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JP3901911B2 - 透明積層フィルム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高い熱線反射効果と可視光線反射防止効果を奏する透明積層フィルムに関する。さらに詳しくは、優れた熱線反射性を有するとともに、高い可視光線反射防止性を有して視認性に優れ、窓例えば建物窓や表示窓に貼ったとき室内灯等の映り込みを防止し、かつまた優れた導電性による電磁波遮蔽効を有する透明積層フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の窓に使用されている熱線反射フィルムは、透明な基材フィルム、特にポリエステルフィルムの片面に金、銀、銅等からなる金属薄膜層を高屈折率の透明誘電体層で挟んだ構造の熱線反射層を設けた積層フィルムであり、可視光線を通すが、近赤外部から赤外部にかけての光線(熱線)を反射する特性を有している。
【0003】
この特性を生かし、熱線反射フィルムは熱線遮蔽フィルムとして、高温作業における監視窓からの熱輻射を低減したり、建物、自動車、電車等の窓から入射する太陽エネルギーを遮断して冷暖房効果を向上させたり、透明植物容器の熱遮蔽性を向上させたり、あるいは冷凍冷蔵ショーケースにおける保冷効果を向上させたりする用途に利用されている。また最近では、前記熱線反射フィルムが電磁波遮蔽効をも有することから、電磁波シールドフィルムとして透明な開口部に用い、例えば電子機器への電磁波によるコンピューターの誤作動を防止するのに役立っている。また、このような透明開口部の基材の大部分はガラス板で構成されているが、万一ガラスが破損した場合でも、熱線遮蔽フィルムが貼られているとガラスの飛散を防止できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような熱線反射層を有する透明積層フィルムは、可視光線の一部も反射する特性がある。この為、建物窓に貼られた熱線反射フィルムは、これを通して明るい部屋から暗い所を見た場合、明るい部屋の照明やその他光源がフィルム表面に映り込み、暗い部分の視認性を悪くする。本発明者の知見によると、このような映り込みは熱線反射層の膜厚み依存性が大きく、この膜厚みを厚くすれば熱線反射効果は高くなるが、逆に映り込みが激しく、ハーフミラー調になり、一方膜厚みを薄くすれば、映り込みは抑えられるが、熱線反射効果が低くなる。
【0005】
本発明の目的は、上記問題点を解決し、優れた熱線反射効果とともに可視光線反射防止効果に優れ、室内灯等の映り込みを防止して視認性に優れ、かつまた優れた導電性(低い表面抵抗値)による電磁波遮蔽効を有する透明積層フィルムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、本発明によれば、透明導電性熱線反射層を含む透明導電性熱線反射フィルムの少なくとも片面に可視光線反射防止層を積層してなる積層フィルムであって、可視光線反射防止層は、透明導電性熱線反射フィルムの基材フィルムの、透明導電性熱線反射層とは反対側の面に少なくとも設けられ、可視光線反射率が5%以下、赤外線反射率が75%以上であることを特徴とする透明積層フィルムによって達成される。
【0007】
本発明は、好ましい態様として、前記透明導電性熱線反射層が金属層と誘電体層を積層してなる層であり、該金属層がAu、Ag、CuおよびAlから選ばれる1種以上の金属または合金からなる層であり、かつ該誘電体層がTiO、Ta、ZrO、SnO、SiO、SiO、InおよびZnOから選ばれる1種以上からなる層であること、前記透明導電性熱線反射層の表面抵抗値がΩ/□以下であること、前記可視光線反射防止層が金属、金属酸化物、有機樹脂またはこれらの2種以上の混合物より形成され、低屈折率層と高屈折率層を有し、かつ最表層が低屈折率層で構成されていること、また、前記透明積層フィルムが、前記透明導電性熱線反射層を設けた透明導電性熱線反射フィルムと前記可視光線反射防止層を設けた透明な可視光線反射防止フィルムとの基材フィルム面同士を接着剤を介して接合させた積層フィルムであることを包含する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明における透明導電性熱線反射フィルムの基材フィルムは、透明な熱可塑性樹脂フィルムであり、好ましくは可撓性を有し、スパッタ法や真空蒸着法等により蒸着層を形成し得る耐熱性を備えた透明な熱可塑性樹脂フィルムである。
【0009】
かかる基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレートに代表される芳香族ポリエステル、ナイロン6やナイロン66に代表される脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン、ポリカーボネート等が例示される。これらの中、芳香族ポリエステル、さらにはポリエチレンテレフタレート及びポリエチレン−2,6−ナフタレート、特にポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
【0010】
また、熱可塑性樹脂フィルムとしては機械強度を高めた二軸延伸フィルム、さらには耐熱性及び機械的強度に優れる、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや二軸延伸ポリエチレン−2,6−ナフタレートフィルムが好ましく、特に二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
【0011】
前記熱可塑性樹脂フィルムは、従来から知られている方法で製造することができる。例えば、二軸延伸ポリエステルフィルムは、芳香族ポリエステルを乾燥後、Tm〜(Tm+70)℃の温度(但し、Tm:芳香族ポリエステルの融点)で押出機にて溶融し、ダイ(例えばT−ダイ、I−ダイ等)から回転冷却ドラム上に押出し、40〜90℃で急冷して未延伸フィルムを製造し、ついで該未延伸フィルムを(Tg−10)〜(Tg+70)℃の温度(Tg:芳香族ポリエステルのガラス転移温度)で縦方向に2.5〜8.0倍の倍率で延伸し、次いで又は同時に横方向に2.5〜8.0倍の倍率で延伸し、必要に応じて180〜250℃の温度で1〜60秒間熱固定することにより製造することができる。フィルムの厚みは5〜250μmの範囲が好ましい。
【0012】
前記芳香族ポリエステルには、必要により、適当なフィラーを含有させることができる。このフィラーとしては、従来からポリエステルフィルムの滑り性付与剤として知られているものが挙げられるが、その例を挙げると、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素、酸化亜鉛、カーボンブラック、炭化珪素、酸化錫、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等が挙げられる。かかる滑り性付与剤の平均粒径は、0.01〜10μm、含有量はフィルムが透明性を保持する量範囲であって、0.0001〜5wt%であることが好ましい。さらに芳香族ポリエステルには、着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、有機滑剤、触媒残渣微粒子なども適宜含有させることができる。
【0013】
本発明における透明導電性熱線反射フィルムは、前記した透明な熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に熱線反射層を設けた積層フィルムであるが、この熱線反射層は金属層と誘電体層を積層してなる構造をとり、好ましくはこれらの層が交互に積層された構造をとる。この積層構造は金属層と誘電体層の2層構造、金属層の両側に誘電体層を設けたサンドイッチ構造の3層構造、複数の金属層と複数の誘電体層を交互に積層した4層乃至10層の積層構造をとることができる。好ましい層数は2〜7である。
【0014】
前記金属層を構成する金属としては、Au、Ag、Cu、Al等の金属を好ましく例示できる。これらの中、可視光線の吸収がほとんど無いAg金属が特に好ましい。また、前記金属は、必要に応じて2種以上を用いた合金として用いてもよい。かかる金属層の厚みは、本発明の積層フィルムの波長400〜750nmにおける積分可視光透過率(この波長領域での可視光線透過率の平均値)が55%以上及び波長5〜30μmの積分赤外線反射率(この波長領域での赤外線反射率の平均値)が75%以上を満足するように定めるのが好ましい。さらに具体的には、金属層の、一層での厚みは5〜1000nmの範囲内にあることが好ましい。この厚みが5nm未満であると、十分な熱線反射効果が発揮されず、赤外線透過率が高くなり、他方1000nmを超えると、可視光線透過率が低下し、透明性が悪くなるので好ましくない。
【0015】
かかる金属層の形成方法としては気相成長法が好ましく、さらに真空蒸着法、スパッター法またはプラズマCVD法が好ましい。
【0016】
本発明における前記誘電体層は、透明で高屈折率な誘電体からなる層であることが好ましい。このような誘電体としては、TiO2、ZrO2、SnO2、In23等を例示できる。さらには、アルキルチタネート又はアルキルジルコニウムの加水分解により得られる、有機化合物由来のTiO2又はZrO2が加工性に優れるため好ましい。加えて、酸化インジウムや酸化錫も単一層又は多層にて適用できる。また、かかる誘電体層は、前述の金属層をサンドイッチ状に挟む積層構造をとることにより、透明性の改良効果が増すのでより好ましい。かかる誘電体層の厚みは、積層フィルムの光学特性を満足するように前述の金属層と併せて設定することが好ましいい。誘電体層の一層での厚みは2〜1000nmの範囲が好ましい。
【0017】
かかる誘電体層の形成方法としては気相成長法が好ましく、さらに真空蒸着法、スパッター法またはプラズマCVD法が特に好ましい。
【0018】
このようにして得られる透明導電性熱線反射フィルムの透明導電性熱線反射層(導電層)の表面抵抗としては、8Ω/□以下が好ましい。この表面抵抗値が8Ω/□を超えると、電磁波シールド効果が十分に発揮されない。さらに好ましい表面抵抗値は6Ω/□以下である。また導電層端部に導電層の表面抵抗値より低い表面抵抗値を持つ電極を設け、アースを取り出すことにより、電磁波シールド効果は更に発揮される。
【0019】
本発明における可視光線反射防止層は、光の干渉性を利用した反射防止層であり、高屈折率層と低屈折率層を有する。この反射防止層は高屈折率層と低屈折率層を交互に、かつ最外層に低屈折率層が位置するように積層することが好ましい。この積層構造は高屈折率層と低屈折率層の2層構造、高屈折率層の両側に低屈折率層を設けたサンドイッチ構造の3層構造、複数の高屈折率層と複数の低屈折率層を交互に積層した4層乃至10層の積層構造をとることができる。好ましい層数は2〜7である。これらの層はそれぞれ、優れた反射防止特性を得るため、後述する所定の膜厚(屈折率n X 層厚d)を構成するのが好ましい。
【0020】
前記高屈折率層は屈折率が1.65以上であることが好ましい。さらには、高屈折率層がTiO2、Ta25、ZrO2、SnO2 、In23およびZnOから選ばれる1種以上から構成される薄膜であることが好ましい。また、前記低屈折率層は屈折率が1.5以下であることが好ましい。さらには、低屈折率層が有機樹脂または金属酸化物から構成されることが好ましい。特に、SiO2から構成されることが好ましい。
【0021】
前記可視光線反射防止層は、反射率として、400nmから700nmの波長領域で最大5%以下であることが好ましい。特に、550nmにおける反射率が2%以下、さらには1%以下であることが好ましい。反射防止層の各層の厚みは、下記式を満足する光学薄膜となるように設定すると、この効果が最も高くなるので好ましい。
【0022】
【数1】
d=0.25×λ/n
(上記式中、dは層の厚み(nm)、λは波長(550nm)、nは層構成物質の屈折率を表わす。)
【0023】
前記可視光線反射防止層の形成方法としては、真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の気相成長法があげられる。また、金属酸化物は微細粒子化し、バインダーに分散させた塗料あるいはゾル−ゲル法による湿式成膜方式も使用できる。かかる方式には、グラビアコート法やスクリーンコート法、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法などによる湿式コート法も使用することができる。また、可視光線反射防止層の耐擦傷性向上のために、基材フィルムの上にハードコート層を設け、その上に該可視光線反射防止層を設けても良い。
【0024】
本発明におけるハードコート層は有機系層でも無機系層でも良いが、有機系層が好ましい。有機系のハードコート層としては、メラミン樹脂やポリウレタン樹脂等のような架橋構造により、表面硬度を向上し耐擦傷性を高めるものがあるが、これらは耐スチールウール性、耐候性の面で充分といえない点がある。これらの改良としてはオルガノポリシロキサンを用いたものがあるが、これは乾燥時間が長く、高コストの問題も孕んでいる。そこで、両者の特性を満たすため、紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化は、硬化性樹脂組成物に紫外線を当てると光開始剤が活性化して、ラジカルを発生し、このラジカルが重合性のある不飽和結合を持った分子を活性化し、重合反応を起こして塗膜の重合反応を急速に進める。このような硬化性樹脂組成物は、通常、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光開始剤を必須成分としている。更に必要に応じて、増感剤、顔料、充填剤、不活性有機ポリマー、レベリング剤、チキソトロープ性付与剤、熱重合禁止剤、溶剤等を添加しても良い。
【0025】
前記の光重合性モノマーとしては、官能基としてアクリロイル基を末端に持つアクリル酸エステルが好ましく挙げられる。光重合性プレポリマーとしては、例えばポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレートポリエーテルアクリレート、アルキッドアクリレート、ポリールアクリレート等が好ましく挙がられる。重合開始剤としては、紫外線を吸収して重合反応を開始させるもので、300〜450nmの紫外線領域の吸収を持っているものが好ましい。例えば、カルボニル化合物のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、イオウ化合物のテトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサソン類、アゾ化合物等が挙がられる。
【0026】
前記硬化性樹脂組成物には、硬度を改善し、ハードコート層自身の収縮を抑えることができる無機微細粒子を配合することが好ましい。更に、この無機微細粒子の表面に官能基を導入するような表面処理を行なうことで、硬化性樹脂と無機微細粒子の架橋反応が進み、よりハードコート特性を向上させることができる。かかる無機微細粒子の平均粒径は100μm以下であることが好ましく、また100nm以上であることが好ましい。無機微細粒子の含有量は20〜60wt%であることが好ましい。
【0027】
前記ハードコート層は、その表面が鉛筆硬度で4H以上の硬さを有することが好ましい。また、ハードコート層表面はさらにその上に反射防止層を積層するため、表面の濡れ性を良くしておく必要がある。ハードコート表面の水接触角は40〜80°であることが好ましい。この接触角が80°を超えると積層界面の密着性不良を起こし、一方40°未満ではロール上に巻いた場合ブロッキング現象を起こすことがある。
【0028】
本発明における透明積層フィルムは、前述したように、透明導電性熱線反射層を含む透明導電性熱線反射フィルムの少なくとも片面に可視光線反射防止層を設けた積層フィルムであ、該可視光線反射防止層は、透明導電性熱線反射フィルムの基材フィルムの、透明導電性熱線反射層とは反対側のフィルム面の上に少なくとも設ける。かかる例として、透明導電性熱線反射層を設けた透明導電性熱線反射フィルムと可視光線反射防止層を設けた透明な可視光反射防止フィルムとを、基材フィルム面同士を接着剤を介して接合させて透明積層フィルムとする態様を好ましく挙げることができる。また、前記可視光線反射防止層は、透明導電性熱線反射フィルムの透明導電性熱線反射層の上に設けることもでき
【0029】
前記接着剤としては、紫外線に対して耐久性を有するものが好ましく、アクリル系粘着剤またはシリコーン系粘着剤が好ましい。さらに粘着特性やコストの観点から、アクリル系粘着剤が好ましい。特に剥離強さの制御が容易なことから、アクリル系粘着剤において、溶剤系およびエマルジョン系の中で溶剤系が好ましい。アクリル溶剤系粘着剤として溶液重合ポリマーを使用する場合、そのモノマーとしては公知のものを使用できる。例えば、骨格としての主モノマーとしては、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクリルアクリレート等のアクリル酸エステルを好ましく例示できる。凝集力を向上させるためのコモノマーとしては、酢酸ビニル、アクリルニトリル、スチレン、メチルメタクリレート等を好ましく例示できる。さらに架橋を促進して安定した粘着力を付与させ、また水の存在下でもある程度の粘着力を保持するための官能基含有モノマーとしては、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等を好ましく例示できる。
【0030】
粘着剤の製造は、公知の方法で行うことができる。例えば、酢酸エチルやトルエン等の有機溶剤の存在下で、反応釜内に所定の出発物質を投入し、ベンゾイルパーオキサイド等のパーオキサイド系やアゾビスイソブチロニトリル等のアゾビス系を触媒として、加熱下で重合させることで製造できる。分子量を上げるためには、例えば反応初期にモノマーを一括投入する方法や、また使用する有機溶剤種では、連鎖移動係数が大きくポリマー成長を抑制するトルエンより酢酸エチルを使用すると良い。ポリマーの重量平均分子量(Mw)は40万以上が好ましく、50万以上がさらに好ましい。分子量が40万未満では、イソシアネート硬化剤で架橋されても、凝集力が十分なものが得られず、荷重をかけての保持力評価でもすぐに落下したり、またガラス板に貼り合せた後経時後に剥がした時、粘着剤がガラス板に残ることがある。
【0031】
粘着剤の硬化剤としては、特にアクリル溶剤系では一般的なイソシアネート系硬化剤やエポキシ系硬化剤が使用できるが、均一な皮膜を得るためには経時による粘着剤の流動性と架橋が必要なため、イソシアネート系硬化剤が好ましい。
【0032】
前記粘着剤層には、添加剤として、例えば安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤等を含有させることもできる。粘着剤層の厚みは5〜50μmが好ましい。
【0033】
粘着剤層の塗布形成方法としては、任意の公知の方法が使用でき、例えばダイコーター法、グラビアコーター法、ブレードコーター法、スプレーコーター法、エアーナイフコート法、ディップコート法などが挙げられる。さらに、粘着層の積層前に、必要に応じて密着性、塗工性向上の目的で、フィルム表面に火炎処理、コロナ放電処理、プラズマ放電処理などの物理的表面処理、易接着性の有機または無機樹脂塗布などの化学的表面処理を行うことが好ましい。
【0034】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳述する。なお、フィルムの特性の測定は、以下の方法にしたがって実施した。
【0035】
(1)可視光反射率
島津製作所 UV−3101PC型を用い、透明積層フィルムの反射防止層側に照光して、下記の波長範囲で測定し、積分可視光反射率をJIS A5759に基づき計算する。
可視光領域: 400〜700nm
【0036】
(2)赤外線反射率
日本分光社製FT/IR−700を用い、透明積層フィルムの導電性熱線反射層側に照光して、フィルムの反射率を測定し、5〜30μmの波長範囲での積分赤外線反射率を上記(1)の計算法に準じて算出する。
【0037】
(3)表面抵抗値
表面抵抗の測定は、三菱化学(株)製の表面抵抗測定器loresta-GP(MCD-T600)を用い、熱線反射層の表面抵抗を測定する。
【0038】
[実施例1]
溶融したポリエチレンテレフタレート(固有粘度(オルソクロロフェノール、35℃)=0.65)をダイより押し出し、常法により冷却ドラムで冷却して未延伸フィルムとし、次いで縦方向に95℃で3.6倍延伸した後、このフィルムを引き続いて横方向に120℃で3.8倍延伸し、次いで220℃で熱固定して、厚さ150μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
【0039】
このフィルムの片面に厚さ15nmの酸化チタン層(誘電体層;第1層)を設け、その上に厚さ12nmの銀層(金属層;第2層)を設け、さらにその上に厚さ25nmの酸化チタン層(誘電体層;第3層)を設けて透明導電性熱線反射層を形成した。なお、上記3層はいずれも真空下(5×10-5torr)でのスパッタリング法で形成した。
【0040】
上記透明導電性熱線反射層とは反対側の基材フィルムの表面に、ポリエステル系樹脂のアンカーコートを塗工し、その上にハードコート剤として、無機微粒子成分を含有するアクリル系の紫外線硬化型樹脂(JSR社製Z7500)を塗工して、厚さ5μmのハードコート層(塗膜)を形成させた。
【0041】
さらに該ハードコート層の上に、TiOx(n=1.75,d=78nm)、 TiOx(n=2.0,d=69nm)、SiO2(n=1.48,d=95nm)の、3層の膜を積層して可視光線反射防止膜(層)を設けた。該可視光線反射防止膜の上には、さらに、防汚染層として、パーフルオロアルキル基含有アクリル樹脂層を厚さ5nmとなるよう塗工した。
得られた透明積層フィルムの特性は表1に示す。
【0042】
[実施例2]
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(基材フィルム)の厚さを50μmに変更する以外は実施例1と同様に行なって片面に透明導電性熱線反射層を設けた透明導電性熱線反射フィルムを得た。
【0043】
一方、実施例1での二軸延伸フィルムの製法と同じ方法で厚さ50μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(基材フィルム)を得、この片面に実施例1と同じようにアンカー層、ハードコート層、可視光線反射防止層、防汚染層をこの順に塗工して可視光線反射防止フィルムを作成した。
【0044】
前記の透明導電性熱線反射フィルムと可視光線反射防止フィルムとの、基材フィルム面同士をウレタン系接着剤を用いて貼り合わせ、透明積層フィルムを得た。
この透明積層フィルムの特性は表1に示す。
【0045】
[比較例1]
可視光線反射防止層を設けない以外は実施例1と同様に行なって透明積層フィルムを得た。
この透明積層フィルムの特性は表1に示す。
【0046】
【表1】
Figure 0003901911
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、熱線反射効果と可視光線反射防止効果にすぐれ、室内灯等の映り込みを防止して優れた視認性を奏し、かつまた優れた導電性(低い表面抵抗値)による電磁波遮蔽効を有する透明積層フィルムを提供することができる。

Claims (5)

  1. 透明導電性熱線反射層を含む透明導電性熱線反射フィルムの少なくとも片面に可視光線反射防止層を積層してなる積層フィルムであって、
    可視光線反射防止層は、透明導電性熱線反射フィルムの基材フィルムの、透明導電性熱線反射層とは反対側の面に少なくとも設けられ、
    可視光線反射率が5%以下、赤外線反射率が75%以上であることを特徴とする透明積層フィルム。
  2. 透明導電性熱線反射層が、金属層と誘電体層を積層してなる層であり、該金属層がAu、Ag、CuおよびAlから選ばれる1種以上の金属または合金からなる層であり、かつ該誘電体層がTiO、Ta、ZrO、SnO、SiO、SiO、InおよびZnOから選ばれる1種以上からなる層である請求項1記載の透明積層フィルム。
  3. 透明導電性熱線反射層の表面抵抗値がΩ/□以下である請求項1または2記載の透明積層フィルム。
  4. 可視光線反射防止層が、金属、金属酸化物、有機樹脂またはこれらの2種以上の混合物より形成され、低屈折率層と高屈折率層を有し、かつ最表層が低屈折率層で構成されている請求項1から3いずれか記載の透明積層フィルム。
  5. 透明積層フィルムが、透明導電性熱線反射層を設けた透明導電性熱線反射フィルムと可視光線反射防止層を設けた透明な可視光反射防止フィルムの基材フィルム面同士を接着剤を介して接合させた積層フィルムである請求項1から4いずれか記載の透明積層フィルム。
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