CN114144706A - 近红外线屏蔽材料 - Google Patents
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Abstract
提供使近红外线的透射有效衰减的新的材料。所提供的近红外线屏蔽材料包含多个片状粒子,多个片状粒子分别具备片状基体和形成于片状基体的主面的单层膜,波长800nm~1400nm处的光线反射率为40%以上。片状基体例如为片状玻璃。片状玻璃的平均厚度例如为0.6μm以下。单层膜包含例如氧化钛,其平均厚度例如为80nm~165nm。
Description
技术领域
本发明涉及使近红外线的透射衰减的近红外线屏蔽材料,特别是涉及适合作为化妆品、涂料的材料或树脂成形品的材料等使用的粒子状的近红外线屏蔽材料。
背景技术
红外线占从太阳到达地球的能量的一半左右。因此,为了有效地屏蔽从太阳放射的能量,要求屏蔽红外线,特别是近红外线。作为近红外线屏蔽材料,使用氧化钛、氧化锌等的微粒,特别是氧化钛微粒。已知氧化钛微粒在其平均粒径为1μm左右时近红外线的反射率变高。作为近红外线屏蔽材料的氧化钛微粒主要分散在涂料、膜中使用。包含屏蔽材料的涂料用于以汽车为代表的车辆、建筑物的屋顶材料等。
最近,关于近红外线对人体的影响进行了研究,其影响逐渐变得明确。波长比可见光长的近红外线到达从真皮到皮下组织的皮肤的深部,促进皮肤的老化。为了防止该情况,在化妆品的领域中,对屏蔽近红外线的材料的需求也在扩大。
在专利文献1中,作为化妆品用的近红外线屏蔽材料,提出了使用单独设定了平均粒径的氧化锌与氧化钛的混合物。根据专利文献1,该混合物减轻涂布于皮肤时的“泛白”等不良情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-171655号公报
发明内容
发明要解决的课题
以氧化钛微粒为代表的近红外线屏蔽材料的开发基本上基于微粒尺寸的优化和不同种类微粒的共混。但是,仅通过该方法难以满足对各种近红外线屏蔽材料的需求。例如,屏蔽近红外光的氧化钛微粒具有也屏蔽可见光的趋势。但是,在化妆品和涂料中,重视美观、换言之在可见光区域中的显色,因此有时不期望可见光的屏蔽。在化妆品、涂料以外的用途,例如树脂成形品中,由于近红外线屏蔽材料的多样化,新的需求也有可能变得明显。鉴于这样的状况,本发明的目的在于提供一种使近红外线的透射有效地衰减的新的材料。
用于解决课题的手段
专利文献1中公开的以往的近红外线屏蔽材料利用了所谓的米氏散射所附带的屏蔽效果。在利用该屏蔽效果屏蔽近红外线的情况下,应将氧化钛微粒的平均粒径调整为1μm左右。但是,若仅基于此而设计材料,则近红外线屏蔽材料的种类、由此得到的可见光的透射和反射特性、以及由此产生的美观就非常受限。本发明人构思利用干涉效应使近红外线的透射衰减,进行了深入研究,结果完成了本发明。
本发明提供一种近红外线屏蔽材料,其包含多个片状粒子,
上述多个片状粒子分别具备片状基体和形成于上述片状基体的主面的单层膜,
波长800nm~1400nm处的光线反射率为40%以上。
本发明的另一个方面提供一种近红外线屏蔽材料,其包含多个片状粒子,
上述多个片状粒子分别具备片状基体和形成于上述片状基体的主面的单层膜,
上述片状基体为片状玻璃,上述片状玻璃的平均厚度为0.6μm以下,
上述单层膜包含氧化钛,上述单层膜的平均厚度为80nm~165nm。
发明的效果
本发明的近红外线屏蔽材料适于在从太阳光放射的能量大的波长800~1400nm中使入射光有效地衰减。另外,本发明的近红外线屏蔽材料也适于产生多种显色。
附图说明
图1是片状粒子的一个例子的示意性截面图。
图2是表示片状基体的一个例子的立体图。
图3是表示片状玻璃的制造装置的一个例子的示意图。
图4是表示片状玻璃的制造装置的另一例的示意图。
图5是氧化钛膜的厚度110nm一致、片状玻璃的厚度和纵横比不同的试样1(厚度0.3μm、比50)、试样4(厚度0.4μm、比45)、试样5(厚度0.4μm、比25)、试样10(厚度1.3μm、比14)的分光反射率曲线。
图6是片状玻璃的厚度(0.4~0.5μm)和纵横比(45~50)大致一致、氧化钛的厚度不同的试样9(70nm)、试样8(90nm)、试样4(110nm)、试样6(130nm)、试样7(160nm)的分光反射率曲线。
图7是试样1、附加了微粒的试样2、以及将氧化钛膜的厚度不同的片状粒子混合而成的试样3的分光反射率曲线。
图8是对作为乳液的试样11(近红外线屏蔽材料0%)、试样12(近红外线屏蔽材料1%)、试样13(近红外线屏蔽材料3%)、试样14(近红外线屏蔽材料5%)进行测定而得的分光反射率曲线。
图9是表示车辆用的多层涂膜的构成的一个例子的截面图。
图10A是表示分散有厚度相对较小的近红外线屏蔽材料的涂膜的一个例子的截面图。
图10B是表示分散有厚度相对较大的近红外线屏蔽材料的涂膜的一个例子的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明,但以下的说明并不旨在将本发明限制于特定的实施方式。
<近红外线屏蔽材料>
(片状粒子)
本实施方式的近红外线屏蔽材料包含多个片状粒子。各个片状粒子具备片状基体和至少形成于其主面的单层膜。在图1中示出片状粒子的示意性的截面。片状粒子10具备片状基体1和形成于一对主面1a、1b和侧面1s的单层膜2。片状基体1的厚度t也是主面1a、1b的间隔。片状粒子10反映片状基体1的形状,其自身为片状。然而,近红外线屏蔽材料不需要仅由片状粒子构成。
(片状基体)
片状基体是也被称为鳞片状基体的微小的板状的薄片。在图2中示出片状基体1的典型的一个方式。片状基体例如为片状玻璃、片状氧化铝、云母、滑石或绢云母。片状基体优选为片状玻璃、片状氧化铝或云母。云母可以为天然云母,也可以为合成云母。
片状基体的优选的平均厚度为0.6μm以下,特别是0.55μm以下,例如为0.1~0.6μm,进一步为0.15~0.5μm。片状基体的平均厚度可以为0.4μm以下。薄的片状基体的使用在实现近红外区域的光线的屏蔽能力的提高方面是有利的。片状基体的平均厚度根据至少50个片状基体的厚度的平均值确定。各个片状基体的厚度可以通过使用了扫描型电子显微镜(SEM)的观察来测定。
片状基体的优选的平均粒径为3~40μm,特别是4~25μm,例如为5~30μm。片状基体的平均粒径可以通过在利用激光衍射法测定的光散射当量直径的粒度分布中从粒径小的一侧起的体积累计相当于50%的粒径(D50)来确定。
片状基体的优选的纵横比为15以上,进一步为25以上,特别是40以上。纵横比可以为70以下,进一步为65以下。该程度的纵横比在实现近红外区域的光线的屏蔽能力的提高方面是有利的。片状基体的纵横比可以通过平均粒径除以平均厚度而求出。
特别优选的片状基体为片状玻璃。片状玻璃的主面与云母等结晶性粒体相比平滑性优异,适于:通过入射的光L(参照图1)的干涉而使近红外区域的光线反射,使可见光区域的光线产生着色。构成片状玻璃的玻璃组合物没有特别限制,例如可以使用以氧化硅为主成分、还包含氧化铝、氧化钙、氧化钠等其他金属氧化物成分的玻璃组合物。需要说明的是,在本说明书中,将“主成分”用作表示以质量基准计含有率最大的成分的术语。作为具体的玻璃组合物,可例示钠钙玻璃、A玻璃、C玻璃、E玻璃、ECR玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等。
在图3中示出用于通过吹塑法制造片状玻璃的装置的一个例子。该制造装置具备耐火窑槽(日文:耐火窯槽)12、吹塑喷嘴15和按压辊17。在耐火窑槽12(溶解槽)中熔融的玻璃坯料11通过送入到吹塑喷嘴15的气体而膨胀成气球状,成为中空状玻璃膜16。利用按压辊17将中空状玻璃膜16粉碎,从而得到片状玻璃1。通过调节中空状玻璃膜16的拉伸速度、从吹塑喷嘴15送入的气体的流量等,能够控制片状玻璃1的厚度。另外,通过调节片状玻璃的成形、粉碎、分级条件等,能够控制片状玻璃1的粒径。
在图4中示出用于通过旋转法制造片状玻璃的装置的一个例子。该装置具备旋转杯22、1组环状板23和环状旋风型捕集机24。熔融玻璃坯料11从喷嘴21流入旋转杯22,通过离心力从旋转杯22的上边缘部以放射状流出,通过环状板23之间而被空气流吸引,被导入到环状旋风型捕集机24中。在通过环状板23的期间,玻璃以薄膜的形态冷却和固化,进而破碎成微小片,由此得到片状玻璃1。通过调节环状板23的间隔、空气流的速度等,能够控制片状玻璃1的厚度。另外,通过调节片状玻璃的成形、粉碎、分级条件等,能够控制片状玻璃1的粒径。
(单层膜)
单层膜由单一的层构成,以至少覆盖片状基体的一对主面的方式形成。单层膜不具有多个层,因此不具有在膜内形成层边界的界面。需要说明的是,对于存在于膜与基体的边界面或膜的表面的岛状的附着物而言,只要没有沿着该边界面或表面扩展而覆盖该面,则不是“层”。为了在近红外区域这样较宽的波长区域反射光线,通常使用将高折射率层与低折射率层交替层叠而成的多层膜。但是,根据本发明人的研究而明确:通过使用单层膜,能够使近红外区域的光线有效地衰减。用单层膜取代多层膜可以大幅削减成膜所需的费用和时间。
单层膜例如包含选自氧化钛、氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化锌、氧化锡、氧化锆、氧化铈、氧化镍、氧化铬和氧化钒中的至少1种氧化物,优选包含氧化钛作为主成分。以下,为了简便,将以氧化钛为主成分的单层膜简称为“氧化钛膜”。
氧化钛具有锐钛矿型、板钛矿(日文:ブルーカイト)型、金红石型这3种晶型,锐钛矿型和金红石型在工业上被量产。优选的氧化钛的晶型为金红石型。金红石型的氧化钛的光催化活性低,折射率最高。
金红石型氧化钛在片状基体上的成膜例如参照日本特开2001-31421号公报、日本特开2003-12962号公报等中公开的方法来实施即可。在上述公报所公开的方法中,在包含四氯化钛等钛化合物的溶液中,金红石型氧化钛在片状玻璃上析出而形成膜。更具体而言,通过在包含钛化合物的温度55~85℃、pH1.3以下的溶液中添加碱性化合物或碱性溶液,能够使金红石型氧化钛在片状玻璃上析出。如果预先使锡或锡化合物附着于片状玻璃,则促进金红石型氧化钛的析出。如果使用该方法,则不需要用于结晶转变的加热就能成膜金红石型氧化钛。
包含氧化钛的单层膜的优选的平均厚度为80nm~165nm,进一步为90nm~160nm,特别为95nm~140nm,尤其为100nm~120nm。通过将单层膜的平均厚度调整为适当的范围,能够充分提高近红外区域的光线的反射率。如果以单层膜不变得过薄的方式进行控制,则容易将近红外区域的长波长侧的反射率维持得较高。
由厚度100nm~120nm左右的氧化钛膜得到橙色系的干涉色。橙色系的显色适合涂抹于皮肤的类型的化妆品。该类型的化妆品也特别期望近红外线的屏蔽效果。将氧化钛膜的厚度调整为上述范围的近红外线屏蔽材料尤其适于配合至以面部化妆品为代表的涂布于皮肤的化妆品中。
由片状粒子得到的具有光辉感的反射光通过与橙色系以外的颜色的组合也能够制造出令人印象深刻的装饰效果。由形成于片状基体上的氧化钛膜,例如以厚度120~140nm左右得到红色系的干涉色,以厚度150~165nm左右得到蓝色系的干涉色。在这些厚度的范围内,若适当地调整片状基体的厚度,则能够提高近红外线的屏蔽效果。显色为蓝色系或红色系的近红外线屏蔽材料特别适合配合于彩妆化妆品。另一方面,由厚度超过165nm的氧化钛膜得到绿色系的干涉色。但是,关于形成有该范围的厚度的氧化钛膜的片状基体的反射率,即使调整片状基体的厚度,在近红外区域的短波长侧也止于小于40%的范围。
与反射光限定为白色系的近红外线屏蔽用的氧化钛微粒相对照,根据本实施方式的近红外线屏蔽材料,能够提供各种反射色。这不仅对于化妆品、即便对于将本实施方式的近红外线屏蔽材料用于涂料及其他产品的情况下也可以成为有利的特征。
(微粒)
构成本实施方式的近红外线屏蔽材料的片状粒子可以在片状基体与单层膜的界面和/或单层膜的表面分散有微粒。通过由附着的微粒引起的光吸收和散射,能够调整近红外线的屏蔽特性和反射光的色调和鲜艳度。
微粒可以为金属微粒,也可以为非金属微粒。微粒可以为无机化合物微粒,也可以为有机化合物微粒。作为金属微粒,可例示金微粒、铂微粒和银微粒,但并不限定于这些,也可根据所要求的特性而使用这些以外的微粒。
微粒的平均粒径没有特别限定,可例示1nm~50nm,进而5nm~30nm。微粒以质量基准计,相对于片状基体和单层膜的合计质量而可以附着0.05~1%、进而附着0.1~0.6%左右。
在化妆材料的领域中,多需要微妙地调整橙色系的显色,就这一点而言,微粒的使用特别有用。适于橙色附近的色调的表现和微调整的微粒为选自银、氧化铁、金和作为法定色素规定的有机合成色素中的至少1种,特别是银和/或氧化铁。法定色素是厚生劳动省1996年规定的医药品、准医药品和化妆品中可以使用的有机合成色素(焦油色素),橙色附近的色调的表现和微调整例如可以使用红色2号、红色102号、红色202号、黄色4号、黄色5号、橙色205号。如后述的实施例所示,通过附加微粒,还能够使橙色系的颜色的明度L*为60以上、65以上、进而为70以上。虽然省略详细的说明,但微粒对于显色的调整是有用的这一点在其他色调和用途中也是同样的。例如,蓝色系的显色的调整可以使用蓝色1号、群青等。
(光学特性)
本实施方式的近红外线屏蔽材料在波长800nm~1400nm处的光线反射率为40%以上、41%以上、42%以上、43%以上、45%以上、进一步为47%以上、特别是50%以上,根据情况可以为55%以上、进一步为57%以上、尤其是60%以上。在上述波长区域中,到达皮肤的更深部分的是波长相对长的光线。考虑到这一点,波长1000nm~1400nm处的光线反射率优选为47%以上,进一步优选为50%以上,特别优选为55%以上,根据情况优选为57%以上,尤其优选为60%以上。需要说明的是,近红外区域有时也指波长2.5μm左右为止的波长区域。但是,在本说明书中,考虑到从太阳放射的能量几乎集中于波长1.4μm左右以下,而将波长区域800~1400nm作为近红外区域进行处理。
近红外线在到达地表之前,根据波长而在一定程度上被空气中的水分等吸收,但在波长1000nm附近几乎不存在由空气中的分子的吸收引起的衰减。考虑到这一点,本实施方式的近红外线屏蔽材料在波长1000nm处的光线反射率优选为45%以上,进一步优选为47%以上,特别优选为50%以上,根据情况优选为55%以上,进一步优选为57%以上,尤其优选为60%以上,特别优选为62%以上。
由本实施方式的近红外线屏蔽材料所观察到的反射色没有特别限定,例如为橙色系、红色系和蓝色系中的至少1种。在应重视近红外区域中的屏蔽性的情况下,优选可以得到橙色系和/或红色系的反射色的形态。这些反射色基于L*C*h表色系而可以设为:彩度高至以10以上、进一步为15以上、特别是20以上的C*表示的程度。本实施方式的近红外线屏蔽材料可以具有10以上的C*和在波长区域800~1400nm处的50%以上的反射率。
在本说明书中,颜色的显示基于L*C*h表色系如下定义。橙色系以45~88、进一步为55~87、特别是65~86的h表示。该范围的h也包括黄色感强的颜色,但在此将在面部化妆品用途中特别需要的范围定义为橙色系。红色系以0以上且小于45或315以上且小于360的h表示。蓝色系以225以上且小于315的h表示。然而,上述的各颜色以彩度C*高至一定程度、例如为10以上为前提。这是因为,如果C*低,则即使色调角h在上述范围内,也会被视觉辨认为银色、白色等。
然而,本实施方式的近红外线屏蔽材料也可以具有彩度C*小于10的银色或白色系的反射色。该反射色例如可以通过将具有相互不同的反射色的多种片状粒子混合来实现。多种片状粒子可以设为:具有具备互不相同厚度的氧化钛膜作为单层膜的片状粒子。此时,氧化钛膜的平均厚度优选设为80~165nm的范围内。根据该优选方式,也能够将波长800nm~1400nm处的光线反射率维持在50%以上。
<用途>
本实施方式的近红外线屏蔽材料可以广泛应用于要求近红外线的屏蔽的用途。优选的用途为以下例示的化妆品用和涂料用,但并不限定于此,本实施方式的近红外线屏蔽材料也可以配合于供于其他用途的各种组合物中来使用。换言之,本实施方式的近红外线屏蔽材料可以作为包含其的近红外线屏蔽用组合物来使用。
(化妆品)
本实施方式的近红外线屏蔽材料特别适合作为化妆品的材料使用。化妆品没有特别限定,例如为面部化妆品、彩妆化妆品、毛发化妆品。特别优选配合本实施方式的近红外线屏蔽材料的化妆品为粉底、扑面粉等面部化妆品。在面部化妆品中,对屏蔽近红外线的材料的需求特别高。本实施方式的近红外线屏蔽材料还能够提供美观性优异的反射色。从该观点出发,也适合于向眼影、指甲油、眼线笔、睫毛膏、口红、粉底等彩妆化妆品中的配合。作为化妆品的形态,没有特别限定,可举出粉末状、饼状、笔状、棒状、软膏状、液状、乳液状、霜状等。
(涂料)
本实施方式的近红外线屏蔽材料也适合作为涂料的材料使用。涂料没有特别限定,例如为车辆用涂料、船舶用涂料、航空器用涂料、建筑物用涂料、土木结构物用涂料、建筑材料用涂料、电气产品用涂料、树脂成形品用涂料、纸加工用涂料、膜加工用涂料。代表性的车辆用涂料为汽车用涂料。涂料可以是被称为涂布剂等的涂料,涂布的手段也没有特别限定。
(其他用途)
本实施方式的近红外线屏蔽材料也可以配合于化妆品和涂料以外的用途,例如树脂部件、树脂容器、树脂膜等树脂成形品而使用。本实施方式的近红外线屏蔽材料特别适用于:在室外使用、或者作为期望通过具有光辉感的反射光来赋予装饰效果的产品的涂装或部件而使用的组合物或成形品。
<涂布体/涂膜>
本实施方式的近红外线屏蔽材料在涂布有涂料的涂装体中可以有效地屏蔽近红外线。换言之,本实施方式的近红外线屏蔽材料可以作为包含其的涂装体来使用。在涂装体中,包含近红外线屏蔽材料的涂膜在作为涂料的用途而例示的各种被涂布体上,根据情况可以提供美观性优异的反射色,并且可以提供近红外线屏蔽功能。涂膜可以为单层膜,也可以为多层膜。以下,例示大多形成为多层膜的车辆用涂膜。
(车辆用涂膜)
将车辆用涂膜的构成的一个例子示于图9。图9中示出截面的涂膜是形成于基材31上的多层膜。涂膜从基材31侧起依次具备电沉积涂膜32、中间涂层涂膜33、底涂膜34和透明涂膜35。基材31例如为冷轧钢板、热镀锌钢板等钢板。电沉积涂装32是为了赋予防锈性、基底的遮蔽等而形成的。电沉积涂装32可以为阳离子电沉积涂装。阳离子电沉积涂料例如含有阳离子性基体树脂、固化剂和颜料。中间涂层涂膜33是为了应对飞溅石、提高基底屏蔽性等而形成。中间涂层涂膜33例如包含涂膜形成树脂、颜料和添加剂。涂膜形成树脂为丙烯酸系树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等。颜料使用能够抑制光透射的材料,例如氧化钛、氧化铁。添加剂使用表面调节剂、紫外线吸收剂、粘性控制剂等。
底涂膜34和透明涂膜35有时也统称为外涂涂膜。外涂涂膜主要是为了对车身赋予所期望的美观而形成。底涂膜34例如包含涂膜形成树脂、颜料和添加剂。涂膜形成树脂为丙烯酸系树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、氨基树脂等。添加剂的例子如上所述。颜料使用呈现所期望的反射色的着色颜料。着色颜料例如为铝片、氧化钛微粒。氧化钛微粒有时也用作近红外线屏蔽材料。作为颜料,有时还使用利用了基于光干涉的显色的光辉性颜料。透明涂膜35例如包含涂膜形成树脂和添加剂。涂膜形成树脂为丙烯酸系树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、氨基甲酸酯树脂等。添加剂的例子如上所述。
本实施方式的近红外线屏蔽材料由于能够一边呈现基于光干涉的显色一边屏蔽近红外线,因此特别适合添加至底涂膜34。
图9所例示的涂膜只不过是例示。本实施方式的近红外线屏蔽材料例如也可以配合于:在由树脂、无机材料构成的基材上形成的涂膜中。另外,也可以配合在层数比上述多或少的多层膜、或者单层膜的涂膜中。
(涂膜中的基体厚度的影响)
在图10A和10B中示意地示出包含本实施方式的近红外线屏蔽材料的涂膜。近红外线屏蔽材料41和51分散于涂膜43和53,屏蔽入射至涂膜43和53的近红外线45和55。通过图10A和10B的对比可以理解,如果近红外线屏蔽材料41和51的配合量相同,则相对较薄的近红外线屏蔽材料41比相对较厚的近红外线屏蔽材料51更有利于近红外线45和55的屏蔽。纵横比相对较高的近红外线屏蔽材料41比纵横比相对较低的近红外线屏蔽材料51更有利于近红外线45和55的屏蔽。在此,对涂膜进行了说明,但对于向化妆品、树脂成形品等中的配合也是同样的。
<与其他近红外屏蔽膜的对比>
作为用于屏蔽近红外线的膜,还已知有银涂层(金属薄膜层)、在电介质层之间配置有金属薄膜层的多层膜、高折射率层与低折射率层的交替层叠膜等。但是,这些膜的原料、其制造的成本高。金属薄膜层有时成为阻碍近年来的汽车所逐渐重视的车身的电波透射性的重要因素。本实施方式的近红外线屏蔽材料利用不含金属的材料构成,或者即使在含有金属的情况下,也是按照金属的含有率以质量基准计为5%以下、1%以下、根据情况小于0.1%的方式而构成,也适于维持车身的电波透射性。从在确保电波透射性的同时屏蔽近红外线的观点出发,本实施方式的近红外线屏蔽材料适合配合至:在非金属基材上形成的涂膜、或以质量基准计以上述程度排除了金属的组合物。作为构成非金属基材的材料,可例示树脂、玻璃等。
以下,通过实施例更详细地说明本实施方式的近红外线屏蔽材料,但以下的实施例不是出于限定本发明的目的而提出的。
(实施例1)
在平均厚度0.3μm、平均粒径15μm的片状玻璃的表面,通过液相法形成厚度约110nm的氧化钛膜。液相法按照日本特开2003-12962号公报中记载的方法。通过使用了SEM的观察,能够确认在片状玻璃的表面形成有氧化钛膜。这样,得到包含多个片状粒子的近红外线屏蔽材料(试样1)。从试样1确认到橙色系的干涉色。
(实施例2)
将氧化铁分散液WD-IOR50(大东化成工业株式会社制)以颜料浓度成为1.0%的方式用纯水进行了稀释。将该1.0%分散液35g与纯水1000g和作为试样1制作的片状粒子70g一起投入到烧杯中。在烧杯内一边使用搅拌叶片搅拌分散液一边投入盐酸,将pH调整为2.0~4.5,进行10分钟搅拌。然后,通过过滤从上清液中分离片状粒子,在180℃下干燥12小时。如此得到近红外线屏蔽材料(试样2)。从试样2确认到橙色系的干涉色。
(实施例3)
准备平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃。在其表面,与实施例1同样地操作,得到成膜有厚度约110nm的氧化钛膜的片状粒子A、成膜有厚度约160nm的氧化钛膜的片状粒子B、以及成膜有厚度175nm的氧化钛膜的片状粒子C。接下来,将片状粒子A、B、C按照以质量基准计成为51%、43%、6%的比率的方式混合。由此得到近红外线屏蔽材料(试样3)。从试样3确认到彩度C*小于10的银色的干涉色。
(实施例4)
使用平均厚度0.4μm、平均粒径18μm的片状玻璃,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样4)。从试样4确认到橙色系的干涉色。
(实施例5)
使用平均厚度0.4μm、平均粒径10μm的片状玻璃,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样5)。从试样5确认橙色系的干涉色。
(实施例6)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约130nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样6)。从试样6确认到红色系的干涉色。
(实施例7)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约160nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样7)。从试样7确认到蓝色系的干涉色。
(实施例8)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约90nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样8)。从试样8确认到黄色系的干涉色。
(比较例1)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约70nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样9)。从试样9确认到银色的干涉色。
(比较例2)
使用平均厚度1.3μm、平均粒径18μm的片状玻璃,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样10)。从试样10确认到橙色系的干涉色。
(实施例9)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约110nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样11)。从试样11确认到橙色系的干涉色。
(比较例3)
使用平均厚度0.5μm、平均粒径25μm的片状玻璃,形成厚度约170nm的氧化钛膜,除此以外,与实施例1同样地操作,得到近红外线屏蔽材料(试样12)。从试样12确认到绿色系的干涉色。
(反射色的测定)
制作试样1~10的粉体分散于透明丙烯酸系树脂中的涂布体。涂布体的制作中使用了膜涂抹器(安田精机制作所制刮刀)。在投入到膜涂抹器中的涂布用组合物中,以使粉体成为整体的3质量%的方式混合到透明丙烯酸系树脂涂料(NIPPON PAINT制N ACRYLAuto Clear Super)中来制备。涂布用组合物涂布于黑底的纸上,在常温下使其干燥。需要说明的是,涂膜以成为9mil(约228.6μm)的方式形成,干燥后的涂膜的厚度成为70~80μm的范围。另外,所使用的透明丙烯酸系树脂涂料的近红外区域的反射率实质上为0。
对于所形成的涂布体,使用色彩色差计CR-400(柯尼卡美能达制)测定明度L*、彩度C*和色调角h。所使用的光源为D65光源。
(近红外线的反射率的测定)
将涂布用组合物涂布于PET膜,除此以外,以与上述同样地操作,形成了与上述同样厚度的涂膜。从所形成的涂布体切出约25mm见方的小片,使用分光光度计(岛津制作所制分光光度计UV-2600)对该小片测定分光反射率。向膜面的入射角度设为8°。测定时,使黑色的纸与膜的背侧接触。
将结果示于表1。另外,在图5~图7中示出试样1~10的光谱透射率。由试样1~8,在波长区域α(800~1000nm)和波长区域β(1000~1400nm)的整个区域中,得到40%以上的反射率。由试样11,也在波长区域α和β中得到40%以上的反射率。另一方面,试样9~10的反射率在波长区域β中小于40%,试样12的反射率在波长区域α中小于40%。反射光的明度L*足够高的试样9~10和12如果仅出于赋予装饰效果的目的,则具有所期望的特性。但是,近红外线的屏蔽能力差。
[表1]
近红外线屏蔽材料
·试样2:在单层膜上附着有微粒·试样3:混合3种·试样9*、10*和12*:比较例
·″比″:纵横比=平均粒径/平均厚度·″α″:波长800~1000nm·″B″:波长1000~1400nm
·A:57%以上、B:55%以上、c:50%以上、D:47%以上、E:45%以上、F:40%以上、z:左记以外
需要说明的是,对于试样1~12,通过激光衍射法求出D50即平均粒径,结果与片状玻璃的平均粒径加上单层膜的厚度的2倍而得到的值相比,得到处于±10%左右的范围内的值。
(应用例/涂膜)
制作出上述制作的试样分散于透明丙烯酸系树脂而成的涂布体。涂布体的制作中使用了膜涂抹器(安田精机制作所制刮刀)。投入到膜涂抹器中的涂布用组合物是通过以作为粉体的各试样成为整体的1.0质量%的方式混合于透明丙烯酸系树脂涂料(NIPPONPAINT制N ACRYL Auto Clear Super)中而制备的。涂布用组合物涂布于PET膜(东丽制Lumirror(注册商标)T60)上,在常温下使其干燥。干燥后的涂膜的厚度为70~80μm的范围。
将所制作的涂布体配置于红外线灯与测定对象物之间,该测定对象物以照射来自于该灯的红外线的方式而配置。涂布体以到红外线灯的距离和到测定对象物的距离均为20cm、涂膜朝向红外线灯侧的方式配置。一边由红外线灯向测定对象物照射红外线,一边用热感照相机对测定对象物的温度上升进行测定。热感照相机与测定对象物的距离设为20cm。测定在室温下实施。将从红外线照射起20分钟和60分钟后的温度示于表2。
[表2]
试样 | 20分钟后的温度(℃) | 60分钟后的温度(℃) |
3 | 29.7 | 29.8 |
6 | 28.2 | 28.8 |
7 | 30.0 | 30.1 |
8 | 30.5 | 30.8 |
9<sup>*</sup> | 34.9 | 35.0 |
10<sup>*</sup> | 34.2 | 34.5 |
11 | 29.7 | 29.9 |
12<sup>*</sup> | 32.3 | 32.5 |
·试样9*、10*和12*:比较例
(应用例/化妆品)
按照以质量基准计成为表3的组成的方式调配W/O型的乳液。具体而言,称量表3的组成A并加热熔融后,加入组成B并均匀分散,进一步加入组成C并使其均匀分散,最后加入组成D并搅拌,冷却至室温而得到乳液。需要说明的是,作为近红外线屏蔽材料而使用了试样2。
[表3]
W/O型乳液
各产品的制造商如下。
“KF-6048”(信越Silicone)
“NOMUCOAT HK-G”(Nisshin OilliO Group)
“ELDEW PS-203”(AJINOMOTO HEALTHY SUPPLY)
“角鲨烷”(Nikko Chemicals)
“ESTEMOL N-01”(Nisshin OilliO Group)
“KF-56A”(信越化学工业)
“生育酚100”(Nisshin OilliO Group)
“KSG-16”(信越化学工业)
“KF-96A 2cs”(信越Silicone制)
“KF-995”(信越化学工业)
对于作为所得到的乳液的试样13(近红外线屏蔽材料0%)、试样14(近红外线屏蔽材料1%)、试样15(近红外线屏蔽材料3%)、试样16(近红外线屏蔽材料5%),与上述同样地操作,测定分光反射率。将结果示于图8。
Claims (24)
1.一种近红外线屏蔽材料,其包含多个片状粒子,
所述多个片状粒子分别具备片状基体和形成于所述片状基体的主面的单层膜,
所述近红外线屏蔽材料的波长800nm~1400nm处的光线反射率为40%以上。
2.根据权利要求1所述的近红外线屏蔽材料,其中,波长1000nm~1400nm处的光线反射率为47%以上。
3.根据权利要求2所述的近红外线屏蔽材料,其中,波长800nm~1400nm处的光线反射率为47%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述片状基体的平均厚度为0.6μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述片状基体的纵横比为40以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述片状基体为片状玻璃。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,反射色基于L*C*h表色系而以10以上的C*表示,波长800nm~1400nm处的光线反射率为50%以上。
8.根据权利要求7所述的近红外线屏蔽材料,其中,反射色基于L*C*h表色系而以45~88的h表示。
9.根据权利要求7所述的近红外线屏蔽材料,其中,反射色基于L*C*h表色系而以0以上且小于45或315以上且小于360的h表示。
10.根据权利要求7所述的近红外线屏蔽材料,其中,反射色基于L*C*h表色系而以225以上且小于315的h表示。
11.根据权利要求1~6中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,反射色基于L*C*h表色系而以小于10的C*表示,波长800nm~1400nm处的光线反射率为50%以上。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述单层膜包含氧化钛,所述单层膜的平均厚度为80nm~165nm。
13.根据权利要求12所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述单层膜的平均厚度为100nm~120nm。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述多个片状粒子分别还具备附着于所述片状基体与所述单层膜的界面和/或所述单层膜的表面的微粒。
15.一种近红外线屏蔽材料,其包含多个片状粒子,
所述多个片状粒子分别具备片状基体和形成于所述片状基体的主面的单层膜,
所述片状基体为片状玻璃,所述片状玻璃的平均厚度为0.6μm以下,
所述单层膜包含氧化钛,所述单层膜的平均厚度为80nm~165nm。
16.根据权利要求15所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述片状玻璃的纵横比为40以上。
17.根据权利要求15或16所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述单层膜的平均厚度为100nm~120nm。
18.根据权利要求15~17中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述多个片状粒子分别还具备附着于所述片状基体与所述单层膜的界面和/或所述单层膜的表面的微粒。
19.根据权利要求18所述的近红外线屏蔽材料,其中,所述微粒包含银和/或氧化铁。
20.根据权利要求1~19中任一项所述的近红外线屏蔽材料,其用于化妆品或涂料。
21.一种近红外线屏蔽用组合物,其包含权利要求1~20中任一项所述的近红外线屏蔽材料。
22.一种化妆品,其包含权利要求1~20中任一项所述的近红外线屏蔽材料。
23.一种涂料,其包含权利要求1~20中任一项所述的近红外线屏蔽材料。
24.一种涂装体,其包含权利要求1~20中任一项所述的近红外线屏蔽材料。
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