JP2019159186A - Metal-resin composite dispersion liquid, heat shield paint, method of manufacturing metal-containing resin film or infrared reflective film using the same, and method of manufacturing metal-resin composite dispersion liquid - Google Patents

Metal-resin composite dispersion liquid, heat shield paint, method of manufacturing metal-containing resin film or infrared reflective film using the same, and method of manufacturing metal-resin composite dispersion liquid Download PDF

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Abstract

To provide a novel material that can be used to form an infrared reflective film using a simple method, a method of manufacturing the infrared reflective film using such material, and the like.SOLUTION: A metal-resin composite dispersion liquid is provided, comprising fine spheres, each comprising an aggregate of fine resin particles and containing a water phase therein, where the spheres are dispersed in an organic phase to form a w/o pickering emulsion, and where the water phase contains fine metal particles. The metal-resin composite dispersion liquid can be used as a heat shield paint.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、金属及び樹脂複合分散液、遮熱塗料、それらを用いた金属含有樹脂膜又は赤外線反射膜の製造方法、及び金属及び樹脂複合分散液の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a metal / resin composite dispersion, a thermal barrier coating, a method for producing a metal-containing resin film or an infrared reflective film using them, and a method for producing a metal / resin composite dispersion.

近年、気候変動、ヒートアイランド現象、冷房負荷の低減等への対策が必要とされているが、そのいずれにも有効な対策として、太陽光赤外線(熱)を反射する材料の開発が注目されている。赤外線は、太陽光全体の約50%を占めており、物質に吸収されると熱エネルギーに変換される特性がある。赤外線には、波長の短い順(可視光から近い順)に近赤外線、赤外線、及び遠赤外線がある。   In recent years, countermeasures for climate change, heat island phenomenon, reduction of cooling load, etc. are required, but as an effective countermeasure for any of them, development of a material that reflects solar infrared rays (heat) has attracted attention. . Infrared rays occupy about 50% of the total sunlight, and have the property of being converted into thermal energy when absorbed by substances. Infrared rays include near-infrared rays, infrared rays, and far-infrared rays in order of short wavelength (in order from the closest to visible light).

赤外線を反射させる材料の一つとして、高反射率塗料が挙げられる。これは、対象物に塗布をして塗膜を形成させることにより、太陽光に含まれる近赤外線をその塗膜で反射し、対象物の温度上昇を抑制する機能を備える。このような機能を備えた塗料は、道路や歩道等に塗布され、ヒートアイランド現象の緩和等を目的に利用されている(そのような塗料の一例として特許文献1を参照)。   One of the materials that reflect infrared rays is a highly reflective paint. This has a function of reflecting near-infrared light contained in sunlight by the coating film by applying the coating to the object to form a coating film and suppressing the temperature rise of the object. The coating material having such a function is applied to roads, sidewalks, and the like, and is used for the purpose of alleviating the heat island phenomenon (see Patent Document 1 as an example of such a coating material).

その他の赤外線反射材料として、遮熱フィルムが挙げられる。このようなフィルムの一形態として、反射率が異なる複数のフィルムを何層も複合させることにより、可視光は通過させる一方で、赤外線を反射させるものが挙げられる(例えば、特許文献2を参照)。また、このようなフィルムの別の形態として、ナノサイズの金属平板粒子をフィルム中に特定の条件をもって分散させることにより、可視光は通過させる一方で、赤外線を反射させるものが挙げられる(例えば、特許文献3を参照)。これらのフィルムは、太陽光線のうち可視光は通過させる一方で赤外線を遮断するので、例えば窓ガラス等に貼付することにより、室内へ外光を取り入れつつ室温の上昇を抑制させることを可能とする。   As another infrared reflective material, a heat shield film is exemplified. As one form of such a film, a film that reflects infrared rays while allowing visible light to pass therethrough by combining a plurality of films having a plurality of different reflectances (see, for example, Patent Document 2). . In addition, as another form of such a film, by dispersing nano-sized metal tabular grains in the film under specific conditions, visible light can be passed while infrared rays are reflected (for example, for example) (See Patent Document 3). These films allow visible light to pass through while blocking infrared rays while being attached to a window glass or the like, for example, thereby making it possible to suppress an increase in room temperature while taking in outside light into the room. .

特開2004−251108号公報JP 2004-251108 A 特表平11−508380号公報Japanese National Patent Publication No. 11-508380 特開2012−215811号公報JP 2012-215811 A

これらの遮熱フィルムは、窓等に貼付することで手軽に赤外線の遮断を実現することができる。その一方で、こうしたフィルムを製造するには、何層ものフィルムを複合させるための膨大な手間や内部粒子の精緻な配向調節を必要とするので、相応のコストが必要になる。また、このように赤外線を反射する一方で可視光領域の透明性を示す赤外線反射フィルムの例はそもそも少ない。   These thermal barrier films can be easily shielded from infrared rays by being attached to a window or the like. On the other hand, in order to manufacture such a film, enormous effort is required to combine multiple layers of film and precise orientation adjustment of internal particles is required, so that a corresponding cost is required. In addition, there are few examples of infrared reflecting films that reflect infrared rays while exhibiting transparency in the visible light region.

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法により赤外線反射膜を形成させることのできる新規な材料、及びそれを用いた赤外線反射膜の製造方法等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a novel material capable of forming an infrared reflective film by a simpler method, a method for producing an infrared reflective film using the same, and the like. With the goal.

本発明者らは、以上の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、樹脂微粒子が集合してなる微少な球体の内部に金属微粒子が分散された水相を含み、その球体が有機相中に分散されてw/o型ピッカリングエマルションを形成する分散液を調製し、さらにその分散液を対象表面に塗布し乾燥させることにより、金属微粒子を含む樹脂膜が形成されることを見出した。そして、本発明者らは、この金属微粒子がナノサイズの貴金属粒子であれば、その貴金属粒子の表面プラズモン共鳴により、その樹脂膜が可視光を透過させる一方で赤外光を反射させる特性を備えることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものであり、以下のようなものを提供する。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention include an aqueous phase in which metal fine particles are dispersed inside a fine sphere formed by collecting resin fine particles, and the sphere is in the organic phase. It has been found that a resin film containing metal fine particles is formed by preparing a dispersion liquid that is dispersed in an aqueous solution to form a w / o-type pickering emulsion, and further applying the dispersion liquid to a target surface and drying. If the metal fine particles are nano-sized noble metal particles, the present inventors have a characteristic that the resin film transmits visible light while reflecting infrared light by surface plasmon resonance of the noble metal particles. I found out. The present invention has been completed based on these findings, and provides the following.

(1)本発明は、樹脂微粒子が集合してなる微少な球体の内部に水相を含み、上記球体が有機相中に分散されてw/o型ピッカリングエマルションを形成する分散液であって、上記水相中に金属微粒子を含むことを特徴とした金属及び樹脂複合分散液である。   (1) The present invention is a dispersion in which a fine sphere formed by collecting resin fine particles contains an aqueous phase, and the sphere is dispersed in an organic phase to form a w / o-type pickering emulsion. A metal and resin composite dispersion characterized by containing metal fine particles in the aqueous phase.

上記金属ナノ粒子を形成する金属は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、銅からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。   The metal forming the metal nanoparticles is preferably at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, rhodium, and copper.

上記樹脂微粒子は、アクリル酸エステルの重合物及びメタクリル酸エステルの重合物からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。   The resin fine particles are preferably at least one selected from the group consisting of a polymer of an acrylic ester and a polymer of a methacrylate.

(2)本発明は、上記金属及び樹脂複合分散液を含むことを特徴とする遮熱塗料でもある。   (2) The present invention is also a thermal barrier paint containing the above metal and resin composite dispersion.

(3)本発明は、上記金属及び樹脂複合分散液を塗布する工程を含むことを特徴とする金属含有樹脂膜の製造方法でもある。   (3) This invention is also a manufacturing method of the metal containing resin film characterized by including the process of apply | coating the said metal and resin composite dispersion liquid.

(4)本発明は、上記(3)項記載の方法により金属含有樹脂膜を形成させる工程を含むことを特徴とする赤外線反射膜の製造方法でもある。   (4) The present invention is also a method for producing an infrared reflecting film, comprising a step of forming a metal-containing resin film by the method described in the above item (3).

(5)本発明は、金属イオン含有水溶液及び樹脂微粒子を油相中へ添加して混合物を得る添加工程と、上記添加工程で得た混合物を高せん断下で乳化状態とすることでw/oピッカリングエマルションを形成させる乳化工程と、を備え、さらに、上記金属イオンを還元して金属粒子とする還元工程を備える金属及び樹脂複合分散液の製造方法でもある。   (5) The present invention provides an addition step in which a metal ion-containing aqueous solution and resin fine particles are added into an oil phase to obtain a mixture, and the mixture obtained in the addition step is emulsified under high shear to provide a w / o And an emulsification step for forming a pickering emulsion, and further a method for producing a metal and resin composite dispersion comprising a reduction step of reducing the metal ions into metal particles.

上記還元工程は、上記乳化工程の前又はそれと同時に行われることが好ましい。   The reduction step is preferably performed before or simultaneously with the emulsification step.

上記還元工程における還元は、アスコルビン酸又はアルドースを還元剤として行われることが好ましい。   The reduction in the reduction step is preferably performed using ascorbic acid or aldose as a reducing agent.

上記アルドースは、グルコースであることが好ましい。   The aldose is preferably glucose.

(6)本発明は、上記製造方法により得た金属及び樹脂複合分散液を塗布し、それにより得た塗膜を乾燥させる工程を備えることを特徴とする赤外線反射膜の製造方法でもある。   (6) The present invention is also a method for producing an infrared reflecting film, comprising a step of applying the metal and resin composite dispersion obtained by the above production method and drying the coating film obtained thereby.

本発明によれば、より簡便な方法により赤外線反射膜を形成させることのできる新規な材料、及びそれを用いた赤外線反射膜の製造方法等が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel material which can form an infrared reflective film by a simpler method, the manufacturing method of an infrared reflective film using the same, etc. are provided.

図1は、本発明の金属及び樹脂複合分散液に含まれるw/o型ピッカリングエマルションを説明する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a w / o-type pickering emulsion contained in a metal and resin composite dispersion of the present invention. 図2(a)は、調製された樹脂微粒子についての動的光散乱法による粒度分布を示すチャートであり、図2(b)は、調製された樹脂微粒子についてのSEM画像である。FIG. 2A is a chart showing the particle size distribution of the prepared resin fine particles by a dynamic light scattering method, and FIG. 2B is an SEM image of the prepared resin fine particles. 図3は、金属及び樹脂複合分散液(A)についての光学顕微鏡による観察画像である。FIG. 3 is an image observed with an optical microscope for the metal and resin composite dispersion (A). 図4は、金属及び樹脂複合分散液(C)についての光学顕微鏡による観察画像である。FIG. 4 is an observation image of the metal and resin composite dispersion (C) with an optical microscope. 図5は、金属及び樹脂複合分散液(A)〜(C)のそれぞれから作製した金属含有樹脂膜の拡散反射率を示すチャートである。FIG. 5 is a chart showing the diffuse reflectance of the metal-containing resin film prepared from each of the metal and resin composite dispersions (A) to (C).

以下、本発明の一実施形態又は一実施態様について、金属及び樹脂複合分散液、金属及び樹脂複合分散液の製造方法、遮熱塗料、金属含有樹脂膜の製造方法、赤外線反射膜の製造方法の順に説明する。   Hereinafter, for one embodiment or one embodiment of the present invention, a metal and resin composite dispersion, a method for producing a metal and resin composite dispersion, a thermal barrier coating, a method for producing a metal-containing resin film, and a method for producing an infrared reflective film These will be described in order.

<金属及び樹脂複合分散液>
まずは、本発明の金属及び樹脂複合分散液の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の金属及び樹脂複合分散液に含まれるw/o型ピッカリングエマルションを説明する模式図である。
<Metal and resin composite dispersion>
First, an embodiment of the metal and resin composite dispersion of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a w / o-type pickering emulsion contained in a metal and resin composite dispersion of the present invention.

本発明の金属及び樹脂複合分散液は、樹脂微粒子が集合してなる微少な球体の内部に水相を含み、この球体が有機相中に分散されてw/o型ピッカリングエマルションを形成する分散液であって、上記水相中に金属微粒子を含むことを特徴とする。ピッカリングエマルションとは、液−液界面に吸着した固体微粒子によって安定化したエマルションである。通常のw/o型エマルション(油中水滴エマルション)は微細な水滴が油相中に分散して形成されるが、w/o型ピッカリングエマルションは固体微粒子により球状に被覆された水滴が油相中に分散して形成される。この固体微粒子は、水滴を殻のように被覆して水相を内部に含む球体を形成させ、この球体を油相中で安定化させる働きを担う。   The metal-resin composite dispersion of the present invention contains a water phase inside a small sphere formed by collecting resin fine particles, and the sphere is dispersed in an organic phase to form a w / o-type pickering emulsion. A liquid characterized in that the aqueous phase contains fine metal particles. A pickering emulsion is an emulsion stabilized by solid fine particles adsorbed on a liquid-liquid interface. A normal w / o type emulsion (water-in-oil emulsion) is formed by dispersing fine water droplets in the oil phase, whereas a w / o-type pickering emulsion is formed by spherically covering water droplets covered with solid fine particles in the oil phase. Formed dispersed in. The solid fine particles have a function of coating a water droplet like a shell to form a sphere containing an aqueous phase therein and stabilizing the sphere in the oil phase.

本発明におけるw/o型ピッカリングエマルションについて、図1を参照しながら説明する。図1に示すように、本発明において上記「殻」の役割を担う固体微粒子は、樹脂微粒子である。この樹脂微粒子は、油相と水相とで分離した状態の液中に添加され、次いでこの液がホモジナイザー等で処理を受ける等の手段で高せん断を加えられることにより、微粒子化して水滴となった水相の表面を覆い、油相中に水滴が安定化されたw/o型のピッカリングエマルションを形成させる。   The w / o pickering emulsion in the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the solid fine particles that play the role of the “shell” in the present invention are resin fine particles. The resin fine particles are added to a liquid in a state where the oil phase and the aqueous phase are separated, and then the liquid is subjected to high shear by means such as being subjected to treatment with a homogenizer or the like, thereby forming fine particles and forming water droplets. The w / o-type pickering emulsion in which the water phase is covered and water droplets are stabilized in the oil phase is formed.

このとき、水相中に金属イオンが存在すると、樹脂微粒子の殻に覆われた水相中にはこれら金属イオンが取り込まれることになる。そして、この取り込まれた金属イオンを還元剤により金属単体へと還元することにより、樹脂微粒子の殻に覆われた水相中に金属微粒子が含まれるようになる。なお、図1では、樹脂微粒子の殻の中に取り込まれた金属イオンを銀イオンとして示したが、金属イオンは任意のものを選択することができる。また、図1では、金属イオンが樹脂微粒子の殻の中に取り込まれてから還元操作を行うことが示されているが、樹脂微粒子の殻の中に取り込まれる前にこの還元操作を行ってもよい。いずれにしても、樹脂微粒子からなる殻の中の水相中に金属微粒子が含まれることになる点に違いはない。樹脂微粒子の殻に覆われた水相は、w/o型ピッカリングエマルションとなって油相中に分散されており、本発明の金属及び樹脂複合分散液を形成させる。   At this time, if metal ions are present in the water phase, these metal ions are taken into the water phase covered with the shells of the resin fine particles. Then, by reducing the taken-in metal ions into a single metal with a reducing agent, the metal fine particles are contained in the aqueous phase covered with the shell of the resin fine particles. In FIG. 1, the metal ions taken into the shell of the resin fine particles are shown as silver ions, but any metal ions can be selected. Further, FIG. 1 shows that the reduction operation is performed after the metal ions are taken into the shell of the resin fine particles. However, the reduction operation may be performed before the metal ions are taken into the shell of the resin fine particles. Good. In any case, there is no difference in that metal fine particles are contained in the aqueous phase in the shell made of resin fine particles. The aqueous phase covered with the resin fine particle shell becomes a w / o-type pickering emulsion and is dispersed in the oil phase to form the metal and resin composite dispersion of the present invention.

本発明におけるw/o型ピッカリングエマルションは、上記のように、樹脂微粒子からなる殻の中に金属微粒子を保有することをポイントの一つとする。すなわち、これを含む分散液を基材の表面に塗布すると、分散液に含まれる油相が基材上で蒸発し、殻を構成する樹脂微粒子同士が互いに結合して樹脂によるフィルムを形成させる。そして、この殻の内部には金属微粒子が含まれるので、形成された樹脂膜は金属微粒子を内部に含むものとなる。この金属微粒子がナノサイズの貴金属であれば、得られた樹脂膜は、金属微粒子による表面プラズモン共鳴により赤外光は反射する一方で、可視光は透過するものになる。また、金属微粒子がこのような条件を満たさなかったとしても、樹脂膜内の金属微粒子の存在により光(可視光及び赤外線)が反射され、遮熱効果が得られる。すなわち、本発明の金属及び樹脂複合分散液を用いることにより、遮熱効果を有する樹脂膜が容易に得られることになる。   One of the points of the w / o-type pickering emulsion in the present invention is to hold metal fine particles in a shell made of resin fine particles as described above. That is, when a dispersion liquid containing this is applied to the surface of the substrate, the oil phase contained in the dispersion liquid evaporates on the substrate, and the resin fine particles constituting the shell are bonded to each other to form a resin film. Since the inside of the shell contains metal fine particles, the formed resin film contains metal fine particles inside. If the metal fine particles are nano-sized noble metals, the obtained resin film reflects infrared light while transmitting visible light due to surface plasmon resonance by the metal fine particles. Even if the metal fine particles do not satisfy such conditions, light (visible light and infrared rays) is reflected by the presence of the metal fine particles in the resin film, and a heat shielding effect is obtained. That is, by using the metal and resin composite dispersion of the present invention, a resin film having a heat shielding effect can be easily obtained.

上記の殻を形成する樹脂微粒子は、特に限定されないが、アクリル酸エステルの重合物及びメタクリル酸エステルの重合物から選択されることが好ましい。これらの重合物は、油相と水相の液−液界面に存在するのに適した極性を備えるためである。アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ペンチル等が挙げられ、メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ペンチル等が挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸メチルが好ましい。なお、以降の説明において、アクリル酸とメタクリル酸とを併せて(メタ)アクリル酸とも表記する。すなわち、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタアクリル酸エステルという意味である。樹脂微粒子の粒径としては、0.5〜9μm程度を好ましく挙げることができる。   The fine resin particles forming the shell are not particularly limited, but are preferably selected from a polymer of acrylic ester and a polymer of methacrylate. This is because these polymers have a polarity suitable for being present at the liquid-liquid interface between the oil phase and the water phase. Examples of the acrylate ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, pentyl acrylate, and the like. Examples of the methacrylate ester include methyl methacrylate and methacrylic acid. Examples include ethyl, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, pentyl methacrylate and the like. Among these, methyl methacrylate is preferable. In the following description, acrylic acid and methacrylic acid are also referred to as (meth) acrylic acid. That is, (meth) acrylic acid ester means acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester. The particle diameter of the resin fine particles is preferably about 0.5 to 9 μm.

金属微粒子は、特に限定されないが、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、銅からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。これらの金属微粒子は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明の金属及び樹脂複合分散液の用途が遮熱樹脂膜の調製であれば、金属微粒子は銀を用いることが好ましい。なお、その他の金属を用いた場合、本発明の金属及び樹脂複合分散液は、当該金属に応じた触媒作用を有する樹脂膜の調製に用いることができる。金属微粒子の大きさとしては、1nm〜50μm程度を挙げることができるが、用途に応じて適宜調節すればよい。   The metal fine particles are not particularly limited, but are preferably at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, rhodium, and copper. These metal fine particles may be used alone or in combination of two or more. If the use of the metal and resin composite dispersion of the present invention is to prepare a heat-shielding resin film, it is preferable to use silver as the metal fine particles. When other metals are used, the metal and resin composite dispersion of the present invention can be used for preparing a resin film having a catalytic action according to the metal. The size of the metal fine particles can be about 1 nm to 50 μm, but may be appropriately adjusted according to the application.

殻である樹脂微粒子に覆われた水相からなる球体(すなわちw/oピッカリングエマルションの分散質)の大きさとしては、1μm〜100μm程度を挙げることができる。また、その粒子内に含まれる水相における金属微粒子の含有量としては、2質量%〜15質量%程度を挙げることができるが特に限定されない。   Examples of the size of a sphere composed of an aqueous phase covered with resin fine particles as a shell (that is, a dispersoid of a w / o pickering emulsion) include about 1 μm to 100 μm. Further, the content of the metal fine particles in the aqueous phase contained in the particles can be about 2% by mass to 15% by mass, but is not particularly limited.

油相は、水相と混合したときに分離するものであれば特に限定されないが、本発明の金属及び樹脂複合分散液を塗膜形成用途で用いるのであれば、揮発性の有機溶媒であることが好ましい。このような有機溶媒としては、炭素数5以上の炭化水素系有機溶媒を挙げることができる。このような炭化水素系有機溶媒の一例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。これらの中でも、ヘプタンが好ましく挙げられる。   The oil phase is not particularly limited as long as it separates when mixed with the aqueous phase, but if the metal and resin composite dispersion of the present invention is used for coating film formation, it is a volatile organic solvent. Is preferred. Examples of such an organic solvent include hydrocarbon organic solvents having 5 or more carbon atoms. Examples of such hydrocarbon organic solvents include pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene and the like. Among these, heptane is preferable.

水相としては、油相と混合したときに相分離するものであれば特に限定されないが、水を挙げることができる。この場合の水には、各種塩、水溶性有機溶媒、水溶性樹脂等が含まれてもよい。水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、アセトン等を挙げることができる。殻の内部に含まれる水相において金属微粒子を凝集せずに安定して存在させるとの観点からは、水相には水溶性高分子が含まれることが好ましい。この場合の水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドンが挙げられる。   The water phase is not particularly limited as long as it is phase-separated when mixed with the oil phase, and water can be mentioned. The water in this case may contain various salts, water-soluble organic solvents, water-soluble resins and the like. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and propanol, acetone and the like. From the viewpoint of allowing the metal fine particles to stably exist without agglomerating in the aqueous phase contained in the shell, the aqueous phase preferably contains a water-soluble polymer. In this case, the water-soluble polymer includes polyvinyl pyrrolidone.

<金属及び樹脂複合分散液の製造方法>
次に、上記金属及び樹脂複合分散液の製造方法の一実施態様について説明する。本発明の金属及び樹脂複合分散液の製造方法は、金属イオン含有水溶液及び樹脂微粒子を油相中へ添加して混合物を得る添加工程と、上記添加工程で得た混合物を高せん断下で乳化状態とすることでw/oピッカリングエマルションを形成させる乳化工程と、を備え、さらに、上記金属イオンを還元して金属粒子とする還元工程を備える。以下、各工程について説明する。
<Method for producing metal and resin composite dispersion>
Next, an embodiment of the method for producing the metal and resin composite dispersion will be described. The method for producing a metal and resin composite dispersion according to the present invention includes an addition step of obtaining a mixture by adding a metal ion-containing aqueous solution and resin fine particles into an oil phase, and an emulsified state of the mixture obtained in the addition step under high shear And an emulsification step of forming a w / o pickering emulsion, and further, a reduction step of reducing the metal ions into metal particles. Hereinafter, each step will be described.

[添加工程]
添加工程は、金属イオン含有水溶液及び樹脂微粒子を油相中へ添加して混合物を得る工程である。
[Addition process]
The adding step is a step of adding a metal ion-containing aqueous solution and resin fine particles into the oil phase to obtain a mixture.

金属イオン含有水溶液は、所望する金属の塩を水に溶解させたものである。水は、上記金属及び樹脂複合微粒子分散液の説明において水相として説明したものと同じである。所望する金属とは、上記金属及び樹脂複合微粒子分散液において、樹脂微粒子からなる殻の内部に存在する水相に含有させたい金属微粒子の種類に応じて決定すればよい。金属は、上記金属及び樹脂複合微粒子にて説明したものと同じである。例えば、金属微粒子として銀微粒子を含ませたいのであれば、金属イオンは銀イオンが選択される。金属イオンの対イオンは、金属イオンの水溶性に影響を与えないものであれば特に限定されない。このような対イオンとしては、硝酸イオン、塩化物イオン、水酸化物、フッ化物イオン等が挙げられる。例えば金属イオンとして銀イオンを選択するならば、硝酸銀が好ましく用いられる。水溶液中の金属イオン濃度としては、0.1mol/L〜10mol/L程度を挙げることができる。この金属イオン含有水溶液は水相となる。   The metal ion-containing aqueous solution is obtained by dissolving a desired metal salt in water. Water is the same as that described as the water phase in the description of the metal and resin composite fine particle dispersion. The desired metal may be determined in accordance with the type of metal fine particles desired to be contained in the aqueous phase existing inside the shell made of resin fine particles in the metal and resin composite fine particle dispersion. The metal is the same as that described for the metal and resin composite fine particles. For example, if silver fine particles are to be included as the metal fine particles, silver ions are selected as the metal ions. The counter ion of the metal ion is not particularly limited as long as it does not affect the water solubility of the metal ion. Such counter ions include nitrate ions, chloride ions, hydroxides, fluoride ions, and the like. For example, if a silver ion is selected as the metal ion, silver nitrate is preferably used. Examples of the metal ion concentration in the aqueous solution include about 0.1 mol / L to 10 mol / L. This aqueous solution containing metal ions becomes an aqueous phase.

樹脂微粒子を構成する樹脂は、上記金属及び樹脂複合分散液にて説明したものと同じである。これら樹脂の微粒子が本実施態様で用いられる。既に説明したように、樹脂微粒子の粒径としては、0.5μm〜9μm程度のものが好ましく用いられる。このような樹脂微粒子としては、市販のものを用いてもよいし、(メタ)アクリル酸エステルを懸濁重合させて得たものを用いてもよい。なお、こうした懸濁重合で用いられる(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、既に説明した通りである。   The resin constituting the resin fine particles is the same as that described for the metal and resin composite dispersion. These resin fine particles are used in this embodiment. As already described, the particle diameter of the resin fine particles is preferably about 0.5 μm to 9 μm. As such resin fine particles, commercially available ones may be used, or those obtained by suspension polymerization of (meth) acrylic acid esters may be used. The (meth) acrylic acid ester monomer used in such suspension polymerization is as described above.

(メタ)アクリル酸エステルを懸濁重合させて樹脂微粒子を調製する場合、有機溶媒中に(メタ)アクリル酸エステル及びラジカル重合開始剤の混合溶液を撹拌しながら室温で滴下し、その後撹拌しながら加熱してラジカル重合すればよい。このとき、有機溶媒には、比較的高めの分子量を備えたポリオレフィンを溶解しておくことにより、粒径の揃った樹脂微粒子が得られる。このようなポリオレフィンとしては、重量平均分子量10万〜100万程度のポリイソブチレンが好ましく挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルに対するポリオレフィンの使用量は、モル比(ポリオレフィン/(メタ)アクリル酸エステル)で0.1〜0.5程度を挙げることができる。また、有機溶媒としては、炭素数5以上の炭化水素系有機溶媒を挙げることができる。このような炭化水素系有機溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、これらの中でもヘプタンが好ましく挙げられる。ラジカル重合開始剤としては公知のものを特に制限無く用いることができ、そのようなものの例として、アゾイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等を挙げることができる。なお、(メタ)アクリル酸エステルの懸濁重合の手法は公知であり、その手法に則って樹脂微粒子を調製すればよい。上記炭化水素系有機溶媒は油相となる。   When preparing resin fine particles by suspension polymerization of (meth) acrylic acid ester, a mixed solution of (meth) acrylic acid ester and radical polymerization initiator is dropped into an organic solvent at room temperature with stirring, and then stirred. What is necessary is just to heat and radical polymerization. At this time, resin fine particles having a uniform particle diameter can be obtained by dissolving a polyolefin having a relatively high molecular weight in the organic solvent. As such polyolefin, polyisobutylene having a weight average molecular weight of about 100,000 to 1,000,000 is preferably mentioned. About 0.1-0.5 can be mentioned about the usage-amount of polyolefin with respect to (meth) acrylic acid ester by molar ratio (polyolefin / (meth) acrylic acid ester). Examples of the organic solvent include hydrocarbon organic solvents having 5 or more carbon atoms. Examples of such a hydrocarbon-based organic solvent include pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, and the like. Among these, heptane is preferable. Known radical polymerization initiators can be used without particular limitation. Examples of such radical polymerization initiators include azoisobutyronitrile and benzoyl peroxide. In addition, the technique of suspension polymerization of (meth) acrylic acid ester is well-known, and what is necessary is just to prepare resin fine particles according to the technique. The hydrocarbon-based organic solvent becomes an oil phase.

上記のような懸濁重合法を用いることにより、有機溶媒中に分散した(メタ)アクリル酸エステルの重合微粒子の分散物が得られるので、その分散物をそのまま油相として用いることができる。   By using the suspension polymerization method as described above, a dispersion of polymer fine particles of (meth) acrylic acid ester dispersed in an organic solvent can be obtained, and the dispersion can be used as it is as an oil phase.

水相には、上記金属イオンに加えて、水溶性ポリマーを添加することが好ましい。水溶性ポリマーは、後述する還元工程で得た金属粒子を安定化させ、その凝集を抑制するのに寄与する。このような水溶性ポリマーとしては、ポリビニルピロリドンが好ましく挙げられる。   It is preferable to add a water-soluble polymer to the aqueous phase in addition to the metal ions. The water-soluble polymer stabilizes the metal particles obtained in the reduction step described later and contributes to suppressing the aggregation. As such a water-soluble polymer, polyvinylpyrrolidone is preferably exemplified.

上記水相、樹脂微粒子、及び油相は、混合されて混合物となる。得られた混合物は、乳化工程に付される。   The aqueous phase, resin fine particles, and oil phase are mixed to form a mixture. The obtained mixture is subjected to an emulsification step.

[乳化工程]
乳化工程は、上記添加工程で得た混合物を高せん断下で乳化状態とすることでw/oピッカリングエマルションを形成させる工程である。
[Emulsification process]
An emulsification process is a process of forming a w / o pickering emulsion by making the mixture obtained at the said addition process into an emulsified state under high shear.

上記混合物を乳化させる際に高せん断力を加える手段としては、ホモジナイザーやハイシェアミキサー等の器械により上記混合物を撹拌することを挙げることができる。上記混合物は、このような高せん断下で処理されることにより、混合物中の水相と油相との境界に上記樹脂微粒子が集まり、水相がこの樹脂微粒子により覆われて球体となる。この樹脂微粒子は、水相の表面を覆う殻となってw/oピッカリングエマルションを安定化させる。   Examples of means for applying a high shear force when emulsifying the mixture include stirring the mixture with a device such as a homogenizer or a high shear mixer. When the mixture is treated under such high shear, the resin fine particles gather at the boundary between the aqueous phase and the oil phase in the mixture, and the aqueous phase is covered with the resin fine particles to form a sphere. The resin fine particles become a shell covering the surface of the aqueous phase and stabilize the w / o pickering emulsion.

水相及び殻からなる球体の大きさとしては1μm〜100μmを挙げることができる。上記混合物を高せん断下で処理しながら適宜サンプリングを行い、顕微鏡観察で粒径の揃った球体の形成が確認されるまで高せん断下での処理を継続すればよい。   Examples of the size of the sphere composed of the aqueous phase and the shell include 1 μm to 100 μm. Sampling is appropriately performed while the mixture is treated under high shear, and the treatment under high shear may be continued until formation of a sphere having a uniform particle diameter is confirmed by microscopic observation.

[還元工程]
還元工程は、水相に含まれる金属イオンを還元して金属微粒子とする工程である。この工程は、上記乳化工程の前に行ってもよいし、上記乳化工程と同時に行ってもよいし、上記乳化工程の終了後に行ってもよい。しかしながら、上記乳化工程の終了後に還元工程を行うと、乳化工程で形成されたw/o型ピッカリングエマルションが破壊される可能性もあるので、本工程は、上記乳化工程の前、又は乳化工程と同時に行うのが好ましい。
[Reduction process]
The reduction step is a step of reducing metal ions contained in the aqueous phase to form metal fine particles. This step may be performed before the emulsification step, may be performed simultaneously with the emulsification step, or may be performed after the end of the emulsification step. However, since the w / o-type pickering emulsion formed in the emulsification process may be destroyed if the reduction process is performed after the end of the emulsification process, this process is performed before the emulsification process or the emulsification process. It is preferable to carry out at the same time.

還元工程を経ることにより、水相に含まれる金属イオンが還元され、金属微粒子が形成される。形成された金属微粒子は、樹脂微粒子の殻で覆われた、w/oピッカリングエマルションの水滴(分散質)中に取り込まれる。   Through the reduction process, metal ions contained in the aqueous phase are reduced, and metal fine particles are formed. The formed metal fine particles are taken into the water droplets (dispersoid) of the w / o pickering emulsion covered with the shell of resin fine particles.

金属イオンの還元に用いる還元剤としては、特に限定されないが、作用が強すぎる還元剤を用いると金属イオンの還元が一気に進んで粒径範囲のバラツキの大きな金属微粒子が形成されたり、w/oピッカリングエマルションが破壊されたりする場合もあるので、アスコルビン酸やアルドースのような還元剤を用いることが好ましい。還元剤の添加量としては、金属イオンの当量数の1〜2倍当量程度を挙げることができる。還元剤は、少量の水(5〜10mL程度)に溶解され、混合物へ添加される。   The reducing agent used for the reduction of the metal ions is not particularly limited. However, if a reducing agent having a too strong action is used, the reduction of the metal ions proceeds at a stretch to form metal fine particles having a large variation in the particle size range, or w / o Since the pickering emulsion may be destroyed, it is preferable to use a reducing agent such as ascorbic acid or aldose. As an addition amount of a reducing agent, about 1 to 2 times the equivalent number of metal ions can be given. The reducing agent is dissolved in a small amount of water (about 5 to 10 mL) and added to the mixture.

還元剤としてアルドースを用いると、水相中に生じる金属微粒子の大きさがナノサイズとなり、この金属微粒子の作用により、金属及び樹脂複合分散液から調製された樹脂膜が可視光を通過させる一方で赤外線を反射させるようになるので、好ましい。還元剤としてはアルドースの中でもグルコースが特に好ましい。還元剤としてアスコルビン酸を用いた場合、アルドースを用いた場合よりも金属微粒子の大きさが大きくなる傾向があり、赤外線のみならず波長400nm〜800nmの可視光も50%〜75%程度反射するようになる。しかし、これらいずれの還元剤を用いた場合であっても、得られた樹脂膜が可視光領域の透明性と遮熱特性を併せ持ち、材料として優位な性質を備えることに変わりはない。   When aldose is used as the reducing agent, the size of the metal fine particles generated in the aqueous phase becomes nano-sized, and the action of the metal fine particles allows the resin film prepared from the metal and resin composite dispersion to pass visible light. It is preferable because it reflects infrared rays. Among the aldoses, glucose is particularly preferable as the reducing agent. When ascorbic acid is used as the reducing agent, the size of the metal fine particles tends to be larger than when aldose is used, and not only infrared light but also visible light having a wavelength of 400 nm to 800 nm is reflected by about 50% to 75%. become. However, even when any of these reducing agents is used, the obtained resin film has both the transparency in the visible light region and the heat shielding property, and still has superior properties as a material.

<遮熱塗料>
次に、本発明の遮熱塗料の一実施形態について説明する。本発明の遮熱塗料は、上記本発明の金属及び樹脂複合分散液を含むことを特徴とする。既に説明したように、本発明の金属及び樹脂複合分散液に含まれるw/o型ピッカリングエマルションは、上記のように、樹脂微粒子からなる殻の中に金属微粒子を含有することをポイントの一つとする。したがって、これを含む分散液をある基材の表面に塗布すると、分散液に含まれる油相が基材上で蒸発し、殻を構成する樹脂微粒子同士が互いに結合して樹脂による膜を形成させる。そして、この殻の内部には金属微粒子が含まれるので、形成された樹脂膜は金属微粒子を内部に含むものとなる。
<Thermal insulation paint>
Next, an embodiment of the thermal barrier paint of the present invention will be described. The thermal barrier paint of the present invention is characterized by containing the metal and resin composite dispersion of the present invention. As described above, the w / o-type pickering emulsion contained in the metal and resin composite dispersion of the present invention is one of the points that the metal fine particles are contained in the shell made of resin fine particles as described above. I will. Therefore, when a dispersion liquid containing this is applied to the surface of a certain base material, the oil phase contained in the dispersion liquid evaporates on the base material, and the resin fine particles constituting the shell are bonded together to form a resin film. . Since the inside of the shell contains metal fine particles, the formed resin film contains metal fine particles inside.

この金属微粒子は、表面プラズモン共鳴により赤外光は反射する一方で、可視光は透過するので、形成された樹脂膜もまた同じ特性を備えることになる。また、金属微粒子がこのような条件を満たさなかったとしても、樹脂膜内の金属微粒子の存在による遮熱効果が得られる。すなわち、本発明の金属及び樹脂複合分散液は、塗布した際の造膜性と、得られた樹脂膜の赤外線反射特性を併せ持ち、それ自体が遮熱塗料として利用できるものである。   Since the metal fine particles reflect infrared light by surface plasmon resonance and transmit visible light, the formed resin film also has the same characteristics. Further, even if the metal fine particles do not satisfy such conditions, a heat shielding effect due to the presence of the metal fine particles in the resin film can be obtained. That is, the metal and resin composite dispersion of the present invention has both the film-forming property when applied and the infrared reflection property of the obtained resin film, and can itself be used as a heat-shielding paint.

本発明の遮熱塗料は、このような点に注目して完成されたものであり、ある基材に塗布されることでその基材の表面に遮熱(赤外線反射)効果を有する樹脂膜を形成させる。本発明の遮熱塗料は、上記本発明の金属及び樹脂複合分散液に加えて、着色剤や安定剤等の各種成分を含んでもよい。   The thermal barrier coating of the present invention has been completed by paying attention to such points, and a resin film having a thermal barrier (infrared reflection) effect is applied to the surface of the base material by being applied to the base material. Let it form. The thermal barrier paint of the present invention may contain various components such as a colorant and a stabilizer in addition to the metal and resin composite dispersion of the present invention.

基材としては、窓ガラスや道路面等、遮熱効果を付与したいもの全般を挙げることができる。本発明の遮熱塗料は、塗布という簡便な手段により、基材に対して遮熱特性を付与する。   Examples of the base material include all materials that are desired to provide a heat shielding effect, such as window glass and road surfaces. The thermal barrier paint of the present invention imparts thermal barrier properties to the substrate by a simple means of application.

<金属含有樹脂膜の製造方法>
次に、本発明の金属含有樹脂膜の製造方法の一実施態様について説明する。本発明の金属含有樹脂膜の製造方法は、上記本発明の金属及び樹脂複合分散液を塗布する工程を含むことを特徴とする。既に説明したように、本発明の金属及び樹脂複合分散液は、塗布することにより金属微粒子を含む樹脂膜を形成させる。本実施態様はそのような特性に着目するものである。
<Method for producing metal-containing resin film>
Next, an embodiment of the method for producing a metal-containing resin film of the present invention will be described. The method for producing a metal-containing resin film of the present invention includes a step of applying the metal and resin composite dispersion of the present invention. As already explained, the metal / resin composite dispersion of the present invention is applied to form a resin film containing fine metal particles. This embodiment focuses on such characteristics.

得られた金属含有樹脂膜は、既に説明したように、赤外線の反射作用や、金属微粒子の存在に基づく触媒作用を発揮する。   As described above, the obtained metal-containing resin film exhibits an infrared reflecting action and a catalytic action based on the presence of metal fine particles.

<赤外線反射膜の製造方法>
次に、本発明の赤外線反射膜の製造方法の一実施態様について説明する。本発明の赤外線反射膜の製造方法は、上記金属含有樹脂膜の製造方法により金属含有樹脂膜を形成させる工程を含む。すなわち、本発明の赤外線反射膜の製造方法は、上記金属及び樹脂複合分散液を塗布し、それにより得た塗膜を乾燥させる工程を備えることを特徴とする。これらについては、既に説明した通りなので、ここでの説明を省略する。
<Infrared reflective film manufacturing method>
Next, an embodiment of the method for producing an infrared reflective film of the present invention will be described. The manufacturing method of the infrared reflective film of this invention includes the process of forming a metal containing resin film with the manufacturing method of the said metal containing resin film. That is, the method for producing an infrared reflective film of the present invention includes a step of applying the metal and resin composite dispersion and drying a coating film obtained thereby. Since these have already been described, the description thereof is omitted here.

以下、実施例を挙げることにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to a following example at all.

[樹脂微粒子の調製]
200mL四つ口丸底フラスコに撹拌装置、アリーン冷却管、セプタムラバー、窒素導入管及び温度計を取り付け、ヘプタン110.5mL及びポリイソブチレン(重量平均分子量500000)2.56gを加え、70℃の恒温水層中で加熱しながら窒素雰囲気下でポリイソブチレンが溶解するまで回転速度100rpmで撹拌した。その後、アゾイソブチロニトリル0.105g(6.39×10−4mol)をメチルメタクリレート6.40g(6.39×10−2mol)に溶解した溶液をシリンジポンプで0.109mL/分の速度で添加した後、7時間撹拌しながら反応させた。その後、恒温水層の温度を80℃に上げて残存モノマーを重合させ、内容物を室温まで冷却させた。このとき、内容物の一部について動的光散乱法(DLS)で平均粒子径を測定したところ、1.72μmだった。次に、遠心分離機により重合開始剤及び残存モノマーを除去し、精製を行った。遠心分離の条件は25℃にて回転数15000rpmで20分間とし、上澄み液をデカンテーションにより除去した後、固形物をヘプタン(約100mL)により再分散させた。この精製操作を3回繰り返して樹脂微粒子分散液を得た。その後、サンプルの一部を採取して凍結乾燥を行って得られた樹脂微粒子を走査電子顕微鏡(SEM)で観察した。DLSの測定結果及びSEMの観察結果を図2に示す。図2(a)はDLSの測定結果であり、図2(b)はSEMの観察結果である。なお、SEMで観察された樹脂微粒子の平均粒径は1.65μmだった。
[Preparation of resin fine particles]
A 200 mL four-necked round bottom flask was equipped with a stirrer, an Allen condenser tube, a septum rubber, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 110.5 mL of heptane and 2.56 g of polyisobutylene (weight average molecular weight 500000) were added, and a constant temperature of 70 ° C. While heating in the aqueous layer, the mixture was stirred at a rotational speed of 100 rpm until the polyisobutylene was dissolved in a nitrogen atmosphere. Thereafter, a solution prepared by dissolving 0.105 g (6.39 × 10 −4 mol) of azoisobutyronitrile in 6.40 g (6.39 × 10 −2 mol) of methyl methacrylate was added at 0.109 mL / min with a syringe pump. After adding at a rate, the reaction was allowed to stir for 7 hours. Thereafter, the temperature of the constant temperature water layer was raised to 80 ° C. to polymerize the remaining monomer, and the contents were cooled to room temperature. At this time, when the average particle diameter of a part of the contents was measured by a dynamic light scattering method (DLS), it was 1.72 μm. Next, the polymerization initiator and residual monomer were removed by a centrifuge and purification was performed. Centrifugation was performed at 25 ° C. and 15000 rpm for 20 minutes. After removing the supernatant by decantation, the solid was redispersed with heptane (about 100 mL). This purification operation was repeated three times to obtain a resin fine particle dispersion. Thereafter, a part of the sample was collected and freeze-dried, and the resin fine particles obtained were observed with a scanning electron microscope (SEM). The measurement result of DLS and the observation result of SEM are shown in FIG. 2A shows the measurement result of DLS, and FIG. 2B shows the observation result of SEM. The average particle size of the resin fine particles observed by SEM was 1.65 μm.

[金属及び樹脂複合分散液の調製(A)]
250mLサンプル管に樹脂微粒子分散液36.0mL及びヘプタン37.7mLを加え、さらに、硝酸銀0.394g(2.31×10−3mol)、ポリビニルピロリドン0.800g及び還元剤としてグルコース0.450g(2.50×10−3mol)を水10mLに溶解した溶液を加え、内容物をホモジナイザーで撹拌(25℃、24000rpm、35分間)することで、w/o型ピッカリングエマルションからなる金属及び樹脂複合分散液(A)を得た。撹拌の最中に、液色は白色から茶色に変化した。得られたw/o型ピッカリングエマルションを光学顕微鏡で観察したところ、w/o型ピッカリングエマルションの球状構造が観察され、その平均粒径は49.1μmだった。しかし、銀の微粒子は観察されなかった。撹拌中に液色が変化していることから銀の還元は生じていると考えられ、銀粒子の粒子径が光学顕微鏡で観察できないナノ領域の大きさであると考えられる。光学顕微鏡で観察した画像を図3に示す。なお、得られたw/o型ピッカリングエマルションは3週間安定だった。
[Preparation of metal and resin composite dispersion (A)]
Into a 250 mL sample tube, 36.0 mL of resin fine particle dispersion and 37.7 mL of heptane were added, 0.394 g (2.31 × 10 −3 mol) of silver nitrate, 0.800 g of polyvinylpyrrolidone, and 0.450 g of glucose as a reducing agent ( 2.50 × 10 −3 mol) dissolved in 10 mL of water is added, and the contents are stirred with a homogenizer (25 ° C., 24000 rpm, 35 minutes), so that a metal and a resin comprising a w / o-type pickering emulsion A composite dispersion (A) was obtained. During the stirring, the liquid color changed from white to brown. When the obtained w / o-type pickering emulsion was observed with an optical microscope, a spherical structure of the w / o-type pickering emulsion was observed, and the average particle size was 49.1 μm. However, no silver fine particles were observed. Since the liquid color is changed during the stirring, the reduction of silver is considered to occur, and the particle size of the silver particles is considered to be a nano-region size that cannot be observed with an optical microscope. An image observed with an optical microscope is shown in FIG. The obtained w / o pickering emulsion was stable for 3 weeks.

[金属及び樹脂複合分散液の調製(B)]
硝酸銀の量を半分(0.197g、1.16×10−3mol)に変更したこと以外は、上記金属及び樹脂複合分散液の調製(A)と同様の手順でw/o型ピッカリングエマルションからなる金属及び樹脂複合分散液(B)を得た。撹拌の最中に、液色は白色から茶色に変化した。得られたw/o型ピッカリングエマルションを光学顕微鏡で観察したところ、w/o型ピッカリングエマルションの球状構造が観察され、その平均粒径は45.1μmだった。しかし、銀の微粒子は観察されなかった。上記金属及び樹脂複合分散液の調製(A)と同様に、撹拌中に液色が変化していることから銀の還元は生じていると考えられ、銀粒子の粒子径が光学顕微鏡で観察できないナノ領域の大きさであると考えられる。なお、得られたw/o型ピッカリングエマルションは3週間安定だった。
[Preparation of metal and resin composite dispersion (B)]
W / o type Pickering emulsion in the same procedure as the preparation of the above metal and resin composite dispersion (A) except that the amount of silver nitrate was changed to half (0.197 g, 1.16 × 10 −3 mol). A metal / resin composite dispersion (B) was obtained. During the stirring, the liquid color changed from white to brown. When the obtained w / o-type pickering emulsion was observed with an optical microscope, the spherical structure of the w / o-type pickering emulsion was observed, and the average particle size was 45.1 μm. However, no silver fine particles were observed. Similar to the preparation of the metal / resin composite dispersion (A), the liquid color changed during stirring, so it is considered that silver reduction occurred, and the particle size of the silver particles could not be observed with an optical microscope. It is thought to be the size of the nano-region. The obtained w / o pickering emulsion was stable for 3 weeks.

[金属及び樹脂複合分散液の調製(C)]
グルコースに代えてアスコルビン酸(0.612g、3.48×10−3mol)を還元剤として用いたこと以外は、上記金属及び樹脂複合分散液の調製(A)と同様の手順でw/o型ピッカリングエマルションからなる樹脂複合分散液(C)を得た。撹拌の最中に、液色は白色から濃い灰色に変化した。得られたw/o型ピッカリングエマルションを光学顕微鏡で観察したところ、w/o型ピッカリングエマルションの球状構造が観察され、その平均粒径は49.7μmだった。また、銀粒子は、w/oピッカリングエマルションの水相部分にのみ観察され、その粒子径は16.0μmだった。光学顕微鏡で観察した画像を図4に示す。なお、得られたw/o型ピッカリングエマルションは2週間安定だった。
[Preparation of metal and resin composite dispersion (C)]
W / o in the same procedure as in the preparation of the metal and resin composite dispersion (A) except that ascorbic acid (0.612 g, 3.48 × 10 −3 mol) was used as the reducing agent instead of glucose. A resin composite dispersion (C) comprising a type pickering emulsion was obtained. During stirring, the liquid color changed from white to dark gray. When the obtained w / o-type pickering emulsion was observed with an optical microscope, a spherical structure of the w / o-type pickering emulsion was observed, and the average particle size was 49.7 μm. Silver particles were observed only in the aqueous phase portion of the w / o pickering emulsion, and the particle size was 16.0 μm. An image observed with an optical microscope is shown in FIG. The obtained w / o-type pickering emulsion was stable for 2 weeks.

[金属含有樹脂膜の拡散反射率測定]
金属及び樹脂複合分散液(A)〜(C)のそれぞれについて、スライドガラスに塗布して自然乾燥させたサンプルスライドガラスを作製した。このサンプルスライドガラスの表面には、金属微粒子含有w/oピッカリングエマルションを由来とする金属含有樹脂膜が形成されている。作製したサンプルスライドガラスのそれぞれについて、後方に黒色フェルトを装着し、室温15〜20℃にて拡散反射率を測定した。その結果を図5に示す。図5における「(A)」は、金属及び樹脂複合分散液(A)から作製した金属含有樹脂膜の拡散反射率であり、「(B)」は、金属及び樹脂複合分散液(B)から作製した金属含有樹脂膜の拡散反射率であり、「(C)」は、金属及び樹脂複合分散液(C)から作製した金属含有樹脂膜の拡散反射率であり、「Black Felt」は、黒色フェルトのみの拡散反射率である。
[Measurement of diffuse reflectance of metal-containing resin films]
About each of metal and resin compound dispersion liquid (A)-(C), the sample slide glass apply | coated to the slide glass and air-dried was produced. On the surface of the sample slide glass, a metal-containing resin film derived from the w / o pickering emulsion containing metal fine particles is formed. About each of the produced sample slide glass, the black felt was mounted | worn behind and the diffuse reflectance was measured at room temperature 15-20 degreeC. The result is shown in FIG. “(A)” in FIG. 5 is the diffuse reflectance of the metal-containing resin film prepared from the metal and resin composite dispersion (A), and “(B)” is from the metal and resin composite dispersion (B). “(C)” is the diffuse reflectance of the metal-containing resin film prepared from the metal and resin composite dispersion (C), and “Black felt” is black. It is a diffuse reflectance only of felt.

図5に示すように、グルコースを還元剤として調製した金属及び樹脂複合分散液から作製した金属含有樹脂膜は、可視光を透過する一方で赤外線を反射することが確認された。また、アスコルビン酸を還元剤として調製した金属及び樹脂複合分散液から作製した金属含有樹脂膜は、可視光も赤外線も反射した。以上の結果から、本発明の金属及び樹脂複合分散液は、簡便な赤外線反射膜の調製に有用であることが示された。   As shown in FIG. 5, it was confirmed that the metal-containing resin film prepared from the metal prepared using glucose as a reducing agent and the resin composite dispersion transmits infrared light while transmitting visible light. Moreover, the metal-containing resin film prepared from the metal and resin composite dispersion prepared using ascorbic acid as a reducing agent reflected both visible light and infrared rays. From the above results, it was shown that the metal and resin composite dispersion of the present invention is useful for preparing a simple infrared reflective film.

Claims (11)

樹脂微粒子が集合してなる微少な球体の内部に水相を含み、前記球体が有機相中に分散されてw/o型ピッカリングエマルションを形成する分散液であって、前記水相中に金属微粒子を含むことを特徴とした金属及び樹脂複合分散液。   A dispersion liquid in which a fine sphere formed by collecting resin fine particles contains an aqueous phase, and the sphere is dispersed in an organic phase to form a w / o-type pickering emulsion, wherein a metal is contained in the aqueous phase. A metal and resin composite dispersion characterized by containing fine particles. 前記金属ナノ粒子を形成する金属が、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、銅からなる群より選択される少なくとも1つである請求項1記載の金属及び樹脂複合分散液。   The metal / resin composite dispersion according to claim 1, wherein the metal forming the metal nanoparticles is at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, rhodium, and copper. 前記樹脂微粒子が、アクリル酸エステルの重合物及びメタクリル酸エステルの重合物からなる群より選択される少なくとも1つである請求項1又は2記載の金属及び樹脂複合分散液。   The metal / resin composite dispersion according to claim 1, wherein the resin fine particles are at least one selected from the group consisting of a polymer of an acrylic ester and a polymer of a methacrylate. 請求項1〜3のいずれか1項記載の金属及び樹脂複合分散液を含むことを特徴とする遮熱塗料。   A thermal barrier coating comprising the metal and resin composite dispersion according to claim 1. 請求項1〜3のいずれか1項記載の金属及び樹脂複合分散液を塗布する工程を含むことを特徴とする金属含有樹脂膜の製造方法。   The manufacturing method of the metal containing resin film characterized by including the process of apply | coating the metal and resin composite dispersion liquid of any one of Claims 1-3. 請求項5記載の方法により金属含有樹脂膜を形成させる工程を含むことを特徴とする赤外線反射膜の製造方法。   A method for producing an infrared reflecting film, comprising a step of forming a metal-containing resin film by the method according to claim 5. 金属イオン含有水溶液及び樹脂微粒子を油相中へ添加して混合物を得る添加工程と、
前記添加工程で得た混合物を高せん断下で乳化状態とすることでw/oピッカリングエマルションを形成させる乳化工程と、を備え、
さらに、前記金属イオンを還元して金属粒子とする還元工程を備える金属及び樹脂複合分散液の製造方法。
An addition step of adding a metal ion-containing aqueous solution and resin fine particles into the oil phase to obtain a mixture;
An emulsification step of forming a w / o pickering emulsion by making the mixture obtained in the addition step into an emulsified state under high shear,
Furthermore, the manufacturing method of the metal and resin composite dispersion provided with the reduction | restoration process which reduces the said metal ion to make a metal particle.
前記還元工程が、前記乳化工程の前又はそれと同時に行われることを特徴とする請求項7記載の金属及び樹脂複合分散液の製造方法。   The method for producing a metal / resin composite dispersion according to claim 7, wherein the reduction step is performed before or simultaneously with the emulsification step. 前記還元工程における還元が、アスコルビン酸又はアルドースを還元剤として行われることを特徴とする請求項7又は8記載の金属及び樹脂複合分散液の製造方法。   The method for producing a metal / resin composite dispersion according to claim 7 or 8, wherein the reduction in the reduction step is performed using ascorbic acid or aldose as a reducing agent. 前記アルドースが、グルコースである請求項9記載の金属及び樹脂複合分散液の製造方法。   The method for producing a metal / resin composite dispersion according to claim 9, wherein the aldose is glucose. 請求項7〜10のいずれか1項記載の製造方法により得た金属及び樹脂複合分散液を塗布し、それにより得た塗膜を乾燥させる工程を備えることを特徴とする赤外線反射膜の製造方法。


A method for producing an infrared reflecting film, comprising a step of applying the metal and resin composite dispersion obtained by the production method according to any one of claims 7 to 10 and drying the coating film obtained thereby. .


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