JP2008297414A

JP2008297414A - 近赤外線遮蔽組成物およびその用途

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Publication number: JP2008297414A
Application number: JP2007144261A
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: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-05-30
Also published as: JP5308635B2

Abstract

【課題】ＩＴＯ粉やＡＴＯ粉等の熱線遮蔽材を分散させた透明膜について、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域の赤外線吸収性を高めた熱線遮蔽効果に優れた近赤外線遮蔽組成物を提供する。
【解決手段】熱線遮蔽材粉末を含有する透明層形成組成物であって、熱線遮蔽性を有すると共に、該粉末表面がシリカ質被覆を有することによって９００〜１２００ｎｍの近赤外線域において吸収性を有することを特徴とし、好ましくは、熱線遮蔽材粉末として、ＩＴＯ粉末、ＡＴＯ粉末、酸化インジウム粉末を含有し、該熱線遮蔽材粉末表面の被膜にアミノ基含有シリカ質被膜を有する近赤外線遮蔽組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は、優れた熱線遮蔽効果と共に近赤外線に対する吸収性を有する近赤外線吸収組成物とその用途に関する。本発明の近赤外性吸収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、熱線遮蔽材としてアンチモン錫酸化物粉（ＡＴＯ粉）やインジウム錫酸化物粉（ＩＴＯ粉）を用いることが知られている。例えば、特開平９−２０８７７５号公報には、赤外線吸収剤として銅イオンと共に酸化インジウムないし酸化スズを含有する樹脂組成物が記載されており、酸化インジウムとしてＩＴＯ粉、酸化スズとしてＡＴＯ粉が好ましいことが記載されている。また、特開平７−７０４８１号公報および特開平７−７０４８１号公報には、ＩＴＯ粉末を分散させた透明赤外線カットオフ膜形成材が記載されている。

ＩＴＯ粉末およびＡＴＯ粉末は優れた赤外線遮蔽性を有するが、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域では遮蔽性が次第に低下する。例えば、従来のＩＴＯ粉末を含有する透明膜の分光透過率を測定すると、図４に示すように、透過率曲線は９００ｎｍから１２００ｎｍの波長域において、ほぼ直線状に減少し、吸収域が見られない。
特開平９−２０８７７５号公報特開平７−７０４８１号公報特開平７−７０４８２号公報

本発明は、ＩＴＯ粉、ＡＴＯ粉等の熱線遮蔽材を分散させた透明膜について、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域の赤外線吸収性を高めたものであり、熱線遮蔽効果に優れた近赤外線遮蔽組成物を提供する。

本発明は、以下の構成を有する近赤外線遮蔽組成物とその用途に関する。
（１）熱線遮蔽材粉末を含有する透明層形成組成物であって、熱線遮蔽性を有すると共に、該粉末表面がシリカ質被覆を有することによって９００〜１２００ｎｍの近赤外線域において吸収性を有することを特徴とする近赤外線吸収組成物。
（２）熱線遮蔽材粉末として、インジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉、または酸化インジウム粉末を含有する上記(１)の近赤外線遮蔽組成物。
（３）熱線遮蔽材粉末表面の被膜がアミノ基含有シリカ質被膜である上記(１)または上記(２)に記載する近赤外線遮蔽組成物。
（４）シリカ質被膜の厚さが熱線遮蔽材粉末の粒子径に対して０.０１〜５０％である上記(１)〜上記(３)の何れかに記載する近赤外線遮蔽組成物。
（５）上記(１)〜上記(４)の何れかに記載する近赤外線遮蔽組成物からなる分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された透明層、塗膜、あるいはフィルム。
（６）上記(５)の近赤外線遮蔽組成物からなる透明層、塗膜またはフィルム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。

本発明の組成物は、９００〜１２００ｎｍの波長域において吸収性を有するシリカ質被膜が熱線遮蔽材の表面に設けられているので、透明層を形成したときに上記波長域の近赤外線遮蔽効果に優れる。また、本発明の組成物は、熱線遮蔽材として用いるＩＴＯ粉末やＡＴＯ粉末等の表面に上記シリカ質被膜を設けることによって、ＩＴＯ粉末およびＡＴＯ粉末等の日射遮蔽性を高めることができる。さらに、本発明の組成物において、上記シリカ質被膜がアミノ基を含有することによって、９００〜１２００ｎｍの波長域において高い吸収効果を得ることができる。

以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。
本発明の組成物は、熱線遮蔽材粉末を含有する透明層形成組成物であって、熱線遮蔽性を有すると共に、該粉末表面がシリカ化合物によって被覆されていることによって９００〜１２００ｎｍの近赤外線域において吸収性を有することを特徴とする近赤外線吸収組成物である。

熱線遮蔽材粉末として、ＩＴＯ粉末、ＡＴＯ粉末、または酸化インジウム粉末を用いると良い。これらの粉末は透明性が高いので、被膜膜中に分散したときに透明性の良い被膜を得ることができる。また、これら熱線遮蔽材粉末の平均一次粒子径は０.１μｍ以下であることが透明性を維持するうえで好ましい。

熱線遮蔽材粉末の表面に設けるシリカ質被膜はシラン化合物によって形成することができる。具体的には、ＩＴＯ粉末等の水分散液にシランカップリング剤を添加して攪拌した後に静置し、上澄み液を除去して粉末を回収し、乾燥すればよい。シランカップリング剤はシロキサン結合によってＩＴＯ粉末等の表面に強固に結合して安定な被膜を形成する。ＩＴＯ粉末等の表面にシリカ化合物被膜を設けることによって、９００〜１２００ｎｍの波長域において顕著な吸収ピークを有する熱線遮蔽材粉末を得ることができる。特にアミノ基を含有するシリカ質被膜が好ましい。

シリカ質被膜を有する熱線遮蔽材の近赤外線吸収効果を図１〜図３に示す。各図はＩＴＯ粉末を分散させた透明膜について、分光透過率曲線を示したグラフであり、ＩＴＯ粉末(A-1〜A-4)はアミノ基を含有するシリカ質被膜を形成したもの、ＩＴＯ粉末(B-1〜B-3)はアミノ基を含まないシリカ質被膜を有するものである。また、図４に示すＩＴＯ粉末(Ｃ)はシリカ質被膜を有しないものである。

図１に示すように、アミノ基含有シリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末(A-1〜A-4)を分散させた被膜は１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域において顕著な吸収ピークを示す。また、アミノ基を含まないシリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末(B-1〜B-3)を分散させた被膜は１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域において分光透過率曲線がフラットな部分を有し、上記波長域で吸収性を有することを示している。一方、シリカ質被膜を有しないＩＴＯ粉末(Ｃ)を分散させた被膜にはこのような吸収ピークは見られない。

上記シリカ質被膜の厚さはＩＴＯ粉末等の粒子径の０.０１〜５０％が好ましい。シリカ質被膜の厚さが、上記範囲より薄いと被膜を設ける効果が低く、上記範囲よりも厚いとＩＴＯ粉末等自体の光吸収性を低下させる虞がある。

本発明の近赤外線遮蔽組成物は、分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された透明層、塗膜、あるいはフィルムなど各種の形態を含む。分散液は例えば上記シリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末等を、蒸留水やアルコールに分散させた水系分散液、あるいは有機溶媒に分散させた有機系分散液などの形態で用いることができる。さらに、これらの分散液に樹脂成分を加えた塗料液やペーストとして利用することができる。これらの分散液、塗料、ペーストには必要に応じて分散剤を添加することができる。

本発明に係る近赤外線遮蔽組成物の分散液、塗料、ペーストによって形成した透明層、塗膜またはフィルムは透明性が高く、かつ優れた熱線遮蔽効果を有するので、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に好適に用いることができる。

本発明の実施例を示す。試料は以下に示す手順で調製した、なお、材料の使用量は質量部である。
(Ｉ)シリカ質被覆の形成
熱線遮蔽材粉末（ＩＴＯ粉末等）１００部、蒸留水２００部をステンレス製容器に秤取り、ホモミキサーで２０分間撹拌混合した。ＩＴＯ混合液を撹拌しながらシランカップリング剤２部を添加し、１時間混合撹拌した後、約１日間静置した。上澄み液をデカンテーションで取り除いた後に粉末を回収して真空乾燥した。
（II）塗料の調製
熱線遮蔽材粉末３５部、トルエン３６部、エタノール１５部、分散剤４部、樹脂成分（ＵＶ硬化型ウレタンアクリレート等）１０部を混合容器に入れ、ジルコニアビーズを入れてペイントシェーカーで１６時間分散し、熱線遮蔽材粉末を含有する塗料を調製した。
（III）被膜の形成、分光透過率等の測定。
上記塗料をバーコーターにてＰＥＴフィルム(厚さ７５μm)の表面に塗布して厚さ約２μmに成膜した。これを常温乾燥した後、ＵＶ照射して硬化させ、透明なハードコート膜を形成した。このハードコート膜について分光光度計（日立社製品U-4000）を用いて分光透過率を測定した。

〔実施例１〜３〕
表１に示すシランカップリング剤を用い、上記手順に従ってシリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末を調製し、このＩＴＯ粉末が分散した透明膜を形成した。この透明膜について分光透過率を測定した。この結果を図１〜図３に示す。

〔比較例〕
実施例と同様のＩＴＯ粉末について、シリカ質被膜を形成せずに用いた以外は、実施例と同様にして透明膜を形成した。この透明膜についてこの透明膜について分光透過率を測定した。この結果を図４に示す。

図１〜図３に示すように、アミノ基含有シリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末（A-1〜A-4）を分散させた被膜は１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域において顕著な吸収ピークを示している。また、アミノ基を含まないシリカ質被膜を有するＩＴＯ粉末（B-1〜B3）を分散させた被膜についても、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域において分光透過率曲線がフラットな部分を有しており、上記波長域で吸収性を有することを示している。一方、図４に示すように、シリカ質被膜を有しないＩＴＯ粉末(Ｃ)を分散させた被膜にはこのような吸収ピークやフラット部分は見られず、直線的な変化を示している。

実施例１の分光透過率曲線を示すグラフ。実施例２の分光透過率曲線を示すグラフ。実施例４の分光透過率曲線を示すグラフ。従来のシリカ質被膜を有しないＩＴＯ粉末を用いた場合の分光透過率曲線を示すグラフ。

Claims

熱線遮蔽材粉末を含有する透明層形成組成物であって、熱線遮蔽性を有すると共に、該粉末表面がシリカ質被覆を有することによって９００〜１２００ｎｍの近赤外線域において吸収性を有することを特徴とする近赤外線吸収組成物。
熱線遮蔽材粉末として、インジウム錫酸化物(ＩＴＯ)粉、アンチモン錫酸化物(ＡＴＯ)粉、または酸化インジウム粉末を含有する請求項１の近赤外線遮蔽組成物。
熱線遮蔽材粉末表面の被膜がアミノ基含有シリカ質被膜である請求項１または請求項２に記載する近赤外線遮蔽組成物。
シリカ質被膜の厚さが熱線遮蔽材粉末の粒子径に対して０.０１〜５０％である請求項１〜請求項３の何れかに記載する近赤外線遮蔽組成物。
請求項１〜請求項４の何れかに記載する近赤外線遮蔽組成物からなる分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された透明層、塗膜、あるいはフィルム。
請求項５の近赤外線遮蔽組成物からなる透明層、塗膜またはフィルム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。