JP2020062870A - 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 - Google Patents
膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020062870A JP2020062870A JP2019078891A JP2019078891A JP2020062870A JP 2020062870 A JP2020062870 A JP 2020062870A JP 2019078891 A JP2019078891 A JP 2019078891A JP 2019078891 A JP2019078891 A JP 2019078891A JP 2020062870 A JP2020062870 A JP 2020062870A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- particles
- less
- area
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 166
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 161
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 75
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract description 18
- -1 optical device Substances 0.000 title description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 409
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 165
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 165
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 150
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 108
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 claims abstract description 105
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 255
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 166
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 155
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 150
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 87
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 78
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 claims description 76
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 32
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 28
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 7
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 abstract description 125
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 62
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 abstract description 26
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 20
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 69
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 56
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 44
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 40
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 38
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 29
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 21
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 description 19
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 13
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 11
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 9
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 8
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 8
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 8
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 6
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 6
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 6
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 description 5
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- RTTZISZSHSCFRH-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=CC(CN=C=O)=C1 RTTZISZSHSCFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 4
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 4
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 4
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 3
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 3
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 3
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 2
- 229910020639 Co-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020675 Co—Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N iso-butyl acetate Natural products CC(C)COC(C)=O GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M isocaproate Chemical compound CC(C)CCC([O-])=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid methyl ester Natural products COC(=O)CC(C)C OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 2
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 2
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 2
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- 229910018575 Al—Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017813 Cu—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011242 organic-inorganic particle Substances 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
前記膜は、樹脂と、アゾ系有機粒子と、TiおよびOを含む粒子と、を含み、
前記膜は、前記光学機器の外表面に形成されていることを特徴とする。
まず、色が薄くても(明度が高くても)太陽光に対する変色(退色)が少ない、遮熱性能に優れた膜を有する物品について説明する。本発明における変色とは、退色による変色も含む。
(太陽光によるアゾ系有機粒子の変色と遮熱性能の関係について)
太陽光によるアゾ系有機粒子の変色と遮熱性能の関係について説明する。
以上のように、明度が50以上と高く、アゾ系有機粒子7を有する膜は遮熱効果が高いものの、太陽光による変色の課題があることが分かる。
本発明の物品は、プラスチックあるいは金属の基材に本発明の塗料を塗布することで、その表面に遮熱性能に優れた膜(本発明に係る膜)が形成されている。つまり、本発明の物品は、その表面に遮熱性能に優れた膜(本発明に係る膜)を有している。本発明の物品は、特に光学機器に好適に用いられる。光学機器は、例えば、カメラやビデオ、放送機器などに用いられる交換レンズである。また、その他の屋外で使用される可能性がある、レンズを透過した光により画像を形成する画像形成装置であるカメラ本体、ビデオ本体、監視カメラ、お天気カメラ等である。本発明の光学機器は、屋外で使用された場合太陽光が照射される部分(外表面と称する)に本発明に係る膜を形成しておくことにより、より高い遮熱効果が発揮される。図4−Aは本発明の光学機器の一態様である、レンズを保持する保持部を有するレンズ鏡筒を含むカメラ用交換レンズの外観を示している。交換レンズは、レンズ鏡筒30と三脚座33を有し、レンズ鏡筒30はレンズ、固定筒31、環状部材32などで構成されている。本発明の光学機器は、レンズ鏡筒30の固定筒31や環状部材32、三脚座33などの表面に、遮熱性能に優れた膜(本発明に係る膜)が形成されている。固定筒31や環状部材32、三脚座33の材料は特に限定されるものではなく、プラスチックでもあっても金属であってもよい。
まず、本発明の塗料およびその製造方法について説明する。
本発明の塗料に含まれるアゾ系有機粒子について説明する。
次に本発明の塗料に含まれるTiおよびOを含む粒子について説明する。前記の通り、本発明の塗料に含まれる、TiおよびOを含む粒子とは、TiおよびOの他に1種類以上の無機金属を含んでいてもよい。TiおよびOの他に1種類以上の無機金属を含ませると粒子の色が変化し、色を調整するための粒子(顔料)として用いることができる。本発明のTiおよびOを含む粒子の一例としては、チタニアがあげられる。また、(Ti、Ni、Sb)Ox、(Ti、Cr、Sb)Ox、(Ti、Fe、Zn)Ox、(Co、Cr、Zn、Al、Ti)Ox、(Co、Cr、Zn、Ti)Ox、(Co、Al、Ni、Ti)Ox等が挙げられる。例えば、(Ti、Ni、Sb)Oxは、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化アンチモンを焼成して得られる結晶構造の顔料である。本発明のTiおよびOを含む粒子は、チタニア、(Ti、Sb、Cr)O2、および(Ti、Fe、Zn)O2より選ばれる1種類もしくは混合物であることが好ましい。
次に本発明の塗料に含まれる樹脂について説明する。
本発明の塗料には明度を調整するための粒子としてTiおよびOを含む粒子以外の無機顔料が含まれていてもよい。本発明の膜の明度は50以上であることが好ましく、より好ましくは71以上80以下である。本明細書では、TiおよびOを含む粒子以外の無機顔料を単に無機顔料と称する。
本実施形態では、さらにシリカ粒子を含んでいてもよい。平均粒径は、10nm以上110nm以下であることが好ましい。平均粒径は、10nm以上110nm以下であると、表面がシリカで被覆されたチタニア粒子のシリカの微小欠陥を埋める効果があり、無酸素雰囲気下での変色を抑制する効果がある。本実施形態のシリカ粒子は、平均粒径が10nm未満になると、表面がシリカで被覆された酸化チタン粒子のシリカの微小欠陥を埋める力が低下するので無酸素雰囲気下での変色を抑制する効果が悪化する恐れがある。また、本発明の塗料に含まれるシリカ粒子は、平均粒径が110nmを超えると酸化チタンへの吸着力が低下するため、無酸素雰囲気下での変色低減効果が悪化する恐れがある。
本実施形態の塗料に含まれる分散剤としては、無機顔料に比べて有機顔料をより凝集させる作用を有するものであれば適用することができる。特にアルキロールアンモニウム塩を含むことが好ましい。本来、分散剤とは、顔料の表面に吸着して相互に離間させながら、顔料間の距離を一定に保ち、顔料同士が凝集するのを防ぐことが役割であるが、本実施形態における分散剤は有機顔料を凝集させ、無機顔料は分散させることが好ましい。
塗料に含まれる溶剤について説明する。
本発明の塗料は、その他の任意の添加材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、艶消し剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、上記以外の色味を調整するための無機微粒子および有機微粒子等が挙げられる。
以下に、本発明の塗料の製造方法について説明する。
次に、本発明の物品について説明する。
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。金属材料の一例としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、マグネシウム合金、リチウムマグネシウム合金等が挙げられる。プラスチックの一例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリアル樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
プライマーは基材と膜の密着性を向上させる目的で用いても良い。
本発明に係る膜は膜厚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、日射反射率が低下する恐れがある。また、膜厚が70μmを超えると光学機器の位置精度に悪影響を及ぼすことがある。
本発明に係る物品の製造方法は、10μm以上70μm以下で本発明の塗料を基材上に均一に塗布出来れば任意の塗布方法および硬化方法を用いることが出来る。
本発明に係る膜に含まれるアゾ系有機粒子の含有量は0.1面積%以上0.4面積%以下が好ましく、より好ましくは0.15面積%以上0.3面積%以下である。アゾ系有機粒子の含有量が0.1面積%未満になると膜の明度が高くなりすぎて、防汚性が悪化する。また、アゾ系有機粒子の含有量が0.4面積%以上になると、膜の明度が低くなりすぎて日射反射率が悪化する。
本発明に係る膜に含まれるTiおよびOを含む粒子の含有量は、膜の断面積に対して、0.1面積%以上1.0面積%以下が好ましく、より好ましくは0.2面積%以上0.7面積%以下である。本発明のTiおよびOを含む粒子の含有量が0.1面積%未満になると太陽光照射時の光触媒作用が少ないため、本発明の膜の明度変化が大きくなる恐れがある。本発明のTiおよびOを含む粒子の含有量が1.0面積%を超えると太陽光照射時の光触媒作用が大きすぎて、本発明の膜の明度変化が大きくなる恐れがある。
本発明に係る膜に含まれる樹脂の含有量は、膜の断面積を100面積%とした時、5面積%以上80面積%以下が好ましく、より好ましくは30面積%以上60面積%以下である。本発明の樹脂の含有量が5面積%未満になると基材との密着性が悪化する恐れがある。また、本発明の樹脂の含有量が60面積%を超えると、太陽光の日射反射率が悪化する恐れがある。
本発明に係る膜に含まれる明度を調整するための粒子(無機顔料)の含有量は、膜の単位断面積を100面積%とした時、10面積%以上80面積%以下が好ましく、より好ましくは20面積%以上60面積%以下である。本発明の明度を調整するための粒子の含有量が10面積%未満になると着色力が弱く、明度を50以上にすることが困難になる恐れがある。また本発明の明度を調整するための粒子の含有量が80面積%を超えると膜の脆性が悪化し、脆くなる恐れがある。
シリカ粒子の含有量は1面積%以上10面積%以下であることが好ましい。シリカ粒子の含有量が1面積%未満になると、シリカで表面が被覆された酸化チタン粒子に被覆されたシリカの微小欠陥を埋めきれないため、無酸素雰囲気下での変色が悪化する恐れがある。また、シリカ粒子の含有量が10面積%を超えると、塗膜のヘイズが悪化するため、反射率が悪化する恐れがある。
本発明に係る膜には、その他の任意の添加材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、艶消し剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、上記以外の色味を調整するための無機微粒子および有機微粒子等が挙げられる。
本発明の物品の、少なくとも本発明に係る膜が形成されている部分は、日射反射率が60%以上であることが好ましい。日射反射率が60%未満になると温度低減効果が低下する。
本発明の物品の、少なくとも本発明に係る膜が形成されている部分は、明度が50以上であることが好ましく、71以上80以下であることがより好ましい。明度が50未満になると、反射率が低下し、温度低減効果が下がる。明度が80以上になると色が白いため防汚性が悪化する恐れがある。
本発明の物品の、少なくとも本発明に係る膜が形成されている部分の色味を表すa*およびb*はそれぞれ−5以上+5以下であることが好ましい。a*およびb*の値が−5未満もしくは+5以上になると太陽光の照射によりアゾ系有機顔料が退色した際のa*およびb*の色味変化が大きくなる恐れがある。
以下に、本発明における好適な実施例について説明する。
膜を有する物品の特性評価には色差計(SE−7700;日本電色)を用い、明度(L*)、a*、b*を測定した。測定用のサンプルには30mm角で厚みがlmmの金属板に本発明に係る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、マグネシウム合金の中のいずれかを用いた。また、マグネシウム合金の金属板にスピンコーターで50μmの膜厚になるように本発明に係る膜を塗布して焼成した。焼成後に、色差計で本発明に係る膜を有する金属板の膜の部分のL*、a*、b*の値を測定した。次に、耐光性試験機(SUNTESTXXL+;ATLAS)で300nmから400nmで放射強度が50±2W/m2でブラックパネルの温度が63℃±3℃の条件で200時間投入した。耐光試験終了後に、本発明に係る膜を有する金属板の膜の部分のL*、a*、b*の値を測定した。
ΔL*=耐光性試験後のL*−耐光性試験後のL*
明度変化(ΔL*)が0.3未満であれば色味変化が非常に少ない良好な膜と言える。明度変化が0.3以上1.0未満であれば良好な膜と言える。明度変化が1.0以上になると色味変化が大きく、良好な膜とは言えない。
A;明度変化±が0.3未満
B;明度変化±が0.3以上1.0未満
C;明度変化±が1.0以上
以下に、日射反射率評価について説明する。日射反射率は、図5に示すように、分光光度計(U−4000,日立ハイテク)を用いて反射率を測定した後に日射反射率に換算した。
A:日射反射率が70%以上
B:日射反射率が60%以上70%未満
C:日射反射率が60%未満
図6は温度の評価方法を示す模式図である。図6に示すように、温度測定にはランプ22、温度測定用治具25および温度評価用の試験片23を用いた。温度評価用の試験片23には、100mm角で厚みがlmmの金属板に本発明に係る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、マグネシウム合金の中のいずれかを用いた。また、金属板にスピンコーターで50μmの膜厚になるように本発明に係る膜を塗布して焼成した。温度測定用治具25には、表面が自色で120mm×120mm×120mmの段ボールを用い、温度評価用の試験片23取り付け部分に90mm×90mmの窓部を設けた。また、ランプ22にはハイラックスMT150FD6500K(岩崎電気)を用いた。
A:温度低減効果が7℃以上
B:温度低減効果が3℃以上7℃未満
C:温度低減効果が5℃未満
<塗料の調製>
実施例1は、以下の方法で塗料を作製した。樹脂125g(塗膜換算48.6vol%)、アゾ系有機粒子0.5g(塗膜換算0.2vol%)、TiおよびOを含む粒子4.5g(塗膜換算0.7vol%)を秤量した。また、明度を調整するための粒子(無機顔料)150g(塗膜換算28.6vol%)、分散剤5g(塗膜換算3.5vol%)、溶剤100gを秤量した。そして、ボールミルにて15時間攪拌し、主剤を得た。得られた主剤10gに対して硬化剤1g(体積換算18.4vol%)を混合し、実施例1の塗料を得た。
実施例1では、以下の方法で膜を作製した。上記の塗料をマグネシウム合金の金属板にスピンコーターで50μmの膜厚になるように本発明の膜を塗布し、室温で一晩乾燥後、130℃で30分間焼成し、実施例1の膜を得た。
実施例2〜13では、表1、2の材料および条件にする以外は実施例1と同様にして、塗料および膜を作製した。
上記の方法により、実施例1から12の膜の耐光試験後の明度変化(ΔL*)、耐光試験後の日射反射率(R)、耐光試験前後の温度低減効果を評価した結果を表3、4に記す。
比較のための塗料の調製、膜の作製、膜の特性評価、明度変化の評価、日射反射率の評価、温度低減効果の評価を前述の実施例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。
本発明の実施形態の一例として、遮熱性能および耐水性に優れた膜が形成された物品について図7を用いて説明する。第1の実施形態と同じ内容の部分については説明を省略する場合がある。
図7は、基材120の表面121の少なくとも一部に形成された膜122を有する物品を示す図であり、図7(a)は、本実施形態の物品の断面図である。図7(b)は、図7(a)の領域125を拡大した概略図である。図7(c)は、凝集したシリカ粒子の説明図である。図7(d)は物品の断面のSEM画像である。図7(d)に示す基材120はプライマー層を含んでいる例を示している。図7において、本実施形態の物品は、基材120と膜122を有し、膜122は少なくとも樹脂126、および平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含んでいる。また、本実施形態の膜122は、平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含む領域124と、平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含まない領域123を含む。本明細書においては、平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含む領域を粒子領域124、平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含まない領域を樹脂領域123と称する。
次に本実施形態の膜122に含まれる樹脂126について説明する。
次に本実施形態の膜122に含まれる粒子127である白色顔料(本明細書においては第一の粒子または単に粒子と称する場合がある)について説明する。本実施形態の膜122は、日射反射率が高いことが好ましく、白色かつ高屈折率であることが好ましい。粒子127を膜122に含ませることで、白色かつ高屈折率を有する膜122を得ることが可能となる。粒子127は、チタニア、アルミナ、ジルコニアおよび酸化亜鉛のうち、少なくとも一種を含む粒子である。特に、高屈折率のチタニアをシリカで表面を被覆した粒子を用いると、光触媒活性を抑制できるため周囲の樹脂劣化を低減することができ、より好ましい。
本実施形態の膜122は、シリカ粒子128を含んでいてもよい。シリカ粒子128は、個数基準の平均粒子径が50nm以上350nm以下であることが好ましく、150nm以上300nm以下であることがより好ましい。シリカ粒子128の平均粒子径が50nm未満になると、膜を形成するための塗料におけるチキソ性が減少し、塗布性が低下する。また、これらの微粒子の形状は、例えば、真球、球状、楕円球、直方体、立方体、またはそれらの結合した状態、あるいは不定形であっても良い。
本実施形態の膜122には、必要に応じて外観に意匠性を持たせるために、着色剤として前述の粒子127である白色顔料とは別の顔料を含んでいてもよい。本明細書において、白色顔料とは別の顔料を単に顔料と称する場合がある。
アゾ系有機粒子としては、アゾ基を有する化合物であれば任意の粒子を用いることが出来る。本実施形態のアゾ系有機粒子の色としては、黒色系、黄色系、赤色系、橙色系などが挙げられるが、黒色系が太陽光による退色が起こった際の、色味変化(a*、b*)が少ないのでより好ましい。また、太陽光の反射率が高いことが好ましく、アゾ系有機粒子単独での日射反射率が10%を超える材料を選択することが好ましい。アゾ系有機粒子の一例としては、ニッケルアゾ顔料、不溶性アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料、高分子量アゾ系顔料、アゾメチンアゾ顔料系顔料等が挙げられる。これらのアゾ系有機粒子は1種類を用いても複数の種類を含んでも構わない。
本実施形態に用いられる無機顔料としては、遮熱性に優れたものであれば任意の無機顔料を用いることができるが、表面がシリカで被覆されたチタニア粒子を含むことが好ましい。色の調整のために着色された無機顔料をさらに含むことが好ましい。また、表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子を含んでいてもよい。表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子が着色された無機顔料であってもよい。本実施形態においては、表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子を単に、TiおよびOを含む粒子と称する場合がある。
本発明の光学機器に用いる膜は、その他の任意の添加材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、艶消し剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、上記以外の色味を調整するための無機微粒子および有機微粒子等が挙げられる。
(遮熱膜の耐水性について)
樹脂126、および平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含んでいる膜122は、雨天時の水分あるいは高湿度の状況下において、膜表面から膜の内部に水分を取り込んでしまう。これは、樹脂126と平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127の親水性の違いにより、樹脂126と粒子127の界面を介して、水分が膜中に取り込まれてしまうためであることが分かった。樹脂126と粒子127の界面から取り込まれた水分は、どんどん膜の中に取り込まれ、膜122と基材120の界面129にも偏在することになる。この水分の存在下において、温度変化によって膜122および基材120に膨張や収縮が起こる。すると、膜122と基材120の膨張係数の違いもあり、膜122と基材120との界面129での膜浮きやハガレ、基材120と水分との反応による膨れ等の不良が生じてしまう。一方、高い遮熱性を有するためには、膜中の平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127の含有量をできるだけ増やすことが望ましいが、膜中に水分の通り道を増やしてしまい、膜122と基材120との界面129の水分量を増加させてしまう。
このように、遮熱性と耐水性の向上は、従来の技術では両立することができない課題であることが分かった。
本実施形態の平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子127を含まない領域123(樹脂領域)について説明する。
本実施形態の物品、特に光学機器の上面に形成される膜は少なくとも基材よりも外側に形成される。その形態としては、基材と密着していてもよいし、基材と光学機器上面に形成される膜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。また、基材に金属を用いる場合には、必要に応じて化成処理を施してもよい。
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。金属材料の一例としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、マグネシウム合金、リチウムマグネシウム合金等が挙げられる。プラスチックの一例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリアル樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
プライマーは基材と膜の密着性を向上させる目的で用いても良い。
本実施形態の膜は膜厚が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、日射反射率が低下する恐れがある。また、膜厚が70μmを超えると、他部品との組み込みの際、中心が偏る可能性があり、光学機器の位置精度に悪影響を及ぼすことがある。
(膜の形成方法)
本実施形態の物品の膜は、10μm以上70μm以下で本実施形態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。
上記の方法を用いて膜(粒子領域)を形成したのち、膜(粒子領域)の表面に、樹脂領域に使用する材料を転写、インクジェット法などを用いて前記膜の一部分に塗布し形成することができる。樹脂領域を形成した後、さらに膜(粒子領域)を形成することにより、膜内部(粒子領域と粒子領域との間)に樹脂領域を形成することができる。また、樹脂領域は、基材が平たんであれば、フォトリソグラフィー技術を用いて形成することもできる。また、本発明の光学機器用の膜中(粒子領域と粒子領域との間)にある線状領域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たり、紫外線を与えたりしても構わない。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、更に室温から200℃が好ましい。
以下に、本発明における好適な実施例について説明する。
<耐水性の試験および評価>
耐水性の測定用のサンプルには30mm角で厚みがlmmの金属板に本実施形態の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、マグネシウム合金の中のいずれかを用いた。また、マグネシウム合金の金属板にスピンコーターおよびインクジェットを用いて65μmの膜厚になるように塗布して焼成し、膜を形成した。
日射反射率は、第1の実施形態と同じ装置、方法を用いて測定し、算出した。
A:日射反射率が70%以上
B:日射反射率が60%以上70%未満
C:日射反射率が60%未満
遮熱効果についても、第1の実施形態と同じ装置、方法を用いて測定した。
<塗料の調製>
実施例14は、以下の方法で塗料を作製した。酸化チタン15g(塗膜換算20体積%)、樹脂13g(塗膜換算57.5体積%)、シリカ0.75g(塗膜換算1.8体積%)、顔料lg(塗膜換算3.5体積%)、硬化剤3.9g(塗膜換算17.2体積%)、シンナー3gを用いた。それぞれ秤量し、遊星回転装置(AR−100,シンキー)にて10分間攪拌して、実施例14の塗料T1を得た。酸化チタンには、D−970(堺化学;平均粒径0.26μm、シリカ表面被覆)を用いた。樹脂にはオレスターQ−691(三井化学)を用いた。
実施例14では、以下の方法で膜が形成された試料を2枚作製した。
実施例15〜27では、表7の材料および条件にする以外は実施例14と同様にして、塗料および膜が形成された試料を作製した。
比較例3〜12では、表7の材料および条件にする以外は実施例14と同様にして、塗料および膜が形成された試料を作製した。
上記の方法により、実施例14から27、比較例3から12の膜の耐水性試験後の引っかき硬度の変化、耐水性試験後の日射反射率、耐光試験前後の温度低減効果、光学精度を評価した結果を表8に記す。光学精度については、軸ずれが許容範囲であるものについてはA、許容範囲を超えてしまっていたものについてはBとした。
本実施形態では、単層であっても、意匠性と遮熱性を両立させた膜を有する物品について説明する。第1の実施形態と同じ内容の部分については説明を省略する場合がある。
(外観色の意匠性を確保する方法)
例えば、レンズ鏡筒等の物品の外観色の意匠性を確保するには、基材上に着色材で所望の色に調整した膜を形成することが一般的である。しかし、膜の色調が暗い場合には、膜に暗色の着色材を多く含ませなければならない。膜に暗色の着色材を多く含ませると、可視光の吸収が大きくなり、太陽光による温度上昇が大きくなってしまい遮熱性が悪化する。本実施形態では、暗色の着色材として有機顔料を用い、その有機顔料を、膜の中において基材側よりも空気界面側に多く分布させるようにする。これにより、有機顔料の含有量が本来より少なくても所望の色の膜を得ることができる。有機顔料を膜の基材側よりも空気界面側に多く分布させるために、膜中に含まれる有機顔料だけを意図的に凝集させる。そして、膜形成時の対流により、凝集させた有機顔料だけを膜中の空気界面側に偏析させることで、暗色成分が少なくても所望の色に調整することができることを見出したものである。これを実現するために、少なくとも樹脂と有機顔料と無機顔料と分散剤を含んだ塗料を基材上に塗布して得られる膜であって、分散剤に無機顔料に比べて有機顔料を凝集させる作用のあるものを用いる。例えば、分散剤にアルキロールアンモニウム塩を用いる。これにより、有機顔料だけを凝集させて、その有機顔料を空気界面側に偏析させることができることを見出したものである。
例えばレンズ鏡筒等、物品の遮熱性を確保するためには、太陽光による赤外線を反射させることが必要である。図1は、本実施形態に係る膜の太陽光の反射および吸収の状態を示す断面模式図である。図1において、1は入射光、2は反射光、3は透過光、4は膜、5は基材を示す。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。
本実施形態では、レンズ鏡筒の外観色の意匠性と遮熱性を確保する方法として、有機顔料の空気界面側への偏析を利用し膜の表面だけで所望の色を調整して意匠性を確保する。そして、それ以外の膜の内部(中央部から基材界面側)はチタニア粒子や赤外線反射型の着色無機顔料を均一に分散させることで効率よく赤外線を反射させることにより遮熱性を確保する。
以下に、本実施形態に係る塗料の材料構成および本発明の塗料の製造方法について説明する。
本実施形態に係る塗料は、少なくとも、樹脂、有機顔料無機顔料、および分散剤を含む。
次に本実施形態の塗料に含まれる樹脂について説明する。
本実施形態に係る塗料に含まれる有機顔料としては、アゾ系有機顔料や、ペリレン系有機顔料が用いられる。
本実施形態に用いられる無機顔料としては、遮熱性に優れたものであれば任意の無機顔料を用いることができるが、表面がシリカで被覆されたチタニア粒子を含むことが好ましい。色の調整のために着色された無機顔料をさらに含むことが好ましい。また、表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子を含んでいてもよい。表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子が着色された無機顔料であってもよい。本実施形態においては、表面が被覆されていないTiおよびOを含む粒子を単に、TiおよびOを含む粒子と称する場合がある。
本実施形態では、さらにシリカ粒子を含んでいてもよい。平均粒径は、10nm以上110nm以下であることが好ましい。平均粒径は、10nm以上110nm以下であると、表面がシリカで被覆されたチタニア粒子のシリカの微小欠陥を埋める効果があり、無酸素雰囲気下での変色を抑制する効果がある。本実施形態のシリカ粒子は、平均粒径が10nm未満になると、表面がシリカで被覆された酸化チタン粒子のシリカの微小欠陥を埋める力が低下するので無酸素雰囲気下での変色を抑制する効果が悪化する恐れがある。また、本発明の塗料に含まれるシリカ粒子は、平均粒径が110nmを超えると酸化チタンへの吸着力が低下するため、無酸素雰囲気下での変色低減効果が悪化する恐れがある。
本実施形態の塗料に含まれる分散剤としては、無機顔料に比べて有機顔料をより凝集させる作用を有するものであれば適用することができる。特にアルキロールアンモニウム塩を含むことが好ましい。本来、分散剤とは、顔料の表面に吸着して相互に離間させながら、顔料間の距離を一定に保ち、顔料同士が凝集するのを防ぐことが役割であるが、本実施形態における分散剤は有機顔料を凝集させ、無機顔料は分散させることが好ましい。
次に、塗料に含まれる溶剤について説明する。
本実施形態の光学機器に用いる塗料は、その他の任意の添加材を含んでいてもよい。その一例としては、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、艶消し剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤等が挙げられる。
以下に、本実施形態の塗料の製造方法について説明する。
以下に、本実施形態の膜の材料構成について説明する。
(樹脂成分)
本実施形態の樹脂の含有量は、20面積%以上90面積%以下が好ましく、より好ましくは30面積%以上80面積%以下である。本実施形態の樹脂の含有量が20面積%未満になると基材との密着性が悪化する恐れがある。また、本実施形態の樹脂の含有量が90面積%を超えると、太陽光の日射反射率が悪化する恐れがある。
本発明の有機顔料の含有量は0.1面積%以上2.0面積%以下が好ましく、より好ましくは0.15面積%以上1.5面積%以下である。有機顔料の含有量が0.1面積%未満になると膜の明度が高くなりすぎて意匠性が悪化する。また防汚性も悪化する恐れがある。また、有機顔料の含有量が2.0面積%以上になると、膜の明度が低くなりすぎて遮熱性が悪化する。
本実施形態の明度を調整するための無機顔料の一例である表面がシリカで被覆されたチタニア粒子の含有量は、10面積%以上80面積%以下が好ましく、20面積%以上60面積%以下がより好ましい。本実施形態の明度を調整するための無機顔料の含有量が10面積%未満になると着色力が弱く、明度を50以上にすることが困難になる恐れがある。また本実施形態の明度を調整するための無機顔料の含有量が80面積%を超えると膜の脆性が悪化し、脆くなる恐れがある。
本実施形態の光学機器に用いる塗料は、その他の任意の添加材を含んでいてもよい。その一例としては、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、艶消し剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤等が挙げられる。
本実施形態の光学機器の上面に形成される膜は少なくとも基材よりも外側に形成される。その形態としては、基材と密着していてもよいし、基材と光学機器上面に形成される膜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。
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。金属材料の一例としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、マグネシウム合金、リチウムマグネシウム合金等が挙げられる。プラスチックの一例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリアル樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
プライマーを基材と膜の密着性を向上させる目的で用いても良い。プライマーを用いた場合、本明細書においては、プライマーの部分までを基材とする。つまり基材はプライマーを含む。
本実施形態の膜は膜厚10μm以上100μm以下であることが好ましい。20μm以上90μm以下がより好ましい。膜厚が10μm未満になると、日射反射率が低下する恐れがある。また、膜厚が100μmを超えると光学機器の位置精度に悪影響を及ぼしたり、耐環境下で膜剥がれや膜割れが発生する場合がある。
本実施形態の膜は、10μm以上100μm以下で本実施形態の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。
(日射反射率)
本実施形態の膜は日射反射率が60%以上であることが好ましい。日射反射率が60%未満になると温度低減効果が低下する。
本実施形態の膜は、明度L*が60以上90以下であることが好ましく、71以上80以下あることがより好ましい。明度が60未満になると、温度上昇抑制効果が悪化する。明度が90以上になると色が白いため防汚性が悪化する恐れがある。
以下に、本実施形態における好適な実施例について説明する。
膜の断面観察には光学顕微鏡を用いた。その後、断面像を画像解析ソフト(MedaiaCybernetics社製Image−Pro Plus)を用いて画像処理し、有機顔料の膜厚方向の含有量分布について評価した。膜厚方向の範囲を10分割し、下地界面側から空気界面側へ向けて1から10のエリアへ分割し、有機顔料の膜厚方向の含有量分布を評価した。
意匠性の評価には色差計(SE−7700;日本電色)を用い、明度L*を測定した。測定用のサンプルは、SUS箔上に塗膜を形成して用いた。まず、SUS箔上に50μmの膜厚になるように本発明の膜を塗布した後、焼成炉で硬化した。塗膜形成後に、色差計で空気界面側の膜のL*の値を測定した。次に、SUS箔から膜を剥がした後、SUS箔界面側の膜のL*値を測定した。塗膜の空気界面側と下地(SUS箔)界面側の明度の差を比較することで、有機顔料の膜厚方向の空気界面側への分布の有無を評価した。
A;明度差が0.2以上かつ、空気界面側の明度<下地界面側の明度
B;明度差が0.2以上かつ、空気界面側の明度>下地界面側の明度
C;明度差が0.2未満
遮熱性の評価は日射反射率によって評価した。日射反射率は、第1の実施形態と同じ装置、方法を用いて測定し、算出した。
A:日射反射率が70%以上
B:日射反射率が60%以上70%未満
C:日射反射率が60%未満
本発明において、日射反射率の評価がA、Bの場合は遮熱性が良好であるとした。
塗膜の耐久性については以下の方法で実施した。測定用のサンプルには80mm×160mmで厚みがlmmの金属板に本発明の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、マグネシウム合金の中のいずれかを用いた。まず、金属板上に50μmの膜厚になるように本発明の膜を塗布した後、焼成炉で硬化し塗膜を形成した。次にサンプルを−30℃から80℃の範囲で繰り返し熱衝撃を100回加えた後、塗膜の外観を評価した。
A:耐久性が非常に高い膜
B:耐久性が比較的高い膜
C:耐久性が悪い膜
本発明において、耐久性の評価がA、Bの場合は耐久性に問題のない膜とした。
<塗料の調製>
実施例28は、以下の方法で塗料を作製した。樹脂100g(塗膜換算45.9vol%)、無機顔料(シリカで被覆されたチタニア)130g(塗膜換算29.3vol%)、有機顔料1.0g(塗膜換算0.5vol%)を秤量した。また、着色された無機顔料4.0g(塗膜換算0.7vol%)、分散剤5.0g(塗膜換算4.1vol%)、溶剤100gを秤量した。これらを、ボールミルにて15時間攪拌し、主剤を得た。得られた主剤10gに対して硬化剤1g(体積換算18.4vol%)を混合し、実施例28の塗料を得た。
実施例28では、以下の方法で膜を作製した。上記の塗料をマグネシウム合金の金属板にスピンコーターで50μmの膜厚になるように本発明の膜を塗布し、室温で一晩乾燥後、130℃で30分間焼成し、実施例28の膜を得た。また、SUS箔および金属板にバーコーターで50μmの膜厚になるように本発明の膜を塗布し、室温で一晩乾燥後、130℃で30分間焼成し、実施例28の膜を得た。
実施例29〜37では、表9、10の材料および条件にする以外は実施例28と同様にして、塗料および膜を作製した。実施例29の無機顔料(シリカで被覆されたチタニア)にはQSC−100(デンカ;平均粒径0.11μm)を用いた。実施例30の無機顔料(シリカで被覆されたチタニア)にはR−38L(堺化学;平均粒径0.4μm)を用いた。実施例31の有機顔料にはペリレン顔料のC.I.Pigment Black 32(BASF;平均粒径0.2μm)を用いた。実施例33の分散剤にはDISPERBYK(ビックケミージャパン)を用いた。実施例34の分散剤にはANTI−TERRA−250(ビックケミージャパン)を用いた。実施例35の分散剤にはDISPERBYK−187(ビックケミージャパン)を用いた。
比較例13〜19では、表9の材料および条件にする以外は実施例28と同様にして膜を作成した。比較例13の無機顔料(シリカで被覆されたチタニア)にはHT0210(東邦チタニウム;平均粒径2.25μm)を用いた。比較例14の無機顔料(シリカで被覆されたチタニア)にはMT−700B(テイカ;平均粒径0.08μm)を用いた。比較例17の分散剤にはDISPERBYK−145(ビックケミージャパン)を用いた。比較例18の分散剤にはANTI−TERRA−108(ビックケミージャパン)を用いた。比較例19の分散剤にはDISPERBYK−2008(ビックケミージャパン)を用いた。表11に比較例13〜16の膜を構成する材料および添加量を示す。表12に比較例17〜19の膜を用いて評価した結果をそれぞれ示す。
上記の方法により、実施例28から37、比較例13から19の膜の意匠性、遮熱性、耐久性を評価した結果を表5に記す。
2 反射光
3 透過光
4 赤外線反射膜
5 基材
Claims (36)
- 樹脂と、アゾ系有機粒子と、TiおよびOを含む粒子と、を含む膜を有することを特徴とする物品。
- 明度が50以上であることを特徴とする請求項1記載の物品。
- 前記TiおよびOを含む粒子は、TiおよびOの他に1種類以上の無機金属を含むことを特徴とする請求項1または2記載の物品。
- 前記無機金属がSb、Cr、Fe、またはZnである請求項3記載の物品。
- 前記アゾ系有機粒子の含有量を100面積%とした時、TiおよびOを含む粒子の含有量は、25面積%以上1000面積%以下であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項記載の物品。
- 前記アゾ系有機粒子の含有量は、前記膜の断面積を100面積%とした時、0.1面積%以上0.4面積%以下であり、前記TiおよびOを含む粒子の含有量は、前記膜の断面積を100面積%とした時、0.1面積%以上1.0面積%以下である請求項1乃至5いずれか一項記載の物品。
- 前記アゾ系有機粒子がアゾメチンブラックである請求項1乃至6いずれか一項記載の物品。
- 前記膜は、シリカで表面が被覆された酸化チタン粒子をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至7いずれか一項記載の物品。
- 前記膜は、シリカ粒子をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至8いずれか一項記載の物品。
- 前記膜の明度が71以上80以下である請求項1乃至9いずれか一項記載の物品。
- 前記TiおよびOを含む粒子が、(Ti、Sb、Cr)O2および(Ti、Fe、Zn)O2より選ばれる1種類もしくは混合物である請求項1乃至10いずれか一項記載の物品。
- 前記膜の断面において、前記粒子を10面積%以上60面積%以下の含有量で含有する粒子領域と、前記粒子領域の間に前記平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子を含まない樹脂領域と、を有し、
前記膜の断面における前記樹脂領域の比率は、0.05面積%以上13面積%以下であり、前記膜の断面における前記樹脂領域の前記基材の表面の法線方向の幅は200nm以上2000nm以下であり、平行方向の幅は3μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1乃至11いずれか一項記載の物品。 - 前記膜の、空気界面側から基材側までの長さを100%とした時、空気界面側から基材側に向かって30%の領域に、前記アゾ系有機粒子の含有量の70面積%以上95面積%以下が含まれていることを特徴とする請求項1乃至12いずれか一項記載の物品。
- 膜を有する光学機器であって、
前記膜は、樹脂と、アゾ系有機粒子と、TiおよびOを含む粒子と、を含み、
前記膜は、前記光学機器の外表面に形成されていることを特徴とする光学機器。 - 明度が50以上であることを特徴とする請求項14記載の光学機器。
- 前記TiおよびOを含む粒子は、TiおよびOの他に1種類以上の無機金属を含むことを特徴とする請求項14または15記載の光学機器。
- 前記無機金属がSb、Cr、Fe、またはZnである請求項16記載の光学機器。
- 前記アゾ系有機粒子の含有量を100面積%とした時、TiおよびOを含む粒子の含有量は、25面積%以上1000面積%以下であることを特徴とする請求項14乃至17いずれか一項記載の光学機器。
- 前記アゾ系有機粒子の含有量は、前記膜の断面積を100面積%とした時、0.1面積%以上0.4面積%以下であり、前記TiおよびOを含む粒子の含有量は、前記膜の断面積を100面積%とした時、0.1面積%以上1.0面積%以下である請求項14乃至18いずれか一項記載の光学機器。
- 前記アゾ系有機粒子がアゾメチンブラックである請求項14乃至19いずれか一項記載の光学機器。
- 前記膜は、シリカで表面が被覆された酸化チタン粒子をさらに含むことを特徴とする請求項14乃至20いずれか一項記載の光学機器。
- 前記膜は、シリカ粒子をさらに含むことを特徴とする請求項14乃至21いずれか一項記載の光学機器。
- 前記膜の明度が、71以上80以下である請求項14乃至22いずれか一項記載の光学機器。
- 前記TiおよびOを含む粒子が、チタニア、(Ti、Sb、Cr)O2、および(Ti、Fe、Zn)O2より選ばれる1種類もしくは混合物である請求項14乃至23いずれか一項記載の光学機器。
- 前記膜の断面において、前記粒子を10面積%以上60面積%以下の含有量で含有する粒子領域と、前記粒子領域の間に前記平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子を含まない樹脂領域と、を有し、
前記膜の断面における前記樹脂領域の比率は、0.05面積%以上13面積%以下であり、前記膜の断面における前記樹脂領域の前記基材の表面の法線方向の幅は200nm以上2000nm以下であり、平行方向の幅は3μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項14乃至24いずれか一項記載の光学機器。 - 前記膜の、空気界面側から基材側までの長さを100%とした時、空気界面側から基材側に向かって30%の領域に、前記アゾ系有機粒子の含有量の70面積%以上95面積%以下が含まれていることを特徴とする請求項14乃至24いずれか一項記載の光学機器。
- 樹脂と、アゾ系有機粒子と、TiおよびOを含む粒子と、を含み、
前記アゾ系有機粒子の含有量を100重量%とした時、TiおよびOを含む粒子の含有量は、10重量%以上1600重量%以下であることを特徴とする塗料。 - 前記アゾ系有機粒子の含有量は、塗料中の不揮発成分に対して0.1重量%以上1.0重量%以下であり、
TiおよびOを含む粒子の含有量は、塗料中の不揮発成分に対して0.1重量%以上1.6重量%以下であることを特徴とする請求項27記載の塗料。 - 前記TiおよびOを含む粒子は、TiおよびOの他に1種類以上の無機金属を含むことを特徴とする請求項27または28記載の塗料。
- 前記無機金属がSb、Cr、Fe、またはZnであることを特徴とする請求項29記載の塗料。
- 前記TiおよびOを含む粒子が、(Ti、Sb、Cr)O2、および(Ti、Fe、Zn)O2より選ばれる1種類もしくは混合物であることを特徴とする請求項27乃至30いずれか一項記載の塗料。
- 前記アゾ系有機粒子がアゾメチンブラックである請求項27乃至31いずれか一項記載の塗料。
- シリカで表面が被覆された酸化チタン粒子をさらに含むことを特徴とする請求項27乃至32いずれか一項記載の塗料。
- シリカ粒子をさらに含むことを特徴とする請求項27乃至33いずれか一項記載の塗料。
- 平均粒径が100nm以上400nm以下であってチタニア、アルミナ、ジルコニアおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一種を含む粒子と樹脂とを含む領域と、前記領域の表面の一部分に、前記平均粒径が100nm以上400nm以下の粒子を含まない領域とを形成する工程と、
前記含まない領域の上に、平均粒径が100nm以上400nm以下であってチタニア、アルミナ、ジルコニアおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一種を含む粒子と、樹脂とを含む領域を形成する工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。 - 樹脂と、有機顔料と、無機顔料と、アルキロールアンモニウム塩を含む塗料を基材上に塗布する工程と、
前記塗布した塗料を硬化させて膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19174052.1A EP3578613A3 (en) | 2018-05-17 | 2019-05-13 | Article including film, optical apparatus, coating material, and method for producing article |
US16/412,898 US11815656B2 (en) | 2018-05-17 | 2019-05-15 | Article including film, optical apparatus, coating material, and method for producing article |
CN202310077958.XA CN116041879A (zh) | 2018-05-17 | 2019-05-17 | 包括膜的物品、光学设备、涂料和制造物品的方法 |
CN201910411155.7A CN110564090A (zh) | 2018-05-17 | 2019-05-17 | 包括膜的物品、光学设备、涂料和制造物品的方法 |
US18/483,210 US20240045103A1 (en) | 2018-05-17 | 2023-10-09 | Article including film, optical apparatus, coating material, and method for producing article |
JP2023208260A JP2024032021A (ja) | 2018-05-17 | 2023-12-11 | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018095572 | 2018-05-17 | ||
JP2018095572 | 2018-05-17 | ||
JP2018145862 | 2018-08-02 | ||
JP2018145862 | 2018-08-02 | ||
JP2018163774 | 2018-08-31 | ||
JP2018163774 | 2018-08-31 | ||
JP2018192762 | 2018-10-11 | ||
JP2018192762 | 2018-10-11 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023208260A Division JP2024032021A (ja) | 2018-05-17 | 2023-12-11 | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020062870A true JP2020062870A (ja) | 2020-04-23 |
JP2020062870A5 JP2020062870A5 (ja) | 2022-04-21 |
Family
ID=70388060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019078891A Pending JP2020062870A (ja) | 2018-05-17 | 2019-04-17 | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020062870A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000129172A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Nagashima Tokushu Toryo Kk | 遮熱性塗料及びその塗装方法 |
JP2014185236A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Fujifilm Corp | インクジェット用インク組成物 |
-
2019
- 2019-04-17 JP JP2019078891A patent/JP2020062870A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000129172A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Nagashima Tokushu Toryo Kk | 遮熱性塗料及びその塗装方法 |
JP2014185236A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Fujifilm Corp | インクジェット用インク組成物 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
化学大辞典3, vol. 縮刷版第14刷発行, JPN6023009396, 1972, JP, pages 920, ISSN: 0005011527 * |
橋爪 清: "有機顔料鋼材(10) 塗料用有機顔料(2)", 色材, vol. 41巻,4号, JPN6023009397, 1968, JP, pages 197 - 210, ISSN: 0005011526 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11187832B2 (en) | Light-shielding film for optical element and optical element having light-shielding film | |
JP2024032021A (ja) | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 | |
JP2011164494A (ja) | 光学素子用の遮光膜、遮光塗料および光学素子 | |
JP6797548B2 (ja) | 遮熱膜、遮熱塗料、および光学機器 | |
JP6891029B2 (ja) | 光学機器、光学機器の表面に設ける膜、および光学機器に用いる塗料 | |
TWI589652B (zh) | 遮光塗料、遮光塗料組、遮光膜、光學元件、製造遮光膜之方法、及製造光學元件之方法 | |
US11163132B2 (en) | Thermal barrier film, thermal barrier paint, and optical instrument | |
JP6744751B2 (ja) | 光学機器用の遮熱膜、光学機器用の遮熱塗料、およびそれらを用いる光学機器 | |
JP2020062870A (ja) | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 | |
US20210173123A1 (en) | Article including film, coating material, method for producing article | |
JP7154921B2 (ja) | 光学機器、レンズフード、光学機器の製造方法、およびレンズフードの製造方法 | |
JP6896492B2 (ja) | 光学機器、光学機器の表面に設ける膜、および光学機器に用いる塗料 | |
JP7071481B2 (ja) | 遮熱膜、遮熱塗料、および光学機器 | |
JP2022183839A (ja) | 遮熱膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 | |
US20200386918A1 (en) | Article, optical apparatus, and coating material | |
JP2020199757A (ja) | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 | |
JP2022095096A (ja) | 光学機器の表面に設けられる膜、光学機器、塗料 | |
TWI766845B (zh) | 用於紫外光照射裝置的光學元件、用於紫外光照射裝置的光學單元及紫外光照射裝置 | |
JP2022095097A (ja) | 膜を有する物品、光学機器、塗料、および物品の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220413 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230314 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230509 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231211 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20231213 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20231220 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20240222 |