説明

熱線カット組成物およびその用途

【課題】ATO粉とITO粉を併用しても分散性に優れ、従って、熱線遮蔽効果および耐候性に優れており、しかも安価な熱線カット組成物を提供する。
【解決手段】熱線カット材としてATO粉とITO粉とを含有し、可視光線透過率(%Tv)が60%以上、好ましくは80%以上であり、可視光線透過率(%Tv)の日射透過率(%Ts)に対する比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上、好ましくは1.4以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物であり、さらに好ましくは、ATO粉とITO粉の色度(a・b/L、ただしa<0,b<0)が0.3以上であり、ATO粉とITO粉がリン酸基もしくはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下で分散されたものである熱線カット組成物とその用途。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、優れた熱線カット効果および耐候性を有し、かつ安価な熱線カット組成物とその用途に関する。本発明の熱線カット組成物は各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。
【背景技術】
【0002】
従来、熱線カット材としてアンチモン錫酸化物粉(以下、ATO粉と云う)インジウム錫酸化物粉(以下、ITO粉と云う)を用いることが知られている。ITO粉は透明性および熱線カット性能に優れ、しかも耐候性が良いと云う利点を有しているが、高価であるためコスト高になる。一方、ATO粉はITO粉と比較して安価であり、低ヘーズ化しやすいが、透明性、熱線カット性能、耐候性がITO粉より劣ると云う問題がある(特許文献1)。
【0003】
そこで、ATO粉とITO粉を混合して中間的な透明性および熱線カット性を実現することが考えられるが、ITO粉の等電点は約pH8であるのに対して、ATO粉の等電点は約pH3であって大きく異なるため、これらを単に混合しても均一に分散した安定な液を得ることが難しいと云う問題がある。このため、従来、ATO粉とITO粉の併用を意図しても所望の効果が得られず、具体的な適用例は知られていない。(特許文献2,3)
【特許文献1】特許第3250125号公報
【特許文献2】特開平9−208775号公報
【特許文献3】特開平9−208918号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、ATO粉とITO粉を用いる従来の熱線カット材料について上記問題を解決したものであり、ATO粉とITO粉を併用しても分散性に優れ、従って、熱線遮蔽効果および耐候性に優れており、しかも安価な熱線カット組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の構成を有することによって上記課題を解決した熱線カット組成物とその用途に関する。
(1)熱線カット材としてアンチモン錫酸化物(ATO)粉とインジウム錫酸化物(ITO)粉とを含有し、可視光線透過率(%Tv)が60%以上であって、可視光線透過率(%Tv)の日射透過率(%Ts)に対する比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物。
(2)上記(1)の組成物において、可視光線透過率(%Tv)が80%以上であって、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
(3)上記(1)または上記(2)の組成物において、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.4以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
(4)上記(1)〜上記(3)の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ATO)粉およびインジウム錫酸化物(ITO)粉の色度(a・b/L、ただしa<0,b<0)が0.3以上である熱線カット組成物。
(5)上記(1)〜上記(4)の何れかに記載する組成物において、ATO粉とITO粉がリン酸基またはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下で分散されたものである熱線カット組成物。
(6)上記(1)〜上記(5)の何れかに記載する組成物において、ATO粉を1wt%〜99wt%、ITO粉を1wt%〜99wt%(ATO粉およびITO粉の合計量100wt%)含有する熱線カット組成物。
(7)上記(1)〜上記(6)の何れかに記載する熱線カット組成物であって、ATO粉とITO粉が分散した分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルム。
(8)上記(7)の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜を有する車両用窓ガラス、建材用窓ガラス、または医療機械用窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部。
【発明の効果】
【0006】
本発明の熱線カット組成物は、熱線カット材としてATO粉とITO粉とを併用し、これらを安定性よく均一に分散させたものであり、優れた熱線遮蔽効果および耐候性を有し、かつ低ヘーズであると云う利点を有する。
【0007】
本発明に用いる熱線カット材は、好ましくは、リン酸基もしくはスルホン酸基を有する有機化合物によって表面処理したATO粉とITO粉を混合使用したものであり、ATO粉とITO粉が均一に分散し、安定性に優れた熱線カット組成物を得ることができる。
【0008】
本発明によれば、熱線カット材としてATO粉とITO粉とを混合使用し、しかも可視光線透過率(%Tv)が60%以上、好ましくは80%以上の透明性を有し、熱線カット性能比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上、好ましくは1.4以上であり、さらに好ましくは、色度(a・b/L、ただしa<0,b<0)が0.3以上の透明膜を形成することができる熱線カット組成物を得ることができる。
【0009】
本発明の熱線カット組成物は、分散液、塗料、ペースト、これらの何れかによって形成された塗膜、あるいはフィルムなど多様な形態で利用することができる。また、本発明の熱線カット組成物は、自動車など各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の熱線カット組成物は、熱線カット材のATO粉とITO粉とを含有し、可視光線透過率(%Tv)が60%以上、好ましくは80%以上の透明性を有し、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上、好ましくは1.4以上の透明膜を形成することができる熱線カット組成物である。なお、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])は熱線カット性能を表し、この比率が高いほど熱線カット効果が高い。
【0011】
一般に、熱線カット材として酸化スズ粉、ATO粉、ITO粉をおのおの単独に分散させた熱線カット膜の可視光線透過率(%Tv)と可視光線透過率(%Tv)は、標準的な態様において、概ね以下に示す水準である。
【0012】
(イ)酸化スズ粉含有膜は、可視光線透過率(%Tv)が84%前後の透明性を有する場合に、日射透過率(%Ts)も81%前後と高く、従って熱線カット比([%Tv]/[%Ts])は1.0程度と低い。
(ロ)ATO粉含有膜は、84%前後の可視光線透過率(%Tv)の透明性を有する場合、日射透過率(%Ts)は概ね63%前後であり、従って、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])は1.3程度であり、酸化スズ粉を含有するものより該カット比は高い。
(ハ)ITO粉含有膜は、上記(イ)(ロ)の酸化スズ粉やATO粉と同程度の含有量である場合、可視光線透過率(%Tv)は90%前後であり、透明性に優れ、また日射透過率(%Ts)は59%程度と低く、従って熱線カット比([%Tv]/[%Ts])は1.4以上と高い。
【0013】
一方、本発明の熱線カット組成物は、ATO粉とITO粉とを混合使用しながら、しかも可視光線透過率(%Tv)が60%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上の透明性を有し、しかもITO粉を単独に用いた場合と同程度の熱線カット比([%Tv]/[%Ts])を有する透明膜を形成することができる組成物である。
【0014】
さらに、本発明によれば熱線カット性能が粉体の色度と相関のあることが見い出された。一般に物体の色は、明度L、赤方向(+a)、および黄方向(+b)のLab表色系座標において、数値化して示されるが、本発明によれば、上記明度Lに対する暖色(a・b)の比(a・b/L)が大きいほど、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が大きいことが見い出された。
【0015】
具体的には、図1に示すように、ATO粉およびITO粉の色度(a・b/L)が0.3より小さいものは、色度の減少に比例して急激に熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が低下する。一方、上記色度が0.3以上のものは熱線カット比が1.2を上回り、色度が大きいほど熱線カット比が高い傾向がある。
【0016】
すなわち、本発明の熱線カット組成物は、ATO粉とITO粉の何れもが、好ましくは、Lab表色系において色度(a・b/L、ただしa<0,b<0)0.3以上のものである。こような色度を有するATO粉とITO粉を混合使用することによって、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上、好ましくは1.4以上の熱線カット性能を有する透明膜を形成する組成物を得ることができる。
【0017】
本発明の熱線カット組成物において、ATO粉とITO粉は、リン酸基またはスルホン酸基(−SO3基、スルホネート基)を有する有機化合物(保護剤)の存在下で分散されたものが好ましい。この保護剤によってATO粉およびITO粉の表面が保護され、液中でATO粉およびITO粉が均一に分散し、安定な分散液および塗料を得ることができる。なお、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤は分子量3000以下のものが好ましい。
【0018】
リン酸基を含有する保護剤としては、例えば、以下の一般式〔1〕で表されるリン酸ポリエステルを用いることができる。なお、これは分子量1600以下、酸価40以上のものが好ましい。
【化1】

【0019】
スルホン酸基を有する保護剤としては、例えば、以下の一般式〔2〕で表されるスルホネート化合物を用いることができる。
【化2】

【0020】
一般に使用されている分散剤であっても、リン酸基またはスルホン酸基を含有しないものは、これらの存在下でATO粉およびITO粉を溶媒に加えても、本発明の効果は得られない。また、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤を用いても、その作用を阻害する分散剤を併用すると本発明の効果は得られない。後述する実施例に示すように、リン酸基またはスルホン酸基を有する保護剤A、B、Cは酸性化合物であり、これにアルカリ性分散剤D、Eを併用すると、ATO粉およびITO粉の混合粉について分散安定性に優れた分散液を得ることができない。
【0021】
リン酸基またはスルホン酸基を含有する有機化合物(保護剤)の存在下でATO粉およびITO粉を溶媒に分散させることによって、ATO粉およびITO粉が均一に分散し、安定性の良い分散液および塗料が得られる。この分散性の良い塗料によって形成した熱線カット膜は、熱線カット性能および耐候性に優れており、しかもATO粉を用いた塗膜よりも優れた透明性を有し、粉とITO粉を用いた塗膜よりもヘーズが低い塗膜を得ることができる。さらに、耐候性試験において近赤外線カット材として有機色素系材料を使用した膜のような、赤外線カット材料に起因する可視光線透過率の著しい低下、や日射透過率の上昇等の劣化を生じない。
【0022】
本発明の熱線カット組成物において、ATO粉とITO粉の量比は、例えば、ATO粉1wt%〜99wt%、およびITO粉99wt%〜1wt%(ATO粉とITO粉の合計量100%)が適当である。ATO粉とITO粉の何れか一方の含有量が10wt%未満であると、両者を混合使用する効果が低い。
【0023】
このように、本発明の熱線カット組成物は、ITO粉による高い透明性と優れた熱線カット性能および高耐候性と共に、ATO粉による低ヘーズをバランス良く持つ塗膜形成することが出来る。また用途・目的に応じてATO粉とITO粉の比率を調整することによってこれらの特性を制御することが出来る。
【0024】
本発明の熱線カット組成物は、分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルムなど多様な態様で利用することができる。また、本発明の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜は自動車など各種車両の窓ガラス、建材の窓ガラス、医療器械など各種装置の窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部に広く適用することができる。
【実施例】
【0025】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、塗料に調製方法は、ATO粉ないしITO粉などの粉末を、保護剤(分散剤)と共にトルエン・エタノールに分散させ、これに樹脂を配合して塗料を調製した。塗料の重量配合比を表1に示す。この塗料をアプリケーターでPETフィルム上に塗布し、100℃で乾燥して、厚さ2μmの塗膜を形成した。この塗膜について、可視光線透過率(%Tv)、日射透過率(%Ts)を測定した。また、各粉末の色度を示した。可視光線透過率(%Tv)および日射透過率(%Ts)は分光光度計(日立社製品U-4000)を用い、PETフィルムの[%Tv][%Ts]をベースラインとし測定した。また、色度は色差計(日本電色社の測色色差計SE 2000)によって測定した。なお、耐候性は規格(JIS K 7350)に基づいて測定した。
【0026】
〔実施例1〜10〕
表2〜表3に示すATO粉およびITO粉の混合粉を用い、表示する量比に従い、保護剤A、B、Cの存在下で分散液を調製した。保護剤A〜Cはリン酸基またはスルホン酸基を含む化合物である。この分散液を表1に示す量比で樹脂に配合して塗料を調製した。分散液および塗料の安定性を表2〜表3に示した。さらに、この塗料を用いて厚さ2μmの塗膜を形成し、この塗膜について可視光線透過率(%Tv)、日射透過率(%Ts)を測定し、耐候性およびヘーズを調べた。この結果を表2〜表3に示した。
【0027】
実施例1〜実施例6の何れにおいても、分散液および塗料中でATO粉とITO粉とが均一に分散しており、分散安定性が良い。また、この塗料によって形成した塗膜の可視光線透過率(%Tv)は何れも85%以上であり、高い透明性を有する一方、日射透過率(%Ts)は55%前後であり、従って、熱線カット比([Tv]/[Ts])は実施例3が1.35である他は何れも1.4以上であり、優れた熱線カット性能を有する。また、耐候性が良く、ヘーズも低い。
【0028】
実施例7〜実施例10の何れにおいても、分散液および塗料中でATO粉とITO粉とが均一に分散しており、分散安定性が良い。また、この塗料によって形成した塗膜の可視光線透過率(%Tv)は何れも95%以上であり、極めて高い透明性を有する一方、日射透過率(%Ts)は70〜80%程度であり、従って、熱線カット比([Tv]/[Ts])は何れも1.2以上であり、十分な熱線カット性能を有する。また、耐候性が良く、ヘーズも低い。
【0029】
〔比較例1〜6〕
表4に示すATO粉およびITO粉の混合粉を用い、またはATO粉を単独で用い、表示する量比に従い、保護剤A〜Eの存在下で分散液を調製し、これを表1に示す量比で樹脂に配合して塗料を調製した。保護剤D、Eは何れもリン酸基またはスルホン酸基を含まないアルカリ性分散剤である。分散液および塗料の安定性を表4に示した。さらに、この塗料を用いて厚さ2μmの塗膜を形成し、この塗膜について可視光線透過率(%Tv)、日射透過率(%Ts)を測定し、耐候性およびヘーズを調べた。この結果を表4に示した。
【0030】
〔比較例7〕
ブチルアクリレート60部と2−エチルヘキシルアクリレート26部と、メチルメタクリレート10部とアクリル酸3部とトルエン200部とを混合し、さらに、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド0.1部を添加して混合することにより、単量体組成物を調製した。この単量体組成物を60℃で10時間の重合処理を行うことにより、粘着性アクリル系樹脂を含有してなるポリマー溶液を得た。このポリマー溶液にATO粉体(ジェムコ製)10部と酢酸コバルト四水和物30部とジ(2−エチルヘキシル)フォスフェート100部との混合物100部(接着性アクリル系樹脂100部に対する2価の銅イオンの量が7.7部)を添加し、十分に攪拌混合することにより、液状のアクリル系樹脂組成物を製造した。
【0031】
このアクリル系樹脂組成物を試料として、次のようにして光学特性を調べた。最初に厚さ50μmのポリエステルフィルムの一面にバーコーターを使って塗布し、次いで、100℃のオーブン中で2分間加熱してトルエンの除去処理を行うことにより、フィルム上にアクリル系樹脂組成物よりなる厚みが50μmの粘着層を形成した。この粘着層が形成されたポリエステルフィルムと厚みが2mmのアクリル板とを当該粘着層がアクリル板と接するよう貼り合わせることにより、測定用シートを作製した。このシートの可視光線透過率および日射透過率を測定した。さらに、塗膜の耐候性、およびヘーズを調べた。
【0032】
〔比較例8〕
表1に示す配合比に従い、表4に示すITO粉を単独に用い、保護剤Aを用い、トルエン・エタノールに分散させ、アクリル樹脂を加えて塗料を調製した。この塗料を用いて塗膜を形成した。この塗膜について、可視光線透過率(%Tv)、日射透過率(%Ts)、耐候性、ヘーズを調べた。この結果を表4に示した。
【0033】
比較例1〜比較例3は保護剤A〜Cの作用が分散剤Dによって阻害されるため、ATO粉とITO粉が均一に分散せず、安定な分散液を得ることができず、何れも塗料を調製することができない。比較例4および比較例5は、混合粉の分散が十分ではなく、従って、分散液および塗料の安定性が低く、塗膜の耐候性も不良であった。比較例6および比較例7はATO粉のみを用いるので粉末の分散性は良いが、何れも熱線カット比([Tv]/[Ts])は1.2以上であるが、耐候性が劣る。比較例8はITO粉末のみを用いるので粉末の分散性は良く、熱線カット比([Tv]/[Ts])も高いが、ヘーズがやや不良である。
【0034】
〔試験例〕
表5に示す色度(a・b/L)を有する酸化スズ粉、ATO粉、ITO粉を用い、これらの粉末をおのおの単独に分散させた分散液を調製した。この分散液をアクリル樹脂に加えて塗料を調製した。この塗料を用い、上記実施例と同様にして塗膜を形成し、この塗膜について、可視光線透過率(%Tv)、日射透過率(%Ts)を測定した。この結果を表5に示した。また、色度と熱線カット比([%Tv]/[%Ts])との関係を図1に示した。表5に示すように、色度が0.3より低い酸化スズ粉を用いた試料の熱線カット比はATO粉およびITO粉を用いた場合よりも大幅に低い。また、図1に示すように、ATO粉およびITO粉の色度(a・b/L)が0.3より小さいものは、色度が減少すると急激に熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が低下する。一方、上記色度が0.3以上の場合には熱線カット比が1.2を上回り、色度が大きいほど熱線カット比が高い傾向がある。
【0035】
【表1】

【0036】
【表2】

【0037】
【表3】

【0038】
【表4】

【0039】
【表5】

【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】試験例において、色度(a・b/L)と熱線カット比([%Tv]/[%Ts])の関係を示すグラフ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱線カット材としてアンチモン錫酸化物(ATO)粉とインジウム錫酸化物(ITO)粉とを含有し、可視光線透過率(%Tv)が60%以上であって、可視光線透過率(%Tv)の日射透過率(%Ts)に対する比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上の透明膜を形成することを特徴とする熱線カット組成物。
【請求項2】
請求項1の組成物において、可視光線透過率(%Tv)が80%以上であって、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.2以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
【請求項3】
請求項1または請求項2の組成物において、熱線カット比([%Tv]/[%Ts])が1.4以上の透明膜を形成する熱線カット組成物。
【請求項4】
請求項1〜請求項3の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ATO)粉およびインジウム錫酸化物(ITO)粉の色度(a・b/L、ただしa<0,b<0)が0.3以上である熱線カット組成物。
【請求項5】
請求項1〜請求項4の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ATO)粉とインジウム錫酸化物(ITO)粉が、リン酸基またはスルホン酸基を有する有機化合物の存在下に分散されたものである熱線カット組成物。
【請求項6】
請求項1〜請求項5の何れかに記載する組成物において、アンチモン錫酸化物(ATO)粉を1wt%〜99wt%、インジウム錫酸化物(ITO)粉を1wt%〜99wt%(ATO粉およびITO粉の合計量100wt%)含有する熱線カット組成物。
【請求項7】
請求項1〜請求項6の何れかに記載する熱線カット組成物であって、アンチモン錫酸化物(ATO)粉およびインジウム錫酸化物(ITO)粉が分散した分散液、塗料、ペースト、または、これらによって形成された塗膜、あるいはフィルム。
【請求項8】
請求項7の熱線カット組成物によって形成された熱線カット膜を有する車両用窓ガラス、建材用窓ガラス、または医療機械用窓ガラス、一般包装物、ショーケース等の透明部。



【図1】
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【公開番号】特開2007−154152(P2007−154152A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−161793(P2006−161793)
【出願日】平成18年6月12日(2006.6.12)
【出願人】(000006264)三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】(597065282)株式会社ジェムコ (151)
【Fターム(参考)】