JP2004037768A

JP2004037768A - Ultraviolet ray and infrared ray shielding body

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Publication number: JP2004037768A
Application number: JP2002193809A
Authority: JP
Inventors: Kenji Saito; 斉藤　健次
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: JP4016385B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays of 800 to 1200 nm and far infrared rays in an ultraviolet ray and infrared ray shielding body. <P>SOLUTION: Silicone denatured acrylic resin of 21g, dibutyl tin dilaurate 10 wt. mixed xylene solution of 2g, indium oxide doped with tin of 10g, benzotriazole base ultraviolet ray absorbent of 2.2g, coumarin base ultraviolet ray absorbent of 0.03g and iminium base pigments of about 0.3g as a near infrared ray absorbent are dissolved in an organic solvent, uniformly mixed and applied on a glass plate by a casting method. When compared with a comparison example 1 for which the ultraviolet ray absorbent and the near infrared ray absorbent are excluded and a comparison example 2 of only the glass plate, the effect of shielding the ultraviolet rays and the near infrared rays of 800 to 1200 nm is clearly excellent in an embodiment 1 on each ray's transmissivity. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線、近赤外線及び遠赤外線を高効率で遮蔽し、かつ可視光線を高効率で透過させるフィルム状または塗膜状の紫外線・赤外線遮蔽体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家屋、ビル等の建築物や自動車用の窓ガラスとして、紫外線及び赤外線を遮蔽するガラスあるいはガラスに貼り付けるフィルム等が注目されている。特に近赤外線は室内や車内の温度を上げるので、冷房のためのエネルギーを節約する省エネの観点からも、可視光線を効果的に取り込みかつ近赤外線を遮蔽する材料が求められていた。このような技術としては、▲１▼特開平８−０４１４４１号公報に記載されている「紫外線、近赤外線遮蔽用インジウム−錫酸化物粉末とこれを用いた紫外線、近赤外線遮蔽ガラスおよびその製造方法」、▲２▼特開平８−１３４４３２号公報に記載されている「ガラス用光線遮蔽剤」、▲３▼特開平１０−２７９３２９号公報に記載されている「赤外線遮蔽ガラス」等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の公報に記載の材料では近赤外領域の８００〜１２００ｎｍでの透過率が高く、また紫外線領域の透過率が１５％程度もある。▲２▼の公報に記載の材料では紫外線透過率が５％であり、近赤外線透過率（１６００ｎｍ）が１０％であるが、焼き付けという方法をとるために簡便に行うことが困難である。▲３▼の材料では赤外線透過率が低くなるが可視光透過率も低くなり、クリアな視界が得られない。このように、従来の技術においては特に近赤外領域の８００〜１２００ｎｍの光線を有効にかつ容易に遮蔽することができないという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、８００〜１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤とを可視光に対して透明な合成樹脂に均一に混合してフィルム状に成形してなるものである。
【０００６】
ここで、各成分を透明な合成樹脂に均一に混合する方法としては、ニーダー等で加熱混錬しても良いし、有機溶剤を用いて全成分を溶解混合した後、有機溶剤を乾燥除去しても良い。
【０００７】
金属酸化物半導体は赤外線吸収効果を有し、具体的な化合物としては錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫等があるが、可視領域における透明性から錫ドープ酸化インジウムが特に好ましい。近赤外線吸収剤は近赤外線吸収効果を有し、具体的な化合物としてはポリメチン系色素、アミニウム系色素、イミニウム系色素等がある。紫外線吸収剤は紫外線吸収効果を有し、具体的な化合物としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、クマリン系吸収剤等がある。可視光に対して透明な合成樹脂としては、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、フッ素樹脂、ゴム等がある。
【０００８】
これらの金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤とを可視光に対して透明な合成樹脂に均一に混合してフィルム状に成形したものは、可視光に対して透明な合成樹脂がフィルムの基材となって、金属酸化物半導体が遠赤外線を含む赤外線を吸収し、近赤外線吸収剤が近赤外線を吸収し、紫外線吸収剤が紫外線を吸収するため、太陽光線のうち可視光線（約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）のみが透過し、赤外線、紫外線は殆ど遮断されてしまう。したがって、このフィルムを建築物や自動車の窓ガラスに貼ることによって、皮膚に有害な紫外線も熱をもたらす近赤外線もシャットアウトすることができ、日焼け防止効果や冷房装置の省エネ効果が得られる。また、冬場においても、暖房の熱が外に放出されにくいため保温効果も有すると考えられる。
【０００９】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００１０】
請求項２の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤と可視光に対して透明な合成樹脂とを有機溶剤に均一に混合して基材に塗布して前記有機溶剤を乾燥除去してなるものである。
【００１１】
請求項１の発明との違いは、合成樹脂を含む各成分を有機溶剤に溶かして塗料状とし、窓ガラス等に流延法で流して塗布したり刷毛で塗布したりした後、有機溶剤を乾燥させて塗膜として紫外線・赤外線遮蔽体を形成する点である。この方法では一々フィルム状に成形してさらにそれを切って窓ガラス等に貼り付けるといった手間が掛からず、溶液から一工程で紫外線・赤外線遮蔽体を形成することができるので、工期の短縮及び低コスト化が可能になる。そして、成分は請求項１の発明と同様なので、皮膚に有害な紫外線も熱をもたらす近赤外線もシャットアウトすることができ、日焼け防止効果や冷房装置の省エネ効果が得られる。また、冬場においても、暖房の熱が外に放出されにくいため保温効果も有すると考えられる。
【００１２】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００１３】
請求項３の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項１または請求項２の構成において、前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を０．１〜１５０部、近赤外線吸収剤を０．０１〜５０部、紫外線吸収剤を０．１〜３０部の範囲で混合したものである。
【００１４】
このように、各成分の合成樹脂に対する割合を一定範囲内に限定することによって、赤外線吸収剤・紫外線吸収剤が少な過ぎて十分な赤外線・紫外線遮蔽効果が得られなかったり、逆に赤外線吸収剤・紫外線吸収剤が多過ぎて可視光の透過率が減少したり、コストアップにつながるという不具合を防止することができる。
【００１５】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００１６】
請求項４の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項１または請求項２の構成において、前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を１０〜７０部、近赤外線吸収剤を０．０５〜３部、紫外線吸収剤を１〜１５部の範囲で混合したものである。
【００１７】
これによって、各成分の合成樹脂に対する割合がさらに適正な範囲に狭められて限定されている。したがって、より確実に十分な赤外線・紫外線遮蔽効果を得ることができる。
【００１８】
請求項５の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項２の構成において、前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略４８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．４２部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したものである。
【００１９】
発明者らの実験によれば、このような各成分の具体的化合物と混合比の場合が、紫外線・赤外線遮蔽体として最も良好な効果が得られた。特に８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外線の遮蔽率が極めて優れたものとなった。また、紫外線・赤外線遮蔽体の形成方法としても、有機溶剤に溶かしてガラスの上を流す流延法が容易に均一な膜厚が得られ、特に大きな窓ガラス等の場合には施工性が良い。
【００２０】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００２１】
請求項６の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項２の構成において、前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略３８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．１９部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したものである。
【００２２】
発明者らの実験によれば、このような各成分の具体的化合物と混合比とした場合が、請求項５に記載の紫外線・赤外線遮蔽体と比較して、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外線の遮蔽率がほんの僅か劣るが、可視光の透過率が高くなってより透明性において優れたものとなった。
【００２３】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
実施の形態１
まず、本発明の実施の形態１について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の紫外線から赤外線にかけての透過率を実施の形態２、比較例１、比較例２と比較して示す図である。図２は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の熱遮断効果を試験する試験装置の構成を示す模式図である。図３は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の熱遮断効果を比較例２と比較して示す図である。図４は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の赤外線遮断効果を比較例１と比較して示したものである。図５は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の保温効果を試験する試験装置の構成を示す正面図である。
【００２６】
始めに、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体の形成方法について説明する。可視光に対して透明な合成樹脂としてのシリコーン変性アクリル樹脂２１ｇ、樹脂硬化剤としてのジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液２ｇ、金属酸化物半導体としての錫ドープ酸化インジウム１０ｇ、紫外線吸収剤としてのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤２．２ｇとクマリン系紫外線吸収剤０．０３ｇ、近赤外線吸収剤としてのイミニウム系色素略０．３ｇを、有機溶剤としてのイソプロピルアルコール２２ｇ及び混合キシレン３２．４７ｇに溶解させて均一に混合して、有機混合溶液を作成した。この有機混合溶液を、基材としてのガラス板（４５ｃｍ×３５ｃｍ，厚さ４ｍｍ）に流延法で塗布した。塗布された膜厚は平均１５μｍであった。これを１週間室温で乾燥して、波長２００〜２１００ｎｍの光線の透過率を測定した。
【００２７】
この際、比較のため比較例１，２の試料の透過率も測定した。比較例２は何も塗布していないガラス板（４５ｃｍ×３５ｃｍ，厚さ４ｍｍ）である。
【００２８】
比較例１の試料の作成方法を説明する。可視光に対して透明な合成樹脂としてのシリコーン変性アクリル樹脂２１ｇ、樹脂硬化剤としてのジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液２ｇ、金属酸化物半導体としての錫ドープ酸化インジウム５ｇを、有機溶剤としてのイソプロピルアルコール１１ｇ及び混合キシレン５１ｇに溶解させて均一に混合して、有機混合溶液を作成した。
【００２９】
実施の形態１との違いは、錫ドープ酸化インジウムが半分の５ｇに減っていること、近赤外線吸収剤としてのイミニウム系色素及び紫外線吸収剤が入っていないこと、そして有機溶剤の割合が異なっていることである。この有機混合溶液を、基材としてのガラス板（４５ｃｍ×３５ｃｍ，厚さ４ｍｍ）に流延法で塗布した。塗布された膜厚は平均１５μｍであった。これを１週間室温で乾燥して、波長２００〜２１００ｎｍの光線の透過率を測定した。
【００３０】
図１に３種の試料の透過率データを示す。図１に示されるように、比較例１は約１２００ｎｍより上の波長で透過率が１０％以下になったのに対して、実施の形態１においては約９００ｎｍより上の波長で透過率が１０％になっている。また、波長８００ｎｍにおける透過率が、比較例１では約８０％であるのに対して、実施の形態１では約３０％と半分以下になっている。要するに近赤外線（波長８００ｎｍ〜１２００ｎｍ）の透過率が実施の形態１と比較例１とでは著しく異なっていて、実施の形態１では近赤外線を殆ど通さないのに対して、比較例１では近赤外線をかなりの割合で透過させる。
【００３１】
また、比較例１には紫外線吸収剤が入っていないので、当然のことながらガラス板（比較例２）と同様に紫外線を透過させる。これに対して、実施の形態１においては、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの紫外線を全く透過させない。
【００３２】
従来の赤外線遮蔽体は、この比較例１のような特性を示すものが殆どであった。これに対して、実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体は、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素を少量添加することによって、近赤外線の透過率を大幅に下げることができる。
【００３３】
このようにして、実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体は、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００３４】
次に、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体の熱遮断効果について、図２及び図３を参照して説明する。熱遮断効果の試験は、図２に示されるような試験装置を用いて行った。試料の基板（ガラス板４５ｃｍ×３５ｃｍ）１より縦横の寸法がやや小さく深さが約２５ｃｍのプラスティックボックス２に、測定部がプラスティックボックス２の中央部で底から約５ｃｍの位置にくるようにデジタル温度計３を取り付けた。それからプラスティックボックス２の周囲をダンボールで覆い、試料をプラスティックボックス２に蓋をするように載置し、その真上３０ｃｍの位置から３００Ｗの白熱ランプ４で照射した。このような試験装置を２組用いて、それぞれに試料として実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体と比較例２のガラス板を載置して、デジタル温度計３の示す内部温度の変化を測定した。
【００３５】
結果を図３に示す。図３に示されるように、比較例２のガラス板においては急激に温度が上昇しているのに対して、実施の形態１においては緩やかに温度上昇している。これは、最も加熱効果の大きい８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外線を遮蔽することによって、熱の侵入を大幅に減少させることができるものと考えられる。その結果、図３に示されるように、白熱ランプ４を６０分照射した後の温度は、比較例２の場合が約５３℃に対して実施の形態１の場合が約４０℃と１３℃も低くなっている。このようにして、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体が優れた熱遮断効果を有していることが立証された。
【００３６】
さらに、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体をガラスに塗布したもので熱貫流率を測定したところ、３．１４〜３．１７であり、複層ガラスに近い値を示した。
【００３７】
また、図４に示されるように、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体の赤外線（熱線）遮断効果を計算により求めて、同じく計算により求めた比較例１と比較したところ、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体については熱線を８８％カットしており、比較例の６７％カットと比較して極めて優れている。特に８００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける近赤外線については殆どカットしていることが分かり、上述した試験結果を裏付けている。
【００３８】
このように、本実施の形態１の紫外線・赤外線遮蔽体による熱線遮断効果によって、夏場の冷房のための省エネルギーが図れることが分かるが、同じく熱線遮断効果によって、冬場の暖房のための省エネルギーをも図ることができる。図５に示されるような実験装置５を組み立てて実験を行った。まず、アルミ板で前面の開いた箱６を組み立てて、中央に１．５ｍｍの厚さのアルミ板の仕切り７を入れる。この箱６の内面を厚さ約１ｃｍの断熱材で覆い、左右の仕切られた空間内にそれぞれハロゲンランプ８をセットする。そして、箱６の前面には測定試料１としての本実施の形態１の塗膜を施したガラス板（３０ｃｍ×２７．５ｃｍ，厚さ４ｍｍ）を仕切り７の左側に、比較例２として何も塗布していない同じ寸法のガラス板を仕切り７の右側に嵌め込み、前端から約５ｃｍ入ったところにそれぞれデジタル温度計３を挿入して床面の温度を測定した。
【００３９】
その結果、測定開始から１時間後の温度は、本実施の形態１の塗膜を施したガラス板を嵌め込んだ左側は約１００℃、比較例２のガラス板を嵌め込んだ右側は約７５℃で、２５℃の温度差がついた。このように、本実施の形態１の塗膜（紫外線・赤外線遮蔽体）は近赤外線を遮断して外に出さないために、保温効果も期待できる。
【００４０】
実施の形態２
次に、本発明にかかる実施の形態２の紫外線・赤外線遮蔽体について、図１を参照して説明する。本実施の形態２の紫外線・赤外線遮蔽体は、可視光に対して透明な合成樹脂としてのシリコーン変性アクリル樹脂２１ｇ、樹脂硬化剤としてのジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液２ｇ、金属酸化物半導体としての錫ドープ酸化インジウム８ｇ、紫外線吸収剤としてのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤２．２ｇとクマリン系紫外線吸収剤０．０３ｇ、近赤外線吸収剤としてのイミニウム系色素略０．２５ｇを、有機溶剤としてのイソプロピルアルコール２０ｇ及び混合キシレン４６．５２ｇに溶解させて均一に混合して、有機混合溶液を作成した。
【００４１】
実施の形態１との相違は、錫ドープ酸化インジウムとイミニウム系色素の配合量が減少していることと、有機溶剤の割合が変わっていることである。この有機混合溶液を、基材としてのガラス板（４５ｃｍ×３５ｃｍ，厚さ４ｍｍ）に流延法で塗布した。塗布された膜厚は平均１５μｍであった。これを１週間室温で乾燥して、波長２００〜２１００ｎｍの光線の透過率を測定した。
【００４２】
その結果、図１に示されるように、実施の形態１と比較して９００ｎｍ〜１３００ｎｍにかけての透過率は僅かに増加しているが、代わりに４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視領域の透過率が増加している。これによって、より透明性に優れた紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００４３】
上記各実施の形態においては、各成分を有機溶剤に均一に溶解させてガラス板に流延法で塗布して乾燥させ、塗膜として紫外線・赤外線遮蔽体を形成した例について説明したが、各成分をニーダー等で均一に混練してカレンダー成形等でフィルムとして紫外線・赤外線遮蔽体を形成することもできる。フィルムとしての紫外線・赤外線遮蔽体も、上述したような塗膜としての紫外線・赤外線遮蔽体と同様の優れた特性を示す。
【００４４】
また、上記各実施の形態においては、可視光に対して透明な基材としてガラス板を用いたが、アクリル板、塩化ビニル樹脂等を始めとして他の様々な透明体を用いることもできる。
【００４５】
さらに、上記各実施の形態においては、可視光に対して透明な合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂を用いたが、これに限られず様々な透明な合成樹脂に混ぜることができるため、様々な生活用品として広い範囲で応用が可能である。
【００４６】
紫外線・赤外線遮蔽体のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤とを可視光に対して透明な合成樹脂に均一に混合してフィルム状に成形してなるものである。
【００４８】
ここで、各成分を透明な合成樹脂に均一に混合する方法としては、ニーダー等で加熱混錬しても良いし、有機溶剤を用いて全成分を溶解混合した後、有機溶剤を乾燥除去しても良い。
【００４９】
金属酸化物半導体は赤外線吸収効果を有し、具体的な化合物としては錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫等があるが、可視領域における透明性から錫ドープ酸化インジウムが特に好ましい。近赤外線吸収剤は近赤外線吸収効果を有し、具体的な化合物としてはポリメチン系色素、アミニウム系色素、イミニウム系色素等がある。紫外線吸収剤は紫外線吸収効果を有し、具体的な化合物としてはベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、クマリン等がある。可視光に対して透明な合成樹脂としては、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、フッ素樹脂、ゴム等がある。
【００５０】
これらの金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤とを可視光に対して透明な合成樹脂に均一に混合してフィルム状に成形したものは、可視光に対して透明な合成樹脂がフィルムの基材となって、金属酸化物半導体が遠赤外線を含む赤外線を吸収し、近赤外線吸収剤が近赤外線を吸収し、紫外線吸収剤が紫外線を吸収するため、太陽光線のうち可視光線（約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）のみが透過し、赤外線、紫外線は殆ど遮断されてしまう。したがって、このフィルムを建築物や自動車の窓ガラスに貼ることによって、皮膚に有害な紫外線も熱をもたらす近赤外線もシャットアウトすることができ、日焼け防止効果や冷房装置の省エネ効果が得られる。
【００５１】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００５２】
請求項２の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤と可視光に対して透明な合成樹脂とを有機溶剤に均一に混合して基材に塗布して前記有機溶剤を乾燥除去してなるものである。
【００５３】
請求項１の発明との違いは、合成樹脂を含む各成分を有機溶剤に溶かして塗料状とし、窓ガラス等に流延法で流して塗布したり刷毛で塗布したりした後、有機溶剤を乾燥させて紫外線・赤外線遮蔽体皮膜を形成する点である。この方法では一々フィルム状に成形してさらにそれを窓ガラス等に貼り付けるといった手間が掛からず、溶液から一工程で紫外線・赤外線遮蔽体を形成することができるので、工期の短縮及び低コスト化が可能になる。そして、成分は請求項１の発明と同様なので、皮膚に有害な紫外線も熱をもたらす近赤外線もシャットアウトすることができ、日焼け防止効果や冷房装置の省エネ効果が得られる。
【００５４】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００５５】
請求項３の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項１または請求項２の構成において、前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を０．１〜１５０部、近赤外線吸収剤を０．０１〜５０部、紫外線吸収剤を０．１〜３０部の範囲で混合したものである。
【００５６】
このように、各成分の合成樹脂に対する割合を一定範囲内に限定することによって、赤外線吸収剤・紫外線吸収剤が少な過ぎて十分な赤外線・紫外線遮蔽効果が得られなかったり、逆に赤外線吸収剤・紫外線吸収剤が多過ぎて可視光の透過率が減少したり、コストアップにつながるという不具合を防止することができる。
【００５７】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００５８】
請求項４の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項１または請求項２の構成において、前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を１０〜７０部、近赤外線吸収剤を０．０５〜３部、紫外線吸収剤を１〜１５部の範囲で混合したものである。
【００５９】
これによって、各成分の合成樹脂に対する割合がさらに適正な範囲に狭められて限定されている。したがって、より確実に十分な赤外線・紫外線遮蔽効果を得ることができる。
【００６０】
請求項５の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項２の構成において、前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略４８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．４２部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したものである。
【００６１】
発明者らの実験によれば、このような各成分の具体的化合物と混合比の場合が、紫外線・赤外線遮蔽体として最も良好な効果が得られた。特に８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外線の遮蔽率が極めて優れたものとなった。また、紫外線・赤外線遮蔽体の形成方法としても、有機溶剤に溶かしてガラスの上を流す流延法が容易に均一な膜厚が得られ、特に大きな窓ガラス等の場合には施工性が良い。
【００６２】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【００６３】
請求項６の発明にかかる紫外線・赤外線遮蔽体は、請求項２の構成において、前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略３８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．１９部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したものである。
【００６４】
発明者らの実験によれば、このような各成分の具体的化合物と混合比とした場合が、請求項５に記載の紫外線・赤外線遮蔽体と比較して、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外線の遮蔽率がほんの僅か劣るが、可視光の透過率が高くなってより透明性において優れたものとなった。
【００６５】
このようにして、可視光線透過率を殆ど下げることなく紫外線、約８００ｎｍ〜約１２００ｎｍの近赤外線及び遠赤外線とを有効にかつ容易に遮蔽することができる紫外線・赤外線遮蔽体となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１，２にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の紫外線から赤外線にかけての透過率を比較例１、比較例２と比較して示す図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の熱遮断効果を試験する試験装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の熱遮断効果を比較例２と比較して示す図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の赤外線遮断効果を比較例１と比較して示したものである。
【図５】図５は本発明の実施の形態１にかかる紫外線・赤外線遮蔽体の保温効果を試験する試験装置の構成を示す正面図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a film-like or film-like ultraviolet / infrared light shield that blocks ultraviolet light, near infrared light and far infrared light with high efficiency, and transmits visible light with high efficiency.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As window glass for buildings such as houses and buildings, and automobiles, glass that blocks ultraviolet rays and infrared rays, films attached to glass, and the like have attracted attention. In particular, since near-infrared rays increase the temperature in a room or in a car, a material that effectively captures visible light and blocks near-infrared rays has been demanded from the viewpoint of energy saving for saving energy for cooling. As such a technique, (1) JP-A-8-041441 discloses "indium-tin oxide powder for ultraviolet and near-infrared shielding, ultraviolet and near-infrared shielding glass using the same, and a method for producing the same. And (2) "Light shielding agent for glass" described in JP-A-8-134432, and (3) "Infrared shielding glass" described in JP-A-10-279329.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the material described in the publication (1) has a high transmittance in the near infrared region at 800 to 1200 nm and a transmittance in the ultraviolet region of about 15%. The material described in the publication of (2) has an ultraviolet transmittance of 5% and a near-infrared transmittance (1600 nm) of 10%, but it is difficult to carry out simply because of the method of baking. In the case of the material (3), the infrared transmittance is low, but the visible light transmittance is also low, so that a clear view cannot be obtained. As described above, the conventional technique has a problem that the light of 800 to 1200 nm in the near infrared region cannot be effectively and easily shielded.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ultraviolet / infrared light shield that can effectively and easily shield ultraviolet light, near-infrared light and far-infrared light of 800 to 1200 nm without substantially lowering the visible light transmittance. Is what you do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The ultraviolet / infrared shield according to the first aspect of the present invention is obtained by uniformly mixing a metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, and an ultraviolet absorber in a synthetic resin transparent to visible light to form a film. It becomes.
[0006]
Here, as a method of uniformly mixing each component with the transparent synthetic resin, heating and kneading may be performed with a kneader or the like, or after all components are dissolved and mixed using an organic solvent, the organic solvent is dried and removed. May be.
[0007]
The metal oxide semiconductor has an infrared absorbing effect, and specific compounds include tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide, and tin-doped indium oxide is particularly preferable because of its transparency in the visible region. The near-infrared absorbing agent has a near-infrared absorbing effect, and specific compounds include polymethine dyes, aminium dyes, and iminium dyes. The ultraviolet absorber has an ultraviolet absorbing effect, and specific compounds include benzophenone-based, benzotriazole-based, and coumarin-based absorbers. Examples of the synthetic resin transparent to visible light include polyacrylate, polyester, polyurethane, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, fluororesin, and rubber.
[0008]
These metal oxide semiconductors, near-infrared absorbers, and ultraviolet absorbers are uniformly mixed with a synthetic resin transparent to visible light and molded into a film. As the base material of the film, the metal oxide semiconductor absorbs infrared rays including far infrared rays, the near infrared ray absorber absorbs near infrared rays, and the ultraviolet ray absorbent absorbs ultraviolet rays. (About 400 nm to about 800 nm), and infrared rays and ultraviolet rays are almost blocked. Therefore, by sticking this film to a building or a window glass of a car, it is possible to shut out both ultraviolet rays harmful to the skin and near-infrared rays that generate heat, thereby obtaining a sunburn preventing effect and an energy saving effect of a cooling device. Also, it is considered that even in winter, the heat of the heating is hardly released to the outside, so that it also has a heat retaining effect.
[0009]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0010]
The ultraviolet / infrared shield according to the invention of claim 2 is a method of uniformly mixing a metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, an ultraviolet absorber, and a synthetic resin transparent to visible light with an organic solvent to form a substrate. The organic solvent is applied and dried to remove the organic solvent.
[0011]
The difference from the invention of claim 1 is that each component including a synthetic resin is dissolved in an organic solvent to form a paint, which is applied to a window glass or the like by a casting method or applied by a brush, and then the organic solvent is applied. The point is that it is dried to form an ultraviolet / infrared shield as a coating film. This method eliminates the trouble of forming each film into a film, cutting it further, and attaching it to a window glass or the like, and the ultraviolet / infrared shield can be formed in one step from the solution. Cost reduction becomes possible. Since the components are the same as those in the first aspect of the present invention, both ultraviolet rays harmful to the skin and near infrared rays that generate heat can be shut out, and a sunburn preventing effect and an energy saving effect of the cooling device can be obtained. Also, it is considered that even in winter, the heat of the heating is hardly released to the outside, so that it also has a heat retaining effect.
[0012]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the ultraviolet / infrared shield according to the first or second aspect, 0.1 to 150 parts of the metal oxide semiconductor and 100 parts of the synthetic resin are used for the near-infrared absorber. In an amount of 0.01 to 50 parts and an ultraviolet absorber in an amount of 0.1 to 30 parts.
[0014]
Thus, by limiting the ratio of each component to the synthetic resin within a certain range, the infrared absorbing agent / ultraviolet absorbing agent is too small to obtain a sufficient infrared / ultraviolet shielding effect, or conversely, the infrared absorbing agent -It is possible to prevent a problem that the transmittance of visible light is reduced due to too much ultraviolet absorber or the cost is increased.
[0015]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ultraviolet / infrared shield according to the first or second aspect, wherein 10 to 70 parts of the metal oxide semiconductor and 0 to the near-infrared absorber are added to 100 parts of the synthetic resin. 0.05 to 3 parts and an ultraviolet absorber in a range of 1 to 15 parts.
[0017]
Thereby, the ratio of each component to the synthetic resin is further narrowed to an appropriate range and limited. Therefore, a sufficient infrared / ultraviolet ray shielding effect can be obtained more reliably.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ultraviolet / infrared shielding body according to the second aspect, wherein 10 parts by weight of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin is added to 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin. About 48 parts of tin-doped indium oxide as an oxide semiconductor, about 11 parts in total of a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a coumarin-based ultraviolet absorber as an ultraviolet absorber, and about 1.42 parts of an iminium-based dye as a near infrared absorber, The resin is dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as an organic solvent, mixed uniformly, applied to a glass as a substrate transparent to visible light by a casting method, and dried.
[0019]
According to the experiments by the inventors, the best effect as the ultraviolet / infrared shield was obtained when the specific compound of each component and the mixing ratio were used. In particular, the shielding rate of near-infrared light of 800 nm to 1200 nm was extremely excellent. Also, as a method of forming the ultraviolet / infrared shield, a uniform film thickness can be easily obtained by a casting method of dissolving in an organic solvent and flowing over glass, and particularly in the case of a large window glass, etc., the workability is good. .
[0020]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0021]
The ultraviolet / infrared ray shield according to the invention of claim 6 is the composition of claim 2, wherein 10 parts by weight of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin is added to 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin. About 38 parts of tin-doped indium oxide as an oxide semiconductor, about 11 parts in total of a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a coumarin-based ultraviolet absorber as an ultraviolet absorber, and about 1.19 parts of an iminium-based dye as a near infrared absorber, The resin is dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as an organic solvent, mixed uniformly, applied to a glass as a substrate transparent to visible light by a casting method, and dried.
[0022]
According to the experiments by the inventors, the case where the mixing ratio with the specific compound of each component is 800 nm to 1200 nm as compared with the ultraviolet / infrared shield according to claim 5. Although the rate was only slightly inferior, the transmittance of visible light was increased and the transparency was more excellent.
[0023]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
Embodiment 1
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the transmittance of the ultraviolet / infrared shield according to the embodiment of the present invention from ultraviolet to infrared in comparison with Embodiment 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a test apparatus for testing the heat blocking effect of the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the heat blocking effect of the ultraviolet / infrared ray shield according to the first embodiment of the present invention in comparison with Comparative Example 2. FIG. 4 shows an infrared ray blocking effect of the ultraviolet / infrared ray shielding body according to the first embodiment of the present invention in comparison with Comparative Example 1. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the test apparatus for testing the heat retaining effect of the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment of the present invention.
[0026]
First, a method for forming the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment will be described. 21 g of a silicone-modified acrylic resin as a synthetic resin transparent to visible light, 2 g of a xylene solution mixed with 10% by weight of dibutyltin dilaurate as a resin curing agent, 10 g of tin-doped indium oxide as a metal oxide semiconductor, and benzo as an ultraviolet absorber 2.2 g of a triazole-based UV absorber, 0.03 g of a coumarin-based UV absorber, and approximately 0.3 g of an iminium-based dye as a near-infrared absorber are dissolved in 22 g of isopropyl alcohol as an organic solvent and 32.47 g of mixed xylene. By mixing uniformly, an organic mixed solution was prepared. This organic mixed solution was applied to a glass plate (45 cm × 35 cm, thickness 4 mm) as a substrate by a casting method. The applied film thickness was 15 μm on average. This was dried at room temperature for one week, and the transmittance of light having a wavelength of 200 to 2100 nm was measured.
[0027]
At this time, the transmittances of the samples of Comparative Examples 1 and 2 were also measured for comparison. Comparative Example 2 is a glass plate (45 cm × 35 cm, thickness 4 mm) on which nothing is applied.
[0028]
A method for preparing the sample of Comparative Example 1 will be described. 21 g of a silicone-modified acrylic resin as a synthetic resin transparent to visible light, 2 g of a xylene solution mixed with 10% by weight of dibutyltin dilaurate as a resin curing agent, 5 g of tin-doped indium oxide as a metal oxide semiconductor, and isopropyl as an organic solvent An organic mixed solution was prepared by dissolving in 11 g of alcohol and 51 g of mixed xylene and uniformly mixing.
[0029]
The difference from the first embodiment is that the tin-doped indium oxide is reduced by half to 5 g, the iminium dye as a near-infrared absorbing agent and the ultraviolet absorbing agent are not contained, and the ratio of the organic solvent is different. It is that you are. This organic mixed solution was applied to a glass plate (45 cm × 35 cm, thickness 4 mm) as a substrate by a casting method. The applied film thickness was 15 μm on average. This was dried at room temperature for one week, and the transmittance of light having a wavelength of 200 to 2100 nm was measured.
[0030]
FIG. 1 shows the transmittance data of the three samples. As shown in FIG. 1, the transmittance of Comparative Example 1 was 10% or less at a wavelength higher than about 1200 nm, whereas the transmittance of the first embodiment was 10% at a wavelength higher than about 900 nm. %It has become. Further, the transmittance at a wavelength of 800 nm is about 80% in Comparative Example 1, whereas it is about 30% in Embodiment 1, which is less than half. In short, the transmittance of near-infrared light (wavelength 800 nm to 1200 nm) is significantly different between the first embodiment and the comparative example 1, and the near-infrared light is hardly transmitted in the first embodiment, whereas the near-infrared light is compared in the first comparative example. At a significant rate.
[0031]
In addition, since the comparative example 1 does not contain an ultraviolet absorber, it naturally transmits ultraviolet light similarly to the glass plate (comparative example 2). On the other hand, in the first embodiment, ultraviolet rays of about 300 nm to about 400 nm are not transmitted at all.
[0032]
Most of the conventional infrared shields exhibited characteristics as in Comparative Example 1. On the other hand, in the ultraviolet / infrared shield of the first embodiment, the transmittance of near-infrared rays can be significantly reduced by adding a small amount of an iminium-based dye as a near-infrared ray absorber.
[0033]
In this manner, the ultraviolet / infrared shield of the first embodiment can effectively and easily shield ultraviolet light, near-infrared light and far-infrared light of about 800 nm to about 1200 nm without substantially reducing visible light transmittance. It becomes an ultraviolet / infrared shield that can be used.
[0034]
Next, the heat blocking effect of the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The test of the heat blocking effect was performed using a test device as shown in FIG. Digital so that the measuring part is about 5 cm from the bottom at the center of the plastic box 2 in a plastic box 2 which is slightly smaller in length and width than the sample substrate (glass plate 45 cm x 35 cm) 1 and about 25 cm deep. A thermometer 3 was attached. Then, the periphery of the plastic box 2 was covered with cardboard, and the sample was placed so as to cover the plastic box 2, and irradiated with a 300 W incandescent lamp 4 from a position 30 cm directly above the plastic box 2. Using two sets of such test devices, the ultraviolet / infrared shield of Embodiment 1 and the glass plate of Comparative Example 2 were placed on each as a sample, and the change in the internal temperature indicated by the digital thermometer 3 was measured. did.
[0035]
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, the temperature of the glass plate of Comparative Example 2 sharply rises, whereas the temperature of the glass plate of Embodiment 1 gradually rises. This is considered to be able to greatly reduce the invasion of heat by shielding near-infrared light having a maximum heating effect of 800 nm to 1200 nm. As a result, as shown in FIG. 3, the temperature after irradiating the incandescent lamp 4 for 60 minutes is about 53 ° C. in the comparative example 2 and about 40 ° C. and 13 ° C. in the case of the first embodiment. It is lower. Thus, it was proved that the ultraviolet / infrared shield of the first embodiment had an excellent heat shielding effect.
[0036]
Furthermore, when the ultraviolet / infrared shield of the first embodiment was applied to glass and the heat transmission coefficient was measured, the value was 3.14 to 3.17, which was a value close to that of the double-glazed glass.
[0037]
Further, as shown in FIG. 4, the infrared ray (heat ray) blocking effect of the ultraviolet / infrared ray shield according to the first embodiment was obtained by calculation, and compared with Comparative Example 1, which was also calculated. The ultraviolet ray / infrared ray shield of the first embodiment cuts off the heat rays by 88%, which is extremely superior to the 67% cut of the comparative example. In particular, it was found that near-infrared rays in the range of 800 nm to 1200 nm were almost completely cut, confirming the above test results.
[0038]
As described above, it can be seen that the heat ray blocking effect of the ultraviolet / infrared shield of the first embodiment can save energy for cooling in summer, but the heat ray blocking effect also saves energy for heating in winter. Can be planned. The experiment was performed by assembling the experimental apparatus 5 as shown in FIG. First, an open box 6 is assembled with an aluminum plate, and a partition 7 of an aluminum plate having a thickness of 1.5 mm is placed in the center. The inner surface of the box 6 is covered with a heat insulating material having a thickness of about 1 cm, and a halogen lamp 8 is set in each of the left and right partitioned spaces. A glass plate (30 cm × 27.5 cm, thickness 4 mm) on which the coating of the first embodiment was applied as the measurement sample 1 was provided on the front surface of the box 6 on the left side of the partition 7, and nothing as Comparative Example 2 A glass plate of the same dimensions, which had not been coated, was fitted to the right side of the partition 7, and a digital thermometer 3 was inserted at a position about 5 cm from the front end to measure the temperature of the floor surface.
[0039]
As a result, the temperature one hour after the start of the measurement was about 100 ° C. on the left where the glass plate coated with the coating film of the first embodiment was fitted, and about 75 ° C. on the right where the glass plate of Comparative Example 2 was fitted. At 25 ° C. there was a temperature difference of 25 ° C. As described above, since the coating film (ultraviolet ray / infrared ray shield) of the first embodiment blocks near-infrared rays and does not go outside, a heat retaining effect can be expected.
[0040]
Embodiment 2
Next, an ultraviolet / infrared shield according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The ultraviolet / infrared shield according to the second embodiment includes 21 g of a silicone-modified acrylic resin as a synthetic resin transparent to visible light, 2 g of a xylene solution mixed with 10% by weight of dibutyltin dilaurate as a resin curing agent, and a metal oxide semiconductor. 8 g of tin-doped indium oxide, 2.2 g of a benzotriazole-based ultraviolet absorber as an ultraviolet absorber, 0.03 g of a coumarin-based ultraviolet absorber, and approximately 0.25 g of an iminium-based dye as a near-infrared absorber as an organic solvent The resulting mixture was dissolved in 20 g of isopropyl alcohol and 46.52 g of mixed xylene and uniformly mixed to prepare an organic mixed solution.
[0041]
The difference from the first embodiment is that the amount of the tin-doped indium oxide and the iminium-based dye is reduced, and the ratio of the organic solvent is changed. This organic mixed solution was applied to a glass plate (45 cm × 35 cm, thickness 4 mm) as a substrate by a casting method. The applied film thickness was 15 μm on average. This was dried at room temperature for one week, and the transmittance of light having a wavelength of 200 to 2100 nm was measured.
[0042]
As a result, as shown in FIG. 1, the transmittance from 900 nm to 1300 nm slightly increases as compared with the first embodiment, but the transmittance in the visible region from 400 nm to 800 nm increases instead. I have. This results in a more transparent ultraviolet / infrared shield.
[0043]
In each of the above embodiments, an example was described in which each component was uniformly dissolved in an organic solvent, applied to a glass plate by a casting method, and dried to form an ultraviolet / infrared shield as a coating film. The components can be uniformly kneaded with a kneader or the like, and an ultraviolet / infrared shield can be formed as a film by calendering or the like. The ultraviolet / infrared shield as a film also exhibits the same excellent properties as the above-mentioned ultraviolet / infrared shield as a coating film.
[0044]
Further, in each of the above embodiments, a glass plate is used as a base material transparent to visible light, but various other transparent bodies such as an acrylic plate, a vinyl chloride resin and the like can be used.
[0045]
Furthermore, in each of the above embodiments, a silicone-modified acrylic resin is used as a synthetic resin transparent to visible light. However, the present invention is not limited to this and can be mixed with various transparent synthetic resins. It can be applied in a wide range.
[0046]
The configuration, shape, quantity, material, size, connection relationship, and the like of other portions of the ultraviolet / infrared shield are not limited to the above embodiments.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the ultraviolet / infrared shield according to the first aspect of the present invention is obtained by uniformly mixing a metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, and an ultraviolet absorber in a synthetic resin transparent to visible light. It is formed into a film.
[0048]
Here, as a method of uniformly mixing each component with the transparent synthetic resin, heating and kneading may be performed with a kneader or the like, or after all components are dissolved and mixed using an organic solvent, the organic solvent is dried and removed. May be.
[0049]
The metal oxide semiconductor has an infrared absorbing effect, and specific compounds include tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide, and tin-doped indium oxide is particularly preferable because of its transparency in the visible region. The near-infrared absorbing agent has a near-infrared absorbing effect, and specific compounds include polymethine dyes, aminium dyes, and iminium dyes. The ultraviolet absorber has an ultraviolet absorbing effect, and specific compounds include benzophenone, benzotriazole, coumarin and the like. Examples of the synthetic resin transparent to visible light include polyacrylate, polyester, polyurethane, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, fluororesin, and rubber.
[0050]
These metal oxide semiconductors, near-infrared absorbers, and ultraviolet absorbers are uniformly mixed with a synthetic resin transparent to visible light and molded into a film. As the base material of the film, the metal oxide semiconductor absorbs infrared rays including far infrared rays, the near infrared ray absorber absorbs near infrared rays, and the ultraviolet ray absorbent absorbs ultraviolet rays. (About 400 nm to about 800 nm), and infrared rays and ultraviolet rays are almost blocked. Therefore, by sticking this film to a building or a window glass of a car, it is possible to shut out both ultraviolet rays harmful to the skin and near-infrared rays that generate heat, thereby obtaining a sunburn preventing effect and an energy saving effect of a cooling device.
[0051]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0052]
The ultraviolet / infrared shield according to the invention of claim 2 is a method of uniformly mixing a metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, an ultraviolet absorber, and a synthetic resin transparent to visible light with an organic solvent to form a substrate. The organic solvent is applied and dried to remove the organic solvent.
[0053]
The difference from the invention of claim 1 is that each component including a synthetic resin is dissolved in an organic solvent to form a paint, which is applied to a window glass or the like by a casting method or applied by a brush, and then the organic solvent is applied. The point is that an ultraviolet / infrared shielding film is formed by drying. With this method, it is not necessary to form the film one by one and then sticking it to a window glass etc., and the ultraviolet / infrared shield can be formed in one step from the solution, shortening the construction period and reducing cost. Becomes possible. Since the components are the same as those in the first aspect of the present invention, both ultraviolet rays harmful to the skin and near infrared rays that generate heat can be shut out, and a sunburn preventing effect and an energy saving effect of the cooling device can be obtained.
[0054]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0055]
According to a third aspect of the present invention, in the ultraviolet / infrared shield according to the first or second aspect, 0.1 to 150 parts of the metal oxide semiconductor and 100 parts of the synthetic resin are used for the near-infrared absorber. In an amount of 0.01 to 50 parts and an ultraviolet absorber in an amount of 0.1 to 30 parts.
[0056]
Thus, by limiting the ratio of each component to the synthetic resin within a certain range, the infrared absorbing agent / ultraviolet absorbing agent is too small to obtain a sufficient infrared / ultraviolet shielding effect, or conversely, the infrared absorbing agent -It is possible to prevent a problem that the transmittance of visible light is reduced due to too much ultraviolet absorber or the cost is increased.
[0057]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0058]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ultraviolet / infrared shield according to the first or second aspect, wherein 10 to 70 parts of the metal oxide semiconductor and 0 to the near-infrared absorber are added to 100 parts of the synthetic resin. 0.05 to 3 parts and an ultraviolet absorber in a range of 1 to 15 parts.
[0059]
Thereby, the ratio of each component to the synthetic resin is further narrowed to an appropriate range and limited. Therefore, a sufficient infrared / ultraviolet ray shielding effect can be obtained more reliably.
[0060]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ultraviolet / infrared shielding body according to the second aspect, wherein 10 parts by weight of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin is added to 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin. About 48 parts of tin-doped indium oxide as an oxide semiconductor, about 11 parts in total of a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a coumarin-based ultraviolet absorber as an ultraviolet absorber, and about 1.42 parts of an iminium-based dye as a near infrared absorber, The resin is dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as an organic solvent, mixed uniformly, applied to a glass as a substrate transparent to visible light by a casting method, and dried.
[0061]
According to the experiments by the inventors, the best effect as the ultraviolet / infrared shield was obtained when the specific compound of each component and the mixing ratio were used. In particular, the shielding rate of near-infrared light of 800 nm to 1200 nm was extremely excellent. Also, as a method of forming the ultraviolet / infrared shield, a uniform film thickness can be easily obtained by a casting method of dissolving in an organic solvent and flowing over glass, and particularly in the case of a large window glass, etc., the workability is good. .
[0062]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[0063]
The ultraviolet / infrared ray shield according to the invention of claim 6 is the composition of claim 2, wherein 10 parts by weight of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin is added to 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin. About 38 parts of tin-doped indium oxide as an oxide semiconductor, about 11 parts in total of a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a coumarin-based ultraviolet absorber as an ultraviolet absorber, and about 1.19 parts of an iminium-based dye as a near infrared absorber, The resin is dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as an organic solvent, mixed uniformly, applied to a glass as a substrate transparent to visible light by a casting method, and dried.
[0064]
According to the experiments by the inventors, the case where the mixing ratio with the specific compound of each component is 800 nm to 1200 nm as compared with the ultraviolet / infrared shield according to claim 5. Although the rate was only slightly inferior, the transmittance of visible light was increased and the transparency was more excellent.
[0065]
In this manner, an ultraviolet / infrared shield that can effectively and easily shield ultraviolet rays, near infrared rays and far infrared rays of about 800 nm to about 1200 nm, without substantially lowering the visible light transmittance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the transmittance of the ultraviolet / infrared shield according to Embodiments 1 and 2 of the present invention from ultraviolet to infrared in comparison with Comparative Examples 1 and 2.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a test apparatus for testing a heat blocking effect of the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a heat blocking effect of the ultraviolet / infrared ray shield according to the first embodiment of the present invention in comparison with Comparative Example 2.
FIG. 4 is a graph showing the infrared ray blocking effect of the ultraviolet / infrared ray shielding body according to the first embodiment of the present invention in comparison with Comparative Example 1.
FIG. 5 is a front view showing a configuration of a test apparatus for testing a heat retaining effect of the ultraviolet / infrared shield according to the first embodiment of the present invention.

Claims

金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤とを可視光に対して透明な合成樹脂に均一に混合してフィルム状に成形してなる紫外線・赤外線遮蔽体。An ultraviolet / infrared shield formed by uniformly mixing a metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, and an ultraviolet absorber in a synthetic resin transparent to visible light and forming a film.

金属酸化物半導体と近赤外線吸収剤と紫外線吸収剤と可視光に対して透明な合成樹脂とを有機溶剤に均一に混合して可視光に対して透明な基材に塗布して前記有機溶剤を乾燥除去してなる紫外線・赤外線遮蔽体。A metal oxide semiconductor, a near-infrared absorber, an ultraviolet absorber, and a synthetic resin transparent to visible light are uniformly mixed with an organic solvent, and the organic solvent is applied to a substrate transparent to visible light. An ultraviolet / infrared shield removed by drying.

前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を０．１〜１５０部、近赤外線吸収剤を０．０１〜５０部、紫外線吸収剤を０．１〜３０部の範囲で混合したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線・赤外線遮蔽体。For 100 parts of the synthetic resin, 0.1 to 150 parts of the metal oxide semiconductor, 0.01 to 50 parts of the near-infrared absorber, and 0.1 to 30 parts of the ultraviolet absorber are mixed. The ultraviolet / infrared shield according to claim 1 or 2, wherein:

前記合成樹脂１００部に対して、金属酸化物半導体を１０〜７０部、近赤外線吸収剤を０．０５〜３部、紫外線吸収剤を１〜１５部の範囲で混合したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線・赤外線遮蔽体。10 to 70 parts of a metal oxide semiconductor, 0.05 to 3 parts of a near-infrared absorber, and 1 to 15 parts of an ultraviolet absorber with respect to 100 parts of the synthetic resin. The ultraviolet / infrared shield according to claim 1 or 2.

前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略４８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．４２部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したことを特徴とする請求項２に記載の紫外線・赤外線遮蔽体。10 parts of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin with respect to 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin, approximately 48 parts of tin-doped indium oxide as the metal oxide semiconductor, and benzotriazole-based ultraviolet absorber as the ultraviolet absorber Approximately 11 parts of the coumarin-based ultraviolet absorber and the coumarin-based ultraviolet absorber together, and approximately 1.42 parts of an iminium-based dye as a near-infrared absorber are dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as an organic solvent and uniformly mixed. 3. The ultraviolet / infrared shield according to claim 2, wherein the ultraviolet / infrared shield is applied to a glass as a transparent substrate by a casting method and dried.

前記合成樹脂としてシリコーン変性アクリル樹脂１００部に対して樹脂硬化用のジブチル錫ジラウレート１０重量混合キシレン溶液１０部、金属酸化物半導体として錫ドープ酸化インジウム略３８部、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とクマリン系紫外線吸収剤を合わせて略１１部、近赤外線吸収剤としてイミニウム系色素略１．１９部を、有機溶剤としてイソプロピルアルコール及び混合キシレンに溶解させて均一に混合し、可視光に対して透明な基材としてのガラスに流延法で塗布して乾燥したことを特徴とする請求項２に記載の紫外線・赤外線遮蔽体。10 parts by weight of a xylene solution mixed with 10 parts by weight of dibutyltin dilaurate for curing the resin with 100 parts of the silicone-modified acrylic resin as the synthetic resin, approximately 38 parts of tin-doped indium oxide as the metal oxide semiconductor, and benzotriazole-based ultraviolet absorber as the ultraviolet absorber About 11 parts in total of the agent and the coumarin-based ultraviolet absorber, and about 1.19 parts of the iminium-based dye as the near-infrared absorber are dissolved in isopropyl alcohol and mixed xylene as the organic solvent, and uniformly mixed. 3. The ultraviolet / infrared shield according to claim 2, wherein the ultraviolet / infrared shield is applied to a glass as a transparent substrate by a casting method and dried.