TW202244006A - 紅外線吸收粒子、紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材 - Google Patents
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Abstract
一種紅外線吸收粒子,其為含有複合鎢氧化物粒子的紅外線吸收粒子,
上述複合鎢氧化物粒子具有六方晶的晶體結構,為由通式M
xW
yO
z(其中,M為選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素,W為鎢,O為氧,0.25≦x/y≦0.39,2.70≦z/y≦2.90)表述的複合鎢氧化物的粒子。
Description
本發明係關於紅外線吸收粒子、紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材。
作為從太陽光、燈泡等外部光源除去、減少熱成分的方法,一直以來,進行了形成由對於玻璃表面反射紅外線的材料形成的被膜而製成熱射線反射玻璃。而且,其材料使用了FeO
x、CoO
x、CrO
x、TiO
x等金屬氧化物、Ag、Au、Cu、Ni、Al等金屬材料。
然而,這些金屬氧化物、金屬材料具有除了對於熱效果作出大幅貢獻的紅外線以外,可見光也同時反射或吸收的性質,因此存在該熱射線反射玻璃的可見光透射率會降低的問題。特別是,建材、交通工具、電話箱等所使用的基材中,需要在可見光區域的高透射率,因此在利用上述金屬氧化物等材料的情況下,其膜厚必須非常薄。因此,採用使用噴射燒結、CVD法,或濺射法、真空蒸鍍法等物理成膜法,使用膜厚10nm水平的薄膜進行成膜的方法。
然而,這些成膜方法需要大型裝置、真空設備,生產性、大面積化具有難點,存在膜的製造成本升高的缺點。此外,如果使用這些材料以提高日照遮蔽特性,則有可見光區域的光的反射率也會同時變高的傾向,還具有賦予鏡那樣的耀眼的外觀,會損傷美觀的缺點。
為了改善這樣的問題,認為需要作為膜的物理特性的可見光區域的光的反射率低,紅外線區域的反射率高的膜。
作為可見光透射率高,而且具有優異的日照遮蔽功能的材料,已知銻錫氧化物(以下,簡稱為ATO)、銦錫氧化物(以下,簡稱為ITO)。這些材料由於可見光反射率比較低,因此不會賦予耀眼的外觀。然而,電漿頻數處於近紅外線區域,因此對於與可見光區域更接近的近紅外線區域的光,反射、吸收效果仍不充分。進一步,這些材料每單位重量的日照遮蔽力低,因此具有為了獲得高遮蔽功能,使用量增多而成本升高這樣的問題。
進一步,作為具有日照遮蔽功能的紅外線遮蔽膜材料,可舉出將氧化鎢、氧化鉬、氧化釩進行了略微還原的膜。這些膜為作為所謂電致變色材料使用的材料,但是在被充分地氧化的狀態下是透明的,如果以電化學方法進行還原,則從長波長的可見光區域直至近紅外線區域產生吸收。
專利文獻1中,提出了一種熱射線遮斷玻璃,其特徵在於,在透明的玻璃基板上設置靠基板側的作為第1層的第1介電體膜,在該第1層上設置作為第2層的含有選自由周期表的IIIa族、IVa族、Vb族、VIb族和VIIb族組成的組中的至少1種金屬元素的複合氧化鎢膜,在該第2層上設置有作為第3層的第2介電體膜。
專利文獻2中,提出了一種紫外線熱射線遮斷玻璃,其特徵在於,在透明的玻璃基板上,設置靠基板側的作為第1層的第1透明介電體膜,所述第1透明介電體膜含有:將選自由鋅、鈰、鈦和鎘形成的組中的至少1種作為成分的具有紫外線遮斷性能的氧化物,它們的複合氧化物或它們的氧化物中添加有微量的金屬元素的複合氧化物,在上述第1層上設置作為第2層的第2透明介電體膜,在該第2層上設置作為第3層的含有選自由周期表的IIIa族、IVa族、Vb族、VIb族和VIIb族形成的組中的至少1種金屬元素的複合氧化鎢膜,在上述第3層上設置有作為第4層的第3透明介電體膜。
專利文獻3中,提出了一種熱射線遮斷玻璃,其特徵在於,在透明的基板上設置靠基板側的作為第1層的含有選自由周期表的IIIa族、IVa族、Vb族、VIb族和VIIb族形成的組中的至少1種金屬元素的複合氧化鎢膜,在上述第1層上設置有作為第2層的透明介電體膜。
專利文獻4中,提出了一種氧化鎢膜的成膜方法,其特徵在於,在基體上成膜氧化鎢膜的方法,使用由鎢形成的靶,在包含二氧化碳的環境中進行濺射。根據這樣的成膜方法,公開了能夠穩定地生產具有高遮熱性,面內的光學特性均勻的氧化鎢膜。
例如,專利文獻1~專利文獻4所記載那樣,一直以來,作為包含鎢化合物的紅外線遮蔽層的製造方法,使用了濺射法。然而,這樣的物理成膜法中,需要大規模的裝置、真空設備,從生產性的觀點考慮有問題,進行大面積化即使在技術上可能,也具有膜的製造成本變高這樣的課題。
因此申請人在專利文獻5中公開了,可見光區域的光透過,紅外線區域的光吸收的由通式W
yO
x表述的鎢氧化物微粒、由通式M
xW
yO
z表述的複合鎢氧化物微粒分散於介質中而成的紅外線遮蔽材料微粒分散體、紅外線遮蔽體和紅外線遮蔽材料微粒的製造方法、以及紅外線遮蔽材料微粒。
此外,本申請人在專利文獻6中公開了,可見光區域的光透過,紅外線區域的光吸收的作為由通式W
yO
x表述的鎢氧化物微粒、由通式M
xW
yO
z表述的複合鎢氧化物微粒的日照遮蔽體形成用鎢氧化物微粒的製造方法、和日照遮蔽體形成用鎢氧化物微粒。
如專利文獻5和專利文獻6所公開那樣,包含鎢氧化物微粒等的日照遮蔽體不需要物理成膜法那樣的大規模的裝置、真空設備,生產性也高,能夠低成本地生產。此外,從作為日照遮蔽體的特性的觀點考慮,包含鎢氧化物微粒等的日照遮蔽體能夠不降低紅外線遮蔽性能,進一步提高可見光區域中的光透過性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開平8-12378號公報
專利文獻2:日本特開平8-59301號公報
專利文獻3:日本特開平8-283044號公報
專利文獻4:日本特開平10-183334號公報
專利文獻5:日本特許第4096205號公報
專利文獻6:日本特許第4626284號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,包含一直以來所使用的由通式W
yO
x表述的鎢氧化物微粒、由通式M
xW
yO
z表述的複合鎢氧化物微粒的光學構件(膜、樹脂片等)呈現出鎢氧化物特有的藍色。因此,根據用途而要求更淺的顏色。
此外,紅外線吸收材料在使用時,有時置於由太陽光線等帶來的熱、由大氣中的濕氣帶來的高溫高濕的環境下。因此,還要求紅外線吸收材料即使在置於高溫高濕的環境下的情況下,也抑制紅外線吸收特性(日照遮蔽特性)的降低,即耐候性優異。
鑑於上述現有技術的問題,本發明的一側面的目的在於,提供為淺藍色,耐候性和紅外線吸收特性優異的紅外線吸收粒子。
[解決課題之技術手段]
本發明的一側面中,提供一種紅外線吸收粒子,其為含有複合鎢氧化物粒子的紅外線吸收粒子,
上述複合鎢氧化物粒子具有六方晶的晶體結構,為由通式M
xW
yO
z(其中,M為選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素,W為鎢,O為氧,0.25≦x/y≦0.39,2.70≦z/y≦2.90)表述的複合鎢氧化物的粒子。
[發明之效果]
本發明的一側面中,能夠提供為淺藍色,耐候性和紅外線吸收特性優異的紅外線吸收粒子。
以下說明本公開的一實施方式(以下記為「本實施方式」)涉及的紅外線吸收粒子、紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材的具體例。另外,本發明並不限定於這些例示,表示藉由請求項而表示的,與請求項均等的含義和範圍內的全部變更也包含在內。
以下,對於本具體實施方式,以1.紅外線吸收粒子、2.紅外線吸收粒子的製造方法、3.紅外線吸收粒子分散液、4.紅外線吸收粒子分散體、5.紅外線吸收夾層透明基材、6.紅外線吸收透明基材、7.物性的順序進行說明。
1.紅外線吸收粒子
本實施方式涉及的紅外線吸收粒子能夠含有複合鎢氧化物粒子。另外,本實施方式的紅外線吸收粒子也能夠僅由複合鎢氧化物粒子構成,但是即使在該情況下,也沒有排除含有不可避免的雜質。
複合鎢氧化物粒子能夠採用由通式M
xW
yO
z表述的複合鎢氧化物的粒子。
能夠是上述通式中的M元素為選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素,W為鎢,O為氧。x,y,z能夠滿足0.25≦x/y≦0.39,2.70≦z/y≦2.90。
上述複合鎢氧化物粒子能夠具有六方晶的晶體結構。
(關於複合鎢氧化物粒子的組成、結晶、晶格常數)
在複合鎢氧化物粒子的上述通式中,表示元素M的添加量的x/y的值優選為0.25以上0.39以下,更優選為0.25以上0.32以下。這是因為如果x的值為0.25以上0.39以下,則易於獲得六方晶的結晶的複合鎢氧化物粒子,紅外線吸收效果充分地表現。紅外線吸收粒子中,除了六方晶的複合鎢氧化物的粒子以外,有時含有正方晶、M
0.36WO
3.18(Cs
4W
11O
35等)所示的斜方晶的析出物,這些析出物沒有影響紅外線吸收效果。認為複合鎢氧化物粒子在理論上,x/y的值為0.33,從而添加的M元素配置於六方形的空隙的全部。
此外,上述通式中的z/y的值優選為2.70≦z/y≦2.90。藉由使z/y的值為2.70以上,從而能夠製成淺藍色,並且耐候性和紅外線吸收特性優異的紅外線吸收粒子。此外,藉由使z/y的值為2.70以上,從而也能夠提高例如波長850nm時的光線透射率。伴隨著汽車的高功能化,使用紅外線通信波而進行控制等的車載設備、感測器被廣泛應用。為了提高這樣的各種車載設備的控制的精度、感測器的檢測精度,還要求將波長850nm時的光線透射率設計得高。本實施方式的紅外線吸收粒子如上述那樣,波長850nm時的光線透射率優異,因此在使用了該紅外線吸收粒子的紅外線吸收粒子分散體等配置於窗等開口部的汽車等中,對於車載設備的控制、感測器的檢測,提高精度。
藉由使z/y的值為2.90以下,從而提高紅外線區域的吸收反射特性,因此能夠生成特別充分的量的自由電子而效率良好地形成紅外線吸收粒子。
另外,複合鎢氧化物粒子中,氧的一部分被其它元素取代也沒有關係。作為該其它元素,可舉出例如,氮、硫黄、鹵素等。
複合鎢氧化物粒子優選具有六方晶的晶體結構。這是因為在複合鎢氧化物粒子具有六方晶的晶體結構的情況下,複合鎢氧化物粒子、包含複合鎢氧化物粒子的紅外線吸收粒子的可見光區域的光的透射率、和近紅外線區域的光的吸收特別地提高。
而且,如果M元素使用選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素,則易於形成六方晶。因此,M元素優選包含選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素。
複合鎢氧化物粒子的晶格常數沒有特別限定,例如,優選a軸為7.3850Å以上7.4186Å以下,c軸為7.5600Å以上7.6240Å以下。包含複合鎢氧化物粒子的紅外線吸收粒子如後述那樣為了形成所期望的粒徑,也能夠粉碎等,複合鎢氧化物粒子的粉碎前後的晶格常數優選滿足上述範圍。
(關於粒徑)
本實施方式的紅外線吸收粒子的粒徑能夠根據該紅外線吸收粒子、紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材的使用目的等進行選擇,沒有特別限定。
紅外線吸收粒子的平均分散粒徑優選為例如1nm以上800nm以下,更優選為1nm以上400nm以下。這是因為如果平均分散粒徑為800nm以下,則能夠發揮由紅外線吸收粒子帶來的強勁的紅外線吸收能,此外,如果平均分散粒徑為1nm以上,則工業上的製造容易。
特別是在平均分散粒徑為400nm以下的情況下,紅外線吸收膜、成型體(板、片)能夠避免成為單調地透射率減少的灰色系。此外,藉由使平均分散粒徑為400nm以下,從而在使用該紅外線吸收粒子分散液,製成紅外線吸收粒子分散體等的情況下,特別是能夠抑制起霧,提高可見光透射率。
在將紅外線吸收粒子分散體等用於要求可見光區域的光的透明性的用途的情況下,紅外線吸收粒子優選具有40nm以下的平均分散粒徑。這裡,平均分散粒徑為使用將動態光散射法作為原理的大塚電子股份有限公司製DLS-8000而測定得到的50%體積累積粒度。這是因為如果該紅外線吸收粒子具有小於40nm的平均分散粒徑,則能夠充分地抑制由紅外線吸收粒子的米氏散射和瑞利散射帶來的光的散射,將可見光區域的光的可見性保持得高,同時效率良好地保持透明性。在用於汽車的防風等特別要求透明性的用途的情況下,為了進一步抑制散射,使紅外線吸收粒子的平均分散粒徑更優選為30nm以下,進一步優選為25nm以下。
已經描述的紅外線吸收粒子涉及的複合鎢氧化物粒子的粒徑能夠根據該複合鎢氧化物粒子、使用該分散液而製造的紅外線吸收膜、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收透明基材、紅外線吸收夾層透明基材的使用目的適當選定,沒有特別限定。這樣的複合鎢氧化物粒子的粒徑優選為1nm以上800nm以下。此外,重視透明性時,複合鎢氧化物粒子的粒徑優選為200nm以下,更優選為100nm以下。這是因為如果粒徑大,則藉由幾何學散射或米氏散射,波長380nm~780nm的可見光區域的光被散射,紅外線吸收材的外觀成為模糊玻璃那樣,難以獲得鮮明的透明性。如果粒徑為200nm以下,則上述散射降低,成為瑞利散射區域。瑞利散射區域中,散射光與粒徑的6次方成比例而降低,因此伴隨著粒徑的減少,散射降低,透明性提高。進一步,如果粒徑為100nm以下,則散射光變得非常地少,是優選的。如上述那樣,如果粒徑為800nm以下,則能夠發揮由本實施方式涉及的複合鎢氧化物粒子帶來的優異的紅外線吸收特性,此外,這是因為如果粒徑為1nm以上,則工業上的製造容易。
這裡的粒徑例如能夠在使複合鎢氧化物粒子分散的狀態下,使用透射型電子顯微鏡(TEM)等,測定複數個的粒子的粒徑,算出。另外,複合鎢氧化物粒子通常為不定形,因此能夠使與該粒子外接的最小的圓的直徑成為該粒子的粒徑。例如在使用透射型電子顯微鏡,如上述那樣,每個粒子測定複數粒子的粒徑的情況下,全部粒子的粒徑優選滿足上述範圍。測定的粒子的數沒有特別限定,例如優選為10個以上50個以下。
(關於顏色)
本實施方式的紅外線吸收粒子算出僅由該紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調優選在L
*a
*b
*表色系中滿足b
*>0。
這是因為算出僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調藉由在L
*a
*b
*表色系中滿足b
*>0,而能夠成為淺藍色。
算出僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收,是指進行評價時,也進行空白的測定,藉由從紅外線吸收粒子的評價結果減去空白的評價結果,從而除去由進行測定時所使用的單元等帶來的光的反射的影響。
(關於被覆)
紅外線吸收粒子基於表面保護、耐久性提高、防止氧化、耐水性提高等目的,也能夠實施表面處理。表面處理的具體的內容沒有特別限定,例如,本實施方式的紅外線吸收粒子能夠將紅外線吸收粒子的表面用包含選自Si、Ti、Zr、Al中的1種以上的原子的化合物進行被覆。即,紅外線吸收粒子能夠具有利用上述化合物的被覆。此時作為包含選自Si、Ti、Zr、Al中的1種以上的原子的化合物,可舉出選自氧化物、氮化物、碳化物等中的1種以上。
2.紅外線吸收粒子的製造方法
根據本實施方式的紅外線吸收粒子的製造方法,能夠製造已經描述的紅外線吸收粒子。因此,對於已經說明的事項省略說明。
本發明的發明人對於淺藍色,耐候性和紅外線吸收特性優異的紅外線吸收粒子的製造方法進行了研究。
另外,這裡所謂耐候性,是指例如製成紅外線吸收粒子分散體,置於高溫、高濕度的環境的情況下的日照遮蔽特性的降低能夠被抑制。
其結果發現對於規定的原料,藉由實施以下第1熱處理工序和第2熱處理工序,從而獲得能夠解決上述課題的紅外線吸收粒子,完成本發明。
第1熱處理工序(氧化性氣體熱處理工序)為在至少含有氧源的第1氣體的環境下進行熱處理的工序。
第2熱處理工序(非氧化性氣體熱處理工序)為在含有選自還原性氣體和非活性氣體中的1種以上的第2氣體的環境下進行熱處理的工序。
另外,實施第1熱處理工序和第2熱處理工序的順序沒有特別限定,例如可以在實施第1熱處理工序之後實施第2熱處理工序,也可以在實施第2熱處理工序之後實施第1熱處理工序。
這裡對於供給於熱處理的原料粉末進行說明之後,對於熱處理條件進行詳述。
(1)原料粉末
這裡,所謂原料粉末,為選自鎢酸(H
2WO
4)或鎢酸混合物與含有M元素的化合物的混合粉,和鎢酸(H
2WO
4)或鎢酸混合物與含有M元素的溶液的混合溶液的乾燥粉中的1種以上。
上述鎢酸混合物為鎢酸(H
2WO
4)與氧化鎢的混合物。
對於上述混合粉和乾燥粉進行說明。
(混合粉)
作為原料粉末,如上述那樣,能夠使用混合粉。混合粉能夠使用例如鎢酸與含有M元素的化合物的混合粉、鎢酸混合物與含有M元素的化合物的混合粉。
這裡,原料粉末所使用的鎢酸(H
2WO
4)如果為藉由燒成而成為氧化物的原料粉末,則沒有特別限定。此外,鎢酸混合物所使用的氧化鎢可以使用W
2O
3、WO
2、WO
3的任一者。
此外,與鎢酸或鎢酸混合物混合,用於添加M元素的含有M元素的化合物優選為選自氧化物、氫氧化物和碳酸鹽中的1種以上。因此,含有M元素的化合物優選為選自M元素的氧化物、M元素的氫氧化物和M元素的碳酸鹽中的1種以上。
另外,M元素優選為選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素。
鎢酸(H
2WO
4)或鎢酸混合物與含有M元素的化合物的混合只要利用市售的擂潰機、捏合機、球磨機、砂磨機、油漆搖動器等進行即可(混合工序)。
(乾燥粉)
此外,作為原料粉末,能夠使用鎢酸(H
2WO
4)或鎢酸混合物與含有M元素的溶液的混合溶液的乾燥粉。
對於鎢酸和鎢酸混合物,利用混合粉進行了說明,這裡省略說明。
含有M元素的溶液優選為選自M元素的金屬鹽的水溶液、M元素的金屬氧化物的膠體溶液和M元素的烷氧基溶液中的1種以上。
M元素的金屬鹽的水溶液所使用的金屬鹽的種類沒有特別限定,例如可舉出硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽等。
此外,調製乾燥粉時的乾燥溫度、時間不受特別限定。
原料粉末優選以目標組成相應的比例含有鎢和M元素。原料粉末例如,優選以莫耳比計M/W為0.25以上0.39以下的方式含有原料粉末所含有的M元素(M)和鎢(W)。
(2)熱處理工序
本實施方式的紅外線吸收粒子的製造方法如已經描述的那樣,能夠具有將原料粉末進行熱處理的第1熱處理工序,以及第2熱處理工序。
(2-1)第1熱處理工序
第1熱處理工序(氧化性氣體熱處理工序)為在至少含有氧源的第1氣體的環境下進行熱處理的工序。
氧源的氣體沒有特別限定,優選為選自氧氣、空氣氣體、水蒸氣中的1種以上。
第1氣體的氧源以外的氣體沒有特別限定,例如能夠含有非活性氣體。非活性氣體沒有特別限定,能夠使用選自氮、氬、氦等中的1種以上的氣體。
第1氣體中的氧源的濃度只要根據熱處理溫度、熱處理的物量進行適當選擇即可,沒有特別限定,如果過度氧化,則有時紅外線吸收功能降低,因此優選為僅將粒子的表面氧化的濃度。
熱處理時的溫度只要根據熱處理的原料粉末的量等進行適當選擇即可,沒有特別限定。例如,優選為400℃以上850℃以下。
藉由利用第1熱處理工序進行氧化處理,從而能夠將例如複合鎢氧化物粒子的表面氧化,沒有極化子吸收。藉由實施第1熱處理工序,從而紅外線通信波的波長的透射率變高,獲得淺藍色,並且具有高耐候性(耐熱性、耐濕熱性)的紅外線吸收粒子。
第1熱處理工序可以以1個步驟來實施,可以採用在熱處理中途使環境、溫度變化的複數個步驟。例如,也能夠在第1步驟中,非活性氣體與氧源的氣體的混合氣體環境下,在400℃以上850℃以下進行熱處理,在第2步驟中在非活性氣體環境下,在400℃以上850℃以下進行熱處理。這樣藉由將第1熱處理工序以複數的步驟實施,從而能夠獲得具有特別優異的紅外線吸收功能的紅外線吸收粒子。
(2-2)第2熱處理工序
第2熱處理工序(非氧化性氣體熱處理工序)為在含有選自還原性氣體和非活性氣體中的1種以上的第2氣體的環境下進行熱處理的工序。
藉由實施第2熱處理工序,從而能夠在紅外線吸收粒子形成氧孔隙。
第2熱處理工序中的熱處理時的環境如已經描述的那樣,可以為單獨非活性氣體,可以為單獨還原性氣體,也可以為非活性氣體與還原性氣體的混合氣體。
作為非活性氣體,沒有特別限定,能夠使用選自氮、氬、氦等中的1種以上的氣體。
對於還原性氣體,沒有特別限定,能夠使用例如選自氫、醇等中的1種以上的氣體。
在作為第2氣體,使用非活性氣體與還原性氣體的混合氣體的情況下,非活性氣體中的還原性氣體的濃度只要根據熱處理溫度、熱處理的原料粉末的量等進行適當選擇即可,沒有特別限定。第2氣體中的還原性氣體的濃度優選為例如20體積%以下,更優選為10體積%以下,進一步優選為7體積%以下。
這是因為藉由使第2氣體中的還原性氣體的濃度為20體積%以下,從而能夠避免由迅速的還原帶來的不具有紅外線遮蔽功能的WO
2、W等的生成。
在作為第2氣體使用混合氣體的情況下,第2氣體中的還原性氣體的濃度,即含有比例的下限值沒有特別限定,第2氣體中的還原性氣體的含有比例優選超過1體積%。這是因為,在第2氣體中的還原性氣體的含有比例超過1體積%的情況下,能夠更確實地生成氧孔隙。
第2熱處理工序中的熱處理時的溫度只要根據環境、熱處理的原料粉末的量等適當選擇即可,沒有特別限定。在環境為單獨非活性氣體的情況下,從結晶性、着色力的觀點考慮優選為400℃以上1200℃以下,更優選為500℃以上1000℃以下,進一步優選為500℃以上900℃以下。即使在第2氣體包含還原性氣體的情況下,第2熱處理溫度沒有特別限定,也能夠例如將與第2氣體為單獨非活性氣體的情況相同的上述溫度範圍設為適合的範圍。
第2熱處理工序可以以1個步驟來實施,可以採用在熱處理中途使環境、溫度變化的複數步驟。例如,也能夠在第1步驟中,在非活性氣體與還原性氣體的混合氣體環境下,以400℃以上850℃以下進行熱處理,在第2步驟中在非活性氣體環境下,以800℃以上1000℃以下進行熱處理。這樣藉由將第2熱處理工序以複數的步驟實施,從而能夠獲得具有特別優異的紅外線吸收功能的紅外線吸收粒子。
第2熱處理工序中的熱處理時間也沒有特別限定,只要根據熱處理溫度、環境、熱處理的原料粉末的量適當選擇即可,例如可以為5分鐘以上7小時以下。
藉由實施直至以上的熱處理工序,從而能夠獲得已經描述的紅外線吸收粒子。另外,本實施方式的紅外線吸收粒子的製造方法根據需要,為了形成所期望的粒徑,也能夠具有將紅外線吸收粒子進行粉碎的粉碎工序、過篩工序等。
(3)修飾工序
如已經描述的那樣,紅外線吸收粒子可以將其表面利用包含選自Si、Ti、Zr、Al中的1種以上的原子的化合物來修飾。因此,紅外線吸收粒子的製造方法也能夠進一步具有例如將紅外線吸收粒子利用包含選自Si、Ti、Zr、Al中的1種以上的原子的化合物來修飾的修飾工序。
修飾工序中,修飾紅外線吸收粒子的具體的條件沒有特別限定。例如,也能夠具有對於修飾的紅外線吸收粒子,添加包含選自上述金屬組中的1種以上的金屬的醇鹽等,在紅外線吸收粒子的表面形成被膜的修飾工序。
3.紅外線吸收粒子分散液
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液能夠含有液狀介質和已經描述的紅外線吸收粒子。具體而言例如,如圖1示意性示出那樣,紅外線吸收粒子分散液10能夠具有液狀介質12和已經描述的紅外線吸收粒子11。優選已經描述的紅外線吸收粒子11配置於液狀介質12中,分散於液狀介質12中。另外,圖1為示意性表示的圖,本實施方式的紅外線吸收粒子分散液並不限定於這樣的形態。例如圖1中,記載紅外線吸收粒子11作為球狀的粒子,紅外線吸收粒子11的形狀並不限定於這樣的形態,能夠具有任意的形狀。如已經描述的那樣,紅外線吸收粒子11也能夠例如表面具有被覆等。紅外線吸收粒子分散液10除了紅外線吸收粒子11、液狀介質12以外,根據需要也能夠包含其它添加劑。
(1)關於含有的成分
如上述那樣,本實施方式的紅外線吸收粒子分散液能夠含有液狀介質和已經描述的紅外線吸收粒子。對於紅外線吸收粒子由於已經描述,省略說明。以下,對於液狀介質和紅外線吸收粒子分散液根據需要能夠含有分散劑等進行說明。
(1-1)關於液狀介質
液狀介質不受特別限定,能夠使用各種液狀介質,能夠使用例如選自由水、有機溶劑、油脂、液狀樹脂和塑膠用液狀增塑劑組成的液狀介質材料組中的1種,或選自液狀介質材料組中的2種以上的混合物。
作為有機溶劑,能夠選擇醇系、酮系、酯系、醯胺系、烴系、二醇系等各種有機溶劑。具體而言,可舉出甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇(異丙基醇)、丁醇、戊醇、苄醇、雙丙酮醇、1-甲氧基-2-丙醇等醇系溶劑;二甲基酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、異佛爾酮等酮系溶劑;3-甲基-甲氧基-丙酸酯、乙酸丁酯等酯系溶劑;乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇異丙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯等二醇誘導體;甲醯胺、N-甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等醯胺類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類;乙烯氯化物、氯苯等鹵代烴類等。這些之中優選為極性低的有機溶劑,特別是更優選為異丙基醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、二甲基酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲苯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙酸正丁酯等。這些溶劑能夠使用1種或組合使用2種以上。此外,可以根據需要添加酸、鹼進行pH調整。
作為油脂,例如,能夠使用選自亞麻子油、葵花油、桐油等乾性油、芝麻油、棉籽油、菜籽油、豆油、米糠油等半乾性油、橄欖油、椰子油、棕櫚油、脱水蓖麻油等不乾性油、使植物油的脂肪酸與一元醇直接酯反應的脂肪酸單酯、醚類、ISOPER(註冊商標) E、EXXSOL(註冊商標) Hexane、Heptane、E、D30、D40、D60、D80、D95、D110、D130(以上,EXXON MOBIL製)等石油系溶劑中的1種以上。
作為液狀樹脂,能夠使用將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等藉由聚合等而固化的單體、低聚物、熱塑性樹脂等溶解於液狀的介質的液狀樹脂。
作為塑膠用的液狀的增塑劑,可舉出作為一元醇與有機酸酯的化合物的增塑劑、作為多元醇有機酸酯化合物等的酯系的增塑劑、作為有機磷酸系增塑劑等的磷酸系的增塑劑等作為優選例。其中三甘醇二-2-乙基己酸酯、三甘醇二-2-乙基丁酸酯、四甘醇二-2-乙基己酸酯的水解性低,因此進一步優選。
(1-2)分散劑、偶聯劑、表面活性劑
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液也能夠根據需要含有選自分散劑、偶聯劑、表面活性劑中的1種以上。
分散劑、偶聯劑、表面活性劑能夠根據用途進行選擇,能夠適合使用具有含有胺的基團、羥基、羧基或環氧基作為官能團的材料。
上述官能團即使在吸着於紅外線吸收粒子的表面,防止紅外線吸收粒子的凝集,例如製成紅外線吸收膜等的情況下,也具有在該紅外線吸收膜中使紅外線吸收粒子特別均勻地分散的效果。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液能夠包含分散劑。這樣的分散劑也包含作為分散劑起作用的偶聯劑、表面活性劑。作為能夠適合使用的分散劑,可舉出選自磷酸酯化合物、高分子系分散劑、矽烷系偶聯劑、鈦酸酯系偶聯劑、鋁系偶聯劑等中的1種以上,並不限定於此。
作為高分子系分散劑,可舉出選自丙烯酸系高分子分散劑、氨基甲酸酯系高分子分散劑、丙烯酸-嵌段共聚物系高分子分散劑、聚醚類分散劑、聚酯系高分子分散劑等中的1種以上。
該分散劑的添加量相對於紅外線吸收粒子100質量份,期望為10質量份以上1000質量份以下的範圍,更優選為20質量份以上200質量份以下的範圍。如果分散劑的添加量處於上述範圍,則紅外線吸收粒子在液狀介質中沒有引起凝集,特別是能夠保持分散穩定性。
(2)關於紅外線吸收粒子對於液狀介質的添加方法
將紅外線吸收粒子添加至液狀介質的方法沒有特別限定,優選為能夠使紅外線吸收粒子均勻地分散於液狀介質中的方法。
可舉出例如,選自珠磨機、球磨機、砂磨機、油漆搖動器、超聲波均化器等中的1種以上。
藉由使用了這些分散手段的分散處理,從而紅外線吸收粒子向液狀介質中的分散的同時,由紅外線吸收粒子彼此的碰撞等帶來的微粒化也進行,能夠使紅外線吸收粒子更微粒化並分散。即,進行分散處理時,能夠進行粉碎、分散處理。
上述紅外線吸收粒子分散液中的紅外線吸收粒子的含量沒有特別限定,本實施方式的紅外線吸收粒子分散液優選包含紅外線粒子0.001質量%以上80.0質量%以下。如果為0.001質量%以上,則能夠適合用於作為含有紅外線吸收粒子的紅外線吸收粒子分散體的1種的塗佈層、塑膠成型體等的製造,如果為80.0質量%以下,則工業上的生產容易。紅外線吸收粒子分散液的,紅外線吸收粒子的含量更優選為0.01質量%以上80.0質量%以下,進一步優選為1質量%以上35質量%以下。
此外,在使紅外線吸收粒子分散液的可見光透射率為80%時的、紅外線吸收粒子分散液中的紅外線吸收粒子的濃度優選為0.05質量%以上0.20質量%以下。
如果使紅外線吸收粒子分散液的可見光透射率為80%時的紅外線吸收粒子分散液中的紅外線吸收粒子的濃度為0.05質量%以上0.20質量%以下,則能夠具有充分的近紅外線吸收特性。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液中的、將液狀介質的光的透射率作為基線,算出僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調優選在L
*a
*b
*表色系中b
*>0。藉由滿足上述範圍,從而意味著淺藍色的紅外線吸收粒子。
紅外線吸收粒子分散液的光的透射率能夠將本實施方式的紅外線吸收粒子分散液放入適當的透明容器,使用分光光度計,將光的透射率作為波長的函數來測定。
(3)關於平均分散粒徑
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液的特徵能夠藉由測定將紅外線吸收粒子分散於液狀介質中時的紅外線吸收粒子的分散狀態來確認。例如,能夠藉由取樣本實施方式的紅外線吸收粒子分散液,利用市售的各種粒度分佈計進行測定,從而確認該分散液內的紅外線吸收粒子的狀態。作為粒度分佈計,例如,能夠使用以動態光散射法作為原理的大塚電子股份有限公司製DLS-8000而測定。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液中的紅外線吸收粒子的粒徑能夠根據該紅外線吸收分散液等的使用目的等進行選擇,沒有特別限定。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散液中,紅外線吸收粒子的平均分散粒徑優選為例如1nm以上800nm以下,更優選為1nm以上400nm以下。這是因為如果平均分散粒徑為800nm以下,則能夠發揮由紅外線吸收粒子帶來的強勁的紅外線吸收能,此外,如果平均分散粒徑為1nm以上,則工業上的製造容易。
特別是平均分散粒徑為400nm以下的情況下,能夠避免紅外線遮蔽膜、成型體(板、片)成為單調地透射率減少的灰色系。此外,藉由使平均分散粒徑為400nm以下,從而在使用該紅外線吸收粒子分散液,製成紅外線吸收粒子分散體等的情況下,特別是能夠抑制起霧,提高可見光透射率。
在將紅外線吸收粒子分散液等用於特別要求可見光區域的光的透明性的用途的情況下,該紅外線吸收粒子分散液中的紅外線吸收粒子優選具有40nm以下的平均分散粒徑。這裡,平均分散粒徑採用使用以動態光散射法作為原理的大塚電子股份有限公司製DLS-8000而測定的50%體積累積粒度。這是因為如果該紅外線吸收粒子具有小於40nm的平均分散粒徑,則能夠充分地抑制由紅外線吸收粒子的米氏散射和瑞利散射帶來的光的散射,將可見光區域的光的可見性保持得高,同時效率良好地保持透明性。在用於汽車的防風等特別是要求透明性的用途的情況下,為了進一步抑制散射,紅外線吸收粒子的平均分散粒徑更優選為30nm以下,進一步優選為25nm以下。
4.紅外線吸收粒子分散體
接下來,對於本實施方式的紅外線吸收粒子分散體進行說明。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散體能夠包含固體介質和配置於固體介質中的已經描述的紅外線吸收粒子。具體而言例如,如圖2示意性示出那樣,紅外線吸收粒子分散體20能夠具有固體介質22和已經描述的紅外線吸收粒子21,紅外線吸收粒子21能夠配置於固體介質22中。紅外線吸收粒子21優選分散於固體介質22中。另外,圖2為示意性表示的圖,本實施方式的紅外線吸收粒子分散體並不限定於這樣的形態。例如圖2中,記載紅外線吸收粒子21作為球狀的粒子,但是紅外線吸收粒子21的形狀並不限定於這樣的形態,能夠具有任意的形狀。紅外線吸收粒子21例如表面也能夠具有被覆等。紅外線吸收粒子分散體20除了紅外線吸收粒子21、固體介質22以外,也能夠根據需要包含其它添加劑。
(1)關於含有的成分
如上述那樣,本實施方式的紅外線吸收粒子分散體能夠含有固體介質和已經描述的紅外線吸收粒子。對於紅外線吸收粒子,已經描述,省略說明。以下,對於固體介質和紅外線吸收粒子分散體根據需要能夠含有的成分進行說明。
(1-1)固體介質
首先,對於作為固體狀的介質的固體介質進行說明。
作為固體介質,如果能夠以分散紅外線吸收粒子的狀態進行固化,則沒有特別限定。例如,可舉出將金屬醇鹽進行水解等而得的無機黏合劑、樹脂等有機黏合劑。
特別是,固體介質優選包含熱塑性樹脂或UV固化性樹脂(紫外線固化性樹脂)。另外,如果在本實施方式的紅外線吸收粒子分散體中,製造過程即使為液狀也最終是固體,則能夠為固體介質。
在固體介質包含熱塑性樹脂的情況下,作為熱塑性樹脂,沒有特別限定,能夠根據要求的透射率、強度等進行任意選擇。作為熱塑性樹脂,能夠優選使用例如選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、聚乙烯樹脂、氯乙烯樹脂、烯烴樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、氟樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚體、和聚乙烯醇縮乙醛樹脂組成的樹脂群中的1種樹脂、選自上述樹脂群中的2種以上的樹脂的混合物、或選自上述樹脂群中的2種以上的樹脂的共聚體的任一者。
另一方面,在固體狀的介質包含UV固化性樹脂的情況下,作為UV固化性樹脂,沒有特別限定,例如能夠適合使用丙烯酸系UV固化性樹脂。
(1-2)關於其它成分
紅外線吸收粒子分散體的製造方法中,如後述那樣,紅外線吸收粒子分散體也能夠含有分散劑、增塑劑等。
(2)關於紅外線吸收粒子的含量
對於分散於紅外線吸收粒子分散體中而包含的紅外線吸收粒子的含量,沒有特別限定,能夠根據用途等進行任意選擇。紅外線吸收粒子分散體中的紅外線吸收粒子的含量例如,優選為0.001質量%以上80.0質量%以下,更優選為0.01質量%以上70.0質量%以下。
如果紅外線吸收粒子分散體中的紅外線吸收粒子的含量為0.001質量%以上,則能夠抑制紅外線吸收粒子分散體為了獲得必要的紅外線吸收效果的、該分散體的厚度。因此,這是因為能夠使用的用途變多,運輸也容易。
此外,這是因為藉由使紅外線吸收粒子的含量為80.0質量%以下,從而能夠確保紅外線吸收粒子分散體中的固體介質的含有比例,強度能夠變高。
紅外線吸收粒子分散體所包含的每單位投影面積的紅外線吸收粒子的含量優選為0.04g/m
2以上10.0g/m
2以下。另外,「每單位投影面積的含量」是指在本實施方式的紅外線吸收粒子分散體中,光通過的每單位面積(m
2),其厚度方向所含有的紅外線吸收粒子的重量(g)。
藉由使紅外線吸收粒子分散體的每單位投影面積的含量為上述範圍,從而能夠保持紅外線吸收粒子分散體的強度的同時,將紅外線吸收效果保持得高。
本實施方式的紅外線吸收粒子分散體中的,算出僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調優選在L
*a
*b
*表色系中b
*>0。藉由滿足上述範圍,從而意味著為淺藍色的紅外線吸收粒子。另外,對於後述的紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材也同樣。
(3)關於紅外線吸收粒子分散體的形狀
紅外線吸收粒子分散體能夠根據用途成型為任意的形狀,其形狀沒有特別限定。
紅外線吸收粒子分散體能夠具備例如片形狀、板形狀或膜形狀,能夠適用於各種用途。
(4)關於紅外線吸收粒子分散體的製造方法
這裡,說明本實施方式的紅外線吸收粒子分散體的製造方法。
紅外線吸收粒子分散體也能夠例如藉由將上述固體介質與已經描述的紅外線吸收粒子進行混合,成型為所期望的形狀之後,固化而製造。
此外,紅外線吸收粒子分散體也能夠使用例如已經描述的紅外線吸收分散液而製造。在該情況下,能夠最初製造以下所說明的紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液、母料,接著,使用該紅外線吸收粒子分散粉等,製造紅外線吸收粒子分散體。以下具體地說明。
首先,能夠實施將已經描述的紅外線吸收粒子分散液與熱塑性樹脂或增塑劑進行混合的混合工序。接著,能夠實施除去紅外線吸收粒子分散液來源的溶劑成分(液狀介質成分)的乾燥工序。
藉由除去溶劑成分,從而能夠獲得選自熱塑性樹脂和紅外線吸收粒子分散液來源的分散劑中的1種以上的材料中高濃度地分散有紅外線吸收粒子的分散體即紅外線吸收粒子分散粉(以下,有時簡稱為「分散粉」)、增塑劑中高濃度地分散有紅外線吸收粒子的分散液(以下,有時簡稱為「增塑劑分散液」)。
作為從紅外線吸收粒子分散液與熱塑性樹脂等的混合物除去溶劑成分的方法,沒有特別限定,例如優選使用將紅外線吸收粒子分散液與熱塑性樹脂等的混合物進行減壓乾燥的方法。具體而言,一邊將紅外線吸收粒子分散液與熱塑性樹脂等的混合物進行攪拌一邊減壓乾燥,分離為分散粉或增塑劑分散液與溶劑成分。作為該減壓乾燥所使用的裝置,可舉出真空攪拌型的乾燥機,只要為具有上述功能的裝置即可,沒有特別限定。此外,乾燥工序的減壓時的壓力值沒有特別限定,能夠任意選擇。
藉由除去溶劑成分時,使用減壓乾燥法,從而能夠提高從紅外線吸收粒子分散液與熱塑性樹脂等的混合物的溶劑的除去效率。此外,在使用減壓乾燥法的情況下,紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液沒有長時間曝露於高溫,因此分散粉中、增塑劑分散液中分散的紅外線吸收粒子的凝集沒有發生,是優選的。進一步紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液的生產性也提高,回收蒸發的溶劑也容易,從環境方面考慮是優選的。
此外,如上述那樣,製造紅外線吸收粒子分散體時,也能夠使用母料。
母料例如,能夠使紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散粉分散於樹脂中,將該樹脂進行制粒而製造。
作為母料的其它製造方法,首先將紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散粉與熱塑性樹脂的粉粒體或顆粒和根據需要的其它添加劑均勻地混合。然後將該混合物利用排氣式單軸或雙軸的擠出機進行混煉,利用切割一般的被熔融擠出的線束的方法而加工成顆粒狀,從而能夠製造。在該情況下,作為其形狀,可舉出圓柱狀、棱柱狀的母料。此外,還能夠採用將熔融擠出物進行直接切割的所謂熱切割法。在該情況下,通常採用接近於球狀的形狀。
藉由以上步驟,能夠製造紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液、母料。
而且,本實施方式的紅外線吸收粒子分散體能夠將紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液或母料均勻地混合於固體介質中,成型為所期望的形狀而製造。此時,作為固體介質,如已經描述的那樣,能夠使用無機黏合劑、樹脂等有機黏合劑。作為黏合劑,特別優選能夠使用熱塑性樹脂、UV固化性樹脂。對於特別能夠適合使用的熱塑性樹脂和UV固化性樹脂,已經描述,這裡省略說明。
在作為固體介質使用熱塑性樹脂的情況下,能夠將紅外線吸收粒子分散粉、增塑劑分散液或母料、熱塑性樹脂和根據期望的增塑劑的其它添加劑首先混煉。而且,能夠將該混煉物利用擠出成型法、注射成型法、壓延機輥法、擠出法、流延法、吹脹法等各種成型方法,製造例如,成型為平面狀、曲面狀的片狀的紅外線吸收粒子分散體。
另外,作為固體介質,在作為將使用了熱塑性樹脂的紅外線吸收粒子分散體配置於例如透明基材等之間的中間層使用的情況下等,該紅外線吸收粒子分散體所包含的熱塑性樹脂沒有充分具有柔軟性、與透明基材等的密着性的情況下,能夠在製造紅外線吸收粒子分散體時添加增塑劑。具體而言例如,在熱塑性樹脂為聚乙烯醇縮乙醛樹脂的情況下,優選進一步添加增塑劑。
作為添加的增塑劑,沒有特別限定,只要為對於使用的熱塑性樹脂作為增塑劑起作用的物質,就能夠使用。例如作為熱塑性樹脂使用聚乙烯醇縮乙醛樹脂的情況下,作為增塑劑,能夠優選使用作為一元醇與有機酸酯的化合物的增塑劑、多元醇有機酸酯化合物等酯系的增塑劑、有機磷酸系增塑劑等磷酸系的增塑劑等。
增塑劑優選在室溫下為液狀,因此優選為由多元醇和脂肪酸合成的酯化合物。
而且,如已經描述的那樣,本實施方式的紅外線吸收粒子分散體能夠具有任意的形狀,例如,能夠具有片形狀、板形狀或膜形狀。
5.紅外線吸收夾層透明基材
接下來,對於本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材的一構成例進行說明。
本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材能夠具有複數張的透明基材和本實施方式的紅外線吸收粒子分散體。而且,紅外線吸收粒子分散體能夠具有配置於複數張的透明基材之間的層疊結構。
具體而言,如作為沿著透明基材與紅外線吸收粒子分散體的層疊方向的截面示意圖的圖3所示那樣,紅外線吸收夾層透明基材30能夠具有複數張的透明基材311、312以及紅外線吸收粒子分散體32。而且,紅外線吸收粒子分散體32能夠配置於複數張的透明基材311、312之間。圖3中,顯示出具有2張透明基材311、312的例子,但是不限定於這樣的形態。
本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材能夠具有使用透明基材(透明基板)將作為中間層的紅外線吸收粒子分散體從其兩側夾持的結構。
作為透明基材,沒有特別限定,能夠考慮可見光透射率等任意地選擇。例如,作為透明基材,能夠使用選自板玻璃、板狀的塑膠、板狀的塑膠、膜狀的塑膠等中的1種以上。另外,透明基材優選在可見光區域為透明的。
在使用塑膠製的透明基材的情況下,塑膠的材質沒有特別限定,能夠根據用途來選擇,能夠使用聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醯胺樹脂、氯乙烯樹脂、烯烴樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、氟樹脂等。
另外,本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材能夠使用2張以上的透明基材,在使用2張以上的透明基材的情況下,作為構成的透明基材,例如,也能夠組合由不同的材料形成的透明基材而使用。此外,構成的透明基材的厚度不需要相同,也能夠組合使用厚度不同的透明基材。
本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材能夠將已經描述的紅外線吸收粒子分散體用作中間層。對於紅外線吸收粒子分散體,已經描述,這裡省略說明。
作為本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材所使用的紅外線吸收粒子分散體,不受特別限定,能夠優選使用成型為片形狀、板形狀或膜形狀的物質。
而且,本實施方式的紅外線吸收夾層透明基材能夠將夾入成型為片形狀等的紅外線吸收粒子分散體而存在的對置的複數張的透明基材進行貼合並一體化而製造。
另外,紅外線吸收夾層透明基材在具有3張以上的透明基材的情況下,透明基材之間位於2處以上,不需要在全部的透明基材之間配置紅外線吸收粒子分散體,只要在至少1處配置紅外線吸收粒子分散體即可。
6.紅外線吸收透明基材
本實施方式的紅外線吸收透明基材能夠具有透明基材以及配置於透明基材的至少一面上的紅外線吸收層。而且,能夠使紅外線吸收層為已經描述的紅外線吸收粒子分散體。具體而言,作為沿著透明基材與紅外線吸收層的層疊方向的截面示意圖的圖4所示那樣,紅外線吸收透明基材40能夠具有透明基材41和紅外線吸收層42。紅外線吸收層42能夠配置於透明基材41的至少一面41A。
紅外線吸收透明基材的製造方法沒有特別限定。例如,能夠使用上述紅外線吸收粒子分散液,在選自膜基材和玻璃基材中的透明基材(透明基板)上,形成作為含有紅外線吸收粒子的紅外線吸收層的塗佈層。藉由這樣的操作,能夠製造作為紅外線吸收透明基材的紅外線吸收膜或紅外線吸收玻璃。
塗佈層能夠使用混合有例如已經描述的紅外線吸收粒子分散液和塑膠或單體的塗佈液而製作。
例如,紅外線吸收膜能夠如下製作。
在上述紅外線吸收粒子分散液中添加固化後成為固體介質的介質樹脂,獲得塗佈液。將該塗佈液塗佈於膜基材表面之後,使含有塗佈液的液狀介質蒸發。而且,藉由利用與使用的介質樹脂相應的方法使介質樹脂固化,從而能夠形成該紅外線吸收粒子分散於固體介質中的塗佈層(塗膜),製成紅外線吸收膜。
另外,藉由使透明基材為玻璃基材,從而紅外線吸收玻璃也能夠同樣地製作。
上述塗佈層的介質樹脂能夠根據目的從例如,UV固化性樹脂、熱固性樹脂、電子射線固化性樹脂、常溫固化性樹脂、熱塑性樹脂等中選擇。介質樹脂具體而言可舉出例如,聚乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏1,1-二氯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚體、聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂等。
這些介質樹脂可以單獨使用也可以混合使用。在該塗佈層用的介質樹脂中,從生產性、裝置成本等的觀點考慮,最特別優選使用UV固化性樹脂黏合劑。
此外,還能夠利用使用了金屬醇鹽的黏合劑。作為該金屬醇鹽,Si、Ti、Al、Zr等的醇鹽是代表性的。使用了這些金屬醇鹽的黏合劑藉由加熱等而水解、縮聚,從而固體介質能夠形成由氧化物膜形成的塗佈層。
作為上述膜基材的材料,能夠根據各種目的使用例如聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、氨基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚體、氯乙烯樹脂、氟樹脂等。作為紅外線吸收膜的膜基材,優選為聚酯膜,最更優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。膜基材是指作為合成樹脂的塑膠製的基材,厚度、形狀不受限定。
此外,為了實現塗佈層對於膜基材的接著的容易性,膜基材的表面優選被表面處理。此外,為了提高玻璃基材或膜基材與塗佈層的接著性,在玻璃基材上或膜基材上形成中間層,在中間層上形成塗佈層也是優選的構成。中間層的構成沒有特別限定,例如能夠藉由聚合物膜、金屬層、無機層(例如,二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋯等的無機氧化物層)、有機/無機複合層等而構成。
為了在膜基材上或玻璃基材上設置塗佈層,塗佈包含紅外線吸收粒子分散液等的塗佈液的方法只要為能夠向該基材表面均勻地塗佈包含紅外線吸收粒子分散液等的塗佈液的方法即可,沒有特別限定。可舉出例如,棒塗法、凹版塗佈法、噴塗法、浸漬塗佈法等。
例如在使用了UV固化性樹脂的棒塗法的情況下,如以下那樣操作,能夠製作紅外線吸收透明基材。
能夠以具有適度的流平性的方式調整液濃度,使用適當添加有添加劑的塗佈液,藉由根據塗佈層的厚度和紅外線吸收粒子的含量等而選擇的棒編號的絲棒,在膜基材或玻璃基材上形成塗膜。而且,藉由將塗佈液中所包含的液狀介質利用乾燥除去之後,照射紫外線,使固體介質固化,從而能夠在膜基材或玻璃基材上形成塗佈層。此時,作為塗膜的乾燥條件,根據各成分、液狀介質的種類、使用比例而不同,通常為在60℃以上140℃以下的溫度20秒以上10分鐘以下左右。紫外線的照射沒有特別限制,能夠適合使用例如超高壓水銀灯等UV曝光機。
此外在塗佈層的形成的前工序或後工序中,也能夠調整透明基材與塗佈層的密着性、塗佈時的塗膜的平滑性、有機溶劑的乾燥性等。作為前工序,具有例如透明基材的表面處理工序、預烘烤(基材的前加熱)工序等,作為後工序,可舉出後烘烤(基材的後加熱)工序等,能夠適當選擇。優選預烘烤工序、後烘烤工序中的加熱溫度80℃以上200℃以下,加熱時間為30秒以上240秒以下。
膜基材上或玻璃基材上的塗佈層的厚度沒有特別限定,實用上優選為10μm以下,更優選為6μm以下。這是因為如果塗佈層的厚度為10μm以下,則發揮充分的鉛筆硬度而具有耐摩蹭性,此外,塗佈層中的液狀介質的揮發和固體介質的固化時,能夠防止膜基材發生翹曲產生等。
塗佈層的紅外線吸收粒子的含量沒有特別限定,塗佈層的單位投影面積的含量優選為0.1g/m
2以上10.0g/m
2以下。這是因為,如果單位投影面積的含量為0.1g/m
2以上,則對於紅外線吸收粒子能夠發揮特別高的紅外線吸收特性。
此外,這是因為如果單位投影面積的含量為10.0g/m
2以下,則能夠充分保持紅外線吸收透明基材的可見光的透過性。
此外,為了對於作為本實施方式的紅外線吸收透明基材的紅外線吸收膜、紅外線吸收玻璃進一步賦予紫外線吸收功能,可以將無機系的氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰等的粒子、有機系的二苯甲酮、苯並三唑等的至少1種以上添加至塗佈層等。
7.關於物性
對於紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材(歸納記載為「紅外線吸收粒子分散液等」)進行了說明,紅外線吸收粒子分散液等的光學特性能夠根據用途等選擇,沒有特別限定。
紅外線吸收粒子分散液等的波長850nm的光線透射率優選為30%以上,更優選為35%以上。這是因為,藉由使波長850nm的光線透射率為30%以上,從而能夠提高行動電話、各種感測器的信號的透射率。
紅外線吸收粒子分散液等的可見光透射率優選為70%以上。這是因為藉由使可見光透射率為70%以上,從而表明對於可見光的透明性優異,即使在用於乘用車的窗玻璃等的情況下,能夠充分提高可見性。
紅外線吸收粒子分散液等的日照透射率優選為65%以下,更優選為60%以下。這是因為藉由使日照透射率為65%以下,從而能夠充分地抑制紅外線對於室內等的侵入。
進一步,紅外線吸收粒子分散液等從有效地抑制火辣感的觀點考慮,波長1550nm的光線透射率優選為25%以下。
紅外線吸收粒子分散液等的霧度值優選為2%以下,更優選為1%以下。藉由使霧度值為2%以下,從而抑制模糊,能夠提高用於窗玻璃等時的可見性。
本實施方式的紅外線吸收粒子、紅外線吸收粒子分散液、紅外線吸收粒子分散體、紅外線吸收夾層透明基材、紅外線吸收透明基材能夠用於各種用途,其用途沒有特別限定。例如,能夠用於車輛、大樓、事務所、一般住宅等的窗材、電話箱、展示窗、照明用燈、透明殼體等所使用的單板玻璃、夾層玻璃、塑膠、纖維、其它紅外線吸收功能作為必要的廣泛的領域。
實施例
以下,對於本發明,舉出實施例具體地說明。但是,本發明不限定於以下實施例。
首先,對於以下的實施例、比較例中的試樣的評價方法進行說明。
(1)化學分析
獲得的紅外線吸收粒子所含有的複合鎢氧化物粒子的化學分析為對於Cs,藉由原子吸收分析(AAS),對於W藉由ICP發射光譜分析(ICP-OES)來進行。對於氧,藉由輕元素分析裝置(LECO公司製 類型:ON-836)在He氣體中熔化試樣,將利用與分析坩堝的碳的反應而生成的CO氣體用IR吸收分光法進行定量的方法來分析。
(2)晶體結構、晶格常數
進行由以下的實施例、比較例獲得的紅外線吸收粒子所含有的複合鎢氧化物粒子的晶體結構、晶格常數的測定、算出。
首先,將該紅外線吸收粒子的X射線繞射圖案使用粉末X射線繞射裝置(Spectris股份有限公司PANalytical製X‘Pert-PRO/MPD),藉由粉末X射線繞射法(θ-2θ法)進行測定。由所得的X射線繞射圖案特定該粒子所包含的複合鎢氧化物粒子的晶體結構,進一步藉由Rietveld解析算出晶格常數。另外,Rietveld解析採用外部標準法。最初進行相同時期測定的Si標準粉末(NIST640c)的X射線繞射圖案的Rietveld解析,將此時獲得的零偏移值和半高寬參數設為裝置參數,將作為目的的複合鎢氧化物粒子的Rietveld解析精密化。
(3)紅外線吸收粒子分散液的分光透射率、表色系
以下的實施例、比較例中,紅外線吸收粒子分散液的透射率為在分光光度計用單元(GL Sciences股份有限公司製,型號:S10-SQ-1,材質:合成石英,光路長:1mm)中保持分散液,使用日立製作所股份有限公司製的分光光度計U-4100來測定。
該測定時,將分散液的液狀介質(甲基異丁基酮等,以下簡稱為MIBK。)以充滿上述單元的狀態測定透射率,求出透射率測定的基線。其結果,以下所說明的分光透射率和可見光透射率中,由分光光度計用單元表面的光反射、液狀介質的光吸收帶來的貢獻被除外,算出僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收。
可見光透射率和日照透射率在波長200nm以上2600nm以下的範圍內以5nm的間隔測定透過光圖譜,基於JIS A 5759(2016),在波長300nm以上2100nm以下的範圍內算出。
而且,表色系使用基於JIS Z 8701(1999)的L
*a
*b
*表色系(D65光源/10度視場),測定L
*、a
*、b
*的值。
(4)紅外線吸收透明基材、紅外線吸收夾層透明基材的分光透射率、表色系
紅外線吸收透明基材、紅外線吸收夾層透明基材的透射率也使用日立製作所股份有限公司製的分光光度計U-4100來測定。另外,日照透射率、可見光透射率以與以下耐熱試驗等的前後的評價的情況同樣的條件來測定,算出。對於紅外線吸收夾層透明基材,進行波長850nm的光線透射率的測定。
而且,表色系使用基於JIS Z 8701(1999)的L
*a
*b
*表色系(D65光源/10度視場),測定L
*、a
*、b
*的值。
此外,對於後述的耐熱試驗、耐濕熱試驗的前後的紅外線吸收透明基材,在波長200nm以上2600nm以下的範圍內以5nm的間隔測定透過光圖譜,基於JIS A 5759(2016),在波長300nm以上2100nm以下的範圍內,算出可見光透射率、日照透射率。耐熱試驗、耐濕熱試驗對於各試驗,提供從由各實施例、比較例所製作的紅外線吸收透明基材切出的試驗體。
另外,對於紅外線吸收夾層透明基材,同樣地操作,實施耐熱試驗、耐濕熱試驗,算出耐熱試驗、耐濕熱試驗前後的日照透射率。對於紅外線吸收夾層透明基材,各實施例、比較例中分別製作實施分光透射率、耐熱性試驗、耐濕熱試驗的試樣,進行各評價。
(5)耐熱性評價
將紅外線吸收透明基材在大氣中在120℃保持125小時,評價在上述環境的暴露前後的可見光透射率、日照透射率的變化。將紅外線吸收透明基材中的暴露前後的日照透射率的變化量為1.0%以下的情況判斷為耐熱性良好,將變化量超過1.0%的情況判斷為耐熱性不足。
對於紅外線吸收夾層透明基材也以同樣的條件進行耐熱性評價。
(6)耐濕熱性評價
將紅外線吸收透明基材在85℃,濕度95%的環境保持94小時,評價在上述環境的暴露前後的可見光透射率、日照透射率的變化。將紅外線吸收透明基材中的暴露前後的日照透射率的變化量小於2.0%的情況判斷為耐濕熱性良好,將變化量為2.0%以上的情況判斷為耐濕熱性不足。
對於紅外線吸收夾層透明基材,以同樣的條件進行耐濕熱性評價。
以下,對於實施例、比較例的試樣的製作條件等進行說明。
[實施例1]
(1)紅外線吸收粒子的製造
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以成為Cs/W(莫耳比)=0.29/1.00相當的比例稱量之後,利用擂潰機充分混合以製成混合粉(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的3體積%H
2氣體供給下,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
藉由以上操作,獲得了具有六方晶的銫鎢合金(bronze),即由銫鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子(以下簡稱為「粉末A1」。)。
粉末A1的化學分析的結果,Cs/W(莫耳比)=0.29/1。其它成分的組成比顯示於表1的化學分析組成比的欄。此外,將作為複合鎢氧化物粒子的銫鎢氧化物粒子的晶體結構、晶格常數顯示於表1。
(2)紅外線吸收粒子分散液
稱量粉末A1的23.0質量%,作為官能團具有含有胺的基團的丙烯酸系高分子分散劑(胺價48mgKOH/g,分解溫度250℃的丙烯酸系分散劑)的18.4質量%,作為液狀的介質的MIBK的58.6質量%。將它們裝填於加入有0.3mmφZrO
2珠的油漆搖動器,進行4小時粉碎、分散處理,獲得了紅外線吸收粒子分散液(以下簡稱為「分散液B1」)。
將獲得的分散液B1以使可見光透射率成為80%的方式適當利用MIBK進行稀釋並放入分光光度計用單元,測定分光透射率。另外,將此時的紅外線吸收粒子的濃度作為紅外線吸收粒子濃度顯示於表2。由以使可見光透射率成為80%的方式調整稀釋率並測定時的透過光圖譜,測定表色系。將日照透射率和上述表色系的評價結果顯示於表2。
(3)紅外線吸收透明基材
藉由以下的步驟,製作紅外線吸收玻璃、紅外線吸收膜,進行評價。紅外線吸收玻璃、紅外線吸收膜為紅外線吸收透明基材的一例,作為紅外線吸收層(紅外線吸收粒子層)的塗佈層為紅外線吸收粒子分散體。
(3-1)紅外線吸收玻璃的製作
將獲得的分散液B1的100質量%,作為硬塗層用紫外線固化性樹脂的東亞合成製Aronix UV-3701(以下,記載為UV-3701。)的50質量%進行混合,製成紅外線吸收粒子塗佈液(以下,設為「塗佈液C1」)。將塗佈液C1在厚度3mm的藍板玻璃(帝人製HPE-50)上使用棒式塗佈機(No.16)進行塗佈,形成塗佈膜。另外,其它實施例、比較例中製造紅外線吸收玻璃時,使用了同樣的玻璃。
將設置有塗佈膜的玻璃在70℃乾燥60秒,使作為液狀介質的溶劑蒸發之後,利用高壓水銀燈使其固化。由此,製作在玻璃基材的一方的表面上,設置含有紅外線吸收粒子的塗佈層的紅外線吸收玻璃。
(3-2)紅外線吸收膜的製作
此外,將塗佈液C1在厚度50μm的PET膜基材上使用棒式塗佈機(No.8)進行塗佈,形成塗佈膜。另外,其它實施例、比較例中製造紅外線吸收膜時,使用了同樣的PET膜。
將設置有塗佈膜的PET膜在70℃乾燥60秒,使作為液狀介質的溶劑蒸發之後,利用高壓水銀燈使其固化。由此,製作在PET膜基材的一方的表面上,設置含有紅外線吸收粒子的塗佈層的紅外線吸收膜。
評價獲得的紅外線吸收透明基材的光學特性。將評價結果顯示於表3。另外,表3中,基材的種類為玻璃的情況下,成為紅外線吸收玻璃的評價結果,基材的種類為PET的情況下,成為紅外線吸收膜的評價結果。
(3-3)耐熱性、耐濕熱性的評價
進行實施例1涉及的紅外線吸收玻璃的耐熱性和紅外線吸收膜的耐濕熱性的評價。
(3-3-1)耐熱性評價
評價實施例1涉及的紅外線吸收玻璃中的暴露前後的可見光透射率和日照透射率。
將該評價結果顯示於表4。
(3-3-2)耐濕熱性評價
評價實施例1涉及的紅外線吸收膜中的暴露前後的可見光透射率和日照透射率。
將該評價結果顯示於表5。
(4)紅外線吸收夾層透明基材
此外,向實施例1涉及的作為紅外線吸收粒子分散液的分散液B1,進一步添加分散劑a,分散劑a與紅外線吸收粒子的質量比成為[分散劑a/紅外線吸收粒子]=3的方式進行調整。接下來,使用噴霧乾燥器,從調整的分散液除去甲基異丁基酮,獲得了紅外線吸收粒子分散粉(以下有時記載為「分散粉」。)。
相對於作為熱塑性樹脂的聚碳酸酯樹脂,以製造的紅外線吸收片(1.0mm厚)的可見光透射率成為80%的方式,添加規定量的分散粉,調製紅外線吸收片的製造用組合物。
將該紅外線吸收片的製造用組合物使用雙軸擠出機在280℃進行混煉,由T模頭擠出,藉由壓延機輥法製成1.0mm厚的片材,獲得了實施例1涉及的紅外線吸收片。另外,紅外線吸收片為紅外線吸收粒子分散體的一例。
將獲得的紅外線吸收片夾持於100mm×100mm×約2mm厚的綠玻璃基材2張之間,加熱至80℃進行臨時接著之後,在140℃,14kg/cm
2的條件下,藉由高壓釜進行正式接著,製作紅外線吸收夾層透明基材。
評價獲得的紅外線吸收夾層透明基材的光學特性、耐熱性、耐濕熱性。將評價結果顯示於表6、表7、表8。
[實施例2]
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為10小時。除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,獲得了實施例2涉及的粉末A2、分散液B2、紅外線吸收玻璃、紅外線吸收夾層透明基材。將該評價結果顯示於表1~表3、表6。
[實施例3]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以成為Cs/W(莫耳比)=0.27/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下,進行加熱,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第1步驟)。
進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。使粉碎、分散時間為8小時。
除了變更以上的點,具體而言,為製造紅外線吸收粒子時的混合工序、熱處理工序的條件和調製紅外線吸收粒子分散液時的粉碎、分散時間的條件的點以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例3涉及的粉末A3、分散液B3、紅外線吸收玻璃、紅外線吸收膜、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。將評價結果顯示於表1~表8。
以下所說明的實施例4~15、比較例1~比較例6中,將製造紅外線吸收粒子時的混合工序、熱處理工序的條件和調製紅外線吸收粒子分散液時的粉碎、分散時間的條件的一部分或全部對於後述的點進行變更。
將獲得的粉末A3的X射線繞射圖案顯示於圖5。圖5所示那樣,粉末A3鑒定為六方晶Cs
0.3(WO
3)(ICDD 01-081-1244)單相,為由六方晶的銫氧化鎢的粒子形成的紅外線吸收粒子。
[實施例4]
調製紅外線吸收粒子時,將混合粉在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序)。接著,在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時燒成(第2熱處理工序,第1步驟)。進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第2熱處理工序,第2步驟)。
此外,調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例4涉及的粉末A4、分散液B4、紅外線吸收玻璃、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A4如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1~表3、表6。
[實施例5]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.33/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例5涉及的粉末A5、分散液B5、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A5如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例6]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.32/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例6涉及的粉末A6、分散液B6、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A6如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2,表6。
[實施例7]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.31/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例7涉及的粉末A7、分散液B7、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A7如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例8]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.30/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例8涉及的粉末A8、分散液B8、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A8如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例9]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.29/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例9涉及的粉末A9、分散液B9、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。另外,混合工序為與實施例1相同的條件,為了確認,進行了記載。
另外,粉末A9如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例10]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.28/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例10涉及的粉末A10、分散液B10、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A10如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例11]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.26/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度進行0.5小時燒成(第1熱處理工序,第1步驟),進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為5小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例11涉及的粉末A11、分散液B11、紅外線吸收夾層透明基材,進行評價。
另外,粉末A11如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2、表6。
[實施例12]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.27/1相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成1小時(第1熱處理工序,第1步驟)。
進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例12涉及的粉末A12、分散液B12,進行評價。
另外,粉末A12如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2。
[實施例13]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.27/1相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成1.5小時(第1熱處理工序,第1步驟)。
進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成0.5小時(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例13涉及的粉末A13、分散液B13,進行評價。
另外,粉末A13如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2。
[實施例14]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.27/1相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成45分鐘(第1熱處理工序,第1步驟)。
進一步,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成15分鐘(第1熱處理工序,第2步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例14涉及的粉末A14、分散液B14,進行評價。
另外,粉末A14如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2。
[實施例15]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.27/1相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將該混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理(第2熱處理工序)。
接著,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成2小時(第1熱處理工序,第1步驟)。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,製造實施例15涉及的粉末A15、分散液B15,進行評價。
另外,粉末A15如表1所示那樣,為由具有六方晶的晶體結構的複合鎢氧化物的粒子形成的紅外線吸收粒子。
將評價結果顯示於表1、表2。
[實施例16]
使用實施例3涉及的分散液B3,調製由作為紅外線吸收粒子的銫鎢氧化物粒子0.15質量%,聚乙烯醇縮丁醛樹脂(PVB)73.0質量%,作為增塑劑的三甘醇二-2-乙基己酸酯(3GO)26.85質量%形成的組合物。而且,將該組合物利用雙軸擠出機進行混煉,由T模頭擠出,藉由壓延機輥法製成0.16mm厚的片材,獲得了實施例16涉及的紅外線吸收片。
將獲得的紅外線吸收片夾入100mm×100mm×3mm厚的玻璃基材2張之間,除此以外,與實施例1同樣地操作,獲得了實施例16涉及的紅外線吸收夾層透明基材。
將獲得的紅外線吸收夾層透明基材的評價結果顯示於表9。
[比較例1]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.33/1.00相當的比例進行稱量,混合(混合工序)。
將由混合工序獲得的混合粉在使N
2氣體為載氣的5體積%H
2氣體供給下進行加熱,在570℃的溫度進行1小時還原處理。
接著,在N
2氣體環境下,在820℃的溫度燒成1小時。另外,沒有實施實施例1中的第1熱處理工序第1步驟相當的工序。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為10小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,獲得了比較例1涉及的粉末A21、分散液B21、紅外線吸收玻璃、紅外線吸收膜、紅外線吸收夾層透明基材。此外,對於所得的粉末A21,進行XRD圖案的測定。將評價結果顯示於圖6、表1~表8。
[比較例2]
調製紅外線吸收粒子時,對於混合粉,在使N
2氣體為載氣的1體積%壓縮空氣供給下進行加熱,在820℃的溫度燒成0.5小時。另外,沒有實施實施例1中的第2熱處理工序和第1熱處理工序第2步驟相當的工序。
調製紅外線吸收粒子分散液時,使粉碎、分散時間為8小時。
除了以上方面以外,進行與實施例1同樣的操作,獲得了比較例2涉及的粉末A22、分散液B22、紅外線吸收玻璃。此外,對於所得的粉末A22,進行XRD圖案的測定。將該評價結果顯示於圖6、表1~表3。
[比較例3]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.27/1.00相當的比例進行稱量,混合。除了以上方面以外,進行與比較例1同樣的操作,獲得了比較例3涉及的粉末A23、分散液B23。將評價結果顯示於表1、表2。
[比較例4]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.26/1.00相當的比例進行稱量,混合。除了以上之外,進行與比較例1同樣的操作,獲得了比較例4涉及的粉末A24、分散液B24。將評價結果顯示於表1、表2。
[比較例5]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.25/1.00相當的比例進行稱量,混合。除了以上方面以外,進行與比較例1同樣的操作,獲得了比較例5涉及的粉末A25、分散液B25。將評價結果顯示於表1、表2。
[比較例6]
將鎢酸(H
2WO
4)和碳酸銫(Cs
2CO
3)的各粉末以Cs/W(莫耳比)=0.20/1.00相當的比例進行稱量,混合。除了以上方面以外,進行與比較例1同樣的操作,獲得了比較例6涉及的粉末A26、分散液B26。將評價結果顯示於表1、表2。
[比較例7]
使用了比較例1涉及的分散液B21,除此以外,與實施例16同樣地操作,獲得了比較例7涉及的紅外線吸收夾層透明基材。
將獲得的紅外線吸收夾層透明基材的評價結果顯示於表9。
[參考例1]
代替粉末A1,使用了NYACOL公司製的錫摻雜氧化銦粉末,製成粉末A30。
此外,使用了這樣的粉末A30,除此以外,與實施例1同樣地操作,獲得了參考例1涉及的分散液B30。將評價結果顯示於表1、表2。
此外,使紅外線吸收粒子分散液中的可見光透射率的基準為80%時的紅外線吸收粒子濃度為0.05質量%以上0.20質量%以下。而且,實施例1~實施例15的紅外線吸收粒子分散液的b
*大於0,因此能夠確認該紅外線吸收粒子分散液所含有的紅外線吸收粒子為淺藍色。進一步,能夠確認實施例1~3、16的紅外線吸收夾層透明基材在850nm的光線透射率高達30%以上,相較於比較例1和比較例7亦高。即,能夠確認行動電話、各種感測器的信號的透射率高,提高了各種感測器的檢測精度。
對於進行了表色系的評價的紅外線吸收透明基材,能夠確認L
*a
*b
*表色系中b
*>0。進一步,能夠確認評價了耐候性的實施例1、實施例3的紅外線吸收透明基材的耐熱性的Δ日照透射率為1.0%以下,耐濕熱性的Δ日照透射率小於2.0%,與比較例1的紅外線透明基材相比耐候性優異。
另外,對於沒有顯示評價結果的其它實施例的紅外線吸收透明基材,對於耐候性評價也顯示同樣的傾向。
即,實施例1~實施例15中,能夠確認獲得淺藍色,耐候性和紅外線吸收特性優異的紅外線吸收粒子。
另一方面,比較例1、3~6涉及的紅外線吸收粒子具有六方晶的晶體結構,但是算出紅外線吸收粒子分散液中的僅由紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調在L
*a
*b
*表色系中b
*<0。此外,比較例2涉及的紅外線吸收粒子為具有六方晶以外的晶體結構的材料的混合物,由表2所示的紅外線吸收粒子分散液的評價結果亦可明白般,可以說日照透射率高,紅外線吸收特性差。
本申請主張基於於2021年3月31日日本特許廳申請的特願2021-060997號,和2021年8月30日日本特許廳申請的特願2021-140530號的優先權,將特願2021-060997號和特願2021-140530號的全部內容援用至本國際申請。
10:紅外線吸收粒子分散液
11、21:紅外線吸收粒子
12:液狀介質
20、32:紅外線吸收粒子分散體
22:固體介質
30:紅外線吸收夾層透明基材
311、312、41:透明基材
40:紅外線吸收透明基材
41A:一面
42:紅外線吸收層
[圖1]為紅外線吸收粒子分散液的示意圖。
[圖2]為紅外線吸收粒子分散體的示意圖。
[圖3]為紅外線吸收夾層透明基材的截面示意圖。
[圖4]為紅外線吸收透明基材的截面示意圖。
[圖5]為由實施例3獲得的紅外線吸收粒子的XRD圖案。
[圖6]為由比較例1、2獲得的紅外線吸收粒子的XRD圖案。
10:紅外線吸收粒子分散液
11:紅外線吸收粒子
12:液狀介質
Claims (18)
- 一種紅外線吸收粒子,其為含有複合鎢氧化物粒子的紅外線吸收粒子, 該複合鎢氧化物粒子具有六方晶的晶體結構,為由通式M xW yO z表述的複合鎢氧化物的粒子,其中,M為選自Cs、Rb、K、Tl、Ba、Ca、Sr、Fe中的1種以上的元素,W為鎢,O為氧,0.25≦x/y≦0.39,2.70≦z/y≦2.90。
- 如請求項1之紅外線吸收粒子,其表面被包含選自Si、Ti、Zr、Al中的1種以上的原子的化合物所被覆。
- 一種紅外線吸收粒子分散液,其含有: 液狀介質,以及 配置於該液狀介質中的請求項1或2之紅外線吸收粒子。
- 如請求項3之紅外線吸收粒子分散液,其中, 該紅外線吸收粒子的平均分散粒徑為1nm以上800nm以下。
- 如請求項3或4之紅外線吸收粒子分散液,其中, 該液狀介質為選自由水、有機溶劑、油脂、液狀樹脂和塑膠用液狀增塑劑組成的液狀介質材料組中的1種,或選自該液狀介質材料組中的2種以上的混合物。
- 如請求項3至5中任一項之紅外線吸收粒子分散液, 該紅外線吸收粒子分散液包含分散劑。
- 如請求項3至6中任一項之紅外線吸收粒子分散液, 其包含0.001質量%以上80.0質量%以下的該紅外線吸收粒子。
- 如請求項3至7中任一項之紅外線吸收粒子分散液, 其算出僅由該紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調在L *a *b *表色系中b *>0。
- 如請求項3至8中任一項之紅外線吸收粒子分散液, 其在使可見光透射率為80%時,該紅外線吸收粒子的濃度為0.05質量%以上0.20質量%以下。
- 一種紅外線吸收粒子分散體,其具有: 固體介質,以及 配置於該固體介質中的請求項1或2之紅外線吸收粒子。
- 如請求項10之紅外線吸收粒子分散體, 其算出僅由該紅外線吸收粒子帶來的光吸收時的色調在L *a *b *表色系中b *>0。
- 如請求項10或11之紅外線吸收粒子分散體,其中, 該固體介質包含熱塑性樹脂或UV固化性樹脂。
- 如請求項12之紅外線吸收粒子分散體,其中, 該熱塑性樹脂為選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、聚乙烯樹脂、氯乙烯樹脂、烯烴樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、氟樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚體、和聚乙烯醇縮乙醛樹脂組成的樹脂群中的1種樹脂,選自該樹脂群中的2種以上的樹脂的混合物,或選自該樹脂群中的2種以上的樹脂的共聚體。
- 如請求項10至13中任一項之紅外線吸收粒子分散體, 其具備片形狀、板形狀或膜形狀。
- 一種紅外線吸收夾層透明基材,其具有: 複數張的透明基材,以及 請求項10至14中任一項之紅外線吸收粒子分散體, 該紅外線吸收粒子分散體具有配置於複數張的該透明基材之間的層疊結構。
- 如請求項15之紅外線吸收夾層透明基材, 其波長850nm的光線透射率為30%以上。
- 一種紅外線吸收透明基材,其具備: 透明基材,以及 配置於該透明基材的至少一面上的紅外線吸收層, 該紅外線吸收層為請求項10至14中任一項之紅外線吸收粒子分散體。
- 如請求項17之紅外線吸收透明基材, 其波長850nm的光線透射率為30%以上。
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