JP3982466B2 - 熱線遮蔽成分分散体とその製造方法およびこの分散体を用いて得られる熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜並びに熱線遮蔽樹脂成形体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱線遮蔽成分を含有する熱線遮蔽樹脂成形体、あるいは、熱線遮蔽成分を含有する熱線遮蔽膜形成用塗布液をガラス、樹脂など各種透明基材に塗布して形成される熱線遮蔽膜等の熱線遮蔽製品を製造するために使用される熱線遮蔽成分分散体とその製造方法に係り、特に、輸送時において危険物としての様々な制限を受けることなくしかも保管時において熱線遮蔽成分の凝集に起因した沈殿物の発生等も起こり難い熱線遮蔽成分分散体とその製造方法およびこの分散体を用いて得られる熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜並びに熱線遮蔽樹脂成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−２７７４３７号公報（請求項１、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１４６９１９号公報（請求項１）
【特許文献３】
特開２００１−１７９８８７号公報（請求項１）
【特許文献４】
特開平６−２５６５４１号公報（請求項１）
【特許文献５】
特開平６−２６４０５０号公報（請求項１）
【特許文献６】
特開平５−７８５４４号公報（請求項１）
【特許文献７】
特開平２−１７３０６０号公報（請求項１）
【特許文献８】
特開平１１−１８１３３６号公報（請求項１、請求項３〜４）
【特許文献９】
特開２０００−９６０３４号公報（請求項１〜５、請求項９〜１０）
【特許文献１０】
特開２０００−１６９７６５号公報（請求項１〜６）
【０００４】
各種建築物や車両の窓、ドア等のいわゆる開口部分から入射する太陽光線には可視光線の他に紫外線や赤外線が含まれている。この太陽光線に含まれている赤外線のうち波長８００〜２５００ｎｍの近赤外線は熱線と呼ばれ、開口部分から進入することにより室内の温度を上昇させる原因になる。これを解消するため、近年、各種建築物や車両の窓材等の分野では、可視光線を十分に取り入れながら熱線を遮蔽し、明るさを維持しつつ室内の温度上昇を抑制する熱線遮蔽製品の需要が急増しており、熱線遮蔽製品に関する特許が多く提案されている。
【０００５】
例えば、透明樹脂フィルムに、金属、金属酸化物を蒸着してなる熱線反射フィルムを、ガラス、アクリル板、ポリカーボネート板等の透明基材に接着した熱線遮蔽板（特許文献１〜３の記載参照）が提案されている。しかし、熱線反射フィルム自体が非常に高価でかつ接着工程等の煩雑な工程を要するため高コストとなる欠点を有する。また、透明基材と熱線反射フィルムの接着性が良くないので、経時変化によりフィルムの剥離が生じるといった欠点も有している。また、透明基材表面に、金属あるいは金属酸化物を直接蒸着してなる熱線遮蔽板も数多く提案されている。しかし、この熱線遮蔽板の製造に際しては高真空や精度の高い雰囲気制御を要す装置が必要となるため、量産性が悪く、汎用性に乏しいという問題を有している。
【０００６】
この他、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性透明樹脂に、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物に代表される有機近赤外線吸収剤を練り込んだ熱線遮蔽板およびフィルム（特許文献４〜５の記載参照）が提案されている。しかし、十分に熱線を遮蔽するためには多量の近赤外線吸収剤を配合しなければならず、多量に配合すると可視光線透過能が低下してしまうという課題が残る。また、有機化合物を使用しているため、直射日光に常時さらされる建築物や車両の窓材等へ適用する場合には耐侯性に難があり、必ずしも適当であるとは言えない。
【０００７】
更に、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂に、熱線反射能を有する酸化チタンあるいは酸化チタンで被覆されたマイカ等の無機粒子を練り込んだ熱線遮蔽板（特許文献６〜７の記載参照）も提案されているが、これらのものでは、熱線遮蔽能を高めるために熱線反射粒子を多量に添加する必要があり、熱線反射粒子の配合量の増大に伴って可視光線透過能が低下してしまう。また、熱線反射粒子の添加量を少なくすると可視光線透過能は高まるものの熱線遮蔽能が低下してしまい、熱線遮蔽能と可視光線透過能を同時に満足させることが困難な問題があった。更に、熱線反射粒子を多量に配合すると、基材である透明樹脂の物性、特に耐衝撃強度や靭性が低下するという強度面からの問題も有している。
【０００８】
このような技術的背景の下、本出願人は、自由電子を多量に保有する６ホウ化物に着目し、この６ホウ化物微粒子を熱線遮蔽成分として有機溶剤に分散させると共に各種バインダーを添加して構成された熱線遮蔽膜形成用塗布液、およびこの塗布液を各種透明基材に塗布後、硬化して得られる熱線遮蔽膜等を提案している（特許文献８〜１０の記載参照）。
【０００９】
しかしながら、これら発明においては熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された形態を前提として構成される関係上、熱線遮蔽膜形成用塗布液は消防法上の危険物として取り扱われ、熱線遮蔽膜形成用塗布液の輸送時において様々な制限を受けて輸送コストが割高となる問題があった。
【００１０】
また、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された分散液を長期間保管したとき、微粒子のブラウン運動により微粒子同士の凝集が起こり易く、沈殿物が生じてしまう場合もあった。
【００１１】
更に、透明樹脂材料に６ホウ化物微粒子を練り込んで成形する場合、６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された状態でこの溶剤を除去しつつ６ホウ化物微粒子を透明樹脂材料に均一に練り込む必要があるため、使用する装置や工程が複雑になって必ずしも最適な方法とは言えない問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、輸送時において危険物としての様々な制限を受けることなくしかも保管時において熱線遮蔽成分の凝集に起因した沈殿物の発生等も起こり難い熱線遮蔽成分分散体とその製造方法およびこの分散体を用いて得られる熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜並びに熱線遮蔽樹脂成形体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため本発明者が鋭意検討を重ねた結果、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子を有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散させる方法を見出すと共に、この方法により高分子系分散剤に６ホウ化物微粒子が均一に分散された熱線遮蔽成分分散体を得るに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１に係る発明は、
熱線遮蔽製品を製造するために使用される熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
６ホウ化物（ＸＢ６，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子とこの６ホウ化物微粒子を分散させる高分子系分散剤とを含有し、熱線遮蔽成分である６ホウ化物微粒子に対する高分子系分散剤の配合割合が６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満であると共に、有機溶剤を実質的に含まず、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とし、
請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
上記６ホウ化物微粒子が、平均粒径１０００ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１〜２のいずれかに記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
上記６ホウ化物微粒子が、シラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物から選択される少なくとも１種によって被覆表面処理されていることを特徴とするものである。
【００１５】
次に、請求項４〜６に係る発明は熱線遮蔽成分分散体の製造方法とこの方法によって得られた熱線遮蔽成分分散体に関する。
【００１６】
すなわち、請求項４に係る発明は、
熱線遮蔽成分分散体の製造方法を前提とし、
有機溶剤に６ホウ化物（ＸＢ6，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子が分散された分散液に、高分子系分散剤を、上記６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満の配合割合で添加した後、上記有機溶剤を除去すると共に、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項４記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体の製造方法を前提とし、
１００℃以下の減圧条件で上記有機溶剤を除去することを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
この熱線遮蔽成分分散体が請求項４または５に記載の方法より製造されたことを特徴とするものである。
【００１７】
次に、請求項７〜８に係る発明は熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜に関する。
【００１８】
すなわち、請求項７に係る発明は、
熱線遮蔽膜を形成する熱線遮蔽膜形成用塗布液を前提とし、
有機溶剤に請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を添加してその高分子系分散剤成分を溶解すると共に、バインダー成分を添加して得られることを特徴とし、
請求項８に係る発明は、
熱線遮蔽膜を前提とし、
請求項７記載の熱線遮蔽膜形成用塗布液を基材に塗布して得られることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項９〜１０に係る発明は熱線遮蔽樹脂成形体に関する。
【００２０】
すなわち、請求項９に係る発明は、
熱線遮蔽樹脂成形体を前提とし、
請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、かつ、所定の形状に成形することによって得られることを特徴とし、
請求項１０に係る発明は、
請求項９記載の発明に係る熱線遮蔽樹脂成形体を前提とし、
上記熱可塑性樹脂成形材料が、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂およびフッ素系樹脂から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は、熱線遮蔽成分である６ホウ化物（ＸＢ6）の微粒子が有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散されていることを特徴とする。
【００２３】
そして、この熱線遮蔽成分分散体は、有機溶剤に６ホウ化物（ＸＢ6）微粒子を分散した分散液に、高分子系分散剤を添加し、次いで有機溶剤を除去することにより得ることができる。
【００２４】
尚、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体において上記有機溶剤は完全に除去されていることが望ましいが、現実的には困難が伴うため、実質的に含まれていなければよい。すなわち、以下に述べる有機溶剤の除去方法により有機溶剤を除去することを条件に微量の残留は許される。
【００２５】
本発明に適用される６ホウ化物（ＸＢ6）としては、６ホウ化イットリウム（ＹＢ6）、６ホウ化ランタン（ＬａＢ6）、６ホウ化セリウム（ＣｅＢ6）、６ホウ化プラセオジム（ＰｒＢ6）、６ホウ化ネオジム（ＮｄＢ6）、６ホウ化サマリウム（ＳｍＢ6）、６ホウ化ユーロピウム（ＥｕＢ6）、６ホウ化ガドリニウム（ＧｄＢ6）、６ホウ化テルビウム（ＴｂＢ6）、６ホウ化ディスプロシウム（ＤｙＢ6）、６ホウ化ホルミウム（ＨｏＢ6）、６ホウ化エルビウム（ＥｒＢ6）、６ホウ化ツリウム（ＴｍＢ6）、６ホウ化イッテルビウム（ＹｂＢ6）、６ホウ化ルテチウム（ＬｕＢ6）、６ホウ化ストロンチウム（ＳｒＢ6）、６ホウ化カルシウム（ＣａＢ6）、６ホウ化ランタンセリウム［(Ｌａ，Ｃｅ)Ｂ6］などがその代表的なものとして挙げられる。
【００２６】
また、本発明で適用される６ホウ化物の微粒子としては、その表面が酸化していないことが好ましいが通常は僅かに酸化していることが多く、また、微粒子の分散工程で表面の酸化が起こることはある程度避けられない。しかし、その場合でも熱線遮蔽効果を発現する有効性に変わりはなく、従って、表面が酸化された６ホウ化物の微粒子も使用することが可能である。
【００２７】
また、これらの６ホウ化物微粒子は、結晶としての完全性が高いほど大きい熱線遮蔽効果が得られるが、結晶性が低くＸ線回折でブロードな回折ピークを生じるようなものであっても、微粒子内部の基本的な結合が各金属とホウ素の結合から成り立っているものであるならば熱線遮蔽効果を発現するため、本発明において適用することが可能である。
【００２８】
また、これらの６ホウ化物微粒子は、灰黒色、茶黒色、緑黒色など有色の粉末であるが、粒径を可視光波長に比べて十分小さくして熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜に分散させた状態とすれば、熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜等の熱線遮蔽製品に可視光透過性が生じる。しかしながら、赤外光遮蔽能は十分強く保持できる。この理由は詳細には解明されていないが、これら微粒子中の自由電子の量が多く、微粒子内部及び表面の自由電子によるプラズモン共鳴、および一部のバンド間接遷移の吸収エネルギーが丁度可視から近赤外の付近にあるために、この波長領域の熱線が選択的に反射・吸収されると考えられる。
【００２９】
実験によれば、これら微粒子を十分細かくかつ均一に分散した膜では、透過率が波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの間に極大値を持ち、かつ、波長７００ｎｍ〜１８００ｎｍの間に極小値を持ち、更にこれらの透過率の極大値と極小値の差が１５ポイント以上であることが観察されている。可視光波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍであり、視感度が５５０ｎｍ付近をピークとする釣鐘型であることを考慮すると、このような熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜では可視光を有効に透過し、それ以外の熱線を有効に反射・吸収する特性を有する。
【００３０】
ここで、上記６ホウ化物微粒子の単位重量当たりの熱線遮蔽能力は非常に高く、赤外線カットオフ粉末として利用される錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）やアンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）と比較して、３０分の１以下の使用量でその効果を発揮することが確認されている。このため、熱線遮蔽成分の使用量を大幅に削減できるので、熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜に熱線遮蔽成分を多量に配合したときに発生する成形体あるいは膜の物性の低下、特に、耐衝撃強度や靭性が低下するという強度面からの問題を解消することが可能となる。更に、６ホウ化物微粒子は使用量を増すと可視光領域に吸収があるために、その添加量を制御することで可視光領域の吸収を自由に制御でき、明るさ調整やプライバシー保護部品等への応用も可能となる。
【００３１】
次に、本発明で使用する６ホウ化物微粒子の粒径は熱線遮蔽成分として機能する限り任意であるが、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下がよい。粒子径が１０００ｎｍよりも大きい微粒子若しくは微粒子が凝集した粗大粒子は、成形した熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜の光散乱源となって成形体あるいは膜が曇って見えるようになるからである。尚、下限値は特になく製造が可能なら小さければ小さいほどよい（現実には１ｎｍ未満の場合に製造は困難である）。但し、透光性屋根材などは透明性よりも不透明な光透過性を要求されることがあり、その場合は粒径を大きくして散乱を助長する構成が好ましいが、１０００ｎｍより大きくなると熱線遮蔽能そのものが減衰することがあるため１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５００〜６００ｎｍがよい。
【００３２】
また、本発明で使用する６ホウ化物微粒子は、その表面をシラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物などによって被覆処理されているものを使用することが可能である。これ等化合物で微粒子表面を被覆処理することで６ホウ化物微粒子の耐水性を向上させることが可能となる。
【００３３】
次に、本発明において使用される高分子系分散剤１０としては、図１および図２に示すように熱線遮蔽成分である６ホウ化物微粒子２０に吸着されアンカーとして機能する官能基１１を持つと共に、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖１２を持つ高分子材料が適用できる。そして、上記官能基１１として、アミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩が挙げられる。また、透明性が高く可視光領域の光線透過率が高い高分子系分散剤が望ましい。
【００３４】
具体的には、ポリアクリレート系分散剤、ポリウレタン系分散剤、ポリエーテル系分散剤、ポリエステル系分散剤、ポリエステルウレタン系分散剤等を挙げることができる。
【００３５】
そして、上記ポリアクリレート系分散剤として、サンノプコ（SAN NOPKO）株式会社製の商品名 SNシックナーA-850、SNシックナーA-815、エフカアディティブス゛（EFKA ADDITIVES B. V.）社製の商品名 EFKA4500、EFKA4530、ビックケミー（BYK-Chemie）社製の商品名 Disperbyk-116等が例示され、ポリウレタン系分散剤として、エフカアディティブス゛社製の商品名 EFKA4046、EFKA4047、EFKA4520、コグニス（Cognis）社製の商品名 TEXAPHOR P60、TEXAPHOR P63、TEXAPHOR P610等が例示され、ポリエーテル系分散剤として、サンノプコ株式会社製の商品名 SNシックナーA-801、SNシックナーA-802、SNシックナーA-803、SNシックナーA-804、SNシックナーA-806、楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA234、DISPARLON DA325等が例示され、ポリエステル系分散剤として、アビシア（Avecia）社製の商品名 Solsperse22000、Solsperse24000SC、Solsperse24000GR、Solsperse26000、Solsperse27000、Solsperse28000、Solsperse36000、Solsperse36600、Solsperse38500、楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA70350、DISPARLON DA705、DISPARLON DA725、DISPARLON DA860、DISPARLON DA873N等が例示される。尚、高分子系分散剤の常温での状態は、液体、固体、ゲル状のいずれの場合も使用可能である。
【００３６】
次に、高分子系分散剤の上記６ホウ化物微粒子に対する配合割合は、６ホウ化物微粒子の分散粒径にも依存するが、６ホウ化物微粒子１重量部に対して、０．３重量部以上５０重量部未満であり（請求項１、請求項４）、好ましくは１重量部以上３０重量部未満、より好ましくは２重量部以上１５重量部未満である。６ホウ化物微粒子１重量部に対して高分子系分散剤の配合割合が０．３重量部未満の場合、熱線遮蔽成分分散体を製造する際の有機溶剤を除去する過程において６ホウ化物微粒子同士の凝集が生じ、分散剤中での分散が不十分となり、この結果、得られた熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤を溶解させても、６ホウ化物微粒子が有機溶剤に均一に分散した分散液が得られない可能性があるからである。また、得られた熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、所定の形状に成形した樹脂成形体の場合ではヘイズ値が上昇する可能性もある。反対に、６ホウ化物微粒子１重量部に対して高分子系分散剤の配合割合が５０重量部以上の場合、得られた熱線遮蔽成分分散体を用いて上記同様の方法で成形した樹脂成形体の中に多量の高分子系分散剤が含有されることになるため、樹脂成形体自身の物性、特に耐衝撃強度や靭性が低下するという問題を生じる可能性があるからである。
【００３７】
次に、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際に適用される有機溶剤としては、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、芳香族化合物などを挙げることができるが、熱線遮蔽成分分散体の製造段階において有機溶剤を除去するときの効率を考慮した場合、その沸点が２００℃以下の有機溶剤が好ましい。
【００３８】
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際、６ホウ化物微粒子を有機溶剤に分散させる方法は、６ホウ化物微粒子が均一に有機溶剤に分散する方法であれば任意であり、例えば、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散などの方法が挙げられ、これ等方法により６ホウ化物微粒子が任意の有機溶剤に分散した６ホウ化物微粒子の分散液を調製することができる。
【００３９】
また、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際、上記有機溶剤を除去する方法としては１００℃以下の減圧条件であることが望ましい。１００℃以上の高温で乾燥させた場合、高分子系分散剤の分解、あるいは重合が起こり、得られた熱線遮蔽成分分散体の有機溶剤、熱可塑性樹脂成形材料への分散性が悪化する可能性がある。また、常圧条件で溶剤を除去することも可能であるが、有機溶剤を除去するための時間がかかり、生産効率が悪く、工業的に適した方法とは言えない。従って、熱線遮蔽成分分散体の生産性と特性を考慮すると、有機溶剤の除去方法としては、１００℃以下の減圧条件で行なうことが望ましい。
【００４０】
次に、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を用いて熱線遮蔽樹脂成形体を得る場合に適用される熱可塑性樹脂成形材料としては、可視光領域の光線透過率が高い透明な熱可塑性樹脂であれば特に制限はなく、例えば、３ｍｍ厚の板状成形体としたときのＪＩＳ Ｒ ３１０６記載の可視光透過率が５０％以上で、ＪＩＳ Ｋ７１０５記載のヘイズが３０％以下のものが挙げられる。具体的には、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
【００４１】
そして、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料で希釈・混練して得られた溶融混合物を所定の形状に成形した熱線遮蔽樹脂成形体を、各種建築物や車両の窓材等に適用することを目的とした場合、透明性、耐衝撃性、耐侯性などを考慮すると、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂などがより好ましい。また、ポリカーボネート系樹脂としては、芳香族ポリカーボネートが好ましい。芳香族ポリカーボネートとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパンに代表される二価のフェノール系化合物の１種以上と、ホスゲン又はジフェニルカーボネート等で代表されるカーボネート前駆体とから、界面重合、溶融重合または固相重合等の公知の方法によって得られる重合体が挙げられる。また、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートを主原料とし、必要に応じて炭素数炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を共重合成分として用いた重合体または共重合体が挙げられる。また、更に多段で重合したアクリル樹脂を用いることもできる。フッ素系樹脂としては、ポリフッ化エチレン、ポリ２フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、エチレン−２フッ化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体などが挙げられる。
【００４２】
また、上記熱線遮蔽樹脂成形体を得る場合の本発明に係る熱線遮蔽成分分散体と熱可塑性樹脂成形材料との混練方法としては、熱可塑性樹脂成形材料中に６ホウ化物微粒子を均一に分散できる方法であれば任意に選択できる。例えば、上記熱線遮蔽成分分散体と熱可塑性樹脂成形材料のペレットあるいは粉粒体および必要に応じて他の添加剤を、リボンブレンダー、タンブラー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の混合機、およびバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、ニーダールーダー、一軸押出機、二軸押出機等の混練機を使用して溶融混合する方法を用いることができる。
【００４３】
そして、本発明に係る熱線遮蔽樹脂成形体は、上記熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練して得られた溶融混合物を公知の方法で成形することにより作製することができる。また、上記混合物を造粒装置により一旦ペレット化した後、同様の方法で熱線遮蔽樹脂成形体を作製することもできる。上記熱線遮蔽樹脂成形体の形状は、必要に応じて任意の形状に成形可能であり、平面状および曲面状に成形することができる。また、上記熱線遮蔽樹脂成形体の厚さは、板状からフィルム状まで必要に応じて任意の厚さに調整することが可能である。さらに平面状態に形成した樹脂シートは、後加工によって球面状等任意の形状に成形することができる。
【００４４】
上記熱線遮蔽樹脂成形体の成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形または回転成形等の任意の方法を挙げることができる。特に、射出成形により成形品を得る方法と、押出成形により成形品を得る方法が好適に採用される。押出成形により板状、フィルム状の成形品を得る方法として、Ｔダイなどの押出機を用いて押出した溶融熱可塑性樹脂を冷却ロールで冷却しながら引き取る方法が挙げられる。上記射出成形品は、自動車の窓ガラスやルーフ等の車体に好適に使用され、押出成形により得られた板状、フィルム状の成形品は、アーケードやカーポート等の建造物に好適に使用される。
【００４５】
尚、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は、一般的な添加剤を配合することも可能である。例えば、必要に応じて任意の色調を与えるため、アゾ系染料、シアニン系染料、キノリン系、ペリレン系染料、カーボンブラック等一般的に熱可塑性樹脂の着色に利用されている染料、顔料の他、ヒンダードフェノール系、リン系等の安定剤、離型剤、ヒドロキシベンゾフェノン系、サリチル酸系、ＨＡＬＳ系、トリアゾール系、トリアジン系等の紫外線吸収剤、カップリング剤、界面活性剤、帯電防止剤等が挙げられ、これらの有効発現量を配合して使用する。
【００４６】
次に、本発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液は、本発明の熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤を溶解させると共に、６ホウ化物微粒子を有機溶剤中に均一に分散させ、かつ、バインダー成分を添加することにより得られる。この有機溶剤としては、使用している高分子系分散剤が溶解する溶剤であれば任意に選択でき、上述したアルコール、エステル、ケトン、エーテル、芳香族化合物などを挙げることができる。
【００４７】
上記バインダー成分としては、無機系または有機系のバインダー成分を加えることが一般的である。そして、無機系のバインダーとして、例えば、珪素、ジルコニウム、チタン、アルミニウムの各金属のアルコキシド若しくはこれら金属の部分加水分解重合物が挙げられる。また、有機系のバインダーとしては、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、アクリル系ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂など従来公知のものを広く使用することができる。これらのバインダー成分は、塗布、硬化後に得られる熱線遮蔽膜の基材への結着性を向上させ、更に塗布膜の硬度を向上させる効果がある。また、このようにして得られた熱線遮蔽膜上に、更に上記バインダー成分のような無機系又は有機系材料を含有する皮膜を第２層として被着することで熱線遮蔽膜の基材への結着力や、塗布膜の硬度及び耐候性を一層向上させることも可能となる。
【００４８】
そして、本発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液の塗布方法としては特に限定されるものではなく、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、ロールコート法、流し塗り、刷毛塗りなど、塗布液を平坦かつ薄く均一に塗布できる方法であればいかなる方法でも採用可能である。
【００４９】
このように６ホウ化物微粒子を有機溶剤ではない高分子系分散剤に分散させて熱線遮蔽成分分散体を構成することにより、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が直接分散された従来の分散液と相違して、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は有機溶剤を実質的に含まず、消防法上の非危険物として取り扱われるため、輸送や保存時における制限が低減される。また、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散された従来の分散液に見られる長期保存による６ホウ化物微粒子の沈殿の問題も解消され、取り扱い上の不便さも改善される。
【００５０】
そして、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散した熱線遮蔽成分分散体を用いることにより、優れた可視光線透過能を維持しつつ高い熱線遮蔽機能を有する熱線遮蔽樹脂成形体、および、熱線遮蔽機能をガラスや樹脂などの透明基材に付与するための熱線遮蔽膜形成用塗布液並びに熱線遮蔽膜について高コストの物理的成膜法や複雑な工程を用いることなく作製することが可能となる。
【００５１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものでない。また、以下の実施例は、６ホウ化ランタンを適用した例のみを記載しているが、本出願人が提案している上記特許文献９に記載された実施例群と同様に、他の６ホウ化物微粒子についても６ホウ化ランタンと同様の効果が得られることを確認している。
【００５２】
［実施例１］
平均粒径６７ｎｍの６ホウ化ランタン微粒子７５ｇ、トルエン８５０ｇおよびポリアクリレート系高分子系分散剤（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）適量を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて５時間ビーズミル混合し、６ホウ化ランタン微粒子分散液（ＬａＢ6濃度：６．５重量％）を調製した（分散液Ａ）。
【００５３】
更に、上記分散液Ａ５００ｇに、ポリアクリレート系高分子系分散剤（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）８４０ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下で溶剤を完全に除去し、実施例１に係る熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：６．４重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ａ）。
【００５４】
尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して１２．９重量部である。
【００５５】
次に、得られた熱線遮蔽成分分散体Ａを熱可塑性樹脂であるポリカーボ−ネート樹脂パウダーにＬａＢ6濃度が０．００７重量％となるように添加し、ブレンダーで均一に混合した後、二軸押出機で熔融混練し、Ｔダイを用いて厚さ２．０ｍｍに押出成形し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性を以下の表１に示す。
【００５６】
尚、作製した熱線遮蔽透明樹脂成形体の分光特性は日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６に従って可視光透過率、日射透過率を算出した。表１には実施例１〜５、比較例１で得られた熱線遮蔽透明樹脂成形体の特性についても併せて示す。
【００５７】
［実施例２］
熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、アクリル樹脂パウダーを表１の組成となるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００５８】
［実施例３］
熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレットを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００５９】
［実施例４］
熱可塑性樹脂としてＥＴＦＡ（エチレン−４フッ化エチレン共重合体）樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、ＥＴＦＡ樹脂ペレットを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００６０】
［実施例５］
実施例１と同様の方法で得られた分散液Ａ９５０ｇにメチルトリメトキシシラン１８ｇを添加し、メカニカルスターラーで１時間攪拌し混合した後、スプレードライヤーを用いてトルエンを除去し、表面処理を施した６ホウ化ランタン微粒子粉を得た（Ａ粉）。
【００６１】
次に、Ａ粉５０ｇ、トルエン５００ｇおよびポリエステル系高分子系分散剤（楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA725、固形分８０重量％、キシレン２０重量％）適量を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて１時間ビーズミル混合し、６ホウ化ランタン微粒子分散液（ＬａＢ6濃度：７重量％）を調製した（分散液Ｂ）。
【００６２】
更に、分散液Ｂ５００ｇにポリエステル系高分子系分散剤（楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA725、固形分８０重量％、キシレン２０重量％）７００ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下で溶剤を完全に除去し、熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：５．５重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ｂ）。尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して１６重量部である。
【００６３】
そして、実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ｂ、ポリカーボネート樹脂パウダーを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００６４】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で得られた熱線遮蔽成分分散体ＡをトルエンにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌し、ＬａＢ6微粒子がトルエンに均一に分散した６ホウ化ランタン微粒子分散液（分散液Ｃ）を作製した。
【００６５】
次に、得られた分散液Ｃをアクリル系ＵＶ硬化樹脂溶液（樹脂４０重量％、硬化剤５重量％、トルエン５０重量％）にＬａＢ6濃度が０．５重量％となるように添加し、熱線遮蔽膜形成用塗布液を作製した（塗布液Ａ）。
【００６６】
そして、この塗布液Ａを３ｍｍ厚のソーダライムガラス上にバーコーターＮｏ．２４を使用して塗布し、その後１００℃で２分間乾燥し、所定のＵＶ光を照射してガラス上に熱線遮蔽透明膜を得た。
【００６７】
この熱線遮蔽透明膜の光学特性は、可視光透過率が６８．５％、日射透過率が４７．２％であった。
【００６８】
［実施例７］
平均重合度で４〜５量体である多摩化学工業株式会社製エチルシリケート４０を１０ｇ、エタノール２７ｇ、５％塩酸水溶液８ｇ、水５ｇにより調製したエチルシリケート溶液を良く混合・攪拌して、エチルシリケート混合液５０ｇを調製した（シリケート液Ａ）。
【００６９】
次に、実施例１と同様の方法で得られた熱線遮蔽成分分散体Ａを、エタノールにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌し、ＬａＢ6微粒子がエタノールに均一に分散した６ホウ化ランタン微粒子分散液（分散液Ｄ）を調製した。
【００７０】
次いで、シリケート液Ａと分散液Ｄを混合し、さらにジアセトンアルコールで希釈して、ＬａＢ6濃度が０．５重量％、ＳｉＯ2濃度が２．５重量％となるように熱線遮蔽膜形成用塗布液を作製した（塗布液Ｂ）。
【００７１】
この塗布液Ｂを０．１ｍｍ厚のＰＥＴフィルム上にバーコーターＮｏ．２４を使用して塗布し、その後１００℃で３０分間加熱し、ＰＥＴフィルム上に熱線遮蔽透明膜を得た。
【００７２】
この熱線遮蔽透明膜の光学特性は、可視光透過率が６８．２％、日射透過率が４６．８％であった。
【００７３】
［比較例１］
実施例１と同様の方法により得られらた分散液Ａ５００ｇに、ポリアクリレート系高分子系分散剤溶液（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）１８．８５ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下条件で溶剤を完全に除去して熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：４０．５重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ｃ）。尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して０．２９重量部である。
【００７４】
そして、得られた熱線遮蔽成分分散体Ｃを熱可塑性樹脂であるポリカーボ−ネート樹脂パウダーにＬａＢ6濃度が０．００７重量％となるように添加し、ブレンダーで均一に混合した後、二軸押出機で熔融混練し、Ｔダイを用いて厚さ２．０ｍｍに押出成形して熱線遮蔽樹脂成形体を得た。
【００７５】
しかし、熱線遮蔽成分分散体Ｃ作製時における高分子系分散剤の配合割合が、ＬａＢ6１重量部に対して０．２９重量部と少なかったため、ＬａＢ6微粒子同士の凝集が起こり、熱線遮蔽成分分散体Ｃ中にＬａＢ6微粒子を均一に分散させことが出来ず、その結果、得られた熱線遮蔽樹脂成形体には粗粒がみられ、また、粗粒が光散乱源となって熱線遮蔽樹脂成形体が曇って見え透明ではなかった。
【００７６】
尚、この熱線遮蔽樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００７７】
［比較例２］
比較例１と同様の方法により得られた熱線遮蔽成分分散体Ｃを、トルエンにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌したが、凝集したＬａＢ6微粒子の沈殿が見られ、６ホウ化ランタン微粒子を均一に分散した分散液は得られなかった。
【００７８】
【表１】
【００７９】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体によれば、
有機溶剤に６ホウ化物微粒子を直接分散させた従来の分散液と相違してこの熱線遮蔽成分分散体は有機溶剤を実質的に含まず、消防法上の非危険物として取り扱われるため輸送や保存時における制限が低減される効果を有する。また、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散した従来の分散液に見られる長期保存による６ホウ化物微粒子の沈殿生成の問題も解決され、取り扱い上の不便さも改善される効果を有する。
【００８０】
また、請求項４〜５記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体の製造方法によれば、
有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散された分散液に、高分子系分散剤を６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満の配合割合で添加した後、上記有機溶剤を除去するため、請求項１〜３、６に係る熱線遮蔽成分分散体を簡便、確実に製造することが可能となる。
【００８１】
次に、請求項７記載の発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液によれば、
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤成分を溶解すると共に、バインダー成分を添加して得られているため請求項８記載の熱線遮蔽膜を簡便に得ることが可能となり、
また、請求項９〜１０に係る熱線遮蔽樹脂成形体によれば、
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、かつ、所定の形状に成形することによって得られている。
【００８２】
従って、上記熱線遮蔽膜あるいは熱線遮蔽樹脂成形体を、例えば、自動車、建物の窓、カーポート、アーケードなどに適用することで入射する太陽エネルギーを遮断し、冷房負荷や人の熱暑感を軽減できる効果を有すると共に省エネルギーにも役立ち、環境的にも有用性が高い効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】６ホウ化物微粒子２０に高分子系分散剤１０が吸着された状態を示す摸式図。
【図２】６ホウ化物微粒子２０に高分子系分散剤１０が吸着された状態を示す摸式図。
【符号の説明】
１０ 高分子系分散剤
１１ 官能基
１２ 高分子主鎖
２０ ６ホウ化物微粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱線遮蔽成分を含有する熱線遮蔽樹脂成形体、あるいは、熱線遮蔽成分を含有する熱線遮蔽膜形成用塗布液をガラス、樹脂など各種透明基材に塗布して形成される熱線遮蔽膜等の熱線遮蔽製品を製造するために使用される熱線遮蔽成分分散体とその製造方法に係り、特に、輸送時において危険物としての様々な制限を受けることなくしかも保管時において熱線遮蔽成分の凝集に起因した沈殿物の発生等も起こり難い熱線遮蔽成分分散体とその製造方法およびこの分散体を用いて得られる熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜並びに熱線遮蔽樹脂成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−２７７４３７号公報（請求項１、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１４６９１９号公報（請求項１）
【特許文献３】
特開２００１−１７９８８７号公報（請求項１）
【特許文献４】
特開平６−２５６５４１号公報（請求項１）
【特許文献５】
特開平６−２６４０５０号公報（請求項１）
【特許文献６】
特開平５−７８５４４号公報（請求項１）
【特許文献７】
特開平２−１７３０６０号公報（請求項１）
【特許文献８】
特開平１１−１８１３３６号公報（請求項１、請求項３〜４）
【特許文献９】
特開２０００−９６０３４号公報（請求項１〜５、請求項９〜１０）
【特許文献１０】
特開２０００−１６９７６５号公報（請求項１〜６）
【０００４】
各種建築物や車両の窓、ドア等のいわゆる開口部分から入射する太陽光線には可視光線の他に紫外線や赤外線が含まれている。この太陽光線に含まれている赤外線のうち波長８００〜２５００ｎｍの近赤外線は熱線と呼ばれ、開口部分から進入することにより室内の温度を上昇させる原因になる。これを解消するため、近年、各種建築物や車両の窓材等の分野では、可視光線を十分に取り入れながら熱線を遮蔽し、明るさを維持しつつ室内の温度上昇を抑制する熱線遮蔽製品の需要が急増しており、熱線遮蔽製品に関する特許が多く提案されている。
【０００５】
例えば、透明樹脂フィルムに、金属、金属酸化物を蒸着してなる熱線反射フィルムを、ガラス、アクリル板、ポリカーボネート板等の透明基材に接着した熱線遮蔽板（特許文献１〜３の記載参照）が提案されている。しかし、熱線反射フィルム自体が非常に高価でかつ接着工程等の煩雑な工程を要するため高コストとなる欠点を有する。また、透明基材と熱線反射フィルムの接着性が良くないので、経時変化によりフィルムの剥離が生じるといった欠点も有している。また、透明基材表面に、金属あるいは金属酸化物を直接蒸着してなる熱線遮蔽板も数多く提案されている。しかし、この熱線遮蔽板の製造に際しては高真空や精度の高い雰囲気制御を要す装置が必要となるため、量産性が悪く、汎用性に乏しいという問題を有している。
【０００６】
この他、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性透明樹脂に、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物に代表される有機近赤外線吸収剤を練り込んだ熱線遮蔽板およびフィルム（特許文献４〜５の記載参照）が提案されている。しかし、十分に熱線を遮蔽するためには多量の近赤外線吸収剤を配合しなければならず、多量に配合すると可視光線透過能が低下してしまうという課題が残る。また、有機化合物を使用しているため、直射日光に常時さらされる建築物や車両の窓材等へ適用する場合には耐侯性に難があり、必ずしも適当であるとは言えない。
【０００７】
更に、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂に、熱線反射能を有する酸化チタンあるいは酸化チタンで被覆されたマイカ等の無機粒子を練り込んだ熱線遮蔽板（特許文献６〜７の記載参照）も提案されているが、これらのものでは、熱線遮蔽能を高めるために熱線反射粒子を多量に添加する必要があり、熱線反射粒子の配合量の増大に伴って可視光線透過能が低下してしまう。また、熱線反射粒子の添加量を少なくすると可視光線透過能は高まるものの熱線遮蔽能が低下してしまい、熱線遮蔽能と可視光線透過能を同時に満足させることが困難な問題があった。更に、熱線反射粒子を多量に配合すると、基材である透明樹脂の物性、特に耐衝撃強度や靭性が低下するという強度面からの問題も有している。
【０００８】
このような技術的背景の下、本出願人は、自由電子を多量に保有する６ホウ化物に着目し、この６ホウ化物微粒子を熱線遮蔽成分として有機溶剤に分散させると共に各種バインダーを添加して構成された熱線遮蔽膜形成用塗布液、およびこの塗布液を各種透明基材に塗布後、硬化して得られる熱線遮蔽膜等を提案している（特許文献８〜１０の記載参照）。
【０００９】
しかしながら、これら発明においては熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された形態を前提として構成される関係上、熱線遮蔽膜形成用塗布液は消防法上の危険物として取り扱われ、熱線遮蔽膜形成用塗布液の輸送時において様々な制限を受けて輸送コストが割高となる問題があった。
【００１０】
また、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された分散液を長期間保管したとき、微粒子のブラウン運動により微粒子同士の凝集が起こり易く、沈殿物が生じてしまう場合もあった。
【００１１】
更に、透明樹脂材料に６ホウ化物微粒子を練り込んで成形する場合、６ホウ化物微粒子が有機溶剤に分散された状態でこの溶剤を除去しつつ６ホウ化物微粒子を透明樹脂材料に均一に練り込む必要があるため、使用する装置や工程が複雑になって必ずしも最適な方法とは言えない問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、輸送時において危険物としての様々な制限を受けることなくしかも保管時において熱線遮蔽成分の凝集に起因した沈殿物の発生等も起こり難い熱線遮蔽成分分散体とその製造方法およびこの分散体を用いて得られる熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜並びに熱線遮蔽樹脂成形体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため本発明者が鋭意検討を重ねた結果、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子を有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散させる方法を見出すと共に、この方法により高分子系分散剤に６ホウ化物微粒子が均一に分散された熱線遮蔽成分分散体を得るに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１に係る発明は、
熱線遮蔽製品を製造するために使用される熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
６ホウ化物（ＸＢ６，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子とこの６ホウ化物微粒子を分散させる高分子系分散剤とを含有し、熱線遮蔽成分である６ホウ化物微粒子に対する高分子系分散剤の配合割合が６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満であると共に、有機溶剤を実質的に含まず、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とし、
請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
上記６ホウ化物微粒子が、平均粒径１０００ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１〜２のいずれかに記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
上記６ホウ化物微粒子が、シラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物から選択される少なくとも１種によって被覆表面処理されていることを特徴とするものである。
【００１５】
次に、請求項４〜６に係る発明は熱線遮蔽成分分散体の製造方法とこの方法によって得られた熱線遮蔽成分分散体に関する。
【００１６】
すなわち、請求項４に係る発明は、
熱線遮蔽成分分散体の製造方法を前提とし、
有機溶剤に６ホウ化物（ＸＢ6，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子が分散された分散液に、高分子系分散剤を、上記６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満の配合割合で添加した後、上記有機溶剤を除去すると共に、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項４記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体の製造方法を前提とし、
１００℃以下の減圧条件で上記有機溶剤を除去することを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を前提とし、
この熱線遮蔽成分分散体が請求項４または５に記載の方法より製造されたことを特徴とするものである。
【００１７】
次に、請求項７〜８に係る発明は熱線遮蔽膜形成用塗布液と熱線遮蔽膜に関する。
【００１８】
すなわち、請求項７に係る発明は、
熱線遮蔽膜を形成する熱線遮蔽膜形成用塗布液を前提とし、
有機溶剤に請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を添加してその高分子系分散剤成分を溶解すると共に、バインダー成分を添加して得られることを特徴とし、
請求項８に係る発明は、
熱線遮蔽膜を前提とし、
請求項７記載の熱線遮蔽膜形成用塗布液を基材に塗布して得られることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項９〜１０に係る発明は熱線遮蔽樹脂成形体に関する。
【００２０】
すなわち、請求項９に係る発明は、
熱線遮蔽樹脂成形体を前提とし、
請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、かつ、所定の形状に成形することによって得られることを特徴とし、
請求項１０に係る発明は、
請求項９記載の発明に係る熱線遮蔽樹脂成形体を前提とし、
上記熱可塑性樹脂成形材料が、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂およびフッ素系樹脂から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は、熱線遮蔽成分である６ホウ化物（ＸＢ6）の微粒子が有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散されていることを特徴とする。
【００２３】
そして、この熱線遮蔽成分分散体は、有機溶剤に６ホウ化物（ＸＢ6）微粒子を分散した分散液に、高分子系分散剤を添加し、次いで有機溶剤を除去することにより得ることができる。
【００２４】
尚、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体において上記有機溶剤は完全に除去されていることが望ましいが、現実的には困難が伴うため、実質的に含まれていなければよい。すなわち、以下に述べる有機溶剤の除去方法により有機溶剤を除去することを条件に微量の残留は許される。
【００２５】
本発明に適用される６ホウ化物（ＸＢ6）としては、６ホウ化イットリウム（ＹＢ6）、６ホウ化ランタン（ＬａＢ6）、６ホウ化セリウム（ＣｅＢ6）、６ホウ化プラセオジム（ＰｒＢ6）、６ホウ化ネオジム（ＮｄＢ6）、６ホウ化サマリウム（ＳｍＢ6）、６ホウ化ユーロピウム（ＥｕＢ6）、６ホウ化ガドリニウム（ＧｄＢ6）、６ホウ化テルビウム（ＴｂＢ6）、６ホウ化ディスプロシウム（ＤｙＢ6）、６ホウ化ホルミウム（ＨｏＢ6）、６ホウ化エルビウム（ＥｒＢ6）、６ホウ化ツリウム（ＴｍＢ6）、６ホウ化イッテルビウム（ＹｂＢ6）、６ホウ化ルテチウム（ＬｕＢ6）、６ホウ化ストロンチウム（ＳｒＢ6）、６ホウ化カルシウム（ＣａＢ6）、６ホウ化ランタンセリウム［(Ｌａ，Ｃｅ)Ｂ6］などがその代表的なものとして挙げられる。
【００２６】
また、本発明で適用される６ホウ化物の微粒子としては、その表面が酸化していないことが好ましいが通常は僅かに酸化していることが多く、また、微粒子の分散工程で表面の酸化が起こることはある程度避けられない。しかし、その場合でも熱線遮蔽効果を発現する有効性に変わりはなく、従って、表面が酸化された６ホウ化物の微粒子も使用することが可能である。
【００２７】
また、これらの６ホウ化物微粒子は、結晶としての完全性が高いほど大きい熱線遮蔽効果が得られるが、結晶性が低くＸ線回折でブロードな回折ピークを生じるようなものであっても、微粒子内部の基本的な結合が各金属とホウ素の結合から成り立っているものであるならば熱線遮蔽効果を発現するため、本発明において適用することが可能である。
【００２８】
また、これらの６ホウ化物微粒子は、灰黒色、茶黒色、緑黒色など有色の粉末であるが、粒径を可視光波長に比べて十分小さくして熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜に分散させた状態とすれば、熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜等の熱線遮蔽製品に可視光透過性が生じる。しかしながら、赤外光遮蔽能は十分強く保持できる。この理由は詳細には解明されていないが、これら微粒子中の自由電子の量が多く、微粒子内部及び表面の自由電子によるプラズモン共鳴、および一部のバンド間接遷移の吸収エネルギーが丁度可視から近赤外の付近にあるために、この波長領域の熱線が選択的に反射・吸収されると考えられる。
【００２９】
実験によれば、これら微粒子を十分細かくかつ均一に分散した膜では、透過率が波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの間に極大値を持ち、かつ、波長７００ｎｍ〜１８００ｎｍの間に極小値を持ち、更にこれらの透過率の極大値と極小値の差が１５ポイント以上であることが観察されている。可視光波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍであり、視感度が５５０ｎｍ付近をピークとする釣鐘型であることを考慮すると、このような熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜では可視光を有効に透過し、それ以外の熱線を有効に反射・吸収する特性を有する。
【００３０】
ここで、上記６ホウ化物微粒子の単位重量当たりの熱線遮蔽能力は非常に高く、赤外線カットオフ粉末として利用される錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）やアンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）と比較して、３０分の１以下の使用量でその効果を発揮することが確認されている。このため、熱線遮蔽成分の使用量を大幅に削減できるので、熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜に熱線遮蔽成分を多量に配合したときに発生する成形体あるいは膜の物性の低下、特に、耐衝撃強度や靭性が低下するという強度面からの問題を解消することが可能となる。更に、６ホウ化物微粒子は使用量を増すと可視光領域に吸収があるために、その添加量を制御することで可視光領域の吸収を自由に制御でき、明るさ調整やプライバシー保護部品等への応用も可能となる。
【００３１】
次に、本発明で使用する６ホウ化物微粒子の粒径は熱線遮蔽成分として機能する限り任意であるが、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下がよい。粒子径が１０００ｎｍよりも大きい微粒子若しくは微粒子が凝集した粗大粒子は、成形した熱線遮蔽樹脂成形体あるいは熱線遮蔽膜の光散乱源となって成形体あるいは膜が曇って見えるようになるからである。尚、下限値は特になく製造が可能なら小さければ小さいほどよい（現実には１ｎｍ未満の場合に製造は困難である）。但し、透光性屋根材などは透明性よりも不透明な光透過性を要求されることがあり、その場合は粒径を大きくして散乱を助長する構成が好ましいが、１０００ｎｍより大きくなると熱線遮蔽能そのものが減衰することがあるため１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５００〜６００ｎｍがよい。
【００３２】
また、本発明で使用する６ホウ化物微粒子は、その表面をシラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物などによって被覆処理されているものを使用することが可能である。これ等化合物で微粒子表面を被覆処理することで６ホウ化物微粒子の耐水性を向上させることが可能となる。
【００３３】
次に、本発明において使用される高分子系分散剤１０としては、図１および図２に示すように熱線遮蔽成分である６ホウ化物微粒子２０に吸着されアンカーとして機能する官能基１１を持つと共に、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖１２を持つ高分子材料が適用できる。そして、上記官能基１１として、アミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩が挙げられる。また、透明性が高く可視光領域の光線透過率が高い高分子系分散剤が望ましい。
【００３４】
具体的には、ポリアクリレート系分散剤、ポリウレタン系分散剤、ポリエーテル系分散剤、ポリエステル系分散剤、ポリエステルウレタン系分散剤等を挙げることができる。
【００３５】
そして、上記ポリアクリレート系分散剤として、サンノプコ（SAN NOPKO）株式会社製の商品名 SNシックナーA-850、SNシックナーA-815、エフカアディティブス゛（EFKA ADDITIVES B. V.）社製の商品名 EFKA4500、EFKA4530、ビックケミー（BYK-Chemie）社製の商品名 Disperbyk-116等が例示され、ポリウレタン系分散剤として、エフカアディティブス゛社製の商品名 EFKA4046、EFKA4047、EFKA4520、コグニス（Cognis）社製の商品名 TEXAPHOR P60、TEXAPHOR P63、TEXAPHOR P610等が例示され、ポリエーテル系分散剤として、サンノプコ株式会社製の商品名 SNシックナーA-801、SNシックナーA-802、SNシックナーA-803、SNシックナーA-804、SNシックナーA-806、楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA234、DISPARLON DA325等が例示され、ポリエステル系分散剤として、アビシア（Avecia）社製の商品名 Solsperse22000、Solsperse24000SC、Solsperse24000GR、Solsperse26000、Solsperse27000、Solsperse28000、Solsperse36000、Solsperse36600、Solsperse38500、楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA70350、DISPARLON DA705、DISPARLON DA725、DISPARLON DA860、DISPARLON DA873N等が例示される。尚、高分子系分散剤の常温での状態は、液体、固体、ゲル状のいずれの場合も使用可能である。
【００３６】
次に、高分子系分散剤の上記６ホウ化物微粒子に対する配合割合は、６ホウ化物微粒子の分散粒径にも依存するが、６ホウ化物微粒子１重量部に対して、０．３重量部以上５０重量部未満であり（請求項１、請求項４）、好ましくは１重量部以上３０重量部未満、より好ましくは２重量部以上１５重量部未満である。６ホウ化物微粒子１重量部に対して高分子系分散剤の配合割合が０．３重量部未満の場合、熱線遮蔽成分分散体を製造する際の有機溶剤を除去する過程において６ホウ化物微粒子同士の凝集が生じ、分散剤中での分散が不十分となり、この結果、得られた熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤を溶解させても、６ホウ化物微粒子が有機溶剤に均一に分散した分散液が得られない可能性があるからである。また、得られた熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、所定の形状に成形した樹脂成形体の場合ではヘイズ値が上昇する可能性もある。反対に、６ホウ化物微粒子１重量部に対して高分子系分散剤の配合割合が５０重量部以上の場合、得られた熱線遮蔽成分分散体を用いて上記同様の方法で成形した樹脂成形体の中に多量の高分子系分散剤が含有されることになるため、樹脂成形体自身の物性、特に耐衝撃強度や靭性が低下するという問題を生じる可能性があるからである。
【００３７】
次に、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際に適用される有機溶剤としては、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、芳香族化合物などを挙げることができるが、熱線遮蔽成分分散体の製造段階において有機溶剤を除去するときの効率を考慮した場合、その沸点が２００℃以下の有機溶剤が好ましい。
【００３８】
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際、６ホウ化物微粒子を有機溶剤に分散させる方法は、６ホウ化物微粒子が均一に有機溶剤に分散する方法であれば任意であり、例えば、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散などの方法が挙げられ、これ等方法により６ホウ化物微粒子が任意の有機溶剤に分散した６ホウ化物微粒子の分散液を調製することができる。
【００３９】
また、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を製造する際、上記有機溶剤を除去する方法としては１００℃以下の減圧条件であることが望ましい。１００℃以上の高温で乾燥させた場合、高分子系分散剤の分解、あるいは重合が起こり、得られた熱線遮蔽成分分散体の有機溶剤、熱可塑性樹脂成形材料への分散性が悪化する可能性がある。また、常圧条件で溶剤を除去することも可能であるが、有機溶剤を除去するための時間がかかり、生産効率が悪く、工業的に適した方法とは言えない。従って、熱線遮蔽成分分散体の生産性と特性を考慮すると、有機溶剤の除去方法としては、１００℃以下の減圧条件で行なうことが望ましい。
【００４０】
次に、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を用いて熱線遮蔽樹脂成形体を得る場合に適用される熱可塑性樹脂成形材料としては、可視光領域の光線透過率が高い透明な熱可塑性樹脂であれば特に制限はなく、例えば、３ｍｍ厚の板状成形体としたときのＪＩＳ Ｒ ３１０６記載の可視光透過率が５０％以上で、ＪＩＳ Ｋ７１０５記載のヘイズが３０％以下のものが挙げられる。具体的には、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
【００４１】
そして、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料で希釈・混練して得られた溶融混合物を所定の形状に成形した熱線遮蔽樹脂成形体を、各種建築物や車両の窓材等に適用することを目的とした場合、透明性、耐衝撃性、耐侯性などを考慮すると、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂などがより好ましい。また、ポリカーボネート系樹脂としては、芳香族ポリカーボネートが好ましい。芳香族ポリカーボネートとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパンに代表される二価のフェノール系化合物の１種以上と、ホスゲン又はジフェニルカーボネート等で代表されるカーボネート前駆体とから、界面重合、溶融重合または固相重合等の公知の方法によって得られる重合体が挙げられる。また、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートを主原料とし、必要に応じて炭素数炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を共重合成分として用いた重合体または共重合体が挙げられる。また、更に多段で重合したアクリル樹脂を用いることもできる。フッ素系樹脂としては、ポリフッ化エチレン、ポリ２フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、エチレン−２フッ化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体などが挙げられる。
【００４２】
また、上記熱線遮蔽樹脂成形体を得る場合の本発明に係る熱線遮蔽成分分散体と熱可塑性樹脂成形材料との混練方法としては、熱可塑性樹脂成形材料中に６ホウ化物微粒子を均一に分散できる方法であれば任意に選択できる。例えば、上記熱線遮蔽成分分散体と熱可塑性樹脂成形材料のペレットあるいは粉粒体および必要に応じて他の添加剤を、リボンブレンダー、タンブラー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の混合機、およびバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、ニーダールーダー、一軸押出機、二軸押出機等の混練機を使用して溶融混合する方法を用いることができる。
【００４３】
そして、本発明に係る熱線遮蔽樹脂成形体は、上記熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練して得られた溶融混合物を公知の方法で成形することにより作製することができる。また、上記混合物を造粒装置により一旦ペレット化した後、同様の方法で熱線遮蔽樹脂成形体を作製することもできる。上記熱線遮蔽樹脂成形体の形状は、必要に応じて任意の形状に成形可能であり、平面状および曲面状に成形することができる。また、上記熱線遮蔽樹脂成形体の厚さは、板状からフィルム状まで必要に応じて任意の厚さに調整することが可能である。さらに平面状態に形成した樹脂シートは、後加工によって球面状等任意の形状に成形することができる。
【００４４】
上記熱線遮蔽樹脂成形体の成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形または回転成形等の任意の方法を挙げることができる。特に、射出成形により成形品を得る方法と、押出成形により成形品を得る方法が好適に採用される。押出成形により板状、フィルム状の成形品を得る方法として、Ｔダイなどの押出機を用いて押出した溶融熱可塑性樹脂を冷却ロールで冷却しながら引き取る方法が挙げられる。上記射出成形品は、自動車の窓ガラスやルーフ等の車体に好適に使用され、押出成形により得られた板状、フィルム状の成形品は、アーケードやカーポート等の建造物に好適に使用される。
【００４５】
尚、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は、一般的な添加剤を配合することも可能である。例えば、必要に応じて任意の色調を与えるため、アゾ系染料、シアニン系染料、キノリン系、ペリレン系染料、カーボンブラック等一般的に熱可塑性樹脂の着色に利用されている染料、顔料の他、ヒンダードフェノール系、リン系等の安定剤、離型剤、ヒドロキシベンゾフェノン系、サリチル酸系、ＨＡＬＳ系、トリアゾール系、トリアジン系等の紫外線吸収剤、カップリング剤、界面活性剤、帯電防止剤等が挙げられ、これらの有効発現量を配合して使用する。
【００４６】
次に、本発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液は、本発明の熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤を溶解させると共に、６ホウ化物微粒子を有機溶剤中に均一に分散させ、かつ、バインダー成分を添加することにより得られる。この有機溶剤としては、使用している高分子系分散剤が溶解する溶剤であれば任意に選択でき、上述したアルコール、エステル、ケトン、エーテル、芳香族化合物などを挙げることができる。
【００４７】
上記バインダー成分としては、無機系または有機系のバインダー成分を加えることが一般的である。そして、無機系のバインダーとして、例えば、珪素、ジルコニウム、チタン、アルミニウムの各金属のアルコキシド若しくはこれら金属の部分加水分解重合物が挙げられる。また、有機系のバインダーとしては、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、アクリル系ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂など従来公知のものを広く使用することができる。これらのバインダー成分は、塗布、硬化後に得られる熱線遮蔽膜の基材への結着性を向上させ、更に塗布膜の硬度を向上させる効果がある。また、このようにして得られた熱線遮蔽膜上に、更に上記バインダー成分のような無機系又は有機系材料を含有する皮膜を第２層として被着することで熱線遮蔽膜の基材への結着力や、塗布膜の硬度及び耐候性を一層向上させることも可能となる。
【００４８】
そして、本発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液の塗布方法としては特に限定されるものではなく、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、ロールコート法、流し塗り、刷毛塗りなど、塗布液を平坦かつ薄く均一に塗布できる方法であればいかなる方法でも採用可能である。
【００４９】
このように６ホウ化物微粒子を有機溶剤ではない高分子系分散剤に分散させて熱線遮蔽成分分散体を構成することにより、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が直接分散された従来の分散液と相違して、本発明に係る熱線遮蔽成分分散体は有機溶剤を実質的に含まず、消防法上の非危険物として取り扱われるため、輸送や保存時における制限が低減される。また、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散された従来の分散液に見られる長期保存による６ホウ化物微粒子の沈殿の問題も解消され、取り扱い上の不便さも改善される。
【００５０】
そして、熱線遮蔽成分としての６ホウ化物微粒子が有機溶剤ではない高分子系分散剤に均一に分散した熱線遮蔽成分分散体を用いることにより、優れた可視光線透過能を維持しつつ高い熱線遮蔽機能を有する熱線遮蔽樹脂成形体、および、熱線遮蔽機能をガラスや樹脂などの透明基材に付与するための熱線遮蔽膜形成用塗布液並びに熱線遮蔽膜について高コストの物理的成膜法や複雑な工程を用いることなく作製することが可能となる。
【００５１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものでない。また、以下の実施例は、６ホウ化ランタンを適用した例のみを記載しているが、本出願人が提案している上記特許文献９に記載された実施例群と同様に、他の６ホウ化物微粒子についても６ホウ化ランタンと同様の効果が得られることを確認している。
【００５２】
［実施例１］
平均粒径６７ｎｍの６ホウ化ランタン微粒子７５ｇ、トルエン８５０ｇおよびポリアクリレート系高分子系分散剤（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）適量を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて５時間ビーズミル混合し、６ホウ化ランタン微粒子分散液（ＬａＢ6濃度：６．５重量％）を調製した（分散液Ａ）。
【００５３】
更に、上記分散液Ａ５００ｇに、ポリアクリレート系高分子系分散剤（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）８４０ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下で溶剤を完全に除去し、実施例１に係る熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：６．４重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ａ）。
【００５４】
尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して１２．９重量部である。
【００５５】
次に、得られた熱線遮蔽成分分散体Ａを熱可塑性樹脂であるポリカーボ−ネート樹脂パウダーにＬａＢ6濃度が０．００７重量％となるように添加し、ブレンダーで均一に混合した後、二軸押出機で熔融混練し、Ｔダイを用いて厚さ２．０ｍｍに押出成形し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性を以下の表１に示す。
【００５６】
尚、作製した熱線遮蔽透明樹脂成形体の分光特性は日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６に従って可視光透過率、日射透過率を算出した。表１には実施例１〜５、比較例１で得られた熱線遮蔽透明樹脂成形体の特性についても併せて示す。
【００５７】
［実施例２］
熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、アクリル樹脂パウダーを表１の組成となるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００５８】
［実施例３］
熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレットを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００５９】
［実施例４］
熱可塑性樹脂としてＥＴＦＡ（エチレン−４フッ化エチレン共重合体）樹脂を使用した以外は実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ａ、ＥＴＦＡ樹脂ペレットを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００６０】
［実施例５］
実施例１と同様の方法で得られた分散液Ａ９５０ｇにメチルトリメトキシシラン１８ｇを添加し、メカニカルスターラーで１時間攪拌し混合した後、スプレードライヤーを用いてトルエンを除去し、表面処理を施した６ホウ化ランタン微粒子粉を得た（Ａ粉）。
【００６１】
次に、Ａ粉５０ｇ、トルエン５００ｇおよびポリエステル系高分子系分散剤（楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA725、固形分８０重量％、キシレン２０重量％）適量を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて１時間ビーズミル混合し、６ホウ化ランタン微粒子分散液（ＬａＢ6濃度：７重量％）を調製した（分散液Ｂ）。
【００６２】
更に、分散液Ｂ５００ｇにポリエステル系高分子系分散剤（楠本化成社製の商品名 DISPARLON DA725、固形分８０重量％、キシレン２０重量％）７００ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下で溶剤を完全に除去し、熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：５．５重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ｂ）。尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して１６重量部である。
【００６３】
そして、実施例１と同様の方法により熱線遮蔽成分分散体Ｂ、ポリカーボネート樹脂パウダーを表１の組成になるように添加し、６ホウ化ランタン微粒子が樹脂全体に均一に分散した熱線遮蔽透明樹脂成形体を得た。この透明樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００６４】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で得られた熱線遮蔽成分分散体ＡをトルエンにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌し、ＬａＢ6微粒子がトルエンに均一に分散した６ホウ化ランタン微粒子分散液（分散液Ｃ）を作製した。
【００６５】
次に、得られた分散液Ｃをアクリル系ＵＶ硬化樹脂溶液（樹脂４０重量％、硬化剤５重量％、トルエン５０重量％）にＬａＢ6濃度が０．５重量％となるように添加し、熱線遮蔽膜形成用塗布液を作製した（塗布液Ａ）。
【００６６】
そして、この塗布液Ａを３ｍｍ厚のソーダライムガラス上にバーコーターＮｏ．２４を使用して塗布し、その後１００℃で２分間乾燥し、所定のＵＶ光を照射してガラス上に熱線遮蔽透明膜を得た。
【００６７】
この熱線遮蔽透明膜の光学特性は、可視光透過率が６８．５％、日射透過率が４７．２％であった。
【００６８】
［実施例７］
平均重合度で４〜５量体である多摩化学工業株式会社製エチルシリケート４０を１０ｇ、エタノール２７ｇ、５％塩酸水溶液８ｇ、水５ｇにより調製したエチルシリケート溶液を良く混合・攪拌して、エチルシリケート混合液５０ｇを調製した（シリケート液Ａ）。
【００６９】
次に、実施例１と同様の方法で得られた熱線遮蔽成分分散体Ａを、エタノールにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌し、ＬａＢ6微粒子がエタノールに均一に分散した６ホウ化ランタン微粒子分散液（分散液Ｄ）を調製した。
【００７０】
次いで、シリケート液Ａと分散液Ｄを混合し、さらにジアセトンアルコールで希釈して、ＬａＢ6濃度が０．５重量％、ＳｉＯ2濃度が２．５重量％となるように熱線遮蔽膜形成用塗布液を作製した（塗布液Ｂ）。
【００７１】
この塗布液Ｂを０．１ｍｍ厚のＰＥＴフィルム上にバーコーターＮｏ．２４を使用して塗布し、その後１００℃で３０分間加熱し、ＰＥＴフィルム上に熱線遮蔽透明膜を得た。
【００７２】
この熱線遮蔽透明膜の光学特性は、可視光透過率が６８．２％、日射透過率が４６．８％であった。
【００７３】
［比較例１］
実施例１と同様の方法により得られらた分散液Ａ５００ｇに、ポリアクリレート系高分子系分散剤溶液（エフカアディティブス゛社製商品名 EFKA4530、固形分５０重量％、メトキシプロパノール５０重量％）１８．８５ｇを添加し、攪拌しながら６０℃の減圧下条件で溶剤を完全に除去して熱線遮蔽成分分散体（ＬａＢ6濃度：４０．５重量％）を得た（熱線遮蔽成分分散体Ｃ）。尚、高分子系分散剤の配合割合は、ＬａＢ6１重量部に対して０．２９重量部である。
【００７４】
そして、得られた熱線遮蔽成分分散体Ｃを熱可塑性樹脂であるポリカーボ−ネート樹脂パウダーにＬａＢ6濃度が０．００７重量％となるように添加し、ブレンダーで均一に混合した後、二軸押出機で熔融混練し、Ｔダイを用いて厚さ２．０ｍｍに押出成形して熱線遮蔽樹脂成形体を得た。
【００７５】
しかし、熱線遮蔽成分分散体Ｃ作製時における高分子系分散剤の配合割合が、ＬａＢ6１重量部に対して０．２９重量部と少なかったため、ＬａＢ6微粒子同士の凝集が起こり、熱線遮蔽成分分散体Ｃ中にＬａＢ6微粒子を均一に分散させことが出来ず、その結果、得られた熱線遮蔽樹脂成形体には粗粒がみられ、また、粗粒が光散乱源となって熱線遮蔽樹脂成形体が曇って見え透明ではなかった。
【００７６】
尚、この熱線遮蔽樹脂成形体の光学特性も表１に示す。
【００７７】
［比較例２］
比較例１と同様の方法により得られた熱線遮蔽成分分散体Ｃを、トルエンにＬａＢ6濃度が２．０重量％となるように添加し、マグネティックスターラーで１時間攪拌したが、凝集したＬａＢ6微粒子の沈殿が見られ、６ホウ化ランタン微粒子を均一に分散した分散液は得られなかった。
【００７８】
【表１】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体によれば、
有機溶剤に６ホウ化物微粒子を直接分散させた従来の分散液と相違してこの熱線遮蔽成分分散体は有機溶剤を実質的に含まず、消防法上の非危険物として取り扱われるため輸送や保存時における制限が低減される効果を有する。また、有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散した従来の分散液に見られる長期保存による６ホウ化物微粒子の沈殿生成の問題も解決され、取り扱い上の不便さも改善される効果を有する。
【００８０】
また、請求項４〜５記載の発明に係る熱線遮蔽成分分散体の製造方法によれば、
有機溶剤に６ホウ化物微粒子が分散された分散液に、高分子系分散剤を６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満の配合割合で添加した後、上記有機溶剤を除去するため、請求項１〜３、６に係る熱線遮蔽成分分散体を簡便、確実に製造することが可能となる。
【００８１】
次に、請求項７記載の発明に係る熱線遮蔽膜形成用塗布液によれば、
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を有機溶剤に添加してその高分子系分散剤成分を溶解すると共に、バインダー成分を添加して得られているため請求項８記載の熱線遮蔽膜を簡便に得ることが可能となり、
また、請求項９〜１０に係る熱線遮蔽樹脂成形体によれば、
本発明に係る熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、かつ、所定の形状に成形することによって得られている。
【００８２】
従って、上記熱線遮蔽膜あるいは熱線遮蔽樹脂成形体を、例えば、自動車、建物の窓、カーポート、アーケードなどに適用することで入射する太陽エネルギーを遮断し、冷房負荷や人の熱暑感を軽減できる効果を有すると共に省エネルギーにも役立ち、環境的にも有用性が高い効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】６ホウ化物微粒子２０に高分子系分散剤１０が吸着された状態を示す摸式図。
【図２】６ホウ化物微粒子２０に高分子系分散剤１０が吸着された状態を示す摸式図。
【符号の説明】
１０ 高分子系分散剤
１１ 官能基
１２ 高分子主鎖
２０ ６ホウ化物微粒子
Claims (10)
- 熱線遮蔽製品を製造するために使用される熱線遮蔽成分分散体において、
６ホウ化物（ＸＢ６，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子とこの６ホウ化物微粒子を分散させる高分子系分散剤とを含有し、熱線遮蔽成分である６ホウ化物微粒子に対する高分子系分散剤の配合割合が６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満であると共に、有機溶剤を実質的に含まず、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とする熱線遮蔽成分分散体。 - 上記６ホウ化物微粒子が、平均粒径１０００ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とする請求項１記載の熱線遮蔽成分分散体。
- 上記６ホウ化物微粒子が、シラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物から選択される少なくとも１種によって被覆表面処理されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体。
- 有機溶剤に６ホウ化物（ＸＢ6，但し、Ｘは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＳｒおよびＣａから選択される少なくとも１種以上）の微粒子が分散された分散液に、高分子系分散剤を、上記６ホウ化物微粒子１重量部に対し高分子系分散剤０．３重量部以上５０重量部未満の配合割合で添加した後、上記有機溶剤を除去すると共に、上記高分子系分散剤が、６ホウ化物微粒子に吸着されてアンカーとして機能しかつアミノ基、カルボキシル基、スルホニル基、およびその塩から選択される官能基と、有機溶剤あるいは熱可塑性樹脂と親和性を有する高分子主鎖を有し、ポリアクリレート系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルウレタン系分散剤から選択される少なくとも１種であることを特徴とする熱線遮蔽成分分散体の製造方法。
- １００℃以下の減圧条件で上記有機溶剤を除去することを特徴とする請求項４記載の熱線遮蔽成分分散体の製造方法。
- 請求項４または５に記載の方法より製造されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体。
- 有機溶剤に請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を添加してその高分子系分散剤成分を溶解すると共に、バインダー成分を添加して得られることを特徴とする６ホウ化物微粒子が分散された熱線遮蔽膜形成用塗布液。
- 請求項７記載の熱線遮蔽膜形成用塗布液を基材に塗布して得られることを特徴とする熱線遮蔽膜。
- 請求項１〜３、６のいずれかに記載の熱線遮蔽成分分散体を熱可塑性樹脂成形材料により希釈・混練し、かつ、所定の形状に成形することによって得られることを特徴とする熱線遮蔽樹脂成形体。
- 上記熱可塑性樹脂成形材料が、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂およびフッ素系樹脂から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項９記載の熱線遮蔽樹脂成形体。
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