(57)【要約】  本出願の実施形態に従うフェネストレーション品が、フレームと、該フレーム内に組み込まれたＳＰＤ膜と、該ＳＰＤ膜と隣接してフレーム内に組み込まれたガラスのペーンとを有する絶縁ガラスユニットを備え、ガラスのペーンとガラスのペーンとの間に間隙が形成される。間隙が、好ましくは、アルゴンガスで充填される。
2013501948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガラスユニットを備えたフェネストレーション品であって、
前記絶縁ガラスユニットが、さらに、
フレームと、
前記絶縁ガラスユニットの外向きに面した側上の、前記フレーム内に組み込まれたＳＰＤ積層体と、
前記積層体に隣接して、前記フレーム内に組み込まれたガラスのペーンであって、前記積層体と、前記ガラスのペーンとの間に間隙が形成される、ガラスのペーンと、
を備え、
前記間隙が、ガスで充填されることを特徴とするフェネストレーション品。
【請求項２】
前記ガスが、アルゴンであることを特徴とする請求項１に記載のフェネストレーション品。
【請求項３】
前記ＳＰＤ積層体が、
第一の実質的に透明なパネルと、
前記第一の透明なパネルの内表面に設けられた第一の接着層と、
前記第一の接着層を介して、前記第一の実質的に透明なパネルに接着された第一の表面を有するＳＰＤ膜と、
前記第一の表面と反対側の前記ＳＰＤ膜の第二の表面に設けられた第二の接着層と、
前記第二の接着層を介して、前記ＳＰＤ膜に接着された第二の実質的に透明なパネルと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のフェネストレーション品。
【請求項４】
前記第一の実質的に透明なパネルが、強化ガラスのペーンであり、
前記第二の実質的に透明なパネルが、熱遮断ガラスのペーンであることを特徴とする請求項３に記載のフェネストレーション品。
【請求項５】
前記熱遮断ガラスのペーン上の熱遮断コーティングが、前記ＳＰＤ膜から見て外側を向くように前記熱遮断ガラスのペーン上に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のフェネストレーション品。
【請求項６】
前記ガラスのペーンが、ガラスの熱遮断ペーンであることを特徴とする請求項１に記載のフェネストレーション品。
【請求項７】
絶縁ガラスユニットであって、
フレームと、
前記絶縁ガラスユニットの外向きに面した側上の、前記フレーム内に組み込まれたＳＰＤ積層体と、
前記積層体に隣接して、前記フレーム内に組み込まれたガラスのペーンであって、前記積層体と、前記ガラスのペーンとの間に間隙が形成される、ガラスのペーンと、
を備え、
前記間隙が、ガスで充填されることを特徴とする絶縁ガラスユニット。
【請求項８】
前記ガスが、アルゴンであることを特徴とする請求項７に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項９】
前記ＳＰＤ積層体が、
第一の実質的に透明なパネルと、
前記第一の透明なパネルの内表面に設けられた第一の接着層と、
前記第一の接着層を介して、前記第一の実質的に透明なパネルに接着された第一の表面を有するＳＰＤ膜と、
前記第一の表面と反対側の前記ＳＰＤ膜の第二の表面に設けられた第二の接着層と、
前記第二の接着層を介して、前記ＳＰＤ膜に接着された第二の実質的に透明なパネルと、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１０】
前記第一の実質的に透明なパネルが、強化ガラスのペーンであり、
前記第二の実質的に透明なパネルが、熱遮断ガラスのペーンであることを特徴とする請求項９に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１１】
前記熱遮断ガラスのペーン上の熱遮断コーティングが、前記ＳＰＤ膜から見て外側を向くように前記熱遮断ガラスのペーン上に配置されたことを特徴とする請求項１０に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１２】
前記ガラスのパネルが、熱遮断ガラスのペーンであることを特徴とする請求項７に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１３】
絶縁ガラスユニットの製造方法であって、
フレームを提供するステップと、
ＳＰＤ積層体を提供するステップと、
ガラスのペーンを提供するステップと、
前記絶縁ガラスユニットの外向きに面した側上の、前記フレーム内に前記ＳＰＤ積層体を配置するステップと、
前記ＳＰＤ積層体の内側上に前記ＳＰＤ積層体に隣接して前記ガラスのペーンを配置するステップであって、前記ＳＰＤ積層体と、前記ガラスのペーンとの間に間隙が形成される、ステップと、
前記間隙をガスで充填するステップと、
を含むことを特徴とする絶縁ガラスユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記間隙をガスで充填するステップが、さらに、前記間隙をアルゴンで充填するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＳＰＤ積層体を提供するステップが、さらに、
第一の実質的に透明なパネルを提供するステップと、
第一の接着層を提供するステップと、
前記第一の透明なパネルの内表面に前記第一の接着層を設けるステップと、
ＳＰＤ膜を提供するステップと、
前記第一の接着層を介して、前記第一の実質的に透明なパネルに前記ＳＰＤ膜の第一の表面を接着するステップと、
第二の接着層を提供するステップと、
前記第一の表面と反対側の前記ＳＰＤ膜の第二の表面に前記第二の接着層を設けるステップと、
第二の実質的に透明なパネルを提供するステップと、
前記第二の接着層を介して、前記第二の実質的に透明なパネルを前記ＳＰＤ膜に接着するステップと、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の実質的に透明なパネルを提供するステップが、強化ガラスのペーンを提供するステップをさらに含み、
前記第二の実質的に透明なパネルを提供するステップが、熱遮断ガラスのペーンを提供するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第二の実質的に透明なパネルを前記ＳＰＤ膜に接着するステップが、前記熱遮断ガラスのペーン上の熱遮断コーティングを、前記ＳＰＤ膜から見て外側を向くように前記熱遮断ガラスのペーン上に配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガラスのペーンを提供するステップが、ガラスの熱遮断ペーンを提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体粒子懸濁を含むライトバルブとしてまたはライトバルブ内で使用するための、膜及び積層膜を対象としており、通常、本願明細書において、ライトバルブは、懸濁粒子デバイスまたはＳＰＤライトバルブ、または単純にＳＰＤと称される。さらに具体的には、本開示は、高エネルギー効率を提供するＳＰＤを利用する絶縁ガラスユニットを含むフェネストレーション品（ｆｅｎｅｓｔｒａｔｉｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＰＤライトバルブは、光の調節に使用するためのものとして、７０年以上に渡って知られている。その間、例えば、英数字表示装置及びテレビのディスプレイ；ランプ、カメラ、ディスプレイ及び光ファイバー用のフィルター；及び、それを通過する光の量または場合によってはそれから反射する光の量を制御するための、ウィンドウ、サンルーフ、玩具、サンバイザー、眼鏡、ゴーグル、ミラー、ライトパイプ等を含む多数の用途に使用するために、このようなライトバルブが提案されている。ウィンドウの実施例が、制限されることなく、商業ビル、グリーンハウス及び住居用の建築的ウィンドウ、自動車、ボート、電車、飛行機及び宇宙船用のウィンドウ、のぞき穴を備えたドア用のウィンドウ、及び、そのコンパートメントを有するオーブン及び冷蔵庫等の用途のためのウィンドウを含む。上記の懸濁粒子デバイスまたはＳＰＤのような、本願明細書に記載されたタイプのライトバルブも周知である。
【０００３】
本願明細書に使用されるものとして、“ライトバルブ”との用語は、小さな距離で離隔された２つの壁から形成されたセルを表し、少なくとも１つの壁が透明である。壁が、それ上に、通常は透明な導電性コーティングの形である電極を有する。任意に、壁上の電極が、それ上に、薄い透明な誘電性保護膜を有してよい。このセルが、光−調節素子を備え（本願明細書において、時には、活性化材料と称する）、この光−調節素子が、制限されることなく、粒子の液体懸濁液であるか、または、全体の素子の全て若しくは一部が、プラスチック膜を備えてよく、粒子の液体懸濁液の液滴が分散される。
【０００４】
液体懸濁液（本願明細書において、時には、液体ライトバルブ懸濁液またはライトバルブ懸濁液と称する）が、液体懸濁媒体中に懸濁された小さな粒子を含む。印加された電場の存在下において、ブラウン運動により、液体懸濁液中の粒子が、ランダムな位置にあると仮定する。従って、セル構造、粒子の特性及び濃度、並びに光のエネルギー量に応じて、セル内に入る光のビームが、反射され、透過され、または吸収される。従って、ライトバルブが、オフ状態において、比較的暗い。しかしながら、ライトバルブ内の液体ライトバルブ懸濁液を通して電場が印加された場合、粒子が、整列され、多くの懸濁液に対して、大部分の光が、セルを通過することが可能である。従って、ライトバルブが、オン状態において、比較的透明である。
【０００５】
多くの用途において、活性化材料、すなわち、光調節素子の全てまたは一部が、液体懸濁液よりもむしろプラスチック膜であることが好ましい。例えば、可変光透過ウィンドウとして使用されるライトバルブにおいて、静水圧効果、例えば、高カラムの光懸濁液に関連する膨れが、膜の使用を通して、回避することが可能であり、起こり得る漏れのリスクを、回避することも可能であるため、液体懸濁液の液滴が分配されたプラスチック膜が、液体懸濁液単体よりも好ましい。プラスチック膜を使用する他の利点は、プラスチック膜内において、粒子が、通常、極めて小さな液滴内にのみ存在し、この結果、電圧により膜が繰り返し活性化された場合に、著しく凝集しないことである。
【０００６】
本願明細書において使用されるライトバルブ膜（本願明細書において、時には、ＳＰＤ膜とも称する）は、膜若しくはシート、またはＳＰＤライトバルブ内で使用される若しくはその使用を対象とした粒子の懸濁液を含むその一つ以上を意味する。通常、このようなライトバルブ膜が、分散粒子を含む液体の不連続相を含み、このような不連続相が、一つまたはそれ以上の硬いまたは柔軟な固体膜またはシート内に囲まれた連続相を通して分散される。ライトバルブ膜の一部でありうる硬化エマルションが、時には、膜または膜層とも称される。また、ライトバルブ膜が、制限されることなく、例えば、（１）引っかき抵抗性、（２）紫外線放射からの保護、（３）赤外線エネルギーの反射、（４）活性化材料に対して印加された電場または磁場を透過する導電性、（５）誘電保護膜、（６）色づけ及び（７）音響制御の一つまたはそれ以上を備えたライトバルブ膜を提供しうる膜、コーティング若しくはシートまたはこれらの組み合わせのような一つまたはそれ以上の追加層を備えてもよい。
【０００７】
ＳＰＤ膜に対する一般的な（しかしながら、制限するものではない）構造が、５つの層を備え、すなわち、一側から他側に向かって、：（１）好都合には、しかしながら、制限するものではないが、５〜７ミルの厚さのポリエチレンテレフタラート（“ＰＥＴ”）プラスチックの第一シートと、（２）ＰＥＴの前記第一シート上の、電極としての役割を果たすまたは役割を果たすことが可能であるインジウムスズ酸化物（“ＩＴＯ”）の極めて薄い透明な導電性コーティングと、（３）通常、２〜５ミルの厚さの硬化（すなわち、架橋された）ＳＰＤエマルション層と、（４）電極としての役割を果たすまたは役割を果たすことが可能である第二ＩＴＯコーティングと、（５）第二ＰＥＴプラスチック基板と、を備える。先に述べたように、他の機能を提供する追加層が、任意に、上記の５−層ＳＰＤ膜に追加されてよい。典型的には、銅箔、導電性布等が、電極に取り付けられ、適当な電源への使い勝手の良い接続のために、これらが、ＳＰＤ膜の周囲を越えて広がる。さらに、例えば、透明な熱溶解接着膜及び／またはガラスまたは厚い透明プラスチックシートと共に、ＳＰＤ膜が、積層されることが可能であり、強度及び剛性を提供し、結合されたユニットの様々な部分を、さもなければ、その性能特性にダメージを与えうる環境ストレスから保護する。上記のＳＰＤ膜の場合、ＳＰＤ積層体が、一つまたはそれ以上の追加層１−７を備えてもよい。
【０００８】
参照により本願明細書に組み込まれる特許文献１が、均一溶液からの相分離によって形成される非−架橋型のライトバルブ膜を例示する。エマルションの架橋（硬化）によって形成されたライトバルブ膜も周知である。本発明の方法が、好ましくは、後者のタイプの膜、すなわち、エマルションを架橋することにより形成された層を含む膜の使用、及びこれによって製造された積層膜を対象としている。例えば、その全てが、本発明の譲受人に譲受された特許文献２、特許文献３及び特許文献４を参照のこと。様々なタイプのＳＰＤエマルション、及びそれらの硬化方法が、特許文献５、特許文献６及び特許文献７に記載されており、その全てが、本発明の譲受人に譲受されている。エマルションを（１）紫外線放射、（２）電子ビームまたは（３）熱に曝すことによって引き起こされる架橋によって、このような膜及びその変化物が、硬化されてよい。本出願で引用された特許及び特許出願並びに他の参照文献の全てが、参照により本願明細書に組み込まれる。
【０００９】
様々な液体ライトバルブ懸濁液が、当業界において周知であり、当業者に周知の技術に従って、このような懸濁液が、容易に定型化（ｆｏｒｍｕｌａｔｅ）される。本願明細書で使用される場合の上記のような液体ライトバルブ懸濁液との用語は、複数の小さな粒子が分散される液体懸濁媒体を意味する。液体懸濁媒体が、一つまたはそれ以上の非水電気抵抗性の液体を含み、好ましくは、少なくとも一つのタイプの高分子安定剤が溶解されており、この高分子安定剤は、粒子が凝集する性質を低減させ、それらを懸濁液中に分散させたまま保つ役割を果たす。
【００１０】
本発明において有用な液体ライトバルブ懸濁液が、粒子を懸濁させるためのライトバルブにおける使用のために先に提案された任意のいわゆる従来技術の液体懸濁媒体を含んでよい。本願明細書において有用である当業界で周知の液体懸濁媒体が、制限されるものではないが、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３及び特許文献１４に開示された液体懸濁媒体を含み、その開示が、参照により本願明細書に組み込まれる。一般的に、典型的にその中に溶解される高分子安定剤または懸濁媒体の一方または両方が、重力平衡に懸濁粒子を維持するように選択される。
【００１１】
利用される場合、高分子安定剤が、粒子の表面を結合する単一型の固体ポリマーであることが可能であるが、また、液体懸濁媒体を含む非水液体に溶解されている。あるいは、高分子安定化システムとして役立つ２つまたはそれ以上の固体高分子安定剤が存在してもよい。例えば、粒子が、ニトロセルロースのような第一型の固体高分子安定剤でコーティングされることが可能であり、この第一型の固体高分子安定剤が、実質的には、溶解された場合、１つまたはそれ以上の追加型の固体高分子安定剤と共に、粒子に対する平面コーティングを提供し、この追加型の固体高分子安定剤が、溶解された場合に、第一型の固体高分子安定剤と結合または結び付き、また、液体懸濁媒体中に溶解し、粒子に対して分散及び立体的保護を提供する。また、例えば、特許文献３に記載されているように、液体高分子安定剤が、有利に、特に、ＳＰＤライトバルブ膜内で使用されてよい。
【００１２】
無機及び有機粒子が、ライトバルブ懸濁液中で使用されてよく、このような粒子が、電磁スペクトルの可視部において光を吸収するまたは光を反射するものであってよい。
【００１３】
従来のＳＰＤライトバルブが、通常、コロイドサイズの粒子を利用している。本願明細書において使用されるものとして、コロイドとの用語は、粒子が、通常、平均１マイクロメートル以下の最大の寸法を有することを意味する。好ましくは、ＳＰＤライトバルブ懸濁液中で使用されるまたは使用が意図される大部分のポリハロゲン化物または非−ポリハロゲン化物型の粒子が、平均０．３マイクロメートル以下の最大の寸法を有し、さらに好ましくは、平均して青色光の波長の半分未満の、すなわち、２０００オングストローム未満の最大の寸法を有し、光散乱を著しく低く保つ。
【００１４】
ＳＰＤ膜が、ウィンドウ及びスカイライトのようなフェネストレーション品に使用されてよい。この用途において、典型的には、ガラスまたはプラスチックの２つの片の間に、ＳＰＤ膜が積層され、熱溶融性接着剤または硬化モノマーのいずれかの１つまたはそれ以上の中間層、及び／または、熱を反射し、ＵＶを遮断し、または他の目的のための他の層を合わせて備える（“積層体”）。利用される中間層材料が、制限されるものではないが、エチレンビニルアセテート、ポリビニルブチラールまたはポリウレタンであることが可能である。エネルギー効率が、フェネストレーション品の極めて重要な特徴であり、従って、エネルギー効率を最大化することが有益である。
【００１５】
ｔｈｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、ｔｈｅ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  ｔｏ  Ｓａｖｅ  Ｅｎｅｒｇｙ、及びＬａｗｒｅｎｃｅ  Ｂｅｒｋｅｌｅｙ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって合同で開発されたサイトである、ｔｈｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅウェブサイト（ｗｗｗ．ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｉｎｄｏｗｓ．ｏｒｇ）によると、エネルギー効率が良いと考えられているフェネストレーションは、Ｕ−ファクター（Ｕ−バリュー）＜０．３０及び、太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）＜０．３０でなければならない。
【００１６】
Ｕ−バリュー、ＳＨＧＣ及び遮蔽係数（ＳＣ）が、ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｉｎｄｏｗｓ．ｏｒｇによって、以下のように定義される：
Ｕ−ファクター（Ｕ−バリュー）−材料またはアセンブリを通した非−太陽熱損失または利得の速度の評価基準である。これは、Ｂｔｕ／ｈｒ−ｓｑ  ｆｔ−°Ｆ（Ｗ／ｓｑ  ｍ−℃）の単位で表される。値は、０°Ｆ（１８℃）の屋外温度、７０°Ｆ（２１℃）の室内温度、１５ｍｐｈの風、及び太陽の負荷のない、ＮＦＲＣ／ＡＳＨＲＡＥ冬季条件に対して、通常、与えられる。Ｕ−ファクターが、ガラスのみまたはフレーム及びスペーサ材料の効果を有する全体のウィンドウに対して表されてよい。Ｕ−ファクターが低くなるにつれて、熱フローに対するウィンドウの耐性がより優れ、その絶縁の値が良くなる。
太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）−直接的に透過されるものと、吸収され、その後に内部にリリースされるものと、の両方の、ウィンドウまたはスカイライトを通して認められる太陽放射の割合である。太陽熱利得係数が、ウィンドウの遮蔽能力の標準的な指標としての遮蔽係数に取って代わっている。これが、０と１との間の数として表される。ウィンドウの太陽熱利得係数が低くなるにつれて、それが透過する太陽熱が少なくなり、その遮蔽能力が優れる。ＳＨＧＣが、ガラスのみに関して表されることが可能であり、全体のウィンドウアセンブリについて言及することが可能である。
遮蔽係数（ＳＣ）−同一の設計条件下での１／８”（３ｍｍ）の厚さの透明ガラスに関するガラスを通過する太陽エネルギーの総量であり；直接的に透過された太陽エネルギーと、その後に、室内に再放射または対流によって移動される任意の吸収された太陽エネルギーと、の両方が含まれ、；低い値は、夏季の熱利得を低減させ、従って、空気−調節負荷を低減させることに優れた性能を示す。
【００１７】
しかしながら、従来技術は、良好なエネルギー効率を提供するＳＰＤ膜またはＳＰＤ積層体を含むフェネストレーション品を示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許第５４０９７３４号明細書
【特許文献２】米国特許第５４６３４９１号明細書
【特許文献３】米国特許第５４６３４９２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第１０／８９８３０３号明細書
【特許文献５】米国特許第６３０１０４０号明細書
【特許文献６】米国特許第６４１６８２７号明細書
【特許文献７】米国特許第６９００９２３号明細書
【特許文献８】米国特許第４２４７１７５号明細書
【特許文献９】米国特許第４４０７５６５号明細書
【特許文献１０】米国特許第４７７２１０３号明細書
【特許文献１１】米国特許第５４０９７３４号明細書
【特許文献１２】米国特許第５４６１５０６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５４６３４９２号明細書
【特許文献１４】米国特許第６９３６１９３号明細書
【特許文献１５】米国特許第７３６１２５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本開示の目的は、高いエネルギー効率を提供するＳＰＤ積層体を含む絶縁ガラスユニットを含むフェネストレーション品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本出願の実施形態に従うフェネストレーション品が、フレームと、絶縁ガラスユニットの外向きに面した側上のフレーム内に組み込まれたＳＰＤ積層体と、該積層体に隣接してフレーム内に組み込まれたガラスのペーン（ｐａｎｅ）と、を備え、積層体とガラスのペーンとの間に空間が形成される。この空間が、ガスで充填される。
【００２１】
本出願の実施形態に従う絶縁ガラスユニットが、フレームと、絶縁ガラスユニットの外に面した側上のフレーム内に組み込まれたＳＰＤ積層体と、該積層体に隣接してフレーム内に組み込まれたガラスのペーンと、を備え、積層体とガラスのペーンとの間に空間が形成される。この空間が、ガスで充填される。
【００２２】
本出願の実施形態に従う絶縁ガラスユニットの製造方法が、フレームを設けるステップと、ＳＰＤ積層体を設けるステップと、ガラスのペーンを設けるステップと、絶縁ガラスユニットの外に面した側上のフレーム内にＳＰＤ積層体を配置するステップと、ＳＰＤ積層体とガラスのペーンとの間に間隙が形成されるように、ＳＰＤ積層体の内側上にＳＰＤ積層体と隣接してガラスのペーンを配置するステップと、間隙をガスで充填するステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本出願の実施形態に従うフェネストレーション品の断面図を図示する。
【図２】図１のフェネストレーション品に使用される例示的なＳＰＤ積層体の断面図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
上記のように、ＳＰＤ膜がフェネストレーション品に使用されるために、典型的には、これが、ＳＰＤ積層体を形成するように積層される。積層体が、絶縁ガラスユニット（“ＩＧＵ”）の構造に組み込まれてよく、空気または不活性ガスを含む間隙が、積層体と、フェネストレーション品の一つまたはそれ以上の他の部品との間に存在する。ＩＧＵが、フレーム内の二つまたはそれ以上の空気またはアルゴン（Ａｒ）空間中間層によって分離された二つまたはそれ以上のガラスシートとして定義される。フェネストレーションが、建物内のウィンドウ、ドア及びスカイライトの配置及び設計として定義される。
【００２５】
ＩＧＵの一般的な構造が上記において説明されているが、ＳＰＤ膜または積層体とともに使用されうる複数の異なる幾何学的配置もある。強化または熱遮断ガラスが、積層体と組み合わせて使用されてよい。さらに、強化または熱遮断ガラスが、積層体自体に組み込まれてもよい。すなわち、必要に応じて、積層体が、強化または熱遮断ガラスのいずれかの２つの片の間に積層されたＳＰＤ膜によって形成されてよい。あるいは、ＳＰＤ膜が、プラスチックシートの間に、またはガラス及びプラスチックシートの組み合わせの間に、積層されてもよい。
【００２６】
図１が、本出願の実施形態に従う絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）１０を備えたフェネストレーション品１の実施形態を図示する。図示されているように、好ましくは、ＩＧＵ１０が、ＩＧＵ１０の外向きに面した側上のフレーム１６内に組み込まれたＳＰＤ積層体１２を備える。外向きとは、ウィンドウまたは他のフェネストレーション品内の外側に面する側を言う。好ましくは、ガラスのペーン１４が、ＳＰＤ積層体１２に隣接するフレーム１６内に組み込まれ、ＳＰＤ積層体と、ガラスのペーンとの間に間隙１８が形成される。好ましい実施形態において、ガラス１４が、熱遮断ガラス（ＨＲＧ）であるが、強化ガラスＴＧが使用されてもよい。間隙１８が、０．２〜１．０インチの間の幅を有し、好ましくは、０．５インチであり、ガスで充填される。好ましい実施形態において、ガスが、アルゴンであるが、空気または任意の適当な実質的に非−反応性のガスが使用されてもよい。しかしながら、例えば、熱抵抗ガラスが、ＳＰＤ積層体１２自体に利用された場合、ある条件下で、許容可能なエネルギー効率が、ガラス１４のような強化ガラスＴＧのペーンを使用して得られうる。好ましくは、ＳＰＤ積層体１２が、フェネストレーション品１の外向きに面した側上に配置される。明確に図示されているとは限らないが、必要に応じて、ＳＰＤ積層体が、電源と電気的に接続される。
【００２７】
図２は、ＳＰＤ積層体１２の例示的な実施形態を図示する。以下に説明するように、好ましい実施形態において、ＳＰＤ積層体１２が、好ましくは熱溶融接着剤ＨＭＡである接着材の第一層によってＳＰＤ膜に接着された強化ガラスＴＧのペーンを備え、続いて、同じ接着剤ＨＭＡの第二層によってＳＰＤ膜に接着された熱遮断ガラスＨＲＧのペーンを備える。ここで、熱遮断ガラスの少なくとも一つのペーンが、ＳＰＤ積層体１２内で使用され、ＩＧＵ１０のガラス１４が、強化ガラスであってよい。実際には、表４に関して以下に説明されるように、ＩＧＵ１０が、全体で、熱遮断ガラスのペーンを一つ以上備えないことが好ましい。熱遮断ガラスＨＲＧの熱遮断コーティングが、ＳＰＤ膜から見て外方を向くことが好ましい。
【００２８】
上記のように、ＳＰＤまたはＳＰＤ積層体を利用する現在のフェネストレーション品は、エネルギー効率を提供しない。さらに、典型的には、それらにおける及びそれらのＳＰＤ及びＳＰＤ積層体は、いずれも、所望のエネルギー効率を提供しない。さらに、強化または熱遮断ガラスの単体での使用も、フェネストレーション品においてエネルギー効率を提供しない。しかしながら、上記の及び特許請求の範囲に規定されたＩＧＵ１０は、フェネストレーションに、高いエネルギー効率、すなわち、Ｕ−バリュー＜０．３０及びＳＨＧＣ＜０．３０を提供する。
【００２９】
様々な構造が試験され、上記のアセンブリが、所望のエネルギー効率を提供した。
【００３０】
ＳＰＤ膜及びＳＰＤ積層体が準備され、Ｕ−ファクター、遮蔽係数及びＳＨＧＣを含む試験のために、他のフェネストレーション部品と共に、ＤＳＥＴ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｈｏｅｎｉｘ，ＡＺ，ａ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ａｔｌａｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓに送られた。電源を入れていない暗い状態及び完全に電源が入れられた発光状態で、ＳＰＤ膜及びＳＰＤ積層体を備えた様々な構造が試験された。
【００３１】
ＳＰＤが、単体で、及び絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の他の部品と組み合わされて試験され、Ｕ−バリュー、遮断された総太陽エネルギーの％、相対熱利得、遮蔽係数及びＳＨＧＣが測定された。
【００３２】
試験に使用されたＳＰＤ膜を、Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手し、本願明細書で参照することによりその全体の内容がこれによって本願明細書に組み込まれる特許文献１５に開示された方法に従って積層された。一実施形態において、積層体のレイアップが、フロートガラス／エチレンビニルアセテート／ＳＰＤ膜／エチレンビニルアセテート／フロートガラスであった。エチレンビニルアセテート中間層が、熱溶融接着剤用の（ＨＭＡ）と称される。特定の方法に従って積層されたＳＰＤ膜を使用し、試験が実施されたが、任意の適当なＳＰＤ積層体が使用されてよい。
【００３３】
ＳＰＤ膜及び積層体を１１０Ｖ／６０Ｈｚで駆動するための電源、Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｒｉｅ，ＭＮのＣａｒｄｉｎａｌ  Ｇｌａｓｓ社から入手したＥ３６６と示された熱遮断ガラス（ＨＲＧ）及び強化ガラス（ＴＧ）とともに、ＳＰＤ積層体及びＳＰＤ膜が、ＤＳＥＴ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓに送られた。
【００３４】
以下において詳述するように、ＤＳＥＴ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓが、ＳＰＤ膜、ＳＰＤ積層体、強化ガラス及び熱遮断ガラスに対して、近垂直（Ｎｅａｒ−Ｎｏｒｍａｌ）半球分光透過率、半球分光反射率、全放射率及び遮蔽係数の計算を実施した。様々な構造のＳＰＤ膜、ＳＰＤ積層体、強化ガラス及び熱遮断ガラスに対する、冬季のＵ−バリュー、夏季のＵ−バリュー、遮断された総太陽エネルギーの％、相対熱利得、遮蔽係数及び太陽熱利得係数を計算するために、結果として得られたデータが、使用された。
【００３５】
（光学特性測定）
ＡＳＴＭ規格の試験法Ｅ９０３に従い、試料に対して半球分光透過率及び反射率の測定が実施された。積分球を利用するＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ  ９５０  分光光度計を用いて、測定が実施された（Ｅ９０３の図Ａ１．４）。透過率の測定が、０°の入射角で、２５００ｎｍ〜３００ｎｍの太陽スペクトルにおいて得られた。測定が、“近垂直／半球分光透過率”として、適当に示される。全反射の測定が、８°の入射角で、２５００ｎｍ〜３００ｎｍの太陽スペクトルにおいて得られた。測定には、機器の１００％のラインを定義する以外の参照基準の利用の必要性を除外する、検出器−バッフル、壁掛け式積分球を利用する。測定が、“半球分光反射率”として、適当に示される。本願明細書とともに、原文で、全てのスペクトルデータが提示される。また、データが、波長毎の波長（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｂｙ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）で、１０ｎｍ毎に、エクセルファイルでも提供される。
【００３６】
スペクトルデータが、１０９等間隔波長（ｗｅｉｇｈｔｅｄ  ｏｒｄｉｎａｔｅｓ）を利用するＡＳＴＭ  Ｅ８９１−８７  Ａｉｒ  Ｍａｓｓ  １．５  真っすぐな垂直スペクトルに対して積分された。可視特性（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）が、ＣＩＥ１９３１規格の観察者に対するＹ三刺激値とみなされる、眼の明順応（ｐｈｏｔｏｐｉｃ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｙｅ）によって重み付けされる。
【００３７】
（全放射率測定）
ＡＳＴＭ  Ｅ４０８，Ｍｅｔｈｏｄ  Ａに従い、近垂直赤外線反射率測定が、実施された。Ａ  Ｇｉｅｒ  Ｄｕｎｋｌｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＤＢ  １００が、測定に利用される。
【００３８】
検出器部の内側が、二つの半−円筒状キャビティである。キャビティの一方が、電気ヒーターによって加熱され、他方が、およそ室温に安定する。従って、二つのキャビティが、異なる温度に維持される。キャビティが回転するにつれて、試料が、選択的に、１３Ｈｚで照射される。キャビティの端部におけるスリットを通して焦点に集まる光学システムによって、真空熱電対が、試料を見る。検出器が、試料によって放出されたエネルギー及び試料によって反射されたエネルギーを受け取る。試料が、熱い及び冷たいキャビティによって選択的に照射されるため、反射されたエネルギーのみが、交互（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）の成分を含む。キャビティの回転とともに、増幅器が同期され、所望の交互の信号のみを通過させ、次に、整流され、フィルターされる。ゼロ及び増幅率（ｇａｉｎ）が、周知の放射の規格で設定される。測定の間、複数の間隔で、較正が再確認される。高い及び低い放射規格を使用し、Ｇｉｅｒ  Ｄｕｎｋｌｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒが、調整される。規格が、英国のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙにおいて標準化され、及びこれから規格が得られる。ガラス規格に対する放射値が、０．８９と等しい。ミラー規格に対する放射値が、０．０１と等しい。
【００３９】
試料に対する近垂直放射率が、キルヒホッフ関係式から計算された：
ρ＋ｘ＋τ＝１，ｘ＝ε
【００４０】
遠赤外線において、ガラスのこの厚さが透明性を有さないと仮定した場合、キルヒホッフ法則を適用し、
ρ＋ε＝１，かつ１−ρ＝ε
に変換する。
【００４１】
Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｅｎｅｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｃｏｕｎｃｉｌ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ３０１〜９３により、材料のタイプに応じて、式４または５を使用し、垂直放射率値が、半球放射率に変換される。
【００４２】
（遮蔽係数の計算）
Ｕ−バリュー、遮蔽係数、及びウィンドウの大きさ及び配置、天候条件、及び太陽放射照度データ等の特定の部位の情報の知識によって、フェネストレーションを介したエネルギー損失または利得が、決定されることが可能である。Ｕ−バリュー及び遮蔽係数の両方が、計算からまたは実験的に、決定されることが可能である。
【００４３】
１９８９  ＡＳＨＲＡＥ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋにおいて規定されたガイドラインに従って、本願明細書において報告された遮蔽係数及びＵ−バリューデータが、計算された。遮蔽係数及び夏季のＵＶ−バリューの計算が、ＡＳＨＲＡＥで定義された夏季条件下で決定され、この夏季条件は、外部温度が８９°Ｆ（３１．７℃）であり、室温が７５°Ｆ（２３．９℃）であり、外部の風速が７．５ｍｐｈであり、入射太陽放射が２４８ＢＴＵ２／ｈｒ（７８３Ｗ／ｍ２）である。冬季のＵ−バリューの計算が、ＡＳＨＲＡＥの冬季条件下で決定され、この冬季条件は、外部温度が０°Ｆ（−１７．８℃）であり、室温が７０°Ｆ（２１．１℃）であり、風上の風速が１５ｍｐｈ（６．７ｍ／ｓ）である。計算データは、“センターガラス”条件に対するものであり、ウィンドウの熱的性能を分析するために使用されるＷｉｎｄｏｗ  ４．１コンピュータープログラムから得られた。
【００４４】
（観察、デビエーション及びウェーバ）
試料の赤外線（３〜５５マイクロメートル）透過率が、ゼロであることが推定された。
【００４５】
ガラスに対する．９００Ｗ／ｍ／ｋの熱伝導及び膜に対する．２４０Ｗ／ｍ／ｋの熱伝導が、遮蔽係数計算に使用された。
【００４６】
電源が、試料に提供された。ＳＰＤ膜及びＳＰＤ積層体が、電源を用いて、電源が入っていない状態（ＵＰ）及び完全に電源が入った状態（Ｐ）において測定された。
【００４７】
放射率に対して報告された値は、四つの測定値の平均である。
【００４８】
全ての試験方法において、典型的には、器具類の許容可能な操作許容値及び試験法によって引き起こされる変動のため、試験データに対して不確実なレベルが存在する。推測された許容値が、ＡＳＴＭ  Ｅ９０３に対して試験された大部分の材料に対し、プラスまたはマイナス２％未満となることが見込まれる。
【００４９】
表１及び２が、様々な構造の光学特性測定値を示す。
【００５０】
【表１】
2013501948.tif 000003
【００５１】
【表２】
2013501948.tif 000004
【００５２】
【表３】
2013501948.tif 000005
【００５３】
表３を参照すると、このデータは、ＳＰＤ膜の単体、ＳＰＤ積層体１２の単体、または熱遮断ガラスＨＲＧの単体はいずれも、Ｕ−バリュー＜０．３、ＳＨＧＣ＜０．３のフェネストレーションエネルギー効率の要求を満たさないことを示す。また、表３のデータは、Ｕ−バリュー＜０．３、ＳＨＧＣ＜０．３のフェネストレーションエネルギー効率の要求を満たすために、ＳＰＤが、好ましくは、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）内に組み込まれることを示す。ＳＰＤ積層体１２と熱遮断ガラス１４とが、ＩＧＵ構造内で組み合された場合、ＳＰＤ積層体／．５”アルゴン  間隙／熱遮断ガラスであり、ＳＰＤ積層体が、電源が入っていない状態または電源が入った状態のいずれかにおいて、Ｕ−バリュー及びＳＨＧＣが、いずれも＜０．３である。上述のＩＧＵ構造の逆、すなわち、熱遮断ガラス／．５”アルゴン  間隙／ＳＰＤ積層体が、電源が入っていない状態及び電源が入った状態の両方のＳＰＤ積層体において、０．３よりも遥かに高いＵ−バリューを与えたという事実から、構造の重要性が強調される。
【００５４】
熱遮断ガラスが、ＳＰＤ積層体内に組み込まれたＳＰＤ積層体に対する追加の測定及び計算が、ＤＳＥＴ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓによって実施された。ＳＰＤ積層体＃１において、積層体の構造が、強化ガラス／ＨＭＡ／ＳＰＤ膜／ＨＭＡ／熱遮断ガラスであり、熱遮断ガラスの導電側が、ＳＰＤ膜に隣接した。ＳＰＤ積層体＃２において、積層体の構造が、強化ガラス／ＨＭＡ／ＳＰＤ膜／ＨＭＡ／熱遮断ガラスであり、熱遮断ガラスの導電側が、ＳＰＤ膜と反対であった。以下の表４が、ＳＰＤ積層体＃１及び＃２に対するエネルギーデータ、及びＳＰＤ積層体＃１及び＃２を含む様々なＩＧＵ構造に対するエネルギーデータを与える。
【００５５】
【表４】
2013501948.tif 000006
【００５６】
表４のデータは、例えば、ＳＰＤ積層体＃１（ＴＧ／ＳＰＤ／内部をコーティングするＨＲＧ）ＵＰのようにＳＰＤ積層体の一部として熱遮断ガラスＨＲＧを含むにもかかわらず、Ｕ−バリューが、ＳＰＤ積層体内の熱遮断ガラスの配置にかかわらず遥かに＞３であることを示す。
【００５７】
しかしながら、ＳＰＤ積層体＃２及び強化ガラスがＩＧＵ構造内に組み合わされた場合、ＳＰＤ積層体＃２（ＴＧ／ＳＰＤ／外部をコーティングするＨＲＧ）／．５”Ａｒ間隙／ＴＧであり、ＳＰＤ積層体が、電源が入っていない状態または電源が入った状態のいずれかにおいて、Ｕ−バリュー及びＳＨＧＣが、いずれも＜０．３である。すなわち、単一のＨＲＧペーンが、ＩＧＵ１０内で使用される場合のみ、高い効率が達成される。
【００５８】
興味深いことに、ＨＲＧ／．５”Ａｒ間隙／ＳＰＤ積層体＃２（ＴＧ／ＳＰＤ／外部をコーティングするＨＲＧ）の構造を有する、熱遮断ガラスの２つのペーンを有するＩＧＵの形成は、電源が入っていない状態または電源が入った状態のいずれかにおいて、Ｕ−バリュー＜０．３という結果を生じなかった。しかしながら、この構造とは反対の、ＳＰＤ積層体＃２（ＴＧ／ＳＰＤ／外部をコーティングするＨＲＧ）／．５”Ａｒ間隙／ＨＲＧは、Ｕ−バリュー及びＳＨＧＣ＜０．３という結果を生じ、電源が入った状態での可視透過率が、２８％まで低減された。従って、この構造が、十分なエネルギー効率をするが、ＳＰＤ積層体＃２（ＴＧ／ＳＰＤ／外部をコーティングするＨＲＧ）／．５”Ａｒ間隙／ＴＧのＩＧＵ構造によって提供される３９％の透過率と比較した場合に、望ましくない透過率の低減を生じる。必ずこの説明に従うことを望むものではないが、熱遮断ガラスの多数のシートの使用は、ＩＲ熱が、両方の方向に反射される結果となり、より多くの熱がＩＧＵを通過することを可能にしうる。
【００５９】
この発明は、著しく高いエネルギー効率を有するＳＰＤ技術を含み、可視光の透過率を可変的に制御することが可能であるフェネストレーションの実現を可能にする。
【００６０】
本発明は、その特定の実施形態に関連して説明されたが、多くの他のバリエーション及び修正及び他の使用が、当業者には明らかとなるだろう。
【符号の説明】
【００６１】
１  フェネストレーション品
１０  絶縁ガラスユニット
１２  ＳＰＤ積層体
１４  ガラスのペーン
１６  フレーム
１８  間隙
【図１】
2013501948.tif 000007
【図２】
2013501948.tif 000008
【国際調査報告】
2013501948.tif 000009