JPH09302284A

JPH09302284A - 日射遮蔽膜用塗布液及びこれを用いた日射遮蔽膜

Info

Publication number: JPH09302284A
Application number: JP8119280A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Takeda; 広充武田; Hiroko Kuno; 裕子久野
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】可視光透過率の制御が可能で、しかも効率の
良い日射遮蔽機能をもち、併せて紫外線遮蔽機能も有す
る日射遮蔽膜およびこれに用いる塗布液を提供する。【解決手段】含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウ
ム酸化物微粒子、および、含ロジウム酸化物微粒子のう
ちの１種もしくは２種以上からなる平均粒径１００ｎｍ
以下の微粒子が含有された分散液からなり、もしくはこ
れに樹脂バインダーとが混合されてなる日射遮蔽膜用塗
布液。また、上記塗布液を、基材に塗布後加熱して得た
日射遮蔽膜。また、上記日射遮蔽膜の上に更に樹脂膜を
被膜して多層とした日射遮蔽膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、プラスチ
ックスなどの日射遮蔽機能を必要とする基材表面に塗布
して日射遮蔽膜とするための塗布液及びこのようにして
得られた日射遮蔽膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光線は、近赤外光、可視光、紫外光
の３つに大きく分けることができる。この内近赤外光
（熱線）は熱エネルギーとして人体に感じる波長領域の
光であり、室内の温度上昇の原因ともなる。また、紫外
線は皮膚ガン等の原因となるなど人体へ悪影響を及ぼす
ことが指摘されている。また、可視光は自動車、ビル、
住宅等の窓ガラスにおいてその透過率を制御すること
で、プライバシー保護機能を持たせることができる。

【０００３】従来、金属（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ）や、窒化
チタン、アルミニウムなどの様な伝導電子を多量にもつ
材料を応用した日射遮蔽膜が用いられている。これらの
材料では、日射以外に可視光領域の光も同時に反射もし
くは吸収する性質があり、可視光透過率が低い欠点があ
る。そのため建材、乗り物、電話ボックス等の透明基材
にこれらの材料を利用する場合は、可視光領域の透過率
を高くするため、膜厚を非常に薄くするなどの操作が必
要となり、十分な日射遮蔽特性をもたせることが困難で
あった。また、純金属材料では、基材との相互拡散や膜
の安定性の点から問題がある。

【０００４】可視光透過性があり、かつ日射遮蔽機能を
もつ材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やア
ルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）などが知られている
が、これらの材料に含まれる自由電子の量は金属に比べ
て少なく、十分な日射遮蔽機能を得ることは困難であっ
た。これら材料を用いた膜の作製方法としてはスパッタ
法や、蒸着法が利用されるが、これらの方法では大がか
りな真空装置を必要とするため生産性に劣りまた大面積
成膜が困難であるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決し、可視光透過率の制御が可能で、しかも
効率の良い日射遮蔽機能をもち、併せて紫外線遮蔽機能
も有する日射遮蔽膜およびこれに用いる塗布液を提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは従来の問題点
を解決するため、材料そのものの特性として、紫外線領
域に吸収をもち、可視光領域に透過性があり、かつ自由
電子を多量に保有しプラズモン反射の強い酸化物である
含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウム酸化物微粒
子、及び含ロジウム酸化物微粒子に注目し、これを含む
日射遮蔽膜およびこれを作製するための塗布液を発明す
るに至った。

【０００７】即ち、上記問題を解決するための本発明の
日射遮蔽膜用塗布液は、含ルテニウム酸化物微粒子、含
イリジウム酸化物微粒子、および、含ロジウム酸化物微
粒子のうちの１種もしくは２種以上からなる平均粒径１
００ｎｍ以下の微粒子が含有された分散液からなるか、
もしくはこれに樹脂バインダーとが混合されてなること
を特徴とする。

【０００８】また、本発明の日射遮蔽膜は、上記いずれ
かの塗布液を、基材に塗布後加熱して得ることを特徴と
する。

【０００９】また、本発明の他の日射遮蔽膜は、上記日
射遮蔽膜の上に更に樹脂膜を被膜して多層としたことを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明における含ルテニウム酸化
物微粒子、含イリジウム酸化物微粒子、及び含ロジウム
酸化物微粒子は、二酸化ルテニウム(ＲｕＯ₂)、二酸化
イリジウム（ＩｒＯ₂）、二酸化ロジウム（ＲｈＯ₂）の
みならず、ルテニウム酸ビスマス（Ｂｉ₂Ｒｕ₂Ｏ₇）、
ルテニウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｒｕ₂Ｏ_6.5）、イリジウム酸ビ
スマス（Ｂｉ₂Ｉｒ₂Ｏ₇）、イリジウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｉｒ
₂Ｏ_6.5）なども含むものとし、またこれらに限定される
ものではない。また、上記含ルテニウム酸化物微粒子、
含イリジウム酸化物微粒子、および、含ロジウム酸化物
微粒子のうちの１種でもよく、また２種以上が混合され
ていてもよい。

【００１１】いずれの材料の場合もその平均粒径は１０
０ｎｍ以下の微粒子であることが必要である。平均粒径
が１００ｎｍを超えると分散液中の微粒子同士の凝集傾
向が強くなり、塗布液中の微粒子の沈降の原因となるか
らである。また１００ｎｍを超える微粒子もしくはそれ
らの凝集した粗大粒子の存在は、それによる光散乱によ
り可視光透過率低下の原因となるので好ましくない。

【００１２】上記の微粒子は全て金属的電気伝導性を示
す黒色粉末である。粒径１００ｎｍ以下の微粒子として
薄膜中に分散した状態では可視光透過性が生ずるが、近
赤外光遮蔽能は充分強く保持でき、また紫外線領域の光
を吸収する。

【００１３】分散液中に上記微粒子を分散させるための
分散媒は特に限定されるものではなく、塗布条件や、塗
布環境等に合わせて選択可能であり、例えば水や、アル
コール等の有機溶媒など各種使用可能である。また、必
要に応じて酸やアルカリを添加してｐＨを調整しても良
い。更に、上記微粒子の分散安定性を向上させるため
に、各種カップリング剤、界面活性剤等の利用も可能で
あり、そのときのそれぞれの添加量は、微粒子に対して
３０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％以下が良い。

【００１４】微粒子の分散方法は、微粒子が均一に溶液
中に分散する方法であれば良く、例としては、ボールミ
ル、サンドミル、超音波分散等を用いた方法が挙げられ
る。

【００１５】本発明の日射遮蔽膜用塗布液は、上記微粒
子を分散させた分散液のみ、もしくは分散液と樹脂バイ
ンダーとを混合したものである。分散液のみを基材に塗
布した場合、基材上には微粒子のみが堆積した膜構造と
なり、このままでも十分日射遮蔽機能を示す。また、こ
の分散液に樹脂バインダーを混合することにより、その
成分が微粒子の堆積した間隙を埋めるため、膜のヘイズ
が低減し、可視光領域の光透過率を向上させ、微粒子の
基材への結着性を向上させる。

【００１６】このようにして得られた膜上に、更に樹脂
バインダーを第２層として被膜することで、上記微粒子
を主成分とする膜の基材への結着力や、膜の硬度および
耐候性を更に向上させることが可能となる。

【００１７】塗布液と混合する樹脂バインダ−、及び、
多層膜用の樹脂バインダーとしては、アクリル樹脂等の
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、紫外線
硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の樹脂を含むものを用
いることが可能である。

【００１８】本発明の塗布液の塗布方法は特に限定され
るものではないが、例えばバーコート法、ブレードコー
ト法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコ
ート法、スクリーン印刷法等が利用でき、処理液を平坦
にかつ薄く均一に塗布できる方法であればいかなる方法
でも良い。

【００１９】本発明の塗布液は、焼成時の熱による塗布
液成分の分解あるいは化学反応を利用したものではない
ため、特性の安定した均一な膜厚の薄膜を形成すること
ができる。

【００２０】本発明の日射遮蔽膜の膜厚は、要求される
透明性と日射遮蔽機能から決定され、通常の場合は０．
０５μｍ〜５μｍ程度が好ましい。膜厚が０．０５μｍ
より薄くなると効果的な日射遮蔽効果が得られず、また
膜中の微粒子の分布が不均一になる傾向がある。また、
厚膜を作製することも可能であるが、膜厚が５μｍ以上
になると十分な透明性を保持するのが困難となり好まし
くない。

【００２１】本発明の日射遮蔽膜の構造は、膜中に電気
絶縁性の高い樹脂が混在して各微粒子を電気的に孤立し
た状態で存在したものとなるので、この結果として表面
抵抗が１ＭΩ/□以上の膜の作製が可能である。この様
に高い表面抵抗をもつ日射遮蔽膜は、これを施した室内
で、携帯電話等の電波通信機や、ラジオ、テレビ、ポケ
ットベル等の電波受信機の利用が可能となり、応用範囲
が広い。

【００２２】更に、上記微粒子は可視光領域に吸収をも
つ材料であり、日射遮蔽膜の膜厚を薄くすることで可視
光領域の透過率を向上させることが可能となる。この可
視光透過性をもたせた膜の色は、微粒子の種類や分散状
態によって異なる。例えば含ルテニウム酸化物において
はブロンズ色〜濃いグリーン色を示し、紫外、近赤外域
の太陽光線を遮蔽するだけでなく、膜を施した基材に非
常に美しい色調を兼ね備えさせることも可能となる。ま
た、透明基材に塗布する場合、膜厚等を変えて可視光透
過率を制御することが可能となり、プライバシー保護膜
としての応用価値も高い。

【００２３】本発明中の塗布液は、さらに無機紫外線遮
蔽材料として、酸化チタンや酸化亜鉛、酸化セリウム
等、有機紫外線材料としてベンゾフェノン、ベンゾトリ
アゾール等を１種もしくは２種以上添加することで、紫
外線遮蔽能をさらに向上させることも可能である。

【００２４】また本発明の日射遮蔽膜をガラスやプラス
チックの様な透明基材に直接塗布すれば、太陽光線フィ
ルターとして利用することも可能であり、塗布液中の溶
媒や樹脂成分を選択することで、塗布後常温固化させ、
直ちに太陽光線フィルターの機能を透明基材にもたせる
ことができる。また、薄いフィルム上に本発明の日射遮
蔽膜を成膜し、このフィルムを目的の基材に直接接着剤
等で接着し、太陽光線フィルター、プライバシー保護膜
として利用することも可能である。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。

【００２６】実施例１・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子（平均粒径３０ｎｍ）１５ｇ、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン（ＮＭＰ）２３ｇ、ジアセトンアルコ
ール（ＤＡＡ）１４ｇ、メチルエチルケトン４７．５
ｇ、およびチタネート系カップリング剤（味の素（株）
製プレンアクトＫＲー４４）０．５ｇを混合し、直径４
ｍｍのジルコニアボールを用いて１００時間ボールミル
混合して酸化ルテニウムの分散液１００ｇを作製した
（Ａ液）。

【００２７】また、樹脂バインダーとして、エポキシ樹
脂５０重量％メチルエチルケトン溶液を作製した（Ｂ
液）。

【００２８】Ａ液とＢ液をそれぞれエタノールで目的の
濃度となるように希釈し、Ａ液とＢ液を混合撹拌し、酸
化ルテニウムとエポキシ樹脂の固形分が全体の４重量
％、酸化ルテニウムとエポキシ樹脂の重量比が７５：２
５となるようにした（Ｃ液）。

【００２９】この混合して得た塗布液（Ｃ液）を、ソー
ダライム系板硝子基板上にバーコーターを用いて塗布し
た。これを１５０℃の乾燥機に入れて１時間加熱硬化
し、目的とする膜を得た。

【００３０】形成された膜の表面抵抗は三菱油化株式会
社製の表面抵抗計を用いて測定した。また、形成された
膜の３４０〜１８００ｎｍの分光透過率を測定し、ＪＩ
ＳＲ３１０６に従って日射透過率、可視光透過率を算
出した。また、ヘイズメーターを用いて膜のヘイズ値を
測定し、試料の紫外線領域の分光透過率を測定し、ＩＳ
Ｏ９０５０に従って紫外線透過率を算出した。これらの
結果を表１に示す。また、表１には実施例２〜６、比較
例１、比較例２で得られた膜の特性についても併せて示
した。

【００３１】

【表１】

【００３２】実施例２・・・Ｃ液中の固形分濃度を
１．２重量％、酸化ルテニウムとエポキシ樹脂の重量比
を７５：２５となるようにした以外は実施例１と同様の
方法で膜を作製した。

【００３３】実施例３・・・Ｃ液中の固形分濃度を
１．４重量％、酸化ルテニウムとエポキシ樹脂の重量比
を７０：３０となるようにした以外は実施例１と同様の
方法で膜を作製した。

【００３４】実施例４・・・Ｃ液中の固形分濃度を
０．８重量％、酸化ルテニウムとエポキシ樹脂の重量比
を１００：０とし、この溶液をソーダライム系板硝子基
板上にバーコーターを用いて塗布した。これを、８０℃
の乾燥機で３０分乾燥させた後、エタノールで固形分納
度を１．６重量％に希釈したＢ液を更にこの基板上に上
記と同様の方法でで塗布し、２層構造の膜を作製した。

【００３５】実施例５・・・Ｂ液中のエポキシ樹脂
の替わりにアクリル樹脂を用い、Ｃ液中の固形分濃度を
１．３重量％、酸化ルテニウムとアクリル樹脂の重量比
を８５：１５となるようにした以外は実施例１と同様の
方法で膜を作製した。

【００３６】実施例６・・・Ｃ液中の固形分濃度を
４重量％となるようにした以外は実施例５と同様の方法
で膜を作製した。

【００３７】実施例７・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の替わりに、酸化イリジウム（ＩｒＯ₂）を
用い、チタネート系カップリング剤の替わりにシラン系
カップリング剤を使用した以外は実施例１と同様の方法
でＡ液を作製し、Ｃ液中の固形分濃度を１．３重量％と
した以外は実施例１と同様の方法で膜を作製した。

【００３８】実施例８・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の替わりに、ルテニウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｒｕ₂
Ｏ_6.5）を用い、Ｃ液中のルテニウム酸鉛とエポキシ樹
脂の重量比を８０：２０とした以外は実施例７と同様の
方法で膜を作製した。

【００３９】実施例９・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の替わりに、イリジウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｉｒ₂
Ｏ_6.5）を用い、Ｃ液中の全固形分濃度を１．２重量％
とした以外は実施例７と同様の方法で膜を作製した。

【００４０】比較例１・・・用いる酸化ルテニウム
微粒子の平均粒径を１２０ｎｍとした以外は実施例１と
同様の方法で膜を作製した。得られた膜付きガラスは、
ヘイズ値が３５と非常に高く、曇りガラスの様になって
しまった。また、インク中に多量の沈殿が生じてしま
い、目的とする膜、及びインクが得られなかった。

【００４１】比較例２・・・Ｃ液中の固形分濃度を
１重量％、酸化ルテニウムとエポキシ樹脂の重量比を８
０：２０となるようにした以外は比較例１と同様の方法
で膜を作製した。得られた膜付きガラスは、比較例１と
同様に、ヘイズ値が１８と非常に高く、曇りガラスの様
になってしまった。また、インク中に多量の沈殿が生じ
てしまい、目的とする膜、及びインクは得られなかっ
た。

【００４２】

【発明の効果】以上示したように、本発明の日射遮蔽膜
は、特に太陽光スペクトルの強度の大きい近赤外領域
（７８０〜１４００ｎｍ）の日射遮蔽効率が高いので、
日射遮蔽には極めて有効である。また、人体に悪影響を
及ぼす紫外線領域の光を吸収し、かつ可視光領域の透過
率制御も可能であり、太陽光の紫外、可視、近赤外域の
光をまとめて制御できる材料として応用範囲が広い。ま
た、高導電性微粒子を用いているにも関わらず膜の表面
抵抗を１MΩ/□以上にすることができるため、これを施
した室内で、携帯電話等の電波通信機や、ラジオ、テレ
ビ、ポケットベル等の電波受信機の利用が可能となり、
現在の電波事情に適している。また高コストの物理成膜
法により作製された日射遮蔽膜と比較して、簡便で安価
な塗布法で成膜でき、コスト面や大面積成膜の面から工
業的有用性が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｋ 3/00 １０５Ｃ０９Ｋ 3/00 １０５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウ
ム酸化物微粒子、および、含ロジウム酸化物微粒子のう
ちの１種もしくは２種以上からなる平均粒径１００ｎｍ
以下の微粒子が含有された分散液からなる日射遮蔽膜用
塗布液。
【請求項２】含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウ
ム酸化物微粒子、および、含ロジウム酸化物微粒子のう
ちの１種もしくは２種以上からなる平均粒径１００ｎｍ
以下の微粒子が含有された分散液と、樹脂バインダーと
が混合されてなる日射遮蔽膜用塗布液。
【請求項３】特許請求の範囲１または特許請求の範囲
２に記載の日射遮蔽膜用塗布液を、基材に塗布後加熱し
て得た日射遮蔽膜。
【請求項４】特許請求の範囲１または特許請求の範囲
２に記載の日射遮蔽膜用塗布液を、基材に塗布後加熱し
て得た日射遮蔽膜の上に、更に樹脂膜を被膜した多層日
射遮蔽膜。