(57)【要約】      （修正有）【課題】透明性及び紫外線遮蔽性を有する塗膜を形成するための塗布液、及びその塗膜が形成された紫外線遮蔽基材を提供する。【解決手段】珪素を含む特定のバインダー成分及び、含酸化錫微粒子、含酸化タングステン微粒子、含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウム酸化物微粒子、及び含ロジウ酸化物微粒子からなる群から選ばれる１種以上の近赤外線遮蔽成分を更に含むを含む塗膜形成用塗布液。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）のバインダー成分を含むことを特徴とする塗膜形成用塗布液。
【化１】
2018188512.tif 000005
（式中、Ｘはアルコキシ基である。）
【請求項２】
式（１）中、Ｘがメトキシ基又はエトキシ基である請求項１に記載の塗膜形成用塗布液。
【請求項３】
含酸化錫微粒子、含酸化タングステン微粒子、含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウム酸化物微粒子、及び含ロジウ酸化物微粒子からなる群から選ばれる１種以上の近赤外線遮蔽成分を更に含む請求項１又は２に記載の塗膜形成用塗布液。
【請求項４】
基材と、
前記基材の表面に請求項１乃至３のいずれかに記載の塗膜形成用塗布液を硬化させた塗膜と
を含むことを特徴とする紫外線遮蔽基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓ガラスや透明なプラスチック板などの基材に塗布する塗膜形成用塗布液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窓から射し込む太陽光には近赤外線や紫外線が含まれ、これら光線が人体に当たると肌にしみを作ったり、癌を引き起こしたりすることがある。そのため、例えばカーテンやブラインドで赤外線や紫外線を遮蔽する。しかし、カーテンやブラインドで太陽光を遮蔽してしまえば、可視光までも遮ってしまい、窓から景色が見えなくなる。そこで、窓などの表面に赤外線や紫外線のみを遮る遮蔽膜を形成することが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バインダー成分、希釈溶媒、硬化触媒、及び近赤外光遮蔽成分を含む日射遮蔽膜形成用塗布液が記載されている。そして、紫外線遮蔽機能を持たせるために、この塗布液にベンゾフェノン系とベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を添加することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６２０６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、塗布液に紫外線吸収剤が含まれると、紫外線吸収剤である微粒子が光を遮るため、塗膜の透明性を確保するのが難しい。そこで本発明は、透明性及び紫外線遮蔽性を有する塗膜を形成するための塗布液、及びその塗膜が形成された紫外線遮蔽基材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】
以上の目的を達成するために、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、バインダー成分に紫外線遮蔽機能を持たせることを見出した。すなわち、本発明は、下記式（１）のバインダー成分を含む塗膜形成用塗布液である。
【０００７】
【化１】
2018188512.tif 000002
（式中、Ｘはアルコキシ基である。）
【０００８】
また、本発明は、基材と、基材の表面に前記の塗膜形成用塗布液を硬化させた塗膜と
を含む紫外線遮蔽基材である。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、透明性及び紫外線遮蔽性を有する塗膜を形成するための塗布液、及びその塗膜が形成された紫外線遮蔽基材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の塗膜形成用塗布液について詳細に説明する。
【００１１】
《バインダー成分》
本発明に係る塗膜形成用塗布液（以下、塗布液という。）は、バインダー成分を含む。バインダー成分は、下記式（１）で示される構造を有し、分子末端にアルコキシ基を持ち、分子内にフレキシブルなメチレン鎖を持つ。このアルコキシ基は室温で加水分解して反応性の高いシラノ一ルを生じ、これが縮合重合することによって自身で高分子化するか、或いは他の成分と結合する。塗布液の硬化は、バインダー成分中のアルコキシ基の加水分解と、それに続くシラノールの縮合重合による高分子化によって起こる。縮合重合によって形成されたシロキサン結合は強固なので、堅牢な塗膜となる。分子中のメチレン鎖は縮合重合時の歪みを吸収し塗膜のクラックを抑える。分子内のベンゾフェノンは、高い紫外線吸収機能を有する。このベンゾフェノンは、硬化したバインダー成分、すなわち高分子中に化学的に安定な状態で存在する。
【００１２】
【化２】
2018188512.tif 000003
【００１３】
式（１）中、Ｘはアルコキシ基であり、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基が挙げられ、メトキシ基、及びエトキシ基が好ましい。
【００１４】
バインダー成分は、例えば、グリシドキシプロピル基を有するアルコキシシランと、アミノプロピル基を有するアルコキシシランと、テトラヒドロキシベンゾフェノンを混合反応させて得ることができる。反応は、例えば１０〜８０℃で１〜６時間行う。グリシドキシプロピル基を有するアルコキシシランとしては、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、及びグリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどを挙げることができる。アミノプロピル基を有するアルコキシシランとしては、アミノプロピルトリエトキシシラン、及びアミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００１５】
《近赤外線遮蔽成分》
本発明に係る塗布液は、近赤外線遮蔽成分を含んでいてもよい。近赤外線遮蔽成分は、含酸化錫微粒子、含酸化タングステン微粒子、含ルテニウム酸化物微粒子、含イリジウム酸化物微粒子、及び含ロジウ酸化物微粒子からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【００１６】
含酸化錫としては、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）が挙げられる。含酸化タングステンとしては、酸化タングステン（Ｗ２Ｏ３）が挙げられる。含ルテニウム酸化物としては、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、ルテニウム酸ビスマス（Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７）、及びルテニウム酸鉛（Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ６．５）が挙げられる。含イリジウム酸化物としては、二酸化イリジウム（ＩｒＯ２、）、イリジウム酸ビスマス（Ｂｉ２Ｉｒ２Ｏ７）、及びイリジウム酸鉛（Ｐｂ２Ｉｒ２Ｏ６．５）が挙げられる。含ロジウム酸化物としては、二酸化ロジウム（ＲｈＯ２）が挙げられる。
【００１７】
近赤外線遮蔽成分は、上記の微粒子であることが好ましく、その平均粒径は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１００ｎｍを超えると微粒子同士が凝集する傾向が強くなり、塗布液又は塗膜中に微粒子が沈降することがある。また、１００ｎｍを超える粒子やそれら粒子の凝集物は、光散乱によって可視光透過率の低下の原因となるので好ましくない。平均粒径は小さいほど好ましいが、製造技術や製造コストを考慮すると、平均粒径の下限は２ｎｍ程度である。上記の微粒子は、金属的電気伝導性を示す。微粒子は、塗膜中に分散するので、塗膜は可視光を透過するが、近赤外光遮蔽能は十分に保持できる。近赤外線遮蔽成分が多すぎると、可視光透過率が低下することがある。
【００１８】
《紫外線遮蔽成分》
本発明に係る塗布液は、紫外線遮蔽成分を含んでいてもよい。本発明においては、バインダー成分自身が紫外線遮蔽機能を有しているが、紫外線遮蔽成分を更に含むことにより、紫外線の遮蔽機能を高めることができる。このような紫外線遮蔽成分としては、ＣｅＯ２微粒子、ＺｎＯ微粒子、Ｆｅ２Ｏ３微粒子、及びＦｅＯＯＨ微粒子からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３微粒子やＦｅＯＯＨ微粒子を選択することによって、塗膜に赤味や黄色味を持たせることも可能である。
【００１９】
微粒子の平均粒径は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１００ｎｍを超えると微粒子同士で凝集する傾向が強くなり、塗布液又は塗膜中に微粒子が沈降することがある。また、１００ｎｍを超える粒子やそれら粒子の凝集物は、光散乱によって可視光透過率低下の原因となるので好ましくない。紫外線遮蔽成分の平均粒径は小さいほど好ましいが、製造技術や製造コストを考慮すると、平均粒径の下限は２ｎｍ程度である。
【００２０】
本発明においては、バインダー成分に紫外線遮蔽機能があるので、紫外線遮蔽成分は含まれている必要は無いが、例えば、バインダー成分１００質量部に対して、１〜１０質量部含まれていてもよい。紫外線遮蔽成分が多すぎると、可視光の透過率が低下することがある。
【００２１】
《硬化促進剤》
本発明に係る塗布液は、硬化促進剤を含んでいてもよい。バインダー成分は湿気硬化性を有するが、常温での硬化速度を速くするために、塗布液には硬化促進剤が含まれていてもよい。硬化促進剤としては三弗化ホウ素系触媒が好ましく、このような触媒としては、例えば、三弗化ホウ素ピペリジンが挙げられる。硬化促進剤の添加量により硬化時間を制御することができる。
【００２２】
《希釈溶媒》
本発明に係る塗布液は、必要に応じて希釈溶媒で希釈される。塗布液の粘度が高すぎると塗布するのが困難であったり、すぐに硬化してしまったりするので、適宜溶媒で希釈する。希釈溶媒は、例えばメタノール、エタノール、及びイソブチルアルコールなどのアルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、及びエチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール類；酢酸メチル、及び酢酸エチルなどのエステル類；並びにメチルエチルケトン、及びシクロヘキサノンなどのケトン類などが挙げられる。用途によって１種又は２種以上の溶媒を組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
次に、本発明の紫外線遮蔽基材について詳細に説明する。
【００２４】
紫外線遮蔽基材は、基材の表面に上記の塗布液を塗布して硬化させた塗膜が形成されている。基材は、太陽光を透過するものであれば特に制限はなく、例えば、ガラス基板、プラスチック板、及びフィルムが挙げられる。基材は透明であるのが好ましい。
【００２５】
塗布は少なくとも基材の一部に行われていればよく、基材表面の全部に行われている必要はないが、少なくとも基材の片面全部に行われているのが好ましい。塗布方法は、塗布液を平坦に、薄く、且つ均一に塗布できる方法であればよい。このような方法としては、例えば、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、布や刷毛による塗布方法などが挙げられる。
【００２６】
基材に塗布された塗布液は、特に加熱することなく、常温で硬化させることができる。
【実施例】
【００２７】
［バインダー成分１の合成］
グリシドキシプロピルトリメトキシシランを６００ｇ、アミノプロピルトリエトキシシランを４００ｇ、及びテトラヒドロキシベンゾフェノンを１０ｇ混合し、マグネティックスターラーで１時間撹拌する。その後、室温で１４日間静置して、バインダー成分１を得る。
【００２８】
《実施例１》
アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）微粒子（平均粒径３０ｎｍ）を１５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を２３ｇ、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）を１４ｇ、メチルエチルケトンを４７．５ｇ、及びチタネート系カップリング剤を０．５ｇ混合し、直径４ｍｍのジルコニアボールを用いて１００時間のボールミル混合を行ってアンチモンドープ酸化錫の分散液Ａを１００ｇ得る。
【００２９】
２５ｇのバインダー成分１、３８ｇのイソブチルアルコール、２５ｇのプロピレングリコールモノエチルエーテル、及び２ｇの酸化錫の分散液Ａを混合して撹拌する。さらに触媒として三弗化ホウ素ピペリジンを含むイソブチルアルコール溶液（濃度１重量％）１０ｇを加えて撹拌して、実施例１に係る塗布液を得る。
【００３０】
得られる塗布液を３ｍｍのソーダライム系ガラス基板上にバーコーターを用いて塗布し、常温で静置して塗膜を形成する。実施例１に係る塗布液は常温で硬化可能であり、容易に塗膜を得ることができる。得られる塗膜の性能を以下のように測定する。結果を表１に示す。
【００３１】
透明性：
村上色彩技術研究所製のヘーズメーターを用いて、塗膜形成前後のヘイズの変化量（ΔＨ）を測定する。
紫外線（ＵＶ）透過率：
日本分光社製のＶ５５０を用いて、ＩＳＯ  ９０５０に従って算出する。
【００３２】
《実施例２》
酸化タングステン（Ｗ２Ｏ３）微粒子（平均粒径３０ｎｍ）を１５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを２３ｇ、ジアセトンアルコールを１４ｇ、メチルエチルケトンを４７．５ｇ、及びチタネート系カップリング剤０．５ｇを混合し、直径４ｍｍのジルコニアボールを用いて１００時間のボールミル混合を行って酸化タングステンの分散液Ｂを１００ｇ得る。
【００３３】
２５ｇのバインダー成分１、１４．７ｇの酸化タングステンの分散液Ｂ、２３．３ｇのイソブチルアルコール、２５ｇのプロピレングリコールモノエチルエーテル、２ｇの分散液Ａを混合して撹拌する。さらに触媒として三弗化ホウ素ピペリジンのイソブチルアルコール溶液（濃度１重量％）１０ｇを加えて撹拌して実施例２に係る塗布液を得る。得られる塗膜の性能を実施例１と同様に測定する。結果を表１に示す。
【００３４】
《実施例３》
酸化イリジウム（ＩｒＯ２）微粒子（平均粒径３０ｎｍ）を１５ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを２３ｇ、ジアセトンアルコールを１４ｇ、メチルエチルケトンを４７．５ｇ、及びチタネート系カップリング剤０．５ｇを混合し、直径４ｍｍのジルコニアボールを用いて１００時間のボールミル混合を行って酸化イリジウムの分散液Ｃを１００ｇ得る。
【００３５】
２５ｇのバインダー成分１．３８ｇのイソブチルアルコール、２５ｇのプロピレングリコールモノエチルエーテル、２ｇの酸化イリジウムの分散液Ｃを混合して撹拌する。さらに触媒として三弗化ホウ素ピペリジンのイソブチルアルコール溶液（濃度１重量％）１０ｇを加えて撹拌して実施例３に係る塗布液を得る。得られる塗膜の性能を実施例１と同様に測定する。結果を表１に示す。
【００３６】
《比較例１》
塗膜が形成されていない、３ｍｍのソーダライム系ガラス基板のみの透明性と紫外線透過率を実施例１と同様に測定する。結果を表１に示す。
【００３７】
《比較例２》
バインダー成分としてラッカータイプの常温硬化型ウレタン樹脂（溶剤はＭＥＫで固形分３０％）を９０ｇ、及び酸化錫の分散液Ａを１０ｇ混合して撹拌して比較例２に係る塗布液を得る。得られる塗膜の性能を実施例１と同様に測定する。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2018188512.tif 000004