JP2003507724A - 熱変色性酸化物の層が設けられた基体 - Google Patents
熱変色性酸化物の層が設けられた基体Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、熱変色性酸化物を有する基体に関するものであり、この基体は、直径が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmより薄い厚さ及び150℃より低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸化物の被膜を設けてある。
Description
【0001】
本発明は、熱変色性酸化物の層が設けられた基体に関するものである。本発明
は更に、このような基体を、特に光学的な温度指示器やIR放射用の温度依存反
射器として特別に適用する方法に関するものである。
は更に、このような基体を、特に光学的な温度指示器やIR放射用の温度依存反
射器として特別に適用する方法に関するものである。
【0002】
上述した基体自体は米国特許第 3,834,793号明細書に記載されており、既知で
ある。この米国特許によれば、熱変色性材料の極めて薄肉のフィルムが反射性基
体上に設けられているスイッチング可能な光学素子が得られている。この米国特
許明細書に述べられている適切な基体は、石英上にアルミニウムを設けて成る基
体又はステンレス鋼より成る基体である。熱変色性酸化物が設けられた基体は、
温度依存ミラーとしてそのまま直ちに適用しうる。このような熱変色性材料は、
温度変化の結果としてその反射特性が、従って、その色が変化するものである。
ある種の熱変色性材料の場合、このような変化は極めて大きくでき、例えば、赤
色から黒色に、黄色から赤色に、黄色から暗褐色に変化させることができ、種々
の熱変色性酸化物及びこれらの特有の色変化が米国特許第 3,323,241号明細書に
記載されている。この米国特許第 3,323,241号明細書には酸化バナジウムが述べ
られており、ここでは、バルク状の酸化バナジウムの反射性は極めて悪く、高温
度と低温度との間の相転移時のコントラストも小さいと述べられている。VO2 に特有の反射は優れていないが、VO2 を用いることの重要な理由は、転移温度
が低く、このことがVO2 を実際上の目的に用いるのを容易にするためである。
他の理由は、VO2 は他の熱変色性酸化物に比べて比較的安定しているというこ
とである。
ある。この米国特許によれば、熱変色性材料の極めて薄肉のフィルムが反射性基
体上に設けられているスイッチング可能な光学素子が得られている。この米国特
許明細書に述べられている適切な基体は、石英上にアルミニウムを設けて成る基
体又はステンレス鋼より成る基体である。熱変色性酸化物が設けられた基体は、
温度依存ミラーとしてそのまま直ちに適用しうる。このような熱変色性材料は、
温度変化の結果としてその反射特性が、従って、その色が変化するものである。
ある種の熱変色性材料の場合、このような変化は極めて大きくでき、例えば、赤
色から黒色に、黄色から赤色に、黄色から暗褐色に変化させることができ、種々
の熱変色性酸化物及びこれらの特有の色変化が米国特許第 3,323,241号明細書に
記載されている。この米国特許第 3,323,241号明細書には酸化バナジウムが述べ
られており、ここでは、バルク状の酸化バナジウムの反射性は極めて悪く、高温
度と低温度との間の相転移時のコントラストも小さいと述べられている。VO2 に特有の反射は優れていないが、VO2 を用いることの重要な理由は、転移温度
が低く、このことがVO2 を実際上の目的に用いるのを容易にするためである。
他の理由は、VO2 は他の熱変色性酸化物に比べて比較的安定しているというこ
とである。
【0003】
従って、本発明の目的は、小さな粒子を母材中に入れた形態で設けることがで
きる基体であって、後に、所望に応じいかなる寸法にもしうるいかなる基面上に
も被覆層として被着される当該基体を開発することにある。
きる基体であって、後に、所望に応じいかなる寸法にもしうるいかなる基面上に
も被覆層として被着される当該基体を開発することにある。
【0004】
本発明の他の目的は、熱変色性酸化物の層が設けられた耐腐食性の基体を提供
せんとするにある。
せんとするにある。
【0005】
本発明の更に他の目的は、通常の方法で光学的な温度指示器として用いうる基
体を提供せんとするにある。
体を提供せんとするにある。
【0006】
本発明の更に他の目的は、IR放射に対する温度依存反射器として簡単に用い
うる基体を提供せんとするにある。
うる基体を提供せんとするにある。
【0007】
本発明は、熱変色性酸化物の層が設けられた基体において、この基体は、直径
が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmよりも
薄い厚さ及び150℃よりも低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸化
物の層が設けられていることを特徴とする。
が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmよりも
薄い厚さ及び150℃よりも低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸化
物の層が設けられていることを特徴とする。
【0008】
言葉“粒子”とは、本発明の範囲では、薄く伸びた(プレート状にした)粒子
すなわち薄片を意味するものとする。このような粒子は、アスペクト比が10よ
りも大きいことを特徴としている。更に、本発明にとっては、粒子の配向は、こ
れら粒子を設ける基面に対し平行にすることが重要である。
すなわち薄片を意味するものとする。このような粒子は、アスペクト比が10よ
りも大きいことを特徴としている。更に、本発明にとっては、粒子の配向は、こ
れら粒子を設ける基面に対し平行にすることが重要である。
【0009】
特に、基面、例えば、電気アイロンのソールプレート上に既知の方法により設
けうる透明母材中の分散粒子として基体を設ける目的にとっては、粒子の直径を
200μmよりも小さくするのが望ましい。この範囲を越える直径を有する粒子
を用いる場合には、基体を基面上に薄肉層で設けることが実際上不可能であり、
粒子は所望の反射度を呈さなくなる。更に、この範囲を越える粒子が存在する場
合、例えば、分散の処理の容易性が、特に、このような分散を吹付けにより行な
う場合に不満足なものとなる。熱変色性酸化物は結晶質とする必要がある。その
理由は、非晶質状態は相転移を有さない為である。更に、相転移は、実際上の適
用分野を考慮すると150℃より低い温度で生ぜしめる必要があり、所望の光学
効果を達成するためには結晶質の熱変色性酸化物を150nmよりも薄い厚さで
設ける必要がある。
けうる透明母材中の分散粒子として基体を設ける目的にとっては、粒子の直径を
200μmよりも小さくするのが望ましい。この範囲を越える直径を有する粒子
を用いる場合には、基体を基面上に薄肉層で設けることが実際上不可能であり、
粒子は所望の反射度を呈さなくなる。更に、この範囲を越える粒子が存在する場
合、例えば、分散の処理の容易性が、特に、このような分散を吹付けにより行な
う場合に不満足なものとなる。熱変色性酸化物は結晶質とする必要がある。その
理由は、非晶質状態は相転移を有さない為である。更に、相転移は、実際上の適
用分野を考慮すると150℃より低い温度で生ぜしめる必要があり、所望の光学
効果を達成するためには結晶質の熱変色性酸化物を150nmよりも薄い厚さで
設ける必要がある。
【0010】
本発明の特別な例では、厚さが100nmよりも薄い結晶質の熱変色性酸化物
の層が、100℃よりも低い温度で相転移を有するようにするのが好ましい。こ
のような相転移温度は特に、家庭電化製品の分野、例えば特に、熱い面と物理的
に接触して危害を及ぼすおそれを回避する必要がある電気アイロンのソールプレ
ートにとって望ましい。 適切な基体としては、亜鉛、銅、アルミニウム、これらの任意の合金及びマイ
カをあげることができる。
の層が、100℃よりも低い温度で相転移を有するようにするのが好ましい。こ
のような相転移温度は特に、家庭電化製品の分野、例えば特に、熱い面と物理的
に接触して危害を及ぼすおそれを回避する必要がある電気アイロンのソールプレ
ートにとって望ましい。 適切な基体としては、亜鉛、銅、アルミニウム、これらの任意の合金及びマイ
カをあげることができる。
【0011】
粒子の直径を75μmよりも小さく、特に7〜45μmの範囲とするのが好ま
しいアルミニウムが基体として特に好ましい。その理由は、粒子の直径をこの範
囲とした基体の光学効果が好ましい為である。粒子の直径がこの範囲を越えるも
のも観察した。多数の層を基体上に設ける場合には、アルミニウムが極めて安定
な基体であることも実験により確かめた。
しいアルミニウムが基体として特に好ましい。その理由は、粒子の直径をこの範
囲とした基体の光学効果が好ましい為である。粒子の直径がこの範囲を越えるも
のも観察した。多数の層を基体上に設ける場合には、アルミニウムが極めて安定
な基体であることも実験により確かめた。
【0012】
更に、本発明の他の例では、粒子の直径が150μmよりも小さいマイカを用
いるのが好ましく、この材料は特に耐腐食性である。
いるのが好ましく、この材料は特に耐腐食性である。
【0013】
結晶質の熱変色性酸化物としては、VO2 、特に、単斜晶系構造のVO2 が好
ましく、この材料は、高屈折率を有するとともに半透明である。単斜晶系構造の
VO2 は、約68℃の温度で正方晶系への相転移を有する熱変色性酸化物として
用いるのに特に適しており、この相転移で屈折率が著しく変化する。
ましく、この材料は、高屈折率を有するとともに半透明である。単斜晶系構造の
VO2 は、約68℃の温度で正方晶系への相転移を有する熱変色性酸化物として
用いるのに特に適しており、この相転移で屈折率が著しく変化する。
【0014】
米国特許第 5,364,467号明細書には、金属酸化物の第1無色層と、その上に堆
積された酸化バナジウムの非選択吸収(吸光)性層とが設けられた粒子型金属基
体が開示されているが、このような粒子を熱変色性材料として用いることは、こ
の米国特許明細書から既知であるものではない。この米国特許明細書に開示され
ている分野は、特に自動車工業に対する塗料及びワニスに関するものである。更
に、この米国特許明細書には、熱変色性酸化物を結晶質にする必要があるという
ことを開示していない。
積された酸化バナジウムの非選択吸収(吸光)性層とが設けられた粒子型金属基
体が開示されているが、このような粒子を熱変色性材料として用いることは、こ
の米国特許明細書から既知であるものではない。この米国特許明細書に開示され
ている分野は、特に自動車工業に対する塗料及びワニスに関するものである。更
に、この米国特許明細書には、熱変色性酸化物を結晶質にする必要があるという
ことを開示していない。
【0015】
更に、ある例では、透明又は選択吸収性の金属酸化物の層が基体と熱変色性酸
化物の層との間に設けられているようにするのが好ましく、この追加の層は、1
μmよりも薄い厚さ、特に500μmよりも薄い厚さに設けるのが好ましい。適
切な透明又は選択吸収性の金属酸化物としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、五酸化バナジウム、酸化クロム、酸化
鉄(III )及びその任意の混合物を有する群から選択した金属酸化物を用いるの
が好ましく、屈折率が低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二
酸化シリコン及び酸化アルミニウムが特に好ましい。更に、中間層に対する適切
な透明又は選択吸収性の材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあ
げることができる。
化物の層との間に設けられているようにするのが好ましく、この追加の層は、1
μmよりも薄い厚さ、特に500μmよりも薄い厚さに設けるのが好ましい。適
切な透明又は選択吸収性の金属酸化物としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、五酸化バナジウム、酸化クロム、酸化
鉄(III )及びその任意の混合物を有する群から選択した金属酸化物を用いるの
が好ましく、屈折率が低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二
酸化シリコン及び酸化アルミニウムが特に好ましい。更に、中間層に対する適切
な透明又は選択吸収性の材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあ
げることができる。
【0016】
本発明のある例では、結晶質の熱変色性酸化物の相転移を低くするのが好まし
く、これは、このような層に、原子価が5以上でチタン、ニオブ、モリブデン、
イリジウム、タンタル、タングステン及びその任意の混合物を有する群から選択
した1種類又は数種類の遷移金属をドーピングすることにより達成することがで
きる。
く、これは、このような層に、原子価が5以上でチタン、ニオブ、モリブデン、
イリジウム、タンタル、タングステン及びその任意の混合物を有する群から選択
した1種類又は数種類の遷移金属をドーピングすることにより達成することがで
きる。
【0017】
本発明のある例で、結晶質の熱変色性酸化物の層の相転移を上昇させるのが望
ましい場合には、熱変色性酸化物のこの層に、原子価が4以下で例えば、アルミ
ニウム、クロム、鉄及びその任意の混合物を有する群から選択した1種類又は数
種類の遷移金属がドーピングされているのが好ましい。しかし、原子価が4の場
合、相転移が上昇するか降下するかはあまり予測できないことに注意すべきであ
る。
ましい場合には、熱変色性酸化物のこの層に、原子価が4以下で例えば、アルミ
ニウム、クロム、鉄及びその任意の混合物を有する群から選択した1種類又は数
種類の遷移金属がドーピングされているのが好ましい。しかし、原子価が4の場
合、相転移が上昇するか降下するかはあまり予測できないことに注意すべきであ
る。
【0018】
添加すべき上述したドーパントの量は、所望の温度変位に依存し、Mをドーパ
ント元素としxを化学量論的量とした一般式V1-XMXO2 により表わされる。こ
こで、xは、0<x<0.1、好ましくは0<x<0.05である。
ント元素としxを化学量論的量とした一般式V1-XMXO2 により表わされる。こ
こで、xは、0<x<0.1、好ましくは0<x<0.05である。
【0019】
更に、本発明のある例では、透明又は選択吸収性の金属酸化物の追加の層が結
晶質の熱変色性酸化物の層上に設けられているのが好ましい。このような追加の
層は光学的な機能を有するばかりではなく、例えば、母材中に顔料を導入する際
の、又は当該基体を使用する際の保護機能をも有する。このような例では、透明
又は選択吸収性の金属酸化物の層が結晶質の熱変色性酸化物の層と基体との間に
存在するようにもしうるが、本発明はこのような中間層の存在に限定されるもの
ではない。中間層を存在させる場合、本発明によれば、基体、例えば、アルミニ
ウムにVO2 の層を設け、その上に例えば、二酸化シリコンの層を設ける。しか
し、例えば、アルミニウムに例えば二酸化シリコン層を設け、次にVO2 層を設
けるようにすることもでき、このVO2 層には例えば、二酸化シリコン層を設け
ることもできる。
晶質の熱変色性酸化物の層上に設けられているのが好ましい。このような追加の
層は光学的な機能を有するばかりではなく、例えば、母材中に顔料を導入する際
の、又は当該基体を使用する際の保護機能をも有する。このような例では、透明
又は選択吸収性の金属酸化物の層が結晶質の熱変色性酸化物の層と基体との間に
存在するようにもしうるが、本発明はこのような中間層の存在に限定されるもの
ではない。中間層を存在させる場合、本発明によれば、基体、例えば、アルミニ
ウムにVO2 の層を設け、その上に例えば、二酸化シリコンの層を設ける。しか
し、例えば、アルミニウムに例えば二酸化シリコン層を設け、次にVO2 層を設
けるようにすることもでき、このVO2 層には例えば、二酸化シリコン層を設け
ることもできる。
【0020】
結晶質の熱変色性酸化物の層上に設けることができる適切な金属酸化物は、二
酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化クロ
ム、酸化鉄及びその任意の混合物を有する群から選択することができ、低い屈折
率及び化学的な不活性度を考慮する場合には、二酸化シリコン及び酸化アルミニ
ウムが特に好ましい。更に、このような被覆層に対し適した透明又は選択吸収性
材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあげることができる。この
ような透明又は選択吸収性金属酸化物の厚さは1μmよりも薄くし、特に500
nmよりも薄くするのが好ましい。
酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化クロ
ム、酸化鉄及びその任意の混合物を有する群から選択することができ、低い屈折
率及び化学的な不活性度を考慮する場合には、二酸化シリコン及び酸化アルミニ
ウムが特に好ましい。更に、このような被覆層に対し適した透明又は選択吸収性
材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあげることができる。この
ような透明又は選択吸収性金属酸化物の厚さは1μmよりも薄くし、特に500
nmよりも薄くするのが好ましい。
【0021】
本発明による基体は特に、光学的な温度指示器として用いるのに適している。
この場合、粒子型の基体を透明母材中で、温度変化を受ける基面上に設ける。こ
の場合の適用分野は、電気アイロンのソールプレート、やかんの壁部、料理用電
気鉄板(ホットプレート)等であり、この場合、基体の色が、得られている温度
に関する指示を与えるようにするのが特に望ましい。
この場合、粒子型の基体を透明母材中で、温度変化を受ける基面上に設ける。こ
の場合の適用分野は、電気アイロンのソールプレート、やかんの壁部、料理用電
気鉄板(ホットプレート)等であり、この場合、基体の色が、得られている温度
に関する指示を与えるようにするのが特に望ましい。
【0022】
本発明による基体の他の適用分野は、IR放射用の温度依存反射器、特に温度
を制御する必要がある物体、例えば、衛星パネルである。
を制御する必要がある物体、例えば、衛星パネルである。
【手続補正書】
【提出日】平成13年5月11日(2001.5.11)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 熱変色性酸化物の層が設けられた基体
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、熱変色性酸化物の層が設けられた基体に関するものである。本発明
は更に、このような基体を、特に光学的な温度指示器やIR放射用の温度依存反
射器として特別に適用する方法に関するものである。
は更に、このような基体を、特に光学的な温度指示器やIR放射用の温度依存反
射器として特別に適用する方法に関するものである。
【0002】
上述した基体自体は米国特許第 3,834,793号明細書に記載されており、既知で
ある。この米国特許によれば、熱変色性材料の極めて薄肉のフィルムが反射性基
体上に設けられているスイッチング可能な光学素子が得られている。この米国特
許明細書に述べられている適切な基体は、石英上にアルミニウムを設けて成る基
体又はステンレス鋼より成る基体である。熱変色性酸化物が設けられた基体は、
温度依存ミラーとしてそのまま直ちに適用しうる。このような熱変色性材料は、
温度変化の結果としてその反射特性が、従って、その色が変化するものである。
ある種の熱変色性材料の場合、このような変化は極めて大きくでき、例えば、赤
色から黒色に、黄色から赤色に、黄色から暗褐色に変化させることができ、種々
の熱変色性酸化物及びこれらの特有の色変化が米国特許第 3,323,241号明細書に
記載されている。前記米国特許第 3,834,793号明細書には酸化バナジウムが述べ
られており、ここでは、バルク状の酸化バナジウムの反射性は極めて悪く、高温
度と低温度との間の相転移時のコントラストも小さいと述べられている。VO2 に特有の反射は優れていないが、VO2 を用いることの重要な理由は、転移温度
が低く、このことがVO2 を実際上の目的に用いるのを容易にするためである。
他の理由は、VO2 は他の熱変色性酸化物に比べて比較的安定しているというこ
とである。
ある。この米国特許によれば、熱変色性材料の極めて薄肉のフィルムが反射性基
体上に設けられているスイッチング可能な光学素子が得られている。この米国特
許明細書に述べられている適切な基体は、石英上にアルミニウムを設けて成る基
体又はステンレス鋼より成る基体である。熱変色性酸化物が設けられた基体は、
温度依存ミラーとしてそのまま直ちに適用しうる。このような熱変色性材料は、
温度変化の結果としてその反射特性が、従って、その色が変化するものである。
ある種の熱変色性材料の場合、このような変化は極めて大きくでき、例えば、赤
色から黒色に、黄色から赤色に、黄色から暗褐色に変化させることができ、種々
の熱変色性酸化物及びこれらの特有の色変化が米国特許第 3,323,241号明細書に
記載されている。前記米国特許第 3,834,793号明細書には酸化バナジウムが述べ
られており、ここでは、バルク状の酸化バナジウムの反射性は極めて悪く、高温
度と低温度との間の相転移時のコントラストも小さいと述べられている。VO2 に特有の反射は優れていないが、VO2 を用いることの重要な理由は、転移温度
が低く、このことがVO2 を実際上の目的に用いるのを容易にするためである。
他の理由は、VO2 は他の熱変色性酸化物に比べて比較的安定しているというこ
とである。
【0003】
従って、本発明の目的は、小さな粒子を母材中に入れた形態で設けることがで
きる基体であって、後に、所望に応じいかなる寸法にもしうるいかなる基面上に
も被覆層として被着される当該基体を開発することにある。
きる基体であって、後に、所望に応じいかなる寸法にもしうるいかなる基面上に
も被覆層として被着される当該基体を開発することにある。
【0004】
本発明の他の目的は、熱変色性酸化物の層が設けられた耐腐食性の基体を提供
せんとするにある。
せんとするにある。
【0005】
本発明の更に他の目的は、通常の方法で光学的な温度指示器として用いうる基
体を提供せんとするにある。
体を提供せんとするにある。
【0006】
本発明の更に他の目的は、IR放射に対する温度依存反射器として簡単に用い
うる基体を提供せんとするにある。
うる基体を提供せんとするにある。
【0007】
本発明は、熱変色性酸化物の層が設けられた基体において、この基体は、直径
が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmよりも
薄い厚さ及び150℃よりも低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸化
物の層が設けられていることを特徴とする。
が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmよりも
薄い厚さ及び150℃よりも低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸化
物の層が設けられていることを特徴とする。
【0008】
言葉“粒子”とは、本発明の範囲では、薄く伸びた(プレート状にした)粒子
すなわち薄片を意味するものとする。このような粒子は、アスペクト比が10よ
りも大きいことを特徴としている。更に、本発明にとっては、粒子の配向は、こ
れら粒子を設ける基面に対し平行にすることが重要である。
すなわち薄片を意味するものとする。このような粒子は、アスペクト比が10よ
りも大きいことを特徴としている。更に、本発明にとっては、粒子の配向は、こ
れら粒子を設ける基面に対し平行にすることが重要である。
【0009】
特に、基面、例えば、電気アイロンのソールプレート上に既知の方法により設
けうる透明母材中の分散粒子として基体を設ける目的にとっては、粒子の直径を
200μmよりも小さくするのが望ましい。この範囲を越える直径を有する粒子
を用いる場合には、基体を基面上に薄肉層で設けることが実際上不可能である。
更に、この範囲を越える粒子が存在する場合、例えば、分散の処理の容易性が、
特に、このような分散を吹付けにより行なう場合に不満足なものとなる。熱変色
性酸化物は結晶質とする必要がある。その理由は、非晶質状態は相転移を有さな
い為である。更に、相転移は、実際上の適用分野を考慮すると150℃より低い
温度で生ぜしめる必要があり、所望の光学効果を達成するためには結晶質の熱変
色性酸化物を150nmよりも薄い厚さで設ける必要がある。
けうる透明母材中の分散粒子として基体を設ける目的にとっては、粒子の直径を
200μmよりも小さくするのが望ましい。この範囲を越える直径を有する粒子
を用いる場合には、基体を基面上に薄肉層で設けることが実際上不可能である。
更に、この範囲を越える粒子が存在する場合、例えば、分散の処理の容易性が、
特に、このような分散を吹付けにより行なう場合に不満足なものとなる。熱変色
性酸化物は結晶質とする必要がある。その理由は、非晶質状態は相転移を有さな
い為である。更に、相転移は、実際上の適用分野を考慮すると150℃より低い
温度で生ぜしめる必要があり、所望の光学効果を達成するためには結晶質の熱変
色性酸化物を150nmよりも薄い厚さで設ける必要がある。
【0010】
本発明の特別な例では、厚さが100nmよりも薄い結晶質の熱変色性酸化物
の層が、100℃よりも低い温度で相転移を有するようにするのが好ましい。こ
のような相転移温度は特に、家庭電化製品の分野、例えば特に、熱い面と物理的
に接触して危害を及ぼすおそれを回避する必要がある電気アイロンのソールプレ
ートにとって望ましい。 適切な基体としては、亜鉛、銅、アルミニウム、これらの任意の合金及びマイ
カをあげることができる。
の層が、100℃よりも低い温度で相転移を有するようにするのが好ましい。こ
のような相転移温度は特に、家庭電化製品の分野、例えば特に、熱い面と物理的
に接触して危害を及ぼすおそれを回避する必要がある電気アイロンのソールプレ
ートにとって望ましい。 適切な基体としては、亜鉛、銅、アルミニウム、これらの任意の合金及びマイ
カをあげることができる。
【0011】
粒子の直径を75μmよりも小さく、特に7〜45μmの範囲とするのが好ま
しいアルミニウムが基体として特に好ましい。その理由は、粒子の直径をこの範
囲とした基体の光学効果が好ましい為である。粒子の直径がこの範囲を越えるも
のも観察した。多数の層を基体上に設ける場合には、アルミニウムが極めて安定
な基体であることも実験により確かめた。
しいアルミニウムが基体として特に好ましい。その理由は、粒子の直径をこの範
囲とした基体の光学効果が好ましい為である。粒子の直径がこの範囲を越えるも
のも観察した。多数の層を基体上に設ける場合には、アルミニウムが極めて安定
な基体であることも実験により確かめた。
【0012】
更に、本発明の他の例では、粒子の直径が150μmよりも小さいマイカを用
いるのが好ましく、この材料は特に耐腐食性である。
いるのが好ましく、この材料は特に耐腐食性である。
【0013】
結晶質の熱変色性酸化物としては、VO2 、特に、単斜晶系構造のVO2 が好
ましく、この材料は、高屈折率を有するとともに半透明である。単斜晶系構造の
VO2 は、約68℃の温度で正方晶系への相転移を有する熱変色性酸化物として
用いるのに特に適しており、この相転移で屈折率が著しく変化する。
ましく、この材料は、高屈折率を有するとともに半透明である。単斜晶系構造の
VO2 は、約68℃の温度で正方晶系への相転移を有する熱変色性酸化物として
用いるのに特に適しており、この相転移で屈折率が著しく変化する。
【0014】
米国特許第 5,364,467号明細書には、金属酸化物の第1無色層と、その上に堆
積された酸化バナジウムの非選択吸収(吸光)性層とが設けられた粒子型金属基
体が開示されているが、このような粒子を熱変色性材料として用いることは、こ
の米国特許明細書から既知であるものではない。この米国特許明細書に開示され
ている分野は、特に自動車工業に対する塗料及びワニスに関するものである。更
に、この米国特許明細書には、熱変色性酸化物を結晶質にする必要があるという
ことを開示していない。
積された酸化バナジウムの非選択吸収(吸光)性層とが設けられた粒子型金属基
体が開示されているが、このような粒子を熱変色性材料として用いることは、こ
の米国特許明細書から既知であるものではない。この米国特許明細書に開示され
ている分野は、特に自動車工業に対する塗料及びワニスに関するものである。更
に、この米国特許明細書には、熱変色性酸化物を結晶質にする必要があるという
ことを開示していない。
【0015】
更に、ある例では、透明又は選択吸収性の金属酸化物の層が基体と熱変色性酸
化物の層との間に設けられているようにするのが好ましく、この追加の層は、1
μmよりも薄い厚さ、特に500μmよりも薄い厚さに設けるのが好ましい。適
切な透明又は選択吸収性の金属酸化物としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、五酸化バナジウム、酸化クロム、酸化
鉄(III )及びその任意の混合物を有する群から選択した金属酸化物を用いるの
が好ましく、屈折率が低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二
酸化シリコン及び酸化アルミニウムが特に好ましい。更に、中間層に対する適切
な透明又は選択吸収性の材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあ
げることができる。
化物の層との間に設けられているようにするのが好ましく、この追加の層は、1
μmよりも薄い厚さ、特に500μmよりも薄い厚さに設けるのが好ましい。適
切な透明又は選択吸収性の金属酸化物としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、五酸化バナジウム、酸化クロム、酸化
鉄(III )及びその任意の混合物を有する群から選択した金属酸化物を用いるの
が好ましく、屈折率が低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二
酸化シリコン及び酸化アルミニウムが特に好ましい。更に、中間層に対する適切
な透明又は選択吸収性の材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあ
げることができる。
【0016】
本発明のある例では、結晶質の熱変色性酸化物の相転移の温度を低くするのが
好ましく、これは、このような層に、原子価が5以上でチタン、ニオブ、モリブ
デン、イリジウム、タンタル、タングステン及びその任意の混合物を有する群か
ら選択した1種類又は数種類の遷移金属をドーピングすることにより達成するこ
とができる。
好ましく、これは、このような層に、原子価が5以上でチタン、ニオブ、モリブ
デン、イリジウム、タンタル、タングステン及びその任意の混合物を有する群か
ら選択した1種類又は数種類の遷移金属をドーピングすることにより達成するこ
とができる。
【0017】
本発明のある例で、結晶質の熱変色性酸化物の層の相転移の温度を上昇させる
のが望ましい場合には、熱変色性酸化物のこの層に、原子価が4以下で例えば、
アルミニウム、クロム、鉄及びその任意の混合物を有する群から選択した1種類
又は数種類の遷移金属がドーピングされているのが好ましい。しかし、原子価が
4の場合、相転移の温度が上昇するか降下するかはあまり予測できないことに注
意すべきである。
のが望ましい場合には、熱変色性酸化物のこの層に、原子価が4以下で例えば、
アルミニウム、クロム、鉄及びその任意の混合物を有する群から選択した1種類
又は数種類の遷移金属がドーピングされているのが好ましい。しかし、原子価が
4の場合、相転移の温度が上昇するか降下するかはあまり予測できないことに注
意すべきである。
【0018】
添加すべき上述したドーパントの量は、所望の温度変位に依存し、Mをドーパ
ント元素としxを化学量論的量とした一般式V1-XMXO2 により表わされる。こ
こで、xは、0<x<0.1、好ましくは0<x<0.05である。
ント元素としxを化学量論的量とした一般式V1-XMXO2 により表わされる。こ
こで、xは、0<x<0.1、好ましくは0<x<0.05である。
【0019】
更に、本発明のある例では、透明又は選択吸収性の金属酸化物の追加の層が結
晶質の熱変色性酸化物の層上に設けられているのが好ましい。このような追加の
層は光学的な機能を有するばかりではなく、例えば、母材中に顔料を導入する際
の、又は当該基体を使用する際の保護機能をも有する。このような例では、透明
又は選択吸収性の金属酸化物の層が結晶質の熱変色性酸化物の層と基体との間に
存在するようにもしうるが、本発明はこのような中間層の存在に限定されるもの
ではない。中間層を存在させる場合、本発明によれば、基体、例えば、アルミニ
ウムにVO2 の層を設け、その上に例えば、二酸化シリコンの層を設ける。しか
し、例えば、アルミニウムに例えば二酸化シリコン層を設け、次にVO2 層を設
けるようにすることもでき、このVO2 層には例えば、二酸化シリコン層を設け
ることもできる。
晶質の熱変色性酸化物の層上に設けられているのが好ましい。このような追加の
層は光学的な機能を有するばかりではなく、例えば、母材中に顔料を導入する際
の、又は当該基体を使用する際の保護機能をも有する。このような例では、透明
又は選択吸収性の金属酸化物の層が結晶質の熱変色性酸化物の層と基体との間に
存在するようにもしうるが、本発明はこのような中間層の存在に限定されるもの
ではない。中間層を存在させる場合、本発明によれば、基体、例えば、アルミニ
ウムにVO2 の層を設け、その上に例えば、二酸化シリコンの層を設ける。しか
し、例えば、アルミニウムに例えば二酸化シリコン層を設け、次にVO2 層を設
けるようにすることもでき、このVO2 層には例えば、二酸化シリコン層を設け
ることもできる。
【0020】
結晶質の熱変色性酸化物の層上に設けることができる適切な金属酸化物は、二
酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化クロ
ム、酸化鉄及びその任意の混合物を有する群から選択することができ、屈折率が
低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二酸化シリコン及び酸化
アルミニウムが特に好ましい。更に、このような被覆層に対し適した透明又は選
択吸収性材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあげることができ
る。このような透明又は選択吸収性金属酸化物の厚さは1μmよりも薄くし、特
に500nmよりも薄くするのが好ましい。 熱変色性酸化物の層が設けられた基体は、例えば米国特許第 5,364,467号明細
書に記載されているように、流動層での化学蒸着(CVD)により製造すること
ができる。
酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化クロ
ム、酸化鉄及びその任意の混合物を有する群から選択することができ、屈折率が
低く化学的な不活性度が高いことを考慮する場合には、二酸化シリコン及び酸化
アルミニウムが特に好ましい。更に、このような被覆層に対し適した透明又は選
択吸収性材料としては、窒化シリコン及び弗化マグネシウムをあげることができ
る。このような透明又は選択吸収性金属酸化物の厚さは1μmよりも薄くし、特
に500nmよりも薄くするのが好ましい。 熱変色性酸化物の層が設けられた基体は、例えば米国特許第 5,364,467号明細
書に記載されているように、流動層での化学蒸着(CVD)により製造すること
ができる。
【0021】
本発明による基体は特に、光学的な温度指示器として用いるのに適している。
この場合、粒子型の基体を透明母材中で、温度変化を受ける基面上に設ける。こ
の場合の適用分野は、電気アイロンのソールプレート、やかんの壁部、料理用電
気鉄板(ホットプレート)等であり、この場合、基体の色が、得られている温度
に関する指示を与えるようにするのが特に望ましい。
この場合、粒子型の基体を透明母材中で、温度変化を受ける基面上に設ける。こ
の場合の適用分野は、電気アイロンのソールプレート、やかんの壁部、料理用電
気鉄板(ホットプレート)等であり、この場合、基体の色が、得られている温度
に関する指示を与えるようにするのが特に望ましい。
【0022】
本発明による基体の他の適用分野は、IR放射用の温度依存反射器、特に温度
を制御する必要がある物体、例えば、衛星パネルである。
を制御する必要がある物体、例えば、衛星パネルである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A47J 36/02 A47J 36/02 Z
Fターム(参考) 4B055 AA13 AA33 BA03 BA42 CA01
CD43 FB02 FB04 FB06 FB15
FC16 FD05
Claims (22)
- 【請求項1】 熱変色性酸化物の層が設けられた基体において、この基体は、直
径が200μmよりも小さい粒子であり、この粒子型の基体に、150nmより
も薄い厚さ及び150℃よりも低い温度での相転移を有する結晶質の熱変色性酸
化物の層が設けられていることを特徴とする基体。 - 【請求項2】 請求項1に記載の基体において、厚さが100nmよりも薄い結
晶質の熱変色性酸化物の層は100℃よりも低い温度で相転移を有していること
を特徴とする基体。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の基体において、亜鉛又は銅又はアルミニ
ウム又はこれらの任意の合金又はマイカが基体として用いられていることを特徴
とする基体。 - 【請求項4】 請求項3に記載の基体において、粒子の直径が75μmよりも小
さなアルミニウムが基体として用いられていることを特徴とする基体。 - 【請求項5】 請求項3に記載の基体において、粒子の直径が150μmよりも
小さなマイカが基体として用いられていることを特徴とする基体。 - 【請求項6】 請求項1に記載の基体において、VO2 が熱変色性酸化物として
用いられていることを特徴とする基体。 - 【請求項7】 請求項6に記載の基体において、単斜晶系構造のVO2 が用いら
れていることを特徴とする基体。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項に記載の基体において、透明又は選
択吸収性の金属酸化物の層が基体と熱変色性酸化物の層との間に設けられている
ことを特徴とする基体。 - 【請求項9】 請求項8に記載の基体において、透明又は選択吸収性の金属酸化
物の層が、ほぼ、酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、
酸化錫、酸化クロム、五酸化バナジウム、酸化鉄及びその任意の混合物を有する
群から選択した金属酸化物を以て構成されていることを特徴とする基体。 - 【請求項10】 請求項8又は9に記載の基体において、透明又は選択吸収性の
金属酸化物の層が、1μmよりも薄い厚さに設けられていることを特徴とする基
体。 - 【請求項11】 請求項10に記載の基体において、透明又は選択吸収性の金属
酸化物の層が、500nmよりも薄い厚さに設けられていることを特徴とする基
体。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか一項に記載の基体において、熱変色
性酸化物の層に、チタン、ニオブ、モリブデン、イリジウム、タンタル、タング
ステン及びその任意の混合物を有する群から選択した1種類又は数種類のドーパ
ントが添加されていることを特徴とする基体。 - 【請求項13】 請求項1〜11のいずれか一項に記載の基体において、熱変色
性酸化物の層に、アルミニウム、クロム、鉄及びその任意の混合物を有する群か
ら選択した1種類又は数種類のドーパントが添加されていることを特徴とする基
体。 - 【請求項14】 請求項12又は13に記載の基体において、Mをドーパント元
素とした一般式V1-xMxO2 により表わされたドーパント添加酸化バナジウムで
化学量論的量xを0.1よりも少なくしたことを特徴とする基体。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれか一項に記載の基体において、透明又
は選択吸収性の金属酸化物の層が結晶質の熱変色性酸化物の層上に設けられてい
ることを特徴とする基体。 - 【請求項16】 請求項15に記載の基体において、透明又は選択吸収性の金属
酸化物の層が、ほぼ、酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化錫、酸化クロム、五酸化バナジウム、酸化鉄及びその任意の混合物を有
する群から選択した金属酸化物を以て構成されていることを特徴とする基体。 - 【請求項17】 請求項15又は16に記載の基体において、透明又は選択吸収
性の金属酸化物の層が、1μmよりも薄い厚さに設けられていることを特徴とす
る基体。 - 【請求項18】 請求項17に記載の基体において、透明又は選択吸収性の金属
酸化物の層が、500nmよりも薄い厚さに設けられていることを特徴とする基
体。 - 【請求項19】 請求項1〜18のいずれか一項に記載の基体を光学的な温度指
示器として用いることを特徴とする基体の使用方法。 - 【請求項20】 請求項19に記載の基体の使用方法において、粒子型の基体を
電気アイロンのソールプレート上の透明母材中に設けることを特徴とする基体の
使用方法。 - 【請求項21】 請求項1〜18のいずれか一項に記載の基体をIR放射用の温
度依存反射器として用いることを特徴とする基体の使用方法。 - 【請求項22】 請求項21に記載の基体の使用方法において、基体を衛星パネ
ル上に設けることを特徴とする基体の使用方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99202730.0 | 1999-08-24 | ||
| EP99202730 | 1999-08-24 | ||
| PCT/EP2000/007686 WO2001014498A1 (en) | 1999-08-24 | 2000-08-03 | Substrate provided with a layer of thermochromic oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003507724A true JP2003507724A (ja) | 2003-02-25 |
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ID=8240564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001518816A Pending JP2003507724A (ja) | 1999-08-24 | 2000-08-03 | 熱変色性酸化物の層が設けられた基体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1129149A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003507724A (ja) |
| CN (1) | CN1327467A (ja) |
| WO (1) | WO2001014498A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220060152A (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-11 | 한국전자기술연구원 | 열변색 필름 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0108502D0 (en) * | 2001-04-04 | 2001-05-23 | Isis Innovation | Structure with variable emittance |
| DE102007061272A1 (de) | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Schott Ag | Schichten, insbesondere photonische Schichten, enthaltend thermochrome Verbindungen, auf Glas- oder Glaskeramiksubstraten |
| WO2010039067A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Granqvist Claes Goeran | Thermochromic material and fabrication thereof |
| FI20105303L (fi) * | 2010-03-25 | 2011-09-26 | Iittala Group Oy Ab | Lämpötilaansa muuttavan materiaalin tai välineen lämpötilaindikaattori ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| WO2013170273A2 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Temptime Corporation | Dual-function heat indicator and method of manufacture |
| CA2833862C (en) | 2012-11-19 | 2021-03-09 | Institut National De La Recherche Scientifique (Inrs) | Passively variable emittance device and method for making the same |
| CN106404213B (zh) * | 2016-08-24 | 2019-03-19 | 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 | 测试爆炸温度的装置 |
| CN109206945A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种无机可逆热变色材料及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU546405B2 (en) * | 1982-02-01 | 1985-08-29 | Ppg Industries, Inc. | Vanadium oxide coating |
| CA1329867C (en) * | 1988-07-20 | 1994-05-31 | Hiroshi Ito | Pigment |
| DE4217511A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Basf Ag | Glanzpigmente auf der Basis von mehrfach beschichteten plättchenförmigen metallischen Substraten |
| US5427763A (en) * | 1994-04-15 | 1995-06-27 | Mcdonnel Douglas Corp. | Method for making vanadium dioxide powders |
-
2000
- 2000-08-03 JP JP2001518816A patent/JP2003507724A/ja active Pending
- 2000-08-03 EP EP00960407A patent/EP1129149A1/en not_active Withdrawn
- 2000-08-03 WO PCT/EP2000/007686 patent/WO2001014498A1/en not_active Ceased
- 2000-08-03 CN CN 00802359 patent/CN1327467A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220060152A (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-11 | 한국전자기술연구원 | 열변색 필름 및 그 제조 방법 |
| KR102598989B1 (ko) * | 2020-11-04 | 2023-11-06 | 한국전자기술연구원 | 열변색 필름 및 그 제조 방법 |
Also Published As
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|---|---|
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