JP2004346261A

JP2004346261A - サーモクロミック材料、およびそれを用いたサーモクロミックフィルムまたはサーモクロミックガラス

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Publication number: JP2004346261A
Application number: JP2003147269A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yamamoto; 則幸山本; Hisao Suzuki; 久男鈴木; Hidetoshi Miyazaki; 英敏宮崎
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP4289023B2

Abstract

【目的】本発明は、赤外線に対するサーモクロミック特性が高く、且つ可視光領域の透明性が高いサーモクロミック材料を提供することを第一の課題とし、そのサーモクロミック材料を用いたサーモクロミックフィルムおよびサーモクロミックガラスを提供することを第２の課題とするものである。
【構成】無機質微粒子に、二酸化バナジウムを、あるいは二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウムを、担持させたもの（サーモクロミック材料という）が、赤外線に対するサーモクロミック特性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。また、サーモクロミック材料をフィルム等に含有させたものが、赤外線に対するサーモクロミック特性が高く、且つ可視光領域における透明性が高いことも見出し、本発明を完成するに至った。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境温度によって自動的に赤外線透過量が調節できるサーモクロミック材料に関し、さらに建築物や自動車の窓等に用いることができるサーモクロミックフィルムやサーモクロミックガラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や自動車の窓ガラスを通して室内に照射される太陽光（熱線）を遮断することにより、室内の温度上昇を抑制して冷房効率を高めることが求められている。
太陽光、特に熱線（赤外線）を遮蔽する方法として、透明フィルム表面にアルミニウム、銀、金等の金属膜を蒸着等で形成した熱線反射フィルムを窓に貼付する方法（例えば特許文献１、特許文献２参照）、赤外線遮蔽剤を含有する赤外線遮蔽層を設けた赤外線遮蔽フィルム（例えば特許文献３、特許文献４参照）、酸化インジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）粉末をバインダー樹脂に含有させた層をポリエステルフィルム上に形成させたもの（例えば特許文献５参照）、アンチモンドープ酸化錫層をガラス基板上に形成させる方法（例えば特許文献６参照）等がある。これらの方法は、室内温度が快適な温度以上になる場合は効果的であるが、冬場や朝夕の室内温度が快適な温度以下で赤外線を取り入れたい場合でも赤外線を遮蔽してしまうという欠点が指摘されている。
【０００３】
温度の変化によって透過率や反射率等の光学特性が可逆的に変化することをサーモクロミック現象と言う。
このサーモクロミック現象を有する材料として幾つかの遷移金属酸化物が知られていて、特に、二酸化バナジウムは高いサーモクロミック特性を示すことが知られている。二酸化バナジウムの結晶は、約６８℃で可逆的に半導体−金属相転移が発生する。相転移温度以下では半導体相を示すが、相転移温度以上では金属相に転移し、赤外線透過率が大幅に変化する。この透過率が変化する波長はおよそ８００ｎｍ以上であり、それ以下の波長の透過率はほとんど変化しない。よって、相転移温度の上下で可視光透過率はほとんど変化しない特徴がある。
【０００４】
二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部を他の金属原子（Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｅ等）で置換することにより、相転移温度を変えことができることが知られている。
バナジウムターゲットとタングステンターゲット、あるいはバナジウムターゲットとモリブデンターゲットを反応性二元同時スパッタすることによってサーモクロミック材料を作製する方法が提案されている（例えば特許文献７、特許文献８参照）。しかし、これらの方法では、大面積化が困難で、高コストである。さらに製造に数１００℃の加熱が必要なためガラス等の耐熱性を有する基材にしか使えないという問題がある。
【０００５】
また、バナジウム、あるいはバナジウムとタングステンとを溶解させた過酸化水素水を基板上にスピンコーティングした後、数１００℃で還元焼成する方法も提案されている（例えば非特許文献１参照）。この方法も、大面積化が困難で、製造に数１００℃の加熱が必要なため、ガラス等の耐熱性を有する基材にしか使えないという問題がある。
【０００６】
さらに、赤外線を遮蔽する別の機構を用いた材料も提案されている。透明導電膜を配した一対のガラス基板の間に液晶物質を保持させたもので、電源をオンにすることにより液晶が配向し透明性が向上し、一方、電源をオフにすることにより配向していた液晶が元の状態に戻り透明性が低下するものである（例えば特許文献９参照）。この方法は、電力を必要とすること、環境温度によって自動的には透明性が変化せず、操作が必要なこと、赤外線のみでなく可視光透過率も下がるといった問題がある。
【０００７】
○先行文献
【特許文献１】
特開昭５７−５９７４８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平５７−５９７４９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平７−１００９９６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平８−２８１８６０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特開平１１−３０５０３３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】
特開平３−１０３３４１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】
特開平７−３３１４３０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献８】
特開平８−３５４６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献９】
特開平８−２８６１９２号公報（特許請求の範囲）
【非特許文献１】ＩｋｕｙａＴａｋａｈａｓｈｉｅｔ．ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｙｈｓ．，３５，４３８（１９９６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、赤外線に対するサーモクロミック特性が高く、且つ可視光領域の透明性が高いサーモクロミック材料を提供することを第一の課題とし、そのサーモクロミック材料を用いたサーモクロミックフィルムおよびサーモクロミックガラスを提供することを第２の課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、無機質微粒子に、二酸化バナジウムを、あるいは二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウム（金属置換二酸化バナジウムという。二酸化バナジウムと金属置換二酸化バナジウムとをあわせて二酸化バナジウム等という）を、担持させたもの（サーモクロミック材料という）が、赤外線に対するサーモクロミック特性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。また、サーモクロミック材料をフィルム等に含有させたものが、赤外線に対するサーモクロミック特性が高く、且つ可視光領域における透明性が高いことも見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のサーモクロミック材料を樹脂に添加したものは、良好な可視光透明性とサーモクロミック機能を発現できることがわかった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
○無機質微粒子
本発明に用いる無機質微粒子は、サーモクロミック材料の担持体であり、これをフィルム等に添加した際に透明性を確保出来れば、無機質微粒子の素材は特に限定されない。具体的には、酸化ケイ素、シリカゲル、酸化チタン、ガラス、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、ハイドロタルサイト類化合物、ハイドロタルサイト類化合物の焼成物、および炭酸カルシウム等が無機質微粒子として挙げられる。これらの中で、酸化ケイ素、シリカゲル、酸化チタン、およびガラスが無機質微粒子として好ましい。
酸化ケイ素およびシリカゲルは市販のものを用いてもよいし、テトラエトキシシランのようなアルコキシシランを酸、アルカリ、または水等を用いて加水分解したり、ケイ酸アルカリ金属塩を酸で加水分解して合成してもよい。
フィルム用樹脂との屈折率を任意に合せることが出来るガラスも無機質微粒子として好ましいものである。このガラスとして、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス、および石英ガラス等が挙げられるが、特に限定されない。即ち、フィルム用樹脂の屈折率に合わせて、ガラス組成は任意に調整すればよい。
酸化チタンも無機質微粒子として好ましいものであり、特にルチル型が好ましい。即ち、ルチル型酸化チタン表面に二酸化バナジウム等がエピタキシャル成長して特性が良好な二酸化バナジウム等を強固に担持できる可能性があるためである。
【００１２】
本発明に用いる無機質微粒子の粒径であるが、フィルム等に添加した際、高い可視光領域の透明性を得るため、無機質微粒子の平均粒径は０．２μｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上が好ましい。ただし、サーモクロミック材料とフィルム等との屈折率を合せることによっても、透明性を維持できるため、無機質微粒子が必ずしも０．２μｍ以下である必要はない。
【００１３】
○二酸化バナジウム等
二酸化バナジウムは様々な結晶相が存在するが、単斜晶結晶と正方晶結晶（ルチル型）が可逆的に相転移する。その相転移温度は約６８℃のため、用途によってはそのまま使える。
また、建築物や自動車等の窓に使用することを考えた場合、対象物における最適な温度と不適な温度との境界領域に相転移温度を設定することが好ましい。この場合、二酸化バナジウム中のバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタル等から選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換したもの（金属置換二酸化バナジウム）により相転移温度を目的とする温度に調節することができる。更に、二酸化バナジウム中のバナジウム原子の一部をタングステンおよびモリブデンから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換することが好ましい。
これらの金属原子の置換率は、１０原子％以下が好ましく、０．５原子％以上が好ましい。更に好ましくは１〜８原子％であり、特に好ましくは、１．５〜７原子％である。
【００１４】
○サーモクロミック材料の製造方法
二酸化バナジウム等を無機質微粒子に担持できれば、サーモクロミック材料の製造方法は特に限定されない。気化させた二酸化バナジウム等やその前駆体を無機質微粒子に析出させる気相法や、無機質微粒子に乾式あるいは湿式で二酸化バナジウム等やその前駆物質を付着させる固相法でも製造は可能である。しかし、二酸化バナジウム等の前駆物質を溶解させた溶液中に、無機質微粒子を添加し、これに二酸化バナジウム等あるいはその前駆物質を析出させる方法が好ましい。
【００１５】
二酸化バナジウム等を作製する溶液として、塩化バナジウム水溶液、オキシ二塩化バナジウムの塩酸溶液、オキシ蓚酸バナジウム水溶液、オキシ硫酸バナジウムの硫酸溶液、酸化バナジウムの過酸化水素溶液、およびバナジウムエトキシド等のバナジウムアルコシドのアルコール溶液等が例示できる。そして、このような溶液を用いて無機質微粒子に担持させても良く、当該溶液と、タングステン含有溶液、モリブデン含有溶液、ニオブ含有溶液、および／またはタンタル含有溶液等との混合液を用いて無機質微粒子に担持させても良い。タングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタル等を含有する溶液としては、モリブデン酸アンモニウム水溶液、蓚酸モリブデン水溶液、酸化モリブデンの過酸化水素溶液、モリブデンペンタエトキシド等のモリブデンアルコシドのアルコール溶液、タングステン酸アンモニウム水溶液、蓚酸タングステン水溶液、酸化タングステンの過酸化水素溶液、およびタングステンエトキシド等のタングステンアルコシドのアルコール溶液等が例示できる。
【００１６】
具体的なサーモクロミック材料の製造方法として、バナジウムエトキシドのみで、またはこれと、モリブデンエトキシドおよび／またはタングステンエトキシドとを所定量含有するエタノール溶液に、無機質微粒子を添加し、次に水およびアルカリを添加して加水分解させ、無機質微粒子表面にバナジウムのみ、またはバナジウムとモリブデンおよび／またはタングステンとを含有した水酸化物を析出させ、これを加熱して結晶化させる方法がある。前駆物質として、５価のバナジウム化合物を用いた場合には、水素や窒素気流中で焼成するなどして、４価に還元処理することができる。
また、蓚酸バナジウムのみで、またはこれと、蓚酸モリブデンおよび／または蓚酸タングステンとを所定量含有する水溶液に、無機質微粒子を添加し、次にアルカリを添加して加水分解させ、無機質微粒子表面にバナジウムのみ、またはバナジウムとモリブデンおよび／またはタングステンとを含有した水酸化物を析出させ、これを加熱して結晶化させる方法が例示できる。
また、酸化バナジウムのみで、またはこれと、酸化モリブデンおよび／または酸化タングステンとを所定量含有する過酸化水素水溶液に、無機質微粒子を添加し、アルカリを添加して加水分解させ、無機質微粒子表面にバナジウムのみ、またはバナジウムとモリブデンおよび／またはタングステンとを含有した水酸化物を析出させ、これを加熱して結晶化させる方法もある。
【００１７】
二酸化バナジウム等の担持量であるが、二酸化バナジウム等を担持させた無機質微粒子全質量に対して、０．１％から５０％が好ましく、１％から３０％がさらに好ましい。０．１％未満ではサーモクロミック効果が不十分な場合があり、一方、５０％より多くしてもサーモクロミック効果の向上が期待できず、また透明性が低下することがある。
【００１８】
二酸化バナジウム等を担持させた無機質微粒子を製造するとき、担持後３００〜７００℃で加熱処理することが好ましく、更に好ましくは３５０〜６００℃であり、特に好ましくは３５０〜５００℃である。また、二酸化バナジウム等を担持させた無機質微粒子中の５価のバナジウムを４価に還元処理することも好ましい。この場合、例えば水素雰囲気下または水素気流中（例えば５％水素含有アルゴンガス）、３００〜７００℃で加熱処理することが好ましく、更に好ましくは３５０〜６００℃であり、特に好ましくは３５０〜５００℃である。なお、加熱時間により加熱温度を調節することもできる。
【００１９】
○保護層
二酸化バナジウム等のバナジウムは４価であるため、空気中で５価に酸化する恐れがある。よって、この酸化を抑制するため、二酸化バナジウム等を担持させた無機質微粒子の表面に保護層を設けることもできる。
保護層としては、シランカップリング剤で表面処理する方法、テトラエトキシシラン、チタンテトライソプロポキシド等の金属のエトキシドや、硫酸チタニルや塩化アルミニウム等の金属の塩を表面に付着させた後、加水分解することにより酸化物層や水酸化物層を形成させ方法等が挙げられる。そして、これを乾燥させるとき、６０〜１５０℃に加熱しても良く、８０〜１２０℃に加熱しても良い。
【００２０】
本発明のサーモクロミック材料は、二酸化バナジウムおよび／または金属置換二酸化バナジウムを無機質微粒子に担持したものであり、好ましくは金属置換二酸化バナジウムを無機質微粒子に担持したものであり、更に好ましくは二酸化バナジウムおよび／または金属置換二酸化バナジウムを無機質微粒子に担持したものに保護層を設けたものであり、特に好ましくは金属置換二酸化バナジウムを無機質微粒子に担持したものに保護層を設けたものである。
【００２１】
○サーモクロミックフィルム
本発明のサーモクロミック材料をフィルムに添加することによりサーモクロミックフィルムを作製することができる。ここでいうフィルムとは、ガラスに貼り付けたり、ガラスに挟み込むことに用いられる膜厚の薄いものも、あるいはそれ自身がある程度の強度を有するいわゆるシート状や板状のものも含む。シート状や板状とは、例えば０．１ｍｍ程度のものから１ｃｍ程度のものである。
【００２２】
本発明のサーモクロミックフィルムを作製するときに用いる樹脂としては、フィルムに形成できるものであれば、天然樹脂、半合成樹脂、および合成樹脂のいずれであってもよく、また熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。具体的な樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、およびフェノール樹脂等がある。
【００２３】
サーモクロミック材料の使用量は、樹脂の種類、厚さ、および用途等により異なるが、樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．５〜３０質量部、より好ましくは１〜２０質量部である。０．５質量部未満では、サーモクロミック効果が不十分になることがあり、３０質量部を超えると可視光透過率の低下することがある。
【００２４】
サーモクロミック材料は、樹脂と混合、混練し、常法によりフィルム化することができる。例えば、インフレーション加工、カレンダー加工、またはＴダイ加工を用いることができる。
さらに、フィルムの片面または両面に樹脂層を設けて多層フィルムとすることができる。サーモクロミック材料はどの層に入れてもかまわない。多層フィルムは常法により、例えば、ドライラミネーション、ヒートラミネーション、インフレーション共押し出しにより作製することが出来る。また、樹脂にサーモクロミック材料を添加し塗工することも出来る。塗工方法として、ブレードコーティング、グラビアコーティング、ロッドコーティング、ナイフコーティング、リバースロールコーティング、キスコティング、スプレーコティング、オフセットグラビアコーティング、ディップコート、バーコート、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、エアナイフコーティング、マイヤーバーコーティング、およびスプレーコーティング等を用いることができる。
【００２５】
必要に応じ、可塑剤、滑剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防曇剤、熱安定剤、アンチブロッキング剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、分散剤、および／または表面改質剤等を配合することもできる。
【００２６】
○サーモクロミックガラス
本発明のサーモクロミックフィルムを、ガラスに貼り付けること、あるいは、複数のガラスの間に挟み込むことにより、サーモクロミックガラスを得ることができる。また、ガラスとアクリル板のような透明な樹脂板またはフィルムとの間に挟み込んでもよい。また、透明な樹脂板に貼り付けまたは複数の透明な樹脂板の間に挟み込んでもよい。また、本発明のサーモクロミック材料をガラスに塗付しても良く、ガラス表面に本発明のサーモクロミック材料を形成させても良い。この場合、ガラス上のサーモクロミック材料を保護するために保護フィルムのようなものを用いても良い。
【００２７】
○用途
本発明のサーモクロミック材料は、建築物や自動車の窓に用いることができる。その他にも、装飾用のディスプレー、農業用シート、およびテントやタープといったアウトドア用品、さらには野外用のウェア等にも用いることができる。
【００２８】
○実施態様
無機質微粒子の表面に、二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウムを担持させたことを特徴とするサーモクロミック材料。
無機質微粒子の表面に、二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウムを担持させたものに、保護層を設けたことを特徴とするサーモクロミック材料。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
エタノール５１０ｍｌ、イオン交換水４２ｍｌ、２８％アンモニア水溶液５ｍｌ、およびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）４２ｍｌを混合し室温で７２時間攪拌することによりシリカゲル微粒子分散液を得た。このシリカゲル微粒子の電子顕微鏡観察の結果、一次粒子径は約５０ｎｍであった。このシリカゲル微粒子分散液に１−ブタノール５７０ｍｌを添加し、１１０℃で蒸留することにより溶媒置換を行なった。このシリカゲル微粒子分散液にバナジルイソプロポキシド１３．７ｇをイソプロパノール１３０ｍｌに溶解したものを添加した。そして１時間攪拌後、溶媒を除去した。残渣を解砕後、４００℃で２時間焼成し、引き続き水素気流中で４５０℃で２時間焼成することによりサーモクロミック材料（ＴＭ１）を得た。
【００３１】
＜実施例２＞
バナジルイソプロポキシドのイソプロパノール溶液にモリブデンペンタエトキシド０．７３ｇを加えた以外は実施例１と同様に行ない、サーモクロミック材料（ＴＭ２）を得た。
【００３２】
＜実施例３＞
バナジルイソプロポキシドのイソプロパノール溶液にタングステンペンタイソプロポキシド０．５４ｇを加えた以外は実施例１と同様に行ない、サーモクロミック材料（ＴＭ３）を得た。
【００３３】
＜実施例４＞
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコンーン製ＫＢＭ−４０３）０．１ｇを水を５％含むエタノールに溶解し、実施例２で得た５ｇのＴＭ２と混合した。窒素気流中で１００℃で乾燥し、保護層を設けたサーモクロミック材料（ＴＭ４）を得た。
【００３４】
＜実施例５＞
硫酸チタニル２３．０ｇをイオン交換水５００ｍｌに溶解し、引き続き尿素を４３ｇ添加し、８０℃の温度で、２時間攪拌した。放冷後、１夜攪拌後、ろ過、洗浄した。洗浄したケーキをイオン交換水２５０ｍｌに再分散させ水酸化チタン分散液を得た。この水酸化チタンの電子顕微鏡観察の結果、一次粒子径は約４０ｎｍであった。
オキシ二塩化バナジウム７．８ｇをイオン交換水１３０ｍｌに溶解し、この溶液を水酸化チタン分散液に添加した。そして１時間攪拌後、溶媒を除去した。残渣を粉砕後、４００℃で２時間焼成し、引き続き水素気流中で４５０℃で２時間焼成することによりサーモクロミック材料（ＴＭ５）を得た。
【００３５】
＜実施例６＞
オキシ二塩化バナジウム７．８ｇと五塩化モリブデン０．７２ｇとを希塩酸に溶解した。この溶液に、ポリエステル樹脂とほぼ同じ屈折率に合わせたホウケイ酸ガラス粉末（メジアン径４μｍ）１１．３ｇを添加し、１夜攪拌後、溶媒を除去した。残渣を粉砕後、４００℃で２時間焼成し、引き続き水素気流中で４５０℃で２時間焼成することによりサーモクロミック材料（ＴＭ６）を得た。
【００３６】
＜比較例１＞
バナジルイソプロポキシド４５．７ｇをイソプロパノール４５０ｍｌに溶解し、この溶液をイオン交換水３０００ｍｌに添加した。そして１夜攪拌後、溶媒を除去した。
残渣を粉砕後、粉砕後、４００℃で２時間焼成し、引き続き水素気流中で４５０℃で２時間焼成することによりサーモクロミック材料（ＴＲ１）を得た。
【００３７】
＜実施例７−１２、および比較例２＞
実施例１−６、および比較例１で得たサーモクロミック材料（ＴＭ１〜６、ＴＲ１）を、下記組成で混合後、Ｔダイ法により、厚さ５０μｍのサーモクロミックフィルムを得た。
・サーモクロミック材料３部
・ポリエスル樹脂”ＥＡＳＴＡＲ”Ｃｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒ６７６３（イーストマンケミカル社製）９７部
得られたフィルムの２０℃および４０℃における可視光透過率（５５０ｎｍ）、２０℃および４０℃における赤外線透過率（２５００ｎｍ）、を測定した。ただし、実施例７、実施例１１及び比較例１においては、４０℃でなく７５℃で測定した。その結果を表１に示した。また、測定温度を変えて２５００ｎｍにおける赤外線透過率（ＩＲ透過率）を測定し、相転移温度を求めた。その結果を表２に示した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
＜実施例１３、および比較例３＞
実施例２、および比較例１で得たサーモクロミック材料を、紫外線硬化型樹脂に下記組成で配合した。
・サーモクロミック材料１１質量部
・紫外線硬化型樹脂アロニックスＵＶ−３７０１（東亞合成（株）製）４４質量部
・メチルイソブチルケトン４５質量部
これを、厚さ５０μｍのポリエステルフィルム（ユニチカ（株）製コンブレットＭＳ）に、硬化後の厚さが１．５μｍとなるようにバーコティング法で塗布し、乾燥、ＵＶ照射することにより、サーモクロミックフィルムを得た。
得られたフィルムの２０℃および４０℃における可視光透過率（５５０ｎｍ）、２０℃および４０℃における赤外線透過率（２０００ｎｍ）、を測定した。その結果を表３に示した。
【００４１】
【表３】

【００４２】
＜実施例１４、１５および比較例４＞
実施例９で作製したフィルムをソーダガラス板２枚の間に挟み込みサーモクロミックガラスを得た（実施例１４）。また、実施例７で作製したフィルムの片面にアクリル系粘着剤を塗布してガラス板に貼り付けることによりサーモクロミックガラスを得た（実施例１５）。サーモクロミック材料を添加していないポリエステルフィルムを実施例１７と同様にガラス板に挟み込んだものを比較例４とした。実施例１３と同様に評価し、結果を表４に示した。
【００４３】
【表４】

【００４４】
【発明の効果】
本発明のサーモクロミック材料は、フィルム等に添加した際、可視光における透明性が高く、且つ設定温度以上で赤外線の透過率を制御できる材料である。よって、建築物や自動車等の窓に用いた場合、従来品のように可視光領域の透明性を低下させることなく、また、赤外線を取り入れたい設定温域では赤外線を制御することなく、設定温域を超えた場合で赤外線を遮断することができる。このことから本発明のサーモクロミック材料は、効果的に環境負荷を低減できるスマート材料である。

Claims

無機質微粒子に、二酸化バナジウムを、あるいは二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウムを、担持させたことを特徴とするサーモクロミック材料。
無機質微粒子が酸化ケイ素、シリカゲル、酸化チタン、ガラス、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、ハイドロタルサイト類化合物、ハイドロタルサイト類化合物の焼成物、および炭酸カルシウムから選ばれる１種以上のものである請求項１記載のサーモクロミック材料。
無機質微粒子の平均粒径が０．２μｍ以下である請求項１または請求項２記載のサーモクロミック材料。
タングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子の置換率が二酸化バナジウムのバナジウム原子に対して１０原子％以下の二酸化バナジウムである請求項１〜３にそれぞれ記載のサーモクロミック材料。
二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部を置換する原子が、タングステンおよびモリブデンから選ばれる少なくとも１種以上のものである請求項１〜４にそれぞれ記載のサーモクロミック材料。
無機質微粒子に、二酸化バナジウムを、あるいは二酸化バナジウムのバナジウム原子の一部をタングステン、モリブデン、ニオブ、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種以上の原子で置換した二酸化バナジウムを、担持させたものに保護層を設けたことを特徴とする請求項１〜５にそれぞれ記載のサーモクロミック材料。
請求項１〜６にそれぞれ記載のサーモクロミック材料をフィルム中に添加したことを特徴とするサーモクロミックフィルム。
請求項７記載のサーモクロミックフィルムをガラスに貼付、あるいは複数のガラスの間に挟みこんだサーモクロミックガラス。