JP2017122219A - 赤外線遮蔽粒子分散体、赤外線遮蔽合わせ透明基材、赤外線遮蔽粒子分散粉、及びマスターバッチ - Google Patents
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Abstract
Description
[但し、上記式(1)中、Sは散乱係数、λは波長、rは粒子径、m=n1/n0、n0は基質の屈折率、および、n1は分散物質の屈折率である]
上記レイリー散乱は、光の波長よりも小さいサイズの粒子による光の散乱である。上記式(1)から、レイリー散乱は波長(λ)の4乗に反比例するため、波長の短い青い光を多く散乱して青白色に変色させることが把握される。
一般式XBm(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Caから選ばれる1種類以上の金属元素、mは一般式におけるホウ素量を示す数字)で表され、燃焼−赤外線吸収法で測定したときの炭素量が0.2質量%以下であるホウ化物粒子と、熱可塑性樹脂とを含む赤外線遮蔽粒子分散体を提供する。
[赤外線遮蔽粒子分散体]
本実施形態ではまず、赤外線遮蔽粒子分散体の一構成例について説明する。
(1)ホウ化物粒子、及びその製造方法について
本実施形態の赤外線遮蔽粒子分散体には、上述のように一般式XBm(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Caから選ばれる1種類以上の金属元素、mは一般式におけるホウ素量を示す数字)で表され、燃焼−赤外線吸収法で測定したときの炭素量が0.2質量%以下のホウ化物粒子を用いることができる。
(2)熱可塑性樹脂
既述のように、本実施形態の赤外線遮蔽粒子分散体は、熱可塑性樹脂を含有することができる。熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではなく、用途等に応じて各種熱可塑性樹脂を用いることができる。
[赤外線遮蔽粒子分散粉、マスターバッチ、及び赤外線遮蔽粒子分散体の製造方法]
(1)赤外線遮蔽粒子分散液、及びその製造方法
そして、本実施形態赤外線遮蔽粒子分散体は、ここまで説明したホウ化物粒子を赤外線遮蔽粒子として含有する赤外線遮蔽粒子分散液を用いて製造できる。このため、ここでは赤外線遮蔽粒子分散液、及びその製造方法の一構成例について説明する。
(2)赤外線遮蔽粒子分散粉、赤外線遮蔽粒子可塑剤分散液、マスターバッチ、およびその製造方法
既述の様に赤外線遮蔽粒子であるホウ化物粒子を、所望により、分散剤と、カップリング剤および/または界面活性剤とともに、溶媒中へ分散して赤外線遮蔽粒子分散液を得ることができる。
(3)赤外線遮蔽粒子分散体の製造方法
ここまで説明した本実施形態の赤外線遮蔽粒子分散粉、赤外線遮蔽粒子可塑剤分散液、またはマスターバッチを透明樹脂である熱可塑性樹脂中へ均一に混合することにより、本実施形態に係る赤外線遮蔽粒子分散体を製造できる。
[赤外線遮蔽合わせ透明基材]
本実施形態の赤外線遮蔽合わせ透明基材は、複数枚の透明基材と、既述の赤外線遮蔽粒子分散体とを有することができる。そして、赤外線遮蔽粒子分散体が、複数枚の透明基材間に配置された構成を有することができる。
(ホウ化物粒子中の炭素濃度)
以下の実施例、比較例で作製したホウ化物粒子中の炭素量(炭素濃度)は、燃焼−赤外線吸収法で測定した。
(ホウ化物粒子中のB4C濃度)
得られたホウ化物粒子のうち、B4C濃度測定用の試料を2つに分け、それぞれ白金坩堝中に計り取り、7N硝酸を添加して50℃まで加温してホウ化物粒子を溶解した。放冷後、純水を加えてから、孔径0.2μmのセルロースアセテート製メンブランフィルターにより未溶解残渣(B4C)を濾過分離した。
(ホウ化物粒子の組成)
以下の実施例、比較例で得られたホウ化物粒子について、ICP(島津製作所製 型式:ICPE9000)を用いて分析を行い、一般式XBmで表した場合の金属元素Xに対するホウ素(B)の元素比(モル比)すなわちホウ化物粒子中のホウ素(B)と金属元素Xとの元素比(B/X)であるmの値を算出した。
(平均分散粒子径)
以下の実施例、比較例で作製した赤外線遮蔽粒子分散液中のホウ化物粒子の平均分散粒子径は動的光散乱法に基づく粒径測定装置(大塚電子(株)製 型式:ELS−8000)により測定した。粒子屈折率は1.81とし、粒子形状は非球形を用いた。バックグラウンドはトルエンで測定し、溶媒屈折率は1.50とした。
(可視光透過率)
以下の実施例、比較例中の可視光透過率とは、試料に垂直入射する昼光の光束について透過光束の入射光束に対する比である。ここで、上記昼光とは、国際照明委員会が定めたCIE昼光を意味する。このCIE昼光では、観測データに基づき黒体放射の色温度と同じ色温度の昼光の分光照度分布を波長560nmの値に対する相対値で示している。また、上記光束とは、放射の波長ごとの放射束と視感度(人の目の光に対する感度)の値の積の数値を波長について積分したものである。つまり、可視光透過率とは、波長380nm以上780nm以下の領域の光透過量を人の目の視感度で規格化した透過光量の積算値で人の目の感じる明るさを意味する値である。
(ヘイズ)
以下の実施例、比較例で作製した赤外線遮蔽粒子分散体、または赤外線遮蔽合わせ透明基材のヘイズ値はヘイズメーター(村上色彩技術研究所製 型式:HM−150)を用い、JIS K 7105−1981に基づき測定を行なった。
(拡散透過プロファイルの極大値)
以下の実施例、比較例で作製した赤外線遮蔽粒子分散体、または赤外線遮蔽合わせ透明基材について、分光器として、分光光度計(日立製作所製 型式:U−4100)を使用し、図1、図2を用いて説明した方法により波長300nm以上800nm以下の範囲で1nmの間隔で拡散透過率を測定した。そして、得られた拡散透過プロファイルから極大値を求めた。
(ブルーヘイズ)
ブルーヘイズは、以下の実施例、比較例で作製した赤外線遮蔽粒子分散体、または赤外線遮蔽合わせ透明基材に人口太陽光ランプ[セリック(株)社製 XC-100]を照射し目視で確認した。
[実施例1]
ホウ素源及び還元剤として炭化ホウ素、ランタン源として酸化ランタンを用い、これらをランタンとホウ素の元素比であるB/Laが5.90となるように秤量、混合した。その後、アルゴン雰囲気中、1600±50℃の温度条件で6時間焼成し、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[実施例2]
ランタンとホウ素の元素比B/Laが5.95となるように炭化ホウ素、及び酸化ランタンを秤量、混合した点以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[実施例3]
ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.00となるように炭化ホウ素、及び酸化ランタンを秤量、混合した点以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[実施例4]
実施例1で作製した赤外線遮蔽粒子分散液に分散剤(脂肪酸アミン系分散剤)及び可塑剤を重量比で4:1:10の割合で添加し、減圧乾燥機中で溶媒成分を除去することにより赤外線遮蔽粒子可塑剤分散液を得た。
[実施例5]
ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.10となるように炭化ホウ素、及び酸化ランタンを秤量、混合した点以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[実施例6]
ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.20となるように炭化ホウ素、及び酸化ランタンを秤量、混合し、1650±50℃の温度条件で焼成した点以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[実施例7]
ホウ素源として酸化ホウ素、ランタン源として酸化ランタン、還元剤として炭素(黒鉛)を用い、ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.10となるように秤量・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。ただし、酸化ホウ素100重量部に対して、炭素60重量部を秤量・混合した。
[実施例8]
セリウムとホウ素の元素比B/Ceが6.10となるように、さらに酸化ランタンの代わりに酸化セリウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、六ホウ化セリウム粒子含有粉末を得た。
[比較例1]
ホウ素源及び還元剤として炭化ホウ素、ランタン源として酸化ランタンを用い、これらをランタンとホウ素の元素比B/Laが6.10となるように秤量、混合した。その後、アルゴン雰囲気中、1480±50℃の温度条件で6時間焼成し、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[比較例2]
ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.20となるように炭化ホウ素及び酸化ランタンを秤量、混合した点以外は、比較例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。
[比較例3]
ホウ素源として酸化ホウ素、ランタン源として酸化ランタンを、還元剤として炭素(黒鉛)を用い、ランタンとホウ素の元素比B/Laが6.10となるように秤量・混合したこと以外は、比較例1と同様にして、六ホウ化ランタン粒子含有粉末を得た。ただし、酸化ホウ素100重量部に対して、炭素60重量部を秤量・混合した。
[比較例4]
セリウムとホウ素の元素比B/Ceが6.10となるように、酸化ランタンの代わりに酸化セリウムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして、六ホウ化セリウム粒子含有粉末を得た。
Claims (11)
- 一般式XBm(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Caから選ばれる1種類以上の金属元素、mは一般式におけるホウ素量を示す数字)で表され、燃焼−赤外線吸収法で測定したときの炭素量が0.2質量%以下であるホウ化物粒子と、熱可塑性樹脂とを含む赤外線遮蔽粒子分散体。
- 前記一般式XBmにおけるmが4.0以上6.2以下である請求項1に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 前記ホウ化物粒子の平均分散粒子径が1nm以上100nm以下である請求項1または2に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 前記ホウ化物粒子に含まれるB4Cの量が1.0質量%以下である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、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、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂からなる樹脂群から選択される1種類の樹脂、
前記樹脂群から選択される2種類以上の樹脂の混合物、
及び前記樹脂群から選択される2種類以上の樹脂の共重合体、から選択される1種類以上である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。 - シート形状、ボード形状、またはフィルム形状である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 単位投影面積あたりの前記ホウ化物粒子の含有量が、0.01g/m2以上1.0g/m2以下である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 可視光透過率を45%以上55%以下に設定した場合に、波長360nm以上500nm以下の領域における拡散透過プロファイルの極大値が1.5%以下である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体。
- 複数枚の透明基材と、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の赤外線遮蔽粒子分散体とを有し、
前記赤外線遮蔽粒子分散体が、前記複数枚の透明基材間に配置されている赤外線遮蔽合わせ透明基材。 - 一般式XBm(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Caから選ばれる1種類以上の金属元素、mは一般式におけるホウ素量を示す数字)で表され、燃焼−赤外線吸収法で測定したときの炭素量が0.2質量%以下であるホウ化物粒子と、分散剤とを含む赤外線遮蔽粒子分散粉。
- 一般式XBm(但し、Xは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Caから選ばれる1種類以上の金属元素、mは一般式におけるホウ素量を示す数字)で表され、燃焼−赤外線吸収法で測定したときの炭素量が0.2質量%以下であるホウ化物粒子と、熱可塑性樹脂とを含む赤外線遮蔽粒子分散体であって、ペレット形状を有するマスターバッチ。
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