(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性に優れ、かつ反射率が良好な赤外線反射顔料の提供。【解決手段】金属薄膜層１と前記金属薄膜層の両面に配された誘電体層２Ａ，２Ｂとを有し、前記金属薄膜層が、ＡｇＣｕ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の少なくともいずれかを含有し、前記誘電体層が、酸化チタンを含有する、赤外線反射顔料１０。好ましくは、前記金属薄膜層の平均厚みが１０ｎｍ〜３０ｎｍ、前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量が、Ａｇに対して、０ａｔ％超３０ａｔ％以下であり、前記酸化チタンが、Ｔｉ４Ｏ７、及びＴｉ３Ｏ５の少なくともいずれかを含有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄膜層と前記金属薄膜層の両面に配された誘電体層とを有し、
前記金属薄膜層が、ＡｇＣｕ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の少なくともいずれかを含有し、
前記誘電体層が、酸化チタンを含有する、
ことを特徴とする赤外線反射顔料。
【請求項２】
前記金属薄膜層が、ＡｇＣｕ合金を含有する請求項１に記載の赤外線反射顔料。
【請求項３】
前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量が、Ａｇに対して、０ａｔ％超３０ａｔ％以下である請求項２に記載の赤外線反射顔料。
【請求項４】
前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量が、Ａｇに対して、５ａｔ％以上２０ａｔ％以下である請求項２から３のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項５】
前記酸化チタンが、Ｔｉ４Ｏ７、及びＴｉ３Ｏ５の少なくともいずれかを含有する請求項１から４のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項６】
前記酸化チタンが、Ｔｉ４Ｏ７を含有する請求項１から５のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項７】
前記金属薄膜層の平均厚みが、１０ｎｍ〜３０ｎｍである請求項１から６のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項８】
前記金属薄膜層の平均厚みが、１５ｎｍ〜２５ｎｍである請求項１から７のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項９】
前記誘電体層の平均厚みが、２０ｎｍ〜５０ｎｍである請求項１から８のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【請求項１０】
前記誘電体層の平均厚みが、２５ｎｍ〜３５ｎｍである請求項１から９のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線反射顔料に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場、住宅、物置、畜舎等の建物、及び自動車等の車両は、日光に晒されていることから、特に夏場には居住性向上、及び空調負荷の低減のために、内部温度の上昇を抑えることが求められている。また、日光による路面の温度上昇を抑えることが求められている。
そのような温度上昇抑制の手段として、赤外線反射顔料を用いた塗料が用いられている。
【０００３】
赤外線反射顔料は、例えば、少なくとも１層の金属薄膜層と、少なくとも２層の透明な誘電体層とを有する鱗片状の積層体である（例えば、特許文献１参照）。
このような赤外線反射顔料は、金属薄膜層に銀を用いることが多い。しかし、金属薄膜層に銀を用いた赤外線反射顔料では、耐熱性に劣る場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００６６６４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、耐熱性に優れ、かつ反射率が良好な赤外線反射顔料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】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  金属薄膜層と前記金属薄膜層の両面に配された誘電体層とを有し、
前記金属薄膜層が、ＡｇＣｕ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の少なくともいずれかを含有し、
前記誘電体層が、酸化チタンを含有する、
ことを特徴とする赤外線反射顔料である。
＜２＞  前記金属薄膜層が、ＡｇＣｕ合金を含有する前記＜１＞に記載の赤外線反射顔料である。
＜３＞  前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量が、Ａｇに対して、０ａｔ％超３０ａｔ％以下である前記＜２＞に記載の赤外線反射顔料である。
＜４＞  前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量が、Ａｇに対して、５ａｔ％以上２０ａｔ％以下である前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
＜５＞  前記酸化チタンが、Ｔｉ４Ｏ７、及びＴｉ３Ｏ５の少なくともいずれかを含有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
＜６＞  前記酸化チタンが、Ｔｉ４Ｏ７を含有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料。
＜７＞  前記金属薄膜層の平均厚みが、１０ｎｍ〜３０ｎｍである前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
＜８＞  前記金属薄膜層の平均厚みが、１５ｎｍ〜２５ｎｍである前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
＜９＞  前記誘電体層の平均厚みが、２０ｎｍ〜５０ｎｍである前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
＜１０＞  前記誘電体層の平均厚みが、２５ｎｍ〜３５ｎｍである前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の赤外線反射顔料である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、耐熱性に優れ、かつ反射率が良好な赤外線反射顔料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ＡｇＣｕ合金層の反射率測定結果である。
【図２】図２は、ＡｇＳｎ合金層の反射率測定結果である。
【図３】図３は、ＡｇＺｎ合金層の反射率測定結果である。
【図４】図４は、ＡｇＢｉＮｄ合金層の反射率測定結果である。
【図５】図５は、ＡｇＣｕ合金層又はＡｇ層の透過率測定結果である。
【図６】図６は、酸化チタン層の透過損失測定結果である。
【図７】図７は、赤外線反射顔料の好適構造の分光特性である。
【図８】図８は、赤外線反射顔料の一例の分光特性である。
【図９】図９は、赤外線反射顔料の層構造の一例を示す断面模式図である。
【図１０】図１０は、赤外線反射顔料の層構造の他の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（赤外線反射顔料）
本発明の赤外線反射顔料は、金属薄膜層と、誘電体層とを有する。
前記誘電体層は、前記金属薄膜層の両面に配されている。
【００１０】
＜金属薄膜層＞
前記金属薄膜層は、赤外線を反射する機能を有する。
銀は、反射率に優れるため、前記金属薄膜層の材料として好ましいものの、耐熱性に劣る。
一方、ＡｇＣｕ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の少なくともいずれかを含有する前記金属薄膜層は、反射率が高く、かつ耐熱性に優れる。
その点で、前記金属薄膜層は、ＡｇＣｕ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の少なくともいずれかを含有することが好ましい。ただし、ＡｇＢｉＮｄ合金を用いた金属薄膜層は、蒸着法での成膜が困難であることから、ＡｇＣｕ合金を用いた金属薄膜層が最も好ましい。
【００１１】
ここで、ＡｇＣｕ合金、ＡｇＳｎ合金、ＡｇＺｎ合金、及びＡｇＢｉＮｄ合金の反射率を測定した。
使用した合金の組成は以下の通りである。
・ＡｇＣｕ合金；Ａｇに対してＣｕを２ａｔ％
・ＡｇＳｎ合金；Ａｇに対してＳｎを２ａｔ％
・ＡｇＺｎ合金；Ａｇに対してＺｎを２ａｔ％
・ＡｇＢｉＮｄ合金；Ａｇに対してＢｉ及びＮｄを各２ａｔ％
【００１２】
ＡｇＣｕ合金、ＡｇＳｎ合金、又はＡｇＺｎ合金については、各合金を用い、蒸着法により、ガラス基板上に、３０ｎｍ厚みの金属薄膜層を形成した。
ＡｇＢｉＮｄ合金については、スパッタリング法により、ガラス基板上に、３０ｎｍ厚みの金属薄膜層を形成した。
形成した金属薄膜層について、形成初期、及び１５０℃２時間保存後の反射率を測定した。反射率は、分光光度計（大塚電子社製）を用いて、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲で測定した。結果を表１に示した。また、図１〜図４に、各金属薄膜層の反射率を示した。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
以上の結果から、ＡｇＣｕ合金、又はＡｇＢｉＮｄ合金を用いた金属薄膜層が、優れた反射率と、優れた耐熱性とを両立していることが確認できた。
【００１５】
前記ＡｇＣｕ合金におけるＣｕの含有量としては、Ａｇに対して、０ａｔ％超３０ａｔ％以下が好ましく、０．１ａｔ％以上３０ａｔ％以下がより好ましく、２ａｔ％以上２５ａｔ％以下が更により好ましく、５ａｔ％以上２０ａｔ％以下が特に好ましい。Ｃｕの含有量が少ないと、耐熱性が低下して耐熱試験後の透過率が大きく低下する傾向にあり、Ｃｕの含有量が多いと、着色する傾向にある。着色を防ぎつつ、優れた耐熱性を得る点で、５ａｔ％以上２０ａｔ％以下が特に好ましい。
【００１６】
ここで、Ｃｕの含有量を変えて、金属薄膜層（ＡｇＣｕ合金層又はＡｇ層）の耐熱試験（２００℃で２時間）を行い、透過率を確認した。
試験片は、蒸着法により、ガラス基板上に、３０ｎｍ厚みの金属薄膜層（ＡｇＣｕ合金層又はＡｇ層）を形成することで作製した。
透過率は、分光光度計（大塚電子社製）を用いて、４００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲で測定した。結果を図５に示した。
なお、図５における符号は以下の表２のとおりである。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
その結果、Ｃｕの含有量を６ａｔ％としたときが、耐熱試験後の透過率の低下が最も少なかった。一方、Ｃｕの含有量が多いほど、着色が多い傾向にあった。
【００１９】
前記金属薄膜層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５ｎｍ〜５０ｎｍであってもよいし、１０ｎｍ〜３０ｎｍであってもよい。
ここで、平均厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて、任意の１０箇所を測定した際の算術平均値である。
【００２０】
＜誘導体層＞
前記赤外線反射顔料において、前記誘電体層は、前記金属薄膜層の両面に配される。
前記誘電体層は、例えば、透明であり、前記金属薄膜層の可視光周辺域における反射防止層として機能する。即ち、前記誘電体層は、可視光周辺域の入射光の透過率を向上させる機能を有する。
【００２１】
前記誘電体層は、酸化チタンを含有することが好ましく、ＴｉＯ２、Ｔｉ４Ｏ７、及びＴｉ３Ｏ５の少なくともいずれかを含有することがより好ましく、Ｔｉ４Ｏ７、及びＴｉ３Ｏ５の少なくともいずれかを含有することが更により好ましく、Ｔｉ４Ｏ７を含有することが特に好ましい。
【００２２】
前記誘電体層は、例えば、蒸着により形成されるが、その際、蒸着源が均一に溶解するためには、蒸着源が導電性を有することが好ましい。蒸着の際に蒸着源が均一に溶解していないと、形成される誘電体層において、点状の膜欠陥が生じる恐れがある。ここで、ＴｉＯ２は導電性がないが、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ３Ｏ５、及びＴｉＯは、導電性を有する。
一方、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ３Ｏ５、及びＴｉＯは、ＴｉＯ２と比べて透明性が低い恐れがある。
そこで、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ３Ｏ５、ＴｉＯ、及びＴｉＯ２について、透明性（透過損失）を調べた。
試験片は、蒸着法により、ガラス基板上に、５０ｎｍ厚みの誘電体層（酸化チタン層）を形成することで作製した。
透過損失は、分光光度計（日本分光社製）を用いて、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した。結果を図６に示した。
図６より、透過損失が少ない点で、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ３Ｏ５が好ましく、Ｔｉ４Ｏ７がより好ましいことが確認できた。
【００２３】
前記誘電体層の各層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍであってもよいし、２０ｎｍ〜５０ｎｍであってもよい。
ここで、平均厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて、任意の１０箇所を測定した際の算術平均値である。
【００２４】
ここで、前記赤外線反射顔料の好適構造を以下に示す。
（１）金属薄膜層は、ＡｇＣｕを含有する。
（２）金属薄膜層の平均厚みは、１５ｎｍ〜２５ｎｍである。
（３）誘電体層は、Ｔｉ４Ｏ７を含有する。
（４）誘電体層の平均厚みは、２５ｎｍ〜３５ｎｍである。
（５）誘電体層と、金属薄膜層と、誘電体層とをこの順で積層した構造である。
上記（１）〜（５）を満たす赤外線反射顔料の分光特性を図７に示す。
図７の分光特性は、分光光度計（日本分光社製）を用いて、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した結果である。
測定においては、基板上に赤外線反射顔料と同じ層構造を蒸着法により形成し、粉砕して赤外線反射顔料とする前の状態の試験片を用いた。試験片の層構造は、誘電体層（Ｔｉ４Ｏ７、３０ｎｍ）／金属薄膜層（ＡｇＣｕ、２０ｎｍ）／誘電体層（Ｔｉ４Ｏ７、３０ｎｍ）の３層構造である。
また、比較するために、誘電体層（ＴｉＯ２、３５ｎｍ）／金属薄膜層（ＡｇＰｄ、１０ｎｍ）／誘電体層（ＴｉＯ２、６０ｎｍ）／金属薄膜層（ＡｇＰｄ、１０ｎｍ）／誘電体層（ＴｉＯ２、３５ｎｍ）の５層構造の赤外線反射顔料の分光特性を、同様の方法で測定した。結果を図８に示した。
図７と図８とを比較すると、上記（１）〜（５）を満たす赤外反射顔料では、透過率と反射率とのバランスに優れていた。
また、上記（１）〜（５）を満たす赤外反射顔料では、目視による色味もほとんど観察されなかった。これは、金属薄膜層の吸収・反射特性と、誘電体層の吸収・反射特性とを考慮し、金属薄膜層と誘電体層とを積層した際の各吸収・反射特性の重ね合わせにより色味がなくなるように、金属薄膜層の厚み及び誘電体層の厚みを調整したことによる。
【００２５】
前記赤外線反射顔料の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、支持体上に、金属薄膜層、及び誘電体層を有する積層体を形成した後に、支持体から積層体を剥離し、積層体を粉砕する方法などが挙げられる。
支持体上に、金属薄膜層、誘電体層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法（ＥＢ）、イオンプレーティング法などが挙げられる。
【００２６】
ここで、赤外線反射顔料の層構造の一例を図を用いて説明する。
図９は、赤外線反射顔料の層構造の一例を示す断面模式図である。
図９の赤外線反射顔料１０は、誘電体層２Ａと、金属薄膜層１と、誘電体層２Ｂとをこの順で有する。
【００２７】
図１０は、赤外線反射顔料の層構造の他の一例を示す断面模式図である。
図１０の赤外線反射顔料１０は、誘電体層２Ａと、金属薄膜層１Ａと、誘電体層２Ｂと、金属薄膜層１Ｂと、誘電体層２Ｃとをこの順で有する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の赤外線反射顔料は、耐熱性に優れ、かつ反射率が良好であることから、塗料に配合する遮熱顔料として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    金属薄膜層
１Ａ  金属薄膜層
１Ｂ  金属薄膜層
２Ａ  誘電体層
２Ｂ  誘電体層
２Ｃ  誘電体層
１０  赤外線反射顔料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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