红外线遮蔽膜及其制造方法与流程

本发明涉及一种隔热结构，特别是涉及一种红外线遮蔽膜及其制造方法。

背景技术：

受到全球暖化的影响，隔热节能的需求日渐增加。举例来说，当太阳光穿透玻璃窗进入到室内时，太阳光中的红外线会导致室内温度升高，如此便需要利用通风或降温装置来减少高温不适感；根据统计结果，在夏天经由玻璃窗进入室内的太阳辐射明显增加了空调的能耗。由此可知，建筑物的玻璃窗的隔热性能对室内温度的影响很大。类似地，车用玻璃的隔热性能，也是影响车内温度的主要因素之一。

目前常见的隔热方式，不外乎是在目标物上设置金属红外线反射层或染色层，金属红外线反射层虽然可以将红外线和紫外线反射，但相关产品会产生光害；另外，染色层虽然可以吸收红外线，但其隔热效果不佳且容易褪色。此外，也有一种隔热方式，是利用金属镀层(如银镀层)搭配介电层来形成多层薄膜结构，其可以通过光干涉作用达到选择性让可见光穿透并阻隔红外线的效果；然而，这种方式的设备投资大、原料成本高且产品良率偏低。另外，现有的low-e玻璃的隔热效果仍有改善空间，且不具装饰性；而玻璃制品本身易碎，无法重工，应用上有诸多不便。

此外，现有的红外线遮蔽膜的制作，是先将隔热粒子混入聚合原料并进行造粒，再将所形成的聚酯粒进行熔融押出成膜；此作法不论是聚合或是混炼造粒阶段都是处于热环境下，热履历时间较长。而且，现有的红外线遮蔽膜为了提高隔热效果通常会添加大量的隔热粒子，而造成膜的外观雾度太高。

随着现代建筑物大量采用玻璃窗和玻璃外观(如玻璃帷幕)，以及汽车使用率的快速成长，开发新的隔热节能材料成为了一项十分重要且迫切的课题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有反射红外线/吸收红外线双重功能的红外线遮蔽膜。并且，提供一种可减少热履历的方法用以制造此红外线遮蔽膜。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种红外线遮蔽膜，其包括一红外线吸收层以及一第一红外线反射层。所述红外线吸收层含有均匀分布的多个复合氧化钨粒子，其中多个所述复合氧化钨粒子占所述红外线吸收层总重量的0.1wt％至10wt％，且具有以下通式：csxmywo3-znc；cs表示铯；m表示锡(sn)、锑(sb)或铋(bi)；w表示钨；o表示氧；n表示氟(f)、氯(cl)或溴(br)；x、y、z、c均为正数，且符合以下条件：x≦1.0；y≦1.0；y/x≦1.0；z≦0.6；及c≦0.1。所述第一红外线反射层设置于所述红外线吸收层的一表面上，且含有均匀分布的多个氧化钛粒子，其中多个所述氧化钛粒子占所述第一红外线反射层总重量的0.1wt％至10wt％。

在本发明的一些实施例中，所述红外线吸收层中每一所述复合氧化钨粒子的粒径为1纳米至50纳米，且所述第一红外线反射层中每一所述氧化钛粒子的粒径为30纳米至80纳米。

在本发明的一些实施例中，所述红外线遮蔽膜的厚度为12微米至50微米，且所述第一红外线反射层的厚度为所述红外线遮蔽膜厚度的3％至20％。

在本发明的一些实施例中，所述红外线遮蔽膜还包括一第二红外线反射层，其设置于所述红外线吸收层的相对另一表面上，且含有均匀分布的多个氧化钛粒子，其中多个所述氧化钛粒子占所述第二红外线反射层总重量的0.1wt％至10wt％。

在本发明的一些实施例中，所述红外线吸收层中每一所述复合氧化钨粒子的粒径为1纳米至50纳米，所述第一红外线反射层中每一所述氧化钛粒子的粒径为30纳米至80纳米，且所述第二红外线反射层中每一所述氧化钛粒子的粒径为30纳米至80纳米。

在本发明的一些实施例中，所述红外线遮蔽膜的厚度为12微米至50微米，且所述第一红外线反射层与所述第二红外线反射层的厚度和为所述红外线遮蔽膜厚度的6％至40％。

在本发明的一些实施例中，所述红外线遮蔽膜依jisr3106测试标准所测得的红外线阻隔率为30％至99％，且所述红外线遮蔽膜依jisk7705测试标准所测得的雾度为0.05％至2％。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种红外线遮蔽膜的制造方法，其包括：提供包含多个复合氧化钨粒子的一第一隔热浆料以及包含多个氧化钛粒子的至少一第二隔热浆料，其中多个所述复合氧化钨粒子具有以下通式：csxmywo3-znc；cs表示铯；m表示锡(sn)、锑(sb)或铋(bi)；w表示钨；o表示氧；n表示氟(f)、氯(cl)或溴(br)；x、y、z、c均为正数，且符合以下条件：x≦1.0；y≦1.0；y/x≦1.0；z≦0.6；及c≦0.1；以及通过多层共押出的方式将多个聚酯粒形成一多层结构，其中在押出过程中所述第一隔热浆料被施加于所述多层结构的一内层，且至少一所述第二隔热浆料被施加于所述多层结构的至少一外层，使所述多层结构至少包括一红外线吸收层以及一形成于所述红外线吸收层的一表面上的第一红外线反射层。多个所述复合氧化钨粒子占所述红外线吸收层总重量的0.1wt％至10wt％，且多个所述氧化钛粒子占所述第一红外线反射层总重量的0.1wt％至10wt％。

在本发明的一些实施例中，在形成所述多层结构的步骤中，至少一所述第二隔热浆料被施加于所述多层结构的另外一外层，使所述多层结构进一步包括一形成于所述红外线吸收层的相对另一表面上的第二红外线反射层，且多个所述氧化钛粒子占所述第二红外线反射层总重量的0.1wt％至10wt％。

在本发明的一些实施例中，多个所述复合氧化钨粒子在所述第一隔热浆料中的存在量为0.01wt％至30wt％，且每一所述复合氧化钨粒子的粒径为1纳米至50纳米，多个所述氧化钛粒子在至少一所述第二隔热浆料中的存在量为0.01wt％至30wt％，且每一所述氧化钛粒子的粒径为30纳米至80纳米。

本发明的其中一有益效果在于，本发明的红外线遮蔽膜，其能通过“红外线吸收层含有均匀分布的多个复合氧化钨粒子，至少一红外线反射层设置于红外线吸收层的表面上，且含有均匀分布的多个氧化钛粒子”的技术方案，以具有反射红外线/吸收红外线双重功能，并兼具高透光率和低雾度等光学特性，进而满足隔热产品对于高隔热性和足够的可视性的应用需求。由测试结果可知，红外线遮蔽膜的可见光穿透率可达88％；红外线遮蔽膜的雾度至少低于2％，且可以低到0.05％；红外线阻隔率至少为90％，且可达99％。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的红外线遮蔽膜的其中一结构示意图。

图2为本发明第一实施例的红外线遮蔽膜的另外一结构示意图。

图3为本发明第二实施例的红外线遮蔽膜的其中一结构示意图。

图4为本发明第二实施例的红外线遮蔽膜的另外一结构示意图。

图5为本发明的红外线遮蔽膜的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“红外线遮蔽膜及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

除非另外定义，否则本文中使用的所有技术及科学术语，都具有与本领域技术人员通常所理解含义相同的含义。当术语以单数形式出现时，涵盖此术语的多个形式。

除非另有指示，否则本文中提到的所有百分比都为重量百分比。当提供一系列上、下限范围时，涵盖所提到的范围的所有组合，如同明确列出各组合。

第一实施例

参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种红外线遮蔽膜z，其具有反射红外线/吸收红外线双重功能；红外线遮蔽膜z为一多层结构，且主要包括一红外线吸收层1及一红外线反射层2。红外线吸收层1作为红外线遮蔽膜z的内层，其含有均匀分布的多个复合氧化钨粒子p1；红外线反射层2作为红外线遮蔽膜z的外层，其设置于红外线吸收层1的一表面(如上表面)上，且含有均匀分布的多个氧化钛(tio2)粒子p2。

使用时，可将红外线遮蔽膜z贴附于一需兼顾透明可视与隔热效果的目标物(未显示)上，以分别借由红外线吸收层1与红外线反射层2吸收和反射太阳光中的红外线；并且，红外线吸收层1与红外线反射层2都可以让可见光穿透；目标物例如为建筑物的玻璃窗和玻璃外观、汽车的前、后挡风玻璃和左右两侧车窗玻璃。借此，可实现在不影响自然光传导的情况下，降低日照对室内环境造成的升温影响，进而有效降低空调的能耗。

进一步而言，红外线吸收层1与红外线反射层2的材质为聚酯，如此红外线吸收层1与红外线反射层2本身即具有高透明性和良好的挺性。聚酯的具体例包括：聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ppt)、聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)、聚萘二甲酸乙二醇脂(pen)、聚萘二甲酸丁二醇酯(pbn)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(pct)、聚碳酸酯(pc)及聚芳酯；优选的聚酯为pet。在本实施例中，红外线吸收层1与红外线反射层2经过双轴延伸处理而具有良好的柔软延展性，如此可提高红外线遮蔽膜z的使用灵活性，例如红外线遮蔽膜z可适应目标物的不同立体造型，即可平整地贴附在目标物的表面上。

为了兼顾红外线吸收能力和透光性，红外线吸收层1中复合氧化钨粒子p1的存在量，基于红外线吸收层1总重量，为0.1wt％至10wt％，且复合氧化钨粒子p1的粒径为1纳米至50纳米。另外，为了兼顾红外线反射能力和透光性，氧化钛粒子p2的存在量，基于红外线反射层2总重量，为0.1wt％至10wt％，且氧化钛粒子p2的粒径为30纳米至80纳米。然而，这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式，而并非用以限定本发明。在本实施例中，红外线反射层2的厚度为红外线遮蔽膜z厚度的3％至20％，红外线遮蔽膜z的厚度可为12微米至50微米，但不限于此。

在一些实施例中，复合氧化钨粒子p1的存在量可为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％；复合氧化钨粒子p1的粒径可为5纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米或45纳米；氧化钛粒子p2的存在量可为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％；氧化钛粒子p2的粒径可为30纳米、40纳米、50纳米、60纳米、70纳米或80纳米。

在本实施例中，复合氧化钨粒子p1具有以下通式：csxmywo3-znc；cs表示铯；m表示锡(sn)、锑(sb)或铋(bi)；w表示钨；o表示氧；n表示氟(f)、氯(cl)或溴(br)，优选n表示氟(f)或溴(br)；x、y、z、c均为正数，且符合以下条件：x≦1.0；y≦1.0；y/x≦1.0；z≦0.6；及c≦0.1。值得一提的是，复合氧化钨粒子p1中掺杂有特定的金属元素与特定的非金属元素，其中所掺杂的金属元素可以弥补氧化钨分子吸收红外线能力的不足，例如可提高波长范围在850纳米至2500纳米的红外线的吸收能力，而所掺杂的非金属元素可提高红外线吸收层1的耐候性。

由测试结果可知，红外线遮蔽膜z的可见光穿透率可达88％；红外线遮蔽膜z的雾度至少低于2％，且可以低到0.05％；红外线阻隔率至少为90％，且可达99％。

可见光穿透率及雾度测试：采用日商tokyodenshoku的测试装置(型号为tc-hiiidpk)，依jisk7705测试标准，测试红外线遮蔽膜z的可见光穿透率及雾度；可见光穿透率越高、雾度值越低，代表红外线遮蔽膜z的透明性越佳。

红外线(ircut％)阻隔率测试：采用日商hoya的测试装置(型号为lt-3000)，依jisr3106测试标准，测试红外线遮蔽膜z的红外线通过率，再以100％减去所测得的红外线通过率，即得到红外线遮蔽膜z的红外线阻隔率；红外线阻隔率愈高，代表测试红外线遮蔽膜z的隔热效果越佳。

参阅图2所示，根据实际需要，红外线遮蔽膜z可进一步包括一承载层3、一接合层4及一暂时性覆盖层5，承载层3与接合层4按序设置于红外线吸收层1的相对另一表面(如下表面)上，且暂时性覆盖层5覆盖在接合层4的表面上。承载层3可对红外线吸收层1与红外线反射层2提供良好的支撑，以使它们发挥预期的作用；接合层4可通过贴附的方式将红外线吸收层1与红外线反射层2配置在目标物表面的特定区域上；暂时性覆盖层5可在进行贴附之前，防止接合层4的表面接触到脏污导致接合力下降。

在本实施例中，承载层3的材质也可为聚酯，其具体例如前所述，优选的聚酯为pet；承载层3的厚度可为20微米至125微米。接合层4的材质可为聚氨酯、亚克力、聚酯、聚乙烯醇、乙烯醋酸乙烯酯或其任意组合；接合层4的厚度可为10微米至50微米。暂时性覆盖层5的材质和厚度没有特别的限制，只要能稳定地附着于接合层4的表面上即可。然而，这些细节只是本实施例所提供可行的实施方式，而并非用以限定本发明。

第二实施例

参阅图3所示，本发明第二实施例提供一种红外线遮蔽膜z，其主要包括一红外线吸收层1、一第一红外线反射层2a及一第二红外线反射层2b。红外线吸收层1具有相对的一第一表面11及一第二表面12，第一表面11例如为红外线吸收层1的上表面，第二表面12例如为红外线吸收层1的下表面，其中红外线吸收层1含有均匀分布的多个复合氧化钨粒子p1。第一红外线反射层2a设置于红外线吸收层1的第一表面11上，第二红外线反射层2b设置于红外线吸收层1的第二表面12上，其中第一红外线反射层2a与第二红外线反射层2b都含有均匀分布的多个氧化钛粒子p2。

在本实施例中，红外线吸收层1中复合氧化钨粒子p1的存在量，基于红外线吸收层1总重量，为0.1wt％至10wt％，且复合氧化钨粒子p1的粒径为1纳米至50纳米。第一红外线反射层2a中氧化钛粒子p2的存在量，基于第一红外线反射层2a总重量，为0.1wt％至10wt％，且第一红外线反射层2a中氧化钛粒子p2的粒径为1纳米至50纳米。第二红外线反射层2b中氧化钛粒子p2的存在量，基于第二红外线反射层2b总重量，为0.1wt％至10wt％，且第二红外线反射层2b中氧化钛粒子p2的粒径为30纳米至80纳米。此外，第一红外线反射层2a与第二红外线反射层2b的厚度和为红外线遮蔽膜z厚度的6％至40％，红外线遮蔽膜z的厚度可为12微米至50微米。

参阅图4所示，红外线遮蔽膜z也可进一步包括一承载层3、一接合层4及一暂时性覆盖层5，承载层3的位置对应红外线吸收层1的第二表面12，且与第二红外线反射层2b相连，接合层4设置于承载层3上，且暂时性覆盖层5覆盖在接合层4的表面上。在一未示出的实施例中，承载层3的位置可对应红外线吸收层1的第二表面12，且与第一红外线反射层2a相连。关于本实施例的红外线遮蔽膜z的其他实施细节，可参考第一实施例所述，在此不再加以赘述。

第三实施例

参阅图5所示，本发明第三实施例提供一种红外线遮蔽膜的制造方法，其主要包括：步骤s100，提供包含多个复合氧化钨粒子的一第一隔热浆料及包含多个氧化钛粒子的至少一第二隔热浆料；以及步骤s102，通过多层共押出(co-extrusion)的方式将多个聚酯粒形成一多层结构，其中在押出过程中第一隔热浆料与第二隔热浆料分别被施加于相互层叠的一第一热熔融层和至少一第二热熔融层中。根据实际需要，此制造方法可进一步包括步骤s104，对多层结构进行双轴延伸处理。

配合图1及图3所示，步骤s102完成后可以得到一红外线遮蔽膜z，其包括一红外线吸收层1及一形成于红外线吸收层1的一表面上的红外线反射层2，如图1所示；或者，红外线遮蔽膜z可包括一红外线吸收层1、一形成于红外线吸收层1的一表面上的第一红外线反射层2a及一形成于红外线吸收层1的相对另一表面上的第二红外线反射层2b，如图3所示。关于红外线吸收层1与红外线反射层2(第一和第二红外线反射层)的技术细节，可参考第一和第二实施例所述，在此不再加以赘述。

进一步而言，第一隔热浆料可由以下步骤制成：首先，将具有前述通式的复合氧化钨粒子加入一醇溶剂(如乙二醇)中，经充分搅拌后静置一段时间，得到一第一隔热粒子分散液；为了使分散液中复合氧化钨粒子的分散性更好，可于第一隔热粒子分散液中加入适量的一分散剂。此后，对第一隔热粒子分散液进行湿式研磨，直到第一隔热粒子分散液具有适当的黏度，且复合氧化钨粒子具有介于1纳米至50纳米之间的粒径。类似地，第二隔热浆料可由以下步骤制成：首先，将氧化钛粒子加入一醇溶剂(如乙二醇)中，经充分搅拌后静置一段时间，得到一第二隔热粒子分散液；为了使分散液中氧化钛粒子的分散性更好，可于第二隔热粒子分散液中加入适量的一分散剂。此后，对第二隔热粒子分散液进行湿式研磨，直到第二隔热粒子分散液具有适当的黏度，且氧化钛粒子具有介于30纳米至80纳米之间的粒径。

作为分散剂，可举出阴离子型分散剂、非离子型分散剂及高分子分散剂。阴离子型分散剂可为丙烯酸类阴离子型分散剂，其聚体例包括聚丙烯酸铵(共)聚合物、聚丙烯酸钠(共)聚合物、苯乙烯-丙烯酸(共)聚合物及羧酸钠盐共聚合物；非离子型分散剂的聚体例包括脂肪醇乙氧基化合物及聚氧乙烯烷基醚；高分子分散剂可为具有多个锚固基团的共聚合物，其聚体例包括聚羧酸酯、磺酸型聚酯多元醇、聚磷酸酯、聚胺酯及改性聚丙烯酸酯类聚合物。

上述双轴延伸处理可以是在延伸温度50℃至150℃下对未经延伸的红外线遮蔽膜z进行预热，再依照不同的延伸比例对未经延伸的红外线遮蔽膜z的宽度方向(或称，横向方向，td)施予2.0倍至5.0倍的延伸加工、且优选为施予3.0倍至4.0倍的延伸加工，然后对红外线遮蔽膜z的长度方向(或称，纵向方向，md)施予1.0倍至2.5倍的延伸加工、且优选为施予1.0倍至1.5倍的延伸加工。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于，本发明的红外线遮蔽膜，其能通过“红外线吸收层含有均匀分布的多个复合氧化钨粒子，至少一红外线反射层设置于红外线吸收层的表面上，且含有均匀分布的多个氧化钛粒子”的技术方案，以具有反射红外线/吸收红外线双重功能，并兼具高透光率和低雾度等光学特性，进而满足隔热产品对于高隔热性和足够的可视性的应用需求。由测试结果可知，红外线遮蔽膜的可见光穿透率可达88％；红外线遮蔽膜的雾度至少低于2％，且可以低到0.05％；红外线阻隔率至少为90％，且可达99％。

有别于传统的工艺，是先将复合氧化钨粒子/氧化钛粒子混入聚合原料(如二羧酸与二元醇)并进行造粒，再将所形成的聚酯粒进行熔融押出成膜；本发明的红外线遮蔽膜的制造方法是在熔融押出阶段，才将复合氧化钨粒子/氧化钛粒子以浆料的形式施加并分散于热熔融层中，如此能有效减少热履历。

本发明的红外线遮蔽膜可在强烈太阳光的照射下，减少外界环境对室内温度的影响，对节能减碳的有很大的贡献。此外，本发明的红外线遮蔽膜更兼具容易施工及好重工的优点。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。