TW202227581A - 紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種紅外線反射材料及其製造方法及紅外線反射結構。所述紅外線反射材料的製造方法包含前置步驟、燒結步驟、研磨步驟及混和步驟。於前置步驟中，以溶膠凝膠法，將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體。於燒結步驟中，以500 ℃至1,100 ℃之間的溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體形成為多個複合鎢氧化物粉體。於研磨步驟中，將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨。於混和步驟中，將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料。

Description

紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構
本發明涉及一種反射材料、其製造方法及反射結構，特別是涉及一種紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構。
一般來說，於現有的紅外線反射材料的製備方法中，紅外線反射材料是以多層膜濺鍍方式製得。而由所述多層膜濺鍍方式製得的現有的紅外線反射材料，是通過約200層至300層的層膜的不同折射率，才使得現有的紅外線反射材料能提供全反射的效果。
然而，通過所述多層膜濺鍍方式製得的現有的紅外線反射材料雖然能提供全反射效果，但所述多層膜濺鍍方式需是在真空環境下進行濺鍍才能形成多層的層膜，在製程上的難度及複雜度皆相對較高，並且也使得現有的紅外線反射材料的製造方法不適合應用於量產。
故，如何提供一種紅外線反射材料的製造方法，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種紅外線反射材料的製造方法，其包括：一前置步驟：以溶膠凝膠法，將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體；一燒結步驟；以500 ℃至1,100 ℃之間的一溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體中的所述銻與所述鎢酸鋯產生鍵結而形成為多個複合鎢氧化物粉體；一研磨步驟：將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨；以及一混和步驟：將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於一壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種紅外線反射材料，包含：一壓克力樹酯；及多個複合鎢氧化物粉體，混和於所述壓克力樹酯中；其中，所述複合鎢氧化物粉體中的化學成分具有如下化學式：Sb:ZrW 2O 8；其中，基於所述紅外線反射材料的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為不小於5 wt%；其中，所述紅外線反射材料具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80%。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是提供一種紅外線反射結構，包含：一基材；一塗層，其形成於所述基材的一表面；其中，所述塗層是經由將紅外線反射材料於常壓下塗佈於所述基材的所述表面而形成。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構，其能通過“以溶膠凝膠法，將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體”、“以500 ℃至1,100 ℃之間的一溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體中的所述銻與所述鎢酸鋯產生鍵結而形成為多個複合鎢氧化物粉體”、“將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨”以及“將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於一壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料”的技術方案，以改善現有的紅外線反射材料的製造方法，由於需在真空環境下進行多層膜濺鍍，而有製程上的難度及複雜度皆相對較高及不適合應用於量產的問題。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
本發明實施例提供一紅外線反射材料的製造方法、一紅外線反射材料、及一紅外線反射結構，並且以下就所述紅外線反射材料的製造方法、所述紅外線反射材料、及所述紅外線反射結構作逐一介紹。
[紅外線反射材料的製造方法]
參閱圖1至圖3所示，圖1為本發明的實施例的紅外線反射材料的製造方法的流程示意圖，圖2為本發明的實施例的鎢酸鋯的X光繞射光譜的示意圖，並且圖3為本發明的實施例的紅外線反射結構的示意圖。本實施例提供一種紅外線反射材料的製造方法，所述紅外線反射材料的製造方法包含一前置步驟S110、一燒結步驟S120、一研磨步驟S130、及一混和步驟S140。以下將就本實施例的紅外線反射材料的製造方法之各個步驟作一說明。需要說明的是，本發明於實現上述紅外線反射材料的製造方法時，不以上述各個步驟的內容以及順序為限。
於所述前置步驟S110中，以溶膠凝膠法（sol-gel process），將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體。通過所述溶膠凝膠法，銻及鎢酸鋯能在低溫的環境下均勻地混和。此外，基於所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體的總重為100 wt%，銻的用量範圍是介於0.1 wt%至1 wt%之間，並且鎢酸鋯的用量範圍是介於99 wt%至99.9 wt%之間。較佳地，所述銻的用量範圍是介於0.3 wt%至0.4 wt%之間，並且鎢酸鋯的用量範圍是介於99.6 wt%至99.7 wt%之間。
也就是說，於所述前置步驟S110中，是將相對低用量範圍的所述銻參雜於鎢酸鋯中，並且通過所述前置步驟S110中的所述溶膠凝膠法，所述銻及所述鎢酸鋯彼此靠近以形成所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體。請參閱圖2所示，由圖2可以看出，於本發明的實施例的鎢酸鋯的X光繞射光譜中，於20 deg至30 deg範圍之間，至少有一個峰值大於550 cps，並且於20 deg至30 deg範圍之間，至少有兩個峰值大於450 cps。
需要說明的是，鎢酸鋯本身無法反射紅外線，並且鎢酸鋯本身僅是不吸收可見光的。因此，需在鎢酸鋯中參雜銻以形成參雜銻的鎢酸鋯複合粉體，才能提供紅外線反射效果。換句話說，本發明的所述紅外線反射材料的製造方法，通過材料選擇及搭配，而不需通過如現有的紅外線反射材料的製造方法的多層膜濺鍍方式，進而降低了製程上的複雜度。
於所述燒結步驟S120中，以500 ℃至1,100 ℃之間的一溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體中的所述銻與所述鎢酸鋯產生鍵結而形成為多個複合鎢氧化物粉體。所述複合鎢氧化物粉體中的化學成分具有如下化學式：Sb:ZrW 2O 8，並且所述銻是以單鍵的形式鍵結於所述鎢酸鋯的表面。詳細來說，通過所述燒結步驟S120，所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行晶格重排，進而使得所述銻能以單鍵的形式鍵結於所述鎢酸鋯的表面。
於本實施例的所述燒結步驟S120中，所述溫度梯度依序區分為一第一溫度、一第二溫度、一第三溫度、及一第四溫度，並且所述預定時間是介於1小時至2小時之間。較佳地，於所述燒結步驟S120中，所述第一溫度為介於500 ℃至550 ℃之間，所述第二溫度為介於650 ℃至750 ℃，所述第三溫度為介於850 ℃至950 ℃，並且所述第四溫度為介於1,050 ℃至1,100 ℃之間。更佳地，所述第一溫度為500 ℃，所述第二溫度為700 ℃，所述第三溫度為900 ℃，並且所述第四溫度為1,100 ℃。
於實際應用時，所述第一溫度、所述第二溫度、所述第三溫度、及所述第四溫度皆可以依據需求變化，且不以上述各溫度為限。所述預定時間也可於1小時至2小時之間的範圍依據需求而調整。此外，於本實施例中，是將所述溫度梯度依序區分為四個不同的溫度為例，但本發明不受限於此。也就是說，於其他實施例中，所述溫度梯度也可以依序區溫為三個或五個不同的溫度。
在本發明的其他實施例中，在所述燒結步驟S120前且於所述前置步驟S110後，所述紅外線反射材料的製造方法還可以包含有一預熱步驟，但本發明不受限於此。於所述預熱步驟中，以一第一預熱溫度及一第二預熱溫度對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行預熱，所述第一預熱溫度約為120 ℃，並且所述第二預熱溫度約為360 ℃。
於所述研磨步驟S130中，將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨。較佳地，在所述複合鎢氧化物粉體經研磨後，所述複合鎢氧化物粉體的粒徑不大於70奈米。更佳地，在所述複合鎢氧化物粉體經研磨後，所述複合鎢氧化物粉體的粒徑介於50奈米至100奈米之間。通過將所述複合鎢氧化物粉體研磨至奈米等級，所述複合鎢氧化物粉體能提供較佳的光穿透率。
於所述混和步驟S140中，將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於一壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料1。在研磨步驟S130後，經研磨的所述複合鎢氧化物粉體能較佳地混和及分散於所述壓克力樹酯中。所述紅外線反射材料1具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80%。也就是說，通過以上各個步驟所製得的所述紅外線反射材料1已能提供優異的紅外線反射率。
此外，基於所述紅外線反射材料1的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為不小於5 wt%。較佳地，基於所述紅外線反射材料1的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為介於5 wt%至50 wt%之間，並且所述壓克力樹酯的含量範圍為介於1 wt%至50 wt%之間。
於本發明的其他實施例的所述混和步驟S140中，所述紅外線反射材料1中添加有一異丙醇溶劑，但本發明不受限於此。基於所述紅外線反射材料1的總重為100 wt%，所述異丙醇溶劑的用量範圍是介於50 wt%至90 wt%之間，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為介於5 wt%至50 wt%之間，並且所述壓克力樹酯的含量範圍為介於1 wt%至50 wt%之間。
需要說明的是，於所述混和步驟S140中，可以是先將所述複合鎢氧化物粉體添加於所述異丙醇溶劑中並均勻混和，再將所述複合鎢氧化物粉體及所述異丙醇溶劑共同混和於所述壓克力樹酯中。所述異丙醇溶劑主要用以使所述複合鎢氧化物粉體能較佳地混和於所述壓克力樹酯中，並且所述異丙醇溶劑可以被替換為其他性質相似的溶劑，本發明於此不加以限制。
請參閱圖3所示，所述紅外線反射材料1能於常壓下被塗佈於一基材2的表面21，以於所述基材2的所述表面21形成一塗層，並且所述塗層的厚度D是介於1微米至4微米之間。所述基材2可以例如是由聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）或其他性質相似的成分構成，本發明於此不加以限制。換句話說，在所述紅外線反射材料1形成的所述塗層的厚度D介於1微米至4微米的情況下，所述紅外線反射材料1即可提供優異的紅外線反射率。
此外，所述基材2及塗佈於所述基材2的所述塗層可以共同定義為一紅外線反射結構100。由於所述紅外線反射材料1能於常壓下被塗佈於所述基材2，以於所述基材2形成所述塗層，因此，通過本發明的紅外線反射材料的製造方法製得的所述紅外線反射材料1，適合用以於常壓下量產所述紅外線反射結構100。
如上所述，通過所述紅外線反射材料的製造方法所製得的所述紅外線反射材料1，能於常壓下被塗佈於所述基材2的所述表面21以形成單層結構（如所述塗層），並且還能提供優異的紅外線反射效果。因此，通過所述紅外線反射材料的製造方法所制得的所述紅外線反射材料1能有效地改善現有的紅外線反射材料的製造方法需在真空環境下進行多層膜濺鍍所產生的缺陷。
[紅外線反射材料]
本實施例還提供一紅外線反射材料1，所述紅外線反射材料1可以是通過所述紅外線反射材料的製造方法製得，但本發明不受限於此。所述紅外線反射材料1包含一壓克力樹酯及混和於所述壓克力樹酯中的多個複合鎢氧化物粉體。所述複合鎢氧化物粉體中的化學成分具有如下化學式：Sb:ZrW 2O 8。
基於所述紅外線反射材料1的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為不小於5 wt%。較佳地，基於所述紅外線反射材料的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為介於5 wt%至50 wt%之間，並且所述壓克力樹酯的含量範圍為介於1 wt%至50 wt%之間。所述紅外線反射材料1具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80%。
[紅外線反射結構]
請參閱圖3所示，本實施例還提供一紅外線反射結構100，所述紅外線反射結構100包含一基材2及形成於所述基材2的一表面21的一塗層，並且所述塗層可以是經由將所述紅外線反射材料1於常壓下塗佈於所述基材2的所述表面21而形成。所述塗層的厚度D是介於1微米至4微米之間。於本實施例中，所述基材2是由聚對苯二甲酸乙二酯所構成，但本發明不受限於此。此外，所述紅外線反射結構10具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80%。
請參閱圖4所示，圖4為本發明的另一實施例的紅外線反射結構的示意圖。於本實施例中，所述紅外線反射結構100進一步包含有一保護層3，所述保護層3形成於所述塗層遠離所述基材2的一側，但本發明不受限於此。也就是說，所述塗層是介於所述基材2及所述保護層3之間。所述保護層3可以是由苯二甲酸乙二醇酯、聚氟乙烯、或乙烯-四氟乙烯共聚物所構成，但本發明不受限於此，並且所述保護層3能保護所述塗層以避免所述塗層受到刮傷。
此外，於本發明未繪示的其他實施例中，所述紅外線反射結構100可以是包含有兩個所述塗層及兩個所述保護層3，兩個所述塗層是形成於所述基材2的不同的兩個表面，並且兩個所述保護層3分別形成於兩個所述塗層的一側。也就是說，於本發明中的所述保護層3的數量可以是對應於所述塗層的數量，並且所述塗層2的數量可以依據需求變化，不限制為一個或兩個。
[本發明實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的紅外線反射材料、其製造方法及紅外線反射結構，其能通過“以溶膠凝膠法，將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體”、“以500 ℃至1,100 ℃之間的一溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體中的所述銻與所述鎢酸鋯產生鍵結而形成為多個複合鎢氧化物粉體”、“將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨”以及“將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於一壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料”的技術方案，以改善現有的紅外線反射材料的製造方法，由於需在真空環境下進行多層膜濺鍍，而有製程上的難度及複雜度皆相對較高及不適合量產的問題。
更進一步來說，通過在所述複合鎢氧化物粉體經研磨後，所述複合鎢氧化物粉體的粒徑不大於70奈米，以使得所述複合鎢氧化物粉體能提供較佳的光穿透率。
通過將所述複合鎢氧化物粉體添加於所述異丙醇溶劑中並均勻混和，再將所述複合鎢氧化物粉體及所述異丙醇溶劑共同混和於所述壓克力樹酯中，以使得所述複合鎢氧化物粉體能較佳地混和於所述壓克力樹酯中。
紅外線反射結構還可以包含有一保護層，所述保護層形成於所述紅外線反射材料遠離所述基材的一側，從而保護所述紅外線反射材料以避免所述紅外線反射材料受到刮傷。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
100:紅外線反射結構 1:紅外線反射材料 2:基材 21:表面 3:保護層 D:厚度 S110:前置步驟 S120:燒結步驟 S130:研磨步驟 S140:混和步驟
圖1為本發明的實施例的紅外線反射材料的製造方法的流程示意圖。
圖2為本發明的實施例的鎢酸鋯的X光繞射光譜的示意圖。
圖3為本發明的實施例的紅外線反射結構的示意圖。
圖4為本發明的另一實施例的紅外線反射結構的示意圖。
100:紅外線反射結構
1:紅外線反射材料
2:基材
21:表面
D:厚度

Claims (15)

  1. 一種紅外線反射材料的製造方法，其包括： 一前置步驟：以溶膠凝膠法，將銻及鎢酸鋯混和，以得到多個參雜銻的鎢酸鋯複合粉體； 一燒結步驟：以500 ℃至1,100 ℃之間的一溫度梯度逐漸對所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體進行燒結一預定時間，以使所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體中的所述銻與所述鎢酸鋯產生鍵結而形成為多個複合鎢氧化物粉體； 一研磨步驟：將所述複合鎢氧化物粉體進行研磨；以及 一混和步驟：將經研磨的所述複合鎢氧化物粉體混和於一壓克力樹酯中，以形成為一紅外線反射材料。
  2. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，基於所述參雜銻的鎢酸鋯複合粉體的總重為100 wt%，所述銻的用量範圍是介於0.1 wt%至1 wt%之間。
  3. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，所述複合鎢氧化物粉體中的化學成分具有如下化學式：Sb:ZrW 2O 8。
  4. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，於所述燒結步驟中，所述溫度梯度依序區分為一第一溫度、一第二溫度、一第三溫度、及一第四溫度，並且所述預定時間是介於1小時至2小時之間。
  5. 如請求項4所述的紅外線反射材料的製造方法，於所述燒結步驟中，所述第一溫度為介於500 ℃至550 ℃之間，所述第二溫度為介於650 ℃至750 ℃，所述第三溫度為介於850 ℃至950 ℃，並且所述第四溫度為介於1,050 ℃至1,100 ℃之間。
  6. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，在所述複合鎢氧化物粉體經研磨後，所述複合鎢氧化物粉體的粒徑不大於70奈米。
  7. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，基於所述紅外線反射材料的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為不小於5 wt%。
  8. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，於所述混和步驟中，所述紅外線反射材料中添加有一異丙醇溶劑，並且基於所述紅外線反射材料的總重為100 wt%，所述異丙醇溶劑的用量範圍是介於50 wt%至90 wt%之間。
  9. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，所述紅外線反射材料能於常壓下被塗佈於一基材的表面，以於所述基材的所述表面形成一塗層，並且所述塗層的厚度是介於1微米至4微米之間。
  10. 如請求項1所述的紅外線反射材料的製造方法，其中，所述紅外線反射材料具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80 %。
  11. 一種紅外線反射材料，包含： 一壓克力樹酯；及 多個複合鎢氧化物粉體，其混和於所述壓克力樹酯中；其中，所述複合鎢氧化物粉體中的化學成分具有如下化學式：Sb:ZrW 2O 8； 其中，基於所述紅外線反射材料的總重為100 wt%，所述複合鎢氧化物粉體的含量範圍為不小於5 wt%； 其中，所述紅外線反射材料具有一紅外線反射率，並且所述紅外線反射率於800奈米至2,500奈米之間的波長範圍不小於80 %。
  12. 如請求項11所述的紅外線反射材料，其中，所述複合鎢氧化物粉體的粒徑不大於70奈米。
  13. 一種紅外線反射結構，包含： 一基材； 一塗層，其形成於所述基材的一表面； 其中，所述塗層是經由將如請求項11所述的紅外線反射材料於常壓下塗佈於所述基材的所述表面而形成。
  14. 如請求項13所述的紅外線反射結構，其中，所述塗層的厚度是介於1微米至4微米之間。
  15. 如請求項13所述的紅外線反射結構，其中，所述紅外線反射結構進一步包含有一保護層，所述保護層形成於所述紅外線反射材料遠離所述基材的一側。
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