JP2017194632A - Heat-blocking film, heat-blocking paint, and optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋外で用いる可能性のある遮熱膜、遮熱塗料およびそのような遮熱膜を有する光学機器に関する。 The present invention relates to a thermal barrier film, a thermal barrier paint that may be used outdoors, and an optical apparatus having such a thermal barrier film.
遮熱膜とは、屋外で使用した際に太陽光による部材の温度上昇を抑制する機能を有する膜である。従来、太陽光による部材の温度上昇を抑制する方法としては、図1に示すように太陽による入射光1を赤外線反射膜4で反射光2として反射する方法が知られている。入射光1に対する反射光2の比率を大きくすることで、透過光3による発熱を抑制することが出来る。その他の遮熱方法としては赤外線反射膜4の替わりに熱伝導率が低い断熱層を設けたり、熱を外部に放出するための放熱層を設けたり、それらを組み合わせたりする方法がある。
The thermal barrier film is a film having a function of suppressing a temperature rise of a member due to sunlight when used outdoors. Conventionally, as a method for suppressing the temperature rise of a member due to sunlight, a method is known in which
一方、遮熱膜は人手に触れる可能性がある部材であるため、温度上昇を抑制する機能に加えて外部からの接触に耐えるための耐摩耗性が必要になる。加えて、光学機器に用いる場合にはピントを調整する必要があるため位置精度が重要となる。例えば、図2に示すように光学機器のレンズ鏡筒はレンズ6およびそのレンズ鏡筒8等から成っており、ピント調整のための摺動する嵌合部分7が設けられている。基材5の表層に遮熱膜9を設けることにより、光学機器が太陽光に暴露されても太陽光による光学機器の温度上昇を抑制し、焦点等の位置精度を保持することが出来る。よって、光学機器等のような精密機器には塗膜の膜厚ばらつきを制御する必要がある。
On the other hand, since the thermal barrier film is a member that may be touched by human hands, wear resistance is required to withstand contact from the outside in addition to the function of suppressing the temperature rise. In addition, when used in an optical apparatus, it is necessary to adjust the focus, so position accuracy is important. For example, as shown in FIG. 2, the lens barrel of the optical apparatus includes a lens 6 and its lens barrel 8 and the like, and is provided with a sliding fitting portion 7 for adjusting the focus. By providing the thermal barrier film 9 on the surface layer of the
特許文献1には、レンズ鏡筒用の遮熱膜において、着色層、赤外線反射層、および断熱層からなる膜が開示されている。特許文献1では、赤外線反射層だけでなく、膜厚が500μmから2000μmの断熱層を設けることにより遮熱効果を高めている。
特許文献2には、合成樹脂エマルジョンに粒径が0.1〜0.4mmのセルベンを加えることで耐摩耗性を向上させた遮熱膜が開示されている。
しかしながら、特許文献1のように膜厚が500μmから2000μmの断熱層を設けると膜厚が厚くなり、摺動する嵌合部分の位置精度を十分に出すことが困難である。
また、特許文献2のように粒径が大きいセルベンを加えると表面に大きく凹凸が出来るため膜厚精度を出すことが困難である。
However, when a heat insulating layer having a film thickness of 500 μm to 2000 μm is provided as in
In addition, when Serben having a large particle size is added as in
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、薄膜でも反射率が高く太陽光による温度上昇が少なく、膜厚精度が高く、且つ耐摩耗性が高い遮熱膜、遮熱塗料、およびそのような遮熱膜を有する光学機器を提供するものである。 The present invention has been made in view of such background art, and a heat-shielding film and a heat-shielding film that have high reflectivity even in a thin film, little temperature rise due to sunlight, high film thickness accuracy, and high wear resistance. It is an object of the present invention to provide a coating material and an optical apparatus having such a thermal barrier film.
本発明の光学機器は、レンズと、前記レンズを鏡筒の内部に備えたレンズ鏡筒を有する光学機器であって、
前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有し、
前記遮熱膜は、樹脂マトリックスにd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子が分散している遮熱膜であって、該樹脂マトリックスはウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂中に平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を含んでなり、該高屈折率粒子の平均粒径が2μm以上5μm以下であることを特徴とする。
本発明の遮熱膜は、樹脂マトリックスにd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子が分散している遮熱膜であって、該樹脂マトリックスはウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂中に平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を含んでなり、該高屈折率粒子の平均粒径が2μm以上5μm以下であるであることを特徴とする。
An optical apparatus of the present invention is an optical apparatus having a lens and a lens barrel provided with the lens inside a lens barrel,
A thermal barrier film on at least a part of the outer peripheral surface of the lens barrel;
The thermal barrier film is a thermal barrier film in which high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 are dispersed in a resin matrix, and the resin matrix includes a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin. A resin selected from a resin and a combination thereof includes pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less, and the average particle size of the high refractive index particles is from 2 μm to 5 μm.
The thermal barrier film of the present invention is a thermal barrier film in which high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 or more and 3.2 or less are dispersed in a resin matrix, and the resin matrix is a urethane resin or an acrylic resin. A resin selected from an epoxy resin and a combination thereof includes pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less, and the average particle diameter of the high refractive index particles is 2 μm or more and 5 μm or less. Features.
本発明の遮熱塗料は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂を溶剤に溶解した溶液中に、平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と、d線屈折率が2.5以上3.2以下で平均粒径が2μm以上5μm以下である高屈折率粒子とを含む遮熱塗料とを含むことを特徴とする。 The thermal barrier paint of the present invention comprises pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less, d-line refraction in a solution obtained by dissolving a resin selected from urethane resin, acrylic resin, epoxy resin and combinations thereof in a solvent. And a thermal barrier coating containing high refractive index particles having a refractive index of 2.5 or more and 3.2 or less and an average particle diameter of 2 μm or more and 5 μm or less.
本発明によれば、薄膜でも反射率が高く太陽光による温度上昇が少なく、膜厚精度が高く、且つ耐摩耗性が高い遮熱膜、遮熱塗料、そのような遮熱膜を有する光学機器を提供することが出来る。 According to the present invention, a thermal barrier film, a thermal barrier coating, and an optical apparatus having such a thermal barrier film that have a high reflectance even in a thin film, have a low temperature rise due to sunlight, have high film thickness accuracy, and high wear resistance. Can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
まず、太陽光の反射率向上のメカニズムを説明する。次に、太陽光の反射率を向上するための本発明の遮熱塗料、遮熱膜、およびそのような遮熱膜を有する光学機器について説明する。
本発明の光学機器は、レンズと、前記レンズを鏡筒の内部に備えたレンズ鏡筒を有する光学機器であって、前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
First, the mechanism for improving the reflectance of sunlight will be described. Next, the thermal barrier coating of the present invention for improving the reflectance of sunlight, the thermal barrier film, and the optical apparatus having such a thermal barrier film will be described.
The optical apparatus of the present invention is an optical apparatus having a lens and a lens barrel provided with the lens inside a lens barrel, and has a heat shielding film on at least a part of the outer peripheral surface of the lens barrel.
なお、本発明において、「樹脂マトリックス」とは、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂中に平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を含んでなるものを意味し、「空孔含有粒子」とは、中空構造または多孔質構造を含む粒子をいう。「高屈折率粒子」とは、d線屈折率が2.5以上3.2以下の粒子を意味する。 In the present invention, the “resin matrix” means a resin containing pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less in a resin selected from a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin, and a combination thereof. The “pore-containing particle” refers to a particle having a hollow structure or a porous structure. “High refractive index particle” means a particle having a d-line refractive index of 2.5 or more and 3.2 or less.
本発明において、「粒径」とは、粒子の体積より換算した直径であり、レーザー回折式粒度分布計により求められる。
また、本発明における「平均粒径」には、メジアン径を用いた。
In the present invention, the “particle diameter” is a diameter converted from the volume of the particle, and is determined by a laser diffraction particle size distribution meter.
The median diameter was used as the “average particle diameter” in the present invention.
[太陽光の反射率向上のメカニズム]
太陽光の波長は約0.3μmから約3μmの範囲であり、これらの波長の光が図1に示すように透過光3となると熱エネルギーに変換され、基材5が発熱する。よって、断熱層なしに太陽光による発熱を抑制するためには、入射光1に対する反射光2の比率を出来るだけ上げて内部への光の透過による発熱を抑制する必要がある。
[Mechanism for improving solar reflectance]
The wavelength of sunlight is in the range of about 0.3 μm to about 3 μm. When light of these wavelengths becomes transmitted
太陽光の波長である0.3μmから3μmの範囲は粒径が数μmの粒子に対してはMie散乱の領域であり、Mie散乱の計算を行うと粒径が約1μm付近において、太陽光の反射率が最も高くなる。このため、太陽光の反射粒子の粒径は1μm付近であるのが一般的である。尚、Mie散乱の計算についてはLight Scattering Theory(Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of Florida; David W. Hahn)の式を用いた。 The range of 0.3 to 3 μm, which is the wavelength of sunlight, is a Mie scattering region for particles having a particle size of several μm. When Mie scattering is calculated, the particle size is about 1 μm. Reflectivity is highest. For this reason, it is general that the particle size of the reflective particles of sunlight is around 1 μm. For the calculation of Mie scattering, the formula of Light Scattering Theory (Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of Florida; David W. Hahn) was used.
本発明者は、反射率を更に向上させるため鋭意検討したところ、粒子の粒径および屈折率並びに樹脂の屈折率を適正な範囲とすることで、大きく反射率を向上させることが出来ることを見出した。 The present inventor has intensively studied to further improve the reflectance, and found that the reflectance can be greatly improved by setting the particle diameter and refractive index of the particles and the refractive index of the resin within appropriate ranges. It was.
まず、d線屈折率が2.5以上3.2以下で平均粒径が2μm以上の粒子を用いると反射率が高くなることを見出した。この粒径はMie散乱の計算値の最適解である1μmより大きい。一般的なMie散乱の計算は入射光に対して、360°全ての方位の散乱の合計を計算する。しかし、入射光に対して実際に反射して膜外に出る光は後方散乱のみである。よって、粒径が大きい方が遮蔽効果が大きく前方散乱が少ないため、実際に反射率を向上するためには粒径が2μm以上である必要がある。また、平均粒径が5μmを超えると膜の凹凸が大きくなり膜厚精度が悪化する。従って、本願発明における上記粒子の平均粒径は2μm以上5μm以下となる。 First, it was found that the reflectivity increases when particles having a d-line refractive index of 2.5 or more and 3.2 or less and an average particle diameter of 2 μm or more are used. This particle size is larger than 1 μm which is the optimum solution for the calculated value of Mie scattering. A typical Mie scattering calculation calculates the sum of the scattering in all 360 ° orientations with respect to the incident light. However, the only light that actually reflects the incident light and exits the film is backscattering. Therefore, the larger the particle size, the greater the shielding effect and the less forward scattering. Therefore, in order to actually improve the reflectance, the particle size needs to be 2 μm or more. On the other hand, if the average particle size exceeds 5 μm, the unevenness of the film increases and the film thickness accuracy deteriorates. Therefore, the average particle size of the particles in the present invention is 2 μm or more and 5 μm or less.
更に、樹脂マトリックスの屈折率と粒子の屈折率の間には相関があり、粒子のd線屈折率が2.5以上3.2以下に対して樹脂マトリックスのd線屈折率が1.32以上1.42以下で最も反射率が高くなることを見出した。図3に示すように樹脂11の屈折率が高いと中空粒子10との屈折率差が小さくなり入射光1に対する反射光2の量が減少する。しかし、樹脂11の屈折率が低くなりすぎると中空粒子10との屈折率差が広がりすぎて中空粒子10内に入った光が粒子内での反射12を繰り返す。これにより、樹脂11側に出ることが出来ずに光が閉じ込められて逆に反射率が低下すると推測される。よって、粒子のd線屈折率が2.5以上3.2以下に対して樹脂マトリックスの1.32以上1.42以下で反射率を向上させて温度低減効果を高めることが出来る。
Furthermore, there is a correlation between the refractive index of the resin matrix and the refractive index of the particles, and the d-line refractive index of the resin matrix is 1.32 or more with respect to the d-line refractive index of the particles of 2.5 or more and 3.2 or less. It has been found that the reflectance is highest at 1.42 or less. As shown in FIG. 3, when the refractive index of the
[光学機器用の遮熱塗料]
以下に、本発明の遮熱塗料の材料構成および本発明の遮熱塗料の製造方法について説明する。
[Thermal barrier paint for optical equipment]
Below, the material structure of the thermal insulation coating material of this invention and the manufacturing method of the thermal insulation coating material of this invention are demonstrated.
《材料構成》
本発明の光学機器用遮熱塗料は、樹脂を溶剤に溶解した溶液中に、平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と、d線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子を含む。
《Material composition》
The thermal barrier coating material for optical equipment according to the present invention comprises pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less and a high refractive index having a d-line refractive index of 2.5 or more and 3.2 or less in a solution obtained by dissolving a resin in a solvent. Containing particles.
(d線屈折率が2.5以上3.2以下の粒子(高屈折率粒子))
まず、本発明におけるd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子について説明する。
本発明における高屈折率粒子には、最も好適な材料としてルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタンを用いることが出来る。また、色を調整する必要がある場合は、可視光領域に吸収を持つ酸化クロム、チタン、酸化銅、タングステン、白金、酸化鉄、ヘマタイト等の無機顔料やアゾ系の有機顔料を用いることができる。ただし、可視光から赤外領域での消衰係数が低い酸化チタンと比較して、特に可視光領域の消衰係数が高い材料は太陽光の反射率がやや低下する傾向にあるが、本発明の範囲に粒径を調整することでより高い太陽光の反射率を得ることが出来る。高屈折率粒子は1種類を単独で用いても複数を混合してもよい。
(Particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 (high refractive index particles))
First, the high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 in the present invention will be described.
For the high refractive index particles in the present invention, rutile type titanium oxide and anatase type titanium oxide can be used as the most suitable material. In addition, when it is necessary to adjust the color, inorganic pigments such as chromium oxide, titanium, copper oxide, tungsten, platinum, iron oxide, and hematite that absorb in the visible light region, and azo organic pigments can be used. . However, compared with titanium oxide having a low extinction coefficient in the visible to infrared range, a material having a particularly high extinction coefficient in the visible light range tends to have a slightly lower solar reflectance. By adjusting the particle diameter within the range, higher solar reflectance can be obtained. High refractive index particles may be used alone or in combination.
本発明における高屈折率粒子は、平均粒径が2μm以上5μm以下である。平均粒径が2μm未満になると太陽光の反射率が低下する。また、平均粒径が5μmを超えると膜の凹凸が大きくなり膜厚精度が悪化する。 The high refractive index particles in the present invention have an average particle size of 2 μm or more and 5 μm or less. When the average particle size is less than 2 μm, the reflectance of sunlight decreases. On the other hand, if the average particle size exceeds 5 μm, the unevenness of the film increases and the film thickness accuracy deteriorates.
また、本発明における高屈折率粒子はその粒子の表面が任意の有機材料や無機材料で被覆されていても構わない。また、形状は不定形であっても球形であっても燐片状であっても中空であっても構わないが、より好ましくは表面の凹凸が少ない形状である。 Moreover, the surface of the high refractive index particle | grains in this invention may be coat | covered with arbitrary organic materials and inorganic materials. The shape may be indefinite, spherical, flake shaped, or hollow, but more preferably has a shape with less surface irregularities.
本発明における高屈折率粒子と空孔含有粒子を合わせた全粒子の含有量は、遮熱塗料に対して10重量%以上90重量%以下であることが好ましい。粒子の含有量が10重量%未満になると、基材まで到達する光が増加するため太陽光による反射率が低下する。また、粒子の含有量が90重量%を超えると塗膜の脆性が悪化する。 The total content of the high refractive index particles and the pore-containing particles in the present invention is preferably 10% by weight or more and 90% by weight or less with respect to the thermal barrier coating. When the content of the particles is less than 10% by weight, the light reaching the base material increases, so that the reflectance due to sunlight decreases. On the other hand, if the particle content exceeds 90% by weight, the brittleness of the coating film is deteriorated.
(平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子)
次に、本発明における平均粒径が100nm以下の粒子について説明する。
本発明においては、上記したように、樹脂中に平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を含んで樹脂マトリックスを構成する。
(Vacuum-containing particles having an average particle size of 100 nm or less)
Next, the particles having an average particle size of 100 nm or less in the present invention will be described.
In the present invention, as described above, the resin matrix is formed by including pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less in the resin.
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子は、樹脂の屈折率を下げる目的で用いられるため屈折率が低い材料が好ましい。一例としては、シリカ、MgF2、有機樹脂を用いることが出来る。好ましくは、中空シリカを用いることが出来る。
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子の形状は、中空になっていれば、多孔質構造が含まれていても構わない。
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子は球状であっても不定形であっても、楕円形であっても構わない。
Since the pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less in the present invention are used for the purpose of lowering the refractive index of the resin, a material having a low refractive index is preferable. As an example, silica, MgF2, or an organic resin can be used. Preferably, hollow silica can be used.
As long as the shape of the pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less in the present invention is hollow, a porous structure may be included.
The pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less in the present invention may be spherical, irregular, or elliptical.
中空粒子にはスルーリア(日揮)、シリナックス(日鉄鉱業)のいずれかを用いることができる。 As the hollow particles, either through rear (JGC) or SiLINAX (Nippon Mining) can be used.
本発明における空孔含有粒子の平均粒径は5nm以上100nm以下であることが好ましい。中空粒子の平均粒径を5nm未満に調整することは技術的に困難である。また、平均粒径が100nmを超えると、樹脂と中空粒子の界面で散乱が発生して反射率が低下する。 The average particle diameter of the pore-containing particles in the present invention is preferably 5 nm or more and 100 nm or less. It is technically difficult to adjust the average particle size of the hollow particles to less than 5 nm. On the other hand, when the average particle size exceeds 100 nm, scattering occurs at the interface between the resin and the hollow particles, and the reflectance is lowered.
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と樹脂から成る樹脂マトリックスのd線屈折率は1.32以上1.42以下であることが好ましい。d線屈折率の範囲については前述したとおりであるが、本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と樹脂から成る樹脂マトリックスのd線屈折率が1.32未満になると樹脂と高屈折率粒子の屈折率差が大きいために反射率が低下する。また、本発明の平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と樹脂から成る樹脂マトリックスのd線屈折率が1.42を超えると樹脂と高屈折率粒子の屈折率差が小さいために反射率が低下する。 In the present invention, the d-line refractive index of the resin matrix comprising pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less and a resin is preferably 1.32 or more and 1.42 or less. The range of the d-line refractive index is as described above. When the d-line refractive index of the resin matrix composed of the pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less and the resin is less than 1.32, the resin and the high Since the difference in refractive index between the refractive index particles is large, the reflectance decreases. In addition, when the d-line refractive index of the resin matrix composed of pore-containing particles having a mean particle size of 100 nm or less and the resin of the present invention exceeds 1.42, the difference in refractive index between the resin and the high refractive index particles is small, and thus the reflectance. Decreases.
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子の空孔率は10体積%以上90体積%以下であることが好ましい。空孔率が10体積%未満になると樹脂マトリックスのd線屈折率を1.42以下に下げることが困難になる。空孔率が90体積%を超えると粒子の強度が低下する。 In the present invention, the porosity of the pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less is preferably 10% by volume or more and 90% by volume or less. When the porosity is less than 10% by volume, it is difficult to lower the d-line refractive index of the resin matrix to 1.42 or less. When the porosity exceeds 90% by volume, the strength of the particles decreases.
本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子の含有量は溶剤を除く遮熱塗料の全成分に対して、5体積%以上50体積%以下であることが好ましい。含有量が5体積%未満になると塗膜の屈折率を低下させることが困難である。また、含有量が50体積%を超えると塗膜の耐摩耗性が悪化する。 In the present invention, the content of pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less is preferably 5% by volume or more and 50% by volume or less with respect to all components of the thermal barrier paint excluding the solvent. When the content is less than 5% by volume, it is difficult to reduce the refractive index of the coating film. Moreover, when content exceeds 50 volume%, the abrasion resistance of a coating film will deteriorate.
(樹脂)
次に、本発明の樹脂について説明する。
本発明における樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂であり、好ましくはウレタンアクリレート樹脂が好ましい。
(resin)
Next, the resin of the present invention will be described.
As resin in this invention, it is resin selected from an acrylic resin, a urethane resin, an epoxy resin, and these combination, Preferably a urethane acrylate resin is preferable.
アクリル樹脂としては、アルマテックス784(三井化学)、アルマテックス785-5(三井化学)、アルマテックス748-5M(三井化学)、メタルロック(セメダイン)、ボンコート40-418-EF(DIC)、ボンコートCE-6400(DIC)のいずれかを用いることが出来る。 As acrylic resins, Almatex 784 (Mitsui Chemicals), Almatex 785-5 (Mitsui Chemicals), Almatex 748-5M (Mitsui Chemicals), Metallock (Cemedine), Boncourt 40-418-EF (DIC), Boncourt Any of CE-6400 (DIC) can be used.
ウレタン樹脂としては、アデカポリエーテルBPX-21(ADECA)、アデカポリエーテルEDP-300(アデカ)、アデカニューエースV14-90(ADECA)のいずれかを用いることができる。また、ウレタン樹脂硬化剤としてはタケネートD110N(三井化学)、D160N(三井化学)、D120N(三井化学)、D140N(三井化学)のいずれかを用いることが出来る。ウレタン樹脂と硬化剤としてのイソシアネートは当量比が1:1になるように混合して用いることが出来る。 As the urethane resin, any of ADEKA polyether BPX-21 (ADECA), ADEKA polyether EDP-300 (ADEKA), and ADEKA NEW ACE V14-90 (ADECA) can be used. As the urethane resin curing agent, any of Takenate D110N (Mitsui Chemicals), D160N (Mitsui Chemicals), D120N (Mitsui Chemicals), and D140N (Mitsui Chemicals) can be used. Urethane resin and isocyanate as a curing agent can be mixed and used so that the equivalent ratio is 1: 1.
エポキシ樹脂としては、jER828(三菱化学)、jER1001(三菱化学)、834X90(三菱化学)、EP-4100(アデカ)、EP-5100-75X(アデカ)のいずれかを用いることが出来る。また、エポキシ樹脂硬化剤としては、アデカハードナーH30(アデカ)、アデカハードナー6019(アデカ)、アデカハードナーEH-551CH(アデカ)のいずれかを用いることが出来る。エポキシ樹脂と硬化剤については当量比が1:1になるように混合して用いることが出来る。 As the epoxy resin, any of jER828 (Mitsubishi Chemical), jER1001 (Mitsubishi Chemical), 834X90 (Mitsubishi Chemical), EP-4100 (Adeka), EP-5100-75X (Adeka) can be used. Moreover, as an epoxy resin hardening | curing agent, any of ADEKA HARDNER H30 (ADEKA), ADEKA HARDNER 6019 (ADEKA), and ADEKA HARDNER EH-551CH (ADEKA) can be used. About an epoxy resin and a hardening | curing agent, it can mix and use so that an equivalence ratio may be set to 1: 1.
ウレタンアクリレート樹脂としては、オレスターQ164(三井化学)、オレスターQ691(三井化学)、オレスターQ723(三井化学)、オレスターQ628(三井化学)、AH-600(共栄社化学)、8965(ユピカ)のいずれかを用いることが出来る。また、ウレタンアクリレート用硬化剤としてはウレタン結合を含むタケネートD110N(三井化学)、D160N(三井化学)、D120N(三井化学)、D140N(三井化学)のいずれかを用いることが出来る。アクリル樹脂と硬化剤は当量比が1:1になるように混合して用いることが出来る。 As urethane acrylate resins, Olester Q164 (Mitsui Chemicals), Olester Q691 (Mitsui Chemicals), Olester Q723 (Mitsui Chemicals), Olester Q628 (Mitsui Chemicals), AH-600 (Kyoeisha Chemical), 8965 (Eupika) Either of these can be used. Further, as a curing agent for urethane acrylate, any one of Takenate D110N (Mitsui Chemicals), D160N (Mitsui Chemicals), D120N (Mitsui Chemicals) and D140N (Mitsui Chemicals) containing a urethane bond can be used. The acrylic resin and the curing agent can be mixed and used so that the equivalent ratio is 1: 1.
また、樹脂の鉛筆硬度はH以上5H以下であることが好ましく、より好ましくは1H以上3H以下である。鉛筆硬度がH未満になると耐摩耗性が悪化する。また、鉛筆硬度が5Hを超えると熱衝撃に弱くなる。また、本発明の樹脂の含有量は遮熱塗料に対して5重量%以上50重量%以下であることが好ましく、より好ましくは7重量%以上35重量%以下である。本発明における樹脂の含有量が5重量%未満になると基材との密着性が悪化する。また、本発明における樹脂の含有量が50重量%を超えると、太陽光の反射率が悪化する。 Moreover, it is preferable that the pencil hardness of resin is H or more and 5H or less, More preferably, it is 1H or more and 3H or less. When the pencil hardness is less than H, the wear resistance deteriorates. Moreover, when pencil hardness exceeds 5H, it will become weak to a thermal shock. The content of the resin of the present invention is preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less, more preferably 7% by weight or more and 35% by weight or less with respect to the thermal barrier coating. When the content of the resin in the present invention is less than 5% by weight, the adhesion with the substrate is deteriorated. On the other hand, when the resin content in the present invention exceeds 50% by weight, the reflectance of sunlight deteriorates.
(溶剤)
次に、溶剤について説明する。
溶剤としては、任意の材料を用いて良い。溶剤の一例としては、水、シンナー、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、キシレン、アセトン、セロソルブ類、グリコールエーテル類、エーテル類等が挙げられる。これらの溶媒は、1種類を用いても複数の種類を混合して用いても良い。
(solvent)
Next, the solvent will be described.
Any material may be used as the solvent. Examples of solvents include water, thinner, ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, ethyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, toluene, xylene, acetone, cellosolve. , Glycol ethers, ethers and the like. These solvents may be used alone or as a mixture of a plurality of types.
遮熱塗料の好ましい粘度は、10mPa・s以上10000mPa・s以下である。遮熱塗料の粘度が10mPa・s未満になると塗布後の遮熱膜の膜厚が薄くなる箇所が生じる場合がある。また、10000mPa・sより大きくなると、遮熱塗料の塗工性が低下する。 The preferred viscosity of the thermal barrier coating is 10 mPa · s or more and 10000 mPa · s or less. When the viscosity of the thermal barrier coating is less than 10 mPa · s, there may be a portion where the thickness of the thermal barrier film after application becomes thin. Moreover, when it becomes larger than 10000 mPa · s, the coating property of the heat-shielding paint is lowered.
(添加剤)
本発明の遮熱塗料は、その他の任意の添加剤を含んでいてもよい。その一例としては、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、赤外線透過型有機着色剤、赤外線透過型無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、d線屈折率が2.5以下の無機粒子および有機粒子、d線屈折率が3.2以上の無機粒子等が挙げられる。
分散剤は、DISPERBYK-118(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-110(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-111(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-102(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-190(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-106(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-180(ビックケミージャパン)、DISPERBYK-108(ビックケミージャパン)、デモールEP(花王)の中のいずれかを用いることができる。
(Additive)
The thermal barrier coating material of the present invention may contain other optional additives. Examples thereof include dispersants, curing agents, curing catalysts, plasticizers, thixotropic agents, leveling agents, infrared transmissive organic colorants, infrared transmissive inorganic colorants, preservatives, ultraviolet absorbers, antioxidants, Examples include coupling agents, inorganic particles and organic particles having a d-line refractive index of 2.5 or less, and inorganic particles having a d-line refractive index of 3.2 or more.
Dispersants are DISPERBYK-118 (BIC Chemie Japan), DISPERBYK-110 (BIC Chemie Japan), DISPERBYK-111 (BIC Chemie Japan), DISPERBYK-102 (BIC Chemie Japan), DISPERBYK-190 (BIC Chemie Japan), DISPERBYK -106 (Bicchemy Japan), DISPERBYK-180 (Bicchemy Japan), DISPERBYK-108 (Bicchemy Japan), or Demall EP (Kao) can be used.
《遮熱塗料の製造方法》
以下に本発明の遮熱塗料の製造方法について説明する。
本発明の遮熱塗料の製造方法としては本発明のd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子および平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を塗料中に分散出来れば任意の方法を用いることが出来る。一例としては、ビーズミル、ボールミル、ジェットミル、三本ローラー、遊星回転装置、ミキサー、超音波分散機等が挙げられる。
<< Production Method of Thermal Barrier Paint >>
The method for producing the thermal barrier paint of the present invention will be described below.
As a method for producing the thermal barrier paint of the present invention, the high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 and the pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less can be dispersed in the paint. Any method can be used. As an example, a bead mill, a ball mill, a jet mill, a three-roller, a planetary rotating device, a mixer, an ultrasonic disperser, and the like can be given.
[光学機器用の遮熱膜]
以下に本発明の遮熱膜の材料構成および膜構成について説明する。
《材料構成》
以下に本発明の光学機器用の遮熱膜の材料構成について説明する。
本発明の遮熱膜は、d線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子と、平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子と、樹脂を含む。
[Thermal barrier film for optical equipment]
The material structure and film structure of the thermal barrier film of the present invention will be described below.
《Material composition》
The material structure of the thermal barrier film for optical equipment of the present invention will be described below.
The thermal barrier film of the present invention includes a high refractive index particle having a d-line refractive index of 2.5 or more, 3.2 or less, pore-containing particles having an average particle size of 100 nm or less, and a resin.
(d線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子)
上記遮熱塗料を塗布して形成された遮熱膜において、本発明におけるd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子の含有量は、遮熱膜に対して20体積%以上60体積%以下の割合であることが好ましい。高屈折率粒子の含有量が20体積%未満になると、基材まで到達する光が増加するため太陽光による反射率が低下する。また、高屈折率粒子の含有量が60体積%を超えると塗膜の脆性が悪化する。
(High refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2)
In the thermal barrier film formed by applying the thermal barrier coating, the content of the high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 in the present invention is 20 volumes with respect to the thermal barrier film. It is preferable that it is a ratio of% or more and 60 volume% or less. When the content of the high refractive index particles is less than 20% by volume, the light reaching the base material increases, so the reflectance due to sunlight decreases. Moreover, when content of high refractive index particle | grains exceeds 60 volume%, the brittleness of a coating film will deteriorate.
(平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子)
上記した本発明における平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子の遮熱膜に対する含有量は、5体積%以上50体積%以下であることが好ましい。含有量が5体積%未満になると塗膜の屈折率を低下させることが困難である。また、含有量が50体積%を超えると塗膜の耐摩耗性が悪化する。
(Vacuum-containing particles having an average particle size of 100 nm or less)
In the present invention, the content of the pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less with respect to the heat shielding film is preferably 5% by volume or more and 50% by volume or less. When the content is less than 5% by volume, it is difficult to reduce the refractive index of the coating film. Moreover, when content exceeds 50 volume%, the abrasion resistance of a coating film will deteriorate.
(樹脂)
上記樹脂の遮熱膜に対する含有量は10体積%以上75体積%以下であることが好ましく、より好ましくは20体積%以上70体積%以下である。本発明における樹脂の含有量が10体積%未満になると基材との密着性が悪化する。また、本発明における樹脂の含有量が78体積%を超えると、太陽光の反射率が悪化する。
(resin)
The content of the resin with respect to the heat shielding film is preferably 10% by volume or more and 75% by volume or less, and more preferably 20% by volume or more and 70% by volume or less. When the content of the resin in the present invention is less than 10% by volume, the adhesion with the substrate is deteriorated. Moreover, when the resin content in the present invention exceeds 78% by volume, the reflectance of sunlight deteriorates.
(添加剤)
本発明の遮熱塗料は、樹脂マトリックスのd線屈折率が1.32以上1.42以下の範囲で収まる限り、樹脂マトリックスの一部としてその他の任意の添加剤を含んでいてもよい。その一例としては、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、赤外線透過型有機着色剤、赤外線透過型無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、d線屈折率が2.5以下の無機粒子および有機粒子、d線屈折率が3.2以上の無機粒子等が挙げられる。
(Additive)
The thermal barrier paint of the present invention may contain other optional additives as a part of the resin matrix as long as the d-line refractive index of the resin matrix falls within the range of 1.32 to 1.42. Examples thereof include dispersants, curing agents, curing catalysts, plasticizers, thixotropic agents, leveling agents, infrared transmissive organic colorants, infrared transmissive inorganic colorants, preservatives, ultraviolet absorbers, antioxidants, Examples include coupling agents, inorganic particles and organic particles having a d-line refractive index of 2.5 or less, and inorganic particles having a d-line refractive index of 3.2 or more.
《膜構成》
本発明の遮熱膜9は少なくとも基材5より外側に形成される。その形態としては、基材5と密着していてもよいし、基材5と遮熱膜9の間に密着性を向上させるプライマー層が設けられていてもよい。
<Membrane structure>
The thermal barrier film 9 of the present invention is formed at least outside the
(基材)
基材としては、任意の材料を用いることが出来るが、金属やプラスチックが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、マグネシウム合金等が挙げられる。プラスチック材料の一例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
(Base material)
Any material can be used as the substrate, but metals and plastics are preferred. Examples of the metal material include aluminum, titanium, stainless steel, and a magnesium alloy. As an example of the plastic material, polycarbonate resin, acrylic resin, ABS resin, fluorine resin, and the like can be given.
また、基材の膜厚としては任意の厚みを持つことが出来るが、0.5mm以上5mm以下、より好ましくは0.5mm以上2mm以下であることが好ましい。膜厚が0.5mm未満になるとレンズ鏡筒の形状を保持することが困難である。また、膜厚が5mmを超えると部材のコストが高くなる。 The thickness of the substrate can be any thickness, but is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 2 mm or less. When the film thickness is less than 0.5 mm, it is difficult to maintain the shape of the lens barrel. Moreover, when the film thickness exceeds 5 mm, the cost of the member increases.
(プライマー層)
プライマー層には、任意の材料を用いることが出来るが、一例としてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、プライマー層には本発明の粒子や本発明以外の粒子、着色剤、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、有機着色剤、無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、溶媒の残渣が含まれていても構わない。
(Primer layer)
Any material can be used for the primer layer, and examples thereof include an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a silicone resin, and a fluorine resin. Further, the primer layer includes particles of the present invention or particles other than the present invention, colorant, dispersant, curing agent, curing catalyst, plasticizer, thixotropic agent, leveling agent, organic colorant, inorganic colorant, preservative. , UV absorbers, antioxidants, coupling agents, and solvent residues may be included.
また、プライマー層の膜厚としては2μm以上30μm以下が好ましく、5μm以上20μm以下がより好ましい。膜厚が2μm未満では膜の密着性が低下することがあり、30μmを超えると膜厚精度に悪影響をおよぼすことがある。 The thickness of the primer layer is preferably 2 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 20 μm or less. If the film thickness is less than 2 μm, the adhesion of the film may be lowered, and if it exceeds 30 μm, the film thickness accuracy may be adversely affected.
(本発明の遮熱膜の膜厚)
本発明の遮熱膜の平均膜厚は10μm以上70μm以下であることが好ましい。膜厚が10μm未満になると、基材側に光が透過して太陽光の反射率が悪化する。膜厚が70μmを超えると膜厚精度が悪化する。平均膜厚は、規格値に対して±10μmであることが好ましい。
(Thickness of the thermal barrier film of the present invention)
The average film thickness of the heat shield film of the present invention is preferably 10 μm or more and 70 μm or less. When the film thickness is less than 10 μm, light is transmitted to the substrate side, and the reflectance of sunlight deteriorates. When the film thickness exceeds 70 μm, the film thickness accuracy deteriorates. The average film thickness is preferably ± 10 μm with respect to the standard value.
《本発明の遮熱膜の形成方法》
本発明の遮熱膜は、好ましくは10μm以上70μm以下の平均膜厚となるように本発明の遮熱塗料を均一に塗布出来れば任意の塗布方法および効果方法を用いることが出来る。
<< Method for Forming Thermal Barrier Film of the Present Invention >>
Any coating method and effect method can be used as long as the thermal barrier coating of the present invention can be applied uniformly so that the thermal barrier coating of the present invention has an average film thickness of preferably 10 μm or more and 70 μm or less.
本発明の光学機器用の遮熱膜の塗布方法の一例としては、ハケ塗り、スプレー塗布、ディップコーティング、転写等が挙げられる。また、遮熱膜は1層塗りであっても、多層塗りであっても構わないし、意匠性を出すためにシボ加工されていても良い。 As an example of the coating method of the thermal barrier film for the optical apparatus of the present invention, brush coating, spray coating, dip coating, transfer and the like can be mentioned. Further, the heat shielding film may be a single layer coating or a multilayer coating, and may be subjected to a textured process in order to exhibit design properties.
また、本発明の光学機器用の遮熱膜の硬化方法としては室温放置しても構わないし、任意の熱により硬化を促進しても、紫外線を与えても構わない。熱を与えて硬化させる方法としては、加熱炉、ヒーター、赤外線加熱等が挙げられる。硬化温度としては、室温から400℃が好ましく更に好ましくは、室温から200℃である。 In addition, as a method for curing a thermal barrier film for an optical device of the present invention, it may be left at room temperature, may be accelerated by arbitrary heat, or may be given ultraviolet rays. Examples of the method of curing by applying heat include a heating furnace, a heater, and infrared heating. The curing temperature is preferably room temperature to 400 ° C, more preferably room temperature to 200 ° C.
[実施例]
以下に、本発明における好適な実施例について説明する。
実施例1から13における遮熱塗料の調製、遮熱膜の作製、反射率の評価、温度の評価、鉛筆硬度、膜厚精度の評価は下記のように行った。
[Example]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
In Examples 1 to 13, the preparation of the thermal barrier coating, the production of the thermal barrier film, the evaluation of the reflectance, the evaluation of the temperature, the pencil hardness, and the evaluation of the film thickness accuracy were performed as follows.
〈反射率の測定方法〉
反射率は図4に示すように、分光光度計(U-4000;日立ハイテク)を用いて測定した。
測定用のサンプルには30mm角で厚みが1mmの金属板に本発明の遮熱膜を形成して用いた。金属板には、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム合金等の中のいずれかを用いた。また、金属板の表面にスピンコーターで所望の膜厚になるように本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。
<Measurement method of reflectance>
The reflectivity was measured using a spectrophotometer (U-4000; Hitachi High-Tech) as shown in FIG.
For the measurement sample, the heat-shielding film of the present invention was formed on a 30 mm square metal plate having a thickness of 1 mm. Any of stainless steel, aluminum, titanium, magnesium alloy and the like was used for the metal plate. Further, the heat-shielding film of the present invention was applied to the surface of the metal plate with a spin coater so as to have a desired film thickness, and baked.
次に、反射率の測定方法を説明する。図4に示すように積分球13に対して波長400nm〜2600nmの入射光1を入射させた。まず、入射光1に対して入射角を5°傾けた試験片を試験片取り付け部14に100%反射が起こるアルミナ焼結体のブランクを設置し、ベースライン測定を行った。続いて、試験片取り付け部14にブランクの替わりに本発明の遮光膜を形成した試験片を設置し、400nm〜2600nmの光を入射させ、検出器15で検出して反射率を測定した。また、反射率は400nm〜2600nmにおいて1nmおきの平均反射率の値を記載した。反射率は温度の評価結果と相関があり、90%以上で下記の温度評価結果において良好な値を示した。このことより、反射率が90%以上であれば良好な遮熱膜であると言える。
Next, a method for measuring the reflectance will be described. As shown in FIG. 4,
〈温度低減効果の評価方法〉
図5は温度の評価方法を示す模式図である。図5に示すように、温度測定には、ランプ16、温度測定用治具19および温度評価用の試験片17を用いた。
<Method for evaluating temperature reduction effect>
FIG. 5 is a schematic diagram showing a temperature evaluation method. As shown in FIG. 5, a
温度評価用の試験片17には、100mm角で厚みが1mmの金属板に本発明の遮熱膜を形成して用いた。金属板には、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム合金等の中のいずれかを用いた。また、金属板の表面にスピンコーターで所望の膜厚になるように本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。温度測定用治具19には、表面が白色で120mm×120mm×120mmの段ボールを用い、温度評価用の試験片17取り付け部分に90mm×90mm角の窓部を設けた。
また、ランプ16にはハイラックスMT150FD6500K(岩崎電気)を用いた。
The
As the
次に、温度測定用治具19に温度評価用の試験片17を取り付け、温度評価用の試験片17の裏面に熱電対を取り付けた。温度評価用の試験片17が取り付けられた温度測定用治具19をランプ16との距離が100mmになるように設置した。次にランプ16を60分間照射し、60分後の温度を測定した。
Next, a
温度低減効果は、温度評価用の試験片17の表面に黒色のブランクを形成して温度測定し、実施例の遮熱膜の温度測定結果との差分を計算して温度遮熱効果とした。
The temperature reduction effect was obtained by forming a black blank on the surface of the
黒色のブランクとしてはカーボンブラック(MA100;三菱化学)20g、エポキシ樹脂(jER828;三菱化学)100g、アミン硬化剤(ST11;三菱化学)70g、シンナー20gを遊星回転装置で混合した塗料を温度評価用の試験片17の表面に塗布し、焼成して作製した。
As a black blank, 20 g of carbon black (MA100; Mitsubishi Chemical), 100 g of epoxy resin (jER828; Mitsubishi Chemical), 70 g of amine curing agent (ST11; Mitsubishi Chemical), and 20 g of thinner are mixed with a planetary rotator for temperature evaluation. This was applied to the surface of the
温度低減効果が10℃以上であれば良好(下記表:良)な遮熱膜であると評価した。また、温度低減効果が10℃未満になると、良好な遮熱膜ではない(下記表:不良)。 If the temperature reduction effect was 10 ° C. or higher, it was evaluated as a good (in the following table: good) thermal barrier film. Moreover, when a temperature reduction effect will be less than 10 degreeC, it is not a favorable thermal barrier film (the following table | surface: defect).
〈膜厚精度の評価方法〉
以下に、膜厚精度の評価方法について説明する。光学機器は位置精度が厳しいが、膜厚精度がばらつくと位置精度が悪化する。膜厚精度評価用のサンプルには30mm角で厚みが1mmの金属板に本発明の遮熱膜を所望の膜厚になるようにスプレーで本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。評価用のサンプルは20枚用意し、1枚につきマイクロメーターで5か所の膜厚を測定してその平均値を算出し膜厚とした。また20枚の試験片の膜厚の平均値を算出し、平均値からの最大ズレ量を膜厚ばらつきの値とした。尚、最大ズレ量とは20枚の試験片×5か所で合計100か所についての最大ズレ量とした。
<Evaluation method of film thickness accuracy>
Below, the evaluation method of film thickness precision is demonstrated. Optical devices have strict positional accuracy, but if the film thickness accuracy varies, the positional accuracy deteriorates. The heat shielding film of the present invention was applied to a metal plate having a thickness of 30 mm square and a thickness of 1 mm on the metal film accuracy evaluation sample by spraying so that the heat shielding film of the present invention had a desired film thickness and baked. Twenty samples for evaluation were prepared, and the film thickness was measured at five locations with a micrometer per sheet, and the average value was calculated to obtain the film thickness. Moreover, the average value of the film thickness of 20 test pieces was calculated, and the maximum deviation from the average value was used as the value of the film thickness variation. The maximum amount of deviation is the maximum amount of deviation for 100 test pieces in total of 20 test pieces × 5 places.
膜厚ばらつきが±10μm以内の精度であれば良好(下記表:良)な遮熱膜と評価した。膜厚ばらつきが±10μmを超えると、位置精度が悪化するので光学機器として使用することが困難(下記表:不良)になる。 If the film thickness variation was within ± 10 μm, it was evaluated as a good (the following table: good) thermal barrier film. If the film thickness variation exceeds ± 10 μm, the positional accuracy deteriorates, so that it becomes difficult to use as an optical instrument (the following table: defective).
〈鉛筆硬度の評価方法〉
以下に鉛筆硬度の評価方法について説明する。膜厚精度評価用のサンプルには30mm角で厚みが1mmの金属板に本発明の遮熱膜を所望の膜厚になるようにスプレーで塗布し、焼成した。鉛筆硬度についてはH以上あれば良好な遮熱膜と言える。よって、試験用の鉛筆には三菱鉛筆ハイユニHを用い、♯400サンドペーパーで垂直に芯出しを行った。鉛筆の押し当て角度は45°で、10Nの圧力をかけて10mmの距離を移動させた。試験回数は5回とし、全て傷が無い遮熱膜を(下記表:良(鉛筆硬度H以上))とし、傷や剥がれが見られる膜を(下記表:不良(鉛筆硬度H未満))とした。
<Evaluation method of pencil hardness>
Below, the evaluation method of pencil hardness is demonstrated. For the sample for evaluating the film thickness accuracy, the thermal barrier film of the present invention was applied to a metal plate having a 30 mm square and a thickness of 1 mm with a spray so as to have a desired film thickness, followed by firing. If the pencil hardness is H or more, it can be said to be a good thermal barrier film. Therefore, Mitsubishi Pencil High Uni H was used as the test pencil, and centered vertically with # 400 sandpaper. The pressing angle of the pencil was 45 °, and a distance of 10 mm was moved by applying a pressure of 10N. The number of tests is 5 times, and the heat-shielding film without any scratches is (the following table: good (pencil hardness H or higher)), and the film where scratches or peeling is seen (the following table: defective (less than pencil hardness H)) is did.
(実施例1)
<遮熱塗料の調製>
実施例1は、以下の方法で遮熱塗料を作製した。酸化チタン(HT0210(東邦チタニウム;平均粒径2μm))210g、アクリル樹脂35g(アルマテックス784(三井化学))、中空シリカ100g(スルーシア(日揮):50%空孔率)、分散剤2.4g(DISPERBYK-180(ビックケミージャパン))、溶剤30g(酢酸ブチル)を秤量し、遊星回転装置(泡取練太郎;シンキー)にて10分間撹拌して、実施例1の遮熱塗料を得た。
Example 1
<Preparation of thermal barrier paint>
In Example 1, a thermal barrier paint was produced by the following method. 210 g of titanium oxide (HT0210 (Toho Titanium;
<遮熱膜の作製>
実施例1では、表1に記載される材料および条件の下、以下の方法で遮熱膜を作製した。上記の遮熱塗料を反射率測定用の試験片、温度評価用の試験片17、膜厚精度評価用の試験片に膜厚が40μmになるように塗布し、130℃で1時間硬化させ、実施例1の遮熱膜を得た。
<Preparation of thermal barrier film>
In Example 1, a thermal barrier film was produced by the following method under the materials and conditions described in Table 1. The above thermal barrier paint is applied to a test piece for reflectance measurement, a
(実施例2〜13)
実施例2〜13では、表1〜3の材料および条件にする以外は実施例1と同様にして、遮熱膜を作製した。
酸化チタン、中空シリカ、ウレタンアクリレートについては、全ての実施例および比較例において同一のものを用いた。
(Examples 2 to 13)
In Examples 2 to 13, thermal barrier films were produced in the same manner as in Example 1 except that the materials and conditions shown in Tables 1 to 3 were used.
About titanium oxide, hollow silica, and urethane acrylate, the same thing was used in all the Examples and the comparative examples.
平均粒径が5μmの酸化チタンについては、粒径が80nmの酸化チタンを、ロータリーキルンで低温で乾燥させた後に、1100℃の温度で2時間焼成、粉砕して作製した。平均粒径が1μmの粒子としてはJR-1000(テイカ)を用いた。 Titanium oxide having an average particle size of 5 μm was prepared by drying titanium oxide having a particle size of 80 nm at a low temperature in a rotary kiln, followed by firing and pulverization at a temperature of 1100 ° C. for 2 hours. JR-1000 (Taika) was used as a particle having an average particle diameter of 1 μm.
〈評価結果〉
上記の方法により、実施例1から13の遮熱膜の反射率および温度低減効果を評価した結果を、表4〜6に記す。
<Evaluation results>
The results of evaluating the reflectance and the temperature reduction effect of the heat shield films of Examples 1 to 13 by the above method are shown in Tables 4 to 6.
測定結果としては、遮熱膜の反射率は90%以上であることが好ましい。また、温度低減効果はブランクとの差分が10℃以上あることが好ましい。また、鉛筆硬度はH以上であることが好ましい。また、膜厚精度は±10μm以内であることが好ましい。 As a measurement result, the reflectance of the thermal barrier film is preferably 90% or more. Moreover, it is preferable that the temperature reduction effect has 10 degreeC or more of difference with a blank. The pencil hardness is preferably H or higher. The film thickness accuracy is preferably within ± 10 μm.
実施例1では、平均粒径が2μmの酸化チタンとアクリル樹脂と中空シリカを用い、アクリル樹脂と中空シリカから成る樹脂マトリックスの屈折率が1.41になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表4に示す。反射率の評価結果は、97%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 1, titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm, acrylic resin, and hollow silica were used, and the refractive index of the resin matrix composed of acrylic resin and hollow silica was adjusted to 1.41. Table 4 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 97%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例2では、実施例1に対し、ウレタン樹脂(アデカポリエーテルBPX-21(アデカ))を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表4に示す。反射率の評価結果は、97%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 2, a urethane resin (ADEKA polyether BPX-21 (ADEKA)) was used as compared with Example 1. Table 4 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 97%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例3では、実施例1に対し、エポキシ樹脂(iER828(三菱化学))を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表4に示す。反射率の評価結果は、95%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 3, an epoxy resin (iER828 (Mitsubishi Chemical)) was used as compared with Example 1. Table 4 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 95%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例4では、実施例1に対し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表4に示す。反射率の評価結果は、98%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 4, urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used as compared to Example 1. Table 4 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of reflectance was 98%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例5では、実施例1に対し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、更に樹脂マトリックスのd線屈折率を1.32に調整した遮熱膜を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表4に示す。反射率の評価結果は、94%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 5, compared with Example 1, urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used, and a thermal barrier film in which the d-line refractive index of the resin matrix was adjusted to 1.32 was used. Table 4 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 94%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例6では、実施例1に対し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、更に樹脂マトリックスのd線屈折率を1.30に調整した遮熱膜を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表5に示す。反射率の評価結果は、94%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。ただし、膜厚を200μm以上にして、温度衝撃を加えると膜割れが生じることがあった。 In Example 6, compared with Example 1, urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used, and a thermal barrier film in which the d-line refractive index of the resin matrix was adjusted to 1.30 was used. Table 5 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 94%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good. However, when the film thickness is 200 μm or more and a temperature shock is applied, film cracking may occur.
実施例7では、実施例1に対し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、更に樹脂マトリックスのd線屈折率を1.48に調整した遮熱膜を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表5に示す。反射率の評価結果は、91%であり若干劣るものの良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 7, compared with Example 1, urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used, and a thermal barrier film in which the d-line refractive index of the resin matrix was adjusted to 1.48 was used. Table 5 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 91%, which was good although slightly inferior. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例8では、実施例1に対し、平均粒径が5μmの酸化チタンを用い、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表5に示す。反射率の評価結果は、95%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、表面に多少の凹凸が発生したものの膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 8, with respect to Example 1, titanium oxide having an average particle diameter of 5 μm was used, urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used, and the d-line refractive index of the resin matrix was adjusted to 1.39. . Table 5 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 95%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. In addition, although some unevenness occurred on the surface, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例9では、実施例1に対し、平均粒径が1μmの酸化チタンと平均粒径が2μmの酸化チタンを併用し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表5に示す。反射率の評価結果は、95%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 9, compared with Example 1, titanium oxide having an average particle diameter of 1 μm and titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm are used in combination, and urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) is used. The linear refractive index was adjusted to 1.39. Table 5 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 95%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例10では、実施例1に対し、平均粒径が2μmの酸化チタンの含有量を22体積%に調整し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表5に示す。反射率の評価結果は、95%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 10, the content of titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm was adjusted to 22% by volume with respect to Example 1, and urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used. The rate was adjusted to 1.39. Table 5 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 95%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例11では、実施例1に対し、平均粒径が2μmの酸化チタンの含有量を59体積%に調整し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表6に示す。反射率の評価結果は、98%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 11, the content of titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm was adjusted to 59% by volume with respect to Example 1, and urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used. The rate was adjusted to 1.39. Table 6 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of reflectance was 98%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例12では、実施例1に対し、平均粒径が2μmの酸化チタンの含有量を20体積%に調整し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表6に示す。反射率の評価結果は、94%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Example 12, the content of titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm was adjusted to 20% by volume with respect to Example 1, and urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used. The rate was adjusted to 1.39. Table 6 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of the reflectance was 94%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
実施例13では、実施例1に対し、平均粒径が2μmの酸化チタンの含有量を60体積%に調整し、ウレタンアクリレート(オレスターQ691(三菱化学))を用い、樹脂マトリックスのd線屈折率を1.39に調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表6に示す。反射率の評価結果は、98%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。また、鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以下であり、良好であった。ただし、膜厚を200μm以上にして温度衝撃を与えると酸化チタンの無機顔料分が多いため膜割れが生じることがあった。 In Example 13, the content of titanium oxide having an average particle diameter of 2 μm was adjusted to 60% by volume with respect to Example 1, and urethane acrylate (Olestar Q691 (Mitsubishi Chemical)) was used. The rate was adjusted to 1.39. Table 6 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained thermal barrier film. The evaluation result of reflectance was 98%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. Also, the pencil hardness was H or higher, which was good. Moreover, the evaluation result of film thickness accuracy was ± 10 μm or less, which was good. However, when the film thickness was 200 μm or more and a temperature shock was applied, the film was sometimes cracked because of the large amount of titanium oxide inorganic pigment.
[比較例1〜7]
比較のための遮熱塗料の調整、遮熱膜の作製、反射率の評価、温度低減効果の評価、膜厚精度の評価、鉛筆硬度の評価は、前述の実施例1〜13と同様に行った。実施例1〜13と異なる点について以下に示す。
[Comparative Examples 1-7]
Adjustment of thermal barrier paint for comparison, production of thermal barrier film, evaluation of reflectance, evaluation of temperature reduction effect, evaluation of film thickness accuracy, and evaluation of pencil hardness are performed in the same manner as in Examples 1 to 13 described above. It was. The differences from Examples 1 to 13 are shown below.
フッソ系樹脂としては、Poly(2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate)(アルドリッチ)、Poly(2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate)(アルドリッチ)、Poly(2,2,2-trifluoroethyl methacrylate)(アルドリッチ)、ゼッフル(ダイキン)のいずれかを用いることが出来る。
酸化亜鉛としては、平均粒径が3.8μmの酸化亜鉛粒子♯F(堺化学)を用いた。
シリコン粒子としては、平均粒径が5μmのシリコンSIE23PB(高純度化学)を用いた。
平均粒径が7μmの酸化チタンについては、粒径が80nmの酸化チタンを、ロータリーキルンで低温で乾燥させた後に、1100℃の温度で2時間焼成、粉砕して作製した。
平均粒径が100nm以上の中空粒子としては架橋スチレンアクリル中空粒子(1次粒径300nm;安達新産業)を用いた。
Fluoro-based resins include Poly (2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate) (Aldrich), Poly (2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate) (Aldrich), Poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) ) (Aldrich) or Zaffle (Daikin) can be used.
As the zinc oxide, zinc oxide particles #F (Sakai Chemical) having an average particle diameter of 3.8 μm were used.
As silicon particles, silicon SIE23PB (high purity chemistry) having an average particle diameter of 5 μm was used.
Titanium oxide having an average particle diameter of 7 μm was prepared by drying titanium oxide having a particle diameter of 80 nm at a low temperature in a rotary kiln, followed by firing and pulverization at a temperature of 1100 ° C. for 2 hours.
Crosslinked styrene acrylic hollow particles (primary particle size 300 nm; Adachi Shin Sangyo) were used as hollow particles having an average particle size of 100 nm or more.
表7、8に比較例1〜7の遮熱膜を構成する材料および添加量を示す。
表9、10に比較例1〜7の遮熱膜を用いて評価した結果をそれぞれ示す。
比較例1では、実施例1に対して塗膜硬度の低いフッ素樹脂(ゼッフル(ダイキン))を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表9に示す。反射率の評価結果は、95%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上あり良好であった。鉛筆硬度はH未満であり硬度が不足していた。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。
Tables 7 and 8 show the materials and addition amounts of the thermal barrier films of Comparative Examples 1 to 7.
Tables 9 and 10 show the results of evaluation using the thermal barrier films of Comparative Examples 1 to 7, respectively.
In Comparative Example 1, a fluororesin (Zeffle (Daikin)) having a coating film hardness lower than that of Example 1 was used. Table 9 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 95%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degrees C or more and was favorable. The pencil hardness was less than H and the hardness was insufficient. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
比較例2では、実施例1に対し、平均粒径が1μmと粒径の小さな酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表9に示す。反射率の評価結果は、83%であり反射率90%に満たなかった。また、温度低減効果は10℃未満であり効果が低かった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Comparative Example 2, as compared with Example 1, titanium oxide having a small average particle diameter of 1 μm was used. Table 9 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 83%, which was less than 90%. Moreover, the temperature reduction effect was less than 10 degreeC and the effect was low. The pencil hardness was H or higher and was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
比較例3では、実施例1に対し、d線屈折率が2と屈折率が低い酸化亜鉛用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表9に示す。反射率の評価結果は、78%であり反射率90%に満たなかった。また、温度低減効果は10℃未満であり効果が低かった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Comparative Example 3, zinc oxide having a d-line refractive index of 2 and a low refractive index was used as compared with Example 1. Table 9 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 78%, which was less than 90%. Moreover, the temperature reduction effect was less than 10 degreeC and the effect was low. The pencil hardness was H or higher and was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
比較例4では、実施例1に対し、d線屈折率が4と屈折率が高いシリコンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表9に示す。反射率の評価結果は、75%であり反射率90%に満たなかった。また、温度低減効果は10℃未満であり効果が低かった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Comparative Example 4, silicon having a high refractive index of d-line refractive index of 4 as compared with Example 1 was used. Table 9 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 75%, which was less than 90%. Moreover, the temperature reduction effect was less than 10 degreeC and the effect was low. The pencil hardness was H or higher and was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
比較例5では、実施例1に対し、平均粒径が7μmで粒径の大きな酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表9に示す。反射率の評価結果は、94%であり良好であった。また、温度低減効果は10℃以上であり良好であった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。ただし、膜厚精度の評価結果は±10μmを超えており、悪かった。 In Comparative Example 5, as compared with Example 1, titanium oxide having an average particle diameter of 7 μm and a large particle diameter was used. Table 9 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 94%, which was good. Moreover, the temperature reduction effect was 10 degreeC or more, and was favorable. The pencil hardness was H or higher and was good. However, the evaluation result of the film thickness accuracy exceeded ± 10 μm and was bad.
なお、比較例6では、実施例1に対し、平均粒径が100nm以上の中空粒子(架橋スチレンアクリル中空粒子(1次粒径300nm;安達新産業))を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表10に示す。反射率の評価結果は、88%であり反射率90%に満たなかった。また、温度低減効果は10℃未満であり効果が低かった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm未満であり、良好であった。 In Comparative Example 6, hollow particles (cross-linked styrene acrylic hollow particles (primary particle size 300 nm; Adachi Shin Sangyo)) having an average particle size of 100 nm or more were used as compared with Example 1. Table 10 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 88%, which was less than 90%. Moreover, the temperature reduction effect was less than 10 degreeC and the effect was low. The pencil hardness was H or higher and was good. Moreover, the evaluation result of film thickness accuracy was less than ± 10 μm, which was good.
比較例7では、実施例1に対し、平均粒径が100nm以下の粒子として中実粒子を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果、鉛筆硬度、膜厚精度を評価した結果を表10に示す。反射率の評価結果は、83%であり反射率90%に満たなかった。また、温度低減効果は10℃未満であり効果が低かった。鉛筆硬度はH以上であり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±10μm以内であり、良好であった。 In Comparative Example 7, as compared with Example 1, solid particles were used as particles having an average particle size of 100 nm or less. Table 10 shows the results of evaluating the reflectance and temperature reduction effect, pencil hardness, and film thickness accuracy of the obtained heat shield film. The evaluation result of the reflectance was 83%, which was less than 90%. Moreover, the temperature reduction effect was less than 10 degreeC and the effect was low. The pencil hardness was H or higher and was good. Moreover, the evaluation result of the film thickness accuracy was within ± 10 μm, which was good.
本発明の光学機器用の遮光膜は、屋外で使用される部材や精密機器に利用することができる。 The light-shielding film for optical equipment of the present invention can be used for members used outdoors and precision equipment.
1.入射光
2.反射光
3.透過光
4.赤外線反射膜
5.基材
6.レンズ
7.嵌合部分
8.レンズ鏡筒
9.遮熱膜
10.粒子
11.樹脂
12.粒子内の反射
13.積分球
14.試験片取り付け部
15.検出器
16.ランプ
17.温度評価用の試験片
18.温度測定箇所
19.温度測定用治具
1.
5. Base material 6. Lens 7. Fitting part 8. Lens barrel 9. Thermal barrier film 10.
Claims (19)
前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有し、
前記遮熱膜は、樹脂マトリックスにd線屈折率が2.5以上3.2以下の高屈折率粒子が分散している遮熱膜であって、該樹脂マトリックスはウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの組合せから選択される樹脂中に平均粒径が100nm以下の空孔含有粒子を含んでなり、該高屈折率粒子の平均粒径が2μm以上5μm以下であることを特徴とする光学機器。 An optical apparatus having a lens and a lens barrel provided with the lens inside a lens barrel,
A thermal barrier film on at least a part of the outer peripheral surface of the lens barrel;
The thermal barrier film is a thermal barrier film in which high refractive index particles having a d-line refractive index of 2.5 to 3.2 are dispersed in a resin matrix, and the resin matrix includes a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin. An optical material comprising pore-containing particles having an average particle diameter of 100 nm or less in a resin selected from a resin and a combination thereof, wherein the average particle diameter of the high refractive index particles is 2 μm or more and 5 μm or less machine.
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