JPH11265006A

JPH11265006A - 積層体およびそれを使用した窓

Info

Publication number: JPH11265006A
Application number: JP3356898A
Authority: JP
Inventors: Haruo Watanabe; 晴男渡辺
Original assignee: AFFINITY KK
Current assignee: AFFINITY KK
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化により可逆変化し、加温時にむら無
く均一に白濁光散乱状態をとる水溶液を基板間に積層し
てなる積層体およびその積層体を使用した窓をうるこ
と。この窓の使用により太陽直射光線を遮光、防眩して
快適で省エネルギー効果をもつ建物、車両を提供するこ
とである。【解決手段】水１００重量部に約４５℃以下の温度で
曇点現象を示さない非イオン性水溶性高分子０．５重量
部〜４０重量部を溶解した溶液１００重量部に曇点現象
をもつ室温で油状で室温の水に均一溶解する両親媒性物
質を０．５重量部〜４５重量部を溶解してなる水溶液の
積層体とそれを使用した窓である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層体に太陽光線
が照射されると、その光吸収による熱作用により水溶液
が白濁変化して光線が散乱遮光することに関する。これ
は、直射光が照射された面のみが選択的に遮光、防眩す
る窓をもった建築物、車両等を可能にする。また、熱素
子と組合せることにより電子カーテンつき間仕切りや扉
等の室内窓等にも利用できる。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境共生の考えのもと、太陽光線
を有効に利用して快適で省エネルギーの窓が求められて
いる。窓に熱線反射ガラス、熱線吸収ガラス等が実用化
しているが冬季、曇天、雨天等において自然光をカット
オフしてしまい開放感をもつ快適性を大きく損ない、昼
光利用に問題があった。そこで、可逆変化して遮光でき
る調光ガラスがもとめられてきた。

【０００３】そこで、本発明者は、太陽エネルギーが窓
に照射していることに注目した。このエネルギーの有無
により、窓ガラスが自律応答して透明ー光散乱の可逆変
化をおこして、快適な居住空間にすることを検討した。
この自律応答特性は、照射面のみ遮光する特長や省エネ
ルギー効果のみならず施工、メンテナンス、維持費等か
らも非常に魅力的であることに着目した。この点から、
フォトクロミック方式とサーモクロミック、サーモトロ
ピック方式が選択できるが、作用機構が複雑でかつ波長
依存をもつフォトクロミック方式よりも、人為的にも必
要に応じて容易に温度調整できる熱作用のみに依存する
サーモクロミック、サーモトロピック方式が優れてい
る。なお、地球にとどく太陽エネルギーは、２９０ｎｍ
から２１４０ｎｍの範囲にあり、その内４００ｎｍから
１１００ｎｍの可視から近赤外域で約８０％を占めてお
り、かつ可視域が近赤外域より大きいことに注目する必
要がある。これは、可視域を制御することが目隠し作用
だけでなく、省エネルギーや防眩の効果に大切であるこ
とを示す。なお、本発明は、太陽エネルギーにより物体
の温度が上昇することを利用している。また、当然、熱
素子を付加して人工的に温度制御することで光散乱状態
にして遮光することもできる。

【０００４】サーモクロミック、サーモトロピック方式
に使用される材料は、特性が不十分でありいまだ実用化
されていない。そこで、サーモクロミックガラス、サー
モトロピックガラスとして広く利用されるためには、下
記の条件を満たす必要がある。１．透明ー不透明の相変化が可逆的であること。２．可逆変化が相分離なく繰り返し可能なこと。３．相転移開始温度が低いこと。４．耐久性があること。５．毒性等の公害がないこと。これらの条件を満たす可能性のある自律応答材料とし
て、水溶液の温度上昇により無色透明から白濁光散乱状
態に相転位する水溶液に本発明者は注目してきた。

【０００５】従来、温度上昇により白濁光散乱状態にな
る水溶液として、非イオン性界面活性剤の曇点現象がよ
く知られており、また本目的への応用も検討されている
が、説明するまでもなく加温による温度上昇で容易に相
分離をおこし前記条件の１、２を満たせなかった。ま
た、ある非イオン性水溶性高分子（例えば、ヒドロキシ
プロピルセルロース、ポリ−Ｎ−イソプロピル−アクリ
ルアミド、ポリビニルメチルエーテル等）の高分子水溶
液は、加温により凝集し、ゲル化して白濁光散乱を示す
ため同様に本目的への応用（実公昭４１−１９２５６、
特願昭５１−０４９８５６、特公昭６１−７９４８）も
検討されているが、やはり前記条件の１、２を満たすこ
ができず実用化に至ってない。さらに、ハイドロゲルの
応用として、特開昭６３−５０００４２のように少なく
とも５成分からなる特殊な反応混合物からなるハイドロ
ゲルの白濁変化を利用する試みがもあるが、やはり前記
条件の１、２を満たすこができず実用化に至ってない。
また、例えば、Ｎ−イソプロピル−アクリルアミドを、
少量のＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを架橋剤
とし、水溶性ラジカル重合開始剤存在下で、水溶液重合
により得られるポリ−Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリル
アミドゲル等の架橋型ハイドロゲルも検討されている
が、やはり前記条件の１、２を満たすこができず実用化
に至ってない。そこで、本発明者は、新しい方法を検討
して、特願平５−６２５０２に記した組成により、ゾル
−ゲル相転移の原理を利用して、凝集して白濁光散乱す
る非イオン性水溶性高分子を相分離することなく均一に
可逆変化させることを見出して有用な積層体を発明し
た。さらに、本発明者は、高温域で容易に水層と油層に
相分離を起こすため、これまで放置されてきた曇点現象
をもつ油状の両親媒性物質の利用を鋭意検討した。その
結果、ゾル−エマルジョン相転移による均一性をもって
可逆変化する水溶液を見出して本発明に至った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】曇点現象をもつ室温で
油状で室温の水に均一溶解する両親媒性物質の水溶液
が、温度上昇により水層と油層に相分離することなく、
温度に依存してゾル−エマルジョン相転移を安定的に可
逆変化する水溶液組成を見出し、透明状態と白濁遮光状
態が可逆変化する水溶液をもつ積層体およびそれを使用
した窓をうることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決するためになされたものであり、温度の上昇によ
り水に溶解している分子が凝集して白濁散乱を起こし、
光透過率が小さくなる水溶液を、少なくとも一部が透明
であり、前記水溶液を直視可能な基板で積層した積層体
において、前記水溶液が、水１００重量部に約４５℃以
下の温度で曇点現象を示さない非イオン性水溶性高分子
０．５重量部〜４０重量部を溶解した溶液１００重量部
に曇点現象をもつ室温で油状で室温の水に均一溶解する
両親媒性物質を０．５重量部〜４５重量部を溶解してな
る水溶液の積層体および温度の上昇により水に溶解して
いる分子が凝集して白濁散乱を起こし、光透過率が小さ
くなる水溶液を、少なくとも一部が透明であり、前記水
溶液を直視可能な基板で積層した積層体を使用した窓に
おいて、前記積層体が、水１００重量部に約４５℃以下
の温度で曇点現象を示さない非イオン性水溶性高分子
０．５重量部〜４０重量部を溶解した溶液１００重量部
に曇点現象をもつ室温で油状で室温の水に均一溶解する
両親媒性物質を０．５重量部〜４５重量部を溶解してな
る水溶液の積層体である窓を提供するものである。

【発明の実施の形態】

【０００８】本発明の基本は、両親媒性物質を均一に溶
解した水溶液が、加温により両親媒性物質が凝集して白
濁光散乱状態となる曇点現象を利用するものである。こ
の曇点現象をおこす両親媒性物質の水溶液は、加温で容
易に油層と水層に相分離して均一な可逆変化を取れなか
った。そこで、本発明者は、温度変化により透明状態と
白濁状態を安定的に均一に可逆変化しうる水溶液を求め
て鋭意検討した。その結果、非イオン性水溶性高分子の
水溶液にこの両親媒性物質を添加したところ、驚くべき
ことに均一性をもって安定的に可逆変化することを発見
した。これは、加温により凝集をおこした両親媒性物質
の微小凝集体が、非イオン性水溶性高分子鎖にトラップ
されて微小分散状態に均一に保持されたものと思える。
その結果、微小凝集体が、さらに凝集して大きな凝集体
に成長し、水層と油層の分離状態になるのを防いだもの
と考えられる。よって、両親媒性物質の微小凝集体と、
その媒体である非イオン性高分子水溶液との屈折率差に
より白濁光散乱を示した。このことは、以下のようにも
言える。本発明の水溶液は、低温域では、両親媒性物質
は水に均一溶解して透明溶液のゾル状態をとり、高温域
では、両親媒性物質は凝集して白い乳濁液のエマルジョ
ン状態となった。このエマルジョン状態は、非イオン性
水溶性高分子の乳化作用により安定化された。その結
果、ゾル−エマルジョン相転移といえるこの可逆変化を
可能にした。このように、本発明は、非イオン性水溶性
高分子、曇点現象をおこす両親媒性物質、純水の３成分
組成を基本とする水溶液を持つ積層体である。

【０００９】非イオン性水溶性高分子は、具体的には、
ビニル系の非イオン性水溶性高分子が水溶液安定性を考
慮すると本発明に重要である。例えば、ポリビニルアル
コール、ポリビニルアクリルアミド、ポリビニルピロリ
ドン等がある。また、ポリビニルアルコールの側鎖にペ
ンダントを付加した変成ポリビニルアルコール（例え
ば、オキシプロピレン基含有のポリビニルアルコールで
ある日本合成化学工業社のＯＫＳ−９０６５Ｎ、疎水基
を付加したクラレ社のＶポリマー等）等もあり、またビ
ニル系より水溶液安定性がおとるが、高分子量のポリエ
チレングリコール、高分子量のポリエチレングリコール
とオキシプロピレンの共重合体（例えば、ウレタン結合
を介した日本合成化学工業社のメルポールＦ−２２０
等）等も利用できる。その分子量は、種類にも依存する
が、重量平均分子量で１万以上でよく、好ましくは１．
５万以上、さらに好ましくは２万以上がよく、分子量が
大きくなると水に溶解し難くなるだけであり、均一に水
に溶解すればよく特に限定されないが、通常入手しえる
のは数百万程度である。その濃度は、水１００重量部に
対し、約１重量部〜約４０重量部でよく、好ましくは約
３重量部〜約３５重量部である。ただし、室温の水に透
明状態に溶解するが、高温域で凝集ゲル化して沈降等の
相分離をおこす水溶性高分子は、本発明に含まれない。
なぜなら、このような水溶性高分子は、高温域でゲルを
形成するので、ゾル−エマルジョン相転移を基本とする
本発明に使用する水溶液には含まれない。

【００１０】以上のように、本発明に有用な非イオン性
水溶性高分子は、約４５℃以下の温度で曇点現象を示さ
ない非イオン性水溶性高分子であるといえる。より好ま
しくは、水溶液状態でも主鎖の切断が起き難いビニル系
の非イオン性水溶性高分子が重要であり、例えばポリビ
ニルアルコール、変成ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルアクリルアミド等がある。なかでも、ポリビニルアル
コールは、室温の水に透明状態に溶解し、使用する高温
域でも凝集して沈降等の相分離をおこすことなく透明状
態を維持して溶解する非イオン性水溶性高分子である。
また、主に、室内で使用される熱素子を付加した間仕切
りガラスの使用温度は、約４０℃以下、高くても４５℃
以下でよい点も知っておく必要がある。

【００１１】なかでも、本発明者は、耐候性をもち水に
均一溶解するポリビニルアルコールに注目した。例え
ば、日本合成化学工業社のゴーセノールＮＨ−２６、Ｎ
Ｍ−１４、ＮＬ−０５、ＧＨ−２０、ＧＬ−０３、ＫＬ
−１１、ＮＨ−１７Ｑ、ＮＭ−１１Ｑ、ＥＧ−２５等が
あり、分子量、ケン化度を特に限定することなく広く利
用できる。さらに、前記したものに限定されることなく
非イオン性の変性ポリビニルアルコールも広く使用でき
る。このように、水に均一に溶解し、水溶液状態で耐候
性をもつ、非イオン性水溶性性高分子は、特に有用であ
る。だだし、熱素子を付加して、室内用（例えば、間仕
切り等）の使用においては、耐候性の条件はゆるくな
る。なお、ケン化度、分子量によりポリビニルアルコー
ル水溶液が、僅かに淡く濁る場合があるが、少なくとも
窓への利用に関しては、全く問題にならなかった。要す
るに、十分な透視性を確保できた。

【００１２】つぎに、本発明に有用な両親媒性物質は、
曇点現象をもつ室温で油状で室温の水に均一溶解する化
合物である。この両親媒性物質は、広く知られており、
例えば、プロピレンオキサイドの重合体（例えば、三洋
化成工業社のニューポールＰＰシリーズ等）、低分子量
のプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合
体（例えば、第一工業製薬社のエパン４２０、７２０
等）、ポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）グリ
コール・モノエーテル（例えば、ブチルアルコール誘導
体である三洋化成工業社のニューポール５０ＨＢシリー
ズ等）、オキシプロピレン基またはオキシエチレン・オ
キシプロピレン基含有の誘導体であるトリオール（例え
ば、三洋化成工業社のニューポール／ＧＰシリーズ、Ｔ
Ｐシリーズ、ＧＬシリーズ、ＧＥＰシリーズ、ＴＬシリ
ーズ等）等があり、また、高級アルキルフェノールにポ
リオキシエチレンを付加した化合物（例えば、ライオン
社のノニルフェノール系のリポノックスＮＣ−８６
等）、高級アルキル基（例えば、炭素数１２、１３のア
ルキル基等）にポリプロピレンオキサイドとポリエチレ
ンオキサイドを付加した化合物（例えば、ライオン社の
レオコールＳＣ−７０、レオコールＳＣ−８０等）があ
る。さらに、オキシエチレンとオキシプロピレンを付加
した変性ジメチルポリシロキサン（例えば、信越化学社
のＫＦ６００８、ＫＦ６０１２、ＫＦ６１５Ａ、東芝シ
リコーン社のＴＳＦ４４５０、ＴＳＦ４４５２、ＴＳＦ
４４４０、東レ・ダウコーニング・シリコーン社のＳＨ
３７４８、ＳＨ３７４９、ＳＨ８７００、ＳＦ８４１０
等）等のようにシリコン化合物も本発明に非常に有用で
あった。なおすでに知られているように、このオキシエ
チレンとオキシプロピレンの割合（例えば、１：１の割
合等）により白濁開始温度を調整できた。

【００１３】曇点現象をもつ室温で油状で室温の水に均
一溶解する両親媒性物質は、つぎの様に定義できる。室
温で油状とは、室温付近の温度、さらに詳しくは、２５
℃で液体であることである。また、室温の水に均一溶解
とは、曇点現象を示す温度以下の水に、必要量を添加し
た時に、両親媒性物質が相分離なく透明状態またはほぼ
透明状態をもって均一に溶解することである。さらに詳
しくは、２重量％水溶液を曇点現象を示す温度以下で相
分離なく透明状態またはほぼ透明状態をもって均一に溶
解することである。例えば、プロピレンオキサイドの重
合体（例えば、三洋化成工業社のニューポールＰＰシリ
ーズ等）の場合、分子量が小さ過ぎると自己凝集が起き
ないので白濁光散乱を示さず、大き過ぎると低温域でも
均一溶解しないので透明状態を示さない。よって、重量
平均分子量は約４００から約１，０００未満が好まし
い。また、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイド
のみからなる低分子量共重合体では、エチレンオキサイ
ドの含有率が１０％程度と低いと低温域でも均一溶解し
ないので透明状態を示さず、４０％程度と高いと高温域
でも自己凝集が起きないので白濁光散乱を示さない。よ
って、１５％〜３０％程度のエチレンオキサイドの含有
率が好ましかった。

【００１４】両親媒性物質の添加量は、水に対する溶解
度に依存するが、一般的に少ないほど淡く白濁光散乱
し、添加量が増大するにしたがい強く白濁した。なお、
溶解度により、僅かに淡く濁る場合があるが、少なくと
も窓への利用に関しては、全く問題にならなかった。要
するに、十分な透視性を確保できた。しかし、多過ぎる
と低温域でも透明状態をとれずに白濁状態を示し本発明
に不適であった。具体的には、室温の水に十分に溶解す
る両親媒性物質、例えば、三洋化成工業社のニューポー
ル／ＧＰ６００は、多量に添加してもよかった。このよ
うに、両親媒性物質の添加量は、水溶性高分子の水溶液
１００重量部に対して、０．５重量部〜４５重量部でよ
く、好ましくは１重量部〜４０重量部でよい。この両親
媒性物質の分子量は、分子構造にも依存するが重量平均
分子量約２４０〜約２０，０００が好ましい。炭化水素
系の両親媒性物質は、重量平均分子量約２４０〜約１
０，０００が使用でき、好ましくは重量平均分子量約２
４０〜約８，０００がよく、さらに好ましくは重量平均
分子量約２４０〜約５，０００がよい。１０，０００以
上の分子量は、合成、精製等が困難となり実用的でない
と言える。また、ポリシロキサン系は、けい素の原子量
が大きいので必ずしも分子量を約２０，０００以下に限
定する必要がないが、側鎖に官能基を付加するため同様
な理由で２０，０００以上のものを製造することが困難
となり実用的でないと言える。ポリシロキサン系は、シ
ロキサン鎖の効果をうるには大きめの分子量がよく重量
平均分子量約１，０００〜約２０，０００がよく、好ま
しくは重量平均分子量約２，０００〜約１８，０００が
よく、さらに好ましくは、重量平均分子量約３，０００
〜約１５，０００がよい。

【００１５】水は、通常の蒸留水、精製水等を使用すれ
ばよい。また、水溶液の白濁開始温度を低温側にシフト
させるには、中性無機塩（例えば、塩化ナトリウム、塩
化カリウム、塩化リチウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナト
リウム等）を添加するとよい。その添加量は、水１００
重量部にに対して０．１重量部ないし１０重量部でよ
い。本発明に使用する水溶液のＰＨは、中性の７付近が
よく、６から８がよく、さらに好ましくは６．５から
７．５の範囲がよい。その他、添加剤として酸化防止
剤、着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤等を適量加えて使用
してもよい。また、溶存酸素を脱気または不活性ガスと
置換すると酸化劣化を防止でき、窓等のように長期間使
用する場合により好ましい。

【００１６】積層体の具体例として、重量平均分子量約
２０，０００のポリビニルアルコール（日本合成化学工
業社のゴーセノールＧＬ−０３）１重量部を５重量％の
塩化ナトリウム水溶液２重量部に溶解した高分子水溶液
１００重量部に平均分子量４００のポリオキシプロピレ
ン２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパ
ンジオールである三洋化成工業社のニューポールＴＰ−
４００を７重量部を添加してなる２０℃で無色透明なＡ
水溶液を調製した。つぎに１０ｃｍ角で、厚み３ｍｍの
フロートソーダガラス間にこの水溶液を０．３ｍｍ厚で
設けて積層体を作成した。この積層体は、室温と６０℃
の可逆安定性および６０℃での１２時間の放置安定性
は、ともに、相分離がなく、良好であった。また、Ａ積
層体は、約２６℃から白濁光散乱を開始して徐々に白濁
遮光が増大していき約４２℃でも僅かに透視性を確認で
き、かつ防眩効果はあった。

【００１７】つぎに、光散乱する大型サンプルの測定に
適している日立制作所社のＵ−４０００形分光光度計を
使用し、積層体の中心部を積分球の窓に近接（約１ｍ
ｍ）して積層体を置き測定した。測定温度は、底温域の
約２１℃の室温と高温域の約４２℃とした。測定波長
は、積層体の温度が測定時に変化する点を考慮して可視
域の４００ｎｍから８００ｎｍのみを約２１℃（透明状
態）と約４２℃（白濁光散乱状態）でおこなった。その
結果を図５に示した。なお、３００ｎｍから４００ｎｍ
と８００ｎｍから２，５００ｎｍもそれぞれ確認したが
可視域と同様に紫外域、近赤外域も遮光された。さら
に、実施例４、実施例５の積層体も同様に測定したとこ
ろ、前記積層体より明らかに強い白濁遮光性を確認し
た。また、太陽直射光線に対する十分な防眩効果も確認
した。

【００１８】次に、本発明に係る積層体の構造とそれを
使用した窓に関して述べる。図１、図２、図３および
図４は、それぞれ、本発明の積層体の一実施例の模式断
面図であって、１は基板、２は水溶液、３は封止、４は
変化しない透明液体、５は中空棒、６は複層ガラスであ
る。

【００１９】図１の積層体は、本発明に係わる積層体の
基本形態を有し、少なくとも一部が透明で水溶液２を直
視可能な基板１の間に水溶液２を積層したものである。
水溶液２の層厚は、特に限定されるものではないが０．
０１ｍｍから２ｍｍ程度でよく、０．２ｍｍ程度の厚み
で十分に遮光できる。封止３は、水の蒸発を防止するた
めにあり、外周部において、基板間に配置されていても
よく、基板の外側に配置されてもよい。封止剤として
は、エポキシ系樹脂接着剤（例えば、東レチオコール社
のフレップ等）、アクリル系樹脂接着剤（例えば、感光
性樹脂であるサンライズメイセイ社のホトボンド等）等
があり、また複層ガラスの封止に利用されているイソブ
チレン系シーラント、ポリサルファイド系シーラント、
ウレタン系シーラント、シリコーン系シーラント等を使
用できる。特に、図示していないがイソブチレン系シー
ラント（内側）とガラス基板に接着性のある封止剤（外
側）を基板間に少なくとも２段封止すると好ましかっ
た。当然、イソブチレン系シーラントと水溶液２が直接
に接触して不都合の場合は、接触を避けるためにバリヤ
ー層を設けるとよい。

【００２０】厚みを確実に制御するために、特に図示し
ていないが、封止部に限定することなく水溶液２にもス
ぺーサー（例えば、ガラスビーズ、セラミックビーズ、
樹脂ビーズ、金属ビーズ等）を使用するとよい。特に５
０ｃｍ角以上のサイズになると液層厚を維持するために
スペーサーは有用であった。さらに、水溶液２の屈折率
に近い物質を使用すると視認でき難くなり好ましい。封
止部は、金属線、ガラス繊維、細板等ひろくスぺーサー
に使用できる。

【００２１】基板は、一部が透明で水溶液２を直視可能
であればよく、種々の材料、例えば、ガラス、プラスチ
ック、セラミックス、金属等を使用することができ、板
状の材料なら単体、複合材料、表面を加工処理した材料
等も使用でき、それを組み合わせて使用してもよい。ま
た、窓材としてのガラス板は、単純単板ガラス、強化ガ
ラス、網入板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラ
ス、熱線吸収反射ガラス、合わせガラス、紫外線カット
ガラス、透明導電性ガラス、複層ガラス、透明単板ガラ
スとポリカーボネイトの複合ガラス等があり、種類、厚
み等を適宜組み合われて一対の基板として目的にあわせ
て使用することができる。特に、図４に示したように、
気体層をもつ複層ガラスとの複合化は、遮光性と断熱性
を共にもつガラスとなり、省エネルギーと快適性のため
に非常に有用である。

【００２２】本発明を窓に使用すると、非常に長期間に
渡り太陽の直射光線を強くうけるので、少なくとも外側
の基板に紫外線カットガラスを使用すると好ましい。例
えば、グリーンガラス、紫外線吸収層を塗布したガラ
ス、紫外線吸収合わせガラス等がある。なお、窓の外側
の基板厚が約５ｍｍ以上であると３３０ｎｍ以下の紫外
線透過が急激に小さくなり耐候性の面で好ましく、また
当然、厚いほど熱線吸収も強まり選択遮光には厚板が有
利である。なお、窓の場合、水平状態と垂直状態の使用
があるが、特に垂直状態では、水溶液２の粘度が低過ぎ
ると温度差による対流によるむらが起きる場合があるの
で注意を必要とした。

【００２３】さらに、図２の積層体は、可逆変化する水
溶液２と変化しない透明液体４を組合せして、同じ基板
間に配置してなる積層体である。可逆変化しない透明液
体４とは、加温されても光線の透過量が特に変化しない
液体またはゲルである。例えば、両親媒性物質を添加し
てない本発明の水溶液である。その分子量は、大きくな
れば自己拡散も無視しうる程度になり、２，０００以
上、好ましくは３，０００以上、さらに好ましくは５，
０００以上がよい。また、水と混合しない液体（例え
ば、流動パラフィン、シリコーンオイル、シリコーンゲ
ル等）を設ける方法でも透視性を確保できる。さらに特
に図示しないが、水溶液２の層厚を連続的に変えて白濁
不透明状態の程度を連続的に変化させた積層体、基板に
凸凹を設けて水溶液２の層厚をかえて透視性を確保した
積層体等の工夫もある。これらは、部分透視性を確保し
て、例えば、自動車のリヤーウインドウ、画像情報を表
示する広告装置等に利用できる。本発明の積層体の利用
範囲を広げるために熱素子を設る方法もある。これは、
電子カーテンとして人工的に熱制御して視線を遮るため
の間仕切りにもなる。熱素子としては、透明導電膜、カ
ーボンペースト、金属ペースト、金属線、チタン酸バリ
ウム系セラミックス等があり、さらに加熱、冷却できる
熱電素子（例えば、小松エレクトロニクス社のサーモパ
ネル等）等も利用することもできる。熱素子の設定は、
基板の内部でも外部でもよく、なた基板の全面でも部分
でもよい。また、熱素子を線状、ストライプ状に分割し
て配置してもよい。また、マトリックス化した熱素子、
赤外線（例えば、レーザー等）等で基板面を選択的に加
温することにより、画像情報を表示することもできる。

【００２４】本発明に係わる窓としては、通常の建築物
の窓、自動車、鉄道車両等の車両、船舶、航空機、エレ
ベーター等の輸送機の窓等がある。この窓は広い意味で
あり、アーケイドやアトリュウム、窓の付いたドア、間
仕切り等をはじめ、全面が透明なガラスドア、衝立、壁
のようなものも含まれる。当然、広く利用される方法と
して、積層体と建材サッシまたは車両用フレームとを組
合せて、建築物、車両等の用途ごとの枠をもつ積層体に
して、現場では従来と同様に取り付けるだけにした窓ユ
ニットも本発明に含まれる。このユニット化は、積層体
の封止をより確実にでき、透過による水の蒸発防止、光
による封止層の劣化防止等に有効である。特に通常の建
築物の窓、車両の窓等のように半永久的な使用や苛酷な
使用には有効である。

【００２５】さらに、この水溶液を中空体、球体、マイ
クロカプセル、樹脂シート等に内包した物を塗布し、積
層する等により面状にして利用する方法も、一部が透明
で水溶液を直視可能であれば、本発明の積層体に含まれ
るものとする。特に、図３に示した中空棒は、有用であ
る。断面は、円形、六角形、四角形、三角形、扁平形等
広く目的にあわせて利用できる。また、封止は、ガラス
を溶融して完全封止にすることもできる。この中空棒を
多数本面状に配置する方法で遮光する機能をはたせる。
例えば、すだれ、ブライン等の使用方法である。当然、
この中空棒を一対に基板間に配置しても使用できる。こ
のように、図３の中空棒も広義に積層体として本発明に
属するものとする。その他、積層体を形状化して、コッ
プ、水槽等にした面状の物体も本発明に含まれる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。

【００２７】実施例１重量平均分子量約２０，０００のポリビニルアルコール
（日本合成化学工業社のゴーセノールＧＬ−０３、ケン
化度約８７．５、重量平均分子量約２万）１重量部を純
水２重量部に溶解した高分子水溶液１００重量部にトリ
オールの重量平均分子量６００のポリオキシプロピレン
グリセリンである三洋化成工業社のニューポールＧＰ−
６００を３５重量部を添加してなる２０℃で無色透明な
水溶液を調製した。３０ｃｍ角で、厚み３ｍｍのフロー
トソーダガラスの外周部に直径２．４ｍｍの線状イソブ
チルシーラントを置き、基板の中央部に水溶液を置き、
その上に対向基板を軽く乗せた状態で真空装置内でさら
し約１Ｔｏｒｒの減圧下で対向基板を加圧してイソブチ
ルシーラントを潰し密着をとった。その後、最外周部に
残した隙間にガラス接着性をもつ感光性樹脂を流し込み
光照射して封止した。その結果、０．３ｍｍ厚で無気泡
の積層体をえた。この積層体は、室温と６０℃の可逆安
定性および６０℃での１２時間の放置安定性は、ともに
相分離がなく良好であった。また、約４１℃から白濁光
散乱を開始して徐々に白濁遮光が増大して透視性をもっ
て防眩効果を確認した。

【００２８】実施例２実施例１のポリビニルアルコール１重量部を５％塩化ナ
トリウム水溶液２重量部に溶解した高分子水溶液１００
重量部にモノエーテルの重量平均分子量２４０のポリ
（オキシエチレン・オキシプロピレン）グリコール・ブ
チルエーテルである三洋化成工業社のニューポール５０
ＨＢ−５５を１５重量部とモノエーテルの重量平均分子
量３７５０のポリ（オキシエチレン・オキシプロピレ
ン）グリコール・ブチルエーテルである三洋化成工業社
のニューポール５０ＨＢ−５１００を６．５重量部添加
してなる２０℃で無色透明なそれぞれＡ水溶液、Ｂ水溶
液を調製した。実施例１と同様にしてＡ積層体、Ｂ積層
体とした。この２種の積層体は、室温と６０℃の可逆安
定性および６０℃での１２時間の放置安定性は、ともに
相分離がなく良好であった。また、Ａ積層体は約３２℃
から、Ｂ積層体は約３８℃から白濁光散乱を開始して徐
々に白濁遮光が増大して透視性をもって防眩効果を確認
した。

【００２９】実施例３ポリビニルアルコール（日本合成化学工業社のゴーセノ
ールＮＬ−０５、ケン化度約９９．０、重量平均分子量
約２万）１０重量部を純水３０重量部に溶解した高分子
水溶液１００重量部に重量平均分子量４００のポリオキ
シプロピレン２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，
３−プロパンジオールである三洋化成工業社のニューポ
ールＴＰ−４００を６重量部添加してなる２０℃で無色
透明な水溶液を調製した。実施例１と同様にして積層体
とした。この積層体は、室温と６０℃の可逆安定性およ
び６０℃での１２時間の放置安定性は、ともに相分離が
なく良好であった。また、約３４℃から白濁光散乱を開
始して徐々に白濁遮光が増大して透視性をもって防眩効
果を確認した。

【００３０】実施例４実施例３のポリビニルアルコール１０重量部を純水５０
重量部に溶解した高分子水溶液１００重量部に重量平均
分子量９５０のプロピレングリコールである三洋化成工
業社のニューポールＰＰ９５０を１０重量部添加してな
る２０℃で無色透明な水溶液を調製した。実施例１と同
様にして積層体とした。この積層体は、室温と６０℃の
可逆安定性および６０℃での１２時間の放置安定性は、
ともに相分離がなく良好であった。また、約２４℃から
白濁光散乱を開始して徐々に白濁遮光が増大して十分な
防眩効果を確認した。

【００３１】実施例５ポリアクリルアミド（アロンフロック社のアロンフロッ
クＮ−１１０Ｌ）５重量部を純水１００重量部に溶解し
た高分子水溶液１００重量部に重量平均分子量４００の
ポリオキシプロピレン２−エチル−２−ヒドロキシメチ
ル−１，３−プロパンジオールである三洋化成工業社の
ニューポールＴＰ−４００／６．５重量部とポリ（オキ
シエチレン・オキシプロピレン）メチルポリシロキサン
である信越化学社のＫＦ６０１２／３．５重量部を混合
添加してなる２０℃で無色透明な水溶液を調製した。実
施例１と同様にして積層体とした。この積層体は、室温
と６０℃の可逆安定性および６０℃での１２時間の放置
安定性は、ともに相分離がなく良好であった。また、約
２３℃から白濁光散乱を開始して徐々に白濁遮光が増大
して十分な防眩効果を確認した。

【００３２】

【発明の効果】本発明の効果は、曇点現象をもつ室温で
油状で室温の水に均一溶解する両親媒性物質の水溶液
が、温度上昇により水層と油層に相分離することなく、
温度に依存によるゾル−エマルジョン相転移を安定的に
可逆変化する水溶液組成を見出し、透明状態と白濁遮光
状態が可逆変化する水溶液をもつ積層体およびそれを使
用した窓をえたことである。本発明者は、非イオン性水
溶性高分子の水溶液にこの両親媒性物質を添加したとこ
ろ、驚くべきことに見事に安定的に可逆変化するゾル−
エマルジョウン相転移を起こす水溶液となることを発見
した。これは、加温により発生する両親媒性物質の微小
凝集体が、非イオン性水溶性高分子鎖にトラップされ均
一なエマルジョウン状態に保持されたものと考えられ
る。その結果、この微小凝集体と媒体との屈折率差によ
る光散乱により白濁遮光をおこした。この積層体を窓に
応用すると、太陽の直射光線で窓が加温されるとその照
射された部分が選択的に透明状態から白濁状態に変化し
て、直射光線が遮光、防眩される。これは、季節、天候
等のその時の環境温度とのバランスにより透明−半透明
−不透明を自動的に変化した。よって、太陽の直射光エ
ネネルギーによりその直射光線を遮光してしまう快適性
をもった自律応答型省エネ窓を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図である。

【図２】本発明の実施例の断面図である。

【図３】本発明の実施例の断面図である。

【図４】本発明の実施例の断面図である。

【図５】本発明の積層体の４００ｎｍから８００ｎｍ域
の透過率変化である。

【符号の説明】

１基板２水溶液３封止４変化しない透明液体５中空棒６複層ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度の上昇により水に溶解している分子
が凝集して白濁散乱を起こし、光透過率が小さくなる水
溶液を、少なくとも一部が透明であり、前記水溶液を直
視可能な基板で積層した積層体において、前記水溶液
が、水１００重量部に約４５℃以下の温度で曇点現象を
示さない非イオン性水溶性高分子０．５重量部〜４０重
量部を溶解した溶液１００重量部に曇点現象をもつ室温
で油状で室温の水に均一溶解する両親媒性物質を０．５
重量部〜４５重量部を溶解してなる水溶液の積層体。
【請求項２】水１００重量部に中性無機塩を０．１重
量部〜１０重量部添加してなる請求項１記載の積層体。
【請求項３】多種水溶液の組合せまたは水溶液と透明
液体の組合せからなる請求項１または請求項２記載の積
層体。
【請求項４】少なくとも加熱することができる熱素子
が設けられている請求項１、請求項２または請求項３記
載の積層体。
【請求項５】温度の上昇により水に溶解している分子
が凝集して白濁散乱を起こし、光透過率が小さくなる水
溶液を、少なくとも一部が透明であり、前記水溶液を直
視可能な基板で積層した積層体を使用した窓において、
前記積層体が、水１００重量部に約４５℃以下の温度で
曇点現象を示さない非イオン性水溶性高分子０．５重量
部〜４０重量部を溶解した溶液１００重量部に曇点現象
をもつ室温で油状で室温の水に均一溶解する両親媒性物
質を０．５重量部〜４５重量部を溶解してなる水溶液の
積層体である窓。
【請求項６】多種水溶液の組合せまたは水溶液と透明
液体の組合せからなる請求項５記載の窓。
【請求項７】少なくとも一方の基板が紫外線吸収ガラ
スからなり、この紫外線吸収ガラスが室外側に向けられ
ている請求項５または請求項６記載記載の窓。
【請求項８】少なくとも一方の基板が複層ガラスから
なる請求項５、請求項６または請求項７記載記載の窓。
【請求項９】少なくとも加熱することができる熱素子
が設けられている請求項５、請求項６、請求項７または
請求項８記載記載の窓。
【請求項１０】積層体と建材サッシまたは車両用フレ
ームとが組合わされてユニットに構成されている請求項
５、請求項６、請求項７、請求項８または請求項９記載
の窓。