JP2014006343A - 近赤外線吸収剤分散液の製造方法及び近赤外線吸収積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ジイモニウム系化合物を希釈剤に分散してなる近赤外線吸収剤分散液の製造方法、該製造方法により得られた近赤外線吸収剤分散液を用いて作製した近赤外線吸収樹脂組成物を透明基材上に積層した近赤外線吸収積層体。
【選択図】図1
Description
状態Aである下記一般式(1)で表される化合物を乾式粉砕により粉砕して、状態Bである下記一般式(1)で表される化合物にする工程と、
状態Bである下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(1)で表される化合物の溶解度が5質量%以下である希釈剤と、を質量比0.01:9.99〜2:8の割合で含有させ、10分以上撹拌させることで、状態Aである下記一般式(1)で表される化合物とさせる工程と、を有することを特徴とする近赤外線吸収剤分散液の製造方法である。
該近赤外線吸収剤分散液を酢酸エチルで希釈し、一般式(1)で表される化合物の濃度が100mg/lとなるように調整して分光光度計により吸光度を測定した場合、1000〜1300nmにおける極大吸収波長のモル吸光係数が6000〜14000mol−1・L・cm−1であり、該極大吸収波長の半値幅が200〜700nmであることを特徴とする近赤外線吸収剤分散液である。
本発明には、近赤外線吸収剤として、下記一般式(1)で表される化合物を用いる。なお、近赤外線とは、波長750〜2000nmの範囲の光を意味する。
具体的には、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルプロピル基、シクロヘキシルブチル基、2−メチルシクロヘキシルメチル基、2−エチルシクロヘキシルメチル基、3−メチルシクロヘキシルメチル基、4−メチルシクロヘキシルメチル基、4−メチルシクロヘキシルエチル基、4−メチルシクロヘキシルプロピル基、4−メチルシクロヘキシルブチル基、4−フルオロシクロヘキシルメチル基等が挙げられ、これらの中でも、シクロヘキシルメチル基が好ましく挙げられる。
具体的には、メチルベンジル基、エチルベンジル基、プロピルベンジル基、ブチルベンジル基等が挙げられる。
これらの中でも、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオン、ビス(フルオロスルホニル)イミド酸イオンがより好ましく挙げられ、ヘキサフルオロリン酸イオン又はビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオンが特に好ましく挙げられる。
なお、粉末X線回折装置を用いた回折ピークの測定条件は、管電圧:40kV、管電流:20mA、走査範囲(2θ):3°〜60°、発散スリット:1/2°、散乱スリット:1/2°、受光スリット:0.15mm、サンプリング幅:0.02°、スキャンスピード:4°/minである。
なお、分散液から取り出した一般式(1)で表される化合物を乾燥させた後、粉末X線回折装置にて回折ピークを測定し、検出される最大強度のピークにて、ベースラインからピークトップを取った際のピークの半値幅が2θ=1°未満となることで、状態Bから状態Aに変化した一般式(1)で表される化合物を含むことが確認できる。
一般式(1)で表される化合物の質量比が、0.01未満であると樹脂と混合した際、粘度が低くなり公知の方法により積層体を形成することが困難となり、2超になると分散液の粘度が高くなり、分散が困難となる問題がある。
例えば樹脂の乾燥膜厚が、1〜20μmに設定される場合、好ましい一般式(1)で表される化合物の配合割合は、樹脂成分の固形分100質量部に対して、0.1〜100質量部、より好ましくは0.5〜50質量部、最も好ましくは1〜30質量部である。この配合割合が0.1質量部未満であると優れた近赤外線吸収能が得られにくく、逆に、配合割合が100質量部を超えた場合、添加量に見合う上記性能の向上が認められず経済的でない問題がある。なお、一般式(1)で表される化合物の配合割合は、可視及び近赤外域の透過率の設定や近赤外線吸収組成物の積層体の厚みによって変えることができる。
本発明に用いる希釈剤は、一般式(1)で表される化合物の溶解度が5質量%以下である希釈剤を用いる必要があり、該希釈剤を用いることで、一般式(1)で表される化合物を状態Bから状態Aへと変化させることができる。該希釈剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体等のグリコール系溶剤;モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノイソプロピルエーテル、モノブチルエーテル、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−メトキシプロパノール、2−エトキシプロパノール、3−メトキシブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール等のエーテルアルコール系溶剤;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル等のポリエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。
これらの中でも特に、状態Bである一般式(1)で表される化合物を、状態Aである一般式(1)で表される化合物にするのに優れる点より、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、3−メトキシブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノールが好ましく挙げられる。
これらの溶媒は1種で使用されてもよく、2種以上の混合溶媒として使用されてもよい。溶媒の水分含有量は5質量%以下であることが望ましく挙げられる。
本発明に係る近赤外線吸収樹脂組成物は、近赤外線吸収剤分散液と、樹脂成分と、を混合してなるものである。樹脂成分としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化樹脂等が挙げられ透明基材上に積層可能であれば特に制限されるものではなく、例としてはポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。
しかし、用途として考えられるPDPや自動車用、建材用に使用する近赤外線吸収積層体の最外層には該積層体の傷付き防止の目的でハードコート層、もしくは被着体に貼り付けるための粘着剤層が設けられことが多く、ハードコート層もしくは粘着剤層と近赤外線吸収層が経済性、生産性の面から同一であることが望ましい。
これらを単独もしくは他の樹脂と混合して使用することができる。
2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、ベンゾフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾエート等を用いることができるがこれに限定されるものではない。
色補正色素として、例えば、アザポルフィリン系化合物、ポリメチン系化合物、シアニン系化合物、スクアリリウム系化合物、アゾメチン系化合物、ポリメチン系化合物、キサンテン系化合物、ピロメテン系化合物、イソインドリノン系化合物、キナクリドン系化合物、ジケトピロロピロール系化合物、アントラキノン系化合物、ジオキサジン系化合物等挙げられる。
本発明の近赤外線吸収樹脂組成物は、目的に応じて、適切な添加剤を含有してもよい。添加剤の具体例としては、他の近赤外線吸収剤、レベリング剤、顔料、顔料分散剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、耐光安定剤、金属不活性化剤、過酸化物分解剤、充填剤、補強材、可塑剤、潤滑剤、防食剤、防錆剤、乳化剤、鋳型脱型剤、蛍光性増白剤、有機防炎剤、無機防炎剤、滴下防止剤、溶融流改質剤、静電防止剤、すべり付与剤、密着性付与剤、防汚剤、界面活性剤、消泡剤、重合禁止剤、光増感剤、表面改良剤、シランカップリング剤等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤を用いる場合、この紫外線吸収剤は、複合微粒子及び多官能重合性化合物の重合(硬化)反応を阻害しない程度の量で用いられることはいうまでもない。
本発明に係る近赤外線吸収積層体は上記近赤外線吸収樹脂組成物を透明基材上に積層してなる。更には所望の近赤外線吸収性能、公知の方法により近赤外線吸収組成物の積層体を形成するためには積層体の厚みが1〜50μm程度であることが好ましく、用いる樹脂が活性エネルギー線により硬化可能なハードコート樹脂である場合、近赤外線吸収組成物の積層体の厚みは十分な樹脂硬度、耐擦傷性、樹脂の硬化収縮を考慮し1〜20μmであることが望ましい。
特に好ましい透明基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムである。
化合物(A)の製造:
DMF100部にN,N,N’,N’−テトラキス(p−アミノフェニル)−p−フェニレンジアミン10部、シクロヘキシルメチルヨーダイド63部及び炭酸カリウム30部を加え、120℃で10時間反応させた。次いで、上記反応液を水500部中に加え、生じた沈殿を濾過し、メチルアルコール500部で洗浄後、100℃で乾燥し、N,N,N’,N’−テトラキス{p−ジ(シクロヘキシルメチル)アミノフェニル}−p−フェニレンジアミン24.1部を得た。
化合物(B)の製造:
シクロヘキシルメチルヨーダイドを1−ヨード−3−フルオロプロパンに代えた以外は製造例1と同様にして化合物(B)を18部得た。
化合物(C)の製造:
シクロヘキシルメチルヨーダイドをイソブチルヨーダイドに代えた以外は、製造例1と同様にして化合物(C)を18部得た。
化合物(D)の製造:
ヘキサフルオロリン酸銀をビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸銀に代えた以外は、製造例1と同様にして化合物(D)を23部得た。
化合物(E)の製造:
トルエン100部にN,N,N’,N’−テトラキス(p−アミノフェニル)−p−フェニレンジアミン10部、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド12部を加え、80℃で5時間反応させた。次いで、室温まで冷却した後、パラジウム炭素触媒3部を加え、水素ガスを2時間吹き込み水素化反応させた後、1−ヨードプロパン18部及び炭酸カリウム15部を加え、120℃で6時間反応させた。上記反応液を濾過後、濾液にメチルアルコール500部中に加え、生じた沈殿を濾過し、メチルアルコール500部で洗浄後、100℃で乾燥し、N,N,N’,N’−テトラキス{p−(シクロヘキシルメチル−n−プロピル)アミノフェニル}−p−フェニレンジアミン24部を得た。
製造例1で得られた化合物(A)を、CuKα線をX線源とした粉末X線回折装置(理学電気社製、RINT2200)を使用し、管電圧を40kV、管電流を20mA、走査範囲(2θ)を3°〜60°、発散スリットを1/2°、散乱スリットを1/2°、受光スリットを0.15mm、サンプリング幅を0.02°、スキャンスピードを4°/minとした条件で測定した。測定結果を図1に示す。
測定により得られた最大強度のピークにて、ベースラインからピークトップを取った半値幅が2θ=0.21°であることを確認した。
測定の結果、ベースラインから最大強度のピークトップを取った半値幅が2θ=9.2°であり、化合物(A)が状態Aから状態Bと変化したことを確認した。
測定の結果、ベースラインから最大強度のピークトップを取った半値幅が2θ=0.25°であることを確認した。これより、化合物(A)が状態Bから状態Aとなっていることを確認した。
化合物(A)に代えて、製造例2で得られた化合物(B)を用いる以外は、分散液1と同様にして分散液2を得た。
化合物(A)に代えて、製造例3で得られた化合物(C)を用いる以外は、分散液1と同様にして分散液3を得た。
化合物(A)に代えて、製造例4で得られた化合物(D)を用いる以外は、分散液1と同様にして分散液4を得た。
化合物(A)に代えて、製造例5で得られた化合物(E)を用いる以外は、分散液1と同様にして分散液5を得た。
製造例1で得られた化合物(A)を乾式粉砕せずにそのまま0.5部、及び酢酸エチル1.9部、メチルイソブチルケトン7.6部を50mlのガラス容器に添加し、マグネチックスターラーにて30分間攪拌して、分散液6を得た。
化合物(A)に代えて、製造例2で得られた化合物(B)を用いる以外は、分散液6と同様にして分散液7を得た。
化合物(A)に代えて、製造例3で得られた化合物(C)を用いる以外は、分散液6と同様にして分散液8を得た。
化合物(A)に代えて、製造例4で得られた化合物(D)を用いる以外は、分散液6と同様にして分散液9を得た。
化合物(A)に代えて、製造例5で得られた化合物(E)を用いる以外は、分散液6と同様にして分散液10を得た。
分散液1に記載のメチルイソブチルケトンをトルエンにした以外は分散液1と同様にして作製した。CuKα線をX線源とした粉末X線回折装置を用いて同様に測定し、2θ=0.22であり、状態Bのまま分散液中に分散していることを確認した。
得られた分散液1を酢酸エチルで希釈し、濃度が100mg/lとなるよう調製して分光光度計U−4100(日立ハイテク社製)にて吸光度を測定した。
同様に作製した各分散液を酢酸エチル溶媒で希釈し、吸光度を測定した。極大吸収波長と、極大吸収波長におけるモル吸光係数及び半値幅を表1に示す。
(実施例1)
ウレタンアクリレート樹脂UN−3320HA(根上工業社製−屈折率1.493)14.7部、シリカ微粒子分散液ELCOM V−8802(日揮触媒化成製−溶媒メチルイソブチルケトン−濃度40.8%−粒子径12nm−屈折率約1.46)36.0部、分散液1(分散液1)40.7部、希釈溶媒であるメチルイソブチルケトン6.98部、光重合開始剤であるイルガキュア184(BASF社製)1.47部、レベリング剤であるBYK-3500(ビックケミー社製)0.15部を混合し近赤外線吸収樹脂組成物を得た。
次に作製した近赤外線吸収樹脂組成物をPETフィルムA−4300(東洋紡績社製100μm厚)上にコーティングロッド#10を用いバーコートし、100℃で1分間乾燥後、高圧水銀灯で紫外線を150mJ/cm2照射し、近赤外線吸収積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液2に代えた以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収積層体を得た。
実施例1に記載の分散体1を分散体3に代えた以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液4に代えた以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液5に代えた以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収積層体を得た。
アクリル系粘着剤1811L(綜研化学社製)200部、作製した分散液1を20部、イソシアネート系硬化剤L−45(綜研化学社製)0.84部、希釈剤であるメチルイソブチルケトン30部を混合し近赤外線吸収樹脂組成物を得た。
次に作製した近赤外線吸収樹脂組成物をPETフィルムA−4300(東洋紡績社製100μm厚)上にアプリケーターを用い積層し、120℃で3分間乾燥することで近赤外線吸収積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液6に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液7に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液8に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液9に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液10に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例6に記載の分散液1を分散液6に変更した以外は、実施例6と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1に記載の分散液1を分散液11に変更した以外は、実施例1と同様な方法で近赤外線吸収樹脂組成物及び赤外線吸収樹脂組成積層体を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜7で得た近赤外線吸収積層体の透明性を示す尺度としてヘイズ測定を実施した。ヘイズ測定に関してはヘイズメーターNDH5000(日本電色工業製)を使用した。ヘイズ値が小さいほど、透明性に優れていることとなる。ヘイズ値は、2%以下がより好ましく挙げられる。
表2に実施例1〜6及び比較例1〜7で得た近赤外線吸収積層体のヘイズ値を示す。
Claims (10)
- 下記一般式(1)で表される化合物を希釈剤に分散してなる近赤外線吸収剤分散液の製造方法において、
状態Aである一般式(1)で表される化合物を乾式粉砕により粉砕して、状態Bである一般式(1)で表される化合物にする工程と、
状態Bで表される一般式(1)で表される化合物と、一般式(1)で表される化合物の溶解度が5質量%以下である希釈剤と、を質量比0.01:9.99〜2:8の割合で含有させ、10分間以上撹拌させることで、状態Aである一般式(1)で表される化合物とさせる工程と、を有することを特徴とする近赤外線吸収剤分散液の製造方法。
(式中、R1〜R8はそれぞれ同一でも異なっていても良い有機基を表し、X−はアニオンを示す。) - 一般式(1)で表される化合物中のX−が、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオン、ビス(フルオロスルホニル)イミド酸イオンからなる群より選ばれる一種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の近赤外線吸収剤分散液の製造方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の近赤外線吸収剤分散液の製造方法により得られた化合物分散液と樹脂成分とを混合してなることを特徴とする近赤外線吸収樹脂組成物。
- 請求項4に記載の近赤外線吸収樹脂組成物を用いて作製することを特徴とする近赤外線吸収積層体。
- 一般式(1)で表される化合物中のX−が、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオン、ビス(フルオロスルホニル)イミド酸イオンからなる群より選ばれる一種であることを特徴とする請求項6又は7に記載の近赤外線吸収剤分散液。
- 請求項6から8のいずれかに記載の近赤外線吸収剤分散液と樹脂成分とを混合してなることを特徴とする近赤外線吸収樹脂組成物。
- 請求項9に記載の近赤外線吸収樹脂組成物を用いて作製することを特徴とする近赤外線吸収積層体。
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