(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層と、
前記赤外線遮蔽層の片面側に形成された透明合成樹脂層と、
前記透明合成樹脂層の他面側に形成され、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子が透明合成樹脂中に分散され、熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下としたナノ中空粒子分散樹脂層と、
前記ナノ中空粒子分散樹脂層の他面側または前記赤外線遮蔽層の他面側に形成され、ガラスからなる基材に接合させるための透明粘着層とを具備し、
前記透明合成樹脂層または前記透明粘着層に紫外線吸収剤を含有させ、可視光線透過率が７６．１％以上で、前記ナノ中空粒子は前記シリカ殻に複数のミクロ細孔を有し、前記ミクロ細孔を除いた前記シリカ殻のみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内であることを特徴とする遮熱断熱フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮熱性及び断熱性を有するフィルムに関するもので、特に、家屋、ビル等の建材用窓ガラス、自動車用窓ガラス等の保護フィルムとして用いられる遮熱断熱フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築分野、自動車分野等では、省エネ及び環境問題の観点や、居空間の快適性を確保する必要性から、遮熱性及び断熱性を得るために様々な手法が用いられている。
しかしながら、窓ガラスのような視認性の要求される部位については住宅用の壁紙に使用されているような断熱材は視認性の観点から使用することはできない。
そこで、窓からの入熱や放熱を抑える手段として、合わせガラス、複層ガラス等が開発されているが、例えば、サッシでは窓枠の工事が必要となり、既存物件ではコスト面で厳しいのが現状であった。
また、窓からの入熱を改善する方法としてプラスチックフィルム上に金属膜を製膜した保護フィルムを窓に貼付する方法もあるが、これでは、熱の流入を抑えることはできるものの、熱の流出を抑える効果は不十分である。
【０００３】
このような問題に対処するため、特許文献１においては、少なくとも２枚の樹脂フィルムからなり、２枚の樹脂フィルムの間に空気層を形成するためのスペーサを有する窓貼りシートであって、空気層より室内側に位置する樹脂フィルムの片面に遠赤外線反射膜が施された断熱樹脂フィルムである窓貼シートが開示されている。そして、特許文献１には、２枚の樹脂フィルムの間に空気層を形成する方法として、織物、編物、不織布などからなるメッシュ状布帛、断面が矩形波状または波形の凹凸を有する樹脂シートあるいは透明発泡樹脂シートなどを樹脂フィルム間に挟むことによって、または、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂などの接着性樹脂を樹脂フィルム表面に一定間隔に多数点在、あるいは、一定間隔でストライプ状や格子状等に存在させること等によって、２枚の樹脂フィルムの間に空気層を形成すると記載されている。
この特許文献１の記載によれば、窓貼シートは透明性が高いものであり、また、スペーサを介して空気層を形成することにより、金属が塗布された樹脂フィルムのみでは得られない断熱性効果が得られるとある。
【０００４】
ところで、本発明者らは、従来から、シリカ殻からなるナノ中空粒子及びその製造方法の開発を行ってきた（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。このシリカ殻からなるナノ中空粒子は、中空でシリカ殻が薄いため、断熱性及び透明性に優れるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２０１０−１３８６５９号公報
【特許文献２】特開平２００５−２６３５５０号公報
【特許文献３】特願平２０１０−００２７３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の技術においては、上述の如く、空気層を形成するために２枚の樹脂フィルム間に樹脂シートや接着性樹脂等の存在が必要であり、また、空気層では一定の厚みになるとそれ以上増大させても空気の対流が生じ（対流熱）熱移動量が一定となる。更に、太陽光線等の赤外線（熱線）は基本的には遠赤外線膜で反射して遮蔽することになる。このため、空気層や遠赤外線膜を厚く形成しても、高い透明性を確保しつつ、熱の流入及び流出抑制の向上を図るには限度がある。
加えて、空気層が形成されるため、窓貼シートの強度は小さく脆いものとなり、ガラスの飛散を有効に抑えるには、樹脂等の厚みを大きくするか、または、別途ガラス飛散防止のためのフィルム等の貼付が考えられるが、係る場合、全体としてシートが必要以上に厚膜とならざるを得ず、高い透明性が得られなくなると共に、剥がれ易くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたものであって、シリカ殻からなるナノ中空粒子の断熱性及び透明性を利用し、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入の抑制効果の向上を図ることができ、また、透明性が高く、ガラス等の基材に貼合した際にも良好な視認性を確保することができ、更に、ガラスの飛散防止効果を向上させることができる遮熱断熱フィルムの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の遮熱断熱フィルムは、透明合成樹脂層の片面側に赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層が形成され、前記透明合成樹脂層の他面側に、即ち、前記赤外線遮蔽層が形成される側とは反対面側の前記透明合成樹脂層に、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子が透明合成樹脂中に分散されたナノ中空粒子分散樹脂層が形成された遮熱性及び断熱性を有するフィルムである。特に、シリカ殻からなるナノ中空粒子の断熱性及び透明性を利用し、遮熱性及び断熱性に優れ、かつ、透明性が高くてガラス等の基材に貼合した際にも良好な視認性を確保することができ、また、ガラスの飛散を防止できるものあり、家屋、ビル等の建材用窓ガラス、自動車用窓ガラス等の保護フィルムとして用いられる。
【０００９】
ここで、上記透明合成樹脂層としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなるものが挙げられるが、熱可塑性樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。中でも、高い透明性と耐久性を有するポリエステル樹脂が好ましく、特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。
【００１０】
また、上記赤外線遮蔽層は、赤外線（遠赤外線、近赤外線）を反射または吸収したりすることによって、赤外線を遮蔽することができるものであればよく、赤外線を反射するものとしては、例えば、Ｃｕ薄膜、Ａｇ薄膜、Ａｕ薄膜等の金属膜があるが、特に、赤外線反射性及び透明性が高く熱伝導率が低いＡｇ薄膜が好ましい。そして、これら金属膜の使用に当たっては、高い可視光線の透過率を得るために高屈折率の金属膜、例えば、酸化亜鉛アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素、酸化インジウム、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：銀ドープ酸化インジウム）等との積層構造とするのが好ましい。また、赤外線を反射するのみならず吸収するものとしては、ＩＴＯ微粒子分散樹脂、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）微粒子分散樹脂等が挙げられるが、透明性が高いＡＴＯを用いるのが好ましい。なお、ＩＴＯやＡＴＯ等の微粒子を分散させる樹脂は、特に限定されるものではないが、透明性及び分散性が高くハードコート性を有するもの、例えば、アクリル樹脂等を使用するのが好ましい。
【００１１】
更に、上記ナノ中空粒子分散樹脂層における１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子を分散させる透明合成樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができるが、耐久性、透明性及びシリカ殻からなるナノ中空粒子の分散性が高いアクリル樹脂を用いるのが好ましい。
なお、上記１０ｎｍ〜３００ｎｍは、臨界値、境界値として当該値が出てきたものではなく、その数値は大凡の値として捉えているものである。
【００１２】
更また、前記ナノ中空粒子分散樹脂層の他面側に、即ち、前記透明合成樹脂層の形成側とは反対面側の前記ナノ中空粒子分散樹脂層に、または、前記赤外線遮蔽層側の他面側に、即ち、前記透明合成樹脂層の形成側とは反対面側の前記赤外線遮蔽層側に形成され、基材に接合するための透明粘着層を具備するものである。
ところで、上記透明粘着層としては、アクリル系粘着剤、ビニル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等を用いることができるが、耐久性や透明性が高いアクリル系粘着剤を用いるが好ましい。特に、イソシアネート化合物、金属化合物、メラミン化合物等で架橋させたアクリル系粘着剤を用いるのがより好ましい。これにより、耐久性を向上させることができる。
なお、本発明において、上記透明粘着層を介して遮熱断熱フィルムが接合する基材は、主に建材用窓ガラス、自動車用窓ガラス等のガラス等である。
【００１３】
本発明の遮熱断熱フィルムの前記ナノ中空粒子分散樹脂層に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子は、シリカ殻に複数のミクロ細孔を有し、前記ミクロ細孔を除いたシリカ殻のみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内であるものである。
ここで、上記ミクロ細孔とは、孔径が２ｍｍ以下であって窒素分子が通過可能な大きさの微細孔を意味するものである。
【００１４】
そして、上記シリカ殻に複数のミクロ細孔を有し、前記ミクロ細孔を除いたシリカ殻のみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内であるとは、本発明者らの実験研究によって、シリカ殻の密度を小さくすることが極めて低い熱伝導率を得るために有効であることが判明しており、シリカ殻に複数のミクロ細孔を有し、前記ミクロ細孔を除いたシリカ殻のみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内であるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いることで確実に小さい熱伝導率が得られることが確認されたことから、この知見に基づいて、設定されたものである。
なお、上記数値は、臨界値、境界値として当該値が出てきたものではなく、その数値は発明者らの実験結果から得た大凡の値として捉えているものである。
【００１５】
加えて、本発明の遮熱断熱フィルムは、前記ナノ中空粒子分散樹脂層の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下であるものである。
ここで、上記熱伝導率は、熱流計法(ＪＩＳ  Ａ１４１２、ＡＳＴＥＭ−Ｃ５１８、ＩＳＯ８３０１準拠)に基いて測定計算したものである。
そして、上記ナノ中空粒子分散樹脂層の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下とは、シリカ殻からなるナノ中空粒子の熱伝導率が極めて小さく断熱性が極めて高いため、本発明者らの実験研究によって、上記ナノ中空粒子分散樹脂層の熱伝導率を２．５Ｗ／ｍＫ以下とすることができ、確実に断熱性に優れたフィルムが得られることが確認されたことから、この知見に基づいて、設定されたものである。
なお、上記２．５Ｗ／ｍＫ以下とは、厳格に２．５Ｗ／ｍＫ以下であることを要求するものではなくて約２．５Ｗ／ｍＫ以下であればよく、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００１６】
また、本発明の遮熱断熱フィルムは、可視光線透過率が７０％以上であるものである。
ここで、上記可視光線透過率は、ＪＩＳ  Ａ５７５９に準拠して３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲について透過率を測定し、ＪＩＳ  Ａ５７５９に示す方法により算出したものである。
そして、上記可視光線透過率が７０％以上とは、シリカ殻からなるナノ中空粒子を含有してもその透明性が高いため、本発明者らの実験研究によって、フィルムにおいて可視光線透過率を７０％以上とすることができ、高い視認性が確保されることが確認されたことから、この知見に基づいて、設定されたものである。
なお、上記７０％以上も、厳格に７０％以上であることを要求するものではなくて約７０％以上であればよく、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係る遮熱断熱フィルムによれば、透明合成樹脂層の片面側に赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層が形成され、他面側にシリカ殻からなるナノ中空粒子が透明合成樹脂中に分散されたナノ中空粒子分散樹脂層が形成されているから、赤外線の透過が赤外線遮蔽層のみならずナノ中空粒子分散樹脂層のシリカ殻からなるナノ中空粒子によっても防止される。また、ナノ中空粒子分散樹脂層（シリカ殻からなるナノ中空粒子）の熱伝導率が小さく断熱性が高いため、ガラス等の基材に内貼り（外貼りでもよい）で貼り付けた際に、両面の熱伝導率の差が大きくなり、それによって、ガラス等に吸収され蓄熱された熱はフィルム側（室内等の内部側）に放散されるのが防止されてフィルム側とは反対側（室外等の外部側）へと放出される。また、フィルム側（室内等の内部側）の熱はガラス等を介しての放散が防止される。故に、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入抑制効果の向上を図ることができる。
したがって、本発明の遮熱断熱フィルムによれば、ガラス等の基材に貼付するだけで、夏場は、室外の太陽熱が室内へ流入することによる室内の温度上昇が抑えられると共に、冬場は、室内の暖房熱が室外へ放出するのが抑えられ、冷暖房等の省エネ効果を図ることができる。
【００１８】
しかも、シリカ殻からなるナノ中空粒子は、中空でシリカ殻が薄いことから透明性・透光性が高いものであり、また、その粒子径が極めて小さいため、ナノ中空粒子分散樹脂層の厚さが薄くても優れた断熱性が得られる。
このため、本発明に係る遮熱断熱フィルムは、透明性が高く、ガラス等の基材に貼合した際にも可視光線の透過を可能にして視認性を阻害することなく、即ち、可視光線を効果的に取り込みつつ、優れた断熱性及び遮熱性を発揮する。
【００１９】
更に、シリカ殻からなるナノ中空粒子が含有されているため、薄くても丈夫であり、ガラス等が破損した場合でもシリカ殻からなるナノ中空粒子によってガラス等の飛散を効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
このようにして、シリカ殻からなるナノ中空粒子の断熱性及び透明性を利用し、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入の抑制効果の向上を図ることができ、また、透明性が高く、ガラス等の基材に貼合した際にも良好な視認性を確保することができ、更に、ガラスの飛散防止効果を向上させることが可能な遮熱断熱フィルムとなる。
【００２１】
前記ナノ中空粒子分散樹脂層の他方側または前記赤外線遮蔽層側の他方側に透明粘着層が形成されるため、透明粘着層によってガラス等の基材に接合させことができ、このとき、ガラス等の基材への接合させるため手段（粘着剤）等による視認性阻害の恐れはない。
【００２２】
本発明の遮熱断熱フィルムによれば、前記ナノ中空粒子分散樹脂層に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子のシリカ殻は複数のミクロ細孔を有し、前記ミクロ細孔を除いたシリカ殻のみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内であるから、前記ナノ中空粒子分散樹脂層において確実に低い熱伝導率を得ることができる。よって、より確実に優れた断熱性を確保できて熱の流出入抑制効果の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明に係る遮熱断熱フィルムによれば、前記ナノ中空シリカ分散樹脂層の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下であるから、確実に優れた断熱性が確保されることになる。
また、本発明に係る遮熱断熱フィルムによれば、可視光線透過率が７０％以上であるから、より確実に高い視認性が確保されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムを構成するナノ中空粒子分散樹脂層におけるシリカ殻からなるナノ中空粒子の製造工程を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムを構成するナノ中空粒子分散樹脂層の断熱性を比較例と比較して示す表図である。図２（ｂ）は熱伝導率の測定方法を説明するための説明図である。図２（ｃ）は本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムを構成するナノ中空粒子分散樹脂層の断熱性による効果を確かめるために、図４の試験装置に適用して試験装置底から約１００ｃｍ高の温度を測定した際の温度変化を比較例と比較して示すグラフである。
【図３】図３は本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムを貼り付けたガラス板の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムの熱の流出入の抑制効果を試験する試験装置の構成を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム及び比較例１に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際のガラス裏面の温度変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、比較例２及び比較例３に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際のガラス裏面の温度変化を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム及び比較例１に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際の試験装置底から約１００ｃｍ高（フィルムから約１００ｃｍ離間した場所）の温度変化を示すグラフであり、図６（ｂ）は、比較例２及び比較例３に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際の試験装置底から約１００ｃｍ高（フィルムから約１００ｃｍ離間した場所）の温度変化を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は、本発明の実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム及び比較例１に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際の試験装置底から５０ｃｍ高（フィルムから約１５０ｃｍ離間した場所）の温度変化を示すグラフであり、図７（ｂ）は、比較例２及び比較例３に係るフィルムを図４の試験装置に適用した際の試験装置底から５０ｃｍ高（フィルムから約１５０ｃｍ離間した場所）の温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態において、同一の記号及び同一の符号は同一または相当する機能部分を意味するものであるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
【００２６】
まず、本発明の実施の形態に係る遮熱断熱フィルムを構成するナノ中空粒子分散樹脂層について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施の形態に係るナノ中空粒子分散樹脂層に使用したシリカ殻からなるナノ中空粒子１の製造手順の概略は以下の通りである。
【００２７】
図１に示すように、まずコア粒子となる炭酸カルシウム微粒子２を結晶成長させる。ここで生成させる炭酸カルシウムの結晶２はカルサイトであり六方晶系であるが、合成条件を制御することにより、あたかも立方晶系であるかのような形状、即ち「立方体状」に成長させることができる。なお、ここでいう「立方体状」とは、立方体に限らず曲面で囲まれた立方体に似た形状をいう。
【００２８】
そして、この炭酸カルシウム２の外径が１０ｎｍ〜１８０ｎｍとなるように結晶成長させた後に、熟成させ、更に脱水させて、固体微粉末状の炭酸カルシウム２とし、その後、エタノールに分散させてから、シリコンアルコキシド及びアンモニア添加してゾル−ゲル法により炭酸カルシウム微粒子２にシリカ（ＳｉＯ２）３をコーティングする。
続いて、このようにして作製したシリカコーティング粒子３を、洗浄した後に水に分散させ、更に塩酸を添加して内部の炭酸カルシウム２を溶解させて流出させることによって、流出孔を有する立方体状のシリカ中空粒子４を形成させる。最後に、乾燥させた後に２００℃〜４００℃に加熱して、溶解した炭酸カルシウム２が流出した孔を塞ぐことによって、本実施の形態に係るシリカ殻からなるナノ中空粒子１が製造される。
【００２９】
本実施の形態において、このように簡単な工程で製造されたシリカ殻からなるナノ中空粒子１の中空部分１ｂの内径は、コア粒子である炭酸カルシウム微粒子２の外径１０ｎｍ〜１８０ｎｍであり、シリカ殻１ａの厚さは３ｎｍ〜１０ｎｍ前後であるため、本実施の形態に係るシリカ殻からなるナノ中空粒子１の外径は略３０ｎｍ〜略２００ｎｍとなる。なお、このとき、壁厚は２５ｎｍ以下であり、空隙率は５０％以上である。因みに、これら粒径は、透過型及び走査型電子顕微鏡にて観察した値、即ち、電子顕微鏡法による値である。
また、溶解した炭酸カルシウム２が流出した孔を加熱によって塞いでいるため、このシリカ殻からなるナノ中空粒子１には、孔径が２ｎｍを超える大きさの細孔は存在していないが、窒素を用いたＢＥＴ法によって孔径が２ｍｍ以下であって窒素分子が通過可能な大きさの微細孔であるミクロ細孔の存在が確認されており、このミクロ細孔を除いたシリカ殻１ａのみの密度は、０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３であることが判明している。
更に、本実施の形態に係るシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、このように中空でシリカ殻が薄いため、また、ミクロ細孔を有し低密度であるため、加えて、正方形状であるが故に入射した可視光線の屈折が起きにくくて屈折率が低いため、透明性・透光性が高いものである。
【００３０】
そして、本実施の形態に係るナノ中空粒子分散樹脂層は、このようにして製造されたシリカ殻からなるナノ中空粒子１を透明合成樹脂としてのアクリル樹脂に均一に分散させてなるものである。
なお、本実施の形態においては、有機溶媒のキシレン（オルト、メタ、パラの混合物）にアクリル樹脂（ＤＩＣ（株）社製、アクリディックＡ−１６５）を溶解させこれにシリカ殻からなるナノ中空粒子１を混合して高速攪拌機等で均一に分散させることによって、ナノ中空粒子分散樹脂層溶液を作製し、これを透明合成樹脂フィルムに塗布した後、溶媒としてのキシレンを８０℃で２分間乾燥して揮発させることによって、アクリル樹脂にシリカ殻からなるナノ中空粒子１が均一に分散されたナノ中空粒子分散樹脂層を形成した。しかし、本発明を実施する場合には、例えば、貼付型のフィルム状のものを使用してナノ中空粒子分散樹脂層を形成してもよい。なお、このフィルム状のものは、例えば、シリカ殻からなるナノ中空粒子１とアクリル樹脂等の透明合成樹脂をニーダ等で加熱混練した後、カレンダー成形等に成形することによって製造できる。
【００３１】
ここで、このようにして得られるナノ中空粒子分散樹脂層の断熱性について図２を参照して説明する。
断熱性について測定を行った供試体は、具体的には、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が固形分で１０重量％、アクリル樹脂が固形分で９０重量％配合されたナノ中空子分散樹脂層をステンレス（ＳＵＳ３０４）円板（φ６０ｍｍ，厚さ５ｍｍ）に所定の厚さで形成させたものである（供試体１、供試体２）。また、比較のために、アクリル樹脂そのものをステンレス（ＳＵＳ３０４）円板（φ６０ｍｍ，厚さ５ｍｍ）に所定の厚さで形成させたもの（供試体３、供試体４）、更には、ステンレス（ＳＵＳ３０４）そのもの（供試体５）についても測定を行った。これらの熱伝導率、全熱抵抗率、熱貫流率についての測定結果を図２（ａ）の下段に示す。
なお、ここで使用したシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、具体的には、外径が９８ｎｍ、シリカ殻１ａの厚さが８ｎｍ、シリカ殻１ａのみの密度が１．７ｇ／ｃｍ３、比表面積が１４７ｍ2 ／ｇ、粒子比重が０．７２、空隙率が５８．６％、嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ３のものであり、表面にイソシアヌレート基を修飾したものである。
【００３２】
図２（ａ）において、熱伝導率λ（Ｗ／ｍＫ）は、熱流計法(ＪＩＳ  Ａ１４１２、ＡＳＴＥＭ−Ｃ５１８、ＩＳＯ８３０１準拠)に基づいて測定計算したものである。具体的には、ここでは、熱伝導率の測定用の機器として、英弘精機（株）のＨＣ１１０を使用し、図２（ｂ）に示すように、高温側プレートと低温側プレートとの間に供試体を挟んで、高温側熱流量Ｑｈと低温側熱流量Ｑｃとを測定し、図２（ｂ）に示される次式（１）によって、熱伝導率λ（Ｗ／ｍＫ）を算出したものである。
λ＝（Ｑｈ＋Ｑｃ）・Ｌ／（２・ΔＴ）‥‥（１）
【００３３】
また、全熱抵抗率Ｒ（ｍ2Ｋ／Ｗ）は、上記熱伝導率λ（Ｗ／ｍＫ）と、ステンレス（ＳＵＳ３０４）円板を含めた全体の厚さｄ（ｍ）を用いた下記の式（２）によって算出したものである。
Ｒ＝ｄ／λ‥‥（２）
【００３４】
更に、熱貫流率Ｋ（Ｗ／ｍ2Ｋ）は、上記熱伝導率λ（Ｗ／ｍＫ）を用いた下記の式（３）によって算出したものである。
Ｋ＝１／（Ｒ＋Ｒｉ＋Ｒｏ）‥‥（３）（Ｒｉ＋Ｒｏ：両面側の熱抵抗値の和）
【００３５】
図２（ａ）に示されるように、本実施の形態に係るナノ中空粒子分散樹脂層は約１０μｍ形成されるだけで、比較例におけるアクリル樹脂のみの場合及び基材（ＳＵＳ３０４）のみの場合に比較して、熱伝導率及び熱貫流率の値は顕著に小さくなり、全熱抵抗率は顕著に大きくなることが分かる。
これより、本実施の形態に係るナノ中空粒子分散樹脂層が断熱性に優れていることが確認された。
【００３６】
なお、参考までに、本実施の形態に係るナノ中空粒子分散樹脂層の断熱性による効果を確かめるため、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が固形分で１０重量％、アクリル樹脂が固形分で９０重量％配合されたナノ中空子分散樹脂層（厚さ６μｍ）の片面側に後述のＰＥＴからなる透明合成樹脂層（厚さ５０μｍ）を形成し、更に、ナノ中空子分散樹脂層の他面側に後述の透明粘着層（厚さ２０μｍ）を形成したもの（フィルム）について、後述の図４に示す熱の流出入の抑制効果を試験する試験装置に適用し、試験装置底から約１００ｃｍ高の温度変化を調べた（但し、ここでは、ガラス板に貼付しない状態で測定した）。また、比較のために、ＰＥＴからなる透明合成樹脂層（厚さ５０μｍ）と透明粘着層（厚さ２０μｍ）のみからなるもの（フィルム）についても同様に行った。その結果を図２（ｃ）に示す。上述の如く、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が含有されたナノ中空子分散樹脂層が断熱性に優れるため、図２（ｃ）に示されるように、透明合成樹脂層（厚さ５０μｍ）＋ナノ中空子分散樹脂層（厚さ６μｍ）＋透明粘着層（厚さ２０μｍ）からなるものを適用した場合、透明合成樹脂層（厚さ５０μｍ）＋透明粘着層（厚さ２０μｍ）からなるものを適用した場合に比べ、試験装置内部の温度上昇及び温度下降の差が少なくて温度変化の差が少なくなっていた。
【００３７】
次に上述のようにして得られるナノ中空粒子分散樹脂層を用いて構成される本実施の形態に係る遮熱断熱フィルムについて図３乃至図７を参照して説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明合成樹脂層１１の片面側に、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層１２が形成され、また、赤外線遮蔽層１２とは反対面側の透明合成樹脂層１１に、上述した略３０ｎｍ〜略２００ｎｍの外径を有する立方体状のシリカ殻からなるナノ中空粒子１がアクリル樹脂に均一に分散されたナノ中空粒子分散樹脂層１３が形成され、更に、このナノ中空粒子分散樹脂層１３の透明合成樹脂層１１側とは反対面側に透明粘着層１４が形成されたものである。
そして、この本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、通常、オフィスビルや家庭の窓ガラス、自動車の窓ガラス等のガラス１５の内部側（室内側、車内側）に透明粘着層１４を介して貼り付けられて使用されるものである。
【００３８】
本実施の形態においては、透明合成樹脂層１１として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム(東洋紡績（株）社製、Ａ４３００)を使用した。なお、この透明合成樹脂層１１の厚さは２５μｍ〜２５０μｍ程度に設定されるのが好ましい。本発明者らの実験研究によれば、２５μｍ未満の場合、その強度等が小さく破損する恐れがあり、一方、２５０μｍを超えた場合、透明度が低下して視認性を阻害する恐れがあることが確認されている。
【００３９】
また、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層１２としては、赤外線を吸収するＡＴＯ分散液(日産化学（株）社製、セルナックスＣＸ−Ｚ６９３Ｍ)４８重量部、多官能アクリレートモノマー(荒川化学（株）社製、ビームセット７００)２５重量部、多官能ウレタンアクリレートオリゴマー(根上工業（株）社製、ＵＮ９４９)２５重量部、光重合開始剤(ＢＡＳＦジャパン（株）社製、イルガキュア１８４)２重量部を固形分比でそれぞれ調整したものを使用した。なお、本実施の形態においては、赤外線遮蔽層１２を透明合成樹脂層１１の片面側に形成する際、積算光量２００ｍＪ/ｃｍ２の紫外線を照射した。
【００４０】
更に、フィルムをガラス等の基材１５に接合させるための透明粘着層１４には、アクリル系粘着剤(サイデン化学（株）社製、ＡＴ−４１１)９４重量部、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業（株）社製、コロネートＬ−４５Ｅ)１重量部、紫外線吸収剤(ＢＡＳＦジャパン（株）社製、チヌビン３８４−２)５重量部を固形分比でそれぞれ調整したものを使用した。
【００４１】
なお、製品の段階においては、透明粘着層１４に剥離フィルムが付されて流通され、窓ガラス１５等に貼り付ける際に、この剥離フィルムを剥がして使用するのが一般的であり、この透明粘着層１４に付される剥離フィルムとしては、例えば、２５μｍ程度の剥離フィルム(東洋紡績（株）社製、Ｅ７００２)を使用することができる。また、各層において各成分を均一に混合するにあたっては、例えば、ニーダ等による加熱混錬や、有機溶剤による溶解混合後に有機溶剤を乾燥除去する方法等を用いることができる。
【００４２】
ここで、このように構成される本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０の特性について説明する。
【００４３】
まず、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０の熱の流出入の抑制効果について、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０をステンレス（ＳＵＳ３０４）の基材に貼付した際の熱伝導率・全熱抵抗率・熱貫流率の測定結果を比較例と比較して示す表１、及び、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０をガラスに貼付した際の温度変化の測定結果を比較例と比較して示す図４乃至図７を参照して説明する。
【００４４】
本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０は、表１の上段に示した配合組成・構成によって作製したものである。このような配合組成・構成を有する実施例１に係る遮熱断熱フィルムを、上記と同様に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）円板（φ６０ｍｍ，厚さ５ｍｍ）に貼付け、それら全体の熱伝導率、全熱抵抗率、熱貫流率を測定した。また、比較のために、赤外線遮蔽層１２のＡＴＯ分散液や、ナノ中空粒子分散樹脂層１３を除いた表１の上段に示した配合組成・構成の比較例１乃至比較例３に係るフィルムを作製し、実施例１と同様に測定を行った。それらの試験結果を表１の下段にまとめて示す。
なお、ここで使用したシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、具体的には、外径が９８ｎｍ、シリカ殻１ａの厚さが８ｎｍ、シリカ殻１ａのみの密度が１．７ｇ／ｃｍ３、比表面積が１４７ｍ2 ／ｇ、粒子比重が０．７２、空隙率が５８．６％、嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ３のものであり、表面にイソシアヌレート基を修飾したものである。
【００４５】
【表１】
0005810361.tif 000002
【００４６】
また、図４に示すような試験装置を用いて、表１上段の配合組成・構成を有する実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０並びに表１上段の配合組成・構成を有する比較例１乃至比較例３に係るフィルムについての熱の流出入抑制効果について調べた。
具体的には、図４に示すように、上面に開口部２１（２００×２００）を有する発泡スチロールからなるボックス２０（内寸：Ｗ４００×Ｌ３００×Ｈ２００）の外側上部に開口部２１を覆うようにフロートガラス板１５（２５０×２５０、厚さ３ｍｍ）を設定し、更にそのガラス板１５の裏面（下面）に実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０を設定し、そして、ボックス２０の内部に、測定部がボックス２０の中央部で底から約５０ｃｍの位置、約１００ｃｍの位置、及び、ガラス裏面（ガラス板１５とフィルムの間）にくるように高精度温度収集装置（ＫＥＹＥＮＣＥ製  ＧＲ―３００）のセンサを設定し、高精度温度収集装置によってガラス裏面の温度、ボックス２０内部の底から約１００ｃｍ高さの温度（ガラス板１５から約１００ｃｍ離間した場所の温度）、ボックス２０内部の底から約５０ｃｍ高さの温度（ガラス板１５から約１５０ｃｍ離間した場所の温度）をそれぞれ測定した（朝６時頃から夕方６時頃まで）。また、表１上段の配合組成・構成を有する比較例１乃至比較例３に係るフィルムについても実施例１と同様に測定を行った。それらの測定結果を図５乃至図７に示す。
【００４７】
表１に示されるように、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０は、熱の伝導率及び熱貫流率が極めて小さく全熱抵抗率が大きい。そして、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０を使用した場合、図５に示されるように、ガラス板１５の裏面での温度変化の測定値では比較例と比較してその差が殆ど表れていないに対し、図６及び図７に示されるように、ボックス２０の内部（底から約１００ｃｍ及び約５０ｃｍ高さの位置）においては、比較例と比較して、温度上昇及び温度下降が少なく、温度変化の差が極めて少なくなっている。即ち、ボックス２０の内部において熱の流出入が少ないことが分かる。特に、表１では比較例３に係るフィルムの熱伝導率が実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０と同じくらい小さい値にも関わらず、図６及び図７に示されるように、実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０の方が、比較例３に係るフィルムより、緩やかなに温度が上昇する傾向にある。これは、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０が、最も加熱効果の大きい赤外線（熱線）を多く遮蔽することによって、熱の侵入を大幅に減少させたためである。即ち、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０が、断熱性のみならず遮熱性にも優れているためである。
【００４８】
これより、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０は、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入の抑制効果が高いことが判明した。
なお、本発明者らの実験研究により、本実施の形態の実施例１に係る遮熱断熱フィルム１０を単板ガラスに貼付することで、従来のペアガラスと同等以上の断熱性が得られることが確認されている。そして、従来のペアガラスのように空気層が含まれることによる共鳴もないため、本実施の形態によれば、遮音効果が期待できる。
【００４９】
続いて、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０についての光学的特性の評価結果及び本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０のナノ中空粒子分散樹脂層１３についての断熱性の評価結果を比較例と比較して示す表２を参照して説明する。
本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は、表２の上段に示した配合組成・構成によって作製したものである。このような配合組成・構成を有する実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０をガラスに貼付した際の日射透過率、可視光線透過率及び紫外線透過率を測定し、更に、実施例２に係るナノ中空粒子分散樹脂層１３をステンレス（ＳＵＳ３０４）の基材に貼付した際の熱伝導率を測定した。また、比較のために、表２の上段に示した配合組成・構成の比較例５乃至比較例１０に係るフィルムを作製し、実施例２と同様に測定を行った。
【００５０】
具体的には、日射透過率は、厚さ３ｍｍのフロートガラスに実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０並びに比較例５乃至比較例１０に係るフィルムを貼合したものを、分光光度計(（株）日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ−４１００)を用いて３００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲について透過率を測定し、ＪＩＳ  Ａ５７５９に示す方法により算出したものである。
【００５１】
また、可視光線透過率は、厚さ３ｍｍのフロートガラスに実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０並びに比較例５乃至比較例１０に係るフィルムを貼合したものを、分光光度計(（株）日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ−４１００)を用いて３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲について透過率を測定し、ＪＩＳ  Ａ５７５９に示す方法により算出したものである。
【００５２】
更に、紫外線透過率は、厚さ３ｍｍのフロートガラスに実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０並びに比較例５乃至比較例１０に係るフィルムを貼合したものを、分光光度計(（株）日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ−４１００)を用いて３００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲について透過率を測定し、ＪＩＳ  Ａ５７６０に示す方法により算出したものである。
【００５３】
加えて、熱伝導率は、上記と同様、ステンレス（ＳＵＳ３０４）円板（φ６０ｍｍ，厚さ５ｍｍ）に所定の厚さで実施例２に係るナノ中空子分散樹脂層１３を並びに比較例５乃至比較例９に係る分散樹脂層を形成させたものを、英弘精機（株）のＨＣ１１０を使用して高温側熱流量Ｑｈと低温側熱流量Ｑｃとを測定し、熱流計法(ＪＩＳ  Ａ１４１２、ＡＳＴＥＭ−Ｃ５１８、ＩＳＯ８３０１準拠)に基づいて算出したものである。
【００５４】
そして、断熱性については、ナノ中空粒子分散樹脂層の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下であるものを○、２．５Ｗ／ｍＫを超えるものであって３．５Ｗ／ｍＫ以下ものについては△、更に、３．５を超えるものについては×と判定した。
また、視認性については、透明性が高くガラスの視認性が阻害されていないものを○、少し透明性が低くガラスの視認性を阻害する可能性が高いものを△と判定した。
これらの測定結果・評価結果を表２の中段・下段にまとめて示す。
【００５５】
【表２】
0005810361.tif 000003
【００５６】
表２に示されるように、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の熱伝導率が２．３６Ｗ／ｍＫで２．５Ｗ／ｍＫ以下になっており、比較例５及び比較例６と比較しても非常に高い値であることが分かる。
これより、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は優れた断熱性を有することが確認された。
【００５７】
そして、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は、日射透過率が５７．３％で５０％以上となっており、また、可視光線率が７６．１％で７０％以上となっている。
これより、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は透明性が高く、ガラス等の基材１５に貼付した際にも良好な視認性を確保できることが確認された。
【００５８】
更に、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は、紫外線透過率が１．５１％で３％以下となっており、紫外線に対しても高い遮蔽効果があることが確認された。なお、これは、比較例７及び比較例８から推測されるように、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が含有されることによって、紫外線を有効に遮蔽することが可能となり、更にそれらに加えて、透明粘着層１４に紫外線吸収剤が含有されているためであると考えられる。よって、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、耐候性も高いものとなる。
なお、上記実施の形態においては、紫外線吸収剤が透明粘着層１４に含有されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、例えば、透明合成樹脂層１１等に配合することも可能である。
【００５９】
ここで、シリカ殻からなるナノ中空粒子１は中空でシリカ殻が薄いため比重が小さく、わずかな量を加えるだけで、ナノ中空粒子分散樹脂層１３中に占める体積％は充分に大きくなり、断熱性を高めることができるが、比較例７から、ナノ中空粒子分散樹脂層１３においてシリカ殻からなるナノ中空粒子１が固形分比率で５重量％の未満の配合量では、十分な断熱性（及び遮熱性）を確保できない恐れある。一方、比較例８から、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の固形分比率が２５重量％を超えると、ナノ中空粒子分散樹脂層１３中に占める体積％が大きくなるため、可視光線透過率が低くなり視認性を阻害する可能性がある。
このため、ナノ中空粒子分散樹脂層１３に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、固形分比率で５重量％〜２５重量％含有されることが好ましい。
【００６０】
更に、シリカ殻からなるナノ中空粒子１はその粒子径が略３０ｎｍから略２００ｎｍまでと小さいため、薄い膜厚でも断熱性を高めることができるが、比較例９から、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さが２μｍ未満では、ナノ中空粒子分散樹脂層１３においてシリカ殻からなるナノ中空粒子１が適量比配合されている場合でも、十分な断熱性（及び遮熱性）を確保できない恐れある。一方、比較例１０から、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さが２０μｍを超えると、ナノ中空粒子分散樹脂層１３においてシリカ殻からなるナノ中空粒子１が適量比で配合されている場合でも、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の量が多くなるため、可視光線透過率が低くなり視認性を阻害する可能性がある。
このため、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さは、２μｍ〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００６１】
以上のように、特に図６及び図７に示したように、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、熱の流出入の抑制効果が高いものである。
これは、赤外線の透過が赤外線遮蔽層１２のみならずナノ中空粒子分散樹脂層１３のシリカ殻からなるナノ中空粒子１によっても防止されるので遮熱性に優れ、更には、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の熱伝導率が極めて小さいという優れた断熱性が発揮され、ガラス等の基材１５に貼り付けた際に（本実施の形態では内貼り）、両面の熱伝導率の差が大きくなり、それによって、ガラス等の基材１５に吸収され蓄熱された熱はフィルム側（室内等の内部側）に放散されるのが防止されてフィルムとは反対側（室外等の外部側）へと放出される一方で、フィルム側（室内等の内部側）の熱はガラス等を介してのフィルムとは反対側（室外等の外部側）への放散が防止されるためである。
【００６２】
したがって、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、ガラス等の基材１５に貼付するだけで、夏場は、室外の太陽熱が室内へ流入することによる室内の温度上昇が抑えられると共に、冬場は、室内の暖房熱が室外へ放出するのが抑えられ、冷暖房等の省エネ効果を図ることができる。更に、断熱性が高いことからガラスにおける結露を防止することも可能であり、また、ガラスに触れたときの冷感を低減することも可能である。
加えて、ナノ中空粒子分散樹脂層１３のシリカ殻からなるナノ中空粒子１、更には、透明粘着層の１４に含有された紫外線吸収剤によって太陽光線等に含まれる紫外線の透過も防止されることから紫外線に対する遮蔽性も高い。
【００６３】
しかも、上述の如く、本実施の形態のシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、中空でシリカ殻が薄いことから、また、ミクロ細孔を有し低密度であることから、更には、正方形状であるが故に入射した可視光線の屈折が起きにくくて屈折率が低いことから、透明性・透光性が高いものである。加えて、本実施の形態のシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、その粒子径も極めて小さいため、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さが薄くても優れた断熱性が得られる。
【００６４】
このため、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明性が高く、ガラス等の基材１５に貼合した際にも可視光線の透過を可能にして視認性（ガラスの透明性等）を阻害することなく、即ち、可視光線を効果的に取り込みつつ、優れた断熱性及び遮熱性を発揮する。故に、採光性も良好であり、更に、入射した可視光線の屈折が起きにくいことから反射防止・防眩効果もある。
また、上述の如く、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さが薄くても優れた断熱性が得られることから、低コストで製造でき、厚大に起因する剥がれ易さもない。
因みに、従来のシラスバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、セラミック等の微細発泡体または微細中空体は、圧縮強度が低くてフィルム製造工程において破壊されやすかったり、平均粒子径が大きかったりするため、これらを利用しても優れた断熱性及び遮熱性を得ることはできない。
【００６５】
特に、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、ナノ中空粒子分散樹脂層１３側に透明粘着層１４が形成されてガラス等の基材１５に貼付されるようになっており、赤外線遮蔽層１２よりもナノ中空粒子分散樹脂層１３がガラス側に配置されることになるから、効率よく赤外線や熱が遮蔽される。このため、熱の流出入抑制効果が十分に発揮され、また、長持ちさせることが可能となる。
【００６６】
加えて、上述の如く、紫外線に対する遮蔽性が高いことから、更に、赤外線遮蔽層１２、ナノ中空粒子分散樹脂層１３、透明粘着層１４には、アクリル系樹脂が使用され、このアクリル系樹脂は一般的に紫外線にも強く耐久性に優れることから、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、劣化し難く、良好な視認性や断熱性等の優れた特性を長期間維持することができる。
故に、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は耐久性が高い。
【００６７】
更に、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が含有されているため、薄くても丈夫であり、ガラスが破損した場合でもシリカ殻からなるナノ中空粒子１によってガラス等の飛散が効果的に防止される。
【００６８】
なお、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、ガラス側とは反対側に配置される赤外線遮蔽層１２にハードコート性が高いアクリル系樹脂を使用しており、また、シリカ殻からなるナノ中空粒子１を含有するナノ中空粒子分散樹脂層１３が形成されることで比較的高い硬度を有するため、傷付きを防止することができるが、本発明を実施する場合、傷付きを更に確実に防止するために、透明性を損なわない範囲でハードコート層を設けてもよい。
【００６９】
また、シリカ殻からなるナノ中空粒子１は、上述したように、極めて簡単な工程で製造できるため、このシリカ殻からなるナノ中空粒子１を用いた本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は低コストで製造可能である。よって、ビルの窓ガラスのような大きな面積にも使用できる。
【００７０】
このように、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明合成樹脂層１１と、この透明合成樹脂層１１の片面側に形成され、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層１２と、透明合成樹脂層１１の他面側に形成され、シリカ殻からなるナノ中空粒子１を透明合成樹脂としてのアクリル樹脂中に分散させたナノ中空粒子分散樹脂層１３とを具備するものである。
【００７１】
したがって、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、赤外線の透過が赤外線吸収層１２のみならずナノ中空粒子分散樹脂層１３のシリカ殻からなるナノ中空粒子１によっても防止される。また、ナノ中空粒子分散樹脂層１３（シリカ殻からなるナノ中空粒子１）の熱伝導率が小さく断熱性が高いため、ガラス等の基材１５に貼り付けた際に（本実施の形態では内貼り）、両面の熱伝導率の差が大きくなり、それによって、ガラス等に吸収され蓄熱された熱はフィルム側（室内等の内部側）に放散されるのが防止されてフィルムとは反対側（室外等の外部側）へと放出される一方で、フィルム側（室内等の内部側）の熱はガラスを介してのフィルムとは反対側（室外等の外部側）の放散が防止される。故に、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入の抑制効果の向上を図ることができる。
このため、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、ガラス等の基材１５に貼付するだけで、夏場は、室外の太陽熱が室内へ流入することによる室内の温度上昇が抑えられると共に、冬場は、室内の暖房熱が室外へ放出するのが抑えられ、冷暖房等の省エネ効果を図ることができる。
【００７２】
しかも、シリカ殻からなるナノ中空粒子１は、中空でシリカ殻が薄く、また低密度であることから、透明性・透光性が高いものであり、更に、その粒子径も極めて小さいため、ナノ中空粒子分散樹脂層１３の厚さが薄くても優れた断熱性が得られる。
よって、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明性が高くガラス等の基材１５に貼合した際にも可視光線の透過を可能にして視認性を阻害することなく、優れた断熱性及び遮熱性を発揮する。
【００７３】
更に、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が含有されているため、薄くても丈夫であり、ガラスが破損した場合でもシリカ殻からなるナノ中空粒子１によってガラス等の飛散を効果的に防止することが可能となる。
【００７４】
このようにして、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の断熱性及び透明性を利用し、遮熱性及び断熱性に優れ、熱の流出入の抑制効果の向上を図ることができ、また、透明性が高く、ガラス等の基材１５に貼合した際にも良好な視認性を確保することができ、更に、ガラスの飛散防止効果を向上させることが可能な遮熱断熱フィルムとなる。
【００７５】
特に、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０は、ナノ中空シリカ分散樹脂層１３の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫ以下であり、優れた断熱性が確保されている。また、赤外線遮蔽層１２の日射透過率が５０％以上で、可視光線透過率が７０％以上であり、高い視認性が確保されている。
【００７６】
加えて、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、ナノ中空粒子分散樹脂層１３に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子１の外径が３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。また、ナノ中空粒子分散樹脂層１３に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子１のシリカ殻１ａは複数のミクロ細孔を有し、シリカ殻１ａのミクロ細孔を除いたシリカ殻１ａのみの密度が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲内である。このため、容易に製造でき、また、確実に優れた断熱性及び遮熱性を確保できて熱の流出入の抑制効果を向上させることができる。
【００７７】
更に、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明合成樹脂層１１の配置側とは反対面側のナノ中空粒子分散樹脂層１３に形成される透明粘着層１４を具備するため、透明粘着層１４によってガラス等の基材１５に接合させことができ、このときガラス等の基材１５への接合させるため手段（粘着剤）等による視認性阻害の恐れはない。
なお、本発明を実施する場合には、透明合成樹脂層１１の配置側とは反対面側の赤外線遮蔽層１２に透明粘着層１４を形成して赤外線遮蔽層１２側をガラス等の基材１５に接合させることも可能であるが、上述の如く、ナノ中空粒子分散樹脂層１３側に透明粘着層１４が形成されてガラス等の基材１５に貼付される方が、効率よく赤外線や熱を遮蔽することができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る遮熱断熱フィルム１０は、透明粘着層１４に紫外線吸収剤を含有したものであるから、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の含有による紫外線の遮蔽に加えて、紫外線吸収剤による紫外線の遮蔽効果が得られため、紫外線に対して高い遮蔽効果を得ることができ、耐候性を高めることが可能となる。特に、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、全体の紫外線透過率が３％以下であり、紫外線に対して高い遮蔽性が確保されている。
【００７９】
そして、本実施の形態の実施例２に係る遮熱断熱フィルム１０によれば、ナノ中空粒子分散樹脂層１３に含まれるシリカ殻からなるナノ中空粒子１は固形分比率で５重量％〜２５重量％の範囲内で含有されているため、確実に良好な視認性を確保でき、また、確実に優れた断熱性及び遮熱性を確保できて熱の流出入の抑制効果の向上を図ることができる。
【００８０】
なお、本発明を実施する場合には、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の製造方法は上記に限定されるものではなく、本発明者らの実験研究によれば、例えば、溶解した炭酸カルシウム２が流出した孔を塞ぐために、８００℃等のより高温で焼成することによっても、熱伝導率の低く断熱性が高いシリカ殻からなるナノ中空粒子が得られることが確認されている。
また、上記実施の形態においては、３０ｎｍ〜２００ｎｍの外径を有する立方体状のシリカ殻からなるナノ中空粒子１を用いた場合について説明したが、炭酸カルシウムを調整する工程（第１工程）、それにシリカをコーティングする工程（第２工程）、炭酸カルシウムを溶解させてナノ中空粒子とする工程（第３工程）を経ることで熱伝導率の低く断熱性が高い１０ｎｍ〜３００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子が得られることが確認されているため、本発明を実施する場合には、１０ｎｍ〜３００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子であれば、その他の特性を有するものを使用してもよい。因みに、１０ｎｍ〜３００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子の壁厚は３０ｎｍ以下であり、空隙率は４０％以上である。
特に、炭酸カルシウムを調整する工程（第１工程）において、透過型電子顕微鏡法による一次粒子径が２０ｎｍ〜２００ｎｍの炭酸カルシウムを水系にて調製し、静的光散乱法による粒子径（分散粒子径）が２０ｎｍ〜７００ｎｍになるように熟成させた後、脱水して含水ケーキの状態とし、続くシリカをコーティングする工程（第２工程）において、この含水ケーキをアルコール中に分散させ、アンモニア水、水、シリコンアルコキシドを、シリコンアルコキシド／アルコールの体積比を０．００２〜０．１、アンモニア水に含有されるＮＨ３を、シリコンアルコキシド１モルに対して、４モル〜１５モル、水をシリコンアルコキシド１モルに対して、２５モル〜２００モルとなるように添加することにより、シリカでコーティングされた炭酸カルシウムを調製した後、アルコール及び水による洗浄を行い、再び含水ケーキとし、更に、炭酸カルシウムを溶解させてナノ中空粒子とする工程（第３工程）において、この含水ケーキを水に分散させ、酸を添加して液の酸濃度を０．１〜３モル／Ｌとし、炭酸カルシウムを溶解させることにより、透過型電子顕微鏡法による一次粒子径が３０ｎｍ〜３００ｎｍ、静的光散乱法による粒子径（分散粒子径）が３０ｎｍ〜８００ｎｍ、壁厚５ｎｍ〜３０ｎｍ、水銀圧入法により測定される細孔分布において２ｎｍ〜２０ｎｍの細孔が検出されないシリカ殻からなるナノ中空粒子を製造できることが、本発明者らの実験研究により確認されている。
そして、本発明者らは、この方法に順じ、適宜薬剤濃度や撹拌方法や温度やアルカリの種類等を調整することにより、以下の表３に示す様々な１次粒子径、壁厚、及び空隙率のシリカ殻からなるナノ中空粒子を製造できることを確認している。
【００８１】
【表３】
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【００８２】
しかし、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の粒子径の外径が、余りに小さいと、製造するのが困難であり、製造できても凝集しやすくその断熱性等の特性が十分に発揮され難くなる。また、粒子径の外径が余りに大きくても、その断熱性等の優れた特性が十分に発揮されにくくなる。そして、本発明者らの鋭意実験研究の結果、３０ｎｍ〜２００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなる中空粒子１が最も製造し易く、凝集も起こり難くて均一に分散させることが容易であり、ナノ中空粒子分散樹脂層１３を薄く形成してもシリカ殻からなるナノ中空粒子１を用いたメリットが十分に発揮されることが確認されている。このため、３０ｎｍ〜２００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子１を用いるのが好ましい。なお、このときの壁厚は２５ｎｍ以下であり、空隙率は５０％以上である。より好ましくは１次粒子径が１５０ｎｍ以下で、壁厚が２０ｎｍ以下であり、空隙率が６０％以上である。特に、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の粒子径の外径が３５ｎｍ以上４５ｎｍ以下の場合、壁厚が３．５ｎｍ以上５．５ｎｍ以下で、空隙率が４０％以上５０％以下であるのが好ましく、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の粒子径の外径が５５ｎｍ以上６５ｎｍ以下の場合、壁厚が４．５ｎｍ以上９ｎｍ以下で、空隙率が４０％以上６０％以下であるのが好ましく、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の粒子径の外径が９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下の場合、壁厚が５ｎｍ以上１５ｎｍ以下で、空隙率が４０％以上７０％以下であるのが好ましく、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の粒子径の外径が１８０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の場合、壁厚が１６ｎｍ以上３０ｎｍ以下で、空隙率が４０％以上７０％以下であるのが好ましい。
【００８３】
更に、本発明を実施する場合には、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面に、表面改質剤、例えば、トリエトキシプロピルイソシアネートシラン（以下、「ＴＥＩＳ」とも言う。）やトリイソシアネート等のイソシアネート系（イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を１つ以上もった化合物）、イソシアヌレート系（イソシアヌレート基を１つ以上もった化合物）、トリエトキシブチルシラン（ＴＥＢＳ）等のアルキル系（アルキル基を１つ以上もった化合物）、トリエトキシプロピルビニルシラン等のビニル系（ビニル基（−ＣＨ＝ＣＨ2 ）を１つ以上もった化合物）、トリエトキシプロピルアクリロキシシラン等のアクリロキシ系（アクリロキシ基を１つ以上もった化合物）、アミン系、エポキシ系、メタクリロキシ系、アクリル系、イミド系、モノアミン変性シリコーンオイルやポリエーテル変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイル等の表面改質剤を付加させたコーティングシリカ殻からなる中空粒子を用いることも可能である。このようにして、疎水性としたり官能基を修飾したりすることで、ナノ中空粒子分散樹脂層においてシリカ殻からなる中空粒子の凝集が防止され、更に、イソシアネート基等の活性基が透明合成樹脂の活性基と反応して強固な結合が作られるため、ナノ中空粒子分散樹脂層中にシリカ殻からなるナノ中空粒子が分散されやすくなり、シリカ殻からなるナノ中空粒子の有する断熱性及び透明性等の優れた特性を十分に発現させ、上記効果をより効果的に発揮させることが可能となる。
なお、コーティングシリカ殻からなる中空粒子は、例えば、シリカ殻からなるナノ中空粒子１と、イソシアネート系表面改質剤（イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を１つ以上もった化合物からなる表面改質剤）としてのＴＥＩＳとを、キシレン、ｎ−ヘキサン等を溶媒としてオートクレーブ中で溶媒の臨界温度において２時間反応させ、ＴＥＩＳのエトキシ基をシリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面の水酸基とそれぞれ縮合させることによって製造することができる。
より好ましくは、シリカ殻からなるナノ中空粒子１をキシレン、ｎ−ヘキサン等の溶媒に湿式ジェットミルで微細分散させた後、ＴＥＩＳ等の表面修飾剤を加え、これにオートクレーブの高温高圧を加えて溶媒の超臨界状態とし、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面に表面修飾剤を反応付加させての製造である。これにより、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面全体が確実に表面修飾剤に覆われ、表面修飾剤の活性基が透明合成樹脂の活性基と反応してなる強固な結合もより多く作られるため、ナノ中空粒子分散樹脂層中においてシリカ殻からなるナノ中空粒子が微細凝集粒子としてその凝集が一段と防止され、更に均一に微細分散されやすくなる。
【００８４】
なお、上記実施の形態では、遮熱断熱フィルム１０をガラス等の基材１５に内貼りで貼り付けた場合について説明したが、勿論、外貼りであっても構わない。本発明者らの実験研究により、外貼りであっても、熱の流出入の抑制効果が十分に発揮されることが確認されている。
また、本発明を実施するに際しては、各構成材料、配合、層の厚さ等は、上記に限定されるものではなく、必要とされる断熱性、遮熱性、透明性等を考慮して設定される。
更に、本発明の実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。
【符号の説明】
【００８５】
１      シリカ殻からなるナノ中空粒子
１０    遮熱断熱フィルム
１１    透明合成樹脂層
１２    赤外線遮蔽層
１３    ナノ中空粒子分散樹脂層
１４    透明粘着層
１５    基材（ガラス）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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