JP6825619B2 - 近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体、並びに、それらの製造方法 - Google Patents

近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体、並びに、それらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つ近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体、並びに、それらの製造方法に関する。
窓材等に使用される遮光部材として、特許文献1には、可視光領域から近赤外線領域に吸収があるカーボンブラック、チタンブラック等の無機顔料、および、可視光領域のみに強い吸収のあるアニリンブラック等の有機顔料等を含む黒色系顔料を含有する遮光フィルムが提案され、特許文献2には、アルミ等の金属を蒸着したハーフミラータイプの遮光部材が提案されている。
特許文献3では、透明なガラス基板上に、基板側より第1層として周期律表のIIIa族、IVa族、Vb族、VIb族及びVIIb族から成る群から選ばれた少なくとも1種の金属イオンを含有する複合タングステン酸化物膜を設け、前記第1層上に第2層として透明誘電体膜を設け、該第2層上に第3層として周期律表のIIIa族、IVa族、Vb族、VIb族及びVIIb族から成る群から選ばれた少なくとも1種の金属イオンを含有する複合タングステン酸化物膜を設け、かつ前記第2層の透明誘電体膜の屈折率が前記第1層及び前記第3層の複合タングステン酸化物膜の屈折率よりも低くすることにより、高い可視光線透過率及び良好な熱線遮断性能が要求される部位に好適に使用することができる熱線遮断ガラスが提案されている。
特許文献4では、特許文献3と同様の方法で、透明なガラス基板上に、基板側より第1層として第1の誘電体膜を設け、該第1層上に第2層としてタングステン酸化物膜を設け、該第2層上に第3層として第2の誘電体膜を設けた熱線遮断ガラスが提案されている。
特許文献5では、特許文献3と同様な方法で、透明な基板上に、基板側より第1層として同様の金属元素を含有する複合タングステン酸化物膜を設け、前記第1層上に第2層として透明誘電体膜を設けた熱線遮断ガラスが提案されている。
特許文献6では、水素、リチウム、ナトリウム又はカリウム等の添加材料を含有する三酸化タングステン(WO)、三酸化モリブデン(MoO)、五酸化ニオブ(Nb)、五酸化タンタル(Ta)、五酸化バナジウム(V)及び二酸化バナジウム(VO)の1種以上から選択された金属酸化物膜を、CVD法あるいはスプレー法で被覆され250℃程度で熱分解して形成された太陽光遮蔽特性を有する太陽光制御ガラスシートが提案されている。
特許文献7には、タングステン酸を加水分解して得られたタングステン酸化物を用い、該タングステン酸化物に、ポリビニルピロリドンという特定の構造の有機ポリマーを添加することにより、太陽光が照射されると光線中の紫外線が、該タングステン酸化物に吸収され、励起電子とホールとが発生し、少量の紫外線量により5価のタングステンの出現量が著しく増加して、着色反応が速くなることに伴って着色濃度が高くなると共に、光を遮断することによって5価タングステンが極めて速やかに6価に酸化されて、消色反応が速くなる特性を用い、太陽光に対する着色及び消色反応が速く、着色時近赤外域の波長1250nmに吸収ピークが現れ、太陽光の近赤外線を遮断することができる太陽光可変調光断熱材料が得られることが提案されている。
本発明者等は、特許文献8に、六塩化タングステンをアルコールに溶解し、そのまま溶媒を蒸発させるか、若しくは加熱還流した後溶媒を蒸発させ、その後100℃〜500℃で加熱することにより、三酸化タングステン若しくはその水和物又は両者の混合物からなる粉末を得ること、該タングステン酸化物微粒子を用いてエレクトロクロミック素子が得られること、多層の積層体を構成し膜中にプロトンを導入したときに当該膜の光学特性を変化させることができること、等を提案している。
特許文献9には、メタ型タングステン酸アンモニウムと水溶性の各種金属塩とを原料とし、約300〜700℃に加熱しながら、その混合水溶液の乾固物に対して不活性ガス(添加量;約50vol%以上)または水蒸気(添加量;約15vol%以下)を添加した水素ガスを供給することにより、MWO(M元素は、アルカリ、アルカリ土類、希土類などの金属元素、0<x<1)で表される種々のタングステンブロンズの作製方法が提案されている。
本出願人は、特許文献10に、赤外線材料微粒子が媒体中に分散してなる赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、当該赤外線材料微粒子は、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を含有し、当該赤外線材料微粒子の分散粒子径が1nm以上800nm以下である赤外線遮蔽材料微粒子分散体を開示した。
特開2003−029314号公報 特開平9−107815号公報 特開平8−59300号公報 特開平8−12378号公報 特開平8−283044号公報 特開2000−119045号公報 特開平9−127559号公報 特開2003−121884号公報 特開平8−73223号公報 国際公開公報WO2005/037932
しかしながら、本発明者らの検討によると特許文献1〜10に記載の提案や開示には、以下のような課題があることが判明した。
特許文献1に記載された黒色系顔料は、可視光領域に大きな吸収がある。この為、当該黒色系顔料が適用された窓材等は色調が暗くなる為、使用方法が限られると考えられた。
特許文献2に記載された金属蒸着膜が適用された窓材等は、外観がハーフミラー状となる。この為、当該金属蒸着膜が適用された窓材等を屋外で用いた場合は、反射がまぶしく景観上問題があると考えられた。
特許文献3〜5に記載の熱線遮断材は、主に、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法及び化学気相法(CVD法)等の真空成膜方式による乾式法を用いた方法で製造されている。この為、大型の製造装置を必要とし製造コストが高くなるという課題がある。
また、熱線遮断材の基材が高温のプラズマに曝されたり、成膜後加熱を必要としたりすることになる。この為、フィルム等の樹脂を基材とする場合には、別途に、設備上、成膜条件上の検討を行う必要があった。
また、これら特許文献3〜5に記載されたタングステン酸化物膜や複合タングステン酸化物膜は、他の透明誘電体膜との多層膜を形成したときに、所定の機能を発揮する膜であって、本発明とは異なる提案であると考えられた。
特許文献6に記載の太陽光制御被覆ガラスシートは、原料を、CVD法、またはスプレー法と熱分解法との併用によりガラス上に被膜形成するものである。しかし、前駆体となる原料が高価であること、高温で熱分解すること等の制約があり、フィルム等の樹脂を基材とする場合には、別途に、成膜条件上の検討を行う必要があった。また、2層以上の多層膜を形成したときに、所定の機能を発揮する膜であって本発明とは異なる提案である。
特許文献7〜8に記載の太陽光可変調光断熱材料、エレクトロクロミック素子は、紫外線や電位差により、膜の色調を変化させる材料である。この為、膜の構造が複雑であり、色調変化が望まれない用途分野には適用が困難であると考えられた。
特許文献9には、タングステンブロンズの作製方法が記載されている。しかし、当該文献には、得られた粉体の粒子直径や、光学特性の記載がない。これは当該文献において、当該タングステンブロンズの用途が、電解装置や燃料電池の電極材料や、有機合成の触媒材料である為と考えられる。即ち、本発明とは異なる提案であると考えられた。
特許文献10は、上述の課題解決する為になされたものである。そして、可視光線を十分に透過し、ハーフミラー状の外観を有さず、基材への成膜に際し大掛かりな製造装置を必要とせず、成膜時に高温熱処理も不要でありながら、波長780nm以上の目に見えない近赤外線を効率よく遮蔽し、透明で色調の変化しない近赤外線遮蔽材料微粒子、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体、および近赤外線遮蔽材料微粒子と、その製造方法を提供するものであった。しかしながら、近赤外線遮蔽体の近赤外線遮蔽機能に対する市場の要求は高まり続け、特許文献10に記載の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をもってしても、当該市場の要求を満足させ続けることは、困難になることが考えられた。
本発明は上述の状況の下で為されたものであり、その解決しようとする課題は、従来の技術に係るタングステン酸化物や複合タングステン酸化物を含む近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体よりも、近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽しながら、可視光領域の高透過率を保持する効果を発揮する複合タングステン酸化物を含む近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体、並びにそれらの製造方法を提供することである。
上述の課題を解決する為、本発明者らは研究を行った。
一般に、自由電子を含む材料は、太陽光線の領域周辺である波長200nmから2600nmの電磁波に対しプラズマ振動による反射吸収応答を示すことが知られている。そして、当該材料の粉末を、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、本発明において「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。
一方、一般式WO3−xで表されるタングステン酸化物や、3酸化タングステンにNa等の陽性元素を添加したいわゆるタングステンブロンズは、導電性材料であり、自由電子を持つ材料であることが知られている。そして、これらの材料は、単結晶等の分析により、赤外線領域の光に対する自由電子の応答が示唆されている。
本発明者らは、近赤外線遮蔽材料微粒子である複合タングステン酸化物微粒子において、含まれる結晶を六方晶とし、その格子定数においてa軸とc軸との値を、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下とし、当該微粒子の粒子径が100nm以下とする構成に想到し、本発明を完成したものである。
即ち、上述の課題を解決する為の第1の発明は、
近赤外線遮蔽材料微粒子が、固体媒体に分散した近赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、
前記近赤外線遮蔽材料微粒子が、六方晶の結晶構造を含む複合タングステン酸化物微粒子であり、
前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であり、
前記近赤外線遮蔽材料微粒子の粒子径が100nm以下であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第2の発明は、
前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数が、a軸が7.4031Å以上7.4111Å以下、c軸が7.5891Å以上7.6240Å以下であることを特徴とする第1の発明に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第3の発明は、
前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数が、a軸が7.4031Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5830Å以上7.5950Å以下であることを特徴とする第1の発明に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第4の発明は、
前記近赤外線遮蔽材料微粒子の粒子径が、10nm以上100nm以下であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第5の発明は、
前記複合タングステン酸化物微粒子が、一般式MxWyOz(但し、M元素は、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から選択される1種類以上の元素で、Wはタングステン、Oは酸素で、0.20≦x/y≦0.37、2.2≦z/y≦3.0)で表記されることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第6の発明は、
前記M元素が、Cs、Rbから選択される1種類以上の元素であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第7の発明は、
前記近赤外線遮蔽材料微粒子の表面が、Si、Ti、Zr、Alから選択される1種類以上の元素を含有する酸化物で被覆されていることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第8の発明は、
前記固体媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第9の発明は、
前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂から選択される1種類以上であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
第10の発明は、
第1から第9の発明のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板状、フィルム状、薄膜状から選択されるいずれかに形成されたものであることを特徴とする近赤外線遮蔽体である。
第11の発明は、
第1から第9の発明のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板ガラス、プラスチック板、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチック板から選択される、2枚以上の合わせ板間に存在していることを特徴とする近赤外線遮蔽用合わせ構造体である。
第12の発明は、
近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法であって、
一般式MxWyOz(但し、M元素は、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から選択される1種類以上の元素で、Wはタングステン、Oは酸素で、0.20≦x/y≦0.37、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶の結晶構造を含む複合タングステン酸化物を製造する第1の工程と、
前記第1の工程で得られた複合タングステン酸化物を機械的に粉砕し、前記六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造する第2の工程と、
第2の工程で得られた複合タングステン酸化物微粒子を、固体媒体中に分散して、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得る第3の工程とを、有することを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第13の発明は、
前記第2の工程において、六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.4031Å以上7.4111Å以下、c軸が7.5891Å以上7.6240Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造することを特徴とする第12の発明に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第14の発明は、
前記第2の工程において、六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.4031Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5830Å以上7.5950Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造することを特徴とする第12の発明に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第15の発明は、
前記固体媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第16の発明は、
前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂から選択される1種類以上であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第17の発明は、
前記第3の工程が、前記近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、板状、フィルム状、薄膜状から選択されるいずれかに成形する第4の工程を含むことを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第18の発明は、
前記第4の工程が、前記近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、基材表面に形成する工程を含むことを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法である。
第19の発明は、
第17または第18の発明に記載のいずれかの近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法で得られた近赤外線遮蔽材料分散体を、板ガラス、プラスチック、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチックから選ばれる2枚以上の対向する透明基材の間に挟み込む第5の工程とを、有することを特徴とする近赤外線遮蔽用合わせ構造体の製造方法である。
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、従来の技術に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体と比較して、近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽しながら、可視光領域の高透過率を保持する等、優れた光学特性を発揮した。
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、複合タングステン酸化物微粒子であって六方晶の結晶構造を含み、当該微粒子の格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であり、粒子径が100nm以下である近赤外線遮蔽材料微粒子が、固体媒体中に分散しているものである。
また、本発明に係る近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板ガラス、プラスチック板、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチック板から選択される、2枚以上の合わせ板間に存在しているものである。
以下、本発明について、1.近赤外線遮蔽材料、2.近赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法、3.近赤外線遮蔽材料微粒子分散液、4.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、5.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の近赤外線遮蔽効果、6.近赤外線遮蔽体、7.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体および近赤外線遮蔽体の製造方法、8.近赤外線遮蔽用合わせ構造体およびその製造方法、9.まとめ、の順で詳細に説明する。
1.近赤外線遮蔽材料
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子は、六方晶の結晶構造を含む複合タングステン酸化物微粒子であり、当該六方晶の複合タングステン酸化物の格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下を有するものである。さらに、(c軸の格子定数/a軸の格子定数)に係る比の値は、1.0221以上、1.0289以下であることが好ましい。
そして、当該六方晶の複合タングステン酸化物が上述した所定の格子定数をとることで、この微粒子を媒体に分散した近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の光の透過率において、波長350nm〜600nmの範囲に極大値を有し、波長800〜2100nmの範囲に極小値を有する透過率を発揮するものである。より詳しく、透過率の極大値が生じる波長域と極小値が生じる波長域について説明すると、極大値は波長440〜600nmの領域に生じ、極小値は波長1150〜2100nmの領域に生じる。すなわち、透過率の極大値は可視光領域に生じ、透過率の極小値は近赤外線領域に生じる。
六方晶の複合タングステン酸化物が上述した所定の格子定数をとる本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子が、優れた光学的特性を発揮する詳細な理由は現在も研究中である。ここで、本発明者らは以下のように研究を進め考察をおこなった。
一般に、三酸化タングステン(WO)中には有効な自由電子が存在しないため近赤外線領域の吸収反射特性が少なく、赤外線遮蔽材料としては有効ではない。ここで、三酸化タングステンのタングステンに対する酸素の比率を3より低減することによって、当該タングステン酸化物中に自由電子が生成されることが知られているが、本発明者らは、当該タングステン酸化物におけるタングステンと酸素との組成範囲の特定部分において、近赤外線遮蔽材料として特に有効な範囲があることを見出した。
前記タングステンと酸素との組成範囲は、タングステンに対する酸素の組成比が3以下であり、さらには、当該タングステン酸化物をWyOzと表記したとき、2.2≦z/y≦2.999であることが好ましい。このz/yの値が、2.2以上であれば、当該タングステン酸化物中に目的以外であるWOの結晶相が現れるのを回避することが出来ると伴に、材料としての化学的安定性を得ることが出来るので、有効な近赤外線遮蔽材料として適用できるからである。一方、このz/yの値が、2.999以下であれば、当該タングステン酸化物中に必要とされる量の自由電子が生成され、効率よい近赤外線遮蔽材料となる。
また、前記タングステン酸化物を微粒子化したタングステン酸化物微粒子において、一般式WyOzと表記したとき、2.45≦z/y≦2.999で表される組成比を有する所謂「マグネリ相」は化学的に安定であり、近赤外線領域の吸収特性も良いので、近赤外線遮蔽材料として好ましい。
さらに、当該タングステン酸化物へ、M元素を添加して、複合タングステン酸化物とすることも好ましい。当該構成を採ることで、複合タングステン酸化物中に自由電子が生成され、近赤外線領域に自由電子由来の吸収特性が発現し、波長1000nm付近の近赤外線吸収材料として有効となるためである。
ここで、M元素を添加された前記複合タングステン酸化物における、安定性の観点から、M元素は、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から選択される1種類以上の元素であることがより好ましい。
当該複合タングステン酸化物に対し、上述した酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用することで、より効率の良い近赤外線遮蔽材料を得ることが出来る。この酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用した近赤外線遮蔽材料の一般式を、MxWyOz(但し、M元素は、前記M元素、Wはタングステン、Oは酸素)と記載したとき、0.001≦x/y≦1、好ましくは0.20≦x/y≦0.37の関係を満たす。
ここで、M元素を添加された当該MxWyOzにおける、安定性の観点からは、M元素は、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から選択される1種類以上の元素であることがより好ましく、近赤外線遮蔽材料としての光学特性、耐候性を向上させる観点からは、前記M元素においてアルカリ金属、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、4B族元素、5B族元素に属するものが、さらに好ましい。
次に、酸素量の制御を示すz/yの値について説明する。z/yの値については、MxWyOzで表記される赤外線遮蔽材料においても、上述したWyOzで表記される近赤外線遮蔽材料と同様の機構が働くことに加えz/y=3.0においても、上述したM元素の添加量による自由電子の供給があるため、2.2≦z/y≦3.0が好ましい。
さらに、上述の複合タングステン酸化物微粒子が六方晶の結晶構造を有する場合、当該微粒子の可視光領域の透過率が向上し、近赤外領域の吸収が向上する。この六方晶の結晶構造において、WO単位にて形成される8面体が、6個集合して六角形の空隙(トンネル)が構成され、当該空隙中にM元素が配置して1箇の単位を構成し、この1箇の単位が多数集合して六方晶の結晶構造を構成する。
本発明に係る、可視光領域の透過を向上させ、近赤外領域の吸収を向上させる効果を得るためには、複合タングステン酸化物微粒子中に、単位構造(WO単位で形成される8面体が6個集合して六角形の空隙が構成され、当該空隙中にM元素が配置した構造)が含まれていれば良い。
この六角形の空隙にM元素の陽イオンが添加されて存在するとき、近赤外線領域の吸収が向上する。ここで、一般的には、イオン半径の大きなM元素を添加したとき当該六方晶が形成され、具体的には、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Snから選択される1種類以上を添加したとき六方晶が形成され易く好ましい。
さらに、これらイオン半径の大きなM元素のうちでもCs、Rbから選択される1種類以上を添加した複合タングステン酸化物微粒子においては、近赤外線領域の吸収と可視光線領域の透過との両立が達成できる。
M元素としてCsを選択したCsタングステン酸化物微粒子の場合、その格子定数は、a軸が7.4031Å以上7.4186以下、c軸が7.5750Å以上7.6240Å以下であることが好ましい。
M元素としてRbを選択したRbタングステン酸化物微粒子の場合、その格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.3950下、c軸が7.5600以上7.5700Å以下であることが好ましい。
M元素としてCsとRbとを選択したCsRbタングステン酸化物微粒子の場合、その格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であることが好ましい。
尤も、M元素が上記CsやRbに限定される訳ではない。M元素がCsやRb以外の元素であっても、WO単位で形成される六角形の空隙に添加M元素として存在すれば良い。
六方晶の結晶構造を有する複合タングステン酸化物微粒子が均一な結晶構造を有するとき、添加M元素の添加量は、0.001≦x/y≦1、好ましくは0.2≦x/y≦0.5、更に好ましくは0.20≦x/y≦0.37、最も好ましくはx/y=0.33である。これは、理論上z/y=3のとき、x/y=0.33となることで、添加M元素が六角形の空隙の全てに配置されると考えられた為である。
ここで、本発明者らは、複合タングステン酸化物微粒子の近赤外線遮蔽機能をより向上させることを考えて検討を重ね、含有される自由電子の量をより増加させる構成に想到した。
即ち、当該自由電子量を増加させる方策として、当該複合タングステン酸化物微粒子へ機械的な処理を加え、含まれる六方晶へ適宜な歪や変形を付与することに想到したものである。当該適宜な歪や変形を付与された六方晶においては、結晶子構造を構成する原子における電子軌道の重なり状態が変化し、自由電子の量が増加するものと考えられる。
そこで、焼成工程により生成した複合タングステン酸化物の粒子から近赤外線遮蔽材料微粒子分散液を製造する際の分散工程において、複合タングステン酸化物の粒子を所定条件下にて粉砕することにより結晶構造へ歪や変形を付与し、自由電子量を増加させて、複合タングステン酸化物微粒子の近赤外線遮蔽機能をさらに向上させることを研究した。
そして当該研究から、焼成工程を経て生成した複合タングステン酸化物の粒子について、各々の粒子に着目した。すると、当該各々の粒子間において、格子定数も、構成元素組成も、各々ばらつきが生じていることを知見した。
さらなる研究の結果、当該各々の粒子間における格子定数や構成元素組成のばらつきにも拘わらず、最終的に得られる複合タングステン酸化物微粒子において、その格子定数が所定の範囲内にあれば、所望の光学特性を発揮することを知見した。
上述した知見を得た本発明者らは、さらに、当該複合タングステン酸化物微粒子の結晶構造における格子定数であるa軸とc軸とを測定することによって、当該微粒子の結晶構造の歪や変形の度合いを把握しつつ、当該微粒子が発揮する光学的特性について研究した。
そして当該研究の結果、六方晶の複合タングステン酸化物微粒子において、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であるとき、当該微粒子は、波長350nm〜600nmの範囲に極大値を有し、波長800nm〜2100nmの範囲に極小値を有する光の透過率を示し、優れた近赤外線遮蔽効果を発揮する近赤外線遮蔽材料微粒子であるとの知見を得て、本発明を完成した。
さらに、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子のa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下を有する六方晶の複合タングステン酸化物微粒子において、M元素の添加量を示すx/yの値が0.20≦x/y≦0.37の範囲内にあるとき、特に優れた近赤外線遮蔽効果を発揮することも知見した。
具体的には、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子を固体媒体に分散させて、波長550nmでの透過率を70%以上とした近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、波長350nm〜600nmの範囲に極大値を有し、波長800nm〜2100nmの範囲に極小値を有する透過率を示した。そして、当該近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、上述した透過率の極大値と極小値とを百分率で表現したとき、極大値(%)−極小値(%)≧69(ポイント)、即ち、当該極大値と極小値との差を百分率で表記したとき、69ポイント以上の特に優れた光学的特性を発揮することを知見した。
また、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子は、その粒子径が100nm以下のものである。そして、より優れた赤外線遮蔽特性を発揮させる観点から、当該粒子径は10nm以上100nm以下であるのが好ましく、より好ましくは10nm以上80nm以下、さらに好ましくは10nm以上60nm以下、最も好ましくは10nm以上40nm以下である。粒子径が10nm以上40nm以下の範囲であれば、最も優れた赤外線遮蔽特性が発揮される。
ここで、粒子径とは凝集していない個々の近赤外線遮蔽材料微粒子がもつ径の平均値であり、後述する近赤外線遮蔽材料微粒子分散体に含まれる近赤外線遮蔽材料微粒子の平均粒子径である。
一方、粒子径は、複合タングステン酸化物微粒子の凝集体の径を含むものではなく、分散粒子径とは異なるものである。
尚、平均粒子径は近赤外線遮蔽材料微粒子の電子顕微鏡像から算出される。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散体に含まれる複合タングステン酸化物微粒子の平均粒子径は、断面加工で取り出した複合タングステン酸化物微粒子分散体の薄片化試料の透過型電子顕微鏡像から、複合タングステン酸化物微粒子100個の粒子径を、画像処理装置を用いて測定し、その平均値を算出することで求めることが出来る。当該薄片化試料を取り出すための断面加工には、ミクロトーム、クロスセクションポリッシャ、集束イオンビーム(FIB)装置等を用いることが出来る。尚、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体に含まれる複合タングステン酸化物微粒子の平均粒子径とは、マトリックスである固体媒体中で分散している複合タングステン酸化物微粒子の粒子径の平均値である。
また、優れた赤外線遮蔽特性を発揮させる観点から、複合タングステン酸化物微粒子の結晶子径は10nm以上100nm以下であることが好ましく、より好ましくは10nm以上80nm以下、さらに好ましくは10nm以上60nm以下、最も好ましくは10nm以上40nm以下である。結晶子径が10nm以上40nm以下の範囲であれば、最も優れた赤外線遮蔽特性が発揮されるからである。
尚、後述する解砕処理、粉砕処理または分散処理を経た後に得られる複合タングステン酸化物微粒子分散液中に含まれる複合タングステン酸化物微粒子の格子定数や結晶子径は、当該複合タングステン酸化物微粒子分散液から揮発成分を除去して得られた複合タングステン酸化物微粒子や、当該複合タングステン酸化物微粒子分散液から得られる近赤外線遮蔽材料微粒子分散体中に含まれる複合タングステン酸化物微粒子においても維持される。
この結果、本発明に係る複合タングステン酸化物微粒子分散液や複合タングステン酸化物微粒子を含む近赤外線遮蔽材料微粒子分散体においても本発明の効果は発揮される。
また、近赤外線遮蔽材料微粒子としての複合タングステン酸化物微粒子においては、アモルファス相の体積比率が50%以下である単結晶であることが好ましい。
複合タングステン酸化物微粒子が、アモルファス相の体積比率50%以下である単結晶であると、格子定数を上述した所定の範囲内に維持しながら、結晶子径を10nm以上100nm以下とすることが出来るからである。
これに対し、複合タングステン酸化物微粒子において粒子径が100nm以下ではあるが、アモルファス相が体積比率で50%を超えて存在する場合や、当該微粒子が多結晶の場合、格子定数を上述した所定の範囲内に維持できない場合がある。この場合、上述した波長350nm〜600nmの範囲に存在する光の透過率極大値と、波長800nm〜2100nmの範囲に存在する光の極小値とを百分率で表現したとき、当該極大値と極小値との差において69ポイント以上を担保出来ない。この結果、近赤外線吸収特性が不十分となり、近赤外線遮蔽特性の発現が不十分となる。
尚、複合タングステン酸化物微粒子が単結晶であることは、透過型電子顕微鏡等による電子顕微鏡像において、各微粒子内部に結晶粒界が観察されず、一様な格子縞のみが観察されることから確認することができる。また、複合タングステン酸化物微粒子においてアモルファス相の体積比率が50%以下であることは、同じく透過型電子顕微鏡像において、微粒子全体に一様な格子縞が観察され、格子縞が不明瞭な箇所が殆ど観察されないことから確認することができる。
さらに、アモルファス相は各微粒子外周部に存在する場合が多いので、各微粒子外周部に着目することで、アモルファス相の体積比率を算出可能な場合が多い。例えば、真球状の複合タングステン酸化物微粒子において、格子縞が不明瞭なアモルファス相が当該微粒子外周部に層状に存在する場合、その粒子径の10%以下の厚さであれば、当該複合タングステン酸化物微粒子におけるアモルファス相の体積比率は、50%以下である。
一方、複合タングステン酸化物微粒子が、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を構成する樹脂等の固体媒体のマトリックス中で分散している場合、当該分散している複合タングステン酸化物微粒子の平均粒子径から結晶子径を引いた値が、当該平均粒子径の20%以下であれば、当該複合タングステン酸化物微粒子は、アモルファス相の体積比率50%以下の単結晶であると言える。
以上のことから、複合タングステン酸化物微粒子分散体に分散された複合タングステン酸化物微粒子の平均粒子径から結晶子径を引いた値が、当該平均粒子径の値の20%以下になるように、複合タングステン酸化物微粒子の合成工程、粉砕工程、分散工程を、製造設備に応じて適宜調整することが好ましい。
また、本発明の赤外線遮蔽材料を構成する微粒子の表面が、Si、Ti、Zr、Alの一種類以上を含有する酸化物で被覆されていることは、当該赤外線遮蔽材料の耐候性の向上の観点から好ましい。
また、本発明に係る複合タングステン酸化物微粒子を含有する近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は近赤外線領域、特に波長1000nm付近の光を大きく吸収するため、その透過色調は青色系から緑色系となる物が多い。当該近赤外線遮蔽材料微粒子の分散粒子径は、その使用目的によって、各々選定することができる。まず、透明性を保持した応用に使用する場合は、800nm以下の分散粒子径を有していることがさらに好ましい。これは、分散粒子径が800nmよりも小さい粒子は、散乱により光を完全に遮蔽することが無く、可視光線領域の視認性を保持し、同時に効率良く透明性を保持することができるからである。特に可視光領域の透明性を重視する場合は、さらに粒子による散乱を考慮することが好ましい。
尚、上述した近赤外線遮蔽材料微粒子の分散粒子径とは、複合タングステン酸化物微粒子の凝集体の径を含む概念であり、上述した本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子の粒子径とは異なる概念である。
この粒子による散乱の低減を重視するとき、分散粒子径は好ましくは200nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下が良く、さらに好ましくは10nm以上100nm以下である。当該理由は、分散粒子径が小さければ、幾何学散乱もしくはミー散乱による、波長400nm〜780nmの可視光線領域の光の散乱が低減される結果、赤外線遮蔽膜が曇りガラスのようになり、鮮明な透明性が得られなくなるのを回避できるからである。即ち、分散粒子径が200nm以下になると、上記幾何学散乱もしくはミー散乱が低減し、レイリー散乱領域になる。レイリー散乱領域では、散乱光は分散粒子径の6乗に比例するため、分散粒子径の減少に伴い散乱が低減し透明性が向上するからである。さらに分散粒子径が100nm以下になると、散乱光は非常に少なくなり好ましい。光の散乱を回避する観点からは、分散粒子径が小さい方が好ましく、分散粒子径が10nm以上あれば工業的な製造は容易である。
上記分散粒子径を800nm以下とすることにより、近赤外線遮蔽材料微粒子を媒体中に分散させた近赤外線遮蔽材料微粒子分散体のヘイズ値は可視光透過率85%以下でヘイズを10%以下とすることができる。特に、分散粒子径を100nm以下とすることにより、ヘイズを1%以下とすることができる。
なお、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の光の散乱は、近赤外線遮蔽材料微粒子の凝集を考慮する必要があり、分散粒子径で検討する必要がある。
さらに、当該微粒子を、適宜な媒体中または媒体表面に分散させて製造した近赤外線遮蔽膜は、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法及び化学気相法(CVD法)などの真空成膜法等の乾式法で作製した膜やCVD法やスプレー法で作製した膜と比較して、光の干渉効果を用いずとも、太陽光線、特に近赤外線領域の光をより効率良く吸収し、同時に可視光領域の光を透過させることを知見したものである。
2.近赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法
本発明に係る前記一般式MxWyOzで表記される複合タングステン酸化物微粒子は、タングステン酸化物微粒子の出発原料であるタングステン化合物を、還元性ガス雰囲気もしくは還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中、または、不活性ガス雰囲気中で熱処理する固相反応法で製造することができる。当該熱処理を経て、所定の粒子径となるように粉砕処理等で微粒子化されて得られた複合タングステン酸化物微粒子は、十分な近赤外線吸収力を有し、近赤外線遮蔽微粒子として好ましい性質を有している。
本発明に係る前記一般式MxWyOzで表記される複合タングステン酸化物微粒子を得るための出発原料には、三酸化タングステン粉末、二酸化タングステン粉末、もしくはタングステン酸化物の水和物、もしくは、六塩化タングステン粉末、もしくはタングステン酸アンモニウム粉末、もしくは、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させた後乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、もしくは、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させたのち水を添加して沈殿させこれを乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、もしくはタングステン酸アンモニウム水溶液を乾燥して得られるタングステン化合物粉末、金属タングステン粉末から選ばれたいずれか一種類以上の粉末と、前記M元素を含有する単体または化合物の粉末とを、0.20≦x/y≦0.37の割合で混合した粉末を用いることが出来る。
さらに、当該複合タングステン酸化物微粒子を得るための出発原料であるタングステン化合物が、溶液または分散液であると、各元素は容易に均一混合可能となる。
当該観点より、複合タングステン酸化物微粒子の出発原料が、六塩化タングステンのアルコール溶液またはタングステン酸アンモニウム水溶液と、前記M元素を含有する化合物の溶液とを、混合した後乾燥した粉末であることがさらに好ましい。
同様の観点より、複合タングステン酸化物微粒子の出発原料が、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させた後、水を添加して沈殿を生成させた分散液と、前記M元素を含有する単体または化合物の粉末、または、前記M元素を含有する化合物の溶液とを、混合した後、乾燥した粉末であることも好ましい。
前記M元素を含有する化合物としては、M元素のタングステン酸塩、塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩、酸化物、炭酸塩、水酸化物、等が挙げられるが、これらに限定されず、溶液状になるものであればよい。さらに、当該複合タングステン酸化物微粒子を工業的に製造する場合に、タングステン酸化物の水和物粉末や三酸化タングステンと、M元素の炭酸塩や水酸化物とを用いると、熱処理等の段階で有害なガス等が発生することが無く、好ましい製造法である。
ここで、複合タングステン酸化物微粒子に対する還元性雰囲気中、または、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中における熱処理条件について説明する。
まず出発原料を、還元性ガス雰囲気中、または、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中にて熱処理する。この熱処理温度は、複合タングステン酸化物微粒子が結晶化する温度よりも高いことが好ましい。具体的には、500℃以上1000℃以下が好ましく、500℃以上800℃以下がより好ましい。所望により、さらに不活性ガス雰囲気中で500℃以上1200℃以下の温度で熱処理しても良い。
また、還元性ガスは特に限定されないがHが好ましい。また、還元性ガスとしてHを用いる場合、その濃度は焼成温度と出発原料の物量に応じて適宜選択すればよく特に限定されない。例えば、20vol%以下、好ましくは10vol%以下、より好ましくは7vol%以下である。還元性ガスの濃度が20vol%以下であれば、急速な還元による日射遮蔽機能を有しないWOが生成するのを回避できるからである。
当該熱処理により、複合タングステン酸化物において2.2≦z/y≦3.0とする。
一方、複合タングステン酸化物の製造方法は、固相反応法に限定されない。適宜な製造条件を設定することにより、熱プラズマ法でも製造することができる。当該適宜に設定すべき製造条件として、例えば、熱プラズマ中に原料供給する際の供給速度、原料供給に用いるキャリアガスの流量、プラズマ領域を保持するプラズマガスの流量、および、プラズマ領域のすぐ外側を流すシースガスの流量等、が挙げられる。
以上説明した、複合タングステン酸化物や複合タングステン酸化物粒子を得る熱処理工程を、本発明に係る第1の工程と記載する場合がある。
上述の工程にて得られた近赤外線遮蔽材料微粒子の表面をSi、Ti、Zr、Alから選択される一種類以上の金属を含有する酸化物で被覆することは、耐候性の向上の観点から好ましい。被覆方法は特に限定されないが、当該近赤外線遮蔽材料微粒子を分散した溶液中へ、上記金属のアルコキシドを添加することで、近赤外線遮蔽材料微粒子の表面を被覆することが可能である。
複合タングステン酸化物のバルク体や粒子の微粒子化は、後述する近赤外線遮蔽材料微粒子分散液を経てもよい。当該近赤外線遮蔽材料微粒子分散液から複合タングステン酸化物微粒子を得るには、公知の方法で溶媒を除去すればよい。
また、複合タングステン酸化物のバルク体や粒子の微粒子化は、ジェットミルなどを用いる乾式の微粒子化も可能である。ただし、乾式の微粒子化であっても、得られる複合タングステン酸化物の粒子径、結晶子径、格子定数のa軸長やc軸長を付与できる、粉砕条件(微粒子化条件)を定めることはもちろんである。例えば、ジェットミルを用いるならば、適切な粉砕条件となる風量や処理時間となるジェットミルを選択すればよい。
以上説明した、複合タングステン酸化物や複合タングステン酸化物粒子を微粒子化して、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子を得る工程を、本発明に係る第2の工程と記載する場合がある。
3.近赤外線遮蔽材料微粒子分散液
上述した複合タングステン酸化物微粒子を、適宜な溶媒中に混合・分散したものが、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液である。当該溶媒は特に限定されるものではなく、塗布・練り込み条件、塗布・練り込み環境、さらに、無機バインダーや樹脂バインダーを含有させたときは、当該バインダーに合わせて適宜選択すればよい。例えば、水、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、イソブチルアルコ−ル、ジアセトンアルコ−ルなどのアルコ−ル類、メチルエ−テル、エチルエ−テル、プロピルエ−テルなどのエ−テル類、エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソブチルケトンなどのケトン類、トルエンなどの芳香族炭化水素類といった各種の有機溶媒が使用可能である。
また必要に応じて酸やアルカリを添加して、当該分散液のpH調整をしてもよい。
さらに、当該溶媒には、樹脂のモノマーやオリゴマーを用いてもよい。
一方、分散液中における微粒子の分散安定性を一層向上させるために、各種の分散剤、界面活性剤、カップリング剤などの添加も勿論可能である。
なお、当該赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、近赤外線遮蔽材料微粒子100重量部に対し溶媒を80重量部以上含めば、分散液としての保存性を担保し易く、その後の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を作製する際の作業性も確保できる。
複合タングステン酸化物微粒子の溶媒への分散方法は、微粒子を分散液中へ均一に分散する方法であって、当該複合タングステン酸化物微粒子の結晶構造においてa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下の範囲を担保しながら、当該複合タングステン酸化物微粒子の粒子径が100nm以下、好ましくは10nm以上100nm以下、より好ましくは10nm以上80nm以下、さらに好ましくは10nm以上60nm以下、最も好ましくは10nm以上40nm以下に調製で出来るものであれば、特に限定されない。例えば、ビ−ズミル、ボ−ルミル、サンドミル、ペイントシェーカー、超音波ホモジナイザ−などが挙げられる。
これらの器材を用いた機械的な分散処理工程によって、複合タングステン酸化物微粒子の溶媒中への分散と同時に複合タングステン酸化物粒子同士の衝突などにより微粒子化が進むとともに、当該複合タングステン酸化物粒子に含まれる六方晶の結晶構造へ歪や変形を付与し、当該結晶子構造を構成する原子における電子軌道の重なり状態が変化して、自由電子量の増加が進行する。
尚、当該複合タングステン酸化物粒子の微粒子化、および、六方晶の結晶構造における格子定数であるa軸長やc軸長の変動は、粉砕装置の装置定数により異なる。従って、予め、試験的な粉砕を実施して、複合タングステン酸化物微粒子へ所定の粒子径、結晶子径、格子定数のa軸長やc軸長を付与できる粉砕装置、粉砕条件を求めておくことが肝要である。
特に、複合タングステン酸化物粒子の微粒子化の際の条件によっては、複合タングステン酸化物微粒子の格子定数のa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下を満たさない場合が生じることがある。そこで、複合タングステン酸化物粒子の微粒子化の条件として、微粒子化により得られる複合タングステン酸化物微粒子の格子定数のa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下を担保する条件に設定することが肝要である。
本発明に係る複合タングステン酸化物微粒子は、上述した格子定数を満たすことによって十分な近赤外線遮蔽機能を発揮するので、微粒子化の際の条件設定に留意することが肝要である。
尚、近赤外線遮蔽材料微粒子分散液を経て近赤外線遮蔽材料微粒子の微粒子化を行い、その後、溶媒を除去して近赤外線遮蔽材料微粒子を得る場合であっても、粒子径、結晶子径、格子定数のa軸長やc軸長を付与できる、粉砕条件(微粒子化条件)を定めることは勿論である。
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液の状態は、タングステン酸化物微粒子を溶媒中に分散した時の複合タングステン酸化物微粒子の分散状態を測定することで確認することができる。例えば、本発明に係る複合タングステン酸化物微粒子が、溶媒中において微粒子および微粒子の凝集状態として存在する液から試料をサンプリングし、市販されている種々の粒度分布計で測定することで確認することができる。粒度分布計としては、例えば、動的光散乱法を原理とした大塚電子(株)社製ELS−8000等の公知の測定装置を用いることができる。
また、複合タングステン酸化物微粒子の結晶構造や格子定数の測定は、近赤外線遮蔽体形成用分散液の溶媒を除去して得られる複合タングステン酸化物微粒子に対し、X線回折法により当該微粒子に含まれる結晶構造を特定し、リートベルト法を用いることにより格子定数としてa軸長およびc軸長を算出する。
複合タングステン酸化物微粒子の分散粒子径は、光学特性の観点から800nm以下、好ましくは200nm以下、より好ましくは100nm以下まで、十分細かいことが好ましい。さらに、当該複合タングステン酸化物微粒子は均一に分散していることが好ましい。
複合タングステン酸化物微粒子の分散粒子径が800nm以下、好ましくは200nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下、さらに好ましくは10nm以上100nm以下であれば、製造される近赤外線遮蔽膜や成形体(板、シ−トなど)が、単調に透過率の減少した灰色系のものになってしまうのを回避できるからでる。
尚、本発明に係る分散粒子径とは、近赤外線遮蔽材料微粒子分散液中に分散した複合タングステン酸化物微粒子の単体粒子や、当該複合タングステン酸化物微粒子が凝集した凝集粒子の粒子径を意味する概念である。当該分散粒子径は、市販されている種々の粒度分布計で測定することができる。例えば、当該複合タングステン酸化物微粒子分散液のサンプルを採取し、当該サンプルを動的光散乱法に基づく粒径測定装置(大塚電子株式会社製ELS−8000)を用いて測定することができる。
一方、近赤外線遮蔽材料微粒子分散液において、複合タングステン酸化物微粒子が凝集して粗大な凝集体となり、当該粗大化した粒子が多数存在すると、当該粗大粒子が光散乱源となる。この結果、当該近赤外線遮蔽材料微粒子分散液が、近赤外線遮蔽膜や成形体となったときに曇り(ヘイズ)が大きくなり、可視光透過率が減少する原因となることがある。従って、複合タングステン酸化物微粒子の粗大粒子生成を回避することが好ましい。
4.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、上記複合タングステン酸化物微粒子を適宜な固体媒体中に分散して得られる。
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、複合タングステン酸化物微粒子を、所定条件における機械的な粉砕の後、樹脂などの固体媒体中において分散状態を維持しているので、樹脂材料等の耐熱温度の低い基材材料への応用が可能であり、形成の際に大型の装置を必要とせず安価であるという利点がある。
以上説明した、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子を固体媒体に分散して、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得る工程を、本発明に係る第3の工程と記載する場合がある。尚、第3の工程の詳細については後述する。
また、本発明に係る近赤外線遮蔽材料は導電性材料であるため、連続的な膜として使用した場合は、携帯電話等の電波を吸収反射して妨害する恐れがある。しかし、近赤外線遮蔽材料を微粒子として固体媒体のマトリックス中に分散した場合は、粒子一個一個が孤立した状態で分散しているため、電波透過性を発揮することから汎用性を有する。
尚、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の固体媒体のマトリックス中に分散した複合タングステン酸化物微粒子の平均粒子径と、当該近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を形成するのに用いた近赤外線遮蔽材料微粒子分散液中や近赤外線遮蔽体形成用分散液中に分散した、複合タングステン酸化物微粒子の分散粒子径とが異なる場合がある。これは、近赤外線遮蔽材料微粒子分散液や近赤外線遮蔽体形成用分散液から、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得る際に、当該分散液中で凝集していた複合タングステン酸化物微粒子の凝集が解される為である。
また、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の固体媒体として、各種の樹脂やガラスを用いることができる。近赤外線遮蔽材料微粒子100重量部に対し、固体媒体を80重量部以上含めば、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を好ましく形成できる。
5.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の近赤外線遮蔽効果
本発明にかかる近赤外線遮蔽材料微粒子を用いた近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、光の透過率において波長350nm〜600nmの範囲に極大値を、波長800nm〜2100nmの範囲に極小値を持ち、透過率の極大値と極小値とを百分率で表現したとき、極大値(%)−極小値(%)≧69(ポイント)、すなわち、極大値と極小値との差が百分率で69ポイント以上の優れた特性を有する近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が得られる。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散体における透過率の極大値と極小値との差が、69ポイント以上と大きいことは、当該分散体の近赤外線遮蔽特性が優れることを示す。
6.近赤外線遮蔽体
本発明に係る近赤外線遮蔽体は、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板状、フィルム状、薄膜状から選択されるいずれかに形成されたものである。
以上説明した、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を近赤外線遮蔽体に成型する工程を、本発明に係る第4の工程と記載する場合がある。尚、第4の工程には、基材の表面に近赤外線遮蔽体を形成することも含まれる。
7.近赤外線遮蔽材料微粒子分散体および近赤外線遮蔽体の製造方法
近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法、および、当該近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、板状、フィルム状、薄膜状から選択されるいずれかに形成して近赤外線遮蔽体を製造する方法の例として、(a)微粒子を固体媒体中に分散し基材表面に形成する方法、(b)微粒子を固体媒体中に分散し成形する方法、について説明する。
(a)微粒子を固体媒体中に分散し基材表面に形成する方法
得られた近赤外線遮蔽材料微粒子分散液に固体媒体を構成する樹脂を添加し近赤外線遮蔽体形成用分散液を得た後、基材表面に近赤外線遮蔽体形成用分散液をコーティングし溶媒を蒸発させ所定の方法で樹脂を硬化させれば、基材表面に近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が成膜された近赤外線遮蔽体が得られる。
また、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液の溶媒には、硬化により固体媒体となる樹脂のモノマーを用いてもよい。溶媒に樹脂のモノマーを用いれば、コーティングの方法は、基材表面に近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が均一にコートできればよく、特に限定されないが、例えば、バーコート法、グラビヤコート法、スプレーコート法、ディップコート法等が挙げられる。また、近赤外線遮蔽材料微粒子を直接バインダー樹脂中に分散した近赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、基材表面に塗布後、溶媒を蒸発させる必要が無く、環境的、工業的に好ましい。
上述した固体媒体は、例えば、樹脂としてUV硬化樹脂、熱硬化樹脂、電子線硬化樹脂、常温硬化樹脂、熱可塑樹脂等が目的に応じて選定可能である。具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独使用であっても混合使用であっても良い。
また、固体媒体として、金属アルコキシドを用いたバインダーの利用も可能である。上記金属アルコキシドとしては、Si、Ti、Al、Zr等のアルコキシドが代表的である。これら金属アルコキシドを用いたバインダーは、加熱等により加水分解・縮重合させることで、酸化物膜を形成することが可能である。
一方、上述した近赤外線遮蔽体の基材としては、所望によりフィルムでもボードでも良く、形状は限定されない。透明基材材料としては、PET、アクリル、ウレタン、ポリカーボネート、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、ふっ素樹脂等が、各種目的に応じて使用可能である。また、樹脂以外ではガラスを用いることができる。
(b)微粒子を固体媒体中に分散し成形する方法
本発明に係る近赤外線遮蔽材料を微粒子として応用する別の方法として、所定条件における機械的粉砕の後、近赤外線遮蔽材料微粒子を基材である媒体中に分散させても良い。
当該微粒子を媒体中に分散させるには、媒体表面から浸透させても良いが、ポリカーボネート樹脂等媒体を、その溶融温度以上に温度を上げて溶融させた後、当該微粒子と媒体とを混合し、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得る。このようにして得られた近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を所定の方法でフィルムや板(ボード)状に形成し、近赤外線遮蔽体を得ることが出来る。
例えば、PET樹脂に近赤外線遮蔽材料微粒子を分散する方法として、まずPET樹脂と、所定条件における機械的粉砕後の近赤外線遮蔽材料微粒子分散液とを混合し、分散溶媒を蒸発させてから、PET樹脂の溶融温度である300℃程度に加熱して、PET樹脂を溶融させ混合し冷却することで、近赤外線遮蔽材料微粒子を分散した近赤外線遮蔽体の作製が可能となる。
8.近赤外線遮蔽用合わせ構造体およびその製造方法
本発明に係る近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板ガラス、プラスチック板、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチック板から選択される、2枚以上の合わせ板間に存在しているものである。
本発明に係る熱線遮蔽膜を用いた熱線遮蔽合わせ透明基材には、様々な形態がある。
例えば、透明基材として無機ガラスを用いた熱線遮蔽合わせ無機ガラスは、熱線遮蔽膜を挟み込んで存在させた対向する複数枚の無機ガラスを、公知の方法で張り合わせ一体化するよって得られる。得られた熱線遮蔽合わせ無機ガラスは、主に自動車のフロント無機ガラスや建物の窓として使用することが出来る。
以上説明した、本発明に係る近赤外線遮蔽体を2枚以上の対向する透明基材の間に挟み込む工程を、本発明に係る第5の工程と記載する場合がある。
透明基材として透明樹脂を用い、上述した無機ガラスを用いた場合と同様に、板ガラス、プラスチック、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチックから選ばれる2枚以上の対向する透明基材の間に熱線遮蔽膜を挟み込んで存在させることで、熱線遮蔽合わせ透明基材を得ることが出来る。用途は、熱線遮蔽合わせ無機ガラスと同様である。
さらに、用途によっては、熱線遮蔽膜単体として使用すること、無機ガラスや透明樹脂等の透明基材の片面または両面に熱線遮蔽膜を存在させて使用することも、勿論可能である。
9.まとめ
本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、従来の技術に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体と比較して、太陽光線、特に近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽し、同時に可視光領域の高透過率を保持する等、優れた光学特性を発揮した。
そして、近赤外線遮蔽材料微粒子が固体媒体中に分散している本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を用いて媒体表面に成膜した近赤外線遮蔽膜は、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法及び化学気相法(CVD法)などの真空成膜法等の乾式法で作製した膜やCVD法やスプレー法で作製した膜に比較しても、太陽光線、特に近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽し、同時に可視光領域の高透過率を保持する等、優れた光学特性を発揮した。
また、本発明に係る近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、真空装置等の大掛かりな装置を使用することなく安価に製造可能であり、工業的に有用である。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本発明に係る複合タングステン酸化物微粒子の結晶構造、格子定数、結晶子径の測定には、近赤外線遮蔽体形成用分散液から溶媒を除去して得られる複合タングステン酸化物微粒子を用いた。そして当該複合タングステン酸化物微粒子のX線回折パターンを、粉末X線回折装置(スペクトリス株式会社PANalytical製X‘Pert−PRO/MPD)を用いて粉末X線回折法(θ―2θ法)により測定した。得られたX線回折パターンから当該微粒子に含まれる結晶構造を特定し、さらにリートベルト法を用いて格子定数と結晶子径とを算出した。
(実施例1)
水6.70kgに、炭酸セシウム(CsCO)7.43kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)34.57kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとCsとのモル比が1:0.33相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5体積%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した、その後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してCsタングステン酸化物粒子aを得た。
当該Csタングステン酸化物粒子a20質量%と、官能基としてアミンを含有する基を有するアクリル系高分子分散剤(アミン価48mgKOH/g、分解温度250℃のアクリル系分散剤)(以下、「分散剤a」と記載する。)8質量%と、酢酸ブチル72質量%とを秤量し、0.3mmφZrOビ−ズを入れたペイントシェーカー(浅田鉄工社製)に装填し、20時間粉砕・分散処理することによって近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−1液)を調製した。
ここで、近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−1液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子aの分散粒子径を、動的光散乱法に基づく粒径測定装置(大塚電子(株)製ELS−8000)により測定したところ70nmであった。また、当該(A−1液)から溶媒を除去した後の、Csタングステン酸化物微粒子aの格子定数を測定したところ、a軸が7.4071Å、c軸が7.6188Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
さらに当該(A−1液)の光学特性として可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを、(株)日立製作所製の分光光度計U−4000を用い測定した。測定には、分光光度計の測定用ガラスセルにて当該(A−1液)を酢酸ブチルで可視光透過率が70%前後になるように希釈した分散液を用いた。また、当該測定において、分光光度計の光の入射方向は測定用ガラスセルに垂直な方向とした。さらには、当該測定用ガラスセルに溶媒の酢酸ブチルのみを入れたブランク液についても光の透過率測定し、光の透過率のベースラインとした。
ここで、可視光透過率はJISR3106に準拠して求め、近赤外線遮蔽特性は、当該可視光領域における透過率の百分率の極大値と、近赤外線光領域における透過率の百分率の極小値との差の値をポイントとして求めた。その結果、可視光透過率70.0%、透過率の極大値と極小値との差76.8ポイントとの結果を得た。
次に、得られた分散液(A−1液)とUV硬化樹脂とを、重量比で1:9となるように秤量し、混合・撹拌して、近赤外線遮蔽体形成用分散液(AA−1液)を調製した。
そして、バ−No16のバーコーターを用い、厚さ3mmのソーダ石灰ガラス基板上へ近赤外線遮蔽体形成用分散液(AA−1液)を塗布した後、70℃、1分間の条件で乾燥させ、高圧水銀ランプを照射し、実施例1に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体である近赤外線遮蔽体Aを得た。
ここで、近赤外線遮蔽体Aに対して、上述した近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−1液)と同様に光学特性を測定した。その結果、可視光透過率69.7%、透過率の極大値と極小値との差74.1ポイントであった。さらに、波長550nm、1000nm、1500nmの光に対する透過率を測定した。また、(株)日立ハイテクノロジーズ製のFIB加工装置FB2200を用いた断面加工により、近赤外線遮蔽体Aの薄片化試料を作製し、(株)日立ハイテクノロジーズ製の透過型電子顕微鏡HF−2200を用いたTEM観察により、近赤外線遮蔽体A中に分散されたCsタングステン酸化物微粒子100個の平均粒子径を算出したところ25nmであった。
以下、実施例2−17および比較例1−9においても同様の測定を行った。そして、実施例1−17の結果を表1に示し、比較例1−9の結果を表2に示す。
(実施例2)
実施例1にて説明したタングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.31となるように所定量を秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例2に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−2液)、Csタングステン酸化物微粒子b、近赤外線遮蔽体Bを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−2液)内における、Csタングステン酸化物微粒子bの分散粒子径は70nmであった。そして、Csタングステン酸化物微粒子bの格子定数は、a軸が7.4100Åで、c軸が7.6138Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Bの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.8%、透過率の極大値と極小値との差73.0ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Bに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例3)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.35となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例3に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−3液)、Csタングステン酸化物微粒子c、近赤外線遮蔽体Cを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−3液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子cの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子cの格子定数は、a軸が7.4065Åで、c軸が7.6203Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Cの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.8%、透過率の極大値と極小値との差73.6ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Cに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例4)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.37となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例4に係る近赤外線遮蔽体形成用分散液(A−4液)、Csタングステン酸化物微粒子d、近赤外線遮蔽体Dを得た。
赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−4液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子dの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子dの格子定数は、a軸が7.4066Åで、c軸が7.6204Åであった。また、結晶子径は24nmであった。そして、近赤外線遮蔽体Dの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.8%、透過率の極大値と極小値との差73.6ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Dに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例5)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.33となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例5に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−5液)、Csタングステン酸化物微粒子e、近赤外線遮蔽体Eを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−5液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子eの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子eの格子定数は、a軸が7.4065Åで、c軸が7.6193Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Eの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率71.7%、透過率の極大値と極小値との差70.0ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Eに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(比較例1)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.11となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、比較例1に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−6液)、Csタングステン酸化物微粒子f、近赤外線遮蔽体Fを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−6液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子fの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子fの格子定数は、a軸が7.4189Åで、c軸が7.5825Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Fの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.3%、透過率の極大値と極小値との差63.4ポイントと、69ポイント未満であった。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Fに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表2に示す。
(比較例2)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.15となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、比較例2に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−7液)、Csタングステン酸化物微粒子g、近赤外線遮蔽体Gを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−7液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子gの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子gの格子定数は、a軸が7.4188Åで、c軸が7.5826Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Gの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.4%、透過率の極大値と極小値との差66.1ポイントと、69ポイント未満であった。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Gに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表2に示す。
(比較例3)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.39となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、比較例2に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−8液)、Csタングステン酸化物微粒子h、近赤外線遮蔽体Hを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−8液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子gの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子gの格子定数は、a軸が7.4025Åで、c軸が7.6250Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Gの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.6%、透過率の極大値と極小値との差67.2ポイントと、69ポイント未満であった。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Hに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表2に示す。
(実施例6)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.21となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例6に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−9液)、Csタングステン酸化物微粒子i、近赤外線遮蔽体Iを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−9液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子iの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子iの格子定数は、a軸が7.4186Åで、c軸が7.5825Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Eの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.4%、透過率の極大値と極小値との差69.3ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Iに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例7)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.23となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例7に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−10液)、Csタングステン酸化物微粒子j、近赤外線遮蔽体Jを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−10液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子jの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子jの格子定数は、a軸が7.4184Åで、c軸が7.5823Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Jの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.8%、透過率の極大値と極小値との差70.5ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Jに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例8)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.25となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例8に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−11液)、Csタングステン酸化物微粒子k、近赤外線遮蔽体Kを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−11液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子kの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子kの格子定数は、a軸が7.4165Åで、c軸が7.5897Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Kの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.8%、透過率の極大値と極小値との差73.2ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Kに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例9)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.27となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例9に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−12液)、Csタングステン酸化物微粒子l、近赤外線遮蔽体Lを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−12液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子lの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子lの格子定数は、a軸が7.4159Åで、c軸が7.5919Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Lの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.5%、透過率の極大値と極小値との差72.4ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Lに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例10)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.29となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例10に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−13液)、Csタングステン酸化物微粒子m、近赤外線遮蔽体Mを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−13液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子mの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子mの格子定数は、a軸が7.4133Åで、c軸が7.6002Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Mの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.9%、透過率の極大値と極小値との差72.8ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Mに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例11)
実施例1において、メタタングステン酸アンモニウム水溶液(WO換算で50wt%)と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.30となるように所定量秤量した以外は実施例1と同様にして、実施例11に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−14液)、Csタングステン酸化物微粒子n、近赤外線遮蔽体Nを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−14液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子nの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子nの格子定数は、a軸が7.4118Åで、c軸が7.6082Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Nの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.7%、透過率の極大値と極小値との差72.3ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Nに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例12)
実施例1において、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら550℃の温度で9.0時間焼成した以外は、実施例1と同様にして、実施例12に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−15液)、Csタングステン酸化物微粒子o、近赤外線遮蔽体Oを得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−15液)内におけるCsタングステン酸化物微粒子oの分散粒子径は、70nmであった。Csタングステン酸化物微粒子oの格子定数は、a軸が7.4068Åで、c軸が7.6190Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体Oの可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.9%、透過率の極大値と極小値との差74.0ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体Oに分散されたCsタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例13)
水6.70kgに、炭酸ルビジウム(RbCO)5.56kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)36.44kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとRbとのモル比が1:0.33相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してRbタングステン酸化物粒子を得た。
Csタングステン酸化物粒子の代わりに、得られたRbタングステン酸化物粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例13に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(B−1液)、Rbタングステン酸化物微粒子a、近赤外線遮蔽体B1を得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(B−1液)内におけるRbタングステン酸化物微粒子aの分散粒子径は、70nmであった。Rbタングステン酸化物微粒子aの格子定数は、a軸が7.3898Åで、c軸が7.5633Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体B1の可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.6%、透過率の極大値と極小値との差69.5ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体B1に分散されたRbタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例14)
水6.70kgに、炭酸セシウム(CsCO)0.709kgと炭酸ルビジウム(RbCO)5.03kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)36.26kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとCsとのモル比が1:0.03相当、WとRbとのモル比が1:0.30相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してCsRbタングステン酸化物粒子aを得た。
Csタングステン酸化物粒子の代わりに、得られたCsRbタングステン酸化物粒子aを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例14に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−1液)、CsRbタングステン酸化物微粒子a、近赤外線遮蔽体C1を得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−1液)内におけるCsRbタングステン酸化物微粒子aの分散粒子径は、70nmであった。CsRbタングステン酸化物微粒子aの格子定数は、a軸が7.3925Åで、c軸が7.5730Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体の可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.7%、透過率の極大値と極小値との差70.4ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体C1に分散されたCsRbタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例15)
水6.70kgに、炭酸セシウム(CsCO)4.60kgと炭酸ルビジウム(RbCO)2.12kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)35.28kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとCsとのモル比が1:0.20相当、WとRbとのモル比が1:0.13相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してCsRbタングステン酸化物粒子bを得た。
Csタングステン酸化物粒子の代わりに、得られたCsRbタングステン酸化物粒子bを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例15に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−2液)、CsRbタングステン酸化物微粒子b、近赤外線遮蔽体C2を得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−2液)内におけるCsRbタングステン酸化物微粒子bの分散粒子径は、70nmであった。CsRbタングステン酸化物微粒子bの格子定数は、a軸が7.4026Åで、c軸が7.6035Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体C2の可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.7%、透過率の極大値と極小値との差71.5ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体C2に分散されたCsRbタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると24nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例16)
水6.70kgに、炭酸セシウム(CsCO)5.71kgと炭酸ルビジウム(RbCO)1.29kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)35.00kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとCsとのモル比が1:0.25相当、WとRbとのモル比が1:0.08相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してCsRbタングステン酸化物粒子cを得た。
Csタングステン酸化物粒子の代わりに、得られたCsRbタングステン酸化物粒子cを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例16に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−3液)、CsRbタングステン酸化物微粒子c、近赤外線遮蔽体C3を得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液内(C−3液)におけるCsRbタングステン酸化物微粒子cの分散粒子径は、70nmであった。CsRbタングステン酸化物微粒子cの格子定数は、a軸が7.4049Åで、c軸が7.6083Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体の可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.7%、透過率の極大値と極小値との差71.5ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体C3に分散されたCsRbタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(実施例17)
水6.70kgに、炭酸セシウム(CsCO)6.79kgと炭酸ルビジウム(RbCO)0.481kgを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、タングステン酸(HWO)34.73kgに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥した(WとCsとのモル比が1:0.30相当、WとRbとのモル比が1:0.03相当である。)。当該乾燥物を、Nガスをキャリア−とした5%Hガスを供給しながら加熱し、800℃の温度で5.5時間焼成した後、当該供給ガスをNガスのみに切り替えて、室温まで降温してCsRbタングステン酸化物粒子dを得た。
Csタングステン酸化物粒子の代わりに、得られたCsRbタングステン酸化物粒子dを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例17に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(C−4液)、CsRbタングステン酸化物微粒子d、近赤外線遮蔽体C4を得た。
近赤外線遮蔽材料微粒子分散液内(C−4液)におけるCsRbタングステン酸化物微粒子dの分散粒子径は、70nmであった。CsRbタングステン酸化物微粒子dの格子定数は、a軸が7.4061Åで、c軸が7.6087Åであった。また、結晶子径は24nmであった。
そして、近赤外線遮蔽体C4の可視光透過率と近赤外線遮蔽特性とを測定した結果、可視光透過率69.5%、透過率の極大値と極小値との差72.1ポイントの値を得た。TEM観察により、近赤外線遮蔽体C4に分散されたCsRbタングステン酸化物微粒子の平均粒子径を求めると25nmであった。この結果を表1に示す。
(比較例4、5)
実施例1において、タングステン酸と炭酸セシウムとを、WとCsのモル比が1:0.21(比較例4)、1:0.23(比較例5)となるように所定量秤量し、400℃の温度で5.5時間焼成した以外は実施例1と同様にして、比較例4および5に係る近赤外線遮蔽体形成用分散液(A−16液およびA−17液)、Csタングステン酸化物微粒子pおよびq、近赤外線遮蔽体PおよびQを得た。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−16液)における、Csタングステン酸化物微粒子pの分散粒子径は70nm、(A−17液)における、Csタングステン酸化物微粒子qの分散粒子径は70nmであった。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−16液およびA−17液)、Csタングステン酸化物微粒子pおよびq、近赤外線遮蔽体PおよびQを実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。
(比較例6)
実施例1に係るCsタングステン酸化物粒子aにおいてペイントシェーカーの回転速度を実施例1の0.8倍にしたことと100時間粉砕・分散処理した以外は実施例1と同様に近赤外線遮蔽材料分散液(A−18液)、Csタングステン酸化物微粒子r、近赤外線遮蔽体Rを得た。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−18液)における、Csタングステン酸化物微粒子rの分散粒子径は50nmであった。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−18液)、Csタングステン酸化物微粒子r、近赤外線遮蔽体Rを実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。
(比較例7)
実施例1に係るCsタングステン酸化物粒子aにおいて、Nガスをキャリア−とした3体積%Hガスを供給しながら440℃の温度で5.5時間焼成した以外は実施例1と同様に比較例7に係る近赤外線遮蔽材料分散液(A−19液)、Csタングステン酸化物微粒子s、近赤外線遮蔽体Sを得た。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−19液)における、Csタングステン酸化物微粒子sの分散粒子径は75nmであった。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−19液)、Csタングステン酸化物微粒子s、近赤外線遮蔽体Sを実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。
(比較例8)
実施例1に係るCsタングステン酸化物粒子a20質量%と、分散剤a8質量%と、酢酸ブチル72質量%とを秤量し、10分間の超音波の振動で混合して近赤外線遮蔽材料分散液(A−20液)、Csタングステン酸化物粒子a、近赤外線遮蔽体Tを得た。すなわち、近赤外線遮蔽材料分散液(A−20液)に含まれるCsタングステン酸化物粒子aは粉砕されていない。近赤外線遮蔽材料分散液(A−20液)における、Csタングステン酸化物微粒子aの分散粒子径は150nmであった。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−20液)、Csタングステン酸化物粒子a、近赤外線遮蔽体Tを実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。
(比較例9)
実施例1に係るCsタングステン酸化物粒子aにおいてペイントシェーカーの回転速度を実施例1の1.15倍にしたことと50時間粉砕・分散処理した以外は実施例1と同様に近赤外線遮蔽材料分散液(A−21液)、Csタングステン酸化物微粒子u、近赤外線遮蔽体Uを得た。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−21液)における、Csタングステン酸化物微粒子uの分散粒子径は110nmであった。近赤外線遮蔽材料微粒子分散液(A−21液)、Csタングステン酸化物微粒子u、近赤外線遮蔽体Uを実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。
(まとめ)
表1、2から明らかなように、実施例1から17に係る近赤外線遮蔽材料微粒子を含む近赤外線遮蔽材料微粒子分散液を用いて製造した近赤外線遮蔽体は、比較例1から9に係る近赤外線遮蔽材料微粒子を含む近赤外線遮蔽材料微粒子分散液を用いて製造した近赤外線遮蔽体と比較して、太陽光線、特に近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽し、同時に可視光領域の高透過率を保持していることが判明した。
特に、実施例1から17に係る近赤外線遮蔽体において、光の透過率の極大値と極小値との差はいずれも69ポイントを超えた。これに対し、比較例1から9に係る近赤外線遮蔽体においてはいずれも69ポイント未満であった。
以上のことから、本発明に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体、およびこれらを用いて製造された本発明に係る近赤外線遮蔽用合わせ構造体は、従来の技術に係る近赤外線遮蔽材料微粒子分散体、近赤外線遮蔽体および近赤外線遮蔽用合わせ構造体と比較して、近赤外線領域の光をより効率良く遮蔽しながら、可視光領域の高透過率を保持する等、優れた光学特性を発揮するものであることが判明した。
本発明は、ビル、事務所、一般住宅などの建築分野、車両などの輸送分野、ビニルシ−トなその農業分野、電話ボックス、カーポート、ショーウィンドー、照明用ランプ、透明ケ−ス、繊維等へ、近赤外線遮蔽材料微粒子を用いて近赤外遮蔽効果を付与する際、好個に適用される。

Claims (19)

  1. 近赤外線遮蔽材料微粒子が、固体媒体に分散した近赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、
    前記近赤外線遮蔽材料微粒子が、六方晶の結晶構造を含む複合タングステン酸化物微粒子であり、
    前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数は、a軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であり、
    前記近赤外線遮蔽材料微粒子の粒子径が100nm以下であることを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  2. 前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数が、a軸が7.4031Å以上7.4111Å以下、c軸が7.5891Å以上7.6240Å以下であることを特徴とする請求項1に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  3. 前記複合タングステン酸化物微粒子の格子定数が、a軸が7.4031Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5830Å以上7.5950Å以下であることを特徴とする請求項1に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  4. 前記近赤外線遮蔽材料微粒子の粒子径が、10nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  5. 前記複合タングステン酸化物微粒子が、一般式MxWyOz(但し、M元素は、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から選択される1種類以上の元素で、Wはタングステン、Oは酸素で、0.20≦x/y≦0.37、2.2≦z/y≦3.0)で表記されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  6. 前記M元素が、Cs、Rbから選択される1種類以上の元素であることを特徴とする請求項5に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  7. 前記近赤外線遮蔽材料微粒子の表面が、Si、Ti、Zr、Alから選択される1種類以上の元素を含有する酸化物で被覆されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  8. 前記固体媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  9. 前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂から選択される1種類以上であることを特徴とする請求項8に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板状、フィルム状、薄膜状から選択されるいずれかに形成されたものであることを特徴とする近赤外線遮蔽体。
  11. 請求項1から9のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体が、板ガラス、プラスチック板、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチック板から選択される、2枚以上の合わせ板間に存在していることを特徴とする近赤外線遮蔽用合わせ構造体。
  12. 近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法であって、
    一般式MxWyOz(但し、M元素は、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から選択される1種類以上の元素で、Wはタングステン、Oは酸素で、0.20≦x/y≦0.37、2.2≦z/y≦3.0)で表記される六方晶の結晶構造を含む複合タングステン酸化物を製造する第1の工程と、
    前記第1の工程で得られた複合タングステン酸化物を機械的に粉砕し、前記六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.3850Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5600Å以上7.6240Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造する第2の工程と、
    第2の工程で得られた複合タングステン酸化物微粒子を、固体媒体中に分散して、近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得る第3の工程とを、有することを特徴とする近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  13. 前記第2の工程において、六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.4031Å以上7.4111Å以下、c軸が7.5891Å以上7.6240Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造することを特徴とする請求項12に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  14. 前記第2の工程において、六方晶の結晶構造における格子定数においてa軸が7.4031Å以上7.4186Å以下、c軸が7.5830Å以上7.5950Å以下であり、粒子径が100nm以下である複合タングステン酸化物微粒子を製造することを特徴とする請求項12に記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  15. 前記固体媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする請求項12から14のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  16. 前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂から選択される1種類以上であることを特徴とする請求項15に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  17. 前記第3の工程が、前記近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、板状、フィルム状、薄膜状からから選択されるいずれかに成形する第4の工程を含むことを特徴とする請求項12から16のいずれかに記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  18. 前記第4の工程が、前記近赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、基材表面に形成する工程を含むことを特徴とする請求項17に記載の近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法。
  19. 請求項17または18に記載のいずれかの近赤外線遮蔽材料微粒子分散体の製造方法で得られた近赤外線遮蔽材料分散体を、板ガラス、プラスチック、日射遮蔽機能を有する微粒子を含むプラスチックから選ばれる2枚以上の対向する透明基材の間に挟み込む第5の工程とを、有することを特徴とする近赤外線遮蔽用合わせ構造体の製造方法。
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