紅外反射膜以及使用其的層合玻璃的制作方法
【專利說明】紅外反射膜以及使用其的層合玻璃
[0001] 說明
[0002] 本發(fā)明涉及一種具有至少兩個紅外反射層且主要用作建筑物和機動車輛等的窗 玻璃的紅外反射膜;以及使用其的層合玻璃。 技術背景
[0003] 基于紅外輻射的反射或吸收的所謂隔熱性能可通過確定JIS R 3106所規(guī)定的太 陽得熱系數或者IS013837所規(guī)定的總太陽透射率(TTS)而評價。TTS越低，則隔熱性能越高， 從而可降低空調負荷。TTS的降低可通過在太陽輻射進入的位置處設置反射或吸收組件實 現，從而處理從紫外到紅外的陽光光譜范圍，然而可見光區(qū)域內的透射率的降低通常會導 致窗戶能見度降低。此外，在汽車前窗玻璃(風擋玻璃)的情況下，立法規(guī)定可見光透射率應 至少為70%，因此很難通過控制可見光的透射率而降低TTS。因此，在汽車風擋玻璃的情況 下，為了降低TTS，所要解決的問題是如何以某種方式通過反射或吸收有效降低紅外光譜區(qū) 域中的透射率。
[0004] 為了解決該問題，專利文獻1公開了一種通過層合多個層，特別是至少6層而形成 的隔熱板，其中所述層通過固定膽留型液晶相而形成，在所述液晶相中螺距已被控制，從而 與751-2000nm范圍的波長相符。據此，通過層合多個具有不同反射波長的固定膽留型液晶 層，可降低紅外光譜區(qū)域(780-1700nm)內的透射率。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:外國PCT申請?zhí)?011-525154的特許公開譯文
[0008] 如果在寬波段范圍內顯示出高反射率或低透射率，則可降低總太陽得熱系數 (TTS)，然而在專利文獻1所述技術的情況下，必須層合顯著數量的膽留型液晶層以實現TTS的降低，因此加工步驟數量會增大，與此同時，成本上升且產量降低。此外，780-950nm附近 的所謂近紅外區(qū)域與用于通信目的（例如在遙控裝置等的情況下）的波長重疊，因此，盡管 當在該光譜區(qū)域內存在高反射或吸收程度時，太陽得熱系數降低，然而同時存在可能帶來 通信問題的擔憂。
[0009] 發(fā)明描述
[0010] 本發(fā)明所要解決的問題
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種紅外反射膜，借此可使用利用所述紅外反射層的構造以 比迄今為止所用更少的層數有效實現隔熱性能；以及提供一種使用其的層合玻璃。
[0012] 所述問題的解決方式
[0013] 作為解決上述問題的艱苦研究的結果，本發(fā)明人新發(fā)現通過反射紅外光譜內的特 定波長區(qū)域，可實現與較大數量反射波長情況相比相同水平的有效隔熱性能，盡管具有較 高的太陽得熱系數。此外，不僅可減少加工步驟，而且在使用該結構下，也不會對近紅外區(qū) 域產生影響，本發(fā)明正是基于這些發(fā)現。
[0014] 特別地，本發(fā)明的必要結構特征如下：
[0015] (1)-種紅外反射膜，其具有至少兩個紅外反射層，且在這些紅外反射層中，至少 一個紅外反射層的中心反射波長為1200-1300nm。
[0016] (2)根據上述（1)中所述的紅外反射膜，其中在所述至少兩個紅外反射層中，至少 一個紅外反射層的中心反射波長為1200-1300nm，且此外至少一個紅外反射層的中心反射 波長為 1500-1600nm〇
[0017] (3)根據上述（1)中所述的紅外反射膜，其中在所述至少兩個紅外反射層中，至少 一個紅外反射層的中心反射波長為1200-1300nm，且此外至少一個紅外反射層的中心反射 波長為 1000-1100nm〇
[0018] (4)根據上述(1)-(3)中任一項的紅外反射膜，其中各紅外反射層在中心反射波長 處的透射率不大于50%，且此外反射率為至少30%。
[0019] (5)根據上述（1)-(4)中任一項的紅外反射膜，其中紅外反射層通過固定膽留型液 晶相而形成。
[0020] (6)-種層合玻璃，其通過將上述（1)-(5)中任一項的紅外反射膜插入兩片中間膜 之間，然后將這些在兩片玻璃之間層合而形成。
[0021] (7)根據(6)中所述的層合玻璃，其中至少一片中間膜包含紅外吸收劑。發(fā)明效果
[0022] 通過使用本發(fā)明的紅外反射膜，可抑制室內溫度升高且賦予有效的隔熱性能。此 外，由于不需要大量膽留型液晶層，可減少加工步驟。此外，可通過使用對包含780-950nm的 近紅外區(qū)域不產生影響的反射波長結構而減少通信問題。 附圖簡介
[0023] 圖1:圖1為在工作實施例1中獲得的本發(fā)明紅外反射膜的光譜。
[0024] 圖2:圖2為在工作實施例2中獲得的紅外反射膜的光譜。
[0025] 圖3:圖3為在對比實施例1中獲得的紅外反射膜的光譜。
[0026] 圖4:圖4為用于測量隔熱效果的設備的示意圖。
[0027] 本發(fā)明的實施方式
[0028] 本發(fā)明所用的紅外反射層具有在所謂的大于780nm的紅外區(qū)域中反射光的功能。 在本發(fā)明中使用了至少兩個紅外反射層，特征在于在這些層中，至少一個紅外反射層的中 心反射波長為1200_1300nm。通過在該波長區(qū)域內反射，可顯著提高有效隔熱效果。此外，通 過使用其中在上述兩個或更多個紅外反射層中，至少一個紅外反射層的中心反射波長為 1200-1300nm且此外至少一個紅外反射層的中心反射波長為1500-1600nm或lOOO-llOOnm的 紅外反射膜，實現了更高的隔熱效果，此外不影響近紅外區(qū)域(780-950nm附近）中的光的透 射，從而使得可減少通信問題，因此這是優(yōu)選的;仍進一步優(yōu)選其中在上述兩個或更多個紅 外反射層中，至少一個紅外反射層的中心反射波長為1200-1300nm，且此外至少一個紅外反 射層的中心反射波長為1500_1600nm的紅外反射膜。
[0029] 適當調節(jié)本發(fā)明所用紅外反射層在中心反射波長處的光學性質，從而獲得目標隔 熱性能，但優(yōu)選透射率不大于70 %且反射率為至少10 % ;進一步優(yōu)選透射率不大于60%且 反射率為至少20% ;同時仍進一步優(yōu)選透射率不大于50 %且反射率為至少30%。此外，為了 在用于通信的波長下使用，在780-950nm附近的所謂近紅外區(qū)域內透射率優(yōu)選盡可能高，至 少為50%，進一步優(yōu)選為至少60%，仍進一步優(yōu)選為至少70%。
[0030] 就本發(fā)明所用的紅外反射層而言，對其沒有特別的限制，條件是它們允許在400- 約900nm范圍內透射可見光和近紅外區(qū)域輻射，且條件是至少一個紅外反射層具有使得其 中心反射波長為1200_1300nm的紅外反射性能。具有這些性能水平的具體實例包括:所謂的 多層膜，其中疊合具有不同折射率的多個金屬氧化物薄膜，從而在所需的波長下反射;包含 螺距經調節(jié)以獲得所需的選擇性反射波長的固定膽留型液晶相的層，如專利文獻1所述;如 JP-A-2011-253094所述的具有六邊形或盤狀的細金屬顆粒;和外國PCT申請?zhí)?-506837的 特許公開翻譯中所述的多層膜，其包含特定的聚酯和一些其他聚合物;然而由于易于設定 中心反射波長，特別優(yōu)選使用具有高可見光透明性的膽留型液晶。
[0031] 在其中將膽留型液晶用于紅外反射層的情況下，單層中的螺旋方向具有相同的方 向?；趩我宦菪较虻耐ㄟ^反射的可能理論最大反射率為50%，因此通過將其與具有相 同反射波長但具有另一螺旋方向的膽留型液晶層合，可呈現更高的紅外反射性能。特別地， 為了最大程度地實現本發(fā)明的效果，優(yōu)選例如通過層合總共四個層而構造紅外反射膜，包 括：通過固定中心反射波長為12 0 0 -13 0 0 n m的右手螺旋膽留型液晶相加中心反射波長為 1200-1300nm的左手螺旋膽留型液晶相，以及中心反射波長為1500-1600nm的右手螺旋膽甾 型液晶相加中心反射波長為1500-1600nm的左手螺旋膽留型液晶相而形成的層。
[0032] 本發(fā)明所用的膽留型液晶可通過將手性試劑與具有潛在向列型液晶特性的材料 混合而制備。當向列型液晶自身具有手性時，其可自身如膽甾型液晶那樣以特定螺距取向， 但其分子結構必須加以設計以獲得所需的選擇性反射波長，因此容易得多地以上述方式使 用手性試劑并調節(jié)其添加量。具有潛在向列型液晶特性的材料例如為具有多官能，特別是 雙官能聚合性的至少一種非手性向列型可聚合單體。優(yōu)選的非手性向列型雙官能可聚合單 體為通式（I)所示的那些：
[0033] Y2-M-Y3-(A2-Y4)w_Z 2 (I)
[0034] 其中在上式中，Z1和Z2表示相同或不同的可通過其發(fā)生聚合的反應性基團，或包含 該類反應性基團的基團（此處，所述反應性基團優(yōu)選選自c=c雙鍵和c=c三鍵、環(huán)氧基團、 硫雜丙環(huán)基團、氮雜丙環(huán)基團、氰酸酯基團、硫氰酸酯基團、異氰酸酯基團、羧酸基團、羥基 或氨基，優(yōu)選c=c雙鍵(例如-ch=ch2、-c(ch3)=ch2或-ch=ch(ch 3)，其中優(yōu)選前兩個）；
[0035] Y1，Y2，Y3 和 Y4 獨立地表示化學鍵、-〇-、-5-、-〇)-〇-、-〇-〇)-、-〇-〇)-〇-、-〇)-5-、-5_ CO-、-C0-N (Ra) -、-N (Ra) -CO-、-N (Ra) -C0-0-、-0-C0-N (Ra) -、-N (Ra) -C0-N (Ra) -、-CH2-0-或- 0_CH2_，優(yōu)選-C〇-〇-、-〇-C〇-或-〇-C〇-〇-(其中 1^表不氛或Ci-4烷基）；
[0036] A1和A2為相同或不同的選自如下組的間隔基:直鏈C2-3Q亞烷基，優(yōu)選(： 2-12亞烷基， 其中可插入氧、硫和/或任選單取代的氮(但其中該插入的基團不彼此相鄰，且其中合適的 胺取代基包括Ci-4烷基且