JP2014084385A - 光吸収材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この光吸収材は、近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子と可視光を透過しかつ上記微粒子を分散させる媒体を有しており、屈折率が1.0以上1.4以下の材料で媒体を構成するか、屈折率が1.6以上3.0以下の材料で媒体を構成することにより、屈折率が1.4を越え1.6未満の材料で媒体が構成される従来の光吸収材と比較し、近赤外域における吸収ピークを短波長側若しくは長波長側にシフトさせることが可能となる。
【選択図】なし
Description
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子と、可視光を透過しかつ上記微粒子を分散させる媒体とを有する光吸収材において、
屈折率が1.0以上1.4以下の材料で上記媒体を構成すると共に、屈折率が1.4を越え1.6未満の材料で媒体を構成した場合と比べて上記吸収ピークが短波長側にシフトしていることを特徴とし、
請求項2に係る発明は、
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子と、可視光を透過しかつ上記微粒子を分散させる媒体とを有する光吸収材において、
屈折率が1.6以上3.0以下の材料で上記媒体を構成すると共に、屈折率が1.4を越え1.6未満の材料で媒体を構成した場合と比べて上記吸収ピークが長波長側にシフトしていることを特徴とする。
請求項1または2に記載の光吸収材において、
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、一般式MyWOZ(但し、Mは、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Sn、Al、Cuから選択される1種類以上の元素、0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で示され、かつ、六方晶の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子であることを特徴とし、
請求項4に係る発明は、
請求項1または2に記載の光吸収材において、
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、一般式CsyWOZ(但し0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で示され、かつ、六方晶の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子であることを特徴とする。
請求項1または2に記載の光吸収材において、
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、XB6(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、SrおよびCaから選ばれる1種以上の元素)で表される6ホウ化物微粒子であることを特徴とし、
請求項6に係る発明は、
請求項1または2に記載の光吸収材において、
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、6ホウ化ランタン微粒子であることを特徴とする。
光吸収波長域を容易に制御できる有機系色素化合物が適用された従来の光吸収材と同様、プラズモン吸収を持つ上記微粒子が適用されているにも拘わらず光吸収材の吸収波長域を制御することが可能となる。
上記有機系色素化合物と比較して6ホウ化物微粒子や複合タングステン微粒子の耐久性が優れているため、有機系色素化合物が適用された従来の光吸収材より光吸収材の耐久性を改善させることが可能となる。
〈1〉複合タングステン酸化物の微粒子(A1)
本発明に用いる複合タングステン酸化物の微粒子(A1)は、近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収を発現する成分で、一般式MyWOZ(但し、Mは、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Sn、Al、Cuから選択される1種類以上の元素、0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で示され、かつ、六方晶の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子である。
本発明に用いる6ホウ化物の微粒子(A2)は、近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収を発現する成分で、一般式がXB6で表されるものである。ここで、元素Xは、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、SrおよびCaから選択される少なくとも1種以上であることが好ましい。具体的には、6ホウ化ランタン[LaB6]、6ホウ化セリウム[CeB6]、6ホウ化プラセオジム[PrB6]、6ホウ化ネオジム[NdB6]、6ホウ化ガドリニウム[GdB6]、6ホウ化テルビウム[TbB6]、6ホウ化ディスプロシウム[DyB6]、6ホウ化ホルミウム[HoB6]、6ホウ化イットリウム[YB6]、6ホウ化サマリウム[SmB6]、6ホウ化ユーロピウム[EuB6]、6ホウ化エルビウム[ErB6]、6ホウ化ツリウム[TmB6]、6ホウ化イッテルビウム[YbB6]、6ホウ化ルテチウム[LuB6]、6ホウ化ランタンセリウム[(La,Ce)B6]、6ホウ化ストロンチウム[SrB6]、6ホウ化カルシウム[CaB6]等がその代表的なものとして挙げられる。
複合タングステン酸化物の微粒子(A1)および/または6ホウ化物の微粒子(A2)の粒径を十分細かくし、かつ、屈折率1.49(屈折率が1.4を越え1.6未満)のメチルメタクリレート等の媒体に均一に分散させた膜(光吸収材)では、波長400nm〜700nmの間に透過率の極大値を持ち、かつ、波長700nm〜1800nmの間に透過率の極小値を持つ。すなわち、可視光波長が380nm〜780nmであり、視感度が550nm付近をピークとする釣鐘型であることを考慮すると、可視光を有効に透過し、それ以外の熱線を有効に反射・吸収する特性を有する。また、複合タングステン酸化物の微粒子(A1)と6ホウ化物の微粒子(A2)との混合比率は任意である。すなわち、複合タングステン酸化物の微粒子(A1)または6ホウ化物の微粒子(A2)を単独で用いても、複合タングステン酸化物の微粒子(A1)と6ホウ化物の微粒子(A2)とを混合して用いても、上述の光学特性、意匠性は維持される。
近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子を分散させる本発明の媒体としては、上述したように可視光を透過しかつ屈折率が1.0以上1.4以下若しくは屈折率が1.6以上3.0以下である透明の材料で構成することを要する。ここでの屈折率は波長550nm〜600nmの範囲における屈折率である。物質は、波長が短くなると屈折率が小さい値をとる。そこで、上記媒体の屈折率を規定するため、波長の範囲も規定することを要する。但し、本発明に係る光吸収材について、波長550〜600nm範囲での使用に限定するものではない。また、上記透明とは、可視光透過率の範囲で透過率が70%以上であることをいう。
6ホウ化ランタン微粒子200g、トルエン700g、水および分散剤適量を混ぜ、直径4mmのジルコニアボールを用いて100時間ボールミル混合して1kgの6ホウ化ランタン微粒子分散液を調製した。このとき動的散乱法を用いて測定された6ホウ化ランタン微粒子の平均粒子径はおよそ130nmであった。更に、スプレードライヤーを用いて上記分散液のトルエンを除去し、6ホウ化ランタン微粒子分散粉を得た(以下、A粉と略称する)。
(1)実施例1〜2において、6ホウ化ランタン微粒子や複合タングステン酸化物微粒子が、近赤外域における吸収ピークの波長と吸収の強さについて操作できることが、表1、表2に示す結果から確認される。
Claims (6)
- 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子と、可視光を透過しかつ上記微粒子を分散させる媒体とを有する光吸収材において、
屈折率が1.0以上1.4以下の材料で上記媒体を構成すると共に、屈折率が1.4を越え1.6未満の材料で媒体を構成した場合と比べて上記吸収ピークが短波長側にシフトしていることを特徴とする光吸収材。 - 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ微粒子と、可視光を透過しかつ上記微粒子を分散させる媒体とを有する光吸収材において、
屈折率が1.6以上3.0以下の材料で上記媒体を構成すると共に、屈折率が1.4を越え1.6未満の材料で媒体を構成した場合と比べて上記吸収ピークが長波長側にシフトしていることを特徴とする光吸収材。 - 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、一般式MyWOZ(但し、Mは、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Sn、Al、Cuから選択される1種類以上の元素、0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で示され、かつ、六方晶の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の光吸収材。
- 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、一般式CsyWOZ(但し0.1≦y≦0.5、2.2≦z≦3.0)で示され、かつ、六方晶の結晶構造を持つ複合タングステン酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の光吸収材。
- 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、XB6(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、SrおよびCaから選ばれる1種以上の元素)で表される6ホウ化物微粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の光吸収材。
- 近赤外領域においてプラズモン吸収による光の吸収ピークを持つ上記微粒子が、6ホウ化ランタン微粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の光吸収材。
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