JPH0876150A - 棒状体およびそれを使用したブラインド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 封止部からの水溶液組成物の水の透過拡散を
最少になる構造とし、さらに太陽光線の紫外線から曇点
現象を示す水溶性高分子および可逆性安定剤をもつ水溶
液組成物を保護するようにする。この透明な棒状体を用
いて太陽直射光に自律応答して遮光する新しい機能をも
つブラインドを省エネルギー的に達成することである。 ［構成］ 少なくとも曇点現象を示す水溶性高分子およ
び可逆性安定剤をもつ水溶液組成物を中空部に内包して
いる透明な棒状体であり、さらに、棒状体の外壁に紫外
線吸収カットしうる機能を設けた透明な棒状体である。
この透明な棒状体を多数本面状に並べることで新しい機
能をもつブラインドとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加温による熱作用によ
り透明状態と白濁状態を可逆変化する曇点現象を示す水
溶液組成物をもつ棒状体に関するものである。この棒状
体を集合して窓部に利用すると太陽エネルギーで直射光
線を遮光する機能をもつブラインドとなる。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、太陽光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不透明の可逆変化を
おこして、快適な居住空間にすることを検討してきた。
この自律応答特性は、直射光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方式が
選択できるが、作用機構が複雑でかつ熱の影響をうける
フォトクロミック方式よりも、直射光線の吸収からなる
熱作用が利用できるサーモクロミック方式が優れてい
る。

【０００３】そこで、本発明者は、サーモクロミック方
式のなかで加温で白濁散乱して遮光する曇点現象を示す
水溶液組成物に注目し、直射光線を自律応答制御するこ
とで快適な居住空間を省エネルギー的に達成しうる方法
を多面的に検討してきた。本発明に関係する本サーモク
ロミック方式は、冬季は外気温が低いため直射光線の照
射吸収により選択的に加温されても、速やかに放熱する
ので透明状態のままで遮光を起こさないが、夏季は直射
光線が照射した部分のみが選択的に遮光できる。この原
理を応用すると、本発明である自律応答型の新しいブラ
インドとなる。曇点現象を示す水溶性組成物は、ライオ
トロピック型のコレステリック液晶、高分子水溶液、ゲ
ル等がある。なかでも、本発明者が、鋭意検討してきた
曇点現象、すなわち加温により相転移を起こし白濁遮光
する水溶性高分子の水溶液のさらなる応用が本発明であ
る。

【０００４】しかし、曇点現象を示す水溶性高分子の水
溶液組成物は水を溶媒とするために、この水を封止しき
るにはフリット封止以外は不可能である。しかし、窓ガ
ラスのような大サイズの積層体にフリット封止すること
は実用的には不可能であり、かつ非常に不経済であるこ
とは表示用の液晶パネルで実証ずみである。そこで、曇
点現象を示す水溶性高分子の水溶液組成物を中空部をも
つ棒状体に封入することを検討した。また、太陽光線の
紫外線からこの水溶液組成物を保護することも重要であ
る。さらに、この棒状体を面的に集合させることによ
り、太陽直射光に自律応答してその直射光のエネルギー
でその直射光を白濁遮光する新しいブラインド機能を省
エネルギー的に達成することも可能にした。ブラインド
は、窓ガラスの様に固定されることなく、開閉、巻き上
げ、取り付け・取り外し等比較的自由に使用できる長所
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、封止部からの水溶液組成物の水の透過拡散を最少に
なる構造とし、さらに太陽光線の紫外線から曇点現象を
示す水溶性高分子および可逆性安定剤をもつ水溶液組成
物を保護するようにする。この透明な棒状体を用いて太
陽直射光に自律応答して遮光する新しい機能をもつブラ
インドを省エネルギー的に達成することである。

【０００６】

【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、少なくとも曇点
現象を示す水溶性高分子および可逆性安定剤をもつ水溶
液組成物を中空部に内包している透明な棒状体であり、
および少なくとも曇点現象を示す水溶性高分子および可
逆安定剤をもつ水溶液組成物を中空部に内包している透
明な棒状体が面的に集合されてなるブラインドを提供す
るものである。

【０００７】つぎに、本発明を断面構造を基にして説明
をする。図１、２、３、４、５は、本発明の実施例であ
る。１は曇点現象を示す水溶性高分子の水溶液組成物
（以下、水溶液組成物と記す）であり、２は中空の棒状
体の外壁であり、３は封止のキャップであり、４は内部
挿入体であり、５は気体である。

【０００８】図１は、本発明の基本構造である。図１−
１は、横方向の断面図であり中空の棒状体の中空部に水
溶液組成物１を入れたものである。図１−２は、縦方向
の断面図であり中空の棒状体の中空部に水溶液組成物１
を入れ、短部を溶融封止したものである。特に図示して
ないが内部に気泡が混在しても問題ではない。また、断
面形状は、円形に限定されることなく三角、四角、六角
等の異形でもよい。

【０００９】図２は、簡便な封止方法を縦方向の断面図
として図示したものである。図２−１は、キャップ３を
中空部に埋め込む構造としたものである。簡潔な構造で
あると共に突起部がなく多数本を並べて使用する時に隙
間ができず有用である。図２−２は、キャップ３を中空
部に埋め込むと共に外壁端部の厚みまでカバーして端部
の破損を防ぐ構造としたものである。図２−３は、キャ
ップ３を中空部に埋め込むことなく外壁端部全体を覆う
ようにした構造である。なを、特に図示しなかったが、
キャップ３と外壁２の間に封止剤（例えば、エポキシ樹
脂、アクリル系感光性樹脂、ポリサルファイド系シーラ
ント、イソブチレン系シーラント、耐水性のアクリル系
粘着剤等）を介して封止するとより好ましい。

【００１０】図３は、中空棒状体の中空部に水溶液組成
物１と内部挿入体４を配した断面図である。図３−１
は、棒状の内部挿入体４を配したもである。特に図示し
ていないが外壁２と内部挿入体４の間にスペーサーを介
しておいてもよい。これは、比較的大きい中空部空間を
もつ棒状体に有用である。内部挿入体４は、通常は線状
の棒状した形状が使用しやすいが、球状でもよく特に限
定されない。図３−２は、内部挿入体４の断面形状を三
角形にしたものである。これは、四角形、星型等の異形
断面でもよい。図３−３は、内部挿入体４の内部を気体
層にして軽量化と断熱化をさせたものである。

【００１１】図４は、本発明の棒状体を並列に並べて面
的に配置して、ブラインド（すだれ）状にしたものであ
る。個々の棒状体の白濁開始温度を考慮してブラインド
にすると説明するまでもなく多様に太陽の直射光線を制
御できるようになり、この多様性も単純なガラス板の積
層体には不可能な本発明の特長である。図４−１は、横
方向の断面図であり、図４−２は、縦方向の断面図であ
る。この水溶液組成物１の量は、中空部の半分程度でも
よくかなずしも満たさなくてもよい。特に図４−１のよ
うに棒状体を横に並べたタイプは水溶液組成物１が約半
分程度あれば夏季の昼間の太陽直射光線をほぼ遮光でき
る。当然、縦に並べたタイプ利用できる。図５は、外壁
からの透過を防止するために半ピッチずらして２段積層
構造としたブラインドである。個々の棒状体をすだれの
ように糸であんだり、キャップ３にひっかりを設けてそ
こに糸を掛けるようにして連続体としてもよい。また、
本発明の棒状体を単純に両端を固定して多数本並べて使
用してもよい。さらに、一対の透明基板間に面的に設け
て複合的に使用した特殊窓ガラスとしてもよい。この場
合、基板が、紫外線吸収体であると棒状体は紫外線を考
慮することなく一般のガラス、プラスチックを使用でき
る。

【００１２】次に、本発明に使用する材料を記す。曇点
現象を示す水溶性高分子は、例えば、ポリビニルアルコ
ール部分酢化物、ポリビニルメチルエーテル、メチルセ
ルロース、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキ
シド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルメチ
ルオキサゾリディノン、ポリＮ−置換アクリルアミド誘
導体（例えば、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、
ポリＮ−エトキシエチルアクリルアミド等）、ポリＮ−
置換メタクリルアミド誘導体（例えば、ポリＮ−イソプ
ロピルメタクリルアミド、ポリＮ−３−エトキシプロピ
ルメタクリルアミド等）、ポリＮ，Ｎ−ジ置換アクリル
アミド誘導体（例えば、ポリＮ−メチルＮ−エチルアク
リルアミド等）等がある。

【００１３】可逆安定剤とは、本発明者が系統的に研究
開発してきたものである（例えば、特願平５−６２５０
２等）。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等の水溶液が加温され
て、白濁凝集状態と無色透明状態を繰り返し可逆性をう
るために必ず必要な添加剤である。もし、この添加剤が
水溶液に添加されないと加温時に容易に不可逆な凝集相
分離を起こし、本目的に使用できない。曇点現象を示す
水溶液組成物が、特に本発明の主体ではないので詳細な
説明は省略するが、代表例として、ヒドロキシプロピル
セルロース用にはポリプロピレングリコール等があり、
ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド用にはポリアクリ
ル酸ナトリウム等がる。また、必要におうじて例えば、
特願平５−６２５０２等に記載されている水溶性の添加
剤（例えば、白濁開始温度シフト剤、紫外線吸収剤、着
色剤、熱線吸収剤等）をくわえてもよい。

【００１４】棒状体の材料は、透明であればガラス、プ
ラスチック等とくに限定されることなく使用できる。ガ
ラスは、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、熱線吸
収・紫外線吸収加工したガラス等があり特に限定される
ことなく建築用、理化学用等にしようされているものな
ら使用できる。プラスチックは、例えば、透明度があり
建築用にも使用されているポリカーボネイト樹脂、アク
リル樹脂等がある。

【００１５】特に、熱線と紫外線を吸収する材料が有用
である。熱線吸収ガラスには、太陽光エネルギーを吸収
するように設計された熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス
（反射と共に吸収も強い）、熱線吸収反射ガラス、近赤
外線吸収剤をコートしたガラス等がある。そのなかでも
例えば、セリウム、チタン、鉄等の添加による紫外線と
近赤外線を強く吸収するよう設計されたグリーン系の熱
線吸収ガラス（例えば、セントラル硝子社のグリーンラ
ルＳＰ等）、Ｌｏｗ−Ｅガラスという無色透明な熱線反
射ガラス、ブルー系の熱線反射ガラス等を使用するとよ
い。太陽光エネルギーを効率的に吸収すガラスを使用す
ると、外壁の厚みは薄めにしてもよく、その結果、棒状
体の熱容量が小さくなり透明状態へのもどりが速やかに
なる効果がでる。しかし、水も赤外線を吸収する。な
お、一般のソーダライムガラスで厚みが約５ｍｍ以上で
あると３５０ｎｍ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。つぎに、紫外線
吸収カットするには、吸収カット層をコートする方式と
ガラスバルク吸収の方式がある。吸収カット層をコート
する方式は、例えば、日本ペイント社のスーパーフロン
Ｒ２４０、岩城硝子社の紫外線カットガラス、アトム化
学塗料社のアトムバリアンＵＶ、多層蒸着膜等があり、
ガラスバルク吸収の方式は、例えば、セントラル硝子社
のグリーンラルＳＰ、五鈴精工硝子社のＩＴＹ、日本電
気硝子社のファイアライト等がある。通常のソーダライ
ムガラスは、紫外線を吸収するが、薄くなると紫外線を
透過しやすくなるので、特に約４ｍｍ以下の薄板を用い
る場合には紫外線吸収カット層を設けるのが好ましい。
しかし、５ｍｍ以上になると３５０ｎｍ以下の紫外線吸
収も強まり有利である。特に、特願平４−１８５０１に
記されているハロゲン化銅の微粒子をもつホウ珪酸ガラ
ス（例えば、五鈴精工硝子社のＩＴＹ等）は紫外線を確
実にカットでき非常に有用である。なお、プラスチック
の紫外線吸収は、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂
等に紫外線吸収剤を添加すればよく、３８０ｎｍ以下を
カットでき通常に市販されている。また、内部挿入体
は、紫外線を吸収する必要はないが、耐水性があればよ
く装飾性等も考慮して広く材料を選択できる。

【００１６】製法は、溶液法と個体法がある。溶液法
は、特に説明するなでもなく棒状体の中空部に水溶液組
成物を注入してキャップをすればよい。個体法は、棒状
体の中空部内で水溶性高分子と水を接触させて目的組成
の水溶液にする方法である。たとえば、棒状、粒状、膜
状等の個体水溶性高分子を中空部にいれておき、その後
低粘度の水を隙間に注入しキャップをすればよい。この
時、水温を約６０℃〜８０℃程度に加温しておくと増粘
防止等の効果がある。数日放置すれば自己拡散により均
一化するので、特に問題は生じない。

【００１７】さらに耐光性に関してのべる。本発明者
は、曇点現象を示す水溶性高分子の代表例としてセルロ
ースに酸化プロピレンを反応させて得られるヒドロキシ
プロピルセルロースを選択したが特にこれに限定される
ものでない。図６は、このヒドロキシプロピルセルロー
スの１重量％水溶液を石英製１ｃｍセルに入れて１９０
ｎｍから４００ｎｍの紫外域で測定した分光吸収スペク
トルである。このように炭素、酸素、水素からなる線状
ホモ多糖類誘導体でも２９０ｎｍから３８０ｎｍの紫外
域の波長にショルダーからのテーリングによる吸収がみ
られる。だが、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｈの原子間結合エ
ネルギーは、３５０ｎｍ以下であり少なくとも官能基が
ヒドロキシプロピル基である線状ホモ多糖類誘導体では
３５０ｎｍ以下の紫外線をカットすることにより本目的
を満たせるといえる。また、一般にポリマーの光劣化を
起す最大感度波長は、２９０ｎｍから３２０ｎｍの波長
域にある。なお、本発明に基板として主に使用するソー
ダライムガラス３５０ｎｍでの分光透過率は、３ｍｍ厚
／７８．１％、５ｍｍ厚／７０．３％、１０ｍｍ厚／５
４．０％、１９ｍｍ厚／３３．７％のように１９ｍｍ厚
でさえもまだ約３分の１の光量を透過する。しかし、３
００ｎｍでの分光透過率は、３ｍｍ厚／０．１％であり
この３００ｎｍ以下の紫外線はガラス基板で吸収され、
３２０ｎｍでの分光透過率は、３ｍｍ厚／１５．４％、
５ｍｍ厚／４．７％、１０ｍｍ厚／０．２％、１９ｍｍ
厚／０．０％となる。このようにガラス厚が５ｍｍ以上
になと３２０ｎｍでの分光透過率は５％以下になり、図
６のテーリングしている弱い吸収スペクトルと重ねて見
ると３００ｎｍから３５０ｎｍの紫外線を半分以上カッ
トされることが分かる。また、その波長域でも光劣化に
大きく影響する短波長側の紫外線がカットされる。その
結果、５ｍｍ厚以上のソーダライムガラスは、紫外線カ
ット層となり本発明の特異例の一つとなる。また、３８
０ｎｍの分光透過率は、３ｍｍ厚／８６．５％、５ｍｍ
厚／８３．２％、１０ｍｍ厚／７５．６％、１９ｍｍ厚
／６３．６％である。当然であるが、より確実に長期安
定性を確保するために３５０ｎｍから３８０ｎｍまでの
紫外線をもカットするとよい。

【００１８】そこで、本発明者らは紫外線カット層の有
無による耐光性の比較テストをした。透明な棒状体は、
個体法でえた。ヒドロキシプロピルセルロース（平均重
合度が１７５、２％水溶液の２０℃における粘度が８．
５ｃｐｓ、ヒドロキシプロピル基が６２．４％）１００
重量部に水２００重量部および重量平均分子量２００の
ポリプロピレン２０重量部からなる水溶液を内径５ｍｍ
の中空部に内包した。試験サンプルとして、Ｓ１は透過
率を高くするために外壁が１．９ｍｍ厚のソーダライム
ガラスを選択し紫外線カット層のない比較のための棒状
体、Ｓ２は上記の１．９ｍｍ厚ガラスに紫外線カット層
として日本ペイント社のスーパーフロンＲ２４０を０．
０４８ｍｍ塗布した棒状体、Ｓ３は外壁が１．９ｍｍ厚
のソーダライムガラスの棒状体、Ｓ４は３４０ｎｍ以下
をカットする３ｍｍ厚のセントラル硝子社のグリーンラ
ルＳＰ組成の棒状体、Ｓ５は４００ｎｍ以下をカットす
るハロゲン化銅の微粒子をもつホウ珪酸ガラス組成の棒
状体を作成した。これらサンプルを紫外線照射して比較
した。紫外線照射装置は、２９５ｎｍから４５０ｎｍの
波長を出し、特に紫外線はウエザーメーターの３０倍以
上のレベルをもつアイグラフィクス社のＳＵＶ−Ｆ２型
を使用して、紫外線強度１００ｍｗ、ブラックパネル温
度６３℃、照射距離２３５ｍｍの条件で８、２４、４８
時間照射して室温２４℃にもどして観察した。その結果
は明白で、紫外線カット層を持たないＳ１は２４時間後
にはヘイズの発生が観察され、４８時間はヘイズの拡大
と気泡の発生もみた。このＳ１に対してＳ２、Ｓ３、Ｓ
４、Ｓ５は特に変化が見られずに安定していた。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、封止部か
らの水溶液組成物の水の透過拡散を最少になる構造とな
り、太陽光線の紫外線から曇点現象を示す水溶性高分子
および可逆性安定剤をもつ水溶液組成物を保護できた。
この透明な棒状体を面状に多数本用いてブラインドとし
た。これは夏季において、太陽直射光線に自律応答して
遮光する新しい機能をもつブラインドを省エネルギー的
に達成することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である棒状体の断面図である。

【図２】本発明の実施例である棒状体キャップした断面
図である。

【図３】本発明の実施例である棒状体の中空部に内部挿
入体設けた断面図である。

【図４】本発明の実施例である棒状体を並列においたブ
ラインドの断面図である。

【図５】本発明の実施例である棒状体を半ピッチずらし
て２段層にしたブラインドの断面図である。

【図６】ヒドロキシプロピルセルロースの１重量％水溶
液の分光吸収スペクトルである。

【符号の説明】

１ 曇点現象を示す水溶性高分子の水溶液組成物 ２ 中空の棒状体の外壁 ３ 封止キャップ ４ 内部挿入体 ５ 気体

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】棒状体およびそれを使用したブラインド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも曇点現象を示す水溶性高分子
   および可逆安定剤をもつ水溶液組成物を中空部に内包し
   ている透明な棒状体。
2. 【請求項２】 棒状体の外壁が少なくとも約３４０ｎｍ
   以下の紫外線をカットできる請求項１の透明な棒状体。
3. 【請求項３】 棒状体の中空部に内部挿入体を挿入して
   ある請求項１または請求項２の透明な棒状体。
4. 【請求項４】 少なくとも曇点現象を示す水溶性高分子
   および可逆安定剤をもつ水溶液組成物を中空部に内包し
   ている透明な棒状体が面的に集合されてなるブライン
   ド。
5. 【請求項５】 外壁が少なくとも約３４０ｎｍ以下の紫
   外線をカットできる棒状体である請求項４のブライン
   ド。