JPH0770445A

JPH0770445A - 赤外線カットオフ膜とその形成材

Info

Publication number: JPH0770445A
Application number: JP6149272A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishihara; 明西原; Toshiharu Hayashi; 年治林; Masahiro Sekiguchi; 昌宏関口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】可視光に対して透明、赤外光に対してカット
オフ効果の優れた膜と、そのための無公害型の膜形成
材。【構成】ＩＴＯ粉末 (好ましくは、1000 nm 以下のあ
る波長より長波長側の赤外線をカットオフするもの) を
水および／またはアルコール中に結合剤 (金属アルコキ
シドおよび／または有機樹脂) とともに含有させた膜形
成材から透明膜を形成する。【効果】環境に悪影響を及ぼさずに、低コストで大面
積の透明赤外線カットオフ膜を量産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、環境に有害な有機溶媒
ではなく、水および／またはアルコールを粉末分散媒と
し塗布、印刷あるいは噴霧によって、低コストで量産性
よく大面積化が容易な赤外線カットオフ機能を有する透
明膜を形成することができる膜形成材とそれから形成さ
れた膜に関するものである。

【０００２】従って、本発明の赤外線カットオフ材は、
近年多発しているカードや金券等の偽造に対する防止手
段として、あるいは冷暖房効率改善に効果の高い赤外線
反射膜として利用することができる。特にハウジングの
一般窓、サンルームの屋根材、壁材、あるいは自動車の
ガラス等に適用した場合、夏期は太陽光の赤外線カット
オフ効果により大幅な冷房用電力節減効果を発揮し、ま
た冬期は室内の保温に効果を発揮する。

【０００３】

【従来の技術】可視領域の光に対して透明 (透過性) で
あって、赤外領域の光に対しては反射性である赤外線カ
ットオフ機能を有する透明膜として従来より知られてい
るのは、(a) 錫ドープ酸化インジウム (以下、ＩＴＯと
略記する) の薄膜を物理蒸着、化学蒸着、またはスパッ
タリングによってガラス基板上に形成したもの、(b) フ
タロシアニン系、アントラキノン系、ナフトキノン系、
シアニン系、ナフタロシアニン系、高分子縮合アゾ系、
ピロール系等の有機色素型の近赤外吸収剤か、またはジ
チオール系、メルカプトナフトール系などの有機金属錯
塩を、有機溶媒と有機バインダーとを用いてインク化し
て基板に塗工するか、或いは樹脂に練り込んでフィルム
化し、基板上にラミネートしたものなどである。

【０００４】しかし、(a) については、高真空や精度の
高い雰囲気制御が必要な装置を使用しなければならない
ため、コスト高になるばかりか、膜の大きさ、形状にも
限りがある。しかも、量産性が悪く、汎用性に乏しい等
の問題もある。

【０００５】(b) については、(a) の問題点は解決され
るものの、可視領域の光の透過率が低く、暗褐色から暗
青色の濃厚な着色を有している上、多くは 690〜1000 n
m 程度の限られた近赤外領域の赤外線吸収であるため、
例えばハウジングの一般窓、サンルームの屋根材、壁材
等へ利用した場合には、窓やガラスを通した室内外の視
認性が悪く、色調から受ける美観性にも劣る上、室内の
冷暖房効果も不十分である等の問題点がある。

【０００６】これらの問題点に鑑み、(c) 有機バインダ
ー (ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂等) に赤外線カット
オフ能を有する粒径0.02〜0.2 μｍのSnO₂微粉末と有機
溶剤(ケトン系、芳香族系等) と微量の分散剤 (アニオ
ン系界面活性剤) とを加えて調合した塗料を基材に塗布
して赤外線吸収性の膜を形成することが最近になって提
案された (特開昭63−281837号公報) 。

【０００７】しかし、この膜によって十分な赤外線カッ
トオフ機能を発現させるためには、膜厚を12μｍ以上と
してホットプレス処理をする必要がある。このように厚
膜となると可視光に対する光透過率が50〜60％程度と低
くなって透明性が阻害されるばかりか、溶剤規制が一段
と厳しくなっている状況のなかで環境上に有害な有機溶
媒を用いる等の多くの問題点がある。

【０００８】以上のように、現状では市場の要求にあっ
た赤外線カットオフ機能を有する透明膜は未だに出現し
ていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、(1)
可視光に対する透明性が高く、しかも赤外線カットオフ
効果に優れた膜を、(2) 環境に対して有害な有機溶媒を
用いずに、水および／またはアルコール系の膜形成材に
よって、(3) 低コストで大面積化が容易であり、かつ量
産性よく形成することができる膜形成材、およびそれか
ら形成された透明赤外線カットオフ膜を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、無機酸化
物半導体であるＩＴＯ (錫ドープ酸化インジウム) の粉
末を透明マトリックス中に分散させた粒子分散系が上記
目的の達成に最適であることを見出し、本発明に到達し
た。

【００１１】ここに、本発明の要旨は、ＩＴＯ粉末と、水および／またはアルコールに可溶性
または分散性の結合剤とを、水および／またはアルコー
ル中に含有することを特徴とする赤外線カットオフ膜形
成材、およびこの赤外線カットオフ膜形成材から形成された赤外線
カットオフ膜にある。

【００１２】好適態様において、前記結合剤は、(1) S
i、Al、ZrもしくはTiのアルコキシドおよび／もしくは
その部分加水分解物、(2) 水および／またはアルコール
に可溶性または分散性の有機樹脂、または(3) 前記(1)
と(2) との混合物である。また、ＩＴＯ粉末が、1000 n
m 以下のある波長以上より長波長側の赤外線を全面的に
90％以上カットオフする特性を有していることが好まし
い。このようなＩＴＯ粉末を使用すると、結合材と組合
わせた場合の赤外線カットオフ効果の低下が少なく、近
赤外領域の可視域に近い低波長側から赤外線を広い波長
範囲にわたってカットオフすることができる。

【００１３】ＩＴＯ粉末は透明導電性粉末として開発さ
れた材料であり、適当な結合材と組合わせて塗料化し、
透明導電膜の形成材料としてこれまで使用されてきた。
しかし、ＩＴＯ粉末の赤外線カットオフ機能に着目した
利用はこれまで試みられたことがなかった。

【００１４】本発明者等が調査した結果、ＩＴＯ粉末は
近赤外線領域でのカットオフ効果が高く、これを水系お
よび／またはアルコール系で塗料化して形成した膜が赤
外線カットオフ膜として有用であることを究明した。

【００１５】しかし、ＩＴＯ以外の無機酸化物半導体
で、例えば、アンチモンドープ酸化錫(ＡＴＯと略記)
、アルミニウムドープ酸化亜鉛 (ＡＺＯ) 等では、実
用に適したレベルの赤外線カットオフ効果は得られなか
った。

【００１６】[ＩＴＯ粉末]ＩＴＯ粉末の平均一次粒子径
は 0.2μｍ以下、好ましくは 0.1μｍ以下であること
が、透明性 (可視光に対する透過性) を阻害しないこと
から好ましい。

【００１７】従って、ガラス等の透明基体上に形成され
た赤外線カットオフ膜や透明フィルム、透明成形体のよ
うに、透明性を必要とする用途においては、ＩＴＯ粉末
はこのような微粉末であることが好ましい。ただし、透
明性をさほど必要としない用途 (例、壁や屋根の赤外線
カットオフ材) の場合には、より大粒子径のＩＴＯ粉末
を使用することもできる。ＩＴＯ粉末中のSnドープ量
は、Sn/(Sn+In)のモル比が0.01〜0.15、特に0.04〜0.12
となる範囲内が好ましい。

【００１８】ＩＴＯ粉末は、一般にInと少量のSnの水溶
塩を含む水溶液をアルカリと反応させてInとSnの水酸化
物を共沈させ、この共沈物を原料として、これを大気中
で加熱焼成して酸化物に変換させることにより製造され
る。原料として、共沈物ではなく、InとSnの水酸化物お
よび／または酸化物の混合物を使用することもできる。
本発明においては、このような従来の方法で製造された
ＩＴＯ粉末、或いは導電性粉末として市販されているＩ
ＴＯ粉末をそのまま利用することもできる。

【００１９】ただし、このような従来法により製造され
たＩＴＯ粉末は、可視領域での透過性に優れ、透明性は
良好であるが、赤外線カットオフ効果は、1000 nm 超、
たいていは1200 nm 以上の波長領域の赤外線しかカット
オフせず、1200 nm 以下、特に1000 nm 以下の領域の赤
外線のカットオフ効果が不足していることが多い。従っ
て、このようなＩＴＯ粉末を樹脂マトリックス中に分散
させた場合には、可視域に近接した波長域の赤外線をカ
ットオフすることができないが、この場合でも1800 nm
より長波長側の赤外線はカットオフできるので、金券、
カード類の偽造防止インク、あるいはかくしバーコード
用インクのような用途には有効である。

【００２０】好適態様にあっては、ＩＴＯ粉末として、
1000 nm 以下のある波長以上より長波長側の赤外線を全
面的に90％以上カットオフする特性を有する（即ち、最
低カットオフ波長が1000 nm 以下である) ものを使用す
る。ここで、最低カットオフ波長とは、赤外領域または
その近傍 (600 nm以上) において光のカットオフ率が少
なくとも90％となる最低の波長を意味する。これは、光
透過スペクトルにおいて、長波長側方向で光透過率が10
％以下となる波長領域における最低波長に相当する。よ
り好ましくは、ＩＴＯ粉末の最低カットオフ波長は 700
〜900 nmの範囲内にある。

【００２１】最低カットオフ波長が1000 nm 以下であ
る、好ましいＩＴＯ粉末は、原料 (水酸化物および／ま
たは酸化物) を加圧不活性ガス中で焼成するか、或いは
大気中での焼成により得られたＩＴＯ粉末を加圧不活性
ガス中で熱処理することにより製造することができる。
ただし、製造方法はこれに限られるものではなく、最低
カットオフ波長が1000 nm 以下であれば、他の方法で製
造されたＩＴＯ粉末も有用である。

【００２２】このようなＩＴＯ粉末の特性を調べたとこ
ろ、粉末の色調はｘｙ色度図上でｘ値 0.220〜0.295 、
ｙ値 0.235〜0.325 の範囲内であり、かつ結晶の格子定
数が10.110〜10.160Åの範囲内にあるという共通の特性
を有していた。従って、この特性を調べることによって
も、本発明で用いる好ましいＩＴＯ粉末を特定すること
ができる。

【００２３】この好ましいＩＴＯ粉末の原料は、従来法
と同様に調製すればよい。例えば、Sn/(Sn+In)のモル比
が好ましくは0.01〜0.15、特に0.02〜0.12となる割合で
InとSnの水溶性化合物 (例、塩化物、硝酸塩など) を水
に溶解させた水溶液を、アルカリ水溶液 (例、アルカリ
金属またはアンモニウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素
塩などの水溶液) と反応させて、各水溶性化合物を加水
分解し、In−Sn共沈水酸化物を析出させる。この時点で
可及的に微細な沈殿が析出するように、一方の水溶液を
他方の水溶液に攪拌下に滴下しながら反応を進めること
が好ましい。

【００２４】こうして得た含水状態のIn−Sn共沈混合水
酸化物をそのまま、或いはこれを加熱乾燥して水分を除
去した無水の混合水酸化物、または脱水をさらに進め
て、少なくとも部分的に酸化物とした混合 (水) 酸化物
を原料として用いる。この時の加熱温度は、乾燥だけで
あれば200 ℃以下、特に150 ℃以下でよいが、酸化物に
変換するのであれば、より高温 (例、 200〜900 ℃) で
加熱することができる。得られた原料を、酸素を遮断し
た加圧不活性ガス雰囲気中で、完全に酸化物になるまで
焼成すると、上記ＩＴＯ粉末が得られる。或いは、原料
を従来と同様に、例えば大気中で焼成してＩＴＯ粉末を
得た後、この粉末を加圧不活性ガス雰囲気中で熱処理す
ることによっても、上記の好ましいＩＴＯ粉末が得られ
る。

【００２５】この焼成または熱処理 (以下、これらを加
熱処理と総称する) 時の不活性ガス雰囲気は、アルゴ
ン、ヘリウムなどの希ガス、窒素ガス、およびこれらの
混合ガスのいずれでもよい。不活性ガス雰囲気の圧力条
件は、室温下における全圧で２kgf/cm²以上、特に５〜
60 kgf/cm²の範囲内が好ましい。

【００２６】不活性ガス雰囲気の圧力が２kgf/cm²未満
では、赤外線カットオフ効果は従来のＩＴＯ粉末と同程
度であり、その改善はほとんど得られないが、温度が80
0 ℃を超えるような高温では、圧力が常圧であっても、
上記の好ましいＩＴＯ粉末が得られることがある。圧力
を60 kgf/cm²を超えて高くしても、それ以上の効果の改
善がわずかであるので、実用上はこれ以上の加圧は必要
ない。不活性ガス雰囲気中の酸素分圧は0.2 kgf/cm²(1
50 Torr)以下、特に0.02 kgf/cm² (15 Torr)以下に制限
することが好ましい。

【００２７】加熱処理温度は、一般に 350〜1000℃の範
囲内、好ましくは 400〜800 ℃の範囲内が効果的であ
る。処理温度が 350℃以下であると、微粒子化の効果は
高いが、赤外線カットオフ効果の改善はほとんど得られ
ない。一方、1000℃以上では粒子径が著しく成長してし
まうため、透明性が要求される分野に使用する場合には
好ましくない。また、加熱処理時間については、原料ま
たはＩＴＯ粉末に均一な加熱処理が達成されればよく、
その仕込量や温度によっても異なるが、一般には１〜４
時間の範囲内である。昇温、降温速度は特に制限されな
い。

【００２８】[膜形成材]本発明の膜形成材は、ＩＴＯ粉
末と結合剤とを水および／またはアルコール中に分散な
いし溶解させたものである。

【００２９】ＩＴＯ粉末を分散させ、結合剤を溶解ない
し分散させる媒質としては、環境に有害な有機溶媒では
なく、水および／またはアルコールを使用する。媒質に
適したアルコールの例は、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノ
ール、シクロヘキサノールなどであり、これらの１種も
しくは２種以上が使用できる。また、水とアルコールと
の混合溶媒も使用できる。

【００３０】結合剤としては、媒質の水および／または
アルコールに可溶性または分散性の任意の結合剤が使用
できるが、好ましくは(1) Si、Al、ZrもしくはTiのアル
コキシドおよび／もしくはその部分加水分解物、(2) 水
および／またはアルコールに可溶性または分散性の有機
樹脂、および(3) これらの混合物から選択される。

【００３１】(1) のアルコキシドの例には、Si、Al、Zr
およびTiから選ばれた金属のメトキシド、エトキシド、
プロポキシド、ブトキシド等、ならびにこの異性体 (イ
ソプロポキシド、sec-ブトキシド、t-ブトキシド等) が
挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を使用でき
る。これらの金属アルコキシドは、これを水またはアル
コールに溶解させて塗布すると、乾燥過程で加水分解に
より酸化物に変化して金属酸化物からなる透明な膜を形
成する。従って、本発明においてＩＴＯ粒子を結合する
結合剤として使用することができる。

【００３２】適当な金属アルコキシドの具体例として
は、シリコンテトラエトキシド (エチルシリケート) 、
アルミニウムトリイソプロポキシド、ジルコニウムテト
ラブトキシド、チタニウムテトライソプロポキシド等が
ある。金属アルコキシドに少量の水および／または酸を
添加して多量体とした金属アルコキシドの部分加水分解
物も、金属アルコキシドに代えて、または金属アルコキ
シドと混合して、使用することができる。

【００３３】本発明において使用可能な別の結合剤は、
水および／またはアルコールに可溶性または分散性の透
明皮膜を形成することのできる有機樹脂である。この種
の結合剤としては、水系またはアルコール系塗料に使用
されている有機樹脂がある。水系の場合には、水溶性樹
脂あるいは水分散性エマルジョン樹脂を使用する。この
ような樹脂の例には、水溶性アルキッド樹脂、ポリビニ
ルアルコール、ポリブチルアルコール等、或いはアクリ
ル、アクリル−スチレン、酢酸ビニル等のエマルジョン
型水分散性樹脂である。アルコール系の場合には、ポリ
ビニルブチラールなどのポリビニルアセタールなどのア
ルコールに可溶性もしくは分散性の樹脂も結合剤として
使用できる。

【００３４】結合剤が金属アルコキシドであると、ＩＴ
Ｏ粒子が金属酸化物マトリックス中に分散した完全無機
質の膜を得ることができる。この膜は、可視光に対する
光透過率に特に優れ、皮膜が硬質であり、耐熱性にも優
れている。一方、結合剤が有機樹脂であると、可撓性に
優れた膜を得ることができる。従って、赤外線カットオ
フ機能を有する透明膜を形成する基体の種類および用途
に応じて結合剤の種類を選択すればよい。

【００３５】例えば、基体がプラスチックフィルムであ
る場合には、基体の可撓性を損なわないように、結合剤
として有機樹脂を使用して赤外線カットオフ機能を有す
る透明膜にも可撓性を確保することが好ましい。一方、
基体がガラスであり、膜硬度が要求される場合には、結
合剤として金属アルコキシドを使用することが好まし
い。

【００３６】更に、結合剤として上記有機樹脂と金属ア
ルコキシドとを併用することもできる。これにより結合
剤が金属アルコキシドの場合の透明性に優れた赤外線カ
ットオフ機能を有する膜に可撓性も付与することができ
る。

【００３７】本発明の膜形成材の組成は、ＩＴＯ粉末10
0 重量部に対して結合剤 (金属アルコキシドは酸化物と
しての量、樹脂は固形分としての量) が１〜2000重量
部、好ましくは10〜400 重量部、より好ましくは20〜20
0 重量部の範囲内である。分散媒の水および／またはア
ルコールの量は、塗布、印刷、噴霧、浸漬などの適用形
態に適した粘性が得られるような量であればよいが、通
常はＩＴＯ粉末100 重量部に対して５〜5000重量部、好
ましくは10〜500 重量部の範囲内である。

【００３８】結合剤が金属アルコキシドであり、分散媒
がアルコールである場合には、必要に応じてアルコキシ
ドの加水分解促進のため、金属アルコキシド 100重量部
に対して１重量部以下の酸、または20重量部以下の水を
添加してもよい。また、結合剤が有機樹脂である場合に
は、必要に応じて硬化剤、架橋剤などを少量配合するこ
ともできる。本発明の赤外線カットオフ機能を有する透
明膜形成材に含有される添加剤としては、ｐＨ調製剤、
消泡剤、湿潤剤などが掲げられる。

【００３９】[赤外線カットオフ膜]本発明の赤外線カッ
トオフ機能を有する膜形成材は、基体に塗布、印刷、噴
霧、浸漬などの適当な膜形成手段で適用したあと、必要
に応じて加熱下に分散媒を除去して乾燥させると、赤外
線カットオフ機能を有する透明膜を形成することができ
る。乾燥温度は、媒質や結合剤の種類に応じて選択すれ
ばよい。

【００４０】形成された赤外線カットオフ膜は、金属酸
化物または有機樹脂マトリックス中にＩＴＯ粉末が均一
に分散した粒子分散系の構造をもつ。この赤外線カット
オフ膜は、マトリックス種やＩＴＯ粉末の配合量などの
他の条件が同じであれば、使用したＩＴＯ粉末の特性に
応じた赤外線カットオフ特性を示す。ＩＴＯ粉末が同じ
であれば、マトリックスに対するＩＴＯ粉末の割合が多
いほど、赤外線カットオフ効果が高くなる傾向がある。

【００４１】例えば、使用したＩＴＯ粉末の最低カット
オフ波長が1000 nm 以下であれば、本発明の赤外線カッ
トオフ膜は、一般に可視光に対して80％以上の光透過
率、赤外線に対しては 850〜1500 nm の範囲内のある波
長より長波長側の赤外線を全面的に80％以上カットオフ
するという特性を示す。使用したＩＴＯ粉末の最低カッ
トオフ波長が1000 nm より大きい場合には、赤外線カッ
トオフ膜の特性はこれより劣り、80％以上の赤外線カッ
トオフが始まる波長は1800 nm より長波長となる。

【００４２】可視光に対する光透過率 (透明性) は、Ｉ
ＴＯ粉末の平均一次粒子径が0.2 μｍ以下、特に0.1 μ
ｍ以下であれば、この粉末が媒体中に均一に一次粒子分
散すると可視光に対する光の散乱が極度に抑えられるた
め、80％以上の透明性を保持させることができる。従っ
て、透明性を阻害せずに、赤外線を選択的にカットオフ
できる。

【００４３】本発明の赤外線カットオフ膜は、低コスト
で量産性よく大面積のものを製造できるにもかかわら
ず、可視域に近接した近赤外域から赤外線を高い効率で
全面的にカットオフすることができるとという非常に優
れた赤外線カットオフ特性と高い透明性を示すことがで
きる。さらに、ＩＴＯ粉末はもともと導電性粉末として
開発されたものであり、例えば本発明の赤外線カットオ
フ膜は表面抵抗値が 10²〜10⁸Ω／□の範囲内の高い導
電性を示す。従って、本発明の赤外線カットオフ材は、
帯電防止やほこりの付着防止の機能も併せ持ち、例え
ば、ガラスや壁に使用した時に汚れにくいという効果が
同時に発揮される。

【００４４】本発明のＩＴＯ粉末を含有する赤外線カッ
トオフ膜形成材と赤外線カットオフ膜は、例えば、窓ガ
ラス、サンルーフ、光ファイバー、プリペイドカード、
サンバイザー、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
ボトル、包装用フィルム、メガネなどの製品に適用し
て、製品に赤外線反射効果を付与することができる。

【００４５】窓ガラスに対しては、本発明の赤外線カッ
トオフ膜形成材を、適当な塗布手段（例、塗装、スプレ
ー、浸漬など）でガラスに塗布し、ＩＴＯ粉末を含有す
る透明膜をガラス上に形成することができる。こうして
窓ガラスの表面に設けたＩＴＯ粉末を含有する透明膜に
より、太陽光線の赤外線を広い波長範囲で反射すること
ができ、室内の冷暖房効率が著しく改善される。

【００４６】プリペイドカードに対しては、本発明のＩ
ＴＯ粉末を含有する膜形成材をプリペイドカードの所定
部分に塗布して赤外線カットオフ膜を形成しておく。こ
のプリペイドカードに赤外線を照射し、反射光の有無を
検査することにより偽造か否かを判別することができ
る。

【００４７】残りのサンルーフ、光ファイバー、サンバ
イザー、ＰＥＴボトル、包装用フィルム、メガネについ
ても、上記の窓ガラスと同様に、ＩＴＯ粉末を含有する
膜形成材から赤外線反射効果を有するＩＴＯ含有透明膜
を形成することができる。

【００４８】上述した用途以外に、赤外線反射が求めら
れる他の用途にも本発明のＩＴＯ粉末含有膜形成材を適
用することができる。例えば、貯蔵庫のガラスもしくは
プラスチック製透明壁面にＩＴＯ粉末を含有する透明膜
を形成すると、庫外表面の結露や庫内の温度上昇を防止
できる。また、貯蔵庫の壁面が不透明であっても、ＩＴ
Ｏ粉末含有膜を形成しておくと、外部から赤外線を遮断
して庫内の温度上昇とそれによる貯蔵物品の変質を防止
できる。

【００４９】ビニールハウスや温室に適用した場合に
は、フィルムやガラスの表面に本発明の膜形成材からＩ
ＴＯ粉末を含有する膜を形成することによって、ハウス
内の保温効果により植物の成長が促進されるという効果
が得られる。

【００５０】本発明のＩＴＯ粉末を含有する膜形成材
は、衣服、布団などの繊維製品に塗布またはスプレーに
より適用して、繊維表面にＩＴＯ粉末を含有する膜を形
成することもできる。それにより、人体から輻射される
遠赤外線が繊維から反射するようになるので、保温性が
高まる。

【００５１】焙焼室、電子レンジ、トースター、オーブ
ンなどの覗き窓に対しても、ガラス窓と同様の手法でＩ
ＴＯ粉末含有膜形成材を適用することができる。同様
に、ガラスヒータを用いた電気暖房機においても、ガラ
スヒータの周囲にＩＴＯ粉末を含有する膜を形成するこ
とにより、電気抵抗体から放射される熱が効率よく反射
して、暖房効果が高まる。本発明によれば、以上のよう
な機能を従来より有効に発揮させることができる。

【００５２】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに説明するが、これらは本発明を限定するものでは
ない。以下の実施例および比較例において、粉末の平均
一次粒子径は、比表面積 (ＢＥＴ) の測定値から、次の
粒子径式：ａ (μｍ) ＝６／ (ρ×Ｂ) [ａ：平均粒子径、ρ：真比重、Ｂ：比表面積(m²/g)] に基づいて算出した。このようにして比表面積から求め
た粒子径は透過式電子顕微鏡から直接観察した粒子径と
ほぼ一致することが確認されている。ＢＥＴ法による比
表面積は、マイクロトラック社製のベータソーブ自動表
面積計4200型を用いて測定した。また、粉末および膜の
光透過スペクトルは、積分球付き自記分光光度計U-4000
型 (日立製作所社製) を用いて、拡散反射法により測定
した。

【００５３】Ａ. 粉末の製造 (製造例１)InC1₃水溶液1.8 L(In金属600 ｇ含有) と60
％SnC1₄水溶液 22.92ｇ (Sn金属6.27ｇ含有) との混合
水溶液を、NH₄HCO₃3100ｇ/12 L の水溶液中に、70℃の
加温下で攪拌しながら滴下し、最終ｐＨ8.5 にしてIn−
Sn共沈水酸化物を析出させた。次に、静置して沈殿を沈
降させた後、上澄み液を除去し、イオン交換水を加えて
静置・沈降と上澄み液除去の操作を６回 (水の添加量は
１回につき10 L) 繰り返すことにより、沈殿を十分に水
洗した後、吸引濾過により沈殿を濾別して、含水水酸化
物の沈殿を得た。この沈殿を110 ℃で一晩乾燥させた。

【００５４】この乾燥させた共沈水酸化物250 ｇを長さ
250 mmの半割石英ボートに入れ、内径70 mm 、長さ700
mmのインコロイ800 製チューブからなる密閉加圧管状炉
を用いて加圧窒素ガス雰囲気下に焼成した。即ち、ボー
トを管状炉に入れた後、系内を真空に排気し、窒素ガス
で圧力15 kgf/cm²に加圧し、密閉下で温度600 ℃に昇温
させ、この温度に３時間保持して焼成を行い、ＩＴＯ粉
末を得た。

【００５５】得られたＩＴＯ粉末の平均一次粒子径は0.
032 μｍであり、光透過スペクトルは、750 nm以上では
全面的に94％以上のすぐれた赤外線カットオフ効果認め
られた。その最低カットオフ波長は700 nmであった。

【００５６】(製造例２)比較のために、ＩＴＯ以外の導
電性粉末の例として、アンチモンドープ酸化錫(ＡＴＯ)
粉末を次のようにして調製した。SnC1₄水溶液1.8 L
(Sn 金属600 ｇ含有) と SbCl₃水溶液0.2 L (Sb 金属80
ｇ含有) との混合水溶液を、NaOH 900ｇ/12 L の水溶液
中に、90℃の加温下で攪拌しながら滴下し、最終ｐＨ７
にしてSn−Sb共沈水酸化物を析出させた。次に、静置し
て沈殿を沈降させた後、上澄み液を除去し、イオン交換
水を加えて静置・沈降と上澄み液除去の操作を６回 (水
の添加量は１回につき10 L) 繰り返すことにより、沈殿
を十分に水洗した後、吸引濾過により沈殿を濾別して、
含水水酸化物の沈殿を得た。この沈殿を110 ℃で一晩乾
燥させた。

【００５７】次に製造例１と同様にして同条件で焼成
し、ＡＴＯ粉末を得た。この粉末の平均一次粒子径は0.
029 μｍであり、光透過スペクトルは、1200 nm で33％
以上、1240 nm 以上でようやく全面的に96％以上の赤外
線をカットオフすることが認められた。その最低カット
オフ波長は 1240 nmであった。

【００５８】Ｂ. 赤外線カットオフ膜の形成 (実施例１)製造例１で得たＩＴＯ粉末10ｇを、ペイント
シェーカー (ガラスビーズ25ｇ)を使用してエチルアル
コール20ｇ中に60分間分散させた。次に、この粉末分散
液に結合剤としてエチルシリケート10ｇ、このアルコキ
シドの加水分解促進にために１Ｎ塩酸 0.4ｇ、純水２ｇ
を加え、さらに150 分間振盪し、ビーズを除去して膜形
成剤を調製した。次に、この膜形成剤をポリエチレンテ
レフタレート (ＰＥＴ) フィルムにバーコーターを使用
して、乾燥膜厚で１μｍ厚になるように塗布し、100 ℃
で乾燥した後、得られた透明膜の特性を調べた。

【００５９】(実施例２)製造例１で得たＩＴＯ粉末10ｇ
を、ペイントシェーカー (ガラスビーズ25ｇ)を使用し
てイソプロピルアルコール90ｇ中に60分間分散させた。
次に、この粉末分散液に結合剤としてエチルシリケート
10ｇ、チタニウムテトラプロポキシド 3.5ｇを加え、さ
らに150 分間振盪し、ビーズを除去して膜形成剤を調製
した。その後、実施例１と同様にして透明膜を形成し
た。

【００６０】(実施例３)製造例１で得たＩＴＯ粉末10ｇ
を、ペイントシェーカー (ガラスビーズ25ｇ)を使用し
て純水10ｇ中に120 分間分散させた。次に、この粉末分
散液に結合剤として水溶性アルキッド樹脂 (固形分50
％) ７ｇ、硬化剤としてナフテン酸コバルト 0.3ｇを加
え、さらに150 分間振盪し、ビーズを除去して膜形成剤
を調製した。その後、実施例１と同様にして透明膜を形
成した。

【００６１】(実施例４)製造例１で得たＩＴＯ粉末10ｇ
を、ペイントシェーカー (ガラスビーズ25ｇ)を使用し
て純水10ｇ中に 120分間分散させた。次に、この粉末分
散液に結合剤としてエマルジョンタイプのアクリル樹脂
(固形分40％) ５ｇを加え、さらに90分間振盪し、ビー
ズを除去して膜形成剤を調製した。その後、実施例１と
同様にして透明膜を形成した。

【００６２】(実施例５)製造例１で得たＩＴＯ粉末10ｇ
を、ペイントシェーカー (ガラスビーズ25ｇ)を使用し
てエチルアルコール20ｇ中に60分間分散させた。次に、
この粉末分散液に結合剤としてエチルシリケート10ｇと
エチルアルコール10ｇに溶解したポリブチルアルコール
樹脂 0.5ｇとを加え、さらに90分間振盪し、ビーズを除
去して膜形成剤を調製した。その後、実施例１と同様に
して透明膜を形成した。

【００６３】(比較例１)製造例２で得たＡＴＯ粉末10
ｇ、ペイントシェーカー (ガラスビーズ25ｇ) を使用し
てエチルアルコール20ｇ中に60分間分散させた。次に、
この粉末分散液に結合剤としてエチルシリケート10ｇ、
このアルコキシドの加水分解促進のための１Ｎ塩酸0.4
ｇ、純水２ｇを加え、さらに150 分間振盪し、ビーズを
除去して膜形成剤を調製した。その後、実施例１と同様
にして透明膜を形成した。

【００６４】以上の実施例および比較例で得た膜の光透
過スペクトルを図１にまとめて示す。実施例１〜５で得
たＩＴＯ粉末含有膜は、いずれも可視域において80％前
後またはそれ以上の優れた光透過率を示し、赤外域にお
いては 800〜1100 nm の範囲内のある波長より長波長側
の赤外線を全面的に80％以上カットオフできるという優
れた赤外線カットオフ機能を有している。実施例１およ
び２のようにマトリックスが金属アルコキシドから形成
された完全無機質の透明膜の方が、赤外線カットオフ効
果が高く、より低波長側から赤外線をカットオフし、可
視域に近接した部分から全面的に赤外線を80％以上カッ
トオフすることができるという非常に優れたカットオフ
効果を示す。

【００６５】比較例１のＡＴＯ含有膜では、1200 nm で
も赤外線カットオフ率は30％強に過ぎず、赤外線カット
オフ効果は非常に劣っていた。この場合、赤外線カット
オフ率が80％を超えるのは波長1630 nm 以上であり、赤
外線カットオフ材として実用にはならない。

【００６６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の赤外線
カットオフ膜は、(1) 可視光に対する透明性が高く、し
かも赤外線に対しては高いカットオフ効果を示し、(2)
環境に対して有害は有機溶媒を使用せずに、水系および
／またはアルコール系で膜を形成でき、(3) 低コストで
大面積化が容易であり、しかも量産性に優れている。従
って、ハウジングの一般窓、サンルームの屋根材、壁材
への利用、あるいは自動車のガラス等に容易に適用する
ことができ、それにより夏期の太陽光の赤外線をほぼ完
全に反射させ、冷房等の電力の大幅な節減に役立つ。ま
た、冬期は室内の保温効果の改善にも役立つ。また、本
発明の赤外線カットオフ膜は赤外線の照射により検出す
ることができるので、カード等の偽造防止手段としても
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例で得た膜の光透過スペクト
ルである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】錫ドープ酸化インジウム粉末と、水およ
び／またはアルコールに可溶性または分散性の結合剤と
を、水および／またはアルコール中に含有することを特
徴とする赤外線カットオフ膜形成材。
【請求項２】結合剤が、(1) Si、Al、ZrもしくはTiの
アルコキシドおよび／もしくはその部分加水分解物、
(2) 水および／またはアルコールに可溶性または分散性
の有機樹脂、または(3) 前記(1) と(2) との混合物であ
ることを特徴とする、請求項１記載の赤外線カットオフ
膜形成材。
【請求項３】錫ドープ酸化インジウム粉末が、1000 n
m 以下のある波長以上より長波長側の赤外線を全面的に
90％以上カットオフするものである、請求項１または２
記載の赤外線カットオフ膜形成材。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤
外線カットオフ膜形成材から形成された赤外線カットオ
フ膜。