CN116323199A - 近红外线吸收粒子、近红外线吸收粒子的制造方法、近红外线吸收粒子分散体、近红外线吸收层叠体、近红外线吸收透明基材 - Google Patents

近红外线吸收粒子、近红外线吸收粒子的制造方法、近红外线吸收粒子分散体、近红外线吸收层叠体、近红外线吸收透明基材 Download PDF

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若林正男
吉尾里司
常松裕史
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

提供一种包含铯钨酸盐的近红外线吸收粒子,上述铯钨酸盐具有调制成选自斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶的晶体结构,上述铯钨酸盐由通式CsxWyOz表示,在将Cs、W、O作为各顶点的3元组成图中,具有被x=0.6y、z=2.5y、y=5x和Cs2O:WO3=m:n(m、n为整数)的4根直线所包围的区域内的组成。

Description

近红外线吸收粒子、近红外线吸收粒子的制造方法、近红外线 吸收粒子分散体、近红外线吸收层叠体、近红外线吸收透明 基材
技术领域
本发明涉及近红外线吸收粒子、近红外线吸收粒子的制造方法、近红外线吸收粒子分散体、近红外线吸收层叠体、近红外线吸收透明基材。
背景技术
根据理化学辞典第5版,定义了“将波长处于约1nm~1mm的范围的电磁波称为光。”。该波长的范围包含可见光区域、红外线区域。
太阳光线所包含的近红外线透过窗材等进入室内,使室内的壁、地板的表面温度上升,室内气温也上升。为了使室内的温热环境变得舒适,一直以来进行了通过窗材等使用遮光构件等,遮断从窗户进入的近红外线,从而使室内气温不上升。
作为窗材等所使用的遮光构件,专利文献1提出了含有包含炭黑、钛黑等无机颜料、苯胺黑等有机颜料等的黑色微粉末的遮光膜。
此外,专利文献2公开了将具有红外线反射性的带状的膜、具有红外线吸收性的带状的膜分别作为经纱或纬纱而制成编织物的保温用片。而且,作为具有红外线反射性的带状的膜,还记载了使用对于合成树脂膜实施铝蒸镀加工,进一步层叠有合成树脂膜的产物。
本申请人在专利文献3中,提出了一种红外线遮蔽材料微粒分散体,其为红外线材料微粒分散于介质中的红外线遮蔽材料微粒分散体,该红外线材料微粒含有钨氧化物微粒和/或复合钨氧化物微粒,该红外线材料微粒的粒子直径为1nm以上800nm以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-029314号公报
专利文献2:日本特开平9-107815号公报
专利文献3:国际公开第2005/037932号
非专利文献
非专利文献1:K.Machida,M.Okada,and K.Adachi,“Excitations of free andlocalized electrons at nearby energies in reduced cesium tungsten bronzenanocrystals,”Journal of Applied Physics,Vol.125,103103(2019)
非专利文献2:S.Yoshio and K.Adachi,“Polarons in reduced cesiumtungsten bronzes studied using the DFT+U method,”Materials Research Express,Vol.6,026548(2019)
非专利文献3:S.F.Solodovnikov,N.V.Ivannikova,Z.A.Solodovnikova,E.S.Zolotova,“Synthesis and X-ray diffraction study of potassium,rubidium,andcesium polytungstates with defect pyrochlore and hexagonal tungsten bronzestructures,”Inorganic Materials,Vol.34,845-853(1998)
非专利文献4:S.Nakakura,A.F.Arif,K.Machida,K.Adachi,T.Ogi,Cationicdefect engineering for controlling the infrared absorption of hexagonalcesium tungsten bronze nanoparticles,Inorg.Chem.,58,9101-9107(2019)
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献3中,作为红外线遮蔽材料微粒,公开了钨氧化物微粒和/或复合钨氧化物微粒。分散有这些钨氧化物的透过膜伴随着着色为蓝色,如果添加量增加则蓝色的程度增强。
然而,近年来,例如汽车用的玻璃、光热变换材料等的用途中,要求提高近红外线吸收率,即降低日照透射率的同时,透过色没有蓝色等的着色,为中性的颜色。
如果将分散有上述钨氧化物的透过膜那样的蓝色的材料作为基础,则利用各种颜料、染料进行玻璃的调色的情况下所获得的色相受到限定。特别是作为辅色的黄色系的透过色是困难的。
此外,在光热变换材料,具体而言,例如利用光热变换进行的透明树脂构件的粘结等的用途中,要求纯白的显色,但是在上述钨氧化物等材料中,纯白的显色是困难的。
与此相对,例如对于分散有复合钨氧化物的透过膜,如果使透过色变得中和,即透明的色调,则能够扩展其用途。然而,在制成分散体的情况下,对于降低日照透射率的同时,能够实现中性的颜色的复合钨氧化物,迄今为止没有报道。
此外,在工业上作为重要的应用的汽车中,使用了各种检测器。作为检测器,可举出感知雨天的雨量检测器,感知太阳落下的光检测器,作为交通网中的记录检测检测器的Orbis检测器等。因此,对于汽车用的窗,基于检测器信息传导的要求,要求特定波长带的近红外线的透过性。
上述检测器所使用的感知红外线为接近800nm~900nm附近的红色的波长的近红外线,对于汽车窗,要求与遮蔽波长与它们相邻的近红外线的日照遮蔽功能相反的透过性。
然而,作为遮蔽膜用而一直以来已知的贵金属微粒、LaB6等化合物微粒中,吸收的波长波及可见光,因此上述检测器所使用的感知红外线的透过性非常地低。此外,在ATO、ITO等近红外线吸收微粒中,近红外线的吸收波长过长,因此即使满足检测器波长的透过性,也存在日照遮蔽功能变得过低这样的问题。
因此,本发明的一侧面中,其目的在于提供抑制日照透射率的同时,透过色具备更中性的色调,并且能够确保检测器波长的透过性的新的近红外线吸收粒子。
用于解决课题的方法
本发明的一侧面中,提供一种近红外线吸收粒子,其为包含铯钨酸盐的近红外线吸收粒子,
上述铯钨酸盐具有调制成选自斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶的晶体结构,
上述铯钨酸盐由通式CsxWyOz表示,在将Cs、W、O作为各顶点的3元组成图中,具有由x=0.6y、z=2.5y、y=5x和Cs2O:WO3=m:n(m、n为整数)的4根直线所包围的区域内的组成。
发明的效果
本发明的一侧面中,能够提供抑制日照透射率的同时,透过色具备更中性的色调,并且能够确保检测器波长的透过性的新的近红外线吸收粒子。
附图说明
图1A为将Cs、W、O作为各顶点的Cs、W、O组成图。
图1B为放大了将Cs、W、O作为各顶点的Cs、W、O组成图的一部分的图。
图2为实施例1~7、比较例1、3中制作的近红外线吸收粒子的粉末XRD衍射图案。
图3为由实施例10~15制作的近红外线吸收粒子的粉末XRD衍射图案。
图4为由实施例1制作的近红外线吸收粒子的透射电子显微镜明视野像、限制视野电子衍射像、高角度散射暗视野(HAADF)像。
图5为由实施例1~4、比较例1~3制作的近红外线吸收膜的分光透射率图谱。
图6为由实施例5~7、11、13、14、比较例1~3制作的近红外线吸收膜的分光透射率图谱。
图7为由实施例1~15、比较例1~8制作的近红外线吸收粒子分散体的Hunter色指数b值相对于a值的图。
图8为由实施例1~11、13、14、比较例2~5制作的近红外线吸收粒子分散体的波长900nm处的透射率(T900)相对于日照透射率(ST21)的图。
图9A为表示由实施例7制作的近红外线吸收膜的耐湿热特性的图。
图9B为表示由比较例3制作的近红外线吸收膜的耐湿热特性的图。
图10为具有被覆的情况下的近红外线吸收粒子的示意图。
图11为近红外线吸收粒子分散液的示意图。
图12为近红外线吸收粒子分散体的示意图。
图13为近红外线吸收层叠体的示意图。
图14为近红外线吸收透明基材的示意图。
具体实施方式
以下,对于本具体实施方式一边使用附图一边进行说明,本发明并不限于下述实施方式,能够不脱离本发明的范围,对于下述实施方式施加各种变形和置换。
[近红外线吸收粒子]
本实施方式的近红外线吸收粒子为包含铯钨酸盐的近红外线吸收粒子。另外,本实施方式的近红外线吸收粒子也能够为由铯钨酸盐形成的近红外线吸收粒子。然而,即使在该情况下,不排除含有不可避免的杂质。
(1)关于铯钨酸盐
本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐(铯聚钨酸盐)能够具有调制成选自斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶的晶体结构。这样的铯钨酸盐具体而言,能够具有将六方晶碱钨青铜结构进行了部分变形的假六方晶结构的修正的选自斜方晶、菱面体晶、立方晶中的1种以上的晶体结构。
一直以来,作为近红外线吸收粒子使用的添加铯六方晶钨青铜粒子的透过色、光吸收由其介电函数虚部(ε2)和谱带结构来规定。
在可见光的能量区域(1.6eV~3.3eV)中,添加铯六方晶钨青铜(以下也记载为Cs-HTB)的带隙充分地变大,可见光区域中的光的吸收基本上被抑制。此外,钨的d-d轨道间电子迁移、氧的p-p轨道间电子迁移等受到费米黄金定律的限制,因此电子迁移的概率变小。通过这两者的作用,可见光区域的波长中,ε2取小的值。ε2表示由电子带来的光子的吸收,因此如果ε2在可见光区域的波长中小,则产生可见光透过性。然而,最近明确了在可见光区域中波长最短的蓝波长的附近,由谱带端迁移带来的吸收存在,此外在波长最长的红波长的附近,局部表面等离子体共振(LSPR)吸收和极化的电子迁移吸收存在(非专利文献1)。因此,分别受到光透过性的限制。
如上述那样,对于Cs-HTB而言,带隙充分地大,因此谱带端迁移成为蓝波长的光的能量以上,产生蓝色的透过性。相反地,在红波长侧,Cs-HTB的传导电子多,因此LSPR吸收和极化吸收增强,该吸收的边缘遍及红波长,因此红色的透过性降低。因此,Cs-HTB纳米粒子分散膜的透过色由于两者的平衡而能够看见蓝色。
即为了将Cs-HTB的蓝色系的透过色中性化,只要增强蓝色侧的吸收,增强红色侧的透过即可。
为了增强Cs-HTB的蓝色侧的吸收,能够通过使例如谱带端迁移的吸收位置移动至低能量侧来实现。所谓使谱带端迁移的吸收位置移动至低能量侧,与使Cs-HTB的带隙变窄相对应。因此能够通过带隙稍微小的材料的选择来实现。
所谓减弱Cs-HTB的红色侧的吸收,能够通过降低表面等离子体共振电子的浓度、极子束缚电子的浓度来实现。
本发明的发明人等基于以上考察,对于作为包含铯(Cs)和钨(W)的氧化物的铯钨氧化物进行各种研究,一边并用利用第一原理计算的谱带结构计算一边进行材料改善。其结果是以往的六方晶的晶体结构通过微细结构的变化而具有调制成斜方晶、菱面体晶或立方晶的假六方晶结构时,发现谱带结构发生变化,此外自由电子、束缚电子的量发生变化,带来颜色的变化。
这里,所谓调制成选自斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶结构,是指在六方晶的棱镜面或底面,Cs丰富的面被规则的或无规则地插入而受到调制的假六方晶。另外,所谓Cs丰富的面,与W、O缺损的面含义相同。此外如后述那样,O、OH、OH2、OH3离子能够在Cs位点进行取代,这些离子对于棱镜面、底面的导入与Cs同样地能够促进调制成假六方晶结构。
斜方晶、菱面体晶和立方晶的晶体结构例如能够通过电子衍射进行鉴定。例如,在使c轴向为电子射线入射方向的情况下,即能够通过留意从(0001)方向入射电子射线进行观察的情况下的衍射位点的对称性来区别。
六方晶中,(10-10)、(01-10)、(1-100)的3种棱镜面的衍射位点从入射位点在倒晶格面内在同一距离上出现。即,六方晶中,具有同一结晶面间隔。另外,上述同一距离包括在电子衍射位点距离测定的误差范围内视为同一距离的情况。因此,六方晶中,成为六方对称的,即相对于60°旋转不变的电子衍射图案。
斜方晶中,1种棱镜面位点与其它2种棱镜面位点相比出现在靠近入射位点的位置。即,斜方晶中,仅1种棱镜面具有长结晶面间隔。
菱面体晶中,3种棱镜面位点分别具有不同的结晶面间隔。
立方晶中,成为与六方晶相同的六方对称的图案,能够通过从其它晶带轴向的观察而容易地鉴定为立方对称性。
假六方晶在XRD粉末图案中,视为斜方晶与六方晶的混合图案、菱面体晶与六方晶、立方晶与六方晶的混合图案的情况多,但为了插入上述面状晶格缺陷,衍射峰的位置、强度稍微发生变化。
作为获得调制成已经描述的选自斜方晶、菱面体晶、立方晶中的1种以上的假六方晶的晶体结构的方法之一,可举出添加选自O、OH、OH2、OH3中的1种以上添加成分的方法。因此,本实施方式的近红外线吸收粒子优选含有选自O、OH、OH2、OH3中的1种以上添加成分。
选自上述O、OH、OH2、OH3中的1种以上的添加成分优选存在于铯钨酸盐的结晶的、选自构成六方晶碱钨青铜结构的WO6八面体6个聚集而形成的六方形的c轴向上贯通的六方通道中存在的六方窗(window)、六方腔和该WO6八面体3个聚集而形成的三角形的三方腔(cavity)中的1种以上的位置。
六方通道中,具有尺寸大的六方腔和六方窗的二个空隙,但是六方窗在六方晶中,接着六方腔为第二大,为被构成WO6八面体的6个氧所包围的空隙。六方窗的c轴向的上下与配置于六方腔的Cs离子相邻。三方腔为接着六方窗的大的空隙,在六方晶的c轴向上贯通。选自O、OH、OH2、OH3中的1种以上还能够代替Cs而进入六方腔,在存在充分的量的Cs的情况下、在侵入水分多的情况下,侵入至六方窗。根据情况,与六方窗空隙并行而侵入至底面的三方腔、棱镜面的腔,此外取代Cs。通过含有上述添加成分,从而底面、棱镜面生成缺损面,但是此时,晶体结构从六方晶转变为斜方晶、菱面体晶,进一步立方晶,发生带隙的狭小化、传导带电子浓度的减少。因此,具有假六方晶的晶体结构的铯钨酸盐与Cs-HTB相比,能够增强蓝色侧的吸收,增强红色侧的透过,能够将蓝色系的透过色进行中性化。
该情况下的斜方晶、菱面体晶、立方晶具有与钨青铜六方晶类似的原子排列,但是也能够视为与六方晶对称性不同的假六方晶。如果避免严密性而粗略地描写,则将W和O缺损了的面规则的或无规则地插入具有六方晶的3种类的棱镜面之一的面上,崩溃了六方对称性的产物是该情况下的斜方晶。因此斜方晶中,仅一个棱镜面的面间隔长。利用该情况,对于斜方晶的调制能够通过例如(0001)电子衍射图案而容易地鉴定。
在插入六方晶的底面接受剩余Cs的面,即W和O缺损了的面的同时,使底面的c轴向的层叠有规则地移位而使六方对称性崩溃的晶体是该情况下的菱面体晶。该情况下的剩余Cs面在面上移位的同时,包含与面垂直方向的膨胀,因此伴随着棱镜面间隔的变化和c轴晶格常数的变化。因此菱面体晶中,具有棱镜面3面都不同的面间隔。利用该情况,调制成菱面体晶例如能够通过(0001)电子衍射图案而容易地鉴定。
进一步,在菱面体的3轴以90度交叉的情况下,成为立方晶。另外,这样的立方晶为焦绿石结构,作为典型组成,可举出CsW2O6
因此,相当于上述六方窗、六方腔、三方腔的空隙在斜方晶、菱面体晶、立方晶中也发生交替。因此,本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐中的六方窗、六方腔、三方腔是指斜方晶、菱面体晶、立方晶(焦绿石相)中的对应的空隙也包含在内。
以下,作为O、OH、OH2、OH3的能够取代或侵入的位点或空隙,主要以六方窗的情况为例说明本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法的构成例。
作为获得六方窗中存在选自O、OH、OH2、OH3中的1种以上的斜方晶、菱面体晶、立方晶的方法之一,可举出在合成铯钨酸盐时的结晶化时在饱和水蒸气中使其结晶化的方法。一般而言,Cs-HTB结构中,Cs的离子半径与六方腔相比稍微大,因此Cs难以移动。因此,如果暂时要结晶化为六方晶,则利用之后的热处理等,使氧原子等扩散插入至六方窗变得困难。因此,考察了在铯钨酸盐结晶化之前,使气氛利用饱和水蒸气充满,铯钨酸盐结晶化的同时,将水分子、来源于水分子的O、OH、OH3离子插入至六方窗的方法。因此,如后述那样,本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法优选具有在铯钨酸盐的结晶化附近的加热温度导入水蒸气,在包含水蒸气的气氛中使其结晶化的工序。如果使用经由上述工序而合成的近红外线吸收粒子、和根据需要的进一步在还原气氛中进行了热处理的近红外线吸收粒子,制作作为近红外线吸收粒子分散体的分散膜,则能够一边可见光透过性高,充分地保持近红外线遮蔽效果,一边从色调中减少蓝色度。即能够使蓝色系的透过色中性化。
另一方面,暂时制作六方晶的铯钨酸盐的结晶之后,即使将该铯钨酸盐在水蒸气气氛中进行加热,或即使在高温高湿环境下进行保持、加热,也没有获得将上述透过色进行中性化的效果。这是因为,由于阻碍Cs那样的离子半径大的元素通过六方信道的氧原子等的扩散,因此如果暂时要结晶化为六方晶,则在之后的热处理中,在空隙的六方窗中不能扩散相当多的氧原子等。因此,上述水蒸气中的加热处理需要在合成时最初的结晶化时进行。
在结晶化时在包含水蒸气的气氛中进行加热的情况下,还能够同时使氢气等还原性气体混合存在以在还原性气体的气氛中使其进行结晶化。此外,如果是暂时在水蒸气气氛中使其结晶化的结晶,则还能够将其进一步在500℃以上950℃以下的高温下,在包含含有氢气等还原性气体的气氛、非活性气体的气氛等中,进行加热处理。在任一情况下,能够获得透过色中性化并且具备大的近红外线吸收效果的近红外线吸收粒子。通过成为500℃以上,从而包含缺陷的斜方晶结构等在平衡原子位置的排列化充分地进行,提高近红外线吸收效果。此外,通过成为950℃以下,从而能够适当地保持晶体结构变化的速度,容易地控制适当的结晶状态和电子状态。另外,如果使上述加热温度高于950℃,例如过度进行还原,则有时生成W金属、WO2等低级氧化物,从这样的观点考虑,不优选。
通过在利用最初的水蒸气加热进行结晶化时,摄取O、OH、OH2、OH3,从而形成从六方晶被显微地修正的选自斜方晶、菱面体晶、立方晶(焦绿石相)中的1种以上的结晶。通过将它们在各种还原程度不同的气氛中加热处理,从而生成晶格缺陷的量、分布不同的各种选自斜方晶、菱面体晶、立方晶中的1种以上的晶体结构。
本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐能够具有Cs、W、O的晶格缺陷。在铯钨酸盐中导入Cs、W、O的晶格缺陷的理由以下进行说明。
在六方晶Cs0.33WO3附近的组成中,结晶稳定性是来源于结晶对称性的高度的结构的稳定性与各元素间的电荷授受产生作为整体的电荷中性性的电荷平衡上的稳定性对抗来决定。例如认为电荷中性的2Cs2O·11WO3=Cs4W11O35是热力学的稳定相,但是如果在还原气氛下进行加热,则容易相变为结晶对称高的六方晶Cs0.32WO3-y(非专利文献2)。Cs0.32WO3-y是结晶对称性高的准稳定结构,另一方面Cs4W11O35为电荷平衡上稳定的组成。然而,Cs4W11O35在结晶内的原子配置中对称性差,例如在Solodovnikov(非专利文献3)的模型中,在与六方晶钨青铜相同的WO6八面体的六方排列中,在六方晶(1,1,-2,0)面(=斜方晶(010)面)以斜方晶单元胞的b/8间距,W和O缺损的面被插入,作为整体成为斜方晶。即Cs、W、O的缺陷是为了局部地满足晶体结构和电荷平衡这两者而必然地导入的结构,实际上最近利用TEM、XRD得以观察到(非专利文献4)。
在本实施方式的近红外线吸收粒子中,O、OH、OH2、OH3被摄取至六方窗、六方腔、三方腔的斜方晶、菱面体晶、立方晶中,局部的电荷平衡被打乱,因此进一步结晶微细结构受到修正。即在来源于水分的成分的导入的过程中,H+、H3O+被导入结晶中,这些离子在结晶中与Cs+、W6+进行竞争,因此通过Cs、W的缺损,从而实现局部的电荷中性。其结果是包含Cs、W的缺损的晶格缺陷被导入。O、OH、OH2、OH3不仅侵入六方窗,而且可以侵入三方腔。进一步、OH2、OH3可以被取代为六方腔的碱元素(Cs),此外在电荷中性的OH2取代的情况下,原始存在的碱离子(Cs+)产生的电子消失,因此结晶的传导带电子减少。
在具有调制成选自上述那样的斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶结构的铯钨酸盐中,满足优异的近红外线吸收效果和可见光透过性的铯钨酸盐具有规定的组成。
这里,图1A表示将Cs、W、O作为3顶点的3元组成图10。图1B为将图1A的3元组成图10中,将CsWO3与W2O3与WO4作为顶点的区域11进行放大表示的图。需要注意该图不是表示热力学的平衡相的状态图,是为了方便表示该体系的组成的宽度的组成图。因此,CsWO3、W2O3、WO4等为方便地表示的组成,它们并不能说是否是实际上获得的化合物。
本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐优选由通式CsxWyOz表示,在将Cs、W、O作为各顶点的3元组成图中,具有由x=0.6y,z=2.5y,y=5x和Cs2O:WO3=m:n(m、n为整数)的4根直线所包围的区域内的组成。具体而言,优选为图1A、图1B所示的3元组成图中,满足x=0.6y的直线12、满足z=2.5y的直线13、满足y=5x的直线14、满足Cs2O:WO3=m:n(m、n为整数)的直线15所包围的区域16内的组成。另外,区域16也包含上述直线12~直线15上的点。此外,满足Cs2O:WO3=m:n(m、n为整数)的直线15如图1A所示那样,在3元组成图10中,为连接Cs2O与WO3之间的直线。
在上述3元组成图中,在x>0.6y的情况下,铯钨酸盐是正方晶为主体的晶体结构,近红外线吸收效果消失。此外,在z<2.5y的情况下,铯钨酸盐在将六方晶作为基础的结构中,W的低级氧化物混合存在,近红外线吸收效果和可见光透过性显著地受损。在y>5x的情况下,铯钨酸盐成为被称为WO3混合于六方晶的下部组织的内部生长(Intergrowth)的晶体结构,近红外线吸收效果消失。进一步如果与Cs2O:WO3成为整数比的直线15相比,进入右侧的O丰富(O-rich)侧,则完全没有获得近红外线吸收效果。因此,铯钨酸盐优选满足已经描述的范围。
本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐中,对于铯、钨、氧的各元素,能够具有缺陷,但是铯相对于钨的原子比率(x/y)能够为0.2以上0.6以下的范围的任一者。即,本实施方式的近红外线吸收粒子优选在选自构成铯钨酸盐的结晶的Cs、W中的1种以上的元素的一部分具有缺损,通式CsxWyOz的x与y具有0.2≤x/y≤0.6的关系。
由于铯和钨对于结晶供给电子,因此通过使x/y为0.2以上,从而能够提高近红外线吸收功能。此外通过使x/y为0.2以上,从而能够成为六方晶、该六方晶进行了调制的晶体结构。Cs离子中,如果x/y超过0.33而变大,则进入六方腔而三方腔也开始占有,棱镜面、底面发生失常,因此局部地,斜方晶、菱面体晶或立方晶焦绿石逐渐变为层叠结构。进一步如果x/y超过0.6,则变为正方晶Cs2W3O10的晶体结构,可见光透过性显著地受损而有用性降低。
本实施方式的近红外线吸收粒子能够将六方晶铯钨青铜结构Cs0.33WO3作为基准,在构成结晶的WO6八面体的至少W的一部分具有缺损。该W缺损主要在六方晶棱镜面、底面作为面状缺陷被导入,由于夹持缺损面的两侧的原子列的离子排斥而伴随着面间隔的增加,因此结晶对称性从六方晶变为斜方晶、菱面体晶、立方晶。
本实施方式的近红外线吸收粒子能够将六方晶碱钨青铜结构CsW3O9作为基准,铯钨酸盐的构成结晶的WO6八面体的O的至少一部分具有缺损。该O缺损被无规则地导入,由于缺损,从而将局部存在的电子供给至体系而能够提高近红外线吸收功能。在已知的六方晶钨青铜Cs0.32WO3-y中,已知遍及y=0.46或构成八面体的O的全部晶格点的最大15%(非专利文献3)。如果缺损量高于0.5,则结晶变得不稳定,生成异相并分解。本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐CsxWyOz中,能够包含最大z/y=2.5所相当的量的O缺损。然而,需要注意在六方窗等空隙中导入剩余的O、OH、OH2、OH3时,由化学分析获得的O的鉴定值包含这些剩余成分。
本实施方式的近红外线吸收粒子所含有的铯钨酸盐可以将Cs的一部分被添加元素取代。在该情况下,添加元素优选为选自Na、Tl、In、Li、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga中的1种以上。
上述这些添加元素具有电子供给性,处于Cs位点辅助对于W-O八面体骨架的传导带的电子供给。
(2)关于近红外线吸收粒子的耐湿热特性
本实施方式的近红外线吸收粒子与添加铯六方晶钨青铜相比,显示出被改善的耐湿热性。如果认为本实施方式的近红外线吸收粒子的一部分包含被O、OH、OH2、OH3的侵入取代而调制的选自斜方晶、菱面体晶、立方晶(焦绿石相)中的1种以上,则该效果是合理的结果。即,添加铯六方晶钨青铜的湿度劣化、水分劣化本质上是Cs与水分子的取代反应,但是作为氧扩散的主要扩散通路的六方通道的腔、窗也被Cs、O、OH、OH2、OH3包埋的情况下,该取代反应被大幅减速。因此,本实施方式的近红外线吸收粒子中,不仅抑制高湿的环境下的近红外线吸收功能的丧失,而且即使在通常湿度下的高温耐热试验中,使通过大气中的水分的劣化反应减速,带来耐湿热性的改善。
(3)关于近红外线吸收粒子的平均粒径
本实施方式的近红外线吸收粒子的平均粒径没有特别限定,优选为0.1nm以上200nm以下。这是因为,通过使近红外线吸收粒子的平均粒径为200nm以下,从而局部表面等离子体共振被更显著地表现,因此特别是能够提高近红外线吸收特性,即特别是能够抑制日照透射率。此外,这是因为通过使近红外线吸收粒子的平均粒径为0.1nm以上,从而工业上能够容易地制造。此外粒径与分散透过膜,即近红外线吸收粒子分散体的颜色密切相关,在米氏散射被控制的粒径范围内,粒径越小,则可见光区域的短波长的散射越减少。因此如果增大粒径,则具有抑制蓝色色调的作用,如果超过100nm,则成为不能无视伴随着光散射的膜的雾度的大小,如果超过200nm,则除了膜的雾度的上升,表面等离子体的发生也被抑制而LSPR吸收过度地变小。
这里,能够已知近红外线吸收粒子的平均粒径来源于由透射电子显微镜像测定的多个近红外线吸收粒子的中值粒径、由基于分散液的动态光散射法的粒径测定装置测定的分散粒径。
另外,例如如汽车的前玻璃那样,特别是在应用于重视可见光区域的透明性的用途的情况下,优选进一步考虑由近红外线吸收粒子带来的散射降低。在重视该散射降低的情况下,近红外线吸收粒子的平均粒径特别优选为30nm以下。
所谓平均粒径,是指粒度分布中累计值50%时的粒径,在本说明书中,即使在其它部分,平均粒径也具有相同含义。作为用于算出平均粒径的粒度分布的测定方法,例如能够使用透射电子显微镜而使用各个粒子的粒径的直接测定。此外,平均粒径也能够如上述那样,通过基于分散液的动态光散射法的粒径测定装置来测定。
(4)关于近红外线吸收粒子的任意的构成
近红外线吸收粒子能够基于表面保护、耐久性提高、氧化防止、耐水性提高等目的,实施表面处理。表面处理的具体的内容没有特别限定,例如,本实施方式的近红外线吸收粒子能够将近红外线吸收粒子的表面利用包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的原子的化合物进行被覆。即,近红外线吸收粒子能够具有由上述化合物进行的被覆。作为此时包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的原子的化合物,可举出选自氧化物、氮化物、碳化物等中的1种以上。
具体而言,例如如图10示意性示出那样,近红外线吸收粒子90还能够在其表面90A具有上述被覆91。另外,图10相当于通过具有被覆91的近红外线吸收粒子90的中心的面的断面图。图10中,显示出在近红外线吸收粒子90的表面90A整体均匀地配置被覆91的例子,但是并不限定于这样的形态,被覆91可以以被覆近红外线吸收粒子90的表面的一部分的方式来配置,例如也可以点在等。此外,也不限定于被覆91的厚度也均匀的形态,能够根据位置发生变化。
[近红外线吸收粒子的制造方法]
接下来,说明本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法的一构成例。根据本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法,能够制造已经描述的近红外线吸收粒子,因此说明部分省略。
近红外线吸收粒子的制造方法没有特别限定,只要是能够制造满足已经描述的特性的近红外线吸收粒子的方法,就能够没有特别限定地使用。这里,对于近红外线吸收粒子的制造方法的一构成例进行说明。
(1)第1热处理工序
本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法能够具有例如以下工序。
第1热处理工序,将包含Cs和W的化合物原料在包含水蒸气的气氛,或包含水蒸气和还原性气体的气氛中,在400℃以上650℃以下进行加热。
第1热处理工序中,通过在400℃以上650℃以下进行加热,从而能够将铯钨酸盐进行结晶化。
然而,为了使铯钨酸盐为假六方晶,优选在铯钨酸盐结晶化时,即WO6单元与Cs一起形成六方晶结晶时,在气氛中充分含有水蒸气。在该结晶化过程中,Cs主要被摄取至六方腔,水分子或作为其分解物的OH3 +、OH-和O2-主要被摄取至六方窗。组成中Cs或水分子相对多的情况下,Cs或水分子等也被摄取至三方腔。
作为包含Cs和W的化合物原料,能够使用包含Cs的化合物原料与包含W的化合物原料的混合物。作为包含Cs和W的化合物原料,只要是包含Cs和W的材料就足够,例如能够使用Cs2CO3与WO3的混合物等。
然而,上述第1热处理工序的结晶化过程中,目的在与在结晶化中将水分子、OH,O等摄取至结晶内。因此,作为包含Cs和W的化合物原料,优选不使用已经形成六方晶结构的铯钨氧化物,例如nCs2O·mWO3(n、m为整数,3.6≤m/n≤9.0)的结晶粉末等。作为包含Cs和W的化合物原料,优选例如通过使用了溶胶凝胶法、错体聚合法等其它方法的铯钨酸盐、气相合成等而得的非平衡铯钨酸盐,通过热等离子体法得到的粉体、通过电子束溶解得到的粉体等也不作为原料使用。这是因为已经形成六方晶骨架结构的原料中,Cs阻碍氧原子等的扩散,因此水分子等难以被摄取至结晶中。即,具有六方晶结构的铯钨酸盐优选不作为来源于包含Cs和W的化合物原料使用。
第1热处理工序的结晶化过程中的水蒸气的供给优选通过在例如加热炉中供给过热水蒸气来实现。所谓过热水蒸气,为在100℃气化的饱和水蒸气中,进一步施加热而成为100℃以上的高温的高焓的水蒸气,可以与载气一起供给。在载气为非活性气体的情况下,形成接近于无氧的状态的气氛。过热水蒸气可以在结晶化变得活泼的400℃以上进行供给,优选从结晶化前的充分低温进行供给。可以以过热水蒸气与非活性气体的混合气体,或过热水蒸气与非活性气体与氢气等还原性气体的混合气体来供给。在混合还原性气体的情况下,存在六方晶型结晶排列的速度增加的倾向,有时即使为相同的斜方晶、菱面体晶、立方晶,也获得显微的缺陷结构不同的产物。
第1热处理工序中,可以在铯钨酸盐的结晶化之前、结晶化之后,在不含水蒸气的气氛,例如非活性气氛等中进行加热。
本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法还能够进一步具有任意的工序。
(2)第2热处理工序
本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法还能够在第1热处理工序后,具有在包含还原性气体的气氛中,在500℃以上950℃以下的温度进行加热的第2热处理工序。
第2热处理工序例如为将经由上述第1热处理工序的材料粉末在500℃以上950℃以下的温度进行加热还原的工序。具有与具备缺陷结构的斜方晶、菱面体晶、立方晶的退火稳定化的同时,通过高温还原将WO6八面体的氧部分除去的含义。通过八面体氧的还原除去,相邻的W原子产生束缚电子,进行了提高近红外线吸收特性的结构的处理。
在进行加热还原处理的情况下,优选在还原性气体的气流下进行。作为还原性气体,能够使用包含氢等还原性气体与选自氮、氩等中的1种以上的非活性气体的混合气体。此外可以并用水蒸气气氛、真空气氛下的加热其它温和的加热、还原条件。
第2热处理工序也能够由多个工序来构成,还能够在上述还原性气体的气氛下的加热后,进一步实施在非活性气体的气氛中的加热。
此外,在第2热处理工序中,在没有意图直至除去WO6八面体的氧的一部分的情况下,还能够变为包含还原性气体的气氛,在非活性气体的气氛中,在上述温度范围进行加热。即,第2热处理工序能够在包含还原性气体的气氛或非活性气体的气氛中,在500℃以上950℃以下的温度进行加热。
如已经描述的那样,本实施方式的近红外线吸收粒子的制造方法不受特别限定。作为近红外线吸收粒子的制造方法,能够使用能够形成包含缺陷微细结构的规定的结构的各种方法。
近红外线吸收粒子的制造方法可以使用在水分子共存的气氛中,利用固相法、液相法、气相法合成钨酸盐的方法等。
(3)粉碎工序
如已经描述的那样,近红外线吸收粒子优选被微细化,成为微粒。因此,还能够在近红外线吸收粒子的制造方法中,具有将通过第1热处理工序、第2热处理工序获得的粉末进行粉碎的粉碎工序。
粉碎,微细化的具体的手段没有特别限定,能够使用能够机械地粉碎的各种手段。作为机械的粉碎方法,能够使用利用喷射磨机等的干式的粉碎方法。此外,可以在获得后述的近红外线吸收粒子分散液的过程中,在溶剂中机械地粉碎。
还能够根据需要进一步进行过筛等。
(4)修饰工序
如已经描述的那样,近红外线吸收粒子可以将其表面利用包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的原子的化合物进行修饰。因此,近红外线吸收粒子的制造方法还能够进一步具有例如将近红外线吸收粒子利用包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的原子的化合物进行修饰的修饰工序。
在修饰工序中,修饰近红外线吸收粒子的具体的条件没有特别限定。例如,还能够具有对于修饰的近红外线吸收粒子,添加包含选自上述金属组中的1种以上的金属的醇盐等,在近红外线吸收粒子的表面形成被膜的修饰工序。
[近红外线吸收粒子分散液]
接下来,对于本实施方式的近红外线吸收粒子分散液的一构成例进行说明。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散液能够包含已经描述的近红外线吸收粒子、作为选自水、有机溶剂、油脂、液状树脂、液状增塑剂中的1种以上的液状介质。即,如例如图11所示那样,本实施方式的近红外线吸收粒子分散液100能够包含已经描述的近红外线吸收粒子101和液状介质102。近红外线吸收粒子分散液优选具有在液状介质中分散有近红外线吸收粒子的构成。
另外,图11为示意性表示的图,本实施方式的近红外线吸收粒子分散液并不限定于这样的形态。例如图11中,将近红外线吸收粒子101以球状的粒子的方式记载,但是近红外线吸收粒子101的形状并不限定于这样的形态,能够具有任意的形状。如已经描述的那样,近红外线吸收粒子101例如还能够在表面具有被覆等。近红外线吸收粒子分散液100中除了近红外线吸收粒子101、液状介质102以外,还能够根据需要包含其它添加剂。
作为液状介质,如已经描述的那样,能够使用选自水、有机溶剂、油脂、液状树脂、液状增塑剂中的1种以上。
作为有机溶剂,能够选择醇系、酮系、烃系、二醇系、水系等各种有机溶剂。具体而言,可举出选自异丙醇、甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、苄醇、双丙酮醇、1-甲氧基-2-丙醇等醇系溶剂;二甲基酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮等酮系溶剂;3-甲基-甲氧基-丙酸酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇异丙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯等二醇衍生物;甲酰胺、N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;二氯乙烷、氯苯等卤代烃类等中的1种以上。
这些之中,最优选为极性低的有机溶剂,特别是更优选为异丙醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、二甲基酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙酸正丁酯等。这些有机溶剂能够组合1种或2种以上来使用。
作为油脂,例如,能够使用选自亚麻子油、葵花油、桐油等干性油、芝麻油、棉籽油、菜籽油、豆油、米糠油等半干性油、橄榄油、椰子油、棕榈油、脱水蓖麻油等不干性油、使植物油的脂肪酸与一元醇直接酯反应的脂肪酸单酯、醚类、Isoper(注册商标)E、Exxsol(注册商标)Hexane、Heptane、E、D30、D40、D60、D80、D95、D110、D130(以上,Exxon Mobil制)等石油系溶剂中的1种以上。
作为液状树脂,能够使用例如选自液状丙烯酸系树脂、液状环氧树脂、液状聚酯树脂、液状氨基甲酸酯树脂等中的1种以上。
作为液状增塑剂,能够使用例如塑料用的液状增塑剂等。
近红外线吸收粒子分散液所含有的成分并不仅仅限定于上述近红外线吸收粒子和液状介质。近红外线吸收粒子分散液还能够根据需要进一步添加、含有任意的成分。
例如,可以在近红外线吸收粒子分散液中根据需要添加酸、碱,调整该分散液的pH。
此外,为了在上述近红外线吸收粒子分散液中,进一步提高近红外线吸收粒子的分散稳定性,避免由再凝集引起的分散粒径的粗大化,还能够将各种表面活性剂、偶联剂等作为分散剂而添加至近红外线吸收粒子分散液中。
该表面活性剂、偶联剂等分散剂能够根据用途来选定,该分散剂优选具有选自含有胺的基团、羟基、羧基和环氧基中的1种以上作为官能团。这些官能团具有吸着于近红外线吸收粒子的表面而防止凝集,在使用近红外线吸收粒子而成膜的红外线遮蔽膜中,也使近红外线吸收粒子均匀地分散的效果。进一步期望为分子中具有选自上述官能团(官能团组)中的1种以上的高分子系分散剂。
作为能够适合使用的市售的分散剂,可举出选自Solsperse(注册商标)9000、12000、17000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、32000、35100、54000、250(日本Lubrizol株式会社制)、EFKA(注册商标)4008、4009、4010、4015、4046、4047、4060、4080、7462、4020、4050、4055、4400、4401、4402、4403、4300、4320、4330、4340、6220、6225、6700、6780、6782、8503(EFKA Additives公司制)、AJISTOR(注册商标)PA111、PB821、PB822、PN411、FEIME KKUSU L-12(味之素精细techno株式会社制)、DisperBYK(注册商标)101、102、106、108、111、116、130、140、142、145、161、162、163、164、166、167、168、170、171、174、180、182、192、193、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2155、2164、220S、300、306、320、322、325、330、340、350、377、378、380N、410、425、430(byk japan株式会社制)、Disparlon(注册商标)1751N、1831、1850、1860、1934、DA-400N、DA-703-50、DA-725、DA-705、DA-7301、DN-900、NS-5210、NVI-8514L(楠本化成株式会社制)、ARUFON(注册商标)UC-3000、UF-5022、UG-4010、UG-4035、UG-4070(东亚合成株式会社制)等中的1种以上。
近红外线吸收粒子在液状介质中的分散处理方法只要是能够使近红外线吸收粒子分散于液状介质中的方法,就没有特别限定。此时,优选以能够使近红外线吸收粒子的平均粒径成为200nm以下的方式分散,更优选以能够成为0.1nm以上200nm以下的方式分散。
作为近红外线吸收粒子在液状介质中的分散处理方法,可举出例如,使用珠磨机、球磨机、砂磨机、油漆摇动器、超声波均化器等装置的分散处理方法。其中,利用使用媒体介质(珠、球、渥太华沙)的珠磨机、球磨机、砂磨机、油漆摇动器等介质搅拌磨机进行粉碎、分散从缩短用于制成所期望的平均粒径所需要的时间的观点考虑是优选的。通过使用了介质搅拌磨机的粉碎-分散处理,能够在近红外线吸收粒子向液状介质中分散的同时,通过近红外线吸收粒子彼此的碰撞、媒体介质对于近红外线吸收粒子的碰撞等带来的微粒化也进行,使近红外线吸收粒子更微粒化地分散。即,被粉碎-分散处理。
近红外线吸收粒子的平均粒径如上述那样,优选为0.1nm以上200nm以下。这是因为,如果平均粒径小,则由于几何学散射或米氏散射,波长400nm以上780nm以下的可见光区域的光的散射被降低,结果是近红外线吸收粒子分散于树脂等的近红外线吸收粒子分散体成为浑浊玻璃,能够避免得不到鲜明的透明性。即,如果平均粒径为200nm以下,则光散射中上述几何学散射或米氏散射的方式变弱,成为雷氏散射模式。这是因为雷氏散射区域中,散射光与分散粒径的6次方成比例,因此伴随着分散粒径的减少,散射降低,透明性提高。而且,如果平均粒径为100nm以下,则散射光变得非常少,是优选的。
可是,使用本实施方式的近红外线吸收粒子分散液而得的、近红外线吸收粒子分散于树脂等固体介质中的近红外线吸收粒子分散体内的近红外线吸收粒子的分散状态限于进行分散液向固体介质的公知的添加方法,与该分散液的近红外线吸收粒子的平均粒径相比,没有凝集。
此外,如果近红外线吸收粒子的平均粒径为0.1nm以上200nm以下,则能够避免制造的近红外线吸收粒子分散体、其成型体(板、片等)会成为单调地透射率减少的灰色系的产物。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散液中的近红外线吸收粒子的含量没有特别限定,例如优选为0.01质量%以上80质量%以下。这是因为通过使近红外线吸收粒子的含量为0.01质量%以上,从而能够发挥充分的日照透射率。此外,这是因为通过使其为80质量%以下,从而能够使近红外线吸收粒子均匀地分散于分散介质内。
[近红外线吸收粒子分散体]
接下来,对于本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的一构成例进行说明。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体包含已经描述的近红外线吸收粒子和固体介质。具体而言例如,如图12示意性示出那样,近红外线吸收粒子分散体110能够包含已经描述的近红外线吸收粒子111和固体介质112,近红外线吸收粒子111能够配置于固体介质112中。而且,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体中,近红外线吸收粒子优选分散于固体介质中。另外,图12为示意性表示的图,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体并不限定于这样的形态。例如图12中,记载了近红外线吸收粒子111作为球状的粒子,但是近红外线吸收粒子111的形状并不限定于这样的形态,能够具有任意的形状。近红外线吸收粒子111例如还能够在表面具有被覆等。近红外线吸收粒子分散体110中,除了近红外线吸收粒子111、固体介质112以外,还能够根据需要包含其它添加剂。
以下,关于本实施方式涉及的近红外线吸收粒子分散体,以(1)固体介质和近红外线吸收粒子分散体的特性、(2)近红外线吸收粒子分散体的制造方法、(3)添加剂、(4)适用例的顺序进行说明。
(1)固体介质和近红外线吸收粒子分散体的特性
作为固体介质,可举出热塑性树脂、热固化树脂、紫外线固化树脂等介质树脂。即,作为固体介质,能够适合使用树脂。
固体介质所使用的树脂的具体的材料没有特别限定,优选为例如,选自由聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、氯乙烯树脂、烯烃树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚体、聚乙烯醇缩乙醛树脂、紫外线固化树脂所形成的树脂组中的1种树脂、或选自上述树脂组中的2种以上树脂的混合物。另外,作为聚酯树脂,能够适合使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
这些介质树脂还能够含有具备将选自主骨架含有胺的基团、羟基、羧基、和环氧基中的1种以上作为官能团的高分子系分散剂。
固体介质不限定于介质树脂,作为固体介质,还能够利用使用了金属醇盐的粘合剂。作为该金属醇盐,Si、Ti、Al、Zr等的醇盐是代表性的。通过将使用了这些金属醇盐的粘合剂利用加热等进行水解、缩聚,从而固体介质还能够成为含有氧化物的近红外线吸收粒子分散体。
本实施方式涉及的近红外线吸收粒子分散体的近红外线吸收粒子的含有比例没有特别限定,近红外线吸收粒子分散体优选包含近红外线吸收粒子0.001质量%以上80质量%以下。
对于本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的形状,没有特别限定,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体优选具备片形状、板形状或膜形状。这是因为通过使近红外线吸收粒子分散体成为片形状、板形状或膜形状,从而能够用于各种用途。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的色调根据所含有的近红外线吸收粒子的浓度而变化。如果将本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的Hunter色指数以例如L=88的浓度的色调进行评价,即Hunter色指数的L=88断面中,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体优选具有日照透射率为67%以下的近红外线遮蔽特性,并且显示满足b≥0,b≥1.6×a+8.0的色调中性性。在色指数b为负的数值的情况下,蓝色度过大而看不到中性色。即使b为正的值,为了分散液能够看成中性色,如果色指数a变大,则需要更大的b值。其基准以b≥1.6×a+8.0进行判断。另外,上述日照透射率更优选为50%以下。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体显示出高检测器波长透过性。检测器波长透过性根据近红外线吸收粒子分散体所含有的近红外线吸收粒子的浓度而变化。如果浓度低,当然透过性高,但是同时日照透射率也变高,日照遮蔽性降低。已经描述的近红外线吸收粒子具有根据其自身的电子结构变化而使近红外线吸收峰向长波长侧移动的效果,因此没有降低粒子浓度,此外没有改变近红外线吸收峰的大小,能够提高检测器波长透过性。在评价同时满足日照遮蔽性和检测器波长透过性的指标时,如果在Hunter色指数的L=88断面上进行评价,则本实施方式的近红外线吸收粒子分散体优选显示作为波长900nm处的透射率的T900为10%以上,作为日照透射率的ST21(%)为67%以下,并且T900(%)和ST21(%)满足T900≥1.4×ST21-41.0的检测器波长透过性。
各种检测器的波长存在于800nm~1000nm附近,需要的信号强度也根据检测器种类而是零散的,对于大致L=88的亮度,在针对波长900nm的光降低10%的透射率时,不能充分确保信号强度。如果将分散体稀释以降低粒子浓度,当然T900上升,但是ST21也同时上升。相对于ST21的上升,T900的上升梯度优选高达基准以上,其基准以ST21(%)≤67,并且T900(%)≥1.4×ST21(%)-41.0来判断。
通过使用已经描述的近红外线吸收粒子,从而本实施方式的近红外线吸收粒子分散体能够满足上述色调、检测器波长透过性。
(2)近红外线吸收粒子分散体的制造方法
以下说明本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的制造方法。另外,这里不过是表示近红外线吸收粒子分散体的制造方法的构成例,已经描述的近红外线吸收粒子分散体的制造方法并不限定于以下构成例。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体例如能够使用母料来制造。在该情况下,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的制造方法例如,还能够具有以下母料制作工序。
获得近红外线吸收粒子分散于固体介质中的母料的母料制作工序。
在母料制作工序中,能够制作近红外线吸收粒子分散于固体介质中的母料。
母料的具体的制作方法没有特别限定。例如,能够通过使近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散于固体介质中,制粒该固体介质,从而制作母料。
另外,作为近红外线吸收粒子,还能够使用从近红外线吸收粒子分散液除去液状介质而得的近红外线吸收粒子分散粉。
例如将近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子、近红外线吸收粒子分散粉以及固体介质的粉粒体或颗粒和根据需要的其它添加剂进行均匀地混合以调制混合物。而且,能够通过将该混合物利用排气式单轴或双轴的挤出机进行混炼,将被熔融挤出的线束进行切割的方法以加工成为颗粒状,由此制造母料。在该情况下,作为颗粒的形状,可举出圆柱状、棱柱状。此外,在制作颗粒时,还能够采用将熔融挤出物直接切割的所谓热切割法。在该情况下,通常是接近于球状的形状。
另外,母料制作工序中,在使用近红外线吸收粒子分散液作为原料的情况下,优选降低、除去来源于近红外线吸收粒子分散液的液状介质。在该情况下,除去近红外线吸收粒子分散液所包含的液状介质的程度没有特别限定。例如优选从近红外线吸收粒子分散液等除去液状介质直至该母料中残留所容许的量。另外,在作为液状介质使用液状增塑剂的情况下,该液状增塑剂的全部量可以残留于近红外线吸收粒子分散体。
从近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散液与固体介质的混合物降低、除去近红外线吸收粒子分散液所包含的液状介质的方法没有特别限定。例如,优选将近红外线吸收粒子分散液等进行减压干燥。具体而言,将近红外线吸收粒子分散液等一边搅拌一边减压干燥,将含有近红外线吸收粒子的组合物与液状介质的成分进行分离。作为该减压干燥所使用的装置,可举出真空搅拌型的干燥机,只要为具有上述功能的装置即可,没有特别限定。此外,适当选择干燥工序的减压时的压力值。
通过使用该减压干燥法,从而来源于近红外线吸收粒子分散液的液状介质等的除去效率提高,并且减压干燥后获得的近红外线吸收粒子分散粉、作为原料的近红外线吸收粒子分散液没有长时间暴露于高温,因此近红外线吸收粒子分散粉、近红外线吸收粒子分散液中分散的近红外线吸收粒子的凝集没有发生,是优选的。进一步近红外线吸收粒子分散粉等的生产性也提高,回收蒸发的液状介质等的溶剂也容易,从环境的考虑出发也优选。
优选在该干燥工序后获得的近红外线吸收粒子分散粉等中,充分除去沸点120℃以下的溶剂成分。例如,这样的溶剂成分的残留量优选为2.5质量%以下。这是因为如果残留的溶剂成分为2.5质量%以下,则将该近红外线吸收粒子分散粉等加工成例如近红外线吸收粒子分散体时,没有产生气泡,外观、光学特性得以良好地保持。此外,这是因为如果近红外线吸收粒子分散粉中残留的溶剂成分为2.5质量%以下,则以近红外线吸收粒子分散粉的状态长期保存时,没有发生由残留的溶剂成分的自然干燥产生的凝集,长期稳定性得以保持。
获得的母料能够通过追加固体介质并混炼,从而近红外线吸收粒子分散体所包含的近红外线吸收粒子的分散状态被维持的状态下,调整其分散浓度。
此外,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的制造方法能够根据需要,具有对于所得的母料、如上述那样母料中追加固体介质得到的产物,成型,制成所期望的形状的近红外线吸收粒子分散体的成型工序。
成型近红外线吸收粒子分散体的具体的方法没有特别限定,能够使用例如公知的挤出成型法、注射成型法等方法。
成型工序中,例如,能够制造成型为平面状、曲面状的片形状、板形状、或膜形状的近红外线吸收粒子分散体。成型为片形状、板形状、或膜形状的方法没有特别限定,能够使用各种公知的方法。例如,能够使用压延机辊法、挤出法、流延法、吹胀法等。
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的制造方法并不限定于具有上述母料制作工序的形态。
例如,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的制造方法还能够为具有以下工序的形态。
将固体介质的单体、低聚物和未固化且液状的固体介质前体、与近红外线吸收粒子(近红外线吸收粒子分散粉)、近红外线吸收粒子分散液进行混合,调制近红外线吸收粒子分散体前体液的前体液调制工序。
使上述单体等固体介质前体通过缩合、聚合等化学反应进行固化,制作近红外线吸收粒子分散体的近红外线吸收粒子分散体制作工序。
例如,在作为固体介质使用丙烯酸系树脂的情况下,能够将丙烯酸单体、丙烯酸系的紫外线固化树脂与近红外线吸收粒子进行混合,获得近红外线吸收粒子分散体前体液。
接着,如果将该近红外线吸收粒子分散体前体液填充至规定的铸模等进行自由基聚合,则获得使用了丙烯酸系树脂的近红外线吸收粒子分散体。
作为固体介质使用通过交联而固化的树脂的情况也与使用了上述丙烯酸系树脂的情况同样,通过使近红外线吸收粒子分散体前体液进行交联反应,从而能够获得分散体。
(3)添加剂
在作为固体介质使用树脂的情况下,本实施方式的近红外线吸收粒子分散体通常还能够含有这些树脂中添加的增塑剂、阻燃剂、着色防止剂和填料等公知的添加剂(添加物)。然而,如已经描述那样,固体介质并不限定于树脂,还能够利用使用了金属醇盐的粘合剂。
本实施方式涉及的近红外线吸收粒子分散体的形状没有特别限定,如已经描述那样,例如能够采用片形状、板形状或膜形状的形态。
在与片形状、板形状或膜形状的近红外线吸收粒子分散体一起作为玻璃等透明基材中间层使用的情况下,该近红外线吸收粒子分散体所包含的固体介质直接使用时,有时没有充分地具有柔软性、与透明基材的密合性。在该情况下,近红外线吸收粒子分散体优选含有增塑剂。具体而言例如,该固体介质为聚乙烯醇缩乙醛树脂,在用于上述用途的情况下,近红外线吸收粒子分散体优选进一步含有增塑剂。
作为上述增塑剂,能够使用本实施方式的近红外线吸收粒子分散体所使用的固体介质中作为增塑剂使用的物质。例如,作为由聚乙烯醇缩乙醛树脂构成的近红外线吸收粒子分散体所使用的增塑剂,可举出作为伯醇与有机酸酯的化合物的增塑剂、作为多元醇有机酸酯化合物等酯系的增塑剂、作为有机磷酸系增塑剂等磷酸系的增塑剂。任一增塑剂也优选在室温下为液状。其中,优选为作为由多元醇和脂肪酸合成的酯化合物的增塑剂。
(4)适用例
本实施方式的近红外线吸收粒子分散体能够以各种方式使用,其使用、适用方式没有特别限定。以下,作为本实施方式的近红外线吸收粒子分散体的适用例,对于近红外线吸收透明基材、近红外线吸收用中间膜、近红外线吸收层叠体进行说明。
(4-1)近红外线吸收透明基材
本实施方式的近红外线吸收透明基材具备透明基材、以及在透明基材的至少一面的近红外线吸收层,能够使近红外线吸收层为已经描述的近红外线吸收粒子分散体。
具体而言,如作为沿透明基材与近红外线吸收层的层叠方向的断面示意图的图14所示那样,近红外线吸收透明基材130能够具有透明基材131和近红外线吸收层132。近红外线吸收层132能够配置于透明基材131的至少一面131A。
本实施方式的近红外线吸收透明基材如上述那样能够具有透明基材。作为透明基材,能够优选使用例如选自透明膜基材和透明玻璃基材中的1种以上。
膜基材并不限定于膜形状,例如,可以为板形状也可以为片形状。作为该膜基材的材料,能够适合使用选自聚酯树脂、丙烯酸系树脂、氨基甲酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚体、氯乙烯树脂、氟树脂等中的1种以上,能够根据各种目的来使用。然而,作为膜基材的材料,优选为聚酯树脂,特别是更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET树脂)。即,膜基材优选为聚酯树脂膜,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜。
在作为透明基材使用膜基材的情况下,膜基材的表面为了实现与近红外线吸收层的粘结的容易性,优选进行表面处理。
此外,为了提高玻璃基材或膜基材与近红外线吸收层的粘结性,在玻璃基材上或膜基材上形成中间层,在中间层上形成近红外线吸收层也是优选的构成。中间层的构成没有特别限定,例如能够通过聚合物膜、金属层、无机层(例如,二氧化硅、二氧化钛、氧化锆等的无机氧化物层)、有机/无机复合层等来构成。
由于对于近红外线吸收粒子分散体已经描述,因此这里省略说明。另外,近红外线吸收粒子分散体的形状没有特别限定,例如优选具备片形状、板形状或膜形状。
对于本实施方式的近红外线吸收透明基材的制造方法进行说明。
本实施方式的近红外线吸收透明基材例如能够使用已经描述的近红外线吸收粒子分散液,在透明基材上,形成作为近红外线吸收粒子分散于固体介质的近红外线吸收粒子分散体的近红外线吸收层来制造。
因此,本实施方式的近红外线吸收透明基材的制造方法能够具有例如以下工序。
在透明基材的表面涂布包含已经描述的近红外线吸收粒子分散液的涂布液的涂布工序。
使涂布液中的液状介质蒸发之后,形成近红外线吸收层的近红外线吸收层形成工序。
涂布工序所使用的涂布液例如,能够在已经描述的近红外线吸收粒子分散液中,添加树脂、金属醇盐等固体介质、或固体介质前体,进行混合来制作。
固体介质前体如已经描述那样,是指选自固体介质的单体、低聚物和未固化的固体介质中的1种以上。
如果在透明基材上形成作为涂膜的近红外线吸收层,则该近红外线吸收层成为近红外线吸收粒子分散于固体介质的状态。因此,这样的近红外线吸收层成为近红外线吸收粒子分散体。这样,通过在透明基材的表面设置近红外线吸收粒子分散体,从而能够制作近红外线吸收透明基材。
关于固体介质、固体介质前体,(1)固体介质、和近红外线吸收粒子分散体的特性、(2)近红外线吸收粒子分散体的制造方法中进行了说明,因此这里省略说明。
为了在透明基材上设置近红外线吸收层,在透明基材上涂布涂布液的方法只要为能够将涂布液均匀地涂布于透明基材表面的方法即可,没有特别限定。可举出例如,棒涂法、凹版涂法、喷涂法、浸渍涂布法、旋转涂布法、网版印刷、辊涂法、淋涂等。
这里,以作为固体介质使用紫外线固化树脂,使用棒涂法进行涂布,形成近红外线吸收层的情况为例,说明在透明基材表面的近红外线吸收层的制作步骤。
以具有适度的流平性的方式,将适当调整了浓度和添加剂的涂布液使用能够使近红外线吸收层的厚度、和近红外线吸收粒子的含量满足目的的棒编号的线棒而涂布于透明基材上。而且,通过使涂布液中所包含的液状介质等溶剂利用干燥除去之后,照射紫外线使其固化,从而能够在透明基材上形成作为近红外线吸收层的涂布层。
作为涂膜的干燥条件,根据各成分、溶剂的种类、使用比例而不同,通常,为60℃以上140℃以下的温度且20秒以上10分钟以下左右。紫外线的照射没有特别限制,例如能够适合使用超高压水银灯等紫外线曝光机。
此外,还能够通过近红外线吸收层的形成的前后工序(前工序、后工序),从而操作基材与近红外线吸收层的密合性、涂布时的涂膜的平滑性、有机溶剂的干燥性等。作为上述前后工序,可举出例如基材的表面处理工序、预烘烤(基材的前加热)工序、后烘烤(基材的后加热)工序等,能够适当选择。优选预烘烤工序和/或后烘烤工序中的加热温度为80℃以上200℃以下,加热时间为30秒以上240秒以下。
本实施方式的近红外线吸收透明基材的制造方法并不限定于上述方法。作为本实施方式的近红外线吸收透明基材的制造方法的其它构成例,也可举出具有以下工序的形态。
将已经描述的近红外线吸收粒子分散液涂布于透明基材的表面,使其干燥的近红外线吸收粒子分散液涂布、干燥工序。
在涂布有近红外线吸收粒子分散液的面上,使使用了树脂、金属醇盐等固体介质、固体介质前体的粘合剂进行涂布、固化的粘合剂涂布、固化工序。
在该情况下,通过近红外线吸收粒子分散液涂布、干燥工序,形成在透明基材的表面分散有近红外线吸收粒子的膜。另外,近红外线吸收粒子分散液能够通过与对于已经描述的近红外线吸收透明基材的制造方法的涂布工序进行了说明的方法同样的方法来涂布。
而且,通过在分散有该近红外线吸收粒子的膜上涂布粘合剂,进行固化,从而能够在近红外线吸收粒子间配置固化的粘合剂,形成近红外线吸收层。
近红外线吸收透明基材还能够在近红外线吸收粒子分散体的表面进一步具有涂层。即还能够具备多层膜。
涂层例如能够为包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的氧化物的涂膜。在该情况下,涂层例如能够在近红外线吸收层上,涂布含有选自包含Si、Ti、Zr、Al的任1种以上的醇盐、和该醇盐的部分水解缩聚物中的1种以上的涂布液之后,进行加热来形成。
通过设置涂层,从而被涂布的成分填埋作为第1层的近红外线吸收粒子的堆积的间隙而被成膜,抑制可见光的折射,由此膜的雾度值进一步降低而能够提高可见光透射率。此外,能够提高近红外线吸收粒子对于基材的结着性。
这里,作为在含有近红外线吸收粒子单体或近红外线吸收粒子的膜上,形成由包含Si、Ti、Zr、Al的任1种以上的醇盐、它们的部分水解缩聚物形成的涂膜的方法,从成膜操作的容易性、成本的观点考虑,优选为涂布法。
作为上述涂布法所使用的涂布液,能够适合使用在水、醇等溶剂中,包含1种以上包含Si、Ti、Zr、Al的任1种以上的醇盐、该醇盐的部分水解缩聚物的涂布液。上述涂布液中的上述醇盐等的含量没有特别限定,例如优选以加热后获得的涂布中的氧化物换算计为40质量%以下。此外,还能够根据需要添加酸、碱进行pH调整。
通过将该涂布液在将近红外线吸收粒子作为主成分的膜上,作为第2层进行涂布,加热,从而能够容易形成作为涂层的包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的氧化物被膜。作为本实施方式涉及的涂布液所使用的粘合剂成分或涂布液的成分,也优选使用有机硅氮烷溶液。
作为无机粘合剂、涂膜,包含Si、Ti、Zr、Al的任1种以上的金属醇盐、和其水解聚合物的近红外线吸收粒子分散液、涂布液的涂布后的基材加热温度没有特别限定。例如基材加热温度优选为100℃以上,更优选为近红外线吸收粒子分散液等涂布液中的溶剂的沸点以上。
这是因为,如果基材加热温度为100℃以上,则涂膜中所包含的金属醇盐或该金属醇盐的水解聚合物的聚合反应能够结束。此外,这是因为,如果基材加热温度为100℃以上,作为溶剂的水、有机溶剂几乎没有在膜中残留,由此在加热后的膜中,这些溶剂没有成为可见光透射率降低的原因。
本实施方式的近红外线吸收透明基材的、透明基材上的近红外线吸收层的厚度没有特别限定,实用上优选为10μm以下,更优选为6μm以下。这是因为,如果近红外线吸收层的厚度为10μm以下,则除了发挥充分的铅笔硬度而具有耐摩蹭性以外,能够避免在近红外线吸收层中的溶剂的挥发和粘合剂的固化时,基材膜的翘曲发生等工序异常发生。
(4-2)近红外线吸收用中间膜、近红外线吸收层叠体
本实施方式的近红外线吸收层叠体能够具有包含已经描述的近红外线吸收粒子分散体和透明基材的层叠结构。本实施方式的近红外线吸收层叠体能够具有已经描述的近红外线吸收粒子分散体和透明基材作为要素,制成层叠有它们的层叠体。
作为近红外线吸收层叠体,可举出例如层叠有2张以上的多张的透明基材和已经描述的近红外线吸收粒子分散体的例子。在该情况下,近红外线吸收粒子分散体能够配置于例如透明基材之间,作为近红外线吸收用中间膜来使用。
该情况下,具体而言,如作为沿着透明基材与近红外线吸收粒子分散体的层叠方向的断面示意图的图13所示那样,近红外线吸收层叠体120能够具有多张的透明基材1211、1212以及近红外线吸收粒子分散体122。而且,近红外线吸收粒子分散体122能够配置于多张透明基材1211、1212之间。图13中,显示出具有2张透明基材1211、1212的例子,但是并不限定于这样的形态。
上述近红外线吸收用中间膜优选具有片形状、板形状或膜形状的任一形状。
透明基材能够适合使用选自可见光区域中透明的板玻璃、板状的塑料、膜状的塑料中的1种以上。
在作为透明基材,使用塑料的情况下,塑料的材质没有特别限定,能够根据用途进行选择,例如能够使用选自聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、氯乙烯树脂、烯烃树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、离子交联聚合物树脂、氟树脂等中的1种以上。另外,作为聚酯树脂,能够适合使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
透明基材可以含有具有日照遮蔽功能的粒子。作为具有日照遮蔽功能的粒子,能够使用具有近红外线遮蔽特性的近红外线吸收粒子。
通过作为多张的透明基材间所夹持的中间层的构成构件介在有已经描述的近红外线吸收粒子分散体,从而在抑制日照透射率的同时,具备透过色更中性的色调,并且能够匹配作为能够确保检测器波长的透过性的近红外线吸收层叠体的1种的日照遮蔽而获得结构体。
另外,通过将夹持近红外线吸收粒子分散体而对置的多张的透明基材利用公知的方法进行贴合,一体化,从而还能够制成上述近红外线吸收层叠体。
在使用已经描述的近红外线吸收粒子分散体作为近红外线吸收用中间膜的情况下,作为固体介质,能够使用近红外线吸收粒子分散体中说明的固体介质。然而,从提高近红外线吸收用中间膜与透明基材的密合强度的观点考虑,固体介质优选为聚乙烯醇缩乙醛树脂。
本实施方式的近红外线吸收用中间膜能够利用已经描述的近红外线吸收粒子分散体的制造方法来制造,例如能够制成具有片形状、板形状或膜形状的任一形状的近红外线吸收用中间膜。
另外,近红外线吸收用中间膜在没有充分地具有柔软性、与透明基材的密合性的情况下,优选添加介质树脂用的液状增塑剂。例如,在近红外线吸收用中间膜所使用的介质树脂为聚乙烯醇缩乙醛树脂的情况下,聚乙烯醇缩乙醛树脂用的液状增塑剂的添加对于与透明基材的密合性提高而言是有益的。
作为增塑剂,能够使用相对于固体介质的树脂作为增塑剂使用的物质。例如作为由聚乙烯醇缩乙醛树脂构成的红外线遮蔽膜所使用的增塑剂,可举出作为伯醇与有机酸酯的化合物的增塑剂、作为多元醇有机酸酯化合物等酯系的增塑剂、作为有机磷酸系增塑剂等磷酸系的增塑剂。任一增塑剂也优选室温下为液状。其中,优选为作为由多元醇和脂肪酸合成的酯化合物的增塑剂。
此外,在近红外线吸收用中间膜中,还能够添加选自由硅烷偶联剂、羧酸的金属盐、金属的氢氧化物、金属的碳酸盐所组成的组中的至少1种。构成羧酸的金属盐、金属的氢氧化物、金属的碳酸盐的金属没有特别限定,优选为选自钠、钾、镁、钙、锰、铯、锂、铷、锌中的至少1种。在近红外线吸收用中间膜中,选自由羧酸的金属盐、金属的氢氧化物、金属的碳酸盐所组成的组中的至少1种的含量优选相对于近红外线吸收粒子为1质量%以上100质量%以下。
进一步,近红外线吸收用中间膜根据需要除了已经描述的近红外线吸收粒子以外,还能够含有包含选自由Sb、V、Nb、Ta、W、Zr、F、Zn、Al、Ti、Pb、Ga、Re、Ru、P、Ge、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Tb、Lu、Sr、Ca所组成的组中的2种以上的元素的氧化物粒子、复合氧化物粒子、硼化物粒子中的至少1种以上的粒子。近红外线吸收用中间膜在使与近红外线吸收粒子的合计为100质量%的情况下,能够以5质量%以上95质量%以下的范围含有这样的粒子。
近红外线吸收层叠体可以在透明基材间所配置的中间膜的至少1层,含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,可举出选自具有丙二酸酯结构的化合物、具有草酸酰苯胺结构的化合物、具有苯并三唑结构的化合物、具有二苯甲酮结构的化合物、具有三嗪结构的化合物、具有苯甲酸酯结构的化合物、具有受阻胺结构的化合物等中的1种以上。
另外,近红外线吸收层叠体的中间层仅由本实施方式涉及的近红外线吸收用中间膜构成为好是理所当然的。
这里说明的近红外线吸收用中间膜为近红外线吸收粒子分散体的一方式。本实施方式涉及的近红外线吸收粒子分散体能够没有被透过可见光的2张以上的透明基材夹持地使用是理所当然的。即,本实施方式涉及的近红外线吸收粒子分散体能够以单独的方式作为近红外线吸收粒子分散体来完成。
本实施方式涉及的近红外线吸收层叠体并不限定于上述那样的、透明基材间配置有近红外线吸收粒子分散体的形态,如果具有包含近红外线吸收粒子分散体和透明基材的层叠结构,则能够采用任意构成。
[实施例]
以下,一边参照实施例一边具体地说明本发明。但是,本发明并不限定于以下实施例。
(评价方法)
这里首先,对于以下实施例、比较例中的评价方法进行说明。
(化学分析)
获得的近红外线吸收粒子的化学分析对于Cs通过原子吸收分析(AAS)来进行,对于W(钨)通过ICP发射光谱分析(ICP―OES)来进行。对于O,使用LECO公司的轻元素分析装置(ON-836)。
(X射线衍射测定)
X射线衍射测定通过利用Spectris公司的X’Pert-PRO/MPD装置使用Cu-Kα射线进行粉末XRD测定来实施。
(近红外线吸收透明基材的光学特性)
近红外线吸收透明基材的可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)按照ISO 9050和JIS R 3106(2019)进行测定。具体而言,使用日立High-Tech(株)制的分光亮度计U-4100测定透射率,乘以太阳光的光谱相应的系数来算出。在透射率的测定时,对于波长300nm以上2100nm以下的范围,以5nm间隔进行测定。Lab色指数按照JIS Z 8701(1999),算出相对于D65标准光源,光源角度10°的三刺激值X、Y、Z,由三刺激值按照JIS Z 8729(2004)来求出。
[实施例1]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
以使碳酸銫(Cs2CO3)与三氧化钨(WO3)以摩尔比计为Cs2CO3:WO3=1:6的比率的方式,称量合计20g的量,混合,混炼,將所得的混炼物放入碳舟(carbon boat)中,在大气中,110℃干燥12小时。由此,获得了作为包含Cs和W的化合物原料的铯钨氧化物前体粉末。
将上述铯钨氧化物前体粉末载置于氧化铝舟并配置于加热马弗炉内,一边以体积比计流动过热水蒸气:氮气体=50:50的混合气体,一边升温直至550℃,保持1小时。另外,将上述混合气体在表1中,以50%N2-50%过热H2O那样表述。接下来将供给的气体变更为100体积%的氮气体,一边流动氮气体,一边在550℃保持0.5小时后升温,在800℃保持1小时。之后降温直至室温,获得了稍微带有绿色的白色的粉末(第1热处理工序)。
该白色粉末的X射线粉末衍射图案被鉴定为Cs4W11O35(ICDD 00-51-1891)。
接下来,将该白色粉末放入碳舟并配置于管状炉,在1体积%H2-Ar气流中(表1中,以1%H2-Ar那样表述)升温,在550℃保持1h并还原。接着,将供给的气体变更为100体积%的Ar气体,一边流动Ar气体一边在550℃保持30min。接着升温直至800℃,加热1h之后,降温直至室温,获得了浅水色的粉末A(第2热处理工序)。
表1中归纳近红外线吸收粒子的制造条件来表示。此外,将以下评价结果显示于表2。
这里获得的粉末A的XRD粉末图案如图2所示那样,显示出主相为六方晶Cs0.32WO3,且第2相成为斜方晶Cs4W11O35的宽的2相混合图案。通过粉末A的化学分析,获得以摩尔比计Cs/W比为0.33。其它成分的组成比显示于表2。该情况下的XRD粉末图案为六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的两者的衍射线混合存在的图案,但是Cs4W11O35的衍射线观察到稍微从理想的位置、强度的偏移。ICDD数据库中,没有找到与该衍射图案完全符合的数据。
如果用透射电子显微镜(日立High-Tech株式会社HF-2200)观察该粉末,则观察到图4(A)所示那样的微粒40。各微粒的结晶如图4(B)的限制视野电子衍射图形所示那样,不是六方晶与斜方晶的2相分离的混合组织,而作为单相的组织被观察到。图4(B)所示的电子衍射像为相当于六方晶的[0001]晶带的图形,衍射位点显示出看作为六方晶时的面指数。如果由3方向的最接近衍射位点求出对应的面间隔,则仅仅(01-10)面间隔中,
Figure BDA0004173030980000321
与其它2方向的值,/>
Figure BDA0004173030980000322
和/>
Figure BDA0004173030980000323
相比显著地增大,由正确的六方对称性偏移了。另外,在结晶学上,负的指数为在数字上加上横线,但是为了记载的方便,本说明书中,在数字前加上负号。
另一方面,图4(C)为利用STEM-HAADF法(扫描电子模式下的高角度散射暗视野观察)拍摄得到的原子像。HAADF法中,原子编号越大,此外投影方向上的原子存在密度越大,则获得明亮且强的原子位点,因此如果与[0001]晶带的投影面信息相符合,则特定像上的原子种类。图4(C)中最强的位点为W原子,但是沿着(01-10)面排列,六方晶中,沿着等价的(1-100)面、(10-10)面没有观察到同样的排列。图4(C)的(01-10)位点方向观察到斑纹,因此可知仅仅(01-10)面插入有大量的面状缺陷(W、O缺损),因此解释为(01-10)面的面间隔增加了。如果本来为六方晶,则以60°相交的(01-10)面、(1-100)面、(10-10)面中几乎没有导入缺陷,仅仅(01-10)面插入有大量的面状缺陷,由此可知失去六方对称性而调制为斜方晶。通过图4(B)中的箭头41的规则位点,该W缺损面中以大致
Figure BDA0004173030980000331
的倍数的周期被导入。如以上那样,可知该近红外线吸收粒子为具有调制成斜方晶的假六方晶的晶体结构的铯钨酸盐的单晶粒子。
进一步如果将获得的近红外线吸收粒子的粉体通过X射线光电子分光(ULVAC-PHI制XPS-Versa Probe II)照射25W的Al-KαX射线而被激发的光电子进行观察,则可知530.45eV附近的O1s峰在高能量侧具有肩。532.80eV附近的成分看作是由于H2O而发生了峰分离,结果可知包含大量的OH2。此外通过热脱离分光分析,能够确认加热时在500℃以上700℃以下的温度区域内,从结晶中排出OH和OH2。通过这些观察结果,推测OH和OH2包含于粉末A的铯钨酸盐,此外如果考虑沿单轴向伸长的假六方晶结晶中的空隙,则侵入至六方通道的窗空隙。认为通过在过热水蒸气中进行了结晶化,从而水和其分解物被导入结晶内,但是认为此时所生成的H+、H3O+离子与阳性的W离子竞争,导致W离子的一部分脱离。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
接下来,称量20质量%制作的粉末A、具有含有胺的基团作为官能团的丙烯酸系高分子分散剂(以下简称为“分散剂a”)10质量%以及作为溶剂的甲基异丁基酮(MIBK)70质量%。将称量的这些材料与0.3mm直径的二氧化硅珠一起放入玻璃容器中,使用油漆摇动器,分散、粉碎5小时,获得了分散液A。
这里,测定分散液A内的近红外线吸收粒子的平均粒径(由作为基于动态光散射法的粒径测定装置的大冢电子株式会社制ELS-8000测定的分散粒径),为31.4nm。
相对于该分散液A 100质量份,混合硬涂层用紫外线固化树脂(东亚合成制AronixUV-3701)50质量份,制成近红外线吸收粒子涂布液A。而且,使用棒式涂布机将适当稀释了这样的近红外线吸收涂布液的涂布液涂布于作为透明膜基材的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂膜(帝人制HPE-50,以下也记载为“PET膜”)上,形成涂布膜。另外,在其它实施例中,作为透明基材,使用同样的PET膜。
将设有涂布膜的PET膜在80℃干燥5分钟,使作为液状介质的有机溶剂蒸发之后,利用高压水银灯使硬涂层用紫外线固化树脂固化,从而制作设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的、近红外线吸收膜A。另外,涂布层为近红外线吸收分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
对于获得的近红外线吸收膜A,利用日立High-Tech公司的U-4100分光亮度计测定透射率,求出分光透射率图谱。将图谱显示于图5。
根据图5所示的图谱,能够确认将波长2100nm附近作为透射率的底部的近红外线区域的强吸收和可见光区域(380nm以上780nm以下)的高透射率。
可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)分别测定为VLT=72.31%,ST21=46.47%,可知在可见光时为透明,并且具有强近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜A的色指数为L=87.91,a=-2.72,b=9.33,蓝色非常弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。这由下述情况而明确:如与图5的比较例3所示的带有蓝色的CWO分散膜的透过图谱的比较所示那样,在蓝波长的400nm附近,与CWO分散膜相比,透射率大幅降低,在红波长的700nm附近,与CWO分散膜相比,透射率大幅增加。
此外色指数的数值如图7所示那样,可知在L=88断面,充分满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。另外,图7中,直线71是指b=0,直线72是指b=1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,可知L=88断面中的T900为39.84%,充分满足T900≥10%,此外日照遮蔽特性ST21满足ST21≤67%,进一步充分满足T900≥1.4×ST21-41.0,具有充分的检测器波长透过性。另外,图8中,直线81是指T900=10,直线82是指ST21=67,直线83是指T900=1.4×ST21-41.0。
[比较例1]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例1获得的铯钨氧化物前体粉末加入碳舟中,在大气中,利用管状炉,加热直至850℃保持20小时,暂时降温直至室温利用擂溃机粉碎混合。之后再次在大气中加热至850℃,保持20小时,降温至室温,获得了极薄且带有绿色的白色粉末i。该粉末i的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,稍微混合有Cs6W11O36,但是大致鉴定为Cs4W11O35单相(ICDD0-51-1891)。粉末i的化学分析显示出Cs/W=0.36。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了粉末i,除此以外,利用与实施例1同样的步骤进行分散、粉碎处理,获得了分散液i。分散液i的颜色为灰白色,分散液i内的近红外线吸收粒子的平均粒径为32.0nm。
与实施例1所进行的步骤同样,在分散液i中添加并混合紫外线固化树脂,获得了涂布液i之后,获得了近红外线吸收膜i。将近红外线吸收膜i的透过图谱显示于图5和图6。作为此时的分光特性,可知获得VLT=73.33%,ST21=78.73%,红外线的吸收效果几乎没有。
可知Hunter色指数为在L=88断面,显示a=0.70,b=8.53的值。这些数值如图7所示那样,不满足b≥1.6×a+8.0。L=88断面中的T900为96.20%,具有大的透过性,充分满足T900≥10%,但是在图8中,被绘制于图外右侧,日照遮蔽特性完全没有满足ST21≤67%。
[比较例2]
准备作为透明导电氧化物已知的无色透明的中性色调的In2O3:Sn(以下,记载为“ITO”)的分散液。已知ITO微粒具有中性的色调,但是根据该还原方法、制作方法而存在从稍微带有蓝色调的微粒直至茶色系的微粒的各种种类。这里之中,使用了接近于纯透明色的ENAM公司制的ITO粉末(粉末ii)。
使用了该粉末ii,除此以外,利用与实施例1同样的步骤进行分散、粉碎处理,获得了分散液ii。分散液ii的颜色为水色,分散液ii内的粒子的平均粒径为30.2nm。
与实施例1所进行的步骤同样,在分散液ii中添加并混合紫外线固化树脂,获得了涂布液ii之后,获得了近红外线吸收膜ii。近红外线吸收膜ii的透过图谱如图5、图6所示那样,将600nm附近作为峰,显示出红波长的透过性为大的曲线。作为此时的分光特性,获得VLT=72.33%,ST21=45.94%,确认了红外线的吸收效果。然而,该红外线吸收特性在实施例中,为低的值。
Hunter色指数在L=88断面,显示出a=-2.04,b=13.68的值。这些数值如图7所示那样,在L=88断面,满足b≥1.6×a+8.0,确认了色调的中性性。
L=88断面中的T900为46.39%,具有大的透过性,充分满足T900≥10%。此外日照遮蔽特性如图8所示那样,可知满足ST21≤67%,并且T900≥1.4×ST21-41.0也满足。但是,可知与本发明品相比,ST21显示高的值,日照遮蔽特性与本发明品相比低。此外可知为了获得相同日照遮蔽特性而需要的ITO微粒的量为CPT粒子的5倍左右,需要更多的ITO原料。
[比较例3]
将由实施例1获得的铯钨氧化物前体粉末加入碳舟中,在将N2气体作为载流子的1体积%H2气体气流下,在550℃保持2小时,之后变为100体积%N2气流,保持1小时后升温至800℃,保持1小时,缓慢冷却至室温,获得了粉末iii。粉末iii的颜色为深蓝色。该粉末i的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,鉴定为Cs0.32WO3单相(ICDD 0-81-1244),为六方晶的铯钨氧化物。粉末iii的化学分析显示出Cs/W=0.34。其它成分的组成比显示于表2。
使用了该粉末iii,除此以外,利用与实施例1同样的步骤进行分散、粉碎处理,获得了分散液iii。分散液iii的颜色为蓝色,分散液iii内的粒子的平均粒径为24.6nm。
与实施例1所进行的步骤同样,在分散液iii中添加并混合紫外线固化树脂,获得了涂布液iii之后,获得了近红外线吸收膜iii。近红外线吸收膜iii的透过图谱如图5、图6所示那样,成为蓝波长的透过性高的曲线,作为分光特性,获得VLT=72.19%,ST21=32.88%,确认了非常优异的红外线的吸收效果。
然而Hunter色指数如图7所示那样,在L=88断面,显示a=-6.57,b=-1.25的值,b值成为负数,显示出蓝色为引人注目的色调。然而满足b≥1.6×a+8.0。
如图8所示那样,日照遮蔽特性充分满足ST21≤67%,确认了优异的日照遮蔽特性,没有满足T900≥1.4×ST21-41.0,此外L=88断面中的T900小达4.85%,检测器波长透过性低。
进一步,将近红外线吸收膜iii放入恒温恒湿机中,在温度85℃,相对湿度90%的环境中保持13天之后,测定透过图谱,与保持前的图谱(图中的初始)比较。将结果显示于图9B。
[比较例4~比较例8]
使由比较例3制作的近红外线吸收粒子涂布液iii的MIBK稀释率适当变化,制作粒子浓度不同的一系列的近红外线吸收膜iv~viii。一系列的光学特性数值归纳显示于表2。这些膜的色调如在图7所示的L=88断面的a-b空间中观察,则都是b<0,满是蓝色色调没有被改善。即即使将蓝色色调的CWO分散液单纯地稀释,蓝色度也残留,暗示为了改善色调,需要改变材料自身的物性。检测器波长透射率如图8所示那样,比较例4、比较例5中红外线吸收过弱,没有满足T900≥1.4×ST21-41.0。除了比较例4、比较例5以外,T900<10,显示出过低的值。
这样,通过改变近红外线吸收粒子的膜中的浓度,从而能够使色调(特别是a)、T900、ST21变化,可知为了平衡良好地满足全部,需要使材料自身的物理特性、电子结构变化。
[实施例2]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例1制作的铯钨氧化物前体粉末载于氧化铝舟,配置于加热马弗炉内,一边流动100体积%的氮气体一边升温直至150℃。将这里供给的气体变更为过热水蒸气与氢气与氮气体以体积比计为50:1:49的气体(表1中,以%H2-49%N2-50%过热H2O那样表述),一边流动这样的混合气体,一边升温直至550℃,保持1小时。将其直接降温直至室温,获得了水色的粉末B(第1热处理工序)。
该粉末的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,显示出具有宽的衍射线,六方晶Cs0.32WO3为主相,但是斜方晶Cs4W11O35与焦绿石相(Cs2O)0.44W2O6相的衍射线作为异相混合的图案。该焦绿石相的衍射线宽,反射位置也稍微偏移。认为来源于水的O、OH、OH2、OH3被摄取至焦绿石腔。立方晶焦绿石相的(111)面为与六方晶的底面具有类似的六方对称性的面,焦绿石腔相当于六方晶中的六方腔、三方腔的空隙。在其它实施例中也经常观察到XRD粉末图案中焦绿石相的反射少量混合存在的情况。
而且,将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此可知六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
粉末B的化学分析显示出Cs/W=0.32。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末B,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液B。
分散液B内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为26.3nm。
使用了该分散液B,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜B。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
对于获得的近红外线吸收膜B,将由日立High-Tech公司的U-4100分光亮度计求得的分光透射率图谱显示于图5。根据图5所示的图谱,能够确认将1405nm附近作为透射率的底部的近红外线区域的强吸收,和380nm以上780nm以下的可见光区域的透过。确认了蓝区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,大幅减少,此外900nm附近的近红外线的透过与比较例2的使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,显著地减少。
可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)分别测定为VLT=72.20%,ST21=39.29%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜B的色指数为L=87.93,a=-4.02,b=4.29,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,可知L=88断面中的T900为16.32%,满足T900≥10%,因此具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0,具有充分的检测器波长透过性。
[实施例3]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例2获得的水色的粉末B铺设于碳舟,在1体积%H2-Ar的气流中,在550℃保持2小时。接下来将供给的气体变更为100体积%的氮气体,一边流动氮气体一边在550℃保持0.5小时之后,升温,在800℃保持1小时。降温直至室温,获得了水色的粉末C(第2热处理工序)。
通过粉末C的化学分析,获得以物质量的比计Cs/W比为0.31。其它成分的组成比显示于表2。
粉末C的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,与实施例1、2相比,具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。然而Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此可知六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了粉末C,除此以外,与实施例1同样地操作,制作出分散液C。分散液C内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为29.6nm。
使用了该分散液C,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜C。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
将获得的近红外线吸收膜C的分光透射率图谱显示于图5。能够确认将1800nm附近作为底部的近红外线区域的强吸收、和可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例2的使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,大幅减少,与使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,具有强的近红外线吸收效果。
测定为VLT=72.31%,ST21=43.45%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜C的色指数为L=87.93,a=-3.24,b=8.19,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为30.10%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例4]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例2获得的浅水色的粉末B铺设于碳舟,在100体积%Ar的气流中升温,在800℃保持1小时。之后降温直至室温,获得了水色的粉末D。
粉末D的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此可知六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
粉末D的化学分析显示出Cs/W=0.33。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末D,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液D。
分散液D内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为32.1nm。
使用了该分散液D,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜D。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
将获得的近红外线吸收膜D的分光透射率图谱显示于图5。能够确认将1950nm附近作为底部的近红外线区域的强吸收、和可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例2的使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,大幅减少,与使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,具有强的近红外线吸收效果。
测定为VLT=72.20%,ST21=48.19%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜D的色指数为L=87.85,a=-2.11,b=8.75,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为42.56%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例5]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例2获得的浅水色的粉末B铺设于碳舟,在100体积%Ar的气流中升温直至800℃。这里,将供给的气体变更为1体积%H2-Ar,在这样的气体的气流中,在800℃保持10分钟。之后降温直至室温,获得了水色的粉末E。
粉末E的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此可知六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
粉末E的化学分析显示出Cs/W=0.32。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末E,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液E。
分散液E内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为25.0nm。
使用了该分散液E,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜E。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
将获得的近红外线吸收膜E的分光透射率图谱显示于图6。能够确认将1600nm附近作为底部的近红外线区域的强吸收、和可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例2的使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,大幅减少,与使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,具有强的近红外线吸收效果。
测定为VLT=72.38%,ST21=36.29%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜E的色指数为L=88.12,a=-5.17,b=3.79,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为11.80%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例6]
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了由实施例5获得的水色的粉末E,以及使分散时间为2倍,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液F。
分散液F内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为23.7nm。
使用了该分散液F,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜F。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
将获得的近红外线吸收膜F的分光透射率图谱显示于图6。能够确认将1600nm附近作为底部的近红外线区域的强吸收、和可见光区域的透过。为与由实施例5制作的近红外线吸收膜E几乎相同的图谱,但是不同的地方在于蓝区域的透射率稍微增加了。随着分散时间的增加而平均粒径降低,因此由于Mie散射的效果而蓝波长的透过增加了。与实施例5相比,由透过图谱确认了色调蓝色稍微增加了,但是与比较例3的近红外线吸收膜相比,进行了色调改善。
测定为VLT=72.28%,ST21=36.40%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜F的色指数为L=88.15,a=-5.00,b=0.93,与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。
这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为11.24%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例7]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例2获得的浅水色的粉末B铺设于碳舟,在1体积%H2-Ar的气流中,在500℃保持30分钟。接下来,将供给的气体变更为100体积%氮气体,一边流动氮气体,一边在550℃保持30分钟之后,进一步升温,在800℃保持1小时。之后降温直至室温,获得了水色的粉末G。
粉末G的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此可知六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
粉末G的化学分析显示出Cs/W=0.31。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末G,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液G。
分散液G内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为31.8nm。
使用了该分散液G,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜G。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
将获得的近红外线吸收膜G的分光透射率图谱显示于图6。能够确认将1850nm附近作为底部的近红外线区域的强吸收、和可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例2的使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,大幅减少,与使用了ITO的近红外线吸收膜ii相比,具有强的近红外线吸收效果。
测定为VLT=72.29%,ST21=41.88%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜G的色指数为L=87.94,a=-3.54,b=7.59,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为26.36%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
将该近红外线吸收膜G加入恒温恒湿机,在温度为85℃,相对湿度为90%的环境中保持15天之后,测定透过图谱,与保持前的图谱进行比较。将结果显示于图9A。如已经描述的那样,将同样的试验对于由比较例3制作的近红外线吸收膜iii进行测定(保持期间为13天),与试验前的图谱进行比较。其结果如图9A、图9B所示那样,实施例7的近红外线吸收膜G中,ST21的变化为0.04%,几乎没有变化,但是在比较例3的近红外线吸收膜iii中,观察到近红外线吸收的强度部分降低而ST21变化3.47%。
[实施例8]
以使将碳酸铯(Cs2CO3)与三氧化钨(WO3)以摩尔比计为Cs2CO3:WO3=1:10的比率的方式,合计称量20g的量,混合,混炼,将所得的混炼物放入碳舟中,在大气中,在110℃干燥12h。由此,获得了作为包含Cs和W的化合物原料的铯钨氧化物前体粉末。
而且,使用了上述铯钨氧化物前体粉末,除此以外,以与实施例2同样的条件进行了第1热处理工序。
将由第1热处理工序获得的粉末铺设于碳舟,在100体积%的Ar的气流中升温直至800℃。而且,将供给的气体变更为1体积%H2-Ar气流,一边流动这样的气体一边在800℃保持10分钟之后,降温直至室温,获得了水色的粉末H。
粉末H的X射线粉末衍射图案具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.20WO3(ICDD0-083-1333)与斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置仅仅一个短,此外伴随着弱的斑纹。因此鉴定为六方晶为由于棱镜面缺陷而被调制的斜方晶。
粉末H的化学分析显示出Cs/W=0.20。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末H,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液H。
分散液H内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为28.6nm。
使用了该分散液H,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜H。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
由获得的近红外线吸收膜H的分光透射率图谱,测定为VLT=72.32%,ST21=46.98%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜H的色指数为L=88.04,a=-2.40,b=8.51,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为38.30%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例9]
以使将碳酸铯(Cs2CO3)与三氧化钨(WO3)以摩尔比计为Cs2CO3:WO3=3:10的比率的方式,合计称量20g的量,混合,混炼,将所得的混炼物放入碳舟中,在大气中,110℃干燥12h。由此,获得了作为包含Cs和W的化合物原料的铯钨氧化物前体粉末。
而且,使用了上述铯钨氧化物前体粉末,除此以外,以与实施例2同样的条件进行了第1热处理工序。
将由第1热处理工序获得的粉末铺设于碳舟,在100体积%的Ar的气流中升温直至800℃。而且,将供给的气体变更为1体积%H2-Ar,一边流动这样的气体一边在800℃保持10分钟之后,降温直至室温,获得了水色的粉末I。
粉末I的X射线粉末衍射图案具有宽的衍射线,菱面体晶Cs6W11O36、Cs8.5W15O48为主相,其中显示出六方晶Cs0.32WO3、正方晶Cs2W3O10的衍射线稍微混合的图案。但是Cs6W11O36、Cs8.5W15O48的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果观察到电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置3个都超过实验误差范围的不同。因此可知六方晶为由于底面缺陷而被调制的菱面体晶成为主体。
粉末I的化学分析显示出Cs/W=0.59。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末I,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液I。
分散液I内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为30.4nm。
使用了该分散液I,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜I。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
由获得的近红外线吸收膜I的分光透射率图谱,测定为VLT=72.27%,ST21=43.25%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜I的色指数为L=87.97,a=-3.70,b=6.61,蓝色弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为28.51%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例10]
以使将碳酸铯(Cs2CO3)与三氧化钨(WO3)以摩尔比计为Cs2CO3:WO3=2:11的比率的方式,合计称量20g的量,混合,混炼,将所得的混炼物放入碳舟中,在大气中,110℃干燥12h。由此,获得了作为包含Cs和W的化合物原料的铯钨氧化物前体粉末。
而且,使用了上述铯钨氧化物前体粉末,除此以外,以与实施例2同样的条件进行第1热处理工序,获得了浅绿色的粉末J。
粉末J的X射线粉末衍射图案具有宽的衍射线,焦绿石相(Cs2O)0.44W2O6为主相,其中显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35的衍射线稍微混合的图案。但是(Cs2O)0.44W2O6和Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
该粉末的透射电子显微镜观察中,获得了立方晶的电子衍射图案。
粉末J的化学分析显示出Cs/W=0.36。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末J,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液J。
分散液J内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为31.6nm。
使用了该分散液J,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜J。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
由获得的近红外线吸收膜J的分光透射率图谱,测定为VLT=72.37%,ST21=50.79%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。近红外线吸收膜J的色指数为L=87.87,a=-1.44,b=11.06,蓝色极其弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为40.60%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例11]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例10制作的粉末J铺设于碳舟,一边流动100体积%的Ar气体一边升温直至800℃。而且,将供给的气体变更为1体积%H2-Ar,一边流动这样的气体一边在800℃保持10分钟之后,降温直至室温,获得了水色的粉末K。
该粉末的X射线粉末衍射图案如图3所示那样,显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35、菱面体晶Cs6W11O36和Cs8.5W15O48的衍射线混合的图案。但是Cs4W11O35、Cs6W11O36、Cs8.5W15O48的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果观察到电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置3个都超过实验误差范围的不同。因此可知六方晶为由于底面缺陷而被调制的菱面体晶成为主体。
粉末K的化学分析显示出Cs/W=0.36。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末K,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液K。
分散液K内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为27.5nm。
使用了该分散液K,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜K。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
对于获得的近红外线吸收膜K,将由日立High-Tech公司的U-4100分光亮度计求得的分光透射率图谱显示于图6。根据图6所示的图谱,能够确认将1650nm附近作为透射率的底部的近红外线区域的强吸收、和380nm以上780nm以下的可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,大幅增加,检测器波长透过性强。
可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)分别测定为VLT=72.36%,ST21=44.01%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜K的色指数为L=88.10,a=-2.72,b=7.05,蓝色极其弱而接近于中性色,即显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为27.21%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例12]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例10制作的粉末J铺设于碳舟,在1体积%H2-Ar的气流中,在500℃保持30分钟。而且,将供给的气体变更为100体积%氮气体,一边流动这样的氮气体一边在800℃保持1小时之后,降温直至室温,获得了水色的粉末L。
该粉末的X射线粉末衍射图案如图3所示那样,显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35、菱面体晶Cs6W11O36和Cs8.5W15O48的衍射线混合的图案。但是Cs4W11O35、Cs6W11O36、Cs8.5W15O48的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果观察到电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置3个都超过实验误差范围的不同。因此可知六方晶为由于底面缺陷而被调制的菱面体晶成为主体。
粉末L的化学分析显示出Cs/W=0.35。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末L,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液L。
分散液L内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为28.6nm。
使用了该分散液L,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜L。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
测定获得的近红外线吸收膜L的分光透射率,结果测定为VLT=72.35%,ST21=60.85%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜L的色指数为L=87.89,a=-0.44,b=9.26,蓝色极其弱而接近于中性色,显示出中性的色调。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外,L=88断面中的T900为64.02%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例13]
以使将碳酸铯(Cs2CO3)与三氧化钨(WO3)以摩尔比计为Cs2CO3:WO3=1:5的比率的方式,合计称量20g的量,混合,混炼,将所得的混炼物放入碳舟中,在大气中,110℃干燥12h。由此,获得了作为包含Cs和W的化合物原料的铯钨氧化物前体粉末。
而且,将上述前体粉末载置于氧化铝舟,配置于加热马弗炉内,一边流动100体积%的氮气体一边升温直至150℃。将这里供给的气体变更为过热水蒸气与氢气与氮气体以体积比计为50:1:49的气体,一边流动这样的混合气体一边升温直至550℃,保持1小时。将其直接降温直至室温,获得了水色的粉末M(第1热处理工序)。
粉末M的X射线粉末衍射图案具有宽的衍射线,获得与实施例10同样的图案。即,焦绿石相(Cs2O)0.44W2O6为主相,其中显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35的衍射线稍微混合的图案。但是(Cs2O)0.44W2O6和Cs4W11O35的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
该粉末的透射电子显微镜观察中,获得了立方晶的电子衍射图案。
粉末M的化学分析显示出Cs/W=0.40。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末M,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液M。
分散液M内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为32.3nm。
使用了该分散液M,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜M。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
对于获得的近红外线吸收膜M,将由日立High-Tech公司的U-4100分光亮度计求得的分光透射率图谱显示于图6。根据图6所示的图谱,能够确认将1470nm附近作为透射率的底部的近红外线区域的强吸收、和380nm以上780nm以下的可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,大幅增加,检测器波长透过性强。
可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)分别测定为VLT=72.38%,ST21=50.81%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜M的色指数为L=87.87,a=-1.46,b=10.98,蓝色极其弱,显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为40.43%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例14]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例13制作的粉末M铺设于碳舟,一边流动100体积%的Ar气体一边升温直至800℃。而且,将供给的气体变更为1体积%H2-Ar,一边流动这样的气体一边在800℃保持10分钟之后,降温直至室温,获得了水色的粉末N。
该粉末的X射线粉末衍射图案如图3所示那样,显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35、菱面体晶Cs6W11O36和Cs8.5W15O48的衍射线混合的图案。但是Cs4W11O35、Cs6W11O36、Cs8.5W15O48的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果观察到电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置3个都超过实验误差范围的不同。因此可知六方晶为由于底面缺陷而被调制的菱面体晶成为主体。
粉末N的化学分析显示出Cs/W=0.42。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末N,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液N。
分散液N内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为25.2nm。
使用了该分散液N,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜N。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
对于获得的近红外线吸收膜N,将由日立High-Tech公司的U-4100分光亮度计求得的分光透射率图谱显示于图6。根据图6所示的图谱,能够确认将1630nm附近作为透射率的底部的近红外线区域的强吸收、和380nm以上780nm以下的可见光区域的透过。蓝区域和红区域的透射率与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,分别减少,增加,被色调改善为中性色。此外确认了900nm附近的近红外线的透过与比较例3的近红外线吸收膜iii相比,大幅增加,检测器波长透过性强。
可见光透射率(VLT)和日照透射率(ST21)分别测定为VLT=72.32%,ST21=44.99%,可知可见光时透明,并且具有强的近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜N的色指数为L=88.01,a=-2.66,b=7.17,蓝色极其弱,显示出中性的色调。对于汽车窗遮蔽所使用的VLT=70~80%时的本近红外线吸收粒子的稀薄分散膜,可以说是几乎感受不到蓝色的膜。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外如图8所示那样,L=88断面中的T900为27.74%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[实施例15]
(近红外线吸收粒子的制造、评价)
将由实施例13制作的粉末M铺设于碳舟,在1体积%H2-Ar的气流中,在500℃保持30分钟。而且,将供给的气体变更为100体积%Ar,一边流动这样的气体一边在550℃保持30分钟之后,进一步升温,在800℃保持1小时之后,降温直至室温,获得了水色的粉末O。
该粉末的X射线粉末衍射图案如图3所示那样,显示出六方晶Cs0.32WO3、斜方晶Cs4W11O35、菱面体晶Cs6W11O36和Cs8.5W15O48的衍射线混合的图案。但是Cs4W11O35、Cs6W11O36、Cs8.5W15O48的衍射线位置和强度与ICDD数据并不完全一致。
将该粉末中的1粒子从(0001)方向以透射电子显微镜进行观察,结果观察到电子衍射像所出现的棱镜面位点的位置3个都超过实验误差范围的不同。因此可知六方晶为由于底面缺陷而被调制的菱面体晶成为主体。
粉末O的化学分析显示出Cs/W=0.42。其它成分的组成比显示于表2。
(近红外线吸收粒子分散液、近红外线吸收粒子分散体的制造、评价)
使用了制作的粉末O,除此以外,与实施例1同样地操作,获得了分散液O。
分散液O内的近红外线吸收粒子的平均粒径通过动态光散射法,测定为29.9nm。
使用了该分散液O,除此以外,与实施例1同样地操作,在PET膜上形成涂布膜,使紫外线固化树脂固化,制作出设置有含有近红外线吸收粒子的涂布层的近红外线吸收膜O。另外,涂布层为近红外线吸收粒子分散体,近红外线吸收膜为近红外线吸收透明基材的一形态。
测定获得的近红外线吸收膜O的分光透射率,结果获得VLT=72.35%,ST21=65.41%,可知可见光时透明,并且具有近红外线吸收效果。
近红外线吸收膜O的色指数为L=87.91,a=-0.03,b=8.21,蓝色极其弱,显示出接近于ITO的中性的色调。这些数值如图7所示那样,可知在L=88断面,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
此外,L=88断面中的T900为70.15%,满足T900≥10%,因此可知具有检测器波长透过性,此外日照遮蔽特性满足ST21≤67%的同时,充分满足T900≥1.4×ST21-41.0。
[表1]
Figure BDA0004173030980000531
/>
[表2]
Figure BDA0004173030980000541
由实施例1~8制作的粉末的XRD粉末图案都显示出六方晶Cs0.32WO3与斜方晶Cs4W11O35的混相图案,但是观察到衍射线的强度比、位置与ICDD数据相偏移,认为是由于面状缺陷不规则地插入棱镜面的影响所带来的。确认了(0001)电子衍射图案在棱镜面位点的一个伴随着面间隔的增加,向斜方晶的晶体结构的调制。此外由实施例9~15制作的粉末的XRD粉末图案中,都观察到六方晶Cs0.32WO3与菱面体晶Cs6W11O36、Cs8.5W15O48或焦绿石相(Cs2O)0.44W2O6的混合存在,观察到菱面体晶、焦绿石相的衍射线位置、强度分布与ICDD数据相偏移。确认了(0001)电子衍射图案的棱镜面位点3种都伴随着面间隔的变化,向菱面体晶的晶体结构的调制。此外利用XRD鉴定为焦绿石相的图案的粉末中,确认了立方晶的电子衍射图案。即能够确认由实施例1~15制作的粉末所含有的铯钨酸盐具有假六方晶的晶体结构。
如图5、图6的透过图谱所示那样,实施例1~7、11、13、14中,吸收的底部产生在波长1400nm~2000nm所具有的大的近红外线吸收。此外可见波长时,位于蓝色强的比较例3的近红外线吸收膜iii和中性的比较例2的近红外线吸收膜ii的各图谱之间,与近红外线吸收膜iii相比,成为蓝色弱而红色强的图谱,观察到色调向中性方向的改善。
图7的L=88断面中的a-b空间中,实施例1~15的近红外线吸收膜位于比较例2的近红外线吸收膜ii和比较例3的近红外线吸收膜iii的两图之间,确认了色调的中性化。
进一步对于日照透射率的低的程度、检测器波长透过性的高的程度而言,如图8、表2所示那样,确认了包含比较例2的近红外线吸收膜ii,实施例1~15的近红外线吸收膜处于理想的区域。
根据图9A的结果,能够确认即使将实施例7涉及的近红外线吸收膜G加入恒温恒湿机,在温度为85℃,相对湿度为90%的环境中,保持15天,光学图谱也没有变化。与此相对,能够确认比较例3涉及的近红外线吸收膜iii发生了变化。
实施例7涉及的粉末G的X射线粉末衍射图案如图2所示那样,具有宽的衍射线,显示出六方晶Cs0.32WO3和斜方晶Cs4W11O35的衍射线混合的图案。因此,以能够抑制作为六方晶钨青铜的湿度劣化、水分劣化的原因的Cs与水分子的取代反应的方式,认为作为氧扩散的主要扩散通路的六方通道的腔以及窗被Cs、O、OH、OH2、OH3所包埋。
与此相对,比较例3涉及的粉末iii如图2所示那样,被鉴定为Cs0.32WO3单相(ICDD0-81-1244),为六方晶的铯钨氧化物,没有充分地包埋六方通道的腔以及窗,因此其结果认为不易抑制Cs与水分子的取代反应。
本申请主张基于2020年10月14日于日本特许厅申请的日本特愿2020-173574号的优先权,将日本特愿2020-173574号的全部内容援用至本国际申请中。
符号说明
91 被覆
100 近红外线吸收粒子分散液
90、101、111 近红外线吸收粒子
102 液状介质
110 近红外线吸收粒子分散体
112 固体介质
120 近红外线吸收层叠体
1211、1212 透明基材
122 近红外线吸收粒子分散体
130 近红外线吸收透明基材
131 透明基材
131A 一面
132 近红外线吸收层。

Claims (18)

1.一种近红外线吸收粒子,其为包含铯钨酸盐的近红外线吸收粒子,
所述铯钨酸盐具有调制成选自斜方晶、菱面体晶和立方晶中的1种以上的假六方晶的晶体结构,
所述铯钨酸盐由通式CsxWyOz表示,在将Cs、W、O作为各顶点的3元组成图中,具有由x=0.6y、z=2.5y、y=5x和Cs2O:WO3=m:n的4根直线所包围的区域内的组成,其中,m、n为整数。
2.根据权利要求1所述的近红外线吸收粒子,其含有选自O、OH、OH2、OH3中的1种以上的添加成分。
3.根据权利要求2所述的近红外线吸收粒子,
所述添加成分存在于选自所述铯钨酸盐的结晶的WO6八面体所构成的六方窗、六方腔和三方腔中的1种以上的位置。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的近红外线吸收粒子,
选自构成所述铯钨酸盐的结晶的Cs、W中的1种以上的元素的一部分具有缺损,
所述通式CsxWyOz的x与y具有0.2≤x/y≤0.6的关系。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的近红外线吸收粒子,
构成所述铯钨酸盐的结晶的WO6八面体的O的一部分具有缺损。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的近红外线吸收粒子,
所述铯钨酸盐的Cs的一部分被添加元素取代,所述添加元素为选自Na、Tl、In、Li、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga中的1种以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的近红外线吸收粒子,
平均粒径为0.1nm以上200nm以下。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的近红外线吸收粒子,
表面被包含选自Si、Ti、Zr、Al中的1种以上的原子的化合物所被覆。
9.一种近红外线吸收粒子的制造方法,其为权利要求1~8中任一项所述的近红外线吸收粒子的制造方法,其具有第1热处理工序:
将包含Cs和W的化合物原料在包含水蒸气的气氛、或包含水蒸气和还原性气体的气氛中,在400℃以上650℃以下进行加热。
10.根据权利要求9所述的近红外线吸收粒子的制造方法,
在所述第1热处理工序后,具有第2热处理工序:在包含还原性气体的气氛中,在500℃以上950℃以下的温度进行加热。
11.一种近红外线吸收粒子分散体,其包含:
权利要求1~8中任一项所述的近红外线吸收粒子以及固体介质。
12.根据权利要求11所述的近红外线吸收粒子分散体,
所述固体介质为树脂。
13.根据权利要求12所述的近红外线吸收粒子分散体,
所述树脂为选自由聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、氯乙烯树脂、烯烃树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚体、聚乙烯醇缩乙醛树脂和紫外线固化树脂形成的树脂组中的1种的树脂,或者选自所述树脂组中的2种以上的树脂的混合物。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的近红外线吸收粒子分散体,
其具备有片形状、板形状或膜形状。
15.根据权利要求11~14中任一项所述的近红外线吸收粒子分散体,
在Hunter色指数的L=88断面中,日照透射率为67%以下,满足b≥0,b≥1.6×a+8.0。
16.根据权利要求11~15中任一项所述的近红外线吸收粒子分散体,
在Hunter色指数的L=88断面中,作为波长900nm处的透射率的T900为10%以上,
作为日照透射率的ST21(%)为67%以下,并且所述T900和所述ST21满足T900≥1.4×ST21-41.0。
17.一种近红外线吸收层叠体,其具备层叠结构,所述层叠结构包含权利要求11~16中任一项所述的近红外线吸收粒子分散体和透明基材。
18.一种近红外线吸收透明基材,其具备:
透明基材、以及
在所述透明基材的至少一面的近红外线吸收层,
所述近红外线吸收层为权利要求11~16中任一项所述的近红外线吸收粒子分散体。
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