JP2005255798A - Near infrared light-reflective membrane and composition for forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、近赤外光反射膜及び近赤外光反射膜形成用組成物に関する。 The present invention relates to a near infrared light reflecting film and a composition for forming a near infrared light reflecting film.
例えば、建物、自動車及び電車等の乗物などの屋外にあるものは日射を受けるために表面温度や内部温度が上昇して、冷房効果が低下したり、熱による劣化等の悪影響が生じたりすることがある。そのため、日射を反射して熱エネルギーの吸収を防止する目的で、太陽光を反射する塗料や部材が開発されている。 For example, outdoor objects such as buildings, automobiles, and trains are exposed to solar radiation, so that the surface temperature and internal temperature rise, resulting in reduced cooling effects and adverse effects such as heat deterioration. There is. Therefore, paints and members that reflect sunlight have been developed for the purpose of reflecting solar radiation and preventing thermal energy absorption.
例えば、日射を反射する遮熱塗料として、微小な中空ガラス球を配合した塗料が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
For example, as a heat-shielding paint that reflects solar radiation, a paint containing minute hollow glass spheres is disclosed (see, for example,
また、太陽光に含まれる近赤外光線（波長域０．７８〜２．５μｍ）を反射することを目的として、特定の粒径のセラミック粒子を分散させた塗膜を有する塗装金属板が開示されている（例えば、特許文献３参照）。 Moreover, the coating metal plate which has the coating film which disperse | distributed the ceramic particle of a specific particle size is disclosed for the purpose of reflecting the near-infrared ray (wavelength range 0.78-2.5 micrometers) contained in sunlight. (For example, see Patent Document 3).
太陽光による熱の影響を低減させるニーズは多岐の分野にわたっており、例えば、住宅、ビル、倉庫、タンク、工場、畜舎、自動車、鉄道車両、船舶、看板、道路施設、テント、カーテン、ブラインドなどがある。したがって、塗料や部材には、対象を選ばず使用できることや、より安価で効果が得られることが要求される。 The need to reduce the effects of heat from sunlight covers a wide range of fields. is there. Therefore, it is required that the paint or member can be used regardless of the object, and can be obtained at a lower cost.
しかしながら、特許文献１及び２に記載の遮熱性塗料をはじめとする従来の塗料では、用いる中空ガラス球の粒子径が１０〜１００μｍであるため、塗膜に平滑性や光沢を求める場合には膜厚を３００μｍ以上にすることが必要であった。そのため、例えば、自動車ボディの上塗り層のように膜厚を１００μｍ以下で用いる場合には適さなかった。また、模様、色調等を与える意匠層の上に塗布する場合、それらの意匠性を損なうことがあった。
However, in conventional paints such as the heat-shielding paints described in
意匠性が要求される場合には可視光を反射することは必ずしも必要ではなく、熱エネルギーの吸収を防止する目的と、意匠性等の自由度を両立させる観点からは、熱線である近赤外光を反射し、可視光の反射は任意で選択できることが望ましい。 When designability is required, it is not always necessary to reflect visible light. From the viewpoint of achieving both the purpose of preventing the absorption of heat energy and the degree of freedom of designability etc., the near infrared which is heat rays It is desirable that light can be reflected and visible light can be arbitrarily selected.
特許文献３に記載の塗装金属板には、近赤外光反射効果の向上を意図して、粒子径０．０７〜０．９μｍのセラミック粒子が用いられている。かかる粒子径のセラミック粒子を分散させた塗料を用いると、平滑性や光沢を損なうことなく数十μｍの膜厚の塗膜を得ることが可能である。また、セラミック粒子は、中空ガラス球に比べて材料として安価である。 In the coated metal plate described in Patent Document 3, ceramic particles having a particle diameter of 0.07 to 0.9 μm are used for the purpose of improving the near-infrared light reflection effect. When a coating material in which ceramic particles having such a particle size are dispersed is used, a coating film having a film thickness of several tens of μm can be obtained without impairing smoothness and gloss. In addition, ceramic particles are less expensive as materials than hollow glass spheres.
しかしながら、本発明者は、粒子径０．０７〜０．９μｍのセラミック粒子を用いても、十分に近赤外光反射効果を得ることができない場合があることを見出した。例えば、セラミック粒子として、酸化マグネシウム又は酸化アルミニウムを用い、連続相（マトリックス）を構成する材料としてポリエステル樹脂を用いた塗膜では、セラミック粒子の粒子径にかかわらず十分な近赤外光反射率が得られないことが分かった。 However, the present inventor has found that there are cases where the near-infrared light reflection effect may not be sufficiently obtained even when ceramic particles having a particle diameter of 0.07 to 0.9 μm are used. For example, a coating film using magnesium oxide or aluminum oxide as ceramic particles and a polyester resin as a material constituting the continuous phase (matrix) has a sufficient near infrared light reflectance regardless of the particle diameter of the ceramic particles. I knew that I couldn't get it.
また、反射率を上げるために上記の粒子径のセラミック粒子を塗膜に大量に含有させると、塗膜の白色化により場合によっては意匠性を損なうことや、得られる近赤外光反射効果に対して余分なコストがかかるなどの問題が生じる。 In addition, if the coating film contains a large amount of ceramic particles having the above-mentioned particle diameter in order to increase the reflectance, the coating property may be impaired due to whitening of the coating film, or the obtained near infrared light reflection effect. On the other hand, problems such as extra costs arise.
実用上、塗膜のように厚さ数μｍの膜からシート状物のように厚さ２ｍｍの膜までどのような形態であっても優れた近赤外光反射効果をより安価に得ることができ、また、膜を構成する材料、膜の色の有無などを自由に選択できるような自由度が望まれているにもかかわらず、従来の塗料や部材では、これらの要求を満たすものはなかった。 Practically, it is possible to obtain an excellent near-infrared light reflection effect at a lower cost regardless of the form from a film having a thickness of several μm such as a coating film to a film having a thickness of 2 mm such as a sheet. Despite the desire for a degree of freedom in which the material constituting the film and the color of the film can be freely selected, there is no conventional paint or member that satisfies these requirements. It was.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、種々の用途に応じて膜の形態、材質、意匠性を選択できるような自由度が高く、より安価で優れた近赤外光反射効果が得られる近赤外光反射膜を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる近赤外光反射膜を形成するための赤外光反射膜形成用組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and has a high degree of freedom to select the form, material, and designability of the film according to various uses, and is more inexpensive and excellent near-red. An object of the present invention is to provide a near-infrared light reflection film capable of obtaining an external light reflection effect. Moreover, an object of this invention is to provide the composition for infrared light reflection film formation for forming this near-infrared light reflection film.
上記目的を達成すべく、本発明者は、まず、入射光の強さに対する反射光の強さの比（反射率）は、光の波長（λと示す）、連続相の屈折率（Ｎｂと示す）、顔料の屈折率（Ｎｐと示す）及び顔料の粒径（Ｐと示す）に依存することに着目した。すなわち、連続相に顔料を分散させた膜において、膜の反射率が最も大きくなるＰ（顔料の粒径）は、下記一般式（４）で表わされることに着目した。
Ｐ＝２λ／｛π（Ｎｐ−Ｎｂ）Ｎｂ｝ …（４）
In order to achieve the above object, the present inventor firstly calculated the ratio of the intensity of reflected light to the intensity of incident light (reflectance) by the wavelength of light (indicated as λ) and the refractive index of continuous phase (Nb and It was noted that it depends on the refractive index of the pigment (denoted as Np) and the particle size of the pigment (denoted as P). In other words, in the film in which the pigment is dispersed in the continuous phase, P (pigment particle size) at which the reflectance of the film is maximized is expressed by the following general formula (4).
P = 2λ / {π (Np−Nb) Nb} (4)
また、本発明者は、膜の連続相と顔料との界面での光の散乱強度が、両者の屈折率の差（Ｄと示す）に依存することに着目し、鋭意研究を重ねた結果に基づき、Ｄが０．４以上であると、十分な光の散乱強度が得られることを確認した。 In addition, the inventor paid attention to the fact that the light scattering intensity at the interface between the continuous phase of the film and the pigment depends on the difference in refractive index between them (denoted as D). Based on this, it was confirmed that a sufficient light scattering intensity was obtained when D was 0.4 or more.
さらに、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、顔料が分散した膜において、膜の連続相の屈折率と顔料の屈折率との差に基づいて、連続相を構成する材料と顔料とを選択し、配合する顔料の粒径分布を規定することにより、自由度を損なうことなくより安価に優れた近赤外光反射効果が得られることを見出し、本発明に到達した。 Furthermore, as a result of intensive studies, the present inventor determined that the material and the pigment constituting the continuous phase based on the difference between the refractive index of the continuous phase of the film and the refractive index of the pigment in the film in which the pigment is dispersed. By selecting and defining the particle size distribution of the pigment to be blended, it has been found that an excellent near-infrared light reflection effect can be obtained at a lower cost without impairing the degree of freedom, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明の近赤外光反射膜は、連続相に顔料が分散された層を備える近赤外光反射膜であって、顔料の屈折率が、連続相の屈折率よりも大きく、かつ、顔料と連続相との屈折率の差Ｄが０．４以上であり、顔料が、下記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で５０％以上含むことを特徴とする。
０．５／Ｄ≦Ｐ１≦０．８／Ｄ …（１）
That is, the near-infrared light reflecting film of the present invention is a near-infrared light reflecting film comprising a layer in which a pigment is dispersed in a continuous phase, and the refractive index of the pigment is larger than the refractive index of the continuous phase, and The refractive index difference D between the pigment and the continuous phase is 0.4 or more, and the pigment contains 50% or more by volume fraction of pigment particles having a particle size P1 (μm) satisfying the following general formula (1). It is characterized by that.
0.5 / D ≦ P1 ≦ 0.8 / D (1)
本発明において、「膜」とは、その面積に対してその厚みが極めて小さいものを意味し、シート、フィルム、塗膜などが含まれる。また、膜は、独立したもの（自立膜）でも、基材表面上に積層されたものでもかまわない。さらには、２つの部材の間に形成されたものであってもよい。また、膜の厚さについても特に限定されない。 In the present invention, the “film” means a film whose thickness is extremely small with respect to the area, and includes a sheet, a film, a coating film, and the like. The film may be an independent film (self-supporting film) or a film laminated on the surface of the substrate. Furthermore, it may be formed between two members. Further, the thickness of the film is not particularly limited.
また、連続相は、分散された顔料を保持できるものであれば、構成する材料については特に限定されず、樹脂などの有機高分子材料であっても、非晶質ケイ酸塩などの無機高分子材料であってもよい。また、複数の種類の材料を混合してなる材料であってもよい。また、適当な架橋剤あるいは硬化剤を用いて連続相が形成されていてもよい。本発明では、連続相は近赤外光透過性を有することが好ましい。連続相が近赤外光を吸収するものであると、近赤外光を反射する特性が得られにくい。 In addition, the material constituting the continuous phase is not particularly limited as long as it can hold the dispersed pigment, and even if it is an organic polymer material such as a resin, an inorganic high silicate such as an amorphous silicate can be used. It may be a molecular material. Moreover, the material formed by mixing several types of materials may be sufficient. Moreover, the continuous phase may be formed using an appropriate crosslinking agent or curing agent. In the present invention, it is preferable that the continuous phase has near infrared light transmittance. If the continuous phase absorbs near-infrared light, it is difficult to obtain the characteristic of reflecting near-infrared light.
本発明において、屈折率は、同じ波長に対する値を統一して用いる限り、屈折率を決定する波長については特に限定されない。例えば、連続相の屈折率をＤ線（５８９ｎｍ）に対する屈折率の値とした場合には、顔料の屈折率もＤ線（５８９ｎｍ）に対する屈折率を用いればよい。同様にすれば、Ｃ線（６５６ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）に対する屈折率を使用することもできる。 In the present invention, the wavelength for determining the refractive index is not particularly limited as long as the values for the same wavelength are used in a unified manner. For example, when the refractive index of the continuous phase is the value of the refractive index for the D line (589 nm), the refractive index of the pigment may be the refractive index for the D line (589 nm). In the same manner, the refractive indexes for the C line (656 nm) and the F line (486 nm) can be used.
また、本発明において、顔料の粒径は、連続相にある顔料の粒径を示し、一次粒子だけでなく、複数個の粒子が互いに固着して顔料分散操作によっては分かれない凝集物が存在する場合には、この凝集物（アグリゲート）の大きさを粒径とする。また、一次粒子及び凝集物が球状でないときは、直径の最長の部分を粒径とする。粒径の測定方法としては、例えば、樹脂に顔料を分散させて固形化した膜では、その膜の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することによって決定することができる。 In the present invention, the particle size of the pigment indicates the particle size of the pigment in the continuous phase, and there are not only primary particles but also agglomerates that are fixed to each other and cannot be separated by the pigment dispersion operation. In this case, the size of the aggregate (aggregate) is defined as the particle size. When the primary particles and aggregates are not spherical, the longest part of the diameter is taken as the particle size. The method for measuring the particle size can be determined by, for example, observing the cross section of a film obtained by dispersing a pigment in a resin and solidifying the film with a scanning electron microscope (SEM).
本発明の近赤外光反射膜では、連続相に顔料が分散された層の連続相と顔料との屈折率の差Ｄを０．４以上とすることにより、連続相と顔料との界面での光の散乱強度を高めている。 In the near-infrared light reflecting film of the present invention, the refractive index difference D between the continuous phase of the layer in which the pigment is dispersed in the continuous phase and the pigment is set to 0.4 or more, so that at the interface between the continuous phase and the pigment. Increases the light scattering intensity.
さらに、連続相に顔料が分散された層の連続相と顔料との屈折率の差Ｄに基づいて上記一般式（１）により決定された粒径範囲にある顔料粒子が、近赤外光に対する反射効果に大きく寄与するため、用いる顔料がかかる顔料粒子を体積分率で５０％以上含むことによって、近赤外光に対する反射効果を効率よく発揮させることができる。つまり、近赤外光の反射に寄与しない顔料によるコストアップを抑制することができるため、より安価で優れた近赤外光反射効果を得ることができる。また、連続相と顔料との屈折率の差、及び顔料の粒径分布以外のものについては限定されていないため、種々の用途に応じて膜の形態、材質、意匠性を選択できるような自由度の高い近赤外光反射膜となっている。例えば、可視光を透過させる膜としたり、膜の用途に応じた材料を選択したり、より安価な材料を選択したり、あるいは、２μｍを超える粒径の顔料は必要としないため、薄い膜とすることができる。 Furthermore, the pigment particles in the particle size range determined by the general formula (1) based on the refractive index difference D between the continuous phase of the layer in which the pigment is dispersed in the continuous phase and the pigment are near infrared light. Since it greatly contributes to the reflection effect, the reflection effect on near-infrared light can be efficiently exhibited by including 50% or more of the pigment particles by the volume of the pigment used. That is, since it is possible to suppress an increase in cost due to a pigment that does not contribute to the reflection of near-infrared light, it is possible to obtain an excellent near-infrared light reflection effect at a lower price. In addition, since there is no limitation on the refractive index difference between the continuous phase and the pigment and the particle size distribution of the pigment, the film form, material, and designability can be selected according to various applications. It is a high-intensity near-infrared light reflecting film. For example, it is not necessary to use a film that transmits visible light, to select a material according to the purpose of the film, to select a cheaper material, or to use a pigment having a particle diameter exceeding 2 μm. can do.
連続相に顔料が分散された層の連続相と顔料との屈折率の差Ｄが０．４未満では連続相と顔料との界面での光の散乱強度が不十分であるため、かかる層が十分な近赤外光反射効果を有することができなくなる。例えば、連続相の屈折率が１．５の場合、顔料の屈折率が１．９未満であると顔料の粒径によらず十分な近赤外光反射効果が得られなくなる。すなわち、屈折率の差Ｄが０．４未満では、上記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子の前記顔料中の含有率が、体積分率で５０％以上であっても十分な近赤外光反射効果が得られなくなる。 When the difference D in refractive index between the continuous phase of the layer in which the pigment is dispersed in the continuous phase and the pigment is less than 0.4, the light scattering intensity at the interface between the continuous phase and the pigment is insufficient, It becomes impossible to have a sufficient near-infrared light reflection effect. For example, when the refractive index of the continuous phase is 1.5, if the refractive index of the pigment is less than 1.9, a sufficient near-infrared light reflection effect cannot be obtained regardless of the particle size of the pigment. That is, when the refractive index difference D is less than 0.4, the content of the pigment particles having the particle diameter P1 (μm) satisfying the general formula (1) in the pigment is 50% or more in volume fraction. However, a sufficient near-infrared light reflection effect cannot be obtained.
一方、屈折率の差Ｄが０．４以上であっても、上記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子の前記顔料中の含有率が、体積分率で５０％未満であると十分な近赤外光反射効果が得られなくなる。 On the other hand, even if the refractive index difference D is 0.4 or more, the content of the pigment particles having the particle size P1 (μm) satisfying the general formula (1) in the pigment is less than 50% in volume fraction. If it is, sufficient near-infrared light reflection effect cannot be obtained.
さらに、連続相に顔料が分散された層において、層中の顔料の体積分率（％）と、層の層厚（μｍ）との積Ｍが、下記一般式（２）を満たすことが好ましい。
８００≦Ｍ≦１００００ …（２）
Furthermore, in the layer in which the pigment is dispersed in the continuous phase, the product M of the volume fraction (%) of the pigment in the layer and the layer thickness (μm) of the layer preferably satisfies the following general formula (2). .
800 ≦ M ≦ 10000 (2)
Ｍがかかる範囲となるよう、層中の顔料の体積分率（％）及び層の層厚（μｍ）を調節することによって、層厚に応じて、より大きな近赤外光反射効果をより効率よく得ることができる。すなわち、近赤外光反射膜の膜厚が定められている場合には、用いる顔料の配合割合を好ましい範囲に調節することができる。また、膜の機械的物性への影響をより少なくすることができる。一方、近赤外光反射膜の膜厚が定められていない場合には、上記一般式（２）を満たす範囲で、層厚を自由に選択することができる。 By adjusting the volume fraction of pigment in the layer (%) and the layer thickness (μm) of the layer so that M falls within this range, a larger near-infrared light reflection effect can be achieved more efficiently depending on the layer thickness. Can get well. That is, when the film thickness of the near-infrared light reflecting film is determined, the blending ratio of the pigment to be used can be adjusted to a preferable range. In addition, the influence on the mechanical properties of the film can be reduced. On the other hand, when the film thickness of the near-infrared light reflecting film is not determined, the layer thickness can be freely selected within a range satisfying the general formula (2).
Ｍが８００を下回ると、近赤外光反射膜の近赤外光反射効果が低下する傾向にある。一方、Ｍが１００００を越えると、例えば、近赤外光反射膜が、連続相に顔料が分散された層のみからなるシート状の自立膜である場合には、近赤外光反射膜に対して顔料の配合量が多いためシートの柔軟性や耐久性が低下する傾向にある。 When M is less than 800, the near-infrared light reflection effect of the near-infrared light reflection film tends to decrease. On the other hand, when M exceeds 10,000, for example, when the near-infrared light reflecting film is a sheet-like self-supporting film composed only of a layer in which a pigment is dispersed in a continuous phase, Therefore, since the amount of the pigment is large, the flexibility and durability of the sheet tend to be lowered.
また、本発明では、層中の顔料の体積分率が、２〜４０％であることが好ましい。層中の顔料の体積分率が２％未満であると、近赤外光反射膜の近赤外光反射効果が低下する傾向にあり、４０％を超えると、顔料の配合量の増加に対して得られる反射効果の増加の割合が低下する傾向にあり、また、近赤外光反射膜が、連続相に顔料が分散された層のみからなる場合には、膜の物性が低下する傾向にある。 Moreover, in this invention, it is preferable that the volume fraction of the pigment in a layer is 2 to 40%. If the volume fraction of the pigment in the layer is less than 2%, the near-infrared light reflecting effect of the near-infrared light reflecting film tends to be reduced. If the volume fraction exceeds 40%, the pigment content increases. When the near-infrared light reflecting film is composed of only a layer in which a pigment is dispersed in a continuous phase, the physical properties of the film tend to decrease. is there.
本発明で用いる顔料の望ましいものとしては、ルチル型酸化チタン（屈折率２．７）、アナタース型酸化チタン（屈折率２．５）、チタン酸鉛（屈折率２．７）、酸化ジルコニウム（屈折率２．４）、酸化亜鉛（屈折率２．０）などが挙げられる。これらのうち、酸化チタンが、コストの観点からより好ましい。上記の顔料を用いる場合には、連続相の屈折率が顔料の屈折率より０．４以上小さくなるように連続相を構成する材料を選択する必要がある。 Desirable pigments used in the present invention include rutile type titanium oxide (refractive index 2.7), anatase type titanium oxide (refractive index 2.5), lead titanate (refractive index 2.7), zirconium oxide (refractive index). Index 2.4), zinc oxide (refractive index 2.0), and the like. Of these, titanium oxide is more preferable from the viewpoint of cost. When the above pigment is used, it is necessary to select a material constituting the continuous phase so that the refractive index of the continuous phase is 0.4 or more smaller than the refractive index of the pigment.
また、本発明の近赤外光反射膜は、前記顔料が、更に、下記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で１０％以上含んでもよい。
０．２４／Ｄ≦Ｐ２≦０．４／Ｄ …（３）
In the near-infrared light reflecting film of the present invention, the pigment may further include 10% or more of a volume fraction of pigment particles having a particle size P2 (μm) satisfying the following general formula (3).
0.24 / D ≦ P2 ≦ 0.4 / D (3)
上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子は可視光（波長域０．４０〜０．７８ｎｍ）を効果的に反射するため、顔料がかかる顔料粒子を体積分率で１０％以上含むことにより、さらに可視光を多く反射する機能を有した近赤外光反射膜を得ることができる。近赤外光と可視光とは吸収された場合、ともに熱となるので、熱エネルギーの吸収を防止する効果はより向上する。上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子の含有率が、体積分率で１０％未満であると可視光を反射する効果が得られにくくなる傾向にある。 Pigment particles having a particle size P2 (μm) satisfying the general formula (3) effectively reflect visible light (wavelength range of 0.40 to 0.78 nm). By including at least%, a near-infrared light reflecting film having a function of reflecting more visible light can be obtained. When near-infrared light and visible light are absorbed, both become heat, so that the effect of preventing the absorption of thermal energy is further improved. If the content of the pigment particles having a particle size P2 (μm) satisfying the general formula (3) is less than 10% in terms of volume fraction, the effect of reflecting visible light tends to be difficult to obtain.
また、本発明の近赤外光反射膜は、連続相に顔料が分散された層に赤外光の吸収が少ない有色願染料を適宜配合するか、又はこれらの有色願染料で着色あるいは図案化した層を少なくとも一方の面に積層してもよい。このような着色層を備えることにより、本発明の近赤外光反射膜にさらに所望の意匠性を付与することができる。 The near-infrared light reflecting film of the present invention may be appropriately mixed with a colored application dye that absorbs less infrared light in a layer in which a pigment is dispersed in a continuous phase, or colored or designed with these colored application dyes. The layer may be laminated on at least one surface. By providing such a colored layer, desired designability can be further imparted to the near-infrared light reflecting film of the present invention.
また、本発明の近赤外光反射膜形成用組成物は、顔料が分散された近赤外光反射膜を形成するための組成物であって、組成物が、顔料と、膜の連続相を構成する材料とを含有し、顔料の屈折率が、材料から形成される連続相の屈折率よりも大きく、かつ、顔料と材料から形成される連続相との屈折率の差Ｄが０．４以上であり、顔料が、下記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で５０％以上含むことを特徴とする。
０．５／Ｄ≦Ｐ１≦０．８／Ｄ …（１）
The near-infrared light reflecting film forming composition of the present invention is a composition for forming a near-infrared light reflecting film in which a pigment is dispersed, and the composition is a continuous phase of the pigment and the film. The refractive index of the pigment is larger than the refractive index of the continuous phase formed from the material, and the refractive index difference D between the continuous phase formed from the pigment and the material is 0. 4 or more, and the pigment contains 50% or more by volume fraction of pigment particles having a particle size P1 (μm) satisfying the following general formula (1).
0.5 / D ≦ P1 ≦ 0.8 / D (1)
かかる近赤外光反射膜形成用組成物を用いることにより、本発明の近赤外光反射膜を形成することができる。本発明の近赤外光反射膜は、例えば、上記の組成物を必要に応じて溶媒等を用いて攪拌混合した後に基材表面上に塗布することにより形成することができ、あるいは、上記の組成物をロール混練して熱プレスすることによりシート状に形成することができる。 By using such a composition for forming a near infrared light reflecting film, the near infrared light reflecting film of the present invention can be formed. The near-infrared light reflecting film of the present invention can be formed, for example, by applying the above composition to a substrate surface after stirring and mixing using a solvent or the like, if necessary, or The composition can be formed into a sheet by roll kneading and hot pressing.
本発明によれば、種々の用途に応じて膜の形態、材質、意匠性を選択できるような自由度が高く、より安価で優れた近赤外光反射効果が得られる近赤外光反射膜を提供することができる。また、本発明は、かかる近赤外光反射膜を形成するための赤外光反射膜形成用組成物を提供することができる。 According to the present invention, the near-infrared light reflecting film has a high degree of freedom so that the form, material, and designability of the film can be selected according to various applications, and can obtain a near-infrared light reflecting effect at a lower price. Can be provided. Moreover, this invention can provide the composition for infrared light reflection film formation for forming this near-infrared light reflection film.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の近赤外光反射膜の第１実施形態の基本構成を示す模式断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of the first embodiment of the near-infrared light reflecting film of the present invention.
図１に示す近赤外光反射膜１は、膜を形成する連続相１０に、顔料２０が分散されて構成されたシート状の自立膜である。すなわち、連続相に顔料が分散された層のみからなる近赤外光反射膜である。
A near-infrared
本発明では、顔料２０の屈折率が連続相１０の屈折率よりも大きく、かつ、顔料２０と連続相１０との屈折率の差Ｄが０．４以上であることが必要である（条件Ａ）。
In the present invention, it is necessary that the refractive index of the
さらに、顔料２０は、下記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で５０％以上含むことが必要である（条件Ｂ）。
０．５／Ｄ≦Ｐ１≦０．８／Ｄ …（１）
なお、式（１）中、Ｄは顔料２０と連続相１０との屈折率の差を表わす。
Furthermore, the
0.5 / D ≦ P1 ≦ 0.8 / D (1)
In the formula (1), D represents a difference in refractive index between the
さらに、優れた近赤外光反射効果をより確実に得る観点から、顔料２０が、上記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を体積分率で６０％以上含むことが好ましく、７０％以上含むことがより好ましい。
Furthermore, from the viewpoint of more reliably obtaining an excellent near-infrared light reflection effect, the
連続相１０を構成する材料としては、分散された顔料２０を保持でき、上記の条件Ａを満たすものであれば、特に限定されず、樹脂などの有機高分子材料であっても、非晶質ケイ酸塩などの無機高分子材料であってもよい。また、複数の種類の材料を混合してなる材料であってもよい。また、適当な架橋剤あるいは硬化剤を用いて連続相が架橋されていてもよい。
The material constituting the
有機高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂やこれらの混合物、及び共重合体などが挙げられる。共重合体としては、エチレン・酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、及びポリアセタールなどが挙げられる。 Examples of the organic polymer material include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyurethane, polyester, acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, alkyd resin, polystyrene, polycarbonate, silicone resin, and a mixture thereof. A polymer etc. are mentioned. Examples of the copolymer include ethylene / vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, ABS resin, AS resin, and polyacetal.
無機高分子材料としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、及びソーダ石灰ガラスなどが挙げられる。 Examples of the inorganic polymer material include quartz glass, borosilicate glass, and soda lime glass.
顔料２０としては、上記の条件Ａ及び条件Ｂを満たすものであれば、従来から顔料として用いられているものや、あるいは高屈折率ガラスの粉末などでもよい。
As the
好ましく用いられる顔料の具体例としては、ルチル型酸化チタン（屈折率２．７）及びアナタース型酸化チタン（屈折率２．５）などの酸化チタン、チタン酸鉛（屈折率２．７）、酸化ジルコニウム（屈折率２．４）、酸化亜鉛（屈折率２．０）などが挙げられる。これらのうち、酸化チタンが、コストの観点からより好ましい。特に、膜の連続相の屈折率が１．５付近である場合には、０．４２μｍ〜０．６７μｍの粒径の顔料粒子を体積分率で５０％以上、より好ましくは６０％以上含むルチル型酸化チタン顔料は、近赤外光反射用顔料として有用である。かかる顔料を用いると、より安価で優れた近赤外光反射膜を得ることができる。 Specific examples of pigments preferably used include titanium oxides such as rutile type titanium oxide (refractive index 2.7) and anatase type titanium oxide (refractive index 2.5), lead titanate (refractive index 2.7), oxidized Zirconium (refractive index 2.4), zinc oxide (refractive index 2.0), etc. are mentioned. Of these, titanium oxide is more preferable from the viewpoint of cost. In particular, when the refractive index of the continuous phase of the film is around 1.5, rutile containing pigment particles having a particle size of 0.42 μm to 0.67 μm in a volume fraction of 50% or more, more preferably 60% or more. Type titanium oxide pigments are useful as near infrared light reflecting pigments. When such a pigment is used, an inexpensive near-infrared light reflecting film can be obtained.
また、条件Ｂを満たすような顔料を得る方法としては、例えば、気相あるいは液相から所定の粒径の結晶を析出させる方法や、大きな粒子を粉砕して所定の粒径とする方法が挙げられる。また、小粒径のものを焼成などの処理によって粒成長させて所定の粒径とすることもできる。例えば、粒径が０．２〜０．４μｍの範囲に分布する酸化チタン顔料と、粒径が０．０３〜０．０５μｍの範囲に分布する酸化チタン顔料とを重量比１：１で混合し、この混合物をアルミナ坩堝を用いて空気雰囲気下で１０００〜１１００℃、４〜８時間焼成することにより、粒径が０．３〜１．０μｍの範囲に分布する酸化チタン顔料を作製することができる。 Examples of a method for obtaining a pigment satisfying the condition B include a method of depositing crystals having a predetermined particle size from a gas phase or a liquid phase, and a method of pulverizing large particles to a predetermined particle size. It is done. In addition, particles having a small particle diameter can be grown to a predetermined particle diameter by a treatment such as baking. For example, a titanium oxide pigment having a particle size ranging from 0.2 to 0.4 μm and a titanium oxide pigment having a particle size ranging from 0.03 to 0.05 μm are mixed at a weight ratio of 1: 1. By baking this mixture in an air atmosphere using an alumina crucible at 1000 to 1100 ° C. for 4 to 8 hours, a titanium oxide pigment having a particle size distributed in the range of 0.3 to 1.0 μm can be produced. it can.
さらに、顔料２０は、必要に応じて表面処理が施されていても構わない。このような表面処理としては、例えば、連続相への分散性を向上させるために、脂肪酸、金属石鹸、シランカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等によるカップリング処理が挙げられる。
Furthermore, the
近赤外光反射膜１の膜厚は、特に限定されないが、フィルム状あるいはシート状の自立膜として用いる場合には、５０μｍ〜２０００μｍの範囲であることが好ましい。自立膜としての近赤外光反射膜の膜厚が５０μｍ未満であると、折りたたみ式シートなどの用途に用いる場合、強度が不十分となる傾向にあり、膜厚が２０００μｍを超えると、作業性が低下する傾向にある。
The film thickness of the near-infrared
また、近赤外光反射膜１中の顔料２０の体積分率（％）が、２〜４０％であることが好ましい。近赤外光反射膜１中の顔料２０の体積分率が２％未満であると、近赤外光反射膜の近赤外光反射効果が低下する傾向にあり、４０％を超えると、近赤外光反射膜１の物性が低下する傾向にある。
Moreover, it is preferable that the volume fraction (%) of the
さらに、近赤外光反射膜１中の顔料２０の体積分率（％）と、近赤外光反射膜１の膜厚（μｍ）との積Ｍが、下記一般式（２）を満たすことが好ましい。
８００≦Ｍ≦１００００ …（２）
Furthermore, the product M of the volume fraction (%) of the
800 ≦ M ≦ 10000 (2)
Ｍが８００を下回ると、近赤外光反射膜１の近赤外光反射効果が低下する傾向にある。一方、Ｍが１００００を越えると、例えば、近赤外光反射膜１がシート状である場合には、近赤外光反射膜１に対して顔料２０の配合量が多いためシートの柔軟性や耐久性が低下する傾向にある。
When M is less than 800, the near-infrared light reflection effect of the near-infrared
また、顔料２０は、更に、下記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子を体積分率で１０％以上含むことができる。
０．２４／Ｄ≦Ｐ２≦０．４／Ｄ …（３）
なお、式（３）中、Ｄは顔料２０と連続相１０との屈折率の差を表わす。
The
0.24 / D ≦ P2 ≦ 0.4 / D (3)
In the formula (3), D represents a difference in refractive index between the
上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子は可視光を効果的に反射するため、顔料２０がかかる顔料粒子を体積分率で１０％以上含むことにより、近赤外光反射膜１は近赤外光に加えてさらに可視光を反射する機能を有した膜となる。近赤外光と可視光とは吸収された場合、ともに熱となるので、熱エネルギーの吸収を防止する効果はより向上する。上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子の顔料中の含有率が、体積分率で１０％未満であると可視光を反射する効果が得られにくくなる傾向にある。
Since the pigment particles having a particle diameter P2 (μm) satisfying the general formula (3) effectively reflect visible light, the
上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子は、上記条件Ａ及び上記条件Ｂを満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子と同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。ただし、異なる材料からなる顔料の場合は、かかる顔料の屈折率は連続相の屈折率よりも０．４以上大きいことが必要である。 The pigment particles having the particle size P2 (μm) satisfying the general formula (3) may be made of the same material as the pigment particles having the particle size P1 (μm) satisfying the conditions A and B, and are different. It may be made of a material. However, in the case of a pigment made of a different material, the refractive index of the pigment needs to be 0.4 or more larger than the refractive index of the continuous phase.
例えば、上記一般式（３）を満たす粒径Ｐ２（μｍ）の顔料粒子を配合すると、白色の膜が得られる。このような近赤外光反射膜１を着色塗膜などの有色層の下地として用いた場合には、近赤外光反射膜１を、鮮やかな色彩を実現するための下地として有用な白色層として機能させることもできる。
For example, when pigment particles having a particle size P2 (μm) satisfying the general formula (3) are blended, a white film can be obtained. When such a near-infrared
近赤外光反射膜１には、必要に応じて他の顔料を含有させることができる。例えば、キナクリドン、ペリレン、フタロシアニン等の着色顔料で、近赤外光を吸収しにくいものを配合することにより、近赤外光反射膜１を任意の色に着色することができる。この場合、他の顔料は第２の顔料とし、顔料２０の粒径分布には含めない。
The near-infrared
また、近赤外光反射膜１には、紫外線吸収剤、光劣化防止剤等の添加剤を適宜含有させることができる。
Further, the near-infrared
図２は、本発明の近赤外光反射膜の第２実施形態を示す模式断面図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the near-infrared light reflecting film of the present invention.
図２に示すように、近赤外光反射膜１は、基材３０の表面３０ａの上に形成されている。
As shown in FIG. 2, the near-infrared
近赤外光反射膜１は、先に述べた自立膜の近赤外光反射膜を表面３０ａの上に配置することで形成されていてもよいが、近赤外光反射膜を形成する組成物を含む塗料を調製し、この塗料を表面３０ａの上に塗布することにより形成されていてもよい。
The near-infrared
基材３０は、特に限定されないが、例えば、熱エネルギーの吸収を防止したい対象が住宅、ビル、倉庫、タンク、工場、畜舎、貨物コンテナ、鉄道車両、船舶等の場合は、これらの屋根や外壁などが挙げられる。また、熱エネルギーの吸収を防止したい対象が自動車の場合は、ボディやガラスなどが挙げられる。さらに、看板、道路施設（例えば、標識、ガードレール等）、ブラインド、ガラス、樹脂成型物（フィルム、シート等を含む）、塗膜及び塗装物などが挙げられる。 Although the base material 30 is not specifically limited, For example, when the object which wants to prevent the absorption of heat energy is a house, a building, a warehouse, a tank, a factory, a barn, a freight container, a railway vehicle, a ship, etc., these roofs and outer walls Etc. In addition, when the object to be prevented from absorbing heat energy is an automobile, examples thereof include a body and glass. Furthermore, a signboard, a road facility (for example, a sign, a guardrail, etc.), a blind, glass, a resin molded product (including a film, a sheet, etc.), a coating film, and a painted product are included.
近赤外光反射膜を形成する組成物は、近赤外光反射膜の連続相を構成する材料と、顔料とを少なくとも含んでおり、必要に応じて適当な溶媒を含有している。 The composition for forming the near-infrared light reflecting film contains at least a material constituting the continuous phase of the near-infrared light reflecting film and a pigment, and contains an appropriate solvent as necessary.
近赤外光反射膜の連続相を構成する材料と、顔料とは、先に述べた条件Ａを満たす必要があり、さらに顔料は、先に述べた条件Ｂを満たす必要がある。 The material constituting the continuous phase of the near-infrared light reflecting film and the pigment need to satisfy the condition A described above, and the pigment needs to satisfy the condition B described above.
近赤外光反射膜の連続相を構成する材料としては、図１の近赤外光反射膜１の連続相１０を構成する材料と同様のものが挙げられる。顔料としては、図１の近赤外光反射膜１の顔料２０と同様のものが挙げられる。
Examples of the material constituting the continuous phase of the near-infrared light reflecting film include the same materials as those constituting the
溶媒としては、水のほか、トルエン、ブタノール等の有機溶媒が挙げられる。溶媒の配合割合は、形成する近赤外光反射膜１の膜厚などを考慮して適宜調節することが好ましい。
Examples of the solvent include water and organic solvents such as toluene and butanol. The mixing ratio of the solvent is preferably adjusted as appropriate in consideration of the film thickness of the near-infrared
従来から、有機高分子材料と、酸化チタンなどの顔料とを含有して分散させた塗料が知られているが、かかる塗料に用いられる顔料は、平均粒径が０．２μｍ程度のルチル型酸化チタンからなる白色顔料であるため、形成される膜は、可視光を高い効率で反射するが、近赤外光の反射率は不十分である。本発明の近赤外光反射膜を形成する組成物は、上記の連続相を構成する材料と上記の顔料とを含有するため、形成される膜が近赤外光反射効果に優れたものとなる。 Conventionally, paints containing organic polymer materials and pigments such as titanium oxide are dispersed. However, the pigments used in such paints are rutile type oxides having an average particle size of about 0.2 μm. Since it is a white pigment made of titanium, the formed film reflects visible light with high efficiency, but the reflectance of near-infrared light is insufficient. Since the composition for forming the near-infrared light reflecting film of the present invention contains the material constituting the continuous phase and the pigment, the formed film has an excellent near-infrared light reflecting effect. Become.
上記の近赤外光反射膜形成組成物を含む塗料を用いて近赤外光反射膜を形成する場合には、塗料を調製する塗料調製工程、調製した塗料を固体表面上に塗布して塗膜を形成する塗布工程、形成した塗膜を近赤外光反射膜に形成する近赤外光反射膜形成工程を適宜調節して、形成された近赤外光反射膜に顔料が分散されているようにすることが望ましい。 When forming a near-infrared light reflecting film using a paint containing the above-mentioned composition for forming a near-infrared light reflecting film, a paint preparation step for preparing the paint, and applying the prepared paint on a solid surface. The pigment is dispersed in the formed near-infrared light reflecting film by appropriately adjusting the coating process for forming the film and the near-infrared light reflecting film forming process for forming the formed coating film on the near-infrared light reflecting film. It is desirable to make it.
塗料調製工程においては、塗料の混合攪拌は公知の方法を用いることができるが、顔料粒子が粉砕されて顔料の粒径分布が大きく変化しないようにすることが望ましい。具体的には、例えば、ガラスやアルミナのビーズをメディアとしたサンドミルを用いて、通常の塗料調製と同様の手順で塗料の混合を行うことができる。 In the coating material preparation step, a known method can be used for mixing and stirring the coating material, but it is desirable that the pigment particle size be pulverized so that the particle size distribution of the pigment does not change significantly. Specifically, for example, using a sand mill using glass or alumina beads as a medium, the paint can be mixed in the same procedure as in the usual paint preparation.
塗布工程は、例えば、調製した塗料をドクターナイフ方法、スプレー法、ロールコート法、はけ塗りなどの方法を用いて固体表面上に塗布することができる。 In the application step, for example, the prepared paint can be applied onto the solid surface using a doctor knife method, a spray method, a roll coating method, a brush coating method, or the like.
近赤外光反射膜形成工程での膜形成方法やその条件は、近赤外光反射膜の連続相を構成する材料、塗料の配合にも左右されるが、例えば、熱硬化性樹脂が連続相を構成する材料である場合には、熱風炉を用いて硬化温度以上に加熱することにより近赤外光反射膜が形成される。 The film formation method and its conditions in the near infrared light reflecting film forming process depend on the material constituting the continuous phase of the near infrared light reflecting film and the blending of the paint, but for example, a thermosetting resin is continuous. In the case of a material constituting the phase, the near-infrared light reflecting film is formed by heating to a curing temperature or higher using a hot air furnace.
以上述べてきた本発明の近赤外光反射膜は、自立膜である場合には、例えば、熱エネルギーの吸収を防止することができる、テント、カーテン、保護フィルムあるいはカバーシートなどの用途に利用することができる。また、塗膜である場合には、例えば、住宅、ビル、倉庫、タンク、工場、畜舎、貨物コンテナ、鉄道車両、及び船舶等の屋根や外壁、並びに、自動車のボディ、並びに、看板、道路施設、ブラインド等の、上塗り層、中間層又は下塗り層として用いることにより、熱エネルギーの吸収の防止に利用できる。 When the near-infrared light reflecting film of the present invention described above is a self-supporting film, it can be used for applications such as tents, curtains, protective films or cover sheets, which can prevent the absorption of heat energy, for example. can do. Moreover, in the case of a coating film, for example, roofs and outer walls of houses, buildings, warehouses, tanks, factories, barns, freight containers, railway vehicles, ships, etc., body of automobiles, signs, road facilities By using it as a top coat layer, intermediate layer or undercoat layer such as a blind, it can be used to prevent absorption of heat energy.
自動車ボディに本発明の近赤外光反射膜を使用した場合には、車室内温度の上昇を抑制することができ、運転中のエアコン動力を低減することができ、ひいては自動車の燃料消費を低減することができる。自動車の燃料消費を低減することは、経済的な利点のみならず、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素の排出量を低減する利点もある。 When the near-infrared light reflecting film of the present invention is used for an automobile body, it is possible to suppress an increase in the cabin temperature, to reduce the air-conditioner power during driving, and to reduce the fuel consumption of the automobile. can do. Reducing automobile fuel consumption has not only an economic advantage, but also an advantage of reducing carbon dioxide emissions that cause global warming.
また、建築物や自動車以外の乗り物についても同様の利点がある。 There are also similar advantages for vehicles other than buildings and automobiles.
さらに、外部からの近赤外光を反射して内部温度の上昇を抑制する効果の他に、内部からの放射冷却を妨げる効果もあるため、暖房効率も高めることができる。 Furthermore, in addition to the effect of reflecting the near-infrared light from the outside and suppressing the rise in the internal temperature, there is also the effect of preventing the radiation cooling from the inside, so that the heating efficiency can be increased.
以上、本発明の近赤外光反射膜の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiment of the near-infrared light reflecting film of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、図１に示す近赤外光反射膜１の一方の面に粘着層を設けることにより、容易に物品等の表面に貼付することができる。また、２つの部材の間に、近赤外光反射膜１が挟まれていてもよい。
For example, by providing an adhesive layer on one surface of the near-infrared
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明について更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these Examples at all.
［顔料の調製］
（顔料Ａ）市販の酸化チタン顔料（高純度化学社製、粒径分布０．３〜１．５μｍ）をそのまま用いた。なお、屈折率は２．７であった。
（顔料Ｂ）第一の酸化チタン顔料（石原産業社製、商品名「ＣＲ−ＥＬ」、粒径分布０．２〜０．４μｍ）と、第二の酸化チタン顔料（石原産業社製、商品名「ＴＴＯ−５５（Ｎ）」、粒径分布０．０３〜０．０５μｍ）とを、質量比「ＣＲ−ＥＬ」：「ＴＴＯ−５５（Ｎ）」＝４：１で混合したものをアルミナ坩堝に入れ、空気雰囲気下、温度１０５０℃で、８時間熱処理を行ったものを顔料Ｂとした。なお、屈折率は２．７であった。
（顔料Ｃ）市販の酸化チタン顔料（石原産業社製、商品名「ＣＲ−ＥＬ」、粒径分布０．２〜０．４μｍ）をそのまま用いた。なお、屈折率は２．７であった。
（顔料Ｄ）第一の酸化チタン顔料（石原産業社製、商品名「ＣＲ−ＥＬ」、粒径分布０．２〜０．４μｍ）と、第二の酸化チタン顔料（石原産業社製、商品名「ＴＴＯ−５５（Ｎ）」、粒径分布０．０３〜０．０５μｍ）とを、質量比「ＣＲ−ＥＬ」：「ＴＴＯ−５５（Ｎ）」＝１：１で混合したものをアルミナ坩堝に入れ、空気雰囲気下、温度１０５０℃で、８時間熱処理を行ったものを顔料Ｄとした。なお、屈折率は２．７であった。
[Preparation of pigment]
(Pigment A) A commercially available titanium oxide pigment (manufactured by Kojun Chemical Co., Ltd., particle size distribution: 0.3 to 1.5 μm) was used as it was. The refractive index was 2.7.
(Pigment B) First titanium oxide pigment (Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name “CR-EL”, particle size distribution 0.2 to 0.4 μm) and second titanium oxide pigment (Ishihara Sangyo Co., Ltd., product) The name “TTO-55 (N)”, particle size distribution 0.03 to 0.05 μm) mixed with a mass ratio “CR-EL”: “TTO-55 (N)” = 4: 1 is alumina. Pigment B was put into a crucible and heat-treated for 8 hours at 1050 ° C. in an air atmosphere. The refractive index was 2.7.
(Pigment C) A commercially available titanium oxide pigment (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name “CR-EL”, particle size distribution 0.2 to 0.4 μm) was used as it was. The refractive index was 2.7.
(Pigment D) First titanium oxide pigment (Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name “CR-EL”, particle size distribution 0.2 to 0.4 μm) and second titanium oxide pigment (Ishihara Sangyo Co., Ltd., product) The name “TTO-55 (N)”, particle size distribution 0.03 to 0.05 μm) mixed with a mass ratio “CR-EL”: “TTO-55 (N)” = 1: 1 is alumina. Pigment D was put into a crucible and heat-treated at 1050 ° C. for 8 hours in an air atmosphere. The refractive index was 2.7.
（実施例１）
エチレン・酢酸ビニル・塩化ビニルグラフト共重合体（積水化学社製、商品名「ＴＧ−４０」、屈折率：１．５）を８５質量部と、顔料Ａを１５質量部とを混合して、温度１１０℃で、顔料Ａが均一に分散するまでロール混練した。次いで、混練したものを熱プレスして厚さ０．５ｍｍのシートを得た。このとき、顔料Ａのシートにおける体積分率は、４．２％であった。このシートの断面のＳＥＭ写真を図３に示す。なお、酸化チタン粒子の外形を明瞭に観察できるよう、樹脂を適度にエッチングした。図３に示される酸化チタン粒子の粒径は、０．５〜１．０μｍに分布するものであった。なお、顔料Ａとエチレン・酢酸ビニル・塩化ビニルグラフト共重合体との屈折率の差Ｄは、１．２であるため、上記一般式（１）よりＰ１の粒径範囲は０．４２〜０．６７μｍとなり、図３に示される酸化チタン粒子はかかる範囲の顔料粒子を体積分率で５０％含有している。
(Example 1)
85 parts by mass of ethylene / vinyl acetate / vinyl chloride graft copolymer (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name “TG-40”, refractive index: 1.5) and 15 parts by mass of pigment A were mixed, Roll kneading was performed at a temperature of 110 ° C. until pigment A was uniformly dispersed. Subsequently, the kneaded material was hot-pressed to obtain a sheet having a thickness of 0.5 mm. At this time, the volume fraction in the sheet of Pigment A was 4.2%. An SEM photograph of the cross section of this sheet is shown in FIG. The resin was appropriately etched so that the outer shape of the titanium oxide particles can be clearly observed. The particle size of the titanium oxide particles shown in FIG. 3 was distributed between 0.5 and 1.0 μm. Since the difference D in refractive index between the pigment A and the ethylene / vinyl acetate / vinyl chloride graft copolymer is 1.2, the particle size range of P1 is 0.42 to 0 from the general formula (1) The titanium oxide particles shown in FIG. 3 contain 50% by volume of the pigment particles in such a range.
得られたシートについて、積分球型拡散反射率測定装置を取り付けた分光光度計（日立製作所製、「分光光度計３３０型」）を用いて、波長０．３〜２．５μｍにおける拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図４に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は７６％であった。 About the obtained sheet | seat, the diffuse reflectance in wavelength 0.3-2.5 micrometers is used for the spectrophotometer (Hitachi Ltd. make "spectrophotometer 330 type | mold") which attached the integrating sphere type diffuse reflectance measuring apparatus. It was measured. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 76%.
（実施例２）
アルキド樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「ベッコゾールＪ−５２４ＩＭ」（固形分６０質量％溶液））とメラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「スーパーベッカミンＪ−８２０」（固形分６０質量％溶液））とを質量比７：３で混合した樹脂混合物（屈折率：１．５）を３３質量部と、顔料Ｂを８０質量部とを混合して、顔料Ｂが均一に分散された塗料を得た。なお、塗料中の固形分に占める顔料Ｂの体積分率は５０％であった。
(Example 2)
Alkyd resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name “Beccosol J-524IM” (
次いで、黒色塗装鋼板（関西ペイント社製、カーボンブラック着色）の表面上に、得られた塗料をドクターナイフ方式により塗布した。次に、この塗装鋼板を熱風炉に入れ、温度１２０℃で、３０分間加熱して、膜厚８０μｍの塗膜を形成した。このとき、顔料Ｂの塗膜における体積分率は、５０％であった。この塗膜の断面のＳＥＭ写真を図５に示す。なお、酸化チタン粒子の外形を明瞭に観察できるよう、樹脂を適度にエッチングした。図５に示される酸化チタン粒子の粒径は、０．３〜１．０μｍに分布するものであった。なお、顔料Ｂと樹脂混合物との屈折率の差Ｄは、１．２であるため、上記一般式（１）よりＰ１の粒径範囲は０．４２〜０．６７μｍとなり、図５に示される酸化チタン粒子はかかる範囲の顔料粒子を体積分率で６０％含有している。 Subsequently, the obtained coating material was apply | coated by the doctor knife system on the surface of a black coated steel plate (Kansai Paint Co., Ltd. make, carbon black coloring). Next, this coated steel plate was placed in a hot air oven and heated at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes to form a coating film having a thickness of 80 μm. At this time, the volume fraction in the coating film of Pigment B was 50%. The SEM photograph of the cross section of this coating film is shown in FIG. The resin was appropriately etched so that the outer shape of the titanium oxide particles can be clearly observed. The particle size of the titanium oxide particles shown in FIG. 5 was distributed between 0.3 and 1.0 μm. Since the refractive index difference D between the pigment B and the resin mixture is 1.2, the particle size range of P1 is 0.42 to 0.67 μm from the above general formula (1), which is shown in FIG. Titanium oxide particles contain such a range of pigment particles in a volume fraction of 60%.
塗膜が形成された白色塗装鋼板について、実施例１と同様にして拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図６に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は７８％であった。なお、塗膜を形成しない黒色塗装鋼板の同波長域における平均反射率は０．４％であった。 About the white coating steel plate in which the coating film was formed, it carried out similarly to Example 1, and measured the diffuse reflectance. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 78%. In addition, the average reflectance in the same wavelength range of the black coating steel plate which does not form a coating film was 0.4%.
（実施例３）
アルキド樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「ベッコゾールＪ−５２４ＩＭ」（固形分６０質量％溶液））と、メラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「スーパーベッカミンＪ−８２０」（固形分６０質量％溶液））とを、質量比７：３で混合した樹脂混合物（屈折率：１．５）を６７質量部と、顔料Ｄを４０質量部と、顔料Ｃを２０質量部とを混合して、顔料Ｄ及びＣが均一に分散された塗料を得た。
(Example 3)
Alkyd resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name “Beccosol J-524IM” (
得られた塗料を用い、実施例２と同様にして、膜厚１００μｍの塗膜が形成された白色塗装鋼板を得た。このとき、顔料Ｄの塗膜における体積分率は１８％、顔料Ｃの塗膜における体積分率は９％であった。なお、顔料Ｄと樹脂混合物との屈折率の差Ｄは、１．２であり、顔料Ｃと樹脂混合物との屈折率の差Ｄも、１．２であるため、上記一般式（１）よりＰ１の粒径範囲は０．４２〜０．６７μｍとなる。顔料Ｄ及びＣのかかる範囲内の粒径を有する顔料粒子は、顔料Ｄ及びＣの全粒子に対して体積分率で５０％であった。 Using the obtained coating material, a white coated steel sheet with a coating film having a thickness of 100 μm was obtained in the same manner as in Example 2. At this time, the volume fraction in the coating film of Pigment D was 18%, and the volume fraction in the coating film of Pigment C was 9%. Since the difference D in the refractive index between the pigment D and the resin mixture is 1.2, and the difference D in the refractive index between the pigment C and the resin mixture is also 1.2, from the above general formula (1) The particle size range of P1 is 0.42 to 0.67 μm. The pigment particles having a particle diameter within the above range of the pigments D and C were 50% in terms of the volume fraction with respect to all the particles of the pigments D and C.
また、上記一般式（３）よりＰ２の粒径範囲は０．２０〜０．３３μｍとなる。顔料Ｄ及びＣのかかる範囲内の粒径を有する顔料粒子は、顔料Ｄ及びＣの全粒子に対して体積分率で２０％であった。 From the general formula (3), the particle size range of P2 is 0.20 to 0.33 μm. The pigment particles having a particle diameter within the above range of the pigments D and C were 20% in terms of the volume fraction with respect to all the particles of the pigments D and C.
塗膜が形成された白色塗装鋼板について、実施例１と同様にして拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図８に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は８１％であった。また、可視光の波長である０．４０〜０．７８μｍの範囲における平均反射率は９４％であった。また、波長０．４０〜２．５μｍの範囲、すなわち可視光及び赤外光の波長域での平均反射率は８５％であった。 About the white coating steel plate in which the coating film was formed, it carried out similarly to Example 1, and measured the diffuse reflectance. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 81%. The average reflectance in the range of 0.40 to 0.78 μm, which is the wavelength of visible light, was 94%. The average reflectance in the wavelength range of 0.40 to 2.5 μm, that is, in the wavelength range of visible light and infrared light was 85%.
（実施例４）
実施例２と同様にして得られた白色塗装鋼板の塗膜の上に、さらに黒色塗料を塗布し、温度１２０℃で、３０分間加熱して、膜厚４０μｍの黒色塗膜を形成した。なお、用いた黒色塗料は、黒色顔料（ＢＡＳＦ社製、商品名「Ｐａｌｉｏｇｅｎ Ｂｌａｃｋ Ｌ００８６」）を６質量部と、アルキド樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「ベッコゾールＪ−５２４ＩＭ」（固形分６０質量％溶液））とメラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名「スーパーベッカミンＪ−８２０」（固形分６０質量％溶液））とを質量比７：３で混合した樹脂混合物を１５７質量部とを混合して調製した。
Example 4
On the coating film of the white coated steel plate obtained in the same manner as in Example 2, a black paint was further applied and heated at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes to form a black coating film having a thickness of 40 μm. The black paint used was 6 parts by mass of a black pigment (manufactured by BASF, trade name “Palogen Black L0086”) and an alkyd resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, trade name “Beckosol J-524IM” (solid). 60% by weight solution)) and melamine resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name “Super Becamine J-820” (
得られた黒色塗装鋼板について、実施例１と同様にして拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図９に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は６６％であった。 About the obtained black coating steel plate, it carried out similarly to Example 1, and measured the diffuse reflectance. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 66%.
（比較例１）
実施例２において、顔料Ｂの代わりに顔料Ｃを用いたこと以外は実施例２と同様にして、膜厚４０μｍの塗膜が形成された白色塗装鋼板を得た。このとき、顔料Ｃの塗膜における体積分率は５０％であった。この塗膜の断面のＳＥＭ写真を図７に示す。なお、酸化チタン粒子の外形を明瞭に観察できるよう、樹脂を適度にエッチングした。図７に示される酸化チタン粒子の粒径は、０．２〜０．４μｍに分布するものであった。なお、顔料Ｃと樹脂混合物との屈折率の差Ｄは、１．２であるため、上記一般式（１）よりＰ１の粒径範囲は０．４２〜０．６７μｍとなり、図７に示される酸化チタン粒子はかかる範囲の顔料粒子をほとんど含有していなかった。
(Comparative Example 1)
In Example 2, a white coated steel sheet on which a coating film having a thickness of 40 μm was formed was obtained in the same manner as in Example 2 except that Pigment C was used instead of Pigment B. At this time, the volume fraction in the coating film of Pigment C was 50%. The SEM photograph of the cross section of this coating film is shown in FIG. The resin was appropriately etched so that the outer shape of the titanium oxide particles can be clearly observed. The particle size of the titanium oxide particles shown in FIG. 7 was distributed between 0.2 and 0.4 μm. Since the refractive index difference D between the pigment C and the resin mixture is 1.2, the particle size range of P1 is 0.42 to 0.67 μm from the above general formula (1), which is shown in FIG. The titanium oxide particles contained almost no pigment particles in such a range.
得られた白色塗装鋼板について、実施例１と同様にして拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図６に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は５３％であった。 About the obtained white coating steel plate, it carried out similarly to Example 1, and measured the diffuse reflectance. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 53%.
（比較例２）
比較例１と同様にして得られた白色塗装鋼板の塗膜の上に、実施例４と同様にして黒色塗膜を形成した。
(Comparative Example 2)
A black coating film was formed in the same manner as in Example 4 on the coating film of the white coated steel sheet obtained in the same manner as in Comparative Example 1.
得られた黒色塗装鋼板について、実施例１と同様にして拡散反射率を測定した。測定で得られた分光反射スペクトルを図９に示す。波長０．７８〜２．５μｍの範囲の平均反射率は４８％であった。 About the obtained black coating steel plate, it carried out similarly to Example 1, and measured the diffuse reflectance. The spectral reflection spectrum obtained by the measurement is shown in FIG. The average reflectance in the wavelength range of 0.78 to 2.5 μm was 48%.
以上、実施例１〜４に示すように、本発明の近赤外光反射膜は、自立膜及び塗膜の形態のどちらであっても、また上層及び下層のいずれとして用いた場合でも、優れた近赤外光反射効果が発揮されることが確認された。また、粒径分布の異なる２種類の酸化チタン顔料を用いた実施例３の近赤外光反射膜は、近赤外光及び可視光に対する反射効果が得られることが確認された。 As described above, as shown in Examples 1 to 4, the near-infrared light reflecting film of the present invention is excellent regardless of whether it is in the form of a self-supporting film or a coating film, or when used as an upper layer or a lower layer. It was confirmed that the near-infrared light reflection effect was exhibited. Moreover, it was confirmed that the near-infrared light reflecting film of Example 3 using two types of titanium oxide pigments having different particle size distributions has a reflection effect on near-infrared light and visible light.
１…近赤外光反射膜、１０…連続相、２０…顔料、３０…基材、３０ａ…表面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記顔料の屈折率が、前記連続相の屈折率よりも大きく、かつ、前記顔料と前記連続相との屈折率の差Ｄが０．４以上であり、
前記層中の前記顔料が、下記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で５０％以上含むことを特徴とする近赤外光反射膜。
０．５／Ｄ≦Ｐ１≦０．８／Ｄ …（１） A near-infrared light reflecting film comprising a layer in which a pigment is dispersed in a continuous phase,
The refractive index of the pigment is larger than the refractive index of the continuous phase, and the refractive index difference D between the pigment and the continuous phase is 0.4 or more,
The near-infrared light reflecting film, wherein the pigment in the layer contains 50% or more by volume fraction of pigment particles having a particle size P1 (μm) satisfying the following general formula (1).
0.5 / D ≦ P1 ≦ 0.8 / D (1)
８００≦Ｍ≦１００００ …（２） 2. The near red color according to claim 1, wherein a product M of a volume fraction (%) of the pigment in the layer and a layer thickness (μm) of the layer satisfies the following general formula (2). Outside light reflecting film.
800 ≦ M ≦ 10000 (2)
０．２４／Ｄ≦Ｐ２≦０．４／Ｄ …（３） The pigment according to any one of claims 1 to 3, wherein the pigment further contains 10% or more of pigment particles having a particle size P2 (µm) satisfying the following general formula (3) in volume fraction. Near-infrared light reflection film.
0.24 / D ≦ P2 ≦ 0.4 / D (3)
前記組成物が、前記顔料と、前記近赤外光反射膜の連続相を構成する材料とを含有し、
前記顔料の屈折率が、前記材料から形成される連続相の屈折率よりも大きく、かつ、前記顔料と前記材料から形成される連続相との屈折率の差Ｄが０．４以上であり、
前記顔料が、下記一般式（１）を満たす粒径Ｐ１（μｍ）の顔料粒子を、体積分率で５０％以上含むことを特徴とする近赤外光反射膜形成用組成物。
０．５／Ｄ≦Ｐ１≦０．８／Ｄ …（１）
A composition for forming a near-infrared light reflecting film in which a pigment is dispersed,
The composition contains the pigment and a material constituting a continuous phase of the near-infrared light reflecting film,
The refractive index of the pigment is greater than the refractive index of the continuous phase formed from the material, and the refractive index difference D between the pigment and the continuous phase formed from the material is 0.4 or more,
The composition for forming a near-infrared light reflecting film, wherein the pigment contains pigment particles having a particle size P1 (μm) satisfying the following general formula (1) in a volume fraction of 50% or more.
0.5 / D ≦ P1 ≦ 0.8 / D (1)
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