JP2010228959A - 合わせ構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、かつヘイズ値が小さい合わせ構造体を提供する。
【解決手段】 日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体であって、前記日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式Wで表記されるタングステン酸化物の微粒子および/または一般式Mで表記される複合タングステン酸化物の微粒子であり前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする合わせ構造体を提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車などの車両用、建築用、航空機の窓材用などとして用いられる、日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体に関する。
従来、自動車用などに用いられる安全ガラスとして、2枚の板ガラス間に日射遮蔽膜を挟み込んで合わせガラスを構成し、当該合わせガラスにより入射する太陽エネルギーを遮断して、冷房負荷や人の熱暑感の軽減を目的としたものが提案されている。
例えば特許文献1には、一対の板ガラス間に、0.1μm以下の微細な粒径の酸化錫または酸化インジウムからなる熱線遮蔽性金属酸化物を含有した軟質樹脂層を介在させた、合わせガラスが開示されている。
また、特許文献2には、少なくとも2枚の板ガラスの間に、Sn、Ti、Si、Zn、Zr、Fe、Al、Cr、Co、Ce、In、Ni、Ag、Cu、Pt、Mn、Ta、W、V、Moの金属、当該金属の酸化物、窒化物、硫化物、または、SbやFのドープ物、または、これらの複合物を分散させた中間層を設けて構成した合わせガラスが開示されている。
また、特許文献3には、少なくとも2枚の透明ガラス板状体の間に3層から成る中間層を設け、中間層のうち第2層の中間層にはSn、Ti、Si、Zn、Zr、Fe、Al、Cr、Co、In、Ni、Ag、Cu、Pt、Mn、Ta、W、V、Moの金属、当該金属の酸化物、窒化物、硫化物、または、SbやFのドープ物、または、これらの複合物を分散させ、他方、第1層と第3層との中間層を樹脂層とした合わせガラスが提案されている。
また、本出願人は、特許文献4に、日射遮蔽機能を有する微粒子を含む中間層を、板ガラス、樹脂ボード、日射遮蔽機能を有する微粒子を含む樹脂ボードから選ばれた2枚の合わせ板間に介在させて成る日射遮蔽用合わせ構造体であって、前記日射遮蔽機能を有する微粒子が、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物の微粒子、および/または、一般式M(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される複合タングステン酸化物の微粒子で構成される、優れた日射遮蔽効果を有する日射遮蔽用合わせ構造体を提案している。
さらに、特許文献5には、少なくとも遮熱層と紫外線遮蔽層とを各々1層以上有し、前記遮熱層は平均粒径80nm以下の錫ドープ酸化インジウム微粒子を含有し、前記紫外線遮蔽層は酸化亜鉛および/または酸化チタン、有機系紫外線吸収剤の少なくとも1種以上を含有する合わせガラス用中間膜が提案されている。
特開平8−217500号公報(段落0018) 特開平8−259279号公報(段落0012) 特開平10−297945号公報(段落0018) 国際公開WO2005/087680 特開平2005−206453号公報
しかし、本発明者等の検討によると、特許文献1〜3に記載されている従来の合わせガラスは、いずれも高い可視光透過率を求められたとき日射遮蔽機能が十分でないという問題点が存在していた。また、特許文献5に記載されている合わせガラス用中間膜は、紫外線遮蔽機能も併せ持つが、高い可視光透過率を維持した状態で紫外線遮蔽機能を有するまでには至っていなかった。
本発明は、この様な状況の下になされたものであり、その課題とするところは、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、かつヘイズ値が小さい合わせ構造体を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意研究をおこなった。
その結果、日射遮蔽機能を有する微粒子として、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物の微粒子および/または一般式M(但し、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合酸化物の微粒子に想到した。
一方、紫外線遮蔽機能を有する微粒子として、結晶子径が15nm〜20nmで、比表面積が25m/g〜55m/gで、平均粒子径が19nm〜41nmであり、かつX線回折(101)ピークの半価幅が0.55以下である酸化亜鉛微粒子に想到した。
そして、当該日射遮蔽機能を有する微粒子と、紫外線遮蔽機能を有する微粒子とを併用することで、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、かつヘイズ値が小さい合わせ構造体を製造することが出来るという画期的な知見を得て、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る第1の発明は、
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムを、中間膜として有する中間層を、
板ガラス、樹脂ボード、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含み、且つ、前記中間膜が有しない日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する樹脂ボード、から選ばれる合わせ板間に挟み込んだ日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体であって、
前記日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、および/または、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物の微粒子であり、
前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nm、X線回折における(101)ピークの半価幅が0.55以下の酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする合わせ構造
体である。
第2の発明は、
板ガラス、日射遮蔽機能を有する微粒子や紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない樹脂ボード、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む樹脂ボードから選ばれる合わせ板を、一方の合わせ板とし、
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含み、且つ、前記一方の合わせ板が有しない日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する樹脂ボードを他方の合わせ板とし、
日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムを有する中間層を挟み込んだ、日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体であって、
前記日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z /y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、および/または、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物の微粒子であり、
前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nm、X線回折における(101)ピークの半価幅が0.55以下の酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする合わせ構造体である。
第3の発明は、
前記日射遮蔽機能を有する微粒子の粒子径が、1nm以上800nm以下であることを特徴とする第1または第2の発明に記載の合わせ構造体である。
第4の発明は、
前記タングステン酸化物の微粒子および複合タングステン酸化物の微粒子のL表色系による粉体色において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15〜15の範囲内にあることを特徴とする第1〜第3の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第5の発明は、
前記日射遮蔽機能を有する微粒子が、
前記タングステン酸化物の微粒子および/または前記複合タングステン酸化物の微粒子と、
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の内から選択される1種以上の元素を含む酸化物微粒子または複合酸化物微粒子またはホウ化物の微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子との、混合体であることを特徴とする第1〜第4の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第6の発明は、
前記タングステン酸化物の微粒子および/または複合タングステン酸化物の微粒子と、前記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の内から選択される1種以上の元素を含む酸化物微粒子または複合酸化物微粒子またはホウ化物の微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子との、混合割合が、重量比で95:5〜5:95の範囲であることを特徴とする第5の発明に記載の合わせ構造体である。
第7の発明は、
前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、Si、Al、Zr、Tiから選択された1種以上の元素を含む表面処理剤によって表面処理された酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする第1〜第6の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第8の発明は、
前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、Si、Al、Zr、Tiから選択される1種以上の元素を含有することを特徴とする第1〜第2の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第9の発明は、
前記樹脂シートおよび/または樹脂フィルムが、ビニル基を有する樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂から選ばれる、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムであることを特徴とする第1〜第8の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第10の発明は、
前記ビニル基を有する樹脂が、ポリビニルブチラールまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする第9の発明に記載の合わせ構造体である。
第11の発明は、
前記中間膜中に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散していることを特徴とする第1、第3〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第12の発明は、
前記中間層が、1層または2層以上の積層した中間膜を有し、
当該中間膜の少なくとも1層に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散していることを特徴とする第1、第3〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第13の発明は、
前記中間層を挟み込む合わせ板の少なくとも一方の内側の面に形成された、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる遮蔽層と、
当該遮蔽層へ積層される中間膜とを、有することを特徴とする第1、第3〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第14の発明は、
延性を有する樹脂フィルムの片面上に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む遮蔽層が形成された延性遮蔽樹脂フィルム、または、延性を有する樹脂フィルム中に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散した延性を有する樹脂フィルムが、積層した中間膜に挟み込まれていることを特徴とする第1、第3〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ
構造体である。
第15の発明は、
前記中間層は、
1層または2層以上の積層した中間膜と、接着剤層と、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる遮蔽層と、剥離層とが、順に積層された積層体を有し、
当該接着剤層は、前記一方の合わせ板の内側面に接着し、
当該剥離層は、前記1層または2層以上の積層した中間膜と接していることを特徴とする第1、第3〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
第16の発明は、
前記中間層は、1層または2層以上積層した、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない中間膜を有していることを特徴とする第2〜第10の発明のいずれかに記載の合わせ構造体である。
当該構成を有する本発明に係る合わせ構造体は、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、かつヘイズ値が小さい為、自動車などの車両用、建築用、航空機の窓材用などとして最適であり、工業的に有用である。
(α):実施形態(α−1)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−1)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 (α):実施形態(α−2)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−2)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 (α):実施形態(α−3)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−3)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 (α):実施形態(α−4)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−4)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 (α):実施形態(α−5)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−5)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 (α):実施形態(α−6)に係る合わせ構造体の断面図の模式図であり、 (β):実施形態(β−6)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。 実施形態(β−7)に係る合わせ構造体の断面図の模式図である。
〈1〉.板ガラス、または、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有しない樹脂ボードの合わせ板(本発明において、「微粒子を含有しない合わせ板〈1〉」と記載する場合がある。)
〈2〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂ボードの合わせ板(本発明において、「微粒子を含有する合わせ板〈2〉」と記載する場合がある。)
〈3〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂ボードの合わせ板(本発明において、「微粒子を含有する合わせ板〈3〉」と記載する場合がある。)
〈5〉.後述する実施形態(α−1)(β−1)に係る中間層(本発明において、「中間層〈5〉」と記載する場合がある。)
〈6〉.後述する実施形態(α−2)(β−2)に係る中間層(本発明において、「中間層〈6〉」と記載する場合がある。)
〈7〉.後述する実施形態(α−3)(β−3)に係る中間層(本発明において、「中間層〈7〉」と記載する場合がある。)
〈8〉.後述する実施形態(α−4)(β−4)に係る中間層(本発明において、「中間層〈8〉」と記載する場合がある。)
〈9〉.後述する実施形態(α−5)(β−5)に係る中間層(本発明において、「中間層〈9〉」と記載する場合がある。)
〈10〉.後述する実施形態(α−6)(β−6)に係る中間層(本発明において、「中間層〈10〉」と記載する場合がある。)
〈11〉.後述する実施形態(β−7)に係る中間層(本発明において、「中間層〈11〉」と記載する場合がある。)
〈A〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート(本発明において、「微粒子を含有する樹脂シート〈A〉」と記載する場合がある。)
〈A0〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート(本発明において、「微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉」と記載する場合がある。)
〈A’〉.日射遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート(本発明において、「日射遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート〈A’〉」と記載する場合がある。)
〈A’’〉.紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート(本発明において、「紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート〈A’’〉」と記載する場合がある。)
〈B〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有しない樹脂シート(本発明において、「微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉」と記載する場合がある。)
〈C〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する遮蔽層(本発明において、「微粒子を含有する遮蔽層〈C〉」と記載する場合がある。)
〈C0〉.日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する遮蔽層(本発明において、「微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉」と記載する場合がある。)
〈C’〉.日射遮蔽機能を有する微粒子を含有する遮蔽層(本発明において、「日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉」と記載する場合がある。)
〈C’’〉.紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する遮蔽層(本発明において、「紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉」と記載する場合がある。)
〈D〉.延性樹脂フィルム(本発明において、「延性樹脂フィルム〈D〉」と記載する場合がある。)
〈E〉.接着剤層(本発明において、「接着剤層〈E〉」と記載する場合がある。)
〈F〉.剥離層(本発明において、「剥離層〈F〉」と記載する場合がある。)
以下、本発明の実施の形態に関し、まず日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子、その製造方法について説明し、次に、当該日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を用いた合わせ構造体について詳細に説明する。
[日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子]
(1)日射遮蔽機能を有する微粒子
本発明に係る日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物の微粒子、および/または、一般式M(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物の微粒子である。
当該タングステンと酸素との組成範囲は、当該日射遮蔽機能を有する材料であるタングステン酸化物微粒子をWと記載したとき、タングステンに対する酸素の組成比が好ましくは2.2以上2.999以下である。このz/yの値が2.2以上であれば、日射遮蔽機能を有する材料中に目的以外であるWOの結晶相が現われるのを回避することができると共に、材料としての化学的安定性を得ることができる。従って当該タングステン酸化物微粒子は、有効な日射遮蔽機能を有する材料として適用できる。一方、このz/yの値が、2.999以下であれば必要とされる量の自由電子が生成され、効率のよい日射遮蔽機能を有する材料となる。
また、タングステン酸化物微粒子を一般式Wと表記したとき、2.45≦z/y≦2.99で表される組成比を有するマグネリ相は化学的に安定であり、近赤外領域の吸収特性もよいので、日射遮蔽機能を有する材料としてはさらに好ましい。例えば、当該タングステン酸化物として、W1849、W2058、W11などを挙げることができる。
さらに、当該タングステン酸化物微粒子へ、元素M(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素)を添加し、複合タングステン酸化物微粒子とすることで、当該複合タングステン酸化物微粒子中に自由電子が生成され、近赤外線領域に自由電子由来の吸収特性が発現し、波長1000nm付近の近赤外線吸収材料として有効となるために好ましい。
また、当該複合タングステン酸化物微粒子へ、上述した酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用することで、より効率のよい赤外線遮蔽材料を得ることができる。この酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用した日射遮蔽機能を有する材料の一般式を、M(但し、Mは前記M元素、Wはタングステン、Oは酸素)と記載したとき、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0の関係を満たす六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子が好ましい。
まず、元素Mの添加量を示すx/yの値について説明する。x/yの値が0.001より大きければ、十分な量の自由電子が生成され、目的とする赤外線遮蔽効果を得ることができる。そして、元素Mの添加量が多いほど、自由電子の供給量が増加して赤外線遮蔽効率も上昇するが、x/yの値が1程度で当該効果は飽和する。また、x/yの値が1以下であれば、当該日射遮蔽機能を有する材料中に不純物相が生成されるのを回避できるので好ましい。当該観点からは、x/yの値が0.01〜0.5であることがより好ましく、0.1〜0.4であることがさらに好ましい。
また、元素MはH、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S
、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上であることが好ましい。
次に、酸素量の制御を示すz/yの値について説明する。z/yの値については、Mで表記される複合タングステン酸化物材料においても、上述したWで表記されるタングステン酸化物材料と同様の機構が働くことに加え、z/y≦3.0においても、上述した元素Mの添加量による自由電子の供給がある。従って、好ましくは2.2≦z/y≦3.0、より好ましくは2.2≦z/y≦2.99、さらに好ましくは2.45≦z/y≦2.99で表される組成比を有する六方晶、正方晶、立方晶や単斜晶が、化学的に安定であり近赤外領域の吸収特性もよいので、赤外線遮蔽材料としてはさらに好ましい。
本発明に係る、タングステン酸化物微粒子、および/または、複合タングステン酸化物微粒子を含有する日射遮蔽機能を有する材料は近赤外線領域、特に波長1000nm付近の光を大きく吸収するため、その透過色調はブルー系の色調となるものが多い。また、当該日射遮蔽機能を有する微粒子の粒子径は、その使用目的によって適宜選定することができる。まず、透明性を保持した応用に使用する場合は、800nm以下の粒子径を有していることが好ましい。これは、800nmよりも小さい粒子は、散乱により光を完全に遮蔽することが無く、可視光領域の視認性を保持し、同時に効率よく透明性を保持することができるからである。
特に可視光領域の透明性を重視する場合は、さらに粒子による散乱を考慮することが好ましい。
粒子による散乱の低減を重視するときは、粒子径は200nm以下、好ましくは100nm以下がよい。その理由は、粒子の粒子径が小さければ幾何学散乱もしくはミー散乱による波長400nm〜780nmの可視光線領域の光の散乱が低減される結果、赤外線遮蔽膜が曇りガラスのようになり、鮮明な透明性が得られなくなるのを回避できるからである。即ち、粒子径が200nm以下になると、上記幾何学散乱もしくはミー散乱が低減し、レイリー散乱領域になる。レイリー散乱領域では、散乱光は粒子径の6乗に反比例して低減するため、粒子径の減少に伴い散乱が低減し透明性が向上するからである。さらに、粒子径が100nm以下になると、散乱光は非常に少なくなり好ましい。光の散乱を回避する観点からは、粒子径が小さい方が好ましく、粒子径が1nm以上であれば工業的な製造は容易である。
前記粒子径を上述の範囲で適宜に選択することにより、当該日射遮蔽材料微粒子を媒体中に分散させた日射遮蔽材料微粒子分散体のヘイズ値を、可視光透過率85%以下でヘイズ値30%以下とすることができる。ヘイズ値が30%以下であると、当該日射遮蔽材料微粒子分散体を塗布した透明基体が、曇りガラスのようになるのを回避でき、鮮明な透明性が得られる。
また、本発明の日射遮蔽機能を発揮する微粒子の表面が、Si、Ti、Zr、Alの1種類以上の元素を含む表面処理剤で被覆されていることは、耐候性向上の観点から好ましい。
所望とする合わせ構造体を得るには、前記タングステン酸化物の微粒子、複合タングステン酸化物微粒子の粉体色が、国際照明委員会(CIE)が推奨しているL表色系(JIS Z 8729)における粉体色において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15〜15である条件を満たすことが望ましい。
ここで、本発明に係る日射遮蔽用微粒子が当該粉体色を有しており、好ましい光学特性を発揮する理由を簡単に説明する。まず、一般的な光と物質内の電子の相互作用について
説明すると、ある物質には固有のプラズマ周波数があってこの周波数より長波長の光は反射され、短波長の光は透過されることが知られている。プラズマ周波数はωpは式(1)で表される。
ωp=nq/εm・・・・・・・式(1)
ここで、nは伝導電子密度、qは電子の電荷、εは誘電率、mは電子の有効質量である。
式(1)から明らかなように、当該物質の伝導電子密度が増加するとプラズマ周波数が大きくなるため、より短波長側の光まで反射されることになる。伝導電子密度は金属で1022/cm台であるため、金属では可視光領域からすでに反射率が高いが、タングステン酸化物では、可視光線は透過し近赤外線域から吸収率が高くなるので、タングステン酸化物は日射遮蔽材として用いることが出来る可能性がある。
一方、タングステン酸化物微粒子を還元性ガスで処理すると、その粉体色は淡黄色a黄
緑色a濃青色a暗青色と変化すると同時に、その圧粉の電気抵抗値も減少する。これは、タングステン酸化物微粒子が還元性ガスで処理されることによって、当該微粒子中に酸素の空孔が生じ、これによって当該微粒子中の自由電子が増加したためと考えられる。即ち、タングステン酸化物微粒子の粉体色と伝導電子密度、そしてプラズマ周波数との間には密接な関係があると考えられる。
また、上記タングステン酸化物微粒子、および/または、上記複合タングステン酸化物微粒子と、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から成る群から選ばれた少なくとも1種以上の元素から成る酸化物微粒子、複合酸化物微粒子、ホウ化物微粒子から選ばれた少なくとも1種の微粒子とが混合し、その混合割合が、重量比で95:5〜5:95の範囲に設定されたものも日射遮蔽機能を有する微粒子として好ましい。
この混合割合が95:5以下であればタングステン酸化物微粒子、および/または、複合タングステン酸化物微粒子の使用量を削減することができコスト削減効果が期待できる。一方、この混合割合が5:95以上であれば十分な日射遮蔽機能を期待することができる。
(2)紫外線遮蔽機能を有する微粒子
本発明に係る紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nmであり、かつX線回折における(101)ピークの半価幅が0.55以下である酸化亜鉛微粒子である。
本発明に係る紫外線遮蔽機能を有する微粒子において、結晶子径、比表面積、平均粒子径およびX線ピークの半価幅が前記範囲内にあることで、透明性と優れた紫外線遮蔽機能を発揮する。
例えば、平均粒子径が19nm以上あると紫外線遮蔽機能が十分に担保され、所望とする紫外線遮蔽機能を発揮させるに必要な紫外線遮蔽微粒子の使用量が増えることが回避される結果、原料コストが抑制され好ましい。他方、粒子径が41nm以下であると、合わせ構造体となったときのヘイズ値を低く保つことが出来る。
尚、本発明に係る紫外線遮蔽機能を有する微粒子の比表面積はマウンテック社製のMacsorbを用いて測定し、平均粒子径は次の式(2)にて求めた値である。
d=6/ρ・S・・・・式(2)
ここで、d;粒子径、ρ;真密度、S;比表面積である。
また、本発明に使用される紫外線遮蔽材料微粒子は、その光触媒活性を抑制し、透明樹脂中への分散性を向上するために、Si、Al、Zr、Tiのいずれか1種類以上の元素を含有する表面処理剤で表面処理されていることが肝要である。具体的には、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤から選択される少なくとも1種の表面処理剤を用いて、本発明に使用される紫外線遮蔽材料微粒子を表面処理することが好ましい。
これらの表面処理剤としては、酸化亜鉛微粒子の表面と親和性を有し結合を形成するアルコキシル基と、透明樹脂と親和性を有する有機官能基とを、有するものが使用される。前記アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシル基などを挙げることができるが、加水分解を受け、酸化亜鉛微粒子の表面と結合を形成しうるものであれば特に限定されない。前記有機官能基としては、アルキル基、ビニル基、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−アニリノプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、γ−メタクリロキシ基などを挙げることができるが、透明樹脂と親和性を有するものであれば特に限定されない。
また、酸化亜鉛微粒子の透明樹脂中への分散性を向上させる目的で、有機高分子分散剤を上記表面処理剤と併用して使用することも可能である。
本発明における酸化亜鉛微粒子と表面処理剤との配合比は、0.05≦X≦10(但し、X=表面処理剤添加重量/酸化亜鉛微粒子添加重量)であることが好ましい。当該配合比の比率が10以下であれば、得られる透明樹脂成形体の機械特性や耐候性が低下せず好ましい。他方、当該配合比の比率が0.05よりも大きければ、酸化亜鉛微粒子表面を十分に処理することが出来るので、酸化亜鉛微粒子の分散性が担保され、得られる透明樹脂成形体の透明性が保たれ好ましい。
本発明に使用される酸化亜鉛微粒子は、酸化亜鉛微粒子前駆体を焼成する際の粒成長を抑制するために、予めSi、Al、ZrおよびTiから選択された1種以上の元素を含有させることも好ましい。当該構成によって、本発明に使用される酸化亜鉛微粒子は、焼成後でも微粒子の状態を維持できる。前記Si源、Al源、Zr源およびTi源としての原料化合物は、特に限定されるものではない。
本発明における酸化亜鉛微粒子の含有量は、0.01重量%以上30重量%以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.05重量%以上10重量%以下の範囲内である。
酸化亜鉛微粒子の含有量を30重量%以下とすることで、酸化亜鉛微粒子同士の凝集が生じず、樹脂中での分散が十分となって得られる透明樹脂成形体の透明性や機械特性が担保される。他方、酸化亜鉛微粒子の含有量を0.01重量%以上とすることで、所望とする紫外線遮蔽機能が得られ好ましい。
以上詳細に説明したように、上記一般式を具備するタングステン酸化物の微粒子や複合タングステン酸化物の微粒子と、酸化亜鉛微粒子とを、合わせ構造体へ適用することで、所望の光学特性を得ることができる。
[日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子の製造方法]
(3)日射遮蔽機能を有する微粒子の製造方法
日射遮蔽機能を有する微粒子である一般式Wで表されるタングステン酸化物微粒子と、一般式M(但し、Mは前記M元索、Wはタングステン、Oは酸索、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表されるタングステン酸化物微粒子との製造方法について説明する。
(a)一般式Wで表されるタングステン酸化物微粒子の製造方法
上述した、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸索、2.2≦z/y≦2.999)で表されるタングステン酸化物微粒子は、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後、溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、から選ばれる1種以上のタングステン化合物を、不活性ガス単独または不活性ガスと還元性ガスの混合ガス雰囲気下で焼成することにより得られる。ここで、原料として用いるタングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステンには、特に制限は無い。
但し、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、または六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、から選ばれる1種以上のタングステン化合物を焼成してタングステン酸化物微粒子を製造する場合、当該焼成温度は、所望とする微粒子と光学特性の観点から200℃以上1000℃以下とすることが好ましい。該焼成温度が200℃以上1000℃以下の範囲にあると、所望の光学特性を有するタングステン酸化物微粒子を製造することが出来る。焼成時間は、処理量や焼成温度に応じて適宜選択すればよいが、5分間以上10時間以下で十分である。
次に、前記タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、から選ばれる1種以上のタングステン化合物を焼成して調製したタングステン酸化物微粒子へ酸素空孔を生成させるために、当該タングステン酸化物微粒子を、不活性ガス単独または不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で焼成する。ここで、不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどのガスを用いることができ、還元性ガスとしては、水素やアルコールなどのガスを用いることができる。
そして、当該タングステン酸化物微粒子を、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で焼成する場合、不活性ガス中の還元性ガスの濃度は焼成温度に応じて適宜選択すれば特に限定されないが、好ましくは20vol%以下、より好ましくは10vol%以下、さらに好ましくは7〜0.01vol%である。不活性ガス中の還元性ガスの濃度が20vol%以下であると、当該タングステン酸化物微粒子の急速な還元を回避することができ、日射遮蔽機能を有しないWOの生成を回避できる。
当該タングステン酸化物微粒子へ酸素空孔を生成させる際の処理温度は、雰囲気に応じて適宜選択すればよいが、不活性ガス単独の場合は日射遮蔽用微粒子としての結晶性や隠蔽力の観点から500℃を超え、1200℃以下、好ましくは1100℃以下、より好ましくは1000℃以下である。一方、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスの場合は、還元性ガス濃度に応じてWOが生成しない温度を適宜選択すればよい。さらに、不活性ガス単独と、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスという、両雰囲気下で行う2ステップ反応の場合は、例えば1ステップ目に不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下、100℃以上650℃以下で焼成し、2ステップ目に不活性ガス雰囲気下、650℃を超え1200℃以下で焼成することも日射遮蔽機能の観点から好ましい。このときの焼成処理時間は、処理量や温度に応じて適宜選択すればよいが、5分間以上10時間以下で十分である。
製造されたタングステン酸化物の微粒子は、L表色系における粉体色において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15〜15の範囲内にあった。さ
らに当該タングステン酸化物の微粒子について、X線回折測定を行うと、WO3−x相の回折ピークが見られ、W2058、W1849などのいわゆるマグネリ相の存在が確認された。化学分析の結果によれば、W(但し、Wはタングステン、Oは酸素2.2≦z/y≦2.999)相となっていると判断される。
(b)一般式M(但し、Mは前記M元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表される複合タングステン酸化物微粒子の製造方法
上述した一般式M(但し、Mは前記M元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表される複合タングステン酸化物微粒子は、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、から選ばれる1種以上のタングステン化合物と、M元素の酸化物および/または水酸化物の粉体と、を乾式混合した混合粉体を不活性ガス単独または不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下1ステップで焼成するか、1ステップ目で不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で焼成しさらに2ステップ目で不活性ガス雰囲気下において焼成すると言う2段の焼成を行うことにより得られる。また、前記タングステン化合物に替えて、(a)にて製造したタングステン酸化物微粒子を用いても良い。
当該複合タングステン酸化物微粒子の異なる製造方法として、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、から選ばれる1種以上のタングステン化合物と、前記M元素の塩を含む水溶液と、を湿式混合した混合液を乾燥して得た乾燥粉を、不活性ガス単独または不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下1ステップで焼成するか、1ステップ目で不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で焼成し、さらに2ステップ目において不活性ガス雰囲気下で焼成するという、2段の焼成を行うことによっても得られる。また、前記タングステン化合物に替えて、(a)にて製造したタングステン酸化物微粒子を用いても良い。
上述したように、添加するM元素は、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reのうちから選択される1種類以上の元素が好ましい。これらの元素は、いずれも複合タングステン酸化物微粒子の日射遮蔽機能の向上、耐候性の向上を図ることができるが、日射遮蔽機能を向上させる観点からはアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属に属する元素が好ましく、耐候性を向上させる観点からは、4B族元素、5B族元素が好ましい。
タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、タングステン酸化物微粒子、から選ばれる1種以上へ乾式混合法を用いてM元素を添加するときの、M元素の化合物としては酸化物、水酸化物が好ましい。
そして、このM元素の酸化物、水酸化物、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、アルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分解した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、タングステン酸化物微粒子、から選ばれる1種以上とを混合する。当該乾式混合は、市販の擂潰機、ニーダー、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー等で行えばよい。
また、当該乾式混合法とは異なる混合方法として、タングステン酸(HWO)、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステンをアルコールに溶解した六塩化タングステンに水を添加して加水分析した後溶媒を蒸発させたタングステンの水和物、タングステン酸化物微粒子、から選ばれる1種以上へ、前記M元素の塩を水溶液化したものを湿式混合法により混合した後、乾燥して乾燥粉を得ることとしても良い。この場合、前記M元素の塩は特に限定されるものでなく、例えば硝酸塩、硫酸塩、塩化物、炭酸塩などが挙がられる。前記湿式混合後の乾燥温度や時間は特に限定されるものでない。
次に、前記複合タングステン酸化物微粒子へ酸素空孔を生成させるために、不活性ガス単独または不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下1ステップで焼成するか、1ステップ目で不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス雰囲気下で焼成し、さらに2ステップ目において不活性ガス雰囲気下で焼成するという2段の焼成を行う。当該焼成処理に用いる不活性ガス単独の場合、または、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスの場合において、不活性ガス中の還元性ガスの濃度、焼成処理温度は、前記(a)にて説明した不活性ガスまたは還元性ガス、不活性ガス中の還元性ガスの濃度、焼成処理温度と同様である。
製造された複合タングステン酸化物の微粒子は、L表色系における粉体色において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15〜15の範囲内にあることが好ましい。
(4)紫外線遮蔽機能を有する酸化亜鉛微粒子の製造方法
紫外線遮蔽機能を有する酸化亜鉛微粒子の製造方法について説明する。
本発明に係る紫外線遮蔽機能を有する酸化亜鉛微粒子の製造方法は、アルカリ溶液へ亜鉛化合物の溶液を滴下すると共に撹拌して沈殿物を得る工程と、
上記沈澱物を、デカンテーションを行った後の洗浄液の導電率が1mS/cm以下となるまで、デカンテーションを行った後、前記デカンテーション後の沈殿物をアルコール溶液で湿潤処理して湿潤処理物を得て、その後、当該湿潤処理物を乾燥して酸化亜鉛前駆体を得る工程と、
上記酸化亜鉛前駆体を大気中、不活性ガス中、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガス中、のいずれかの雰囲気下において350℃以上500℃以下で加熱処理して酸化亜鉛微粒子を得る工程と、を具備していることを特徴としている。
以下、沈殿物を得る工程、酸化亜鉛前駆体を得る工程、加熱処理して酸化亜鉛微粒子を得る工程の順で説明する。
先ず、アルカリ溶液へ亜鉛化合物の溶液を滴下すると共に、アルカリ溶液を継続的に撹拌して沈殿物を生成させる。アルカリ溶液に亜鉛化合物の溶液を滴下することにより、瞬時に過飽和度に到達して沈殿が生成することから、比較的粒子サイズの揃った均一な微粒子が得られる。亜鉛化合物の溶液にアルカリ溶液を滴下したり、亜鉛化合物の溶液とアルカリ溶液とを並行滴下したりしても、本発明のような、比較的粒子サイズの揃った均一な微粒子は得られない。
ここで、本発明において適用される亜鉛化合物は特に限定されるものではなく、例えば、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、硫酸亜鉛などが挙げられるが、その中では、不純物除去の容易さから硝酸塩が好ましい。
沈殿剤として用いるアルカリ溶液としては、特に限定されず、例えば、炭酸水素アンモニウム、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、などの各水溶液が挙げられる。
アルカリ濃度は、各塩が水酸化物となるに必要な化学当量以上が好ましい。特に好ましくは、アルカリ残留による洗浄時間の観点から当量〜2.5倍過剰量とする。このときのアルカリ溶液温度は、特に限定されないが、50℃以下、好ましくは室温である。特に下
限は、低すぎると新たに冷却装置などが必要になってくることからそのような装置を要しない温度とすることが好ましい。
亜鉛化合物の溶液の滴下時間は、特に制限はないが、生産性の観点から30分間以下、好ましくは20分間以下、さらに好ましくは10分間以下とする。終了後、系内の均一化を図るために継続的に攪拌しながら熟成を行うが、そのときの温度は沈殿を生成させるときの温度と同温とすることが好ましい。また、継続的に撹拌する時間は特に限定されないが、生産性の観点から30分間以下、好ましくは15分間以下で十分である。
次に、熟成させて得られた沈澱物はデカンテーションによって、デカンテーションを行った後の洗浄液の導電率が1mS/cm以下まで十分洗浄することが必要である。微粒子中に残留する塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオンなどの不純物は、その残留量によっては所望とする紫外線遮蔽機能が得られないため、当該洗浄液の上澄み液の導電率を1mS/cm以下(残留不純物量1.5%以下に相当)となるまで十分洗浄することが好ましい。
次に、洗浄された沈殿物をアルコール溶液で湿潤処理して湿潤処理物とし、その後、当該湿潤処理物を乾燥することによって酸化亜鉛微粒子の前駆体を得る。このとき、上記アルコール溶液の濃度は50%以上であることが好ましい。アルコール溶液の濃度が50%以上であれば、酸化亜鉛微粒子が強凝集体となることを回避でき、溶媒中での分散が効率よく進んで遮蔽体としたときのヘイズ値も1%以下と優れた透明性を発揮するからである。
ここで、当該アルコール溶液に用いられるアルコールは特に限定されないが、水に対する溶解性に優れ、沸点100℃以下のアルコールが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、tert−ブチルアルコールが挙げられる。
当該湿潤処理は、濾過洗浄された沈殿物をアルコール溶液中へ投入して攪拌すればよく、このときの時間や攪拌速度は処理量に応じて適宜選択すればよい。
沈殿物をアルコール溶液中に投入する際のアルコール溶液量は、沈殿物を容易に攪拌できて流動性を確保できる液量があれば良い。攪拌時間や攪拌速度は、濾過洗浄時に一部凝集した部分を含む沈殿物がアルコール溶液中において、凝集部が無くなるまで均一に混合されることを条件に適宜選択される。
また、湿潤処理の温度は通常室温下で行えば良いが、必要に応じて、アルコールが蒸発して失われない程度に加温しながら行うことも勿論可能である。好ましくは、アルコールの沸点以下の温度で加熱することにより、湿潤処理中にアルコールが蒸発して失われ、湿潤処理の効果がなくなってしまうことを回避できる。湿潤処理中にアルコールが蒸発して失われ、湿潤処理の効果がなくなった後、当該湿潤処理物を乾燥すると強凝集体となってしまうため、好ましくない。
当該湿潤処理後、湿潤処理物をアルコールに湿潤した状態のまま加熱乾燥する。当該湿潤処理物の乾燥温度や乾燥時間は特に限定されるものではない。湿潤処理後であれば、当該湿潤処理物の乾燥を行っても強凝集体となることはないので、湿潤処理物の処理量や処理装置など条件によって乾燥温度や乾燥時間を適宜選択して良い。
当該乾燥処理により、湿潤処理した酸化亜鉛微粒子前駆体が得られる。該前駆体は、Zn(OH)(CO、ZnCO、ZnCO(OH)6HOの内の少なくとも1種以上から構成されている。
ここで、さらに前記酸化亜鉛微粒子前駆体を加熱処理する前に、必要に応じてSi、Al、Zr、Tiから選択された1種以上の元素を酸化物換算で15重量%以下含有させたアルコール溶液に湿潤処理した後、乾燥を施してもよい。湿潤処理の方法や用いるアルコ
ール溶液は、上記と同様である。Si、Al、Zr、Tiは、酸化亜鉛の近傍に独立して存在し、加熱処理の際に酸化亜鉛の粒成長を抑制する。これらの元素の酸化物換算での含有量が15重量%以下とすることで、酸化亜鉛の含有割合が担保され、紫外線遮蔽機能および隠蔽力が担保され好ましい。
そして、乾燥処理された酸化亜鉛前駆体については、紫外線遮蔽機能や隠蔽力を向上させるために加熱処理を施すことが肝要である。加熱処理は、大気中、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス中、前記不活性ガスと水素などの還元性ガスとの混合ガス中、のいずれかの雰囲気下で行うことが肝要である。このときの処理温度は、所望とする紫外線遮蔽機能の観点から下限は350℃以上、上限は500℃以下とすることが肝要である。このときの処理時間は、当該前駆体の処理量や加熱処理温度に応じて適宜選択すればよい。
上記本発明の紫外線遮蔽材料微粒子の製造方法により、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nmで、X線回折(101)ピークの半価幅が0.55以下である酸化亜鉛微粒子が得られる。
[日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を用いた合わせ構造体]
(5)合わせ構造体に用いる中間層と合わせ板
中間層を、板ガラス、樹脂ボードから選ばれる2枚の合わせ板間に介在させ、かつ、前記中間層または樹脂ボードの少なくとも1つが、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽機能のうち少なくとも1つの機能を有し、合わせ構造体として日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体について説明する。
まず、上記合わせ板は、中間層をその両側から挟み込む板であり、可視光領域において透明な、板ガラス、樹脂ボードが用いられる。このとき、板ガラス、樹脂ボードから選ばれる2枚の合わせ板には、板ガラスと板ガラスとの場合、板ガラスと樹脂ボードとの場合、樹脂ボードと樹脂ボードとの場合、の各構成を含むものである。
尚、合わせ構造体に樹脂ボードを用いる場合、当該樹脂ボードの材質は、当該合わせ構造体の用途に合わせて適宜選択され、特に限定されるものではなく用途に応じて選択可能である。例えば、自動車等の輸送機器に用いる場合は、当該輸送機器の運転者や搭乗者の透視性を確保する観点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂といった透明樹脂が好ましいが、他にもポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、等が使用可能である。
当該合わせ板の実施形態例として、板ガラスや前記の樹脂ボードをそのまま用いる形態(本明細書においては便宜的に「形態α」と記載する。)と、前記樹脂ボードに日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有させて用いる形態(本明細書においては便宜的に「形態β」と記載する。)と、がある。
(6)樹脂ボードに日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有させる方法
形態βにおいて、前記樹脂ボードに日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有させる方法について説明する。
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽微粒子を前記樹脂ボードの原料樹脂に練り込むときは、前記樹脂を融点付近の温度(200〜300℃前後)迄加熱して、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽微粒子を混合する。そして、前記樹脂と、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽微粒子との混合物を、ペレット化し、所望の方式で樹脂ボードや樹脂フィルムや樹脂シート等に形成することが可能である。
例えば、押し出し成形法、インフレーション成形法、溶液流延法、キャスティング法などにより形成可能である。この時の樹脂ボードや樹脂シートや樹脂フィルムの厚さは、使用目的に応じて適宜選定すればよい。
前記樹脂に対する日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽微粒子の添加量は、樹脂ボードや樹脂フィルムや樹脂シートの厚さや必要とされる光学特性、機械特性に応じて可変であるが、一般的に樹脂に対して30重量%以下が好ましい。
(7)日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する中間膜を有する中間層の実施形態例
(形態1)
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する中間膜を有する中間層の形態例について説明する。
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する中間膜を有する中間層の形態例として、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有させた中間膜で構成する形態(本明細書においては便宜的に「形態1」と記載する。)である。
(形態2)
2層以上の中間膜から成り、少なくともその内の1層に日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有させた形態(本明細書においては便宜的に「形態2」と記載する。)である。
(形態3)
少なくとも一方の板ガラスまたは樹脂ボードの内側の面に日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる日射遮蔽および/または紫外線遮蔽層を形成し、当該日射遮蔽および/または紫外線遮蔽層に中間膜を積層する形態(本明細書においては便宜的に「形態3」と記載する。)である。
(形態4)
延性を有する樹脂フィルムの片面上に日射遮蔽および/または紫外線遮蔽層が形成された延性遮蔽樹脂フィルム、または、樹脂フィルム内に前記微粒子が分散され遮蔽体となった日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる樹脂遮蔽樹脂フィルムが、2層以上の積層した中間膜の間に介在されている形態(本明細書においては便宜的に「形態4」と記載する。)である。
(形態5)
中間膜の一方の面に日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる日射遮蔽および/または紫外線遮蔽層を形成する形態(本明細書においては便宜的に「形態5」と記載する。)である。
(形態6)
中間層が、前記板ガラス、樹脂ボードから選ばれた2枚の合わせ板の一方の内側の面に、接着剤層、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる日射遮蔽機および/または紫外線遮蔽層、剥離層の順に積層された積層体の前記接着剤層を接着させ、さらに、前記積層体の前記剥離層側へ、さらに積層される中間膜または2層以上の積層した中間膜、とを有している形態(本明細書においては便宜的に「形態6」と記載する。)である。
(形態7)
中間層が日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する
層を有しない形態(本明細書においては便宜的に「形態7」と記載する。)である。
ここで、中間膜を構成する材料としては、光学的特性、力学的性質、材料コストの観点から合成樹脂であることが好ましく、ビニル系樹脂であることがさらに好ましい。さらには、同様の観点から、ビニル系樹脂の中でもポリビニルブチラールもしくはエチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。
以下、中間膜としてビニル系樹脂を用いた場合を例としながら、上述した合わせ板の「形態α、β」と組み合わせた「形態1〜7」の各形態について、図1〜7を参照しながら説明する。尚、図1〜7は、「形態α、β」と組み合わせた「形態1〜7」の各形態の模式的な断面図である。
(形態α−1)
形態α−1とは、合わせ板として、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を2枚用い、中間層〈5〉が、微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉で構成される合わせ構造体である(図1(α)参照)。
形態α−1は、例えば、以下のようにして製造される。
日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が可塑剤に分散された添加液を、ビニル系樹脂に添加して、ビニル系樹脂組成物を製造する。このビニル系樹脂組成物をシート状に成形して、微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉を得る。この微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉を、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の間に挟み込んで貼り合せることにより、合わせ構造体を製造する。
上記製造方法は、可塑剤中に、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を、分散させる製造方法例である。しかし、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を、可塑剤ではなく、適宜な溶媒に分散した分散液をビニル系樹脂に添加し、可塑剤は別に添加する製造方法でビニル系樹脂組成物を製造してもよい。
これら両製造方法により、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体である形態α−1を製造することができる。さらに当該両製造方法は、合わせ構造体の製造が容易であり、生産コストの安価な合わせ構造体である形態α−1を製造することができる。
(形態β−1)
形態β−1とは、中間層〈5〉が、微粒子を含有する樹脂シート〈A〉であり、少なくとも一方の合わせ板として、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽機能のうち少なくとも前記中間膜の機能とは異なる機能を有する微粒子を含む樹脂ボードの合わせ板を用いた構成の合わせ構造体である(図1(β)参照)。上記条件を満たしていれば、両方の樹脂ボードの合わせ板に、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、含まれていても良い(図示していない。)。
当該両方の樹脂ボードの合わせ板に、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、含まれていても良いとの構成は、後述する、形態β−2、β−3、β−4、β−5、β−6、および、β−7においても同様に用いることが出来る(図示していない。)。
形態β−1に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なくとも1枚を、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽機能のうち少なくとも前記中間膜の機能とは異なる機能を有する微粒子を含む樹脂ボードの合わせ板に代替する以外は、形態α−1と同様に製造することができる。上記形態の合わせ構造体の中間膜と、微粒子を含有する合わせ
板〈2〉には、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該形態も形態α−1と同様に高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を製造することができる。さらに当該方法も、合わせ構造体の製造が容易で、生産コストの安価な合わせ構造体を製造することができる。
(形態α−2)
形態α−2とは、合わせ板として微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を2枚用い、中間層〈6〉として、微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉と、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉との、2枚以上の樹脂シートを用いる合わせ構造体である(図2(α)参照)。
形態α−2は、例えば、以下のようにして製造される。
日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、可塑剤に分散された添加液を製造する。当該添加液を、ビニル系樹脂に添加してビニル系樹脂組成物を調製し、このビニル系樹脂組成物をシート状に成形して、微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉を得る。他方、通常の方法により、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を製造する。
製造した微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉を、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉と積層するか、または、微粒子を含有する樹脂シート〈A0〉を、2枚の微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉で挟み込んで中間層〈6〉を得る。こうして得られた中間層〈6〉を、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の間に挟み込んで貼り合せることにより合わせ構造体とする。
また、微粒子を含有する樹脂シートを複数枚とし、その少なくとも1枚は日射遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート〈A’〉とし、少なくとも他の1枚は紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂シート〈A’’〉として、これらを積層させる構成としてもよい。
尚、形態α−1で説明したように、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を可塑剤に分散させるのではなく、適宜溶媒に分散された分散液をビニル系樹脂に添加し、可塑剤を別に添加する方法でビニル系樹脂組成物を製造してもよい。
当該製造方法によれば、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
さらに当該方法によれば、中間層〈6〉と、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉との接着性を上げることができるので、合わせ構造体の強度が高まり好ましい。
また、例えば、スパッタリング法等によって、少なくとも片面にAl膜やAg膜等を形成したPETフィルムを製造し、当該PETフィルムを上記樹脂シート間に介在させて中間層〈6〉とする構成、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉に適宜な添加剤を添加する構成、を加えることも好ましい。これら、Al膜やAg膜等を形成した樹脂フィルムの介在や、添加剤の添加により、色調調製等の機能付加を行うことができる。
(形態β−2)
形態β−2とは、中間層〈6〉が、2層以上の中間膜を有し、少なくともその内の1層が微粒子を含有する樹脂シート〈A〉を有する中間膜であり、少なくとも一方の合わせ板として、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽機能のうち少なくとも前記中間膜の機能とは異なる機能を有する微粒子を含む樹脂ボードの合わせ板を用いた構成の合わせ構造体である(図2(β)参照)。
形態β−2に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なく
とも1枚を、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽機能のうち少なくとも前記中間膜の機能とは異なる機能を有する微粒子を含む樹脂ボードの合わせ板に代替する以外は、形態α−2と同様に製造することができる。
上記形態の合わせ構造体の場合、微粒子を含有する合わせ板〈2〉と中間膜では、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該方法により、高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
当該方法によっても、α−2と同様に、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉と、板ガラス、プラスチックから選ばれた2枚の合わせ板との接着性を上げることができるので、合わせ構造体の強度が適度に高まり好ましい。
(形態α−3)
形態α−3とは、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を用いて中間層〈7〉を挟み込んでいる。そして、当該中間層〈7〉が、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉上に形成される微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉と、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉とを有する合わせ構造体である(図3(α)参照)。
形態α−3は、例えば、以下のようにして製造される。
まず、可塑剤または適宜な溶媒に、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散された添加液を製造する。そして、当該添加液へ、適宜なバインダー成分(シリケート等の無機バインダーあるいはアクリル系、ビニル系、ウレタン系の有機バインダー等)を配合して塗布液を製造する。
少なくとも一方の合わせ板となる、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の内側の面へ、当該塗布液を塗布して、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を形成する。
他方、日射遮蔽機能を有する微粒子や、紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない樹脂組成物をシート状に成形して、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を得る。この微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉側 と、他方の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉との間に挟み込ん
で、貼り合せることにより合わせ構造体とする。
他方、形態α−3の製造において、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉に替えて、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉上の一方へ日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉を、他方へ紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉を設け、他は同様にして、中間層〈7〉を製造してもよい。
当該製造方法によれば、合わせ板〈1〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉の膜厚を薄く設定することができる。そして、当該膜厚を薄く設定することにより、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉は吸収効果に加えて反射効果も発揮するので、合わせ構造体の日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能の向上を図ることができる。これにより高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
さらに、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉へ適宜な添加剤を添加する構成をとれば、色調調整等の機能付加を行うことができる。この効果は、中間層〈7〉に、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉上の日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉と、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉上の紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉とを併用した場合も同様である。
(形態β−3)
形態β−3は、少なくとも一方の合わせ板として、微粒子を含有する合わせ板〈2〉を用い、中間層〈7〉が、少なくとも一方の板ガラスまたはプラスチックの内側の面に形成された微粒子を含有する遮蔽層〈C〉と、当該日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽層に重ねられた中間膜とを有する合わせ構造体である(図3(β)参照)。
形態β−3に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なくとも1枚を、日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する樹脂ボードの合わせ板に代替する以外は、形態α−3と同様に製造することができる。上記形態の合わせ構造体の中間層〈7〉と、微粒子を含有する合わせ板〈2〉とには、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該方法によっても、α−3と同様に、合わせ構造体中における日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽膜の膜厚を薄く設定することができる。そして、当該膜厚を薄く設定することにより、日射遮蔽機能、紫外線遮蔽膜が吸収効果に加えて反射効果も発揮するので、合わせ構造体の日射遮蔽機能および紫外線遮蔽特性の向上を図ることができる。これにより高い日射遮蔽機能および紫外線遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
さらに、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉に適宜な添加剤を添加することで、色調調製等の機能付加を行うことができる。
(形態α−4)
形態α−4とは、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を用いて中間層〈8〉をはさみ込んでいる。そして、当該中間層〈8〉において、延性樹脂フィルム〈D〉と、その上に形成される微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉、または、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する延性樹脂フィルム〈D〉を、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉で挟み込んでいる合わせ構造体である(図4(α)参照)。
形態α−4の製造方法として、以下、2例について説明する。
〈形態α−4の製造方法1〉
中間層〈8〉において、延性樹脂フィルム〈D〉と、その上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉とを、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉で挟み込んでいる合わせ構造体の場合について説明する。
まず、可塑剤または適宜な溶媒に日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散された塗布液、または、当該塗布液へ、さらに適宜なバインダー成分(シリケート等の無機バインダーあるいはアクリル系、ビニル系、ウレタン系の有機バインダー等)を配合して調製した塗布液を製造する。この塗布液を、延性樹脂フィルム〈D〉の片面に塗布して、延性樹脂フィルム〈D〉上に微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を形成する。尚、延性樹脂フィルム〈D〉の上に微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を形成する際、延性樹脂フィルム〈D〉の表面に対し、樹脂バインダーとの結着性向上を目的として、予め、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、プライマー層コート処理などによる表面処理を施してもよい。
他方、日射遮蔽機能を有する微粒子や、紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まないビニル系樹脂組成物を、シート状に成形して微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を得る。
そして、延性樹脂フィルム〈D〉と、その上に形成された微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉とを、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉で挟み込んで中間層〈8〉とする。
当該構成を採ることで、延性樹脂フィルム〈D〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉と、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉との間で、接着性に関する問題が起きるのを回避
できる。
中間層〈8〉においても、1つの遮蔽層である微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を、日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉と、紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉とに分けてもよい。
また、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉に、色調調整等の効果を有する適宜な添加剤を含有させる構成も好ましい。
〈形態α−4の製造方法2〉
中間層〈8〉において、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散された延性樹脂フィルム〈D〉を、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉で挟み込んでいる合わせ構造体の場合について説明する。
延性を有する樹脂を、その融点付近の温度(200〜300℃前後)で加熱し、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子と混合し混合物とする。次に、当該混合物をペレット化し、所定の方式で樹脂フィルムや樹脂ボード等を形成し、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散された延性樹脂フィルム〈D〉を製造する。
例えば、押し出し成形法、インフレーション成形法、溶液流延法、キャスティング法などにより形成可能である。
当該成型時における、樹脂フィルムやボードの厚さは、使用目的に応じて適宜選定すればよい。
また、当該延性を有する樹脂に添加する日射遮蔽機能を有する微粒子量および紫外線遮蔽機能を有する微粒子量は、基材の厚さや必要とされる光学特性、機械特性に応じて可変であるが、一般的に樹脂の重量に対して50重量%以下が好ましい。
他方、日射遮蔽機能を有する微粒子や紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まないビニル系樹脂組成物を、シート状に成形して微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を得る。
当該2枚の微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉間に、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散された延性樹脂フィルム〈D〉を挟み込み、中間層〈8〉を製造する。この中間層〈8〉を、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の間に挟み込んで貼り合せることにより、合わせ構造体を製造する。
さらに、所望により、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉へ、色調調整等の効果を有する適宜な添加剤を添加することも好ましい構成である。当該構成により、多機能を有する合わせ構造体を得ることができる。
以上説明した、〈形態α−4の製造方法1、2〉によっても、延性樹脂フィルム〈D〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉、または、日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉、紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉の膜厚を薄く設定することができる。そして、当該膜厚を薄く設定することにより、日射遮蔽機能層および紫外線遮蔽膜が、赤外線および紫外線の吸収効果に加えて反射効果も発揮するので、赤外線および紫外線の遮蔽機能の向上を図ることができる。この結果、高い遮蔽機能を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
(形態β−4)
形態β−4とは、少なくとも一方の合わせ板として、微粒子を含有する合わせ板〈2〉を用い、中間層〈8〉が、延性樹脂フィルム〈D〉の片面上に形成された微粒子を含有する遮蔽層〈C〉と、2層以上の積層した中間膜とを有する合わせ構造体、または、中間層〈8〉が、延性樹脂フィルム〈D〉内に日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散され遮蔽機能を有する延性樹脂フィルム〈D〉と、2層以上の積層した
中間膜とを有する合わせ構造体である(図4(β)参照)。
形態β−4に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なくとも1枚を、微粒子を含有する合わせ板〈2〉に代替する以外は、形態α−4と同様に製造することができる。
上記形態の合わせ構造体の中間層〈8〉と、微粒子を含有する合わせ板〈2〉とには、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該方法によっても、α−4と同様に、合わせ構造体中における日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽膜の膜厚を薄く設定することができる。そして、当該膜厚を薄く設定することにより、日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽膜が赤外線および/または紫外線の吸収効果に加えて反射効果も発揮するので、遮蔽特性の向上を図ることができる。これにより高い遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
さらに、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉に適宜な添加剤を添加することで、色調調製等の機能付加を行うことができる。
(形態α−5)
形態α−5とは、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を用いて中間層〈9〉を挟み込んでいる。
そして中間層〈9〉は、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉と、その上に形成される微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉とを有する合わせ構造体である(図5(α)参照)。
形態α−5は、例えば、以下のようにして製造される。
可塑剤または適宜な溶媒に、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を分散させて、添加液を製造する。そして、当該添加液へ、適宜なバインダー成分(シリケート等の無機バインダーあるいはアクリル系、ビニル系、ウレタン系の有機バインダー等)を配合して塗布液を製造する。
この塗布液を、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉の一方の面に塗布して、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を形成する。
次に、この微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉と、その上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉とを、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の間に挟み込んで貼り合わせることにより、合わせ構造体とする。
中間層〈9〉上において、上述したように微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を用いてもよいが、日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉と、紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉とを用いてもよい。
当該製造方法によれば、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む遮蔽層を、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉の表面に形成している。この結果、当該日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子へ、さらにフィラー等の添加物を所望に応じて添加することができ、遮蔽機能の向上を図ることができる。これにより高い遮蔽機能を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
(形態β−5)
形態β−5とは、少なくとも一方の合わせ板として、微粒子を含有する合わせ板〈2〉を用い、中間層〈9〉が、中間膜の一方の面に微粒子を含有する遮蔽層〈C〉が形成された合わせ構造体である(図5(β)参照)。
形態β−5に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なくとも1枚を、微粒子を含有する合わせ板〈2〉に代替する以外は、形態α−5と同様に製造することができる。上記形態の合わせ構造体の中間層〈9〉と、微粒子を含有する合わせ板〈2〉とには、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該方法によっても、微粒子を含有する遮蔽層〈C〉を、中間膜である樹脂シートの表面に形成しているので、当該日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子へ、さらにフィラー等の添加物を所望に応じて添加することができ、遮蔽特性の向上を図ることができる。これにより高い遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を、安価な生産コストで製造することができる。
(形態α−6)
形態α−6とは、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を用いて中間層〈10〉を挟み込んでいる合わせ構造体である(図6(α)参照)。
そして中間層〈10〉は、接着剤層〈E〉、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉、剥離層〈F〉、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を有する。
形態α−6は、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉と剥離層〈F〉との積層体を、接着剤層〈E〉の効果により微粒子を含有しない合わせ板〈1〉へ接着させている。すなわち、形態α−6は、「一方の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉−接着剤層〈E〉−微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉−剥離層〈F〉−微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉−他方の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉」という構造を有している。
形態α−6は、例えば、以下のようにして製造される。
まず、フィルムシ−ト(例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカ−ボネ−ト、ポリイミド、フッ素などの樹脂フィルム、紙、セロファンなどが挙げられる。)の一方の面に、剥離層〈F〉(例えば、ワックス層、アクリル系樹脂層、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタール層など)を形成する。この剥離層〈F〉上に、微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を形成し、さらに当該微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉上へ、接着剤層〈E〉(例えば、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタール層、ポリ塩化ビニル層、塩化ビニル−エチレン共重合体層、塩化ビニル−エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層、塩化ビニル−エチレン−グリシジルアクリレート共重合体層、ポリ塩化ビニリデン層、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体層、ポリアミド層、ポリメタクリル酸エステル層、アクリル酸エステル共重合体層などが挙げられる。)を形成して積層体とし、転写フィルムを得る。
この転写フィルムの接着剤層〈E〉を、一方の、粒子を含有しない合わせ板〈1〉の内側の面に加圧下で接着した後、前記転写フィルムからフィルムシートを剥離すると、剥離層〈F〉の存在から積層体よりフィルムシートのみが剥離される。その上に微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉を積層して得られた中間層〈10〉を、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の間に挟み込んで形態α−6が製造される。
ここで、得られる形態α−6に係る合わせ構造体の一例として、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉にて中間層〈10〉を挟み込んでいるものがある。そして、当該中間層〈10〉は、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉−剥離層〈F〉−微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉−接着剤層〈E〉から構成される。当該構成において、剥離層〈F〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉を、日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉と、紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉との組み合わせとしてもよい。
形態α−6によれば、剥離層〈F〉上の微粒子を含有する遮蔽層〈C0〉、または、日射遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’〉と紫外線遮蔽機能を有する遮蔽層〈C’’〉の膜厚を薄くすることが出来る。
また、剥離層〈F〉や接着剤層〈E〉へ、適宜な添加剤を加えることで、色調調整等の機能付加を行うことができる。
(形態β−6)
形態β−6とは、少なくとも一方の合わせ板として、微粒子を含有する合わせ板〈2〉を用い、中間層〈10〉が、前記板ガラス、プラスチックから選ばれた2枚の合わせ板の一方の内側の面に、接着剤層〈E〉、微粒子を含有する遮蔽層〈C〉、剥離層〈F〉の順に積層された積層体の前記接着剤層〈E〉を接着させ、さらに、前記積層体の前記剥離層〈F〉側へ前記積層体と重なり合う中間膜または2層以上の積層した中間膜と、を有している合わせ構造体(すなわち、当該合わせ構造体は、「一方の合わせ板−接着剤層〈E〉−微粒子を含有する遮蔽層〈C〉−剥離層〈F〉−中間膜または2層以上の積層した中間膜−他方の合わせ板」の構造を有している。)である(図6(β)参照)。
形態β−6に係る合わせ構造体は、2枚の微粒子を含有しない合わせ板〈1〉の少なくとも1枚を、微粒子を含有する合わせ板〈2〉に代替する以外は、形態α−6と同様に製造することができる。上記形態の合わせ構造体の中間層と、微粒子を含有する合わせ板〈2〉とには、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
当該方法によっても、容易に膜厚の薄い遮蔽層を製造することができ、さらに、剥離層〈F〉や接着剤層〈E〉へ、適宜な添加剤を加えることで、色調調整等の機能付加を行うことができる。
(形態β−7)
形態β−7とは、少なくとも一方の合わせ板として、微粒子を含有する合わせ板〈3〉を用い、中間層〈11〉が、微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉により構成された合わせ構造体である(図7参照)。
形態β−7に係る合わせ構造体の合わせ板における、微粒子を含有する合わせ板〈3〉には、少なくとも日射遮蔽機能を有する微粒子と紫外線遮蔽機能を有する微粒子、各々少なくとも1種以上が含有されるように選択構成されていればよい。
例えば、中間層〈11〉が、ビニル系樹脂を含む微粒子を含有しない樹脂シート〈B〉により構成された日射遮蔽用合わせ構造体は、例えば、以下のようにして製造される。
可塑剤をビニル系樹脂に添加してビニル系樹脂組成物を調製し、このビニル系樹脂組成物をシート状に成形して中間膜用シートを得る。当該中間膜シートの少なくとも一方の合わせ板として、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有した樹脂ボードを用い、他方の合わせ板として、微粒子を含有しない合わせ板〈1〉を用いればよい。
当該方法により、高い遮蔽特性を有し、ヘイズ値は小さい合わせ構造体を製造することができる。さらに当該方法は、合わせ構造体の製造が容易で、生産コストの安価な合わせ構造体を製造することができる。
さらに、中間膜および/または他方の合わせ板の樹脂ボードへ適宜な添加剤を加えることで、色調調整等の機能付加を行うことができる。
[合わせ構造体の製造方法]
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を、可塑剤
または適宜な溶媒に分散させる方法は、当該微粒子が可塑剤または適宜な溶媒中へ均一に分散できる方法であれば任意に採用してよい。例えば、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散等の方法を挙げることができる。そして、上記微粒子を、可塑剤または適宜な溶媒へ均一に分散することによって、本発明に係る合わせガラスの製造に適用される上記添加液や塗布液が製造される。
上記微粒子を分散させる適宜な溶媒は、特に限定されるものではない。従って、当該溶媒は、遮蔽膜を形成する条件およびビニル系樹脂組成物を調製する際に配合されるビニル系樹脂等に合わせて、適宜選択することが可能である。例えば、水やエタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコール等のアルコール類、メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル等のエーテル類、エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン等のケトン類といった各種の有機溶媒が使用可能である。
また、必要に応じて当該溶媒へ、酸やアルカリを添加してpH調整することも好ましい構成である。さらに、上記塗布液中における微粒子の分散安定性を一層向上させるため、当該溶媒へ、各種の界面活性剤、カップリング剤等の添加することも好ましい構成である。
上記ビニル系樹脂の可塑性を調整する可塑剤も特に限定されない。例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、アジピン酸−ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジイソデシル、エポキシ脂肪酸モノエステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキソエート、セバシン酸ジブチル、ジブチルセバケート等の可塑剤が挙げられる。
上記ビニル系樹脂としては、例えばポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−エチレン−グリシジルアクリレート共重合体、塩化ビニル−グリシジルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−グリシジルアクリレート共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリ酢酸ビニルエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール−ポリビニルブチラール混合物等が挙げられる。尤も、ガラスやプラスチックとの接着性、透明性、安全性などの観点からは、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアセタールやエチレン−酢酸ビニル共重合体が、好ましい。
日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる中間膜用シート、または、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない樹脂シート、の形成方法には公知の方法を用いることが出来る。
例えば、カレンダーロール法、押出法、キャスティング法、インフレーション法等の形成方法を用いることができる。
特に、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子とビニル系樹脂組成物とを含む前者の樹脂シートにおいて、上記ビニル系樹脂組成物は、例えば日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が可塑剤に分散された添加液をビニル系樹脂に添加し、混練して上記微粒子が均一に分散して製造されるものである。このように製造されたビニル系樹脂組成物を、シート状に成形することができる。
尚、ビニル系樹脂組成物をシート状に成形する際には、必要に応じて、熱安定剤、酸化防止剤等を配合し、また、シートの貫通性制御のために接着力調整剤(例えば金属塩)を配合するのも好ましい構成である。尤も、本発明に係る合わせ構造体の製造方法は、上述した合わせ構造体を製造できる方法であれば、特に、限定されるものではない。
[日射遮蔽体形成用分散液の製造方法]
本発明に係る合わせ構造体に、好個に適用できる日射遮蔽体形成用分散液の製造方法について説明する。
本発明に係る日射遮蔽体形成用分散液は、溶媒と日射遮蔽用微粒子とを含有し、当該日射遮蔽用微粒子が当該溶媒中に分散している日射遮蔽体形成用分散液である。この日射遮蔽用微粒子は、前記した一般式W(但し、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物の微粒子、および/または、一般式M(但し、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される複合タングステン酸化物の微粒子で構成される。また、当該日射遮蔽用微粒子を含む粉体、その粉体色がL表色系において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15〜15であるタングステン酸化物微粒子である。そして、前記溶媒中に分散された当該タングステン酸化物微粒子の分散微粒子径は800nm以下である。前記溶媒中に分散されるタングステン酸化物微粒子の分散微粒子径が800nm以下まで十分細かく、かつ、均一に分散した日射遮蔽体形成用分散液を適用することにより、高い日射遮蔽機能を有する日射遮蔽体を得ることができる。
ここで、日射遮蔽体形成用分散液中における、当該タングステン酸化物微粒子の分散粒子径について簡単に説明する。
タングステン酸化物微粒子の分散粒子径とは、溶媒中に分散しているタングステン酸化物微粒子が凝集して生成した凝集粒子の径を意味するものであり、市販されている種々の粒度分布計で測定することができる。例えば、タングステン酸化物微粒子分散液からタングステン酸化物微粒子の単体や凝集体が存在する状態のサンプルを採取し、当該サンプルを、動的光散乱法を原理とした大塚電子(株)社製ELS−8000にて測定することで求めることができる。
当該日射遮蔽体形成用分散液において、前記タングステン酸化物微粒子の分散粒径は800nm以下であることが望ましい。分散粒径が800nm以下であると、得られた日射遮蔽体が単調に透過率の減少した灰色系の膜や成形体(板、シートなど)になってしまうことを回避でき、高い日射遮蔽機能を示すからである。さらに、当該日射遮蔽体形成用分散液が凝集した粗大粒子を多く含んでいなければ、これら粗大粒子が光散乱源となって曇り(ヘイズ)を発生させ、可視光透過率が減少する原因となるのを回避することができるので好ましい。
なお、当該タングステン酸化物微粒子を溶媒へ分散させる方法は、均一に分散できる方法であれば特に限定されず、例えば、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、超音波ホモジナイザーなどを用いた粉砕・分散処理方法が挙げられる。これらの器材を用いた分散処理によって、タングステン酸化物微粒子の溶媒中への分散と同時にタングステン酸化物微粒子同士の衝突等による微粒子化も進行し、タングステン酸化物粒子をより微粒子化して分散させることができる(すなわち、粉砕・分散処理される)。
さらに、前記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から選択される1種以上の元素を含む酸化物の微粒子、または、一般式XB(但し、Xはアルカリ土類金属元素またはイットリウム(Y)を含む希土類元素から選択された元素、Bはホウ素、4≦m<6.3)で表されるホウ化物の微粒子、または、InSn12などのインジウム錫複合酸化物の微粒子、から選択される少なくとも1種の微粒子を前記日射遮蔽体形成用分散液へ添加して、当該分散液中の溶媒中に分散させるのも好ましい構成である。
上述の構成により、日射遮蔽体の日射遮蔽機能の向上、日射遮蔽体の色調の調整、添加
フィラー量の削減、等の効果を得ることができるが、日射遮蔽機能の向上の観点からは、前記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から選択される1種以上の元素を含む酸化物の微粒子やインジウム錫複合酸化物の微粒子が好ましく、色調の調整、添加フィラー量の削減の観点からはホウ化物の微粒子が好ましい。さらに、可視光により近い近赤外線に対する遮蔽機能向上の観点からはホウ化物の微粒子が好ましい。尚、このときの添加割合は、所望とする日射遮蔽機能に応じて適宜選択すればよい。
また、前記日射遮蔽体形成用分散液は、無機バインダーまたは/及び樹脂バインダーを含む構成とすることができる。無機バインダーや樹脂バインダーの種類は特に限定されるものではない。例えば、当該無機バインダーとして、珪素、ジルコニウム、チタン、もしくはアルミニウムの金属アルコキシドやこれらの部分加水分解縮重合物あるいはオルガノシラザンが挙げられ、また、当該樹脂バインダーとして、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などが利用できる。
また、前記日射遮蔽体形成用分散液において、タングステン酸化物微粒子を分散した溶媒は特に限定されるものではなく、塗布・練り込み条件、塗布・練り込み環境、さらに、無機バインダーや樹脂バインダーを含有させたときはバインダーに合わせて適宜選択すればよい。当該溶媒としては、例えば、水やエタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類、メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテルなどのエーテル類、エステル類、アセトン、メチルエチフケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、インブチルケトンなどのケトン類といった各種の有機溶媒が使用可能である。または必要に応じて酸やアルカリを添加してpH調整してもよい。さらに、分散液中の微粒子の分散安定性を一層向上させるためには、各種の界面活性剤、カップリング剤などの添加も勿論可能である。
さらに、前記日射遮蔽体形成用分散液を用いて、板ガラス、樹脂ボード、樹脂シート、樹脂フィルムといった透明基材上に被膜を形成したとき、当該膜の導電性は、当該タングステン酸化物微粒子の接触個所を経由した導電パスに沿って得られる。そこで、例えば、前記日射遮蔽体形成用分散液中の界面活性剤やカップリング剤の量を加減することで、当該導電パスを部分的に切断することができ、106Ω/□以上の表面電気抵抗値にして膜の導電性を低下させることは容易である。また、前記日射遮蔽体形成用分散液中の無機バインダーまたは/及び樹脂バインダーの含有量の加減によっても当該膜の導電性を制御できる。
次に、前記日射遮蔽体形成用分散液を、板ガラス、樹脂ボード、樹脂シート、樹脂フィルムといった適宜な透明基材上に塗布して被膜を形成する場合、当該塗布方法は特に限定されない。当該塗布方法は、例えば、スピンコート法、バーコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、ロールコート法、流し塗りなど、分散液を平坦かつ薄く均一に塗布できる方法であればいずれの方法でもよい。
また、前記日射遮蔽体形成用分散液中に無機バインダーとして、珪素、ジルコニウム、チタン、もしくはアルミニウムの金属アルコキシド及びその加水分解重合物を含む場合、分解液の塗布後の基材加熱温度を100℃以上とすることで、塗膜中に含まれるアルコキシドまたはその加水分解重合物の重合反応を殆ど完結させることができる。重合反応を殆ど完結させることで、水や有機溶媒が膜中に残留して加熱後の膜の可視光透過率の低減の原因となることを回避できることから、前記加熱温度は100℃以上が好ましく、さらに好ましくは分散液中の溶媒の沸点以上である。
また、前記日射遮蔽体形成用分散液中に樹脂バインダーを使用した場合は、それぞれの樹脂バインダーの硬化方法に従って硬化させればよい。例えば、樹脂バインダーが紫外線硬化樹脂であれば紫外線を適宜照射すればよく、また常温硬化樹脂であれば塗布後そのまま放置しておけばよい。
また、日射遮蔽体形成用分散液が樹脂バインダーまたは無機バインダーを含まない場合、透明基材上に得られる被膜は、前記タングステン酸化物微粒子のみが堆積した膜構造になる。そして当該被膜はこのままでも日射遮蔽効果を示す。しかし、この膜上へ、さらに珪素、ジルコニウム、チタン、またはアルミニウムの金属アルコキシドやこれらの部分加水分解縮重合物などの無機バインダー、または樹脂バインダーを含む塗布液を塗布して被膜を形成して多層膜とするとよい。当該構成を採ることにより、前記塗布液成分が第1層のタングステン酸化物微粒子の堆積した間隙を埋めて成膜されるため、膜のヘイズ値が低減して可視光透過率が向上し、また微粒子の基材への結着性が向上する。
以上のようにして成膜された、透明基材とこの上に形成された被膜とで構成される本発明に係る日射遮蔽体は、タングステン酸化物微粒子が前記被膜内に適度に分散しているため、膜内を結晶が緻密に埋めた鏡面状表面をもつ物理成膜法による酸化物薄膜に比べて可視光領域での反射が少なく、ギラギラした外観を呈することが回避できる。その一方で、可視域から近赤外域にプラズマ周波数をもつため、これに伴うプラズマ反射が近赤外域で大きくなり日射遮蔽性に優れている。
また、当該被膜の可視光域における反射をさらに抑制したい場合には、タングステン酸化物微粒子が分散された被膜の上に、SiOやMgFのような低屈折率の膜を成膜することにより、容易に視感反射率1%以下の多層膜を得ることができる。
また、当該日射遮蔽膜の可視光透過率を向上させるために、さらにATO、ITO、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム錫複合酸化物などの粒子を混合してもよい。
[紫外線遮蔽体形成用分散液の製造方法]
一方、紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、上記したように、結晶子径が15nm〜20nmで、比表面積が25m/g〜55m/gで、平均粒子径が19nm〜41nmで、X線回折(101)ピークの半価幅が0.55以下であり、かつSi、Al、Zr、Tiから選択された1種以上の元素を含む表面処理剤によって表面処理された酸化亜鉛微粒子である。当該微粒子を用いて、上記日射遮蔽体形成用分散液と同様の方法にて紫外線遮蔽体形成用分散液を製造することができる。
以下に、本発明の実施例を比較例とともに具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。尚、各実施例および比較例においては、日射遮蔽用合わせ構造体を、合わせ構造体と略記する。
各実施例において、タングステン酸化物の微粒子や複合タングステン酸化物微粒子の粉体色(10°視野、光源D65)、および合わせ構造体の可視光透過率並びに日射透過率は、日立製作所(株)製の分光光度計U−4000を用いて測定した。また、ヘイズ値は村上色彩技術研究所(株)社製HR−200を用いて測定した。
(実施例1)
水49gにCsCO19.5gを溶解し、これをHWO90.7gに添加して十分攪拌した後、乾燥した。該乾燥物を、Nガスをキャリアーとした1.6%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で20分焼成して微粒子aを得た。微粒子aの粉体色は、Lが35.8916、aが0.2858、bが−4.1821であり、粉末X線回折による結晶相の同定の結果、六方晶Cs0.33WO単相であった。
次に、当該微粒子a8重量%、メチルイソブチルケトン84重量%、高分子系分散剤8
重量%を秤量し、0.3mmφZrOビーズを入れたペイントシェーカーで6時間粉砕・分散処理することによって分散液(A液)を調製した。ここで、当該分散液(A液)内におけるタングステン酸化物微粒子の分散粒子径を測定したところ、80nmであった。
一方、イソプロピルアルコール320gと、結晶子径が17.8nmで、比表面積が54.5m/gで、平均粒子径が19.0nmであり、かつX線回折(101)ピークの半価幅が0.47である10%SiO含有酸化亜鉛微粒子(住友金属鉱山(株)製ZnO)80gを混合攪拌し、これを媒体攪拌ミルで分散処理を行い、平均分散粒子径100nmのZnO微粒子の分散液を調製した(B液)。
次に、B液200gと、アルコキシシリル基(Si−OR)および/またはシラノール基(Si−OH)を有しメチル基を有機置換基とするシリコーンレジン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製TSR127B(不揮発分50%))40gと、イソプロピルアルコール158gと、触媒(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製YC9103)2gとを混合攪拌し混合液(C液)とした。
次に、このC液を、120℃で2時間加熱処理しながら真空乾燥して溶媒を蒸発させて乾固物とし、得られた乾固物を乾式粉砕することで、酸化亜鉛微粒子に対して、約1/2倍重量のシラン化合物で被覆された表面処理酸化亜鉛微粒子(微粒子b)を得た。
この微粒子b52.8gと、分散剤(アクリル樹脂系高分子分散剤)41.25gと、トルエン125.95gとを混合攪拌し、さらに、媒体攪拌ミルで分散処理することによって分散液(D液)を調製した。ここで、当該分散液(D液)内における微粒子bの分散粒子径を測定したところ、100nmであった。
次に、上記得られた分散液(A液)をポリビニルブチラールに添加し、そこへ可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレートを加え、微粒子aの濃度が0.0366重量%、ポリビニルブチラール濃度が71.1重量%となるように樹脂シート用組成物を調製した。調製された該組成物をロールで混練して、0.76mm厚のシート状に成形し樹脂シートAを作製した。一方、上記分散液(D液)をポリビニルブチラールに添加し、そこへ可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレートを加え、微粒子bの濃度が0.15重量%、ポリビニルブチラール濃度が71.1重量%となるように樹脂シート用組成物を調製した。調製された当該組成物をロールで混練して、0.76mm厚のシート状に成形し樹脂シートBを作製した。作製された樹脂シートA、Bを積層して、100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板2枚の間に挟み込み、80℃に加熱して仮接着した後、140℃、14kg/cmのオートクレーブにより本接着を行い、合わせ構造体Aを作製した。
表1に示すように、当該合わせ構造体Aにおける可視光透過率80.0%のときの日射透過率は47.5%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例2)
結晶子径が19.6nmで、比表面積が33.5m/gで、平均粒子径が30.9nmであり、かつX線回折(101)ピークの半価幅が0.43である酸化亜鉛微粒子(住友金属鉱山(株)製ZnO)を用いた以外は、実施例1と同様にして表面処理酸化亜鉛微粒子(微粒子c)を得、さらに合わせ構造体Bを作製した。
表1に示すように、当該合わせ構造体Bにおける可視光透過率80.0%のときの日射透過率は47.5%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(比較例1)
結晶子径が13.7nmで、比表面積が75.4m/gで、平均粒子径が13.7nmであり、かつX線回折(101)ピークの半価幅が0.51である酸化亜鉛微粒子を用いた以外は実施例1と同様にして表面処理酸化亜鉛微粒子(微粒子d)を得、さらに合わせ構造体Cを作製した。
表1に示すように、可視光透過率82.4%のときの日射透過率は49.2%で、紫外線透過率は1.2%で、ヘイズ値は0.2%であった。
(比較例2)
結晶子径が48.3nmで、比表面積が19.5m/gで、平均粒子径が53.1nmであり、かつX線回折(101)ピークの半価幅が0.28である酸化亜鉛微粒子を用いた以外は実施例1と同様にして表面処理酸化亜鉛微粒子(微粒子e)を得、さらに合わせ構造体Dを作製した。
表1に示すように、可視光透過率79.5%のときの日射透過率は47.6%で、紫外線透過率は0.9%で、ヘイズ値は2.3%であった。
(実施例3)
2枚のクリアガラスの内1枚をポリカーボネートに替えた以外は、実施例1と同様にして実施例3に係る合わせ構造体Eを作製した。
表1に示すように、実施例3の合わせ構造体Eの可視光透過率79.5%のときの日射透過率は47.8%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例4)
WO10gを坩堝に入れ、Nガスをキャリアーとした3%Hガスを供給しながら加熱し、700℃の温度で1時間焼成して微粒子aを得た。この微粒子aの粉体色は、Lが34.6894、aが2.3858、bが−5.0937であり、粉末X線回折による結晶相の同定の結果、W1849単相であった。
次に、当該微粒子a5重量%、高分子系分散剤5重量%、メチルイソブチルケトン90重量%を秤量し、0.3mmφZrOビーズを入れたペイントシェーカーで6時間粉砕・分散処理することによって分散液(E液)を調製した。ここで、当該分散液(E液)内におけるタングステン酸化物微粒子の分散粒子径を測定したところ、75nmであった。
次に、上記分散液(E液)をポリビニルブチラールに添加し、そこへ可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレートを加え、微粒子aの濃度が0.0366重量%、ポリビニルブチラール濃度が71.1重量%となるように樹脂シート用組成物を調製した。調製された当該組成物をロールで混練して、0.76mm厚のシート状に成形し樹脂シートCを作製した。該樹脂シートCと実施例1で作製した樹脂シートBを積層して100mm×100mm×約2mm厚の2枚のクリアガラス基板の間に挟み込み、80℃に加熱して仮接着した後、140℃、14kg/cmのオートクレーブにより本接着を行い、合わせ構造体Fを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.3%のときの日射透過率は53.5%で、紫外線透過率0%、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例5)
実施例1の分散液(A液)をポリカーボネート樹脂にCS0.33WO濃度が0.0274重量%となるように添加し、ブレンダーで均一に混合し、二軸押し出し機で均一に溶融混練した後、Tダイを用いて厚さ2mmに押し出し成形し、CS0.33WO微粒子が樹脂全体に均一に分散したポリカーボネートシートを得た。該シートと、もう一方のクリアガラス基板との間に実施例1で作製した樹脂シートBを挟み込んだ以外は、実施例1と同様にして合わせ構造体Gを作製した。
表1に示すように、可視光透過率81.5%のときの日射透過率は50.4%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例6)
実施例5において、ポリカーボネート樹脂の替わりにPET樹脂を用いた以外は、実施
例5と同様にして厚さ2mmに押し出し成形し、CS0.33WO微粒子が樹脂全体に均一に分散したPETシートを得た。該シートと、もう一方のクリアガラス基板との間に実施例1で作製した樹脂シートBを挟み込んだ以外は、実施例1と同様にして合わせ構造体Hを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.9%のときの日射透過率は50.2%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例7)
実施例1において、ポリカーボネート樹脂の替わりにアクリル樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして厚さ2mmに押し出し成形し、CS0.33WO微粒子が樹脂全体に均一に分散したアクリルシートを得た。該シートと、もう一方のクリアガラス基板との間に実施例1で作製した樹脂シートBを挟み込んだ以外は、実施例1と同様にして合わせ構造体Iを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.7%のときの日射透過率は48.8%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例8)
実施例1で作製した0.76mm厚の樹脂シートAとBとの間に、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽微粒子を含有しないポリビニルブチラールシートを介在させた以外は、実施例1と同様にして合わせガラス化して実施例9に係る合わせ構造体Jを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.4%のときの日射透過率は47.5%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例9)
実施例1の分散液(A液)を、番手24のバーで100mm×100mm×厚さ約2mmのクリアガラス基板に塗布した後、180℃で1時間焼成して日射遮蔽膜を形成した。
次に、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有しないクリアガラス基板と日射遮蔽膜が形成された前記クリアガラス基板とを上記日射遮蔽膜が内側になるように対向させ、かつこれら一対のクリアガラス基板間に実施例1で作製した0.76mm厚の樹脂シートBを介在させると共に、80℃に加熱して仮接着した後、140℃、14kg/cmのオートクレーブにより本接着を行って実施例9に係る合わせ構造体Kを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.3%のときの日射透過率は47.8%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例10)
実施例1で調製した上記分散液(A液)のメチルイソブチルケトンをトルエンに替えた以外は、実施例1と同様にして日射遮蔽体形成用分散液(F液)を調製し、該分散液(F液)をバーコーターで延性ポリエステルフィルム(厚さ50μm)の片面に塗布した後、乾燥し、70℃で1分の条件で高圧水銀ランプを照射して日射遮蔽層を形成した。該日射遮蔽層を、0.76mm厚のポリビニルブチラールシートと実施例1で作製した樹脂シートBとの間に介在させて、これを2枚の100mm×100mm×厚さ約2mmのクリア間に挟み込み、80℃に加熱して仮接着した後、140℃、14kg/cmのオートクレーブにより本接着を行って実施例8に係る合わせ構造体Lを作製した。
表1に示すように、可視光透過率80.5%のときの日射透過率は48.0%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例11)
ポリビニルブチラールに代えて、エチレン−酢酸ビニル共重合体とした以外は実施例1
と同様にしてCs0.33WOを含有する樹脂シートCと表面処理酸化亜鉛を含有する樹脂シートDを得、実施例11に係る合わせ構造体Mを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.6%のときの日射透過率は48.1%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例12)
実施例1の分散液(B液)をPET樹脂に微粒子b濃度が0.11重量%となるように添加し、ブレンダーで均一に混合し、二軸押し出し機で均一に溶融混練した後、Tダイを用いて厚さ2mmに押し出し成形し、微粒子bが樹脂全体に均一に分散したPETシートを得た。該シートと、実施例9で作製した日射遮蔽層を付与したクリアガラスの日射遮蔽層側との間に0.76mm厚のエチレン−酢酸ビニル共重合シートを介在させて、クリアガラス/エチレン−酢酸ビニル共重合体シート/PETフィルムの構成を有するバイレイヤーガラスとし、80℃に加熱して仮接着した後、140℃、14kg/cmのオートクレーブにより本接着を行って実施例12に係る合わせ構造体Nを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.7%のときの日射透過率は48.0%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(比較例3)
実施例1において、Cs0.33WOの替わりに市販のWO3(関東化学社製、粉体色Lが92.5456、aが−11.3853、bが34.5477)を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1に係る合わせ構造体Oを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.1%のときの日射透過率は64.0%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(比較例4)
実施例1で作製した樹脂シートAを、2枚のクリアガラス間に介在させた以外は実施例1と同様にして比較例4に係る合わせ構造体Pを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.2%のときの日射透過率は47.5%で、紫外線透過率は63.0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例13)
実施例1記載の10%SiO含有酸化亜鉛微粒子(住友金属鉱山(株)製ZnO)を用い、ポリカーボネート樹脂にZnO濃度が0.14重量%、シランカップリング剤(東レダウコーニング製SH6040)0.14重量%となるように添加し、ブレンダーで均一に混合した後、二軸押出機で溶融混練して厚さ2mmに成形し、酸化亜鉛微粒子が全体に均一に分散したポリカーボネートシートを得た。該シートと実施例5で作製したCS0.33WO微粒子が樹脂全体に均一に分散したポリカーボネートシートとの間に、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有しない0.76mm厚のポリビニルブチラールシートを介在させた以外は、実施例1と同様にして合わせガラス化して実施例13に係る合わせ構造体Qを得た。
表1に示すように、可視光透過率82.1%のときの日射透過率は50.5%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例14)
比表面積65.3m/gのアンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子30重量%、メチルイソブチルケトン65重量%、高分子系分散剤5重量%を混合し、0.1mmφのジルコニアビーズと共に容器に充填した後、1.5時間のビーズミル分散処理を施してATO分散液(G液)を調製した。
実施例1で調製した分散液(A液)とATO分散液(G液)を、微粒子aとATO微粒子との重量比が70:30となるようによく混合して分散液(H液)を調製した。得られ
た分散液(H液)を、微粒子aの濃度が1.80重量%、ATO微粒子濃度が0.77重量%、常温硬化性バインダー15重量%、メチルイソブチルケトン70.63重量%および高分子系分散剤11.8重量%からなる分散液(I液)を、フローコートで実施例1と同様のクリアガラス基板に塗布した後、180℃で1時間焼成して日射遮蔽ガラスを得た。当該日射遮蔽ガラスの膜面が内側になるようにして、もう一方のクリアガラス基板との間に紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含有する実施例1と同様の樹脂シートBを介在させた以外は、実施例1と同様にして合わせガラス化して実施例14に係る合わせ構造体Rを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.6%のときの日射透過率は54.0%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例15)
平均粒径約1μmの六ホウ化ランタン(LaB)粒子20重量%、高分子系分散剤5重量%、トルエン75重量%を、0.3mmφZrO2ビーズを入れたペイントシェーカーで24時間分散処理することにより、平均分散粒子径86nmのLaB分散液(J液)を調製した。当該分散液(J液)と実施例1で調製した分散液(A液)を、微粒子aとLaBとの重量比が80:20となるようによく混合して分散液(K液)を調製した。得られた分散液(K液)をポリビニルブチラールに添加し、そこへ可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレートを加え、微粒子aの濃度が0.0293重量%、LaB微粒子濃度が0.001重量%、ポリビニルブチラール濃度が71.1重量%となるように樹脂シート用組成物を調製した以外は、実施例1と同様にして合わせガラス化して実施例15に係る合わせ構造体Sを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.3%のときの日射透過率は52.0%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例16)
実施例1の分散液(A液)と分散液(D液)をポリビニルブチラールに添加し、そこへ可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレートを加え、微粒子aの濃度が0.0366重量%、微粒子bの濃度が0.15重量%、ポリビニルブチラール濃度が71.1重量%となるように樹脂シート用組成物を調製した以外は、実施例1と同様に合わせガラス化して実施例16に係る合わせ構造体Tを得た。
表1に示すように、可視光透過率79.8%のときの日射透過率は47.6%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.5%であった。
(実施例17)
実施例5のポリカーボネートシートと100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板との間に、実施例1の0.76mm厚の樹脂シートBとの間に、日射遮蔽機能および紫外線遮蔽微粒子を含有しない樹脂シートを積層して挟み込んだ以外は、実施例1と同様に合わせガラス化して実施例17に係る合わせ構造体Uを得た。
表1に示すように、可視光透過率81.6%のときの日射透過率は50.3%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.3%であった。
(実施例18)
実施例1で調製した上記分散液(D液)をバーコーターで延性ポリエステルフィルム(厚さ50μm)の片面に塗布した後、乾燥し、70℃で1分の条件で高圧水銀ランプを照射して日射遮蔽層を形成した。該日射遮蔽層を2枚の0.76mm厚のポリビニルブチラールシート間に介在させて、これを実施例5のポリカーボネートシートと、日射遮蔽機能および紫外線遮蔽微粒子を含有しないポリカーボネートシート間に挟み込んだ以外は、実施例1と同様に合わせガラス化して実施例18に係る合わせ構造体Vを得た。
表1に示すように、可視光透過率80.7%のときの日射透過率は48.3%で、紫外
線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例19)
実施例1で調製した上記分散液(A液)をバーコーターで0.76mm厚のポリビニルブチラールシートの片面に塗布した後、乾燥し、70℃で1分の条件で高圧水銀ランプを照射して日射遮蔽層を形成した。該日射遮蔽膜を、実施例1の0.76mm厚の樹脂シートBと積層して、100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板2枚の間に挟み込んだ以外は、実施例1と同様にして実施例19に係る合わせ構造体Wを得た。
表1に示すように、可視光透過率79.8%のときの日射透過率は47.6%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例20)
実施例19において、樹脂シートBに替えて日射遮蔽機能および紫外線遮蔽微粒子を含有しない0.76mm厚のポリビニルブチラールシートを用い、また、1枚のクリアガラス基板に替えて実施例5のポリカーボネートシートを用いた以外は、実施例1と同様にして実施例20に係る合わせ構造体Xを得た。
表1に示すように、可視光透過率79.7%のときの日射透過率は47.5%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.5%であった。
(実施例21)
ポリエステルフィルムの片面に、ポリビニルブチラール樹脂9重量%、イソプロピルアルコール91重量%からなる溶液を塗布、乾燥した後、この上に、実施例1の分散液(A液)を塗布乾燥して、日射遮蔽層を形成した。さらに当該日射遮蔽層上に、ポリビニルブチラール樹脂10重量%、ポリプロピレングリコールジメタクリレート3重量%、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート1重量%、9−フェニルアクリジン0.5重量%、イソプロピルアルコール85.5重量%からなる塗液を塗布、乾燥した。次に、その上にポリプロピレンフィルムをラミネートしてカバ−フィルムとした。
次に、このカバーフィルムを剥がした後、接着層を100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板と接着させ、UV照射して接着層を硬化させた。
次に、実施例1記載の樹脂シートBを、アンダーコート層ともう1枚の100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板との間に介在させた以外は、実施例1と同様にして実施例21に係る合わせ構造体Yを得た。
表1に示すように、可視光透過率79.8%のときの日射透過率は51.7%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(実施例22)
実施例21において、樹脂シートBに替えて日射遮蔽機能および紫外線遮蔽微粒子を含有しないポリビニルブチラールシートを用い、さらに当該樹脂シートと圧着させる100mm×100mm×2.1mm厚のクリアガラス基板に替えて、実施例13に記載の10%SiO2含有酸化亜鉛微粒子を含むポリカーボネートシートを用いた以外は、実施例21と同様の操作法で実施例22に係る合わせ構造体Zを得た。
表1に示すように、可視光透過率79.7%のときの日射透過率は51.8%で、紫外線透過率は0%で、ヘイズ値は0.4%であった。
(評価)
表1より、実施例1〜22に係る合わせ構造体は、いずれも可視光透過率が79.5%以上と高いにも拘わらず、日射透過率は54%以下、紫外線透過率は0%であり、ヘイズ値も0.5%以下と、優れた光学特性を有していた。
これに対し、比較例1、2、4に係る合わせ構造体の日射透過率は、実施例1〜22と同水準であるが、紫外線透過率は0.9%〜63%と劣っており、比較例2に係る合わせ
構造体のヘイズ値は2.3%であった。また比較例3に係る合わせ構造体の紫外線透過率は実施例に係る合わせ構造体と同水準であるが、日射透過率は64%と劣ることが判明した。
Figure 2010228959

Claims (16)

  1. 日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムを、中間膜として有する中間層を、
    板ガラス、樹脂ボード、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含み、且つ、前記中間膜が有しない日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する樹脂ボード、から選ばれる合わせ板間に挟み込んだ日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体であって、
    前記日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、および/または、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物の微粒子であり、
    前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nm、X線回折における(101)ピークの半価幅が0.55以下の酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする合わせ構造体。
  2. 板ガラス、日射遮蔽機能を有する微粒子や紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない樹脂ボード、日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む樹脂ボードから選ばれる合わせ板を、一方の合わせ板とし、
    日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含み、且つ、前記一方の合わせ板が有しない日射遮蔽機能および/または紫外線遮蔽機能を有する樹脂ボードを他方の合わせ板とし、
    日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムを有する中間層を挟み込んだ、日射遮蔽機能および紫外線遮蔽機能を有する合わせ構造体であって、
    前記日射遮蔽機能を有する微粒子は、一般式W(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z /y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、および/または、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Reの内から選択される1種以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶、正方晶、立方晶、単斜晶のいずれか1種以上の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物の微粒子であり、
    前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子は、結晶子径が15nm〜20nm、比表面積が25m/g〜55m/g、平均粒子径が19nm〜41nm、X線回折における(101)ピークの半価幅が0.55以下の酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする合わせ構造体。
  3. 前記日射遮蔽機能を有する微粒子の粒子径が、1nm以上800nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の合わせ構造体。
  4. 前記タングステン酸化物の微粒子および複合タングステン酸化物の微粒子のL表色系による粉体色において、Lが25〜80、aが−10〜10、bが−15
    〜15の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の合わせ構造体。
  5. 前記日射遮蔽機能を有する微粒子が、
    前記タングステン酸化物の微粒子および/または前記複合タングステン酸化物の微粒子と、
    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の内から選択される1種以上の元素を含む酸化物微粒子または複合酸化物微粒子またはホウ化物の微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子との、混合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の合わせ構造体。
  6. 前記タングステン酸化物の微粒子および/または複合タングステン酸化物の微粒子と、前記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の内から選択される1種以上の元素を含む酸化物微粒子または複合酸化物微粒子またはホウ化物の微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子との、混合割合が、重量比で95:5〜5:95の範囲であることを特徴とする請求項5記載の合わせ構造体。
  7. 前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、Si、Al、Zr、Tiから選択された1種以上の元素を含む表面処理剤によって表面処理された酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の合わせ構造体。
  8. 前記紫外線遮蔽機能を有する微粒子が、Si、Al、Zr、Tiから選択される1種以上の元素を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の合わせ構造体。
  9. 前記樹脂シートおよび/または樹脂フィルムが、ビニル基を有する樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂から選ばれる、樹脂シートおよび/または樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の合わせ構造体。
  10. 前記ビニル基を有する樹脂が、ポリビニルブチラールまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項9に記載の合わせ構造体。
  11. 前記中間膜中に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散していることを特徴とする請求項1、3〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
  12. 前記中間層が、1層または2層以上の積層した中間膜を有し、
    当該中間膜の少なくとも1層に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散していることを特徴とする請求項1、3〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
  13. 前記中間層を挟み込む合わせ板の少なくとも一方の内側の面に形成された、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる遮蔽層と、
    当該遮蔽層へ積層される中間膜とを、有することを特徴とする請求項1、3〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
  14. 延性を有する樹脂フィルムの片面上に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含む遮蔽層が形成された延性遮蔽樹脂フィルム、または、延性を有する樹脂フィルム中に、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が分散した延性を有する樹脂フィルムが、積層した中間膜に挟み込まれていることを特徴とする請求項1、3〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
  15. 前記中間層は、
    1層または2層以上の積層した中間膜と、接着剤層と、前記日射遮蔽機能を有する微粒子および/または紫外線遮蔽機能を有する微粒子が含まれる遮蔽層と、剥離層とが、順に積層された積層体を有し、
    当該接着剤層は、前記一方の合わせ板の内側面に接着し、
    当該剥離層は、前記1層または2層以上の積層した中間膜と接していることを特徴とする請求項1、3〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
  16. 前記中間層は、1層または2層以上積層した、日射遮蔽機能を有する微粒子および紫外線遮蔽機能を有する微粒子を含まない中間膜を有していることを特徴とする請求項2〜10のいずれかに記載の合わせ構造体。
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