JP6941829B2 - Vanadium dioxide particle-containing composition - Google Patents
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Description
本発明は、新規且つ有用な二酸化バナジウム粒子含有組成物に関するものである。 The present invention relates to novel and useful vanadium dioxide particle-containing compositions.
従来より、熱線カット用途でのフィルムやガラスが開発され、また近年ではサーモクロミック機能を付与した調光フィルムや調光ガラスの開発が行われている。これらの用途には、特に最近では、サーモクロミック機能に基づく熱線カット機能を有する材料として、二酸化バナジウム又は二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部を他の原子で置換した置換二酸化バナジウムが有望視されている (特許文献1、特許文献2等)。
従来のウインドウ用の熱線カット材として使用されているITOやATO等は常にIRをカットしている為、室内は、夏は涼しいが、冬は寒くなってしまう。これに対し、二酸化バナジウムでは、温度によってIRカット率が変化するというサーモクロミック性により、夏(高温時)はIRカットして涼くなる、冬(低温時)はIR透過して暖かくなるという特徴を持つため、有望視されているのである。
Conventionally, films and glasses for heat ray cutting have been developed, and in recent years, dimming films and dimming glasses having a thermochromic function have been developed. Particularly recently, substituted vanadium dioxide in which a part of vanadium atom of vanadium dioxide or vanadium dioxide is replaced with another atom is promising as a material having a heat ray cutting function based on a thermochromic function. (Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).
Since ITO and ATO, which are used as heat ray cutting materials for conventional windows, always cut IR, the room is cool in summer but cold in winter. On the other hand, vanadium dioxide has a thermochromic property in which the IR cut rate changes depending on the temperature. Because it has, it is regarded as promising.
これらの二酸化バナジウム材料を用いたフィルムやガラスの製造は、大別して乾式方法と湿式方法が知られている。乾式方法は、二酸化バナジウム系材料をスパッタリング等の手段により基板上に蒸着させて薄膜形成する方法である(特許文献3、特許文献4等)。 The production of films and glasses using these vanadium dioxide materials is roughly classified into a dry method and a wet method. The dry method is a method of forming a thin film by depositing a vanadium dioxide-based material on a substrate by means such as sputtering (Patent Document 3, Patent Document 4, etc.).
湿式方法は、五酸化バナジウムや三酸化バナジウム等のバナジウム含有材料を原料として、固相での反応や水熱下での反応で二酸化バナジウム微粒子を作り、これを必要に応じてバインダー等の成分を添加して塗布液とし、基板上に塗布して塗膜化する方法である。塗膜の透明性やフォトクロミック性の観点からは、二酸化バナジウム粒子は微細であることが好ましい。微細な二酸化バナジウム粒子の製造方法としては、固相反応で生成した粗大な粒子を粉砕する方法(特許文献2、特許文献5、特許文献6、特許文献7, 特許文献8、特許文献9, 特許文献10, 特許文献11特許文献12、特許文献13、特許文献14、特許文献15, 特許文献16, 特許文献17, 特許文献18, 特許文献19, 特許文献20)や、水熱合成により微細な粒子を析出させて取り出し、超音波等により液中に再分散する方法(特許文献21, 特許文献22,特許文献23、特許文献24、特許文献25)がある。 In the wet method, vanadium-containing materials such as vanadium pentoxide and vanadium trioxide are used as raw materials, and vanadium dioxide fine particles are produced by a reaction in a solid phase or a reaction under water heat, and components such as a binder are added as necessary. This is a method in which the coating liquid is added and applied onto a substrate to form a coating film. From the viewpoint of the transparency and photochromic property of the coating film, the vanadium dioxide particles are preferably fine. As a method for producing fine vanadium dioxide particles, a method of crushing coarse particles generated by a solid phase reaction (Patent Document 2, Patent Document 5, Patent Document 6, Patent Document 7, Patent Document 8, Patent Document 9, Patent Document 2). Document 10, Patent Document 11 Patent Document 12, Patent Document 13, Patent Document 14, Patent Document 15, Patent Document 16, Patent Document 17, Patent Document 18, Patent Document 19, Patent Document 20) There is a method of precipitating particles, taking them out, and redispersing them in a liquid by ultrasonic waves or the like (Patent Document 21, Patent Document 22, Patent Document 23, Patent Document 24, Patent Document 25).
しかし、これらの方法のうち、乾式方法は、高コストで大面積化が困難である。さらに製造に数百度の加熱が必要なためガラス等の耐熱性を有する基材にしか使えないという問題がある。 However, among these methods, the dry method is expensive and difficult to increase the area. Further, since the production requires heating of several hundred degrees, there is a problem that it can be used only for a base material having heat resistance such as glass.
また湿式方法では、一般には二酸化バナジウム粒子の微粒子化が困難であり、たとえ微細化しても再凝集しやすく安定な微細粒子の分散液を得ることが困難なため、高い透明性が得られないという問題があることが本発明者らの検討により判明した。他の酸化物微粒子に用いられる一般的な分散剤を使っても、安定な分散液を得ることができず、再凝集してしまうことが本発明者らの検討によりわかった。 Further, in the wet method, it is generally difficult to make vanadium dioxide particles into fine particles, and even if they are made fine, it is easy to reaggregate and it is difficult to obtain a stable dispersion of fine particles, so that high transparency cannot be obtained. It was found by the examination of the present inventors that there was a problem. According to the studies by the present inventors, it has been found that even if a general dispersant used for other oxide fine particles is used, a stable dispersion cannot be obtained and reaggregates.
これは、二酸化バナジウムの粗大粒子は一次粒子が凝集しているものではなく、それ自体が大きな一次粒子であるため、微分散するには大きなシェアをかけなければならず、大きなシェアをかけて粉砕してできた破砕面は活性であり容易に再凝集しやすいためと考えられる。また、酸化チタンや酸化ジルコニウム等に比べて二酸化バナジウムは金属原子と酸素原子との電気陰性度の差が小さいため、電荷の分極が小さいと考えられる。そのため分散剤との親和性が低いのではないかとも推測される。したがって、水熱合成により得られた粒子であっても、安定性が低いことは同様であると推測される。 This is because the coarse particles of vanadium dioxide are not aggregated primary particles, but are large primary particles themselves, so a large share must be applied to finely disperse them, and they are crushed by applying a large share. It is considered that the crushed surface thus formed is active and easily reaggregates. Further, since vanadium dioxide has a smaller difference in electronegativity between a metal atom and an oxygen atom than titanium oxide, zirconium oxide, or the like, it is considered that the charge polarization is small. Therefore, it is speculated that the affinity with the dispersant may be low. Therefore, it is presumed that the stability of the particles obtained by hydrothermal synthesis is the same.
さらに、水熱合成法は一般に高温高圧に耐える装置が必要であり、製造コストが大きいというデメリット、樹脂等の他の成分と配合するためには溶媒置換等の工程も必要となるというデメリットもある。
さらに、粉砕法による場合も水熱合成法による場合も、二酸化バナジウムの濃度はせいぜい10重量%以下と極めて低いため、ガラスやフィルムに高いサーモクロミック性や遮熱性を付与することが難しく、実用化の壁となる。これは、水熱合成であれば反応の条件からの制約を受けることためでもあるが、水熱合成法と破砕法とを問わず、粒子表面が活性で凝集しやすいことによるとも推測される。
Furthermore, the hydrothermal synthesis method generally requires a device that can withstand high temperature and high pressure, which has the disadvantage of high manufacturing cost and the disadvantage of requiring a process such as solvent replacement in order to mix with other components such as resin. ..
Furthermore, since the concentration of vanadium dioxide is as low as 10% by weight or less in both the pulverization method and the hydrothermal synthesis method, it is difficult to impart high thermochromic property and heat shielding property to glass and film, and it is practically used. Becomes a wall. This is because hydrothermal synthesis is restricted by the reaction conditions, but it is also presumed that the particle surface is active and easily aggregates regardless of the hydrothermal synthesis method or the crushing method.
そこで本発明者らは以上の課題を解決するべく、鋭意検討を重ねた。その結果、以下の二酸化バナジウム粒子含有分散液により、これらの問題を解決できることを見出し、本発明に到達した。 Therefore, the present inventors have conducted diligent studies in order to solve the above problems. As a result, they have found that these problems can be solved by the following vanadium dioxide particle-containing dispersion, and have reached the present invention.
すなわち、本発明は、
(1) 二酸化バナジウム粒子、分散媒、ポリエーテル系分散剤及びシランカップリング剤を含有する二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(2) ポリエーテル系分散剤が、ポリエチレンオキサイド系分散剤又はポリプロピレンオキサイド系分散剤である請求項1記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(3) ポリエーテル系分散剤が、アミン系分散剤である上記(1)又は(2)記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物。
(4) シランカップリンク剤が、二重結合を有するものである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
That is, the present invention
(1) A vanadium dioxide particle-containing composition containing vanadium dioxide particles, a dispersion medium, a polyether-based dispersant, and a silane coupling agent.
(2) The vanadium dioxide particle-containing composition according to claim 1, wherein the polyether-based dispersant is a polyethylene oxide-based dispersant or a polypropylene oxide-based dispersant.
(3) The vanadium dioxide particle-containing composition according to (1) or (2) above, wherein the polyether-based dispersant is an amine-based dispersant.
(4) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (3) above, wherein the silane cup linking agent has a double bond.
(5) シランカップリンク剤が、最低空軌道のエネルギーが0〜2.5eVのものである上記(1)〜(4)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(6) シランカップリンク剤が、最高被占軌道と最低空軌道のエネルギー差が、11.5eV以下のものである上記(1)〜(5)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(7) シランカップリンク剤が、アニオンと中性分子のエネルギー差が0.05au以下のものである上記(1)〜(6)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、(8) シランカップリング剤が、メタクリル基及びアクリル基のうち1つ以上を有する請求項上記(1)〜(7)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(9) シランカップリング剤の含有量が二酸化バナジウム100重量部に対して5〜100重量部である上記(1)〜(8)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(5) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (4) above, wherein the silane cup linking agent has an energy of 0 to 2.5 eV in the lowest empty orbit.
(6) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (5) above, wherein the silane cup linking agent has an energy difference between the highest occupied orbital and the lowest empty orbital of 11.5 eV or less.
(7) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (6) above, wherein the silane cup linking agent has an energy difference of 0.05 au or less between the anion and the neutral molecule, (8) silane. The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (7) above, wherein the coupling agent has at least one of a methacryl group and an acrylic group.
(9) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (8) above, wherein the content of the silane coupling agent is 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of vanadium dioxide.
(10) 分散剤の含有量が二酸化バナジウム100重量部に対して5〜100重量部である上記(1)〜(9)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(11) 二酸化バナジウム粒子の含有量が5〜50重量%であり、且つ粘度が5mPa・s以下である上記(1)〜(10)記載の二酸化バナジウム粒子含有組成物、
(12) 上記(1)〜(11)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子組成物を、バインダー樹脂と混合して塗布液とし、透明基材に塗布して硬化することを特徴とする、二酸化バナジウム含有サーモクロミック基板の製造方法、
(13) 上記(1)〜(11)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子組成物を、バインダー樹脂と混合して塗布液とし、透明基材に塗布して硬化することを特徴とする、二酸化バナジウム含有熱線カット材料の製造方法、
(14) 上記(1)〜(11)のいずれかに記載の二酸化バナジウム粒子組成物を、熱可塑性ポリマーと混合し、得られたマスターバッチを延伸することを特徴とする遮熱性フィルムの製造方法、にある。
(10) The vanadium dioxide particle-containing composition according to any one of (1) to (9) above, wherein the content of the dispersant is 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of vanadium dioxide.
(11) The vanadium dioxide particle-containing composition according to (1) to (10) above, wherein the content of vanadium dioxide particles is 5 to 50% by weight and the viscosity is 5 mPa · s or less.
(12) The vanadium dioxide particle composition according to any one of (1) to (11) above is mixed with a binder resin to prepare a coating liquid, which is applied to a transparent substrate and cured. Manufacturing method of vanadium-containing thermochromic substrate,
(13) The vanadium dioxide particle composition according to any one of (1) to (11) above is mixed with a binder resin to prepare a coating liquid, which is applied to a transparent substrate and cured. Manufacturing method of vanadium-containing heat ray cutting material,
(14) A method for producing a heat-shielding film, which comprises mixing the vanadium dioxide particle composition according to any one of (1) to (11) above with a thermoplastic polymer and stretching the obtained masterbatch. ,It is in.
本発明により、微細で安定な二酸化バナジウム粒子分散液を得ることができ、ヘイズが低く透明性に優れ、かつサーモクロミック性に優れた塗膜形成を可能にすることができるという利点がある。 According to the present invention, it is possible to obtain a fine and stable vanadium dioxide particle dispersion, and it is possible to form a coating film having low haze, excellent transparency, and excellent thermochromic properties.
1.二酸化バナジウム粒子
本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物に含まれる二酸化バナジウム粒子は、特に限定なく、二酸化バナジウムの化学組成は純粋なVO2以外に各種のドープ成分を含んでいてもよい。例えば、特許文献特開2004-346260号公報、特開2016-29000号公報等に記載されているような、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、クロム、鉄、ガリウム、アルミニウム、フッ素及びリン等をドープ成分として用いてもよい。
1. 1. Vanadium dioxide particles The vanadium dioxide particles contained in the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention are not particularly limited, and the chemical composition of vanadium dioxide may contain various doping components in addition to pure VO 2. For example, doped with tungsten, molybdenum, niobium, tantalum, chromium, iron, gallium, aluminum, fluorine, phosphorus and the like as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-346260, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-29000, etc. It may be used as an ingredient.
二酸化バナジウムの粒子の製造方法も特に限定されない。例えば、新日本電工特許 5902361に記載の方法、水熱合成 による方法でもよい。
以上各種の方法で得られた粗二酸化バナジウム粒子の粒径は比較的大粒径だが、
後述する方法でスラリー化することにより、以下の好ましい粒径の範囲に調整することができる。
The method for producing vanadium dioxide particles is also not particularly limited. For example, the method described in Nippon Denko Patent 5902361 or the method by hydrothermal synthesis may be used.
Although the particle size of the crude vanadium dioxide particles obtained by the above various methods is relatively large,
By slurrying by the method described later, the particle size can be adjusted to the following preferable range.
本発明により、粒度分布が200nm以下、さらには150nm以下の微細な二酸化バナジウム粒子を得ることができる。このため、ヘイズが低く、高い透明性が得られる。これは、以下の理由によると考えられる。
200nm以下の粒子はレイリー散乱領域となるため、幾何学散乱若しくはミー散乱による可視光線領域(400nm〜780nm)の光の散乱が低減される。レイリー散乱領域では、散乱光は粒子径の6乗に反比例して減少するため、粒子径の低下に伴って散乱光が減少し、透明性が向上する。更に、粒子径が150nm以下になると、散乱光は非常に少なくなるため、塗膜にした場合でも、低ヘイズで高い透明性をもった膜を得ることができるためである。
According to the present invention, fine vanadium dioxide particles having a particle size distribution of 200 nm or less and further 150 nm or less can be obtained. Therefore, the haze is low and high transparency can be obtained. This is considered to be due to the following reasons.
Since particles of 200 nm or less are in the Rayleigh scattering region, light scattering in the visible light region (400 nm to 780 nm) due to geometric scattering or Mie scattering is reduced. In the Rayleigh scattering region, the scattered light decreases in inverse proportion to the sixth power of the particle size, so that the scattered light decreases as the particle size decreases, and the transparency is improved. Further, when the particle size is 150 nm or less, the scattered light is very small, so that a film having low haze and high transparency can be obtained even when it is used as a coating film.
また本発明者らの検討結果により、100nm以上の粒子の含有量を抑えることにより、ヘイズを低くできることがわかった。 Further, from the results of studies by the present inventors, it was found that the haze can be lowered by suppressing the content of particles having a diameter of 100 nm or more.
二酸化バナジウム粒子の粒径及び粒度分布は特に限定されないが、好ましくは、粒度分布が10nm〜500nm、特に好ましくは20nm〜200nm、更に好ましくは30nm〜150nm、最も好ましくは30〜100nmである。
以上の範囲にあることにより、後述する二酸化バナジウム含有塗膜のヘイズを低くでき、透明性を向上できるという優れた効果が得られる。
The particle size and particle size distribution of the vanadium dioxide particles are not particularly limited, but the particle size distribution is preferably 10 nm to 500 nm, particularly preferably 20 nm to 200 nm, still more preferably 30 nm to 150 nm, and most preferably 30 to 100 nm.
Within the above range, the haze of the vanadium dioxide-containing coating film, which will be described later, can be lowered, and the excellent effect of improving the transparency can be obtained.
また、粒子径は、好ましくはD10が38nm以下、D50が55nm以下、D90が80nm以下、100nm以上の粒子割合が7%以下である。この範囲で、得られる塗膜のヘイズが2%以下にすることもできる。更に好ましくは、D10:37nm以下、D50:53nm以下、D90:77nm以下、100nm以上の粒子割合:5%以下である。この範囲で、ヘイズ1%以下とすることもできる。
本発明では、さらに、D10が34nm以下、D50が50nm以下、D90が64nm以下という小粒径のものも得ることができる。もっとも、あまり小さくしても超微細粒子になるため再凝集が生じやすい。このため、D10は好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上とすることができる。
The particle size is preferably 38 nm or less for D10, 55 nm or less for D50, 80 nm or less for D90, and 7% or less for particles of 100 nm or more. Within this range, the haze of the obtained coating film can be 2% or less. More preferably, the particle ratio of D10: 37 nm or less, D50: 53 nm or less, D90: 77 nm or less, 100 nm or more: 5% or less. Within this range, the haze can be set to 1% or less.
In the present invention, it is possible to further obtain a particle size having a D10 of 34 nm or less, a D50 of 50 nm or less, and a D90 of 64 nm or less. However, even if it is made too small, it becomes ultrafine particles and reaggregation is likely to occur. Therefore, D10 can be preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more.
以上の粒度分布及び粒子径の測定方法は、動的光散乱法による。より具体的にはブラウン運動している粒子にレーザー光を照射した時に生じる周波数特性を粒度分布に変換する周波数マトリックス解析法(マイクロトラックUPA−EX150 日機装株式会社)により求めることができる。
以上の二酸化バナジウム粒子はスラリーの形で好ましく用いられる。
スラリー中には、二酸化バナジウム粒子以外に、以下の成分を含む。
The above particle size distribution and particle size measurement method is based on the dynamic light scattering method. More specifically, it can be obtained by a frequency matrix analysis method (Microtrack UPA-EX150 Nikkiso Co., Ltd.) that converts the frequency characteristics generated when a Brownian motion particle is irradiated with laser light into a particle size distribution.
The above vanadium dioxide particles are preferably used in the form of a slurry.
The slurry contains the following components in addition to the vanadium dioxide particles.
2.ポリエーテル系分散剤
本発明では、二酸化バナジウム粒子含有組成物中に、ポリエーテル系分散剤を含有させることを特徴とする。
ポリエーテル系分散剤とは、エーテル結合(-C-O-C-)を主鎖にもつ鎖状高分子から成る物質で、固体微粒子である二酸化バナジウム粒子を液媒体中で安定化させる機能を有するものをいう。分散剤は、広義の界面活性剤に含まれ、親水性基と疎水性基を有することにより、微粒子を液媒体中で安定化させるものである。
2. Polyether-based dispersant The present invention is characterized in that the composition containing vanadium dioxide particles contains a polyether-based dispersant.
A polyether-based dispersant is a substance composed of a chain polymer having an ether bond (-COC-) as a main chain, and has a function of stabilizing vanadium dioxide particles, which are solid fine particles, in a liquid medium. .. The dispersant is contained in a surfactant in a broad sense, and has a hydrophilic group and a hydrophobic group to stabilize fine particles in a liquid medium.
特に好ましくは、アミン系のポリエーテル系分散剤である。アミン系のポリエーテル分散剤とは、第一級アミン(RNH2),第二級アミン(R2NH),第三級アミン(R3N)又は第四級アミン(R1)(R2)N+(R3)(R4)の置換基Rnの内一つ以上がポリエーテルを含むものをいう。
例えば、アルキルアミン、アルケニルアミン、アルキルヒドロキシルアミン、アルケニルヒドロキシルアミン、オキシアルキルアミン、オキシアルケニルアミン等の各種のアミンに、各種のアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド(EO)又はプロピレンオキシド(PO)が開環して付加した物が挙げられる。
Particularly preferred is an amine-based polyether-based dispersant. Amine-based polyether dispersants are primary amines (RNH 2 ), secondary amines (R 2 NH), tertiary amines (R 3 N) or quaternary amines (R 1 ) (R 2). ) N + (R 3 ) (R 4 ) Substituent Rn means that one or more of them contain a polyether.
For example, various alkylene oxides such as ethylene oxide (EO) or propylene oxide (PO) are ring-opened in various amines such as alkylamine, alkenylamine, alkylhydroxylamine, alkenylhydroxylamine, oxyalkylamine, and oxyalkenylamine. The added ones can be mentioned.
本発明で用いることができる好適な分散剤は、より具体的には、以下の化学式により表される。
〔化学式1〕
More specifically, the suitable dispersant that can be used in the present invention is represented by the following chemical formula.
[Chemical formula 1]
式中、R1、R2及びR3は、水素原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、アクリル基、ビニル基、メタクリル基、スチリル基、複素環から選ばれる1種以上の基であり、同一でも異なっていてもよい。
二重結合は持たない官能基のほうがよく、好ましくは、水素原子、アルキル基又はアルケニル基、特に好ましくは水素原子又はアルキル基、中でも好ましくは水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルキル基、その中でも特に好ましくは炭素数1又は2のアルキル基である。
In the formula, R1, R2 and R3 are one or more groups selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group, an acrylic group, a vinyl group, a methacryl group, a styryl group and a heterocycle, and are the same. But it may be different.
A functional group having no double bond is preferable, and a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group is preferable, a hydrogen atom or an alkyl group is particularly preferable, and a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable. Is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms.
Xは、ポリエーテル部分である。本発明におけるポリエーテル部分とは、複数のエーテル結合が連なっている部分である。エーテル結合(R−O−R‘)を構成するRとR’は、アリール基又はアルキル基のうち1種以上から成り、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルキル基、その中でも特に好ましくは炭素数1又は2のアルキル基である。R、R’とも1種類に限られない。また、ポリエーテル部分は直鎖又は分岐のどちらでもよく、それらの組み合わせであってもよい。 X is a polyether moiety. The polyether portion in the present invention is a portion in which a plurality of ether bonds are connected. R and R'forming the ether bond (RO-R') consist of one or more of an aryl group or an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 1 carbon atom. An alkyl group of 5, particularly preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. Both R and R'are not limited to one type. Further, the polyether moiety may be either linear or branched, and may be a combination thereof.
特に好ましいXは、以下のものである。
〔化学式2〕
Particularly preferred Xs are:
[Chemical formula 2]
式中、R4、R5及びR6は、アリール基又はアルキル基のうち1種以上から成り、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルキル基、その中でも特に好ましくは炭素数1又は2のアルキル基である。また、直鎖又は分岐のどちらでもよく、それらの組み合わせであってもよい。
式中、x、y及びzは整数であり、好ましくはxは1〜200、さらに好ましくは40〜80、特に好ましくは50〜90である。好ましくはyは1〜400、さらに好ましくは50〜200、特に好ましくは90〜140である。xとyの比率はx対yが1対0.5〜1対5.0、特に好ましくは1.0対0.8〜1.0対3.0、最も好ましくは1.0対1.5〜1.0対2.5である。
zは好ましくは0〜100、特に好ましくは0〜50、さらに好ましくは0〜10である。
In the formula, R4, R5 and R6 are composed of one or more of an aryl group or an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably. Is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. Further, it may be either linear or branched, and may be a combination thereof.
In the formula, x, y and z are integers, preferably x is 1 to 200, more preferably 40 to 80, and particularly preferably 50 to 90. Y is preferably 1 to 400, more preferably 50 to 200, and particularly preferably 90 to 140. The ratio of x to y is 1 to 0.5 to 1 to 5.0 for x to y, particularly preferably 1.0 to 0.8 to 1.0 to 3.0, and most preferably 1.0 to 1. 5 to 1.0 to 2.5.
z is preferably 0 to 100, particularly preferably 0 to 50, and even more preferably 0 to 10.
R5及びR6の構造や、xとyの比率により、分散剤の疎水性を調整することができる。分散剤と溶媒の疎水性の度合いの差が小さければ、溶媒との親和性が優れるので、xとyの比率を調整して、溶媒との親和性を高めることができ、分散液の安定性が向上すると考えられる。特に、以上説明したポリエーテル部分が溶媒との親和性に寄与していると考えられるので、この部分の親和性を調整すればよい。
溶媒との親和性の度合いは、logP SP値などの指標を用いることが、簡便かつ有効である。中でもLogPは分子構造から一般的な化学計算で求めることができるので、より簡便である。
混じり合わない2種類の液体を同じ容器に入れ、第3の物質を加えてよく振ると、両方の液体中の濃度の比は最初に加えた量にかかわらず一定となる。このときの濃度比を、対象となる物質の分配係数(LogP)という。
LogPの場合、以上説明したポリエーテル部分のLogPと溶媒のLogPとの差は、2.0以内、好ましくは1.5以内、さらに好ましくは0.5以内である。
The hydrophobicity of the dispersant can be adjusted by the structures of R5 and R6 and the ratio of x and y. If the difference in the degree of hydrophobicity between the dispersant and the solvent is small, the affinity with the solvent is excellent. Therefore, the ratio of x and y can be adjusted to increase the affinity with the solvent, and the stability of the dispersion liquid can be improved. Is expected to improve. In particular, since it is considered that the polyether moiety described above contributes to the affinity with the solvent, the affinity of this moiety may be adjusted.
It is convenient and effective to use an index such as a logP SP value for the degree of affinity with a solvent. Among them, LogP is more convenient because it can be obtained by general chemical calculation from the molecular structure.
When two immiscible liquids are placed in the same container, a third substance is added and shaken well, the ratio of concentrations in both liquids becomes constant regardless of the amount initially added. The concentration ratio at this time is called the partition coefficient (LogP) of the target substance.
In the case of LogP, the difference between the LogP of the polyether moiety and the LogP of the solvent described above is 2.0 or less, preferably 1.5 or less, and more preferably 0.5 or less.
最も好ましいR5及びR6は、炭素数2又は3のアルキル基である。すなわち、一般的にポリエチレンオキサイド及びポリプロピレンオキサイドと呼ばれる(Et−O)n及び(Pr−O)n’のうち1つ以上の繰り返し単位を含むものである。 The most preferred R5 and R6 are alkyl groups having 2 or 3 carbon atoms. That is, it contains one or more repeating units of (Et-O) n and (Pr-O) n', which are generally called polyethylene oxide and polypropylene oxide.
Xとして特に好ましいものは以下の式で表される。
〔化学式3〕
A particularly preferable X is represented by the following formula.
[Chemical formula 3]
式中、xyzは前述のとおりである。 In the formula, xyz is as described above.
また、(Et−O)単位と(Pr−O)単位とは、直鎖状に連なっていてもよく、分岐していてもよく、これらの組み合わせであってもよい。 Further, the (Et-O) unit and the (Pr-O) unit may be linearly connected, may be branched, or may be a combination thereof.
以上説明した分散剤の分子量は、重量平均分子量で500〜50000、特に好ましくは500〜30000、さらに好ましくは15000〜25000である。この範囲において、特に粒子同士の凝集抑制効果が良く、分散性、分散安定性が優れている。分散剤の粒子に対する吸着性と立体障害によるものと考えられる。
ここで言う分子量とはGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を指す。分散剤を溶媒に溶かしてGPC分析装置中でカラムを通し、分子量の分かっている標準ポリスチレンと分散剤のカラム通過時間を比較して、分子量を算出する。カラムは,充てん剤の細孔径が異なる(排除限界分子量が異なる)複数のカラム群から、較正曲線を見て分散剤の分子量範囲に適切なカラムを選択する。溶媒は、非水系溶剤(THFなど)、水系溶剤(水、アルコールなど)から分散剤の溶解性から選定する。
The molecular weight of the dispersant described above is 500 to 50,000, particularly preferably 500 to 30,000, and even more preferably 15,000 to 25,000 in terms of weight average molecular weight. In this range, the effect of suppressing aggregation of particles is particularly good, and the dispersibility and dispersion stability are excellent. It is considered that this is due to the adsorptivity of the dispersant to the particles and steric hindrance.
The molecular weight referred to here refers to the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene by GPC (gel permeation chromatography). The dispersant is dissolved in a solvent, passed through a column in a GPC analyzer, and the molecular weight is calculated by comparing the column passage time of the standard polystyrene having a known molecular weight with that of the dispersant. For the column, select a column suitable for the molecular weight range of the dispersant by looking at the calibration curve from a group of columns having different pore diameters of the filler (different molecular weights of the exclusion limit). The solvent is selected from non-aqueous solvents (THF, etc.) and aqueous solvents (water, alcohol, etc.) based on the solubility of the dispersant.
分散剤のアミン価は、5mg/KOH〜100mg/KOHが好ましく、よりこのましくは10mg/KOH〜50mg/KOH、更に好ましくは20mg/KOH〜40mg/KOHである。 The amine value of the dispersant is preferably 5 mg / KOH to 100 mg / KOH, more preferably 10 mg / KOH to 50 mg / KOH, and even more preferably 20 mg / KOH to 40 mg / KOH.
アミン価の測定は150mlビーカーに試料1.9から2.0gを精秤し、75mLの氷酢酸に溶解させて、0.1Nの過塩素酸で電位差滴定を行い、KOHmg/gに換算したものをアミン価とした。電位差滴定は、HIRANUMA 自動滴定装置 COM−1600を用いて測定したものであるが、同等の値が得られる方法であれば用いることができる。 The amine value was measured by weighing 1.9 to 2.0 g of the sample in a 150 ml beaker, dissolving it in 75 mL of glacial acetic acid, performing potentiometric titration with 0.1 N perchloric acid, and converting it to KOH mg / g. Was defined as the amine value. Potentiometric titration was measured using the HIRANUMA automatic titrator COM-1600, but any method that can obtain the same value can be used.
ポリエーテル分散剤の製造方法としては特に限定されず、例えば特許再表2004/108788に記載されているもの、特許 特表2010-500443号公報、特表2007-537338号公報に記載されているものが挙げられる。
市販のものとしては、ルーブリゾール社製ソルスパース20000、ソルスパース27000、ソルスパース46000、日光ケミカル株製TAMNO−5、TAMNO−15、
ハンツマン社製ジェファーミンDシリーズ、ジェファーミンMシリーズ などが挙げられる。
The method for producing the polyether dispersant is not particularly limited, and for example, those described in Japanese Patent Reissue 2004/108788, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-500443, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-537338. Can be mentioned.
Commercially available products include Solspers 20000, Solspers 27000, Solspers 46000 manufactured by Lubrizol, TAMNO-5 and TAMNO-15 manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd.
Examples include the Jeffermin D series and Jeffermin M series manufactured by Huntsman.
酸価は100mg/KOH以下、好ましくは10mg/KOH以下、更に好ましくは1mg/KOH以下である。
酸価の測定は80mlビーカーに試料0.9から1.3gを精秤し、50mLのアセトン
に溶解させて、0.1NのNaOH水溶液で電位差滴定を行い、滴定に要したNaOHをKOHmg/gに換算したもの酸価とした。電位差滴定は、HIRANUMA 自動
滴定装置 COM−1600を用いて測定したものであるが、同等の値が得られる方
法であれば用いることができる。
The acid value is 100 mg / KOH or less, preferably 10 mg / KOH or less, and more preferably 1 mg / KOH or less.
To measure the acid value, weigh 0.9 to 1.3 g of the sample in an 80 ml beaker, dissolve it in 50 mL of acetone, perform potential differential titration with a 0.1 N NaOH aqueous solution, and KOH mg / g the NaOH required for the titration. The acid value was converted to. Potentiometric titration was measured using the HIRANUMA automatic titrator COM-1600, but any method that can obtain the same value can be used.
3.シランカップリング剤
本発明では、さらにシランカップリング剤を含有させることを特徴とする。
シランカップリング剤とは、一般には一つの分子中に有機物との反応や相互作用が期待できる有機官能基と、加水分解性基ORとの両者を併せ持つ有機ケイ素化合物を言う。有機官能基は一般にビニル基やハロアルキル基のような電子吸引性の
官能基が好適に使用されている。
3. 3. Silane Coupling Agent The present invention is characterized by further containing a silane coupling agent.
The silane coupling agent generally refers to an organosilicon compound having both an organic functional group that can be expected to react and interact with an organic substance in one molecule and a hydrolyzable group OR. As the organic functional group, an electron-withdrawing functional group such as a vinyl group or a haloalkyl group is generally preferably used.
一般には、下記一般式であらわされる。
〔化学式4〕
一般式 R’nSi(OR)m
(但し、nおよびmは整数でありn+m=4、0<n<4)
Generally, it is expressed by the following general formula.
[Chemical formula 4]
General formula R'nSi (OR) m
(However, n and m are integers, and n + m = 4, 0 <n <4)
上記一般式において、Rは、ORが加水分解可能であればよく、また同一又は相異なっていてもよく、一般には水素原子または炭素原子数1〜22のアルキル基を表す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれでもよい。
R’は、同一又は相異なっていても良い有機官能基であり、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基から選択される官能基を表す。
In the above general formula, R may be any hydrolyzable OR, may be the same or different, and generally represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. The alkyl group may be linear, branched or cyclic.
R'is an organic functional group that may be the same or different, and represents a functional group selected from a methacryl group, an acrylic group, a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a mercapto group, a sulfide group and an isocyanate group.
本発明では、好ましいシランカップリング剤は、特に、最低空軌道(LUMO(ルモ、英: Lowest Unoccupied Molecular Orbital))のエネルギーが好ましくは0〜2.5eV、特に好ましくは 0〜2eV、中でも特に好ましくは 0〜1.5eVのものである。
また最高被占軌道(HOMO(ホモ、英: Highest Occupied Molecular Orbital))とLUMOのエネルギー差(HOMO-LUMO エネルギーギャップ)が、好ましくは11.5eV以下、特に好ましくは11eV以下、中でも特に好ましくは10.5eV以下である。
In the present invention, the preferred silane coupling agent has an energy of the lowest empty orbital (LUMO (LUMO, English: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)) preferably 0 to 2.5 eV, particularly preferably 0 to 2 eV, and particularly preferably 0 to 2 eV. It is from 0 to 1.5 eV.
The energy difference between the highest occupied molecular orbital (HOMO (Homo, English: Highest Occupied Molecular Orbital)) and LUMO (HOMO-LUMO energy gap) is preferably 11.5 eV or less, particularly preferably 11 eV or less, and particularly preferably 10.5 eV. It is as follows.
以上の範囲にあるシランカップリング剤を用いることにより、破砕によって不安定化した酸化バナジウムの表面を安定化させ、酸化バナジウムの再凝集を防ぐ効果がある。特に優れた分散性能を得ることができていると考えられる。
これは、以下の理由にあると推測される。
By using the silane coupling agent in the above range, there is an effect of stabilizing the surface of vanadium oxide destabilized by crushing and preventing reaggregation of vanadium oxide. It is considered that particularly excellent dispersion performance can be obtained.
This is presumed to be due to the following reasons.
分子の電子軌道のエネルギー準位のうち、HOMO(ホモ、英: Highest Occupied Molecular Orbital)または最高被占軌道は電子に占有されている最もエネルギーの高い分子軌道で、LUMO(ルモ、英: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)または最低空軌道は電子に占有されていない最もエネルギーの低い分子軌道である。
LUMOが上記の範囲にありLUMOのエネルギーが小さいこと、及びHOMO-LUMOのエネルギー差が上記の範囲にあり小さいことにより、分散剤との間で電子授受しやすくなると考えられる。このために、二酸化バナジウム粒子の周囲に安定的にシランカップリング剤が存在し、シランカップリング剤を介して分散剤が安定的に存在し、二酸化バナジウム粒子の再凝集を防いでいると考えられる。
Of the energy levels of the electron orbitals of a molecule, HOMO (Homo, English: Highest Occupied Molecular Orbital) or the highest occupied molecular orbital is the highest energy molecular orbital occupied by electrons, LUMO (English: Lowest Unoccupied). Molecular Orbital) or the lowest empty orbital is the lowest energy molecular orbital that is not occupied by electrons.
It is considered that when LUMO is in the above range and the energy of LUMO is small, and when the energy difference of HOMO-LUMO is in the above range and small, it becomes easy to transfer electrons to and from the dispersant. For this reason, it is considered that the silane coupling agent is stably present around the vanadium dioxide particles, and the dispersant is stably present via the silane coupling agent to prevent the reaggregation of the vanadium dioxide particles. ..
HOMO、LUMO及びこれらのエネルギー差は計算化学で算出することができる。
一般には、密度汎関数法(Kohn-Sham方程式を基礎方程式として用いる)により、エネルギーの極小点を求めることにより構造最適化を行い、その構造での電子軌道を算出する。これによりHOMOとLUMOのエネルギーを求める。
条件は以下のとおりである。
HOMO, LUMO and their energy differences can be calculated by computational chemistry.
In general, the density functional theory (the Kohn-Sham equation is used as the basic equation) is used to optimize the structure by finding the minimum point of energy, and calculate the electron orbit in that structure. From this, the energy of HOMO and LUMO is obtained.
The conditions are as follows.
ωB97X-D
6-31G*
空気中
(式中、ωB97X-Dは関数、6-31G*は基底関数である。)
実際の計算は、各種の計算ソフト、例えば、GAUSSIAN、SPARTAN等を用いて行うことができる。
ωB97X-D
6-31G *
In the air (in the equation, ωB97X-D is a function and 6-31G * is a basis set.)
The actual calculation can be performed using various calculation software, for example, GAUSSIAN, SPARTAN and the like.
また、好ましくは、二重結合を有するシランカップリング剤である。HOMO-LUMOの軌道には、2重結合が影響しており、2重結合によってLUMOが小さく、HOMO-LUMOエネルギー差が小さくなる。このため、二重結合を有するシランカップリング剤が優れているものと推測される。 Further, a silane coupling agent having a double bond is preferable. The orbital of HOMO-LUMO is affected by double bonds, and the double bonds make LUMO smaller and the HOMO-LUMO energy difference smaller. Therefore, it is presumed that the silane coupling agent having a double bond is excellent.
このようなシランカップリング剤の具体例としては、例えば、メタクリルシランとして、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
また、アクリルシランとして、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
また、ビニルシランとして、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。
さらに好ましくは、メタクリル基又はアクリル基のうち1種以上を有するものであり、中でも好ましくはメタクリル基を有するものである。これらが特に二酸化バナジウム粒子表面に対する吸着性の点で優れ、このために二酸化バナジウム粒子分散液の安定性を向上させていると考えられる。
Specific examples of such a silane coupling agent include, for example, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacry as methacrylsilane. Examples include loxypropyltriethoxysilane.
Moreover, as acrylic silane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane can be mentioned.
Examples of vinylsilane include vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.
More preferably, it has one or more of a methacrylic group or an acrylic group, and more preferably, it has a methacrylic group. These are particularly excellent in terms of adsorptivity to the surface of vanadium dioxide particles, and it is considered that this improves the stability of the vanadium dioxide particle dispersion liquid.
最も好ましいシランカップリング剤は、以下の式で表される。
〔化学式5〕
The most preferable silane coupling agent is represented by the following formula.
[Chemical formula 5]
〔化学式6〕 [Chemical formula 6]
中でも好ましいのは、〔化学式5〕の化合物である。
以上のシランカップリング剤は、OR部分が加水分解してOHとなった状態でもよい。
Of these, the compound of [Chemical Formula 5] is preferable.
The above silane coupling agent may be in a state where the OR portion is hydrolyzed to OH.
4.ポリエーテル系分散剤と、シランカップリンク剤の併用による効果
本発明では、二酸化バナジウム粒子含有組成物中に、以上説明したポリエーテル系分散剤とシランカップリンク剤とを含有させることを特徴とする。これらを含有することにより、微細で粒度分布が比較的狭く、かつ安定した分散状態の二酸化バナジウム粒子含有組成物を得ることができる。このため、本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物を用いて、バインダー樹脂を含有させた二酸化バナジウム粒子含有組成物とし、これを各種の基板上に塗布して熱線カット材料とすることもできる。特に、ガラスや樹脂フィルム等の透明な基板上に本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物を塗布し、透明性が高く、低いヘイズ値のサーモクロミック材料を得ることができる。
4. Effect of Combined Use of Polyether Dispersant and Silane Coupling Agent The present invention is characterized in that the composition containing vanadium dioxide particles contains the above-described polyether dispersant and the silane cuplinking agent. .. By containing these, it is possible to obtain a vanadium dioxide particle-containing composition which is fine, has a relatively narrow particle size distribution, and is in a stable dispersed state. Therefore, the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can be used to prepare a vanadium dioxide particle-containing composition containing a binder resin, which can be applied onto various substrates to obtain a heat ray-cutting material. In particular, the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can be applied onto a transparent substrate such as glass or a resin film to obtain a thermochromic material having high transparency and a low haze value.
以上のように、本発明において分散剤とシランカップリング剤を併用することにより優れた効果が得られる反応機構は完全には解明されていないものの、以下のように推測される。
シランカップリング剤のOH基が、二酸化バナジウム粒子の表面のOH基と相互作用して、二酸化バナジウム粒子の表面にシランカップリング剤が取り囲む。さらに、シランカップリング剤のHOMO−LUMOのエネルギー差が小さいので前述したポリエーテル系分散剤とシランカップリング剤とがシランカップリング剤の電子を介して引き合い、ポリエーテル系分散剤のポリエーテル部分が、溶媒と親和することにより、二酸化バナジウム粒子を溶媒中で安定に分散させると考えられる。
As described above, although the reaction mechanism in which an excellent effect can be obtained by using the dispersant and the silane coupling agent in combination in the present invention has not been completely elucidated, it is presumed as follows.
The OH groups of the silane coupling agent interact with the OH groups on the surface of the vanadium dioxide particles, and the silane coupling agent surrounds the surface of the vanadium dioxide particles. Further, since the energy difference between the HOMO-LUMO of the silane coupling agent is small, the above-mentioned polyether-based dispersant and the silane coupling agent attract each other via the electrons of the silane coupling agent, and the polyether portion of the polyether-based dispersant However, it is considered that the vanadium dioxide particles are stably dispersed in the solvent by being compatible with the solvent.
以上説明した分散剤とシランカップリング剤のスラリー中での存在は、質量分析(Mass spectrometry)やIR分析により確認することができる。 The presence of the dispersant and the silane coupling agent described above in the slurry can be confirmed by mass spectrometry or IR analysis.
質量分析(Mass spectrometry)とは、原子、分子、クラスター等の粒子を何等かの方法で気体状のイオンとし、真空中で運動させ電磁気力を用いて、あるいは飛行時間差によりそれらイオンを質量(分子量)/電荷比に応じて分離・検出する分析手法である。
質量(分子量)/電荷比に応じて分離・検出されたイオンをもとに、横軸にm/z 、縦軸にイオンの相対強度をとった棒グラフをマススペクトル(Mass spectrum)と呼ぶ。マスぺクトルにより分子量と元素組成が得られる。分子量と元素組成の情報をもとに、ライブラリーを活用して、モノマーや官能基を特定し、分子構造が決定できる。
モノマー間の結合のフラグメントスペクトルもマススペクトルで得ることができるので、モノマーの結合情報が分かる。したがって複数の有機化合物が含まれているサンプルでも各々の分子構造情報を得ることができる。
特にGCMS分析では、カラムで成分分離するとともに、ライブラリーが整備されており、構造同定がしやすい。
スラリーについては、熱分解装置にて熱分解後にGCMS分析を行うことにより、モノマー構造を分析することができる。モノマー構造情報により、官能基など付加的な情報も得ることができる。
フイルム化したサンプルも、熱分解や直接導入などの後に、適当なイオン化方法を選ぶことにより、同様に質量分析することができる。
Mass spectrometry is the mass spectrometry (molecular weight) of particles such as atoms, molecules, and clusters that are converted into gaseous ions by some method and moved in a vacuum using electromagnetic force or by flight time difference. ) / This is an analysis method that separates and detects according to the charge ratio.
Based on the ions separated and detected according to the mass (molecular weight) / charge ratio, a bar graph with m / z on the horizontal axis and the relative intensity of the ions on the vertical axis is called a mass spectrum. The molecular weight and elemental composition can be obtained by the mass spectrum. Based on the information on molecular weight and elemental composition, the library can be used to identify monomers and functional groups and determine the molecular structure.
Since the fragment spectrum of the bond between the monomers can also be obtained from the mass spectrum, the bond information of the monomers can be known. Therefore, it is possible to obtain the molecular structure information of each sample even if the sample contains a plurality of organic compounds.
Especially in GCMS analysis, the components are separated by column and the library is prepared, so that the structure can be easily identified.
For the slurry, the monomer structure can be analyzed by performing GCMS analysis after thermal decomposition with a thermal decomposition apparatus. Additional information such as functional groups can also be obtained from the monomer structure information.
The filmed sample can also be mass-analyzed in the same manner by selecting an appropriate ionization method after thermal decomposition or direct introduction.
IR分析は、官能基により特徴的な波長に吸収があるため、各種官能基の同定に活用できる。スラリー、フイルムとも直接分析ができる。フィルム、塗膜の測定から検出される官能基がバインダー樹脂由来か、又は分散剤、シランカップリング剤のいずれかに由来するかは、MS分析などの他分析と合わせて解析すれば特定できる。 IR analysis can be used to identify various functional groups because they absorb at characteristic wavelengths. Both slurries and films can be analyzed directly. Whether the functional group detected from the measurement of the film or the coating film is derived from the binder resin or the dispersant or the silane coupling agent can be specified by analysis together with other analysis such as MS analysis.
ポリエーテル系分散剤の場合は、IR分析でポリエーテル構造の特徴的な吸収があるかどうかを確認する。より具体的にはMSのスペクトル値、間隔や、NMRの化学シフト、積分比、形状から、分岐構造を含めた分子構造を特定できる。アミン部分についても同様で、MS分析で、アミンであることと、アミン部分に付いている官能基の構造を特定することができる。 In the case of a polyether dispersant, IR analysis confirms whether there is a characteristic absorption of the polyether structure. More specifically, the molecular structure including the branched structure can be specified from the spectrum value and interval of MS, the chemical shift of NMR, the integration ratio, and the shape. The same applies to the amine moiety, and MS analysis can identify the amine moiety and the structure of the functional group attached to the amine moiety.
例えば、ポリエーテル部分を構成するCH2CH2O、CH3CHCH2O 構造については、質量分析にて、それぞれ分子量44、58の間隔で連続したマススペクトルとして検出される。アミン構造についても、アミンをもつ分子としてライブラリーで同定できる。
また、IR分析でも、CH2CH2O、CH3CHCH2O構造のエーテル結合、アミン構造のアミンの特性吸収波長により、質量分析結果と合わせて、それぞれの存在を確認することができる。
For example, the CH 2 CH 2 O and CH 3 CHCH 2 O structures constituting the polyether moiety are detected by mass spectrometry as continuous mass spectra at intervals of molecular weights 44 and 58, respectively. The amine structure can also be identified in the library as a molecule with an amine.
Also, in IR analysis, the existence of each can be confirmed together with the mass spectrometry results by the ether bond of CH 2 CH 2 O and CH 3 CHCH 2 O structures and the characteristic absorption wavelength of amine of amine structure.
5.二酸化バナジウム粒子含有組成物の物性
本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物中の二酸化バナジウムの濃度は、5〜50重量%が好ましい。より好ましくは10〜30重量%である。本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物は、以上のように高濃度の二酸化バナジウムを含有することができ、一般にはスラリー状をなしている。
熱線カット性能には、二酸化バナジウムの塗膜中の量が影響するため、高性能のためには、塗布液中の二酸化バナジウムが高い含有量であることが必要である。従来の二酸化バナジウム分散液は、せいぜい数パーセントの濃度だったのに対し、本発明の二酸化バナジウムは以上のような高い濃度範囲にすることができるので、熱線カット性能を得るための十分な濃度を確保することができ、濃縮を行わなくても、直接塗工液に調整することができるため、大幅な効率化ができる。
5. Physical Properties of Vanadium Dioxide Particle-Containing Composition The concentration of vanadium dioxide in the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention is preferably 5 to 50% by weight. More preferably, it is 10 to 30% by weight. The vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can contain a high concentration of vanadium dioxide as described above, and is generally in the form of a slurry.
Since the amount of vanadium dioxide in the coating film affects the heat ray cutting performance, it is necessary that the content of vanadium dioxide in the coating liquid is high for high performance. Whereas the conventional vanadium dioxide dispersion has a concentration of several percent at most, the vanadium dioxide of the present invention can be in the high concentration range as described above, so that a sufficient concentration for obtaining heat ray cutting performance can be obtained. It can be secured, and it can be directly adjusted to the coating liquid without concentration, so that the efficiency can be greatly improved.
また、本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物の粘度は、10mPa・s以下、特に、5mPa・s以下、さらに2mPa・s以下の低粘度とすることができる。したがって、高濃度且つ低粘度とすることができ、塗工液としての設計自由度が高くなる。 Further, the viscosity of the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can be as low as 10 mPa · s or less, particularly 5 mPa · s or less, and further 2 mPa · s or less. Therefore, the concentration and viscosity can be increased, and the degree of freedom in design as a coating liquid is increased.
6.溶媒
使用できる溶媒は、特に限定されない。
溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、ケトン類または(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類が好ましい。
ケトン類としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、ジアセトンアルコール(4−ヒドロキシ−4−メチルペンタン−2−オン)、4−ヒドロキシ−4−メチルヘキサン−2−オン等が挙げられる。
(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
6. Solvent The solvent that can be used is not particularly limited.
Ketones or (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers are preferable from the viewpoints of solubility, pigment dispersibility, coatability and the like.
Ketones include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, diacetone alcohol (4-hydroxy-4-methylpentan-2-one), 4-hydroxy-4-methylhexane-2-one. On, etc. can be mentioned.
Examples of (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol. Mono-n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether , Dipropylene glycol mono-n-propyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether and the like.
7.配合比
分散剤の配合量は、好ましくは、二酸化バナジウム100重量部に対して5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部、更に好ましくは20〜30重量部である。
シランカップリング剤の配合量は、二酸化バナジウム100重量部に対して5〜100重量部、 好ましくは10〜50重量部、更に好ましくは20〜30重量部である。以上の範囲で、特に分散性能が優れている。
7. Blending ratio The blending amount of the dispersant is preferably 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, and more preferably 20 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of vanadium dioxide.
The blending amount of the silane coupling agent is 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, and more preferably 20 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of vanadium dioxide. In the above range, the dispersion performance is particularly excellent.
8.製造方法
以上の各成分を混合することにより二酸化バナジウム含有組成物を製造することができる。
以上の成分を、ビーズミル、遊星式攪拌装置、ヘンシェルミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波照射機等の混合・分散装置に投入して湿式粉砕により分散する。
上記の粒度分布にするためには分散時間、温度等の条件を調整する必要があるが、仕込み量や配合比にもより変わってくるので適時液をサンプリングして所望の分散粒径になっているかを確認して適正な条件を決定する。必要に応じ、各成分の混合が均一になるように添加方法を適宜工夫することも好適である。
8. Production Method A vanadium dioxide-containing composition can be produced by mixing each of the above components.
The above components are put into a mixing / dispersing device such as a bead mill, a planetary stirrer, a Henschel mixer, a high-pressure homogenizer, and an ultrasonic irradiator, and dispersed by wet pulverization.
In order to obtain the above particle size distribution, it is necessary to adjust conditions such as dispersion time and temperature, but since it depends on the amount charged and the compounding ratio, timely liquids are sampled to obtain the desired dispersion particle size. Confirm that the conditions are appropriate. If necessary, it is also preferable to appropriately devise an addition method so that the mixing of each component becomes uniform.
9.用途
以上のようにすれば、本発明の二酸化バナジウム粒子を含有する組成物を得ることができる。前述のように、本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物は、ヘイズを低く抑え、高い透明性を得ることができるので、本発明の組成物を用いて以下の方法でサーモクロミック性合わせガラス用中間膜や合わせガラス、サーモクロミック性フィルムなど各種のサーモクロミック性を付与した用途に使用することができる。
9. Uses As described above, a composition containing the vanadium dioxide particles of the present invention can be obtained. As described above, the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can suppress haze to a low level and obtain high transparency. Therefore, the composition of the present invention is used in the following method for an intermediate for a thermochromic laminated glass. It can be used for applications with various thermochromic properties such as films, laminated glass, and thermochromic films.
フィルムの作成方法は、大別して、少なくとも赤外帯域の一部を吸収する微粒子を熱可塑性ポリマーに分散させてマスターバッチ化し、これを延伸してフィルム化する方法(マスターバッチ法)と、少なくとも赤外帯域の一部を吸収する微粒子を含有する塗布液を調製し、これを透明な樹脂製フィルム等の基板上に塗布する方法(塗布法)が挙げられる。塗布法を用いてガラスに塗布すればガラスに遮熱性を付与できるし、いずれかの方法で赤外帯域の一部を吸収する微粒子を含有するサーモクロミック性フィルムを作製し、これをガラスに貼り付けることによりサーモクロミック性を付与したガラスを製造することもできる。サーモクロミック性フィルムを合わせガラス用中間膜として用いてもよい。 The method for producing a film is roughly divided into a method in which fine particles that absorb at least a part of the infrared band are dispersed in a thermoplastic polymer to form a masterbatch, and the film is stretched to form a film (masterbatch method), and at least red. Examples thereof include a method (coating method) of preparing a coating liquid containing fine particles that absorb a part of the outer band and coating the coating liquid on a substrate such as a transparent resin film. Heat shielding can be imparted to glass by applying it to glass using the coating method, and a thermochromic film containing fine particles that absorb a part of the infrared band is produced by either method and attached to the glass. It is also possible to manufacture glass having thermochromic properties by attaching it. A thermochromic film may be used as an interlayer film for laminated glass.
例えば以上のような方法でサーモクロミック性を付与した各種の製品を製造できるが、ここでの少なくとも赤外帯域の一部を吸収する微粒子として、本発明の組成物に含まれる二酸化バナジウム粒子を使用できる。そして本発明の組成物は、スラリー状で微細で均一な二酸化バナジウム粒子を高濃度で含有しているため、熱可塑性ポリマーや塗布液の他の成分と均一に混合しやすく、マスターバッチや塗布液中に微細で均一且つ高濃度で二酸化バナジウム粒子を含有させることができる。このため、高いサーモクロミック性能を発揮することが期待できる。 For example, various products with thermochromic properties can be produced by the above methods, but the vanadium dioxide particles contained in the composition of the present invention are used as the fine particles that absorb at least a part of the infrared band here. can. Since the composition of the present invention contains a slurry of fine and uniform vanadium dioxide particles at a high concentration, it can be easily mixed uniformly with the thermoplastic polymer and other components of the coating liquid, and can be easily mixed with the master batch or the coating liquid. Vanadium dioxide particles can be contained therein in a fine, uniform and high concentration. Therefore, it can be expected to exhibit high thermochromic performance.
マスターバッチ法による場合、配合する熱可塑性ポリマーとしては、例えば特公表2010−501372号公報や特開2013−224046号公報に記載されているような、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブタレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、又はこれらのいずれかの相互の若しくはその他のポリマーとのブレンド及び子ポリマーが挙げられる。 In the case of the master batch method, the thermoplastic polymer to be blended includes, for example, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyarylate, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-501372 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-224046. Examples include polybutylene naphthalate, polypropylene naphthalate, polybutalene terephthalate, polypropylene terephthalate, or blends of any of these with each other or with other polymers and child polymers.
これらの熱可塑性ポリマーと本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物とを配合し、必要に応じ適宜少量の溶媒や分散剤を添加することもできるが、本発明の組成物を用いれば、予め二酸化バナジウム粒子が十分に微細かつ安定に分散しているので、さらに溶媒や分散剤を添加する必要はほとんどない。 These thermoplastic polymers and the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention can be blended, and a small amount of solvent or dispersant can be added as needed. However, if the composition of the present invention is used, vanadium dioxide can be used in advance. Since the particles are sufficiently finely and stably dispersed, there is almost no need to add a solvent or a dispersant.
マスターバッチは、例えば特公表2010−501372号公報や特開2013−224046号公報に記載されているような、ポリマー多層光学フィルムの製造方法として従来より知られている各種の方法を採用できる。 As the masterbatch, various methods conventionally known as a method for producing a polymer multilayer optical film, such as those described in Japanese Patent Publication No. 2010-501372 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-224046, can be adopted.
塗布法の場合、通常、例えば特許文献22に記載のように、塗布液の組成としてはエステル系樹脂、PVA、エステルウレタン系樹脂、ブチラール系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂成分を含有させる。ここで用いる樹脂としては、フィルムに形成できるものであれば、天然樹脂、半合成樹脂、および合成樹脂のいずれであってもよく、また熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。具体的な樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、アクリル樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、およびフェノール樹脂等がある。
必要に応じ、可塑剤、滑剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防曇剤、熱安定剤、アンチブロッキング剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、分散剤、および/または表面改質剤等を配合することもできる。
In the case of the coating method, usually, as described in Patent Document 22, for example, the composition of the coating liquid contains a resin component such as an ester resin, PVA, an ester urethane resin, a butyral resin, and an acrylic resin. The resin used here may be any of natural resin, semi-synthetic resin, and synthetic resin as long as it can be formed on a film, and may be any of thermoplastic resin and thermosetting resin. .. Specific resins include, for example, polyolefin resin, vinyl chloride resin, ABS resin, nylon resin, polyester, polyvinylidene chloride, polyamide, polystyrene, polyacetal, polycarbonate, acrylic resin, fluororesin, melamine resin, urea resin, and unsaturated polyester. There are resins, epoxy resins, urethane resins, phenolic resins and the like.
Plasticizers, lubricants, light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, anti-fog agents, heat stabilizers, anti-blocking agents, surfactants, UV absorbers, dispersants, and / or surface modifications, as needed. Agents and the like can also be blended.
これらの樹脂その他の成分と、本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物とを、必要に応じて有機溶媒又は水等の分散媒や分散剤を適宜選択して均一で塗布に適した性状に調整する。本発明の組成物を用いれば、二酸化バナジウム粒子はすでに均一且つ微細に分散しているので、分散媒は主に塗布性の観点から選択し調整できる。 These resins and other components and the vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention are uniformly adjusted to have properties suitable for coating by appropriately selecting a dispersion medium or dispersant such as an organic solvent or water, if necessary. .. By using the composition of the present invention, since the vanadium dioxide particles are already uniformly and finely dispersed, the dispersion medium can be selected and adjusted mainly from the viewpoint of coatability.
以上の本発明の二酸化バナジウム粒子含有組成物を用いた塗布液を、ポリエステルフィルム、シクロオレフィンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム等の基板に塗布する。塗工方式としては、特に制限されず、例えば、ブレードコーティング、グラビアコーティング、ロッドコーティング、ナイフコーティング、リバースロールコーティング、キスコーティング、スプレーコティング、オフセットグラビアコーティング、ディップコート、バーコート、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、エアナイフコーティング、マイヤーバーコーティング、およびスプレーコーティング等を用いることができる。 The coating liquid using the above vanadium dioxide particle-containing composition of the present invention is applied to a substrate such as a polyester film, a cycloolefin film, or a triacetyl cellulose film. The coating method is not particularly limited, and for example, blade coating, gravure coating, rod coating, knife coating, reverse roll coating, kiss coating, spray coating, offset gravure coating, dip coating, bar coating, gravure roll coating, etc. Reverse roll coating, air knife coating, Meyer bar coating, spray coating and the like can be used.
以下の方法で、二酸化バナジウム粒子含有スラリーを作成した。
二酸化バナジウム粒子(V0.991W0.009O2、新日本電工(株)製「二酸化バナジウムSV−40」(商品名)、一次粒子径(SEM写真による測定)10〜100μm、転移温度(DSCによる測定)、40℃)20.0重量部、表2に示す構造のポリエーテル系分散剤(「分散剤1」) 5.0重量部、表2に示す構造のシランカップリング剤(「シランカップリング剤1」)5.0重量部を、70.0重量部のメチルエチルケトン中に添加し、ビーズミルで混合して二酸化バナジウム粒子分散液を得た。
得られた分散液中の二酸化バナジウム粒子の物性(D10、D50、D90及び粒径100nm以上の粒子の体積%)を表3に示す。なお表中の数値は、得られた分散液を「マイクロトラックUPA−EX−150」に投入し得られた数値の小数点以下を四捨五入した値である。(但し、粒径100nm以上の粒子の体積%は、小数点以下2位を四捨五入した値である。)
A slurry containing vanadium dioxide particles was prepared by the following method.
Vanadium dioxide particles (V 0.991 W 0.009 O 2 , "Vanadium dioxide SV-40" manufactured by Nippon Denko Co., Ltd. (trade name), primary particle size (measured by SEM photograph) 10 to 100 μm, transition temperature (measured by DSC) , 40 ° C.) 20.0 parts by weight, polyether dispersant having the structure shown in Table 2 (“Dispersant 1”) 5.0 parts by weight, silane coupling agent having the structure shown in Table 2 (“silane coupling agent”) 1 ”) 5.0 parts by weight was added to 70.0 parts by weight of methyl ethyl ketone and mixed with a bead mill to obtain a vanadium dioxide particle dispersion.
Table 3 shows the physical characteristics of the vanadium dioxide particles in the obtained dispersion (volume% of particles D10, D50, D90 and particles having a particle size of 100 nm or more). The numerical values in the table are values obtained by putting the obtained dispersion liquid into the "Microtrack UPA-EX-150" and rounding off to the nearest whole number. (However, the volume% of the particles having a particle size of 100 nm or more is a value rounded off to the second decimal place.)
上記の二酸化バナジウムスラリーを使用し、以下の方法により塗布板を作成した。
〔塗布液の調製〕
以下の配合で混合し、塗布液を調製した。
二酸化バナジウム含有微粒子分散液 25重量部
25重量%の疎水性バインダー樹脂溶液 10重量部
(疎水性バインダー樹脂:ジョンクリル611 分子量:8100、酸価:53BASFジャパン株式会社製をメチルエチルケントンで希釈し、25重量%に調整したもの)
Using the above vanadium dioxide slurry, a coating plate was prepared by the following method.
[Preparation of coating liquid]
The coating liquid was prepared by mixing with the following formulations.
Vanadium dioxide-containing fine particle dispersion 25 parts by weight 25% by weight hydrophobic binder resin solution 10 parts by weight (hydrophobic binder resin: John Krill 611 molecular weight: 8100, acid value: 53BASF Japan Co., Ltd. diluted with methyl ethyl canton, Adjusted to 25% by weight)
〔塗布板の作製〕
厚さが1.1μmのフロートガラス板(セントラル硝子(株)製)に、バーコーターを用いて、上記調製した塗布液を、乾燥後の層厚が2.0μmとなる条件で湿式塗布を行い、次いで80℃のオーブンで5分間乾燥させた。
[Preparation of coating plate]
A float glass plate (manufactured by Central Glass Co., Ltd.) having a thickness of 1.1 μm is wet-coated with the above-prepared coating liquid using a bar coater under the condition that the layer thickness after drying is 2.0 μm. Then, it was dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes.
〔実施例2、3〕
分散時間を変更し、表5の粒子径となるまで分散を続けた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
[Examples 2 and 3]
A dispersion liquid was prepared in the same manner as in Example 1, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared, except that the dispersion time was changed and dispersion was continued until the particle size reached the particle size shown in Table 5.
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例4〕
分散時間を変更し、表5の粒子径となるまで分散を続けた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製した。塗布液の組成を以下のものとした以外は実施例1と同様にして塗布液を調製、塗布板を作製した。
二酸化バナジウム含有微粒子分散液 25重量部
25重量%の疎水性バインダー樹脂溶液 20重量部
(疎水性バインダー樹脂:ジョンクリル611 分子量:8100、酸価:53BASFジャパン株式会社製をメチルエチルケントンで希釈し、25重量%に調整したもの)
結果を表5及び表6に示す。
[Example 4]
A dispersion liquid was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion time was changed and dispersion was continued until the particle size reached the particle size shown in Table 5. A coating liquid was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the coating liquid was as follows, and a coating plate was prepared.
Vanadium dioxide-containing fine particle dispersion 25 parts by weight 25% by weight hydrophobic binder resin solution 20 parts by weight (hydrophobic binder resin: John Krill 611 molecular weight: 8100, acid value: 53BASF Japan Co., Ltd. diluted with methyl ethyl canton, Adjusted to 25% by weight)
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例5〜9〕
分散時間を変更し、表3の粒子径となるまで分散を続けた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
[Examples 5 to 9]
A dispersion liquid was prepared in the same manner as in Example 1, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared, except that the dispersion time was changed and dispersion was continued until the particle size reached the particle size shown in Table 3.
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例10〕
分散剤1とシランカップリング剤1を各々10重量部とした以外は、実施例1と同様にして分散液の調製、塗布液の調製及び塗布板の作製を行った。
結果を表5及び表6に示す。
[Example 10]
The dispersion liquid, the coating liquid, and the coating plate were prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersant 1 and the silane coupling agent 1 were each made up to 10 parts by weight.
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例11〜13〕
分散時間を変更し、表5の粒子径となるまで分散を続けた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
[Examples 11 to 13]
A dispersion liquid was prepared in the same manner as in Example 1, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared, except that the dispersion time was changed and dispersion was continued until the particle size reached the particle size shown in Table 5.
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例14〕
分散剤を表4のものに代えた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
[Example 14]
A dispersion liquid was prepared, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was replaced with that of Table 4.
The results are shown in Tables 5 and 6.
〔実施例15〜18〕
シランカップリング剤を表1のものに代えた以外は、実施例1と同様にして分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
各実施例および比較例で使ったシランカップリング剤を、以下の表1に示す。
各シランカップリング剤の化学構造式を、表2に示す。
各シランカップリング剤のHOMO、LUMO及びHOMOとLUMOの差を表3に示す。
なおHOMOとLUMOは、以下の条件で計算により求めた。
ソフト SPARTAN
計算条件
基底状態
密度汎関数法
関数 ωB97X−D
基底関数 6−31G*
空気中
[Examples 15 to 18]
A dispersion liquid was prepared, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent was replaced with that in Table 1.
The results are shown in Tables 5 and 6.
The silane coupling agents used in each Example and Comparative Example are shown in Table 1 below.
The chemical structural formulas of each silane coupling agent are shown in Table 2.
Table 3 shows the differences between HOMO, LUMO and HOMO and LUMO of each silane coupling agent.
HOMO and LUMO were calculated under the following conditions.
Soft SPARTAN
Calculation conditions Ground state density functional theory function ωB97X-D
Basis set 6-31G *
In the air
〔比較例1〜6〕
分散剤を、以下の表4に示すものに代えた以外は、実施例1と同様にして、分散液を作製し、塗布液を調製、塗布板を作製した。
結果を表5及び表6に示す。
[Comparative Examples 1 to 6]
A dispersion liquid was prepared, a coating liquid was prepared, and a coating plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was replaced with that shown in Table 4 below.
The results are shown in Tables 5 and 6.
得られた塗布板について、ヘイズメータ−(日本電色工業(株)製、「NDH−5000」)を用いて、ヘイズ(%)(表中HAZE(%)で示す)、全光線透過率(%)(表中T.T(%)で示す)を測定した。結果は以下の表6の通りである。 For the obtained coated plate, a haze meter (manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., "NDH-5000") was used to haze (%) (indicated by HAZE (%) in the table) and total light transmittance (%). ) (Indicated by TT (%) in the table) was measured. The results are shown in Table 6 below.
以上から、特定の分散剤とシランカップリング剤を併用した本発明の分散液により、極めて微細な二酸化バナジウム粒子を含有した分散液を得ることができ、100nm以上の粒子の割合を低く抑えることができることがわかる。
また、この分散液により、二酸化バナジウム含有量が高く、かつヘイズと透明性が優れた二酸化バナジウム含有塗膜を得ることができることがわかる。具体的には、実施例1〜3で得られた塗布板のヘイズと全光線透過率からわかるように、膜中の二酸化バナジウム濃度が50重量%以上であり、しかもヘイズが2%以下、全光線透過率が25%以上の塗布板、膜中の二酸化バナジウム濃度が40重量%以上であり、しかもヘイズが1%以下、全光線透過率が30%以上の塗布板を得ることもできることがわかる。
From the above, the dispersion liquid of the present invention in which a specific dispersant and a silane coupling agent are used in combination can obtain a dispersion liquid containing extremely fine vanadium dioxide particles, and the proportion of particles having a diameter of 100 nm or more can be kept low. I know I can do it.
Further, it can be seen that this dispersion can obtain a vanadium dioxide-containing coating film having a high vanadium dioxide content and excellent haze and transparency. Specifically, as can be seen from the haze and total light transmittance of the coated plates obtained in Examples 1 to 3, the vanadium dioxide concentration in the film is 50% by weight or more, and the haze is 2% or less. It can be seen that it is possible to obtain a coating plate having a light transmittance of 25% or more, a vanadium dioxide concentration in the film of 40% by weight or more, a haze of 1% or less, and a total light transmittance of 30% or more. ..
微細で安定な二酸化バナジウム粒子分散液を得ることができ、ヘイズが低く透明性に優れ、かつ蓄熱性とサーモクロミック性に優れた塗膜形成を可能にする。
A fine and stable vanadium dioxide particle dispersion can be obtained, which enables the formation of a coating film having low haze, excellent transparency, and excellent heat storage and thermochromic properties.
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