自主地光控制的叠层体以及使用叠层体的窗制造技术

非离子性的具有两性官能团、水溶性的多糖类衍生物，溶解在水和两性物质构成的水性介质形成各向同性水溶液，其至少一部分为透明，用可以直视的基板进行前述水溶液叠层，得到的叠层体或含有该叠层体的窗，具有高的耐候性，在各向同性水溶液中适当添加在各向同性水溶液中均匀溶解的非离子性或离子性二苯酮衍生物或苯并三唑衍生物构成的紫外线吸收剂。各向同性水溶液为透明，通过光照射出现白浊，而且显示出稳定的可逆性变化，经长时间太阳光晒的叠层体，耐候性大幅度提高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及叠层体以及使用叠层体的窗，该叠层体通过太阳能等加热产生的温度变化，内含的各向同性水溶液在透明状态和白浊状态之间进行可逆性变化。
技术介绍
近年来，从节能、舒适性等方面考虑，越来越关注可以控制太阳光线的调光玻璃。下面主要论述建筑物、车辆等窗中使用的窗玻璃，但本专利技术的叠层体不限于窗，可以广泛地应用。本专利技术者一直关注太阳的直射光线对窗的照射。通过有效地利用有无太阳日射和季节变化的温度差，成功地开发了划时代的自主应答型调光叠层体，在气温高的夏季，利用日光照射自然地将该日光照射遮蔽成白浊。在例如美国专利5615040(对应的特开平6-255016号)、太阳能学会志、太阳能、Vol.27、No.5(2001)、pp14-20中有具体的记载。其基本结构是在一对基板之间内含了各向同性水溶液的叠层体。该各向同性水溶液由水溶性的多糖类衍生物、两性物质、水等构成。其原理是随温度变化发生稳定地可逆性变化的溶胶-凝胶相转移。低温下分子均匀地溶解，形成各向同性水溶液(溶胶状态)，高温下溶解存在的分子聚集，形成凝集状态(凝胶状态)，发生相转移。在凝胶状态下利用溶剂和微小凝集体的密度差产生的光散射，出现白浊，遮光约80％。将该叠层体用于窗，冬季时，叠层体的温度不上升，维持透明状态，向阳；夏季时，直射的日光利用升温形成的白浊隔断约80％的日光，制成节能调光窗玻璃。该叠层体可以几乎满足前述文献所记载的以下基本条件。1)透明-白浊的相转移具有可逆性。2)可无斑纹地反复进行可逆性变化。3)具有耐候性。本专利技术者已经将该叠层体作为窗玻璃进行试验施工，为了广泛普及以其作为经常受到日光照射的窗玻璃，还需要提高耐候性。事实上，将安装良好的密封结构的叠层体在东京地区的屋顶上进行暴露试验，结果可见，5mm厚的浮式玻璃经过约3年，白浊出现温度已升高。本专利技术者深入研究了该各向同性水溶液中添加紫外线吸收剂的方法，结果开发了具有画时代的高耐候性的叠层体，具有所述1)和2)的特征，而且也充分满足3)的条件。窗玻璃要求至少具有可经过至少10年、20年、30年的长时间的耐候性。尽可能使其质量轻、厚度薄，不仅对躯体的负荷、窗框的适合性有利，而且对制造、输送、施工等也适合。本专利技术者也探讨了使玻璃基板具有遮蔽紫外线机能的方法，存在着色、重量增大、特殊加工等问题，不适合一般化。本专利技术者为了大幅度提高各向同性水溶液本身的耐候性，主要对各种紫外线吸收剂进行了详细地研究。现有的前述文献中，如本专利技术者所述，为了提高耐候性，只要添加在各向同性水溶液溶解的紫外线吸收剂(二苯酮衍生物、苯并三唑衍生物、水杨酸酯衍生物等)就可以，这是一般论程度的论点，在专利公报中，作为水溶性的紫外线吸收剂仅例举了住友化学的Sumisorb·110S(2-羟基-4-甲氧基二苯酮-5-磺酸)。在此，试验制作由不含紫外线吸收剂的各向同性水溶液和添加了住友化学Sumisorb·110S的各向同性水溶液组成的两种叠层体，如实施例所述，进行紫外线照射试验后，从50小时到100小时左右两者都观察到气泡的产生，形成不能回复的斑纹。
技术实现思路
本专利技术用于解决如上所述技术中的问题，主要内容概述如下叠层体或含有该叠层体的窗，将具有非离子性的两性官能团、水溶性的多糖类衍生物溶解在由水和两性物质构成的水性介质中，得到各向同性水溶液，其中至少一部分为透明，用可以直视的基板进行各向同性水溶液叠层，得到叠层体或含有该叠层体的窗，具有高耐候性，将在各向同性水溶液中均匀溶解的非离子性或离子性的二苯酮衍生物或苯并三唑衍生物构成的紫外线吸收剂适量添加至各向同性水溶液。由此，各向同性水溶液呈透明状，通过光照射，形成白浊，而且显示稳定的可逆性变化，经太阳光长时间地暴晒后的叠层体，耐候性大幅度提高。也就是，本专利技术提供叠层体，是将100重量份的非离子性的具有两性官能团、水溶性、重均分子量约10000～200000的多糖类衍生物，溶解在水性介质约100～约2000重量份中，形成各向同性水溶液，其至少一部分为透明，用可以直视前述水溶液的基板进行层叠的叠层体，其中，该水性介质由相对于所述多糖类衍生物100重量份的约25～约450量的水，和具有约60～约5000分子量的两性物质构成；在叠层后的叠层体中，相对于所述各向同性水溶液100重量份添加0.01～10重量份的选自由相对两性物质20℃下的溶解度为1g以上的非离子性二苯酮衍生物以及苯并三唑衍生物，以及相对水20℃下的溶解度为1g以上、具有离子性官能团通过链状键合的具有苯环的离子性二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物构成的组中的至少1种。本专利技术提供窗，含有叠层体，是将100重量份的非离子性的具有两性官能团、具有水溶性、重均分子量约10000～200000的多糖类衍生物，溶解在水性介质约100～约2000重量份中，形成各向同性水溶液，其至少一部分为透明，用可以直视的基板进行前述水溶液叠层的叠层体，其中，该水性介质由相对于所述多糖类衍生物100重量份的约25～450量的水，和具有约60～约5000的分子量的两性物质构成；在含有叠层体的窗中，相对于所述各向同性水溶液100重量份添加0.01～10重量份的选自由相对于两性物质20℃下的溶解度为1g以上的非离子性二苯酮衍生物以及苯并三唑衍生物，以及相对水20℃下的溶解度为1g以上、具有离子性官能团通过链状键合的苯环的离子性二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物构成的组中的至少1种。附图的简单说明附图说明图1是表示本专利技术涉及的叠层体的一例的剖面图。图2是表示附加配置气体层的本专利技术叠层体的一例的剖面图。图3是表示具有组成不同的各向同性水溶液层的本专利技术叠层体的一例的剖面图。图4是表示形成透明状态-白浊状态的本专利技术叠层体的透过率变化图。专利技术的最佳实施方式如前述的专利公报中所述，本专利技术使用的水溶液是将添加有非离子性两性官能团的水溶性多糖类衍生物(下面称为两性多糖类衍生物)和两性物质以及水作为基本组成，通过温度变化，在透明状态和白浊状态之间进行稳定的可逆变化的各向同性水溶液。本专利技术者着眼于和水一起包含在各向同性水溶液中的两性物质也具有溶剂作用。因此，选择具有良好的紫外线吸收性能，而且其本身具有良好的光稳定性的二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物，详细地研究其与水、两性物质、两性多糖类衍生物的亲和性关系。结果发现在各向同性水溶液中无斑纹地均匀溶解的二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物，可使各向同性水溶液的耐候性大幅度提高。其一是室温下相对于液状两性物质20℃下的溶解度为1g以上、优选3g以上的非离子性二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物。特别优选相对于分子量约400的聚环氧丙烷三羟甲基丙烷(下面称为TP400)的20℃下的溶解度为1g以上、优选3g以上的非离子性二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物。还有一个是为了确保紫外线吸收剂本身的光稳定性，离子性官能团不直接键合在苯环上，通过链状部位键合，而且相对于水的20℃下的溶解度1g以上、优选3g以上的离子性的二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物。其中，链状部为苯环和离子性官能团之间插入的官能团(例如亚甲基、乙烯基、环氧乙烷基、环氧丙烷基、醚基、酯基等)。另外，也可以混合使用非离子性的二苯酮衍生物或苯并三唑衍生物和离子性的二苯酮衍生物或苯并三唑衍生物。下面说明本专利技术中所用的非本文档来自技高网...

【技术保护点】
叠层体，是将１００重量份的非离子性的具有两性官能团、水溶性、重均分子量约１００００～２０００００的多糖类衍生物，溶解在水性介质约１００～约２０００重量份中，形成各向同性水溶液，其至少一部分为透明，用可以直视前述水溶液的基板进行叠层的叠层体，其中，该水性介质由相对于所述多糖类衍生物１００重量份的约２５～约４５０量的水，和具有约６０～约５０００分子量的两性物质构成；在叠层后的叠层体中，相对于所述各向同性水溶液１００重量份添加０．０１～１０重量份的选自由相对两性物质２０℃下的溶解度为１ｇ以上的非离子性二苯酮衍生物以及苯并三唑衍生物，以及相对水２０℃下的溶解度为１ｇ以上、具有离子性官能团通过链状键合的具有苯环的离子性二苯酮衍生物和苯并三唑衍生物构成的组中的至少１种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边晴男，
申请(专利权)人：亲和有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]