機能性コーティング組成物、これを用いた機能性被膜及びそれらの製造方法
本発明は機能性被膜組成物に係り、さらに詳細には、水性、アルコール性、非水性樹脂バインダーと相容性の高い熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光線吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などの機能性被膜組成物及びこれを用いた被膜、そしてこれらを製造する方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性被膜組成物に係り、さらに詳細には、水性及びアルコール系、非水系樹脂バインダーと相溶性の高い熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などのような機能性被膜組成物及びこれを用いた被膜、そしてこれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の機能性材料で構成された機能性被膜（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｉｌｍ）を形成する方法には、真空プロセスを用いる方法、湿式プロセスを用いる方法などがある。真空プロセスを利用する方法には、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、Ｅ−ｂｅａｍ蒸着法、イオンプレーティング（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、レーザー削磨（ｌａｓｅｒ ａｂｕｌａｔｉｏｎ）などの物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱的化学的気相蒸着法（Ｔｈｅｍａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、光化学的気相蒸着法、プラズマ化学的気相蒸着法などのような化学的気相蒸着法などが含まれる。湿式プロセスを利用する方法では、ゾル−ゲル法を用いたディップコーティング法（ｄｉｐ ｃｏａｔｉｎｇ）、スピンコーティング法（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）などを含む。
【０００３】
しかし、真空プロセスを利用する方法は、複雑な製造過程及び装置設備を必要とし、高い製造費用をもたらす。一方、ゾル−ゲル法を利用した方法は、大部分の場合、高温での焼結過程（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を要し、これによって、製造時間が長くなるため、フィルムの製造には限界がある。
【０００４】
多くの機能性被膜のうち例えば、熱線遮断特性を示す被膜に対して説明する。熱線遮断効果を示す透明被膜は、ＩＣや電子部品の誤作動防止、クレジットカードの偽造防止などの手段として、または窓などから室内、車内に流入する太陽エネルギーを減少させ、冷・暖房費用を軽減することができる手段として有用である。また、光ファイバ、ひさし板（Ｓｕｎ Ｖｉｓｏｒ）、ＰＥＴ容器、包装用被膜、めがね、纎維製品、加熱装置のピープホール（ｐｅｅｐ ｈｏｌｅｓ）、ヒータなどのような各種の製品に適用して製品に赤外線遮断効果を付与することができる。
【０００５】
可視光線範囲３８０〜７８０ｎｍ波長の光を透過し、近赤外線範囲８００〜２５００ｎｍ波長の光を反射する従来の熱線遮断被膜を形成する方法では、（１）酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレー法（ｓｐｒａｙ）によって形成する方法（特許文献１）、（２）錫ドープ酸化インジウム（以下、ＩＴＯと略記する）の薄膜を物理蒸着、化学蒸着、またはスパッタリング法などのような気相法によってガラス基板上に形成する方法、（３）フタロシアニン系（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、アントラキノン （ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）系、ナフトキノン（ｎａｐｈｔｈｏｑｕｉｎｏｎｅ）系、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）系、高分子縮合アゾ（ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ ａｚｏ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）系、ピロール（ｐｙｒｒｏｌ）系などの有機染料系の近赤外線吸収剤を有機溶媒と有機バインダーを用いて基板に塗布するか、被膜化する方法である。
【０００６】
しかし、酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレー法（ｓｐｒａｙ）によって形成する方法は、熱線遮断能力が低くて、厚膜（ｔｈｉｃｋ ｆｉｌｍ）を要するようになり、したがって、可視光線透過率が低くなる欠点がある。一方、ＩＴＯ薄膜を気相法によりガラス基板上に形成する方法は、高真空と精度の高い雰囲気制御が必要な装置を利用しなければならないため、コスト高になるだけでなく、被膜の大きさおよび形状においても制限があり、しかも、量産性が悪く、汎用性が乏しいなどの問題がある。そして有機染料系近赤外線吸収剤を有機溶媒と有機バインダーとを用いて基板に塗布するか、被膜化する方法は可視光領域の透過率が低く、濃い着色を有し、大部分６９０〜１０００ｎｍ程度の限られた近赤外線領域のみを吸収するため、熱線遮断効率が不十分であるという問題点がある。
【０００７】
また、酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレーによって形成する方法及びＩＴＯ薄膜を気相法によりガラス基板上に形成する方法による熱線遮断被膜は、熱線遮断と同時に紫外線の遮断も可能であるが、被膜の表面抵抗が低くて、すなわち、電気伝導度が高くて携帯電話やＴＶやラジオなどの電波を反射して、受信が不可能になる問題がある。
【０００８】
これら問題点を解決するための手段として、特許文献２、３及び４にはアンチモンドープ酸化錫（以下、ＡＴＯと略記する）をバインダー樹脂（ｂｉｎｄｅｒ ｒｅｓｉｎ）に混合させるか、有機溶剤にとかした樹脂バインダーに直接添加する方法及び有機バインダーと酸化スズ微粒子を有機溶剤と界面活性剤を添加して製造したコーティング組成物を塗布して、熱線遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この被膜によって十分な赤外線遮断機能を発現させるためには、厚い被膜が必要になり、このような厚い被膜は可視光線透過率が低く、透明性が低下するという欠点がある。
【０００９】
特許文献５〜１０にはＩＴＯ微粒子を不活性ガス雰囲気中で処理、または製造することによって、熱線遮断能力が優れた粉末を製造する方法、及び有機溶媒を使用せずに水またはアルコール溶媒を用いて分散ゾルを作って、有機及び無機バインダーと混合して、１０００ｎｍ以下で９０％以上の熱線を遮断することができる熱線遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、ＩＴＯ微粒子は高価なインジウムを主成分とし、また、不活性ガス雰囲気で２次処理を実施することによって得られるので、微粒子の製造コストが非常に高くなり、汎用化には限界があり、また紫外線硬化型バインダー樹脂と混合する場合に、層分離が発生するか、凝集現象が発生して、貯蔵安定性が良くないという欠点がある。
【００１０】
特許文献１１〜１６には第１熱線遮断微粒子（ＡＴＯ、ＩＴＯ）と第２熱線遮断組成物（近赤外線吸収剤または６ホウ素化物微粒子など）の分散ゾルを混合するか、それぞれのコーティング組成物を混合する方法により熱線遮断特性が優れた被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この場合には、可視光線透過率が顕著に低下する現象を示すか、第２熱線遮断組成物の分散ゾル製造のとき、分散が容易ではないという欠点があって、熱線遮断被膜を低コストで量産することは不可能である。
【００１１】
特許文献１７〜２３にはＡＴＯ水性分散ゾル及びオーガニックＡＴＯ（すなわち、ＡＴＯの親水性表面を疎水性に変換して、有機溶媒との相溶性を向上させたもの）の有機溶媒分散ゾル製造方法、及び水性バインダーと有機系バインダー樹脂に対して、それぞれの熱遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この場合に、水性ＡＴＯゾルは有機バインダー樹脂との相溶性が不足であり、オーガニックＡＴＯゾルは水系バインダー樹脂との相溶性が不十分であるという欠点がある。また、オーガニックＡＴＯゾルの場合に、水と親水性表面を疎水性表面に変化させるための第２の工程が必要となり、費用が増加するという欠点がある。
【００１２】
したがって、低コストで優れた機能性を有する機能性被膜に対する開発が必要とされている。
【特許文献１】特開平３−１０３３４１号公報
【特許文献２】特開昭５６−１５６６０６号公報
【特許文献３】特開昭５８−１１７２２８号公報
【特許文献４】特開昭６３−２８１８３７号公報
【特許文献５】特開平７−２４９５７号公報
【特許文献６】特開平７−７０３６３号公報
【特許文献７】特開平７−７０４８１号公報
【特許文献８】特開平７−７０４８２号公報
【特許文献９】特開平７−７０４４５号公報
【特許文献１０】特開平８−４１４４１号公報
【特許文献１１】特開平９−３２４１４４号公報
【特許文献１２】特開平９−３１００３１号公報
【特許文献１３】特開平９−３１６１１５号公報
【特許文献１４】特開平９−３１６３６３号公報
【特許文献１５】特開平１０−１００３１０号公報
【特許文献１６】特開平２０００−１６９７６５号公報
【特許文献１７】特開平６−２６２７１７号公報
【特許文献１８】特開平６−３１６４３９号公報
【特許文献１９】特開平６−２５７９２２号公報
【特許文献２０】特開平 ８−２８１８６０号公報
【特許文献２１】特開平９−１０８６２１号公報
【特許文献２２】特開平９−１５１２０３号公報
【特許文献２３】米国特許第２００２−００９０５０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、低コストで量産可能な機能性被膜を形成する方法及びそれによって形成される機能性被膜組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的を達成するために、本発明は機能性微粒子を両性溶媒に均一に分散して機能性微粒子分散ゾル（両性溶媒分散ゾル）を形成する方法を提供する。機能性微粒子とは、機能性被膜を構成する微粒子を示す。前記機能性微粒子には、伝導性微粒子、強磁性微粒子、誘電体及び強誘電体微粒子、金属酸化物、硫化物、ホウ素化合物、窒化物、近赤外線遮断染料、２成分系、３成分系、及び４成分系無機顔料化合物などを含むが、これらに限定されない。
【００１５】
熱線遮断膜を形成するために用いられる前記伝導性微粒子には、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化カドミウム、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などが包含されるが、これらに限定されない。
【００１６】
磁性膜または強磁性膜を形成するために用いられる前記磁性または強磁性微粒子には、以下に限定されないが、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣＯ−ＦｅＯｘ、バリウムフェライト（Ｂａｒｉｕｍ ｆｅｒｒｉｔｅ）、α−Ｆｅ、Ｆｅ−ＣＯ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉなどが包含される。
【００１７】
誘電体膜または強誘電体膜を形成するために用いられる前記誘電体または強誘電体微粒子は、マグネシウムチタン酸塩（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸バリウム（Ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸ストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸鉛（Ｌｅａｄ ｔｉｔａｎａｔｅ）、ＰＺＴ（Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、ＰＬＺＴ（Ｌｅａｄ ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ）、鉛含有ペロブスカイト化合物、マグネシウムシリケート系物質などを包含するが、これらに限定されない。
【００１８】
前記金属酸化物には、ＦｅＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＷＯ３などが包含されるが、これらに限定されない。
【００１９】
前記硫化物にはＳｉＯ２、ＺｎＳなどが包含されるが、これらに限定されない。
【００２０】
前記ホウ素化合物にはＬａＢ６が包含されるが、これらに限定されない。
【００２１】
前記窒化物にはＴｉＮ、ＳｉＮ、ＷｉＮ、ＴａＮなどが包含されるが、これらに限定されない。
【００２２】
前記近赤外線遮断染料には、フタロシアニン系、アントラキノン系、ナフトキノン系、シアニン系、ナフタロシアニン系、高分子縮合アゾ系、ピロール系などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２３】
前記２成分系、３成分及び４成分系無機顔料化合物には、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｔｉ−Ｓｂ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ）、Ｂｒｏｗｎ（Ｚｎ−Ｆｅ）、Ｒｅｄ（Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｒ）、Ｇｒｅｅｎ（Ｔｉ−Ｚｎ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ−Ｔｉ）、Ｂｌｕｅ（Ｃｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ）、Ｂｌａｃｋ（Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ）などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２４】
前記機能性被膜には、例えば、 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２５】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、エチレングリコールモノプロピルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｐｒｏｐｙｌ ｅｔｈｅｒ）及びエチレングリコールモノブチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｂｕｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）を包含される。
【００２６】
前記機能性微粒子は約１〜８０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約２０〜９９重量％の範囲である。好ましくは、前記機能性微粒子は約５乃至６０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約４０乃至９５重量％である。
【００２７】
前記両性溶媒中に均一に分散される前記機能性微粒子は、例えばその粒子直径が約１００μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下の大きさを有する。さらに好ましくは、前記機能性微粒子は、その直径が１０〜１００ｎｍの大きさを有し、全ての粒子の６０％以上が１００ｎｍ以内の直径を有する。２００ｎｍ以下の小さい大きさを有する粒子は可視光線領域の波長範囲で散乱を誘発せず、機能性被膜の透明性を維持させる。
【００２８】
一般的に、機能性微粒子の分散に用いられる溶媒では、水、アルコールのような極性溶媒、またはトルエン、キシレンなどの非極性有機溶媒が用いられる場合が多い。このときに、用いられる溶媒が水やアルコールのような極性溶媒の場合、形成される分散ゾルは非水系バインダー樹脂に対して相容性がなくて用いられことができない。一方、非極性有機溶媒の場合、形成される分散ゾルは水性バインダー樹脂に対しては用いることができない。したがって、本発明の以前には多様なバインダー樹脂に１つの分散ゾルを利用することは不可能であった。また、機能性微粒子の場合、粉末の表面が親水性を示すので、非極性有機溶媒に分散する場合、粉末の親水性表面を疎水性に変化させる別途の粉末製造工程が必要になり、これは時間とコストの側面において、多くの短所を有していた。
【００２９】
したがって、本発明においては、機能性微粒子を両性溶媒に分散して両性溶媒分散ゾルを製造することによって、機能性微粒子粉末の表面を疎水化する２次製造工程なしにすべてのバインダー樹脂と混合して用いることが可能になった。
【００３０】
前記機能性微粒子を両性溶媒に分散させて両性溶媒分散ゾルを形成するときに、表面電荷調整剤、分散剤、またはこれらすべてを添加することができる。
【００３１】
前記表面電荷調整剤には、例えば有機酸、無機酸、及び高分子酸などが包含されるが、これらに限定されない。有機酸には、酢酸、氷酢酸を包含されるが、これらに限定されない。無機酸には、塩酸、窒酸、燐酸、硫酸などが包含されるが、これらに限定されない。高分子酸には、ポリアクリル酸を含むが、これに限定されない。例えば、１０ｗｔ％のアンチモンが含有されたＡＴＯに表面電荷調整剤として塩酸を用いる場合に、機能性微粒子１ｇに対して５×１０−４〜３.５×１０−３ｇの酸を用いることができる。
【００３２】
一方、前記分散剤は、前記機能性微粒子周りの外被を厚くして、これを安定化させる。前記分散剤は、アミン価を有する分散剤、酸価を有する分散剤、中性の分散剤で区分することができるが、これらに限定されない。前記分散剤には、具体的には、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０３、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０４、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０５、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０６、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ１００、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ８０、ＢＹＫ−１５４、ＢＹＫ−２２０Ｓ、ＢＹＫ−Ｐ１０４、ＢＹＫ−Ｐ１０４Ｓ、ＢＹＫ−Ｐ１０５、ＢＹＫ−９０７５、ＢＹＫ−９０７６、ＢＹＫ−９０７７、ｂｙｋｌｕｍｅｎ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０８、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０９、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１３０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６９、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０５０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２１５０、Ｌａｃｔｉｍｏｎ、Ｌａｃｔｉｍｏｎ−ＷＳなど（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ）などが包含される。例えば、分散剤の使用量は機能性微粒子に対して重量比で１〜３０ｗｔ％である。分散剤の使用量が１ｗｔ％より少ない場合、粘度低下効果、または貯蔵安全性が悪く、３０ｗｔ％より多い場合、被膜の物性を低下させるおそれがある。
【００３３】
前記表面電荷調整剤及び前記分散剤は、前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させるときに、形成される機能性微粒子分散ゾルの表面特性を向上させ、分散がより効率的に行われるようにする。
【００３４】
前記表面電荷調整剤は、静電気的反撥力（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｒｅｐｕｌｓｉｏｎ）によって機能性微粒子の分散を容易にする。分散ゾル（機能性被膜組成物）において、機能性微粒子は表面に電荷を有するようになり、表面電荷調整剤を用いて分散ゾル表面の電荷を強めることができ、またすべての微粒子が同じ電荷を有するようにすることができる。対イオン（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｉｏｎ）はその周りを囲んで電気的２重層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ）を形成し、該２重層が厚いほど分散ゾルはさらに安定化される。
【００３５】
本発明に用いられた機能性微粒子の表面等電点（Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｉｎｔｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ）は微粒子の種類及び状態によって異なるが、ＡＴＯの場合、ｐＨｉｅｐ＝３．７であり、ＩＴＯはｐＨｉｅｐ=８．５である。したがって、それぞれの懸濁液はＡＴＯの場合、ｐＨ＞８、ＩＴＯはｐＨ＜６の条件で安定した状態で存在するようになる。分散に用いる表面電荷調整剤の量と種類は、伝導性微粒子の組成、種類及び添加量によって違いがあり、分散条件に適するように決めるのが望ましい。１０ｗｔ％のアンチモンが含有されたＡＴＯに表面電荷調整剤として塩酸を用いる場合、微粒子１ｇに対して５×１０−４〜３．５×１０−３ｇの酸を用いることができる。
【００３６】
ＩＴＯ微粒子の場合、ＡＴＯ微粒子と異なり、等電点が高いので、表面電荷の調整は分散ゾルの使用目的及び用途によって決められ、高濃度かつ低粘度の分散ゾルを製造する場合は、表面電荷を調整せずに、両性溶媒に分散し、分散剤を適用することが望ましい。本発明に表面電荷調整剤として使用可能な酸の種類には、有機酸、無機酸、高分子酸などがあり、有機酸の例には、酢酸または氷酢酸があり、無機酸の例には塩酸、硝酸、燐酸、硫酸などがあり、高分子酸の例にはポリアクリル酸などがある。しかし、これらの例に限定されない。
【００３７】
一方、分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ Ａｇｅｎｔ）は立体障害効果（Ｓｔｅｒｉｃ ｈｉｎｄｒａｎｃｅ）によって機能性微粒子の分散を容易にする。立体障害効果を与える分散剤は、次のような２つの特徴的な構造を有している。
【００３８】
第１に、分散剤は伝導性微粒子の表面に吸着することができ、伝導性微粒子と親和力を有する官能基を１つまたは多数有しているため、顔料の表面に強く、かつ持続的に吸着する。
【００３９】
第２に、相容性が優れた鎖部分（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｅｎｔｉｔｉｅｓ）があることから、伝導性微粒子に吸着した後、伝導性微粒子周りの両性溶媒に鎖をできる限り長く垂らす。このように鎖部分を両性溶媒に垂らし、伝導性微粒子の表面に吸着することを、立体障害効果または均質安定化（Ｅｎｔｒｏｐｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）と言うのである。
【００４０】
分散剤の高分子部分と両性溶媒が相互作用して伝導性微粒子周りの外被（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を厚くして、安定性をさらに高めるようになる。このような安定化方法により分散したゾルは、非水系バインダー樹脂と、溶媒を一部用いる水系バインダー樹脂の両方に用いることが可能である。分散剤は、単独で伝導性微粒子が両性溶媒に直接分散することを助けるか、または表面電荷調整剤とともに伝導性微粒子が両性溶媒に分散することを助ける。これによって、分散剤は両性溶媒に分散した分散ゾルに吸着して、静電気的反撥力や立体障害効果により微粒子と微粒子との間の間隔を一定に維持して、微粒子が凝集することを防止して、粘度を低下させる。
【００４１】
本発明によって形成された機能性微粒子分散ゾルは、水系及びアルコール系、非水系樹脂バインダーと相溶性、安全性が優れている。また、本発明の機能性被膜形成用組成物は貯蔵安全性が優れている。
【００４２】
上述した目的を解決するために、本発明は前記機能性微粒子分散ゾルを用いて機能性被膜を製造する方法を提供する。本発明の機能性被膜製造方法は、前記機能性微粒子分散ゾルとバインダー樹脂とを撹拌器を利用して均一に混合して、機能性被膜組成物を形成した後、これをコーティングすること、例えば各種のフィルム、プラスチック成形物、またはガラスにコーティングすること、を含む。
【００４３】
前記機能性被膜組成物を透明性のある各種のフィルムまたはプラスチック成形物、またはガラスなどに塗布し、これを硬化させることによって、機能性被膜、例えば、 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、耐熱性膜などの機能性被膜が製造される。
【００４４】
各種のフィルム、プラスチック成形品、またはガラスなどへの機能性被膜組成物のコーティング方法には、スピンコーティング、ディップコーティング、ロ−ルコーティング、バーコーティング、スクリーン印刷、グラビア、マイクログラビア、オフセット印刷などが包含されるが、これらに限定されない。
【００４５】
前記機能性微粒子分散ゾルとバインダー樹脂の混合割合は、重量比で９７:３から３０:７０までの割合で混合することが可能であるが、好ましくは、９５:５〜７０:３０で混合する方が良い。
【００４６】
前記バインダー樹脂は特に制限されないが、透明性が優れた被膜を形成することができるものを用いることが望ましく、またバインダー樹脂の間に相容性がある場合、熱硬化、紫外線硬化などの硬化条件によって１種類または２種類以上を選択することが可能である。水系バインダー樹脂には、水溶性アルキド、ポリビニルアルコール、ポリブチルアルコール、またはアクリル、アクリルスチレン、酢酸ビニルなどの水性エマルジョン型バインダー樹脂が包含される。アルコール系バインダー樹脂には、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタールなどのバインダー樹脂がある。非水系熱硬化型バインダー樹脂には、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ウレタン、メラミン、アルキド、ポリエステル、エポキシなどがあり、紫外線硬化型樹脂には、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタン変成アクリレートなどがある。
【００４７】
バインダー樹脂の使用量はコーティング用機能性被膜組成物１００重量部に対して１〜９５ｗｔ％であるが、好ましくは、５〜４０ｗｔ％である。
【００４８】
本発明によって製造された機能性被膜は、水系、アルコール系または非水系バインダー樹脂の中に機能性微粒子が均一に分布されている構造を有する。これら機能性被膜は、基材の種類や機能性微粒子の種類及び添加剤などのような条件が同一であれば、用いた微粒子の量が多いほど優れた特性を示す。
【００４９】
本発明の機能性被膜製造方法によると、機能性微粒子が両性溶媒に分散するため、有機バインダー樹脂だけでなく、水系及びアルコール系バインダー樹脂を用いる場合でも紫外線及び電子線を利用した硬化が可能である。さらに、熱硬化性及び常温硬化の方法により機能性被膜を製造することも可能である。
【００５０】
本発明の機能性被膜製造方法において、機能性微粒子が両性溶媒に分散して形成された分散ゾルを化学線（紫外線、電子線など）に暴露して、容易に硬化させる目的で、光重合開始剤を添加することができる。このような光重合開始剤には、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(１−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｃｙｃｌｏ−ｈｅｘｙｌ−ｐｈｅｎｙｌ−ｋｅｔｏｎｅ) 、ベンジルジメチルケタール(ｂｅｎｚｙｌ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｋｅｔａｌ) 、ヒドロキシジメチルアセトフェノン(ｈｙｄｒｏｘｙ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ａｃｅｔｏ−ｐｈｅｎｏｎ)、ベンゾイン(ｂｅｎｚｏｉｎ)、ベンゾインメチルエテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインエチルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインイソプロピルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインブチルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｂｕｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンジル(ｂｅｎｚｙｌ) 、ベンゾフェノン(ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ)、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン(２−ｈｙｄｒｏｘｙ−２−ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｉｏｐｈｅｎｏｎｅ) 、２、２−ジエトキシ−エトフェノン(２、２−ｄｉｅｔｈｏｘｙ−ｅｔｈｏｐｈｅｎｏｎｅ)、アントラキノン(ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、クロロアントラキノン(ｃｈｌｏｒｏａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、エチルアントラキノン(ｅｔｈｙｌａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、ブチルアントラキノン(ｂｕｔｈｙｌａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、２−クロロチオキサントン(２−ｃｈｌｏｒｏｔｉｏｘａｎｔｈｏｎｅ)、アルファ−クロロメチルナフタレン(ａｌｐｈａ−ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ)、アントラセン(ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ) などがあり、具体的にはＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを例示することができ、１つまたはその以上の上記のような光重合開始剤を一定量取り合わせて用いることが可能である。このような光重合開始剤の割合は、分散ゾル１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは、１〜５重量部を用いることが良い。
【発明の効果】
【００５１】
本発明では、機能性微粒子を両性溶媒に分散して両性溶媒分散ゾルを製造することによって、機能性微粒子粉末の表面を疎水化する２次製造工程なしに、すべてのバインダー樹脂と混合して用いることが可能になった。
【００５２】
本発明によって形成された機能性微粒子分散ゾルは、水系、アルコール系、及び非水系樹脂バインダーと相容性及び安定性が優れている。また、本発明の機能性被膜形成用組成物は貯蔵安定性が優れている。
【００５３】
本発明の機能性被膜製造方法によると、機能性微粒子が両性溶媒に分散するため、有機バインダー樹脂だけでなく、水系及びアルコール系バインダー樹脂を用いる場合においても、紫外線及び電子線を用いる硬化が可能である。さらに、熱硬化性及び常温硬化の方法により機能性被膜を製造することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
[機能性微粒子の製造]
〔第１実施形態:伝導性微粒子を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造〕
ＩＴＯ微粒子、または重量比で５％、１０％、１５％、２０％のアンチモン（Ｓｂ）が含有されたＡＴＯ微粒子４０ｇ〜１３０ｇと、両性溶媒７０ｇ〜１６０ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。ここに添加剤として表面電荷調整剤を添加してｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−ＵとＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１〜２０ｇ添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く且つ分散性が非常に優れたＩＴＯ、ＡＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただし、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、光開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５５】
〔第２実施形態:ホウ素化合物を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造〕
ＬａＢ６微粒子５ｇ〜１００ｇと両性溶媒１００ｇ〜１９５ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。ここに添加剤として表面電荷調整剤を添加してｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ（登録商標）とＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−１６３、Ｂｙｋｅｔｏｌ−ＷＳ（登録商標）（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く、分散性が非常に優れたＩＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただし、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５６】
[第３実施形態:無機顔料微粒子を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造]
Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｏｒａｎｇｅなどの無機顔料微粒子５ｇ〜１００ｇと両性溶媒１００ｇ〜１９５ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。これにｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０４（登録商標）とＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−１８１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−２０００（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く、分散性が非常に優れたＩＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただ、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５７】
〔機能性微粒子及びバインダー樹脂を用いた機能性被膜の製造〕
[第４実施形態]
上述した第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルとアクリレート系の紫外線硬化樹脂から製造された硬化塗膜の体積比が機能性微粒子:バインダー＝５:９５から８０:２０の割合になるように調整した後、撹拌機で均一に混合することによって、機能性被膜組成物、すなわち紫外線硬化型機能性コーティング液を製造した。
【００５８】
ポリエステル、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、飽和ポリエステル系樹脂、環状オレフィン樹脂からなるフィルムまたはパネル、ガラスなどの適する基材 （ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に、製造した機能性被膜組成物をＭｅｙｅｒ Ｒｏｄ＃３〜２０を使用して固形分の厚さが０．１〜１０μｍになるようにコーティングした後、熱風で乾燥して溶媒を揮発させ、１００Ｗの高圧水銀ランプを使用して、コンベヤースピード２０ｍ／ｍｉｎの速度で照射して、コーティング被膜を硬化させて機能性被膜を製造した。
【００５９】
このように製造した様々な機能性被膜に対する評価結果を下の表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記表１から分かるように、本発明に係る両性溶媒を用いて形成された機能性被膜の場合、用いられた微粒子の種類及び特性によって多様な機能性を発揮することが分かる。
【００６２】
第１に、伝導性微粒子で形成された試料１、２の場合、可視光線透過度が高く、熱線遮断効果及び貯蔵安定性が優れていることが分かる。
【００６３】
図１は上記表１における試料１、２に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた熱線遮断機能及び優れた可視光線透過機能を示すことが分かる。
【００６４】
第２に、ホウ素化合物微粒子で形成された試料３の場合、特に近赤外線遮断効果が優れていることが分かる。
【００６５】
図２は上記表１における試料３に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた近赤外線遮蔽機能及び優れた可視光線透過機能を示すことが分かる。
【００６６】
第３に、多成分系で構成された無機顔料微粒子から形成された試料４〜７の場合、可視光線透過機能が高く、微粒子の構成成分及び割合によって多様な色相を発現し、低いヘイズ値を示すことが分かる。すなわち優れた光選択吸収機能を発揮することが分かる。
【００６７】
図３は前記表１における試料４〜７に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた可視光線透過機能及び多様な色相を示すことが分かる。
【００６８】
第４に、ＴｉＯ２微粒子で形成された試料８の場合、貯蔵安定性が優れており、可視光線透過度が高く、且つヘイズ値が低く、光触媒用被膜として用いることができる。
【００６９】
本発明に係る両性溶媒、分散剤、及び酸を用いて機能性微粒子を分散する場合は、機能性微粒子の分散特性及び機能性コーティング液の貯蔵安定性が非常に優れていることが分かる。すなわち、本発明によると、両性溶媒を用いて製造されたコーティング液の場合、バインダー樹脂の種類にかかわらず、混用性が非常に優れていることが分かる。すなわち、アクリレート系の紫外線硬化樹脂を用いても、類似の結果を得ることができた。一方、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの非極性有機溶媒及び塩酸を用いる場合には、機能性微粒子が均一に分散しないことを確認した。非極性有機溶媒に分散させる場合に、機能性微粒子粉末の表面が疎水性ではない場合は、粉末の表面を疎水性に変化させる別途の粉末製造工程が必要になる。
【００７０】
[第５実施形態]
第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルとアクリレート系熱硬化型樹脂から製造された硬化塗膜における体積比が機能性微粒子:バインダー＝１５:８５から８０:２０の割合になるように調整した後、撹拌器で均一に混合することによって、熱硬化型熱線遮断コーティング液を製造した。
【００７１】
[第６実施形態]
第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルを、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を蒸溜水またはアルコールに溶解させて製造した常温硬化型バインダー樹脂に混合した後、撹拌器で均一に混合することによって、常温硬化型熱線遮断コーティング液を製造した。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などの機能性被膜を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１実施形態１で得た伝導性微粒子ＩＴＯ、ＡＴＯを含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【図２】第２実施形態２で得たホウ素化合物（ＬａＢ６）を含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【図３】第３実施形態３で得た多成分系無機顔料微粒子を含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性被膜組成物に係り、さらに詳細には、水性及びアルコール系、非水系樹脂バインダーと相溶性の高い熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などのような機能性被膜組成物及びこれを用いた被膜、そしてこれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の機能性材料で構成された機能性被膜（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｉｌｍ）を形成する方法には、真空プロセスを用いる方法、湿式プロセスを用いる方法などがある。真空プロセスを利用する方法には、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、Ｅ−ｂｅａｍ蒸着法、イオンプレーティング（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）、レーザー削磨（ｌａｓｅｒ ａｂｕｌａｔｉｏｎ）などの物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱的化学的気相蒸着法（Ｔｈｅｍａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、光化学的気相蒸着法、プラズマ化学的気相蒸着法などのような化学的気相蒸着法などが含まれる。湿式プロセスを利用する方法では、ゾル−ゲル法を用いたディップコーティング法（ｄｉｐ ｃｏａｔｉｎｇ）、スピンコーティング法（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）などを含む。
【０００３】
しかし、真空プロセスを利用する方法は、複雑な製造過程及び装置設備を必要とし、高い製造費用をもたらす。一方、ゾル−ゲル法を利用した方法は、大部分の場合、高温での焼結過程（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を要し、これによって、製造時間が長くなるため、フィルムの製造には限界がある。
【０００４】
多くの機能性被膜のうち例えば、熱線遮断特性を示す被膜に対して説明する。熱線遮断効果を示す透明被膜は、ＩＣや電子部品の誤作動防止、クレジットカードの偽造防止などの手段として、または窓などから室内、車内に流入する太陽エネルギーを減少させ、冷・暖房費用を軽減することができる手段として有用である。また、光ファイバ、ひさし板（Ｓｕｎ Ｖｉｓｏｒ）、ＰＥＴ容器、包装用被膜、めがね、纎維製品、加熱装置のピープホール（ｐｅｅｐ ｈｏｌｅｓ）、ヒータなどのような各種の製品に適用して製品に赤外線遮断効果を付与することができる。
【０００５】
可視光線範囲３８０〜７８０ｎｍ波長の光を透過し、近赤外線範囲８００〜２５００ｎｍ波長の光を反射する従来の熱線遮断被膜を形成する方法では、（１）酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレー法（ｓｐｒａｙ）によって形成する方法（特許文献１）、（２）錫ドープ酸化インジウム（以下、ＩＴＯと略記する）の薄膜を物理蒸着、化学蒸着、またはスパッタリング法などのような気相法によってガラス基板上に形成する方法、（３）フタロシアニン系（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、アントラキノン （ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）系、ナフトキノン（ｎａｐｈｔｈｏｑｕｉｎｏｎｅ）系、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）系、高分子縮合アゾ（ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ ａｚｏ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）系、ピロール（ｐｙｒｒｏｌ）系などの有機染料系の近赤外線吸収剤を有機溶媒と有機バインダーを用いて基板に塗布するか、被膜化する方法である。
【０００６】
しかし、酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレー法（ｓｐｒａｙ）によって形成する方法は、熱線遮断能力が低くて、厚膜（ｔｈｉｃｋ ｆｉｌｍ）を要するようになり、したがって、可視光線透過率が低くなる欠点がある。一方、ＩＴＯ薄膜を気相法によりガラス基板上に形成する方法は、高真空と精度の高い雰囲気制御が必要な装置を利用しなければならないため、コスト高になるだけでなく、被膜の大きさおよび形状においても制限があり、しかも、量産性が悪く、汎用性が乏しいなどの問題がある。そして有機染料系近赤外線吸収剤を有機溶媒と有機バインダーとを用いて基板に塗布するか、被膜化する方法は可視光領域の透過率が低く、濃い着色を有し、大部分６９０〜１０００ｎｍ程度の限られた近赤外線領域のみを吸収するため、熱線遮断効率が不十分であるという問題点がある。
【０００７】
また、酸化スズと酸化アンチモンとを主成分とする薄膜をスプレーによって形成する方法及びＩＴＯ薄膜を気相法によりガラス基板上に形成する方法による熱線遮断被膜は、熱線遮断と同時に紫外線の遮断も可能であるが、被膜の表面抵抗が低くて、すなわち、電気伝導度が高くて携帯電話やＴＶやラジオなどの電波を反射して、受信が不可能になる問題がある。
【０００８】
これら問題点を解決するための手段として、特許文献２、３及び４にはアンチモンドープ酸化錫（以下、ＡＴＯと略記する）をバインダー樹脂（ｂｉｎｄｅｒ ｒｅｓｉｎ）に混合させるか、有機溶剤にとかした樹脂バインダーに直接添加する方法及び有機バインダーと酸化スズ微粒子を有機溶剤と界面活性剤を添加して製造したコーティング組成物を塗布して、熱線遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この被膜によって十分な赤外線遮断機能を発現させるためには、厚い被膜が必要になり、このような厚い被膜は可視光線透過率が低く、透明性が低下するという欠点がある。
【０００９】
特許文献５〜１０にはＩＴＯ微粒子を不活性ガス雰囲気中で処理、または製造することによって、熱線遮断能力が優れた粉末を製造する方法、及び有機溶媒を使用せずに水またはアルコール溶媒を用いて分散ゾルを作って、有機及び無機バインダーと混合して、１０００ｎｍ以下で９０％以上の熱線を遮断することができる熱線遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、ＩＴＯ微粒子は高価なインジウムを主成分とし、また、不活性ガス雰囲気で２次処理を実施することによって得られるので、微粒子の製造コストが非常に高くなり、汎用化には限界があり、また紫外線硬化型バインダー樹脂と混合する場合に、層分離が発生するか、凝集現象が発生して、貯蔵安定性が良くないという欠点がある。
【００１０】
特許文献１１〜１６には第１熱線遮断微粒子（ＡＴＯ、ＩＴＯ）と第２熱線遮断組成物（近赤外線吸収剤または６ホウ素化物微粒子など）の分散ゾルを混合するか、それぞれのコーティング組成物を混合する方法により熱線遮断特性が優れた被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この場合には、可視光線透過率が顕著に低下する現象を示すか、第２熱線遮断組成物の分散ゾル製造のとき、分散が容易ではないという欠点があって、熱線遮断被膜を低コストで量産することは不可能である。
【００１１】
特許文献１７〜２３にはＡＴＯ水性分散ゾル及びオーガニックＡＴＯ（すなわち、ＡＴＯの親水性表面を疎水性に変換して、有機溶媒との相溶性を向上させたもの）の有機溶媒分散ゾル製造方法、及び水性バインダーと有機系バインダー樹脂に対して、それぞれの熱遮断被膜を形成する方法が開示されている。しかし、この場合に、水性ＡＴＯゾルは有機バインダー樹脂との相溶性が不足であり、オーガニックＡＴＯゾルは水系バインダー樹脂との相溶性が不十分であるという欠点がある。また、オーガニックＡＴＯゾルの場合に、水と親水性表面を疎水性表面に変化させるための第２の工程が必要となり、費用が増加するという欠点がある。
【００１２】
したがって、低コストで優れた機能性を有する機能性被膜に対する開発が必要とされている。
【特許文献１】特開平３−１０３３４１号公報
【特許文献２】特開昭５６−１５６６０６号公報
【特許文献３】特開昭５８−１１７２２８号公報
【特許文献４】特開昭６３−２８１８３７号公報
【特許文献５】特開平７−２４９５７号公報
【特許文献６】特開平７−７０３６３号公報
【特許文献７】特開平７−７０４８１号公報
【特許文献８】特開平７−７０４８２号公報
【特許文献９】特開平７−７０４４５号公報
【特許文献１０】特開平８−４１４４１号公報
【特許文献１１】特開平９−３２４１４４号公報
【特許文献１２】特開平９−３１００３１号公報
【特許文献１３】特開平９−３１６１１５号公報
【特許文献１４】特開平９−３１６３６３号公報
【特許文献１５】特開平１０−１００３１０号公報
【特許文献１６】特開平２０００−１６９７６５号公報
【特許文献１７】特開平６−２６２７１７号公報
【特許文献１８】特開平６−３１６４３９号公報
【特許文献１９】特開平６−２５７９２２号公報
【特許文献２０】特開平 ８−２８１８６０号公報
【特許文献２１】特開平９−１０８６２１号公報
【特許文献２２】特開平９−１５１２０３号公報
【特許文献２３】米国特許第２００２−００９０５０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、低コストで量産可能な機能性被膜を形成する方法及びそれによって形成される機能性被膜組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的を達成するために、本発明は機能性微粒子を両性溶媒に均一に分散して機能性微粒子分散ゾル（両性溶媒分散ゾル）を形成する方法を提供する。機能性微粒子とは、機能性被膜を構成する微粒子を示す。前記機能性微粒子には、伝導性微粒子、強磁性微粒子、誘電体及び強誘電体微粒子、金属酸化物、硫化物、ホウ素化合物、窒化物、近赤外線遮断染料、２成分系、３成分系、及び４成分系無機顔料化合物などを含むが、これらに限定されない。
【００１５】
熱線遮断膜を形成するために用いられる前記伝導性微粒子には、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化カドミウム、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などが包含されるが、これらに限定されない。
【００１６】
磁性膜または強磁性膜を形成するために用いられる前記磁性または強磁性微粒子には、以下に限定されないが、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣＯ−ＦｅＯｘ、バリウムフェライト（Ｂａｒｉｕｍ ｆｅｒｒｉｔｅ）、α−Ｆｅ、Ｆｅ−ＣＯ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉなどが包含される。
【００１７】
誘電体膜または強誘電体膜を形成するために用いられる前記誘電体または強誘電体微粒子は、マグネシウムチタン酸塩（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸バリウム（Ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸ストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、チタン酸鉛（Ｌｅａｄ ｔｉｔａｎａｔｅ）、ＰＺＴ（Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ）、ＰＬＺＴ（Ｌｅａｄ ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ）、鉛含有ペロブスカイト化合物、マグネシウムシリケート系物質などを包含するが、これらに限定されない。
【００１８】
前記金属酸化物には、ＦｅＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＷＯ３などが包含されるが、これらに限定されない。
【００１９】
前記硫化物にはＳｉＯ２、ＺｎＳなどが包含されるが、これらに限定されない。
【００２０】
前記ホウ素化合物にはＬａＢ６が包含されるが、これらに限定されない。
【００２１】
前記窒化物にはＴｉＮ、ＳｉＮ、ＷｉＮ、ＴａＮなどが包含されるが、これらに限定されない。
【００２２】
前記近赤外線遮断染料には、フタロシアニン系、アントラキノン系、ナフトキノン系、シアニン系、ナフタロシアニン系、高分子縮合アゾ系、ピロール系などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２３】
前記２成分系、３成分及び４成分系無機顔料化合物には、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｔｉ−Ｓｂ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ）、Ｂｒｏｗｎ（Ｚｎ−Ｆｅ）、Ｒｅｄ（Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｒ）、Ｇｒｅｅｎ（Ｔｉ−Ｚｎ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ−Ｔｉ）、Ｂｌｕｅ（Ｃｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ）、Ｂｌａｃｋ（Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ）などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２４】
前記機能性被膜には、例えば、 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などが包含されるが、これらに限定されない。
【００２５】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、エチレングリコールモノプロピルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｐｒｏｐｙｌ ｅｔｈｅｒ）及びエチレングリコールモノブチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｂｕｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）を包含される。
【００２６】
前記機能性微粒子は約１〜８０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約２０〜９９重量％の範囲である。好ましくは、前記機能性微粒子は約５乃至６０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約４０乃至９５重量％である。
【００２７】
前記両性溶媒中に均一に分散される前記機能性微粒子は、例えばその粒子直径が約１００μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下の大きさを有する。さらに好ましくは、前記機能性微粒子は、その直径が１０〜１００ｎｍの大きさを有し、全ての粒子の６０％以上が１００ｎｍ以内の直径を有する。２００ｎｍ以下の小さい大きさを有する粒子は可視光線領域の波長範囲で散乱を誘発せず、機能性被膜の透明性を維持させる。
【００２８】
一般的に、機能性微粒子の分散に用いられる溶媒では、水、アルコールのような極性溶媒、またはトルエン、キシレンなどの非極性有機溶媒が用いられる場合が多い。このときに、用いられる溶媒が水やアルコールのような極性溶媒の場合、形成される分散ゾルは非水系バインダー樹脂に対して相容性がなくて用いられことができない。一方、非極性有機溶媒の場合、形成される分散ゾルは水性バインダー樹脂に対しては用いることができない。したがって、本発明の以前には多様なバインダー樹脂に１つの分散ゾルを利用することは不可能であった。また、機能性微粒子の場合、粉末の表面が親水性を示すので、非極性有機溶媒に分散する場合、粉末の親水性表面を疎水性に変化させる別途の粉末製造工程が必要になり、これは時間とコストの側面において、多くの短所を有していた。
【００２９】
したがって、本発明においては、機能性微粒子を両性溶媒に分散して両性溶媒分散ゾルを製造することによって、機能性微粒子粉末の表面を疎水化する２次製造工程なしにすべてのバインダー樹脂と混合して用いることが可能になった。
【００３０】
前記機能性微粒子を両性溶媒に分散させて両性溶媒分散ゾルを形成するときに、表面電荷調整剤、分散剤、またはこれらすべてを添加することができる。
【００３１】
前記表面電荷調整剤には、例えば有機酸、無機酸、及び高分子酸などが包含されるが、これらに限定されない。有機酸には、酢酸、氷酢酸を包含されるが、これらに限定されない。無機酸には、塩酸、窒酸、燐酸、硫酸などが包含されるが、これらに限定されない。高分子酸には、ポリアクリル酸を含むが、これに限定されない。例えば、１０ｗｔ％のアンチモンが含有されたＡＴＯに表面電荷調整剤として塩酸を用いる場合に、機能性微粒子１ｇに対して５×１０−４〜３.５×１０−３ｇの酸を用いることができる。
【００３２】
一方、前記分散剤は、前記機能性微粒子周りの外被を厚くして、これを安定化させる。前記分散剤は、アミン価を有する分散剤、酸価を有する分散剤、中性の分散剤で区分することができるが、これらに限定されない。前記分散剤には、具体的には、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０３、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０４、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０５、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０６、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ１００、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ８０、ＢＹＫ−１５４、ＢＹＫ−２２０Ｓ、ＢＹＫ−Ｐ１０４、ＢＹＫ−Ｐ１０４Ｓ、ＢＹＫ−Ｐ１０５、ＢＹＫ−９０７５、ＢＹＫ−９０７６、ＢＹＫ−９０７７、ｂｙｋｌｕｍｅｎ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０８、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０９、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１３０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６９、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０５０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２１５０、Ｌａｃｔｉｍｏｎ、Ｌａｃｔｉｍｏｎ−ＷＳなど（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ）などが包含される。例えば、分散剤の使用量は機能性微粒子に対して重量比で１〜３０ｗｔ％である。分散剤の使用量が１ｗｔ％より少ない場合、粘度低下効果、または貯蔵安全性が悪く、３０ｗｔ％より多い場合、被膜の物性を低下させるおそれがある。
【００３３】
前記表面電荷調整剤及び前記分散剤は、前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させるときに、形成される機能性微粒子分散ゾルの表面特性を向上させ、分散がより効率的に行われるようにする。
【００３４】
前記表面電荷調整剤は、静電気的反撥力（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｒｅｐｕｌｓｉｏｎ）によって機能性微粒子の分散を容易にする。分散ゾル（機能性被膜組成物）において、機能性微粒子は表面に電荷を有するようになり、表面電荷調整剤を用いて分散ゾル表面の電荷を強めることができ、またすべての微粒子が同じ電荷を有するようにすることができる。対イオン（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｉｏｎ）はその周りを囲んで電気的２重層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ）を形成し、該２重層が厚いほど分散ゾルはさらに安定化される。
【００３５】
本発明に用いられた機能性微粒子の表面等電点（Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｉｎｔｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ）は微粒子の種類及び状態によって異なるが、ＡＴＯの場合、ｐＨｉｅｐ＝３．７であり、ＩＴＯはｐＨｉｅｐ=８．５である。したがって、それぞれの懸濁液はＡＴＯの場合、ｐＨ＞８、ＩＴＯはｐＨ＜６の条件で安定した状態で存在するようになる。分散に用いる表面電荷調整剤の量と種類は、伝導性微粒子の組成、種類及び添加量によって違いがあり、分散条件に適するように決めるのが望ましい。１０ｗｔ％のアンチモンが含有されたＡＴＯに表面電荷調整剤として塩酸を用いる場合、微粒子１ｇに対して５×１０−４〜３．５×１０−３ｇの酸を用いることができる。
【００３６】
ＩＴＯ微粒子の場合、ＡＴＯ微粒子と異なり、等電点が高いので、表面電荷の調整は分散ゾルの使用目的及び用途によって決められ、高濃度かつ低粘度の分散ゾルを製造する場合は、表面電荷を調整せずに、両性溶媒に分散し、分散剤を適用することが望ましい。本発明に表面電荷調整剤として使用可能な酸の種類には、有機酸、無機酸、高分子酸などがあり、有機酸の例には、酢酸または氷酢酸があり、無機酸の例には塩酸、硝酸、燐酸、硫酸などがあり、高分子酸の例にはポリアクリル酸などがある。しかし、これらの例に限定されない。
【００３７】
一方、分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ Ａｇｅｎｔ）は立体障害効果（Ｓｔｅｒｉｃ ｈｉｎｄｒａｎｃｅ）によって機能性微粒子の分散を容易にする。立体障害効果を与える分散剤は、次のような２つの特徴的な構造を有している。
【００３８】
第１に、分散剤は伝導性微粒子の表面に吸着することができ、伝導性微粒子と親和力を有する官能基を１つまたは多数有しているため、顔料の表面に強く、かつ持続的に吸着する。
【００３９】
第２に、相容性が優れた鎖部分（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｅｎｔｉｔｉｅｓ）があることから、伝導性微粒子に吸着した後、伝導性微粒子周りの両性溶媒に鎖をできる限り長く垂らす。このように鎖部分を両性溶媒に垂らし、伝導性微粒子の表面に吸着することを、立体障害効果または均質安定化（Ｅｎｔｒｏｐｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）と言うのである。
【００４０】
分散剤の高分子部分と両性溶媒が相互作用して伝導性微粒子周りの外被（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を厚くして、安定性をさらに高めるようになる。このような安定化方法により分散したゾルは、非水系バインダー樹脂と、溶媒を一部用いる水系バインダー樹脂の両方に用いることが可能である。分散剤は、単独で伝導性微粒子が両性溶媒に直接分散することを助けるか、または表面電荷調整剤とともに伝導性微粒子が両性溶媒に分散することを助ける。これによって、分散剤は両性溶媒に分散した分散ゾルに吸着して、静電気的反撥力や立体障害効果により微粒子と微粒子との間の間隔を一定に維持して、微粒子が凝集することを防止して、粘度を低下させる。
【００４１】
本発明によって形成された機能性微粒子分散ゾルは、水系及びアルコール系、非水系樹脂バインダーと相溶性、安全性が優れている。また、本発明の機能性被膜形成用組成物は貯蔵安全性が優れている。
【００４２】
上述した目的を解決するために、本発明は前記機能性微粒子分散ゾルを用いて機能性被膜を製造する方法を提供する。本発明の機能性被膜製造方法は、前記機能性微粒子分散ゾルとバインダー樹脂とを撹拌器を利用して均一に混合して、機能性被膜組成物を形成した後、これをコーティングすること、例えば各種のフィルム、プラスチック成形物、またはガラスにコーティングすること、を含む。
【００４３】
前記機能性被膜組成物を透明性のある各種のフィルムまたはプラスチック成形物、またはガラスなどに塗布し、これを硬化させることによって、機能性被膜、例えば、 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、耐熱性膜などの機能性被膜が製造される。
【００４４】
各種のフィルム、プラスチック成形品、またはガラスなどへの機能性被膜組成物のコーティング方法には、スピンコーティング、ディップコーティング、ロ−ルコーティング、バーコーティング、スクリーン印刷、グラビア、マイクログラビア、オフセット印刷などが包含されるが、これらに限定されない。
【００４５】
前記機能性微粒子分散ゾルとバインダー樹脂の混合割合は、重量比で９７:３から３０:７０までの割合で混合することが可能であるが、好ましくは、９５:５〜７０:３０で混合する方が良い。
【００４６】
前記バインダー樹脂は特に制限されないが、透明性が優れた被膜を形成することができるものを用いることが望ましく、またバインダー樹脂の間に相容性がある場合、熱硬化、紫外線硬化などの硬化条件によって１種類または２種類以上を選択することが可能である。水系バインダー樹脂には、水溶性アルキド、ポリビニルアルコール、ポリブチルアルコール、またはアクリル、アクリルスチレン、酢酸ビニルなどの水性エマルジョン型バインダー樹脂が包含される。アルコール系バインダー樹脂には、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタールなどのバインダー樹脂がある。非水系熱硬化型バインダー樹脂には、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ウレタン、メラミン、アルキド、ポリエステル、エポキシなどがあり、紫外線硬化型樹脂には、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタン変成アクリレートなどがある。
【００４７】
バインダー樹脂の使用量はコーティング用機能性被膜組成物１００重量部に対して１〜９５ｗｔ％であるが、好ましくは、５〜４０ｗｔ％である。
【００４８】
本発明によって製造された機能性被膜は、水系、アルコール系または非水系バインダー樹脂の中に機能性微粒子が均一に分布されている構造を有する。これら機能性被膜は、基材の種類や機能性微粒子の種類及び添加剤などのような条件が同一であれば、用いた微粒子の量が多いほど優れた特性を示す。
【００４９】
本発明の機能性被膜製造方法によると、機能性微粒子が両性溶媒に分散するため、有機バインダー樹脂だけでなく、水系及びアルコール系バインダー樹脂を用いる場合でも紫外線及び電子線を利用した硬化が可能である。さらに、熱硬化性及び常温硬化の方法により機能性被膜を製造することも可能である。
【００５０】
本発明の機能性被膜製造方法において、機能性微粒子が両性溶媒に分散して形成された分散ゾルを化学線（紫外線、電子線など）に暴露して、容易に硬化させる目的で、光重合開始剤を添加することができる。このような光重合開始剤には、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(１−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｃｙｃｌｏ−ｈｅｘｙｌ−ｐｈｅｎｙｌ−ｋｅｔｏｎｅ) 、ベンジルジメチルケタール(ｂｅｎｚｙｌ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｋｅｔａｌ) 、ヒドロキシジメチルアセトフェノン(ｈｙｄｒｏｘｙ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ａｃｅｔｏ−ｐｈｅｎｏｎ)、ベンゾイン(ｂｅｎｚｏｉｎ)、ベンゾインメチルエテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインエチルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインイソプロピルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンゾインブチルエーテル(ｂｅｎｚｏｉｎ−ｂｕｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒ)、ベンジル(ｂｅｎｚｙｌ) 、ベンゾフェノン(ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ)、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン(２−ｈｙｄｒｏｘｙ−２−ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｉｏｐｈｅｎｏｎｅ) 、２、２−ジエトキシ−エトフェノン(２、２−ｄｉｅｔｈｏｘｙ−ｅｔｈｏｐｈｅｎｏｎｅ)、アントラキノン(ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、クロロアントラキノン(ｃｈｌｏｒｏａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、エチルアントラキノン(ｅｔｈｙｌａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、ブチルアントラキノン(ｂｕｔｈｙｌａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ)、２−クロロチオキサントン(２−ｃｈｌｏｒｏｔｉｏｘａｎｔｈｏｎｅ)、アルファ−クロロメチルナフタレン(ａｌｐｈａ−ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ)、アントラセン(ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ) などがあり、具体的にはＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを例示することができ、１つまたはその以上の上記のような光重合開始剤を一定量取り合わせて用いることが可能である。このような光重合開始剤の割合は、分散ゾル１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは、１〜５重量部を用いることが良い。
【発明の効果】
【００５１】
本発明では、機能性微粒子を両性溶媒に分散して両性溶媒分散ゾルを製造することによって、機能性微粒子粉末の表面を疎水化する２次製造工程なしに、すべてのバインダー樹脂と混合して用いることが可能になった。
【００５２】
本発明によって形成された機能性微粒子分散ゾルは、水系、アルコール系、及び非水系樹脂バインダーと相容性及び安定性が優れている。また、本発明の機能性被膜形成用組成物は貯蔵安定性が優れている。
【００５３】
本発明の機能性被膜製造方法によると、機能性微粒子が両性溶媒に分散するため、有機バインダー樹脂だけでなく、水系及びアルコール系バインダー樹脂を用いる場合においても、紫外線及び電子線を用いる硬化が可能である。さらに、熱硬化性及び常温硬化の方法により機能性被膜を製造することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
[機能性微粒子の製造]
〔第１実施形態:伝導性微粒子を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造〕
ＩＴＯ微粒子、または重量比で５％、１０％、１５％、２０％のアンチモン（Ｓｂ）が含有されたＡＴＯ微粒子４０ｇ〜１３０ｇと、両性溶媒７０ｇ〜１６０ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。ここに添加剤として表面電荷調整剤を添加してｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−ＵとＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１〜２０ｇ添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く且つ分散性が非常に優れたＩＴＯ、ＡＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただし、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、光開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５５】
〔第２実施形態:ホウ素化合物を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造〕
ＬａＢ６微粒子５ｇ〜１００ｇと両性溶媒１００ｇ〜１９５ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。ここに添加剤として表面電荷調整剤を添加してｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ（登録商標）とＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−１６３、Ｂｙｋｅｔｏｌ−ＷＳ（登録商標）（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く、分散性が非常に優れたＩＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただし、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５６】
[第３実施形態:無機顔料微粒子を用いた機能性微粒子分散ゾルの製造]
Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｏｒａｎｇｅなどの無機顔料微粒子５ｇ〜１００ｇと両性溶媒１００ｇ〜１９５ｇとを混合した後、直径２ｍｍのジルコニアボールが５０ｖｏｌ％になるように充填して２４時間分散させた。これにｐＨ調整を行った後、分散剤の役割を果たすＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０４（登録商標）とＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−１８１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）−２０００（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して撹拌機を使用して均一に混合することによって、水系、アルコール系、及び非水系バインダー樹脂に対する混用性が良く、分散性が非常に優れたＩＴＯ微粒子分散ゾルを製造した。ただ、紫外線硬化型樹脂バインダーと混合する場合は、開始剤であるＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）（Ｂａｓｆ Ｃｏ．）、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標） ＭＢＦ、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−１８４、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−６５１、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−８１９、Ｉｇａｃｕｒｅ（登録商標）−２００５（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．）などを１ｇ〜２０ｇを添加して分散ゾルを製造した。
【００５７】
〔機能性微粒子及びバインダー樹脂を用いた機能性被膜の製造〕
[第４実施形態]
上述した第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルとアクリレート系の紫外線硬化樹脂から製造された硬化塗膜の体積比が機能性微粒子:バインダー＝５:９５から８０:２０の割合になるように調整した後、撹拌機で均一に混合することによって、機能性被膜組成物、すなわち紫外線硬化型機能性コーティング液を製造した。
【００５８】
ポリエステル、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、飽和ポリエステル系樹脂、環状オレフィン樹脂からなるフィルムまたはパネル、ガラスなどの適する基材 （ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に、製造した機能性被膜組成物をＭｅｙｅｒ Ｒｏｄ＃３〜２０を使用して固形分の厚さが０．１〜１０μｍになるようにコーティングした後、熱風で乾燥して溶媒を揮発させ、１００Ｗの高圧水銀ランプを使用して、コンベヤースピード２０ｍ／ｍｉｎの速度で照射して、コーティング被膜を硬化させて機能性被膜を製造した。
【００５９】
このように製造した様々な機能性被膜に対する評価結果を下の表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記表１から分かるように、本発明に係る両性溶媒を用いて形成された機能性被膜の場合、用いられた微粒子の種類及び特性によって多様な機能性を発揮することが分かる。
【００６２】
第１に、伝導性微粒子で形成された試料１、２の場合、可視光線透過度が高く、熱線遮断効果及び貯蔵安定性が優れていることが分かる。
【００６３】
図１は上記表１における試料１、２に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた熱線遮断機能及び優れた可視光線透過機能を示すことが分かる。
【００６４】
第２に、ホウ素化合物微粒子で形成された試料３の場合、特に近赤外線遮断効果が優れていることが分かる。
【００６５】
図２は上記表１における試料３に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた近赤外線遮蔽機能及び優れた可視光線透過機能を示すことが分かる。
【００６６】
第３に、多成分系で構成された無機顔料微粒子から形成された試料４〜７の場合、可視光線透過機能が高く、微粒子の構成成分及び割合によって多様な色相を発現し、低いヘイズ値を示すことが分かる。すなわち優れた光選択吸収機能を発揮することが分かる。
【００６７】
図３は前記表１における試料４〜７に対する光透過スペクトルである。図示したように、優れた可視光線透過機能及び多様な色相を示すことが分かる。
【００６８】
第４に、ＴｉＯ２微粒子で形成された試料８の場合、貯蔵安定性が優れており、可視光線透過度が高く、且つヘイズ値が低く、光触媒用被膜として用いることができる。
【００６９】
本発明に係る両性溶媒、分散剤、及び酸を用いて機能性微粒子を分散する場合は、機能性微粒子の分散特性及び機能性コーティング液の貯蔵安定性が非常に優れていることが分かる。すなわち、本発明によると、両性溶媒を用いて製造されたコーティング液の場合、バインダー樹脂の種類にかかわらず、混用性が非常に優れていることが分かる。すなわち、アクリレート系の紫外線硬化樹脂を用いても、類似の結果を得ることができた。一方、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの非極性有機溶媒及び塩酸を用いる場合には、機能性微粒子が均一に分散しないことを確認した。非極性有機溶媒に分散させる場合に、機能性微粒子粉末の表面が疎水性ではない場合は、粉末の表面を疎水性に変化させる別途の粉末製造工程が必要になる。
【００７０】
[第５実施形態]
第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルとアクリレート系熱硬化型樹脂から製造された硬化塗膜における体積比が機能性微粒子:バインダー＝１５:８５から８０:２０の割合になるように調整した後、撹拌器で均一に混合することによって、熱硬化型熱線遮断コーティング液を製造した。
【００７１】
[第６実施形態]
第１、第２及び第３実施形態の機能性微粒子分散ゾルを、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を蒸溜水またはアルコールに溶解させて製造した常温硬化型バインダー樹脂に混合した後、撹拌器で均一に混合することによって、常温硬化型熱線遮断コーティング液を製造した。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は 熱線遮断膜、近赤外線遮断膜、色補正膜、導電性膜、磁性膜、強磁性膜、誘電体膜、強誘電体膜、ＥＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）膜、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）膜、絶縁膜、反射膜、反射防止膜、触媒膜、光触媒膜、光選択吸収膜、高硬度膜、耐熱性膜などの機能性被膜を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１実施形態１で得た伝導性微粒子ＩＴＯ、ＡＴＯを含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【図２】第２実施形態２で得たホウ素化合物（ＬａＢ６）を含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【図３】第３実施形態３で得た多成分系無機顔料微粒子を含んだ被膜の光透過スペクトルである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性被膜形成のための組成物であって、
両性溶媒に均一に分散した機能性微粒子を含むことを特徴とする機能性被膜形成のための組成物。
【請求項２】
前記機能性微粒子には、伝導性微粒子、強磁性微粒子、誘電体及び強誘電体微粒子、金属酸化物、硫化物、ホウ素化合物、窒化物、近赤外線遮断染料、２成分系、３成分系及び４成分系無機顔料化合物が包含されることを特徴とする請求項１に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項３】
前記機能性微粒子が約０．１〜８０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約２０〜９９．９重量％の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項４】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル 、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、及びエチレングリコールモノブチルエーテルが包含されることを特徴とする請求項３に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項５】
前記機能性微粒子の表面電荷を調整するための酸をさらに含み、
前記酸には有機酸、無機酸、高分子酸が包含されることを特徴とする請求項１に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項６】
前記機能性微粒子を安定化させるための分散剤をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項５に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項７】
前記分散剤は前記機能性微粒子に対して１〜３０重量％で含まれ、前記分散剤にはアミン価を有する分散剤、酸価を有する分散剤及び中性の分散剤が包含されることを特徴とする請求項６に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項８】
非水系バインダー樹脂、水系またはアルコール系バインダー樹脂のうちのいずれか１つ以上のバインダー樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項９】
前記バインダー樹脂が約３〜７０重量％の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１０】
前記水系バインダー樹脂には 水溶性アルキド、ポリビニルアルコール、ポリブチルアルコール、またはアクリル、アクリルスチレン、酢酸ビニルが包含され、前記アルコール系バインダー樹脂には、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタールが包含され、非水系バインダー樹脂には、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ウレタン、メラミン、アルキド、ポリエステル、エポキシを含む熱硬化型バインダー樹脂と、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタン変成アクリレートを含む紫外線硬化型バインダー樹脂が包含されることを特徴とする請求項９に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１１】
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシ−ジメチルアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２、２−ジエトキシ−エトフェノン、アントラキノン、クロロアントラキノン、エチルアントラキノン、ブチルアントラキノン、２−クロロティオクサントン、アルファ−クロロメチルナフタレン、アントラセンを包含する光重合開始剤をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１２】
前記機能性微粒子は約２００ｎｍ以下の直径を有し、約５〜７０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約３０〜９５重量％の範囲を有することを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１３】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル 、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、及びエチレングリコールモノブチルエーテルを含むことを特徴とする請求項１２に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１４】
機能性被膜を形成するための組成物を形成する方法であって、
機能性微粒子を両性溶媒に均一に分散させることを含むことを特徴とする機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１５】
前記機能性微粒子は約２００ｎｍ以下の直径で、約５〜７０重量％の範囲であり、前記両性溶媒が約３０〜９５重量％の範囲となるように前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させることを特徴とする請求項１４に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１６】
分散剤と、前記伝導性微粒子の表面電荷を調整するための少なくとも１種の酸とを用いて、前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１７】
前記機能性微粒子は、Ｓｂの含有量が５〜２０重量％であるＡＴＯ微粒子であり、前記酸は、前記ＡＴＯ微粒子１ｇに対して約５×１０−４〜３．５×１０−３ｇ範囲で含まれ、前記分散剤は、前記伝導性微粒子に対して１〜３０重量％で含まれ、前記分散剤は、アミン基を有する分散剤、酸基を有する分散剤及び中性の分散剤を含むことを特徴とする請求項１６に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１８】
請求項１６項に記載された組成物を用いて機能性被膜を形成する方法であって、
機能性微粒子を、非水系バインダー樹脂、水系またはアルコール系バインダー樹脂のうちのいずれか１つ以上のバインダー樹脂と混合してコーティング液を形成する段階と、
前記コーティング液を基板上に塗布する段階と、
紫外線または電子線を用いた化学線、または熱を用いて硬化させる段階とを含むことを特徴とする機能性被膜を形成する方法。
【請求項１９】
前記バインダー樹脂が約３〜７０重量％の範囲であることを特徴とする請求項１８に記載の機能性被膜を形成する方法。
【請求項２０】
前記基材は、ポリエステル、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、飽和ポリエステル系樹脂、環状オレフィン樹脂からなるフィルムまたはパネルであり、紫外線によって硬化されることを特徴とする請求項１８に記載の機能性被膜を形成する方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載された方法によって製造されることを特徴とする機能性被膜。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のいずれか一項に定義された方法によって製造されることを特徴とする機能性被膜。
【請求項１】
機能性被膜形成のための組成物であって、
両性溶媒に均一に分散した機能性微粒子を含むことを特徴とする機能性被膜形成のための組成物。
【請求項２】
前記機能性微粒子には、伝導性微粒子、強磁性微粒子、誘電体及び強誘電体微粒子、金属酸化物、硫化物、ホウ素化合物、窒化物、近赤外線遮断染料、２成分系、３成分系及び４成分系無機顔料化合物が包含されることを特徴とする請求項１に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項３】
前記機能性微粒子が約０．１〜８０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約２０〜９９．９重量％の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項４】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル 、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、及びエチレングリコールモノブチルエーテルが包含されることを特徴とする請求項３に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項５】
前記機能性微粒子の表面電荷を調整するための酸をさらに含み、
前記酸には有機酸、無機酸、高分子酸が包含されることを特徴とする請求項１に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項６】
前記機能性微粒子を安定化させるための分散剤をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項５に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項７】
前記分散剤は前記機能性微粒子に対して１〜３０重量％で含まれ、前記分散剤にはアミン価を有する分散剤、酸価を有する分散剤及び中性の分散剤が包含されることを特徴とする請求項６に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項８】
非水系バインダー樹脂、水系またはアルコール系バインダー樹脂のうちのいずれか１つ以上のバインダー樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項９】
前記バインダー樹脂が約３〜７０重量％の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１０】
前記水系バインダー樹脂には 水溶性アルキド、ポリビニルアルコール、ポリブチルアルコール、またはアクリル、アクリルスチレン、酢酸ビニルが包含され、前記アルコール系バインダー樹脂には、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタールが包含され、非水系バインダー樹脂には、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ウレタン、メラミン、アルキド、ポリエステル、エポキシを含む熱硬化型バインダー樹脂と、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタン変成アクリレートを含む紫外線硬化型バインダー樹脂が包含されることを特徴とする請求項９に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１１】
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシ−ジメチルアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２、２−ジエトキシ−エトフェノン、アントラキノン、クロロアントラキノン、エチルアントラキノン、ブチルアントラキノン、２−クロロティオクサントン、アルファ−クロロメチルナフタレン、アントラセンを包含する光重合開始剤をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１２】
前記機能性微粒子は約２００ｎｍ以下の直径を有し、約５〜７０重量％の範囲であり、前記両性溶媒は約３０〜９５重量％の範囲を有することを特徴とする請求項８に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１３】
前記両性溶媒には、エチレングリコールモノメチルエーテル 、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、及びエチレングリコールモノブチルエーテルを含むことを特徴とする請求項１２に記載の機能性被膜形成のための組成物。
【請求項１４】
機能性被膜を形成するための組成物を形成する方法であって、
機能性微粒子を両性溶媒に均一に分散させることを含むことを特徴とする機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１５】
前記機能性微粒子は約２００ｎｍ以下の直径で、約５〜７０重量％の範囲であり、前記両性溶媒が約３０〜９５重量％の範囲となるように前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させることを特徴とする請求項１４に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１６】
分散剤と、前記伝導性微粒子の表面電荷を調整するための少なくとも１種の酸とを用いて、前記機能性微粒子を前記両性溶媒に分散させることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１７】
前記機能性微粒子は、Ｓｂの含有量が５〜２０重量％であるＡＴＯ微粒子であり、前記酸は、前記ＡＴＯ微粒子１ｇに対して約５×１０−４〜３．５×１０−３ｇ範囲で含まれ、前記分散剤は、前記伝導性微粒子に対して１〜３０重量％で含まれ、前記分散剤は、アミン基を有する分散剤、酸基を有する分散剤及び中性の分散剤を含むことを特徴とする請求項１６に記載の機能性被膜形成のための組成物形成方法。
【請求項１８】
請求項１６項に記載された組成物を用いて機能性被膜を形成する方法であって、
機能性微粒子を、非水系バインダー樹脂、水系またはアルコール系バインダー樹脂のうちのいずれか１つ以上のバインダー樹脂と混合してコーティング液を形成する段階と、
前記コーティング液を基板上に塗布する段階と、
紫外線または電子線を用いた化学線、または熱を用いて硬化させる段階とを含むことを特徴とする機能性被膜を形成する方法。
【請求項１９】
前記バインダー樹脂が約３〜７０重量％の範囲であることを特徴とする請求項１８に記載の機能性被膜を形成する方法。
【請求項２０】
前記基材は、ポリエステル、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、飽和ポリエステル系樹脂、環状オレフィン樹脂からなるフィルムまたはパネルであり、紫外線によって硬化されることを特徴とする請求項１８に記載の機能性被膜を形成する方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載された方法によって製造されることを特徴とする機能性被膜。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のいずれか一項に定義された方法によって製造されることを特徴とする機能性被膜。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００８−５０９２７１（Ｐ２００８−５０９２７１Ａ）
【公表日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２５５２８（Ｐ２００７−５２５５２８）
【出願日】平成１６年８月１３日（２００４．８．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００２０３３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１６７２９
【国際公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（５０７０４５６４９）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１３日（２００４．８．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００２０３３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１６７２９
【国際公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（５０７０４５６４９）
【Ｆターム（参考）】
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