納米結構光學隔熱膜片的製作方法
2023-09-16 07:09:50 1
專利名稱：納米結構光學隔熱膜片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種納米結構光學隔熱膜片，更詳而言之，涉及一種 在使用時可提供隔熱效果，並提升空間採光以節省照明設備的使用， 同時改善使用者的視覺效果的納米結構光學隔熱膜片。
背景技術：
一般隔熱膜片大多應用於汽車及建築兩大類，其作用在於阻絕室 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 裝潢的光線進入室內，同時更可減少陽光所產生的熱量，以降低室內 溫度，進而可相應地節約能源。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，其製造過程一般採用多層光學薄膜鍍膜技術，其製成的產品的 薄膜層數少則為數十層多則達上百層，不僅製造過程複雜、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面效果。倘若將該種隔熱膜片應用於建築，上述的負面效果即會影響室內 的採光照明效果，同時使得貼附有隔熱膜片的窗戶等物件的內面具有 高反射率，進而使光線在窗戶等物件的內面產生內反光現象。此內反 光現象會讓室內的人員無法看清楚窗外的景象，亦即，影響室內的人 員的視覺效果。而若將該種隔熱膜片應用於汽車時，此內反光現象則 會影響駕駛的視覺效果，致使駕駛無法看清楚後視鏡上的影像，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有技術的問題的納米結構光 學隔熱膜片，實為此領域中亟待解決的問題。
發明內容
鑑於上述現有技術的缺失，本發明的主要目的在於提供一種具隔 熱效果且提升空間採光效果並改善使用者的視覺效果的納米結構光學 隔熱膜片。為達上述主要目的，本發明的納米結構光學隔熱膜片包括基材；納米結構層，形成於該基材上，以在受光線照射時提高可見光的穿透率，並降低內面反射率；金屬層，形成於該納米結構層上，以在受光 線照射時阻絕紅外線，從而提供隔熱效果。本發明的納米結構光學隔熱膜片一優選實施例中，該基材及該納 米結構層的材質為高分子塑膠材料所構成，該高分子塑膠材料包括有 PC、 PMMA及PET等透明塑性材料；該納米結構層由該高分子塑膠材 料上塗布一光硬化樹脂(UV glue)，再以光照固化(UV curing)的方式形 成於該基材上或以熱壓(hot embossing)的方式形成於該基材上；該納米 結構層為具數個納米3D錐狀體的結構，且該數個納米3D錐狀體以周 期性或非周期性的方式進行排列，其中，該數個納米3D錐狀體中的任 一個的寬度範圍為100nm至600nm，高度範圍為100nm至750nm;該 金屬層的材質為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化錫及氧化銦錫(ITO)的 其中之一，且其厚度等於或小於150nm;該納米結構光學隔熱膜片還 包括保護層，該保護層形成於該金屬層上，用以保護該金屬層以及該 納米結構層；該保護層以電鍍的方式形成於該金屬層上；該保護層為 硬膜(hardcoat)，其材質為二氧化矽(Si02)。相比於現有技術，本發明的納米結構光學隔熱膜片主要是在該納 米結構光學隔熱膜片受光線照射時，通過該納米結構層提高可見光的 穿透率，並降低內面反射率，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 上述的主要目的。
圖1為本發明納米結構光學隔熱膜片的第一實施例部分剖面結構 示意圖；圖2為本發明納米結構光學隔熱膜片的第二實施例部分剖面結構 示意圖3為經實驗後所呈現的可見光波段的穿透率曲線示意圖；圖4為依據圖3進行計算後的可見光波段(380nm至7800nm)的平均穿透率的示意表；圖5為經實驗後所呈現的可見光波段的內面反射率曲線示意圖； 圖6為依據圖5進行計算後的可見光波段(380nm至780nm)的平均內面反射率的示意表；圖7為經實驗後所呈現的紅外線波段的反射率曲線示意圖；以及 圖8為依據圖7進行計算後的紅外線波段(780nm至2200nm)的平均反射率的示意表。 主要元件符號說明I 納米結構光學隔熱膜片 10 基材II 納米結構層12 金屬層13 保護層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明的實施方式，本領域技術人 員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。 本發明亦可通過其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的 各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各 種修飾與變更。參閱圖1，其為本發明納米結構光學隔熱膜片的第一實施例部分剖 面結構示意圖。該納米結構光學隔熱膜片1可應用於需隔熱的場所， 如車輛、室內等。如圖所示，該納米結構光學隔熱膜片1包括基材10、 納米結構層11以及金屬層12。以下即分別針對本發明的納米結構光學隔熱膜片1的上述各物件進行詳細說明該基材10，其尺寸並非以圖中所示者為限，在實際實施時，可徑 自依需求進行尺寸的調整。在本實施例中，該基材10的材質為透明高
分子塑膠材質，如PC、 PMMA或PET等。該納米結構層ll，形成於該基材10上，用以在該納米結構光學隔 熱膜片1受光線照射時，提高可見光的穿透率，並降低內面反射率， 從而改善使用者的視覺效果。在本實施例中，該納米結構層11為透明高分子塑膠材質，如PC、 PMMA或PET等。在本發明的優選實施例中，優選成型方式是以熱壓 的方式形成於該基板10上，以同等材質的納米結構層11搭配同等材 質的基材10。例如，若該基材10的材質為PET，則該納米結構層11 的最佳材質則為PET;同理，若該基材10的材質為PMMA，則該納米 結構層11的最佳材質則為PMMA。此外，另一優選實施例為，優選成型方式是由該透明高分子塑膠 材質上塗布一光硬化樹脂，再以光照固化方式形成於該基材10上。若 該基材10的材質為PET，則該納米結構層11的最佳材質為受光照固 化的高分子材質。進一步地，該納米結構層11為具數個納米3D錐狀體的結構，其 中，該數個納米3D錐狀體以周期性的方式進行排列或以非周期性的方 式進行排列，且該數個納米3D錐狀體中的任一個的寬度(W)等於 100nm 或 600nm 或介於 100nm至 600nm之間(亦艮卩， 100nm^W當600nm)，高度(H)等於100nm或750nm或介於100nm至 750nm之間(亦即，100nm^H^750nm)。如圖所示，本實施例的數個 納米3D錐狀體以周期性的方式進行排列，但並非以此為限。該金屬層12，形成於該納米結構層11上，用以在該納米結構光學 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的材質為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化 錫或氧化銦錫(ITO)等，且其厚度等於或小於150nm。再參閱圖2，其為本發明納米結構光學隔熱膜片的第二實施例部分 剖面結構示意圖。此第二實施例與上述的第一實施例間的最大差別， 在於該納米結構光學隔熱膜片1還包括保護層13，該保護層13形成於 該金屬層12上，用以保護該金屬層12以及該納米結構層11。亦即， 該保護層13不僅可加強該納米結構光學隔熱膜片1的硬度，更可在對 該納米結構光學隔熱膜片1進行擦拭(如進行清潔工作)或受到外物侵 害(如塵粒刮拭)時，可保護該金屬層12以及該納米結構層11，避免該 金屬層12以及該納米結構層11受到傷害。換句話說，有了此保護層 13，更可讓使用者在該納米結構光學隔熱膜片1上進行擦拭等清潔工 作。在本實施例中，該保護層13以電鍍的方式形成於該金屬層12上， 且該保護層13為硬膜，其材質例如為二氧化矽(Si02)。因此，本發明所揭示的納米結構光學隔熱膜片l，若應用於汽車的 車窗時，不僅可令可見光大幅地穿透於該車窗，提高車內的採光照明 效果，更可在該車窗的內面降低反射率，以避免因內反光，產生後視 鏡無法看清楚，進而無法看清後方的來車的問題(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。而為清楚說明本發明的納米結構光學隔熱膜片的效果，現以實驗 的結果加以說明。參閱圖3，為經實驗後所呈現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的曲線代表本發明的納米 結構光學隔熱膜片，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明所揭示的納米結構層(周期為200nm至 300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結構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的曲線代表本發明的納米 結構光學隔熱膜片，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明所揭示的納米結構層(周期為200nm至 300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結構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，為依據圖3進行計算後的可見光波段(380nm至 780nm)的平均穿透率的示意表。由表中可知，本發明的納米結構光學 隔熱膜片無論於50nm或75nm的平均穿透率皆比無納米結構層的隔熱 膜片高，藉此，即可佐證本發明的納米結構光學隔熱膜片通過納米結 構層提高可見光的穿透率。
參閱圖5，為經實驗後所呈現的可見光波段的內面反射率曲線示意 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的曲線代表本發明的納米結構光學隔 熱膜片，其基材為市售的透明PET膜片(厚度為200,)，且該基材上 形成有本發明所揭示的納米結構層(周期為200nm至300nm、高度為 200nm至300nm)，而該納米結構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明的納米結構光學隔 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 形成有本發明所揭示的納米結構層(周期為200nrn至300nm、高度為 200nm至300nm)，而該納米結構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，為依據圖5進行計算後的可見光波段(380nm至 780nm)的平均內面反射率的示意表。由表中可知，本發明的納米結構 光學隔熱膜片無論於50nm或75nm的平均內面反射率皆比無納米結構 層的隔熱膜片低，藉此，即可佐證本發明的納米結構光學隔熱膜片通 過納米結構層降低內面反射率。參閱圖7，為經實驗後所呈現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的曲線代表本發明的納米結構光學隔熱膜 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 有本發明所揭示的納米結構層(周期為200nm至300nm、高度為200nm 至300nm)，而該納米結構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明的納米結構光學隔熱膜片， 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 發明所揭示的納米結構層(周期為200nm至300nm、高度為200nm至300nm)，而該納米結構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，為依據圖7進行計算後的紅外線波段C780nm至 2200nm)的平均反射率的示意表。由表中可知，本發明的納米結構光學 隔熱膜片無論於50nm或75nm的平均反射率皆比無納米結構層的隔熱 膜片高，藉此，即可佐證本發明的納米結構光學隔熱膜片通過納米結 構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，本發明的納米結構光學隔熱膜片主要是在該納米結構 光學隔熱膜片受光線照射時，通過該納米結構層提高可見光的穿透率，並降低內面反射率，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明的原理及其功效，而非用於限制 本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及範圍下， 對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明的權利保護範圍，應如 隨附的權利要求所列。
權利要求
1.一種納米結構光學隔熱膜片，其包括基材；納米結構層，形成於該基材上，以在受光線照射時提高可見光的穿透率，並降低內面反射率；以及金屬層，形成於該納米結構層上，以在受光線照射時阻絕紅外線，從而提供隔熱效果。
2. 如權利要求1所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該基材及 該納米結構層的材質為透明高分子材料所構成，且該透明高分子材料 選自PMMA、 PC及PET的其中之一。
3. 如權利要求1所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該納米結 構層為具數個納米3D錐狀體的結構。
4. 如權利要求3所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該數個納 米3D錐狀體中的任一個的寬度範圍為100nm至600nm，高度範圍為 100nm至750nm。
5.如權利要求3所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該數個納 米3D錐狀體中的任一個的寬度範圍為100nm至600mn，高度範圍為 100nm至750nm。
6. 如權利要求1所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該金屬層 的材質為金、銀、鋁、鎳、銅、鉻、氧化錫及氧化銦錫的其中之一。
7. 如權利要求1所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該金屬層 的厚度等於或小於150nm。
8. 如權利要求1所述的納米結構光學隔熱膜片，還包括保護層， 該保護層形成於該金屬層上，用以保護該金屬層以及該納米結構層。
9. 如權利要求8所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該保護層 為硬膜。
10. 如權利要求9所述的納米結構光學隔熱膜片，其中，該硬膜的 材質為二氧化矽。
全文摘要
本發明公開一種納米結構光學隔熱膜片，是先提供基材，在該基材上接續形成納米結構層，最後在該納米結構層上形成金屬層，從而製成該納米結構光學隔熱膜片。所製得的納米結構層用以在受光線照射時可提高可見光的穿透率，並降低內面的反射率，而該金屬層則用於在光線照射時，阻絕紅外線以達到隔熱效果。藉此，本發明的納米結構光學隔熱膜片不僅可提供隔熱效果，更可提升空間採光並節省照明設備的使用，進而達到節約能源的作用，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 優先權日2006年12月27日
發明者丁嘉仁, 周長彬, 聶雅玉, 許沁如 申請人:財團法人工業技術研究院