(57)【要約】光に対して透明な材料のマトリクスを含む光拡散のための複合材料。マトリクスは、無機ナノ粒子のナノクラスタのコアと、シラン化合物および分散剤を含むシェルと、を有する散乱要素、の分散液からなり、ナノクラスタは２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の平均寸法を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の散乱要素が分散されたマトリクスを含む複合材料であって、
前記マトリクスは、それ自体が透明であり、光を吸収しない材料であり；前記散乱要素は前記マトリクスの屈折率とは異なる屈折率を有して、前記材料を透過する光の少なくとも一部を散乱するコアを有し；
前記コアは無機ナノ粒子のナノクラスタを含み、前記ナノクラスタは２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の平均寸法を有し、前記散乱要素は前記ナノクラスタコアへのシェルの少なくとも一部を与える少なくともシラン化合物と分散剤とをさらに含むことを特徴とする、
複合材料。
【請求項２】
前記マトリクスがポリマーマトリクスである、請求項１に記載の複合材料 。
【請求項３】
前記散乱要素は、ポリマーマトリクスと同じポリマーで作られたシェルを含まない、請求項２に記載の複合材料 。
【請求項４】
前記無機ナノ粒子はＴｉＯ２，ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２ＳｎＯ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＣｅＯ２、好ましくはＺｎＯおよびＣｅＯ２からなる群から選択される、請求項１または２に記載の複合材料 。 
【請求項５】
前記ナノクラスタの平均寸法は、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲、より好ましくは８０ｎｍ以上１３０ｎｍ以下の範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の複合材料。
【請求項６】
単一のナノ粒子を有するコアと、その単一ナノ粒子コアへのシェルの少なくとも一部を与える一以上のシラン化合物および一以上の分散剤を含むシェルと、を有する散乱要素を含む、請求項５に記載の複合材料 。
【請求項７】
前記一以上のシラン化合物は、トリアセトキシ (メチル)シラン、ジ−テルト−ブトキシジアセト−オキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３−アミノプロピル)トリス(トリメチルシロキシ)シラン、Ｎ−（ｎ−ブチル）−３−アミノ-プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−［３−(トリメトキシシリル)プロピル]アニリン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）アミン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−（アリルジメチルシリル）ピリジン、３−（トリメトキシシリル）プロピル−メタクリレート、ビ二ルトリメトキシシラン、トリフェニル（ビニル）シラン、トリス（２−メトキシエトキシ）（ビニル）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートまたはそれらの混合物より選択される 、請求項１〜６のいずれかに記載の複合材料 。
【請求項８】
パネル、箔またはフィルム形状の表面積１ｍ２で区画される容積部分に存在する分散要素の数Ｎが、下式で定義されたＮminに対し、Ｎ≧Ｎmin, 好ましくは２Ｎmin≦Ｎ≦１３Ｎmin、より好ましくは３Ｎminから１０Ｎminの範囲、最も好ましくは大略６Ｎminである、請求項１〜７のいずれかに記載の複合材料：
2018507952.tif 000003
式中、νは寸法定数（＝1ｍ6）であり、Ｎｍｉｎは数/ｍ２として表現され、有効直径Ｄは（分散要素直径）×（マトリクス屈折率）で求められ、単位はｍ（メートル）であり、ｍはナノ粒子コアの屈折率／マトリクス材の料屈折率の比である。
【請求項９】
前記マトリクスは、塗料、好ましくは耐スクラッチ性塗料である、請求項２〜８のいずれかに記載の複合材料。
【請求項１０】
前記塗料は、反射要素、好ましくは鏡映表面、に結合される 、請求項９に記載の複合材料 。
【請求項１１】
前記ポリマーマトリクスは、ガラスラミネート用の接着材料、好ましくはフィルムである、請求項１〜１０のいずれかに記載の複合材料 。
【請求項１２】
前記ポリマーマトリクスは、ＥＶＡ、ＰＶＢおよびそれらの混合物から選択される 、請求項１１記載の複合材料 。
【請求項１３】
以下の工程ａ．〜ｅ．を有することを特徴とする、複数の散乱要素が、それ自体は透明であり、光を吸収しない材料であるマトリクス中に分散された複合材料の作成方法：
ａ．１０〜１５０ナノメートルの範囲の平均寸法を有するナノ粒子からなる一以上の無機材料を選択する工程、
ｂ．前記無機材料、一以上の溶媒、および一以上の分散剤を混合して、２０〜３００ナノメートルの範囲の平均寸法を有するナノクラスタの分散液を得る工程、
ｃ．前記工程ｂ．で得られた分散液に一以上のシラン化合物を添加して、工程ｂ．
のナノクラスタである無機コアおよびシランシェルの一部を有する散乱要素の分散液を得る工程、
ｄ．工程ｃ．で得られた分散液をフィルタリングして所望の平均寸法を有する分散散乱要素を選択する任意の工程、
ｅ．前記分散された散乱要素を前記マトリクスを得るための系内に分散させる工程；
得られたマトリクス／ナノクラスタ複合材料により、前記複合材料またはこれを含む製品を通過した光の少なくとも一部の散乱を可能とする。
【請求項１４】
前記マトリクス/ナノクラスタ複合材料は、前記複合材料またはこれを含む製品を通過した光の少なくとも一部のレイリーまたはレイリー型散乱を可能とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程ｂ．により平均寸法が２０〜３００ｎｍのナノクラスタおよび単一のナノ粒子を含む分散液を与える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記マトリクスは、ポリマー樹脂と少なくとも溶剤とを含む塗料であり、前記溶媒が塗料の層から蒸発した後に、前記ポリマーマトリクス/ナノクラスタ複合材料によって散乱が可能となる、請求項１３または１５に記載の方法。 
【請求項１７】
工程ｂ．中に混合物を酸性化する工程および／または工程ｄ．で得られた分散液を濃縮する工程を更に含む、請求項１３〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記ポリマーマトリクスが、ガラスラミネート用の接着材料であり、好ましくはＥＶＡ，ＰＶＢ又はこれらの混合物から選ばれる、請求項１３〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
請求項１１または１２の複合材料をガラスの層を結合するための接着材料として使用することを特徴とする、ガラスのラミネート方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクスおよび散乱要素を含む複合材料（系）、前記材料（系）の製造方法および前記材料（系）の使用に関する。特に、本発明の複合材料（系）は、散乱要素の一様でランダムな分散を含み、散乱要素は、無機コアおよびシェルを含む。例示的な実施形態では、マトリクスはポリマーマトリクスである 
【背景技術】
【０００２】
ナノ粒子または粒子分散物（便宜上、これらの全てを本明細書ではナノ粒子と呼ぶ）は、特定の性質を有するポリマーマトリクス/ナノ粒子複合材料（ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｒｉｘ/ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ, ＰＭＮＣ）を生産するために、ポリマーマトリクス中にフィラー（一般に機能性フィラー）として使用することができる。
【０００３】
無機ナノ粒子の表面は、通常、それらが分散されるべきマトリクスとの適合性ないし親和性を高めるために処理される。文献には、様々な表面変性技術が検討されている。通常の有機キャッピング剤としては、例えば、長鎖アルキル鎖を有するチオール、またはシラン系化合物、が挙げられる。 
ＰＭＮＣの適用例は、例えば以下の通りである 
【０００４】
ＷＯ２００９／１５６３４８は、無機ナノ粒子の分散体を含む透明ポリマーマトリクスから得られる光拡散体を開示している；ＷＯ２００９／１５６３４８は、表面処理されたナノ粒子のクラスタを液体マトリクス形成モノマー中に懸濁させることを開示している。懸濁クラスタは、そのクラスタを分解し、「一次粒子」の分散物、すなわち単一のナノ粒子の分散物を得るために処理される。 
【０００５】
換言すれば、無機ナノ粒子に機能性を与えて疎水性とし、選択されたマトリクスと適合させ、遂には単一のナノ粒子まで分散させる。この方法により、当該出願では、ナノ粒子を非凝集状態に維持することを意図する 
【０００６】
ＵＳ７，０３３，５２４は、任意に更なる材料を取り込むための場合により空孔を有するコア・シェル・ナノ粒子から得られる複合材に関し、特に導電性フィルムを与えるためのシェルを有し、アニールされたポリピロール粒子に関する。
【０００７】
これらＰＭＮＣは、光学、オプトエレクトロニクス、磁気光学、機械的な増強などの、様々な分野に潜在的な適用性を有する。 これらの応用のほとんどおいて、主要且つ重大な要求は、ポリマーマトリクス中に一様且つ不規則にナノ粒子を分散させなければならないということである。これは、文献によれば、大規模生産工業だけでなく実験室規模の実験においても非常に困難であることが示されている。それは、ナノ粒子がポリマーマトリクス中への混合中に常に凝集する傾向があるからである。
【０００８】
既知のＰＭＮＣの別の問題としては、シェル用のポリマーの選択があり、ポリマーはそれらが分散されて最終的な製品を得るためのマトリクスとの間に良好な適合性を得るように選択されなければならない。 
【０００９】
さらに、分散されたナノ粒子が最適な寸法範囲からずれると、光散乱に用いられる際に、光の散乱に影響して、最終的な効果を損なうことがある。これは、粒子凝集体がポリマーマトリクス中にクラスタを形成する場合に特に当てはまる。 
【００１０】
したがって、分散されるナノ粒子の選択とその寸法の制御とは、既知のＰＭＮＣのもう一つの課題である。実際には、上述したように、光散乱のために有用な、粒子の分散体を調製するための既知の方法は、単一のナノ粒子を使用し、かつ散乱に悪影響を及ぼすクラスタの形成を回避することに、焦点が置かれている。 
【００１１】
これらの技術的要求に鑑みると、現在知られている製造方法は、不経済であり、工業的生産に適していない。既知の拡散体（ディフューザ）のさらなる課題は、耐傷性および耐摩耗性が低いことである。 
【発明の要約】
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決し、マトリクス中に散乱要素が均一でランダムに分布したマトリクスを有するナノ複合材料を作成するための方法を与えることにある。 
特に、本発明の目的は、上述の技術的困難性を克服し、工業的製造に効果的に適用することができる方法を与えることを目的とする 
【００１３】
「散乱要素」の語は、光散乱を与えるに適した、シェルを有するナノ粒子のナノクラスタを定義するために使用している。
本明細書において、「ナノ粒子」の語は、平均寸法が１０〜１５０ｎｍの範囲の無機粒子と定義する。
【００１４】
本明細書において、「ナノクラスタ」の語は、上記で定義したナノ粒子の凝集体と定義し、本発明の例示的な実施形態では、ナノクラスタの平均寸法は、２０〜３００ナノメートル、好ましくは５０〜２００ｎｍ、より好ましくは８０〜１３０ｎｍの範囲である。これらの寸法範囲内のナノクラスタは、必要な光散乱効果を与える。 ナノ粒子の寸法は１０〜１５０ｎｍの範囲であり、ナノクラスタの寸法は２０〜３００ｎｍであるので、ナノ粒子の分散物には、ナノ粒子のナノクラスタに加えて、シラン化合物と分散剤とを含むシェルを有する単一のナノ粒子もいくつか含まれる。 換言すれば、本発明は、最終生成物中およびシラン化されたナノクラスタの混合物中における、シラン化された単一のナノ粒子の存在を排除するものではない。「均一分布（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）」とは、散乱要素がマトリクス内に均質（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）に分散されていること、すなわち材料系（システム）全体にわたって実質的に一定である平均密度（これは、０．１ｍｍ３を超える、例えば１ｍｍ３以上、の容積について測定される）を有すること、を意味する。 
【００１５】
本発明のさらなる目的は、散乱要素のランダム分布を与えることであり；ここで「ランダム分布」とは、散乱要素が一旦マトリクス内に分散されると、それらが実質的に、本発明の範囲を超える寸法を有する要素へとさらに凝集することはない、ことを意味する。 
【００１６】
換言すれば、本発明の目的の一つは、前記散乱要素の表面間最小距離を保証し、且つ隣接する散乱要素間の距離としては必要な散乱効果をもたらす最小値を超えるランダム分布に従う ことを保証すること、にある。
【００１７】
「均一かつランダム分布」とは、上記定義の組み合わせを意味し、これにより、散乱要素は、統計的に不規則にマトリクス内に分散され、それぞれの位置に相関がないものとなる。
【００１８】
本発明の更なる目的は、白色可視光を二以上の有彩色成分に色分解することができる光拡散体の製造に使用するのに適した、マトリクス／ナノクラスタ複合材料、好ましくは、ポリマーマトリクス/ナノクラスタ複合材料、を提供することであり、二以上の有彩色成分の一は青色成分が支配的なものであり、他の一は青色成分が低いものである。 本発明のディフューザは、上記出願ＷＯ２００９／１５６３４８に開示されたディフューザと同じ機能を果たすことができる。 
【００１９】
これらの目的は、請求項１に記載の複合材料を提供する本発明によって達成される。
本発明はまた、請求項１３に記載の複合材料を作成するための方法に関する 。
好ましい実施形態は従属請求項の対象である 。
【００２０】
好ましい実施形態では、本発明の散乱要素は、第１の架橋されたポリマーシェルと、架橋されたポリマー殻とを含む架橋されていない第２の非架橋ポリマーシェルとの組合せからなり、前記第２のシェルは最終製品のマトリクスと同一のポリマーまたは前記マトリクスポリマーと親和性でそのポリマー中に分散可能なポリマーのいずれかで構成されている型の分散要素、により与えられるものではない。
【００２１】
別の例示的な実施形態では、ナノクラスタを調製するために使用される無機材料のナノ粒子は、疎水化処理されて、有機溶媒と親和性とされる。本発明の一実施形態によれば、 本発明は、変性されたナノ粒子からなるナノクラスタは、まず少なくとも分散剤で処理され、次いで少なくともシラン化合物で処理される 。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態では、散乱要素はガラス積層に使用されるタイプの接着材料（例えば、ＥＶＡ又はＰＶＢ）中に分散されて、上記したような散乱要素と、ポリマーマトリクスとしての前記接着材料とを含む複合材料の形成に用いられる。
【００２３】
本発明の複合材料は、好ましくは、フィルムの形態であり、ガラス層の結合（すなわち積層）に使用される場合、そのフィルムシステムは、ガラス積層プロセスにおける既知のフィルムと同様に使用される。換言すれば、接着材とナノクラスタとのフィルム系は、ガラス結合の既知のプロセス（すなわちガラス積層）で使用することができ、これにより本発明に従う散乱特性を有する積層ガラスを与える。
【００２４】
驚くべきことに、本発明の散乱要素は、上記のガラス積層用の接着材料中に分散され得ることが見出され、これにより本発明の散乱特性を有するフィルムの形態の複合材料を与える。 
【００２５】
したがって、本発明のさらなる目的は、ナノクラスタフィルムを含む合わせガラスであり、また請求項１１または１２のガラス層の積層用の接着剤（すなわち結合用）フィルムを使用する請求項１９に記載のガラスの積層方法、である。 
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書中に例示される本発明による複合材料は、マトリクス、好ましくはポリマーマトリクスを含み、これに上述したような複数の散乱要素が分散されていることを特徴とする。調製するために使用されるマトリクス、好ましくはポリマー材料は、それ自体は透明であり、光を吸収しない材料である。すなわち、散乱要素を含まないマトリクスは透明であり、光を吸収しない 
【００２７】
以下の説明では、ポリマーマトリクスについて述べる。 
しかし、この記述は、応用範囲をポリマーマトリクスに限定することを意図するものではない。他のマトリクス、例えば無機材料を使用してもよい。散乱要素は、コアおよびシェルを含む。散乱要素のコアは、ナノクラスタ（すなわちマトリクス（例えばポリマーマトリクス）とは異なる材料のナノ粒子凝集体）であり、マトリクスの屈折率とは異なる屈折率を有し、前記材料または前記材料を含む製品を透過した光の少なくとも一部を散乱させることができる。好ましくは、コアは、一以上の光を吸収しない材料のナノ粒子から作製される。しかし、ある種の実施形態では、光を吸収する材料からなるコアを使用することが許容される。
【００２８】
本発明に係る散乱要素のコアは、無機ナノ粒子のクラスタからなる。好ましい実施形態では、本発明による散乱要素のコアは、一以上の無機材料（すなわち、一以上の無機材料のナノ粒子からなるナノクラスタ）からなり、前記無機材料は、好ましくは金属酸化物から選択され、より好ましくはＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２ＳｎＯ５、Ｂｉ２Ｏ3、ＣｅＯ２、またはそれらの組み合わせから選択される。好ましい酸化物は、ＴｉＯ２およびＺｎＯである 
【００２９】
マトリクス／ナノクラスタ、好ましくはポリマーマトリクス／ナノクラスタ、である本発明の複合材料は、好ましくは、透過光の少なくとも一部のレイリー散乱またはレイリー型散乱を与える 
【００３０】
本出願で、「複合材料」の語は、最終生成物（例えば、マトリクス／ナノクラスタ複合材料、好ましくはポリマーマトリクス／ナノクラスタ複合材料）、及びその出発物質（すなわち、そのマトリクスの材料、好ましくポリマー、およびその中に分散される散乱要素）、の双方を含む 
【００３１】
マトリクスを調製するために使用される材料（好ましくはポリマー）は、非吸収性、透明である。すなわち散乱要素を含まない最終マトリクスは、光の透過が本質的に規則的であり、スペクトルの可視領域において高い透過率を有する材料からなる。 
【００３２】
マトリクスは任意の形状を有することができ、所望の目的に使用することができ、透明でありかつ光吸収性でないという上記の特性を有する任意の材料で作ることができる。マトリクスの例示的な実施形態は、例えばＰＭＭＡまたは他のポリマーからなる、パネル、フィルム、ペイント、あるいは塗料が塗布された後に基材上に残存し、溶剤が蒸発した層、であり得る。
【００３３】
散乱要素の寸法は、例えばＷＯ２００９／１５６３４８に記載され開示されているタイプのレイリー散乱を与えるのに十分に小さい；本発明に用いられる無機ナノ粒子の平均寸法の例は、１０〜１５０ｎｍ、好ましくは３０〜５０ｎｍ、の範囲である。上述したように、ナノ粒子は凝集体として使用される。 ナノクラスタの平均寸法は、２０〜３００ナノメートルの範囲である、好ましくは５０〜２００ｎｍである、より好ましくは８０〜１３０ｎｍである。これらの寸法内のナノクラスタは、必要な光散乱効果を与える。前述したように、ナノ粒子の分散物は、ナノ粒子のナノクラスタに加えて、シラン化合物を含むシェルと分散剤とを備えた単一のナノ粒子を含み得る。 換言すれば、本発明は、シラン化された単一ナノ粒子の寸法が２０〜３００ナノメートルの範囲内である限り、最終生成物中あるいはシラン化されたナノクラスタの混合物中に、シラン化された単一のナノ粒子が含まれることを排除するものではない。 
【００３４】
本発明による散乱要素を得るのに適したいくつかの無機ナノ粒子は、市場で利用可能である。特に、ＴｉＯ２とＺｎＯのナノ粒子は、必要な平均寸法１０〜１５０ｎｍで市販されている。好ましいナノ粒子は、１０〜１５０ｎｍの範囲の寸法を有する市販のナノ粒子であり、最も好ましくは３０〜５０ｎｍである。 
【００３５】
好ましい実施形態によれば、本発明によるナノ粒子は、従来技術に開示されているように、専門の製作者により、事前に前処理されて機能化された形態で購入される。無機 ナノ粒子は、通常、それが分散されるべきマトリクスとの親和性を高めるために、表面処理（いわゆる「キャッピング」）に付されている。一般的な有機キャッピング剤には、長鎖アルキル鎖を有するチオール、あるいはシラン系化合物があり、後者には、例えばメチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルジメチルメトキシシラン 、オクタデシルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン類、が含まれる。
【００３６】
適切なキャッピング剤の説明は、例えば、上述のＷＯ２００９／１５６３４８によって与えられる。本発明の散乱要素は、２０〜３００ｎｍの範囲の平均寸法を有する。ナノクラスタコアの周囲のシランベースの分子によって作られたシェルは、数ｎｍ程度のオーダーの小寸法であり、散乱要素の寸法がナノクラスタコアの寸法にほぼ匹敵する。 例えば１２０ｎｍの散乱要素が所望される場合、そのコアは、たとえば各３０ｎｍの平均寸法を有する無機ナノ粒子４個のクラスタとして形成され得る。
【００３７】
本発明の散乱要素の無機コアは、一以上の無機材料、例えば、ＴｉＯ２とＺｎＯナノ粒子との混合物 、を含み得る。
【００３８】
複合材料は、前記材料またはその少なくとも一部が、ＡＳＴＭ規格Ｅ２８４−０９ａに規定されるヘイズ値として、スペクトル範囲６００〜６５０ｎｍの入射光に比べて、スペクトル範囲４００〜４５０ｎｍの入射光に対して、１．５倍以上、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上、大きいヘイズ値を与える場合には、レイリー型（またはレイリー様）の拡散体であると言われ、この特性は、当該複合材料について、入射光線の少なくとも一方向について、またシステムがバルクの固体である場合には薄いスライス片にて、システムが液状被覆材あるいは塗料である場合には薄層にて、検証されることを意味している。
【００３９】
実際には、例えば、大量の塗料（ａ ｌａｒｇｅ ｔｉｎ ｏｆ ｐａｉｎｔ）のように厚いサンプルの場合、多重散乱により、入射光の長波長成分に比べて短波長成分を優先的に散乱させる特性を妨げる可能性がある。
特に、多重散乱が起きない場合には、十分に薄い材料の層が使用されるときに、レイリー型散乱特性が現れる。 
【００４０】
本明細書において、用語および単語の意味は、明確に別の意味に定義しない限り、ＡＳＴＭＥ２８８４−０９ａおよび（ＡＳＴＭＥ２８８４−０９ａと矛盾しない限り）以下の規格：ＡＳＴＭＤ１７４６−０９；ＡＳＴＭＤ１００３−０７；ＩＳＯ１３４６８−２：１９９９（Ｅ）、 に準拠する。
【００４１】
好ましい実施形態では、散乱要素のコアは、一以上の無機材料からなる。コアの無機材料は、マトリクスの屈折率とは異なる屈折率を有する、例えば、ポリマーマトリクスとすることができ、前記マトリクスは、光を吸収しない透明な材料で形成されている。
【００４２】
また、本発明に係る散乱要素は、また、複数のシラン系化合物、例えばシランカップリング剤を含む。シランベースの分子は、無機コアに結合して、少なくとも部分的に、シェルを形成する。好ましくは、それらは、官能基を含む自由端を有する。前記官能基は、前記散乱要素が分散されるべきマトリクスの性質を考慮して選択されることが好ましい。 官能基により、マトリクス、特にポリマーマトリクス、に対する散乱要素の良好な親和性および適合性を与えて、そのポリマーマトリクス用材料のポリマーシェルを調製する必要を除く。
したがって、本発明の好ましい実施形態による散乱要素は、複数のシラン化合物を備えた無機ナノ粒子のナノクラスタを有するコアを含む。
【００４３】
驚くべきことに、散乱要素の無機コア、すなわち無機ナノ粒子のナノクラスタ、を一以上のシラン系化合物で処理すると、散乱要素の寸法の制御が可能になることが見出された。より詳細には、ＴｉＯ２やＺｎＯ等の市販の無機ナノ粒子を、少なくとも分散剤の存在下での溶媒中に入れ、必要な寸法に達するまで分散させ、そして分散されたナノ粒子及びナノクラスタを、少なくともシランベース化合物、すなわちシランカップリング剤、で処理することにより、その正しい寸法に「凍結」すること、が可能であることが見出された。
シランは、少なくとも部分的に前記散乱要素の無機コアの周りにシェルを形成し、このシェルは、従来技術のシェルとは異なり、ポリマー構造を含まず、従来技術のコア-シェル粒子におけるものに比べて、厚さが薄くなっている。本発明のシェルは、ポリマーマトリクス（ポリマーマトリクスが使用される場合）に使用されるものと同じ材料であるモノマーおよび/またはポリマーを含まないことが好ましい。 
【００４４】
本発明で、散乱要素のナノクラスタに結合するために好適なシラン化合物は、例えば、以下のとおりである ：トリアセトキシ（メチル）シラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシジアセト−オキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３−アミノプロピル）トリス（トリメチルシロキシ）シラン、Ｎ−（ｎ−ブチル））−３−アミノ-プロピルトリメトオキシシラン、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］アミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）アミン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−（アリルジメチルシリル）ピリジン、３−（トリメトキシシリル）プロピル-メタクリレート、ビリルトリメトキシシラン、トリフェニルビニル）ビニル）シラン、トリス（２−メトキシエトキシ）（ビニル）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート 、またはそれらの混合物である。 
【００４５】
散乱要素は、溶媒中に分散剤により分散された無機ナノクラスタのシラン化（すなわち、上述のようなシラン化合物による処理）によって得られるので、シェルは、通常、ある量の残留分散剤を含む。 
【００４６】
適切な分散剤としては、例えば、ＡＮＴＩ−ＴＥＲＲＡ−２０４、ＡＮＴＩ−ＴＥＲＲＡ−Ｕ、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３２０、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３７８、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１０８、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１４２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０２２、ＢＹＫ−３１０、ＢＹＫ−３７８、ＢＹＫ−３９９、ＢＹＫ−３５５０、ＢＹＫ−７４１０  ＥＴ、ＢＹＫ−Ｄ  ４１０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０５５、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２１５２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２１５５、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２１６４、ＧＡＲＡＭＩＴＥ−１９５８、ＢＹＫ−３４９、ＢＹＫ−３４５５、ＢＹＫ−７４２０  ＥＳ、ＢＹＫ−Ｄ  ４２０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０１０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０１２、ＢＹＫ−３４５５、ＢＹＫ−Ｄ４２０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９４  Ｎ、ＡＮＴＩ  ＴＥＲＲＡ−２５０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９４  Ｎ、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０１５ 、ＤＥＵＴＥＲＯＮ  ＮＤ  ９５３、ＤＥＵＴＥＲＯＮ  ＮＤ  ２１０、ＢＯＵＲ−ＷＥＴ  Ｃ１１、 ＢＯＵＲ−ＷＥＴ  ８０、ＢＯＵＲ−ＷＥＴ  ＷＳ  ＭＰ、ＢＯＵＲ−ＷＥＴ  ＷＳ  ５４８、ＩＤＲＯＦＩＬ  ＢＰＴ  ５００、ＲＥＳＯＬＵＴＥ  ＩＩＩ、ＩＤＲＯＰＯＮ  ＬＯＧＩＣ  ３０，ＩＤＲＯＰＯＮ  ＬＯＧＩＣ  ４０、が挙げられる。 
【００４７】
例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）メチルアクリレート、ラウリルアクリレート、Ｃ１２／Ｃ１４  アクリレート、Ｃ１６／Ｃ１８アクリレート、Ｃ１８／Ｃ２２アルキルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、イソデシルアクリレート、エトキシル化４−フェニルアクリレート、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール  アクリレート、メチルメタクリレート、イソオクタチルアクリレート、イソボロニルアクリレート、エトキシル化（５）ヘキサンジオールジアクリレート、トリデシルアクリレート、Ｎ−ビニル−ピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソ-ブチルビニルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、１，４−ブタンジオールジビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、３−ビニルアニリン、４−ビニルアニリン、４−ビニルアニソール、４−ビニル安息香酸、４−ビニルベンジルクロリド、４−ビニルビフェニル、エテニルベンゼン等のモノマーも分散媒として用いることができる。
【００４８】
好ましい実施形態では、マトリクスに適した材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂から選択される優れた光学的透明性を有する樹脂（ポリマー）がある。 好ましい樹脂としては、特に、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンあるいはポリブチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン等のポリエステル樹脂；ポリスチレン等のポリスチレン類樹脂；ＰＴＦＥ及び類似のフッ素化樹脂及びフルオレン樹脂；ナイロン等のポリアミド樹脂；ポリイミド樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリフェニレンエーテル；ポリビニルアルコール樹脂；酢酸ビニル樹脂、ポリエーテルスルホン；非晶質ポリオレフィン；ポリアリレート；液晶ポリマー 等が挙げられる。
【００４９】
例えば無機マトリクス等の非ポリマーマトリクスが好ましい場合に、本発明の目的に適した材料の例としては、限定されるものではないが、ソーダ石灰シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ等 があげられる。
【００５０】
ある実施形態では、複合材料は、剛性のある自立性のパネル、すなわち任意の二辺から水平に吊り下げたときに実質的に屈曲しないパネル、として製作される。例えば、前記複合材料は、その長さの０．５〜５％の範囲の厚みを有する平行六面体の形態で形成し得る。ここで、厚さおよび長さは、本明細書中で、それぞれ最小および最大辺として定義される。 
【００５１】
前記剛性パネルの典型的な長さは、０．５〜３ｍｍの範囲にある。ポリマーマトリクスが使用される場合に、マトリクスの線状ポリマーの好ましい分子量は、４５０，０００〜２，０００，０００ｇ／モルの範囲である。
【００５２】
さらなる実施形態では、複合材料は箔として作られる。ここで「箔」とは、剛性であるが自立性のないパネル、すなわち剛性パネルに類似して可撓性を有さない（すなわち例えば１８０°曲げのように、小曲率で曲げた時に破断する）が、水平に吊り下げた状態ではその形状を保持しないパネル、として定義される。例えば、箔複合材料は、長さの０．００５倍よりも小さい厚さを有することができる。 剛性パネルケースに類似して、箔は、高分子量のポリマーからなるマトリクスとすることができる。 
【００５３】
本発明のさらに別の実施形態によれば、複合材料は、可撓性フィルム（ここでは例えば１８０°曲げのように、小曲率で曲げた時に破断しない非剛性シートと定義する）として形成される。可撓性フィルム複合材料は、１０ミクロン〜１ｍｍ、好ましくは５０μｍ〜０．５ｍｍ、の範囲の厚さを有することができる。 加えて、所望の可撓性を達成するべく、可塑剤および／またはポリマー衝撃吸収剤を含むことができ、および／または複数の異なるモノマーから調製された共重合体からなるものであってもよい。
【００５４】
好ましい態様では、複合材料は、空太陽光拡散体（ｓｋｙ−ｓｕｎ ｄｉｆｆｕｓｅｒ）、つまり入射白色光を、青みがかったおよび黄色みがかった透過光成分に分離する拡散体、に形成される。より一般に、前記複合材料は、入射する白色光の数％(例えば５％)以上がレイリー型式で散乱されることを保証するために十分である数の単位面積当たり散乱要素を含み得る。例えば、複合材料は、厚さとは独立に、ある面積密度（つまり単位ｍ２あたりの散乱要素数）を有する剛性のパネルまたは箔、あるいは柔軟なフィルムとして形成され得る。換言すれば、複合材料は、パネル、箔あるいはフィルムの１ｍ２の面積で区画される容積部分に存在する散乱要素数Ｎが、Ｎ≧Ｎmin, 例えば２Ｎmin≦Ｎ≦１３Ｎmin、好ましくはＮは３Ｎminから１０Ｎminの範囲であり、より好ましくは大略６Ｎminであることを特徴とするパネル、箔あるいはフィルムとして形成される。ここで、Ｎminは次式で定まる：
2018507952.tif 000002
ここで、νは寸法定数（＝１ｍ６）、Ｎｍｉｎは数/ｍ２として表現される、有効直径Ｄは、（散乱要素直径）×（マトリクス屈折率）で求められ、単位はｍ（メートル）であり、ｍは散乱要素屈折率／マトリクス材料屈折率の比である。
【００５５】
別の異なる態様においては、複合材料は塗料、すなわち樹脂および添加物の溶媒、例えば有機溶媒または水性溶媒、中への分散物として形成される。典型的な事例では、塗料複合材料は、乾燥後の厚さ範囲が１〜５０ミクロンである塗料層において、ナノ粒子濃度(つまり単位体積当たりのナノ粒子の数)Nが、条件Ｎ≧Ｎｍｉｎ(例えば２Ｎｍｉｎ≦Ｎ≦１３Ｎｍｉｎ、好ましくは３Ｎｍｉｎ≦Ｎ≦１０Ｎｍｉｎ、最も好ましくはＮは大略６Ｎｍｉｎ)を満たすことで特徴づけられる。 
【００５６】
この系における典型的な埋め込みマトリクスは、フィルムの場合にはＰＥＴ、ＰＶＣ、ＥＶＡ等のポリマーであり、フィルムの場合には同様に、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン等のポリマーである。
【００５７】
いくつかの態様において、特に、表面積が厚さよりもはるかに大きくなる、パネル、箔あるいはフィルム、等の系として形成される場合には、系が表面に亘って可視的に一様なレイリー型散乱を示すという要件は、０．２５ｍｍ２より大なる領域において測定される平均面積密度が、表面全体について一定となること、に換言される。この特徴は、散乱要素体積密度が試料全体を通じて一定であることを要求するものでないこと、が注目される。これは、観察者が、総合的な効果のみを知覚するものであり、表面に垂直な方向の散乱要素体積密度の揺らぎあるいは変化は知覚しないからである。
【００５８】
更なる態様においては、複合材料は、複雑形状の長尺物として形成される。つまり、その形状が平行六面体と異なり、最小包絡楕円体が、ｆ ＝（ａ−ｂ）/ａ  （ここで、ａは準長軸、ｂは準短軸）で定義される平滑化係数がｆ＞０．５であり、長尺物の異なる部分が、空が日没または日の出の際に作用するように、異なる色に光散乱を起こすに適しているような長尺物形状である。
【００５９】
別の態様においては、２個の外側ガラス層により、ポリマーマトリクス中にナノ粒子を分散させたフィルム状の中心層を挟持させたサンドイッチ型の空太陽光拡散体が形成され、これは機械的強度にかかわる安全ガラスとして、また光学的特性に関してレイリー型拡散体として機能する新規なパネルあるいは窓材を与える。
【００６０】
さらに、上記サンドイッチ型の空太陽光拡散体は、接着剤の２層を含んでもよく、これらは複合材料からなる内層と、外側層とを、光学的および/または機械的に調和させる、すなわち多重反射を防ぎ、内部相と外部層との異なる熱膨張を補うのに必要な弾力を提供する、作用を有する。好適な接着剤は、既知であり、その例としては、ＥＶＡ(エチレン−酢酸ビニル) イオノプラスト（少量の金属塩を含むエチレン/メタクリル酸共重合体、たとえばＤｕＰｏｎｔ社製「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）Ｐｌｕｓ」）、およびＰＶＢ（ポリビニル・ブチラール)がある。本実施形態に適した接着材料は、通常、２層以上のガラスを積層して合わせガラスを得るために通常使用される材料のフィルムの形態で提供される。公知の方法により、そのフィルムは二つのガラス層（板）の間に配置され、熱的に処理されてガラス層を互いに結合するように用いられる。 
【００６１】
驚くべきことに、本発明の散乱要素は、上記の接着材料中に分散されて、本発明の散乱特性を有するフィルム形態の複合材料（系）を与えることが見出された。 
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、散乱要素は、接着材料（例えば、ＥＶＡ又はＰＶＢ）に分散されて、上記散乱要素およびポリマーマトリクスとしての接着材料を含む複合材料を与える。本発明のこの態様の複合材料は、好ましくは、フィルムの形態であり、既知のフィルムと同様の処理により、ガラス結合の既知のプロセスガラスの積層に用いられる。この接着材料およびナノクラスタのフィルムシステムは、既知のガラス結合、すなわちガラス積層、の方法に使用され、これにより本発明による散乱特性を有する合わせガラスが得られる。  
【００６３】
本発明の別の目的は、塗装型の空太陽光拡散体を含む構造体(つまりガラス、ポリカーボネート等の透明パネルを、上記の複合材料塗料によって被覆した構造体)である。
【００６４】
異なる実施形態では、前記「サンドイッチ型の」空-太陽拡散体は、ガラス塗装型の空太陽光拡散体からなる第１の層、接着性透明材料（すなわち散乱要素を有さないフィルムの形態）からなる中央層と、これによりさらに前記塗装層と第３のガラス層とを被覆する形態を有し得る。
【００６５】
サンドイッチ型および塗装型の空太陽拡散体の双方は、いずれも、例えば露出した複合材料パネルあるいは箔に比べて、複合材料自体でなく外部基板の特性によって実質的に定まる優れた難燃特性が与えられるという重要な利点を提供する。
【００６６】
別の実施形態では、散乱要素を耐擦傷性塗料に分散させることができ、これにより、例えばＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＰＳＵ（ポリ（メチルメタクリレート））/ポリカーボネート/ポリフェニルスルホンからなる透明基板を前記耐擦傷性塗料で塗装して、耐傷性と空太陽拡散性とを両立させた基板を得る ことができる。
【００６７】
さらなる実施形態では、本発明の散乱要素の分散物を含む塗料は、反射素子、特にガラスミラー、または鏡面、に塗布することができる。この場合、反射前及び/又は反射後の光は、前述したようなレイリー型の散乱プロセスを受ける。 
【００６８】
上述したように、本発明は、また、請求項に１１に記載の複合材料の作成方法を与えるものであり、この方法は、散乱要素を分散する工程、およびその分散物を選択されたマトリクス、好ましくはポリマー、に分散させる工程を含み、これにより本発明の複合材料を与える。 
【００６９】
特に、本発明は、以下の工程ａ）〜ｅ）を有することを特徴とする、複数の散乱要素が、それ自体は透明であり、光を吸収しない材料であるマトリクス中に分散された複合材料、すなわちマトリクス／ナノ粒子複合材料、好ましくはポリマーマトリクス／ナノ粒子複合材料の作成方法に関するものである：
ａ）１０〜１５０ナノメートルの範囲の平均寸法を有するナノ粒子からなる一以上の無機材料を選択する工程、
ｂ）前記無機材料、一以上の溶媒、および一以上の分散剤を混合して、２０〜３００ナノメートルの範囲の平均寸法を有するナノクラスタの分散液を得る工程、
ｃ）前記工程ｂ）で得られた分散液に一以上のシラン化合物を添加して、工程ｂ）
のナノクラスタである無機コアおよびシランシェルの一部を有する散乱要素の分散液を得る工程、
ｄ）工程ｃ）で得られた分散液をフィルタリングして所望の平均寸法を有する分散散乱要素を選択する任意の工程、
ｅ）前記分散された散乱要素を前記マトリクスを得るための系内に分散させる工程；
得られたマトリクス／ナノクラスタ複合材料により、前記複合材料またはこれを含む製品を通過した光の少なくとも一部の散乱を可能とする。
【００７０】
好ましい実施形態では、マトリクスを与える材料としては、例えば、モノマー、樹脂、ポリマー分散物等を挙げることができる 。
【００７１】
好ましい実施形態では、本発明による方法は、工程ｂ）中に混合物を酸性化する工程をさらに含む。 
好ましい実施形態では、本発明による方法は、工程ｄ）で得られた分散液を濃縮する工程を更に含む。
【００７２】
別の好ましい実施形態によれば、無機材料、すなわち無機ナノクラスタは、工程ｃ）またはｄ）で得られ、マトリクスに添加される前の散乱要素分散液中に、例えば、１％〜１５％ｗ／ｗ、好ましくは５重量％〜１０重量%の範囲で含まれる。
【００７３】
更に好ましい実施形態では、前記マトリクスに添加される前の散乱要素分散液中に、溶媒が、たとえば、１５％〜９５％ｗ／ｗ（重量基準）あるいは８０％〜９５％ｗ／ｗ、の範囲の濃度で含まれる。分散液中の溶媒およびナノ粒子の実際の量は、例えば、マトリクスの厚さなどの、最終マトリクスの性質および特性に応じて選択することができる。例えば、マトリクスの フィルム中のナノ粒子のパーセントは、通常、厚いポリマーパネルにおけるナノ粒子のそれよりも高い。ナノ粒子の量の例示的な範囲は、１％〜６０％である、ナノ粒子の量の別の例示的な範囲は１％〜１５％である。前記分散液（すなわち最終マトリクスを与える材料に加えられる前の分散液）の約４０重量％の量のナノ粒子により良好な結果を得ることができる。
【００７４】
適切な溶媒は、例えば、以下である ：１ −ブタノール、２−ブタノール、ｉ−ブチルアルコール、四塩化炭素、シクロヘキサン、１，２−ジクロロエタン、グリコールブチルエーテル、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジメチルホルムアミド、エトキシプロピルアセテート、ジメチルスルホキシド、酢酸ｎ−ブチル（ＣＡＳ：１２３−８６−８４）、酢酸エチル（１４１−７８−６）、Ｓｏｌｖｅｓｓｏ１５０、Ｓｏｌｖｅｓｓｏ２００、ブチルセロソルブ、１，３−ジオキサン、エタノール、へプタン、１‐プロパノール、２−プロパノール、ピリジン、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール 等。
【００７５】
例示的な実施形態では、前記一以上の分散剤は、マトリクスに添加前の工程ｂ）またはｃ）の散乱要素の分散液中に、たとえば、０．５％〜２５％ｗ／ｗ、典型的には０．５％〜５．０％、好ましくは０．８重量％〜４．０重量％、の範囲内の濃度で含まれる。本発明の複合材料の最終マトリクス中の分散剤の量は、マトリクス要素の重量に対して０．０１重量%まで低くすることができる。典型的な量は０．１％である 。例示的な実施形態では、シラン化合物の量は、前記マトリクス要素の重量に対して少なくとも０．０１重量%であり；典型的な量は０．１％である 。
【００７６】
さらに好ましい実施形態では、前記一以上のシラン化合物は、前記分散液中に０．２〜１３重量%の範囲、典型的にはマトリクスへの添加前の工程ｂ）またはｃ）における分散液中に０．２〜６．０重量％、好ましくは１重量％〜４重量%の範囲で、含まれる。上記の好ましい態様および関連する濃度は、本発明の方法において共に組み合わされ、例えば前記工程ｃ）またはｄ）の後に得られる散乱要素の分散液中の前記一以上の無機材料の量は１％〜１５％ｗ／ｗ、前記分散剤量は０．５％〜５．０％ｗ／ｗの範囲であり、前記一以上のシランの量は、０．２％〜６％ｗ／ｗの範囲である。 この組成物における溶媒は、８０〜９５重量％の範囲となり得る。 
【００７７】
例示的な組成としては、重量基準で、散乱要素の分散液（マトリクス材料に追加される前）において、溶媒１５％〜９５％、ナノ粒子１％〜６０％、分散剤０．５％〜２５％およびシラン化合物０．２％〜１３％である。
【００７８】
溶媒と分散剤の混合物中にナノ粒子材料を分散した後に、分散液中にシラン化合物を添加すると、無機ナノクラスタの寸法、したがって本発明による散乱要素のコアの寸法 の選択と制御が可能になることが見出された。
【００７９】
シラン化合物を添加することにより、溶媒と分散剤との混合物中に分散された無機ナノクラスタの更なる凝集が防止され；このようにして、更に凝集することのない無機ナノ粒子のシラン官能化ナノクラスタが得られる。言い換えると、シランの添加は、ナノ粒子のクラスタの寸法を、その添加の際の寸法に「フリーズ」する。
【００８０】
さらに云えば、本発明の方法により得られる複合材料の有効性についてのさらなる可能な説明としては、シランは前記散乱要素の無機コア表面に接着して、分散剤を部分的に置換するとみることもできよう。 
【００８１】
事実、上述したように、無機ナノクラスタ、すなわち散乱要素のコア、を少なくとも部分的に覆うシェルは、通常、前記シランに加えて、ある量の残留分散剤を含む。
加えて、最終製品には、使用される分散剤のトレースを見出すことができるが、最終生成物中の分散剤の量は数ｐｐｍ程度である。
【００８２】
本発明の方法により、マトリクス/ナノクラスタ複合材料またはその材料を含む製品を透過した光の少なくとも一部のレイリーまたはレイリー型散乱与えるのに適したその複合材料、が提供される 。
【００８３】
本発明による方法の好ましい実施形態では、前記マトリクスが樹脂と少なくとも溶剤とを含む塗料であり、その塗料の層からマトリクスの溶媒が蒸発した後の前記マトリクス/ナノクラスタ複合材料、好ましくはポリマーマトリクス/ナノクラスタ複合材料、により散乱が生起される。 
【００８４】
散乱要素の分散液を、例えば、モノマー、樹脂、ポリマー分散液等の材料（すなわち、最終マトリクスの主要部を形成し、また既知の方法でその後に重合されることになる材料）中に分散させることができる。
【００８５】
その代わりに、得られた散乱要素を、ポリマーを含むマトリクス中に分散させることができる。この実施形態の一例は、複数の散乱要素を含む塗料またはインクである。本発明の散乱要素を含む塗料またはインクによって代表される複合材料においては、マトリクスは、そのような製品に通常存在する樹脂、添加剤および溶媒によって形成され、それに本発明の散乱要素が添加される。得られる製品は「予備系」である 。すなわち、塗料あるいはインクは、通常、ブリキ缶または類似の容器内にあるときには、必要な散乱をもたらさないが、透明な基材に塗料またはインクの層が塗布されるとすぐに散乱効果が与えられるようになる。
【００８６】
好ましい実施形態では、無機ナノ粒子は、上述のような金属酸化物であり、例えば、ＴｉＯ２を用いることができる。高屈折率を有するＴｉＯ２成分は、効率的な光散乱に寄与する。
他の好ましい金属酸化物は、例えば、ＺｎＯである 。
【００８７】
本発明は、従来技術を超えるいくつかの利点を与える 。
散乱要素の寸法は、溶媒、分散剤および機能剤、すなわちシラン化合物、の適切な組み合わせを選択することによって調整することができる。
溶媒の選択は、上述したような有形物（例えばパネル）の製造のために同じ分散液を使用するのに役立ち、水と溶剤系塗料とを含む。
機能剤のタイプにより、散乱要素の分散液と選択されたシステムのマトリクス材料との組み合わせを可能にする 。
本発明は、以下の非限定的な実施例によってよりよく説明されるであろう 
【実施例】
【００８８】
・第１段階 ：無機ナノ粒子材料の選択
酸化亜鉛のナノ粒子を、散乱要素のコアの調製に使用した。酸化亜鉛は、市販されている。この実施例では、公称直径１００ｎｍ未満の酸化亜鉛ナノ粒子を使用する。ナノ粒子は凝集体として存在する。上述したように、酸化亜鉛は、非常に高い屈折率を有し、効率的なレイリー散乱効果をもたらすので、散乱要素のコアのための好ましい無機材料である。
【００８９】
・第２段階 ：無機ナノ粒子の-湿潤及び作業環境の酸性化 
第１段階のナノ粒子を、溶媒に添加する。好適な溶媒は、前述のものである。 
異なる溶媒を使用することができるが、散乱要素を分散させるマトリクス媒体に応じて適切な溶媒を選択することができる。 
次いで、溶媒およびナノ粒子混合物に一以上の分散剤を添加する 。
【００９０】
好適な分散剤は、市販されている上記のものであり、たとえばＢｙｋ、ＦｉｎｃｏＭａｃｒｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、および他の専門的なメーカーのものを使用することができる 。
【００９１】
次いで、得られた混合物を超音波処理（６００Ｗ、２２ｋＨｚ連続）を、４０〜５０℃で４日間行う。処理後のナノクラスタの平均寸法は８０〜１３０ｎｍである 。超音波処理の１．５日後の混合物に、溶媒１００ｍｌあたり０．５ｍｌの酢酸を添加して酸性化して、分散剤の作用をより向上させる。 
【００９２】
・第３段階 ：シランによる官能化 
上記のように分散されたナノクラスタは、特定のシラン化合物を添加することにより官能化される、最終マトリクスの化学的性質との間で最良の適合性を得るように選択される 
混合物に添加されるシランの量は、一般的に知られている次式を用いて算出される： 
シラン（ｇ）＝ナノ粒子（ｇ）×表面積（ｍ２／ｇ）／ｋ（ＳＷＡ ）
ここで、ｋ（ＳＷＡ ）=使用されるシランの比湿潤面積（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｗｅｔｔｉｎｇ  Ａｒｅａ）である。 
【００９３】
シラン化合物を添加することにより、さらなる凝集性のない無機ナノ粒子のシラン官能化ナノクラスタが形成される。言い換えると、シランは、その添加前のナノ粒子クラスタの寸法を「フリーズ」する。 
さらに、シランは、マトリクスに対する散乱要素の無機コアの親和性を改善する。
【００９４】
・第４段階 ：濾過及び濃縮
上記で得られた分散液を、適切な濾材によりフィルタリングして、この例では１５０ｎｍでカットオフする。これにより、不適切な寸法の凝集体およびナノ粒子を、迅速、精確、且つ比較的安価に、物理的に除去する。 
【００９５】
分散液を遠心分離にかけて、溶媒を除去し、2ヶ月間放置して散乱要素を「乾燥」した後、乾燥された散乱要素に溶媒を添加することによって再湿潤し、簡単な機械的攪拌を行うと、散乱要素はその元の分散状態に戻る、すなわち、散乱要素は直径の増大を示さない、ことが注目される。これは、動的光散乱器（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）によって散乱要素の大きさを測定することによって検証されている 。
【００９６】
・第５段階 ：ＰＭＮＣの作成 
上記散乱要素を含む分散液を秤量し、市販の溶剤系塗料で希釈した。この透明分散液を２時間超音波処理して、散乱要素を良好に分散させた。次いで、標準的な塗装技術であるスプレーコーティングにより、最終用途に応じて選択された基材材料を被覆するために使用する。塗料の厚さおよび使用する散乱要素の濃度に応じて、様々な階調のレイリー散乱を得ることができる。 
【００９７】
押出し成形、射出成形、反応射出成形、塊状重合圧縮成形、トランスファー成形、押出成形、回転成形、ブロー成形、カレンダー加工、ナイフコーティング、等 のような他の技術を使用してもよい。
多くの異なる処理を受けることができる出発物質を有するという特徴は、本発明の利点の一つである 。
【国際調査報告】
2018507952.tif 000004
2018507952.tif 000005
2018507952.tif 000006