TWI814742B - 紅外線遮蔽膜形成用液組成物及使用其之紅外線遮蔽膜之製造方法及紅外線遮蔽膜 - Google Patents

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Abstract

本發明之紅外線遮蔽膜形成用液組成物係含有單一的核殼(core-shell)粒子進行複數凝聚的凝聚粒子、黏結劑及溶劑，核殼粒子之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子，核殼粒子之殼為絕緣物質，凝聚粒子之平均粒徑為50nm~150nm，黏結劑為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂(polyvinyl acetal resin)及聚乙烯醇縮丁醛樹脂(polyvinyl butyral resin)所成群之1種或2種以上的化合物。

Description

紅外線遮蔽膜形成用液組成物及使用其之紅外線遮蔽膜之製造方法及紅外線遮蔽膜
本發明係有關形成近紅外光之反射率高、可見光線穿透性、電波透過性、耐摩耗性及耐藥品性優異，且膜硬度高之紅外線遮蔽膜用之包含ITO粒子的液組成物及使用其之紅外線遮蔽膜之製造方法。此外，本發明係有關近紅外光之反射率高、可見光線穿透性、電波透過性、耐摩耗性及耐藥品性優異，且膜硬度高的紅外線遮蔽膜。本說明書中，ITO係指銦錫氧化物(Indium Tin Oxide)。 本案係依據2017年9月28日在日本申請之特願2017-187490號、2018年9月19日在日本申請之特願2018-174355號，主張優先權，並援用其內容。
目前為止，本申請人提案一種紅外線遮蔽積層體，其係具備作為紅外線遮蔽膜之以ITO粒子為核，以被覆此核之絕緣物質為殼之核殼粒子彼此接觸存在之含ITO粒子層與被覆此含ITO粒子層之上面的保護層(參照專利文獻1(請求項1、請求項3、段落[0011]、段落[0013]、段落[0042]))。圖3A為以往之紅外線遮蔽積層體形成於基材上之紅外線遮蔽材的剖面圖，圖3B為圖3A所示之紅外線遮蔽積層體之含ITO粒子層的擴大剖面圖。如圖3A及圖3B所示，此紅外線遮蔽積層體15，在含ITO粒子層12中，核殼粒子10、10彼此接觸。換言之，ITO粒子10a、10a彼此經由絕緣物質10b、10b接觸。因此，ITO粒子10a、10a彼此以粒子間距離A靠近排列。藉此，導電性粒子之ITO粒子10a、10a彼此防止接觸，含ITO粒子層12本身變得非導電層，顯示電波透過性。此紅外線遮蔽積層體15之含ITO粒子層12經由保護層13，當近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，因粒子間距離內所產生之近場效應(near-field effect)被增強，電漿共振的光進行反射。含ITO粒子層12係因以保護層13被覆而被保護，故具有紅外線遮蔽積層體15之實用上的強度。
此紅外線遮蔽積層體15係將核殼粒子10之分散液塗佈於基底層(base coat layer)14之上，藉由乾燥形成含ITO粒子層12。核殼粒子10之分散液可藉由將ITO粒子10a以二氧化矽、氧化鋁或有機保護材之絕緣物質10b被覆的核殼粒子10添加於水與醇之溶劑中，以超音波均質機(ultrasonic homogenizer)等分散而得。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2016-118679號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所示之核殼粒子10係因殼的材質而異，殼為有機保護劑等時，相較於一般的奈米粒子，具有較不易凝聚的特性。專利文獻1所示之含ITO粒子層12係將複數之核殼粒子10藉由超音波均質機等，強制性分散成單一粒子，如圖3B之放大圖所示，使此等核殼粒子10排成直列而形成。藉由此強制性的分散操作，即使核殼粒子10凝聚或未凝聚，也容易分散成單一粒子。但是以單一的核殼粒子10構成的含ITO粒子層12，其本身為脆弱的層，因此，含ITO粒子層12必須以保護層13被覆或必須以保護層13與基底層14挟持補強。又，此紅外線遮蔽積層體15為了形成含ITO粒子層12時，必須重複塗佈紅外線遮蔽膜形成用液組成物，而且為了形成基底層14或保護層13時，必須將複數種類之液體形成基材16上，經乾燥形成積層體，為了形成紅外線遮蔽膜，步驟數多，而需要被改善。又，構成積層體之層與層間之界面的密著性容易變得不足，且耐藥品性不高。
本發明之目的係提供一種液組成物，其係包含為了形成近紅外光之反射率高、可見光線穿透性、電波透過性、耐摩耗性及耐藥品性優異，且膜硬度高之紅外線遮蔽膜用的ITO粒子。本發明之另外之目的為提供使用此紅外線遮蔽膜形成用液組成物，可簡便地形成紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽膜之製造方法。本發明之另外之目的為提供近紅外光之反射率高，可見光線穿透性、電波透過性、耐摩耗性及耐藥品性優異，且膜硬度高的紅外線遮蔽膜。 [用以解決課題之手段]
本發明之第1觀點係如圖1B所示，含有單一的核殼粒子20進行複數凝聚的凝聚粒子21、黏結劑及溶劑的紅外線遮蔽膜形成用液組成物，核殼粒子20之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子20a，核殼粒子20之殼為絕緣物質20b，凝聚粒子21之平均粒徑為50nm~150nm，前述黏結劑為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上的化合物。
本發明之第2觀點係依據第1觀點的發明，其中構成凝聚粒子21之複數之核殼粒子20中之ITO粒子20a之鄰接的粒子間距離B為0.5nm~10nm的紅外線遮蔽膜形成用液組成物。
本發明之第3觀點係依據第1或第2觀點的發明，其中絕緣物質20b為二氧化矽、氧化鋁或有機保護材的紅外線遮蔽膜形成用液組成物。
本發明之第4觀點係依據第1至第3觀點之任一觀點的發明，其中前述環氧樹脂為分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂的紅外線遮蔽膜形成用液組成物。
本發明之第5觀點係如圖1A所示，一種紅外線遮蔽膜之製造方法，其係將第1至第4觀點之任一觀點的紅外線遮蔽膜形成用液組成物塗佈於透明基材26上，經乾燥後，進行熱處理形成紅外線遮蔽膜22。
本發明之第6觀點係如圖1A及圖1B所示，一種紅外線遮蔽膜22，其係含有單一的核殼粒子20進行複數凝聚的凝聚粒子21、黏結凝聚粒子21、21彼此之黏結劑硬化物19的紅外線遮蔽膜22，核殼粒子20之核為具有5nm~ 25nm之平均粒徑的ITO粒子20a，核殼粒子20之殼為絕緣物質20b，凝聚粒子21之平均粒徑為50nm~150nm，黏結劑硬化物19為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上之化合物的硬化物。 [發明效果]
依據本發明之第1觀點的紅外線遮蔽膜形成用液組成物時，可形成具有以下特性的紅外線遮蔽膜。亦即，如圖1A及圖1B所示，由此液組成物形成紅外線遮蔽膜22時，核殼粒子20之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子20a，凝聚粒子21之平均粒徑為50nm~150nm，故可見光入射於此膜22時，可見光會穿透，而近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，因粒子間距離內所產生之近場效應被增強，電漿共振之近紅外線及紅外線區域的光進行反射。導電性粒子的ITO粒子20a以絕緣物質20b被覆，故紅外線遮蔽膜22本身變得非導電膜，具有電波透過性。又，為了形成紅外線遮蔽膜22，而使用特定之黏結劑，故不需要形成專利文獻1之保護層或基底層，而紅外線遮蔽膜22之形成變得簡便，同時不需要以專利文獻1之保護層等特別補強紅外線遮蔽膜，且膜硬度與耐摩耗性變高。藉由液組成物之一次塗佈或少次數之塗佈，形成與專利文獻1之積層體不同之單一層所成之紅外線遮蔽膜，故層與層之間的界面不存在，耐藥品性優異。
依據本發明之第2觀點的紅外線遮蔽膜形成用液組成物時，由此液組成物形成紅外線遮蔽膜22時，因核殼粒子20、20彼此接觸狀態之ITO粒子間的距離B，亦即，鄰接之ITO粒子20a、20a之粒子表面間的距離B為平均0.5nm~10nm，在粒子間距離內，上述粒子之表面電漿的電場容易被增強。距離B為未達0.5nm時，核殼粒子間，有發生導通的疑慮，電波透過性容易失去。距離B為0.5nm以上，紅外線遮蔽膜22具有電波透過性，超過10nm時，雖維持電波透過性，但是容易失去光之反射效果。
依據本發明之第3觀點之紅外線遮蔽膜形成用液組成物時，因絕緣物質20b為二氧化矽、氧化鋁或有機保護材，故將ITO粒子20a以各粒子被覆，對ITO粒子20a賦予絕緣性，同時可在ITO粒子20a、20a之間形成距離B。
依據本發明之第4觀點之紅外線遮蔽膜形成用液組成物時，因黏結劑的環氧樹脂為在分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂，故紅外線遮蔽膜之膜硬度與耐摩耗性變得更高。
依據本發明之第5觀點之紅外線遮蔽膜之製造方法時，不需要形成專利文獻1之保護層或基底層，藉由本發明之液組成物之一次塗佈或少次數塗佈，可簡便製造具有所期望之特性的紅外線遮蔽膜22。
依據本發明之第6觀點之紅外線遮蔽膜時，核殼粒子之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子，凝聚粒子之平均粒徑為50nm~150nm，故可見光入射時，可見光會穿透，而近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，因粒子間距離內所產生之近場效應被增強，電漿共振之近紅外線及紅外線區域的光進行反射。又，導電性粒子的ITO粒子以被絕緣物質被覆，故紅外線遮蔽膜本身變得非導電膜，具有電波透過性。又，包含黏結凝聚粒子彼此之特定的黏結劑硬化物，故即使未以保護層等補強紅外線遮蔽膜，其膜硬度與耐摩耗性也可變高，同時耐藥品性優異。
其次，依據圖面說明本實施發明之形態。 圖1A為基材上形成本發明之一實施形態之紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽材的剖面圖，圖1B為如圖1A所示之紅外線遮蔽膜的擴大剖面圖。
[ITO粒子] 圖1B之放大圖所示之本實施形態使用的ITO粒子20a，其平均粒徑為5nm~25nm，較佳為10nm~20nm。平均粒徑未達5nm時，後述絕緣物質20b之殼之形成變難。又，得到粒徑均一的粒子變得。此外，無法充分地得到紅外線反射效果。平均粒徑超過25nm時，後述的核殼粒子20凝聚之凝聚粒子21的平均粒徑超過150nm，成為塊狀。以包含塊狀凝聚粒子的液組成物所形成的紅外線遮蔽膜，可見光之散射強度變大，光之穿透率變差。ITO粒子20a之Sn摻雜量為Sn/(Sn+In)之莫耳比為0.01~0.25，特別是成為0.04~0.15的範圍內為佳。粒子的形狀無特別限制。但是為了得到電漿之共振效果時，將粒徑設為上述範圍，作為異向性小之立方體或球狀的粒子為佳。ITO粒子20a之平均粒徑為由TEM之粒子觀察圖像，計測ITO粒子100個之粒徑時的平均值。
ITO粒子20a一般係使包含In與少量Sn之水溶鹽的水溶液與鹼反應，使In與Sn之氫氧化物共沉澱(coprecipitation)，此共沈澱物作為原料，將此在大氣中進行加熱燒成，變換成氧化物來製造(共沈澱法)。原料非共沈澱物，可使用In與Sn之氫氧化物及/或氧化物的混合物。本發明中，這種以往的方法製造的ITO粒子、或作為導電性奈米粒子市售之ITO粒子也可直接使用。
[核殼粒子與凝聚粒子之形成] 其次，如圖1B之放大圖所示，形成以ITO粒子20a為核，以被覆此核之絕緣物質20b為殼的核殼粒子20。又，絕緣物質20b為電氣絕緣物質。核的ITO粒子20a為以由二氧化矽、氧化鋁或有機保護材所成之殼的絕緣物質20b被覆。首先，以粒子：溶劑之質量比大致相同比例，將ITO粒子添加於溶劑，藉由珠磨機分散得到ITO粒子之分散液。將此分散液藉由與上述溶劑相同的溶劑，進行稀釋使ITO之固體成分濃度成為0.01質量%~5質量%。絕緣物質為二氧化矽、氧化鋁之無機物質時，溶劑使用水及/或醇。醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、己醇、環己醇等，可使用此等之1種或2種以上。又，也可使用水與醇之混合溶劑。絕緣物質為有機保護材時，原料使用銦、錫之脂肪酸鹽，以熱皂法(hot soap process)製作ITO粒子。或藉由前述共沈澱法等所製作的ITO粒子進行分散時，藉由添加分散劑進行分散，可得到以有機保護材被覆的ITO粒子。本實施形態使用的殼不限於將核被覆成層狀者，也包含核之全表面，有機保護材之一端以錨進行鍵結，其他的端，自核表面遊離，有機保護材將核表面覆蓋成放射狀者。
(a)以二氧化矽被覆ITO粒子時，在經稀釋之分散液中，添加作為二氧化矽源之四乙氧基矽烷、甲氧基矽烷寡聚物或乙氧基矽烷寡聚物進行混合。將此混合液以硝酸、磷酸、甲酸等之酸作為觸媒形成酸性溶液後，攪拌5分鐘~30分鐘左右，然後，在此混合液中添加作為聚合觸媒之NaOH、KOH或NH3 等之鹼，使二氧化矽源聚合。中和的混合液以超純水洗淨，進行固液分離，將固體成分乾燥。乾燥後之固體成分在惰性氣體環境下，藉由於100℃~500℃下，燒成1分鐘~60分鐘，形成二氧化矽膜被覆ITO粒子之核殼粒子。例如，藉由在相對濕度60%~95%、溫度50℃~90℃之環境下，保持5小時~30小時以上，可得到單一之核殼粒子複數凝聚的凝聚粒子。所得之凝聚粒子之平均粒徑，可藉由核殼粒子之平均粒徑、核殼粒子保持時之相對濕度、溫度、時間等的條件來調整。
(b)以氧化鋁被覆ITO粒子時，在經稀釋之分散液中，邊攪拌邊加入稀硫酸溶液，pH調整為3.5~4.5。其次，此懸浮液中，徐徐添加特定量之硫酸鋁水溶液，使充分混合。再繼續攪拌，徐徐加入氫氧化鈉溶液，將懸浮液之pH調整為5~7後使熟成。將所得之水合氧化鋁被覆ITO粒子洗淨，進行固液分離後，使乾燥得到水合氧化鋁被覆ITO粒子。又，此水合氧化鋁被覆ITO粒子以600℃以上加熱，使殼層變化成氧化鋁，形成ITO粒子被氧化鋁膜被覆的核殼粒子。藉由將此核殼粒子，例如在相對濕度60%~95%、溫度50℃~90℃之環境下，保持5小時~30小時，可得到單一之核殼粒子複數凝聚的凝聚粒子。所得之凝聚粒子之平均粒徑，可藉由核殼粒子之平均粒徑、核殼粒子保持時之相對濕度、溫度、時間等的條件來調整。
(c)添加分散劑進行分散，以有機保護材被覆ITO粒子時，將藉由共沈澱法等製作之ITO粒子進行分散時，添加分散劑分散，形成以有機保護材被覆的ITO粒子。分散劑係以具有酸性之吸附基的分散劑，例如日本Lubrizol公司製Solsperse 36000或、Solsperse41000或Solsperse43000等為佳。此時，相對於核粒子(ITO粒子) 100質量份，分散劑調整為較少量之2質量份~10質量份，形成ITO粒子以有機保護材被覆的核殼粒子。將此核殼粒子以50℃~100℃、乾燥5分鐘~60分鐘左右後，藉由在甲苯、己烷、環己烷、二甲苯、苯等之疏水性溶劑中再度分散，可得到單一之核殼粒子複數凝聚的凝聚粒子。所得之凝聚粒子之平均粒徑，可藉由核殼粒子之平均粒徑、疏水性溶劑之種類來調整。
(d)使用熱皂法製作以有機保護材被覆的ITO粒子時，將銦與錫之脂肪酸鹽用於原料，溶解於有機溶劑後，使溶劑揮發，以200℃~500℃，將銦與錫之脂肪酸鹽的混合物進行熱分解，可形成以有機保護材被覆的ITO粒子。以有機保護材被覆的ITO粒子，為了除去未反應之脂肪酸鹽等，以乙醇、甲醇、丙酮等之極性高的溶劑洗淨。然後，藉由分散於甲苯、己烷、環己烷等之極性低的溶劑，可得到單一之核殼粒子複數凝聚的凝聚粒子。所得之凝聚粒子之平均粒徑，可藉由核殼粒子之平均粒徑、溶劑之種類來調整。藉由改變上述脂肪酸之碳鏈、加熱溫度、加熱時間，可改變粒子間隔B(核殼粒子之殼的厚度)。該碳數較佳為4~30。
[絕緣物質所成之殼的厚度] 前述(a)~(b)的情形，由被覆ITO粒子20a之絕緣物質20b所成之殼的厚度係依據以絕緣物質20b被覆ITO粒子20a時之ITO粒子與絕緣物質之各調配量來調整。具體而言，相對於ITO粒子100質量份，絕緣物質為0.3質量份~800質量份，殼之厚度調整為平均0.25nm~5nm。此殼的厚度2倍之值相當於ITO粒子20a、20a間之距離B(參照圖1B之放大圖(enlarged drawing)。又，殼之厚度，也可藉由ITO粒子與絕緣物質之調配量以外的條件調整。例如，前述(a)時，也可藉由聚合觸媒(鹼)之濃度或添加量、反應溫度、反應時間等的條件，調整殼的厚度。前述(b)的情形，也可藉由懸浮液之pH等的條件調整殼的厚度。
[凝聚粒子] 以本實施形態之前述(a)~(d)所製作之核殼粒子20凝聚的凝聚粒子21，其平均粒徑為50nm~150nm，較佳為50 nm~100nm。平均粒徑未達50nm時，有粒子無法取得所期望之凝聚狀態等的不理想狀態。超過150nm時，凝聚粒子21成為塊狀，如前述，光之穿透率變差。凝聚粒子21之平均粒徑係藉由動態光散射(堀場製作所(股)公司製LB-550、固體成分濃度1wt%)算出粒徑測量之體積換算分布時之中值粒徑(median size)。
[粒子間距離B] 由本實施形態之液組成物形成紅外線遮蔽膜22時，核殼粒子20、20彼此接觸之狀態之ITO粒子間的距離B，亦即，鄰接之ITO粒子20a、20a之粒子表面間的距離B成為0.5nm~10nm，來形成凝聚粒子21為佳。此距離B更佳為1nm~5nm。此距離B在此範圍時，當近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，在粒子間距離內所產生之近場效應被增強，電漿共振之近紅外線及紅外線區域的光進行反射。結果電漿共振的光更進一步反射。距離B為未達0.5nm時，相鄰接之ITO粒子與ITO粒子無法物理性分離，上述近場效應有變得不易產生的疑慮，電波透過性易消失。又，超過10nm時，藉由近場效應之表面電漿的電場未被增強，有光變得不易充分地反射的疑慮。
[紅外線遮蔽膜形成用液組成物] 本實施形態之紅外線遮蔽膜形成用液組成物係混合上述凝聚粒子與黏結劑與溶劑來調製。黏結劑為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上的化合物。環氧樹脂係以分子結構中具有芳香環之環氧樹脂為佳。具有芳香環之環氧樹脂之例，可列舉具有雙酚骨架之環氧樹脂、具有聯苯骨架之環氧樹脂、具有萘骨架之環氧樹脂。其中，環氧樹脂係以分子結構中具有萘骨架之環氧樹脂為佳。溶劑較佳為上述樹脂可溶者為佳，可列舉水、醇、二醇醚、礦油精等。
[二氧化矽溶膠之水解物] 本實施形態使用之黏結劑之中，二氧化矽溶膠的水解物為矽烷氧化物之水解縮合物，藉由下述化學式(1)所示之矽烷氧化物之水解(縮合)而生成者。 但是式(1)中，R1 表示碳原子數1~18之1價之烴基，R2 表示具有1~5個碳原子之烷基，x表示0或1。
此二氧化矽溶膠之水解物，具有以下特徵：反應性快，塗佈包含此黏結劑之液組成物所得的膜硬度保持高硬度。例如，包含作為R2 之具有6以上之碳原子之烷基之矽烷氧化物的水解縮合物時，有水解反應慢，製造花費時間，又，塗佈包含所得之黏結劑的液組成物所得之膜硬度有降低的疑慮。
R1 表示之1價烴基，可為飽和烴基，也可為不飽和烴基。飽和烴基之例，可列舉烷基(例如，甲基、乙基、1-丙基、2-丙基)、環烷基(例如，環戊基、環己基、環庚基)。不飽和烴基之例，可列舉炔基(例如、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基)、芳基(例如，苯基、甲苯基、二甲苯基、聯苯基、萘基)、芳烷基(例如，苄基、苯基乙基、苯基丙基、甲基苄基)。
上述式(1)所示之矽烷氧化物，具體而言，可列舉四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等。其中，由可得到硬度高的膜，故較佳為四甲氧基矽烷。又，為了得到水解縮合物時，上述矽烷氧化物可使用單一種類，也可含有將2種類的矽烷氧化物以所定之比例混合，藉由此等之水解(縮合)生成者。
混合2種類之矽烷氧化物，生成水解縮合物時，舉一例時，某矽烷氧化物(例如，四甲氧基矽烷：TMOS)與另外的矽烷氧化物(例如，甲基三甲氧基矽烷：MTMS)的混合比例，以質量比表示，TMOS：MTMS=1：0.5。
單一種類之矽烷氧化物的水解縮合物生成時，有機溶劑中，使單一種類的矽烷氧化物水解(縮合)。具體而言，相對於單一種類之矽烷氧化物1質量份，較佳為以水為0.5質量份~2.0質量份、無機酸或有機酸為0.005質量份~0.5質量份、有機溶劑為1.0質量份~5.0質量份的比例混合，藉由進行單一種類之矽烷氧化物之水解反應，可得到矽烷氧化物之水解縮合物。又，混合有2種類之矽烷氧化物之水解縮合物生成時，有機溶劑中，使此等水解(縮合)。具體而言，相對於2種類之矽烷氧化物之合計量1質量份，較佳為以水為0.5質量份~2.0質量份、無機酸或有機酸為0.005質量份~0.5質量份、有機溶劑為1.0質量份~5.0質量份的比例混合，藉由進行2種類之矽烷氧化物之水解反應，可得到矽烷氧化物之水解縮合物。在此，水的比例設為0.5質量份~2.0質量份之範圍較佳的理由為水之比例為未達下限值時，矽烷氧化物之水解縮合反應不足，變成膜硬度不足的緣故。另外，超過上限值時，水解反應中，有反應液產生凝膠化等之不理想的情形的緣故。又，有與基板之密著性降低的情形。其中，水之比例特佳為0.8質量份~3.0質量份。為了防止雜質混入，故水使用離子交換水或純水等為佳。
無機酸或有機酸，可列舉鹽酸、硝酸或磷酸等之無機酸、甲酸、草酸或乙酸等之有機酸。其中，特佳為使用甲酸。無機酸或有機酸係作為促進水解反應用之酸性觸媒產生機能，觸媒使用甲酸，可容易形成更透明性優異之膜。甲酸相較於使用其他之無機酸或有機酸的情形時，成膜後之膜，防止不均勻之凝膠化之促進的效果更高。又，無機酸或有機酸之比例設為上述範圍較佳的理由係無機酸或有機酸之比例為未達下限值時，反應性不足，故膜硬度無法充分地提高的緣故，而即使超過上限值，也不會影響反應性，但是會產生殘留之酸導致基材腐蝕等之不佳的情形的緣故。其中，無機酸或有機酸之比例，特佳為0.008質量份~0.2質量份。
有機溶劑係使用醇、酮、乙二醇醚、或乙二醇醚乙酸酯為佳。作為有機溶劑使用此等醇、酮、乙二醇醚或乙二醇醚乙酸酯為佳的理由係為了提高最終所得之紅外線遮蔽膜形成用液組成物之塗佈性，又，例如使用2種類以上之矽烷氧化物的水解縮合物時，此等混合容易的緣故。又，與分子結構中具有萘骨架之環氧樹脂之混合容易的緣故。
上述醇可列舉甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇(IPA)等。又，酮可列舉丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)等。又，乙二醇醚可列舉乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單乙醚等。又，乙二醇醚乙酸酯可列舉乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚乙酸酯等。其中，由於水解反應之控制容易，又，膜形成時可得到良好的塗佈性，特佳為乙醇、IPA、MEK、MIBK、乙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚或丙二醇單甲醚乙酸酯。
又，上述有機溶劑之比例，在下限值以下時，以矽烷氧化物之水解物所形成的黏結劑容易產生凝膠化之不佳的情形，不易得到透明且均勻的膜。與基板之密著性也有降低的情形。另外，超過上限值時，導致水解之反應性降低等，因膜之硬化性產生不佳的情形，故無法得到硬度及耐摩耗性優異之膜。其中，有機溶劑之比例，特佳為1.5質量份~3.5質量份。
[分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂] 本實施形態使用的黏結劑之中，分子結構中，具有萘骨架之環氧樹脂係指1分子內具有包含至少1個以上之萘環之骨架的環氧樹脂，可列舉萘酚系、萘二醇系等。萘型環氧樹脂，可列舉1,3-二縮水甘油醚萘、1,4-二縮水甘油醚萘、1,5-二縮水甘油醚萘、1,6-二縮水甘油醚萘、2,6-二縮水甘油醚萘、2,7-二縮水甘油醚萘、1,3-二縮水甘油醚酯萘、1,4-二縮水甘油醚酯萘、1,5-二縮水甘油醚酯萘、1,6-二縮水甘油醚酯萘、2,6-二縮水甘油醚酯萘、2,7-二縮水甘油醚酯萘、1,3-四縮水甘油胺萘、1,4-四縮水甘油胺萘、1,5-四縮水甘油胺萘、1,6-四縮水甘油胺萘、1,8-四縮水甘油胺萘、2,6-四縮水甘油胺萘、2,7-四縮水甘油胺萘等。分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂，只要是包含上述萘型環氧樹脂者即可，可1種單獨使用，也可併用2種以上。特別是液狀之2官能萘型環氧樹脂為低黏度，故較佳。也可併用液狀之上述環氧樹脂與固形之環氧樹脂。藉由使用分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂，可作為形成膜硬度與耐摩耗性高，且耐熱性優異之紅外線遮蔽膜用的液組成物。
[黏結劑之調製方法] 本實施形態使用之黏結劑，可各自單獨使用或組合使用二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂。 舉一例說明將上述分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂與上述矽烷氧化物之水解縮合物與溶劑均勻地混合，調製黏結劑的方法。此時，上述環氧樹脂與上述矽烷氧化物之水解縮合物的混合比例為黏結劑固體成分100質量份中，分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂為包含40質量份~90質量份，較佳為40質量份~70質量份與矽烷氧化物之水解縮合物為包含10質量份~60質量份，較佳為30質量份~60質量份。上述環氧樹脂之含量為未達40質量份，上述水解縮合物之含量為超過60質量份時，以此黏結劑所形成之紅外線遮蔽膜，因膜進行燒成硬化時，因應力而變得容易龜裂，故有膜硬度低，且可見光穿透率變低的疑慮。又，上述環氧樹脂之含量超過90質量份，且上述水解縮合物之含量為未達10質量份時，以此黏結劑所形成之紅外線遮蔽膜，燒成時之速硬化性不足，膜硬度無法充分地提高，故有膜硬度低，且耐摩耗性差的疑慮。
上述黏結劑所含有之溶劑，就與矽烷氧化物之水解縮合物之相溶性的觀點，與上述有機溶劑相同為佳。此溶劑之含量係考慮將最終所得之紅外線遮蔽膜形成用液組成物塗佈於玻璃基板表面或樹脂薄膜表面時，使前述凝聚粒子分散之溶劑之含量及上述有機溶劑的含量，以適合塗佈的黏度來決定。
[紅外線遮蔽膜形成用液組成物之調製方法] 本實施形態之紅外線遮蔽膜形成用液組成物係混合將上述凝聚粒子分散於溶劑的分散液與上述黏結劑來調製。凝聚粒子與黏結劑與溶劑之調配比例係相對於液組成物100質量份，凝聚粒子為4質量份~40質量份、黏結劑為1質量份~95質量份、剩餘部分為溶劑，在膜形成時，液組成物之黏性不會變高，且使用容易，故較佳。在此，來自分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂之固體成分的質量設為X，來自二氧化矽溶膠之水解物之固體成分之質量設為Y，凝聚粒子之質量設為Z，黏結劑固體成分之質量設為(X+Y)時，凝聚粒子考慮所得之紅外線遮蔽膜之分光特性與膜硬度與膜之耐摩耗性，凝聚粒子(Z)對黏結劑固體成分(X+Y)之質量比(凝聚粒子/黏結劑固體成分=Z/(X+Y))為5/95~80/20，較佳為20/80~60/40來進行混合。此質量比小於5/95時，凝聚粒子之比例過少，近紅外線去除率低，且有膜硬度不會變高的疑慮。又，超過80/20時，凝聚粒子之比例過多，近紅外線去除率雖優異，但是黏結劑過少，有耐摩耗性降低的疑慮。
[紅外線遮蔽膜之形成方法] 如圖1A所示，將如此調製之紅外線遮蔽膜形成用液組成物塗佈於透明基材26的表面，乾燥後經熱處理，形成紅外線遮蔽膜22。藉由熱處理，紅外線遮蔽膜形成用液組成物之黏結劑進行硬化，生成黏結劑硬化物，凝聚粒子彼此黏結。藉此，可形成紅外線遮蔽材30。基材26，可列舉透明的玻璃基板、透明的樹脂基板、透明的樹脂薄膜等。玻璃基板之玻璃，可列舉透明玻璃、高透過玻璃、鈉鈣玻璃、綠玻璃等之具有高可見光穿透率的玻璃。樹脂基板或樹脂薄膜之樹脂，可列舉聚甲基丙烯酸甲酯等之丙烯酸系樹脂或聚苯(polyphenylene)碳酸酯等之芳香族聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等之芳香族聚酯系樹脂等的樹脂。
在上述基材26表面塗佈上述紅外線遮蔽膜形成用液組成物，以所定的溫度乾燥後，進行加熱處理，於基材26之表面形成膜厚為0.1μm~5.0μm，較佳為0.5μm~ 2.5μm的紅外線遮蔽膜。塗佈可使用狹縫式塗佈機(Slot diecoater)、旋轉塗佈機、塗佈器、塗佈棒等一般的塗佈方法。基材26為透明的玻璃基板時，在氧化環境下，於50℃~300℃的溫度下保持5分鐘~60分鐘進行加熱處理。此溫度與保持時間係配合所要求的膜硬度來決定。以上，如圖1A所示，在透明的玻璃基板之基材26表面，形成由形成有紅外線遮蔽膜22之附紅外線遮蔽膜之玻璃基板所成的紅外線遮蔽材30。又，基材26為透明的樹脂薄膜時，在氧化環境下，於40℃~120℃的溫度下保持5分鐘~120分鐘進行加熱處理。此溫度與保持時間係配合所要求的膜硬度及基底薄膜之耐熱性來決定。以上，雖無圖示，但是在透明的樹脂薄膜表面，形成由形成有紅外線遮蔽膜之附紅外線遮蔽膜之樹脂薄膜所成的紅外線遮蔽材。上述紅外線遮蔽膜22之膜厚為未達0.1μm時，ITO粒子的量少，有無法展現十分的紅外線除去性能的疑慮，超過5.0μm時，膜內部應力集中，有產生龜裂的疑慮。
依據如以上構成之本實施形態的紅外線遮蔽膜形成用液組成物時，可形成具有以下特性的紅外線遮蔽膜。亦即，如圖1A及圖1B所示，由此液組成物形成紅外線遮蔽膜22時，核殼粒子20之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子20a，凝聚粒子21之平均粒徑為50nm~ 150nm，故可見光入射於此膜22時，可見光透過，而當近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，在粒子間距離內所產生之近場效應被增強，電漿共振之近紅外線及紅外線區域的光進行反射。導電性粒子的ITO粒子20a以絕緣物質20b被覆，故紅外線遮蔽膜22本身變成非導電膜，具有電波透過性。又，為了形成紅外線遮蔽膜22，而使用特定之黏結劑，故不需要形成保護層或基底層，而紅外線遮蔽膜22之形成變得簡便，同時不需要以保護層等特別補強紅外線遮蔽膜，且膜硬度與耐摩耗性變高。藉由液組成物之一次塗佈或少次數之塗佈，形成與積層體不同之單一層所成之紅外線遮蔽膜，故層與層之間的界面不存在，耐藥品性優異。
又，本實施形態為核殼粒子20、20彼此接觸狀態之ITO粒子間的距離B，亦即，鄰接之ITO粒子20a、20a之粒子表面間的距離B平均為0.5nm~10nm，故在粒子間距離內，上述粒子表面電漿的電場，容易被增強。距離B為未達0.5nm時，核殼粒子間有產生導通的疑慮，電波透過性易消失。又，距離B為0.5nm以上時，紅外線遮蔽膜22具有電波透過性，超過10nm時，雖維持電波透過性，但是光之反射效果易失去。
又，本實施形態係絕緣物質20b為二氧化矽、氧化鋁或有機保護材，故將ITO粒子20a各粒子被覆，可賦予ITO粒子20a絕緣性，同時可在ITO粒子20a、20a之間形成距離B。
又，本實施形態係黏結劑的環氧樹脂為分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂時，紅外線遮蔽膜之膜硬度與耐摩耗性變得更高。
此外，依據本實施形態之紅外線遮蔽膜之製造方法時，不需要形成保護層與基底層，藉由上述紅外線遮蔽膜形成用液組成物之一次塗佈或少次數之塗佈，可簡便地製造具有所期望之特性的紅外線遮蔽膜22。
[紅外線遮蔽膜] 本實施形態之紅外線遮蔽膜22係如圖1B所示，含有單一之核殼粒子20複數凝聚的凝聚粒子21與凝聚粒子彼此黏結之黏結劑硬化物19。亦即，紅外線遮蔽膜22為含有黏結劑硬化物19與、分散於黏結劑硬化物19中之核殼粒子20的凝聚粒子21。核殼粒子20之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子20a，凝聚粒子21之平均粒徑為50nm~150 nm，故可見光入射時，可見光會穿透，而近紅外線及紅外線區域的光入射時，被此光激發之表面電漿的電場，因粒子間距離內所產生之近場效應被增強，電漿共振之近紅外線及紅外線區域的光進行反射。又，導電性粒子的ITO粒子20a以絕緣物質20b被覆，故紅外線遮蔽膜22本身變得非導電膜，具有電波透過性。又，因包含特定的黏結劑硬化物19，故即使未以保護層等補強，其膜硬度與耐摩耗性也可變高，同時耐藥品性優異。
核殼粒子20、20彼此接觸狀態之ITO粒子間的距離B，亦即，鄰接之ITO粒子20a、20a之粒子表面間的距離B平均為0.5nm~10nm即可。此時，在粒子間距離內，粒子表面電漿的電場，容易被增強。距離B為未達0.5nm時，核殼粒子間有產生導通的疑慮，電波透過性易消失。又，距離B為0.5nm以上時，紅外線遮蔽膜22具有電波透過性，超過10nm時，雖維持電波透過性，但是光之反射效果易失去。 絕緣物質20b為二氧化矽、氧化鋁或有機保護材即可。此時，將ITO粒子20a各粒子被覆，可賦予ITO粒子20a絕緣性，同時可在ITO粒子20a、20a之間形成距離B。
黏結劑硬化物19，例如可為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上之化合物的硬化物。黏結劑硬化物19係如上述在紅外線遮蔽膜形成用液組成物所含有之黏結劑，藉由在形成紅外線遮蔽膜時之熱處理硬化者。此等之化合物之硬化物的黏結劑硬化物19為膜硬度與耐摩耗性高，且化學性安定，耐藥品性優異。 黏結劑硬化物19，較佳為分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂的硬化物。此時，紅外線遮蔽膜之膜硬度與耐摩耗性變得更高。
以上，針對本發明之實施形態進行說明，但是本發明不限於此，在不超脫此發明之技術的思想的範圍內，可適宜變更。 例如，本實施形態中，以在基材上形成紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽材為例進行說明，但是紅外線遮蔽材之構成不限定於此。
圖2為本發明之一實施形態之2個基材挟持紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽材的剖面圖。如此圖2所示，也可形成藉由2個透明的基材26、27挟持紅外線遮蔽膜22的紅外線遮蔽材40。此時，紅外線遮蔽膜22，即使在高濕度的環境下，也不會損及紅外線的遮蔽效果。 [實施例]
其次，詳細說明本發明之實施例與比較例。
[7種類之黏結劑] 本發明之實施例1~17及比較例1~3、5~7之液組成物所使用之7種類的黏結劑如以下之表1所示。表1中，分別表示第1觀點之液組成物所含有之二氧化矽溶膠之水解物(No.1)、丙烯酸樹脂(No.2)、雙酚A型之環氧樹脂(No.3)、聚乙烯醇縮乙醛樹脂(No.4)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(No.5)及分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂(No.6)之黏結劑與、未包含於第1觀點之液組成物之聚醯亞胺樹脂(No.7)的黏結劑。
＜實施例1＞ 混合氯化銦(InCl3 )水溶液(含有In金屬18g)50mL與二氯化錫(SnCl2 ･2H2 O) 3.6g，將此混合水溶液與氨(NH3 )水溶液同時滴下至水500ml中，調整為pH7，於30℃的液溫下使反應30分鐘。將生成的沉澱藉由離子交換水重複進行傾析(decantation)洗淨。上澄液之電阻率成為50000Ω･cm以上時，過濾取得沉澱物(In/Sn共沈澱氫氧化物)，得到具有色調為柿色(黃紅色)的共沈澱銦錫氫氧化物。將經固液分離之共沈澱銦錫氫氧化物於110℃下乾燥一晩後，在大氣中550℃下燒成3小時，將所得之燒成體粉碎鬆開，得到具有黃金色(golden yellow)之平均粒徑20nm之ITO粒子約30g。
其次，準備以水：乙醇為1：3的質量比，混合有水與乙醇的溶劑作為分散媒。在此混合溶劑30g中，添加混合上述所得之ITO粒子30g，使珠磨機運轉5小時，將ITO粒子均勻地分散於此混合液中。接著，將此分散液以上述水與乙醇之混合溶劑，稀釋使ITO之固體成分濃度成為1質量%。邊攪拌經稀釋的分散液500.0g，邊在此分散液中，添加形成成為殼之二氧化矽用之作為二氧化矽源的四乙氧基矽烷(TEOS)6.0g。其次，在添加有四乙氧基矽烷(TEOS)的混合液中，添加作為鹼源(中和劑)之濃度19M (mol/dm3 )之NaOH水溶液1.5g，使TEOS水解，使聚合後，停止攪拌。又，此殼形成時之溫度為35℃，殼形成所需要的時間為10分鐘。此外，將此中和後之分散液以超純水洗淨，以冷凍乾燥(freeze-dry)乾燥後，藉由在氮環境下，200℃、進行燒成60分鐘，得到ITO粒子以二氧化矽被覆的核殼粒子。在此，上述分散液之洗淨，為了自此分散液中除去雜質，將分散液置於離心分離器後，使分散液通過離子交換樹脂製膜來進行。
藉由將所得之核殼粒子4.5g在相對濕度90%、60℃的環境下，保持30小時，得到核殼粒子凝聚的凝聚粒子。使凝聚粒子4g分散於乙醇中，藉由均勻地混合此分散液10g與二氧化矽溶膠之水解物(No.1)的黏結劑10g，調製紅外線遮蔽膜形成用液組成物。在此，二氧化矽溶膠的水解物(No.1)係藉由使用500cm3 之玻璃製之4口燒瓶，加入140g之四乙氧基矽烷與176g之乙醇，邊攪拌邊一次加入1.5g之60質量%硝酸溶解於120g之純水的溶液，然後，使於50℃下反應3小時來調製。
將此液組成物在50mm×50mm四方，厚度1.1mm之透明的鈉鈣玻璃基板上，以3000rpm之旋轉速度旋轉塗佈60秒鐘後，以20℃乾燥1分鐘，再以200℃，進行30分鐘熱處理，形成厚度0.5μm之紅外線遮蔽膜。藉此，得到在基材的玻璃基板上形成有紅外線遮蔽膜的紅外線遮蔽材。液組成物中之核之平均粒徑、殼之材質、殼形成條件、核殼粒子之高溫高濕處理條件如表2所示。又，凝聚粒子之平均粒徑、其粒子間距離B、黏結劑之內容、基材及對基材之紅外線遮蔽膜之形成位置如表3所示。
＜實施例2~17及比較例1~7＞ 實施例2~17及比較例1~7係使用具有如表2所示之核之平均粒徑的ITO粒子。又，殼之材質、殼形成條件、核殼粒子之高溫高濕處理條件如表2所示。又，粒子間距離B、黏結劑之內容、基材及對基材之紅外線遮蔽膜之形成位置如表3所示，製作核殼粒子及凝聚粒子，與實施例1同樣進行，得到實施例2~17及比較例1~7之各紅外線遮蔽材。
實施例6、9及11係將實施例1製作的ITO分散液，以用於分散媒之水與乙醇之混合溶劑，稀釋至ITO之固體成分濃度成為1質量%為止。將稀釋後之分散液500.0g邊攪拌，邊加入稀硫酸溶液，將pH調整為4。其次，在此懸浮液中，徐徐加入將15.0g之硫酸鋁溶解於80g之離子交換水的水溶液，攪拌混合60分鐘。邊再繼續攪拌，邊徐徐加入氫氧化鈉溶液，將懸浮液之pH調整為6後，如表2所示，實施例6及11係在0℃下，實施例9係在2℃下，使熟成24小時(1440分鐘)。將所得之水合氧化鋁被覆ITO粒子進行離心洗淨，固液分離後，經乾燥得到水合氧化鋁被覆ITO粒子。此水合氧化鋁(hydrated aluminum oxide)被覆ITO粒子藉由在600℃下，氮環境中進行燒成30分鐘，得到ITO粒子以氧化鋁被覆的核殼粒子。所得之核殼粒子如表2所示，藉由在相對濕度85%、85℃之環境下，保持10小時，得到核殼粒子凝聚的凝聚粒子。
實施例7係使成為銦：錫=9：1來秤量肉豆蔻酸銦與肉豆蔻酸錫，並混合溶解於甲苯。將上述甲苯溶液進行減壓乾燥後，藉由以350℃加熱3小時，得到ITO粒子以有機保護材被覆的核殼粒子。所得之核殼粒子以乙醇洗淨，藉由離心分離除去洗淨液後，分散於甲苯，得到核殼粒子凝聚的凝聚粒子。
實施例12中，除了使用癸酸銦與癸酸錫取代肉豆蔻酸銦與肉豆蔻酸錫外，與實施例7同樣得到核殼粒子凝聚的凝聚粒子。
實施例17中，除了使用辛酸銦與辛酸錫取代肉豆蔻酸銦與肉豆蔻酸錫外，與實施例7同樣得到核殼粒子凝聚的凝聚粒子。
實施例10及11係基材使用PET薄膜(東麗股份公司製lumirrorT-60)，在此PET薄膜上形成紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
實施例12~14係如圖2所示，以2個基材(鈉鈣玻璃基板)挟持紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
比較例1及2係使用核之平均粒徑為3nm及30nm的核殼粒子，分別調製液組成物，使用此等形成紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
比較例3中，黏結劑使用聚醯亞胺樹脂，比較例4中，未使用黏結劑，分別調製液組成物，使用此等形成紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
比較例5中，ITO粉末未以絕緣物質被覆，調製液組成物，使用此形成紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
比較例6及7係使用平均粒徑為30nm及200nm的凝聚粒子，分別調製液組成物，使用此等形成紅外線遮蔽膜，製造紅外線遮蔽材。
實施例6~9、11及14中，液組成物之黏結劑係如表3所示，使用2種類的混合黏結劑。2種類黏結劑之混合比例係以質量比表示，分別為1：1。
＜比較試驗及評價＞ 實施例1~17及比較例1~7所得之紅外線遮蔽膜形成用液組成物中之ITO粒子之平均粒徑(核之平均粒徑)及凝聚粒子之平均粒徑係以前述的方法分別進行評價，複數之核殼粒子中之ITO粒子之鄰接的粒子間距離B係以下述方法測量。又，關於紅外線遮蔽材中之紅外線遮蔽膜，使用以下所示的方法分別評價膜厚、ITO粒子之平均粒徑(核之平均粒徑)、凝聚粒子之平均粒徑、可見光穿透率、近紅外線之反射最大值值(近紅外線反射率)、膜硬度、膜之耐摩耗性及耐藥品性。此等之結果如表3及表4所示。
(1)複數之核殼粒子中之ITO粒子之鄰接之粒子間的距離B 藉由TEM(Transmission Electron Microscope)(日本電子股份公司製、型式名：JEM-2010F)測量複數之核殼粒子中之ITO粒子之鄰接之粒子間的距離B。TEM觀察用的樣品係如下述製作。首先，對液組成物吹送氮氣，除去溶劑，僅形成固體成分。回收的固體成分使用接著劑貼合於研磨用的樣品固定托架，接著劑之硬化後，使用蠟固定，避免固體成分自研磨用樣品固定托架脫落。接著，以機械研磨使固體成分形成薄片化。此外，以機械研磨薄片化至充分的薄度後，短孔網目貼合至經薄片化的固體成分，經薄片化之固體成分之一部分進行離子研磨( ion milling)至開孔，製作TEM觀察用的樣品。核殼粒子之核之ITO粒子的粒子間距離係對某一個粒子，測量與最靠近之粒子之成為最小之粒子表面間的距離。對於各實施例及比較例之TEM觀察用的樣品，測量20處之ITO粒子間的距離。其平均值如表3所示。比較例5係因殼不存在，故ITO粒子彼此接觸。
(2)紅外線遮蔽膜之膜厚 膜厚係藉由掃描型電子顯微鏡(股份公司日立高科技製、型式名：SU-8000)之剖面觀察進行測量。
(3)紅外線遮蔽膜中之核(ITO)粒子的平均粒徑 紅外線遮蔽膜中之核(ITO)粒子之平均粒徑係使具有形成於透明基材表面之膜的試驗片垂直站立，使用樹脂埋入用的環氧樹脂，使硬化。然後，實施剖面研磨至試料的觀察位置，得到無凹凸之剖面加工面後，使用掃描型電子顯微鏡(股份公司日立高科技製型式名：SU-8000)，藉由軟體(品名：PC SEM)測量包含核(ITO)粒子的層。以倍率5000倍測量100個粒子，算出各自之平均得到平均值。
(4)紅外線遮蔽膜中之凝聚粒子之平均粒徑 紅外線遮蔽膜中之凝聚粒子之平均粒徑係與測量核(ITO)粒子之平均粒徑時相同，準備試驗片，使用掃描型電子顯微鏡，確認粒子群凝聚存在的部分與僅黏結劑成分存在的部分，凝聚粒子部分成為塊狀的部分，作為凝聚粒子，以倍率5000倍，計測100個的粒子群，算出各自之平均得到平均值。
(5)紅外線遮蔽膜之可見光之穿透率及近紅外線之反射率 使用分光光度計(股份公司日立高科技製、型式名：U-4100)，依據規格(JIS-R3216-1998)，測量波長450nm之可見光穿透率與由波長1300nm至2600nm之範圍之近紅外線反射率的最大值。可見光穿透率之評價係附紅外線遮蔽膜之玻璃之波長450nm時之穿透率為85%以上時，評價為「A」，80%以上未達85%時，評價為「B」，未達80%時，評價為「C」。近紅外線反射率之評價係附紅外線遮蔽膜之玻璃之波長1300nm~2600nm時之反射率之最大值為50%以上時，評價為「A」，未達50%且20%以上時，評價為「B」，未達20%時，評價為「C」。
(6)紅外線遮蔽膜之膜硬度 使用JIS-S6006所規定之試驗用鉛筆，依據JIS-K5400所規定之鉛筆硬度評價法，使用750g之荷重，以各硬度的鉛筆將所定表面重複刻劃(scratch)3次，測量可刮傷1條為止的硬度。數字越高，表示越高硬度。4H以上評價為「A」，H以上未達4H評價為「B」，未達H評價為「C」。
(7)紅外線遮蔽膜之耐摩耗性 膜之耐摩耗性係以鋼絲絨(steel wool)#0000，將膜表面以約100g/cm2 的強度滑動並來回20次後之膜表面有無傷痕進行評價。無傷痕時，評價為「A」，以目視雖無法確認傷痕，添加以倍率50倍的顯微鏡觀察時，確認小的傷痕時，評價為「B」，具有以目視可確認之傷痕時，評價為「C」。
(8)紅外線遮蔽膜之耐藥品性 紅外線遮蔽膜之耐藥品性係在膜表面滴下1質量%之鹽酸0.2ml，在濕度90%之箱內保管5小時後，使用離子交換水洗淨後之表面的狀態，完全無變化，可見光穿透率之值之變化率未達5%者，評價為「A」，目視之表面狀態雖無變化，但是可見光穿透率為5%以上未達10%之範圍內變化者，評價為「B」，表面狀態以目視有變化者及可見光穿透率有10%以上之變化者，評價為「C」。
由表2~表4可知，比較例1中，因核殼粒子之核的平均粒徑，過小為3nm，故無法得到充分的紅外線反射效果，紅外線遮蔽膜之反射最大值，較小為15%，近紅外線反射率為「C」。而比較例2中，核殼粒子之核之平均粒徑，過大為30nm，故紅外線遮蔽膜之可見光穿透率，較小為75%，可見光穿透率為「C」。
比較例3係黏結劑使用聚醯亞胺樹脂，故紅外線遮蔽膜之可見光穿透率小為70%，可見光穿透率為「C」。又，耐藥品性為「C」。比較例4中，未使用黏結劑，故紅外線遮蔽膜之膜硬度為「C」，耐摩耗性及耐藥品性均為「C」。
比較例5係未以絕緣物質被覆ITO粉末，調製液組成物，故無法得到充分的紅外線反射效果，紅外線遮蔽膜之反射最大值，較小為11%，近紅外線反射率為「C」。
比較例6係因凝聚粒子之平均粒徑過小為30nm，故無法得到充分的紅外線反射效果，紅外線遮蔽膜之反射最大值，較小為13%，近紅外線反射率為「C」。而比較例7係凝聚粒子之平均粒徑，過大為200 nm，故紅外線遮蔽膜之可見光穿透率較小為74%，紅外線遮蔽膜之反射最大值，小為9%，可見光穿透率及近紅外線反射率，均為「C」。又，紅外線遮蔽膜之膜硬度為「A」，但是耐摩耗性及耐藥品性均為「C」。
相對於此，實施例1~17係核殼粒子之核之平均粒徑及凝聚粒子之平均粒徑，各自在所定的範圍，黏結劑為所定的樹脂，故紅外線遮蔽膜之可見光穿透率高為80%~91%，反射最大值高為24%~65%，可見光穿透率及近紅外線反射率為「A」或「B」。又，紅外線遮蔽膜之膜硬度為「A」或「B」，耐摩耗性為「A」，耐藥品性為「A」或「B」。 [產業上之可利用性]
以本發明之液組成物所形成的紅外線遮蔽膜及使用其之紅外線遮蔽材，適用於窗玻璃、天窗(Sunroof)、遮陽板(sun visor)、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)瓶、包裝用薄膜、眼鏡等的製品，可對製品賦予紅外線遮蔽效果。
10、20‧‧‧核殼粒子 10a、20a‧‧‧ITO粒子 10b、20b‧‧‧絕緣物質 12‧‧‧含ITO粒子層 13‧‧‧保護層 14‧‧‧基底層 15‧‧‧紅外線遮蔽積層體 19‧‧‧黏結劑硬化物 21‧‧‧凝聚粒子 22‧‧‧紅外線遮蔽膜 16、26、27‧‧‧基材 30、40‧‧‧紅外線遮蔽材
[圖1A] 基材上形成本發明之一實施形態之紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽材的剖面圖。 [圖1B] 如圖1A所示之紅外線遮蔽膜之擴大剖面圖。 [圖2] 以2個基材挟持本發明之一實施形態之紅外線遮蔽膜之紅外線遮蔽材的剖面圖。 [圖3A] 基材上形成以往之紅外線遮蔽積層體之紅外線遮蔽材的剖面圖。 [圖3B] 如圖3A所示之紅外線遮蔽積層體之含ITO粒子層之擴大剖面圖。
20‧‧‧核殼粒子
20a‧‧‧ITO粒子
20b‧‧‧絕緣物質
21‧‧‧凝聚粒子
22‧‧‧紅外線遮蔽膜
B‧‧‧距離

Claims (5)

  1. 一種紅外線遮蔽膜形成用液組成物，其係含有單一的核殼粒子進行複數凝聚的凝聚粒子、黏結劑及溶劑的紅外線遮蔽膜形成用液組成物，前述核殼粒子之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子，前述核殼粒子之殼為絕緣物質，前述凝聚粒子之平均粒徑為50nm~150nm，前述黏結劑為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上的化合物，其中構成前述凝聚粒子之複數之核殼粒子之鄰接的粒子間距離為0.5nm~10nm，在玻璃基板之表面上，塗佈前述紅外線遮蔽膜形成用液組成物，乾燥後，進行加熱處理得到之附紅外線遮蔽膜之玻璃基板之由波長1300nm至2600nm之範圍之近紅外線反射率的最大值為35%以上65%以下。
  2. 如請求項1之紅外線遮蔽膜形成用液組成物，其中前述絕緣物質為二氧化矽、氧化鋁或有機保護材。
  3. 如請求項1之紅外線遮蔽膜形成用液組成物，其中前述環氧樹脂為分子結構中具有萘骨架的環氧樹脂。
  4. 一種紅外線遮蔽膜之製造方法，其係將如請求項1至3中任一項之紅外線遮蔽膜形成用液組成物塗佈於透明基材上，經乾燥後，進行熱處理形成紅外線遮蔽膜。
  5. 一種紅外線遮蔽膜，其係含有單一的核殼粒子進行複數凝聚的凝聚粒子及黏結劑硬化物的紅外線遮蔽膜，前述核殼粒子之核為具有5nm~25nm之平均粒徑的ITO粒子，前述核殼粒子之殼為絕緣物質，前述凝聚粒子之平均粒徑為50nm~150nm，前述黏結劑硬化物為選自由二氧化矽溶膠之水解物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂及聚乙烯醇縮丁醛樹脂所成群之1種或2種以上之化合物的硬化物，其中構成前述凝聚粒子之複數之核殼粒子之鄰接的粒子間距離為0.5nm~10nm，在玻璃基板之表面上，塗佈前述紅外線遮蔽膜形成用液組成物，乾燥後，進行加熱處理得到之附紅外線遮蔽膜之玻璃基板之由波長1300nm至2600nm之範圍之近紅外線反射率的最大值為35%以上65%以下。
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