により機能性層を形成するため、大型の真空設備等を必要とするため、生産コストや生産効率に対しても負荷を抱えている。
一方、水系バインダー、例えば、ポリビニルアルコール等を用い、湿式塗布方式により赤外線反射層を形成し、これを具備した合わせガラスが知られているが、バインダーに吸水性の高いポリビニルアルコールを使用しているため、これを用いて合わせガラスを作製した場合、複数の赤外線反射層中の含水率を一定の範囲内に調整して使用しないと、含水率の違いにより各ポリビニルアルコール層の膜厚が変動し、その結果、色ムラ変動等を起こしやすいという問題があった。
従って、十分な遮熱効果と電磁波透過性を両立し、かつ高い透明性、曲面追従性(脆弱耐性)、色ムラ耐性と、高い破断伸度を備えた赤外線反射フィルムの開発が望まれている。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高い可視光透過率及び日射に対する優れた断熱効果、電磁波透過性を有し、かつ曲面追従性、色ムラ耐性、及び破断伸度に優れた赤外線反射フィルムとその製造方法、及び赤外線反射フィルムを具備した合わせガラスの製造方法を提供することにある。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を進めた結果、少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有し、前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有していることを特徴とする赤外線反射フィルムにより、高い可視光透過率及び日射に対する優れた断熱効果、電磁波透過性を有し、かつ曲面追従性、色ムラ耐性、及び破断伸度に優れた赤外線反射フィルムを得ることができることを見出し、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.少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムであって、
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有していることを特徴とする赤外線反射フィルム。
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有していることを特徴とする赤外線反射フィルム。
2.前記ポリビニルアセタール系樹脂膜が、ポリビニルブチラール膜であることを特徴とする第1項に記載の赤外線反射フィルム。
3.前記赤外線反射層ユニットを構成する前記ポリビニルアセタール系樹脂膜と接する赤外線反射層が、前記金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有することを特徴とする第1項又は第2項に記載の赤外線反射フィルム。
4.前記赤外線反射層ユニットが、透明基材上の少なくとも一方の面側に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層とを、交互に積層した赤外線反射層群を有する構成であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルム。
5.前記赤外線反射層ユニットが、前記交互に積層した赤外線反射層群を透明基材の両面に有することを特徴とする第4項に記載の赤外線反射フィルム。
6.少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムの製造方法であって、
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする赤外線反射フィルムの製造方法。
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする赤外線反射フィルムの製造方法。
7.前記ポリビニルアセタール系樹脂膜が、ポリビニルブチラール膜であることを特徴とする第6項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
8.前記赤外線反射層ユニットの両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜を、1~50MPaの範囲内の圧力で貼合して製造することを特徴とする第6項又は第7項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
9.前記赤外線反射層ユニットを構成する前記ポリビニルアセタール系樹脂膜と接する赤外線反射層が、前記金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有せしめて形成することを特徴とする第6項から第8項までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
10.前記赤外線反射層ユニットが、透明基材上の少なくとも一つの面側に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層とを、交互に積層した赤外線反射層群を形成して製造することを特徴とする第6項から第9項までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
11.前記赤外線反射層ユニットが、前記交互に積層した赤外線反射層群を、前記透明基材の両面に形成して製造することを特徴とする第10項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
12.第1項から第5項までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムを2枚のガラス基材で挟持して製造することを特徴とする合わせガラスの製造方法。
本発明の上記手段により、高い可視光透過率及び日射に対する優れた断熱効果、電磁波透過性を有し、かつ曲面追従性、色ムラ耐性、及び破断伸度に優れた赤外線反射フィルム、赤外線反射フィルムの製造方法及びそれを用いた合わせガラスの製造方法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、全てが明確にはなっていないが、以下のように推察している。
従来の透明導電体の形成において、金属酸化物を用いて蒸着により赤外線反射層を形成する方法では、膜厚を薄くすることはできるが、無機の金属酸化物粒子単独で形成されるため、金属蒸着層が硬くて脆い層となり、折れ曲げ等の曲面屈曲に対する耐性が弱く、また硬く脆弱な膜は、応力を受けた際に破壊されやすく、透明基材の延伸度に対し、低い延伸度となる。本発明では、上記問題を踏まえ、赤外線反射層に柔軟性を付与させるため、金属酸化物層に水溶性バインダーを含有せしめることにより、曲面屈曲性、伸びを透明基材単体のときより劣化させることが少ない。また、当該水溶性バインダーは水分に対し弱い特性を持っているが、この吸水性を有する水溶性バインダーを含有する赤外線反射層を、ポリビニルアセタール系樹脂膜で挟持する構成とすることにより、耐水性の問題をクリアすることができた。
本発明の赤外線反射フィルムは、少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムであって、
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有していることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項12に係る発明に共通する技術的特徴である。
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有していることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項12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、前記ポリビニルアセタール系樹脂膜が、ポリビニルブチラール膜であることが、より優れた曲面追従性及び色ムラ耐性と、適切な破断伸度を赤外線反射フィルムに付与することができる観点から好ましい。
また、赤外線反射層ユニットを構成する前記ポリビニルアセタール系樹脂膜と接する最表層の赤外線反射層が、金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有する構成とすることにより、外部から侵入してくる水分による赤外線反射層の白濁化を防止するとともに、その上にポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合する際に、最表層の赤外線反射層が含有する二酸化ケイ素粒子がポリビニルアセタール系樹脂膜に食い込み、アンカー効果を発現することにより、赤外線反射層ユニットとポリビニルアセタール系樹脂膜との接着性を向上させることができる観点から好ましい。
また、赤外線反射層ユニットが、透明基材上の少なくとも一つの面側に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層を、交互に積層した赤外線反射層群を有する構成であること、更には、赤外線反射層ユニットが、交互に積層した赤外線反射層群を透明基材の両面に有することが、より優れた断熱効果、電磁波透過性を発現することができる観点から好ましい。
また、本発明の赤外線反射フィルムの製造方法においては、少なくとも水溶性バインダー樹脂を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムの製造方法であって、それぞれ、当該赤外線反射層ユニットの両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする。
更には、赤外線反射層ユニットの両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜を、1~50MPaの範囲内の圧力で貼合して製造することが、赤外線反射層ユニットとポリビニルアセタール系樹脂膜との接着性を向上させることができる観点から好ましい。
以下、本発明の赤外線反射フィルムの構成要素、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。
《赤外線反射フィルムの基本的な構成》
本発明の赤外線反射フィルムは、少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有し、当該赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有する構成であることを特徴とする。
本発明の赤外線反射フィルムは、少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有し、当該赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有する構成であることを特徴とする。
本発明の赤外線反射フィルムを構成する赤外線反射層ユニットとは、透明基材上に、少なくとも一層の水溶性バインダー樹脂及び金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層を有する構成単位をいい、好ましくは、透明基材上に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層(以下、単に高屈折率層ともいう。)と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層(以下、単に低屈折率層ともいう。)を交互に積層した赤外線反射層群を有する構成であることが好ましい態様である。
また、本発明に係る赤外線反射層ユニットにおいては、前記赤外線反射層群を透明基材の両面に形成した構成であることも好ましい態様の一つである。
以下、図を用いて、本発明の赤外線反射フィルムの代表的な構成について説明する。ただし、ここで説明する赤外線反射フィルムの構成は、その一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。なお、以下の図の説明で、各構成要件の後に記載している括弧内の数字は、各図における符号を示す。
図1は、本発明の赤外線反射フィルムの構成で、透明基材の一方の面側に赤外線反射層群を有する赤外線反射層ユニットを備えた構成を示す概略断面図である。
図1において、本発明の赤外線反射フィルム(1)は、赤外線反射層ユニット(U)と、その両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜(3A及び3B)を貼合して構成されている。さらに、赤外線反射層ユニット(U)は、透明基材(2)上に、一例として、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層とを交互に積層した赤外線反射層群(ML)を有している。赤外線反射層群(ML)は、赤外線反射層(T1~Tn)のn層で構成され、例えば、T1、T3、T5、(中略)、Tn-2、Tnを屈折率が1.10~1.60の範囲内にある低屈折率層で構成し、T2、T4、T6、(中略)、Tn-1を屈折率が1.80~2.50の範囲内にある高屈折率層とする構成が一例として挙げられる。本発明でいう屈折率とは、25℃の環境下で測定した値である。
また、本発明においては、赤外線反射層ユニット(U)を構成するポリビニルアセタール系樹脂膜(3A)と接する赤外線反射層(Tn)が、金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有することが、外部から侵入してくる水分による赤外線反射層の白濁化を防止し、かつポリビニルアセタール系樹脂膜(3A)を貼合する際、赤外線反射層(Tn)が含有する二酸化ケイ素粒子がポリビニルアセタール系樹脂膜に食い込み、アンカー効果を発現することにより、赤外線反射層ユニット(U)とポリビニルアセタール系樹脂膜(3A)との接着が向上する観点から好ましい。
図2は、本発明の赤外線反射フィルムの構成の他の一例で、透明基材の両面に、赤外線反射層群を有する赤外線反射層ユニットを設けた構成を示す概略断面図である。
上記図1の構成に対し、図2に示す構成は、透明基材(2)の一方の面側(紙面の上側)には赤外線反射層群(MLa)を、他方の面側(紙面の下側)には赤外線反射層群(MLb)を設けて赤外線反射層ユニット(U)を構成し、それぞれの最表面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜(3A及び3B)を貼合して、赤外線反射フィルム(1)を形成している。
図2に示す構成においても、低屈折率層と高屈折率層が交互に積層して赤外線反射層群(MLa及びMLb)を形成し、加えて、ポリビニルアセタール系樹脂膜(3A及び3B)に接する赤外線反射層(Tan及びTbn)が、金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有する構成であることが好ましい。
本発明の赤外線反射フィルムは、図1及び図2で示したように、少なくとも水溶性バインダー樹脂を含有する赤外線反射層ユニットを有し、当該赤外線反射層ユニットの両面が、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有する構成であり、更には、赤外線反射層ユニットが、透明基材上に、少なくとも一層の水溶性バインダー樹脂を含有する赤外線反射層を有する構成であり、好ましくは、透明基材上に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率層とを交互に積層した赤外線反射層群を有する構成である。
本発明の赤外線反射フィルムとしては、上記の各構成層の他に、必要に応じて、赤外線吸収層、断熱層、ハードコート層、粘着層等を設けてもよい。
本発明の赤外線反射フィルムの総厚としては、特に制限はないが、250~1500μmの範囲内であり、好ましくは400~1200μmの範囲内であり、さらに好ましくは600~1000μmの範囲内であり、特に好ましくは750~900μmの範囲内である。
本発明の赤外線反射フィルムの光学特性として、JIS R 3106:1998で測定される可視光透過率としては、好ましくは60%以上であり、より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。また、波長900~1400nmの領域に反射率が50%を超える領域を有することが好ましい。
《赤外線反射フィルムの各構成要素》
[透明基材]
本発明に適用可能な透明基材は、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、フレキシブル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。
[透明基材]
本発明に適用可能な透明基材は、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、フレキシブル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、更に好ましくは35~70μmでの範囲内である。透明樹脂フィルムの厚さが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、合わせガラス作製時、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り、シワが発生しにくくなる。
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処理が施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は、延伸フィルムであることが好ましい。特に、本発明の赤外線反射フィルムを具備した合わせガラスを、自動車のフロントガラスとして用いられる場合には、透明基材が延伸フィルムであることがより好ましい。
本発明に係る透明基材は、赤外線反射フィルムのシワの生成や赤外線反射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%の範囲内であることがさらに好ましい。
本発明の赤外線反射フィルムに適用可能な透明基材は、透明であれば特に制限されることはないが、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、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。
ポリエステルフィルム(以降、単にポリエステルと称す。)としては、特に限定されるものではないが、ジカルボン酸成分とジオール成分を主要な構成成分とするフィルム形成性を有するポリエステルであることが好ましい。主要な構成成分の一つであるジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルチオエーテルジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸などを挙げることができる。また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビスフェノールフルオレンジヒドロキシエチルエーテル、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ハイドロキノン、シクロヘキサンジオールなどを挙げることができる。これらを主要な構成成分とするポリエステルの中でも透明性、機械的強度、寸法安定性などの点から、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸や2,6-ナフタレンジカルボン酸、ジオール成分として、エチレングリコールや1,4-シクロヘキサンジメタノールを主要な構成成分とするポリエステルが好ましい。中でも、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを主要な構成成分とするポリエステルや、テレフタル酸と2,6-ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールからなる共重合ポリエステル、及びこれらのポリエステルの二種以上の混合物を主要な構成成分とするポリエステルが好ましい。
本発明に係る透明基材である透明樹脂フィルムは、取り扱いを容易にする観点から、透明性を損なわない範囲内で各種粒子を含有させてもよい。本発明で適用可能な粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子や、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子を挙げることができる。また、これらの粒子を添加する方法としては、原料とするポリエステル中に粒子を含有させて添加する方法、押出機等により直接添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用してもよく、二つの方法を併用してもよい。本発明では必要に応じて上記粒子の他にも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、染料、顔料、紫外線吸収剤などが挙げられる。
透明基材である透明樹脂フィルムは、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイによりフィルム状に押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の透明樹脂フィルムを製造することができる。また、未延伸の透明樹脂フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、透明樹脂フィルムの流れ(縦軸)方向、又は透明樹脂フィルムの流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸透明樹脂フィルムを製造することができる。この場合の延伸倍率は、透明樹脂フィルムの原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ2~10倍が好ましい。
また、透明樹脂フィルムは、寸法安定性の点で弛緩処理、オフライン熱処理を行ってもよい。弛緩処理は前記ポリエステルフィルムの延伸製膜工程中の熱固定した後、横延伸のテンター内、又はテンターを出た後の巻き取りまでの工程で行われるのが好ましい。弛緩処理は処理温度が80~200℃の範囲内で行われることが好ましく、より好ましくは処理温度が100~180℃の範囲内である。また長手方向、幅手方向ともに、弛緩率が0.1~10%の範囲内で行われることが好ましく、より好ましくは弛緩率が2~6%の範囲内で処理されることである。弛緩処理された透明樹脂フィルムは、オフライン熱処理を施すことにより耐熱性が向上し、さらに、寸法安定性が良好になる。
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して下引層を形成することが好ましい。本発明に有用な下引層塗布液に使用する樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレンイミンビニリデン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、変性ポリビニルアルコール樹脂及びゼラチン等が挙げられ、いずれも好ましく用いることができる。これらの下引層には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記の下引層は、ローラーコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法等の公知の方法により塗布して形成することができる。上記の下引層の塗布量としては、0.01~2.0g/m2(乾燥状態)程度が好ましい。
[赤外線反射層群]
本発明に係る赤外線反射層群(図1に記載のML、図2に記載のMLa、MLb)は、少なくとも1層の赤外線反射層を有していればよいが、本発明の目的効果である日射に対する優れた断熱効果、遮熱効果、電磁波透過性を発現させる観点からは、複数の赤外線反射層群を積層した形態で形成されていることが好ましく、より好ましくは、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率層とを、交互に積層した構成の赤外線反射層群である。
本発明に係る赤外線反射層群(図1に記載のML、図2に記載のMLa、MLb)は、少なくとも1層の赤外線反射層を有していればよいが、本発明の目的効果である日射に対する優れた断熱効果、遮熱効果、電磁波透過性を発現させる観点からは、複数の赤外線反射層群を積層した形態で形成されていることが好ましく、より好ましくは、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率層とを、交互に積層した構成の赤外線反射層群である。
本発明に係る赤外線反射層群において、高屈折率層の1層当たりの層厚は、20~800nmの範囲内であることが好ましく、50~350nmの範囲内であることがより好ましい。また、低屈折率層の1層当たりの層厚も、同様に20~800nmの範囲内であることが好ましく、50~350nmの範囲内であることがより好ましい。
ここで、1層あたりの各層の層厚を測定する場合、高屈折率層と低屈折率層は、これらの間に明確な界面をもっていても、徐々に変化していてもよい。界面が徐々に変化している場合には、それぞれの層が混合し屈折率が連続的に変化する領域中で、最大屈折率-最小屈折率=Δnとした場合、2層間の最小屈折率+Δn/2の地点を層界面とみなす。
本発明において、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して形成された赤外線反射層群の金属酸化物濃度プロファイルは、スパッタ法を用いて表面から深さ方向へエッチングを行い、XPS表面分析装置を用いて、最表面を0nmとして、0.5nm/minの速度でスパッタし、原子組成比を測定することができる。また、赤外線反射層群を切断して、切断面をXPS表面分析装置で原子組成比を測定することにより求めることも可能である。混合領域において、金属酸化物の濃度が不連続に変化している場合には、電子顕微鏡(TEM)で撮影した断層写真により、その境界を確認することができる。
XPS表面分析装置としては、特に制限はなく、いかなる機種も使用することができるが、例えば、VGサイエンティフィックス社製ESCALAB-200Rを用いることができる。X線アノードにはMgを用い、出力600W(加速電圧15kV、エミッション電流40mA)で測定する。
本発明に係る赤外線反射層群は、生産性の観点から、好ましい高屈折率層及び低屈折率層の総層数の範囲としては、6~100層の範囲内であり、より好ましくは8~40層の範囲内であり、さらに好ましくは9~30層の範囲内である。
本発明に係る赤外線反射層群においては、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を大きく設計することが、少ない層数で赤外線反射率を高くすることができるという観点から好ましい。本発明では、隣接する高屈折率層と低屈折率層との屈折率差は0.10以上であることが好ましく、より好ましくは0.30以上であり、さらに好ましくは0.35以上であり、特に好ましくは0.40以上である。ただし、最表層や最下層に関しては、上記好適な範囲外の構成であってもよい。
また、特定波長領域の反射率は、隣接する2層の屈折率差と積層数で決まり、屈折率の差が大きいほど、少ない層数で同じ反射率を得られる。この屈折率差と必要な層数については、市販の光学設計ソフトを用いて計算することができる。例えば、近赤外線反射率90%以上を得るためには、屈折率差が0.1より小さいと、200層以上の積層が必要になり、生産性が低下するだけでなく、積層界面での散乱が大きくなり、透明性が低下し、また故障なく製造することも非常に困難になる。反射率の向上と層数を少なくするという観点からは、屈折率差に上限はないが、実質的には1.4程度が限界である。
本発明に係る赤外線反射層においては、透明樹脂フィルムに対する密着性の観点から、透明樹脂フィルムに隣接する最下層が低屈折率層である層構成が好ましい。また、ポリビニルアセタール系樹脂膜と隣接する層も、金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有する低屈折率層であることが好ましい。
また、本発明において、高屈折率層に含まれる第1の水溶性バインダー樹脂及び低屈折率層に含まれる第2の水溶性バインダー樹脂は、それぞれポリビニルアルコールであることが好ましい。また、高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールのケン化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールのケン化度とは異なることが好ましい。さらに、高屈折率層に含まれる第1の金属酸化物粒子は、酸化チタン粒子であることが好ましく、更には、含ケイ素の水和酸化物で表面処理された酸化チタン粒子であることが好ましい。
〔高屈折率層〕
本発明に係る高屈折率層は、第1の水溶性バインダー樹脂及び第1の金属酸化物粒子を含有し、必要に応じて、硬化剤、その他のバインダー樹脂、界面活性剤、及び各種添加剤等を含んでもよい。
本発明に係る高屈折率層は、第1の水溶性バインダー樹脂及び第1の金属酸化物粒子を含有し、必要に応じて、硬化剤、その他のバインダー樹脂、界面活性剤、及び各種添加剤等を含んでもよい。
本発明に係る高屈折率層の屈折率は、好ましくは1.80~2.50であり、より好ましくは1.90~2.20である。
(第1の水溶性バインダー樹脂)
本発明に係る第1の水溶性バインダー樹脂は、該水溶性バインダー樹脂が最も溶解する温度で、0.5質量%の濃度に水に溶解させた際、G2グラスフィルタ(最大細孔40~50μm)で濾過した場合に濾別される不溶物の質量が、加えた該水溶性バインダー樹脂の50質量%以内であるものをいう。
本発明に係る第1の水溶性バインダー樹脂は、該水溶性バインダー樹脂が最も溶解する温度で、0.5質量%の濃度に水に溶解させた際、G2グラスフィルタ(最大細孔40~50μm)で濾過した場合に濾別される不溶物の質量が、加えた該水溶性バインダー樹脂の50質量%以内であるものをいう。
本発明に係る第1の水溶性バインダー樹脂の重量平均分子量は、1000~200000の範囲内であることが好ましい。更には、3000~40000の範囲内がより好ましい。
本発明でいう重量平均分子量は、公知の方法によって測定することができ、例えば、静的光散乱、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(GPC)、飛行時間型質量分析法(TOF-MASS)などによって測定することができ、本発明では一般的な公知の方法であるゲルパーミエーションクロマトグラフィ法によって測定している。
高屈折率層における第1の水溶性バインダー樹脂の含有量は、高屈折率層の固形分100質量%に対して、5~50質量%の範囲内であることが好ましく、10~40質量%の範囲内であることがより好ましい。
高屈折率層に適用する第1の水溶性バインダー樹脂としては、ポリビニルアルコールであることが好ましい。また、後述する低屈折率層に適用する第2の水溶性バインダー樹脂も、ポリビニルアルコールであることが好ましい。従って、以下においては、高屈折率層及び低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールについて、併せて説明する。
〈ポリビニルアルコール〉
本発明において、高屈折率層と低屈折率層には、ケン化度の異なる2種以上のポリビニルアルコールを適用することが好ましい。以下の説明においては、それぞれを区別するために、高屈折率層で用いる水溶性バインダー樹脂としてのポリビニルアルコールをポリビニルアルコール(A)とし、低屈折率層で用いる水溶性バインダー樹脂としてのポリビニルアルコールをポリビニルアルコール(B)という。なお、各屈折率層が、ケン化度や重合度が異なる複数のポリビニルアルコールを含む場合には、各屈折率層中で最も含有量の高いポリビニルアルコールをそれぞれ高屈折率層におけるポリビニルアルコール(A)、及び低屈折率層におけるポリビニルアルコール(B)と称する。
本発明において、高屈折率層と低屈折率層には、ケン化度の異なる2種以上のポリビニルアルコールを適用することが好ましい。以下の説明においては、それぞれを区別するために、高屈折率層で用いる水溶性バインダー樹脂としてのポリビニルアルコールをポリビニルアルコール(A)とし、低屈折率層で用いる水溶性バインダー樹脂としてのポリビニルアルコールをポリビニルアルコール(B)という。なお、各屈折率層が、ケン化度や重合度が異なる複数のポリビニルアルコールを含む場合には、各屈折率層中で最も含有量の高いポリビニルアルコールをそれぞれ高屈折率層におけるポリビニルアルコール(A)、及び低屈折率層におけるポリビニルアルコール(B)と称する。
本発明でいう「ケン化度」とは、ポリビニルアルコール中のアセチルオキシ基(原料の酢酸ビニル由来のもの)とヒドロキシ基との合計数に対するヒドロキシ基の割合のことである。
また、ここでいう「屈折率層中で最も含有量の高いポリビニルアルコール」という際には、ケン化度の差が3mol%以内のポリビニルアルコールは同一のポリビニルアルコールであるとし、重合度を算出する。ただし、重合度1000以下の低重合度ポリビニルアルコールは、異なるポリビニルアルコールとする(仮にケン化度の差が3mol%以内のポリビニルアルコールがあったとしても同一のポリビニルアルコールとはしない)。具体的には、ケン化度が90mol%、ケン化度が91mol%、ケン化度が93mol%のポリビニルアルコールが同一層内にそれぞれ10質量%、40質量%、50質量%含まれる場合には、これら3つのポリビニルアルコールは同一のポリビニルアルコールとし、これら3つの混合物をポリビニルアルコール(A)又は(B)とする。また、上記「ケン化度の差が3mol%以内のポリビニルアルコール」とは、いずれかのポリビニルアルコールに着目した場合に3mol%以内であれば足り、例えば、ケン化度が、それぞれ90mol%、91mol%、92mol%、94mol%のポリビニルアルコールを含む場合には、91mol%のポリビニルアルコールに着目した場合に、いずれのポリビニルアルコールのケン化度の差も3mol%以内なので、同一のポリビニルアルコールとなる。
同一層内にケン化度が3mol%以上異なるポリビニルアルコールが含まれる場合、異なるポリビニルアルコールの混合物とみなし、それぞれに重合度とケン化度を算出する。例えば、PVA203:5質量%、PVA117:25質量%、PVA217:10質量%、PVA220:10質量%、PVA224:10質量%、PVA235:20質量%、PVA245:20質量%が含まれる場合、最も含有量の多いPVA(ポリビニルアルコール)は、PVA217~245の混合物であり(PVA217~245のケン化度の差は3mol%以内なので同一のポリビニルアルコールである)、この混合物がポリビニルアルコール(A)又は(B)となる。そうして、PVA217~245の混合物(ポリビニルアルコール(A)又は(B))において、重合度が、(1700×0.1+2000×0.1+2400×0.1+3500×0.2+4500×0.7)/0.7=3200であり、ケン化度は、88mol%となる。
ポリビニルアルコール(A)とポリビニルアルコール(B)とのケン化度の絶対値の差は、3mol%以上であることが好ましく、5mol%以上であることがより好ましい。このような範囲であれば、高屈折率層と低屈折率層との層間混合状態が好ましいレベルになるため好ましい。また、ポリビニルアルコール(A)とポリビニルアルコール(B)とのケン化度の差は、離れていれば離れているほど好ましいが、ポリビニルアルコールの水への溶解性の観点から、20mol%以下であることが好ましい。
また、ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)のケン化度は、水への溶解性の観点で、75mol%以上であることが好ましい。さらに、ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)のうちの一方がケン化度90mol%以上であり、他方が90mol%以下であることが、高屈折率層と低屈折率層との層間混合状態を好ましいレベルにするために好ましい。ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)のうち一方が、ケン化度95mol%以上であり、他方が90mol%以下であることがより好ましい。なお、ポリビニルアルコールのケン化度の上限は特に限定されるものではないが、通常100mol%未満であり、99.9mol%以下程度である。
また、ケン化度の異なる2種のポリビニルアルコールの重合度は、1000以上のものが好ましく用いられ、特に、重合度が1500~5000の範囲内のものがより好ましく、2000~5000の範囲内のものがさらに好ましく用いられる。ポリビニルアルコールの重合度が、1000以上であると塗布膜のひび割れがなく、5000以下であると塗布液が安定する観点から好ましい。なお、本発明でいう「塗布液が安定する」とは、塗布液が時間の経過に対し、塗布液物性(例えば、塗布液粘度等)が安定することを意味する。ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)の少なくとも一方の重合度が2000~5000の範囲内であると、塗膜のひび割れが減少し、特定の波長の反射率が向上するため好ましい。ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)の双方が、2000~5000であると上記効果はより顕著に発揮できるため、より好ましい。
本発明でいう「重合度P」とは、粘度平均重合度を指し、JIS K6726(1994)に準じて測定され、PVAを完全に再ケン化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](dl/g)から、下式(1)により求められるものである。
式(1)
P=(〔η〕×103/8.29)(1/0.62)
低屈折率層に含まれるポリビニルアルコール(B)は、ケン化度が75~90mol%の範囲内で、かつ重合度が2000~5000の範囲内であることが好ましい。このような特性を備えたポリビニルアルコールを低屈折率層に含有させると、界面混合がより抑制される点で好ましい。これは塗膜のひび割れが少なく、かつ塗布時のセット性が向上するためであると考えられる。
P=(〔η〕×103/8.29)(1/0.62)
低屈折率層に含まれるポリビニルアルコール(B)は、ケン化度が75~90mol%の範囲内で、かつ重合度が2000~5000の範囲内であることが好ましい。このような特性を備えたポリビニルアルコールを低屈折率層に含有させると、界面混合がより抑制される点で好ましい。これは塗膜のひび割れが少なく、かつ塗布時のセット性が向上するためであると考えられる。
本発明で用いられるポリビニルアルコール(A)及び(B)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(A)及び(B)として用いられる市販品の例としては、例えば、PVA-102、PVA-103、PVA-105、PVA-110、PVA-117、PVA-120、PVA-124、PVA-203、PVA-205、PVA-210、PVA-217、PVA-220、PVA-224、PVA-235(以上、株式会社クラレ製)、JC-25、JC-33、JF-03、JF-04、JF-05、JP-03、JP-04JP-05、JP-45(以上、日本酢ビ・ポバール株式会社製)等が挙げられる。
本発明に係る第1の水溶性バインダー樹脂は、本発明の効果を損なわない限りでは、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、一部が変性された変性ポリビニルアルコールを含んでもよい。このような変性ポリビニルアルコールを含むと、膜の密着性や耐水性、柔軟性が改良される場合がある。このような変性ポリビニルアルコールとしては、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、ノニオン変性ポリビニルアルコール、ビニルアルコール系ポリマーが挙げられる。
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、ヒドロキシル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%の範囲内であり、好ましくは0.2~5モル%の範囲内である。
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、シラノール基を有するシラノール変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基やカルボニル基、カルボキシ基などの反応性基を有する反応性基変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
また、ビニルアルコール系ポリマーとして、エクセバール(登録商標、株式会社クラレ製)やニチゴGポリマー(登録商標、日本合成化学工業株式会社製)などが挙げられる。
変性ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど2種類以上を併用することができる。
変性ポリビニルアルコールの含有量は、特に限定されるものではないが、各屈折率層の全質量(固形分)に対し、好ましくは1~30質量%の範囲内である。このような範囲内であれば、上記効果がより発揮される。
本発明においては、屈折率の異なる層間では、層間でケン化度の異なる2種のポリビニルアルコールをそれぞれ用いることが好ましい。
例えば、高屈折率層に低ケン化度のポリビニルアルコール(A)を用い、低屈折率層に高ケン化度のポリビニルアルコール(B)を用いる場合には、高屈折率層中のポリビニルアルコール(A)が層中の全ポリビニルアルコール類の全質量に対し、40~100質量%の範囲内で含有されることが好ましく、60~95質量%の範囲内がより好ましく、低屈折率層中のポリビニルアルコール(B)が低屈折率層中の全ポリビニルアルコール類の全質量に対し、40~100質量%の範囲内で含有されることが好ましく、60~95質量%の範囲内がより好ましい。また、高屈折率層に高ケン化度のポリビニルアルコール(A)を用い、低屈折率層に低ケン化度のポリビニルアルコール(B)を用いる場合には、高屈折率層中のポリビニルアルコール(A)が層中の全ポリビニルアルコール類の全質量に対し、40~100質量%の範囲内で含有されることが好ましく、60~95質量%の範囲内がより好ましく、低屈折率層中のポリビニルアルコール(B)が低屈折率層中の全ポリビニルアルコール類の全質量に対し、40~100質量%の範囲内で含有されることが好ましく、60~95質量%の範囲内がより好ましい。それぞれの含有量が40質量%以上であると、層間混合が抑制され、界面の乱れが小さくなるという効果が顕著に現れる。一方、含有量が100質量%以下であれば、塗布液の安定性が向上する。
(その他のバインダー樹脂)
本発明において、高屈折率層では、ポリビニルアルコール以外の第1の水溶性バインダー樹脂としては、第1の金属酸化物粒子を含有した高屈折率層が塗膜を形成することができれば、いかなるものでも制限なく使用可能である。また、後述する低屈折率層においても、ポリビニルアルコール(B)以外の第2の水溶性バインダー樹脂としては、前記と同様に、第2の金属酸化物粒子を含有した低屈折率層が塗膜を形成することができれば、どのようなものでも制限なく使用可能である。ただし、環境の問題や塗膜の柔軟性を考慮すると、水溶性高分子、特にゼラチン、セルロース類、増粘多糖類、反応性官能基を有するポリマー等を好ましく用いることができる。これらの水溶性高分子は単独で用いても構わないし、2種類以上を混合して用いても構わない。
本発明において、高屈折率層では、ポリビニルアルコール以外の第1の水溶性バインダー樹脂としては、第1の金属酸化物粒子を含有した高屈折率層が塗膜を形成することができれば、いかなるものでも制限なく使用可能である。また、後述する低屈折率層においても、ポリビニルアルコール(B)以外の第2の水溶性バインダー樹脂としては、前記と同様に、第2の金属酸化物粒子を含有した低屈折率層が塗膜を形成することができれば、どのようなものでも制限なく使用可能である。ただし、環境の問題や塗膜の柔軟性を考慮すると、水溶性高分子、特にゼラチン、セルロース類、増粘多糖類、反応性官能基を有するポリマー等を好ましく用いることができる。これらの水溶性高分子は単独で用いても構わないし、2種類以上を混合して用いても構わない。
高屈折率層において、水溶性バインダー樹脂として好ましく用いられるポリビニルアルコールとともに、併用する他のバインダー樹脂の含有量は、高屈折率層の固形分100質量%に対して、5~50質量%の範囲内で用いることもできる。
本発明においては、有機溶媒を用いる必要がない構成とすることが、環境保全上好ましいことから、バインダー樹脂としては水溶性高分子から構成されることが好ましい。すなわち、本発明では、その効果を損なわない限りにおいて、上記ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールに加えて、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール以外の水溶性高分子をバインダー樹脂として用いることができる。
水溶性高分子とは、当該水溶性高分子が最も溶解する温度で、0.5質量%の濃度で水に溶解させた際、G2グラスフィルター(最大細孔40~50μm)で濾過した場合に、残渣として濾別される不溶物の質量が、加えた該水溶性高分子の50質量%以内であるものを言う。そのような水溶性高分子の中でも、特に、ゼラチン、セルロース類、増粘多糖類、又は反応性官能基を有するポリマーが好ましい。
以下、これらの各種水溶性高分子について、その詳細を説明する。
〈ゼラチン〉
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、それと反応しう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、それと反応しう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。
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、通常の写真用ゼラチン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、ビニルスルホン系化合物、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。
〈セルロース類〉
本発明で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を好ましく用いることができ、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。
本発明で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を好ましく用いることができ、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。
〈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、温度により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との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、更に好ましくは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金属酸化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、タマリンド類、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。
本発明においては、さらには、2種類以上の増粘多糖類を併用することもできる。
〈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溶性高分子としては、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、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、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溶性高分子としては、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、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、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。
(第1の金属酸化物粒子)
本発明において、高屈折率層に適用可能な第1の金属酸化物粒子としては、屈折率が2.0~3.0の範囲内にある金属酸化物粒子が好ましい。さらに具体的には、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第2鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどの金属酸化物粒子が挙げられる。また複数の金属で構成された複合酸化物粒子やコア・シェル状に金属構成が変化するコア・シェル型金属酸化物粒子等を用いることもできる。
本発明において、高屈折率層に適用可能な第1の金属酸化物粒子としては、屈折率が2.0~3.0の範囲内にある金属酸化物粒子が好ましい。さらに具体的には、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第2鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどの金属酸化物粒子が挙げられる。また複数の金属で構成された複合酸化物粒子やコア・シェル状に金属構成が変化するコア・シェル型金属酸化物粒子等を用いることもできる。
透明でより屈折率の高い高屈折率層を形成するために、高屈折率層には、チタン、ジルコニウム等の高屈折率を有する金属の酸化物微粒子、すなわち、酸化チタン微粒子又は酸化ジルコニア微粒子を含有させることが好ましい。これらの中でも、高屈折率層を形成するための塗布液の安定性の観点から、酸化チタンがより好ましい。また、酸化チタンの中でも、とくにアナターゼ型よりルチル型(正方晶形)の方が、触媒活性が低いために、高屈折率層や隣接した層の耐候性が高くなり、さらに屈折率が高くなることからより好ましい。
また、高屈折率層に、第1の金属酸化物粒子としてコア・シェル型金属酸化物粒子(以下、単にコア・シェル粒子ともいう。)を用いた場合では、シェル層の含ケイ素の水和酸化物と第1の水溶性バインダー樹脂との相互作用により、高屈折率層と隣接層の層間混合が抑制される効果から、酸化チタン粒子が含ケイ素の水和酸化物で被覆されたコア・シェル粒子がさらに好ましい。
本発明に係るコア・シェル粒子のコアに用いられる酸化チタン粒子を含む水溶液は、25℃で測定したpHが1.0~3.0の範囲内であり、かつチタン粒子のゼータ電位が正である水系の酸化チタンゾルの表面を、疎水化して有機溶剤に分散可能な状態にしたものを用いることが好ましい。
本発明に係る第1の金属酸化物粒子の含有量が高屈折率層の固形分100質量%に対して、15~80質量%の範囲内であると、低屈折率層との屈折率差を付与するという観点で好ましい。さらに、20~77質量%の範囲内であることがより好ましく、30~75質量%の範囲内であることがさらに好ましい。なお、当該コア・シェル粒子以外の金属酸化物粒子が、高屈折率層に含有される場合の含有量は、本発明の効果を奏することができる範囲であれば特に限定されるものではない。
本発明においては、高屈折率層に適用する第1の金属酸化物粒子の体積平均粒径は、30nm以下であることが好ましく、1~30nmの範囲内であることがより好ましく、5~15nmの範囲内であるのがさらに好ましい。体積平均粒径が1~30nmの範囲内であれば、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。
なお、本発明に係る第1の金属酸化物粒子の体積平均粒径とは、粒子そのものをレーザー回折散乱法、動的光散乱法、あるいは電子顕微鏡を用いて観察する方法や、屈折率層の断面や表面に現れた粒子像を電子顕微鏡で観察する方法により、1,000個の任意の粒子の粒径を測定し、それぞれd1、d2・・・di・・・dkの粒径を持つ粒子がそれぞれn1、n2・・・ni・・・nk個存在する粒子状の金属酸化物の集団において、粒子1個当りの体積をviとした場合に、体積平均粒径mv={Σ(vi・di)}/{Σ(vi)}で表される体積で重み付けされた平均粒径である。
さらに、本発明に係る第1の金属酸化物粒子は、単分散であることが好ましい。ここでいう単分散とは、下記式(2)で求められる単分散度が40%以下であることをいう。この単分散度は、さらに好ましくは30%以下であり、特に好ましくは0.1~20%の範囲内である。
式(2)
単分散度=(粒径の標準偏差)/(粒径の平均値)×100(%)
〈コア・シェル粒子〉
本発明に係る高屈折率層に適用する第1の金属酸化物粒子としては、「含ケイ素の水和酸化物で表面処理された酸化チタン粒子」を用いることが好ましく、このような形態の酸化チタン粒子を「コア・シェル粒子」、「コア・シェル型金属酸化物」あるいは「Si被覆TiO2」と称する場合もある。
単分散度=(粒径の標準偏差)/(粒径の平均値)×100(%)
〈コア・シェル粒子〉
本発明に係る高屈折率層に適用する第1の金属酸化物粒子としては、「含ケイ素の水和酸化物で表面処理された酸化チタン粒子」を用いることが好ましく、このような形態の酸化チタン粒子を「コア・シェル粒子」、「コア・シェル型金属酸化物」あるいは「Si被覆TiO2」と称する場合もある。
本発明に係るコア・シェル粒子は、酸化チタン粒子が含ケイ素の水和酸化物で被覆されており、好ましくはコアの部分である平均粒径が1~30nmの範囲内、より好ましくは平均粒径が4~30nmの範囲内にある酸化チタン粒子の表面を、コアとなる酸化チタンに対して、含ケイ素の水和酸化物の被覆量がSiO2として3~30質量%の範囲内となるように含ケイ素の水和酸化物からなるシェルが被覆した構造である。
すなわち、本発明では、コア・シェル粒子を含有させることで、シェル層の含ケイ素の水和酸化物と第1の水溶性バインダー樹脂との相互作用により、高屈折率層と低屈折率層との層間混合が抑制される効果、及びコアとして酸化チタンを用いる場合の酸化チタンの光触媒活性によるバインダーの劣化やチョーキングなどの問題を防げるという効果を奏する。
本発明において、コア・シェル粒子は、コアとなる酸化チタンに対して、含ケイ素の水和酸化物の被覆量がSiO2として3~30質量%の範囲内であること好ましく、より好ましくは3~10質量%の範囲内であり、さらに好ましくは3~8質量%の範囲内である。被覆量が30質量%以下であれば、高屈折率層の高屈折率化を達成することができ、また、被覆量が3質量%以上であれば、コア・シェル粒子の粒子を安定に形成することができる。
さらに、本発明において、コア・シェル粒子の平均粒径は、好ましくは1~30nmの範囲内であり、より好ましくは5~20nmの範囲内であり、さらに好ましくは5~15nmの範囲内である。コア・シェル粒子の平均粒径が1~30nmの範囲内であれば、近赤外線反射率や、透明性、ヘイズといった光学特性がより向上させることができる。
なお、本発明でいう平均粒径とは、一次平均粒径をいい、透過型電子顕微鏡(TEM)等による電子顕微鏡写真から計測することができる。動的光散乱法や静的光散乱法等を利用する粒度分布計等によって計測してもよい。
また、電子顕微鏡から求める場合、一次粒子の平均粒径は、粒子そのものあるいは屈折率層の断面や表面に現れた粒子を電子顕微鏡で観察し、1000個の任意の粒子の粒径を測定し、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで個々の粒子の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。
本発明に適用可能なコア・シェル粒子の製造方法は、公知の方法を採用することができ、例えば、特開平10-158015号公報、特開2000-053421号公報、特開2000-063119号公報、特開2000-204301号公報、特許第4550753号公報などを参照することができる。
本発明において、コア・シェル粒子に適用する含ケイ素の水和酸化物とは、無機ケイ素化合物の水和物、有機ケイ素化合物の加水分解物又は縮合物のいずれでもよく、本発明においては、シラノール基を有する化合物であることが好ましい。
本発明に係る高屈折率層には、コア・シェル粒子以外にも、その他の金属酸化物粒子が含まれていてもよい。その他の金属酸化物粒子を併用する場合には、上記説明したコア・シェル粒子が電荷的に凝集しないよう、各種のイオン性分散剤や保護剤を用いることができる。コア・シェル粒子以外に用いることのできる金属酸化物粒子は、例えば、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第2鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどが挙げられる。
本発明に係るコア・シェル粒子は、コアである酸化チタン粒子の表面全体を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよく、また、コアである酸化チタン粒子の表面の一部を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよい。
(硬化剤)
本発明においては、高屈折率層に適用する第1の水溶性バインダー樹脂を硬化させるため、硬化剤を使用することもできる。第1の水溶性バインダー樹脂と共に用いることができる硬化剤としては、当該水溶性バインダー樹脂と硬化反応を起こすものであれば特に制限はない。例えば、第1の水溶性バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールを用いる場合では、硬化剤として、ホウ酸及びその塩が好ましい。ホウ酸及びその塩以外にも公知のものが使用でき、一般的には、ポリビニルアルコールと反応し得る基を有する化合物あるいはポリビニルアルコールが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物であり、適宜選択して用いられる。硬化剤の具体例としては、例えば、エポキシ系硬化剤(ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ジグリシジルシクロヘキサン、N,N-ジグリシジル-4-グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系硬化剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬化剤(2,4-ジクロロ-4-ヒドロキシ-1,3,5,-s-トリアジン等)、活性ビニル系化合物(1,3,5-トリスアクリロイル-ヘキサヒドロ-s-トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミニウム明礬等が挙げられる。
本発明においては、高屈折率層に適用する第1の水溶性バインダー樹脂を硬化させるため、硬化剤を使用することもできる。第1の水溶性バインダー樹脂と共に用いることができる硬化剤としては、当該水溶性バインダー樹脂と硬化反応を起こすものであれば特に制限はない。例えば、第1の水溶性バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールを用いる場合では、硬化剤として、ホウ酸及びその塩が好ましい。ホウ酸及びその塩以外にも公知のものが使用でき、一般的には、ポリビニルアルコールと反応し得る基を有する化合物あるいはポリビニルアルコールが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物であり、適宜選択して用いられる。硬化剤の具体例としては、例えば、エポキシ系硬化剤(ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ジグリシジルシクロヘキサン、N,N-ジグリシジル-4-グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系硬化剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬化剤(2,4-ジクロロ-4-ヒドロキシ-1,3,5,-s-トリアジン等)、活性ビニル系化合物(1,3,5-トリスアクリロイル-ヘキサヒドロ-s-トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミニウム明礬等が挙げられる。
ホウ酸及びその塩とは、硼素原子を中心原子とする酸素酸及びその塩のことをいい、具体的には、オルトホウ酸、二ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸及び八ホウ酸及びそれらの塩が挙げられる。
硬化剤としてのホウ素原子を有するホウ酸及びその塩は、単独の水溶液でも、また、2種以上を混合して使用してもよい。特に好ましいのはホウ酸とホウ砂の混合水溶液である。
ホウ酸とホウ砂の水溶液は、それぞれ比較的希薄水溶液でしか添加することができないが両者を混合することで濃厚な水溶液にすることが出来、塗布液を濃縮化することができる。また、添加する水溶液のpHを比較的自由にコントロールすることができる利点がある。
本発明では、ホウ酸及びその塩、又はホウ砂を用いることが本発明の効果を得るためにはより好ましい。ホウ酸及びその塩、又はホウ砂を用いた場合には、金属酸化物粒子と水溶性バインダー樹脂であるポリビニルアルコールのOH基と水素結合ネットワークがより形成しやすく、その結果として高屈折率層と低屈折率層との層間混合が抑制され、好ましい近赤外遮断特性が達成されると考えられる。特に、高屈折率層及び低屈折率層の多層重層を湿式コーターで塗布後、一旦塗膜の膜面温度を15℃程度に冷やした後、膜面を乾燥させるセット系塗布プロセスを用いた場合には、より好ましく効果を発現することができる。
高屈折率層における硬化剤の含有量は、高屈折率層の固形分100質量%に対して、1~10質量%の範囲内であることが好ましく、2~6質量%の範囲内であることがより好ましい。
特に、第1の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを使用する場合の上記硬化剤の総使用量は、ポリビニルアルコール1g当たり1~600mgの範囲内が好ましく、ポリビニルアルコール1g当たり100~600mgの範囲内がより好ましい。
〔低屈折率層〕
本発明に係る低屈折率層は、第2の水溶性バインダー樹脂及び第2の金属酸化物粒子を含み、更は、硬化剤、表面被覆成分、粒子表面保護剤、バインダー樹脂、界面活性剤、各種添加剤等を含んでもよい。
本発明に係る低屈折率層は、第2の水溶性バインダー樹脂及び第2の金属酸化物粒子を含み、更は、硬化剤、表面被覆成分、粒子表面保護剤、バインダー樹脂、界面活性剤、各種添加剤等を含んでもよい。
本発明に係る低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.10~1.60の範囲内であり、より好ましくは1.30~1.50である。
(第2の水溶性バインダー樹脂)
本発明に係る低屈折率層に適用する第2の水溶性バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールが好ましく用いられる。さらに、前記高屈折率層に存在するポリビニルアルコール(A)のケン化度とは異なるポリビニルアルコール(B)が、本発明に係る低屈折率層に用いられることがより好ましい。なお、ここでの第2の水溶性バインダー樹脂の好ましい重量平均分子量等、ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)についての説明は、上記高屈折率層の水溶性バインダー樹脂にて説明されており、ここでは説明を省略する。
本発明に係る低屈折率層に適用する第2の水溶性バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールが好ましく用いられる。さらに、前記高屈折率層に存在するポリビニルアルコール(A)のケン化度とは異なるポリビニルアルコール(B)が、本発明に係る低屈折率層に用いられることがより好ましい。なお、ここでの第2の水溶性バインダー樹脂の好ましい重量平均分子量等、ポリビニルアルコール(A)及びポリビニルアルコール(B)についての説明は、上記高屈折率層の水溶性バインダー樹脂にて説明されており、ここでは説明を省略する。
低屈折率層における第2の水溶性バインダー樹脂の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対して、20~99.9質量%の範囲内であることが好ましく、25~80質量%の範囲内であることがより好ましい。
本発明に係る低屈折率層において適用が可能な、ポリビニルアルコール以外の水溶性バインダー樹脂としては、第2の金属酸化物粒子を含有した低屈折率層が塗膜を形成することができればどのようなものでも制限なく使用可能である。ただし、環境の問題や塗膜の柔軟性を考慮すると、水溶性高分子(特に、ゼラチン、増粘多糖類、反応性官能基を有するポリマー)が好ましい。これらの水溶性高分子は単独で用いても構わないし、2種類以上を混合して用いても構わない。
低屈折率層において、第2の水溶性バインダー樹脂として好ましく用いられるポリビニルアルコールとともに、併用する他のバインダー樹脂の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対して、0~10質量%の範囲内で用いることもできる。
本発明の赤外線反射フィルムの低屈折率層において、セルロース類、増粘多糖類及び反応性官能基を有するポリマー類等の水溶性高分子を含有することもできる。これらセルロース類、増粘多糖類及び反応性官能基を有するポリマー類等の水溶性高分子は、上述した高屈折率層で説明した水溶性高分子と同様のものが用いられるため、ここでは説明を省略する。
(第2の金属酸化物粒子)
本発明に係る低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子としては、シリカ(二酸化ケイ素)を用いることが好ましく、具体的な例として合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。これらのうち、酸性のコロイダルシリカゾルを用いることがより好ましく、有機溶媒に分散させたコロイダルシリカゾルを用いることがさらに好ましい。また、屈折率をより低減させるためには、低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子として、粒子の内部に空孔を有する中空微粒子を用いることができ、特にシリカ(二酸化ケイ素)の中空微粒子が好ましい。
本発明に係る低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子としては、シリカ(二酸化ケイ素)を用いることが好ましく、具体的な例として合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。これらのうち、酸性のコロイダルシリカゾルを用いることがより好ましく、有機溶媒に分散させたコロイダルシリカゾルを用いることがさらに好ましい。また、屈折率をより低減させるためには、低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子として、粒子の内部に空孔を有する中空微粒子を用いることができ、特にシリカ(二酸化ケイ素)の中空微粒子が好ましい。
低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子(好ましくは二酸化ケイ素)は、その平均粒径が3~100nmの範囲内であることが好ましい。一次粒子の状態で分散された二酸化ケイ素の一次粒子の平均粒径(塗布前の分散液状態での粒径)は、3~50nmの範囲内であることがより好ましく、3~40nmの範囲内であることがさらに好ましく、3~20nmであることが特に好ましく、4~10nmの範囲内であることがもっとも好ましい。また、二次粒子の平均粒径としては、30nm以下であることが、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。
低屈折率層に適用する金属酸化物粒子の平均粒径は、粒子そのものあるいは屈折率層の断面や表面に現れた粒子を電子顕微鏡で観察し、1000個の任意の粒子の粒径を測定し、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで個々の粒子の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。
本発明で用いられるコロイダルシリカは、珪酸ナトリウムの酸等による複分解やイオン交換樹脂層を通過させて得られるシリカゾルを加熱熟成して得られるものであり、例えば、特開昭57-14091号公報、特開昭60-219083号公報、特開昭60-219084号公報、特開昭61-20792号公報、特開昭61-188183号公報、特開昭63-17807号公報、特開平4-93284号公報、特開平5-278324号公報、特開平6-92011号公報、特開平6-183134号公報、特開平6-297830号公報、特開平7-81214号公報、特開平7-101142号公報、特開平7-179029号公報、特開平7-137431号公報、及び国際公開第94/26530号などに記載されているものである。
このようなコロイダルシリカは合成品を用いてもよいし、市販品を用いてもよい。コロイダルシリカは、その表面をカチオン変性されたものであってもよく、また、Al、Ca、Mg又はBa等で処理された物であってもよい。
低屈折率層に適用する第2の金属酸化物粒子として、中空粒子を用いることもできる。中空粒子を用いる場合には、平均粒子空孔径が、3~70nmの範囲内であるのが好ましく、5~50nmの範囲内がより好ましく、5~45nmの範囲内がさらに好ましい。なお、中空粒子の平均粒子空孔径とは、中空粒子の内径の平均値である。本発明において、中空粒子の平均粒子空孔径は、上記範囲であれば、十分に低屈折率層の屈折率が低屈折率化される。平均粒子空孔径は、電子顕微鏡観察で、円形、楕円形又は実質的に円形は楕円形として観察できる空孔径を、ランダムに50個以上観察し、各粒子の空孔径を求め、その数平均値を求めることにより得られる。なお、平均粒子空孔径としては、円形、楕円形又は実質的に円形もしくは楕円形として観察できる空孔径の外縁を、2本の平行線で挟んだ距離のうち、最小の距離を意味する。
本発明に係る第2の金属酸化物粒子は、表面被覆成分により表面コーティングされていてもよい。特に、本発明に係る第1の金属酸化物粒子としてコア・シェル状ではない金属酸化物粒子を用いる際に、第2の金属酸化物粒子の表面をポリ塩化アルミニウムなどの表面被覆成分によりコーティングすると、第1の金属酸化物粒子と凝集しにくくなる。
低屈折率層における第2の金属酸化物粒子の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対し、0.1~70質量%の範囲内であることが好ましく、30~70質量%の範囲内であることがより好ましく、45~65質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
(硬化剤)
本発明に係る低屈折率層においても、前記高屈折率層と同様に、硬化剤をさらに含むことができる。低屈折率層に含まれる第2の水溶性バインダー樹脂と硬化反応を起こすものであれば、特に制限されない。特に、低屈折率層に適用する第2の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを用いた場合の硬化剤としては、ホウ酸及びその塩ならびに/又はホウ砂が好ましい。また、ホウ酸及びその塩以外にも公知のものが使用できる。
本発明に係る低屈折率層においても、前記高屈折率層と同様に、硬化剤をさらに含むことができる。低屈折率層に含まれる第2の水溶性バインダー樹脂と硬化反応を起こすものであれば、特に制限されない。特に、低屈折率層に適用する第2の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを用いた場合の硬化剤としては、ホウ酸及びその塩ならびに/又はホウ砂が好ましい。また、ホウ酸及びその塩以外にも公知のものが使用できる。
低屈折率層における硬化剤の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対して、1~10質量%の範囲内であることが好ましく、2~6質量%の範囲内であることがより好ましい。
特に、第2の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを使用する場合の上記硬化剤の総使用量は、ポリビニルアルコール1g当たり1~600mgの範囲内が好ましく、ポリビニルアルコール1g当たり100~600mgの範囲内がより好ましい。
また、硬化剤の具体例などは、上述した高屈折率層と同様であるため、ここでは説明を省略する。
〔各屈折率層のその他の添加剤〕
本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層には、必要に応じて各種の添加剤を用いることができる。また、高屈折率層における添加剤の含有量は、高屈折率層の固形分100質量%に対して、0.01~20質量%の範囲内であることが好ましい。当該添加剤の例を以下に記載する。
本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層には、必要に応じて各種の添加剤を用いることができる。また、高屈折率層における添加剤の含有量は、高屈折率層の固形分100質量%に対して、0.01~20質量%の範囲内であることが好ましい。当該添加剤の例を以下に記載する。
(界面活性剤)
本発明においては、高屈折率層及び低屈折率層の少なくとも1層が、さらに界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、両性イオン系、カチオン系、アニオン系、ノニオン系のいずれの種類も使用することができる。より好ましくは、ベタイン系両性イオン性界面活性剤、4級アンモニウム塩系カチオン性界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸塩系アニオン性界面活性剤、アセチレングリコール系ノニオン性界面活性剤、又はフッ素系カチオン性界面活性剤が好ましい。
本発明においては、高屈折率層及び低屈折率層の少なくとも1層が、さらに界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、両性イオン系、カチオン系、アニオン系、ノニオン系のいずれの種類も使用することができる。より好ましくは、ベタイン系両性イオン性界面活性剤、4級アンモニウム塩系カチオン性界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸塩系アニオン性界面活性剤、アセチレングリコール系ノニオン性界面活性剤、又はフッ素系カチオン性界面活性剤が好ましい。
本発明に係る界面活性剤の添加量としては、高屈折率層形成用塗布液又は低屈折率層形成用塗布液の全質量を100質量%としたとき、0.005~0.30質量%の範囲内であることが好ましく、0.01~0.10質量%の範囲内であることがより好ましい。
(アミノ酸)
本発明において、高屈折率層又は低屈折率層は、等電点が6.5以下のアミノ酸を含有していてもよい。アミノ酸を含むことにより、高屈折率層又は低屈折率層中の金属酸化物粒子の分散性を向上させることができる。
本発明において、高屈折率層又は低屈折率層は、等電点が6.5以下のアミノ酸を含有していてもよい。アミノ酸を含むことにより、高屈折率層又は低屈折率層中の金属酸化物粒子の分散性を向上させることができる。
ここでいうアミノ酸とは、同一分子内にアミノ基とカルボキシル基とを有する化合物であり、α-、β-、γ-などいずれのタイプのアミノ酸でもよい。アミノ酸には光学異性体が存在するものもあるが、本発明においては光学異性体による効果の差はなく、いずれの異性体も単独であるいはラセミ体でも使用することができる。
アミノ酸の詳しい解説は、化学大辞典1縮刷版(共立出版;昭和35年発行)268頁~270頁の記載を参照することができる。
具体的に好ましいアミノ酸として、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、セリン等を挙げることができ、特にグリシン、セリンが好ましい。
アミノ酸の等電点とは、アミノ酸は特定のpHにおいて分子内の正・負電荷が釣り合い、全体としての電荷が0となるので、このpH値を等電点という。各アミノ酸の等電点については、低イオン強度での等電点電気泳動で求めることができる。
(エマルジョン樹脂)
本発明に係る高屈折率層又は低屈折率層は、エマルジョン樹脂をさらに含有していてもよい。エマルジョン樹脂を含むことにより、膜の柔軟性が高くなりガラスへの貼りつけ等の加工性がよくなる。
本発明に係る高屈折率層又は低屈折率層は、エマルジョン樹脂をさらに含有していてもよい。エマルジョン樹脂を含むことにより、膜の柔軟性が高くなりガラスへの貼りつけ等の加工性がよくなる。
エマルジョン樹脂とは、水系媒体中に微細な、例えば、平均粒径が0.01~2.0μm程度の樹脂粒子がエマルジョン状態で分散されている樹脂で、油溶性のモノマーを、水酸基を有する高分子分散剤等の分散剤を用いてエマルジョン重合して得られる。用いる分散剤の種類によって、得られるエマルジョン樹脂のポリマー成分に基本的な違いは見られない。エマルジョンの重合時に使用される分散剤としては、例えば、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジエチルアミン、エチレンジアミン、4級アンモニウム塩のような低分子の分散剤の他に、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエキシエチレンラウリル酸エーテル、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドンのような高分子分散剤が挙げられる。水酸基を有する高分子分散剤を用いて乳化重合すると、微細な微粒子の少なくとも表面に水酸基の存在が推定され、他の分散剤を用いて重合したエマルジョン樹脂とはエマルジョンの化学的、物理的性質が異なる。
水酸基を含む高分子分散剤とは、重量平均分子量が10000以上の高分子の分散剤で、側鎖又は末端に水酸基が置換されたものであり、例えば、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドのようなアクリル系の高分子で2-エチルヘキシルアクリレートが共重合されたもの、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのようなポリエーテルなどが挙げられる。
(リチウム化合物)
本発明においては、高屈折率層及び低屈折率層の少なくとも1層が、さらにリチウム化合物を含有してもよい。該リチウム化合物を含む高屈折率層形成用塗布液又は低屈折率層形成用塗布液は粘度の制御がより容易となり、その結果、本発明の赤外線反射フィルムの製造安定性がより向上する。
本発明においては、高屈折率層及び低屈折率層の少なくとも1層が、さらにリチウム化合物を含有してもよい。該リチウム化合物を含む高屈折率層形成用塗布液又は低屈折率層形成用塗布液は粘度の制御がより容易となり、その結果、本発明の赤外線反射フィルムの製造安定性がより向上する。
本発明に適用可能なリチウム化合物としては、特に制限はなく、例えば、炭酸リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、オロト酸リチウム、クエン酸リチウム、モリブデン酸リチウム、塩化リチウム、水素化リチウム、水酸化リチウム、臭化リチウム、フッ化リチウム、ヨウ化リチウム、ステアリン酸リチウム、リン酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化トリエチルホウ酸リチウム、水素化トリエトキシアルミニウムリチウム、タンタル酸リチウム、次亜塩素酸リチウム、酸化リチウム、炭化リチウム、窒化リチウム、ニオブ酸リチウム、硫化リチウム、ホウ酸リチウム、LiBF4、LiClO4、LiPF4、LiCF3SO3等が挙げられる。これらリチウム化合物は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。
これらの中でも、水酸化リチウムが本発明の効果を、より一層発揮させることができる観点から好ましい。
リチウム化合物の添加量は、それぞれの屈折率層中に存在する金属酸化物粒子1g当たり、0.005~0.05gの範囲内が好ましく、より好ましくは0.01~0.03gの範囲内である。
(その他の添加剤)
本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層に適用可能なその他の添加剤を、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号公報、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、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。
本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層に適用可能なその他の添加剤を、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号公報、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、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。
〔赤外線反射層群の形成方法〕
本発明に係る赤外線反射層ユニットの形成方法は、湿式塗布方式を適用して形成することが好ましく、更には、透明基材上に、第1の水溶性バインダー樹脂及び第1の金属酸化物粒子を含む高屈折率層形成用塗布液と、第2の水溶性バインダー樹脂及び第2の金属酸化物粒子を含む低屈折率層形成用塗布液を、湿式塗布する工程を含む製造方法が好ましい。
本発明に係る赤外線反射層ユニットの形成方法は、湿式塗布方式を適用して形成することが好ましく、更には、透明基材上に、第1の水溶性バインダー樹脂及び第1の金属酸化物粒子を含む高屈折率層形成用塗布液と、第2の水溶性バインダー樹脂及び第2の金属酸化物粒子を含む低屈折率層形成用塗布液を、湿式塗布する工程を含む製造方法が好ましい。
湿式塗布方法は、特に制限されず、例えば、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、スライド型カーテン塗布法、又は米国特許第2,761,419号明細書、米国特許第2,761,791号明細書などに記載のスライドホッパー塗布法、エクストルージョンコート法などが挙げられる。また、複数の層を重層塗布する方式としては、逐次重層塗布方式でもよいし、同時重層塗布方式でもよい。
以下、本発明の好ましい製造方法(塗布方法)であるスライドホッパー塗布法による同時重層塗布方式について詳細に説明する。
(溶媒)
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液を調製するために適用可能な溶媒は、特に制限されないが、水、有機溶媒、又はそれらの混合溶媒が好ましい。
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液を調製するために適用可能な溶媒は、特に制限されないが、水、有機溶媒、又はそれらの混合溶媒が好ましい。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-ブタノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類、ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノン等のケトン類などが挙げられる。これら有機溶媒は、単独でも又は2種以上混合して用いてもよい。
環境面並びに操作の簡便性などから、各屈折率層形成用塗布液の溶媒としては、特に、水単独、又は水と、メタノール、エタノール又は酢酸エチルとの混合溶媒が好ましい。
(塗布液の濃度)
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液における水溶性バインダー樹脂の濃度は、それぞれ1~10質量%の範囲内であることが好ましい。また、高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液における金属酸化物粒子の濃度は、それぞれ1~50質量%の範囲内であることが好ましい。
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液における水溶性バインダー樹脂の濃度は、それぞれ1~10質量%の範囲内であることが好ましい。また、高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液における金属酸化物粒子の濃度は、それぞれ1~50質量%の範囲内であることが好ましい。
(塗布液の調製方法)
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の調製方法は、特に制限されず、例えば、水溶性バインダー樹脂、金属酸化物粒子、及び必要に応じて添加されるその他の添加剤を添加し、攪拌混合する方法が挙げられる。この際、水溶性バインダー樹脂、金属酸化物粒子、及び必要に応じて用いられるその他の添加剤の添加順も特に制限されず、攪拌しながら各成分を順次添加し混合してもよいし、攪拌しながら一度に添加し混合してもよい。必要に応じて、さらに溶媒を用いて、適当な粘度に調製される。
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の調製方法は、特に制限されず、例えば、水溶性バインダー樹脂、金属酸化物粒子、及び必要に応じて添加されるその他の添加剤を添加し、攪拌混合する方法が挙げられる。この際、水溶性バインダー樹脂、金属酸化物粒子、及び必要に応じて用いられるその他の添加剤の添加順も特に制限されず、攪拌しながら各成分を順次添加し混合してもよいし、攪拌しながら一度に添加し混合してもよい。必要に応じて、さらに溶媒を用いて、適当な粘度に調製される。
本発明においては、コア・シェル粒子を添加及び分散して調製した水系の高屈折率層塗布液を用いて、高屈折率層を形成することが好ましい。このとき、前記コア・シェル粒子としては、25℃で測定したpHが5.0~7.5の範囲内で、かつ粒子のゼータ電位が負であるゾルとして、高屈折率層塗布液に添加して調製することが好ましい。
(塗布液の粘度)
スライドホッパー塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の塗布工程を想定した40~45℃における粘度は、それぞれ5~150mPa・sの範囲内が好ましく、10~100mPa・sの範囲内がより好ましい。また、スライド型カーテン塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の40~45℃における粘度は、それぞれ5~1200mPa・sの範囲内が好ましく、25~500mPa・s内の範囲内がより好ましい。
スライドホッパー塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の塗布工程を想定した40~45℃における粘度は、それぞれ5~150mPa・sの範囲内が好ましく、10~100mPa・sの範囲内がより好ましい。また、スライド型カーテン塗布法により同時重層塗布を行う際の高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の40~45℃における粘度は、それぞれ5~1200mPa・sの範囲内が好ましく、25~500mPa・s内の範囲内がより好ましい。
また、高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液のセット工程を想定した15℃における粘度は、それぞれ100mPa・s以上が好ましく、100~30000mPa・sの範囲内がより好ましく、3000~30000mPa・sの範囲内がさらに好ましく、10000~30000mPa・sの範囲内が特に好ましい。
(塗布及び乾燥方法)
塗布及び乾燥方法は、特に制限されないが、高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液を30℃以上に加温して、基材上に高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の同時重層塗布を行った後、形成した塗膜の温度を好ましくは1~15℃に一旦冷却し(セット)、その後10℃以上で乾燥することが好ましい。より好ましい乾燥条件は、湿球温度5~50℃、膜面温度10~50℃の範囲の条件である。また、塗布直後の冷却方式としては、形成された塗膜の均一性向上の観点から、水平セット方式で行うことが好ましい。
塗布及び乾燥方法は、特に制限されないが、高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液を30℃以上に加温して、基材上に高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の同時重層塗布を行った後、形成した塗膜の温度を好ましくは1~15℃に一旦冷却し(セット)、その後10℃以上で乾燥することが好ましい。より好ましい乾燥条件は、湿球温度5~50℃、膜面温度10~50℃の範囲の条件である。また、塗布直後の冷却方式としては、形成された塗膜の均一性向上の観点から、水平セット方式で行うことが好ましい。
高屈折率層形成用塗布液及び低屈折率層形成用塗布液の塗布時の湿潤膜厚(ウェット膜厚)は、上記で示したような好ましい乾燥時の厚さ(ドライ膜厚)となるように塗布すればよい。
ここでいう「セット」とは、冷風等を形成した塗膜に当てて温度を下げるなどの手段により、塗膜組成物の粘度を高め、各層間及び各層内における物質の流動性を低下させる工程のことを意味する。冷風を塗布膜に表面から当てて、塗布膜の表面に指を押し付けたときに指に何もつかなくなった状態を、セット完了の状態と定義する。
塗布した後、冷風を当ててからセットが完了するまでの時間(セット時間)は、5分以内であることが好ましく、2分以内であることが好ましい。また、下限の時間は特に制限されないが、45秒以上の時間をとることが好ましい。セット時間が短すぎると、層中の成分の混合が不十分となる場合がある。一方、セット時間が長すぎると、金属酸化物粒子の層間拡散が進行し、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が不十分となる場合がある。なお、高屈折率層と低屈折率層との間の熱線遮断フィルムユニットの高弾性化が素早く起こるのであれば、セット工程は設けなくてもよい。
セット時間の調整は、水溶性バインダー樹脂の濃度や金属酸化物粒子の濃度を調整し、ゼラチン、ペクチン、寒天、カラギーナン、ゲランガム等の各種公知のゲル化剤など、他の成分を添加することにより調整することができる。
冷風の温度は、0~25℃の範囲内であることが好ましく、5~10℃の範囲内であることがより好ましい。また、塗膜が冷風に晒される時間は、塗膜の搬送速度にもよるが、10~120秒の範囲内であることが好ましい。
〔赤外線反射層ユニットUのその他の構成層〕
本発明に係る赤外線反射層ユニットUにおいては、透明基材上に、上記説明した高屈折率層と低屈折率層の赤外線反射層群MLの他に、さらなる機能の付加を目的として、例えば、導電性層、帯電防止層、ガスバリア層、易接着層(接着層)、防汚層、消臭層、流滴層、易滑層、ハードコート層、耐摩耗性層、反射防止層、電磁波シールド層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、印刷層、蛍光発光層、ホログラム層、剥離層、接着層、密着層、本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層等の赤外線反射層群ML以外の赤外線カット層(金属層、液晶層)、着色層(可視光線吸収層)などの機能層を有していてもよい。以下、好ましい機能層である赤外線吸収層、断熱層について説明する。
本発明に係る赤外線反射層ユニットUにおいては、透明基材上に、上記説明した高屈折率層と低屈折率層の赤外線反射層群MLの他に、さらなる機能の付加を目的として、例えば、導電性層、帯電防止層、ガスバリア層、易接着層(接着層)、防汚層、消臭層、流滴層、易滑層、ハードコート層、耐摩耗性層、反射防止層、電磁波シールド層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、印刷層、蛍光発光層、ホログラム層、剥離層、接着層、密着層、本発明に係る高屈折率層及び低屈折率層等の赤外線反射層群ML以外の赤外線カット層(金属層、液晶層)、着色層(可視光線吸収層)などの機能層を有していてもよい。以下、好ましい機能層である赤外線吸収層、断熱層について説明する。
(赤外線吸収層)
本発明に係る赤外線反射層ユニットUは、赤外線吸収層をさらに含むことができる。当該赤外線吸収層は、任意の位置に積層されるが、本発明の合わせガラスの遮熱効果をより効率的に得るためには、入射光側から見て赤外線反射層群MLより下に積層されることが好ましく、さらに透明樹脂フィルムの赤外線反射層群MLが積層される面と反対の面に積層されることがより好ましい。また、他の層、例えば、ハードコート層に赤外線吸収剤を含有させても、赤外線吸収層として機能する。
本発明に係る赤外線反射層ユニットUは、赤外線吸収層をさらに含むことができる。当該赤外線吸収層は、任意の位置に積層されるが、本発明の合わせガラスの遮熱効果をより効率的に得るためには、入射光側から見て赤外線反射層群MLより下に積層されることが好ましく、さらに透明樹脂フィルムの赤外線反射層群MLが積層される面と反対の面に積層されることがより好ましい。また、他の層、例えば、ハードコート層に赤外線吸収剤を含有させても、赤外線吸収層として機能する。
本発明において、赤外線吸収層の1層当たりの層厚は0.1~50μmの範囲内が好ましく、1~20μmの範囲内がより好ましい。層厚が0.1μm以上であれば赤外線吸収能力が向上する傾向にあり、一方、50μm以下であれば形成した赤外吸収層のクラック耐性が向上する。
赤外線吸収層を構成する材料としては、特に制限されないが、例えば、紫外線硬化樹脂、光重合開始剤、赤外線吸収剤などが挙げられる。
紫外線硬化樹脂は、他の樹脂よりも硬度や平滑性に優れ、さらにはITO、アンチモンドープ酸化錫(ATO)や熱伝導性の金属酸化物粒子の分散性の観点からも有利である。紫外線硬化樹脂としては、紫外線による硬化によって透明な層を形成する樹脂であれば特に制限なく使用でき、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂等が挙げられる。より好ましくは、硬度、平滑性、透明性の観点からアクリル樹脂である。
前記アクリル樹脂は、硬度、平滑性、透明性の観点から、国際公開第2008/035669号に記載されているような、表面に光重合反応性を有する感光性基が導入された反応性シリカ粒子(以下、単に「反応性シリカ粒子」ともいう。)を含むことが好ましい。ここで、光重合性を有する感光性基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基に代表される重合性不飽和基などを挙げることができる。また、紫外線硬化樹脂は、この反応性シリカ粒子の表面に導入された光重合反応性を有する感光性基と光重合反応可能な化合物、例えば、重合性不飽和基を有する有機化合物を含むものであってもよい。また、重合性不飽和基修飾加水分解性シランが、加水分解性シリル基の加水分解反応によって、シリカ粒子との間に、シリルオキシ基を生成して化学的に結合しているようなものを、反応性シリカ粒子として用いることができる。ここで、反応性シリカ粒子の平均粒子径は、0.001~0.1μmの範囲内であることが好ましい。平均粒子径をこのような範囲にすることにより、透明性、平滑性、硬度をバランスよく満たすことができる。
光重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、単独でも又は2種以上の組み合わせでも使用することができる。
赤外線吸収層に含まれる無機赤外線吸収剤としては、可視光線透過率、赤外線吸収性、樹脂中への分散適性等の観点から、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、アンチモン酸亜鉛、6硼化ランタン(LaB6)、セシウム含有酸化タングステン(Cs0.33WO3)等が好ましい。
赤外線吸収層においては、本発明の効果を奏する範囲内で、上記以外の金属酸化物粒子や、有機系赤外線吸収剤、金属錯体等の他の赤外線吸収剤を含んでもよい。このような他の赤外線吸収剤の具体例としては、ジイモニウム系化合物、アルミニウム系化合物、フタロシアニン系化合物、有機金属錯体、シアニン系化合物、アゾ化合物、ポリメチン系化合物、キノン系化合物、ジフェニルメタン系化合物、トリフェニルメタン系化合物等が挙げられる。
赤外線吸収層の形成方法は、特に制限されず、例えば、上記各成分を含む赤外線吸収層形成用塗布液を調製した後、ワイヤーバー等を用いて当該塗布液を塗布し、乾燥することにより形成する湿式塗布方法等が挙げられる。
(断熱層)
本発明においては、透明基材のいずれか一方の面側に、空隙を有する断熱層(以下、単に断熱層とも称する)を形成することができる。断熱層を設けることにより、ガラスが光線照射により破損する、いわゆる熱割れのリスクを低減させることができる。さらに、本発明の合わせガラスの遮熱効果をより向上することができる。
本発明においては、透明基材のいずれか一方の面側に、空隙を有する断熱層(以下、単に断熱層とも称する)を形成することができる。断熱層を設けることにより、ガラスが光線照射により破損する、いわゆる熱割れのリスクを低減させることができる。さらに、本発明の合わせガラスの遮熱効果をより向上することができる。
本発明に係る断熱層は、好ましくは熱伝導率が0.001~0.2W/(m・K)の範囲内であり、より好ましくは0.005~0.15W/(m・K)の範囲内である。熱伝導率が0.001W/(m・K)以上であれば、若干の熱移動、熱拡散が生じ、フィルムの膨れ、剥がれ、変色等のダメージが起こりにくくなる。また、0.2W/(m・K)以下であれば、熱移動、熱拡散が抑制でき、ガラスへの熱伝導を効果的に抑えられ、ガラス熱割れが起こりにくくなる。
熱伝導率は、熱線プローブ式熱伝導率測定装置、例えば、京都電子工業株式会社製のQTM-500等を用いて測定することができる。
本発明に係る断熱層の空隙率は、好ましくは30~95%の範囲内であり、より好ましくは60~95%の範囲内である。空隙率が30%以上であれば、断熱性能が発現し、ガラスの熱割れが起こりにくくなる。また、空隙率が95%以下であれば、ハンドリング等においても構造体が崩壊しない程度の層構造強度が保てる。
断熱層を形成する材料は、特に制限されないが、例えば、無機酸化物粒子と樹脂バインダーとの組み合わせ、又は発泡樹脂等が挙げられる。
無機酸化物粒子としては、公知の材料を用いることができる。具体的には、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、ゼオライト、酸化チタン(TiO2)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、ホウ酸アルミニウム、酸化鉄、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、酸化鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化カルシウム、四酸化三マンガン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化アンチモン、リン酸アルミニウム、カルシウムシリケート、ジルコニウムシリケート、ITO、チタンシリケート、メソポーラスシリカ(FSM-16、MCM41など)、モンモリロナイト、サポナイト、バーミキュライト、ハイドロタルサイト、カオリナイト、カネマイト、アイラライト、マガディアイト、ケニアイトなどが挙げられる。これらは単独でも、又は2種以上組み合わせても用いることができる。さらに、これらの複合酸化物も好ましく使用できる。これらの中でも、中性~酸性の無機酸化物粒子が断熱層の強度の観点から好ましい。具体的には、酸化ジルコニウム、モンロリロナイト、サポナイト、バーミキュライト、ハイドロタルサイト、カオリナイト、カネマイト、酸化スズ、酸化タングステン、酸化チタン、リン酸アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、又はアルミナが好ましく、より好ましくは、シリカ粒子又はアルミナ粒子である。シリカ粒子及びアルミナ粒子は、工業的にも安価で容易に入手することができ、表面に反応活性なヒドロキシ基を有するため架橋性官能基で表面を修飾することが比較的容易であるからである。
前記無機酸化物粒子の平均粒径は、1~200nmの範囲内であることが好ましい。平均粒径が1nm以上であれば、空隙率が高まり断熱性が向上する傾向にあり、平均粒径が200nm以下であれば、断熱層の膜強度が向上する傾向にある。
また、断熱層に含まれる無機酸化物粒子は、空隙の孔径や断熱層構造体の外殻の厚さを制御し易いという観点から、中空粒子であってもよい。用いられる中空粒子としては、所定の粒径の無機ナノ粒子のテンプレートを分散させた金属アルコキシドやシランカップリング剤などのゾルゲル溶液や反応性の樹脂モノマー溶液を用いてテンプレート表面に無機酸化物を被覆した後、内部のテンプレートを溶解させて中空化させる等の方法により得ることができる。中空粒子としては、外廓が全て閉塞されたものだけではなく、一部が開放された構造のものであってもよい。また、外廓に用いられる材料としては、シリカ、金属酸化物、有機樹脂材料等を制限無く使用することができるが、断熱層の機械的強度を確保する上で、シリカ又は有機修飾シリカを形成するシランカップリング剤を用いることが好ましい。
中空粒子の平均空孔径は、断熱性、透明性を確保する為、80nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましい。また、外廓の平均厚さは1~7nmの範囲内が好ましく、1~5nmの範囲内がより好ましい。外廓の厚さが7nm以下であれば断熱層の透明性が向上する傾向にあり、1nm以上であれば断熱層の機械的強度が高まる傾向にある。
これら無機酸化物粒子の平均粒径は、各粒子を同体積の球に換算した時の直径(球換算粒径)の体積平均値であり、この値は電子顕微鏡観察により求めることができる。すなわち無機酸化物粒子の電子顕微鏡観察から、一定の視野内にある無機酸化物微粒子を200個以上測定し、各粒子の球換算粒径を求め、その平均値を求めることにより得られた値である。
本発明において、無機酸化物粒子は、粒子表面をシランカップリング剤等で表面修飾したものも使用することができる。表面修飾基は特に限定は無いが、末端に架橋官能基を有する含窒素芳香族ポリマーと架橋しうる架橋性官能基が好ましく用いられる。ここで架橋性官能基としては、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、アリル基などの炭素-炭素不飽和結合を有する基、エポキシ基、オキセタン基などの環状エーテル基やイソシアネート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基などが挙げられる。
断熱層中の無機酸化物粒子の含有量は、特に制限されないが、断熱層の全質量に対して、10~95質量%の範囲内であることが好ましく、50~90質量%の範囲内であることがより好ましい。無機酸化物粒子の含有量が10質量%以上であると、空隙率が高まり断熱性が向上する傾向にあり、95質量%以下であると、断熱層の機械的強度が向上する傾向にある。
断熱層が無機酸化物粒子を含む場合、塗膜柔軟性の観点と空隙形成との観点から、少量の樹脂バインダーを含有することが好ましい。
適用可能な樹脂バインダーとしては、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、具体的には、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、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、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン-マレイン酸共重合体等の水溶性樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン-ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド-テトラフロロエチレン-ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテックス)又はサスペンジョンがあげられる。中でも水溶性樹脂が好ましく、ポリビニルアルコールがさらに好ましく用いられる。
断熱層の材料として用いられる発泡樹脂の例としては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂等の各発泡体が挙げられる。これらは単独でも、又は2種以上組み合わせても用いることができる。これらの中でも、成形性の観点から、発泡ポリスチレン又は発泡ポリウレタンが好ましい。
また、断熱層は、膜強度をより高める観点から架橋剤を使用してもよい。架橋剤としては、無機系、有機系に大別されるが、本発明においてはどちらでも十分な効果を得ることができる。これら架橋剤は単独でも、又は2種以上組み合わせても用いることができる。
本発明において、断熱層を形成する方法としては、特に制限されないが、断熱層が無機酸化物粒子と樹脂バインダーとを含む場合は、湿式塗布方式が好ましい。具体的には、無機酸化物粒子、樹脂バインダー、及び必要に応じて架橋剤を溶媒と混合し、塗布液を調製した後、基材上に塗布して乾燥することにより形成することができる。
塗布液を用いる塗布方法としては、所望の厚さに略均一に塗布できる方法であれば、その方法は特に制限されない。例えば、スクリーン印刷法、バーコート法、ロールコート法、リバースコート法、グラビア印刷法、ドクターブレード法、ダイコート法等を挙げることができる。塗布する形式も連続塗布、間欠塗布、ストライプ塗布等必要に応じ使い分けることができる。
[ポリビニルアセタール系樹脂膜]
本発明の赤外線反射フィルムにおいては、上記説明した赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有することを特徴とし、さらに本発明に係るポリビニルアセタール系樹脂膜がポリビニルブチラール膜であることが好ましい。
本発明の赤外線反射フィルムにおいては、上記説明した赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を有することを特徴とし、さらに本発明に係るポリビニルアセタール系樹脂膜がポリビニルブチラール膜であることが好ましい。
本発明に係るポリビニルアセタール系樹脂としては、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略記する。)樹脂を、アルデヒドによりアセタール化して得られるポリビニルアセタール系樹脂であれば良く、特に限定されるものではない。
上記PVA樹脂は、通常ポリ酢酸ビニル樹脂を鹸化することにより得られ、鹸化度が80~99.8モル%のPVA樹脂が一般的に用いられる。また、本発明で用いられるポリビニルアセタール系樹脂の平均分子量や分子量分布は、特に限定されるものではないが、成形性(造膜性)や物性等を考慮すると、原料となるPVA樹脂として平均重合度が200~3000のPVA樹脂を用いることが好ましく、特に好ましくは平均重合度が500~2000のPVA樹脂を用いることである。
PVA樹脂の平均重合度が200以上であれば、得られるポリビニルアセタール系樹脂膜の強度が十分となり、このポリビニルアセタール系樹脂膜を用いて作製した合わせガラスの耐貫通性や衝撃エネルギー吸収性等が十分となる。また、PVA樹脂の平均重合度が3000以下であれば、得られるポリビニルアセタール系樹脂膜の成形性(造膜性)が良好になり、このポリビニルアセタール系樹脂膜の剛性が適切な範囲となり、貼合時の加工性などが良好になる。
上記アセタール化に適用するアルデヒドとしては、置換基の炭素数が1~10のアルデヒド類が好ましく、その具体例としては、特に限定されるものではないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、n-バレルアルデヒド、n-ヘキシルアルデヒド、2-エチルブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、n-オクチルアルデヒド、n-ノニルアルデヒド、n-デシルアルデヒド等が挙げられ、なかでも、n-ブチルアルデヒド、n-バレルアルデヒド、n-ヘキシルアルデヒド等が好適に用いられ、置換基の炭素数が4のn-ブチルアルデヒドが特に好適に用いられる。これらのアルデヒドは、得られるポリビニルアセタール系樹脂に要求される性能に応じて適宜選定されれば良い。また、これらのアルデヒドは、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
本発明で用いられるポリビニルアセタール系樹脂は、2種類以上のポリビニルアセタール系樹脂が混合されてなる混合ポリビニルアセタール系樹脂であっても良いし、アセタール化時に2種類以上のアルデヒドを併用した共ポリビニルアセタール系樹脂であっても良い。
また、本発明で用いられるポリビニルアセタール系樹脂は、特に限定されるものではないが、アセタール化度が40~85モル%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは60~75モル%の範囲内である。
本発明の赤外線反射フィルムにおいては、上述したポリビニルアセタール系樹脂のなかでも、PVA樹脂をn-ブチルアルデヒドによりブチラール化(アセタール化)して得られるポリビニルブチラール(以下、PVBともいう。)樹脂が、特に好適に用いられる。
上記ポリビニルアセタール系樹脂層には、通常、可塑剤が添加される。
適用可能な可塑剤としては、ポリビニルアセタール系樹脂を可塑化するために用いられる従来公知の可塑剤で良く、特に限定されるものではないが、例えば、一塩基性有機酸エステル系可塑剤、多塩基性有機酸エステル系可塑剤などの有機酸エステル系可塑剤、有機リン酸系可塑剤、有機亜リン酸系可塑剤などのリン酸系可塑剤等が挙げられる。
一塩基性有機酸エステル系可塑剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどのグリコールと酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2-エチル酪酸、ヘプチル酸、n-オクチル酸、2-エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸(n-ノニル酸)、デシル酸などの一塩基性有機酸との反応によって得られるグリコール系エステル等が挙げられ、なかでも、トリエチレングリコールジカプロン酸エステル、トリエチレングリコールジ2-エチル酪酸エステル、トリエチレングリコールジn-オクチル酸エステル、トリエチレングリコールジ2-エチルヘキシル酸エステルなどのトリエチレングリコールの一塩基性有機酸エステルが好適に用いられる。
多塩基性有機酸エステル系可塑剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、炭素数が4~8の直鎖状または分岐状アルコールとアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などの多塩基性有機酸との反応によって得られるエステル等が挙げられ、なかでも、ジブチルセバシン酸エステル、ジオクチルアゼライン酸エステル、ジブチルカルビトールアジピン酸エステル等が好適に用いられる。
リン酸系可塑剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。
本発明の赤外線反射フィルムにおいては、上記可塑剤のなかでも、例えば、トリエチレングリコールジカプロン酸エステル、トリエチレングリコールジ2-エチル酪酸エステル、トリエチレングリコールジn-オクチル酸エステル、トリエチレングリコールジ2-エチルヘキシル酸エステル等が特に好適に用いられる。これらの可塑剤は、ポリビニルアセタール系樹脂との相溶性を考慮して、ポリビニルアセタール系樹脂の種類に応じて適宜選定されれば良い。また、これらの可塑剤は、単独で用いても良いし、2種類以上が併用されても良い。
ポリビニルアセタール系樹脂に対する可塑剤の添加量は、ポリビニルアセタール系樹脂の平均重合度、アセタール化度、残存アセチル基量等によっても異なり、特に限定されるものではないが、ポリビニルアセタール系樹脂100質量部に対し、可塑剤20~100質量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは30~60質量部の範囲内である。
ポリビニルアセタール系樹脂100質量部に対する可塑剤の添加量が20質量部以上であれば、ポリビニルアセタール系樹脂の可塑化が十分となって、成形(造膜)の容易性が向上する。また、ポリビニルアセタール系樹脂100質量部に対する可塑剤の添加量が100質量部以下であれば、可塑剤のブリードアウトを抑制でき、ポリビニルアセタール系樹脂膜の透明性や接着性を維持でき、ガラス基材と貼合した際の合わせガラスの光学歪みの発生を防止することができる。
本発明に係るポリビニルアセタール系樹脂には、本発明の課題達成を阻害しない範囲で、必要に応じて、酸化防止剤(劣化防止剤)、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、接着力調整剤、耐湿剤、滑剤、着色剤、赤外線反射剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤等の各種添加剤が添加されていても良い。
赤外線吸収剤としては、前記説明した赤外線吸収層に適用可能な赤外線吸収剤と同様の材料を挙げることができ、例えば、シアニン系化合物、フタロシアニン化合物、フェニレンジアミニウムの塩素気塩などの有機系赤外線吸収剤、ITO(インジウム・スズ酸化物)、ATO(アンチモンドープスズ酸化物)のような透明導電性酸化物、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズのなど無機系近赤外線吸収剤等が挙げられる。
本発明に係るポリビニルアセタール系樹脂膜の膜厚としては、特に限定されるものではないが、合わせガラスとして最小限必要な耐貫通性や経済性等を考慮すると、実用的には、100~1000μmの範囲内であり、好ましくは100~750μmの範囲内であり、より好ましくは、200~500μmの範囲内であり、さらに好ましくは300~400μmの範囲内であり、特に好ましくは、350~450μmの範囲内であり、本発明の赤外線反射フィルムにおいては、これらのポリビニルアセタール系樹脂膜を両面に、計2層有している。
[赤外線反射フィルムの製造方法]
本発明の赤外線反射フィルムの製造方法は、上記説明した赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする。
本発明の赤外線反射フィルムの製造方法は、上記説明した赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする。
具体的な製造方法としては、透明基材である透明樹脂フィルム2上に、単層あるいは、図1及び図2に示すように、高屈折率層と低屈折率層とを、交互に積層した赤外線反射層群ML(MLa及びMLb)を湿式塗布方式で塗布して、赤外線反射層ユニットUを形成する。
次いで、形成した赤外線反射層ユニットUの両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜3A及び3Bを貼合する。貼合方法としては、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂膜3A及び3Bを貼合して形成した赤外線反射フィルム1を、一対の対向ローラーで構成されているニップローラー等を用いて、1~50MPaの範囲内の圧力で貼合して製造することが好ましい。貼合の際、必要に応じて、加圧と同時に加熱処理を施してもよい。
次いで、作製した赤外線反射フィルムは、そのままの構成でロール状に積層してもよいし、あるいは、ポリビニルアセタール系樹脂膜上にさらにセパレートフィルムを付与した後、ロール状に積層してもよい。
《合わせガラスの製造方法》
本発明の合わせガラスの製造方法は、赤外線反射層ユニットUの両面にそれぞれポリビニルアセタール系樹脂膜3A及び3Bを貼合した赤外線反射フィルム1を2枚のガラス基材で挟持して製造する。
本発明の合わせガラスの製造方法は、赤外線反射層ユニットUの両面にそれぞれポリビニルアセタール系樹脂膜3A及び3Bを貼合した赤外線反射フィルム1を2枚のガラス基材で挟持して製造する。
すなわち、本発明の合わせガラスの製造方法により製造される合わせガラスは、入射光側から、一方のガラス基材、赤外線反射層フィルム1(第1のポリビニルアセタール系樹脂膜3A/赤外線反射層ユニットU(第1の赤外線反射層群MLa/透明基材2/(第2の赤外線反射群MLb)/第2のポリビニルアセタール系樹脂膜3B)、他方のガラス基材の順で配置される。なお、2枚のガラス基材は、同一の種類のガラス基材であってもよく、異なった種類のガラス基材であってもよい。
本発明に係る合わせガラスは、平板状の合わせガラスであってもよく、また車のフロントガラスに使用されるような曲面状のガラス基材を用いた合わせガラスであってもよい。
本発明に係る合わせガラスは、特に、車の窓ガラスとして用いられる場合、可視光透過率が70%以上であることが好ましい。なお、可視光透過率は、例えば、分光光度計(日立製作所株式会社製、U-4000型)を用いて、JIS R3106(1998)「板ガラス類の透過率・反射率・日射熱取得率の試験方法」に準拠して、測定することができる。
本発明に係る合わせガラスの日射熱取得率は、60%以下であることが好ましく、55%以下であることがより好ましい。この範囲であれば、より効果的に外部からの熱線を遮断することができる。なお、日射熱取得率は、例えば、上記と同様に、分光光度計(日立製作所株式会社製、U-4000型)を用いて、JIS R3106(1998)「板ガラス類の透過率・反射率・日射熱取得率の試験方法」に準拠して求めることができる。
(カラス基材)
本発明に係る合わせガラスに適用するガラス基材としては、市販のガラス材料を用いることができる。
本発明に係る合わせガラスに適用するガラス基材としては、市販のガラス材料を用いることができる。
ガラスの種類は、特に限定されないが、通常、ソーダライムシリカガラスが好適に用いられる。この場合、無色透明ガラスであってよく、有色透明ガラスであってもよい。
また、2枚のガラス基材のうち、入射光に近い室外側のガラス基材は、無色透明ガラスであることが好ましい。また、入射光側から遠い室内側のガラス基材は、グリーン系有色透明ガラス又は濃色透明ガラスであることが好ましい。グリーン系有色透明ガラスは、紫外線吸収性能及び赤外線吸収性能を有することが好ましい。これらを用いることにより、室外側でできるだけ日射エネルギーを反射することができ、さらに合わせガラスの日射透過率を小さくすることができるからである。
グリーン系有色透明ガラスは、特に限定されないが、例えば、鉄を含有するソーダライムシリカガラスが好適に挙げられる。例えば、ソーダライムシリカ系の母ガラスに、Fe2O3換算で、全鉄0.3~1質量%を含有するソーダライムシリカガラスである。さらに、近赤外領域の波長の光の吸収は全鉄のうちの2価の鉄による吸収が支配的であるため、FeO(2価の鉄)の質量が、Fe2O3換算で、全鉄の20~40質量%であることが好ましい。
紫外線吸収性能を付与するためには、ソーダライムシリカ系の母ガラスにセリウム等を加える方法が挙げられる。具体的には、実質的に以下の組成のソーダライムシリカガラスを用いるのが好ましい。SiO2:65~75質量%、Al2O3:0.1~5質量%、Na2O+K2O:10~18質量%、CaO:5~15質量%、MgO:1~6質量%、Fe2O3換算した全鉄:0.3~1質量%、CeO2換算した全セリウム又はTiO2:0.5~2質量%の範囲内であることが好ましい
また、濃色透明ガラスは、特に限定されないが、例えば、鉄を高濃度で含有するソーダライムシリカガラスが好適に挙げられる。
また、濃色透明ガラスは、特に限定されないが、例えば、鉄を高濃度で含有するソーダライムシリカガラスが好適に挙げられる。
本発明に係る合わせガラスを車両等の窓に用いるにあたって、室内側ガラス基材及び室外側ガラス基材の厚さは、ともに1.5~3.0mmであることが好ましい。この場合、室内側ガラス基材及び室外側ガラス基材を等しい厚さにすることも、異なる厚さにすることもできる。合わせガラスを自動車窓に用いるにあたっては、例えば、室内側ガラス基材及び室外側ガラス基材を、ともに2.0mmの厚さにしたり、2.1mmの厚さにしたりすることが挙げられる。また、合わせガラスを自動車窓に用いるにあたっては、例えば、室内側ガラス基材の厚さを2mm未満、室外側ガラス板の厚さを2mm以上とすることで、合わせガラスの総厚さを小さくし、かつ車外側からの外力に抗することができる。室内側ガラス基材及び室外側ガラス基材は、平板状でも湾曲状でもよい。車両、特に自動車窓は湾曲していることが多いため、室内側ガラス基材及び室外側ガラス基材の形状は湾曲形状であることが多い。この場合、赤外線反射層群は室外側ガラス基材の凹面側に設けられる。さらに、必要に応じて3枚以上のガラス基材を用いることもできる。
本発明の合わせガラスの製造方法は、特に制限されないが、例えば、本発明に係る赤外線反射層ユニットの両面にそれぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合した赤外線反射フィルムを2枚のガラス基材で挟持した後、必要に応じてガラス基材のエッジ部からはみ出た余剰部分を除去した後、100~150℃で、10~60分間加熱し、加圧脱気処理して合わせ処理を行う方法が挙げられる。
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、それぞれ「質量部」又は「質量%」を表す。
《赤外線反射フィルムの作製》
[赤外線反射フィルム1の作製]
〔赤外線反射層形成用塗布液の調製〕
(低屈折率層形成用塗布液L1の調製)
第2の金属酸化物粒子としてのコロイダルシリカ(二酸化ケイ素、日産化学工業株式会社製、スノーテックス(登録商標)OXS、平均粒径:4nm)を10質量%の濃度で含有する水溶液680部と、4.0質量%のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、PVA-103:重合度300、ケン化度98.5mol%)水溶液30部と、3.0質量%のホウ酸水溶液150部とを混合し、分散した。分散後、純水を加え、全体として1000部のコロイダルシリカ分散液L1を調製した。
[赤外線反射フィルム1の作製]
〔赤外線反射層形成用塗布液の調製〕
(低屈折率層形成用塗布液L1の調製)
第2の金属酸化物粒子としてのコロイダルシリカ(二酸化ケイ素、日産化学工業株式会社製、スノーテックス(登録商標)OXS、平均粒径:4nm)を10質量%の濃度で含有する水溶液680部と、4.0質量%のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、PVA-103:重合度300、ケン化度98.5mol%)水溶液30部と、3.0質量%のホウ酸水溶液150部とを混合し、分散した。分散後、純水を加え、全体として1000部のコロイダルシリカ分散液L1を調製した。
次いで、得られたコロイダルシリカ分散液L1を45℃に加熱し、その中に4.0質量%の第2の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール株式会社製、JP-45:重合度4500、ケン化度86.5~89.5mol%)水溶液760部を、攪拌しながら添加した。その後、1質量%のベタイン系界面活性剤(川研ファインケミカル株式会社製、ソフダゾリン(登録商標)LSB-R)水溶液40部を添加し、低屈折率層形成用塗布液L1を調製した。
(低屈折率層形成用塗布液L2の調製)
上記低屈折率層形成用塗布液L1の調製において、第2の金属酸化物粒子である二酸化ケイ素(コロイダルシリカ)の固形分量を50質量%に変更した以外は同様にして、赤外線反射層群の最表層の形成に用いる低屈折率層形成用塗布液L2を調製した。
上記低屈折率層形成用塗布液L1の調製において、第2の金属酸化物粒子である二酸化ケイ素(コロイダルシリカ)の固形分量を50質量%に変更した以外は同様にして、赤外線反射層群の最表層の形成に用いる低屈折率層形成用塗布液L2を調製した。
(高屈折率層形成用塗布液H1の調製)
〈コア・シェル粒子の調製〉
〈コア部を構成するルチル型酸化チタンの調製〉
水中に、酸化チタン水和物を懸濁させ、TiO2に換算した時の濃度が100g/Lになるように、酸化チタンの水性懸濁液を調製した。10Lの水性懸濁液に、30Lの水酸化ナトリウム水溶液(濃度10モル/L)を撹拌しながら加えた後、90℃に加熱し、5時間熟成させた。次いで、塩酸を用いて中和し、濾過後、水を用いて洗浄した。
〈コア・シェル粒子の調製〉
〈コア部を構成するルチル型酸化チタンの調製〉
水中に、酸化チタン水和物を懸濁させ、TiO2に換算した時の濃度が100g/Lになるように、酸化チタンの水性懸濁液を調製した。10Lの水性懸濁液に、30Lの水酸化ナトリウム水溶液(濃度10モル/L)を撹拌しながら加えた後、90℃に加熱し、5時間熟成させた。次いで、塩酸を用いて中和し、濾過後、水を用いて洗浄した。
なお、上記反応において、原料である酸化チタン水和物は、公知の手法に従い、硫酸チタン水溶液を熱加水分解処理によって得られたものである。
純水中に、上記塩基処理したチタン化合物をTiO2に換算した時の濃度が20g/Lになるように、懸濁させた。その中に、TiO2量に対し0.4モル%のクエン酸を攪拌しながら加えた。その後、加熱し、混合ゾル液の温度が95℃になるところで、塩酸濃度が30g/Lになるように濃塩酸を加えた、液温を95℃に維持しながら、3時間攪拌させ、酸化チタンゾル液を調製した。
上記により得られた酸化チタンゾル液のpH及びゼータ電位を測定したところ、25℃におけるpHは1.4であり、ゼータ電位は+40mVであった。また、マルバーン社製ゼータサイザーナノにより粒径測定を行ったところ、単分散度は16%であった。
さらに、酸化チタンゾル液を105℃で3時間乾燥させ、酸化チタンの粉体微粒子を得た。日本電子データム株式会社製、JDX-3530型を用いて、該粉体微粒子をX線回折測定し、ルチル型の酸化チタン微粒子であることが確認された。また、該微粒子の体積平均粒径は10nmであった。
そして、純水4kgに、上記調製した体積平均粒径10nmのルチル型の酸化チタン微粒子を含む20.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液4kgを添加して、コア粒子となる10.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液を得た。
〈シェル被覆によるコア・シェル粒子の調製)
2kgの純水に、コア粒子である10.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液0.5kgを加え、90℃に加熱した。次いで、SiO2に換算した時の濃度が2.0質量%になるように調製したケイ酸水溶液1.3kgを徐々に添加し、オートクレーブ中、175℃で18時間加熱処理を行い、さらに濃縮して、コア粒子がルチル型構造を有する酸化チタンで、被覆層(シェル部)としてSiO2を有するコア・シェル粒子(平均粒径:10nm)のゾル液(固形分濃度20質量%)を得た。
2kgの純水に、コア粒子である10.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液0.5kgを加え、90℃に加熱した。次いで、SiO2に換算した時の濃度が2.0質量%になるように調製したケイ酸水溶液1.3kgを徐々に添加し、オートクレーブ中、175℃で18時間加熱処理を行い、さらに濃縮して、コア粒子がルチル型構造を有する酸化チタンで、被覆層(シェル部)としてSiO2を有するコア・シェル粒子(平均粒径:10nm)のゾル液(固形分濃度20質量%)を得た。
〈高屈折率層形成用塗布液の調製〉
上記で得られた固形分濃度20.0質量%の第1の金属酸化物粒子としてのコア・シェル粒子を含むゾル液28.9部と、1.92質量%のクエン酸水溶液10.5部と、10質量%のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、PVA-103:重合度300、ケン化度98.5mol%)水溶液2.0部と、3質量%のホウ酸水溶液9.0部とを混合して、コア・シェル粒子分散液H1を調製した。
上記で得られた固形分濃度20.0質量%の第1の金属酸化物粒子としてのコア・シェル粒子を含むゾル液28.9部と、1.92質量%のクエン酸水溶液10.5部と、10質量%のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、PVA-103:重合度300、ケン化度98.5mol%)水溶液2.0部と、3質量%のホウ酸水溶液9.0部とを混合して、コア・シェル粒子分散液H1を調製した。
次いで、上記調製したコア・シェル粒子分散液H1を撹拌しながら、純水16.3部及び第1の水溶性バインダーとして5.0質量%のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、PVA-124:重合度2400、ケン化度98~99mol%)水溶液33.5部を加えた。更に、1質量%のベタイン系界面活性剤(川研ファインケミカル株式会社製、ソフダゾリン(登録商標)LSB-R)水溶液0.5部を添加し、純水を用いて全体として1000部の高屈折率層形成用塗布液H1を調製した。
〔赤外線反射層ユニット1の形成〕
多層同時重層塗布可能なスライドホッパー塗布装置を用い、上記調製した低屈折率層形成用塗布液L1、低屈折率層形成用塗布液L2及び高屈折率層形成用塗布液H1を45℃に保温しながら、透明基材(2)である45℃に加温した厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4300、両面昜接着処理、略称:PETフィルム)の一方の面側に、高屈折率層H1及び低屈折率層L1、L2のそれぞれの乾燥時の膜厚が130nmになるように塗布して、赤外線反射層群(ML)を形成した。
多層同時重層塗布可能なスライドホッパー塗布装置を用い、上記調製した低屈折率層形成用塗布液L1、低屈折率層形成用塗布液L2及び高屈折率層形成用塗布液H1を45℃に保温しながら、透明基材(2)である45℃に加温した厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4300、両面昜接着処理、略称:PETフィルム)の一方の面側に、高屈折率層H1及び低屈折率層L1、L2のそれぞれの乾燥時の膜厚が130nmになるように塗布して、赤外線反射層群(ML)を形成した。
具体的には、PETフィルム(2)の一方の面上が低屈折率層L1(T1)となり、その上に高屈折率層H1(T2)が積層され、この構成で交互に8層ずつ計16層を積層し、16層目の高屈折率層H1上に、二酸化ケイ素含有率が50質量%の低屈折率層L2(Tn)が形成される構成で、17層の同時重層塗布を行った。
塗布直後、5℃の冷風を吹き付けてセットさせた。このとき、表面を指でふれても指に何もつかなくなるまでの時間(セット時間)は5分であった。
セット完了後、80℃の温風を吹き付けて乾燥させて、PETフィルムの片面に17層の赤外線反射層群(ML)を有する赤外線反射層ユニット(U)1を作製した。
なお、各構成要素の後に、括弧内で表示した符号は、図1に記載の符号を表す。
〔赤外線反射フィルムの作製:ポリビニルアセタール系樹脂膜の貼合〕
上記作製した赤外線反射層ユニット(U)1の両面(低屈折率層L2上とPETフィルムの裏面側)に、ポリビニルアセタール系樹脂膜として、それぞれ厚さが380μmのポリビニルブチラール膜を付与し、一対のニップローラー間を、貼合圧力が10MPa、貼合温度が10℃の条件で貼合して、図1に記載の構成からなる赤外線反射フィルム1を作製した。
上記作製した赤外線反射層ユニット(U)1の両面(低屈折率層L2上とPETフィルムの裏面側)に、ポリビニルアセタール系樹脂膜として、それぞれ厚さが380μmのポリビニルブチラール膜を付与し、一対のニップローラー間を、貼合圧力が10MPa、貼合温度が10℃の条件で貼合して、図1に記載の構成からなる赤外線反射フィルム1を作製した。
[赤外線反射フィルム2の作製]
上記赤外線反射フィルム1の作製において、赤外線反射層ユニット(U)1の両面に付与したポリビニルアセタール系樹脂膜を、IR吸収剤(赤外線吸収剤)としてATO粉末(超微粒子SbドープSnO(ATO)、住友金属鉱山社製)を50質量%含有するポリビニルブチラール膜に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム2を作製した。
上記赤外線反射フィルム1の作製において、赤外線反射層ユニット(U)1の両面に付与したポリビニルアセタール系樹脂膜を、IR吸収剤(赤外線吸収剤)としてATO粉末(超微粒子SbドープSnO(ATO)、住友金属鉱山社製)を50質量%含有するポリビニルブチラール膜に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム2を作製した。
[赤外線反射フィルム3~10の作製]
上記赤外線反射フィルム2の作製において、透明基材の膜厚、最表層である低屈折率層L2の二酸化ケイ素含有率、ポリビニルブチラール膜のIR吸収剤の有無、貼合条件(貼合圧力)を、表1に記載の内容に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム3~10を作製した。
上記赤外線反射フィルム2の作製において、透明基材の膜厚、最表層である低屈折率層L2の二酸化ケイ素含有率、ポリビニルブチラール膜のIR吸収剤の有無、貼合条件(貼合圧力)を、表1に記載の内容に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム3~10を作製した。
[赤外線反射フィルム11の作製:透明基材の両面に赤外線反射層群を形成]
上記赤外線反射フィルム1の作製において、透明基材であるPETフィルムの両面に、赤外線反射層群(ML)と同様の構成の2つの赤外線反射層群(MLa、MLb、各17層構成)を形成し、それぞれの最表層(Tan、Tbn)における二酸化ケイ素の含有率を54質量%に変更して図2に記載の構成とし、ポリビニルブチラール膜貼合時の貼合圧力を50MPaに変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム11を作製した。
上記赤外線反射フィルム1の作製において、透明基材であるPETフィルムの両面に、赤外線反射層群(ML)と同様の構成の2つの赤外線反射層群(MLa、MLb、各17層構成)を形成し、それぞれの最表層(Tan、Tbn)における二酸化ケイ素の含有率を54質量%に変更して図2に記載の構成とし、ポリビニルブチラール膜貼合時の貼合圧力を50MPaに変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム11を作製した。
[赤外線反射フィルム12の作製]
上記赤外線反射フィルム11の作製において、赤外線反射層ユニット1の両面に付与したポリビニルアセタール系樹脂膜(3A及び3B)を、IR吸収剤(赤外線吸収剤)としてATO粉末(超微粒子SbドープSnO(ATO)、住友金属鉱山社製)を50質量%含有するポリビニルブチラール膜に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム12を作製した。
上記赤外線反射フィルム11の作製において、赤外線反射層ユニット1の両面に付与したポリビニルアセタール系樹脂膜(3A及び3B)を、IR吸収剤(赤外線吸収剤)としてATO粉末(超微粒子SbドープSnO(ATO)、住友金属鉱山社製)を50質量%含有するポリビニルブチラール膜に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム12を作製した。
[赤外線反射フィルム13及び14の作製]
上記赤外線反射フィルム12の作製において、ポリビニルブチラール膜(3A及び3B)中のIR吸収剤の含有率を、それぞれ30質量、80質量%に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム13及び14を作製した。
上記赤外線反射フィルム12の作製において、ポリビニルブチラール膜(3A及び3B)中のIR吸収剤の含有率を、それぞれ30質量、80質量%に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム13及び14を作製した。
[赤外線反射フィルム15~17の作製]
上記赤外線反射フィルム9の作製において、赤外線反射層群(ML)の総層数及び最表層の二酸化ケイ素の含有率を、表1に記載の条件に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム15~17を作製した。
上記赤外線反射フィルム9の作製において、赤外線反射層群(ML)の総層数及び最表層の二酸化ケイ素の含有率を、表1に記載の条件に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム15~17を作製した。
[赤外線反射フィルム18の作製]
上記赤外線反射フィルム12の作製において、赤外線反射層群(MLa、MLb)の総層数及び最表層の二酸化ケイ素の含有率を、表1に記載の条件に変更した以外は同様にして、赤外線反射層群を透明基材の両面に有する赤外線反射フィルム18を作製した。
上記赤外線反射フィルム12の作製において、赤外線反射層群(MLa、MLb)の総層数及び最表層の二酸化ケイ素の含有率を、表1に記載の条件に変更した以外は同様にして、赤外線反射層群を透明基材の両面に有する赤外線反射フィルム18を作製した。
[赤外線反射フィルム19及び20の作製]
上記赤外線反射フィルム12の作製において、透明基材を、それぞれトリアセチルセルロースフィルム(商品名:コニカミノルタTAC KC6UA、厚さ:60μm、コニカミノルタ社製)、シクロオレフィンポリマーフィルム(商品名:ゼオネア(登録商標)、厚さ:60μm、ゼオン社製)に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム19及び20を作製した。
上記赤外線反射フィルム12の作製において、透明基材を、それぞれトリアセチルセルロースフィルム(商品名:コニカミノルタTAC KC6UA、厚さ:60μm、コニカミノルタ社製)、シクロオレフィンポリマーフィルム(商品名:ゼオネア(登録商標)、厚さ:60μm、ゼオン社製)に変更した以外は同様にして、赤外線反射フィルム19及び20を作製した。
[赤外線反射フィルム21の作製]
特開昭60-225747号公報の実施例1に記載の方法に従って、赤外線反射フィルム21を作製した。
特開昭60-225747号公報の実施例1に記載の方法に従って、赤外線反射フィルム21を作製した。
透明基材として、2軸延伸した厚さ100μmのPETフィルムを用い、一方の面側に、第1層として、DCマグネトロンスパッタリングにより厚さ1.0nmのチタン膜、第2層として、DCマグネトロンスパッタリングにより厚さ12.0nmの銀銅合金層、第3層として、DCマグネトロンスパッタリングにより厚さ2.0nmのチタン膜、更に第4層として、湿式塗布方式により20μmの酸化チタン膜を形成した。また、PETフィルムの裏面側には、湿式塗布方式により20μmの酸化チタン膜を設けて、赤外線反射層ユニットを作製した。
次いで、赤外線反射層ユニットの両面に、厚さ380μmのポリビニルブチラールシートを貼合して、赤外線反射フィルム21を作製した。
[赤外線反射フィルム22の作製]
上記赤外線反射フィルム7の作製において、赤外線反射層ユニットのみで、ポリビニルブチラール層を除いた以外は同様にして、赤外線反射フィルム22を作製した。
上記赤外線反射フィルム7の作製において、赤外線反射層ユニットのみで、ポリビニルブチラール層を除いた以外は同様にして、赤外線反射フィルム22を作製した。
以上により作製した赤外線反射フィルム1~22の詳細を、表1に示す。
なお、表1に略称等で記載した構成要素の詳細は、以下のとおりである。
PET:ポリエチレンテレフタレート
TAC:トリアセチルセルロース
COP:シクロオレフィンポリマー
PVA:ポリビニルアルコール
PVB:ポリビニルブチラール
《合わせガラスの作製》
〔合わせガラス1Aの作製〕
室内側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のグリーンガラス(可視光透過率Tv:81%、日射透過率Te:63%)、上記作製した赤外線反射フィルム1、室外側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のクリアガラス(可視光透過率Tv:91%、日射透過率Te:86%)をこの順で積層し、ガラスのエッジ部からはみ出した余剰部分を除去した後、135℃で30分間加熱し、加圧脱気して合わせ処理を行い、合わせガラス1Aを作製した。
TAC:トリアセチルセルロース
COP:シクロオレフィンポリマー
PVA:ポリビニルアルコール
PVB:ポリビニルブチラール
《合わせガラスの作製》
〔合わせガラス1Aの作製〕
室内側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のグリーンガラス(可視光透過率Tv:81%、日射透過率Te:63%)、上記作製した赤外線反射フィルム1、室外側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のクリアガラス(可視光透過率Tv:91%、日射透過率Te:86%)をこの順で積層し、ガラスのエッジ部からはみ出した余剰部分を除去した後、135℃で30分間加熱し、加圧脱気して合わせ処理を行い、合わせガラス1Aを作製した。
〔合わせガラス2A~21Aの作製〕
上記合わせガラス1Aの作製において、赤外線反射フィルム1Aに代えて、上記作製した赤外線反射フィルム2A~21Aを用いた以外は同様にして、合わせガラス2A~21Aを作製した。
上記合わせガラス1Aの作製において、赤外線反射フィルム1Aに代えて、上記作製した赤外線反射フィルム2A~21Aを用いた以外は同様にして、合わせガラス2A~21Aを作製した。
〔合わせガラス22Aの作製〕
室内側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のグリーンガラス(可視光透過率Tv:81%、日射透過率Te:63%)の赤外線反射フィルム22との接着面に厚さ380μmのポリビニルブチラール膜を貼合した。貼合した。また、室外側ガラスとして厚さ3mmの平面状のクリアガラス(可視光透過率Tv:91%、日射透過率Te:86%)の赤外線反射フィルム22との接着面に厚さ380μmのポリビニルブチラール膜を貼合した。
室内側ガラスとして、厚さ3mmの平面状のグリーンガラス(可視光透過率Tv:81%、日射透過率Te:63%)の赤外線反射フィルム22との接着面に厚さ380μmのポリビニルブチラール膜を貼合した。貼合した。また、室外側ガラスとして厚さ3mmの平面状のクリアガラス(可視光透過率Tv:91%、日射透過率Te:86%)の赤外線反射フィルム22との接着面に厚さ380μmのポリビニルブチラール膜を貼合した。
次いで、ポリビニルブチラール膜を有する平面状の室内側ガラス、赤外線反射フィルム22、ポリビニルブチラール膜を有する平面状の室外側ガラスを、それぞれのポリビニルブチラール膜で赤外線反射フィルム22を挟持する構成で積層し、ガラスのエッジ部からはみ出した余剰部分を除去した後、135℃で30分間加熱し、加圧脱気して合わせ処理を行い、合わせガラス22Aを作製した。
〔合わせガラス1B~22Bの作製〕
上記合わせガラス1A~22Aの作製において、平面上のグリーンガラスに代えて、車用で湾曲した形状を有するガラスを用いた以外は同様にして、合わせガラス1B~22Bを作製した。
上記合わせガラス1A~22Aの作製において、平面上のグリーンガラスに代えて、車用で湾曲した形状を有するガラスを用いた以外は同様にして、合わせガラス1B~22Bを作製した。
《合わせガラスの評価》
上記作製した各合わせガラスについて、下記の特性値の測定及び性能評価を行った。
上記作製した各合わせガラスについて、下記の特性値の測定及び性能評価を行った。
〔作製直後の合わせガラスの評価〕
(日射熱取得率(TTS)の測定)
分光光度計(積分球使用、株式会社日立製作所製、U-4000型)を用い、合わせガラス1A~22Aの300~2500nmの領域において、5nmおきに透過率及び反射率を測定した。次に、JIS R3106(1998)に記載の方法に従い、過率及び反射率の各測定値と日射反射重価係数との演算処理を行って、日射熱取得率(TTS)を求めた。
(日射熱取得率(TTS)の測定)
分光光度計(積分球使用、株式会社日立製作所製、U-4000型)を用い、合わせガラス1A~22Aの300~2500nmの領域において、5nmおきに透過率及び反射率を測定した。次に、JIS R3106(1998)に記載の方法に従い、過率及び反射率の各測定値と日射反射重価係数との演算処理を行って、日射熱取得率(TTS)を求めた。
(電磁波透過性の評価)
横50cm、縦50cm、高さ30nmの直方体を作製し、上部の蓋材料として、横50cm、縦50cmの合わせガラス1A~22A用い、内部に液晶テレビを設置した。次いで、液晶テレビに画像を表示し、画像の表示状態を目視観察し、下記の基準に従って、電磁波透過性の評価を行った。
横50cm、縦50cm、高さ30nmの直方体を作製し、上部の蓋材料として、横50cm、縦50cmの合わせガラス1A~22A用い、内部に液晶テレビを設置した。次いで、液晶テレビに画像を表示し、画像の表示状態を目視観察し、下記の基準に従って、電磁波透過性の評価を行った。
○:電磁波が遮蔽されず、画像に乱れが生じていいない
△:やや画像に乱れが認められるが、実用上許容される品質である
×:画像が大きく乱れる、あるいは電波が通らずに画像が消える
(曲面追随性の評価)
湾曲ガラスを用いて作製した合わせガラス1B~22Bについて、赤外線反射フィルムの膜面状態について目視観察及びルーペ観察を行い、下記の基準に従って、曲面追随性の評価を行った。
△:やや画像に乱れが認められるが、実用上許容される品質である
×:画像が大きく乱れる、あるいは電波が通らずに画像が消える
(曲面追随性の評価)
湾曲ガラスを用いて作製した合わせガラス1B~22Bについて、赤外線反射フィルムの膜面状態について目視観察及びルーペ観察を行い、下記の基準に従って、曲面追随性の評価を行った。
◎:曲面ガラスで挟持しても、赤外線反射フィルムの膜面状態に変化は全く認められない
○:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの端部に微細なシワが発生するが、良好な膜面状態である
△:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの湾曲部が強い領域でシワが発生するが、実用上は許容される品質である
×:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの全面でシワや赤外線反射層でヒビ割れが発生し、実用に耐えない品質である
(フィルム破断伸度の測定)
上記作製した赤外線反射フィルム1~22について、下記の方法に従ってフィルム破断伸度(%)を測定した。
○:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの端部に微細なシワが発生するが、良好な膜面状態である
△:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの湾曲部が強い領域でシワが発生するが、実用上は許容される品質である
×:曲面ガラスで挟持すると、赤外線反射フィルムの全面でシワや赤外線反射層でヒビ割れが発生し、実用に耐えない品質である
(フィルム破断伸度の測定)
上記作製した赤外線反射フィルム1~22について、下記の方法に従ってフィルム破断伸度(%)を測定した。
温度可変式引張試験機(島津オートグラフAGS-100D、島津製作所製)を用い、幅10mmに切り取った赤外線反射フィルムを、23℃、チャック間距離50mm、引張速度300mm/分の条件で引っ張って、破断に至るまでの伸び率(%)を求め、これをフィルム破断伸度(%)とした。
(色ムラ耐性の評価)
上記作製した合わせガラス1A~22Aについて、色ムラの発生の有無を目視観察し、下記の基準に従って、色ムラ耐性を評価した。
上記作製した合わせガラス1A~22Aについて、色ムラの発生の有無を目視観察し、下記の基準に従って、色ムラ耐性を評価した。
◎:色ムラの発生が全く認められない
○:極めて軽微の色ムラの発生があるが、ほぼ良好な特性である
△:軽微な色ムラの発生は認められるが、実用上許容される品質である
×:強い色ムラが発生し、実用上問題となる品質である
××:周辺の映り込みがひどく、透過性が低下し、実用に耐えない品質である
〔保存3ヶ月後の合わせガラスの評価:耐久性の評価〕
上記作製した各赤外線反射フィルム及び各合わせガラスを、40℃、80%RHの環境下で3ヶ月間保存した後、上記の方法と同様にして、日射熱取得率(TTS)の測定、電磁波透過性の評価、曲面追随性の評価、フィルム破断伸度の測定、及び色ムラ耐性の評価を行った。
○:極めて軽微の色ムラの発生があるが、ほぼ良好な特性である
△:軽微な色ムラの発生は認められるが、実用上許容される品質である
×:強い色ムラが発生し、実用上問題となる品質である
××:周辺の映り込みがひどく、透過性が低下し、実用に耐えない品質である
〔保存3ヶ月後の合わせガラスの評価:耐久性の評価〕
上記作製した各赤外線反射フィルム及び各合わせガラスを、40℃、80%RHの環境下で3ヶ月間保存した後、上記の方法と同様にして、日射熱取得率(TTS)の測定、電磁波透過性の評価、曲面追随性の評価、フィルム破断伸度の測定、及び色ムラ耐性の評価を行った。
以上により得られた結果を、表2に示す。
表2に記載の結果より明らかなように、本発明の赤外線反射フィルム及びそれを用いて作製した合わせガラスは、比較例に対し、優れた日射熱取得率、電磁波透過性、フィルム破断伸度を有し、かつ曲面追随性及び色ムラ耐性に優れた特性を発現していることがわかる。
更に、本発明の赤外線反射フィルム及びそれを用いて作製した合わせガラスは、高温高湿環境で、長期間にわたり保存された後でも、上記の優れた各特性が維持されていることがわかる。
本発明の赤外線反射フィルムは、日射熱取得率、電磁波透過性、フィルム破断耐性、曲面追随性及び色ムラ耐性に優れた特性を有し、それを具備した合わせガラスとして、車体のフロントガラスや建物の窓等に好適に利用できる。
1 赤外線反射フィルム
2 透明基材
3A、3B ポリビニルアセタール系樹脂膜
ML、MLa、MLb 赤外線反射層群
T1~Tn、Ta1~Tan、Tb1~Tbn 赤外線反射層
U 赤外線反射層ユニット
2 透明基材
3A、3B ポリビニルアセタール系樹脂膜
ML、MLa、MLb 赤外線反射層群
T1~Tn、Ta1~Tan、Tb1~Tbn 赤外線反射層
U 赤外線反射層ユニット
Claims (12)
- 少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムであって、
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を備えていることを特徴とする赤外線反射フィルム。 - 前記ポリビニルアセタール系樹脂膜が、ポリビニルブチラール膜であることを特徴とする請求項1に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記赤外線反射層ユニットを構成する前記ポリビニルアセタール系樹脂膜と接する赤外線反射層が、前記金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記赤外線反射層ユニットが、透明基材上の少なくとも一方の面側に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層とを、交互に積層した赤外線反射層群を有する構成であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルム。
- 前記赤外線反射層ユニットが、前記交互に積層した赤外線反射層群を透明基材の両面に有することを特徴とする請求項4に記載の赤外線反射フィルム。
- 少なくとも水溶性バインダー樹脂と金属酸化物粒子を含有する赤外線反射層ユニットを有する赤外線反射フィルムの製造方法であって、
前記赤外線反射層ユニットの両面に、それぞれポリビニルアセタール系樹脂膜を貼合して製造することを特徴とする赤外線反射フィルムの製造方法。 - 前記ポリビニルアセタール系樹脂膜が、ポリビニルブチラール膜であることを特徴とする請求項6に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
- 前記赤外線反射層ユニットの両面に、ポリビニルアセタール系樹脂膜を、1~50MPaの範囲内の圧力で貼合して製造することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
- 前記赤外線反射層ユニットを構成する前記ポリビニルアセタール系樹脂膜と接する赤外線反射層が、前記金属酸化物粒子として二酸化ケイ素を10~60質量%の範囲内で含有せしめて形成することを特徴とする請求項6から請求項8までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
- 前記赤外線反射層ユニットが、透明基材上の少なくとも一つの面側に、第1の水溶性バインダー樹脂と第1の金属酸化物粒子を含有する高屈折率の赤外線反射層と、第2の水溶性バインダー樹脂と第2の金属酸化物粒子を含有する低屈折率の赤外線反射層とを、交互に積層した赤外線反射層群を形成して製造することを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
- 前記赤外線反射層ユニットが、前記交互に積層した赤外線反射層群を、前記透明基材の両面に形成して製造することを特徴とする請求項10に記載の赤外線反射フィルムの製造方法。
- 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の赤外線反射フィルムを2枚のガラス基材で挟持して製造することを特徴とする合わせガラスの製造方法。
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14877885 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |