(57)【要約】      （修正有）【課題】  可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持ち、紫外線による色調変化が抑制された、タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。【解決手段】  Ｃｓ０．３３ＷＯ３で表記されるタングステン酸化物微粒子と、０．０１％以上２０％以下のヒンダードアミン系光安定剤とを、媒体中に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体液。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、（０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３）で表記される複合タングステン酸化物微粒子と、ヒンダードアミン系光安定剤とを、媒体中に含有分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、
ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が、０．０１％以上２０％以下であることを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項２】
前記タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子、の粒子直径が、１ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体分散体。
【請求項３】
前記タングステン酸化物微粒子、または／及び、前記複合タングステン酸化物微粒子が、一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２．４５≦ｚ／ｙ≦２．９９９）で表記される組成比のマグネリ相を含むことを特徴とする請求項１から２のいずれか記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項４】
一般式ＭｘＷｙＯｚで表記される前記複合タングステン酸化物微粒子が、六方晶もしくは、正方晶もしくは、立方晶の結晶構造の1つ以上を含むことを特徴とする請求項1記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項５】
Ｍ元素が、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｓｎのうちの１種類以上を含み、六方晶の結晶構造結晶構造を有することを特徴とする請求項４記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項６】
ヒンダードアミン系光安定剤が、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン誘導体または１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジン誘導体であることを特徴とする請求項１記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項７】
前記媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする請求項１記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項８】
前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂のうちのいずれか１種類以上であることを特徴とする請求項７記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項９】
請求項１〜８記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体において、可視光透過率を６０%から７０%とした時、紫外線を２時間照射した時の可視光透過率の低下量が、ヒンダードアミン系光安定剤未添加の赤外線遮蔽材料微粒子分散体に同様に紫外線を照射した時の可視光透過率の低下量の５０％以下であることを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項１０】
請求項９記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、板状またはフィルム状または薄膜状に形成して作製したことを特徴とする赤外線遮蔽体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体、さらに、当該赤外線遮蔽材料微粒子分散体より製造した赤外線遮蔽体に関する。詳しくは、該媒体中に前記酸化物微粒子とともにヒンダードアミン系光安定剤（以下、ＨＡＬＳとも記す）を含有させることで、該媒体の紫外線劣化によって促進される該酸化物微粒子の色調変化を抑制した赤外線遮蔽材料微粒子分散体、さらに、当該赤外線遮蔽材料微粒子分散体より製造した赤外線遮蔽体に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光や電球などの外部光源から熱成分を除去・減少する方法として、従来、ガラス表面に赤外線を反射する材料からなる膜を形成して熱線反射ガラスとして使用することが行われていた。その材料にはＦｅ,ＦｅＯｘ,ＣｏＯｘ,ＣｒＯｘ,ＴｉＯｘなどの金属酸化物やＡｇ,Ａｕ,Ｃｕ,Ｎｉ,Ａｌなどの自由電子を多量にもつ金属材料が選択されてきた。
【０００３】
しかし、これらの材料では熱効果に大きく寄与する赤外線以外に、可視光も同時に反射もしくは吸収する性質があるため、可視光透過率が低下する問題があった。そして、建材、乗り物、電話ボックスなどに用いる透明基材では可視光領域の高い透過率が必要とされることから、上記材料を利用する場合は膜厚を非常に薄くしなければならなかった。このため、スプレー焼付けやＣＶＤ法、あるいはスパッタリング法や真空蒸着法などの物理成膜法を用いて１０ｎｍレベルの薄膜を成膜して用いられることが通常行われてきた。
【０００４】
しかしながら、これらの成膜方法は大がかりな装置や真空設備を必要とし、生産性や大面積化に問題があり、膜の製造コストが高くなるといった欠点がある。また、これ等材料で日射遮蔽特性（波長域３００〜２１００ｎｍの光を遮蔽する特性）を高くしようとすると、可視光領域の吸収率および反射率も同時に高くなってしまう傾向があり、鏡のようなギラギラした外観を与えて美観を損ねてしまう。さらに、これらの材料では膜の導電性が高いものが多く、膜の導電性が高いと携帯電話やＴＶ、ラジオなどの電波を反射して受信不能になったり、周辺地域に電波障害を引き起こすなどの問題がある。
【０００５】
このような従来の欠点を改善するには、膜の物理特性として、可視光領域の光の反射率が低くて赤外線領域の吸収率または反射率が高く、かつ膜の表面抵抗が概ね１０６Ω／□以上必要であると考えられる。
【０００６】
例えば、特許文献１では、透明なガラス基板上に、基板側より第１層として周期律表のＩＩＩａ族、ＩＶａ族、Ｖｂ族、ＶＩｂ族及びＶＩＩｂ族から成る群から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含有する複合酸化タングステン膜を設け、前記第１層上に第２層として透明誘電体膜を設け、該第２層上に第３層として周期律表のＩＩＩａ族、ＩＶａ族、Ｖｂ族、ＶＩｂ族及びＶＩＩｂ族から成る群から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含有する複合酸化タングステン膜を設け、かつ前記第２層の透明誘電体膜の屈折率が前記第１層及び前記第３層の複合酸化タングステン膜の屈折率よりも低くすることによる光干渉効果により、高い可視光線透過率及び良好な熱線遮断性能が要求される部位に好適に使用することができる熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００７】
特許文献２では、特許文献１と同様の方法で、透明なガラス基板上に、基板側より第１層として第１の誘電体膜を設け、該第１層上に第２層として酸化タングステン膜を設け、該第２層上に第３層として第２の誘電体膜を設けた積層構成の光干渉効果を用いる熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００８】
特許文献３では、特許文献２と同様な方法で、透明な基板上に、基板側より第１層として同様の金属元素を含有する複合酸化タングステン膜を設け、前記第１層上に第２層として透明誘電体膜を設けた光干渉効果を用いる熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００９】
特許文献４では、水素、リチウム、ナトリウム又はカリウム等の添加材料を含有する三酸化タングステン（ＷＯ３）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）及び二酸化バナジウム（ＶＯ２）の１種以上から選択された金属酸化物膜を、ＣＶＤ法あるいはスプレー法で被覆され２５０℃程度で熱分解して形成された太陽光遮蔽特性を有する太陽光制御ガラスシートが提案されている。
【００１０】
特許文献１：特開平８−５９３００号公報
特許文献２：特開平８−１２３７８号公報
特許文献３：特開平８−２８３０４４号公報
特許文献４：特開２０００−１１９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体においては、長期間にわたって紫外線を受けると、色調の変化、透過率の低下が起き、窓材等に用いる場合には色調が暗くなる傾向が見られており、太陽光を受ける屋外用途等への用途拡大の上で問題となっていた。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持ち、紫外線による色調変化が抑制された、タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体、当該赤外線遮蔽材料微粒子分散体を板状、フィルム状または薄膜状に形成した赤外線遮蔽体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】
【００１３】
発明者等は、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体の紫外線による色調変化の現象は、樹脂などの高分子材料に紫外線を照射すると、紫外線のエネルギーによって高分子鎖が切断されて活性な有害ラジカルが次々に発生し、高分子の劣化が連鎖的に進み、これらの有害ラジカルが、該タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体中に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体、または赤外線遮蔽体の、タングステン酸化物微粒子、または複合タングステン酸化物微粒子に還元的に作用し、新たに５価のタングステンが増加するに伴って着色濃度が高くなることに想到した。そこで、当該高分子媒体の紫外線劣化を防止することで、新たな５価のタングステンの生成を防止し、色調の変化を抑制することが可能となることを見出し、タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子分散体中に、ヒンダードアミン系光安定剤（以下、ＨＡＬＳと記載することがある。）を同時に存在させることで、紫外線により発生した有害ラジカルを捕捉してタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子の還元を防止し、該赤外線遮蔽材料の紫外線による色調変化を抑制することに想到し、本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明の第1の発明は、
一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、（０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３）で表記される複合タングステン酸化物微粒子と、ヒンダードアミン系光安定剤とを、媒体中に含有分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、
ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が、０．０１％以上２０％以下であることを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００１５】
本発明の第２の発明は、
前記タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子、の粒子直径が、１ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする第１の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体分散体を提供する。
【００１６】
本発明の第３の発明は、
前記タングステン酸化物微粒子、または／及び、前記複合タングステン酸化物微粒子が、一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２．４５≦ｚ／ｙ≦２．９９９）で表記される組成比のマグネリ相を含むことを特徴とする第１、２の発明のいずれか記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００１７】
本発明の第４の発明は、
一般式ＭｘＷｙＯｚで表記される前記複合タングステン酸化物微粒子が、六方晶もしくは、正方晶もしくは、立方晶の結晶構造の1つ以上を含むことを特徴とする第１の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００１８】
本発明の第５の発明は、
Ｍ元素が、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｓｎのうちの１種類以上を含み、六方晶の結晶構造結晶構造を有することを特徴とする第４の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００１９】
本発明の第６の発明は、
ヒンダードアミン系光安定剤が、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン誘導体または１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジン誘導体であることを特徴とする第１の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００２０】
本発明の第７の発明は、
前記媒体が、樹脂またはガラスであることを特徴とする第１の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００２１】
本発明の第８の発明は、
前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂のうちのいずれか１種類以上であることを特徴とする第７の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００２２】
本発明の第９の発明は、
第１〜８の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体において、可視光透過率を６０%から７０%とした時、紫外線を２時間照射した時の可視光透過率の低下量が、ヒンダードアミン系光安定剤未添加の赤外線遮蔽材料微粒子分散体に同様に紫外線を照射した時の可視光透過率の低下量の５０％以下であることを特徴とする赤外線遮蔽材料微粒子分散体を提供する。
【００２３】
本発明の第１０の発明は、
第９の発明記載の赤外線遮蔽材料微粒子分散体を、板状またはフィルム状または薄膜状に形成して作製したことを特徴とする赤外線遮蔽体を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、（０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３）で表記される複合タングステン酸化物微粒子と、ヒンダードアミン系光安定剤を、媒体中に含有分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体であり、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が０．０１％以上２０％以下とすることによって、紫外線照射に伴う５価のタングステンの生成を抑制し、着色変化を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、（０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３）で表記される複合タングステン酸化物微粒子と、ヒンダードアミン系光安定剤とを、媒体中に含有分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量を、０．０１％以上２０％以下とする赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。該赤外線遮蔽材料微粒子の粒子直径は、１ｎｍ以上８００ｎｍ以下が好ましい。
【００２６】
本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、上記の構成とすることにより、紫外線照射に伴う当該微粒子分散体の着色変化を抑制することが可能となった。これは、当該微粒子分散体が紫外線照射された際、ヒンダードアミン系光安定剤が、紫外線によって発生したラジカルを十分に捕捉し、５価のタングステンの生成を抑制した為であると考えられる。
【００２７】
この結果、本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体において、当初の可視光透過率を６０%から７０%に設定し、紫外線を２時間照射した後の可視光透過率の低下量は、従来の技術に係るヒンダードアミン系光安定剤を添加していない赤外線遮蔽材料微粒子分散体の当初の可視光透過率を同様に６０%から７０%に設定し、同様の紫外線を照射した後の可視光透過率の低下量の５０％以下とすることができた。
【００２８】
以下、本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体について、１．タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子、２．タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子の製造方法、３．ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）、４．赤外線遮蔽材料微粒子分散体、５．赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを媒体中に分散し、基材表面に形成する方法、６．赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを基材中に分散する方法、の順で詳細に説明する。
【００２９】
１．タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子
一般に、自由電子を含む材料は、プラズマ振動によって波長２００ｎｍから２６００ｎｍを有する太陽光線等の電磁波に反射吸収応答を示すことが知られている。このような材料の粉末を、光の波長より小さい微粒子とすると、可視光領域（波長３８０ｎｍから７８０ｎｍ）の幾何学散乱が低減されて、可視光領域の透明性が得られることが知られている。尚、本明細書において、透明性とは、可視光領域の光に対して散乱が少なく透過性が高いという意味で用いている。
【００３０】
一般に、ＷＯ３中には有効な自由電子が存在しないため、ＷＯ３は近赤外線領域の吸収反射特性が少なく、赤外線遮蔽材料としては有効ではない。一方、酸素欠損を持つ３酸化タングステンや、３酸化タングステンにＮａ等の陽性元素を添加したいわゆるタングステンブロンズは、導電性材料であり、自由電子を持つ材料であることが知られている。そして、これらの材料の単結晶等の分析により、赤外線領域の光に対する自由電子の応答が示唆されている。
【００３１】
本発明者等は、該タングステンと酸素との化合物における組成範囲の特定部分において、赤外線遮蔽材料として特に有効な範囲があることを見出し、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を見出し、当該タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を、媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体、さらに、当該赤外線遮蔽材料微粒子分散体より製造した赤外線遮蔽体を得ている。
【００３２】
まず、本発明の赤外線遮蔽材料微粒子は、一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、（０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３）で表記される複合タングステン酸化物微粒子である。
【００３３】
上述した一般式ＷｙＯｚ（但し、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、２.２≦ｚ／ｙ≦２.９９９）で表記されるタングステン酸化物微粒子において、該タングステンと酸素との好ましい組成範囲は、タングステンに対する酸素の組成比が３よりも少なく、さらには、当該赤外線遮蔽材料をＷｙＯｚと記載したとき、２．２≦ｚ／ｙ≦２．９９９である。このｚ／ｙの値が、２．２以上であれば、当該赤外線遮蔽材料中に目的以外であるＷＯ２の結晶相が現れるのを回避することが出来ると伴に、材料としての化学的安定性を得ることが出来るので有効な赤外線遮蔽材料として適用できる。一方、このｚ／ｙの値が、２．９９９以下であれば必要とされる量の自由電子が生成され効率よい赤外線遮蔽材料となる。
【００３４】
また、当該ＷｙＯｚへ、元素Ｍ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素）を添加することで、ｚ／ｙ＝３.０の場合も含めて、当該ＷｙＯｚ中に自由電子が生成され、近赤外線領域に自由電子由来の吸収特性が発現し、１０００ｎｍ付近の近赤外線吸収材料として有効となるため好ましい。
【００３５】
ここで、当該ＷｙＯｚに対し、上述した酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用することで、より効率の良い赤外線遮蔽材料を得ることが出来る。この酸素量の制御と、自由電子を生成する元素の添加とを併用した赤外線遮蔽材料の一般式を、ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、前記Ｍ元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素）と記載したとき、０.００１≦ｘ／ｙ≦１、２.２≦ｚ／ｙ≦３.０の関係を満たす赤外線遮蔽材料が望ましい。
【００３６】
まず、元素Ｍの添加量を示すｘ／ｙの値について説明する。
ｘ／ｙの値が０.００１より大きければ、十分な量の自由電子が生成され目的とする赤外線遮蔽効果を得ることが出来る。そして、元素Ｍの添加量が多いほど、自由電子の供給量が増加し、赤外線遮蔽効率も上昇するが、ｘ／ｙの値が１程度で当該効果も飽和する。また、ｘ／ｙの値が１より小さければ、当該赤外線遮蔽材料中に不純物相が生成されるのを回避できるので好ましい。
【００３７】
また、元素Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上であることが好ましい。
【００３８】
ここで、元素Ｍを添加された当該ＭｘＷｙＯｚにおける、安定性の観点からは、元素Ｍは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅのうちのうちから選択される１種類以上の元素であることがより好ましい。そして、赤外線遮蔽材料としての光学特性、耐候性を向上させる観点からは、前記元素Ｍにおいて、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、４Ｂ族元素、５Ｂ族元素に属するものが、さらに好ましい。
【００３９】
次に、酸素量の制御を示すｚ／ｙの値について説明する。ｚ／ｙの値については、ＭｘＷｙＯｚで表記される赤外線遮蔽材料においても、上述したＷｙＯｚで表記される赤外線遮蔽材料と同様の機構が働くことに加え、ｚ／ｙ＝３．０においても、上述した元素Ｍの添加量による自由電子の供給があるため、２．２≦ｚ／ｙ≦３．０が好ましく、さらに好ましくは２．４５≦ｚ／ｙ≦３．０である。
【００４０】
さらに、上述の複合タングステン酸化物微粒子が六方晶の結晶構造を有する場合、当該微粒子の可視光領域の透過が向上し、近赤外領域の吸収が向上する。この六方晶の結晶構造の模式的な平面図である図１を参照しながら説明する。図１において、符号１で示すＷＯ６単位にて形成される８面体が、６個集合して六角形の空隙が構成され、当該空隙中に、符号２で示す元素Ｍが配置して１箇の単位を構成し、この１箇の単位が多数集合して六方晶の結晶構造を構成する。
【００４１】
本発明に係る、可視光領域の透過を向上させ、近赤外領域の吸収を向上させる効果を得るためには、複合タングステン酸化物微粒子中に、図１で説明した単位構造（ＷＯ６単位で形成される８面体が６個集合して六角形の空隙が構成され、当該空隙中に元素Ｍが配置した構造）が含まれていれば良く、当該複合タングステン酸化物微粒子が、結晶質であっても非晶質であっても構わない。
【００４２】
この六角形の空隙に元素Ｍの陽イオンが添加されて存在するとき、可視光領域の透過が向上し、近赤外領域の吸収が向上する。ここで、一般的には、イオン半径の大きな元素Ｍを添加したとき当該六方晶が形成され、具体的には、Ｃｓ、Ｋ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅを添加したとき六方晶が形成されやすい。勿論これら以外の元素でも、ＷＯ６単位で形成される六角形の空隙に添加元素Ｍが存在すれば良く、上記元素に限定される訳ではない。
【００４３】
六方晶の結晶構造を有する複合タングステン酸化物微粒子が均一な結晶構造を有するとき、添加元素Ｍの添加量は、ｘ／ｙの値で０．２以上０．５以下が好ましく、更に好ましくは０．３３である。ｘ／ｙの値が０．３３となることで、添加元素Ｍが、六角形の空隙の全てに配置されると考えられる。
【００４４】
また、六方晶以外では、正方晶、立方晶のタングステンブロンズも赤外線遮蔽材料として有効である。そして、これらの結晶構造によって、近赤外線領域の吸収位置が変化する傾向があり、立方晶＜正方晶＜六方晶の順に、吸収位置が長波長側に移動する傾向がある。また、それに付随して可視光線領域の吸収が少ないのは、六方晶＜正方晶＜立方晶の順である。よって、より可視光領域の光を透過して、より赤外線領域の光を遮蔽する用途には、六方晶のタングステンブロンズを用いることが好ましい。ただし、ここで述べた光学特性の傾向は、あくまで大まかな傾向であり、添加元素の種類や、添加量、酸素量によって変化するものであり、本発明がこれに限定されるわけではない。
【００４５】
本発明に係る、タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料は、近赤外線領域、特に波長１０００ｎｍ付近の光を大きく吸収するため、その透過色調は青色系から緑色系となる物が多い。
【００４６】
また、当該赤外線遮蔽材料の粒子の粒子径は、その使用目的によって、各々選定することができる。まず、透明性を保持した応用に使用する場合は、８００ｎｍ以下の粒子径を有していることが好ましい。これは、８００ｎｍよりも小さい粒子は、散乱により光を完全に遮蔽することが無く、可視光線領域の視認性を保持し、同時に効率良く透明性を保持することができるからである。特に可視光領域の透明性を重視する場合は、さらに粒子による散乱を考慮することが好ましい。この粒子による散乱の低減を重視するとき、粒子径は２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下が良い。
【００４７】
この理由は、粒子の粒子径が小さければ、幾何学散乱もしくはミー散乱に起因する波長４００ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光線領域の光の散乱が低減される結果、赤外線遮蔽膜が曇りガラスのようになり、鮮明な透明性が得られなくなるのを回避できるからである。即ち、粒子径が２００ｎｍ以下になると、上記幾何学散乱もしくはミー散乱が低減し、レイリー散乱領域になる。レイリー散乱領域では、散乱光は粒子径の６乗に反比例して低減するため、粒子径の減少に伴い散乱が低減し透明性が向上するからである。さらに粒子径が１００ｎｍ以下になると、散乱光は非常に少なくなり好ましい。光の散乱を回避する観点からは、粒子径が小さい方が好ましい、粒子径が１ｎｍ以上あれば工業的な製造は容易である。
【００４８】
上記粒子径を８００ｎｍ以下と選択することにより、赤外線遮蔽材料微粒子を媒体中に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体のヘイズ値は、可視光透過率８５％以下においてヘイズ３０％以下とすることができる。ここで、ヘイズが３０％よりも大きい値であると、曇りガラスのようになり、鮮明な透明性が得られない。
【００４９】
また、本発明の赤外線遮蔽材料を構成する微粒子の表面が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌの一種類以上を含有する酸化物で被覆されていることは、当該赤外線遮蔽材料の耐候性の向上の観点から好ましい。
【００５０】
また、タングステン酸化物微粒子、複合タングステン酸化物微粒子において、一般式ＷｙＯｚと表記したとき、２．４５≦ｚ／ｙ≦２．９９９で表される組成比を有する、所謂「マグネリ相」は化学的に安定であり、近赤外線領域の吸収特性も良いので、赤外線遮蔽材料として好ましい。
【００５１】
２．タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子の製造方法
上記一般式ＷｙＯｚで表記されるタングステン酸化物微粒子、または／及び、ＭｘＷｙＯｚで表記される複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子は、タングステン化合物出発原料を不活性ガス雰囲気もしくは還元性ガス雰囲気中で熱処理して得ることができる。
【００５２】
タングステン化合物出発原料には、３酸化タングステン粉末、もしくは酸化タングステンの水和物、もしくは、６塩化タングステン粉末、もしくはタングステン酸アンモニウム粉末、もしくは、６塩化タングステンをアルコール中に溶解させた後乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、もしくは、６塩化タングステンをアルコール中に溶解させたのち水を添加して沈殿させこれを乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、もしくはタングステン酸アンモニウム水溶液を乾燥して得られるタングステン化合物粉末、金属タングステン粉末から選ばれたいずれか一種類以上であることが好ましい。
【００５３】
ここで、タングステン酸化物微粒子を製造する場合には製造工程の容易さの観点より、タングステン酸化物の水和物粉末、もしくはタングステン酸アンモニウム水溶液を乾燥して得られるタングステン化合物粉末、を用いることがさらに好ましく、複合タングステン酸化物微粒子を製造する場合には、出発原料が溶液であると各元素を容易に均一混合可能となる観点より、タングステン酸アンモニウム水溶液や、６塩化タングステン溶液を用いることがさらに好ましい。これら原料を用い、これを不活性ガス雰囲気もしくは還元性ガス雰囲気中で熱処理して、上述した粒径のタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子を得ることができる。
【００５４】
また、上記元素Ｍを含む一般式ＭｘＷｙＯｚで表記される複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子は、上述した一般式ＷｙＯｚで表されるタングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子のタングステン化合物出発原料と同様であり、さらに元素Ｍを、元素単体または化合物のかたちで含有するタングステン化合物を出発原料とする。ここで、各成分が分子レベルで均一混合した出発原料を製造するためには各原料を溶液で混合することが好ましく、元素Ｍを含むタングステン化合物出発原料が、水や有機溶媒等の溶媒に溶解可能なものであることが好ましい。例えば、元素Ｍを含有するタングステン酸塩、塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩、酸化物、等が挙げられるが、これらに限定されず、溶液状になるものであれば好ましい。
【００５５】
ここで、不活性雰囲気中における熱処理条件としては、６５０℃以上が好ましい。６５０℃以上で熱処理された出発原料は、十分な着色力を有し赤外線遮蔽微粒子として効率が良い。不活性ガスとしてはＡｒ、Ｎ２等の不活性ガスを用いることが良い。また、還元性雰囲気中の熱処理条件としては、まず出発原料を還元性ガス雰囲気中にて１００℃以上６５０℃以下で熱処理し、次いで不活性ガス雰囲気中で６５０℃以上１２００℃以下の温度で熱処理することが良い。この時の還元性ガスは、特に限定されないがＨ２が好ましい。また還元性ガスとしてＨ２を用いる場合は、還元雰囲気の組成として、Ｈ２が体積比で０．１％以上が好ましく、さらに好ましくは２％以上が良い。０．１％以上であれば効率よく還元を進めることができる。
【００５６】
水素で還元された原料粉末はマグネリ相を含み、良好な赤外線遮蔽特性を示し、この状態で赤外線遮蔽微粒子として使用可能である。しかし、酸化タングステン中に含まれる水素が不安定であるため、耐候性の面で応用が限定される可能性がある。そこで、この水素を含む酸化タングステン化合物を、不活性雰囲気中、６５０℃以上で熱処理することで、さらに安定な赤外線遮蔽微粒子を得ることができる。この６５０℃以上の熱処理時の雰囲気は特に限定されないが、工業的観点から、Ｎ２、Ａｒが好ましい。当該６５０℃以上の熱処理により、赤外線遮蔽微粒子中にマグネリ相が得られ耐候性が向上する。
【００５７】
上述したように、得られた赤外線遮蔽材料微粒子の表面が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌの一種類以上の金属を含有する酸化物で被覆されていることは、耐候性の向上の観点から好ましい。被覆方法は特に限定されないが、当該赤外線遮蔽材料微粒子を分散した溶液中へ、上記金属のアルコキシドを添加することで、赤外線遮蔽材料微粒子の表面を被覆することが可能である。
【００５８】
３．ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）
本発明に係るＨＡＬＳとしては、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ステアロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ステアロイルオキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、４−メタクリロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−メタクリロイルオキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−オクトキシピペリジニル）セバケート、４−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝−１−［２−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）２−ブチル−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）マロネート、８−アセチル−３−ドデシル−７，７，９，９−テトラメチル−１，３，８−トリアザスピロ［４．５］デカン−２，４−ジオン、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、トリデシル・トリス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、トリデシル・トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、ジトリデシル・ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、ジトリデシル・ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−｛トリス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニルオキシカルボニル）ブチルカルボニルオキシ｝エチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−｛トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルオキシカルボニル）ブチルカルボニルオキシ｝エチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、２，２，４，４−テトラメチル−２０−（β−ラウリルオキシカルボニル）−エチル−７−オキサ−３，２０−ジアザジスピロ［５．１．１１．２］ヘネイコサン−２１−オン、２，４，６−トリス｛Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ−（２−オキソ−３，３，５，５−テトラメチルピペラジノ）エチル｝−１，３，５−トリアジン等である。好ましくは、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−オクチルオキシ−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）２−ブ���ル−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）マロネート、８−アセチル−３−ドデシル−７，７，９，９−テトラメチル−１，３，８−トリアザスピロ［４．５］デカン−２，４−ジオン、２，２，４，４−テトラメチル−２０−（β−ラウリルオキシカルボニル）−エチル−７−オキサ−３，２０−ジアザジスピロ［５．１．１１．２］ヘネイコサン−２１−オン、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、トリデシル・トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、４−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝−１−［２−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンであり、より好ましくは、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−オクチルオキシ−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）２−ブチル−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）マロネート、８−アセチル−３−ドデシル−７，７，９，９−テトラメチル−１，３，８−トリアザスピロ［４．５］デカン−２，４−ジオン、２，２，４，４−テトラメチル−２０−（β−ラウリルオキシカルボニル）−エチル−７−オキサ−３，２０−ジアザジスピロ［５．１．１１．２］ヘネイコサン−２１−オン、トリデシル・トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、４−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝−１−［２−｛３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンがある。これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００５９】
好ましくは、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン誘導体、または１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジン誘導体であることが良い。特に、ビス（２，２，６，６−テトラメチルー４−ピペリジル）セバケート、または４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、またはビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケートが好適である。
【００６０】
赤外線遮蔽材料微粒子分散体中のＨＡＬＳ含有量としては、０．０１％以上２０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１％以上１５％以下である。赤外線遮蔽材料微粒子分散体中のＨＡＬＳ含有量が０．０１％あれば、紫外線によって発生したラジカルを十分に捕捉でき、有害ラジカルが連鎖的に発生するのを抑制するため、５価のタングステンの生成を抑制することができ、紫外線による着色を抑制する効果が得られる。２０％以下であれば、分散媒体としてＵＶ硬化樹脂を用いた場合であっても、当該ＨＡＬＳが樹脂高分子のラジカル重合を阻害し、赤外線遮蔽材料微粒子分散体の透明性や強度を低下させてしまうことを回避できるからである。
【００６１】
上述したように、可視光領域においては透明で、近赤外線領域においては吸収を持つタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体の紫外線による色調変化の現象は、分散媒体である樹脂などの高分子材料に紫外線が照射されたとき、当該紫外線のエネルギーによって、高分子材料の高分子鎖が切断されて活性な有害ラジカルが次々に発生し、高分子の劣化が連鎖的に進み、これらの有害ラジカルが、該タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を媒体中に分散させた赤外線遮蔽材料微粒子分散体、または赤外線遮蔽体のタングステン酸化物微粒子、または複合タングステン酸化物微粒子に対して還元的に作用し、新たに５価のタングステンが増加するに伴って、着色濃度が高くなるためであると推定される。
【００６２】
従って、該分散媒体である樹脂などの高分子材料の紫外線劣化を防止することで、新たな５価のタングステンの生成を防止し、色調の変化を抑制することが可能となる。そこで、当該高分子材料の紫外線劣化を防止するため、タングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子を含有する赤外線遮蔽材料微粒子分散体中に、ＨＡＬＳを同時に存在させることで、紫外線により発生した有害ラジカルを捕捉してタングステン酸化物微粒子、または／及び、複合タングステン酸化物微粒子の還元を防止し、該赤外線遮蔽材料微粒子分散体の紫外線による色調変化を抑制できるものと考えられる。但し、ＨＡＬＳの有害ラジカル補足過程は、未解明な点も多く、上記以外の作用が働いている可能性もあり、上記作用に限定されるわけではない。
【００６３】
４．赤外線遮蔽材料微粒子分散体
上記赤外線遮蔽材料微粒子を適用した本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体の好ましい使用方法としては、上記微粒子を適宜な媒体中に上記ＨＡＬＳとともに分散し、所望の基材表面に形成する方法がある。この方法は、あらかじめ高温で焼成した赤外線遮蔽材料微粒子を、基材中、もしくはバインダーによって基材表面に結着させることが可能なので、樹脂材料等の耐熱温度の低い基材材料への応用が可能であり、形成の際に大型の装置を必要とせず安価であるという利点がある。
【００６４】
また、当該赤外線遮蔽材料にＨＡＬＳを含有させる際は、赤外線遮蔽材料微粒子を分散させる媒体中に必要量添加するだけでよく、容易に紫外線による色調変化を抑制した赤外線遮蔽材料が製造可能である。これにより、太陽光を受ける屋外用途等への用途拡大を図ることができ、きわめて有用である。
【００６５】
５．赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを媒体中に分散し、基材表面に形成する方法
例えば、上記赤外線遮蔽材料を微粒子化した赤外線遮蔽材料微粒子を適宜な溶媒中に分散させ、更にＨＡＬＳを溶解させ、これに媒体樹脂を添加した後、所望の基材表面にコーティングして、溶媒を蒸発させ、所定の方法で媒体樹脂を硬化させれば、当該赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳが媒体中に分散した薄膜の形成が可能となる。
【００６６】
当該コーティングの方法は、基材表面に赤外線遮蔽材料微粒子含有樹脂が均一にコートできればよく、特に限定されないが、例えば、バーコート法、グラビヤコート法、スプレーコート法、ディップコート法等が挙げられる。また、赤外線遮蔽材料微粒子を直接バインダー樹脂中に分散したものは、基材表面に塗布後、溶媒を蒸発させる必要が無く、環境的、工業的に好ましい。
【００６７】
上記媒体としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、電子線硬化樹脂、常温硬化樹脂、熱可塑樹脂等が目的に応じて選定可能である。具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられる。また、金属アルコキシドを用いたバインダーの利用も可能である。上記金属アルコキシドとしては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ等のアルコキシドが代表的である。これら金属アルコキシドを用いたバインダーは加水分解して、加熱することで酸化物膜を形成することが可能である。
【００６８】
上記基材としては、所望によりフィルムでもボードでも良く、形状は限定されない。透明基材材料としては、ＰＥＴ、アクリル、ウレタン、ポリカーボネート、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ふっ素樹脂等が、各種目的に応じて使用可能である。また、樹脂以外ではガラスを用いることができる。
【００６９】
６．赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを基材中に分散する方法
上記赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとの異なる形態に係る好ましい使用方法として、該赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを基材中に分散させても良い。これらを、基材中に分散させるには、基材表面から浸透させても良く、基材の溶融温度以上に温度を上げて溶融させた後、該赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳと樹脂とを混合しても良い。このようにして得られた赤外線遮蔽材料微粒子およびＨＡＬＳの含有樹脂は、所定の方法でフィルムやボード状に成形し、赤外線遮蔽体として応用可能である。
【００７０】
例えば、ＰＥＴ樹脂に赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを分散する方法として、まずＰＥＴ樹脂とＨＡＬＳとを溶解させた微粒子分散液を混合し、分散溶媒を蒸発させてから、ＰＥＴ樹脂の溶融温度である３００℃程度に加熱してＰＥＴ樹脂を溶融させ、赤外線遮蔽材料微粒子を添加し分散させて混合し、冷却することで、赤外線遮蔽材料微粒子とＨＡＬＳとを分散したＰＥＴ樹脂の作製が可能となる。
【００７１】
上記赤外線遮蔽材料微粒子を分散させる方法は、特に限定されないが、例えば、超音波照射、ビーズミル、サンドミル等を使用することができる。また、均一な分散体を得るために、各種添加剤の添加、ｐＨ調整も好ましい構成である。
【００７２】
本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体は、上記の構成をとることにより、紫外線照射に伴う５価のタングステンの生成が抑制され、着色変化を回避することが可能となると考えられる。
【００７３】
本発明に係る赤外線遮蔽材料微粒子分散体において、可視光透過率を６０%から７０%にした時、紫外線を２時間照射した時の可視光透過率の低下量が、ヒンダードアミン系光安定剤未添加の赤外線遮蔽材料微粒子分散体に同様に紫外線を照射した時の可視光透過率の低下量の５０％以下となる赤外線遮蔽材料微粒子分散体を得ることができる。
尚、上記紫外線照射条件は、岩崎電気製アイスーパーＵＶテスター（ＳＵＶ−W１３１）を使用し、紫外線強度は、１００ｍW／ｃｍ２で、２時間連続照射した。また、ブラックパネル温度は６０℃とした。
【実施例】
【００７４】
（実施例１）
Ｃｓ０．３３ＷＯ３粉末を８重量部、トルエン８４重量部、分散剤８重量部を混合し、分散処理を行い、平均分散粒子径８０ｎｍの分散液（Ａ液）とした。このＡ液１００重量部とハードコート用紫外線硬化樹脂（固形分１００％）５０重量部、ビス（２，２，６，６−テトラメチルー４−ピペリジル）セバケート８重量部とを混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散体液とした。この赤外線遮蔽材料微粒子分散体液を、ガラス基板上にバーコーターを用いて塗布、成膜した。この成膜を８０℃で６０秒乾燥し溶剤を蒸発させた後、高圧水銀ランプで硬化させ赤外線遮蔽膜を得た。
【００７５】
この赤外線遮蔽膜の光学特性を測定したところ、可視光透過率は７０％で可視光領域の光を十分透過している事が分かった。さらにヘイズは０．４％であり、透明性が極めて高く内部の状況が外部からもはっきり確認できた。透過色調は、美しい青色となった。
この赤外線遮蔽膜に紫外線を２時間照射し、同様に光学特性を測定したところ、可視光透過率は６７％、ヘイズは０．４％であった。紫外線照射による可視光透過率の低下量は３％と小さく、色調変化も少ないことがわかった。また、ヘイズは変化しておらず、紫外線照射後も透明性を保持していることがわかった。
尚、紫外線照射条件は、岩崎電気製アイスーパーＵＶテスター（ＳＵＶ−W１３１）を使用し、紫外線強度は、１００ｍW／ｃｍ２とした。また、ブラックパネル温度は６０℃とした。
【００７６】
（実施例２）
Ｃｓ０．３３ＷＯ３粉末を８重量部、トルエン８４重量部、分散剤８重量部を混合し、分散処理を行い、平均分散粒子径８０ｎｍの分散液（Ａ液）とした。このＡ液１００重量部とハードコート用紫外線硬化樹脂（固形分１００％）５０重量部、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン８重量部とを混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散体液とした。この赤外線遮蔽材料微粒子分散体液を、ガラス基板上にバーコーターを用いて塗布、成膜した。この成膜を８０℃で６０秒乾燥し溶剤を蒸発させた後、高圧水銀ランプで硬化させ赤外線遮蔽膜を得た。
【００７７】
この赤外線遮蔽膜の光学特性を測定したところ、可視光透過率は７０％で可視光領域の光を十分透過している事が分かった。さらにヘイズは０．６％であり、透明性が極めて高く内部の状況が外部からもはっきり確認できた。透過色調は、美しい青色となった。
この赤外線遮蔽膜へ、実施例１と同様に、紫外線を２時間照射し、同様に光学特性を測定したところ、可視光透過率は６８％、ヘイズは０．６％であった。紫外線照射による可視光透過率の低下量は２％と小さく、色調変化も少ないことがわかった。また、ヘイズは変化しておらず、紫外線照射後も透明性を保持していることがわかった。
【００７８】
（実施例３）
上記Ａ液１００重量部とハードコート用紫外線硬化樹脂（固形分１００％）５０重量部、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート８重量部とを混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散体液とした。この赤外線遮蔽材料微粒子分散体液を、ガラス基板（ＨＰＥ−５０）上にバーコーターを用いて塗布、成膜した。この成膜を８０℃で６０秒乾燥し溶剤を蒸発させた後、高圧水銀ランプで硬化させ赤外線遮蔽膜を得た。
【００７９】
この赤外線遮蔽膜の光学特性を測定したところ、可視光透過率は７０％で可視光領域の光を十分透過している事が分かった。さらにヘイズは０．４％であり、透明性が極めて高く内部の状況が外部からもはっきり確認できた。透過色調は、美しい青色となった。
この赤外線遮蔽膜へ、実施例１と同様に、紫外線を２時間照射し、同様に光学特性を測定したところ、可視光透過率は６７％、ヘイズは０．４％であった。紫外線照射による可視光透過率の低下量は３％と小さく、色調変化も少ないことがわかった。また、ヘイズは変化しておらず、紫外線照射後も透明性を保持していることがわかった。
【００８０】
（比較例１）
上記Ａ液１００重量部にハードコート用紫外線硬化剤５０重量部を混合して赤外線遮蔽材料微粒子分散体液とした。この赤外線遮蔽材料微粒子分散体液を、ガラス基板（ＨＰＥ−５０）上にバーコーターを用いて塗布、成膜した。この成膜を８０℃で６０秒乾燥し溶剤を蒸発させた後、高圧水銀ランプで硬化させ赤外線遮蔽膜を得た。
【００８１】
この赤外線遮蔽膜の光学特性を測定したところ、可視光透過率は６８％、ヘイズは０．４％であった。
この赤外線遮蔽膜へ、実施例１と同様に、紫外線を２時間照射し同様に光学特性を測定したところ、可視光透過率は５０％、ヘイズは０．４％であった。紫外線照射による可視光透過率の低下量は１８％と大きく、色調が変化していた。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る六方晶を有する複合タングステン酸化物微粒子の結晶構造の模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  ＷＯ６単位
２  元素Ｍ
【図１】
2006282736.tif 000002