JPH1036774A

JPH1036774A - 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: JPH1036774A
Application number: JP8198209A
Authority: JP
Inventors: Kenji Adachi; 健治足立; Hiromitsu Takeda; 広充武田
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-10

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と、オルガノシラザン
溶液とが混合されてなる日射遮蔽膜用塗布液。また、こ
の塗布液を、基材に塗布後加熱して得た日射遮蔽膜。更
にオーバーコート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、これを用い
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に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もたせることができる。

【０００３】従来、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属
や、窒化チタン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。これらの材料は
日射以外に可視光領域の光も同時に反射、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工夫が必要であり、十
分な日射遮蔽特性をもたせることは困難であった。ま
た、純金属材料では、基材との相互拡散や膜の安定性の
点からも問題がある。

【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とこれに用いる塗布液とを提供する
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と、オルガノ
シラザン溶液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、上記の塗布
液を、基材に塗布後加熱して得られることを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明の多層日射遮蔽膜は、上記得
られた日射遮蔽膜の上に更にオーバーコート膜を被膜し
て加熱して得られることを特徴とする。

【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、または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微粒
子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が使用可能である。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と、オルガノシラザン溶液とを混
合したものである。オルガノシラザン溶液は、室温〜５
００℃の幅広い温度範囲で加水分解・重合してシリカの
膜を形成する。上記微粒子分散液にオルガノシラザン溶
液を混合することにより、その成分が微粒子同士または
微粒子と基材とを結着させる役目を担うばかりでなく、
微粒子の堆積した間隙を埋めて膜ヘイズを減少させ、光
透過率を向上させる。オルガノシラザン溶液としては、
側鎖基の修正や酸化触媒の添加で重合硬化温度が１００
℃以下のものも市販されており、これらを用いることに
よって成膜温度をかなり低くできる。

【００１６】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。

【００１７】塗布液と混合するオルガノシラザン溶液に
は市販の物が使用でき、例えばＮ．Ｅ．ケムキャット
（株）製ＨＥＲＶＩＣ液（主成分ペロヒドロポリシラザ
ン）などがある。

【００１８】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．
０５〜５μｍ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。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。

【００１９】本発明の膜上に、更にオーバーコートを第
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、膜の硬度並びに耐候性を更に向
上させることが可能となる。

【００２０】オーバーコートの材料としては、オルガノ
シラザン溶液の他に、シロキサンを主成分のするシリケ
ート溶液でもよく、また、アクリル樹脂などの熱可塑性
樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹
脂、電子線硬化樹脂などの各種樹脂を主成分とする溶液
を用いてもよい。

【００２１】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。

【００２２】本発明の日射遮蔽膜の構造は、膜中に各微
粒子が電気的に孤立した状態で存在したものとなるの
で、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、基材に塗布後
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。

【００２６】

【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。

【００２７】実施例１・・・キシレン８０部（重量
比、以下同じ）中に味の素（株）製界面活性剤プレンア
クトＫＲ１３８Ｓを５部の割合で混合し、攪拌した。平
均粒径１７ｎｍの住友金属鉱山（株）製酸化ルテニウム
（ＲｕＯ₂）微粒子２２部を前記攪拌した溶液中に混合
し、直径５ｍｍのジルコニアボールを用いたボールミル
で５６時間混合した。更に、キシレンでＲｕＯ₂濃度が
２．５％になるように希釈して超音波混合し、ＲｕＯ₂
分散液を作製した。

【００２８】一方、Ｎ．Ｅ．ケムキャット（株）製ＨＥ
ＲＶＩＣ液（主成分ペロヒドロポリシラザン）を、固形
分濃度が２．５％になるようにキシレンで希釈して、こ
れに前記のＲｕＯ₂分散液を１：１の割合でゆっくり混
合し、更にキシレンでＲｕＯ₂濃度が１．２％になるよ
うに希釈して日射遮蔽用加熱塗布液とした。

【００２９】この塗布液１０ｇを２０×２０×１５ｍｍ
の板ガラス上に滴下してバーコートした。この塗布板ガ
ラスを８０℃の乾燥機の中に入れ３０分加熱硬化し、目
的の膜を得た。この膜の分光反射率を日立Ｕ−４０００
型自動分光光度計を用いて測定し、ＪＩＳＲ３１０
６に従って可視光透過率、及び日射透過率を算出した。
また、膜のヘイズは村上色彩技術研究所製ヘイズメータ
ーＨＲ−２００を用いて測定した。膜の表面抵抗は、三
菱油化（株）製表面抵抗計ハイレスタ及びローレスタを
用いて測定した。

【００３０】測定の結果、この膜付きガラスの可視光透
過率は６７．３％、日射透過率は５８．９％、紫外線透
過率は３３．２％、ヘイズは３．５％、表面抵抗は６×
１０⁸Ω／□であった。紫外線を遮断する機能に比べ
て、可視光透過率と日射透過率との差が８．４％と大き
な日射遮蔽機能が認められる一方、表面抵抗が電波の透
過に十分なほど大きかった。

【００３１】実施例２・・・ＲｕＯ₂微粒子の代わ
りに平均粒径２８ｎｍの住友金属鉱山（株）製Ｐｂ₂Ｒ
ｕ₂Ｏ_6.5微粒子を用いた以外は実施例１と同様の方法で
膜を作製した。この膜付きガラスの特性は、可視光透過
率は７１．２％、日射透過率は６４．０％、紫外線透過
率は３８．１％、ヘイズは４．５％、表面抵抗は８×１
０⁸Ω／□であり、十分な日射遮蔽効果と表面抵抗値が
得られた。

【００３２】実施例３・・・ＲｕＯ₂微粒子の代わ
りに平均粒径２７ｎｍの住友金属鉱山（株）製ＩｒＯ₂
微粒子を用いた以外は実施例１と同様の方法で膜を作製
した。この膜付きガラスの特性は、可視光透過率は６
７．１％、日射透過率は５８．５％、紫外線透過率は３
４．１％、ヘイズは２．６％、表面抵抗は４×１０⁸Ω
／□であり、十分な日射遮蔽効果と表面抵抗値が得られ
た。

【００３３】実施例４・・・ＲｕＯ₂微粒子の代わ
りに平均粒径３３ｎｍの住友金属鉱山（株）製Ｒｈ₂Ｏ₂
微粒子を用いた以外は実施例１と同様の方法で膜を作製
した。この膜付きガラスの特性は、可視光透過率は６
５．３％、日射透過率は５５．９％、紫外線透過率は３
３．０％、ヘイズは４．５％、表面抵抗は８×１０⁸Ω
／□であり、十分な日射遮蔽効果と表面抵抗値が得られ
た。

【００３４】比較例１・・・用いるＲｕＯ₂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。この膜付きガラスはヘイズが２８
％と高く、曇りガラスのようになってしまった。また、
可視光透過率は５２．４％、日射透過率は４９．８％と
なって、十分な日射遮蔽効果が得られなかった。

【００３５】

【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。

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と、オルガノシラザン
溶液とが混合されてなる日射遮蔽膜用塗布液。
【請求項２】特許請求の範囲１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３】特許請求の範囲１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、更にオーバーコート膜を被膜して加熱することによ
り得た多層日射遮蔽膜。