KR20180100123A - 붕화물 입자, 붕화물 입자 분산액, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 광학 부재, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말 및 마스터 배치 - Google Patents
붕화물 입자, 붕화물 입자 분산액, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 광학 부재, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말 및 마스터 배치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지는 붕화물 입자로서, 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때에 상기 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자를 제공한다.
Description
본 발명은 붕화물 입자, 붕화물 입자 분산액, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 광학 부재, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말 및 마스터 배치에 관한 것이다.
종래부터 La 등 희토류 원소의 붕화물 입자는 고상(固相) 반응법으로 합성된 후에 건식 분쇄법으로 분쇄되어 제조되는데, 특히, 제트 밀(jet mill) 등의 고속 기류에 의해 입자끼리 충돌시켜 분쇄하는 방법이 일반적이다. 희토류 원소의 붕화물 입자 중, 예를 들어, 육붕화란탄은 란탄 산화물과 붕소 산화물을 탄소의 존재 하에서 고온으로 가열함으로써 얻어지며, 그 후 건식 분쇄 장치로 분쇄되고 있다. 한편, 제트 밀을 이용한 분말체의 미세 분쇄 방법은, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있다.
이들 붕화물 입자는 종래부터 두꺼운 막 저항 페이스트 등에 사용되고 있고, 또한 미세 입자로 하면 일사(日射) 차폐용 광학 부재로서 사용할 수 있다. 즉, 붕화물 입자를 분산시킨 막은 가시 광선을 투과시키면서 열 에너지로 작용하는 근적외선을 고효율로 차폐할 수 있으므로, 주택이나 자동차의 창문 등에 적용하는 일사 차폐재로서 바람직하고 적절하다는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2, 3을 참조).
그러나, La 등 희토류 원소의 붕화물은 경질이므로, 제트 밀 등을 이용한 건식 분쇄법으로는 미세한 입자로 분쇄하는 것이 어려워서 1㎛~3㎛ 정도의 비교적 큰 입자 밖에 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 건식 분쇄법으로 얻은 붕화물 입자는 재응집을 억제하기가 곤란하였다.
그 후의 연구에서, 매체 교반 밀로 처리함으로써 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경을 200㎚ 이하로 할 수 있음을 알게 되었다(예를 들어, 특허문헌 4를 참조). 이로써 평균 분산 입자 직경이 200㎚ 정도인 붕화물 입자를 경제적으로 얻을 수 있게 되었다. 평균 분산 입자 직경이 200㎚ 이하인 붕화물 입자를 사용하면, 입자 직경이 200㎚ 보다 클 때 일어나는 기하학적 산란 또는 미(mie) 산란을 저감시킬 수 있다. 그리하여, 400㎚~780㎚의 가시 광선 영역 광을 산란시켜 간유리처럼 되는 현상을 방지할 수 있게 되어, 투명성을 중시한 광학 부재가 얻어지게 되었다.
그러나, 적외선 차폐 입자로서 상기 붕화물 입자가 분산된 적외선 차폐 광학 부재는 태양광, 스폿라이트 등 강한 광이 조사(照射)되었을 때에 청백색으로 변색되는 현상(이하에서, 이러한 현상을 "블루 헤이즈"라고 기재하는 경우가 있음)을 발생시키는 경우가 있다. 이와 같이 블루 헤이즈가 발생하면, 적외선 차폐 광학 부재의 미관이 나빠질 우려가 있는 등의 문제가 있다.
붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 200㎚ 이하로 되면, 기하학적 산란 또는 미 산란은 저감되며, 산란의 대부분은 산란 계수가 이하의 식 (1)로 정의되는 레일리 산란에 해당함이 알려져 있다.
S = [16π5r6/3λ4]·[(m2-1)/(m2+2)]2·[m] ……… (1)
[다만, 상기 식(1) 에서 S는 산란 계수, λ는 파장, r은 입자 직경, m=n1/n0, n0은 기질(基質)의 굴절율, n1은 분산 물질의 굴절율이다.]
상기 레일리 산란은 광의 파장보다 작은 크기의 입자에 의한 광 산란이다. 상기 식 (1)로부터, 레일리 산란은 파장(λ)의 4승에 반비례하므로 파장이 짧은 청색광을 많이 산란시켜 청백색으로 변색됨을 알 수 있다.
또한, 레일리 산란 영역에서는, 상기 식(1)로부터, 산란광이 입자 직경(r)의 6승에 비례하므로, 입자 직경을 작게 함으로써 레일리 산란이 저감되어 블루 헤이즈의 발생이 억제됨을 알 수 있다.
그리고, 예를 들어, 특허문헌 5에는, 평균 분산 입자 직경을 85㎚ 이하로 함으로써 블루 헤이즈의 발생이 억제된 예가 개시되어 있다.
V.Domnich et al., J. Am. Ceram. Soc., (2011) vol.94, Issue 11, pp. 3605-3628
X.H.Zhao et al., App. Mech. Mater., (2011) vol.55-57, pp. 1436-1440
그러나, 특허문헌 4에 개시되어 있는, 매체 교반 밀을 이용한 분쇄 방법에 의해, 종래에 사용되고 있던 붕화물 입자를 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하로 될 때까지 분쇄하려고 하면, 슬러리의 점도가 높아져서 분쇄 처리가 곤란한 경우가 있었다.
그리하여, 분쇄 처리를 계속하여 평균 분산 입자 직경을 더 작게 하여 블루 헤이즈를 억제하기 위해서는, 슬러리 중 붕화물 입자의 농도를 극도로 낮추어 점도를 낮출 필요가 있어서 분쇄 효율이 나빠 비경제적이라는 문제가 있었다.
이에 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 고려하여 본 발명의 일 측면에서는, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 의하면, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지는 붕화물 입자로서, 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때에 상기 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산체 등의 확산 투과 프로파일의 측정 원리를 나타내는 설명도(1)이다.
[도 2] 본 발명의 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산체 등의 확산 투과 프로파일의 측정 원리를 나타내는 설명도(2)이다.
[도 2] 본 발명의 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산체 등의 확산 투과 프로파일의 측정 원리를 나타내는 설명도(2)이다.
이하에서 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하여 설명하나, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서 이하의 실시형태에 여러 변형 및 치환을 가할 수 있다.
(붕화물 입자)
본 실시형태에서는 우선 붕화물 입자의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 붕화물 입자는, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지는 붕화물 입자에 대한 것이다. 그리고, 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때에 상기 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량을 0.2질량% 이하로 할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 용이하게 미세 분쇄, 즉, 미세한 입자로 분쇄할 수 있는 붕화물 입자에 대해 면밀히 검토하였다. 그리하여, 붕화물 입자 중의 탄소량(탄소 농도)을 소정값 이하로 함으로써, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자로 할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 실시형태의 붕화물 입자는, 전술한 바와 같이, 일반식 XBm 으로 나타내어지는 붕화물의 입자로 할 수 있다.
전술한 일반식 XBm으로 나타내어지는 본 실시형태의 붕화물 입자에 있어서, 금속 원소(X)에 대한 붕소(B)의 원소비(몰비 B/X)인 m은 특별히 한정되는 것은 아니나 3.0 이상 20.0 이하인 것이 바람직하다.
일반식 XBm으로 나타내어지는 붕화물 입자를 구성하는 붕화물로는, 예를 들어, XB4, XB6, XB12 등을 들 수 있다. 그러나, 파장1000㎚ 부근에서 근적외선 영역의 광의 투과율을 선택적으로 고효율로 저하시킨다는 점에서, 본 실시형태의 붕화물 입자는 XB4 또는 XB6이 주체로 됨이 바람직하며, 일부에 XB12 를 포함할 수도 있다.
그러므로, 상기 일반식 XBm에 있어 금속 원소(X)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/X)인 m은 4.0 이상 6.2 이하이면 보다 바람직하다.
한편, 상기 (B/X)가 4.0 이상인 경우, XB, XB2 등의 생성을 억제할 수 있고, 이유는 명확하지 않으나 일사 차폐 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 (B/X)가 6.2 이하인 경우에는, 일사 차폐 특성이 크게 우수한 육붕화물의 함유 비율을 증가시킬 수 있어서 일사 차폐 특성이 향상되므로 바람직하다.
특히, 붕화물 중에서는 근적외선 흡수능이 높다는 점에서, 본 실시형태의 붕화물 입자는 XB6가 주체로 됨이 바람직하다.
그러므로, 일반식 XBm으로 나타내어지는 본 실시형태의 붕화물 입자에 있어서, 금속 원소(X)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/X)인 m은 5.8 이상 6.2 이하이면 더 바람직하다.
한편, 붕화물 입자를 제조한 경우, 얻어지는 붕화물 입자를 포함하는 분말체는 단일 조성의 붕화물 입자만으로 구성되는 것이 아니라, 복수 개의 구성의 붕화물을 포함하는 입자로 할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, XB4, XB6, XB12 등의 붕화물의 혼합물 입자로 할 수 있다.
그러므로, 예를 들어, 대표적인 붕화물 입자인 육붕화물 입자에 대해서 X선 회절 측정을 한 경우에, X선 회절 분석상으로는 단일 상(相)이더라도 실제로는 미량의 다른 상(相)을 포함한다고 생각된다.
그리하여, 본 실시형태의 붕화물 입자의 일반식 XBm에서의 m은, 예를 들어, 얻어진 붕화물 입자를 포함하는 분말체를 ICP 발광 분광 분석법(고주파 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법) 등에 의해 화학 분석을 한 경우 X원소 1원자에 대한 붕소(B)의 원자수비(比)로 할 수 있다.
본 실시형태의 붕화물 입자의 금속 원소(X)는, 상기 일반식에 나타낸 바와 같이 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소로 할 수 있다.
다만, 란탄의 육붕화물인 육붕화란탄은 특히 근적외선 흡수능이 높다는 점에서, 본 실시형태의 붕화물 입자는 육붕화란탄 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발명자들의 검토에 따르면, 붕소물 입자 중 탄소량(탄소 농도)를 소정값 이하로 함으로써 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자로 할 수 있다. 그 이유에 대해서는 이하에서 설명한다.
본 발명의 발명자들의 검토에 따르면, 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소가 붕화물 입자의 성분과 탄소 화합물을 형성한다. 또는 원료에 포함되는 탄소 화합물이 잔류하는 경우가 있다.
이와 같은 탄소 화합물로는, 예를 들어, LaB2C2, LaB2C4, B4C, B4.5C, B5.6C, B6.5C, B7.7C, B9C 등을 들 수 있다.
비특허문헌 1에 의하면, 전술한 탄소 화합물 중 B4C, B4.5C, B5.6C, B6.5C, B7.7C, B9C는 경도의 지표인 영률이 각각 472GPa, 463GPa, 462GPa, 446GPa, 352GPa, 348GPa로서 높은 경도의 탄소 화합물로 되어 있다.
한편, 비특허문헌 2에는, 예를 들어, 육붕화란탄의 영률이 194GPa라고 보고되어 있다.. 또한, 그 밖의 붕화물 입자에 대해서도 같은 정도의 영률을 갖는 것으로 인정된다.
이와 같이 목적으로 하는 붕화물 입자보다 불순물로서 혼입되는 탄소 화합물이 영률이 높은 경우가 있다. 그러므로, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자로 하기 위해서는 이들 탄소 화합물의 혼입을 억제할 필요가 있다.
그리고, 이들 탄소 화합물의 혼입량(함유량)은 붕화물 입자 중의 탄소량과 상관이 있으므로, 앞서 설명한 바와 같이, 붕화물 입자 중의 탄소량을 소정값 이하로 함으로써 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자로 할 수 있다고 생각된다.
본 실시형태의 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량은 연소-적외선 흡수법에 의해 측정할 수 있다. 그리고, 연소-적외선 흡수법에 의해 측정된, 본 실시형태의 붕화물 입자에 포함되는 탄소량은, 0.2질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.1질량% 이하이면 더 바람직하다.
또한, 특히 붕화물 입자 내에 전술한 탄소 화합물 중 B4C(탄화 붕소)가 생성되기 용이하다는 점에서, 본 실시형태의 붕화물 입자는, 함유되는 B4C량에 대해서도 억제하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시형태의 붕화물 입자의 B4C 함유량(함유 비율)은 1.0질량% 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 붕화물 입자에 포함되는 B4C의 양, 즉, B4C의 함유 비율을 1.0질량% 이하로 함으로써 다른 탄소 화합물의 함유량도 억제할 수 있으며, 특히 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자로 할 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 실시형태의 붕화물 입자 중에 포함되는 B4C의 양은, 질산 용해와 여과 분리의 전처리를 실시함으로써, ICP 분석에 의해 측정할 수 있다.
B4C는 질산에는 거의 용해되지 않는다고 알려져 있다. 한편, 붕화물 입자는 질산에 용해된다고 알려져 있다.
따라서, 붕화물 입자 중의 B4C량을 평가하는 경우, 붕화물 입자를 질산에 첨가하고 붕화물 입자를 용해시킨 후 미용해 잔류물을 여과 분리함으로써 붕화물 입자 중의 B4C 입자만을 빼낼 수 있다. 그리고, 분리된 B4C 입자를 탄산나트륨으로 용해시키고 ICP 분석에 의해 붕소 농도를 측정하여 B4C 농도를 산출할 수 있다.
이 때 여과 분리 후에 얻어진 미용해 잔류물이 B4C임을 확인하기 위해, 병행하여 여과 분리까지 동일하게 처리한 시료를 준비하고, 여과 분리 후에 얻어진 시료의 미용해 잔류물에 대해 XRD 측정하여 B4C 단상(單相)임을 확인하는 것이 바람직하다.
그런데, 육붕화물 입자 등의 붕화물 입자는 어두운 청자(靑紫)색 등으로 착색된 분말인데, 입자 직경이 가시광 파장에 비해 충분히 작도록 분쇄하여 막 중에 분산된 상태에서는 막에 가시광 투과성이 생긴다. 동시에 적외선 차폐 기능이 발현된다.
그 이유에 대해서는 상세히 규명되어 있지 않으나, 이들 붕화물 재료는 자유 전자를 비교적 많이 보유하여, 4f-5d 사이의 밴드 간 천이나 전자-전자, 전자-포논(phonon) 상호 작용에 의한 흡수가 근적외선 영역에 존재하는 점에 기인하는 것이라 생각된다.
실험에 의하면, 이들 붕화물 입자를 충분히 잘게 그리고 균일하게 분산시킨 막에서는, 막의 투과율은 파장 400㎚ 이상 700㎚ 이하의 영역에서 극대값을 가지며, 파장 700㎚ 이상 1800㎚ 이하의 영역에서 극소값을 가짐이 확인된다. 가시광 파장이 380㎚ 이상 780㎚ 이하이며, 시감도(視感度)가 550㎚ 부근을 피크로 하는 범종(梵鐘) 모양임을 고려하면, 이러한 막에서는 가시광을 유효적으로 투과시키고 그 이외의 일사광을 유효적으로 흡수·반사함을 이해할 수 있다.
본 실시형태의 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경은 100㎚ 이하인 것이 바람직하며, 85㎚ 이하이면 보다 바람직하다. 한편, 여기에서 말하는 평균 분산 입자 직경은, 동적 광 산란법에 기초한 입자 직경 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 1㎚ 이상인 것이 바람직하다. 이는 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경을 1㎚ 미만으로 하는 것은 공업적으로 어렵기 때문이다.
이상에서 설명한 본 실시형태의 붕화물 입자는 탄소의 함유량이 소정값 이하이므로, 용이하게, 예를 들어, 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하로 되도록 미세 분쇄할 수 있다. 그리하여, 본 실시형태의 붕화물 입자가 분산된 적외선 차폐 광학 부재는, 태양광, 스폿라이트 등 강한 광이 조사된 경우에도 블루 헤이즈가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(붕화물 입자의 제조방법)
이어서, 본 실시형태의 붕화물 입자 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 붕화물 입자 제조방법으로는, 얻어지는 붕화물 입자가 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소)으로 나타내어지고, 당해 붕화물 입자를 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때에 상기 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량(탄소 농도)이 0.2질량% 이하라면, 특별히 한정되지는 않는다.
본 실시형태의 붕화물 입자 제조방법의 일 구성예로서, 예를 들어, 환원제로서 탄소 또는 탄화 붕소를 사용한 고상 반응법을 들 수 있다. 이하에서, 금속 원소로서 란탄을 사용한 붕화물 입자를 제조하는 경우를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 금속 원소로서 란탄을 사용한 붕화물 입자는, 붕소원(源)과 환원제와 란탄원(源)의 혼합물을 소성함으로써 제조할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 붕소원 및 환원제로서 탄화 붕소를, 란탄원으로서 산화 란탄을 사용하여 붕화 란탄 입자를 제조하는 경우, 우선 탄화 붕소와 산화 란탄의 원료 혼합물을 조제한다. 이어서, 당해 원료 혼합물을 불활성 분위기의 1500℃ 이상의 온도에서 소성함으로써, 탄화 붕소 중의 탄소에 의해 란탄 산화물이 환원되고 일산화탄소 및 이산화탄소가 발생되어 탄소는 제거된다. 또한, 남은 란탄과 붕소로부터 붕화 란탄이 얻어진다.
한편, 탄화 붕소 유래의 탄소는 일산화탄소 및 이산화탄소로서 완전히 제거되는 것은 아니며, 일부가 붕화 란탄 입자 중에 잔류하여 불순물 탄소로 된다. 따라서, 원료 중 탄화 붕소의 비율을 증가시키면, 얻어지는 붕화 란탄 입자 중의 불순물 탄소 농도가 증가한다.
앞서 설명한 바와 같이, 얻어지는 붕화물 입자를 포함하는 분말체는 단일 조성의 붕화물 입자만으로 구성되는 것은 아니며, LaB4, LaB6, LaB12 등의 혼합물의 입자로 된다. 그러므로, 얻어지는 붕화물 입자를 포함하는 분말체에 대해 X선 회절 측정한 경우에, X선 회절 분석 상으로는 붕화물에 대해 단일 상(相)이더라도 실제로는 다른 상(相)이 미량 포함되어 있다고 생각된다.
여기에서, 전술한 바와 같이 금속 원소로서 란탄을 사용한 붕화물 입자를 제조하는 경우, 원료인 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비 B/La는 특별히 한정되지는 않으나, 3.0 이상 20.0 이하인 것이 바람직하다.
특히, 원료인 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비 B/La가 4.0 이상인 경우, LaB, LaB2 등의 생성을 억제할 수 있다. 또한, 이유는 명확하지 않으나 일사 차폐 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 원료인 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비 B/La가 6.2 이하인 경우, 붕화물 입자 이외에 산화 붕소 입자가 생성되는 것이 억제된다. 산화 붕소 입자는 흡습성이 있어서, 붕화물 입자를 포함하는 분말체 중에 산화 붕소 입자가 혼입되면, 붕화물 입자를 포함하는 분말체의 흡습성이 저하되어 일사 차폐 특성의 경시 열화가 커진다.
따라서, 원료인 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비 B/La를 6.2 이하로 하여 산화 붕소 입자의 생성을 억제하는 것이 바람직하다. 또한, 원소비 B/La가 6.2 이하인 경우에는, 특히 일사 차폐 특성이 우수한 육붕화물의 함유 비율을 증가시킬 수 있어서 일사 차폐 특성이 향상되므로 바람직하다.
또한, 불순물 탄소 농도를 저감시키기 위해서는, 가능한한 원료 중 탄화 붕소의 비율을 저하시키는 것이 효과적이다. 그리하여, 예를 들어, B/La를 6.2 이하로 하여 붕화 란탄 입자를 생성시킴으로써, 불순물 탄소 농도가 보다 확실하게 0.2질량% 이하인 붕화 란탄 입자를 포함하는 분말체가 얻어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 금속 원소로서 란탄을 사용한 붕화물 입자를 제조하는 경우, 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비(몰비) B/La는 4.0 이상 6.2 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 원료의 조성을 상기 범위로 함으로써, 얻어지는 붕화 란탄 입자를 포함하는 분말체 중의 불순물 탄소 농도를 낮게 억제함과 동시에 높은 일사 차폐 특성을 나타내는 붕화 란탄 입자를 함유하는 분말체를 얻을 수 있다.
또한, 특히, 얻어지는 붕화 란탄 입자는 LaB6가 주체로 되는 것이 바람직하다. 이것은 LaB6가 특히 근적외선 흡수능이 좋기 때문이다.
따라서, 원료인 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비 B/La는 5.8 이상 6.2 이하면 더욱 바람직하다.
한편, 여기에서는, 붕소원 및 환원제로서 탄화 붕소를, 란탄원으로서 산화 란탄을 사용하여 붕화 란탄 입자를 제조하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 붕소원으로서 붕소나 산화 붕소를, 환원제로서 탄소를, 란탄원으로서 산화 란탄을 각각 사용할 수도 있다. 이 경우, 생성물 중에 잉여의 탄소나 산소가 잔류하지 않도록 예비 시험 등을 실시하여 각 성분의 혼합 비율을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들어, 제조할 붕화물 입자가 함유하는 금속 원소 X에 따라 산화 란탄 대신에 금속 원소 X를 포함하는 화합물을 사용할 수도 있다. 금속 원소 X를 함유하는 화합물로는, 예를 들어, 금속 원소 X의 수산화물, 금소 원소 X의 수화물, 금속 원소 X의 산화물에서 선택된 1종류 이상을 들 수 있다. 당해 금속 원소 X를 포함하는 화합물의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 금속 원소 X를 포함하는 화합물을 함유하는 용액과 알칼리 용액을 교반하면서 반응시켜 침전물을 생성하여 당해 침전물로부터 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 산화 란탄 대신에 금속 원소 X를 함유하는 화합물을 사용하는 경우에서도, 생성물 중에 잉여의 탄소나 산소가 잔류하지 않도록 예비 시험 등을 실시하여 각 성분의 혼합 비율을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 붕소원 중의 붕소와 금속 원소 X 중의 금속 원소 X의 원소비를, 앞서 설명한 붕소원 중의 붕소와 란탄원 중의 란탄의 원소비와 같은 비율로 할 수도 있다.
얻어진 붕화물 입자는, 예를 들어 습식 분쇄 등을 실시함으로써, 원하는 평균 분산 입자 직경을 갖는 붕화물 입자로 할 수 있다.
(붕화물 입자 분산액)
이어서, 본 실시형태의 붕화물 입자 분산액의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 붕화물 입자 분산액은, 앞서 설명한 붕화물 입자와 액상 매체를 포함할 수 있다. 한편, 붕화물 입자는, 예를 들어 액상 매체 중에 분산된 상태인 것이 바람직하다.
붕화물 입자 분산액에 사용하는 액상 매채는 물, 유기 용매, 유지(油脂), 액상 수지, 가소제에서 선택된 1종류 이상을 포함할 수 있다.
유기 용매는, 붕화물 입자의 분산성을 유지하기 위한 기능과 분산액을 도포할 때에 도포 결함을 일으키지 않기 위한 기능을 가지는 것이 바람직하다. 유기 용매로서, 예를 들어, 메탄올(MA), 에탄올(EA), 1-프로판올(NPA), 이소프로판올(IPA), 부탄올, 펜탄올, 벤질알코올, 디아세톤알코올 등의 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로헥사논, 이소포론 등의 케톤계 용매, 3-메틸-메톡시-프로피오네이트(MMP) 등의 에스테르계 용매, 에틸렌글리콜모노메틸에테르(MCS), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(ECS), 에틸렌글리콜이소프로필에테르(IPC), 프로필렌글리콜메틸에테르(PGM), 프로필렌글리콜에틸에테르(PE), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트(PE-AC) 등의 글리콜 유도체, 포름아미드(FA), N-메틸포름아미드, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 아미드류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 에틸렌클로라이드, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
전술한 중에서도 유기 용매로는, 특히 MIBK, MEK 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, PGMEA, PE-AC 등의 글리콜에테르아세테이트류 등, 소수성이 좋은 것이 보다 바람직하다. 따라서, 이들 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
유지로서는, 예를 들어, 아마 기름, 해바라기 기름, 오동나무 기름 등의 건성유(乾性油), 참기름, 면화 기름, 유채 기름, 콩기름, 미강유 등의 반건성유(半乾性油), 올리브유, 야자유, 팜유, 탈수 피마자유 등의 불건성유(不乾性油), 식물유의 지방산과 모노알코올을 직접 에스테르 반응시킨 지방산 모노에스테르, 에테르류, ISOPAR-E, EXOR 헥산, EXOR 헵탄, EXOR-E, EXOR-D30, EXOR-D40, EXOR-D60, EXOR-D80, EXOR-D95, EXOR-D110, EXOR-D130(이상 엑손모빌社 제조) 등의 석유계 용제에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
액상 수지로는, 예를 들어, 액상 아크릴 수지, 액상 에폭시 수지, 액상 폴리에스테르 수지, 액상 우레탄 수지에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
가소제로는, 예를 들어, 액상 플라스틱용 가소제를 사용할 수 있다. 액상 플라스틱용 가소제로는, 예를 들어, DEHP, DINP 등의 프탈산계 가소제, DINA, DOA 등의 아디프산계 가소제, 인산계 가소제, 에폭시계 가소제, 폴리에스테르계 가소제에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 붕화물 입자 분산액에 사용하는 액상 매체는, 전술한 성분 이외에도, 예를 들어, 분산제, 커플링제, 계면 활성제 등을 함유할 수도 있다. 분산제, 커플링제, 계면 활성제는 용도에 맞추어 선정할 수 있으나, 아민을 함유하는 기, 수산기, 카르복실기 또는 에폭시기를 관능기로서 가지는 것이 바람직하다. 이들 관능기는 붕화물 입자의 표면에 흡악되어 붕화물 입자의 응집을 막을 수 있고, 예를 들어, 붕화물 입자 분산액을 사용하여 제작한 붕화물 입자 분산체 내에서 붕화물 입자를 균일하게 분산시키는 효과를 발휘한다.
분산제, 커플링제, 계면 활성화제로는, 예를 들어, 인산에스테르 화합물, 고분자계 분산제, 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제 등을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 고분자계 분산제로는, 아크릴계 고분자 분산제, 우레탄계 고분자 분산제, 아크릴 블록 코폴리머계 고분자 분산제, 폴리에테르류 분산제, 폴리에스테르계 고분자 분산제 등을 들 수 있다.
분산제, 커플링제, 계면 활성제에서 선택된 1종류 이상의 재료를 붕화물 입자 분산액에 첨가하는 양은, 붕화물 입자 100중량부에 대해 10중량부 이상 1000 중량부 이하의 범위인 것이 바람직하고, 20중량부 이상 200중량부 이하의 범위이면 보다 바람직하다. 분산제 등의 첨가량이 상기 범위에 있으면, 붕화물 입자가 분산액 중에서의 응집을 억제하고 높은 분산 안정성을 유지할 수 있어서 바람직하다.
액상 매체 내에 붕화물 입자를 분산시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 붕화물 입자 분산액의 원료 혼합물을 비즈 밀, 볼 밀, 샌드 밀 등의 습식 매체 밀을 이용하여 분산 처리하는 방법을 들 수 있다. 특히, 본 실시형태의 붕화물 입자 분산액은, 평균 분산 입자 직경이 100nm 이하인 붕화물 입자를 액상 매체 내에 분산시킨 상태를 갖는 것이 바람직하며, 당해 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 85nm 이하이면 보다 바람직하다. 그리하여, 비즈 밀 등의 매체 교반 밀 을 이용한 습식 분쇄법에 의해 붕화물 입자를 분산시켜 분산액을 조제하는 것이 바람직하다.
붕화물 입자 분산액으로서, 분산매(액상 매체) 내에 붕화물 입자가 분산된 붕화물 입자 분산액을 조제하는 경우, 전술한 바와 같이 원료인 붕화물 입자, 분산제 등을 액상 매체인 물, 유기 용매, 유지, 액상 수지, 가소제 등 내에 첨가하고 매체 교반 밀 등에 의해 분산 처리하는 방법을 들 수 있다.
또한, 이하의 방법에 의해 붕화물 입자 분산액을 조제할 수도 있다. 여기에서는 붕화물 입자 가소제 분산액을 조제하는 경우를 예로 들어 설명한다.
구체적으로는, 우선 액상 매체로서, 앞서 설명한 유기 용매를 이용하여 유기 용매 내에 붕화물 입자를 분산시킨 붕화물 입자 분산액을 미리 조제한다. 이어서, 당해 붕화물 입자 분산액에 가소제를 첨가하고 유기 용매를 제거함으로써 붕화물 입자 가소제 분산액을 얻을 수 있다.
한편, 유기 용매를 제거하는 방법으로는, 예를 들어 붕화물 입자 분산액을 감압 건조하는 방법을 들 수 있다.
구체적으로는, 가소제를 첨가한, 유기 용매를 액상 매체로 하는 붕화물 입자 분산액을 교반하면서 감압 건조하여, 유기 용매 성분을 분리한다. 당해 감압 건조에 사용하는 장치로는, 진공 교반형 건조기를 들 수 있으나, 상기 기능을 갖는 장치라면 되며 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 감압시의 압력값은 적절히 선택된다.
당해 감압 건조법을 이용함으로써, 가소제를 첨가한, 유기 용매를 액상 매체로 하는 붕화물 입자 분산액으로부터, 유기 용매를 제거하는 효율을 향상시킬 수 있으므로, 붕화물 입자 가소제 분산액 내에 분산되어 있는 붕화물 입자의 응집을 일으키지 않아 바람직하다. 또한, 붕화물 입자 가소제 분산액의 생산성도 올라가고, 증발된 유기 용매를 회수하는 것도 용이하여 환경적 배려의 측면에서도 바람직하다.
한편, 균일한 붕화물 입자 분산액을 얻기 위해, 각종 첨가제나, 앞서 설명한 바와 같이 분산제를 첨가하거나 pH 조정을 할 수도 있다.
또한, 여기에서는, 분산제로서 가소제를 사용한 붕화물 입자 가소제 분산액을 조제하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이러한 형태에 한정되지는 않으며, 가소제 대신에 물, 유기 용매, 유지, 액상 수지 등, 다른 분산매(액상 매채)를 사용함으로써 각종 분산매 내에 붕화물 입자가 분산된 분산액을 얻을 수 있다.
붕화물 입자 분산액 내 붕화물 입자의 함유율, 즉, 농도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.01질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하다.
이것은 붕화물 입자의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 충분한 적외선 차폐능을 갖는 붕화물 입자 분산액으로 할 수 있기 때문이다.
또한, 붕화물 입자의 함유량이 30질량% 이하이면, 붕화물 입자 분산액의 점도가 지나치게 높아지지 않아 분산 안전성을 유지할 수 있어서 바람직하기 때문이다. 특히, 붕화물 입자 분산액 내 붕화물 입자의 함유량이 1질량% 이상 30질량% 이하이면 보다 바람직하다.
또한, 붕화물 입자 분산액 내 붕화물 입자는 동적 광 산란법으로 측정된 평균 분산 입자 직경이 평균100㎚ 이하로 분산되어 있는 것이 바람직하며, 85㎚ 이하로 분산되어 있으면 보다 바람직하다. 이것은, 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하이면, 본 실시형태에 따른 붕화물 입자 분산액을 사용하여 제조된 적외선 차폐막에서 블루 헤이즈의 발생이 억제되어 광학 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 당해 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하인 경우, 적외선 차폐막에서 블루 헤이즈의 발생을 크게 억제할 수 있기 때문이다.
한편, 앞서 설명한 붕화물 입자를 사용하여 붕화물 입자 분산액을 제작한 경우에, 붕화물 입자 분산액(슬러리)이 겔(gel)화하는 등의 문제가 발생하는 일 없이 효율적으로 평균 분산 입자 직경을 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하에까지 분쇄 가능한 이유에 대해, 본 발명자들은 이하와 같이 추론하고 있다.
붕화물 입자는 경질이므로 습식 매체 교반 밀을 이용하여 분쇄할 때에, 미디어 비즈가 마모된 미세 분말, 미디어 비즈가 파쇄된 자잘한 비즈 조각 등, 마찰 찌꺼기가 슬러리 내로 혼입하게 된다. 이 때 탄소 농도의 증가에 따라 붕화물 입자의 경도가 증가하므로, 함유하는 탄소 농도가 0.2질량%보다 높은 붕화물 입자를 원료로 한 경우, 미디어 비즈의 마모 찌꺼기가 슬러리 내로 대량 혼입된다. 이러한 미디어 비즈의 마모 찌꺼기 혼입이 슬러리의 점도를 상승시키는 원인으로 되어 있다.
슬러리 내 미디어 비즈의 마모 찌꺼기와 붕화물의 농도비를 미디어 비즈 마모량의 지표로 할 수 있다. 예를 들어, 미디어 비즈로서 내마모성이 높은 것으로 알려져 있는 이트리아 안정화 지르코니아 비즈(단순히 "지르코니아 비즈"라고도 기재함)를 사용한 경우, 슬러러 내 지르코니아 비즈 유래의 Zr과 일반식 XBm으로 나타내어지는 붕화물 내 금속 원소 X의 중량 농도(질량%)의 농도비 Zr/X를 미디어 비즈 마모량의 지표로 할 수 있다.
그리고, 붕화물 입자가 함유하는 탄소의 농도가 0.2질량%보다 높은 경우에, 얻어지는 슬러리 중 지르코니아 비즈 유래의 지르코늄과 일반식 XBm으로 나타내어지는 붕화물 내 금속 원소 X의 농도비 Zr/X는 1.5보다 크게 된다 즉, 미디어 비즈의 마모량이 매우 큼을 나타내고 있다. 이러한 미디어 비즈의 마모 찌꺼기 혼입이 슬러리의 점도를 상승시키는 원인으로 되어 있다.
이에 대해, 함유하는 탄소의 농도가 0.2질량% 이하인 붕화물 입자를 원료로서 사용하며, 미디어 비즈로서 이트리아 안정화 지르코니아 비즈를 사용하여 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하까지 분쇄하는 경우, 얻어지는 슬러리 중 농도비 Zr/X를 1.5 이하로 할 수 있다. 즉, 미디어 비즈의 마모 찌꺼기 혼입량이 크게 감소하므로, 슬러리의 점도가 악화되는 일 없이 효율적으로 분쇄가 가능하다고 추론된다. 다만, 슬러리의 점도 상승화에 대해서는, 아직 밝혀지지 않은 점도 많으며, 상기 이외의 작용이 가해지고 있을 가능성도 있으므로, 상기 작용에 한정되는 것은 아니다.
한편, 미디어 비즈로서 지르코니아 비즈를 사용하여 붕화물 입자 분산액의 분산 처리를 실시한 경우, 붕화물 입자 분산액 중 지르코니아 비즈 유래의 Zr과 일반식 XBm으로 나타내어지는 붕화물 내 금속 원소 X의 농도비 Zr/X는 1.5 이하인 것이 바람직하다. 즉, 붕화물 입자 분산액은 분쇄시에 사용한 미디어 비즈 유래의 지르코니아를 함유할 수 있고, 붕화물 입자 분산액 내 금속 원소 X의 중량 농도에 대해 Zr의 중량 농도가 1.5배 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 전술한 바와 같이, 얻어지는 붕화물 입자 분산액 내의 농도비 Zr/X가 1.5 이하인 경우, 붕화물 입자의 점도 상승에 대해 충분히 억제할 수 있기 때문이다.
이상 설명한 본 실시형태의 붕화물 입자 분산액은 적외선 차폐 입자 분산액으로서 각종 용도로 사용할 수 있다. 그리고, 본 실시형태의 붕화물 입자 분산액은 앞서 설명한 붕화물 입자를 함유하고 있어서 용이하게 평균 분산 입자 직경을 100 ㎛ 이하, 특히 85㎛ 이하로 할 수 있다. 그리하여, 블루 헤이즈가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 광학 부재)
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 코팅층을 가지고, 코팅층은 적외선 차폐 입자와 바인더를 포함할 수 있다.
그리고, 적외선 차폐 입자는, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 전술한 바와 같이, 투명 기재와 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 배치된 코팅층을 포함할 수 있다. 그리고, 코팅층은 적외선 차폐 입자와 바인더를 포함할 수 있다.
각 성분에 대해 이하에서 설명한다.
(1)적외선 차폐 입자 및 그 제조방법에 대해
적외선 차폐 입자로는 앞서 설명한 붕화물 입자를 사용할 수 있으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
(2)바인더
앞서 설명한 바와 같이 코팅층은 바인더를 함유할 수 있으므로, 이어서 바인더에 대해 설명한다.
바인더로는, 예를 들어, 자외선(UV) 경화 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전자선 경화 수지, 상온 경화 수지 등을 목적에 따라 선정 가능하다. 특히, 바인더로는, 자외선(UV) 경화 수지,열가소성 수지, 열경화성 수지, 상온 경화 수지에서 선택된 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
바인더로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 불소 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리비닐부티랄 수지 등을 들 수 있다.
바인더로는, 예를 들어 전술한 수지군 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 다만, 전술한 코팅층용 바인더로는, 전술한 수지군 중에서도 생산성, 장치 비용 등의 관점에서 UV 경화 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 수지계 바인더 대신에, 금속 알콕시드를 사용한 무기 바인더를 이용할 수도 있다. 금속 알콕시드로는, Si, Ti, Al, Zr 등의 알콕시드를 대표적인 재료로서 들 수 있다. 이들 금속 알콕시드를 사용한 무기 바인더는, 가열 등에 의해 가수 분해 축중합시킴으로써 산화물 막의 코팅층을 형성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 수지계 바인더와 상기 무기 바인더를 혼합하여 사용할 수도 있다.
(3)투명 기재
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 코팅층을 가질 수 있다. 이에 이어서는 투명 기재의 구성예에 대해 설명한다.
투명 기재로는, 바람직하게는, 예를 들어, 투명 필름 기재 또는 투명 유리 기재를 사용할 수 있다.
투명 필름 기재는 필름 형상에 한정되지 않으며, 예를 들어 보드 형상일 수도 시트 형상일 수도 있다. 투명 필름 기재의 재료로는, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 폴리에스테르, 아크릴, 우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 염화비닐, 불소 수지 등에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다. 투명 필름 기재로는, 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이면 보다 바람직하다.
또한, 투명 유리 기재에 대해서도 특별히 한정되지는 않으며, 실리카 유리, 소다 유리 등 투명 유리 기재를 사용할 수 있다.
또한, 투명 기재의 표면은, 적외선 차폐 입자 분산액의 도포성, 코팅층과의 밀착성 등을 개선하기 위해 표면 처리가 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 투명 기재와 코팅층의 접착성을 향상시키기 위해, 투명 기재 상에 중간층을 형성하고 중간층 상에 코팅층을 형성할 수도 있다. 중간층의 구성은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 폴리머 필름, 금속층, 무기층(예를 들어, 실리카, 티타니아, 지르코니아 등의 무기 산화물층), 유기/무기 복합층 등으로 구성할 수 있다.
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 앞서 설명한 바와 같이, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 코팅층을 가지고, 코팅층은 적외선 차폐 입자와 바인더를 포함할 수 있다.
코팅층은 적외선 차폐 입자와 바인더만으로 구성되어 있을 수도 있으나, 다른 성분을 함유할 수도 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 코팅층은 적외선 차폐 입자 분산액을 사용하여 제조할 수 있는 바, 적외선 차폐 입자 분산액 내에는, 용매, 분산제, 커플링제, 계면 활성제 등을 첨가할 수 있다. 그리하여 코팅층에는, 적외선 차폐 입자 분산액에의 첨가 성분, 당해 첨가 성분에 유래하는 성분 등이 함유되어 있을 수 있다.
또한, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재이 자외선 차폐 기능을 더 가질 수 있도록, 코팅층에 무기계의 산화 티탄, 산화 아연, 산화 세륨 등의 입자, 유기계의 벤조페논, 벤조트리아졸 등에서 선택된 적어도 1종류 이상의 자외선 차폐재를 첨가할 수도 있다.
한편, 상기 자외선 차폐재는 코팅층에 첨가하는 형태에 한정되지는 않으며, 자외선 차폐재를 별도로 함유하는 층을 형성할 수도 있다. 자외선 차폐재를 함유하는 층을 형성하는 경우, 그 층의 배치에 대해서는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 코팅층 상에 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 투명 기재의 가시광 투과율을 향상시키기 위해, ATO, ITO, 알루미늄 첨가 산화 아연, 인듐 주석 복합 산화물에서 선택된 1종류 이상의 입자를 코팅층에 더 혼합할 수도 있다. 이들 투명 입자가 코팅층에 첨가됨으로써, 파장 750㎚ 부근의 투과율이 증가하는 한편 1200㎚보다 장파장인 적외광을 차폐하므로, 근적외광의 투과율이 높으며 열선 차폐 특성이 좋은 열선 차폐체가 얻어진다. 한편, 상기 ATO 막 등에서 선택되는 1종류 이상의 입자에 대해서도, 코팅층에 첨가하는 형태에 한정되는 것은 아니며, 코팅층과는 별도로 이러한 입자를 함유하는 층을 형성할 수도 있다.
투명 기재 상의 코팅층 두께는 특별히 한정되지는 않으나, 실용상으로는 20㎛ 이하임이 바람직하고, 6㎛ 이하이면 보다 바람직하다. 이것은, 코팅층의 두께가 20㎛ 이하이면 충분한 연필 경도를 발휘하여 내찰과성을 가짐에 더하여 코팅층에서 용매의 휘산 및 바인더의 경화시에 기판 필름이 휘는 등 공정 이상이 발생하는 것을 회피할 수 있기 때문이다.
한편, 코팅층 두께의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 10㎚ 이상임이 바람직하고, 50㎚ 이상이면 보다 바람직하다.
코팅층에 포함되는 적외선 차폐 입자의 함유량은 특별히 한정되지는 않으나, 투명 기재/코팅층의 투명 면적당 함유량은0.01g/m2 이상 1.0g/m2 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 함유량이 0.01g/m2 이상이면 적외선 차폐 입자를 함유하지 않는 경우에 비해 유의미하게 열선 차폐 특성을 발휘할 수 있고, 함유량이 1.0g/m2 이하이면 적외선 차페 투명 기재가 가시광 투과성을 충분히 유지할 수 있기 때문이다.
또한, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 코팅층의 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율을 45% 이상 55% 이하가 되도록 설정한 경우의, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되는 것이 바람직하다.
한편, 충분한 가시광 투과율을 갖는 투명 기재를 사용하여, 투명 기재가 적외선 차폐 투명 기재의 가시광 투과율에 거의 영향을 미치지 않는 경우, 즉, 예를 들어, 90% 이상의 가시광 투과율을 갖는 투명 기재를 사용하고 있는 경우, 상기 코팅층의 가시광 투과율을 적외선 차폐 투명 기재의 가시광 투과율로 보더라도 좋다.
여기에서 블루 헤이즈의 평가 방법에 대해 설명한다.
블루 헤이즈를 직접 측정하는 방법은 알려져 있지 않다. 그러나, 본 발명의 출원인은, 시료인 적외선 차폐 입자 분산체 등에 광을 쬐였을 때에 투과광 성분으로서 직선 입사광과 산란광에 착안하여, 파장마다 확산 투과율을 구함으로써 "블루 헤이즈"를 평가하는 방법을 이미 제안하고 있다(특허문헌 5를 참조). 이하에서, 파장마다의 확산 투과율, 즉, 확산 투과 프로파일을 측정하는 원리를 도1 및 도2를 이용하여 설명한다.
우선, 확산 투과 프로파일을 측정하는 측정 장치에 대해 도1 및 도2를 이용하여 설명한다.
도1, 도2에 나타내는 바와 같이, 당해 측정 장치(10)는 적분구(14)를 구비하고 있다. 그리고, 적분구(14)는 구 형상 본체의 내면이 확산 반사성을 가지며, 측정 시료(12, 도2 참조)가 설치되는 제1 개구부(141), 표준 반사판(15) 또는 광 트랩 부품(16)이 설치되는 제2 개구부(142), 그리고 수광기(13)가 설치되는 제3 개구부(143)를 가지고 있다.
또한, 제1 개구부(141)를 통해 구 형상의 공간 내로 입사되는 직선광을 출사시키는 광원(11)과, 상기 수광기(13)에 설치되어 수광된 반사광 또는 산란광을 분광시키는 미도시의 분광기와, 상기 분광기에 접속되어 분광된 반사광 또는 산란광의 분광 데이터를 보존하는 미도시의 데이터 보존 수단과, 보존된 블랙 투과광 강도와 확산 투과광 강도의 각 분광 데이터로부터 확산 투과광 강도와 블랙 투과광 강도의 파장마다의 비를 각각 연산하여 파장마다의 확산 투과율을 얻는 미도시의 연산 수단을 구비하고 있다.
여기에서, 적분구(14)는 구형 본체의 내면에 황산바륨 또는 스펙트랄론(SPECTRALON : 등록상표) 등이 도포되어 확산 반사성을 가지는 것으로서, 표준 반사판(15)으로의 입사각은 표준측, 대조측 모두 예를 들어 10°로 할 수 있다. 또한, 상기 수광기(13)로는, 예를 들어, 광전자 증배관(자외·가시 영역), 냉각 황화납(근적외 영역)을 사용한 것을 이용할 수 있다. 또한, 수광관(13)에 설치되는 미도시의 분광기에 대해서는, 자외·가시 영역의 파장 측정 범위, 측광 정확성(±0.002Abs)이 필요하다.
이어서, 구 형상의 공간 내로 입사하는 직선광을 출사하는 광원(11)으로는, 예를 들어, 자외 영역은 중수소 램프, 가시·근적외 영역은 50W 할로겐 램프를 적용할 수 있다.
또한, 표준 반사판(15)에는, 예를 들어 재질이 스펙트랄론(SPECTRALON)인 백판을 사용할 수 있으며, 상기 광 트랩 부품(16)에는 입사된 직선광을 반사시키지 않고 포집하는 기능이 필요하여, 예를 들어 입사된 직선광을 거의 완전히 흡수하는 다크 박스가 이용되고 있다.
그리고, 상기 확산 투과 프로파일의 측정 장치를 이용하여, 측정 시료인 적외선 차폐 투명 기재 등의 확산 투과 프로파일의 극대값을, 블랙 투과광 강도 측정 공정과 확산 투과광 강도 측정 공정과 확산 투과율 연산 공정의 각 공정에서 평가할 수 있다.
우선, 블랙 투과광 강도 측정 공정에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적분구(14)의 제2 개구부(142)에 표준 반사판(15)을 설치하고 제1 개구부(141)에 측정 시료를 설치하지 않은 상태에서, 광원(11)으로부터의 직선광을 제1 개구부(141)를 통해 구 형상 공간 안으로 입사시킨다. 그리고, 표준 반사판(15)에서 반사된 반사광을 수광기(13)에서 수광하고, 수광기(13)에 설치된 미도시의 분광기에 의해 분광하여 반사광의 분광 데이터를 얻는다. 이 때의 분광 데이터가 블랙 투과광 강도로 된다.
이어서, 상기 확산 투과광 강도 측정 공정에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 적분구(14)의 제2 개구부(142)에 광 트랩 부품(16)을 설치한다. 그리고, 제1 개구부(141)에 측정 시료(12)를 설치한 상태에서 광원(11)으로부터의 직선광을 측정 시료(12)와 제1 개구부(141)를 통해 구 형상 공간 안으로 입사시키고, 광 트랩 부품(16)에서 포집된 광 이외의 산란광을 수광기(13)에서 수광한다. 이 때, 수광기(13)에 설치된 미도시의 분광기에 의해 분광하여 산란광의 분광 데이터를 얻는다. 이 때의 분광 데이터가 확산 투과광 강도로 된다.
그리고, 상기 확산 투과율 연산 공정에서, 미도시의 데이터 보존 수단에 의해 보존된 블랙 투과광 강도와 확산 투과광 강도의 각 분광 데이터에 기초하여, 미도시의 연산 수단에 의해 확산 투과광 강도와 블랙 투과광 강도의 파장마다의 비를 각각 연산하여 파장마다의 확산 투과율을 구하고, 얻어진 파장마다의 확산 투과율로부터, 측정 시료(12)의 확산 투과 프로파일에서의 파장 360㎚~500㎚ 영역의 극대값을 구할 수 있다.
여기에서 확산 투과 프로파일을 측정하는 측정 장치에서는, 상기 광원(11)과 측정 시료(12) 사이에 광선 조정용 광학계를 구비할 수도 있다. 그리고, 이 광학계에서는, 예를 들어, 복수 개의 렌즈를 조합하여 평행광을 조정하고, 광량 조정 수단에 의해 광량의 조정을 행한다. 경우에 따라서는, 필터에 의해 특정 파장을 차단할 수도 있다.
그리고, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 앞서 설명한 바와 같이 코팅층의 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율을 45% 이상 55% 이하의 어느 값으로 설정한 경우의, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 조건을 만족하는 적외선 차폐 투명 기재에서는 블루 헤이즈가 거의 관측되지 않는다는 점이 확인되어 있기 때문이다.
한편, 코팅층의 가시광 투과율이 45% 이상 55% 이하로 설정되어 있는 것은, 확산 투과율(확산 투과 프로파일)의 측정 조건을 특정하기 위함이며, 확산 투과율이 가시광 투과율에 비례하므로 범위가 설정되어 있다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과율(확산 투과 프로파일)을 측정하는 것은, 바로 그 영역에서의 산란이 블루 헤이즈의 원인이기 때문이다. 상기 범위에서 확산 투과율의 극대값이 1.5% 이하이면, 실험적으로 블루 헤이즈가 육안으로 관측되지 않는다.
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 예를 들어 각종 광학 부재에 사용할 수 있고, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재를 포함하는 적외선 차폐 광학 부재로 할 수 있다.
여기에서 말하는 적외선 차폐 광학 부재로는, 예를 들어, 건물의 창문, 자동차의 창문 등을 들 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재 및 당해 적외선 차폐 투명 기재를 포함하는 적외선 차폐 광학 부재에 의하면, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자를 사용한 적외선 차폐 투명 기재로 할 수 있다. 그리하여, 코팅층에 포함되는 적외선 차폐 입자의 평균 분산 입자 직경을 충분히 작게 할 수 있어서 블루 헤이즈의 발생을 억제할 수 있다.
(적외선 차폐 투명 기재의 제조방법)
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 예를 들어 적외선 차폐 입자 분산액을 이용하여 제조할 수 있다. 이에, 여기에서는 적외선 차폐 입자 분산액 및 그 제조방법에 대해 설명한다.
(1)적외선 차폐 입자 분산액 및 그 제조방법
전술한 바와 같이, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 여기에서 설명한 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자를 함유하는 적외선 차폐 입자 분산액을 이용하여 제조할 수 있다. 이에, 여기에서는 적외선 차페 입자 분산액 및 그 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다.
적외선 차폐 입자 분산액은, 앞서 설명한 적외선 차폐 입자를 용액 중에 분산시킨 것이다. 적외선 차폐 입자 분산액은 앞서 설명한 적외선 차폐 입자, 즉, 붕화물 입자와 원하는 만큼 적당량의 분산제와 커플링제와 계면 활성제 등을 용매에 첨가하여 분산 처리하여, 당해 적외선 차폐 입자를 용매에 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
적외선 차폐 입자 분산액의 용매로는, 적외선 차폐 입자의 분산성을 유지하기 위한 기능과, 분산액을 도포할 때에 도포 결함을 일으키지 않기 위한 기능이 요구된다.
구체적으로는, 메탄올(MA), 에탄올(EA), 1-프로판올(NPA), 이소프로판올(IPA), 부탄올, 펜탄올, 벤질알코올, 디아세톤알코올 등의 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로헥사논, 이소포론 등의 케톤계 용매, 3-메틸-메톡시-프로피오네이트(MMP) 등의 에스테르계 용매, 에틸렌글리콜모노메틸에테르(MCS), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(ECS), 에틸렌글리콜이소프로필에테르(IPC), 프로필렌글리콜메틸에테르(PGM), 프로필렌글리콜에틸에테르(PE), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트(PE-AC) 등의 글리콜 유도체, 포름아미드(FA), N-메틸포름아미드, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 아미드류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 에틸렌클로라이드, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
전술한 중에서도 용매로는, 특히 MIBK, MEK 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, PGMEA, PE-AC 등의 글리콜에테르아세테이트류 등, 소수성이 좋은 것이 보다 바람직하다. 따라서, 이들 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 투명 필름 기재, 투명 유리 기재 등의 투명 기재 상에 코팅층을 형성하기 위해서는, 용매로서 끓는 점이 낮은 유기 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 이것은, 용매가 끓는 점이 낮은 유기 용매이면, 코팅 후의 건조 공정에서 용매를 용이하게 제거할 수 있어서 코팅층의 특성, 예를 들어 경도, 투명성 등이 나빠지는 일이 없기 때문이다.
구체적으로는, 예를 들어, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
분산제, 커플링제, 계면 활성제는 용도에 맞춰 선정 가능한데, 아민을 함유하는 기, 수산기, 카르복실기 또는 에폭시기를 관능기로서 가지는 것이 바람직하다. 이들 관능기는 적외선 차폐 입자의 표면에 흡착하여 당해 적외선 차폐 입자의 응집을 막음으로써, 투명 기재 상에 코팅층을 형성한 경우나 후술하는 적외선 차폐 입자 분산체 등을 형성한 경우에, 당해 코팅층 내에서 그리고 당해 적외선 차폐 입자 분산체 내에서 적외선 차폐 입자를 균일하게 분산시키는 효과를 발휘한다.
분산제, 커플링제, 계면 활성제로는, 인산에스테르 화합물, 고분자계 분산제, 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제 등을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다.
한편, 고분자계 분산제로는, 아크릴계 고분자 분산제, 우레탄계 고분자 분산제, 아크릴·블록 코폴리머계 고분자 분산제, 폴리에테르류 분산제, 폴리에스테르계 고분자 분산제 등을 들 수 있다.
다만, 분산제, 커플링제, 계면 활성제는 이들에 한정되는 것은 아니며, 각종의 분산제, 커플링제, 계면 활성제를 사용할 수 있다.
분산제, 커플링제, 계면 활성제에서 선택된 1종류 이상의 재료를 적외선 차폐 입자 분산액에 첨가하는 양은, 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자 100중량부에 대해 10중량부 이상 1000중량부 이하의 범위임이 바람직하며, 20중량부 이상 200중량부 이하의 범위이면 보다 바람직하다.
분산제 등의 첨가량이 상기 범위에 있으면, 적외선 차폐 입자가 분산액 내에서 응집을 일으키지 않아 분산 안정성이 유지된다.
용매(액상 용매) 내에 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자를 분산시키는 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 적외선 차폐 입자 분산액의 원료 혼합물을 비즈 밀, 볼 밀, 샌드 밀 등의 습식 매체 밀을 이용하여 분산 처리하는 방법을 들 수 있다. 특히, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산액은, 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하인 적외선 차폐 입자를 용매(액상 매체) 내에 분산시킨 상태를 갖는 것이 바람직하며, 당해 적외선 차폐 입자의 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하이면 보다 바람직하다. 그러므로, 비즈 밀 등의 매체 교반 밀을 이용한 습식 분쇄법에 의해 붕화물 입자를 분산시켜 분산액을 조제하는 것이 바람직하다.
균일한 적외선 차폐 입자 분산액을 얻기 위해 각종의 첨가제, 분산제 등을 첨가하거나 pH 를 조정하거나 할 수도 있다.
전술한 적외선 차폐 입자 분산액 내에서 적외선 차폐 입자의 함유량은 0.01질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하다. 적외선 차폐 입자의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 투명 기재 상에 적외선 차폐능을 갖는 코팅층을 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 적외선 차폐 입자의 함유량이 30질량% 이하이면, 투명 기재 상에 적외선 차폐 분산액의 도포를 용이하게 할 수 있어서 코팅층의 생산성이 향상되기 때문이다.
또한, 적외선 차폐 입자 분산액 내의 적외선 차폐 입자는 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하로 분산되어 있는 것이 바람직하며, 85㎚ 이하로 분산되어 있으면 보다 바람직하다. 적외선 차폐 입자의 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하이면, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산액을 이용하여 제조된 적외선 차폐 투명 기재에서 블루 헤이즈의 발생을 억제하여 광학 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 당해 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하인 경우, 적외선 차폐 투명 기재에서 블루 헤이즈의 발생을 크게 억제할 수 있기 때문이다.
한편, 앞서 설명한 붕화물 입자를 사용하여 적외선 차폐 입자 분산액을 제작한 경우에, 적외선 차폐 입자 분산액(슬러리)이 겔(gel)화하는 등의 문제가 발생하는 일 없이 효율적으로 평균 분산 입자 직경을 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하까에지 분쇄 가능한 이유에 대해, 본 발명의 발명자들은 이하와 같이 추론하고 있다.
붕화물 입자는 경질이므로 습식 매체 교반 밀을 이용하여 분쇄할 때에, 미디어 비즈가 마모된 미세 분말, 미디어 비즈가 파쇄된 자잘한 비즈 조각 등, 마모 찌꺼기가 슬러리 내로 혼입하게 된다. 이 때 탄소 농도의 증가에 따라 붕화물 입자의 경도가 증가하므로, 함유하는 탄소의 농도가 0.2질량%보다 높은 붕화물 입자를 원료로 한 경우, 미디어 비즈의 마모 찌꺼기가 슬러리 내로 대량 혼입된다. 이러한 미디어 비즈의 마모 찌꺼기 혼입이 슬러리의 점도를 상승시키는 원인으로 되어 있다.
이에 대해, 함유하는 탄소의 농도가 0.2질량% 이하인 붕화물 입자를 원료로 사용함으로써, 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하까에지 분쇄하는 경우, 미디어 비즈의 마모 찌꺼기 혼입량이 크게 감소하므로, 슬러리의 점도가 악화하는 일 없이 효율적으로 분쇄 가능하다고 추론된다. 다만, 슬러리의 점도 상승화에 대해서는, 아직 밝혀지지 않은 점도 많으며, 상기 이외의 작용이 가해지고 있을 가능성도 있으므로, 상기 작용에 한정되는 것은 아니다.
(2)적외선 차폐 투명 기재의 제조방법
이어서, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재는, 전술한 적외선 차폐 입자 분산액을 이용하여 투명 기재 상에 적외선 차폐 입자을 함유하는 코팅층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 이하에서 구체적 방법의 예에 대해 설명한다.
전술한 적외선 차폐 입자 분산액에 바인더를 첨가하여 도포액을 얻는다.
얻어진 도포액을 투명 기재 표면에 코팅한 후 용매를 증발시켜 소정 방법으로 바인더를 경화시키면, 당해 적외선 차폐 입자가 매체 내에 분산된 코팅층을 형성할 수 있다.
또한, 적외선 차폐 입자 분산액에 바인더를 첨가하지 않고서 농도를 조정한 도포액을 제작하여 투명 기재 상에 코팅한 후 매체를 증발시키고 그 후 바인더를 포함하는 도포액을 오버 코팅하고 용매를 증발시킴으로써, 코팅층을 형성할 수도 있다.
코팅층에 필요에 따라 적절히 사용할 수 있는 바인더, 투명 기재 등에 대해서는 앞서 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
한편, 투명 기재의 표면은, 적외선 차폐 입자 분산액의 도포성, 코팅층과의 밀착성 등을 개선하기 위해, 표면 처리가 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 투명 기재와 코팅층의 접착성을 향상시키기 위해 투명 기재 상에 중간층을 형성하고 중간층 상에 코팅층을 형성할 수도 있다. 중간층의 구성은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 폴리머 필름, 금속층, 무기층(예를 들어, 실리카, 티타니아, 지르코니아 등의 무기 산화물층), 유기/무기 복합층 등으로 구성할 수 있다.
투명 기재 상에 코팅층을 구비하는 방법은, 적외선 차폐 입자 분산액이 투명 기재 표면에 균일하게 도포될 수 있는 방법이면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 스프레이 코드법, 딥 코팅법 등을 들 수 있다.
예를 들어, 적외선 차폐 입자에 포함되는 바인더로서 UV 경화 수지를 사용하며 바 코팅법을 이용하여 코팅층을 형성하는 경우, 적당한 평활성을 갖도록 적외선 차폐 입자 분산액에 대해 액 농도 및 첨가제를 적절히 조정하여 두는 것이 바람직하다. 그리고, 코팅층의 두께 및 적외선 차폐 입자의 함유량이, 얻어지는 적외선 차폐 투명 기재의 목적을 달성할 수 있는 바 번호의 와이어 바를 선택하여 투명 기재 상에 도막을 형성할 수 있다.
이어서, 도막 내에 포함되는 유기 용매를 건조시켜 제거한 후 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 투명 기재 상에 코팅층을 형성할 수 있다. 이 때 도막의 건조 조건으로는, 각 성분, 용매의 종류나 사용 비율 등에 따라서도 다르지만, 예를 들어, 60℃~140℃의 온도에서 20초~10분 정도 가열함으로써 실시할 수 있다. 자외선의 조사 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 초고압 수은등 등의 UV 노광기를 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다.
그 밖에, 코팅층 형성의 전후 공정에 의해, 투명 기재와 코팅층의 밀착성, 코팅시 도막의 평활성, 유기 용매의 건조성 등을 조작할 수도 있다. 상기 전후 공정으로는, 예를 들어, 투명 기재의 표면 처리 공정, 프리베이크(기판의 전가열) 공정, 포스트베이크(기판의 후가열) 공정 등을 들 수 있으며 적절히 선택할 수 있다. 프리베이크 공정 및/또는 포스트베이크 공정에서의 가열 온도는 80℃ 이상 200℃ 이하, 가열 시간은 30초 이상 240초 이하인 것이 바람직하다.
형성할 코팅층의 두께, 코팅층 내 적외선 차폐 입자 함유량의 바람직한 범위 등에 대해서는 앞서 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
한편, 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재에 자외선 차폐 기능을 더 부여하기 위해, 코팅층에 무기계인 산화티탄, 산화아연, 산화세륨 등의 입자나, 유기계인 벤조페논, 벤조트리아졸 등의 적어도 1종류 이상을 첨가할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 투명 기재의 가시광 투과율을 향상시키기 위해, ATO, ITO, 알루미늄 첨가 산화아연, 인듐 주석 복합 산화물에서 선택된 1종류 이상의 입자를 코팅층에 더 혼합할 수도 있다. 이들 투명 입자가 코팅층에 첨가됨으로써, 파장 750㎚ 부근의 투과율이 증가하는 한편으로, 1200㎚보다 장파장의 적외광을 차폐하므로, 근적외광의 투과율이 높으면서 열선 차폐 특성이 좋은 열선 차폐체를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시형태의 적외선 차폐 투명 기재 제조방법에 의하면, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자를 이용한 적외선 차폐 투명 기재를 제조할 수 있다. 이러한 적외선 차폐 투명 기재에 의하면, 코팅층에 포함되는 적외선 차폐 입자의 평균 분산 입자 직경을 충분히 작게 할 수 있어서 블루 헤이즈의 발생을 억제할 수 있다.
(적외선 차폐 입자 분산체)
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는 붕화물 입자와 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 여기에서, 붕화물 입자로는, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며, 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때 탄소량을 0.2질량% 이하로 할 수 있다.
이하에서, 각 성분에 대해 설명한다.
(1)붕화물 입자(적외선 차폐 입자) 및 그 제조방법에 대해
앞서 설명한 붕화물 입자를 이용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
(2)열가소성 수지
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는 열가소성 수지를 함유할 수 있다. 열가소성 수지로는, 특별히 한정되지는 않으며, 용도 등에 따라 각종의 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
예를 들어, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체를 각종 창재(窓材)에 적용하는 경우, 충분한 투명성을 가진 열가소성 수지임이 바람직하다.
구체적으로는, 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 염화 비닐 수지, 올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 불소 수지, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐아세탈 수지로 이루어지는 수지군에서 선택되는 1종류의 수지, 또는 상기 수지군에서 선택되는 2종류 이상의 수지의 혼합물, 또는 상기 수지군에서 선택되는 2종류 이상 수지의 공중합체로부터 선택된 1종류 이상임이 바람직하다.
또한, 예를 들어, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체를 그대로 보드 형상 창재로서 사용하는 경우에는, 열가소성 수지로는, 투명성이 높고 창재로서 요구되는 일반적 특성, 즉, 강성, 경량성, 장기 내구성, 저비용 등의 요건을 충족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 열가소성 수지는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 아이오노머 수지, 아크릴 수지에서 선택된 1종류 이상인 것이 바람직하며, 폴리카보네이트 수지이면 더 바람직하다.
한편, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체를 후술하는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재의 중간층으로서 사용하는 경우에는, 투명 기재와의 밀착성, 내후성, 내관통성 등의 관점에서, 바람직하게는, 열가소성 수지로서 폴리비닐아세탈 수지, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체 등을 사용할 수 있다. 특히 이 경우에, 열가소성 수지는 폴리비닐부티랄 수지이면 더 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체를 중간층으로 사용하는 경우로서, 당해 적외선 차폐 입자 분산체를 구성하는 열가소성 수지가 단독으로는 유연성이나 투명 기재와의 밀착성을 충분히 갖지 못하는 경우, 예를 들어, 열가소성 수지가 폴리비닐 아세탈 수지인 경우에는 가소제를 더 첨가하는 것이 바람직하다.
가소제로는, 특별히 한정되지는 않으며, 사용하는 열가소성 수지에 대해 가소제로서 기능하는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐아세탈 수지에 사용되는 가소제로는, 일가 알코올과 유기산 에스테르의 화합물인 가소제, 다가(多價) 알코올 유기산 에스테르 화합물 등 에스테르계 가소제, 유기 인산계 가소제 등의 인산계 가소제 등을 들 수 있다. 어떤 경우의 가소제이더라도 실온에서 액상인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 다가 알코올과 지방산으로부터 합성된 에스테르 화합물인 가소제가 바람직하다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는, 앞서 설명한 바와 같이, 붕화물 입자와 열가소성 수지를 함유할 수 있으며, 예를 들어, 열가소성 수지 내에, 앞서 설명한 붕화물 입자가 분산된 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는, 붕화물 입자와 열가소성 수지 이외에도, 필요에 따라 임의의 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, 가소제, 적외선 차폐 입자 분산체 등을 제조하는 과정에서 첨가하는 임의의 첨가 성분, 당해 첨가 성분에 유래하는 성분 등을 함유할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체에 자외선 차폐능을 더 부여하기 위해, 적외선 차폐 입자 분산체에 무기계의 산화 티탄, 산화 아연, 산화 세륨 등의 입자, 유기계인 벤조페논, 벤조트리아졸 등의 적어도 1종류 이상을 첨가할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광 투과율을 향상시키기 위해, ATO, ITO, 알루미늄 첨가 산화아연, 인듐 주석 복합 산화물에서 선택된 1종류 이상의 입자를 더 혼합할 수도 있다. 이들 투명 입자가 적외선 차폐 입자 분산체에 첨가됨으로써, 파장 750㎚ 부근의 투과율이 증가하는 한편으로, 1200㎚보다 장파장인 적외광을 차폐하므로, 근적외광의 투과율이 높으면서 열선 차폐 특성이 좋은 적외선 차폐 입자 분산체를 얻을 수 있다.
적외선 차폐 입자 분산체에 포함되는 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자의 함유량은 특별히 한정되지는 않으나, 단위 투영 면적당 붕화물 입자의 함유량은 0.01g/m2 이상 1.0g/m2 이하임이 바람직하다. 이것은, 함유량이 0.01g/m2 이상이면 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자를 함유하지 않는 경우에 비해 유의미하게 열선 차폐 특성을 발휘할 수 있고, 함유량이 1.0g/m2 이하이면 적외선 차폐 입자 분산체가 가시광의 투과성을 충분히 유지할 수 있기 때문이다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체의 광학 특성은 특별히 한정되지는 않으나, 가시광 파장 영역에서의 최대 투과율이 70%일 때에 파장 850㎚의 근적외광에서의 투과율이 23% 이상 45% 이하이며, 또한 파장 1200㎚ 이상 1800㎚ 이하의 열선의 투과율의 최소값은 15% 이하인 것이 바람직하다.
여기에서, 가시광 파장 영역에서의 최대 투과율을 70%로 조정하는 방법으로는, 적외선 차폐 입자 분산체에 있어 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자의 함유량, 적외선 차폐 입자 분산체의 두께 등을 조정하는 방법을 들 수 있다.
구체적으로는, 후술하는 적외선 차폐 입자 분산 분말, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액 또는 마스터 배치에 함유되는 적외선 차폐 입자의 농도, 수지 조성물을 조제할 때의 상기 적외선 차폐 입자 분산 분말, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액 또는 마스터 배치의 첨가량, 나아가 필름이나 시트막의 두께 등을 조정함으로써, 용이하게 실시할 수 있다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체의 형상은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어 판 형상을 가질 수 있으며, 구체적으로는, 시트 형상, 보드 형상 또는 필름 형상으로 할 수 있다. 한편, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는 그 형상에 따라, 예를 들어 적외선 차폐 필름, 적외선 차폐 시트와 같이 부를 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는, 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율이 45% 이상 55% 이하로 되도록 설정한 경우, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되는 것이 바람직하다.
블루 헤이즈의 평가 방법에 대해서는 앞서 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이, 블루 헤이즈를 직접 측정하는 방법은 알려져 있지 않으나, 본 발명의 출원인은, 시료인 적외선 차폐 입자 분산체를 광에 쬐었을 때의 투과광 성분으로서 직선 입사광과 산란광에 착안하여, 파장마다의 확산 투과율을 구함으로써, "블루 헤이즈"를 평가하는 방법을 이미 제안하였으며, 본 명세서에서 설명하고 있다.
그리고, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는, 앞서 설명한 바와 같이, 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율이 45% 이상 55% 이하의 어느 값으로 설정된 경우, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되는 것이 바람직하다. 이것은 상기 조건을 충족하는 적외선 차폐 입자 분산체에서는 블루 헤이즈가 거의 관측되지 않음이 확인되어 있기 때문이다.
한편, 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광 투과율이 45% 이상 55% 이하로 설정되는 것은 확산 투과율(확산 투과 프로파일)의 측정 조건을 특정하기 위함인데, 확산 투과율은 가시광 투과율에 비례하므로 범위가 설정되어 있다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하 영역에서의 확산 투과율(확산 투과 프로파일)을 측정하는 것은, 그 영역에서의 산란이 바로 블루 헤이즈의 원인이기 때문이다. 상기 범위에서의 확산 투과율의 극대값이 1.5% 이하이면 실험적으로 블루 헤이즈는 육안으로 관측되지 않는다.
이상에서 설명한 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체에 의하면, 용이하게 미세 분쇄할 수 있는 붕화물 입자를 사용한 적외선 차폐 입자 분산체로 할 수 있다. 그리하여, 포함되는 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경을 충분히 작게 할 수 있어서 블루 헤이즈의 발생을 억제할 수 있다.
(적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치 및 적외선 차폐 입자 분산체 제조방법)
(1)적외선 차폐 입자 분산액 및 그 제조방법
그리고, 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체는, 여기에서 설명한 붕화물 입자를 적외선 차폐 입자로서 함유하는 적외선 차폐 입자 분산액을 사용하여 제조할 수 있다. 이에, 여기에서는 적외선 차폐 입자 분산액 및 그 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다.
적외선 차폐 입자 분산액은, 앞서 설명한 붕화물 입자를 용액 내애 분산시킨 것이다. 적외선 차폐 입자 분산액은, 적외선 차폐 입자인 앞서 설명한 붕화물 입자와 원하는 적당량의 분산제와 커플링제와 계면 활성제를 용매에 첨가하여 분산 처리하고 당해 붕화물 입자를 용매에 분산시켜 얻을 수 있다.
적외선 차폐 입자 분산액은, 적외선 차폐 투명 기재 제조방법에서 설명한 것과 같은 것을 사용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
적외선 차폐 입자 분산액 내에서 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자의 함유량은 0.01질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하다. 적외선 차폐 입자의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 충분한 적외선 차폐능을 갖는 적외선 차폐 입자 분산체를 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 적외선 차폐 입자의 함유량이 30질량% 이하이면, 적외선 차폐 입자 분산체를 용이하게 성형할 수 있어서 적외선 차폐 입자 분산체의 생산성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 적외선 차폐 입자 분산액 내의 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자는, 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하로 분산되어 있는 것이 바람직하며, 85㎚ 이하로 분산되어 있으면 보다 바람직하다. 적외선 차폐 입자의 평균 분산 입자 직경이 100㎚ 이하이면, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산액을 이용하여 제조된 적외선 차폐 입자 분산체에 있어 블루 헤이즈의 발생을 억제하고 광학 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 당해 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하인 경우, 적외선 차폐 입자 분산체에 있어 블루 헤이즈의 발생을 크게 억제할 수 있기 때문이다.
(2)적외선 차폐 입자 분산 분말, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액, 마스터 배치 및 그 제조방법
앞서 설명한 바와 같이, 적외선 차폐 입자인 붕화물 입자를, 원하는 대로 분산제와 커플링제 및/또는 계면 활성제와 함께 용액 내로 분산시켜 적외선 차폐 입자 분산액을 얻을 수 있다.
그리고, 당해 적외선 차폐 입자 분산액으로부터 용매를 제거함으로써, 적외선 차폐 입자가 예를 들어 분산제 내에 분산된, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산 분말을 얻을 수 있다.
이 경우, 적외선 차폐 입자 분산 분말은, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 분산제를 포함할 수 있다.
적외선 차폐 입자 분산액으로부터 용매를 제거하는 방법으로는, 적외선 차폐 입자 분산액을 감압 건조하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 적외선 차폐 입자 분산액을 교반하면서 감압 건조하여 적외선 차폐 입자 함유 조성물과 용매 성분을 분리한다. 당해 감압 건조에 사용하는 장치로는 진공 교반형 건조기를 들 수 있으나, 상기 기능을 갖는 장치이면 되며 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 건조 공정에서 감압시의 압력값은 적절히 선택된다.
당해 감압 건조법을 이용함으로써, 적외선 차폐 입자 분산액으로부터 용액을 제거하는 효율을 향상시키고, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산 분말이 장시간 고온에 노출되는 일이 없으므로 당해 분산 분말이나 가소제 분산액 내에 분산되어 있던 적외선 차폐 입자의 응집이 일어나지 않아 바람직하다. 또한, 적외선 차폐 입자 분산 분말 등의 생산성도 향상되고, 증발된 용매를 회수하는 것도 용이하여 환경적 배려의 면에서도 바람직하다.
당해 건조 공정 후에 얻어진 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산 분말에 있어 잔류하는 유기 용매는 5질량% 이하인 것이 바람직하다. 잔류하는 유기 용매가 5질량% 이하이면, 당해 적외선 차폐 입자 분산 분말을, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재 등으로 가공했을 때에, 기포가 발생하지 않아 외관이나 광학 특성이 양호하게 유지되기 때문이다.
또한, 적외선 차폐 입자를 분산제와 커플링제 및/또는 계면 활성제와 함께 가소제 내로 분산시켜, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액을 얻을 수도 있다.
한편, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액은, 전술한 방법에 한정되지 않고, 적외선 차폐 입자 분산액에 가소제를 첨가하고 용매를 제거함에 의해서도 얻을 수 있다. 용매의 제거에 대해서는, 적외선 차폐 입자 분산 분말을 제작하는 과정과 마찬가지로 감압 건조에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
적외선 차폐 입자 가소제 분산액으로는, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 조성식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 가소제를 포함할 수 있다.
또한, 붕화물 입자, 분산 분말 등을 수지 내에 분산시키고 당해 수지를 펠렛(pellet)화함으로써, 본 실시형태에 따른 마스터 배치를 얻을 수 있다.
그 밖에, 붕화물 입자나 적외선 차폐 입자 분산 분말 등과, 열가소성 수지의 분말 입자체 또는 펠렛과, 필요에 따라서는 다른 첨가제까지를 균일하게 혼합한 후, 벨트식의 일축 또는 이축 추출기로 혼련하여, 용융 압출된 스트랜드(strand)를 절단하는 방법에 의해 펠렛 형상으로 가공함으로써도, 마스터 배치를 얻을 수 있다.
마스터 배치의 형상은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 원기둥 형상, 각기둥 형상을 들 수 있다. 또한, 용융 압출물을 직접 절단하는, 이른바 핫 컷(hot cut)법을 채용할 수도 있다. 이 경우에는 구 형상에 가까운 형상을 취하는 것이 일반적이다.
한편, 본 실시형태의 마스터 배치는, 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 열가소성 수지를 포함하는 적외선 차폐 입자 분산체로서, 펠렛 형상을 가질 수 있다.
(3)적외선 차폐 입자 분산체의 제조방법
여기까지 설명한 본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산 분말, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액, 또는 마스터 배치를 투명 수지인 열가소성 수지 내에 균일하게 혼합시킴으로써, 본 실시형태에 따른 적외선 차폐 입자 분산체를 제조할 수 있다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체에 의하면, 예를 들어 종래 기술에 따른 복합 텅스텐 산화물이 갖는 적외선 차폐 특성을 담보하면서도, 파장 700㎚ 이상 1200㎚ 이하 영역인 근적외광의 투과율이 향상될 수 있다.
본 실시형태의 적외선 차폐 입자 분산체에 바람직하고 적절하게 사용할 수 있는 열가소성 수지에 대해서는 앞서 설명하였으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
그리고, 분산 분말 또는 가소제 분산액 또는 마스터 배치와, 열가소성 수지와, 소망에 따라서는 가소제 그 밖의 첨가제까지를 혼련시킨 후, 당해 혼련물을 압출 성형법, 사출 성형법 등 공지의 방법에 의해, 예를 들어, 평면 형상이나 곡면 형상의 시트재로 성형함으로써 적외선 차폐 입자 분산체를 제조할 수 있다.
적외선 차폐 입자 분산체의 형성 방법으로는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 캘린더 롤법, 압출법, 캐스팅법, 인플레이션법 등을 사용할 수 있다.
(적외선 차폐를 구비한 투명 기재)
본 실시형태의 적외선 차폐를 구비한 투명 기재는, 복수 개의 투명 기재와, 앞서 설명한 적외선 차폐 입자 분산체를 가질 수 있다. 그리고, 적외선 차폐 입자 분산체가 복수 개의 투명 기재 사이에 배치된 구성을 가질 수 있다.
적외선 차폐를 구비한 투명 기재는, 중간층인 적외선 차폐 입자 분산체를 그 양쪽에서부터 투명 기재를 사용해 끼워 맞춘 것이다.
투명 기재로는, 가시광 영역에서 투명한 판유리, 판 형상의 플라스틱, 또는 필름 형상의 플라스틱 등이 이용된다. 즉, 투명 유리 기재, 투명 플라스틱 기재 등을 사용할 수 있다.
플라스틱의 재질은 특별히 한정되지는 않으며 용도에 따라 선택 가능하나, 예를 들어, 자동차 등의 수송 기기에 사용하는 경우에는, 당해 수송 기기의 운전자나 탑승자의 투시성을 확보한다는 관점에서, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 투명 수지가 바람직하다. 그 밖에도, 폴리아미드 수지, 염화비닐 수지, 올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 불소 수지 등을 사용할 수 있다.
한편, 본 실시형태의 적외선 차폐를 구비한 투명 기재는, 포함하는 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율이 45% 이상 55% 이하로 되도록 설정한 경우에, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되는 것이 바람직하다. 이것은 확산 투과 프로파일의 극대값이 상기 범위인 경우에 블루 헤이즈를 보다 확실하게 억제할 수 있기 때문이다.
본 실시형태에 따른 적외선 차폐를 구비한 투명 기재는, 앞서 설명한 적외선 차폐 입자 분산체를 끼워 맞추게 하여 존재하는, 서로 대향하는 복수 개의 무기 유리를 공지의 방법으로 붙여 맞추어 일체화함으로써도 얻어진다. 얻어진 적외선 차폐를 구비한 무기(無機) 유리는, 바람직하게는, 주로 자동차의 프론트용 무기 글라스나, 건물의 창문으로 사용할 수 있다.
[실시예]
이하에서 실시예를 참조하면서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
여기에서는 우선 이하의 실시예, 비교예에서의 시료 평가 방법에 대해 설명한다.
(붕화물 입자의 조성)
이하의 실시예, 비교예에서 얻어진 붕화물 입자에 대해, ICP((주)시마즈 제작소 제조, 형식: ICPE9000)를 이용하여 분석을 실시하여, 일반식 XBm으로 나타낸 경우의 금속 원소 X에 대한 붕소(B)의 원소비(몰비), 즉, 붕화물 입자 내 붕소(B)와 금속 원소 X의 원소비(B/X)인 m값을 산출하였다.
(붕화물 입자 내의 탄소 농도)
이하의 각 실시예, 비교예에서 제작된 붕화물 입자 내의 탄소량(탄소 농도)은 연소-적외선 흡수법으로 측정하였다.
(붕화물 입자 내의 B4C 농도)
얻어진 붕화물 입자를 B4C 농도 측정용 시료로서 2개로 나누어 각각 백금 도가니 안에서 7N 질산을 첨가한 후 50℃까지 가열하여 붕화물 입자를 용해시켰다. 방냉(放冷) 후 순수(純水)를 가하고 구멍 직경이 0.2㎛인 셀룰로오스아세테이트제 멤브레인 필터(membrane filter)에 의해 미용해 잔류물(B4C)을 여과 분리하였다.
얻어진 한쪽의 미용해 잔류물을 원래의 백금 도가니에 넣고, 붕소의 휘산을 방지하기 위해 수산화칼슘 포화 수용액으로 습윤시킨 후에, 약 80℃의 건조기 안에서 건조시켰다. 건조한 후에는 탄산나트륨을 가하여 충분히 습화(濕和)시킨 후 가열 융해시켰다. 방냉 후 도가니 내의 용융염을 온수로 용해시켜 테프론(등록상표) 비커로 옮겼다. 질산을 첨가한 후 가열 비등시킴으로써 탄산 가스를 제거하여 ICP용 시료 용액으로 하였다. 얻어진 시료 용액 내의 붕소 농도를 ICP에 의해 분석하였다.
또한, 얻어진 다른 한쪽의 미용해 잔류물에 대해 XRD 측정을 실시하여, 미용해 잔류물이 B4C 단상(單相)인지를 확인하였다. B4C 단상인 경우, ICP에 의해 분석된 붕소 농도로부터 B4C 농도를 산출하였다.
(평균 분산 입자 직경)
이하의 실시예, 비교예에서 제작된 적외선 차폐 입자 분산액(붕화물 입자 분산액) 내 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경은, 동적 광산란법에 기초한 입자 직경 측정 장치((주)오츠카 전자 제조, 형식: ELS-8000)에 의해 측정하였다. 입자 굴절율은 1.81로 하고, 입자 형상은 비구형(非球形) 형상을 사용하였다. 백그라운드는 톨루엔으로 측정하고, 용매 굴절율은 1.50으로 하였다. 붕화물 입자 분산액 중 Zr과 금속 원소X의 중량 농도비(Zr/X)는, ICP((주)시마즈 제작소 제조, 형식: ICPE9000)에 의해 측정한 측정값으로부터 산출하였다.
(가시광 투과율)
이하의 실시예, 비교예에서 가시광 투과율은, 시료에 수직 입사되는 주광(晝光) 광속(光束)에 있어 투과 광속의 입사 광속에 대한 비이다. 여기에서, 상기 주광이란 국제 조명 위원회가 정한 CIE 주광을 의미한다. 이 CIE 주광에서는, 관측 데이터에 기초하여 흑체 방사의 색 온도와 같은 색 온도인 주광의 분광 조도 분포를 파장 560㎚ 값에 대한 상대값으로 나타내고 있다. 또한, 상기 광속이란, 방사 파장마다의 방사속(放射束)과 시감도(사람 눈의 광에 대한 감도) 값의 곱을 파장에 대해 적분한 것이다. 즉, 가시광 투과율은, 파장이 380㎚ 이상 780㎚ 이하인 영역의 광 투과량을 사람 눈의 시감도로 규격화한 투과 광량의 적산(積算)값으로서, 사람의 눈이 느끼는 밝기를 의미하는 값이다.
가시광 투과율의 측정은, 분광 광도계(히타치 제작소 제조, 형식: U-4100)을 사용하여, 이하의 실시예, 비교예에서 제작된 적외선 차폐 입자 분산체 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재에 대해, 파장 300㎚ 이상 2600㎚ 이하의 범위에서 1㎚ 간격으로 측정하고 있다.
(확산 투과 프로파일의 극대값)
이하의 실시예, 비교예에서 제작된 붕화물 입자 분산액에 대해, 가시광(파장 400㎚ 이상 780㎚ 이하) 투과율이 50%가 되도록 조정하고, 분광기로서 분광 광도계(히타치 제작소 제조, 형식: U-4100)를 사용하여, 도1, 도2를 이용하여 설명한 방법에 의해 파장이 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값을 측정하였다.
측정 시료는, 전술한 가시광 투과율이 되도록 각 실시예, 비교예에서 제작된 붕화물 입자 분산액을 주(主)용매로 희석하여, 한 변이 10㎜인 유리 셀에 넣어 측정에 제공하였다.
측정된 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하로 되어 있는 경우, 당해 붕화물 입자 분산액을 이용하여 제작된 적외선 차폐 입자 분산체에서는 블루 헤이즈가 거의 관측되지 않음이 확인되었다.
측정에 있어, 붕화물 입자 분산액의 가시광 투과율을 50% 이하로 설정하는 것은, 확산 투과율(확산 투과 프로파일)의 측정 조건을 특정하기 위함이며, 확산 투과율이 가시광 투과율에 비례하므로 범위가 설정되어 있다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과율(확산 투과 프로파일)을 측정하는 것은, 그 영역에서의 산란이 바로 블루 헤이즈의 원인이기 때문이다.
또한, 이하의 실시예, 비교예에서 제작된 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체, 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재에 대해, 분광기로서 분광 광도계(히타치 제작소 제조, 형식: U-4100))를 사용하여, 도1, 도2를 이용하여 설명한 방법에 의해 파장 300㎚ 이상 800㎚ 이하의 범위에서 1㎚ 간격으로 확산 투과율을 측정하였다. 그리고 얻어진 확산 투과 프로파일로부터 극대값을 구했다.
한편, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재의 확산 투과 프로파일의 극대값을 평가하는 경우에는, 각 실시예, 비교예에서 가시광 투과율이 50%로 되도록 적외선 차폐 입자 분산체의 두께를 조정한 점 이외에는, 각 실시예, 비교예와 같은 조건에서 확산 투과 프로파일 측정용의 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재를 각각 제작하고 평가하였다.
(헤이즈)
이하의 실시예, 비교예에서 제작된 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재의 헤이즈 값은, 헤이즈미터(무라카미 색채기술연구소 제조, 형식: HM-150)를 사용하여 JIS K 7105-1981에 의거하여 측정하였다.
(블루 헤이즈)
블루 헤이즈는, 이하의 실시예, 비교예에서 제작된 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재에 인공 태양광 램프((주)세릭社 제조, XC-100)를 조사하여 육안으로 확인하였다.
이하에서는 각 실시예, 비교예에서의 시료 제작 조건 및 평가 결과에 대해 설명한다.
[실시예 1]
붕소원 및 환원제로서 탄화붕소, 란탄원으로서 산화란탄을 사용하는데, 이들을 란탄과 붕소의 원소비인 B/La이 5.90이 되도록 양을 재어 혼합하였다. 그 후, 아르곤 분위기 내에서 1600±50℃의 온도 조건에서 6시간 동안 소성하여 육붕화 란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화 란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량이 0.05질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화 란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m이 5.8임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화 란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화 란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.2질량%이었다.
이어서, 제작된 육붕화 란탄 입자 함유 분말(적외선 차폐 재료) 10중량부, 톨루엔 80중량부, 분산제(아미노기를 갖는 아크릴계 고분자 분산제) 10중량부의 비율이 되도록 양을 재고 혼합하여 3kg의 슬러리를 조제하였다. 이 슬러리를 비즈와 함께 매체 교반 밀에 투입하고 슬러리를 순환시켜 20시간 동안 분쇄 분산 처리를 실시하였다.
사용한 매체 교반 밀은 횡형(橫型) 원통형 애뉼러 타입((주)아시자와社 제조)이며, 베셀 내벽과 로터(회전 교반부)의 재질은 ZrO2로 하였다. 또한, 상기 비즈로는 직경 0.3㎜의 YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia: 이트리아 안정화 지르코니아)제 비즈를 사용하였다. 로터의 회전 속도는 13m/초로 하고 슬러리 유량은 1kg/분으로 하여 분쇄하였다. 얻어진 붕화물 입자 분산액 내 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경을 측정하였더니 70㎚이었다.
또한, 분산액에 대해, 전술한 바와 같이, 붕화물 입자 분산액 내 Zr과 La의 중량 농도비(Zr/La) 및 확산 투과 프로파일의 극대값을 평가하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 분산액, 자외선 경화 수지 및 톨루엔을 중량비로 분산액 : 자외선 경화 수지 : 톨루엔 = 2:1:1의 비율로 혼합하여 도포액을 제작하였다. 이를 투명 유리 부재 상에 바 코터(bar coater)로 도포하여 도포막을 형성하였다. 이 때, 얻어진 코팅층의 가시광 투과율이 50% 정도로 되도록, 코팅에 사용하는 바(bar)를 선택하였다. 한편, 바 코터로는, 이모토 제작소 제조의 IMC-700을 사용하였으며, 얻어진 코팅층의 두께는 약 10㎛이었다.
이어서, 70℃에서 1분간 유지하여 상기 도포막으로부터 용매를 증발시킨 후 자외선을 조사하여 도포막을 경화시켰다. 그리고, 얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 광학 특성을 측정하였다. 측정 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.
얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 헤이즈는 0.2%이어서 투명성이 매우 높음이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서 확산 투과 프로파일의 극대값은 0.6%이고, 또한 인공 태양광을 조사하였을 때의 블루 헤이즈는 관측되지 않았다.
또한, 얻어진 분산액에 같은 양의 분산제(아미노기를 갖는 아크릴계 고분자 분산제)를 첨가하여 얻어진 혼합액을 건조기 내에 유지하여 용매 성분을 제거한 후에 분쇄함으로써, 적외선 차폐 입자 분산 분말을 얻었다.
얻어진 적외선 차폐 입자 분산 분말을 폴리카보네이트 수지와 혼합하고, 압출 가공기를 이용하여 펠렛 형상의 마스터 배치를 제작하였다.
또한, 상기 마스터 배치와 폴리카보네이트 수지를 혼합하고, 압출 가공기에 의해 적외선 차폐 입자 분산체를 형성하였다. 이 때, 폴리카보네이트 수지와 마스터 배치의 혼합 비율은, 얻어진 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광 투과율이 70% 정도로 되도록 조정하였다. 얻어진 적외선 차폐 입자 분산체의 광학 특성 측정 결과를, 이하의 표 1에 나타낸다.
가시광 투과율은 약 70%로서 가시광 영역의 광을 충분히 투과하고 있음이 확인되었다. 또한, 헤이즈는 0.3%이어서 투명성이 매우 높음이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서 확산 투과 프로파일의 극대값은 0.8%이었으며, 인공 태양광을 조사했을 때의 블루 헤이즈(착색)는 관측되지 않았다.
한편, 적외선 차폐 입자 분산체 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재의 확산 투과 프로파일의 극대값을 평가하는 경우에는, 앞서 설명한 확산 투과 프로파일 측정용의 적외선 차폐 입자 분산체 또는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재를 제작하고 평가하였다. 이하의 다른 실시예, 비교예에 대해서도 마찬가지이다.
[실시예 2]
란탄과 붕소의 원소비 B/La가 5.95로 되도록 탄화붕소 및 산화란탄의 양을 재어 혼합한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.1질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 5.9임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.5질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.00으로 되도록 탄화붕소 및 산화란탄의 양을 재어 혼합한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.2질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 5.9임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.9질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.10으로 되도록 탄화붕소 및 산화란탄의 양을 재어 혼합한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.2질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.9질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.20으로 되도록 탄화붕소 및 산화란탄의 양을 재고 혼합하여1650±50℃의 온도 조건에서 소성한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.2질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.9질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
붕소원으로서 산화붕소, 란탄원으로서 산화란탄, 환원제로서 탄소(흑연)를 사용하여 란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.10으로 되도록 양을 재고 혼합한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다. 다만, 산화붕소 100중량부에 대해 탄소 60중량부로 양을 재어 혼합하였다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.1질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.4질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
세륨과 붕소의 원소비 B/Ce이 6.10으로 되도록 또한 산화란탄 대신에 산화세륨을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 육붕화세륨 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화세륨 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.2질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화세륨 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 CeBm에서 세륨(Ce)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/Ce)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화세륨 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화세륨 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 0.9질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화세륨 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 1에서 제작한 적외선 차폐 입자 분산액(붕화물 입자 분산액)에 분산제(지방산 아민계 분산제) 및 가소제를 중량비로 4:1:10의 비율로 첨가하고, 감압 건조기 내에서 용매 성분을 제거함으로써, 적외선 차폐 입자 가소제 분산액을 얻었다.
얻어진 적외선 차폐 입자 가소제 분산액과 폴리비닐부티랄 수지를 혼합하여 압출 가공기에 의해 시트 형상의 적외선 차폐 입자 분산체를 얻었다.
이 때, 혼합 비율은, 최종적으로 얻어지는 적외선 차폐를 구비한 투명 기재의 가시광 투과율이 70% 정도로 되도록 조정하였다.
얻어진 시트 형상의 적외선 차폐 입자 분산체를 2개의 유리 부재(두께: 3㎜) 사이에 끼워 넣고, 가열 프레스기를 이용하여 적층 유리 상태의 적외선 차폐를 구비한 투명 기재를 제작하였다.
얻어진 적외선 차폐를 구비한 투명 기재에 대해, 실시예 1의 적외선 차폐 입자 분산체의 경우와 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
붕소원 및 환원제로서 탄화붕소, 란탄원으로서 산화란탄을 사용하여, 이들을 란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.10으로 되도록 양을 재어 혼합하였다. 그 후, 1480±50℃ 온도 조건의 아르곤 분위기에서 6시간 동안 소성하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.6질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 2.6질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다.
얻어진 분산액에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
한편, 분산액을 조제하기 위해 20시간 동안 분쇄 처리를 한 시점에서 평균 분산 입자 직경이 105㎚이어서 100㎚보다 컸으나, 슬러리 점도 상승으로 인해 분쇄 효율이 현저히 저하되었다는 점에서, 이 이상 분쇄 처리를 계속하더라도 100㎚ 이하의 입자 직경을 얻는 것은 어렵다고 판단하였다.
또한, 얻어진 붕화물 입자 분산액 내의 Zr/La는 1.8로서 실시예1~실시예8의 경우에 비해 높으므로, 미디어 비즈가 다량으로 마모되어 슬러리 내로 혼입되었음을 알 수 있다.
또한, 확산 투과율 피크값은 1.8%로서 실시예1~실시예8의 경우에 비해 높으므로, 이를 이용하여 광학 부재를 제작하는 경우에는 블루 헤이즈가 강하게 관찰되는 점이 우려된다.
얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여 투명 유리 부재 상에 코팅층을 형성하여 적외선 차폐 투명 기재로 하였다. 그리고, 얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 광학 특성을 측정하였다. 측정 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.
얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 헤이즈는 1.6%로서 투명성이 매우 낮다는 것이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값은 1.9%이며 또한 인공 태양광을 조사했을 때에 육안으로 확실하게 블루 헤이즈가 확인되었다.
또한, 얻어진 분산액에 같은 양의 분산제(아미노기를 갖는 아크릴계 고분자 분산제)를 첨가하여 얻어진 혼합액을 건조기 내에 유지하여 용매 성분을 제거한 후 분쇄함으로써, 적외선 차폐 입자 분산 분말을 얻었다.
얻어진 적외선 차폐 입자 분산 분말을 폴리카보네이트 수지와 혼합하고, 압출 가공기를 이용하여 펠렛 형상의 마스터 배치를 제작하였다.
또한, 상기 마스터 배치와 폴리카보네이트 수지를 혼합하여 압출 가공기에 의해 적외선 차폐 입자 분산체를 형성하였다. 이 때, 폴리카보네이트 수지와 마스터 배치의 혼합 비율은, 얻어지는 적외선 차폐 입자 분산체의 가시광 투과율이 70% 정도로 되도록 조정하였다. 얻어진 적외선 차폐 입자 분산체의 광학 특성 측정 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.
가시광 투과율은 약 70%로서 가시광 영역의 광을 충분히 투과시키고 있음이 확인되었다. 그러나, 헤이즈는 1.6%이어서 투명성이 매우 낮음이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값은 2.0%이며, 또한 인공 태양광을 조사했을 때에 육안으로 확실하게 블루 헤이즈가 확인되었다.
[비교예 2]
란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.20으로 되도록 탄화붕소 및 산화란탄의 양을 재어 혼합한 점 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.8질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.1임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 3.7질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
한편, 분산액을 조제하기 위해 20시간 동안 분쇄 처리를 한 시점에서 평균 분산 입자 직경이 111㎚이어서 100㎚보다 컸으나, 슬러리 점도 상승으로 인해 분쇄 효율이 현저히 저하되었다는 점에서, 이 이상 분쇄 처리를 계속하더라도 100㎚ 이하의 입자 직경을 얻는 것은 어렵다고 판단하였다.
또한, 얻어진 붕화물 입자 분산액 내의 Zr/La는 2.0으로서 실시예1~실시예8의 경우에 비해 높으므로, 미디어 비즈가 다량으로 마모되어 슬러리 내로 혼입되었음을 알 수 있다.
또한, 확산 투과율 피크값은 2.4%로서 실시예1~실시예8의 경우에 비해 높으므로, 이를 이용하여 광학 부재를 제작하는 경우에는 블루 헤이즈가 강하게 관찰되는 점이 우려된다.
또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여 유리 기판 상에 코팅층을 형성하였다. 그리고, 얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 광학 특성을 측정하였다. 측정 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.
얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 헤이즈는 1.8%로서 투명성이 매우 낮다는 것이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값은 2.4%이며, 또한 인공 태양광을 조사했을 때에 비교예 1의 경우와 마찬가지로 육안으로 확실하게 블루 헤이즈가 확인되었다.
[비교예 3]
붕소원으로서 산화붕소, 란탄원으로서 산화란탄, 환원제로서 탄소(흑연)를 사용하며, 란탄과 붕소의 원소비 B/La가 6.10으로 되도록 양을 재어 혼합한 점 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 육붕화란탄 입자 함유 분말을 얻었다. 다만, 산화붕소 100질량부에 대해 탄소 60중량부로 양을 재어 혼합하였다.
얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.7질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화란탄 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 LaBm에서 란탄(La)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/La)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화란탄 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화란탄 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 3.4질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화란탄 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 헤이즈는 1.7%로서 투명성이 매우 낮다는 것이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값은 2.2%이며, 또한 인공 태양광을 조사했을 때에 비교예 1의 경우와 마찬가지로 육안으로 확실하게 블루 헤이즈가 확인되었다.
[비교예 4]
세륨과 붕소의 원소비 B/Ce가 6.10으로 되도록 그리고 산화란탄 대신에 산화 세륨을 사용한 점 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 육붕화세륨 입자 함유 분말을 얻었다.
얻어진 육붕화세륨 입자 함유 분말의 함유 탄소 농도를 연소-적외선 흡수법으로 측정하였더니 탄소량은 0.9질량%이었다. 또한, 얻어진 육붕화세륨 입자의 조성에 대해 ICP에 의해 평가하였더니, 일반식 CeBm에서 세륨(Ce)에 대한 붕소(B)의 원소비(B/Ce)인 m은 6.0임이 확인되었다.
또한, 얻어진 육붕화세륨 입자 함유 분말에 대해, 앞서 설명한 붕화물 입자 내 B4C 농도의 평가 방법에 의해 육붕화세륨 입자 함유 분말의 B4C 농도를 측정하였더니 4.4질량%이었다.
그리고, 이러한 육붕화세륨 입자 함유 분말을 사용한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 붕화물 입자 분산액을 조제하였다. 또한, 얻어진 분산액을 이용하여 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하여, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말, 마스터 배치, 나아가 적외선 차폐 입자 분산체를 제작하였다.
얻어진 분산액 및 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 대해 실시예 1과 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
얻어진 적외선 차폐 투명 기재의 헤이즈는 1.9%로서 투명성이 매우 낮다는 것이 확인되었다. 또한, 파장 360㎚ 이상 500㎚ 이하의 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값은 2.5%이며, 또한 인공 태양광을 조사했을 때에 비교예 1의 경우와 마찬가지로 육안으로 확실하게 블루 헤이즈가 확인되었다.
실시예1~실시예8에서는, 고상(固相) 반응 등에 의해 얻어진 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경을, 비교적 간단하게 그리고 경제적으로, 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하에까지 분쇄하여 미세화할 수 있음이 확인되었다. 또한, 실시예1~실시예8에서는, 얻어지는 붕화물 입자의 평균 입자 직경이 100㎚ 이하, 특히 85㎚ 이하로 되므로, 그 입자 또는 분산액을 이용하여 제작된 적외선 차폐막이나 코팅층을 구비한 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산체에 인공 태양광을 조사하더라도, 청백색으로 착색되지 않는다. 즉, 블루 헤이즈가 억제된다는 것이 확인되었다.
따라서, 실시예1~실시예8의 붕화물 입자 분산액을 사용하여 제작된 적외선 차폐막, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 투명 기재를 갖는 적외선 차폐 광학 부재, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재 등은, 건재(建材)용 창문 유리, 자동차의 창문 유리 등에 필요에 따라 적절하게 사용될 수 있음이 확인되었다.
한편, 실시예1~실시예7에서는, 코팅층의 두께가 10㎛ 정도이어서 20㎛ 이하로 되어 있다.
한편, 함유하는 탄소의 농도가 0.2질량%보다 높은 붕화물 입자 함유 분말을 원료로서 사용한 비교예1~비교예4는, 20시간의 분쇄 처리로는 평균 분산 입자 직경이 100㎚보다 크게 되고, 또한 점도 증가로 인해 분쇄를 더 진행하더라도 100㎚ 이하의 입자 직경으로 하는 것은 어렵다는 것이 확인되었다. 또한, 붕화물 입자 분산액의 확산 투과 프로파일의 극대값도 1.5%보다 높게 되어 있다. 그러므로, 이러한 붕화물 입자 분산액을 사용하여 제작된 적외선 차폐 투명 기재 등은 블루 헤이즈의 발생이 우려된다는 것이 확인되었다. 또한, 건재용 창문 유리, 자동차의 창문 유리 등에 적용하는 것에도 문제가 있다.
이상에서 붕화물 입자, 붕화물 입자 분산액, 적외선 차폐 투명 기재, 적외선 차폐 광학 부재, 적외선 차폐 입자 분산체, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재, 적외선 차폐 입자 분산 분말 및 마스터 배치를 실시형태 및 실시예 등으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예 등에 한정되지 않는다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 변경이 가능하다.
본 출원은 2016년 1월 4일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-000298호, 2016년 1월 4일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-000300호, 2016년 1월 4일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-000301호, 2016년 12월 27일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-254433호, 2016년 12월 27일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-254437호 및 2016년 12월 27일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-254440호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 특원2016-000298호, 특원2016-000300호, 특원2016-000301호, 특원2016-254433호, 특원2016-254437호 및 특원2016-254440호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
Claims (29)
- 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지는 붕화물 입자로서,
연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때에 상기 붕화물 입자 중에 포함되는 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자. - 제1항에 있어서,
상기 일반식 XBm에서의 m이 4.0 이상 6.2 이하인 붕화물 입자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
육붕화란탄 입자를 포함하는 붕화물 입자. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
B4C의 함유량이 1.0질량% 이하인 붕화물 입자. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 붕화물 입자와 액상 매체를 포함하는 붕화물 입자 분산액.
- 제5항에 있어서,
상기 액상 매체가 물, 유기 용매, 유지, 액상 수지, 가소제에서 선택되는 1종류 이상을 포함하는 것인 붕화물 입자 분산액. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
동적 광산란법으로 측정한 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 85㎚ 이하인 붕화물 입자 분산액. - 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
붕화물 입자의 농도가 0.01질량% 이상 30질량% 이하인 붕화물 입자 분산액. - 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
금속 원소 X의 중량 농도에 대해 Zr의 중량 농도가 1.5배 이하인 붕화물 입자 분산액. - 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 코팅층을 포함하고,
상기 코팅층은 적외선 차폐 입자와 바인더를 포함하며,
상기 적외선 차폐 입자가 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항에 있어서,
상기 일반식 XBm에서의 m이 4.0 이상 6.2 이하인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 붕화물 입자에 포함되는 B4C의 양이 1.0질량% 이하인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 1㎚ 이상 100㎚ 이하인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바인더가 자외선 경화 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 상온 경화 수지에서 선택되는 1종류 이상을 포함하는 것인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅층의 두께가 20㎛ 이하인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅층의 가시광 투과율을 45% 이상 55% 이하의 범위로 설정한 경우, 파장이 360㎚ 이상 500㎚ 이하인 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명 기재가 투명 필름 기재 또는 투명 유리 기재인 적외선 차폐 투명 기재. - 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 적외선 차폐 투명 기재를 포함하는 적외선 차폐 광학 부재.
- 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 열가소성 수지를 포함하는 적외선 차폐 입자 분산체.
- 제19항에 있어서,
상기 일반식 XBm에서의 m이 4.0 이상 6.2 이하인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 붕화물 입자의 평균 분산 입자 직경이 1㎚ 이상 100㎚ 이하인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 붕화물 입자에 포함되는 B4C의 양이 1.0질량% 이하인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가소성 수지가,
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 염화 비닐 수지, 올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 불소 수지, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐아세탈 수지로 이루어지는 수지군에서 선택되는 1종류의 수지와,
상기 수지군에서 선택되는 2종류 이상의 수지의 혼합물과,
상기 수지군에서 선택되는 2종류 이상의 수지의 공중합체로부터 선택되는 1종류 이상인 것인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
시트 형상, 보드 형상 또는 필름 형상인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
단위 투명 면적 당 상기 붕화물 입자의 함유량이 0.01g/m2 이상 1.0g/m2 이하인 적외선 차폐 입자 분산체. - 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
가시광 투과율을 45% 이상 55% 이하의 범위로 설정한 경우, 파장이 360㎚ 이상 500㎚ 이하인 영역에서의 확산 투과 프로파일의 극대값이 1.5% 이하인 적외선 차폐 입자 분산체. - 복수 개의 투명 기재와,
제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 기재된 적외선 차폐 입자 분산체를 포함하고,
상기 적외선 차폐 입자 분산체가 상기 복수 개의 투명 기재 사이에 배치되어 있는, 적외선 차폐를 구비한 투명 기재. - 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 분산제를 포함하는 적외선 차폐 입자 분산 분말.
- 일반식 XBm(다만, X는 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sr, Ca에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소, m은 일반식에서 붕소량을 나타내는 숫자)으로 나타내어지며 연소-적외선 흡수법으로 측정했을 때의 탄소량이 0.2질량% 이하인 붕화물 입자와, 열가소성 수지를 포함하는 적외선 차폐 입자 분산체로서, 펠렛 형상을 가지는 마스터 배치.
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