JPH0226855B2

JPH0226855B2 -

Info

Publication number: JPH0226855B2
Application number: JP58240821A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yatabe; Masao Suzuki; Toshio Nishihara
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1990-06-13
Also published as: JPS60132754A

Description

【発明の詳細な説明】［利用分野］本発明は可視光線を透過し赤外線を反射する光
透過性シートに関する。更に詳しくは可視光線を
透過し近赤外光線から赤外線を反射する選択的光
透過性シートに関する。

［従来技術］一般に金、銀、銅及びれらを主成分とする各種
合金等の導電性金属薄膜を、透明高屈折率誘電体
層ではさんだ積層体において各構成薄膜の膜厚を
コントロールする事により、特定波長域の光線を
選択的に反射するものが得られる事が知られてい
る。

特に可視部に透明で赤外線波長域を選択的に反
射する積層体は、熱線反射フイルムとしてビル、
住宅等の省エネルギー、太陽エネルギー利用など
の点から有効である。しかし、ビル、住宅等の省
エネルギー、太陽エネルギー利用の分野において
更に利用効率を向上させるためには、太陽光線の
エネルギー分布の中で可視光線部（450nｍ〜
700nｍ）、近赤外線部（701nｍ〜2100nｍ）の透
過特性に選択性を持たせた方が更に有効である。
つまり太陽エネルギー分布の中で人間の目には感
じないが、熱線の約50％が存在する近赤外線部の
透過特性をより低下させ、可視光線部の透過特性
をより向上させる事が断熱に更に有効であり、か
つ透視性を何ら損う事がないため周囲環境及び安
全性に影響を与える事なく各種の分野に応用が可
能である。応用分野の例とて高温作業における監
視窓等の防熱性向上、建物及び自動車、電車等の
乗物の窓から入射する太陽エネルギーの遮断特性
向上による冷房効果の更なる向上、透明食物容器
の熱遮断性向上、及び冷凍、冷蔵シヨーケースに
おける保冷効果の更なる向上等が挙げられる。こ
れら選択透過性を有する光学干渉フイルターとし
ては一般にフアブリ・ペロー・フイルター
（Fabry−Perot filter）がよく知られている。こ
れは相対する半透性鏡の間に特定の光学膜厚を有
する透明誘電体をはさみ特定波長の光だけを透過
する干渉フイルターとして知られている。このフ
アブリ・ペロー・フイルターを応用すると可視部
の透過特性が高く近赤外部の反射特性の高い選択
光透過性シートが得られる事が米国特許第
3682528号明細書に示されている。それによれば、
例えば基板／金属層／誘電体／金属層／誘電体層
の構成としてガラス／Ni／Ag／Al₂O₃／Ni／
Ag／Al₂O₃という構成体で400nｍから700nｍの
透過率が70％以上でありかつ反射率が約10％、
700nｍから2500nｍでの透過率が10％以下であり
かつ反射率が約90％以上の選択光透過性積層体が
得られている。

［問題点］フアブリ・ペロー・フイルターにおいては、半
透過性反射鏡である金属膜厚を薄くすれば透過波
長幅が拡大し、かつ透過率が向上する事、又誘電
体の屈折率を低くすれば透過波長幅が狭くなる事
が知られている。計算により誘電体の屈折率と厚
さを例えば550nｍに透過ピークが得られる様に
選び、金属膜厚を充分薄くすれば可視部の透過特
性が高く、近赤外部の遮断特性の良いフイルター
を構成する事ができる。従来フイルターの用途と
しては精密光学用途が主であり、その点から光学
定数の安定した吸収の少い酸化物等の金属化合物
が透明誘電体として用いられていた。しかし太陽
エネルギーの遮断等省エネルギー用途で建物窓等
に用いる場合には大面積への適用が不可欠でり、
従来の金属化合物を透明誘電体として用いたので
は工業規模での生産は不可能である。

これは金属酸化物等によつて金属薄膜層の表面
を均一に大面積にわたつて被覆する技術がいまだ
未完成の技術であるという事を意味する。金属酸
化物の膜厚が薄く50Å以下である様な場合には簡
便に金属膜から金属酸化物膜を熱酸化等により形
成する事も可能ではあるが、本発明の様に1000Å
程度の膜厚の酸化物を均一に大面積に工業的規模
で作成する事は不可能であるといえる。

［発明の構成及び作用］我々はかかる構成体を広く太陽エネルギー利用
等省エネルギー用途に応用すべく鋭意検討した。

その結果、屈折率が1.35〜1.65である有機化合
物を均一に塗工する事により、光学的に透明で均
一な孔学的特性を有する透明誘電体層を形成でき
る事が可能である事を見出した。

ところで従来より有機化合物はその光学的特性
の不均一さ、光学的損失の大きさ、長期的安定性
のなさより一部の例外を除いて光学材料には用い
られていなかつたために信頼性の点において問題
があつた。本発明者らはかかる有機化合物の欠点
を克服すべく更に研究した結果透明誘電体層に特
定の有機化合物すなわち有機架橋重合体を使用す
る事によつてかかる欠点が克服される事を見出し
本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、有機重合体(A)の少くとも一
方の面に厚さ40Åから300Åの金属薄膜層(B)、厚
さ200Åから3000Åの透明誘電体層(C)及び透明保
護層(D)が(A)／(B)／(C)／(B)、あるいは(A)／(B)／(C)
／
(B)／(D)の順に積層されてなる光透過性シートにお
いて当該透明誘電体層(C)が有機架橋重合体からな
る事を特徴とする光透過性シートである。

本発明でいう有機重合体フイルム(A)は特に限定
する必要はないが、本発明の光透過性シートを透
明な窓等に貼付して適用するという目的に対して
は550nｍにおける透過率が少くとも50％以上好
ましくは75％以上である透明性を有する事が必要
であり、この条件を満す有機重合体フイルム(A)で
あれば従来公知のいかなるフイルムでもよいが、
その内、ポリエチレンテレフタレートフイルム、
ポリカーボネートフイルム、プリプロピレンフイ
ルム、ポリエチレンフイルム、ポリエチレンナフ
タレートフイルム、ポリサルホンフイルム、ポリ
エーテルサルホンフイルム、ナイロンフイルム等
が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートフ
イルムが好ましく用いられる。

又、これらの有機重合体フイルム中にその有機
重合体フイルムの機械的特性及び光学特性を損わ
ない程度の着色剤、紫外線吸収剤、色素等を含ま
せても本発明に用いられる有機重合体フイルムと
して何ら差しつかえない。

本発明に用いられる金属薄膜層(B)の材料として
は可視光領域の吸収損失が少く、電気伝導性の高
い金属又は合金ならばいかなるものでも良いが、
中でもとりわけ銀を主成分にしている事が好まし
い。他に含有させうる金属としては、金、銅、ア
ルミニウム等が好ましいが銀の有する特性を低下
せしめない含有量であれば、他にどの様な金属を
含んでいてもさしつかえない。銀の含有量は得ら
れる光透過性シートの光学特性を支配する重要な
因子であり、少くとも40重量％、好ましくは50重
量％以上含有させている事が好ましい。

又、特に赤外反射能の高い積層体を得る為には
金、銀、銅の三元素から選ばれた２種又は３種の
金属からなる合金の金属薄膜層(B)あるいはそれら
の単独の金属薄膜層(B)である事が好ましい。

金属薄膜層(B)の膜厚は、得られた光透過性シー
トの光学特性における要求特性を満足すれば特に
限定されるものではないが、赤外光反射能、又は
電気伝導性をもつためには、少くともある程度の
領域で膜としての連続性をもつことが必要であ
る。金属薄膜が島状構造から連続構造にうつる膜
厚として約30Å以上、また本発明の目的である可
視光の透過特性を高くするためには、300Å以下
である事が好ましい。

光透過性シートが充分な可視光透過率と充分な
赤外光反射率を有するためには、金属薄膜(B)の膜
厚は約40Å以上、約120Å以下である事が特に好
ましい。

金属薄膜層(B)を形成する方法は、例えば真空蒸
着法、カソードスパツタリング法、イオンプレー
テインング法等の他に従来公知のいずれの方法で
も可能であるが、120Å以下の膜厚で安定な膜を
形成せしめるためにはカソードスパツタリング
法、イオンプレーテイング法等の高エネルギー粒
子による膜形成法が好ましい。特に合金薄膜を得
る場合には、形成薄膜合金組成の均一性、形成薄
膜膜厚の均一性の点からカソードスパツタリング
法が好ましい。

又、金属薄膜層(B)を形成する際に薄膜である金
属層の安定化を画るために公知の方法で基板板と
なる材料に前処理をほどこす事ができる。これら
の方法は、例えばイオンボンバードメントの様な
クリーニング処理、有機シリケート、有機チタネ
ート、有機ジルコネート化合物の塗工等の下塗り
処理、及び／又は金属Ni、Ti、Si、Bi、Zr、Ｖ、
Ta等及びこれら金属の酸化物等をスパツタリン
グ等によつて前もつて形成する核形成安定化処理
等があり、光透過性シートの光学特性に悪影響を
与えない範囲で適当に選択して使用すれば良い。
これらの前処理が厚みの増加を伴う処理の場合は
その厚さは100Å以下である事が好ましい。この
前処理と同様の処理を金属層の上に後処理として
行つてもよい。

本発明の透明誘電体層(C)に用いられる有機化合
物としては、有機架橋重合体が好ましく用いられ
れる。

有機架橋重合体としては、フエノール樹脂化合
物、アルキド樹脂化合物、不飽和ポリエステル樹
脂化合物、エポキシ樹脂化合物、ポリウレタン樹
脂化合物等架橋可能な官能基を有する重合体を空
気、熱、光あるいは架橋剤等を作用して架橋せし
めたすべての有機架橋重合体が好ましく用いられ
る。これら架橋重合体は１種のみでも良いが２種
以上混合て使用する事もできる。

かかる有機架橋重合体は本発明においては透明
誘電体層(C)に形成に用いられる。かかる透明誘電
体層(C)は本発明においては塗工法等で形成される
ため、前記のような架橋可能な官能基を有する重
合体を必要なら架橋剤と一緒に適当な溶剤に適度
な濃度となる様希釈溶解せしめ塗工し、乾燥ある
いは更に必要なら熱処理、光照射等によつて有機
架橋重合体とならしめる方法が好ましく用いられ
る。

かかる塗工法によつて透明誘電体層(C)を形成す
る場合、小面積であればスピンコーテイング、バ
ーコーター又はドクターナイフ等で塗工し乾燥す
る事によつて得る事ができる。

大面積の場合にはグラビアロールコータ、リバ
ースロールコータ等の機械により塗工後乾燥する
事により、任意の厚さの透明誘電体層(C)を形成す
る事ができる。

本発明における光透過性シートが光学的にその
目的を達するためには透明誘電体層(C)の膜厚は
200Åから3000Åの間になければならない。特に
可視光線の透過率を高めるためには500Åから
1500Åの間にある事が好ましい。

又特に本発明における光透過性シートを可視光
線550nｍ付近に最大透過率を有するものとする
ためにはかかる透明誘電体層(C)の膜厚は600Åか
ら1300Åの間にある事が特に好ましい。

又本発明の透明誘電体層(C)に用いられる有機架
橋度はかならずしも高ければ良いというものでは
なく本発明の光透過性シートが用いられる条件
（環境条件、後処理条件等）に応じて適宜選択す
る事が好ましい。

本発明の光透過性シートの様に光学的用途に有
機化合物を用いる場合、得られた塗膜の物性が積
層体の光学特性を支配するため純度ならびに均一
性にすぐれた樹脂を選ぶ必要性があるとともに、
塗工法も均一な膜厚が達成できる方法を宜宜選択
する必要がある。好ましくは設定膜厚の±５％以
内の膜厚範囲におさめる必要がある。

本発明の光透過性シートには、光学的機能を有
する積層構造(A)／(B)／(C)／(B)を保護する目的で最
外層(B)の上に保護層(D)を形成する事ができる。か
かる保護層(D)は、本発明の積層体を機械的な損
傷、化学物質等の汚染物質、水分等の侵入等から
保護する役割を有している。

この目的を達成しかつ積層体の光学特性に悪影
響をおよぼさないためには、保護層(D)の材料とし
ては光学的に透明でかつ保護能力にすぐれた材料
が好ましい。本発明に使用しうる保護層(D)の材料
としては、Si、Al、Ti、Zr、Ta等の酸化物ある
いは前記金属の２種あるいは３種の混合酸化物等
の無機化合物からなる類、あるいはアクリロニト
リル、ポリメタアクリロニトリル、ポリメチルメ
タアクリレート等のアクリル樹脂、アクリレート
樹脂及びそれらの共重合体、ポリスチレン樹脂、
酢酸ビニル樹脂、フエノキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂等の樹脂及びそれらの混
合物、共重合体及び架橋重合体等から形成された
有機化合物からなる膜が好ましく用いられる。

又特に使用環境がきびしい場合には、種々の厚
さを有するポリエチレンフイルム、ポリプロピレ
ンフイルム、ナイロンフイルム、トリアセテート
フイルム、ポリエステルフイルム、ポリビニルブ
チラールシート、ポリカーボネートシート等を公
知の方法でラミネート保護層(D)として使用する事
もできる。

無機化合物からなる膜を、保護層(D)として用い
る場合にはスパツタリング、真空蒸着、イオンプ
レーテイング等の物理的形成法が好ましく用いら
れるが、金属アルコキサイド化合物を適当な溶剤
に希釈塗工する公知の金属酸化物薄膜形成法によ
つて金属酸化物からなる保護層(D)を得る事もでき
る。

有機化合物からなる膜を保護層(D)として用いる
場合には、前述した樹脂を溶解せしめる適当な溶
剤に溶解し、塗工乾燥する事によつて有機化合物
からなる保護層(D)を得る事ができる。本発明にお
ける保護層(D)は単一の層ばかりではなく、２層、
３層の積層構造であつても良い。これは無機化合
物と有機化合物の相互の積層構造であつても良い
し、有機化合物相互の積層構造、無機化合物相互
の積層構造であつてもよい。これら積層構造の保
護層(D)にする事によつてより良好な保護機能をを
有した本発明の保護層(D)を得る事ができる。

本発明の保護層(D)の厚さは積層体を保護する能
力があれば限定されるものではないが、保護能力
の点から0.05μ以上、積層体の光学特性を低下さ
せないためには50μｍ以下、特に好ましくは35μ
ｍ以下が好ましく用いられる。

かかる本発明の光透過性シートはその用途に応
じて使用されるが、例えば建物窓等に使用される
場合には窓等の硝子に粘着剤等を介して直接貼付
する方法あるいは複層ガラスの間に展張して使用
する方法等が考えられ、自動車等の窓部に使用さ
れる場合には安全硝子として知られている合せ硝
子の中に公知の方法でポリビニルブチラールを介
して入れる事ができる。本発明の光透過性シート
は、かかる安全硝子用に用いる際に、特にその特
性を発揮し、着色やクラツク等の発生をまぬがれ
ることができる。

この様に本発明の光透過性シートは使用目的に
応じて適宜最適の使用形態を選択する事が可能で
あり太陽エネルギーの入射制御のみならず、あら
ゆる熱線輻射防止の分野において有効に使用する
事ができる。

以下、実施例により本発明の具体的説明を行
う。なお、部分は全て重量部である。

実施例１２軸延伸した厚さ125μｍのポリエステルフイ
ルムを基板(A)とし、その上に第１層として厚さ80
Åの銀銅薄膜層（銅を10重量％含有）からなる金
属薄膜層(B)を、第２層として厚さ750Åのポリメ
タアクリロニトリル（80部）と２−ヒドロキシエ
チルメタアクリレート（20部）の共重合架橋体か
らなる透明誘電体層(C)を、第３層として第１層と
同じ厚さ80Åの銀銅薄膜層（銅を10重量％含有）
からなる金属薄膜層(B)を順次積層した(A)／(B)／
(C)／(B)構成の光透過性シートを以下のように形成
した。

金属薄膜層(B)の銀銅薄膜層は、銅を10重量％含
有する銀銅合金をターゲツトとしArガス圧力５
×10^-3TorrのもとでDCマグネトロンスパツタリ
ングによつて形成した、投入電力はターゲツトの
単位面積あたり2W／cm²であつた。

透明誘電体層(C)はポリメタアクリロニトリルと
２−ヒドロキシメタアクリレートの共重合体１部
とイソシアネート化合物（商品名タケネートＡ−
10：武田薬品工業株式会社製）0.5部とをシクロ
ヘキサノン５部、アセトン２部、メチルエチルケ
トン１部からなる混合溶媒にポリメタアクリロニ
トリルと２−ヒドロキシエチルメタアクリレート
の共重合体が２重量％の濃度になる様に溶解せし
めた後、バーコータを用いて塗工し130℃で３分
間乾燥する事によつて得た。

得られた光透過性シートの波長500nｍでの透
過率は78％であり、10μｍでの赤外光反射率は82
％であつた。

得られた光透過性シートの両側に厚さ300μｍ
のポリビニルブチラールシートを合せ、更にその
両面に厚さ３mmのフロートガラスを合せた後、１
Kg／cm²の圧力をかけながら150℃で１時間保持す
る事により光選択透過性合せ硝子を作成した。得
られた光選択透過性合せ硝子の積分可視透過率は
71％であり、積分近赤外光透過率は29％であつ
た。

実施例２実施例１の第２層の透明誘電体層(C)をポリメタ
アクリロニトリルと２−ヒドロキシエチルメタア
クリレートの共重合架橋体に替えてポリビニルア
ルコールからなる架橋重合体とする以外は実施例
１と同じ構成の光透過性シートを形成した。

ポリビニルアルコールからなる架橋重合体の透
明誘電体層(C)はポリビニルアルコール（ケン化度
75％）１部、ホルムアルデヒド0.5部からなる混
合物をポリビニルアルコール1.4重量％となる様
に水に溶解せしめ、バーコータで塗工後135℃に
２分間乾燥せしめて得た。

得られた光透過性シートの積分可視透過率は70
％であり、積分近赤外光透過率は31％であつた。

実施例３２軸延伸した厚さ75μｍのポリエステルフイル
ムを基板(A)とし、その上に第１層として厚さ10Å
の酸化チタン層と厚さ55Åの銀薄膜層と厚さ20Å
の酸化チタン層とからなる、前処理層及び後処理
層を有する金属薄膜層(B)を、第２層としては厚さ
800Åのトリメチルプロパンと２，４トリレンジ
イソシアネート付加体との75％酢酸エチル溶液
（日本ポリウレタン(株)製：商品名コロネートＬ）
とポリエステル樹脂（東洋紡(株)製：商品名バイロ
ンRV−200）からなる架橋重合体の透明誘電体
層(C)を、第３層としては第１層と同じ酸化チタン
からなる前処理層及び後処理層を有する銀薄膜層
からなる金属薄膜層(B)からなる各層を順次積層し
てなる(A)／(B)／(C)／(B)構成の光透過性シートを以
下のように作成した。

金属薄膜層(B)の厚さ10Å、厚さ20Åの酸化チタ
ン層からなる前処理層及び後処理層は、金属チタ
ンをターゲツトとしたDCマグネトロンスパツタ
リングでArガス圧５×10^-3Torr下において金属
チタン膜を形成せしめ大気中に曝露する事によつ
て酸化チタン層とならしめた。

金属薄膜層(B)の厚さ55Åの銀薄膜層は銀板をタ
ーゲツトとしたDCマグネトロンスパツタリング
によりアルゴンガス圧５×10^-3Torr下において
形成せしめた。

透明誘電体層(C)は、バイロンRV−200 １部と
コロネートL0.1部とをメチルエチルケトン３部、
シクロヘキサノン１部からなる混合溶媒にバイロ
ンRV−200が２重量％になる様に溶解せしめ、
バーコータで塗工せしめた後130℃で３分間乾燥
する事により得た。

得られた光透過性シートの積分可視透過率は73
％、積分近赤外光透過率は39％であつた。

実施例４２軸延伸した厚さ125μｍのポリエステルフイ
ルムを基板(A)としその上に第１層として厚さ80Å
の金を20重量％含む銀金薄膜層からなる金属薄膜
層(B)を、第２層として厚さ750Åのエポポキシ樹
脂からなる透明誘電体層(C)を、第３層として第１
層と同じ厚さ80Åの金を20重量％含む銀金薄膜層
の金属薄膜層(B)とを順次積層してなる(A)／(B)／
(C)／(B)構成の光透過性シートを以下のように作成
した。

金属薄膜層(B)の第１層、第３層の銀金薄膜層
は、金を20重量％含有する銀金合金ターゲツトを
使用し、Arガス圧力３×10^-3Torr下のDCマグネ
トロンスパツタリングで形成した。

第２層のエポキシ樹脂からなる透明誘電体層(C)
は、ビスフエノール系エポキシレジン（シエル化
学(株)製：商品名エピコート1004）とポリアミド系
硬化剤（第１ゼネラル(株)製：商品名バーサミド
125）を同一重量比秤量しトルエン１部、ジアセ
トンアルコール１部からなる混合溶剤にエポキシ
レジンが1.5重量％になる様に溶解せしめてバー
コータで塗工後130℃に５分間乾燥せしめて得た。

得られた光透過性シートの積分可視光透過率は
68％、積分近赤外光透過率は31％であつた。

実施例５実施例３で得られた光透過性シート上に商品名
タケラツクＡ−310と商品名タケネートＡ−10（い
ずれも武田薬品工業KK製）のメチルイソブチル
ケトン溶液（Ａ−310 10部、Ａ−10 ２部）をバ
ーコータで塗工し風乾燥、保護層(D)として厚さ
25μｍのポリプロピレン延伸フイルムをラミネー
トした。得られた保護層(D)の積層された光透過性
シートの積分可視光透過率は73％、積分可視光反
射率は11％、積分近赤外光透過率は36％であつ
た。

実施例６実施例４の透明誘電体層(C)をポリエステルポリ
ウレタン樹脂の架橋重合体から形成する以外は実
施例４と同様の光透過性シートを構成した。

ポリエステルポリウレタン樹脂からなる架橋重
合体は、平均分子量1300の両末端がヒドロキシル
基であるポリエチレンアジペートを２，４−トリ
レンジイソシアネートで鎖延長した分子量約
40000のポリエステルポリウレタン樹脂１部と実
施例３で使用したコロネートL0.4部をポリエステ
ルポリウレタン樹脂が1.7重量％となる様に酢酸
エチルに溶解せしめた後、バーコータで塗工し
130℃で３分間乾燥する事によつて得た。

得られた光透過性シートの積分可視透過率は72
％、積分近赤外光透過率は40％であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１有機重合体フイルム(A)の少くとも一方の面に
厚さ40Åから300Åの金属薄膜層(B)、厚さ200Åか
ら3000Åの透明誘電体層(C)及び透明保護層(D)が
(A)／(B)／(C)／(B)、あるいは(A)／(B)／(C)／(B)／(D
)の
順に積層されてなる光透過性シートにおいて、当
該透明誘電体層(C)が有機架橋重合体からなる事を
特徴とする光透過性シート。