(57)【要約】【課題】本発明は、断熱性及び電波透過性の両方に優れる積層体を提供することを目的とする。【解決手段】基材フィルムと、前記基材フィルム上に形成された不連続な金属層とを備え、シート抵抗が１０００Ω／□以上であり、赤外反射率が２０％以上である積層体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムと、前記基材フィルム上に形成された不連続な金属層とを備え、シート抵抗が１０００Ω／□以上であり、赤外反射率が２０％以上である積層体。
【請求項２】
前記基材フィルムと前記金属層の間に、酸化インジウム含有層をさらに備える請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記酸化インジウム含有層は連続状態で設けられている請求項２に記載の積層体。
【請求項４】
前記金属層は島状構造を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項５】
前記金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体に関する。より詳細には、本発明は断熱性及び電波透過性に優れる積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば建材用途などで使用される、金属薄膜層を備える断熱用の積層体が知られている。このような積層体は、金属薄膜層の赤外線反射機能により、外部から内部への熱の流入や、内部から外部への熱の流出を抑制することを可能とし、断熱機能を奏している。
【０００３】
例えば、特許文献１においては合成樹脂からなる基材の片面に、少なくとも金属薄膜と金属酸化物薄膜からなる熱線反射層、保護層を順に積層した積層フィルムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１４４５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような連続的な金属薄膜を含む積層体では、マイクロ波帯やミリ波帯の電波透過性が十分でないため、通信機器の動作に影響を及ぼすことが分かっている。一方で、無線通信や無線給電の普及に伴い、建材用途に限らず、電波透過性が広く求められるようになってきた。
【０００６】
ここで、このような積層体の電波透過性を確保するには導電体である金属の量を低減する、即ち金属薄膜層を薄くすることが考えられるが、金属薄膜層を薄くすると赤外線反射効果を充分に得られなくなり、断熱性の確保が困難となる。したがって、断熱性及び電波透過性の両方に優れた積層体が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みて完成されたものであり、その課題は、断熱性及び電波透過性の両方に優れた積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の積層体は、基材フィルムと、基材フィルム上に形成された不連続な金属層とを備え、シート抵抗が１０００Ω／□以上であり、赤外反射率が２０％以上である。
【０００９】
本発明の積層体の一態様は、基材フィルムと金属層の間に、酸化インジウム含有層をさらに備えてもよい。
【００１０】
本発明の積層体の一態様において、酸化インジウム含有層は連続状態で設けられていてもよい。
【００１１】
本発明の積層体の一態様において、金属層は島状構造を有していてもよい。
【００１２】
本発明の積層体の一態様において、金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の積層体は、断熱性及び電波透過性の両方に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による積層体の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における金属層のＳＥＭ像である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における積層体の断面のＴＥＭ像である。
【図４】図４は、実施例における金属層の厚みの測定箇所を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
［積層体の構造］
図１に、本発明の一実施形態による積層体１の概略断面図を示す。本実施形態の積層体１は、基材フィルム１０と、金属層１１とを備える。
【００１７】
＜基材フィルム＞
基材フィルム１０には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリスチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン、ポリシクロオレフィン、ポリウレタン、アクリル（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳなどの単独重合体や共重合体からなるフィルムを用いることができる。但し、後に金属層１１を形成するため、基材フィルム１０は蒸着やスパッタ等の高温に耐え得るものであることが好ましく、従って、上記材料の中でも、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、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ＡＢＳ、ポリプロピレン、ポリウレタンが好ましい。なかでも、耐熱性とコストとのバランスがよいことからポリエチレンテレフタレートやシクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、アクリルが好ましい。基材フィルム１０は、単層フィルムでもよいし積層フィルムでもよい。加工のし易さ等から、基材フィルム１０の厚さは、例えば、６μｍ〜２５０μｍ程度が好ましい。また、金属層１１や後述の酸化インジウム含有層との付着力を強くするために、基材フィルム１０にはプラズマ処理や易接着処理などが施されてもよい。
【００１８】
＜金属層＞
金属層１１は、基材フィルム１０上に形成された、金属からなる不連続な層である。
【００１９】
本実施形態において金属層１１を構成する金属は特に限定されないが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）から選択された少なくとも一種の金属、および該金属を主成分とする合金などを用いることができる。
特に、積層体１の電波透過性を向上させるために金属層１１の金属の量を低減した場合、即ち金属層１１を薄くした場合においても積層体１の赤外反射率を良好とするためには、赤外反射率の高い金属を用いることが好ましく、製造コストも合わせて鑑みるとアルミニウム、又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。また、アルミニウム合金を用いる場合にはアルミニウムの含有率を５０重量％以上とすることが好ましい。
【００２０】
本実施形態において金属層１１は金属部分１１ａと隙間１１ｂを備える不連続構造であればよく、例えば後述の島状構造やクラック構造である。本実施形態の積層体１は、金属層１１の隙間１１ｂを電波が透過することができるため、電波透過性を有する。
【００２１】
島状構造は、金属粒子同士が各々独立し、互いにわずかに離反し、又は一部接触した状態で敷き詰められてなる構造である。図２に、本発明の一実施形態における島状構造の金属層のＳＥＭ像を示す。また、図３に本発明の一実施形態における積層体の断面のＴＥＭ像を示す。
【００２２】
島状構造の金属層１１は、たとえば基材フィルム１０上に金属を蒸着、スパッタ等することにより形成することができる。この際、基材フィルム１０上に酸化インジウム含有層を予め設けることで、容易に島状構造の金属層１１を得ることができるため好ましい。酸化インジウム含有層についての詳細は後述する。
【００２３】
島状構造の金属層１１の厚さは特に限定されないが、赤外反射率を向上させる観点から、２０ｎｍ以上とすることが好ましく、３０ｎｍ以上とすることがより好ましい。
一方、電波透過性を向上させる観点から、１００ｎｍ以下とすることが好ましく、７０ｎｍ以下とすることがより好ましい。
なお、本明細書において金属層１１の厚さは、実施例の欄に記載された方法で測定される値を意味する。
【００２４】
また、島状構造の金属層１１における金属部分１１ａの円相当径は特に限定されないが、通常１０〜１０００ｎｍ程度である。また、各金属部分１１ａ同士の距離は特に限定されないが、通常は１０〜１０００ｎｍ程度である。
【００２５】
クラック構造は、金属薄膜がクラックにより分断された構造である。
クラック構造の金属層１１は、例えば基材フィルム１０上に金属薄膜層を設け、屈曲延伸して金属薄膜層にクラックを生じさせることにより形成することができる。この際、基材フィルム１０と金属薄膜層の間に伸縮性に乏しい、即ち延伸によりクラックを生成しやすい素材からなる脆性層を設けることにより、容易にクラック構造の金属層１１を形成することができる。
【００２６】
上述のとおり金属層１１が不連続となる態様は特に限定されないが、生産性の観点からは島状構造が好ましい。
【００２７】
本発明の積層体１は、本発明の効果を奏する限りにおいて基材フィルム１０及び金属層１１以外の層を備えてもよく、例えば、以下に例示する層を備えてもよい。
【００２８】
＜酸化インジウム含有層＞
本実施形態の積層体１は、基材フィルム１０と金属層１１の間に、酸化インジウム含有層を備えてもよい。基材フィルム１０と金属層１１の間に酸化インジウム含有層を備えること、すなわち、基材フィルム１０の上に酸化インジウム含有層を形成し、その上に金属層１１を形成することにより、スパッタリングにより島状構造の金属層１１を形成することが容易となる。
【００２９】
酸化インジウム含有層は、基材フィルム１０の面に直接設けられていてもよいし、基材フィルム１０の面に設けた保護膜等を介して間接的に設けられてもよい。酸化インジウム含有層は、基材フィルム１０の面に連続状態で、言い換えれば、隙間なく、設けるのが好ましい。酸化インジウム含有層を連続状態で設けることにより、酸化インジウム含有層、ひいては、金属層１１や積層体１の平滑性や耐食性を向上させることができ、また、酸化インジウム含有層を面内ばらつきなく成膜することも容易となる。
【００３０】
酸化インジウム含有層として、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）そのものを使用することもできるし、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属含有物を使用することもできる。ただし、インジウム以外の金属を含有したＩＴＯやＩＺＯの方が、スパッタリングでの放電安定性が高い点でより好ましい。
ＩＴＯにおけるＩｎ２Ｏ３の重量に対する錫（Ｓｎ）の含有率は特に限定されるものではないが、例えば、２．５重量％〜３０重量％、より好ましくは、３重量％〜１０重量％である。また、ＩＺＯにおけるＩｎ２Ｏ３の重量に対する酸化亜鉛（ＺｎＯ）の含有率は、例えば、２重量％〜２０重量％である。
【００３１】
上述のとおり、本実施形態の積層体１においては金属層１１にアルミニウム、又はアルミニウム合金を用いることが好ましいが、これらはインジウムや錫などとは異なり、島状構造を形成することが困難であった。すなわち、基材フィルム１０上にアルミニウムやアルミニウム合金をスパッタリングにより積層した際には、連続した金属層が形成されやすい。
一方、基材フィルム１０上に酸化インジウム含有層を形成したのちにアルミニウムやアルミニウム合金をスパッタリングにより積層することにより、比較的容易にアルミニウムの不連続層を得ることができる。
【００３２】
基材フィルム１０が酸化インジウム含有層を備えることにより不連続構造の金属層１１を容易に得ることができるようになるメカニズムは必ずしも明らかではないが、おおよそ、次のようであると推測される。
金属層１１の薄膜形成プロセスにおいて、不連続構造の形成しやすさは、金属層１１が付与される被付与部材（本実施形態では、基材フィルム１０上に形成された酸化インジウム含有層）上での表面拡散と関連性があり、被付与部材の温度が高く、被付与部材に対する金属層の濡れ性が小さく、金属層１１の材料の融点が低い方が不連続構造を形成しやすい。すなわち、基材フィルム１０と比較して酸化インジウム含有層は金属の濡れ性が小さいため、基材フィルム１０上に酸化インジウム含有層を形成することで、不連続構造の金属層１１を形成しやすくなったものと考えられる。
また、従って以下の実施例で特に使用したアルミニウム（Ａｌ）以外の金属についても、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）などの比較的融点の低い金属については、同様の手法で不連続構造の金属層１１を容易に形成することができると考えられる。
【００３３】
酸化インジウム含有層の厚さは、電波透過性や生産性の観点から、通常１０００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましく、２０ｎｍ以下が更に好ましい。一方、積層される金属層１１が不連続状態となりやすいように、酸化インジウム含有層の厚さは１ｎｍ以上であることが好ましく、２ｎｍ以上であることがより好ましく、５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
また、金属層１１の厚さと酸化インジウム含有層の厚さとの比（金属層１１の厚さ／酸化インジウム含有層の厚さ）は、０．１〜１００の範囲が好ましく、０．３〜３５の範囲がより好ましい。
【００３５】
酸化インジウム含有層は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等によって形成することができるが、大面積でも厚さを厳密に制御できる点から、スパッタリングにより形成することが好ましい。
【００３６】
［積層体の物性］
次に、本実施形態の積層体１の物性について説明する。
【００３７】
＜シート抵抗＞
積層体のシート抵抗は電波透過性と相関を有し、シート抵抗を増加させると電波透過性は向上する。また、シート抵抗を減少させると電波透過性は悪化し、シート抵抗が１００Ω／□以下であると電波透過性は発現しない。本実施形態の積層体１は、シート抵抗が１０００Ω／□以上であるため、十分に高い電波透過性を有する。また、同様の観点より積層体１のシート抵抗は２０００Ω／□以上であることが好ましく、３０００Ω／□以上であることがより好ましい。
積層体１のシート抵抗は、ＪＩＳ−Ｚ２３１６−１：２０１４に従って渦電流測定法により測定することができる。
【００３８】
積層体１のシート抵抗は、金属層１１の厚みや、金属層１１に用いる金属種、また、スパッタリングにより金属層１１を形成する場合には、スパッタ時の圧力や基材フィルム１０の温度等を適宜調整することにより調整することができる。
【００３９】
＜赤外反射率＞
本実施形態の積層体１は、赤外反射率が２０％以上であるため、高い断熱効果を奏する。また、同様の観点より、積層体１の赤外反射率は３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。
なお、本明細書における赤外反射率とは２ｎｍの波長における反射率を意味し、基準としてＡｌ蒸着ミラーの反射率を１００％とした際の反射率であり、後述の実施例の欄に記載の方法で測定することができる。
【００４０】
積層体の赤外反射率は、金属層１１の厚みや、金属層１１に用いる金属種、また、スパッタリングにより金属層１１を形成する場合には、スパッタ時の圧力や基材フィルム１０の温度等を適宜調整することにより調整することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
（積層体の製造）
先ず、ＤＣマグネトロンスパッタリングを用いて、厚さ１２５μｍの三菱ケミカル社製ＰＥＴフィルムＯ−３００Ｅ（以下、基材フィルム）上に、５ｎｍの厚さのＩＴＯ層を形成した。ＩＴＯ層を形成する際の基材フィルムの温度は、１３０℃に設定した。ＩＴＯは、Ｉｎ２Ｏ３に対してＳｎＯ２を１０重量％含有させたものである。
次いで、交流スパッタリング（ＡＣ：４０ｋＨｚ）を用いて、ＩＴＯ層の上に、４５ｎｍの厚さの島状のアルミニウム（Ａｌ）層を形成し、実施例１の積層体を得た。なお、Ａｌ層を形成する際の基材フィルムの温度は、１３０℃に設定した。
また、ＩＴＯ層及びＡｌ層の厚みを変化させた以外は実施例１と同様にして、実施例２及び３並びに比較例２及び３の積層体を得た。
また、ＩＴＯ層を形成せず、Ａｌ層の厚みを変化させた以外は実施例１と同様にして、比較例１の積層体を得た。
【００４３】
（Ａｌ層の厚さ）
Ａｌ層内における厚さのばらつき、更に詳細には、金属部分１１ａごとの厚さのばらつきを考慮して、以下のように測定した金属部分１１ａの厚さの平均値をＡｌ層の厚さとした。なお、以下この平均値を便宜上「最大の厚さ」と呼ぶ。各例におけるＡｌ層の最大の厚さの測定結果を、表１に示す。
（最大の厚さの測定方法）
まず、各例の積層体から図４に示すように一辺５ｃｍの正方形領域３を適当に抽出し、該正方形領域３の縦辺及び横辺それぞれの中心線Ａ、Ｂをそれぞれ４等分することによって得られる計５箇所の点「ａ」〜「ｅ」を測定箇所として選択した。
次いで、選択した測定箇所それぞれにおいて図３に示すような断面ＴＥＭ画像を測定し、得られたＴＥＭ画像から、約５個の金属部分１１ａが含まれる視野角領域を抽出した。５箇所の測定箇所それぞれにおいて抽出された視野角領域における金属部分１１ａ、すなわち、約２５個（約５個×５箇所）の金属部分１１ａの個々の厚さをＴＥＭ画像より求め、これらの平均値をＡｌ層の厚さとした。
なお、各金属部分１１ａの厚さは、実施例１〜３、比較例２、３ではＩＴＯ層から、比較例１では基材フィルムから、垂直方向に最も厚い部分の厚みとした。
【００４４】
（シート抵抗の測定）
ナプソン社製非接触式抵抗測定装置ＮＣ−８０ＭＡＰ（測定上限は１０，０００Ω／□）を用い、ＪＩＳ−Ｚ２３１６−１：２０１４に従って渦電流測定法により各例の積層体のシート抵抗を測定した。測定結果を表１に示す。
【００４５】
（赤外線反射率の測定）
日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計Ｕ４１００を用い、各例の積層体の２μｍの測定波長における５°正反射率を測定した。結果を表１に示す。なお、基準として、Ａｌ蒸着ミラーの反射率を反射率１００％とした。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
上記のとおり、本実施例の積層体は、赤外反射率及びシート抵抗が良好であるため、断熱性及び電波透過性の両方に優れるものであった。
【符号の説明】
【００４８】
１  積層体
１０  基材フィルム
１１  金属層
１１ａ  金属部分
１１ｂ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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