(57)【要約】【課題】赤外線を有効に遮蔽し、ガラスに均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、形成されたコーティング膜によりガラス面が雲ったり、ゆがんだりするなどの影響がない光線遮蔽用ガラスコーティング剤を提供すること。【解決手段】コーティング剤の全質量に対して０．１〜１０質量％の赤外線吸収剤、コーティング剤の全質量に対して０．１〜２０質量％のカチオン性ポリマー、前記赤外線吸収剤１００質量部に対して０．００１〜１．０質量部のアニオン系界面活性剤、コーティング剤の全質量に対して１０〜９０質量％のアルコール系溶媒、及びコーティング剤の全質量に対して５〜７０質量％の水を含有する光線遮蔽用ガラスコーティング剤。【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線吸収剤、カチオン性ポリマー、アニオン系界面活性剤、アルコール系溶媒、及び水を含有してなる光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【請求項２】
コーティング剤の全質量に対して０．１〜１０質量％の赤外線吸収剤、コーティング剤の全質量に対して０．１〜２０質量％のカチオン性ポリマー、前記赤外線吸収剤１００質量部に対して０．００１〜１．０質量部のアニオン系界面活性剤、コーティング剤の全質量に対して１０〜９０質量％のアルコール系溶媒、及びコーティング剤の全質量に対して５〜７０質量％の水を含有する請求項１記載の光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【請求項３】
赤外線吸収剤が、金属酸化物である請求項１又は２記載の光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【請求項４】
カチオン化ポリマーがカチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化セルロース、ポリエチレンイミン、及びカチオン化ポリビニルピロリドンからなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項記載の光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【請求項５】
さらに紫外線吸収剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項記載の光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【請求項６】
粘度が０．０１〜１．０Ｐａ．ｓであること請求項１〜５のいずれか１項記載の光線遮蔽用ガラスコーティング剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や住宅建築等の窓ガラスに適した光線遮蔽用ガラスコーティング剤に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、赤外線を吸収遮断するガラスの製法としては、リン酸ガラスまたはホウ酸ガラスに数質量％の鉄分を加え、溶融して鉄の還元状態を作成したり、普通の板ガラスにＦｅ２＋分を多くして製造する方法が知られている。しかしながらこれらの方法は、高温で処理する必要があるため、必要な時に簡単な処理が出来ないこと、さらに夏場の暑い日によく経験される自動車内の温度上昇を和らげるのに充分な赤外線吸収効果を有するガラスを得るのが難しい等の問題がある。
【０００３】
こうした問題点を解決するための方法として、特開平０８−１６５４４４号には、赤外線吸収用金属酸化物を常温乾燥型ポリマー溶液に配合した、ガラスに塗布して使用するタイプのガラス用光線遮蔽剤が開示されている。しかし、このガラス用光線遮蔽剤は、該特許の実施例１〜４に記述されているように全体量に対し８０〜９０質量％という多量の水分を含んでいるために、塗布した場合乾燥しにくく、さらに自動車や一般建築のガラス面の様に傾斜がある場合には塗布した液が乾燥前にたれ落ちるなどの問題がある。
さらに特開平０９−２０８８６３号には、複数の赤外線吸収剤を使用したコーティング組成物が開示されているが、実施例で示されているようにトルエンやメチルエチルケトンなどの有機溶媒を使用しているため自動車や建築用の窓ガラスに塗布するには適さない。また使用されている樹脂もポリオレフィン系樹脂やポリエステル樹脂あるいはアクリル系樹脂であるため、容易に拭き取ることが出来ない等の問題があり、ガラスに塗布するには適さない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、光線、特に赤外線を有効に遮蔽し、ガラスに均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、形成されたコーティング膜によりガラス面が雲ったり、ゆがんだりするなどの影響がない光線遮蔽用ガラスコーティング剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる従来技術の欠点、課題を改良すべく鋭意検討した結果、赤外線吸収剤、特に赤外線吸収性金属酸化物の微粒子を均一に分散すること、液の粘性を特定の範囲でコントロールすること、さらに、アルコール系溶媒の含有量を特定の範囲にコントロールすることにより上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、赤外線吸収剤、アニオン系界面活性剤、カチオン性ポリマー、アルコール系溶媒、及び水を含有してなる光線遮蔽用ガラスコーティング剤を提供するものである。
本発明の好ましい実施態様は、コーティング剤の全質量に対して０．１〜１０質量％の赤外線吸収剤、コーティング剤の全質量に対して０．１〜２０質量％のカチオン性ポリマー、前記赤外線吸収剤１００質量部に対して０．００１〜１．０質量部のアニオン系界面活性剤、コーティング剤の全質量に対して１０〜９０質量％のアルコール系溶媒、及びコーティング剤の全質量に対して５〜７０質量％の水を含有する光線遮蔽用ガラスコーティング剤である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に使用する赤外線吸収剤は、赤外線を吸収する性質を有するものであれば良く特に限定されないが、例えば、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、インジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）、酸化バナジウム（ＶＯ）等の金属酸化物、及びイモニウム系、アミニウム系、ポリメチン系、アントラキノン系の赤外線吸収剤が好適に使用できる。これらのうち金属酸化物が特に好ましい。
本発明の光線遮蔽用ガラスコーティング剤中の赤外線吸収剤の含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％が好ましく、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では赤外線吸収効果が劣り、１０質量％を超えるとコストが高くなるばかりか、ガラスに塗布した場合コーティング膜が曇り易くなる等の弊害が生じる。
また上記赤外線吸収剤として金属酸化物を用いる場合、その粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。粒子径が１００ｎｍを超えるとコーティング膜が曇る等の弊害が生じる。
【０００６】
本発明に使用するカチオン性ポリマーは水溶性であることが好ましく、このような水溶性ポリマーとしては、塩化ジメチルジアリルアンモニウムポリオキシエチレン、塩化ジメチルジアリルアンモニウムとアクリル酸の共重合体、塩化ジメチルジアリルアンモニウムとアクリルアミドの共重合体、カチオン化ポリビニルピロリドン、カチオン化デキストリン、カチオン化グアーガム、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化セルロース、カチオン化澱粉、カチオン化ポリペプチド、キトサン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。これらのうち、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化セルロース、カチオン化ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミンが特に好ましい。
本発明のコーティング剤中のカチオン性ポリマーの含有量は、好ましくは０．０５〜２０質量％であり、さらに好ましくは０．１〜５質量％である。０．０５質量％未満ではコーティング膜が均一に形成しにくくなり、２０質量％を超えるとコストが高くなるばかりか、ガラスに塗布した場合、膜厚を均一に塗布することが難しい為、ガラス面がゆがむ等の弊害が生じる。
【０００７】
本発明に使用するアニオン系界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン等のアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。これらのうちアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。
本発明のコーティング剤中のアニオン系界面活性剤の含有量は、赤外線吸収剤に対しては好ましくは０．１〜１００質量％であり、さらに好ましくは１．０〜５０質量％である。０．１質量％未満では赤外線吸収剤（金属酸化物）の微粒子が液中で凝集しやすくなり、１００質量％を超えるとガラスに塗布した場合、曇りを生じる等の弊害が生じる。
【０００８】
本発明に使用するアルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。これらのうちエタノール、プロパノールが特に好適である。
本発明のコーティング剤中、アルコール系溶媒の含有量は、好ましくは１０〜９５質量％であり、さらに好ましくは４０〜８０質量％である。１０質量％未満ではガラスにコーティング液を塗布した時の乾燥性が悪くなり作業性に問題があり、９５質量％を超えるとコーティング液の粘度が低下し液がたれてしまうことや、さらにカチオン性ポリマーが凝集する等の弊害が生じる。
【０００９】
本発明のコーティング剤中、水の含有量は、５〜７０質量％であり、好ましくは１０〜４０質量％である。５質量％未満ではカチオン性ポリマーが凝集し易くなる等の問題があり、７０質量％を超えるとコーティング被膜が乾燥しにくくなる等の弊害が生じる。
【００１０】
本発明のコーティング剤に、任意成分として使用される紫外線吸収剤としては、サリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。これらのうちベンゾフェノン系紫外線吸収剤が特に好適である。本発明のコーティング剤中、紫外線吸収剤の含有量は、好ましくは０．０１〜１０質量％であり、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量％が適当である。
【００１１】
さらに必要に応じて、上記記載以外の溶剤、界面活性剤、増粘剤、成膜助剤、着色剤などが使用できる。上記記載のカチオン化ポリマーの被膜により副次効果としてガラスが曇りにくくなったり、結露が防止しやすい等の効果も生じる。
本発明のコーティング剤の粘度は、好ましくは０．０１〜１．０Ｐａ．ｓであり、さらに好ましくは０．０２〜０．２Ｐａ．ｓである。粘度が０．０１Ｐａ．ｓ未満では液が垂れ易くなる等の問題が生じ、また、粘度が１．０Ｐａ．ｓを超えると液のレベリング性が著しく劣るため好ましくない。
本発明の光線遮蔽ガラスコーティング剤の塗布には、従来から知られている一般的な方法、例えば、スプレー塗布、刷毛塗り、スポンジや布での塗布、ローラー塗布などの方法が適用できる。塗布後、乾燥させて、光線遮蔽コーティング被膜を形成することが出来る。塗布量は特に限定されないが０．００１ｇ／ｃｍ２〜０．１ｇ／ｃｍ２で目的の光線遮蔽効果を有する被膜を形成することができる。
【００１２】
【実施例】
本発明について実施例によりさらに詳細に説する。
実施例１
カチオン化ポリビニルアルコール（カチオン化ＰＶＡ）（Ｃ−５０６：クラレ製）の粉体５質量部を水に溶かして２０質量％溶液を調製する。次にアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ライポンＬＳ−２５０；ライオン製）０．１質量部をよくかき混ぜて溶解する。次にエタノール５９．９質量部を添加してポリマー液を溶解する。次にＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫１５質量％エタノール分散液）１５質量部を添加してよく攪拌し、光線遮蔽用ガラスコーティング剤を調製した。このときの粘度は０．０２Ｐａ．ｓであった。
【００１３】
実施例２〜９
実施例１と同様の手順で表１に示した成分と添加量で光線遮蔽用ガラスコーティング液を調製した。
【００１４】
比較例１：実施例１と同様の手順でアニオン系界面活性剤を添加しなかった。
比較例２：実施例２と同様の手順でアルコール成分を水で置き換えた。
比較例３：実施例５と同様の手順でカチオン化セルロースをカルボキシメチルセルロースに置き換えた。
比較例４：実施例１と同様の手順でカチオン化ＰＶＡをポリビニルアルコールに置き換えた。
【００１５】
上記ガラスコーティング剤の性能試験は次の方法で行った。
＜評価方法＞
調製した液をスライドガラス（７．５×２．５ｃｍ、厚み１ｍｍ）にスポンジを用いて０．１ｇ均一に塗布した。その後室温条件（２０〜２５℃、湿度４０〜６０％）で自然に乾燥させてコーティング被膜を形成した。
赤外線透過率
上記コーティング被膜形成スライドガラスの赤外線波長２０００ｎｍにおける透過率を分光光度計を用いて測定した。透過率は小さいほど性能が良い。
乾燥性
乾燥のしやすさを次の基準で評価した。
○：５分未満で完全に乾燥する
△：５分以上〜１０分未満で乾燥する
×：１０分以上で乾燥する
被膜形成後のガラスへの影響度
◎：未処理の場合と同等で全く影響なし
○：僅かに曇るが実用上支障なし
△：やや曇りやゆがみあり
×：曇り、ゆがみが著しい
結果を表１及び表２にまとめて示す。成分量の単位は質量部である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のコーティング剤は、ガラスに均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、コーティング膜によりガラス面が曇ったり、ゆがんだりなどの影響がない。また、被膜を形成したガラスは赤外線を有効に遮蔽する。
【００１７】
【表１】
2004010416.tif 000002
【００１８】
ＡＴＯ：アンチモント゛ーフ゜酸化錫　１５質量％エタノール溶液
ＩＴＯ：インシ゛ウムト゛ーフ゜酸化錫　１５質量％エタノール溶液
ＶＯ　：酸化ハ゛ナシ゛ウム　１５質量％エタノール溶液
カチオン化ＰＶＡ：　カチオン化ホ゜リヒ゛ニルアルコール（Ｃ−３１８：　クラレ製）２０％水溶液
ホ゜リエチレニミン：　Ｐ−１０００：日本触媒製　１０％水溶液
ホ゜リヒ゛ニルヒ゜ロリト゛ン：　Ｋ−３０：　アイエスヒ゜ーシ゛ャハ゜ン製　１０％水溶液
カチオン化セルロース１：　ホ゜イス゛Ｃ−８０Ｍ；花王製　２％水溶液
カチオン化セルロース２：　カチナールＨＣ−２００　；東邦化学製　３％水溶液
ＡＥＳ−ＴＥＡ：　ホ゜リオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン（エマール２０Ｔ：花王製）
ＡＳ−ＴＥＡ：　アルキル硫酸トリエタノールアミン（エマールＴＤ：花王製）
ＫＡＳ−Ｎａ：直鎖アルキルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸Ｎａ（ライホ゜ンＬＳ−２５０：ライオン製）
紫外線吸収剤：２，４−シ゛ヒト゛ロキシヘ゛ンソ゛フェノン
【００１９】
【表２】
2004010416.tif 000003
【００２０】
ＣＭＣ：カルボキシメチルセルロース（ダイセル化学製）３％水溶液
ＰＶＡ：ポリビニルアルコール（ポリビニルアルコール５００：純正化学製）２０％水溶液