專利名稱：納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，更詳而言之，涉及一種 在使用時可提供隔熱效果，并提升空間采光以節(jié)省照明設(shè)備的使用， 同時改善使用者的視覺效果的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片。
背景技術(shù)：
一般隔熱膜片大多應(yīng)用于汽車及建筑兩大類，其作用在于阻絕室 外的紫外線及紅外線，不僅可避免此類有害人體或有可能損壞家具或 裝潢的光線進(jìn)入室內(nèi)，同時更可減少陽光所產(chǎn)生的熱量，以降低室內(nèi) 溫度，進(jìn)而可相應(yīng)地節(jié)約能源。目前市售隔熱膜片能阻絕99%以上的紫外線以及35%至97%的紅 外線，其制造過程一般采用多層光學(xué)薄膜鍍膜技術(shù)，其制成的產(chǎn)品的 薄膜層數(shù)少則為數(shù)十層多則達(dá)上百層，不僅制造過程復(fù)雜、成本高， 其中更因含有單層或多層的金屬層，故在隔熱膜片阻絕紫外線及紅外 線的同時，亦會造成可見光的穿透率剩下20%至70%不等，致使大部 分的可見光的遮蔽形成無法避免的負(fù)面效果。倘若將該種隔熱膜片應(yīng)用于建筑，上述的負(fù)面效果即會影響室內(nèi) 的采光照明效果，同時使得貼附有隔熱膜片的窗戶等物件的內(nèi)面具有 高反射率，進(jìn)而使光線在窗戶等物件的內(nèi)面產(chǎn)生內(nèi)反光現(xiàn)象。此內(nèi)反 光現(xiàn)象會讓室內(nèi)的人員無法看清楚窗外的景象，亦即，影響室內(nèi)的人 員的視覺效果。而若將該種隔熱膜片應(yīng)用于汽車時，此內(nèi)反光現(xiàn)象則 會影響駕駛的視覺效果，致使駕駛無法看清楚后視鏡上的影像，相對 地，則易造成交通意外。因此，如何提供一種能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題的納米結(jié)構(gòu)光 學(xué)隔熱膜片，實為此領(lǐng)域中亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具隔 熱效果且提升空間采光效果并改善使用者的視覺效果的納米結(jié)構(gòu)光學(xué) 隔熱膜片。為達(dá)上述主要目的，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片包括基材；納米結(jié)構(gòu)層，形成于該基材上，以在受光線照射時提高可見光的穿透率，并降低內(nèi)面反射率；金屬層，形成于該納米結(jié)構(gòu)層上，以在受光 線照射時阻絕紅外線，從而提供隔熱效果。本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片一優(yōu)選實施例中，該基材及該納 米結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)為高分子塑膠材料所構(gòu)成，該高分子塑膠材料包括有 PC、 PMMA及PET等透明塑性材料；該納米結(jié)構(gòu)層由該高分子塑膠材 料上涂布一光硬化樹脂(UV glue)，再以光照固化(UV curing)的方式形 成于該基材上或以熱壓(hot embossing)的方式形成于該基材上；該納米 結(jié)構(gòu)層為具數(shù)個納米3D錐狀體的結(jié)構(gòu)，且該數(shù)個納米3D錐狀體以周 期性或非周期性的方式進(jìn)行排列，其中，該數(shù)個納米3D錐狀體中的任 一個的寬度范圍為100nm至600nm，高度范圍為100nm至750nm;該 金屬層的材質(zhì)為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化錫及氧化銦錫(ITO)的 其中之一，且其厚度等于或小于150nm;該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片還 包括保護(hù)層，該保護(hù)層形成于該金屬層上，用以保護(hù)該金屬層以及該 納米結(jié)構(gòu)層；該保護(hù)層以電鍍的方式形成于該金屬層上；該保護(hù)層為 硬膜(hardcoat)，其材質(zhì)為二氧化硅(Si02)。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片主要是在該納 米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片受光線照射時，通過該納米結(jié)構(gòu)層提高可見光的 穿透率，并降低內(nèi)面反射率，且通過該金屬層阻絕紅外線，從在可在 使用時，給使用者提供隔熱效果，更可改善使用者的視覺效果，以達(dá) 上述的主要目的。


圖1為本發(fā)明納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的第一實施例部分剖面結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2為本發(fā)明納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的第二實施例部分剖面結(jié)構(gòu) 示意圖3為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的可見光波段的穿透率曲線示意圖；圖4為依據(jù)圖3進(jìn)行計算后的可見光波段(380nm至7800nm)的平均穿透率的示意表；圖5為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的可見光波段的內(nèi)面反射率曲線示意圖； 圖6為依據(jù)圖5進(jìn)行計算后的可見光波段(380nm至780nm)的平均內(nèi)面反射率的示意表；圖7為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的紅外線波段的反射率曲線示意圖；以及 圖8為依據(jù)圖7進(jìn)行計算后的紅外線波段(780nm至2200nm)的平均反射率的示意表。 主要元件符號說明I 納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片 10 基材II 納米結(jié)構(gòu)層12 金屬層13 保護(hù)層Al至A3、 Bl至B3、 Cl至C3以及Dl至D3 曲線具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。 本發(fā)明亦可通過其他不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的 各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各 種修飾與變更。參閱圖1，其為本發(fā)明納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的第一實施例部分剖 面結(jié)構(gòu)示意圖。該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1可應(yīng)用于需隔熱的場所， 如車輛、室內(nèi)等。如圖所示，該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1包括基材10、 納米結(jié)構(gòu)層11以及金屬層12。以下即分別針對本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1的上述各物件進(jìn)行詳細(xì)說明該基材10，其尺寸并非以圖中所示者為限，在實際實施時，可徑 自依需求進(jìn)行尺寸的調(diào)整。在本實施例中，該基材10的材質(zhì)為透明高
分子塑膠材質(zhì)，如PC、 PMMA或PET等。該納米結(jié)構(gòu)層ll，形成于該基材10上，用以在該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔 熱膜片1受光線照射時，提高可見光的穿透率，并降低內(nèi)面反射率， 從而改善使用者的視覺效果。在本實施例中，該納米結(jié)構(gòu)層11為透明高分子塑膠材質(zhì)，如PC、 PMMA或PET等。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，優(yōu)選成型方式是以熱壓 的方式形成于該基板10上，以同等材質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)層11搭配同等材 質(zhì)的基材10。例如，若該基材10的材質(zhì)為PET，則該納米結(jié)構(gòu)層11 的最佳材質(zhì)則為PET;同理，若該基材10的材質(zhì)為PMMA，則該納米 結(jié)構(gòu)層11的最佳材質(zhì)則為PMMA。此外，另一優(yōu)選實施例為，優(yōu)選成型方式是由該透明高分子塑膠 材質(zhì)上涂布一光硬化樹脂，再以光照固化方式形成于該基材10上。若 該基材10的材質(zhì)為PET，則該納米結(jié)構(gòu)層11的最佳材質(zhì)為受光照固 化的高分子材質(zhì)。進(jìn)一步地，該納米結(jié)構(gòu)層11為具數(shù)個納米3D錐狀體的結(jié)構(gòu)，其 中，該數(shù)個納米3D錐狀體以周期性的方式進(jìn)行排列或以非周期性的方 式進(jìn)行排列，且該數(shù)個納米3D錐狀體中的任一個的寬度(W)等于 100nm 或 600nm 或介于 100nm至 600nm之間(亦艮卩， 100nm^W當(dāng)600nm)，高度(H)等于100nm或750nm或介于100nm至 750nm之間(亦即，100nm^H^750nm)。如圖所示，本實施例的數(shù)個 納米3D錐狀體以周期性的方式進(jìn)行排列，但并非以此為限。該金屬層12，形成于該納米結(jié)構(gòu)層11上，用以在該納米結(jié)構(gòu)光學(xué) 隔熱膜片1受光線照射時，阻絕紅外線，從而給使用者提供隔熱效果。 在本實施例中，該金屬層12的材質(zhì)為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化 錫或氧化銦錫(ITO)等，且其厚度等于或小于150nm。再參閱圖2，其為本發(fā)明納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的第二實施例部分 剖面結(jié)構(gòu)示意圖。此第二實施例與上述的第一實施例間的最大差別， 在于該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1還包括保護(hù)層13，該保護(hù)層13形成于 該金屬層12上，用以保護(hù)該金屬層12以及該納米結(jié)構(gòu)層11。亦即， 該保護(hù)層13不僅可加強(qiáng)該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1的硬度，更可在對 該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1進(jìn)行擦拭(如進(jìn)行清潔工作)或受到外物侵 害(如塵粒刮拭)時，可保護(hù)該金屬層12以及該納米結(jié)構(gòu)層11，避免該 金屬層12以及該納米結(jié)構(gòu)層11受到傷害。換句話說，有了此保護(hù)層 13，更可讓使用者在該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片1上進(jìn)行擦拭等清潔工 作。在本實施例中，該保護(hù)層13以電鍍的方式形成于該金屬層12上， 且該保護(hù)層13為硬膜，其材質(zhì)例如為二氧化硅(Si02)。因此，本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片l，若應(yīng)用于汽車的 車窗時，不僅可令可見光大幅地穿透于該車窗，提高車內(nèi)的采光照明 效果，更可在該車窗的內(nèi)面降低反射率，以避免因內(nèi)反光，產(chǎn)生后視 鏡無法看清楚，進(jìn)而無法看清后方的來車的問題(亦即，提供較佳的視 覺效果)，另一方面，更能同時兼具隔熱的效果。而為清楚說明本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片的效果，現(xiàn)以實驗 的結(jié)果加以說明。參閱圖3，為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的可見光波段的穿透率 曲線示意圖。如圖所示，其中，符號A1的曲線代表一隔熱膜片，其基 材為市售的透明PET膜片(厚度為200^im)，且該基材上形成有一厚度 為50nm、材料為銀(Ag)的金屬層；符號Bl的曲線代表本發(fā)明的納米 結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200pm)， 且該基材上形成有本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nm至 300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為 50nm、材料為銀(Ag)的金屬層；符號Cl的曲線代表一隔熱膜片，其基 材為市售的透明PET膜片(厚度為200pim)，且該基材上形成有一厚度 為75nm、材料為銀(Ag)的金屬層；符號Dl的曲線代表本發(fā)明的納米 結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200pm)， 且該基材上形成有本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nm至 300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為 75nm、材料為銀(Ag)的金屬層。同時參閱圖4，為依據(jù)圖3進(jìn)行計算后的可見光波段(380nm至 780nm)的平均穿透率的示意表。由表中可知，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué) 隔熱膜片無論于50nm或75nm的平均穿透率皆比無納米結(jié)構(gòu)層的隔熱 膜片高，藉此，即可佐證本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片通過納米結(jié) 構(gòu)層提高可見光的穿透率。
參閱圖5，為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的可見光波段的內(nèi)面反射率曲線示意 圖。如圖所示，其中，符號A2的曲線代表一隔熱膜片，其基材為市售 的透明PET膜片(厚度為200pm)，且該基材上形成有一厚度為50nm、 材料為銀(Ag)的金屬層；符號B2的曲線代表本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔 熱膜片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200,)，且該基材上 形成有本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nm至300nm、高度為 200nm至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為50nm、材料為 銀(Ag)的金屬層；符號C2的曲線代表一隔熱膜片，其基材為市售的透 明PET膜片(厚度為200(im)，且該基材上形成有一厚度為75nm、材料 為銀(Ag)的金屬層；符號D2的曲線代表基材本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔 熱膜片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200(_im)，且該基材上 形成有本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nrn至300nm、高度為 200nm至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為75nm、材料為 銀(Ag)的金屬層。同時參閱圖6，為依據(jù)圖5進(jìn)行計算后的可見光波段(380nm至 780nm)的平均內(nèi)面反射率的示意表。由表中可知，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu) 光學(xué)隔熱膜片無論于50nm或75nm的平均內(nèi)面反射率皆比無納米結(jié)構(gòu) 層的隔熱膜片低，藉此，即可佐證本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片通 過納米結(jié)構(gòu)層降低內(nèi)面反射率。參閱圖7，為經(jīng)實驗后所呈現(xiàn)的紅外線波段的反射率曲線示意圖。 如圖所示，其中，符號A3的曲線代表一隔熱膜片，其基材為市售的透 明PET膜片(厚度為200pm)，且該基材上形成有一厚度為50nm、材料 為銀(Ag)的金屬層；符號B3的曲線代表本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜 片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200^im)，且該基材上形成 有本發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nm至300nm、高度為200nm 至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為50nm、材料為銀(Ag) 的金屬層；符號C3的曲線代表一隔熱膜片，其基材為市售的透明PET 膜片(厚度為200pm)，且該基材上形成有一厚度為75nm、材料為銀(Ag) 的金屬層；符號D3的曲線代表基材本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片， 其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200pm)，且該基材上形成有本 發(fā)明所揭示的納米結(jié)構(gòu)層(周期為200nm至300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結(jié)構(gòu)層上形成有一厚度為75nm、材料為銀(Ag)的金屬層。同時參閱圖8，為依據(jù)圖7進(jìn)行計算后的紅外線波段C780nm至 2200nm)的平均反射率的示意表。由表中可知，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué) 隔熱膜片無論于50nm或75nm的平均反射率皆比無納米結(jié)構(gòu)層的隔熱 膜片高，藉此，即可佐證本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片通過納米結(jié) 構(gòu)層提高紅外線的反射率，亦即，提供較佳的紅外線的阻絕效果。綜上所述，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片主要是在該納米結(jié)構(gòu) 光學(xué)隔熱膜片受光線照射時，通過該納米結(jié)構(gòu)層提高可見光的穿透率，并降低內(nèi)面反射率，且通過該金屬層阻絕紅外線，從而可在使用時， 提供給使用者隔熱效果，更可改善使用者的視覺效果。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制 本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下， 對上述實施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如 隨附的權(quán)利要求所列。
權(quán)利要求
1.一種納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其包括基材；納米結(jié)構(gòu)層，形成于該基材上，以在受光線照射時提高可見光的穿透率，并降低內(nèi)面反射率；以及金屬層，形成于該納米結(jié)構(gòu)層上，以在受光線照射時阻絕紅外線，從而提供隔熱效果。
2. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該基材及 該納米結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)為透明高分子材料所構(gòu)成，且該透明高分子材料 選自PMMA、 PC及PET的其中之一。
3. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該納米結(jié) 構(gòu)層為具數(shù)個納米3D錐狀體的結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該數(shù)個納 米3D錐狀體中的任一個的寬度范圍為100nm至600nm，高度范圍為 100nm至750nm。
5.如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該數(shù)個納 米3D錐狀體中的任一個的寬度范圍為100nm至600mn，高度范圍為 100nm至750nm。
6. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該金屬層 的材質(zhì)為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化錫及氧化銦錫的其中之一。
7. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該金屬層 的厚度等于或小于150nm。
8. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，還包括保護(hù)層， 該保護(hù)層形成于該金屬層上，用以保護(hù)該金屬層以及該納米結(jié)構(gòu)層。
9. 如權(quán)利要求8所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該保護(hù)層 為硬膜。
10. 如權(quán)利要求9所述的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，其中，該硬膜的 材質(zhì)為二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明公開一種納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片，是先提供基材，在該基材上接續(xù)形成納米結(jié)構(gòu)層，最后在該納米結(jié)構(gòu)層上形成金屬層，從而制成該納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片。所制得的納米結(jié)構(gòu)層用以在受光線照射時可提高可見光的穿透率，并降低內(nèi)面的反射率，而該金屬層則用于在光線照射時，阻絕紅外線以達(dá)到隔熱效果。藉此，本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)隔熱膜片不僅可提供隔熱效果，更可提升空間采光并節(jié)省照明設(shè)備的使用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源的作用，及可改善使用者的視覺效果。
文檔編號B32B33/00GK101209610SQ200710149170
公開日2008年7月2日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者丁嘉仁, 周長彬, 聶雅玉, 許沁如 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院