JPH10101340A

JPH10101340A - 日射遮蔽膜用塗布液およびこれを用いた日射遮蔽膜

Info

Publication number: JPH10101340A
Application number: JP25930996A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Takeda; 広充武田
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】安価な塗布方法を利用して基材に成膜し、可
視光透過率の制御可能で、効率の良い日射遮蔽機能をも
ち、しかも紫外線遮蔽機能も合わせもつ日射遮蔽膜膜、
およびそのための日射遮蔽膜用塗布液を提供する。【解決手段】ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、
または、ロジウム酸化物のうち１種もしくは２種以上の
平均粒径１００ｎｍ以下の微粒子を分散媒に分散した日
射遮蔽膜用塗布液。また、ルテニウム酸化物、イリジウ
ム酸化物、または、ロジウム酸化物のうち１種もしくは
２種以上の平均粒径１００ｎｍ以下の微粒子を樹脂バイ
ンダーに分散した日射遮蔽膜用塗布液を、樹脂基材に塗
布後乾燥して得た日射遮蔽膜。更に、上記日射遮蔽膜の
上に樹脂膜を被膜した多層日射遮蔽膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両、ビル、事務所、
一般住宅の窓、電話ボックス、ショーウィンドー、日傘
等、太陽光の熱線を遮蔽するために広い範囲で利用でき
る日射遮蔽膜用塗布液およびこれを用いた日射遮蔽膜に
関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光線は、近赤外光（熱線）、可視
光、紫外光の３つに大きく分けられる。熱線は熱エネル
ギーとして人体に感じる波長領域であり、夏季の室内の
温度上昇の原因となる。また、紫外光は皮膚ガン等人体
へ悪影響を及ぼすことが指摘されている。更に、可視光
においては例えば窓ガラスにその領域の透過率を制御さ
せればプライバシー保護機能を持たせることができる。

【０００３】従来、熱線遮蔽膜としては貴金属（Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ）や、アルミニウムなどの様な伝導電子を多
量にもつ金属材料が用いられていた。これらの材料は、
熱線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、可視光透過率が低下してしまう欠点が
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、可視光領域の高透
過率が必要とされるために膜厚を非常に薄くするなどの
操作が必要となり、十分な熱線遮蔽特性を持たせること
が困難であった。また純メタル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生じていた。

【０００４】可視光透過性があり、かつ熱線遮蔽機能を
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、十分な熱線遮蔽機能を得ることは困難であっ
た。

【０００５】また、上記の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に生産
性や大面積成膜に問題があり、また膜の製造コストが高
いという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、非常に安価な塗布方法を利用して
基材に成膜し、可視光透過率の制御可能で、効率の良い
日射遮蔽機能をもち、しかも紫外線遮蔽機能も合わせも
つ日射遮蔽膜膜、およびそれを作製するための日射遮蔽
膜用塗布液を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記、従来技術のもつ問
題点を解決するための本発明は、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
い酸化物であるルテニウム酸化物微粒子またはイリジウ
ム酸化物微粒子またはロジウム酸化物微粒子に注目し、
これを含む日射遮蔽膜を示したもので、ルテニウム酸化
物、イリジウム酸化物、または、ロジウム酸化物のうち
１種もしくは２種以上の平均粒径１００ｎｍ以下の微粒
子を分散媒に分散したことを特徴とする日射遮蔽膜用塗
布液である。

【０００８】また、本発明の日射遮蔽膜は、ルテニウム
酸化物、イリジウム酸化物、または、ロジウム酸化物の
うち１種もしくは２種以上の平均粒径１００ｎｍ以下の
微粒子を樹脂バインダーに分散した日射遮蔽膜用塗布液
を、樹脂基材に塗布後乾燥して得ることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明の多層日射遮蔽膜は、上記の
日射遮蔽膜の上に更に樹脂膜を被膜したことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】ルテニウム酸化物微粒子、また
は、イリジウム酸化物微粒子、または、ロジウム酸化物
微粒子（以下、「酸化物微粒子」という）には、２酸化
ルテニウム（ＲｕＯ₂）、ルテニウム酸ビスマス（Ｂｉ₂
Ｒｕ₂Ｏ₇）ルテニウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｒｕ₂Ｏ_6.5）、２酸
化ロジウム（ＲｈＯ₂）、２酸化イリジウム（Ｉｒ
Ｏ₂）、イリジウム酸ビスマス（Ｂｉ₂Ｉｒ₂Ｏ₇）、イリ
ジウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｉｒ₂Ｏ_6.5）などをその代表的な例
として挙げることができる。

【００１１】上記酸化物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において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。

【００１２】塗布液中の酸化物微粒子の平均粒径は１０
０ｎｍ以下であることが必要である。平均粒子が１００
ｎｍよりも大きくな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原因となるから
であり、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からである。

【００１３】塗布液中の酸化物微粒子の分散媒は特に限
定されるものではなく、塗布条件や、基材の耐薬品性、
樹脂バインダーとの相溶性、塗布環境等に合わせて選択
可能であり、例えば水や、メチルアルコール、エチルア
ルコール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコ
ール、ジアセトンアルコール、シクロヘキサン、シクロ
ヘキサノン、トルエン、イソホロン、酢酸ブチル、エチ
ルセロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
セロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、
メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、
Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミドなど各種使用可能であ
り、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。

【００１４】更に、酸化物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、酸化物
微粒子に対して３０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％以
下が良い。また、酸化物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、超音波分散等の方法が挙
げられる。

【００１５】本発明の日射遮蔽膜は、基体上に酸化物微
粒子が高密度に堆積し膜を形成するものである。塗布液
中に含まれる、樹脂バインダーは、乾燥後固化し、酸化
物微粒子の基体への結着性を向上させる接着剤の役目を
もち、更に、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膜上に、更に樹脂を第２層とし
て被膜することで、上記酸化物微粒子を主成分とする膜
の基体への結着力や、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。

【００１６】塗布液中に樹脂バインダーを含まない場
合、この塗布液を基体に塗布後乾燥して得られる膜は、
基体上に酸化物微粒子が堆積した膜構造となる。このま
までも日射遮蔽機能を示すが、この膜に更に樹脂を含む
塗布液を塗布することにより、塗布液中の樹脂成分が第
１層の酸化物微粒子の堆積した間隙を埋めて成膜される
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、酸化物微粒子の基体への結着性を向上させる。

【００１７】この被膜用塗布液（以下、「コーティング
液」という）及び塗布液中の樹脂バインダ−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、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、紫外線、電子線硬化性樹脂等の樹脂を含む液等を用
いることが可能である。

【００１８】塗布液およびコーティング液の塗布方法は
特に限定されるものではなく、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、ロールコート法等、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、熱によるインク成分の
分解あるいは化学反応を利用して目的の日射遮蔽膜を形
成するものではない。従って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
透明性と日射遮蔽能等から決定され、通常は０．０５μ
ｍ〜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ので好ましくな
い。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】上記各酸化物は金属的伝導を示す高導電性
酸化物であるので、これだけを基体上に塗膜すると基本
的に高導電性膜となるが、この発明による日射遮蔽膜の
構造は、膜中に電気絶縁性の高い樹脂を混在させること
で各微粒子及びその二次凝集体を電気的に孤立した状態
で膜中に存在させることが可能となり、結果的に表面抵
抗が１ＭΩ／□以上の膜の作製が可能となる。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
が広がる。前記酸化物微粒子は可視光領域に吸収をもつ
材料であり、そ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
をもたせた各酸化物微粒子分散膜の色は、ブロンズ色〜
濃いグリーン色を示す。これは電子のバンド間遷移によ
る吸収や微粒子の粒径分布や分散状態などの複合的効果
の現れであると考えられる。このため、本発明における
酸化物微粒子分散膜を基材に塗布することで、紫外、近
赤外域の太陽光線を遮蔽するだけでなく、ブロンズ色〜
濃いグリーン色の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。

【００２２】本発明中の塗布液に、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が可能である。

【００２３】本発明の日射遮蔽膜は、各種基材に直接塗
布し、太陽光線フィルターとして利用することが可能で
あり、また、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
ム上に本発明における膜を成膜し、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。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例を元に更に詳細に説明
する。実施例１・・・平均粒径３０ｎｍの酸化ルテニウム
（ＲｕＯ₂）微粒子：１５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン（ＮＭＰ）：１３ｇ、ジアセトンアルコール（ＤＡ
Ａ）：１４ｇ、メチルセロソルブ：５７．５ｇ、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−４４）：０．５ｇを混合し、直径４ｍｍ
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混合液１００ｇを作製した。これ
をＡ液とする。

【００２５】一方、樹脂バインダー液として、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。こ
れをＢ液とする。

【００２６】Ａ液とＢ液とをそれぞれメチルセロソルブ
で目的の濃度となるように希釈し、Ａ液とＢ液とを混合
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７
５：２５となるようにした。これをＣ液とする。

【００２７】このＣ液を厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）フィルム上にバーコーターを
用いて塗布した。これを１００℃の乾燥機に入れて１時
間加熱硬化し、溶媒を蒸発させ目的とする膜を得た。

【００２８】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。ヘイズメーターを用いて膜のヘイズ値を測定し
た。試料の紫外線領域の分光透過率を測定し、ＩＳＯ９
０５０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。表１には実施例２〜９、比較例１〜２で
得られた膜の特性についても併せて示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】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。実施例１と同じ評価の結果を表
１に示す。

【００３１】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。実施例１と同じ評価の結果を表
１に示す。

【００３２】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０．１ｍｍのＰＥＴフィ
ルム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、メチルセロソルブで
固形分納度を１５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。実施例１と同じ評価の結果を表１に示す。

【００３３】実施例５・・・Ｂ液中のエポキシ樹脂
の代わりに、アクリル樹脂を用い、Ｃ液中の固形分濃度
を３．０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、加熱工程を８０℃で１
５分間とした以外は、実施例１と同様の方法で膜を作製
した。実施例１と同じ評価の結果を表１に示す。

【００３４】実施例６・・・Ｃ液中の固形分濃度を
４．８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。実施例１と同じ評価の結果を表
１に示す。

【００３５】実施例７・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の代わりに、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代わりにシラン系
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。実
施例１と同じ評価の結果を表１に示す。

【００３６】実施例８・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の代わりに、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。実施例１と同じ評価の結果を表１
に示す。

【００３７】実施例９・・・酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）微粒子の代わりに、イリジウム酸鉛（Ｐｂ₂Ｉｒ
₂Ｏ_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。実
施例１と同じ評価の結果を表１に示す。

【００３８】比較例１・・・用いる酸化ルテニウム
微粒子の平均粒径を１４０ｎｍとした以外は実施例１と
同様の方法で膜を作製した。得られた膜付きフィルム
は、ヘイズ値が４５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。

【００３９】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。得られた膜付きフィルムは、比較例
１と同様に、ヘイズ値が２９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。

【００４０】

【発明の効果】以上の実施例に示されるように、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）の熱線遮蔽効率が高
いので熱線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
外域の光を総合的に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／□以上にする事ができるため、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熱線遮蔽膜と比較して、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ＦＩＣ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 ＺＥ０６Ｂ 5/18 Ｅ０６Ｂ 5/18 9/24 9/24 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、
または、ロジウム酸化物のうち１種もしくは２種以上の
平均粒径１００ｎｍ以下の微粒子を分散媒に分散した日
射遮蔽膜用塗布液。
【請求項２】ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、
または、ロジウム酸化物のうち１種もしくは２種以上の
平均粒径１００ｎｍ以下の微粒子を樹脂バインダーに分
散した日射遮蔽膜用塗布液を、樹脂基材に塗布後乾燥し
て得た日射遮蔽膜。
【請求項３】請求項２に記載の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。