JP5899874B2 - 赤外線遮蔽材料微粒子分散液とその製造方法および熱線遮蔽膜と熱線遮蔽合わせ透明基材 - Google Patents
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Description
赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、または/および、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iの内から選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3)で表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子と可塑剤および分散剤を含有し、かつ、上記分散剤が、下記一般式(1)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステルで構成されると共に、ポリグリセリン脂肪酸エステルのHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3であることを特徴とする。
請求項1に記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
上記可塑剤が、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、テトラエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、テトラエチレングリコール−ジ−ヘプタノエート、および、トリエチレングリコール−ジ−ヘプタノエートからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とし、
請求項3に係る発明は、
請求項1〜2のいずれかに記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
上記タングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子が、一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.45≦z/y≦2.999)で表記される組成比のマグネリ相を含むことを特徴とし、
請求項4に係る発明は、
請求項3に記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
一般式MxWyOzで表記される上記複合タングステン酸化物微粒子が、六方晶、正方晶若しくは立方晶の結晶構造の1つ以上を含むことを特徴とし、
請求項5に係る発明は、
請求項4に記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
上記M元素が、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Snの内の1種類以上を含み、かつ、六方晶の結晶構造を有することを特徴とし、
請求項6に係る発明は、
請求項1〜5のいずれかに記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、
赤外線遮蔽材料微粒子100重量部に対して、上記可塑剤を150〜4000重量部、上記分散剤を3〜100重量部含有することを特徴とし、
請求項7に係る発明は、
請求項1〜6のいずれかに記載の発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散液を製造する方法において、
上記タングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子と可塑剤および上記分散剤を混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散液を調製することを特徴とする。
熱線遮蔽膜において、
一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、または/および、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iの内から選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3)で表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子、可塑剤、分散剤、および、熱可塑性樹脂を含有し、かつ、上記分散剤が、下記一般式(1)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステルで構成されると共に、ポリグリセリン脂肪酸エステルのHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3であることを特徴とし、
請求項8に記載の発明に係る熱線遮蔽膜において、
上記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂であることを特徴とし、
請求項10に係る発明は、
請求項8に記載の発明に係る熱線遮蔽膜において、
請求項1〜請求項6のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液とポリビニルアセタール樹脂を混合して成る樹脂組成物により構成され、熱線遮蔽合わせ透明基材用中間膜に適用されると共に、熱線遮蔽合わせ透明基材用中間膜に含まれている全可塑剤の量がポリビニルアセタール樹脂100重量部に対し20〜60重量部の範囲であり、かつ、上記赤外線遮蔽材料微粒子がポリビニルアセタール樹脂100重量部に対し0.01〜5重量部含まれることを特徴とし、
請求項11に係る発明は、
請求項9または10に記載の発明に係る熱線遮蔽膜において、
上記ポリビニルアセタール樹脂がポリビニルブチラール樹脂であることを特徴とし、
請求項12に係る発明は、
請求項8〜11のいずれかに記載の発明に係る熱線遮蔽膜において、
上記赤外線遮蔽材料微粒子分散液と熱可塑性樹脂を混合して成る樹脂組成物に、接着力調整剤としてアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩が追加配合されていることを特徴とする。
熱線遮蔽合わせ透明基材において、
請求項8〜12のいずれかに記載の熱線遮蔽膜が用いられていることを特徴とし、
請求項14に係る発明は、
請求項13に記載の発明に係る熱線遮蔽合わせ透明基材において、
上記熱線遮蔽膜の厚みが300μm〜2000μm、ヘイズが2.0%以下、可視光透過率が70%以上、300〜2100nmの波長領域での日射透過率が可視光透過率の60%以下であることを特徴とする。
一般式WyOzで表記されるタングステン酸化物微粒子または/および一般式MxWyOzで表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子を分散媒である可塑剤に分散させる分散剤として、上記一般式(1)で表されかつHLB値1〜3のポリグリセリン脂肪酸エステルが適用されているため、赤外線遮蔽材料微粒子の優れた分散状態を実現させることが可能となる。
一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、または/および、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iの内から選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3)で表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子と可塑剤および分散剤を含有し、かつ、上記分散剤が、下記一般式(1)で表されかつHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3であるポリグリセリン脂肪酸エステルで構成されていることを特徴とする。
一般に、自由電子を含む材料は、プラズマ振動によって波長200nmから2600nmを有する太陽光線等の電磁波に反射吸収応答を示すことが知られている。このような材料の粉末を、光の波長より小さい微粒子とすると、可視光領域(波長380nmから780nm)の幾何学散乱が低減されて可視光領域の透明性が得られることが知られている。尚、本明細書において、「透明性」とは、可視光領域の光に対して散乱が少なく透過性が高いという意味で用いている。
一般式WyOzで表記されるタングステン酸化物微粒子、および、MxWyOzで表記される複合タングステン酸化物微粒子は、タングステン化合物出発原料を不活性ガス雰囲気若しくは還元性ガス雰囲気中で熱処理して得ることができる。
本発明に係る熱線遮蔽材料微粒子分散液において、可塑剤は、タングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子を分散させる「分散媒」としての役割を有する。また、熱線遮蔽材料微粒子分散液と熱可塑性樹脂を混合して得られる樹脂組成物において、可塑剤は「可塑化熱可塑性樹脂膜」の「必須成分」としての役割も有する。
本発明に係る赤外線(熱線)遮蔽材料微粒子分散液は、分散剤として、下記一般式(1)で表されかつHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3である「ポリグリセリン脂肪酸エステル」を含んでいることを特徴とし、他のリン酸エステル系分散剤、ウレタン系分散剤、エポキシ系分散剤を併用することも可能であるが、特許文献6に記載された分散剤(凝集防止剤)としての「カルボキシル基を有するアクリル高分子化合物」との併用は好ましくない。
「HLB値」=20×(「分散剤の親水基の分子量」/「分散剤の分子量」)
本発明に係る赤外線(熱線)遮蔽材料微粒子分散液と熱可塑性樹脂とを混合した樹脂組成物を用いることにより、熱線遮蔽性を有する合わせガラス等合わせ透明基材用中間膜、すなわち熱線遮蔽膜(中間膜)を製造することができる。この合わせ透明基材は、上記熱線遮蔽膜(中間膜)内にタングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子が高分散状態で分散していることから、優れた光学特性と遮熱性とを有することができる。
自記分光光度計[日立製作所社製「U-4000」]を用い、合わせガラスの波長300〜2100nm領域の透過率を測定し、日本工業規格[JIS R 3106「板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」]に従って、波長380〜780nmの可視光透過率(Tv)、および、波長300〜2100nmの日射透過率(Ts)を求めた。
合わせガラスのヘイズ(H)については、日本工業規格[JIS K 7105-1981]に準拠して測定した。
各合わせガラスに、紫外線照射装置[岩崎電気(株)社製の「SUV−W131」]を用いて100mW/cm2の条件で紫外線を1時間照射し、紫外線照射後における合せガラスの可視光透過率(Tv)について上述した方法と同様に測定し、紫外線を1時間照射したことによるTvの変化(すなわちΔTv)を算出した。
〔赤外線遮蔽材料微粒子分散液の調製〕
「赤外線遮蔽材料」として、粒度分布が、50%径で1.2μm、95%径で4.8μmのCs0.33WO3(CWO)粉末100重量部と、「分散剤」として上記一般式(1)で表されかつその長鎖アシル基が上記一般式(2)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステル[阪本薬品社製:ポリグリセリン結合リシノレイン酸エステル「SYグリスターCRED」、HLB値1.1、一般式(1)と一般式(2)のn、mが1〜100の整数、数平均分子量(Mn)=5659]5重量部と、「可塑剤」としてトリエチレングリコール−ジ−2−ヘキサノエート(3GO)3500重量部を混合し、3kgのスラリーを調製した。
次に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂100重量部に対し、表1に示すCs0.33WO3微粒子分散液(Cs0.33WO3濃度24.7重量%)9.8重量部を加え、「追加の可塑剤」である3GOを30.2重量部加え、これをミキシングロールで充分に混練した後、プレス成形機を用いて150℃で30分間プレス成形し、平均膜厚0.8mmの中間膜を製造した。尚、PVBや「追加の可塑剤」等の配合割合(組成)を表2に示す。
上記中間膜を、その両端から透明な2枚のフロートガラス[30cm×30cm×厚さ2.5mm]で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、2660Paの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、更に90℃で30分間保持しつつ真空プレスした。
「分散剤」として、上記一般式(1)で表されかつその長鎖アシル基が一般式(2)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステル[阪本薬品社製:ポリグリセリン縮合リシノール酸エステル「SYグリスターCRS−75」、HLB値2.1、一般式(1)と一般式(2)のn、mが1〜100の整数、数平均分子量(Mn)=2089]を用いた以外は実施例1と同様にしてCs0.33WO3微粒子分散液を調製し、この分散液を用いかつ表2に示す組成で実施例1と同様にして中間膜を製造し、この中間膜を用い実施例1と同様にして「合わせガラス」を作製した。
「分散剤」として、実施例2で適用しかつ表1に示す使用量(25重量部)のポリグリセリン脂肪酸エステル[阪本薬品社製:ポリグリセリン縮合リシノール酸エステル「SYグリスターCRS−75」、HLB値2.1、一般式(1)と一般式(2)のn、mが1〜100の整数、数平均分子量(Mn)=2089]を用い、「可塑剤」として表1に示す使用量(200重量部)のトリエチレングリコール−ジ−2−ヘキサノエート(3GO)を用いた以外は実施例1と同様にしてCs0.33WO3微粒子分散液を調製し、この分散液を用いかつ表2に示す組成で実施例1と同様にして中間膜を製造し、この中間膜を用い実施例1と同様にして「合わせガラス」を作製した。
「分散剤」として、実施例2において適用したポリグリセリン脂肪酸エステル[阪本薬品社製:ポリグリセリン縮合リシノール酸エステル「SYグリスターCRS−75」、HLB値2.1、一般式(1)と一般式(2)のn、mが1〜100の整数、数平均分子量(Mn)=2089]を用い、「可塑剤」としてジヘキシルアジペート(DHA)を用いた以外は実施例1と同様にしてCs0.33WO3微粒子分散液を調製し、この分散液を用いかつ表2に示す組成で実施例1と同様にして中間膜を製造し、この中間膜を用い実施例1と同様にして「合わせガラス」を作製した。
「分散剤」として、上記一般式(1)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステル[阪本薬品社製:ヘキサグリセリンペンタオレイン酸エステル「SYグリスターPO−5S」、HLB値4.9、数平均分子量(Mn)=2071]を用いた以外は実施例1と同様にしてCs0.33WO3微粒子分散液を調製し、この分散液を用いかつ表2に示す組成で実施例1と同様にして中間膜を製造し、この中間膜を用い実施例1と同様にして「合わせガラス」を作製した。
「分散剤」として、カルボキシル基を有するアクリル高分子化合物[東亜合成社製:「UF−5022」、分子量14000、酸価235mgKOH/g]を用いた以外は実施例1と同様にしてCs0.33WO3微粒子分散液を調製し、この分散液を用いかつ表2に示す組成で実施例1と同様にして中間膜を製造し、この中間膜を用い実施例1と同様にして「合わせガラス」を作製した。
(1)実施例1〜4に係るCs0.33WO3微粒子分散液を用いて製造された各「合わせガラス」は、比較例1に係るCs0.33WO3微粒子分散液を用いて製造された「合わせガラス」と比較してヘイズ(H%)が低く、また、比較例2に係るCs0.33WO3微粒子分散液を用いて製造された「合わせガラス」と比較して紫外線照射後における合せガラスの可視光透過率(Tv)の変化(すなわちΔTv)が小さいことが確認される。
20 元素M
Claims (14)
- 一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、または/および、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iの内から選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3)で表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子と可塑剤および分散剤を含有し、かつ、上記分散剤が、下記一般式(1)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステルで構成されると共に、ポリグリセリン脂肪酸エステルのHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3であることを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 上記可塑剤が、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、テトラエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、テトラエチレングリコール−ジ−ヘプタノエート、および、トリエチレングリコール−ジ−ヘプタノエートからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 上記タングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子が、一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.45≦z/y≦2.999)で表記される組成比のマグネリ相を含むことを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 一般式MxWyOzで表記される上記複合タングステン酸化物微粒子が、六方晶、正方晶若しくは立方晶の結晶構造の1つ以上を含むことを特徴とする請求項3に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 上記M元素が、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Snの内の1種類以上を含み、かつ、六方晶の結晶構造を有することを特徴とする請求項4に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 赤外線遮蔽材料微粒子100重量部に対して、上記可塑剤を150〜4000重量部、上記分散剤を3〜100重量部含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
- 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液を製造する方法において、
上記タングステン酸化物微粒子または/および複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子と可塑剤および上記分散剤を混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散液を調製することを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散液の製造方法。 - 一般式WyOz(但し、Wはタングステン、Oは酸素、2.2≦z/y≦2.999)で表記されるタングステン酸化物微粒子、または/および、一般式MxWyOz(但し、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iの内から選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、2.2≦z/y≦3)で表記される複合タングステン酸化物微粒子により構成される赤外線遮蔽材料微粒子、可塑剤、分散剤、および、熱可塑性樹脂を含有し、かつ、上記分散剤が、下記一般式(1)で表されるポリグリセリン脂肪酸エステルで構成されると共に、ポリグリセリン脂肪酸エステルのHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値が1〜3であることを特徴とする熱線遮蔽膜。
- 上記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂であることを特徴とする請求項8に記載の熱線遮蔽膜。
- 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散液とポリビニルアセタール樹脂を混合して成る樹脂組成物により構成され、熱線遮蔽合わせ透明基材用中間膜に適用されると共に、熱線遮蔽合わせ透明基材用中間膜に含まれている全可塑剤の量がポリビニルアセタール樹脂100重量部に対し20〜60重量部の範囲であり、かつ、上記赤外線遮蔽材料微粒子がポリビニルアセタール樹脂100重量部に対し0.01〜5重量部含まれることを特徴とする請求項8に記載の熱線遮蔽膜。
- 上記ポリビニルアセタール樹脂がポリビニルブチラール樹脂であることを特徴とする請求項9または10に記載の熱線遮蔽膜。
- 上記赤外線遮蔽材料微粒子分散液と熱可塑性樹脂を混合して成る樹脂組成物に、接着力調整剤としてアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩が追加配合されていることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の熱線遮蔽膜。
- 請求項8〜12のいずれかに記載の熱線遮蔽膜が用いられていることを特徴とする熱線遮蔽合わせ透明基材。
- 上記熱線遮蔽膜の厚みが300μm〜2000μm、ヘイズが2.0%以下、可視光透過率が70%以上、300〜2100nmの波長領域での日射透過率が可視光透過率の60%以下であることを特徴とする請求項13に記載の熱線遮蔽合わせ透明基材。
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