(57)【要約】【課題】高い遮熱性を有する熱線遮蔽シート及び熱線遮蔽コーティング剤並びに雨具を提供する。【解決手段】  熱線遮蔽シート１は、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子を含む第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３と、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３の間に介在され、可視光に対して透明性を有し、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子を含む熱電変換層１２とを備える。熱電変換層１２に含まれる熱電変換素子によって熱エネルギーから変換された電流が、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３に含まれる導電性酸化物微粒子を介して外部に放散され、放熱が図られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子を含む第１の熱線遮蔽層及び第２の熱線遮蔽層と、
前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層の間に介在され、可視光に対して透明性を有し、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子を含む熱電変換層と
を備え、
前記熱電変換層に含まれる前記熱電変換素子によって前記熱エネルギーから変換された電流が、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層に含まれる前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている、
熱線遮蔽シート。
【請求項２】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子を含む第１の熱線遮蔽層及び第２の熱線遮蔽層と、
前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層の間に介在され、可視光に対して透明性を有し、太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子を含む光電変換層と
を備え、
前記光電変換層に含まれる前記光電変換素子によって前記光エネルギーから変換された電流が、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層に含まれる前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている、
熱線遮蔽シート。
【請求項３】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子及び太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子を含む熱線遮蔽層を備え、
前記熱電変換素子にて前記熱エネルギーから変換された電流が、前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている、
熱線遮蔽シート。
【請求項４】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子及び太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子を含む熱線遮蔽層を備え、
前記熱電変換素子にて前記光エネルギーから変換された電流が、前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている、
熱線遮蔽シート。
【請求項５】
可視光に対して透明性を有する紫外線遮蔽層をさらに備える、
請求項１乃至４のいずれかに記載の熱線遮蔽シート。
【請求項６】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子と、
可視光に対して透明性を有し、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子と
を有する、熱線遮蔽コーティング剤。
【請求項７】
可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子と、
可視光に対して透明性を有し、太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子と
を有する、熱線遮蔽コーティング剤。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかに記載の熱線遮蔽シートと、可視光に対して透明性を有する撥水層とを含む生地部を備える、雨具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性を有し、熱線（赤外線）を遮蔽する熱線遮蔽シート及び熱線遮蔽コーティング剤、並びに雨具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物に設けられた窓ガラス等に貼着され、熱線を遮蔽する機能を有する熱線遮蔽シートが普及している。例えば、特許文献１乃至３には、赤外線反射層及び赤外線吸収層を含む熱線遮蔽シートが開示されている。これらの熱線遮蔽シートにおいては、赤外線反射層にて赤外線を反射するとともに、反射しきれなかった赤外線を赤外線吸収層によって吸収することができるため、効果的に赤外線を遮蔽することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２８６９８号公報
【特許文献２】特開２０１４−５９４３７号公報
【特許文献３】特開２０１５−１３１０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来の熱線遮蔽シートの場合、赤外線を反射又は吸収する機能に留まるため、熱線遮蔽性能が十分ではない場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる熱線遮蔽シート及び熱線遮蔽コーティング剤並びに雨具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、各種エネルギーを他のエネルギーに変換するエネルギー変換素子に関する技術に着目し、これを応用した熱線遮蔽シートについて鋭意検討し、下記を発明した。すなわち、本発明の一の態様の熱線遮蔽シートは、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子を含む第１の熱線遮蔽層及び第２の熱線遮蔽層と、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層の間に介在され、可視光に対して透明性を有し、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子を含む熱電変換層とを備え、前記熱電変換層に含まれる前記熱電変換素子によって前記熱エネルギーから変換された電流が、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層に含まれる前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている。
【０００７】
また、本発明の他の態様の熱線遮蔽シートは、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子を含む第１の熱線遮蔽層及び第２の熱線遮蔽層と、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層の間に介在され、可視光に対して透明性を有し、太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子を含む光電変換層とを備え、前記光電変換層に含まれる前記光電変換素子によって前記光エネルギーから変換された電流が、前記第１の熱線遮蔽層及び前記第２の熱線遮蔽層に含まれる前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている。
【０００８】
また、本発明の他の態様の熱線遮蔽シートは、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子及び太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子を含む熱線遮蔽層を備え、前記熱電変換素子にて前記熱エネルギーから変換された電流が、前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている。
【０００９】
また、本発明の他の態様の熱線遮蔽シートは、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子及び太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子を含む熱線遮蔽層を備え、前記熱電変換素子にて前記光エネルギーから変換された電流が、前記導電性酸化物微粒子を介して外部に放散されるように構成されている。
【００１０】
上記態様において、可視光に対して透明性を有する紫外線遮蔽層をさらに備えていてもよい。
【００１１】
本発明の一の態様の熱線遮蔽コーティング剤は、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子と、可視光に対して透明性を有し、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子とを有する。
【００１２】
また、本発明の他の態様の熱線遮蔽コーティング剤は、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子と、可視光に対して透明性を有し、太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子とを有する。
【００１３】
本発明の雨具は、上記の態様の熱線遮蔽シートと、可視光に対して透明性を有する撥水層とを含む生地部を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な構成で高い遮熱性を有する熱線遮蔽剤を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱線遮蔽シートの構成を模式的に示す断面図。
【図２】窓材に貼付した場合における本発明の実施の形態１に係る熱線遮蔽シートの構成を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱線遮蔽シートの変形例の構成を模式的に示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る熱線遮蔽シートの構成を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための熱線遮蔽シートを例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱線遮蔽シートの構成を模式的に示す断面図である。図１に示すとおり、熱線遮蔽シート１は、第１の熱線遮蔽層１１と、熱電変換層１２と、第２の熱線遮蔽層１３とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００１８】
第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３は、熱線に対して透過率が低い熱線遮蔽材料で構成されている。本実施の形態の場合、熱線遮蔽材料として、可視光に対して透明な導電性金属酸化物が用いられている。より具体的に説明すると、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３は、透明な導電性金属酸化物微粒子を溶媒中に分散して得た分散液を固化させて成形することにより得られる。ここで、透明な導電性金属酸化物微粒子としては、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）微粒子を用いることができる。但し、これに限定されるわけではなく、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、及び酸化タングステン等を主成分とする金属酸化物の微粒子を用いることができる。なお、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、また、２種以上が混合されて用いられてもよい。
【００１９】
熱電変換層１２は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換微粒子を含んで構成されている。本実施の形態の場合、熱電変換微粒子として、可視光に対して透明な異種金属微粒子が用いられている。この異種金属微粒子としては、例えば酸化チタン、ＡＴＯ、ＩＴＯ等を用いることができるが、原理的には異なる金属の接合部分に熱が加われば電流が発生するため、特に材料に制限はない。但し、酸化チタン等の光半導体を異種金属微粒子として用いた場合、光が当たる日中では熱電変換が生じ、遮熱が不要となる夜間では熱電変換が生じないというメリットがある。
【００２０】
熱電変換層１２では、上述した異種の金属によって所謂ゼーベック効果が奏される。なお、ゼーベック効果をより一層高めるためには、熱電対の材料として一般的に用いられている、銅、鉄、クロメル及びコンスタンタン等を熱電変換層１２に含ませるようにするとよい。
【００２１】
上述したように、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３は導電性金属酸化物微粒子を含んで構成されており、その導電性金属酸化物微粒子を介して、熱電変換層１２と電気的に接続されている。そのため、後述するように熱電変換層１２にて発生した電流は、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３へ流れることになる。なお、本実施の形態では熱電変換層１２と第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３とが直接接しており、その間に他の層は存在していないが、両者が電気的に接続されているのであれば、これらの間に他の層が存在していても構わない。
【００２２】
図２は、窓材に貼付された場合における本実施の形態の熱線遮蔽シート１の構成を模式的に示す断面図である。図２に示すように、第２の熱線遮蔽層１３の上面に接着層２１が設けられ、この接着層２１が窓材１００の内側（室内側）に貼着されることにより、熱線遮蔽シート１が窓材１００に貼付される。なお、接着層２１は、第２の熱線遮蔽層１３の全面ではなく、その一部の面のみに設けられていても構わない。例えば、熱線遮蔽シート１の周縁部における適宜の箇所のみに所定形状の接着層が複数設けられること等が想定される。
【００２３】
上述したようにして熱線遮蔽シート１が窓材１００に貼付された状態において、窓材１００の外側の面から太陽光が照射されると、太陽光のうち、可視光線は窓材１００及び熱線遮蔽シート１を通過し、熱線は熱線遮蔽シート１の第２の熱線遮蔽層１３によって吸収又は反射される。ここで、吸収又は反射されずに第２の熱線遮蔽層１３を通過した熱線は、熱電変換層１２に到達する。
【００２４】
熱線が入射された熱電変換層１２においては、ゼーベック効果が生じて、吸収した熱が電力エネルギーに変換されて放出される。具体的には、熱電変換層１２の全体が熱電素子として機能し、熱電変換層１２において高温になっている領域と低温になっている領域との間に電位差が生じて電流が発生する。このようにして発生した電流は、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３に含まれている導電性金属酸化物微粒子を介して、熱電変換層１２から第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３へ流れる。これにより放熱が図られる。なお、熱電変換層１２において発生した電流の一部は、電気抵抗により消費され、その結果発熱が起きる。この熱は、熱電変換層１２において電流に変換される。このような熱電変換サイクルが生じることにより、外部へ放散されなかった電流は熱電変換層１２において消費されることになる。
【００２５】
なお、電流に変換されることなく熱電変換層１２を通過した熱線は、第１の熱線遮蔽層１１に到達し、吸収又は反射されることになる。
【００２６】
本実施の形態では、熱線遮蔽シート１が第１の熱線遮蔽層１１、熱電変換層１２、及び第２の熱線遮蔽層１３の積層構造を有しているが、これ以外の層が含まれていても構わない。図３には、紫外線遮蔽層をさらに備える熱線遮蔽シート１の構成が模式的に示されている。この熱線遮蔽シート１の場合、第２の熱線遮蔽層１３の上に、可視光に対して透明な紫外線遮蔽層１４が設けられている。この場合、紫外線遮蔽層１４が紫外線を遮蔽した上で、上述したように熱線が遮蔽されることとなる。その他にも、第１の熱線遮蔽層１１の下に、透明なエアロゲル等の材料で構成された断熱層を設けるようにしてもよい。この場合、当該断熱層によって熱伝導が制限されるため、室内側等に熱が漏れることを抑制することができる。このように、特定の機能を有する層をさらに設けることにより、高機能な熱線遮蔽シート１を実現することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、熱線遮蔽シート１が窓材に対して適用される例を示したが、それ以外にも様々な用途に熱線遮蔽シート１を用いることができる。例えば、熱線遮蔽シート１を農業用フィルムとして使用することができる。その場合、農作物の生長に必要な可視光は通過させた上で、その生長を阻害するおそれがある熱線を遮蔽する農業用フィルムを実現することができる。また、傘及びレインコート等の雨具の材質として熱線遮蔽シート１を使用することもできる。その場合、例えば、第２の熱線遮蔽層１３の上に、可視光に対して透明性を有する撥水層がさらに設けられる。これにより、熱線遮蔽機能を有する透明な雨具を得ることができ、晴雨兼用の傘等を実現することが可能になる。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態１の熱線遮蔽シート１は、太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換層１２を備えている。実施の形態２の熱線遮蔽シートは、その熱電変換層１２の代わりに、太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換層を備える。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態１に係る熱線遮蔽シートの構成を模式的に示す断面図である。図４に示すとおり、熱線遮蔽シート２は、実施の形態１の場合と同様の第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３を備えており、それらの間に光電変換層２２が設けられている。
【００３０】
光電変換層２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子を含んで構成されている。光電変換素子としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池、ＬＥＤ、ＣＣＤ、及びＣｄＳ（硫化カドミウム）等を用いることができる。なお、光の波長毎に変換を行う場合は、AlGaN / GaN on Sapphire（紫外）、InGaN / GaN on Sapphire（紫・青）、GaP on GaP（緑）、AlInGaP on GaAs（黄）、GaAlAs on GaAs(赤)、GaAlAs on GaAs（赤外）、InGaAs on InP（近赤外受光用）、InGaAsP on InP（近赤外発光用）等の光半導体を用いることができる。これらの光半導体を用いた場合、光の波長毎に制御することが可能になるため、例えば、太陽光発電の発電に必要な波長は透過させる一方、熱損失になる近赤外線を遮断することができる。この場合、発電効率の向上が図られることになる。
【００３１】
太陽光が入射された場合、光電変換層２２において光エネルギーが電気エネルギーに変換される。これにより生じた電流は、実施の形態１の場合と同様に、第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３に含まれている導電性金属酸化物微粒子を介して、熱電変換層１２から第１の熱線遮蔽層１１及び第２の熱線遮蔽層１３へ流れる。これにより放熱が図られる。
【００３２】
（その他の実施の形態）
上記の各実施の形態では、熱線遮蔽シートが３層の積層構造を有しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。熱電変換層又は光電変換層と、第１及び第２の熱線遮蔽層とが１層の構造となっていても構わない。すなわち、熱線遮蔽シートが、可視光に対して透明性を有する導電性酸化物微粒子と太陽光の熱エネルギーを電流に変換する熱電変換粒子（又は太陽光の光エネルギーを電流に変換する光電変換粒子）とが混合された一層の熱線遮蔽層により構成されていてもよい。その場合でも、上記の各実施の形態と同様の放熱効果が期待できる。
【００３３】
なお、上記のような１層構造の熱線遮蔽シートは、導電性酸化物微粒子と、熱電変換粒子（又は光電変換粒子）とを含むコーティング剤を基材に塗布して固化させることにより得ることが可能である。そのため、例えば窓材又は雨具等に当該コーティング剤を塗布して固化させることにより、その窓材又は雨具等に遮熱機能を備えさせることができる。
【００３４】
なお、上述した各実施の形態を組み合わせて新たな実施の形態を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の熱線遮蔽シートは、例えば建物に設けられる採光窓又は自動車のフロントガラスなどに貼付される熱線遮蔽シートなどとして有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１，２  熱線遮蔽シート
１１  第１の熱線遮蔽層
１２  熱電変換層
１３  第２の熱線遮蔽層
１４  紫外線遮蔽層
２１  接着層
２２  光電変換層
１００  窓材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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