JPS6254955B2 - - Google Patents
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- JPS6254955B2 JPS6254955B2 JP55004495A JP449580A JPS6254955B2 JP S6254955 B2 JPS6254955 B2 JP S6254955B2 JP 55004495 A JP55004495 A JP 55004495A JP 449580 A JP449580 A JP 449580A JP S6254955 B2 JPS6254955 B2 JP S6254955B2
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- film
- layer
- thin film
- window
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- Freezers Or Refrigerated Showcases (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は省エネルギ効果を奏する窓に関する。
更に詳しくは、二重窓ガラスと選択光透過性フイ
ルムとを複合した断熱効果の優れた窓に係る。
昨今、建築様式に省エネルギが要請され、この
目的に副つた建築材料、建物の窓、冷凍冷蔵シヨ
ーケースの窓・扉・列車の窓、或は温室の窓など
に二重窓、又は選択透過性フイルムを設けたガラ
ス窓等が開発されつゝある。窓の断熱性を更に向
上させるためには、二重窓を三重乃至四重の窓と
することが試みられているものの、これら三重
窓・四重窓はガラス板の重量が二重窓に較べて増
加し、しかもガラス板まわりのスペーサやガラス
窓を収める窓枠もこの重量増加に応じて強固にす
る必要が生じてくる。重量増加やコスト高は、こ
の多層窓の実施率を高めることができない原因を
なつている。また、多層窓ではガラス1枚の破損
に対し窓ガラス全体を枠毎交換する不便さも存す
る。そこで、窓ガラスと同様な断熱効果をもつ素
材を二重窓ガラスの内部に展張することによつ
て、三重窓と同等な断熱効果をもたらすことが試
みられている。この素材はある種の選択光透過性
フイルムであつて、有機質フイルムの表面(片面
または両面)に金属又は金属酸化物の薄膜を形成
させ、主として輻射線(赤外線)を反射させるも
のである。かかる改善として、本発明者らも特開
昭54−85283号公報において、有機質フイルムの
片面に金属又は金属酸化物の薄膜を形成した選択
光透過性フイルムを2重窓の透明板の内側に貼着
するものを提案した。この構成もその実施例によ
れば熱貫流係数が1.6と充分なる断熱性能を有す
るが、両面に金属又は金属酸化物の薄膜を形成し
た場合の熱貫流係数1.0(後述の比較例2参照)
に対しては劣り、用途によつては更なる改良が必
要である。この有機質フイルムの両面に選択光透
過性の薄膜を形成させるに際しては、フイルムの
片面のみに薄膜を形成させる時間の2倍を必要と
する以外に、第2面の加工時に既に薄膜を形成し
た第1面に表面疵を生じさせる懸念がある。この
表面キズはロールと第1面との擦過等により耐ス
クラツチ性の高くない薄膜の離脱に起因すると思
われる。従つて、有機質フイルムの片面のみに金
属酸化物等の薄膜を形成させることによつて、両
面に薄膜を形成させた場合と同程度の断熱効果を
有する優れた選択光透過性フイルムを開発すると
両面加工によるスクラツチのない(スクラツチが
あると透明性が低下する)ものが得られ、加工性
も高められることとなる。
本発明者は、片面加工の条件を種々検討した結
果、適切な形状・物性を有する材料を透明な有機
質フイルムとして選定することにより、両面加工
フイルムと同程度の断熱効果を有するものが得ら
れることを知見し、本発明に到達したものであ
る。
即ち、本発明は、選択光透過性フイルム(E)とし
て透明な有機質フイルム(A)を支持体にし、その片
面に金属酸化物(D)を層設するかまたはその片面に
高屈折率薄膜層(B)及び金属薄膜層(C)を積層した選
択光透過性フイルム(E)を、2枚の透明板(F)の間に
いずれの該透明板とも接触しないように間隔を介
在させて相対するように設けてなる窓であつて、
前記有機質フイルム(A)の基本的赤外吸収能qが
0.3以下であり、該有機質フイルムの膜厚をd
(μm)とするときq・d≦4(μm)の関係に
あり、かつ前記選択光透過性フイルム(E)の加工を
施してあるフイルム面の赤外反射率が70%以上で
あることを特徴とする窓である。
本発明を説明する。
本発明の窓と一部を構成する選択光透過性フイ
ルム(E)の支持体となる透明な有機質フイルム(A)と
しては、膜厚(d)が2〜60μm、好ましくは4〜30
μmの範囲のものがよい。そしてこの有機質フイ
ルムは可視光透過率が60%以上のものである。こ
のフイルムの素材は、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフイン:ポリメタアクリ
ルニトリル、ポリアクリルニトリル、アイオノマ
ー、アクリロニトリルゴム、ニトリルブタジエ
ン、アクリルニトリル−スチレン等が挙げられ
る。殊に、基本的赤外吸収能が小さい重合体であ
るポリエチレン又はポリプロピレンが好ましい。
透明な有機質フイルム(A)の基本的赤外吸収能q
は0.3以下であることが必須であり、かつ有機質
フイルムの膜厚d(μm)とqとに関して次式
d・q≦4(μm)が要求される。これらの条件
を満足しないときは、片面のみの薄膜加工では、
両面加工と同等な断熱効果を得ることができな
い。
基本的赤外吸収能qは、以下のようにして求め
られる。
適当なフイルム又はガラス基盤上に膜厚3000Å
以上の銀を蒸着する。この上に透明な有機質フイ
ルム(A)を乾式法又は溶融法等で、厚さ2μmとな
るように積層する。その赤外反射率を3〜25μm
の波長領域で測定する。一方300〓(27℃)の黒
体から輻射されるエネルギーを0.2μm毎にピツ
クアツプし、それぞれの波長に応じた輻射エネル
ギーと赤外線反射率との積を0.2μm毎に計算
し、3〜25μmの波長領域で総和を求める。そし
てその総和を3〜25μmの領域の輻射エネルギー
強度での総和で割ることにより規格化する。この
値は300〓から輻射されるエネルギー(3〜25μ
m領域)を総合的に何割反射するかを表わす。銀
の膜厚は3000Å以上であり、赤外線の透過率はゼ
ロであるから、1からこの規格化した反射率の差
を求めると、それが透明な有機質フイルムの赤外
吸収能になる。この値を基本的赤外吸収能qと定
義する。3〜25μm領域の輻射エネルギーは室温
300〓の黒体輻射エネルギー全体の約85%に相当
する。
基本的赤外吸収能は0から1の間の数値をと
る。基本的赤外吸収能が0.3以下であつても、透
明な有機質フイルムの膜厚d(μm)が必要以上
に厚くなると、断熱性能が減殺される。q×d≦
4(μm)の条件が見たされたとき、選択光透過
性フイルム(E)はその断熱性能を備える。
本発明の窓に用いられる高屈折率薄膜層(B)とし
ては、例えば、二酸化チタン、酸化チタン、酸化
ビスマス、硫化亜鉛、酸化スズおよび酸化インジ
ウム等からなる薄膜層を挙げることができる。
この薄膜層はスパツタリング、イオンプレーテ
イング、真空蒸着又は化学コーテイングでも設け
ることができる。化学コーテイングの例として、
例えばアルキルチタネートを主成分とする溶質の
有機溶剤を塗工することにより、酸化チタン薄膜
層を設けることができる。この様なアルキルチタ
ネートは、一般式TilOmRn(但し、Rはアルキ
ル基、l、m、nは正の整数)で表わされる。こ
れらのうちとりわけ、m=4+(l−1)×3、n
=4+(l−1)×2、l=1〜30のものが塗工し
易さ又は、高屈折率薄膜層としての性能がよい。
好ましいアルキルチタネートの例としてテトラブ
チルチタネート、テトラエチルチタネート、テト
ラプロピルチタネート、テトラステアリルチタネ
ート、テトラ−2−エチルヘキシルチタネート、
ジイソプロポキシチタニウムビスアセチルアセト
ネート等が挙げられる。アルキルチタネートの膜
形成の条件を調節することにより、該薄膜層中に
アルキル基を残存させることができ、その量を
0.1〜10重量%に調整することにより、金属層又
は、有機質フイルムとの接着性を向上し巾広い波
長領域にわたつての透明性のすぐれた選択光透過
性フイルム(E)を得ることができる。
本発明の高屈折率薄膜層は金属薄膜層(C)の透明
性を高める効果を有するものであり、可視光に対
して1.6以上好ましくは1.8以上の屈折率を有する
ものであり、その一層当りの膜厚は50〜600Å、
好ましくは、120〜400Åである。
本発明の窓に用いられる選択光透過性フイルム
を構成する金属薄膜層(C)の材料としては、銀、
金、銅、アルミニウム、ニツケル、パラジウム、
錫およびこれらの合金あるいは混合物が用いられ
る。殊に、銀、金、銅、それらの合金または混合
物が好ましく用いられる。その膜厚は50〜600
Å、好ましくは、75〜200Åであり、これは窓の
透明性と断熱性との両者を考慮した場合、この範
囲が好適であるからである。この金属薄膜層を形
成する方法としては、例えば、真空蒸着法、カソ
ードスパツタリング法、プラズマ溶射法、気相メ
ツキ法、化学メツキ法、電気メツキ法およびそれ
らの組合せのいずれも適用可能である真空蒸着法
は蒸着が効率よく行われるため、またスパツタリ
ング法は金属薄膜の組成の時間的変動を小さくで
きるために有利である。
金属薄膜層は、一層とすることができるが、異
なつた金属を組合せて多層とすることもできる。
特に好ましい金属薄膜層(C)としては、(イ)75〜
220Åの銀と銅の合金層であつて、合金層中の銅
の割合が5〜20重量%である金属薄膜層(ロ)75〜
220Åの銀と金と銅の合金層であつて、合金層中
の金の割合が5〜30重量%、銅の割合が3〜15重
量%であり、残部が銀である金属薄膜等である。
これらは、光と熱に対する耐久性において単体
の膜や他の組成よりも優れている。
金属酸化物(D)の薄膜としては、In2O3、SnO2、
Cd2SnO4が挙げられ、膜厚は2000〜4000Åの範囲
がよい。赤外反射率を更に向上させるため、他の
元素を添加することもできる。例えばIn2O3に対
してはSnO2を添加した系が好ましい。
金属酸化物の形成法としては、真空蒸着法、カ
ソードスパツタリング法、反応性蒸着法、化学反
応によるスプレー法等のうちから組成に適した方
法を選べば良い。これらの金属酸化物薄膜層(D)
は、有機質フイルム(A)面に設けられるが、接着力
等を増すために要すればアンダーコートを設けて
も良い。また耐スクラツチ性を増すために金属酸
化物薄膜層の上に本発明の目的とする効果を損わ
ない範囲で、更に保護層を積層することもでき
る。
高屈折率薄膜層(B)と金属薄膜層(C)を透明な有機
質フイルム(A)面上に積層することにより、選択光
透過性フイルム(E)を得る。この積層順として、有
機質フイルム(A)面に高屈折率薄膜層(B)を設け、次
に金属薄膜層(C)を積層したフイルム、逆の順序
で積層したフイルム、またはフイルムの金属
薄膜(C)面上に、更に高屈折率薄膜層(B)を積層した
フイルム等の構成がある。金属薄膜層(C)を二層
の高屈折率薄膜層でサンドイツチ状に挾んだフイ
ルムの選択光透過性フイルム(E)は、すぐれた特
性を有するので本発明の窓に好ましく用いられ
る。
また、本発明の窓の構成となる選択光透過性フ
イルム(E)は上記のフイルム〜フイルムの実施
態様の他に、支持体フイルム(A)と金属酸化物(D)と
からなるフイルムの態様も存する。
なお、本発明の目的とする断熱効果を損わない
範囲において、上記の選択光透過性フイルムの最
外層(加工面)に透明な保護層を設けることがで
きる。この保護層としては耐スクラツチ性の優れ
たアクリル系樹脂、ポリオレフイン系樹脂などの
薄いフイルム層が好ましい。
本発明における選択光透過性フイルム(E)は前述
の方法で得られ、可視光(500nm)透過率は60
%、好ましくは70%以上のものであり、構成要素
となる透明な有機質フイルム支持体の基本的赤外
吸収能qが0.3以下で、かつ透明な有機質フイル
ムの膜厚d(μm)とqとはq・d≦4(μm)
を満足するものである。
本発明の窓を構成する透明板(F)としては窓とし
ての機能を果す透明性を有する板であればよく、
特に限定はしないが、例えば、ガラス板、アクリ
ル板、ポリカーボネート板等が挙げられる。これ
らの厚さはおよそ1mm〜10mm、好ましくは2mm〜
5mmであつて、熱線遮断、太陽光遮断、又は美観
の目的で若干着色されていてもよい。特に、太陽
光を有効に利用する建物の南向の窓用、又は、景
色を見る妨げになつてはいけない車輛の窓には透
明性の80%(500nm)以上の透過率の透明板が
好ましく用いられる。2枚の透明板(F)は、その間
を5mm以上、好ましくは10mm以上空隙を介して平
行に並べるのが断熱の観点から好ましい。
選択光透過性フイルム(E)は、ゆるみなく、2枚
の透明板(F)の間で展張されていることが好まし
い。
例えば収縮性フイルムを用いて施工後ヒートセ
ツトするかまたはフイルムの一端に錘又はバネを
付けて吊すなどの種々な公知の簡便な手段が適用
できる。2枚の透明板の周囲に、必要があれば、
選択光透過性フイルム(E)を含めてシーリング剤に
より密封することがフイルムの耐久性の点から採
り得る。
シーリング剤としては、通常複層ガラス窓タイ
プで使用されているポリサルフアイド系、シリコ
ーン系、ブチルゴム系の樹脂が使用できる。金属
層(B)として銀が主に用いられている場合には、ブ
チルゴムのホツトメルトタイプ、または、窓の内
側にブチルゴム、外側にシリコーン若しくはポリ
サルフアイドのデユアルタイプが適用できる。更
に窓内に乾燥剤を用いる場合には、通常使用され
ているシリカゲル、モレキユラシーブ又は両者の
混合のいずれでもよい。断熱性をさらに増加させ
る場合には、複層内ガスとして空気に代えて、ア
ルゴン、SF6、CO2を封入することができる。耐
久性の観点からN2封入も好ましい態様の一であ
る。
更に本発明の目的とする効果を損わない範囲で
本発明の窓に、更に透明板を加えて、三重窓にす
ることができることは説明を要しないであろう。
本発明の窓は、熱貫流係数は、1.2(Kcal/
m2、hr、deg)以下であり、通常のガラス窓(熱
貫流係数5.4Kcal/m2、hr、deg)や二重ガラス窓
(熱貫流係数3.0Kcal/m2、hr、deg)に較べ、著
しく低くすることができる。北緯43゜の札幌地区
では、冬期6ケ月間に、通常の住宅のガラス窓又
は二重窓から逃げる熱量は夫々およそ600Mcal/
m2、380Mcal/m2と言われている。本発明の窓を
用いると、この逃げる熱量を210Mcal/m2とおよ
そ半分以下にすることができる。この省エネルギ
ー効果は、最も経済的な灯油の価格(10円/
Mcal)に換算して、3900円/m2になる。この様
に、本発明の窓は、省エネルギー用の窓として、
エネルギー資源の少ない我が国のみならず北殴等
の寒い国の窓として非常に有効である。
本発明の窓は、上記の様な効果をもつているの
で、一般の住宅、ビル、車輛、船舶、航空機の窓
ばかりでなく、冷凍シヨーケース、シヨーウイン
ドウ、太陽熱温水器、発熱体ののぞき窓等に有効
に利用される。
以下本発明の詳細を実施例で示す。なお、赤外
線反射率は、日立製作所EPI−型赤外分光器に
反射率測定装置を取付け、スライドガラスに銀を
約3000Å蒸着したものの反射率を100%として測
定し、波長3〜25μmでの黒体輻射エネルギー分
布(300〓)を考慮してサンプルの値を求めた。
酸化チタン薄膜層に含まれる有機物質の量は透
明導電性又は選択光透過性を有する本発明の積層
体を形成した成型物を約2mmの大きさの小片状に
し、これを水1000重量部、エチルアルコール20重
量部および塩酸1重量部を混合してなる溶液に、
室温で24時間浸漬して有機成分を抽出し、これを
ガスクロマトグラフ質量分折器(島津製作所
LKB−9000)を用い、直径3mm長さ3mのガラ
スカラムに、Chromosorb W(60〜80メツシ
ユ)100重量部にPEG−20を30重量部付着させた
ものを充填し、マスフラグメントグラフイー法で
イオンを定量し求めた。
実施例 1
光透過率(500nm)86%の厚さ25μmの二軸
延伸ポリプロピレンフイルムに第一層として250
Åの酸化チタン薄膜層、第二層として193Åの銀
と銅からなる金属薄膜層(銀と銅との重量比は
90:10)、第三層として160Åの酸化チタン薄膜層
を、さらに厚さ約0.1μmのポリメタアクリルニ
トリルを順次積層した。(得られた積層フイルム
を以下積層フイルム−1と略称する)酸化チタン
薄膜層は真空度3×10-4Torrで、アルゴンガス
のスパツタリング法で設けた。
金属薄膜層は5×10-5Torrの真空度で銀と銅
の合金(銀含有量90重量%、銅含有量10重量%)
をアルミナルツボ中で加熱し、真空蒸着すること
により設けた。積層体−1の可視光(500nm)
透過率は74%、加工面側での赤外反射率は93%で
あつた。
又このポリプロピレンフイルムからなる有機質
フイルムの基本的赤外吸収能qは0.13であり透明
な有機フイルム膜厚d(μm)は25μmであるか
ら、q・d=3.3μmであつた。
積層体−1を空気層の厚さが20mmのガラス板の
丁度中間になる位置に展張し固定し二重ガラス窓
を作つた。
得られた窓の熱貫流係数は、1.1Kcal/m2、
hr、degであつた。
比較例 1
積層体−1がない同様の二重ガラス窓の熱貫流
係数は2.7Kcal/m2・h・℃であつた。
比較例 2
実施例と全く同じ方法で同じポリプロピレンフ
イルムの両側に同じ光選択透過層を設けた積層体
−2を実施例1と同様に厚さが20mmの空気層のガ
ラス板間のまん中に展張し熱貫流係数を求めた。
値は1.0(Kcal/m2・h・℃)であつた。
実施例 2
光透過率(500nm)86%の厚さ8μmのポリ
メタアクリルニトリルフイルムに第一層として
250Åの酸化チタン薄膜層、第二層として140Åの
銀と銅とからなる金属薄膜層(銀と銅との重量割
合は90:10)、第三層として300Åの酸化チタン薄
膜層を順次積層した(得られた積層フイルムを以
下積層体−3と略称する)。
酸化チタン薄膜層は、いずれもテトラブチルチ
タネートの4量体3部、イソプロピルアルコール
65部とノルマルヘキサン32部とからなる溶液をバ
ーコーターで塗布し、100℃20分間加熱して設け
た。
金属薄膜層は5×10-5Torrの真空度で銀と銅
の合金(銀含有量90重量%、銅含有量10重量%)
をアルミナルツポ中で加熱して、真空蒸着するこ
とにより設けた。
第一層および第三層の酸化チタン薄膜層に含ま
れるブチル基の含有量は2.0重量%であつた(マ
スNo.56のものをマスフラグメントグラフイー法で
定量)。積層体−3の可視光(500nm)透過率は
80%、赤外光反射率は93%であつた。又基本的赤
外吸収能は0.16であつた。
積層体−3の実施例−1と同様にして求めた熱
貫流係数は1.15(Kcal/m2・h・℃)であつた。
実施例 3
厚さ25μmのポリプロピレンフイルムの表面に
酸化インジウム膜をスパツタリングにより設け
た。スパツタリングは、アルゴンと酸素のモル比
が95対5モル%である混合ガスの導入速度と排気
速度を調節することによつて真空度を2×
10-5Torrに保ち、基盤温度は80℃の条件でなさ
れた。得られた酸化インジウム膜の膜厚は4000Å
であつた。ポリプロピレンフイルム上に酸化イン
ジウムが被覆された該積層体(以下積層体−4と
略称する)の加工面の赤外反射率は82%であつ
た。
又熱貫流係数は1.2(Kcal/m2・h・℃)であ
つた。
実施例 4
厚さ30μmのポリエチレンフイルムの片面に第
一層として250Åの酸化チタン薄膜層、第二層と
して95Åの金の薄膜層、第三層として、ポリメタ
アクリルニトリルの厚さ0.1μmを設けた。
第1層の酸化チタン薄膜層は、スパツタリング
法により設けた。第二層の金は同様にスパツタリ
ング法により設けた。
第三層のポリメタアクリルニトリルは、シクロ
ヘキサノンを溶媒として乾式法で設けた。
加工面の赤外反射率は86%であつた。熱貫流係
数は1.15(Kcal/m2・h・℃)であつた。
比較例 3
実施例2において、ポリアクリルニトリルのフ
イルムを50μmに変えた以外はまつたく同じ条件
で積層体−6を作製した。積層体−6の加工面の
赤外反射率は86%であり、又基本的赤外吸収能は
0.22であるからフイルム膜厚との積は11μmであ
つた。
この積層体のK値は1.4(Kcal/m2・h・℃)
であつた。
比較例 4
実施例1においてポリプロピレンフイルムの膜
厚を80μmにする以外はまつたく同じ条件で積層
体−7を作製した。積層体−7の加工面の赤外反
射率は93%であり、又基本的赤外吸収能は0.13で
あるからフイルム膜厚との積は10.4μmであつ
た。この積層体のK値は1.4(Kcal/m2・h・
℃)であつた。
比較例 5
実施例2において、透明な有機質フイルム(A)を
ポリエチレンテレフタレートフイルム厚さ25μm
に変えた以外はまつたく同一条件で積層し、積層
体−8を得た。ポリエチレンテレフタレートフイ
ルムの基本的赤外吸収能は0.7であるから、膜厚
dとの積は17.5μmであつた。
積層体−8のK値は1.4(Kcal/m2・h・℃)
であつた。
表1は、実施例1−4、比較例1−5をまとめ
たものであり比較例2が両面に加工したフイルム
であり、K値は1.0(Kcal/m2・h・℃)であ
る。
本発明の実施例においてはK値は1.1〜1.2の範
囲であり、比較例3〜5のK値1.4に比べ優れて
いることがわかる。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a window that exhibits an energy saving effect.
More specifically, the present invention relates to a window with excellent heat insulation effect, which is a combination of double-glazed glass and a selectively transparent film. Recently, energy conservation has been required in architectural styles, and for this purpose, building materials, building windows, windows and doors of refrigerated storage cases, train windows, greenhouse windows, etc., are double-glazed or selectively permeable. Glass windows equipped with films are being developed. In order to further improve the insulation properties of windows, attempts have been made to replace double-glazed windows with triple or quadruple-paned windows; Moreover, the spacers around the glass plates and the window frames that house the glass windows need to be made stronger to accommodate this increase in weight. Increased weight and cost are the reasons why multi-layer windows cannot be implemented more efficiently. Furthermore, multi-layer windows have the inconvenience of having to replace the entire window glass frame if one glass pane breaks. Therefore, attempts have been made to create a thermal insulation effect equivalent to that of triple-glazed windows by extending a material that has the same thermal insulation effect as window glass inside double-glazed windows. This material is a kind of selectively transparent film, in which a thin film of metal or metal oxide is formed on the surface (one or both sides) of an organic film, and mainly reflects radiation (infrared rays). As such an improvement, the present inventors also proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-85283 that a selective light-transmitting film in which a thin film of metal or metal oxide is formed on one side of an organic film is attached to the inside of a transparent plate of a double-paned window. I suggested something to wear. According to the example, this configuration also has sufficient heat insulation performance with a heat transfer coefficient of 1.6, but when a thin film of metal or metal oxide is formed on both sides, the heat transfer coefficient is 1.0 (see Comparative Example 2 below).
However, depending on the application, further improvement is required. When forming a selectively transparent thin film on both sides of this organic film, it takes twice as long to form a thin film on only one side of the film. There is a concern that surface flaws may occur on one side. This surface flaw is thought to be caused by the detachment of a thin film that does not have high scratch resistance due to friction between the roll and the first surface. Therefore, by forming a thin film of metal oxide or the like on only one side of an organic film, it is possible to develop an excellent selective light transmitting film that has the same heat insulation effect as a thin film formed on both sides. A product with no scratches due to processing (scratches would reduce transparency) is obtained, and processability is also improved. After examining various conditions for single-sided processing, the inventor found that by selecting a material with appropriate shape and physical properties as a transparent organic film, it is possible to obtain a film that has the same level of heat insulation effect as a double-sided processed film. The present invention was developed based on this knowledge. That is, in the present invention, a transparent organic film (A) is used as a selective light transmitting film (E) as a support, and a metal oxide (D) is layered on one side of the support, or a high refractive index thin film layer is provided on one side of the transparent organic film (A). A selectively transparent film (E) laminated with (B) and a metal thin film layer (C) is placed between two transparent plates (F) with a gap between them so as not to contact either of the transparent plates. It is a window that is set up so that
The basic infrared absorption capacity q of the organic film (A) is
0.3 or less, and the thickness of the organic film is d
(μm), there is a relationship of q・d≦4 (μm), and the infrared reflectance of the processed film surface of the selectively transparent film (E) is 70% or more. This is a distinctive window. The present invention will be explained. The transparent organic film (A) that serves as a support for the selectively transparent film (E) that constitutes a part of the window of the present invention has a film thickness (d) of 2 to 60 μm, preferably 4 to 30 μm.
A material in the μm range is preferable. This organic film has a visible light transmittance of 60% or more. Examples of the material for this film include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polymethacrylonitrile, polyacrylonitrile, ionomers, acrylonitrile rubber, nitrile butadiene, acrylonitrile-styrene, and the like. In particular, polyethylene or polypropylene, which are polymers with low basic infrared absorption ability, are preferred. Basic infrared absorption capacity q of transparent organic film (A)
must be 0.3 or less, and the following equation d·q≦4 (μm) is required for the thicknesses d (μm) and q of the organic film. If these conditions are not met, thin film processing on only one side is required.
It is not possible to obtain the same insulation effect as double-sided processing. The basic infrared absorption capacity q is determined as follows. Film thickness 3000Å on a suitable film or glass substrate
or more silver is deposited. On top of this, a transparent organic film (A) is laminated to a thickness of 2 μm using a dry method or a melting method. Its infrared reflectance is 3 to 25 μm.
Measure in the wavelength range of On the other hand, the energy radiated from a blackbody at 300〓 (27℃) is picked up every 0.2μm, and the product of the radiant energy and infrared reflectance according to each wavelength is calculated every 0.2μm. Find the sum in the wavelength domain. Then, the sum is normalized by dividing it by the sum of the radiant energy intensity in the region of 3 to 25 μm. This value is the energy radiated from 300〓 (3~25μ
m area) is reflected overall. The film thickness of silver is 3000 Å or more, and the transmittance of infrared rays is zero, so if you calculate the difference in this normalized reflectance from 1, it will be the infrared absorption ability of the transparent organic film. This value is defined as the basic infrared absorption capacity q. Radiant energy in the 3-25 μm region is at room temperature.
300〓 corresponds to about 85% of the total black body radiant energy. The basic infrared absorption capacity takes a value between 0 and 1. Even if the basic infrared absorption capacity is 0.3 or less, if the thickness d (μm) of the transparent organic film becomes larger than necessary, the heat insulation performance will be reduced. q×d≦
When the condition of 4 (μm) is met, the selective light transmitting film (E) has its heat insulation performance. Examples of the high refractive index thin film layer (B) used in the window of the present invention include thin film layers made of titanium dioxide, titanium oxide, bismuth oxide, zinc sulfide, tin oxide, indium oxide, and the like. This thin film layer can also be applied by sputtering, ion plating, vacuum deposition or chemical coating. As an example of chemical coating,
For example, a titanium oxide thin film layer can be provided by applying an organic solvent containing an alkyl titanate as a solute. Such alkyl titanates are represented by the general formula TilOmRn (where R is an alkyl group and l, m, and n are positive integers). Among these, m=4+(l-1)×3, n
=4+(l-1)x2, and those with l=1 to 30 are easy to coat or have good performance as a high refractive index thin film layer.
Examples of preferred alkyl titanates include tetrabutyl titanate, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, tetrastearyl titanate, tetra-2-ethylhexyl titanate,
Examples include diisopropoxytitanium bisacetylacetonate. By adjusting the conditions for film formation of alkyl titanate, it is possible to leave alkyl groups in the thin film layer, and the amount can be controlled.
By adjusting the content to 0.1 to 10% by weight, it is possible to obtain a selective light transmitting film (E) with improved adhesion to the metal layer or organic film and excellent transparency over a wide wavelength range. . The high refractive index thin film layer of the present invention has the effect of increasing the transparency of the metal thin film layer (C), and has a refractive index of 1.6 or more, preferably 1.8 or more with respect to visible light, and each layer has a refractive index of 1.6 or more, preferably 1.8 or more. The film thickness is 50-600Å,
Preferably it is 120-400 Å. Materials for the metal thin film layer (C) constituting the selectively transparent film used in the window of the present invention include silver,
gold, copper, aluminum, nickel, palladium,
Tin and alloys or mixtures thereof are used. In particular, silver, gold, copper, alloys or mixtures thereof are preferably used. Its film thickness is 50~600
Å, preferably 75 to 200 Å, because this range is suitable when both the transparency and heat insulation of the window are taken into consideration. As a method for forming this metal thin film layer, for example, vacuum evaporation method, cathode sputtering method, plasma spraying method, vapor phase plating method, chemical plating method, electroplating method, and combinations thereof can be applied. The vacuum deposition method is advantageous because the deposition is performed efficiently, and the sputtering method is advantageous because it can reduce temporal fluctuations in the composition of the metal thin film. The metal thin film layer can be one layer, but it can also be multilayered by combining different metals. Particularly preferable metal thin film layers (C) include (a) 75-
A metal thin film layer (b) 75 which is a 220 Å silver and copper alloy layer, and the proportion of copper in the alloy layer is 5 to 20% by weight.
A metal thin film, etc., which is a 220 Å alloy layer of silver, gold, and copper, in which the proportion of gold in the alloy layer is 5 to 30% by weight, the proportion of copper is 3 to 15% by weight, and the balance is silver. . They are superior to single films and other compositions in their resistance to light and heat. Examples of metal oxide (D) thin films include In 2 O 3 , SnO 2 ,
Examples include Cd 2 SnO 4 , and the film thickness is preferably in the range of 2000 to 4000 Å. Other elements can also be added to further improve the infrared reflectance. For example, a system to which SnO 2 is added is preferable for In 2 O 3 . As a method for forming the metal oxide, a method suitable for the composition may be selected from among vacuum evaporation, cathode sputtering, reactive evaporation, chemical reaction spraying, and the like. These metal oxide thin film layers (D)
is provided on the organic film (A) surface, but an undercoat may be provided if necessary to increase adhesive strength. Further, in order to increase the scratch resistance, a protective layer may be further laminated on the metal oxide thin film layer within a range that does not impair the intended effects of the present invention. A selective light transmitting film (E) is obtained by laminating a high refractive index thin film layer (B) and a metal thin film layer (C) on the surface of a transparent organic film (A). This lamination order may include a film in which a high refractive index thin film layer (B) is provided on the organic film (A) surface, followed by a metal thin film layer (C), a film in which the metal thin film layer (C) is laminated in the reverse order, or a film in which a metal thin film layer (C) is laminated on the organic film (A) surface. There is a structure such as a film in which a high refractive index thin film layer (B) is further laminated on the surface C). The selective light transmitting film (E), which is a film in which a metal thin film layer (C) is sandwiched between two high refractive index thin film layers in a sandwich pattern, has excellent properties and is therefore preferably used for the window of the present invention. In addition to the film embodiments described above, the selective light transmitting film (E) constituting the window of the present invention may be a film comprising a support film (A) and a metal oxide (D). There is also Note that a transparent protective layer can be provided on the outermost layer (processed surface) of the selectively transparent film as long as it does not impair the heat insulating effect aimed at by the present invention. This protective layer is preferably a thin film layer made of acrylic resin, polyolefin resin, or the like, which has excellent scratch resistance. The selective light transmitting film (E) in the present invention is obtained by the method described above, and has a visible light (500 nm) transmittance of 60.
%, preferably 70% or more, the basic infrared absorption capacity q of the transparent organic film support serving as a component is 0.3 or less, and the film thickness d (μm) and q of the transparent organic film is q・d≦4(μm)
It satisfies the following. The transparent plate (F) constituting the window of the present invention may be any plate having transparency that functions as a window.
Although not particularly limited, examples include glass plates, acrylic plates, polycarbonate plates, and the like. The thickness of these is approximately 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to
5 mm, and may be slightly colored for the purpose of blocking heat rays, blocking sunlight, or for aesthetic purposes. In particular, transparent plates with a transmittance of 80% or more (500 nm) are preferable for south-facing windows of buildings that utilize sunlight effectively, or for vehicle windows that should not obstruct the view. used. From the viewpoint of heat insulation, it is preferable that the two transparent plates (F) are arranged in parallel with a gap of 5 mm or more, preferably 10 mm or more between them. The selectively transparent film (E) is preferably stretched between two transparent plates (F) without loosening. For example, various known simple means can be applied, such as using a shrinkable film and heat setting it after construction, or hanging the film by attaching a weight or a spring to one end of the film. If necessary, around the two transparent plates,
From the viewpoint of the durability of the film, it is possible to include the selectively transparent film (E) and seal it with a sealant. As the sealant, polysulfide-based, silicone-based, and butyl rubber-based resins, which are usually used in double-glazed window types, can be used. When silver is mainly used as the metal layer (B), a hot melt type of butyl rubber or a dual type of butyl rubber on the inside of the window and silicone or polysulfide on the outside can be applied. Furthermore, when a desiccant is used in the window, it may be any of the commonly used silica gel, molecular sieve, or a mixture of both. In order to further increase the heat insulation properties, argon, SF 6 or CO 2 can be filled as the gas in the multilayer instead of air. From the viewpoint of durability, N 2 encapsulation is also a preferred embodiment. Furthermore, it is unnecessary to explain that a transparent plate can be further added to the window of the present invention to form a triple-paned window without impairing the intended effects of the present invention. The window of the present invention has a heat transfer coefficient of 1.2 (Kcal/
m 2 , hr, deg), and compared to normal glass windows (thermal transmission coefficient 5.4 Kcal/m 2 , hr, deg) and double glass windows (thermal transmission coefficient 3.0 Kcal/m 2 , hr, deg). , can be significantly lower. In the Sapporo area, located at 43° north latitude, the amount of heat that escapes through glass windows or double-glazed windows in a typical house during the six months of winter is approximately 600 Mcal/
m 2 , 380 Mcal/m 2 . By using the window of the present invention, the amount of heat that escapes can be reduced to approximately half or less, to 210 Mcal/m 2 . This energy saving effect is achieved at the most economical kerosene price (10 yen/
Mcal), it becomes 3900 yen/m 2 . In this way, the window of the present invention can be used as an energy-saving window.
It is very effective as a window not only for Japan, which has limited energy resources, but also for cold countries such as northern regions. Since the window of the present invention has the above-mentioned effects, it can be used not only for general houses, buildings, vehicles, ships, and aircraft windows, but also for refrigerator cases, window windows, solar water heaters, and peep windows for heating elements. be used effectively. The details of the present invention will be shown below in Examples. The infrared reflectance was measured by attaching a reflectance measuring device to a Hitachi EPI-type infrared spectrometer and setting the reflectance of a glass slide with approximately 3000 Å of silver vapor-deposited as 100%. The sample value was calculated taking into account the body radiant energy distribution (300〓). The amount of organic substance contained in the titanium oxide thin film layer is determined by cutting the molded product of the laminate of the present invention, which has transparent conductivity or selective light transmission, into small pieces of about 2 mm in size, and adding 1000 parts by weight of water to the molded product, which has a size of about 2 mm. , to a solution prepared by mixing 20 parts by weight of ethyl alcohol and 1 part by weight of hydrochloric acid,
Organic components were extracted by immersion at room temperature for 24 hours, and then analyzed using a gas chromatograph mass spectrometer (Shimadzu Corporation).
LKB-9000), a glass column with a diameter of 3 mm and a length of 3 m was filled with 100 parts by weight of Chromosorb W (60 to 80 mesh) to which 30 parts by weight of PEG-20 was attached, and the mass fragment graphite method was used. The ions were determined by quantitative determination. Example 1 A biaxially stretched polypropylene film with a thickness of 25 μm and a light transmittance (500 nm) of 86% was coated with 250 μm as the first layer.
A titanium oxide thin film layer with a thickness of 193Å, and a metal thin film layer of silver and copper with a thickness of 193Å as the second layer (the weight ratio of silver and copper is
90:10), a titanium oxide thin film layer of 160 Å as the third layer, and polymethacrylonitrile with a thickness of about 0.1 μm were successively laminated. (The obtained laminated film is hereinafter abbreviated as laminated film-1) The titanium oxide thin film layer was provided by a sputtering method using argon gas at a vacuum degree of 3×10 −4 Torr. The metal thin film layer is made of an alloy of silver and copper (silver content 90% by weight, copper content 10% by weight) in a vacuum of 5 × 10 -5 Torr.
was heated in an aluminum crucible and vacuum deposited. Visible light of laminate-1 (500nm)
The transmittance was 74%, and the infrared reflectance on the processed surface side was 93%. Furthermore, since the basic infrared absorption capacity q of this organic film made of polypropylene film is 0.13 and the thickness d (μm) of the transparent organic film is 25 μm, q·d=3.3 μm. Laminate-1 was stretched and fixed at a position where the air layer was exactly in the middle of a glass plate with a thickness of 20 mm to make a double-glazed window. The heat transmission coefficient of the obtained window was 1.1Kcal/m 2 ,
It was hr and deg. Comparative Example 1 The heat transmission coefficient of a similar double-glazed window without laminate-1 was 2.7 Kcal/ m2 ·h·°C. Comparative Example 2 Laminated body 2, in which the same selective light transmission layer was provided on both sides of the same polypropylene film, was spread in the middle between the glass plates in an air layer with a thickness of 20 mm in the same manner as in Example 1, using the same method as in Example 2. The heat transmission coefficient was determined.
The value was 1.0 (Kcal/ m2 ·h·°C). Example 2 A polymethacrylonitrile film with a thickness of 8 μm and a light transmittance (500 nm) of 86% was coated as the first layer.
A 250 Å titanium oxide thin film layer, a 140 Å metal thin film layer made of silver and copper (the weight ratio of silver and copper is 90:10) as the second layer, and a 300 Å titanium oxide thin film layer as the third layer were laminated in this order. (The obtained laminated film is hereinafter abbreviated as laminate-3). The titanium oxide thin film layer is made of 3 parts of tetrabutyl titanate and isopropyl alcohol.
A solution consisting of 65 parts of normal hexane and 32 parts of normal hexane was applied using a bar coater and heated at 100°C for 20 minutes. The metal thin film layer is made of an alloy of silver and copper (silver content 90% by weight, copper content 10% by weight) in a vacuum of 5 × 10 -5 Torr.
was heated in an aluminum pot and vacuum-deposited. The content of butyl groups contained in the first and third titanium oxide thin film layers was 2.0% by weight (as determined by mass fragment graphing for mass No. 56). The visible light (500nm) transmittance of laminate-3 is
80%, and the infrared light reflectance was 93%. The basic infrared absorption capacity was 0.16. The heat transmission coefficient of the laminate-3, which was determined in the same manner as in Example-1, was 1.15 (Kcal/m 2 ·h·°C). Example 3 An indium oxide film was provided on the surface of a 25 μm thick polypropylene film by sputtering. In sputtering, the degree of vacuum is increased to 2x by adjusting the introduction speed and exhaust speed of a mixed gas in which the molar ratio of argon and oxygen is 95:5 mol%.
The temperature was maintained at 10 -5 Torr and the substrate temperature was 80°C. The thickness of the obtained indium oxide film is 4000Å
It was hot. The infrared reflectance of the processed surface of the laminate (hereinafter referred to as laminate-4) in which indium oxide was coated on a polypropylene film was 82%. In addition, the heat transmission coefficient was 1.2 (Kcal/m 2 · h · °C). Example 4 A 250 Å thin titanium oxide film layer was provided as the first layer, a 95 Å thin gold film layer was provided as the second layer, and a 0.1 μm thick polymethacrylonitrile layer was provided as the third layer on one side of a 30 μm thick polyethylene film. Ta. The first titanium oxide thin film layer was provided by a sputtering method. The second layer of gold was similarly provided by the sputtering method. The third layer of polymethacrylonitrile was provided by a dry method using cyclohexanone as a solvent. The infrared reflectance of the processed surface was 86%. The heat transmission coefficient was 1.15 (Kcal/m 2 ·h ·°C). Comparative Example 3 Laminated body 6 was produced under exactly the same conditions as in Example 2, except that the polyacrylonitrile film was changed to 50 μm. The infrared reflectance of the processed surface of laminate-6 is 86%, and the basic infrared absorption capacity is
Since it was 0.22, the product with the film thickness was 11 μm. The K value of this laminate is 1.4 (Kcal/ m2・h・℃)
It was hot. Comparative Example 4 Laminated body 7 was produced under exactly the same conditions as in Example 1 except that the thickness of the polypropylene film was changed to 80 μm. The infrared reflectance of the processed surface of laminate-7 was 93%, and since the basic infrared absorption capacity was 0.13, the product with the film thickness was 10.4 μm. The K value of this laminate is 1.4 (Kcal/ m2・h・
℃). Comparative Example 5 In Example 2, the transparent organic film (A) was a polyethylene terephthalate film with a thickness of 25 μm.
Laminate-8 was obtained by laminating under the same conditions except that the following conditions were changed. Since the basic infrared absorption capacity of polyethylene terephthalate film is 0.7, the product with the film thickness d was 17.5 μm. The K value of laminate-8 is 1.4 (Kcal/ m2・h・℃)
It was hot. Table 1 summarizes Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5. Comparative Example 2 is a film processed on both sides, and has a K value of 1.0 (Kcal/m 2 ·h·° C.). It can be seen that in the examples of the present invention, the K value is in the range of 1.1 to 1.2, which is superior to the K value of 1.4 in Comparative Examples 3 to 5. 【table】
Claims (1)
ム(A)の片面に金属酸化物(D)を設けた、若しくは高
屈折率薄膜層(B)と金属薄膜層(C)とを設けた選択光
透過性フイルム(E)を前記透明板(F)のいずれとも接
触しないように間隙が存在する一に配した窓であ
つて、前記有機質フイルム(A)の基本的赤外吸収能
qが0.3以下であり、該有機質フイルム(A)の膜厚
をd(μm)とするときq・d≦4(μm)であ
り、かつ前記選択光透過性フイルム(E)の加工を施
してあるフイルム面の赤外反射率が70%以上であ
ることを特徴とする窓。 2 前記有機質フイルム(A)がポリプロピレンフイ
ルムである特許請求の範囲第1項記載の窓。[Claims] 1. A metal oxide (D) is provided on one side of a transparent organic film (A) between two transparent plates (F), or a high refractive index thin film layer (B) and a metal A window in which a selectively transparent film (E) provided with a thin film layer (C) is disposed on one side of the transparent plate (F) with a gap so as not to come into contact with any of the organic film (A); The basic infrared absorption capacity q of the organic film (A) is 0.3 or less, and when the film thickness of the organic film (A) is d (μm), q・d≦4 (μm), and the selective light transmitting film (A) A window characterized in that the infrared reflectance of the film surface subjected to the processing described in E) is 70% or more. 2. The window according to claim 1, wherein the organic film (A) is a polypropylene film.
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