JPH0687629A - フォトクロミック材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチックに配合し、又は塗布し、又は積
層一体化することによって、光照射時に着色する耐久性
の良好なプラスチック製の採光用建材その他の成形品を
製造できるフォトクロミック材を提供する。 【構成】 本発明のフォトクロミック材は、フォトクロ
ミックガラスを微粉砕して粉末にするか、或はこの粉末
とバインダー樹脂と有機溶剤を配合して塗料を調製する
か、或はこの塗料を透光性樹脂フィルムの少なくとも片
面に塗布して塗膜を形成するか、或は上記粉末を透光性
樹脂に混練してシート状に成形したものである。微粉砕
したフォトクロミックガラスを使用するので耐久性に優
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光照射によって着色す
るプラスチック製の採光用建材その他の成形品を製造す
る場合に使用されるフォトクロミック材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラスにＡｇＣｌ等を溶解し、そ
の一部を微結晶として析出させたフォトクロミックガラ
スが開発された。このフォトクロミックガラスは、光を
照射すると着色し、照射をやめると透明になるので、サ
ングラス等の分野で実用化されている。

【０００３】しかし、フォトクロミックガラスは割れや
すく、弾性的に曲げることもできないので、例えば採光
用屋根材、採光用天窓材その他の採光用建材等の用途に
は不向きなものである。

【０００４】そこで、本発明者らは、光照射によって着
色するプラスチック製の採光用建材等の開発に着手した
が、次のような解決すべき問題が生じた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】即ち、ＡｇＣｌ等の無
機のフォトクロミック化合物はプラスチックに含有させ
てもフォトクロミズムを生じないので、プラスチック製
の採光用建材その他の成形品を得る場合は、スピロピラ
ン系、ジアリールエテン系、チオインジゴ系、フルギド
系等の有機のフォトクロミック化合物を使用する必要が
ある。けれども、これらの有機フォトクロミック化合物
は、酸化や紫外線照射によって劣化しやすいため、プラ
スチックに含有させても比較的短期間のうちにフォトク
ロミズムを生じにくくなり、耐久性に優れたプラスチッ
ク製の建材等を得ることができないという問題があっ
た。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、プラスチックに配合し、
或は塗布し、或は積層一体化することによって、長期間
フォトクロミズムの低下をきたさない耐久性に優れたプ
ラスチック製の採光用建材その他の成形品を得ることが
できるフォトクロミック材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、フォトク
ロミックガラスを微粉砕した粉末から成る第一発明のプ
ラスチック配合用フォトクロミック材、或は、このフォ
トクロミックガラスの粉末とバインダー樹脂と有機溶剤
を配合した塗料から成る第二発明のフォトクロミック
材、或は、この塗料を透光性樹脂フィルムの少なくとも
片面に塗布した第三発明のフォトクロミック材、或は、
上記粉末を透光性樹脂に混練してシート状に成形した第
四発明のフォトクロミック材によって達成される。

【０００８】

【作用】フォトクロミックガラスを微粉砕した粉末に光
（紫外光又は低波長側の可視光）が照射されると、各粉
末（粒子）のガラス中に溶解しているＡｇＣｌ等のハロ
ゲン化金属が分解し、各粉末中に一部析出したハロゲン
化金属の微結晶を中心に還元集合して、光を吸収し得る
大きさの金属コロイドに成長するため着色し、光が照射
されなくなると、金属コロイドが再びハロゲンイオンと
結合して元の無着色の状態に戻る。しかも、このハロゲ
ン化金属を含む粉末は、有機のフォトクロミック化合物
に比べると耐候（光）性、耐熱性に優れ、短期間で劣化
しないものである。従って、この粉末からなる第一発明
のフォトクロミック材を透明な各種プラスチックに混練
して成形すれば、プラスチック中に分散した該粉末によ
って光照射時に着色する耐久性の良いプラスチック成形
品を得ることができる。

【０００９】また、第二発明のフォトクロミック材は上
記の粉末とバインダー樹脂と有機溶剤を配合して調製し
た塗料であるから、これを透明な成形品に塗布、乾燥し
て塗膜を形成するだけで、塗膜中に含まれる該粉末によ
って光照射時に着色する耐久性の良い種々の成形品を製
造することができる。

【００１０】また、第三発明は上記塗料を透光性樹脂フ
ィルムに塗布したもの、第四発明は上記粉末を透光性樹
脂に混練してシート状に成形したものであるから、いず
れのフォトクロミック材も透明プラスチック板等の基材
に積層又は貼着するだけで、光照射時に着色する耐久性
の良い採光用屋根板その他の成形品を製造することがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１はフォトクロミックガラスを微粉砕し
た粉末からなる第一発明のフォトクロミック材の説明図
である。

【００１３】フォトクロミックガラスは、Ｎａ₂ Ｏ−Ｂ
₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系、Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂
系などのガラス原料にＡｇＣｌ、ＡｕＣｌ、ＴｉＣｌな
どのハロゲン化金属を混合したものを約１０００℃で加
熱溶融してハロゲン化金属をガラスに溶解し、冷却固化
後、約５００℃で再度熱処理することによって、溶解し
たハロゲン化金属の一部を微結晶として析出させたもの
である。従って、このフォトクロミックガラスを微粉砕
した粉末からなるフォトクロミック材は、図１に示すよ
うに、個々の粉末（粒子）１の内部にハロゲン化金属の
微結晶１ａを無数に有し、その周りのガラス中に未析出
のハロゲン化金属が溶解している。

【００１４】このような粉末１は、紫外光又は短波長側
の可視光を照射すると、溶解しているハロゲン化金属が
分解して金属イオンが微結晶１ａを中心に還元集合し、
光を吸収し得る大きさの金属コロイドに成長するため着
色する。そして、光照射をやめると、金属コロイドが再
びハロゲンイオンと結合してハロゲン化金属に戻り、金
属コロイドが小さくなるため元の無着色の状態に戻る。
従って、この粉末を透明な各種プラスチックに配合混練
し、押出成形、射出成形、注型成形、ブロー成形等の成
形手段によって採光用屋根板その他の成形品を製造すれ
ば、プラスチック中に分散した上記粉末によって光照射
時に着色する種々のプラスチック成形品を容易に得るこ
とができる。

【００１５】有機のフォトクロミック化合物は既述した
ように耐候（光）性に劣り、紫外線を受けると短期間で
劣化してフォトクロミズムを生じにくくなるが、無機の
ハロゲン化金属を溶解してその一部を析出させたフォト
クロミックガラスの粉末は耐候（光）性、耐熱性に優れ
ており、光照射を数万回以上繰り返してもフォトクロミ
ズムの低下を生じない。そのため、この粉末を配合して
成形したプラスチック成形品は長期間に亘って良好なフ
ォトクロミズムを持続し、耐久性の極めて優れたものと
なる。

【００１６】このようなフォトクロミックガラスの粉末
１は、その平均粒径が０．１〜５μｍ程度の大きさであ
ることが望ましい。０．１μｍより小さい場合は、均一
な粉砕が困難となり、濃淡ムラのない一様なフォトクロ
ミズムを生じにくくなるなどの不都合を生じ、５μｍよ
り大きくなると、透明性が失われるなどの不都合を生じ
るからである。特に、１μｍ程度の平均粒径を持つ粉末
は、プラスチックとの混練性、取扱い性、粉砕の容易性
などの点で優れており、極めて好ましいものである。

【００１７】なお、微粉砕するフォトクロミックガラス
としては、前述したものの他、更にＣｕＯを添加して感
光性を増大させたもの、ＮａＣｌを添加して退色速度を
向上させたもの、ＮａＢｒを添加して可視光に対する感
度を向上させたもの等も使用される。

【００１８】第二発明のフォトクロミック材は、上記の
フォトクロミックガラスの粉末とバインダー樹脂と有機
溶剤を配合して調製した塗料から成るもので、バインダ
ー樹脂としてはアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等が使用さ
れ、また有機溶剤としてはトルエン等が使用される。

【００１９】フォトクロミックガラスの粉末とバインダ
ー樹脂との配合割合は、重量比にして５：９５〜５０：
５０の範囲内とすることが望ましい。粉末の配合割合が
５より少なくなると、形成した塗膜中に含有される粉末
量が不足して、光照射時の着色が淡くなるという不都合
を生じ、バインダー樹脂の配合割合が５０より小さくな
ると、粉末の結合強度が低下して塗膜が脆弱化するとい
う不都合を生じるからである。なお、有機溶剤は、適当
な粘度の塗料が得られるように固形分に対して適量配合
すればよい。

【００２０】このような塗料を透光性プラスチック板等
の基材に塗布、乾燥して塗膜を形成すると、塗膜中に含
まれるフォトクロミックガラスの粉末によって光照射時
に着色する耐久性の良い採光用屋根板等を簡単に製造す
ることができるので極めて便利である。また、透光性の
プラスチック異形品にこの塗料を塗布して一定厚みの塗
膜を形成すると、異形品の折曲部分においても塗膜中の
粉末の分散密度が均一となり、光照射時に折曲部分の着
色が他の部分より薄くなるといった不都合を生じないの
で、着色の濃淡ムラのない調光異形品を得ることができ
る。

【００２１】図２は第三発明のフォトクロミック材を示
す断面図である。このフォトクロミック材は、透光性樹
脂フィルム２の片面に上述の塗料を塗布、乾燥して塗膜
３を形成したもので、この塗膜３中にはフォトクロミッ
クガラスの粉末１が均一に分散して含有されている。こ
の塗膜３は５〜２００μｍ程度の厚さに形成することが
望ましく、５μｍより薄い場合は、単位面積当りの塗膜
中の粉末量が少ないため光照射時の着色が淡くなり、２
００μｍより厚い場合は、塗料の使用量が増えるだけで
着色の程度があまり変わらないため塗料が無駄になる。
透光性樹脂フィルム２は透明ないし半透明の樹脂フィル
ムであり、厚さ３０〜５００μｍ程度のアクリル系樹脂
フィルム、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、
ポリカーボネート樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル樹脂フ
ィルム等、市販の各種プラスチックフィルムが使用され
る。

【００２２】このようなコーティングフィルムからなる
フォトクロミック材は、例えば押出しラミネートや熱プ
レス等の手段で透光性プラスチック基材４に積層一体化
するか、或は接着剤を介して該基材４に貼着することに
よって、光照射時に着色する耐久の良い採光用屋根材等
を容易に製造することができる。上記のプラスチック基
材４としては、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル
樹脂、アクリル樹脂等の透光性を有するものが一般的に
使用される。また、このフォトクロミック材を普通の窓
ガラスに貼着すれば、高価なフォトクロミックガラスと
同様の窓ガラスが得られるので便利である。

【００２３】図３は第四発明のフォトクロミック材を示
す断面図である。このフォトクロミック材は、前述のフ
ォトクロミックガラスの粉末１を透光性樹脂５に混練
し、押出し或はカレンダー成形等の手段によって厚さ
０．１〜１．０ｍｍ程度のシート状に成形したものであ
る。このフォトクロミック材は上記のように厚みの大き
いシートであるから、透明樹脂１００重量部に対してフ
ォトクロミックガラスの粉末を１〜３０重量部程度混練
すれば、単位面積当りのシート中に含まれる粉末量が充
分となり、光照射時に着色が淡くなることはない。な
お、透光性樹脂５としてはアクリル系樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂
など、各種の熱可塑性樹脂が使用される。

【００２４】このようなシート状のフォトクロミック材
は、そのまま単独で使用されるか、同様なプラスチック
板等の基材に積層、貼着又は重ね合わせて使用される。

【００２５】本発明は上記のようにフォトクロミックガ
ラスを粉砕し、塗料化する技術を基本とするものである
が、このフォトクロミックガラスに代えて赤外線吸収ガ
ラスを微粉砕して粉末の赤外線吸収材をつくり、これを
バインダー樹脂と溶剤で塗料化したり、樹脂に混練すれ
ば、赤外線吸収能を持つ耐久性の良好なプラスチック成
形品を製造できることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のフォトクロミック材は、プラスチックに配合混練し、
或は塗布し、或は積層一体化することによって、光照射
時に着色する耐久性に優れたプラスチック製の採光用建
材その他の成形品を容易に製造できるといった顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一発明のフォトクロミック材の説明図であ
る。

【図２】第三発明のフォトクロミック材の断面図であ
る。

【図３】第四発明のフォトクロミック材の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 粉末 １ａ 微結晶 ３ 塗膜 ４ 基材 ５ 透光性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川目 義光 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タキ ロン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォトクロミックガラスを微粉砕した粉末
   から成るプラスチック配合用のフォトクロミック材。
2. 【請求項２】フォトクロミックガラスを微粉砕した粉末
   とバインダー樹脂と有機溶剤を配合した塗料から成るフ
   ォトクロミック材。
3. 【請求項３】フォトクロミックガラスを微粉砕した粉末
   とバインダー樹脂と有機溶剤を配合した塗料を透光性樹
   脂フィルムの少なくとも片面に塗布して成るフォトクロ
   ミック材。
4. 【請求項４】フォトクロミックガラスを微粉砕した粉末
   を透光性樹脂に混練してシート状に成形して成るフォト
   クロミック材。