DE60200025T2

DE60200025T2 - Nahes Infrarot absorbierendes Material und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60200025T2
Application number: DE60200025T
Authority: DE
Inventors: Toshinori 2-Ningyocho Marutsuka
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-03-09
Also published as: EP1241489B1; JP4254069B2; TW562825B; EP1241489A1; DE60200025D1; US6777087B2; KR20020073287A; CA2376743A1; US20020132122A1; JP2002264278A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Material zum Abtrennen bzw. Absorbieren des nahen Infrarots, welches mit einem technischen Material, wie einem Schutzmaterial vor elektromagnetischen Wellen, einem Antireflexionsmaterial oder dergleichen, zu laminieren oder zu kombinieren ist, und zwar zur Verwendung als ein Frontfilter für eine Anzeigevorrichtung, wie ein Plasma-Anzeigeschirm (PDP) oder dergleichen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Materials zum Absorbieren des nahen Infrarots. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Material zum Absorbieren des nahen Infrarots, wobei die Menge des Lösungsmittels, welches in dem Harzfilm verbleibt, welches einen das nahe Infrarot absorbierenden Farbstoff etc. enthält, minimiert wird und somit die Langzeitstabilität des im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffs etc. in dem Harzfilm bei hohen Temperaturen in starkem Maße verbessert wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines Materials zum Absorbieren des nahen Infrarots.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt z. B. (1) einen im nahen Infrarot-absorbierenden Filter, der durch Laminieren einer Zusammensetzung, welche eine Dispersion eines im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffes in ein Bindemittelharz ist, auf einem Substrat hergestellt wird, wobei die Menge des in dem Laminat verbleibenden Lösungsmittels 5,0 Gew.-% oder weniger, speziell 0,05 bis 3,0 Gew.-% (siehe JP-A-2000-227515) ist; und (2) einen im nahen Infrarot-absorbierenden Schirm, der durch Laminieren einer im nahen Infrarot-absorbierenden Schicht (erhalten durch Dispergieren eines im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffes in einem transparenten hochmolekularen Harz und anschließendes Unterziehen der Dispersion einer Schmelzextrusion) mit einer elektromagnetische Wellen abschirmenden Schicht mit einem im nahen Infrarotbereich liegenden Abschirmungsvermögen und/oder einem Abschirmungsvermögen hinsichtlich elektromagnetischer Wellen hergestellt wird (siehe JP-A-9-330612).
Gleichwohl weisen der obenstehende Filter und der obigen Schirm Probleme auf. Bezüglich des im nahen Infrarot-absorbierenden Filters (1) ist bekannt, wie es in der Literatur beschrieben ist, dass, wenn die Menge des restlichen Lösungsmittels auf weniger als 0,05 Gew.-% einreguliert wird, die Verschlechterung des im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffs während der langzeitigen Lagerung bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gering ist, jedoch die an gewandte Wärme, um einen solchen Lösungsmittelanteil (weniger als 0,05 Gew.-%) zu erreichen, neigt dazu, den im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoff zu verschlechtern. Das heißt, in dem geformten Material, das durch Aufbeschichten einer Zusammensetzung (welche eine Dispersion eines im nahen Infrarot absorbierenden Farbstoffs in einem Bindemittelharz ist) auf einem Substrat und das Trocknen des resultierenden Materials erhalten wird, ist die Stabilität des Farbstoffs in dem auf dem Substrat zu bildenden Harzfilm höher, wenn der Lösungsmittelanteil in dem Harzfilm niedriger ist, und deshalb ist es erwünscht, den Lösungsmittelanteil auf den niedrigst möglichen Wert (weniger als 0,05 Gew.-%) zu verringern; gleichwohl führt das Trocknen der aufbeschichteten Zusammensetzung bei atmosphärischem Druck zu einer auffallenden thermischen Verschlechterung des im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffs.
Daher ist es bei dem im nahen Infrarot-absorbierenden Filter (1), da die Verringerung bezüglich des Absorptionsvermögens im nahen Infrarot und eine Änderung im Farbton in der Harzfolie des geformten Materials aufgrund der thermischen Zersetzung des im nahen Infrarotabsorbierenden Farbstoffs auftreten, unmöglich, einen Anteil an restlichem Lösungsmittel von weniger als 0,05 Gew.-% durch Erhöhung der Temperatur zur Trocknung oder durch Ausweiten der Zeitdauer des Trocknens zu erreichen; ferner ist es unmöglich, einen Farbstoff mit einem höheren Absorptionsvermögen im nahen Infrarot, jedoch von niedriger thermischer Beständigkeit zu verwenden, was den Bereich der Farbstoffauswahl einengt.
Bei dem im nahen Infrarot-absorbierenden Schirm (2) erfährt der im nahen Infrarotabsorbierende Farbstoff eine auffallende thermische Verschlechterung (Zersetzung) während der Schmelzextrusion bei atmosphärischem Druck, und diese Farbstoffzersetzung senkt das Absorptionsvermögen im nahen Infrarot des Schirms und ändert ebenfalls seinen Farbton. Deshalb wird das Verdienst des Schirms, dass die Farbstoffstabilität hoch ist, bedingt durch keinen Lösungsmittelansatz, im Gegensatz zu dem im nahen Infrarot-absorbierenden Filter (1) nicht genutzt.
Ebenfalls ist in dem im nahen Infrarot-absorbierenden Schirm (2) eine einheitliche Dispergierung des Farbstoffs nicht leicht, und die Farbe und das Absorptionsvermögen im nahen Infrarot des Schirms neigen dazu, nicht einheitlich zu sein; da die Schmelzextrusion gängigerweise bei atmosphärischem Druck bei hohen Temperatur, wie 240°C und dergleichen, durchgeführt wird, ist es unmöglich, einen Farbstoff mit hohem Absorptionsvermögen im nahen Infrarot, jedoch mit niedriger thermischer Beständigkeit zu verwenden, was den Bereich der Farbstoffauswahl einengt, wie es der Fall des im nahen Infrarot absorbierenden Filters (1) ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Bereitstellung (1) eines Materials zum Abtrennen bzw. Absorbieren des nahen Infrarots, bei welchem die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik überwunden wurden, und worin die Menge des in der Harzfolie, welche einen im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoff etc. enthält, verbliebenen Lösungsmittels minimiert ist, und wodurch die Langzeitstabilität des im nahen Infrarot-absorbierenden Farbstoffs etc. in der Harzfolie bei hohen Temperaturen in starkem Maße verbessert ist; und (2) ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Materials zum Absorbieren im nahen Infrarot.
Die vorliegende Erfindung sieht folgendes vor:
ein Material zum Abtrennen bzw. Absorbieren des nahen Infrarots, hergestellt durch Bilden auf einem transparenten Substrat einen transparenten Harzfilm, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm, wobei die Menge des im transparenten Harzfilms verbleibenden Lösungsmittels 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis beträgt;
ein Material zum Abtrennen des nahen Infrarots, hergestellt durch Bilden auf einem transparenten Substrat eines transparenten Harzfilms, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und eine transparente Harzhaftschicht, enthaltend mindestens einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge von 550 bis 620 nm, so dass die transparente Harzhaftschicht die äußerste Schicht wird, wobei die Menge des in dem transparenten Harzfilm verbleibenden Lösungsmittels und/oder der transparenten Harzhaftschicht 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis beträgt; und
ein Verfahren zur Herstellung eines Materials zum Abtrennen des nahen Infrarots, umfassend das Aufbeschichten auf ein transparentes Substrat einer transparenten Harzlösung, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm, das Trocknen des resultierenden Materials bei atmosphärischem Druck, bis die Menge des in dem gebildeten Harzfilm verbleibenden Lösungsmittels 3 Gew.-% oder weniger wird, und das anschließende Trocknen des resultierenden Materials unter vermindertem Druck, bis die Menge des Lösungsmittels in dem Film 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis wird.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird im Detail unten beschrieben.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete transparente Substrat weist keine besondere Beschränkung bezüglich der Art, der Dicke, der Form etc. auf, solange es transparent ist und solche Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeiten aufweist, dass es den Filmbildungsschritten der vorliegenden Erfindung widerstehen kann, die aus einem Beschichtungsschritt und einem Trocknungsschritt bestehen. Als transparentes Substrat kann z. B. eine Glasscheibe, eine Kunststofffolie, eine Kunststofftafel und eine Plastikscheibe erwähnt werden; speziell eine verstärkte Glasscheibe, eine Poylethylenterephthalat(PET)-Folie, eine Polycarbonat(PC)-Folie, eine Triacetylcellulose(TAC)-Folie, eine Acrylharz-Tafel, eine Polycarbonat-Tafel, eine Harztafel vom Olefin-Maleimid-(Copolymer)-Typ und eine Norbornen-Harztafel.
Das Harz für den in der vorliegenden Erfindung verwendeten transparenten Harzfilm weist keine besondere Beschränkung bezüglich der Art etc. auf, solange er transparent ist und einheitlich Farbstoffe dispergieren oder lösen kann, wenn er zu einer Harzlösung oder einem Harzfilm gemacht wurde. Als Harz kann z. B. ein Polycarbonat, ein Polyacrylat, ein Polycarbodiimid, ein Epoxyharz, ein Polyvinylacetal, ein Acrylharz und ein Polyester erwähnt werden. Diese Harze können einzeln oder in Vermischung von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Es gibt außerdem keine besondere Beschränkung bezüglich der Form des Harzes. Das Harz kann z. B. ein Pulver, Pellets oder eine andere Form aufweisen.
Das Harz für die in der vorliegenden Erfindung verwendete transparente Harzhaftschicht weist keine besondere Beschränkung bezüglich der Art etc. auf, solange sie Transparenz und Haftfähigkeit besitzt und Farbstoffe einheitlich dispergieren oder lösen kann. Als Harz kann z. B. ein Polycarbodiimid, ein Epoxyharz, ein Polyvinylacetal, ein Acrylharz und ein Polyester erwähnt werden. Diese Harze können einzeln oder in Vermischung von zwei oder mehreren Arten eingesetzt werden. Von diesen sind ein Acrylharz, ein Polycarbodiimid, ein Epoxyharz etc. bevorzugt. Es gibt außerdem keine besondere Beschränkung bezüglich der Form des Harzes. Das Harz kann z. B. ein Pulver, Pellets oder eine andere Form besitzen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Additive zu dem oben erwähnten Harz für den transparenten Harzfilm und dem oben erwähnten Harz für die transparente Harzhaftschicht hinzugesetzt, um eine transparente Harzlösung herzustellen. Diese transparente Harzlösung wird auf das oben erwähnte transparente Substrat aufbeschichtet, um einen transparenten Harzfilm und eine transparente Harzhaftschicht zu bilden.
Als Additive kann ein im nahen Infrarotbereich absorbierender Farbstoff zuerst erwähnt werden. Es gibt keine besondere Beschränkung, was den im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff anbelangt, solange seine maximale Absorptionswellenlänge bei 800 bis 1 200 nm liegt und er in der oben erwähnten transparenten Harzlösung, dem transparenten Harzfilm und der transparenten Harzhaftschicht dispergierbar oder löslich ist. Als ein solcher im nahen Infrarot-absorbierender Farbstoff können z. B. Dithiol-Metalkomplex-Verbindungen, Diimoniumverbindungen, Phthalocyaninverbindungen, Naphthalocyaninverbindungen, Azoverbindungen, Polymethinverbindungen und Anthrachinonverbindungen erwähnt werden. Diese Verbindungen können einzeln oder in Vermischung von zwei oder mehreren Arten eingesetzt werden. Von diesen sind Dithiol-Metallkomplex-Verbindungen und Diimoniumverbindungen bevorzugt; stärker bevorzugt ist eine Dithiol-Metallkomplex-Verbindung der folgenden Formel (1):
Diimoniumverbindungen der folgenden allgemeinen Formel (2):
(worin R₁ bis R₈ gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Phenoxygruppe oder eine Hydroxylgruppe sind; und X^– ein durch ein Halogenanion, Perchlorsäureanion, Antimonhexafluoridanion oder Salpetersäureanion als Typ angegebenes Anion ist), und Diothiol-Metallkomplex-Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel (3):
(worin R₉ bis R₁₂ gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, eine Aralkylkgruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Alkoxygruppe, ein Halogenatom oder ein Wasserstoffatom bedeuten).
Als Additive kann ein Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge von 550 bis 620 nm als nächstes erwähnt werden. Was diesen Farbstoff betrifft, gibt es keine besondere Beschränkung, solange er eine maximale Absorptionswellenlänge von 550 bis 620 nm besitzt, d. h., in einem orangen Lichtbereich, einschließlich Neonlicht, liegt, und einheitlich in der oben erwähnten transparenten Harzlösung, transparenten Harzfilm und transparenten Harzhaftschicht dispergierbar oder löslich ist. Als ein solcher Farbstoff können z. B. Cyaninverbindungen, Squaryliumverbindungen, Azomethinverbindungen, Xanthenverbindungen, Oxonolverbindungen und Azoverbindungen erwähnt werden. Von diesen sind Cyaninverbindungen bevorzugt, und stärker bevorzugt ist eine Cyaninverbindung der folgenden Formel (4):
Andere Additive, wie ein die Farbe einstellender Farbstoff oder Pigment, eine Ultraviolettabsorbierende Substanz, ein Vernetzungsmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Polymerisationsverzögerer und dergleichen können nach Bedarf zu der transparenten Harzlösung, dem transparenten Harzfilm und/oder der transparenten Harzhaftschicht hinzugesetzt werden. Der die Farbe einstellende Farbstoff oder Pigment weist keine besondere Beschränkung bezüglich der Art auf, ist jedoch z. B. vorzugsweise eine Phthalocyaninverbindung.
Ferner können organische oder anorganische Metallteilchen in der transparenten Harzlösung, dem transparenten Harzfilm und/oder der transparenten Harzhaftschicht dispergiert werden, solange die Transparenz der Lösung, des Films und/oder der Schicht nicht verloren geht, damit der transparente Harzfilm und/oder die transparente Harzhaftschicht Spannungsrelaxation, regulierte Härte, Glanzverhinderung, Elektroleitfähigkeit etc. zeigt.
Das Material zum Abtrennen des nahen Infrarots der vorliegenden Erfindung hat die Hauptfunktion, nahes Infrarot abzuschneiden. Es ist allgemein bevorzugt, dass, wenn das Material zum Abtrennen des nahen Infrarots in wenigen Arten und jeweils in einer großen Menge erzeugt wird, dem transparenten Harzfilm gestattet wird, alle erforderlichen Funktionen aufzuweisen, d. h., eine Hauptfunktion und andere Funktionen (z. B. das Abtrennen von orangem Licht und die Farbeinstellung), und, wenn das Material zum Abtrennen des nahen Infrarots in vielen Arten und jeweils in kleiner Menge erzeugt wird, eine transparente Harzhaftschicht auf einem transparenten Harzfilm erzeugt wird, wobei der transparente Harzfilm nur eine Hauptfunktion aufweisen kann und die transparente Harzhaftschicht viele andere Funktionen aufweisen kann. Wenn jedoch z. B. die obere Grenze des Farbstoffgehalts in dem transparenten Harzfilm niedrig ist, ist es möglich, nach Bedarf z. B. einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge im Bereich des orangen Lichtes sowohl in dem transparenten Harzfilm als auch der transparenten Harzhaftschicht in angemessenen Proportionen zu verwenden.
Das in der transparenten Harzlösung der vorliegenden Erfindung verwendete Lösungsmittel zeigt keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Art, des Siedepunktes etc., solange es das verwendete Harz in der Lösung lösen kann und die verwendeten Additive (z. B. Farbstoffe) einheitlich dispergieren oder auflösen kann. Als Lösungsmittel können z. B. Tetrahydrofuran (THF), Diethylether, 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxolan, Chloroform, Dichlormethan(methylenchlorid), Ethylacetat, Methylacetat, Butylacetat, Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), N-Methylpyrrolidon (NMP), Aceton und Methylethylketon erwähnt werden. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Vermischung von zwei oder mehreren Arten eingesetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird zuerst eine transparente Harzlösung für den transparenten Harzfilm oder die transparente Harzschicht unter Verwendung der oben erwähnten Komponenten hergestellt. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Verfahrens oder der angewandten Bedingungen bei der Herstellung der transparenten Harzlösung. Gleichwohl werden üblicherweise (1) ein Harz, Farbstoffe und ein Lösungsmittel vermischt, (2) eine Harzlösung und Farbstoffe vermischt, (3) ein Harz und eine Farbstofflösung (oder eine Farbstoffdispersion) gemischt, oder (4) eine Harzlösung und eine Farbstofflösung (oder eine Farbstoffdispersion) werden gemischt, um eine einheitliche Lösung oder Dispersion zu erhalten. Eines der oben erwähnten Mischverfahren wird in geeigneter Weise im Hinblick auf die Farb stoff- und Harzkonzentrationen und der Betriebseffizienz gewählt. Das Mischen wird gängigerweise bei Raumtemperatur durchgeführt, bis eine einheitliche Lösung (oder eine einheitliche Dispersion) erhalten wurde; gleichwohl kann das Mischen unter Erhitzen durchgeführt werden, solange die Farbstoffe nicht zersetzt werden.
Bei der transparenten Harzlösung gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der Farbstoff- und Farbkonzentrationen, solange eine einheitliche Lösung (oder eine einheitliche Dispersion) erhalten wird.
Dann wird die oben erhaltene transparente Harzlösung auf ein transparentes Substrat aufbeschichtet und getrocknet, um einen transparenten Harzfilm oder eine transparente Haftschicht auszubilden. Dieses Beschichten wird mittels eines gängigen Beschichtungsverfahrens, wie das Eintauchbeschichten, Spinnbeschichten, Düsenbeschichten, Stabbeschichten, Walzenbeschichten, Sprühbeschichten oder dergleichen, durchgeführt.
Dann wird das beschichtete Substrat einem Trocknen bei atmosphärischem Druck (Trocknen der ersten Stufe) unterzogen, bis die Menge an restlichem Lösungsmittel bei 3 Gew.-% oder weniger liegt, und anschließend einem Trocknen unter reduziertem Druck (zweiter Schritt des Trocknens), bis die Menge an restlichem Lösungsmittel bei 5 ppm, bezogen auf das Gewicht, bis weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, liegt.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Temperatur, der Zeit etc., die während des Trocknens bei atmosphärischem Druck angewandt werden (Trocknen der ersten Stufe), solange die verwendeten Farbstoffe nicht zersetzt werden. Indessen kann der während des Trocknens unter reduziertem Druck angewandte Druck (zweite Stufe des Trocknens) z. B. bei 10^–5 bis 10⁴ Pa, vorzugsweise bei 10^–4 bis 10³ Pa, liegen. Wenn der Druck weniger als 10^–5 Pa beträgt, ist eine große Vorrichtung erforderlich, was mit hohen Kosten einhergeht. Wenn der Druck über 10⁴ Pa liegt, ist es nicht leicht, eine Menge an restlichem Lösungsmittel von weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, zu erreichen. Deshalb sind solche Drücke nicht bevorzugt.
Die bei dem Trocknen unter reduziertem Druck (Trocknen der zweiten Stufe) angewandte Temperatur ist wünschenswertenroeise niedriger als die Temperatur, die während des Trocknens bei atmosphärischem Druck zur Anwendung kommt, sie liegt z. B. bei 5 bis 150°C, vorzugsweise bei 10 bis 100°C, da, wenn das Trocknen der zweiten Stufe bei einer hohen Temperatur oder für einen langen Zeitraum durchgeführt wird, sich die hinzugesetzten Farbstoffe wie bei dem herkömmlichen Trocknen, bei dem atmosphärischer Druck selbst in der zweiten Stufe zur Anwendung kommt, zersetzt werden können. Wenn die Temperatur des Trocknens der zweiten Stufe niedriger als 5°C ist, ist die Trocknungszeit des Trocknens der zweiten Stufe kürzer als bei dem herkömmlichen Trocknen, und die hinzugesetzten Farbstoffe zersetzen sich mit geringerer Wahrscheinlichkeit, jedoch besteht immer noch die Furcht einer Zersetzung. Wenn die Temperatur des Trocknens der zweiten Stufe um mehr als 150°C geringer ist, ist es nicht leicht, eine Menge an restlichem Lösungsmittel von weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, zu erreichen, selbst wenn ein Vakuum von 10^–5 Pa zur Anwendung kommt.
Was den Farbstoffgehalt in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht, die beide durch Trocknen gebildet werden, anbetrifft, gibt es keine besondere Beschränkung, solange der Farbstoff einheitlich in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht gelöst oder dispergiert wird und eine ausreichende Durchlässigkeit für sichtbares Licht, ein ausreichendes Vermögen zum Abschneiden des nahen Infrarotbereichs, und ein ausreichendes Vermögen des Abschneidens von orangem Licht etc. besitzt. Da der Farbstoffgehalt gesenkt werden kann, wenn der transparente Harzfilm oder die transparente Haftschicht eine größere Dicke besitzt, wird der Farbstoffgehalt gängigerweise angemessen im Hinblick auf die Dicke der Folie oder der Schicht bestimmt.
Was die Dicke des transparenten Harzfilms oder der transparenten Haftschicht anbetrifft, gibt es keine besondere Beschränkung. Gleichwohl wird die Dicke in angemessener Weise im Hinblick auf den Farbstoffgehalt, die Eigenschaften der Harzlösung, die Mängel (z. B. Kriechen und Orangenhaut-Oberfläche) des Harzfilms, des Verzugs des zu einem Film gebildeten Produkts (z. B. Film oder Tafel) etc. bestimmt. Die Dicke liegt z. B. bei 1 bis 100 um, vorzugsweise bei 2 bis 50 um, stärker bevorzugt bei 5 bis 25 um. Wenn die Dicke niedriger als 1 um ist, tritt Kriechen leicht auf. Wenn die Dicke 100 um beträgt, treten Mängel, wie eine Orangehaut-Oberfläche und dergleichen, leicht auf.
Die Menge des Lösungsmittels, die in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht verbleibt (d. h. Menge an restlichem Lösungsmittel), sollte 5 ppm, bezogen auf das Gewicht, bis weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, vorzugsweise 10 ppm, bezogen auf das Gewicht, bis weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, betragen. Wenn die Menge an restlichem Lösungsmittel geringer als 5 ppm, bezogen auf das Gewicht, ist, ist die Stabilität der Farbstoffe in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht im wesentlichen die gleiche wie im Stand der Technik und ist außerdem ein höherer Prozessierkostenbetrag erforderlich. Wenn die Menge an restlichem Lösungsmittel mehr als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht (0,05 Gew.-%), beträgt, ist die Stabilität, insbesondere die Langzeitstabilität der Farbstoffe in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht nicht ausreichend.
Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem transparenten Harzfilm oder der transparenten Haftschicht wird wie folgt gemessen. Das heißt, die Menge an restlichem Lösungsmittel A (ppm) in einer genau abgewogenen Probe (ein planares Basismaterial und ein planarer Film) von jedem beliebigen gewünschten Gewicht wird quantitativ mittels Gaschromatographie bestimmt; dann wird das Filmgewicht C (g) in B (g) einer Probe (ein planares Basismaterial und ein planarer Film) von jeder beliebigen gewünschten Fläche aus den Gewichten vor und nach der Entfernung des Films durch Wischen mit einem Lösungsmittel berechnet; als letztes wird die Menge an restlichem Lösungsmittel (ppm) in dem Film aus der folgenden Formel berechnet.
Menge an restlichem Lösungsmittel im Film (ppm) = A·B/C
Nebenbei gesagt, ist "jede gewünschte Fläche" eine Fläche, welche es ermöglicht, das Filmgewicht genau und sicher zu berechnen, und sie kann kleiner sein, wenn die Filmdicke größer wird. Es gibt keine besondere Beschränkung, was die Form von "planar" anbetrifft, und die Form ist gängigerweise quadratisch, rechteckig, zirkulär oder dergleichen im Hinblick auf die Leichtigkeit des Schneidens.
Die vorliegende Erfindung wird genauer unten mit Hilfe von Beispielen beschrieben.
Beispiel 1
In 100 Gew.-Teilen 1,3-Dioxolan wurden als im nahen Infrarot-absorbierende Farbstoffe, 0,07 Gew.-Teile eines Dithiol-Nickel-Komplexes, der durch die oben erwähnte Formel (1) angegeben ist, 0,2 Gew.-Teile einer Diimoniumverbindung, angegeben durch die folgende Formel
und 0,2 Gew.-Teile eines Dithiol-Nickel-Komplexes, angegeben durch die folgende Formel (3')
und als ein Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge im Bereich des orangen Lichts, 0,008 Gew.-Teile einer Cyaninverbindung, die durch die oben erwähnte Formel (4) angegeben wird, gelöst, um eine Farbstofflösung zu erhalten. 18 Gew.-Teile eines Polycarbonats wurden hierzu hinzugesetzt, gefolgt von einem Mischen, um eine Beschichtungslösung herzustellen.
Diese Beschichtungslösung wurde auf einen Polyesterfilm (als ein transparentes Substrat) unter Verwendung eines Stabbeschichters mit einem Abstandsbereich von 100 um aufbeschichtet. Dann wurde das Trocknen der ersten Stufe bei 80°C bei atmosphärischem Druck 5 Minuten lang durchgeführt, wonach das Trocknen der zweiten Stufe bei 50°C unter einem reduzierten Druck (1,0 × 10^–3 Pa) 25 Minuten lang durchgeführt wurde, um einen Harzfilm auszubilden, wodurch ein filmgeformtes Material zum Abtrennen des nahen Infrarotbereichs hergestellt wurde. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 2,5 Gew.-% nach dem Trocknen der ersten Stufe und bei 100 ppm, bezogen auf das Gewicht (0,01 Gew.-%), nach dem Trocknen der zweiten Stufe.
Dieses filmgeformte Material zum Abschneiden des nahen Infrarotbereichs war gut bezüglich der anfänglichen Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abschneiden des nahen Infrarotbereichs) und war sehr gut bezüglich der Langzeitstabilität. Genauer gesagt, blieb das Lichttrennvermögen (z. B. Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des Materials nach einem lang andauernden Wärmebeständigkeitstest (80°C × 1000 Stunden) unverändert.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Beschichtungslösung mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aufbeschichtet. Dann wurde das Trocknen bei 80°C bei atmosphärischem Druck 30 Minuten lang durchgeführt, um ein filmgeformtes Material zum Abtrennen im nahen Infrarotbereich herzustellen. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 0,1 Gew.-%. Dieses filmgeformte Material zum Abtrennen im nahen Infrarotbereich war gut bezüglich der anfänglichen Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarotbereichs), wie in Beispiel 1, war jedoch nicht ausreichend bezüglich der Langzeitstabilität. Genauer gesagt, das Lichttrennvermögen (z. B. Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des Harzfilms nahm etwas ab, und das Material war zwar nach einem Wärmebeständigkeitstest von mittlerer Zeitdauer (80°C × 500 Stunden) brauchbar, nahm jedoch beträchtlich nach einem langzeitigen Wärmebeständigkeitstest (80°C × 1000 Stunden) ab, und das Material war nicht mehr verwendbar.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Beschichtungslösung mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aufbeschichtet. Dann wurde das Trocknen bei 100°C bei atmosphärischem Druck 30 Minuten lang durchgeführt, um ein filmgeformtes Material zum Abtrennen im nahen Infrarotbereich herzustellen. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 0,07 Gew.-%. Dieses filmgeformte Material zum Abtrennen im nahen Infrarotbereich zeigte eine Farbstoffzersetzung während des Trocknens, und als ein Ergebnis waren die anfänglichen Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) per se um einiges schlechter als jene von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, wodurch es nicht notwendig war, einen langzeitigen Wärmebeständigkeitstest durchzuführen.
Beispiel 2
Eine Beschichtungslösung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das 1,3-Dioxolan durch Dichlormethan ersetzt wurde und das Polycarbonat durch ein Polyarylat ersetzt wurde. Unter Verwendung dieser Beschichtungslösung wurden ein Beschichten und Trocknen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein filmgeformtes Material zum Abtrennen im nahen Infrarotbereich herzustellen. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 2,0 Gew.-% nach der ersten Stufe des Trocknens und bei 50 ppm, bezogen auf das Gewicht, nach der zweiten Stufe des Trocknens.
Das filmgeformte Material zum Abtrennen des nahen Infrarots war gut bezüglich anfänglicher Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abtrennen im nahen Infrarot) und war sehr gut bezüglich der Langzeitstabilität, ähnlich dem Material von Beispiel 1. Genauer gesagt, blieb das Lichttrennvermögen (z. B. Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des Harzfilms nach einem langzeitigen Wärmebeständigkeitstest (80°C × 1000 Stunden) unverändert.
Beispiel 3
Eine Beschichtungslösung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass das Polyanlat durch Polymethylacrylat ersetzt wurde. Unter Verwendung dieser Beschichtungslösung wurden ein Beschichten und Trocknen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 und Beispiel 2 durchgeführt, um ein filmgeformtes Material zum Abtrennen im nahen Infrarot herzustellen. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 2,0 Gew.-% nach dem ersten Schritt des Trocknens und bei 50 ppm, bezogen auf das Gewicht, nach dem zweiten Schritt des Trocknens.
Dieses filmgeformte Material zum Abtrennen des nahen Infrarots war gut bezüglich anfänglicher Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) und sehr gut bezüglich der Langzeitstabilität, ähnlich den Materialien von Beispiel 1 und 2. Genauer gesagt, blieb das Lichttrennvermögen (z. B. Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des Harzfilms nach einem langzeitigen Wärmebeständigkeitstest (80°C × 1000 Stunden) unverändert.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Beschichtungslösung mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 3 wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 aufbeschichtet. Dann wurde das Trocknen bei 80°C bei atmosphärischem Druck 30 Minuten lang durchgeführt, um ein filmgeformtes Material zum Abtrennen des nahen Infrarots herzustellen. Die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem Harzfilm lag bei 0,09 Gew.-%. Diese filmgeformte Material zum Abtrennen des nahen Infrarots war gut bezüglich anfänglicher Eigenschaften (z. B. anfängliches Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) wie in Beispiel 3, war jedoch niedrig bezüglich der Stabilität. Genauer gesagt, nahm das Lichttrennvermögen (z. B. Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des Harzfilms signifikant nach einem Wärmebeständigkeitstest von mittlerer Dauer (80°C × 500 Stunden) ab, und das Material war nicht brauchbar.
Wie vom Obenstehenden zu erkennen ist, war, wenn die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem transparenten Harzfilm etc., wobei jeder einen Farbstoff zum Abtrennen im nahen Infrarot etc. enthielt, auf ein minimales Niveau reguliert wurde, speziell bei 10 ppm, bezogen auf das Gewicht, bis weniger als 500 ppm, bezogen auf das Gewicht, die Langzeitstabilität des im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoffs etc. in dem transparenten Harzfilm etc. bei hohen Temperaturen in signifikanter Weise verbessert. Zum Beispiel änderte sich das Lichttrennvermögen (z. B. das Vermögen zum Abtrennen des nahen Infrarots) des transparenten Harzfilms etc. nicht, selbst nach einem langzeitigen Wärmebeständigkeitstest (80°C × 1000 Stunden).
Wenn indessen die Menge an restlichem Lösungsmittel in dem transparenten Harzfilm den obigen Bereich überstieg, senkte sich das Lichttrennvermögen des Films allmählich. Obgleich die Abnahme innerhalb eines zulässigen Bereichs nach 500 Stunden lag, überstieg die Abnahme den zulässigen Bereich nach 1000 Stunden, was den Film als ein Frontfilter unbrauchbar machte. Nach 1000 Stunden zeigte der Film eine auffallende Änderung ebenfalls bezüglich des Farbtons.
Wenn ferner die ferner die Menge des restlichen Lösungsmittels in dem transparenten Harzfilm etc. wie oben reguliert wird, ist es möglich, Farbstoffe zu verwenden, welche bisher unbrauchbar waren aufgrund ihrer schlechteren Langzeitstabilität; eine Farbstoff/Harz-Kombination etc. kann aus einem größeren Bereich gewählt werden; als ein Ergebnis kann ein Material zum Abtrennen des nahen Infrarots für eine gewünschte Lichttrennung mit weit höherer Freiheit entworfen werden. Dies ist vorteilhaft bei der Bereitstellung von Materialien zum Abtrennen des nahen Infrarots mit einer Vielzahl von Arten.
Wenn ferner eine Vakuumtrocknung (zweite Stufe des Trocknens) nach dem Trocknen bei atmosphärischem Druck (erste Stufe des Trocknens) durchgeführt wird, ist es möglich, ein hochsiedendes Lösungsmittel zu verwenden, welches aufgrund des hohen Siedepunktes bei dem herkömmlichen Trocknen (das atmosphärischen Druck sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe des Trocknens anwendet), unbrauchbar war; und eine Farbstoff/Harz/Lösungsmittel-Kombination für eine transparente Harzlösung kann aus einem viel größeren Bereich gewählt werden. Die Verwendung eines hochsiedenden Lösungsmittels macht es leicht, (1) die Konzentration und Viskosität der transparenten Harzlösung zu regulieren, und folglich (2) die Beschichtungsbedingungen der Lösung zu kontrollieren und die Dicke des mit der Lösung gebildeten Films zu kontrollieren.
Die Zeit von der Präparation bis zur Vervollständigung der Beschichtung, die für eine transparente Harzlösung möglich war, ist bisher in einigen Fällen kurz gewesen, und zwar aufgrund der begrenzten Topfzeit der Lösung. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, da eine Farbstoff/Harz/Lösungsmittel-Kombination aus einem viel größeren Bereich gewählt werden kann, möglich, eine transparente Harzlösung mit einer sehr langen Topfzeit herzustellen. Als ein Ergebnis gibt es keinen Fall, dass eine transparente Harzlösung unbrauchbar wird aufgrund des Verfalls der Topfzeit; es ist möglich, eine transparente Harzlösung in großer Menge zu einem Zeitpunkt herzustellen und sie zu lagern; dadurch werden die Brauchbarkeit und die Betriebseffizienz (Herstellung und Beschichtung) der transparenten Harzlösung in starkem Maße verbessert.

Claims

Material zum Abtrennen bzw. Absorbieren des nahen Infrarots, hergestellt durch Bilden auf einem transparenten Substrat einen transparenten Harzfilm, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm, wobei die Menge des in dem transparenten Harzfilm verbleibenden Lösungsmittels 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis beträgt.
Material zum Abtrennen des nahen Infrarots, hergestellt durch Bilden auf einem transparenten Substrat einen transparenten Harzfilm, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und eine transparente Harzhaftschicht, enthaltend mindestens einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm, so dass die transparente Harzhaftschicht die äußerste Schicht wird, wobei die Menge des in dem transparenten Harzfilm verbleibenden Lösungsmittels und/oder der transparenten Harzhaftschicht 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis beträgt.
Material zum Abtrennen des nahen Infrarots gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Harz für den transparenten Harzfilm ein Polycarbonat und/oder ein Polyanlat ist.
Material zum Abtrennen des nahen Infrarots gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der im nahen Infrarotbereich absorbierende Farbstoff eine Dithiol-Metall-Komplex-Verbindung und/oder eine Diimoniumverbindung ist.
Material zum Abtrennen des nahen Infrarots gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm eine Cyaninverbindung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Materials zum Abtrennen des nahen Infrarots, umfassend das Aufbeschichten auf ein transparentes Substrat einer transparenten Harzlösung, enthaltend mindestens einen im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoff und einen Farbstoff mit einer maximalen Absorptionswellenlänge bei 550 bis 620 nm, das Trocknen des resultierenden Materials bei atmosphärischem Druck, bis die Menge des in dem gebildeten Harzfilm verbleibenden Lösungsmittels 3 Gew.-% oder weniger wird, und das anschließende Trocknen des resultierenden Materials unter vermindertem Druck, bis die Menge des Lösungsmittels in dem Film 5 ppm auf Gewichtsbasis bis weniger als 500 ppm auf Gewichtsbasis wird.
Verfahren zur Herstellung eines Materials zum Abtrennen des nahen Infrarots gemäß Anspruch 6, wobei der während des Trocknens unter einem verminderten Druck angewandte Druck 10^–5 bis 10⁴ Pa beträgt und die während des Trocknens unter vermindertem Druck angewandte Temperatur um 5 bis 150°C niedriger ist als die während des Trocknens bei atmosphärischem Druck angewandte Temperatur.