JP4463114B2 - 自律的に光制御する積層体およびそれを用いた窓 - Google Patents
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Description
1)透明−白濁の相転移が可逆的であること。
2)可逆変化がむらなく繰返し可能なこと。
3)耐候性があること。
No.1
以下の実施例においては、両親媒性多糖類誘導体にHPC、両親媒性物質にTP400を主に用いるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。等方性水溶液の製造は、非イオン性のベンゾフェノン誘導体とベンゾトリアゾール誘導体の場合は、両親媒性物質に溶解後に水性媒体を添加混合してからHPCを加えて十分に混合撹拌することにより行った。イオン性のベンゾフェノン誘導体とベンゾトリアゾール誘導体の場合は、水に溶解後に両親媒性物質とHPCを順次添加撹拌して調製した。なお、必要に応じて両親媒性物質を複数使用することで、ベンゾフェノン誘導体とベンゾトリアゾール誘導体を等方性水溶液により多く均一に溶解させることもできた。また、積層体の製作に際しては、10cm角の2mm厚と5mm厚フロートガラスを基板1として使用し、中心部に約4gの等方性水溶液2を置き、外周部に2.5mm径の紐状イソブチレンシーラント3−1と室温反応型の2液型シリコーンシーラント3−2を設けて、真空下で対向基板を加圧密着して気泡のない約0.5mm厚の等方性水溶液をもつ積層体とした。また、下記の実施例の積層体は、光耐候性をもって安定的に均一な可逆変化を示した。当然、耐紫外線テストに加えて60℃で5000時間の耐熱テスト、−20℃〜70℃の200回サイクルテスト等においても良好な結果を示した。
UV−106を添加した20℃で透明状態の等方性水溶液を(A)、(B)の2種類調製した。(A)はHPC/TP400/UV−106/水/NaCl:50/25/1.25/87/2であり、(B)はHPC/TP400/UV−106/水:50/25/2.5/87である。(A)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.7%、HT:19.5%であった。白濁開始温度は30℃であった。UVテストでは、200時間の連続照射直後には凝集むらが見られたが気泡の発生は無かった。その凝集むらは室温放置で自然に回復し、白濁開始温度の変動もほとんど無く、良好な白濁遮光状態を維持した。(B)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.6%、HT:13.0%であった。白濁開始温度は41℃であった。UVテストの結果は、(A)と同様であった。以上のように、高い耐候性を確保できた。次に透明な積層体の代表例として、(A)の透明状態と白濁状態の300〜2100nmの透過率(%T)を図4に示した。約400nm以下の紫外線が十分に吸収されているのが分かる。さらに、UVテストの結果を自然光と比較するために、(A)の積層体に対し、自然光による屋外集光式促進暴露試験(米国アリゾナ州のEMMAQUA試験)を半年間おこなった結果、特に変化はなく良好であった。この促進暴露の試験結果は東京での野外暴露の約10年間にあたる。
2, 4−ジヒドロキシベンゾフェノン(以下、UV−100と記す)、2−(2, 4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(以下、UV−7011と記す)、イオン性官能基を有する前記したNo.1の化合物を添加した20℃で透明状態の等方性水溶液を(A)、(B)、(C)の3種類調製した。(A)はHPC/TP400/UV−100/水/NaCl:50/50/1.25/85/1.5であり、(B)はHPC/TP400/UV−7011/水:50/50/1.25/85であり、(C)はHPC/TP400/No.1/水:50/25/1.25/87である。(A)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:89.0%、HT:12.5%であった。白濁開始温度は31℃であった。UVテストの結果は、実施例1と同様に良好であった。(B)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.6%、HT:13.7%であった。白濁開始温度は42℃であった。UVテストの結果は、淡く黄変が起きたが実施例1と同様に良好であった。(C)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:89.0%、HT:14.7%であった。白濁開始温度は48℃であった。UVテストの結果は、実施例1と同様に良好であった。以上のように、高い耐候性を確保できた。
実施例1および実施例2で使用したUV−106、UV−100、UV−7011、No.1の化合物とUV−7011の4位の水酸基にエチレンオキサイド単位を3個付加したもの(以下、UV−7011G3と記す)を添加した等方性水溶液を(A)〜(H)の7種類調製した。なお、PhGはフェニルモノグリコールであり、PhG−55はポリエチレンオキサイド基をもつ、水酸基価約165のフェニルグリコールであり、BPE−60はビスフェノールAにポリエチレンオキサイド基を付加した、水酸基価約228の物質であり、Ca−2Hは塩化カルシウムの2水和物である。(A)はHPC/TP400/PhG−55/UV−100/水/Ca−2H:50/22.5/10/2.5/86/5.5、(B)はHPC/PhG−55/UV−100/水/Ca−2H:50/15/2/86/10、(C)はHPC/TP400/PhG−55/UV−7011/水/NaCl:50/25/5/1.5/87/2.5、(D)はHPC/PhG−55/UV−7011G3/水/Ca−2H:50/50/1/86/10、(E)はHPC/TP400/No.1/水/Ca−2H:50/25/1/86/5、(F)はHPC/BPE−60/PhG−55/UV−100/水/NaCl:50/20/10/1/87/3.5、(G)はHPC/TP400/PhG/UV−100/水/NaCl:50/24/10/1/87/1.5、(H)はHPC/TP400/PhG−55/UV−100/UV−106/水/Ca−2H:50/22.5/10/1.25/1.25/86/5.5である。(A)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.5%、HT:12.4%であった。白濁開始温度は29℃であった。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(B)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.5%、HT:12.5%であった。白濁開始温度は19℃であった。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(C)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.5%、HT:12.7%であった。白濁開始温度は30℃であった。UVテスト結果は、若干淡く黄変が起きたが実施例1と同様に良好であった。(D)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.3%、HT:18.6%であった。白濁開始温度は37℃であった。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(E)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.4%、HT:13.5%であった。白濁開始温度は31℃であった。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(F)は、15℃〜31℃の間は無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.6%、HT:15.6%であった。なお、15℃以下でも白濁状態を示した。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(G)は、PhGの作用で18℃〜29℃の間は透視性をもって淡い白青色の半透明状態をとり、その透過率はRT:約70%、HT:11.7%であった。強く白濁を開始した温度は29℃であった。なお、18℃以下でも白濁状態を示した。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。(H)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.5%、HT:12.1%であった。白濁開始温度は29℃であった。UVテスト結果は、実施例1と同様に良好であった。なお、(F)と(G)の低温域での白濁変化は、UV−100を除いても観察され、安定的な可逆変化も示した。
紫外線吸収剤を含まない等方性水溶液を(A)、(B)の2種類と住友化学のSumisorb・110S(以下、110Sと記す)を添加した等方性水溶液を(C)、(D)の2種類調製した。(A)はHPC/TP400/水/NaCl:50/25/87/2、(B)はHPC/TP400/水:50/25/87、(C)はHPC/TP400/110S/水:50/25/2.5/87、(D)はHPC/TP400/110S/水:50/25/1.25/87である。(A)は、紫外線吸収剤が無添加であり、その透過率はRT:88.5%、HT:13.7%であった。白濁開始温度は34℃であった。UVテストでは、50時間後には気泡発生がおこり回復不可能な変化を示し、100時間後には大気泡の発生と共に白濁変化もおこり難くなり、回復不可能となった。(B)は、紫外線吸収剤が無添加であり、その透過率はRT:88.5%、HT:13.7%であった。白濁開始温度は46℃であった。UVテスト結果は、(A)と同様であった。(C)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:88.0%、HT:17.2%であった。白濁開始温度は52℃であった。UVテストでは、50時間後には白濁開始温度の上昇を起り62℃となり、100時間後には気泡発生と共に白濁変化もおこり難くなり、回復不可能となった。(D)は、無色透明状態をとり、その透過率はRT:89.1%、HT:18.9%であった。白濁開始温度は49℃であった。UVテスト結果は、(C)と同様であった。以上のように110Sを添加しても若干向上した程度であり、長期間の使用には明らかに問題であった。さらに、UVテストの結果を自然光と比較するために、(A)と(C)の積層体に対し、前記したEMMAQUA試験を半年間行った結果、UVテストの場合と同様に回復不可能となった。
Claims (18)
- 非イオン性の両親媒性官能基を有し、水溶性である、重量平均分子量10,000〜200,000の多糖類誘導体100重量部を、前記多糖類誘導体100重量部に対して25〜450重量部となる量の水と60〜5,000の分子量を有する両親媒性物質とからなる水性媒体100〜2,000重量部に溶解した等方性水溶液の層を、少なくとも一部が透明であり、前記水溶液を直視可能な2枚の基板間に積層した積層体において、両親媒性物質に対する20℃での溶解度が1g以上である非イオン性のベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘導体並びに水に対する20℃での溶解度が1g以上である、イオン性官能基が鎖状部を介して結合したベンゼン環を有するイオン性のベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を前記等方性水溶液100重量部に対して0.01〜10重量部添加されている積層体。
- 前記非イオン性のベンゾフェノン誘導体もしくはベンゾトリアゾール誘導体の、両親媒性物質である分子量400のポリオキシプロピレントリメチロールプロパンに対する20℃での溶解度が1g以上である、請求項1に記載の積層体。
- 前記非イオン性のベンゾフェノン誘導体もしくはベンゾトリアゾール誘導体が下記一般式1または3で表される化合物である、請求項1または2に記載の積層体。
- R3〜R6のうちの1個およびR7〜R10のうちの1個が水酸基であってよい、請求項3に記載の積層体。
- 残りのR3〜R6およびR7〜R10が水素原子、メトキシ基またはエトキシ基である、請求項4に記載の積層体。
- イオン性官能基がスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基またはアンモニウム基である、請求項1に記載の積層体。
- 前記等方性水溶液にさらに温度シフト剤が添加されている、請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
- 2種以上の等方性水溶液の層が設けられている、請求項1〜7のいずれかに記載の積層体。
- 少なくとも片側に追加の基板を配置して気体層が設けられている、請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
- 非イオン性の両親媒性官能基を有し、水溶性である、重量平均分子量10,000〜200,000の多糖類誘導体100重量部を、前記多糖類誘導体100重量部に対して25〜450重量部となる量の水と60〜5,000の分子量を有する両親媒性物質とからなる水性媒体100〜2,000重量部に溶解した等方性水溶液の層を、少なくとも一部が透明であり、前記水溶液を直視可能な2枚の基板間に積層した積層体を含む窓において、両親媒性物質に対する20℃での溶解度が1g以上である非イオン性のベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘導体並びに水に対する20℃での溶解度が1g以上である、イオン性官能基が鎖状部を介して結合したベンゼン環を有するイオン性のベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を前記等方性水溶液100重量部に対して0.01〜10重量部添加されている窓。
- 前記非イオン性のベンゾフェノン誘導体もしくはベンゾトリアゾール誘導体の、両親媒性物質である分子量400のポリオキシプロピレントリメチロールプロパンに対する20℃での溶解度が1g以上である、請求項10に記載の窓。
- 前記非イオン性のベンゾフェノン誘導体もしくはベンゾトリアゾール誘導体が下記一般式1または3で表される化合物である、請求項10または11に記載の窓。
- R3〜R6のうちの1個およびR7〜R10のうちの1個が水酸基であってよい、請求項12に記載の窓。
- 残りのR3〜R6およびR7〜R10が水素原子、メトキシ基またはエトキシ基である、請求項13に記載の窓。
- イオン性官能基がスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基またはアンモニウム基である、請求項10に記載の窓。
- 前記等方性水溶液にさらに温度シフト剤が添加されている、請求項10〜15のいずれかに記載の窓。
- 2種以上の等方性水溶液の層が設けられている、請求項10〜16のいずれかに記載の窓。
- 少なくとも片側に追加の基板を配置して気体層が設けられている、請求項10〜17のいずれかに記載の窓。
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