JP5997918B2 - 紫外線遮蔽材および紫外線遮蔽材の製造方法 - Google Patents
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本実施形態の紫外線遮蔽材100は、一価の銅化合物および/またはヨウ化物である紫外線遮蔽粒子2が樹脂および/または無機多孔質材料である母材1中に充填されたものである。図1は、本実施形態における紫外線遮蔽材100の断面の一部を模式的に表した図である。なお、図1では、本実施形態の紫外線遮蔽材100の断面を部分的に(矩形の枠で囲まれた範囲のみ)示しており、実際の紫外線遮蔽材100の形態によって断面全体の形状は様々な形状となる。図1に示すように、本実施形態の紫外線遮蔽材100は、紫外線遮蔽粒子2が、母材1の内部や表層部に分散して含有される形態である。
本発明における紫外線遮蔽材の別の実施形態として、第1実施形態の紫外線遮蔽材100を粒子状にしたものである。図3は本実施形態における紫外線遮蔽材200を模式的に表した図である。紫外線遮蔽粒子2である一価の銅化合物微粒子および/またはヨウ化物微粒子が母材1である樹脂の内部に均一に分散し、さらに紫外線遮蔽粒子2表面が全て母材1で被覆されている形態とすることができる。
また、本発明における紫外線遮蔽材の別の実施形態として、樹脂および/または無機多孔質材料である母材1を繊維状とし、その繊維中に紫外線遮蔽材が含有される構成とすることもできる。図4は、本実施形態における紫外線遮蔽材300の断面の一部を模式的に表した図である。
以下、本発明の第4実施形態の紫外線遮蔽材400について詳述する。図5は本実施形態の紫外線遮蔽材のSEM画像である。本実施形態の紫外線遮蔽材400は、樹脂および/または無機多孔質材料からなる母粒子である母材1と、該母材1の粒径よりも小さい粒径で紫外線遮蔽能を持つ一価の銅化合物微粒子および/またはヨウ化物からなる子粒子である紫外線遮蔽粒子2からなり、該子粒子である紫外線遮蔽粒子2は該母粒子である母材1の表面に埋め込まれて固定された複合粒子の形態である。なお、以下の説明において、母材1である母粒子を「母粒子1」、紫外線遮蔽粒子2である子粒子を「子粒子2」とも表記する。
および/または低級アルコールを用いることができる。低級アルコールとしてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコールとすることができる。また、これらの分散媒は2種以上混合するようにしてもよい。なお、本実施形態において、含有される構成成分の比率は、用途や被処理物の種類等に応じて変更可能である。
また、本発明の紫外線遮蔽材の別の実施形態として、第2の実施形態である紫外線遮蔽材200を繊維構造体や樹脂および/または無機多孔質材料からなる基材に固定して用いることもできる。固定する方法としては、一般的なバインダーと混合してスラリーを作成し、紫外線遮蔽能を付与したい基材表面に、浸漬法、スプレー法、ロールコーター法、バーコーター法、スピンコート法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などの方法で塗布する方法が用いられる。なお、紫外線遮蔽材200の代わりに第4の実施形態である紫外線遮蔽材400を用いてもよい。
また、別の実施形態として、第2の実施形態である紫外線遮蔽材200の表面にシランモノマーを化学結合させたものを溶剤と混合してスラリーを作成し、紫外線遮蔽能を付与したい基材表面に塗布したのち、加熱乾燥によるグラフト重合や、赤外線、紫外線、電子線、γ線などの放射線照射によるグラフト重合により、基剤表面と化学結合させて固定してもよい。図6は、本実施形態の紫外線遮蔽材500の断面の一部を模式的に表した図である。シランモノマーやその重合体であるオリゴマー3(以下、「シランモノマーやその重合体であるオリゴマー3」を、「シラン系結合剤3」とも記載する。)は、紫外線遮蔽材200同士や紫外線遮蔽材200と基材5とを化学結合4にて強固に固定できるので、安定に基材5の表面に紫外線遮蔽材200を担持することができる。シランモノマーの他にさらにバインダーを添加して、より強固に基材5の表面に紫外線遮蔽材200を固定してもよい。なお、紫外線遮蔽材200の代わりに第4の実施形態に係る紫外線遮蔽材400を用いてもよい。
第2実施形態の紫外線遮蔽材200を繊維構造体等に固定する別の方法としては、例えば繊維を交絡させて製造される不織布や、パルプと結着剤を混抄して製造される混抄紙などを基材として製造する際に第2実施形態の紫外線遮蔽材200を混合することで、基材内部の空間内にて狭持させることができる。図7は、本実施形態の紫外線遮蔽材600の断面の一部を模式的に表した図である。なお、紫外線遮蔽材200の代わりに第4の実施形態である紫外線遮蔽材400を用いてもよい。
(実施例1)
子粒子である紫外線遮蔽粒子として、ヨウ化銅(I)粉末(日本化学産業株式会社製)をジェットミルで粉砕し、平均粒子径130nmのヨウ化銅(I)微粒子を得た。このヨウ化銅(I)微粒子600gと、母粒子として、平均粒子径10μmのポリエチレン(PE)粒子(住友精化株式会社製CL−2080)2000gとを十分に混合し、ノビルタNOB(ホソカワミクロン株式会社製 登録商標)にて、母粒子と子粒子とを複合化して紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
実施例1において、子粒子としてヨウ化銅(I)の代わりに、臭化銅(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様の方法で複合粒子型紫外線遮蔽材を作成した。
実施例1において、子粒子としてヨウ化銅(I)の代わりに、ヨウ化銀を用いた以外は実施例1と同様の方法で複合粒子型紫外線遮蔽材を作成した。
実施例1において、母粒子として、多孔質のSiO2である平均粒子径10μmのサイロスフェア(富士シリシア化学株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、子粒子と母粒子を十分に混合し、ノビルタNOB(ホソカワミクロン株式会社製 登録商標)にて、母粒子と子粒子とを複合化して紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
(実施例5)
紫外線遮蔽微粒子として、実施例1で用いたヨウ化銅(I)微粒子を二軸混練機を用いて樹脂と混練した。具体的には、二軸混練機においてフィルム用高分子材料であるポリエチレン樹脂ペレット(旭化成ケミカルズ株式会社製)を加熱溶融状態とした後、紫外線遮蔽性微粒子が40質量%となるように添加して混練し、高濃度に充填されたマスターバッチペレットを得た。
(実施例6)
紫外線遮蔽材を導入するメッシュ基材は、ポリアミド製メッシュN−NO380T(株式会社NBCメッシュテック製、オープニングエリア23%)を用いた。ポリアミド製メッシュを、ヨウ素濃度0.015M、ヨウ化カリウム0.33Mの濃度で作成したヨウ素-ヨウ化カリウム(I2−KI)水溶液に1時間浸漬し、ポリヨウ素コンプレックスをポリアミド繊維内に形成させた後、純水で洗浄し、直ちに、0.5M濃度の硝酸銀水溶液に4時間浸漬し、ヨウ化銀の微粒子をポリアミド繊維内に複合化したメッシュ状紫外線遮蔽部材を得た。
実施例1において、子粒子としてヨウ化銅(I)の代わりに二酸化チタン(テイカ株式会社製、微粒子酸化チタンMT−100HD、平均粒子径15nm)を用いた以外は、同様の方法で紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
比較例1において、子粒子として二酸化チタンの代わりに酸化亜鉛(住友大阪セメント株式会社製、超微粒子酸化亜鉛ZnO−410、平均粒子径15nm)を用いた以外は、同様の方法で紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
比較例1において、子粒子として二酸化チタンの代わりに銅(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は、同様の方法で紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
比較例1において、子粒子として二酸化チタンの代わりに硫酸銅(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は、同様の方法で紫外線遮蔽材複合粒子を得た。
実施例5のフィルムで、紫外線遮蔽材を含まない(つまり、紫外線遮蔽材がない状態のもの)こと以外は、実施例5と同様の条件で厚み100μmのポリエチレンフィルムを作成した。
実施例6で用いたメッシュを、未処理の状態もの(つまり紫外線遮蔽材を含まない)を用いた。各実施例と比較例の構成を表1に示す。
粒度分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA-EX150(日機装株式会社製)を用いて測定し、体積平均粒子径を採用した。
光の吸収率を評価するために、複合粒子型の紫外線遮蔽材を、紫外可視分光光度計U-3310(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、石英製粉末セルに紫外線遮蔽粉末を充填し、光の反射率を測定した。粒子状の場合、測定セルに粒子を充填し、光の反射率を測定し、透過はほとんどないため、反射以外は吸収と見なせる。
フィルム状、メッシュ状の実施形態である紫外線遮蔽部材の紫外・可視光領域の透過率の測定は、紫外可視分光光度計U-3310(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、積分球ユニットに固定化し測定した。
2 紫外線遮蔽粒子
3 シラン系結合剤
4 化学結合
5 基材
6 繊維
7 接着樹脂
10 紫外線遮蔽材の本体
100 紫外線遮蔽材
200 他の実施形態の紫外線遮蔽材
300 他の実施形態の紫外線遮蔽材
400 他の実施形態の紫外線遮蔽材
500 他の実施形態の紫外線遮蔽材
600 他の実施形態の紫外線遮蔽材
Claims (2)
- 樹脂および/または無機多孔質材料と、
一価の銅化合物および/またはヨウ化物と、を含む紫外線遮蔽材であって、
前記一価の銅化合物および/またはヨウ化物が、CuI、CuBr、AgIのうち少なくともいずれかであり、
前記一価の銅化合物および/またはヨウ化物を子粒子とし、前記樹脂および/または無機多孔質材料を前記子粒子よりも大きな粒径である母粒子とし、前記母粒子の表面に前記子粒子が埋め込まれていることを特徴とする紫外線遮蔽材。 - 樹脂および/または無機多孔質材料と、一価の銅化合物および/またはヨウ化物と、を含む紫外線遮蔽材の製造方法であって、
前記一価の銅化合物および/またはヨウ化物が、CuI、CuBr、AgIのうち少なくともいずれかであり、
前記一価の銅化合物および/またはヨウ化物を子粒子とし、前記樹脂および/または無機多孔質材料を前記子粒子よりも大きな粒径である母粒子とし、
前記子粒子および前記母粒子の衝突または加圧により、前記母粒子の表面に前記子粒子を埋め込むことを特徴とする紫外線遮蔽材の製造方法。
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