(57)【要約】【課題】            高温時には遮光し、低温時には透明となる感温変化が長期間維持できる感温遮光資材を提供する。【解決手段】        ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）と、カプセル外に存する溶液（Ｂ）が共存した層を有することを特徴とする感温遮光資材。好ましくは（Ａ）のポリマー溶液が、アクリルアミド系誘導体水溶液、又は多糖類誘導体水溶液であることを特徴とする請求項１記載の感温遮光資材。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）と、カプセル外に存する溶液（Ｂ）が共存した層を有することを特徴とする感温遮光資材。
【請求項２】
（Ａ）のポリマー溶液が、アクリルアミド系誘導体水溶液、又は多糖類誘導体水溶液であることを特徴とする請求項１記載の感温遮光資材。
【請求項３】
（Ｂ）が、（Ａ）に含有されたポリマー溶液を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の感温遮光資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温時には光を遮り、低温時には光を透過するように形成された感温遮光資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、農業用ハウスや、透明窓を有する室内は、夏期の直射日光で必要以上に内部温度が上昇するため、高温時には透明から白色に可逆的に変化する感温遮光材の開発が試みられてきた。例えば特許文献１には、温度の変化により、低温で透明で高温で白濁化するアクリルアミド系水溶液等の感温材料を合わせガラスの間に密封した例が示されている。しかし２０年以上前からこのような研究が行われていたにもかかわらず、現実には、合わせガラスの中間に感温材料を組み込んだ実用例が、近年一つ見られたのみであり、特に農業用フイルムなどの汎用樹脂フイルムを用いた系では全く実用化に適した資材は得られていない。その理由の一つとして、必要とする温度領域において感温変化を示す材料は、水を含有することが必要であったため、汎用フイルムでは、水分の透過が避けられず、経時で水分量が減少し、感温変化の耐久性に乏しいという問題点がある。また、合わせガラスに使用した場合でも、感温変化の繰り返しにより、徐々に相分離による沈殿物が堆積し、遮光程度が低下していくという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】特公平５−３５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高温時には遮光し、低温時には透明となる感温変化が長期間維持できる感温遮光資材を提供することにある。本発明者等は種々検討した結果、ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包したカプセルと共に、そのカプセル外に存する溶液が共存した層を有すると、意外にも感温変化の耐久性に優れた感温遮光資材が得られることを見出し、本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明の要旨は、１）ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）と、カプセル外に存する溶液（Ｂ）が共存した層を有する感温遮光資材に存する。好ましくは、２）（Ａ）のポリマー溶液が、アクリルアミド系誘導体水溶液、又は多糖類誘導体水溶液であることを特徴とする感温遮光資材、更に好ましくは３）（Ｂ）が、（Ａ）に含有されたポリマー溶液を含むことを特徴とする感温遮光資材に存する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の感温遮光資材を用いれば、感温遮光性が長期間保持できる。汎用フイルムに適用し農業用ハウスに使用した場合、夏期は充分な遮光被覆材、冬季は透明被覆材となり、また、ガラスに適用した場合でも、相分離を起こさず安定した感温遮光ガラスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はかかる態様に限定されるわけではない。
本発明におけるＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液（Ａ）とは、低温で透明、高温で不透明となるポリマー溶液、すなわち下限臨界溶液温度（Lower  Critical Solution Temperature:LCST）を境に相転移（例えば親水性−疎水性）を可逆的に示す温度感受性高分子の溶液を意味し、例えば（メタ）アクリルアミド系誘導体溶液や多糖類誘導体溶液、非イオン界面活性剤溶液、２種以上のポリマー混合溶液、その他公知のLCST挙動を示すポリマー溶液が挙げられる。特に、本発明の好適な用途である農業用フィルムや窓に使用するためには、ＬＣＳＴ温度が２０〜５０℃の範囲のＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液が好ましく、更に低温では親水性で水に溶解するため透明で、ＬＣＳＴ温度以上では疎水性となって水に溶けなくなるため白濁化する性質のポリマーの水溶液が好ましく、例えば、下記の（メタ）アクリルアミド系誘導体溶液や多糖類誘導体溶液が挙げられる。
【０００８】
（メタ）アクリルアミド系誘導体：
本発明では、アクリルアミド系誘導体は、アクリルアミド誘導体若しくはメタクリルアミド誘導体より選ばれた１種以上の単量体を重合、又は共重合して得られる。また、前記１種以上の単量体と他のアクリル系単量体との共重合体を使用しても良い。
（メタ）アクリルアミド誘導体とは例えば下記一般式（Ｉ）および（II）で表されるＮ−アルキルまたはＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドであり、具体的には例えばＮ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルメクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−メタクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン，Ｎ−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、Ｎ−アクリロイルモルホリン等をあげることができる。
【０００９】
【化１】
2006171354.tif 000003
【００１０】
（上式でＲ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２は水素原子、メチル基またはエチル基、  Ｒ３はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わす。）
【００１１】
【化２】
2006171354.tif 000004
【００１２】
（上式でＲ１は水素原子またはメチル基、Ａは（CH2）nでnは４〜６または(CH2)2O(CH2)2を表す。）  
【００１３】
上記の（メタ）アクリルアミド系単量体と共重合可能な単量体としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート等のアルキル基の側鎖が１〜５のアルキルアクリレート；エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート等のアルキル基の側鎖が１〜５のアルキルメタクリレート；ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、２ーヒドロキシエチルアクリレート、２ーヒドロキシエチルメタクリレート、２ーヒドロキシプロピルアクリレート、２ーヒドロキシプロピルメタクリレート、３ーヒドロキシプロピルアクリレート、３ーヒドロキシプロピルメタクリレート、２ーヒドロキシブチルアクリレート、２ーヒドロキシブチルメタクリレート、４ーヒドロキシブチルアクリレート、４ーヒドロキシブチルメタクリレート、２ーヒドロキシペンチルアクリレート、２ーヒドロキシペンチルメタクリレート、６ーヒドロキシヘキシルアクリレート、６ーヒドロキシヘキシルメタクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；分子内に１個もしくは２個以上のカルボキシル基を含むα，β−不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アコニット酸、フマル酸、クロトン酸等の分子内に１個もしくは２個以上のカルボキシル基を含むα，β−不飽和カルボン酸；エチレンスルホン酸のようなα，β−エチレン性不飽和ホスホン酸類；アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシエチル等の水酸基含有ビニル単量体；アクリロニトリル類；アクリルアマイド類；（メタ）アクリル酸のグリシジルエステル類等がある。これら単量体は単独で用いても、又は２種以上の併用でもよい。
【００１４】
多糖類誘導体：
本発明の多糖類誘導体は、特に限定されることなく、セルロース、プルラン、デキストラン等があり広く利用でき、その誘導体の具体例としては、プロピレンオキサイドを高付加して得られるヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルプルラン、ヒドロキシプロピルデキストラン等がある。なかでもセルロース誘導体は、安定性が高く好ましい。
【００１５】
本発明における溶液とは、溶媒として水を含んだ溶液であり、水以外に水と親和性のあるアルコール類、ケトン類、エステル類等の有機溶剤を含んでもよい。水は溶媒中５０重量％以上含む方が好ましい。また、溶質としては、前述のアクリルアミド系誘導体、多糖類誘導体等のＬＣＳＴ挙動を示すポリマーの他、水溶性高分子、金属塩、有機酸等、溶液に溶解する物質を含んでもよい。また、ゲル化剤等の作用によりゲル化した溶液であってもよい。
【００１６】
本発明におけるカプセル（Ａ）とは、前述のＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を芯剤として内包する、マイクロカプセルなどのカプセルを意味する。カプセル壁の皮膜成分は、本感温遮光資材の低温時の透明性を損なわない材質であれば特に制限はないが、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム等の植物性多糖類、ＰＶＡ、ポリスチレン、ポリエステル等の有機高分子があげられる。また、ポリマー溶液を内包するカプセルの生成方法は、公知のマイクロカプセルの生成方法、例えば、同芯多重ノズルからの液滴法、コアセルベーション法、界面重合法、in situ 重合法を使用することができる。
【００１７】
本発明のカプセルの粒径は、特に制限ないが、１μｍ〜３ｍｍが好ましく、特に５０μｍ〜１ｍｍが好ましい。芯剤／壁剤（カプセル皮膜成分）の重量比は、９９／１〜１０／９０が好ましく、特に９０／１０〜３０／７０が好ましい。芯剤成分が所定よりも少ない場合は、遮光程度が充分でなくなり、また、壁剤が所定よりも少ない場合は、感温変化の耐久性が不足する。
【００１８】
カプセル（Ａ）は、同一の温度でＬＣＳＴ挙動を示してもよいし、異なる温度でＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包したカプセルを２種以上混在してもよい。２種以上のＬＣＳＴ温度の異なるカプセルを混在することにより、温度に応じて徐々に遮光率を変化させることが可能となる。
【００１９】
本発明におけるカプセル外に存する溶液（Ｂ）とは、前述ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液と親和性のある溶液であれば良いが、同じポリマー溶液そのもの、または、ポリマー溶液と等張溶液であることが好ましい。
【００２０】
ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）と、カプセル外に存する溶液（Ｂ）の共存した層における、（Ａ）と（Ｂ）の重量比は、９９／１〜１／９９が好ましく、特に９５／５〜３０／７０が好ましい。所定範囲外の場合、感温変化の耐久性が不足する。本発明において（Ａ）と（Ｂ）の共存層があることが、ポリマー溶液のみの場合、カプセル（Ａ）のみの場合に比べて、飛躍的な持続性をもたらす効果は極めて意外であり、機構については十分に解明されていないが、おそらくカプセル壁剤を中心に内に存するポリマー溶液と外に存する溶液（Ｂ）の均衡作用が関係しているものと考えられる。
【００２１】
本発明において、ポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）とカプセル外に存する溶液（Ｂ）の「共存した層」とは、いわゆる「層」に限定した意味ではなく、「共存した領域があること」を意味するものである。従って、共存層は、感温遮光資材の一部に部分的に設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の感温遮光資材に（Ａ）と（Ｂ）の共存した層を組み込むには、２枚以上の透明資材（フイルム又はガラス）の中間に挿入したり、１枚のフイルム又はガラスの片面又は両面に積層すればよい。
例えば２枚のフイルム、ガラスの中間に挿入するには、注入してもよいし、１枚の片面に公知の方法で塗布した後、塗布面にもう１枚を被覆してもよい。図１には、本発明におけるＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を内包するカプセル（Ａ）とカプセル外の溶液（Ｂ）を、２枚の透明樹脂フイルム（１、１’）の間に挟み込み、フイルムの任意位置を密封シール（２）した、感温遮光資材の一例を示すための概念図（断面図）を示している。
、またエアーキャップのような凹凸を有するフイルムの凹部に（Ａ）と（Ｂ）の共存層を入れる方法でもよい。共存層を２枚のフイルム、ガラスに保持させるには、共存層の周囲を熱、接着剤、硬化剤等公知の方法によりシールすればよい。
【００２３】
また、１枚のフイルム又はガラスの片面に積層するには、（Ａ）と（Ｂ）の共存層を公知の方法で塗布した後、更にアクリル系樹脂等、共存層との親和性がよく皮膜を形成する層を塗布するか、（Ｂ）にあらかじめ皮膜形成成分を添加してから共存層を塗布すればよい。（Ａ）と（Ｂ）の共存層の厚みは、共存層の遮光能力と必要とする遮光程度により調整すればよいが、通常２μｍ〜５ｍｍであり、５μｍ〜３ｍｍが好ましい。
【００２４】
本発明の感温遮光資材は、上記のように長期間感温遮光特性を維持できる特性があるので、温室に用いる農業用フイルム、農業用ガラス等の農業用途、天窓等に用いられる窓ガラス、窓ガラス貼付用フイルム等の建材用途等の幅広い用途に使用することができる。特に本発明の遮光資材は、水分透過性が高いために、通常のＬＣＳＴ挙動を示すポリマー水溶液を封入しただけでは実用性がなかった樹脂フイルム（シート）に適用することができるため好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
Ｉ．ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液（ａ−１）
ヒドロキシプロピルセルロース                  ２５重量部
（ヒドロキシプロピル基：６２．４％、重量平均分子量：約６０，０００）
ポリプロピレングリコール（平均分子量６００）    ６重量部
純水                                          ６７重量部
塩化ナトリウム                                  ２重量部
を室温で攪拌し、ポリマ−溶液（ａ−１）を調整した。
（ａ−１）は３５℃でＬＣＳＴ挙動を示す。
【００２７】
II．ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を含有するカプセル（Ａ−１）
同芯三重ノズル（内ノズル径０．３ｍｍ、中ノズル径０．５ｍｍ、外ノズル径２．０ｍｍ）の内ノズルから上記ポリマー溶液（ａ−１）、中ノズルから流動パラフィン、外ノズルからゼラチン４％、アルギン酸ナトリウムを１％含んだ水溶液を３０℃に保持しながら、５℃に保たれた３％乳酸カルシウム水溶液中に滴下し、５分間滞留させ、硬化反応をおこなわせることにより、Φ０．５ｍｍのカプセルが得られる。
断面を観察すると、壁剤厚みは５０μｍであった。
【００２８】
III．感温耐久性評価
＜耐相分離試験＞
５０ｃｃ試薬瓶にカプセル（Ａ−１）／ポリマー溶液（ａ−１）を重量比８／２で
計３０ｇ入れ、冷温サイクル試験（＊）をおこなった。
【００２９】
（＊）１０℃×１時間保持  
↓↑            昇降温速度  ３０℃／３０分
４０℃×１時間保持  
１ヶ月毎に１０℃での沈殿物の堆積有無を評価した。
【００３０】
＜評価基準＞
○・・沈殿物なし
△・・わずかに沈殿物有り
×・・沈殿物の堆積有り
結果を第１表に示す。
＜感温性試験＞
厚み０．１ｍｍのＬＤＰＥフイルム上の１０ｃｍ四方に上記（Ａ−１）／（ａ−１）＝８／２共存層を計０．５ｇ塗布し、その上に同一のＬＤＰＥフイルムを密着させ、周囲をヒートシールした。
上記冷温サイクル試験をおこない、１ヶ月毎に１０℃、４０℃での外観を観察した。
結果を第１表に示す。
【００３１】
（実施例２）
Ｉ．ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液（ａ−２）
ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド              １５重量部
（２０℃水溶媒固有粘度［η］３．５８）    
純水                                            ８５重量部
を室温で攪拌し、ポリマ−溶液（ａ−２）を調整した。
（ａ−２）は３２℃でＬＣＳＴ挙動を示す。
【００３２】
II．ＬＣＳＴ挙動を示すポリマー溶液を含有するカプセル（Ａ−２）
同芯三重ノズル（内ノズル径０．３ｍｍ、中ノズル径１．０ｍｍ、外ノズル径３．０ｍｍ）の内ノズルから上記ポリマー溶液（ａ−２）、中ノズルから３％乳酸カルシウム水溶液、外ノズルからゼラチン２０％、グリセリン５％、アルギン酸ナトリウムを３％含んだ水溶液を２０℃に保持しながら、１０℃に保たれた植物油中に滴下し、５分間滞留させ、硬化反応をおこなわせることにより、Φ０．４ｍｍのカプセルが得られる。
断面を観察すると、壁剤厚みは４０μｍであった。
III．感温耐久性試験
実施例１と同様の試験をおこなった。
【００３３】
（比較例１）
実施例１のポリマー溶液（ａ−１）のみを用い、同様の感温耐久試験をおこなった。
（比較例２）
実施例２のポリマー溶液（ａ−２）のみを用い、同様の感温耐久試験をおこなった。
（比較例３）
実施例１のカプセル（Ａ−１）のみを用い、同様の感温耐久試験をおこなった。
【００３４】
【表１】
2006171354.tif 000005
【００３５】
以上の実施例から明らかなように本発明の感温遮光資材は、感温耐久性の優れた感温遮光資材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の感温遮光資材の一態様の一つを示す断面図
【符号の説明】
【００３７】
Ａ・・カプセル、Ｂ・・カプセル外に存する溶液、１、１’・・樹脂フイルム、２・・シール
【図１】
2006171354.tif 000006