JP2007154152A

JP2007154152A - 熱線カット組成物およびその用途

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Publication number: JP2007154152A
Application number: JP2006161793A
Authority: JP
Inventors: Shinya Shiraishi; 真也白石; Takeshi Nakagawa; 猛中川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Jemco Inc
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を併用しても分散性に優れ、従って、熱線遮蔽効果および耐候性に優れており、しかも安価な熱線カット組成物を提供する。
【解決手段】熱線カット材としてＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とを含有し、可視光線透過率（％Ｔv）が６０％以上、好ましくは８０％以上であり、可視光線透過率（％Ｔv）の日射透過率（％Ｔs）に対する比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上、好ましくは１.４以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物であり、さらに好ましくは、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の色度（ａ・ｂ／Ｌ、ただしａ＜０，ｂ＜０）が０.３以上であり、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉がリン酸基もしくはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下で分散されたものである熱線カット組成物とその用途。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた熱線カット効果および耐候性を有し、かつ安価な熱線カット組成物とその用途に関する。本発明の熱線カット組成物は各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。

従来、熱線カット材としてアンチモン錫酸化物粉（以下、ＡＴＯ粉と云う）インジウム錫酸化物粉（以下、ＩＴＯ粉と云う）を用いることが知られている。ＩＴＯ粉は透明性および熱線カット性能に優れ、しかも耐候性が良いと云う利点を有しているが、高価であるためコスト高になる。一方、ＡＴＯ粉はＩＴＯ粉と比較して安価であり、低ヘーズ化しやすいが、透明性、熱線カット性能、耐候性がＩＴＯ粉より劣ると云う問題がある（特許文献１）。

そこで、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を混合して中間的な透明性および熱線カット性を実現することが考えられるが、ＩＴＯ粉の等電点は約ｐＨ８であるのに対して、ＡＴＯ粉の等電点は約ｐＨ３であって大きく異なるため、これらを単に混合しても均一に分散した安定な液を得ることが難しいと云う問題がある。このため、従来、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の併用を意図しても所望の効果が得られず、具体的な適用例は知られていない。（特許文献２，３）
特許第３２５０１２５号公報特開平９−２０８７７５号公報特開平９−２０８９１８号公報

本発明は、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を用いる従来の熱線カット材料について上記問題を解決したものであり、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を併用しても分散性に優れ、従って、熱線遮蔽効果および耐候性に優れており、しかも安価な熱線カット組成物を提供する。

本発明は、以下の構成を有することによって上記課題を解決した熱線カット組成物とその用途に関する。
（１）熱線カット材としてアンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉とインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉とを含有し、可視光線透過率(％Ｔv)が６０％以上であって、可視光線透過率(％Ｔv)の日射透過率(％Ｔs)に対する比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物。
（２）上記(１)の組成物において、可視光線透過率(％Ｔv)が８０％以上であって、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
（３）上記(１)または上記(２)の組成物において、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.４以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
（４）上記(１)〜上記(３)の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉およびインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉の色度（ａ・ｂ／Ｌ、ただしａ＜０，ｂ＜０）が０.３以上である熱線カット組成物。
（５）上記(１)〜上記(４)の何れかに記載する組成物において、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉がリン酸基またはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下で分散されたものである熱線カット組成物。
（６）上記(１)〜上記(５)の何れかに記載する組成物において、ＡＴＯ粉を１wt％〜９９wt％、ＩＴＯ粉を１wt％〜９９wt％（ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の合計量１００wt％）含有する熱線カット組成物。
（７）上記(１)〜上記(６)の何れかに記載する熱線カット組成物であって、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉が分散した分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルム。
（８）上記(７)の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜を有する車両用窓ガラス、建材用窓ガラス、または医療機械用窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部。

本発明の熱線カット組成物は、熱線カット材としてＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とを併用し、これらを安定性よく均一に分散させたものであり、優れた熱線遮蔽効果および耐候性を有し、かつ低ヘーズであると云う利点を有する。

本発明に用いる熱線カット材は、好ましくは、リン酸基もしくはスルホン酸基を有する有機化合物によって表面処理したＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を混合使用したものであり、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉が均一に分散し、安定性に優れた熱線カット組成物を得ることができる。

本発明によれば、熱線カット材としてＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とを混合使用し、しかも可視光線透過率（％Ｔv）が６０％以上、好ましくは８０％以上の透明性を有し、熱線カット性能比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上、好ましくは１.４以上であり、さらに好ましくは、色度（ａ・ｂ／Ｌ、ただしａ＜０，ｂ＜０）が０.３以上の透明膜を形成することができる熱線カット組成物を得ることができる。

本発明の熱線カット組成物は、分散液、塗料、ペースト、これらの何れかによって形成された塗膜、あるいはフィルムなど多様な形態で利用することができる。また、本発明の熱線カット組成物は、自動車など各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。

本発明の熱線カット組成物は、熱線カット材のＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とを含有し、可視光線透過率(％Tv)が６０％以上、好ましくは８０％以上の透明性を有し、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上、好ましくは１.４以上の透明膜を形成することができる熱線カット組成物である。なお、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）は熱線カット性能を表し、この比率が高いほど熱線カット効果が高い。

一般に、熱線カット材として酸化スズ粉、ＡＴＯ粉、ＩＴＯ粉をおのおの単独に分散させた熱線カット膜の可視光線透過率(％Tv)と可視光線透過率(％Tv)は、標準的な態様において、概ね以下に示す水準である。

（イ）酸化スズ粉含有膜は、可視光線透過率(％Tv)が８４％前後の透明性を有する場合に、日射透過率(％Ｔs)も８１％前後と高く、従って熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）は１.０程度と低い。
（ロ）ＡＴＯ粉含有膜は、８４％前後の可視光線透過率(％Tv)の透明性を有する場合、日射透過率(％Ts)は概ね６３％前後であり、従って、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）は１.３程度であり、酸化スズ粉を含有するものより該カット比は高い。
（ハ）ＩＴＯ粉含有膜は、上記(イ)(ロ)の酸化スズ粉やＡＴＯ粉と同程度の含有量である場合、可視光線透過率(％Tv)は９０％前後であり、透明性に優れ、また日射透過率(％Ts)は５９％程度と低く、従って熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）は１.４以上と高い。

一方、本発明の熱線カット組成物は、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とを混合使用しながら、しかも可視光線透過率(％Tv)が６０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上の透明性を有し、しかもＩＴＯ粉を単独に用いた場合と同程度の熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）を有する透明膜を形成することができる組成物である。

さらに、本発明によれば熱線カット性能が粉体の色度と相関のあることが見い出された。一般に物体の色は、明度Ｌ、赤方向(＋ａ)、および黄方向(＋ｂ)のＬａｂ表色系座標において、数値化して示されるが、本発明によれば、上記明度Ｌに対する暖色(ａ・ｂ)の比(ａ・ｂ／Ｌ)が大きいほど、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が大きいことが見い出された。

具体的には、図１に示すように、ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の色度(ａ・ｂ／Ｌ)が０.３より小さいものは、色度の減少に比例して急激に熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が低下する。一方、上記色度が０.３以上のものは熱線カット比が１.２を上回り、色度が大きいほど熱線カット比が高い傾向がある。

すなわち、本発明の熱線カット組成物は、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の何れもが、好ましくは、Ｌａｂ表色系において色度（ａ・ｂ／Ｌ、ただしａ＜０，ｂ＜０）０.３以上のものである。こような色度を有するＡＴＯ粉とＩＴＯ粉を混合使用することによって、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上、好ましくは１.４以上の熱線カット性能を有する透明膜を形成する組成物を得ることができる。

本発明の熱線カット組成物において、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉は、リン酸基またはスルホン酸基（−ＳＯ₃基、スルホネート基）を有する有機化合物（保護剤）の存在下で分散されたものが好ましい。この保護剤によってＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の表面が保護され、液中でＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉が均一に分散し、安定な分散液および塗料を得ることができる。なお、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤は分子量３０００以下のものが好ましい。

リン酸基を含有する保護剤としては、例えば、以下の一般式〔１〕で表されるリン酸ポリエステルを用いることができる。なお、これは分子量１６００以下、酸価４０以上のものが好ましい。

スルホン酸基を有する保護剤としては、例えば、以下の一般式〔２〕で表されるスルホネート化合物を用いることができる。

一般に使用されている分散剤であっても、リン酸基またはスルホン酸基を含有しないものは、これらの存在下でＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉を溶媒に加えても、本発明の効果は得られない。また、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤を用いても、その作用を阻害する分散剤を併用すると本発明の効果は得られない。後述する実施例に示すように、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤Ａ、Ｂ、Ｃは酸性化合物であり、これにアルカリ性分散剤Ｄ、Ｅを併用すると、ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の混合粉について分散安定性に優れた分散液を得ることができない。

リン酸基またはスルホン酸基を含有する有機化合物（保護剤）の存在下でＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉を溶媒に分散させることによって、ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉が均一に分散し、安定性の良い分散液および塗料が得られる。この分散性の良い塗料によって形成した熱線カット膜は、熱線カット性能および耐候性に優れており、しかもＡＴＯ粉を用いた塗膜よりも優れた透明性を有し、粉とＩＴＯ粉を用いた塗膜よりもヘーズが低い塗膜を得ることができる。さらに、耐候性試験において近赤外線カット材として有機色素系材料を使用した膜のような、赤外線カット材料に起因する可視光線透過率の著しい低下、や日射透過率の上昇等の劣化を生じない。

本発明の熱線カット組成物において、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の量比は、例えば、ＡＴＯ粉１wt％〜９９wt％、およびＩＴＯ粉９９wt％〜１wt％（ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の合計量１００％）が適当である。ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の何れか一方の含有量が１０wt％未満であると、両者を混合使用する効果が低い。

このように、本発明の熱線カット組成物は、ＩＴＯ粉による高い透明性と優れた熱線カット性能および高耐候性と共に、ＡＴＯ粉による低ヘーズをバランス良く持つ塗膜形成することが出来る。また用途・目的に応じてＡＴＯ粉とＩＴＯ粉の比率を調整することによってこれらの特性を制御することが出来る。

本発明の熱線カット組成物は、分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルムなど多様な態様で利用することができる。また、本発明の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜は自動車など各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。

以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、塗料に調製方法は、ＡＴＯ粉ないしＩＴＯ粉などの粉末を、保護剤（分散剤）と共にトルエン・エタノールに分散させ、これに樹脂を配合して塗料を調製した。塗料の重量配合比を表１に示す。この塗料をアプリケーターでＰＥＴフィルム上に塗布し、１００℃で乾燥して、厚さ２μｍの塗膜を形成した。この塗膜について、可視光線透過率（％Ｔv）、日射透過率（％Ｔs）を測定した。また、各粉末の色度を示した。可視光線透過率（％Ｔv）および日射透過率（％Ｔs）は分光光度計（日立社製品U-4000）を用い、ＰＥＴフィルムの[％Ｔv][％Ｔs]をベースラインとし測定した。また、色度は色差計（日本電色社の測色色差計SE 2000）によって測定した。なお、耐候性は規格（JIS K 7350）に基づいて測定した。

〔実施例１〜１０〕
表２〜表３に示すＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の混合粉を用い、表示する量比に従い、保護剤Ａ、Ｂ、Ｃの存在下で分散液を調製した。保護剤Ａ〜Ｃはリン酸基またはスルホン酸基を含む化合物である。この分散液を表１に示す量比で樹脂に配合して塗料を調製した。分散液および塗料の安定性を表２〜表３に示した。さらに、この塗料を用いて厚さ２μｍの塗膜を形成し、この塗膜について可視光線透過率（％Ｔv）、日射透過率（％Ｔs）を測定し、耐候性およびヘーズを調べた。この結果を表２〜表３に示した。

実施例１〜実施例６の何れにおいても、分散液および塗料中でＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とが均一に分散しており、分散安定性が良い。また、この塗料によって形成した塗膜の可視光線透過率(％Tv)は何れも８５％以上であり、高い透明性を有する一方、日射透過率(％Ts)は５５％前後であり、従って、熱線カット比([Tv]/[Ts])は実施例３が１.３５である他は何れも１.４以上であり、優れた熱線カット性能を有する。また、耐候性が良く、ヘーズも低い。

実施例７〜実施例１０の何れにおいても、分散液および塗料中でＡＴＯ粉とＩＴＯ粉とが均一に分散しており、分散安定性が良い。また、この塗料によって形成した塗膜の可視光線透過率(％Tv)は何れも９５％以上であり、極めて高い透明性を有する一方、日射透過率(％Ts)は７０〜８０％程度であり、従って、熱線カット比([Tv]/[Ts])は何れも１.２以上であり、十分な熱線カット性能を有する。また、耐候性が良く、ヘーズも低い。

〔比較例１〜６〕
表４に示すＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の混合粉を用い、またはＡＴＯ粉を単独で用い、表示する量比に従い、保護剤Ａ〜Ｅの存在下で分散液を調製し、これを表１に示す量比で樹脂に配合して塗料を調製した。保護剤Ｄ、Ｅは何れもリン酸基またはスルホン酸基を含まないアルカリ性分散剤である。分散液および塗料の安定性を表４に示した。さらに、この塗料を用いて厚さ２μｍの塗膜を形成し、この塗膜について可視光線透過率（％Ｔv）、日射透過率（％Ｔs）を測定し、耐候性およびヘーズを調べた。この結果を表４に示した。

〔比較例７〕
ブチルアクリレート６０部と２−エチルヘキシルアクリレート２６部と、メチルメタクリレート１０部とアクリル酸３部とトルエン２００部とを混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド０.１部を添加して混合することにより、単量体組成物を調製した。この単量体組成物を６０℃で１０時間の重合処理を行うことにより、粘着性アクリル系樹脂を含有してなるポリマー溶液を得た。このポリマー溶液にＡＴＯ粉体（ジェムコ製）１０部と酢酸コバルト四水和物３０部とジ（２−エチルヘキシル）フォスフェート１００部との混合物１００部（接着性アクリル系樹脂１００部に対する２価の銅イオンの量が７.７部）を添加し、十分に攪拌混合することにより、液状のアクリル系樹脂組成物を製造した。

このアクリル系樹脂組成物を試料として、次のようにして光学特性を調べた。最初に厚さ５０μｍのポリエステルフィルムの一面にバーコーターを使って塗布し、次いで、１００℃のオーブン中で２分間加熱してトルエンの除去処理を行うことにより、フィルム上にアクリル系樹脂組成物よりなる厚みが５０μｍの粘着層を形成した。この粘着層が形成されたポリエステルフィルムと厚みが２mmのアクリル板とを当該粘着層がアクリル板と接するよう貼り合わせることにより、測定用シートを作製した。このシートの可視光線透過率および日射透過率を測定した。さらに、塗膜の耐候性、およびヘーズを調べた。

〔比較例８〕
表１に示す配合比に従い、表４に示すＩＴＯ粉を単独に用い、保護剤Ａを用い、トルエン・エタノールに分散させ、アクリル樹脂を加えて塗料を調製した。この塗料を用いて塗膜を形成した。この塗膜について、可視光線透過率（％Ｔv）、日射透過率（％Ｔs）、耐候性、ヘーズを調べた。この結果を表４に示した。

比較例１〜比較例３は保護剤Ａ〜Ｃの作用が分散剤Ｄによって阻害されるため、ＡＴＯ粉とＩＴＯ粉が均一に分散せず、安定な分散液を得ることができず、何れも塗料を調製することができない。比較例４および比較例５は、混合粉の分散が十分ではなく、従って、分散液および塗料の安定性が低く、塗膜の耐候性も不良であった。比較例６および比較例７はＡＴＯ粉のみを用いるので粉末の分散性は良いが、何れも熱線カット比（[Tv]／[Ts]）は１.２以上であるが、耐候性が劣る。比較例８はＩＴＯ粉末のみを用いるので粉末の分散性は良く、熱線カット比（[Tv]／[Ts]）も高いが、ヘーズがやや不良である。

〔試験例〕
表５に示す色度（ａ・ｂ／Ｌ）を有する酸化スズ粉、ＡＴＯ粉、ＩＴＯ粉を用い、これらの粉末をおのおの単独に分散させた分散液を調製した。この分散液をアクリル樹脂に加えて塗料を調製した。この塗料を用い、上記実施例と同様にして塗膜を形成し、この塗膜について、可視光線透過率（％Ｔv）、日射透過率（％Ｔs）を測定した。この結果を表５に示した。また、色度と熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）との関係を図１に示した。表５に示すように、色度が０.３より低い酸化スズ粉を用いた試料の熱線カット比はＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉を用いた場合よりも大幅に低い。また、図１に示すように、ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の色度（ａ・ｂ／Ｌ）が０.３より小さいものは、色度が減少すると急激に熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が低下する。一方、上記色度が０.３以上の場合には熱線カット比が１.２を上回り、色度が大きいほど熱線カット比が高い傾向がある。

試験例において、色度（a・b／L）と熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）の関係を示すグラフ。

Claims

熱線カット材としてアンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉とインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉とを含有し、可視光線透過率(％Ｔv)が６０％以上であって、可視光線透過率(％Ｔv)の日射透過率(％Ｔs)に対する比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物。
請求項１の組成物において、可視光線透過率(％Ｔv)が８０％以上であって、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.２以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
請求項１または請求項２の組成物において、熱線カット比（[％Tv]／[％Ts]）が１.４以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
請求項１〜請求項３の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉およびインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉の色度（ａ・ｂ／Ｌ、ただしａ＜０，ｂ＜０）が０.３以上である熱線カット組成物。
請求項１〜請求項４の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉とインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉が、リン酸基またはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下に分散されたものである熱線カット組成物。
請求項１〜請求項５の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉を１wt％〜９９wt％、インジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉を１wt％〜９９wt％（ＡＴＯ粉およびＩＴＯ粉の合計量１００wt％）含有する熱線カット組成物。
請求項１〜請求項６の何れかに記載する熱線カット組成物であって、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉およびインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉が分散した分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルム。
請求項７の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜を有する車両用窓ガラス、建材用窓ガラス、または医療機械用窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部。