(57)【要約】      （修正有）【課題】低温環境においては窓から入る日射エネルギーが低減されることなく、高温環境においては窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される透光性部材およびこれを備えた窓部材、並びに建築物を提供する。【解決手段】互いに対向する第１の透明板１１および第２の透明板１２の間に、内部に状態変化溶液Ｓが封入されたセル１５が少なくとも１つ形成されてなり、前記状態変化溶液Ｓが、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質を析出する透光性部材１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の透明板および第２の透明板の間に、内部に状態変化溶液が封入されたセルが少なくとも１つ形成されてなり、
前記状態変化溶液が、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質を析出するものであることを特徴とする透光性部材。
【請求項２】
前記第１の透明板および第２の透明板が上下方向に伸びるものであり、
前記セルが、上下方向に並ぶよう複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の透光性部材。
【請求項３】
前記第１の透明板に垂直な方向の、当該第１の透明板と第２の透明板との最大距離をｘ、前記セルの上下方向の最大高さをｙとしたときに、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の透光性部材。
関係式（１）：０．２５≦ｙ／ｘ≦２
【請求項４】
前記セルの外殻の底部を構成する部材の水平面に対する傾きαが、下記関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の透光性部材。
関係式（２）−１５度≦α≦＋３０度
〔ただし、＋は、前記セルの外殻の底部を構成する部材が第２の透明板に向かうに従って上がる方向に傾く角度であり、−は、前記セルの外殻の底部を構成する部材が第２の透明板に向かうに従って下がる方向に傾く角度である。〕
【請求項５】
前記固体物質が、温度２５℃、１気圧の条件下において固体のイオン性化合物であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の透光性部材。
【請求項６】
前記固体物質が、酢酸カルシウム、硫酸リチウム、硫酸セリウム（III ）、炭酸リチウムの群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の透光性部材。
【請求項７】
前記状態変化溶液の溶媒が水系媒体であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の透光性部材。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の透光性部材を有することを特徴とする窓部材。
【請求項９】
請求項８に記載の窓部材を備えることを特徴とする建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性部材およびこれを備えた窓部材、並びに建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住空間やオフィス空間における空調の省エネルギー化を達成するために、窓から屋内へ入射する太陽光に係るエネルギー（以下、「窓から入る日射エネルギー」ともいう。）を調整することによって冷房や暖房に要するエネルギーを低減させることが行われている。
【０００３】
例えば、近赤外線を反射または吸収する成分を含有する遮熱塗料を利用した窓部材や、ガラスの表面に赤外線反射層を設けたｌｏｗ−Ｅ（低放射）ガラスによる窓部材などの、夏に窓から入る日射エネルギーを抑制して冷房に要するエネルギーを低減させることができる窓部材がある。
しかしながら、これらの窓部材においては、冬に窓から入る日射エネルギーも抑制してしまうため、冬の暖房に要するエネルギーはかえって増加してしまう、という問題がある。
【０００４】
以上のように、日本のような中緯度地域においては季節に応じた温度変化があるので、通年の空調に要するエネルギーを低減するためには、夏すなわち高温環境において窓から入る日射エネルギーを抑制して冷房に要するエネルギーを低減させることと、冬すなわち低温環境において窓から入る日射エネルギーを抑制せずに冬の暖房に要するエネルギーを低減させること、を両立して得ることが重要である。
【０００５】
夏と冬の窓から入る日射エネルギーをそれぞれ調整する技術としては、例えばブラインド内蔵複層ガラスによる窓部材が使用されているが、このような窓部材は、外気温の変化に応じて人がブラインドの角度を調整しなければならない、という煩雑さがある。
【０００６】
夏と冬とにおいて、温度変化に基づいて自律的に窓から入る日射エネルギーをそれぞれ調整する技術としては、例えば、特許文献１には、無機サーモクロミック材料を使用して、高温時において太陽光中の近赤外線の透過を抑制し、低温時には近赤外線の透過を抑制しない窓部材が開示されている。また、特許文献２には、高温時に可視光の反射率が増加する有機低分子物質からなるサーモクロミック材料を使用した窓部材が開示されている。また、特許文献３には、複数種の液晶を併用して温度変化によって回折特性が変化する現象を利用した窓部材が開示されている。また、特許文献４および特許文献５には、疎水性官能基を有する界面活性剤の高濃度水溶液を使用し、高温時に白濁する曇り点現象を利用した窓部材が提案されている。また、特許文献６には、高温時に水親和性が低下して水と相分離する温度応答性高分子の高濃度水溶液を使用して高温時に白濁する窓部材が開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの窓部材はいずれも、構成や製造プロセスが難しいという製造上の問題や、窓においては基本的な性質として視界を遮らないこと、すなわち透視性が維持されることが求められるところ、これが難しいという特性の問題がある。
具体的には、特許文献１に開示された窓部材においては、サーモクロミック材料を含む均一な薄膜の作製が難しく、特許文献２に開示された窓部材においては、耐候性が低いので使用寿命が短く、また、着色材料を使用するために透明性が低く、また、特許文献３に開示された窓部材においては、原材料である液晶の合成プロセスが困難な上に、液晶を２枚の透明板の間に配置する際にμｍ単位の寸法精度で位置制御をしなければならないために、製造が困難であり、特許文献４〜特許文献６に開示された窓部材においては、高温時に白濁してしまうために透視性の維持が困難であり、また、耐候性が低いので使用寿命が短く、さらに、界面活性剤や温度応答性高分子の高濃度水溶液は粘度が高いために製造時や白濁時に気泡が混入しやすいので、ガラス形状の設計の自由度が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２５６９０２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６２３７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１３４６２８号公報
【特許文献４】特開平０６−１２６８７８号公報
【特許文献５】特開平０７−２３８７４７号公報
【特許文献６】特開平０７−２４４３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、低温環境においては窓から入る日射エネルギーが低減されることなく、高温環境においては窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される透光性部材およびこれを備えた窓部材、並びに建築物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の透光性部材は、互いに対向する第１の透明板および第２の透明板の間に、内部に状態変化溶液が封入されたセルが少なくとも１つ形成されてなり、
前記状態変化溶液が、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質を析出するものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の透光性部材においては、前記第１の透明板および第２の透明板が上下方向に伸びるものであり、
前記セルが、上下方向に並ぶよう複数形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の透光性部材においては、前記第１の透明板に垂直な方向の、当該第１の透明板と第２の透明板との最大距離をｘ、前記セルの上下方向の最大高さをｙとしたときに、下記関係式（１）を満たすことが好ましい。
関係式（１）：０．２５≦ｙ／ｘ≦２
【００１３】
本発明の透光性部材においては、前記セルの外殻の底部を構成する部材の水平面に対する傾きαが、下記関係式（２）を満たすことが好ましい。
関係式（２）−１５度≦α≦＋３０度
〔ただし、＋は、前記セルの外殻の底部を構成する部材が第２の透明板に向かうに従って上がる方向に傾く角度であり、−は、前記セルの外殻の底部を構成する部材が第２の透明板に向かうに従って下がる方向に傾く角度である。〕
【００１４】
本発明の透光性部材においては、前記固体物質が、温度２５℃、１気圧の条件下において固体のイオン性化合物であることが好ましい。
【００１５】
本発明の透光性においては、前記固体物質が、酢酸カルシウム、硫酸リチウム、硫酸セリウム（III ）、炭酸リチウムの群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１６】
本発明の透光性においては、前記状態変化溶液の溶媒が水系媒体であることが好ましい。
【００１７】
本発明の窓部材は、上記の透光性部材を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の建築物は、上記の窓部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の透光性部材によれば、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質を析出する状態変化溶液が内部に封入されたセルを備えているので、低温環境においては窓から入る日射エネルギーが低減されることなく、高温環境においては窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は透明板の距離とセルの高さの比（ｙ／ｘ）が過大である場合を示す断面図、（ｂ）は透明板の距離とセルの高さの比（ｙ／ｘ）が過小である場合を示す断面図である。
【図３】（ａ）はセルの外殻の底部を構成する仕切り板の角度αが過大である場合を示す断面図、（ｂ）はセルの外殻の底部を構成する仕切り板の角度αが過小である場合を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る透光性部材の構成の別の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材の構成の別の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材の構成のさらに別の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
【図９】実施例１〜１６および比較例１に係る試験体を説明するための模式図である。
【図１０】実施例１７および比較例２に係る試験体を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
〔透光性部材〕
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
本発明の第１の実施の形態に係る透光性部材１０は、互いに対向する第１の透明板１１および第２の透明板１２の間に、内部に状態変化溶液Ｓが封入されたセル１５が少なくとも１つ形成されてなる。そして、この透光性部材１０においては、セル１５の内部に封入された状態変化溶液Ｓが、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質を析出するものとされている。
以下、状態変化溶液Ｓの溶質であって、設定された温度よりも高い温度環境において固体物質として析出され、設定された温度よりも低い温度環境においては溶解される物質を「光散乱用物質」という。
【００２３】
〔状態変化溶液〕
状態変化溶液Ｓは、設定された温度よりも高い温度環境において光散乱用物質を固体物質（光散乱用物質粒子）として析出し、かつ、設定された温度よりも低い温度環境においては光散乱用物質粒子として析出せずに透明性が維持されるものである。
具体的には、状態変化溶液Ｓにおいては、温度上昇に伴って当該状態変化溶液Ｓの濃度における光散乱用物質についての飽和点が降下するため、光散乱用物質粒子が析出し、セル１５の下方に沈殿する。なお、飽和点とは、ある濃度の溶液が溶質を固体物質として析出させる温度である。
【００２４】
〔光散乱用物質〕
光散乱用物質としては、温度２５℃、１気圧の条件下において固体であるイオン性化合物を用いることができる。なお、イオン性化合物とは、アニオンとカチオンとがイオン結合した塩をいう。光散乱用物質としてイオン性化合物を用いることによって、当該光散乱用物質が固体物質として析出されるときに静電力を伴うイオン結合が形成されることから固体物質の大きさが適度に成長し、従って、可視光〜近赤外光の散乱に適した大きさの固体物質を顕現させることができる。
【００２５】
光散乱用物質としては、具体的には、酢酸カルシウム、硫酸リチウム、硫酸セリウム（III ）および炭酸リチウムの群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、これらの中でも、水に対する溶解度が高く、かつ、温度上昇に伴う飽和点の降下幅が十分に大きいことから、酢酸カルシウム、硫酸リチウム、硫酸セリウム（III ）を用いることがより好ましく、特に、経時的に加水分解するおそれが小さいために長期間にわたって高温環境における光散乱能を発揮させることができることから、酢酸カルシウム、硫酸リチウムを用いることが好ましい。また、飽和点の降下幅が大きく、光散乱効果を大きくすることができることから、硫酸セリウム（III ）の使用も好適である。
【００２６】
〔溶媒〕
状態変化溶液Ｓを構成する溶媒としては、安全性や入手容易性に優れることなどから、水系溶媒を用いることが好ましく、特に純水を用いることが好ましい。
水系媒体は、水のみからなるものであってもよく、水に可溶のアルコール系有機溶媒などが溶解されたものであってもよい。
【００２７】
〔その他の成分〕
状態変化溶液Ｓには、水の凍結防止、溶液の安定性、析出された光散乱用物質粒子の分解防止などの目的で、その他の成分が添加されていてもよい。例えば、状態変化溶液Ｓとして硫酸セリウム（III ）水溶液を用いる場合には、加水分解による水酸化セリウム（III ）の生成を防止する目的で、副成分として、０．００１〜３質量％の濃度で硫酸を添加することができる。
【００２８】
〔析出温度〕
状態変化溶液Ｓは、透光性部材１０を使用する地域の気候やユーザーのニーズによっても異なるが、光散乱用物質粒子が析出され始める温度（以下、「析出温度」ともいう。）が、具体的には２０〜５０℃の範囲のいずれかの温度であることが好ましく、特に好ましくは２０〜３５℃の範囲のいずれかの温度である。
析出温度が２０〜５０℃の範囲に設定されていることによって、日本などの中緯度地域において夏には光散乱用物質粒子が析出されて光散乱能が得られると共に、冬には光散乱用物質粒子が析出されずに光散乱能の発揮が防止される。また、析出温度が２０〜３５℃の範囲に設定されていることによって、夏の昼間には光散乱用物質粒子が析出されて光散乱能が得られると共に、夏の夜間には析出された光散乱用物質粒子が再溶解されて光散乱能の発揮が防止される。なお、夏の昼夜を通して光散乱用物質粒子が析出し続ける場合には、この光散乱用物質粒子が過度に成長しすぎることによって、低温環境への移行時に光散乱用物質粒子の再溶解に時間を要してしまうことがある。
【００２９】
〔濃度〕
状態変化溶液Ｓの濃度は、設定される析出温度の高さによって異なり、設定される析出温度における飽和濃度とされる。
【００３０】
この第１の実施の形態に係る透光性部材１０は、第１の透明板１１および第２の透明板１２が上下方向に伸びる状態、すなわち当該透光性部材１０を略鉛直方向に立てた状態で使用するものとして好適である。
【００３１】
以下、透光性部材１０の第１の透明板１１が屋外側に配置され、かつ、当該透光性部材１０を鉛直方向に立てた状態で使用するものとして説明する。
【００３２】
この透光性部材１０は、第１の透明板１１および第２の透明板１２の間にセル１５が上下方向に並ぶよう複数形成されてなる構成を有することが好ましい。具体的には、第１の透明板１１および第２の透明板１２に挟まれてなる平板状空間を上下方向に区画するよう、複数の仕切り板１６が上下方向に並んで設置されると共に、透光性部材１０の厚み方向において平板状空間の左右をそれぞれ液密に塞ぐ閉塞部材（図示せず）が設置されて構成される。
各セル１５は、外殻１４と、当該外殻１４の内部に封入された状態変化溶液Ｓとより構成されており、この透光性部材１０において、セル１５の外殻１４は、上下に隣接して配置された２枚の仕切り板１６と、第１の透明板１１および第２の透明板１２と、２つの閉塞部材とより形成される。
【００３３】
この透光性部材１０が、セル１５が上下方向に並ぶよう複数形成されてなる構成を有することによって、当該透光性部材１０を鉛直方向に立てた状態で使用する場合に、透光性部材１０に入射される太陽光の広い範囲を捕捉することができて高温環境において窓から入る日射エネルギーを確実に低減させることができる。
【００３４】
透明板１１，１２の材質は、特に制限がないが、例えば、ガラス、透明樹脂からなるものとすることができる。
透明板１１，１２の表面や裏面には、透光性部材１０の透明性や視野を損なわない範囲において、窓から入る日射エネルギーを低減させる効果を高めるためや、耐久性を高めるために、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、熱線を反射するための処理や、状態変化溶液Ｓの漏れを防止するための防水層を形成する処理などが挙げられる。
透明板１１，１２の厚みは、例えば１ｍ2 以内の面積を有するものである場合、１〜２０ｍｍであることが好ましい。１ｍ2 を超える面積を有する透明板においては、当該透明板の強度確保や、状態変化溶液Ｓを支持するための強度確保のために、２０ｍｍより厚く設定することもできる。
【００３５】
仕切り板１６は、透光性部材１０に高い透視性を得ることや視野の歪みを軽減させることなどができることから、透明材料からなることが好ましく、仕切り板１６としては、具体的には、薄膜ガラス、透明樹脂板、透明フィルムなどを用いることができる。
仕切り板１６の厚みは、例えば０．０２〜２ｍｍであることが好ましい。
【００３６】
セル１５の外殻１４の天井部および／または底部を構成する仕切り板１６には、析出された析出された光散乱用物質粒子が隣接するセル１５に移動しない程度の大きさの孔が形成されていてもよい。ただし、透光性部材１０における最も下方に設けられた仕切り板１６には、透光性部材１０全体を液密な状態に保持するために、孔は形成されていないものとする。
【００３７】
〔ｙ／ｘ〕
透光性部材１０においては、第１の透明板１１に垂直な方向の、当該第１の透明板１１と第２の透明板１２との間の最大距離をｘ、セル１５の上下方向の最大高さをｙとしたときに、２枚の透明板１１，１２の距離とセル１５の高さの比（ｙ／ｘ）が関係式（１）：０．２５≦ｙ／ｘ≦２を満たすことが好ましい。
２枚の透明板１１，１２の距離とセル１５の高さの比（ｙ／ｘ）が上記の範囲にあることにより、高温環境において窓から入る日射エネルギーを確実に低減させることができ、また、低温環境においては窓から入る日射エネルギーを維持することができ、さらに、高い透視性が得られる。
２枚の透明板の距離とセルの高さの比（ｙ／ｘ）が過度に大きい場合は、透光性基材に入射される太陽光の全範囲を捕捉することができず、入射される太陽光の一部が光散乱用物質粒子によって散乱されることなく透過してしまい、窓から入る日射エネルギーを十分に低減させることができないおそれがある。また、セル１５内の状態変化溶液Ｓの体積が大きいために、低温環境への移行時に光散乱用物質粒子の再溶解に時間を要してしまうことがある。一方、２枚の透明板の距離とセルの高さの比（ｙ／ｘ）が過度に小さい場合は、仕切り板が多数備えられることによる視野の阻害の程度が大きく、透光性部材１０に十分な透視性が得られないおそれがある。
【００３８】
２枚の透明板１１，１２の距離ｘは、２ｍｍ以上であることが好ましい。２枚の透明板１１，１２の距離ｘが２ｍｍ以上であることにより、セル１５内において析出される光散乱用物質粒子について所期の量を得ることができ、従って、所期の光散乱能を得ることができる。また、２枚の透明板１１，１２の距離ｘは２０ｍｍ以下であることが好ましい。２枚の透明板１１，１２の距離ｘが２０ｍｍを超えても所期の光散乱能が損なわれることはないが、２枚の透明板間において封入される状態変化溶液Ｓの総重量が大きくなるので、透明板として強度の高いものを用いる必要があり、製造上の困難が生じるおそれがある。
【００３９】
〔α〕
透光性部材１０のセル１５の外殻１４の底部を構成する仕切り板１６は、水平面に対する傾きαが、関係式（２）：−１５度≦α≦＋３０度を満たすことが好ましい。
〔ただし、＋は、セル１５の外殻１４の底部を構成する仕切り板１６が第２の透明板１２に向かうに従って上がる方向に傾く角度であり、−は、セル１５の外殻１４の底部を構成する仕切り板１６が第２の透明板１２に向かうに従って下がる方向に傾く角度である。〕
セル１５の外殻１４の底部を構成する仕切り板１６の傾きαが上記の範囲にあることによって、高温環境において窓から入る日射エネルギーを確実に低減させることができ、また、低温環境においては窓から入る日射エネルギーを維持することができる。
セルの外殻の底部を構成する仕切り板の傾きαが過度に小さい場合は、透光性基材に入射される太陽光の全範囲を捕捉することができず、入射される太陽光の一部が光散乱用物質粒子によって散乱されることなく透過してしまい、窓から入る日射エネルギーを十分に低減させることができないおそれがある。一方、セルの外殻の底部を構成する仕切り板の傾きαが過度に大きい場合、すなわち当該仕切り板が第２の透明板１２に向かうに従って上がる方向に過度に傾斜している場合は、析出された光散乱用物質粒子が傾斜の大きさに起因して仕切り板上を滑り落ち、セルの第１の透明板側の下方に溜まってしまい、この結果、光散乱に寄与する光散乱用物質粒子が少なくなるため、窓から入る日射エネルギーを十分に低減させることができないおそれがある。また、光散乱用物質粒子の凝集や成長が進行して、低温環境への移行時に光散乱用物質粒子の再溶解に時間を要してしまうことがある。
【００４０】
〔透光性部材の作製方法〕
このような第１の実施の形態に係る透光性部材１０は、特に限定されるものではないが、例えば、２枚の透明板１１，１２および複数の仕切り板１６、並びに閉塞部材が板状部材よりなるものである場合にはこの板状部材を、所期の位置に配置させ、これらの部材を樹脂や弾性材などによって接着して固定し、その後、予め仕切り板１６に開けられた孔を介して状態変化溶液Ｓを注入する方法が挙げられる。
また、一方の透明板１１に対して仕切り板１６、および閉塞部材が板状部材よりなるものである場合にはこの板状部材を接着して固定した後、セル１５となるべき空間に状態変化溶液Ｓを注入し、その後、他方の透明板１２を所定の位置に配置して仕切り板１６に接着して固定する方法も挙げられる。
また、閉塞部材が弾性部材よりなるものである場合は、２枚の透明板１１，１２を所望の間隔を介して対向させ、仕切り板１６を挟んだ状態で、クリップ、ネジ、リベットなどの固定具で２枚の透明板１１，１２を固定し、その後、予め仕切り板１６に開けられた孔を介して状態変化溶液Ｓを注入する方法も挙げられる。
【００４１】
このような透光性部材１０は、夏の高温環境においては、セル１５の内部に封入された状態変化溶液Ｓにおいて光散乱用物質の溶解度が下がるので光散乱用物質粒子が析出されて当該セル１５の外殻１４の底部を構成する仕切り板１６上に沈殿する。これが光散乱能を発揮し、その結果、窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができる。
一方、冬の低温環境においては、セル１５の内部に封入された状態変化溶液Ｓにおける光散乱用物質の溶解度が高い状態であるために、当該状態変化溶液Ｓにおいては光散乱用物質粒子が析出されずに溶媒に溶解された状態とされるので、光散乱用物質による光散乱能が発揮されることなく、従って、窓から屋内に入射する日射エネルギーが損なわれない。
【００４２】
このような透光性部材１０は、低温環境においては状態変化溶液Ｓにおいて光散乱用物質粒子が析出されることがないことから、当該透光性部材１０についての透視性が確保される。
一方、高温環境においても、析出された光散乱用物質粒子は、状態変化溶液Ｓの全域を漂うことなく仕切り板１６上に沈殿するので、水平方向の透視性が確保される。
【００４３】
以上、本発明の第１の実施の形態に係る透光性部材について説明したが、上記の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、セルの底部が板状のものよりなることに限定されず、図４に示されるように、セル１５Ａの外殻１４Ａの底部を構成する仕切り板１６Ａが、第１の透明板１１に垂直かつ水平面に垂直な断面が曲線となる形状のものよりなっていてもよい。このような構成の透光性部材１０Ａにおいては、仕切り板１６Ａの傾きαは、第１の透明板１１に垂直かつ水平面に垂直な断面における断面曲線の平均直線の水平面に対する傾きとされる。仕切り板１６Ａの第１の透明板１１に垂直かつ水平面に垂直な断面における断面曲線の平均直線は、当該断面曲線の両端点を結ぶ直線をいう。
【００４４】
また例えば、上下方向に並んだ複数のセルが、平板状空間に複数の仕切り板が上下方向に並んで設置されることによって形成される構成に限定されず、円形、楕円形、四角形、多角形などの各種の断面形状を有し、一方または両方の端面が開口された筒状の仕切り部材（筒状部材）が複数、平板状空間において筒軸が２枚の透明板の厚み方向に伸びる状態で上下方向に並んで設置されることによって形成される構成とすることもできる。また、筒状部材の大きさや形状によって、平板状空間において左右方向にも密に並んで設置されることによって形成される構成とすることもできる。
このような透光性部材においては、筒状部材および透明板によってセルの外殻が形成され、当該外殻の内部に状態変化溶液が封入されると共に平板状空間の筒状部材間の隙間に純水や、当該筒状部材に孔が形成されている場合には状態変化溶液Ｓの溶媒と同様の液体が充填された構成を有していてもよく、また、複数の筒状部材に囲繞された筒状部材間の空間にも状態変化溶液が充填されてセルが形成される構成を有していてもよい。
【００４５】
＜第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材２０は、仕切り板が設置されずに、第１の透明板１１と第２の透明板１２との間の平板状空間に、第１の透明板１１と第２の透明板１２との距離と同じ寸法を有する箱状カプセルよりなるセル２５が複数、密に充填されてなる構成とされることの他は、第１の実施の形態に係る透光性部材１０と同様の構成を有するものである。
また、この透光性部材２０においては、透光性部材２０の厚み方向において平板状空間の上下および左右を液密に塞ぐ閉塞部材（図示せず）が設置されて構成される。
【００４６】
セル２５の外殻２４は、薄膜ガラス、透明樹脂板、透明フィルムなどからなるものとすることができる。
【００４７】
セル２５の寸法としては、例えば第１の透明板１１と第２の透明板１２との距離が６ｍｍである場合に、外殻２４の外形の寸法が５．９５ｍｍ×５．９５ｍｍ×５．９５ｍｍであり、外殻２４の厚みが０．３ｍｍである例を挙げることができる。
【００４８】
平板状空間内のセル２５間の隙間には、例えば純水が充填されていることが好ましい。
また、当該セル２５の上部に孔が形成されている場合には、平板状空間内のセル２５間の隙間には、当該セル２５の内部に封入された状態変化溶液Ｓの溶媒と同様の液体を充填させればよい。
【００４９】
このような第２の実施の形態に係る透光性部材２０は、例えば、２枚の透明板１１，１２を所望の間隔を介して対向させ、当該透明板１１，１２の互いに対向する面の外縁部に、例えばシリコーン樹脂などによる閉塞部材を、箱状カプセルの封入口を残して形成し、当該封入口から箱状カプセルよりなるセル２５を平板状空間内に密に充填し、さらに、セル２５間に例えば純水を充填した後、封入口をシリコーン樹脂などによって塞ぐことによって、平板状空間を閉塞し、これにより、作製することができる。
また、一方の透明板１１を水平に載置し、当該透明板１１の外縁部に枠状の規制部材を接着し、平板状空間となる当該枠状の規制部材内に箱状カプセルよりなるセル２５を密に並べた後、セル２５間に例えば純水を充填し、その後、他方の透明板１２を一方の透明板１１と対向するよう枠状の規制部材上に接着させることにより、作製することもできる。
【００５０】
以上、本発明の第２の実施の形態に係る透光性部材について説明したが、上記の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、平板状空間の厚み方向に複数のセルが重なる構成を有していてもよい。具体的には、図６に示されるように、箱状カプセルよりなるセル２５Ａが平板状空間の厚み方向に複数重ねられていてもよく、また、図７に示されるように、球状カプセルよりなるセル２５Ｂが平板状空間の厚み方向に複数重ねられていてもよい。また、多面体カプセルが平板状空間の厚み方向に複数重ねられていてもよい。
球状カプセルよりなるセル２５Ｂを用いた例においては、セルの外殻の底部を構成する部材の水平面に対する傾きαは、第１の透明板１１に垂直かつ水平面に垂直な断面における断面曲線の平均直線の水平面に対する傾きとされる。この球状カプセルよりなるセル２５Ｂを用いた例においては、セルの外殻の底部を構成する部材とは、球状カプセルの下半球をいい、セル２５Ｂの外殻の底部を構成する部材の、第１の透明板１１に垂直かつ水平面に垂直な断面における断面曲線の平均直線は、当該断面曲線の両端点を結ぶ直線をいう。例えば、球状カプセルが真球状のものである場合は、セルの外殻の底部を構成する部材の水平面に対する傾きαは０度となる。
【００５１】
球状カプセルよりなるセル２５Ｂの外殻は、当該外殻における光散乱による光透過率の低下を抑制する観点から、セル２５Ｂ間に充填される液体や状態変化溶液Ｓの溶媒に近い屈折率を有する透明材料からなることが好ましい。セル２５Ｂ間に充填される液体および状態変化溶液Ｓの溶媒が純水（真空に対する屈折率：１．３３３）である場合は、外殻を形成する透明材料として、真空に対する屈折率が１．５未満の透明材料を用いることが好ましく、具体的には、例えばフッ素樹脂（真空に対する屈折率：１．３５〜１．４５）やシリコーン樹脂（真空に対する屈折率：１．４〜１．４５）などを好ましく用いることができる。
【００５２】
＜第３の実施の形態＞
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る透光性部材の構成の一例を示す断面図である。
本発明の第３の実施の形態に係る透光性部材３０は、第１の透明板１１および第２の透明板１２、並びに、２つの仕切り板３６からなる外殻３４を有する、１つのセル３５を有するのみであることの他は第１の実施の形態に係る透光性部材１０と同様の構成を有するものである。このような透光性部材３０は、例えば第１の透明板１１や第２の透明板１２が略水平方向に伸びるよう寝かせて設置される天窓などとして好適に使用することができる。
【００５３】
この透光性部材３０においては、第１の透明板１１に垂直な方向の、当該第１の透明板１１と第２の透明板１２との間の最大距離と、セル３５の左右方向の最大幅との比は、特に限定されるものではない。
【００５４】
また、この透光性部材３０においては、セル３５の外殻３４の底部を構成する第２の透明板１２の、水平面に対する傾きα２が、−１５度≦α２≦＋３０度を満たすよう設置して用いることが好ましい。
〔ただし、＋は、南から北に向かうに従って上がる方向に傾く角度であり、−は、南から北に向かうに従って下がる方向に傾く角度である。〕
セル３５の外殻３４の底部を構成する第２の透明板１２の傾きα２が上記の範囲にあることによって、高温環境において窓から入る日射エネルギーを確実に低減させることができ、また、低温環境においては窓から入る日射エネルギーを維持することができる。一方、セルの外殻の底部を構成する第２の透明板１２の傾きα２が過度に大きい場合、すなわち当該第２の透明板が過度に傾斜している場合は、析出された光散乱用物質粒子が傾斜の大きさに起因して第２の透明板上を滑り落ち、セルの傾斜した下方に溜まってしまい、この結果、光散乱に寄与する光散乱用物質粒子が少なくなるため、窓から入る日射エネルギーを十分に低減させることができないおそれがある。また、光散乱用物質粒子の凝集や成長が進行して、低温環境への移行時に光散乱用物質粒子の再溶解に時間を要してしまうことがある。また、第２の透明板１２の傾きα２が過度に小さい場合、日射エネルギーの入射量が小さいために、高温環境において窓から入る日射エネルギーを低減させる効果を大きく発揮することができない。
【００５５】
以上のような本発明の透光性部材によれば、設定された温度よりも高い温度環境において光散乱用物質粒子を析出する状態変化溶液が内部に封入されたセルを備えているので、低温環境において窓から入る日射エネルギーを低減させることなく、高温環境において窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される。
また、本発明の透光性部材は、簡単に製造することができる。
【００５６】
〔窓部材〕
本発明の窓部材は、上記の透光性部材を有するものである。
本発明の窓部材によれば、上記の透光性部材を備えるために、低温環境において窓から入る日射エネルギーを低減させることなく、高温環境において窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される。
【００５７】
〔建築物〕
本発明の建築物は、上記の透光性部材を有する窓部材を備えるものである。
本発明の建築物によれば、上記の窓部材を備えるために、低温環境において窓から入る日射エネルギーを低減させることなく、高温環境において窓から入る日射エネルギーを自律的に低減させることができ、かつ、いずれの環境下においても透視性が維持される。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
〔実施例１〕
２枚の透明板（フロート板ガラス、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍ厚）を対向させ、この２枚の透明板に挟まれた平板状空間を、仕切り板（透明ポリプロピレン（ＰＰ）板、厚さ０．５ｍｍ）を用いて上下方向に区画した。
具体的には、平板状空間内に当該仕切り板を
［２枚の透明板の間の距離ｘ］ｘ＝６ｍｍ
［セルの最大高さｙ］：ｙ＝６ｍｍ
［仕切り板の底部の角度］：α＝５度
［セル数］：透明板の大きさに対して最大数
となるよう配置し、状態変化溶液の封入のための封入口を残して、透明板と仕切り板との隙間をすべてシリコーン樹脂で封止した。
一方、２０℃の環境で、純水１００質量部に酢酸カルシウム２水和物３４．７質量部を加えて溶解させ、ろ過し、状態変化溶液：酢酸カルシウム水溶液〔１〕を調製した。
この酢酸カルシウム水溶液〔１〕を、封入口から各セル内に注入し、各セル内に隙間なく充填した。最後に、封入口をシリコーン樹脂によって封止した。これを透光性部材〔１〕とする。
【００６１】
〔実施例２〕
実施例１において、状態変化溶液として、純水１００質量部に酢酸カルシウム２水和物３４．２質量部を加えて溶解させ、ろ過した酢酸カルシウム水溶液〔２〕を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔２〕を作製した。
【００６２】
〔実施例３〕
実施例１において、状態変化溶液として、純水１００質量部に酢酸カルシウム２水和物３３．８質量部を加えて溶解させ、ろ過した酢酸カルシウム水溶液〔３〕を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔３〕を作製した。
【００６３】
〔実施例４〜１１〕
実施例２において、セルの最大高さｙと仕切り板の底部の角度αを表１に示すようにそれぞれ変更したこと以外は同様にして、透光性部材〔４〕〜〔１１〕を作製した。
【００６４】
〔実施例１２〕
実施例２において、状態変化溶液として、純水１００質量部に硫酸リチウム３４．５質量部を加えて溶解させ、ろ過した硫酸リチウム水溶液を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔１２〕を作製した。
【００６５】
〔実施例１３〕
実施例２において、状態変化溶液として、氷冷環境で、純水１００質量部に硫酸セリウム（III ）２水和物８．３６質量部および硫酸０．１質量部を加えて溶解させ、直ちにろ過した硫酸セリウム（III ）水溶液を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔１３〕を作製した。
【００６６】
〔実施例１４〕
実施例２において、状態変化溶液として、純水１００質量部に炭酸リチウム１．２８質量部を加えて溶解させ、ろ過した炭酸リチウム水溶液を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔１４〕を作製した。
【００６７】
〔実施例１５〕
上記と同様にして調製した酢酸カルシウム水溶液〔２〕を調製し、これを、複数の透明アクリル球（厚さ０．３ｍｍ、直径３ｍｍ）の中に充填して封止することにより、球状カプセルを作製した。
２枚の透明板（フロート板ガラス、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍ厚）を、距離ｘ＝６ｍｍとなるよう対向させ、この２枚の透明板に挟まれた平板状空間の外縁部を、球状カプセルの封入口を残してシリコーン樹脂によって封止した。
そして、封入口から平板状空間に、上記の球状カプセルを密に充填し、さらに、２枚の透明板と球状カプセルとの隙間には、純水を充填した。その後、封入口をシリコーン樹脂によって完全に封止した。これを透光性部材〔１５〕とする。
【００６８】
〔実施例１６〕
上記と同様にして調製した酢酸カルシウム水溶液〔２〕を調製し、これを、複数の透明アクリル箱（厚さ０．３ｍｍ、外形の一辺が５．９５ｍｍの立方体）の中に充填して封止することにより、箱状カプセルを作製した。
２枚の透明板（フロート板ガラス、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍ厚）を用意し、その一方の透明板を水平に置き、透明板の外縁部に高さ６ｍｍのアクリル樹脂製の枠状の部材をシリコーン樹脂によって液密に接着した。この枠状の部材の中に、上記の箱状カプセルを密に敷き詰め、さらに、透明板、枠状の部材および箱状カプセルの隙間には、純水を充填した。その後、他方の透明板を枠状の部材上に設置してシリコーン樹脂によって液密に接着した。これを透光性部材〔１６〕とする。
【００６９】
〔比較例１〕
実施例２において、状態変化溶液として、純水を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔１７〕を作製した。
【００７０】
以上の透光性部材〔１〕〜〔１７〕について、下記のように、夏条件の温度上昇、冬条件の温度上昇、および、水平方向の透視性について評価した。
【００７１】
（評価１）夏条件の温度上昇
図９に示すように、熱伝導率０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３ｃｍの発泡スチロール板（４１）からなる実験台上に、透光性部材（１０）を垂直に立てた状態で設置し、これを温度３０℃、相対湿度５０％の環境条件下において１時間放置して調湿し、透光性部材（１０）の表面の温度が３０℃であることを確認した。
一方、天井板１枚および側板３枚よりなり、側板１枚および底板が欠けた立方体状の発泡スチロール箱（４２）を用意した。この発泡スチロール箱（４２）の天井板および側板は、各々、熱伝導率０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ２ｃｍの発泡スチロールからなり、発泡スチロール箱（４２）の内寸は、高さ１０ｃｍ×幅１０ｃｍ×奥行１０ｃｍである。
次いで、透光性部材（１０）が設置された発泡スチロール板（４１）上に、透光性部材（１０）が側板の１枚となり、かつ、当該透光性部材（１０）の第１の透明板が露出される状態で、接触状態に設置した。これを試験体（１）とする。
そして、試験体（１）に対して、人工太陽灯の光Ｌを、高さ方向の入射角θ＝６０度、横方向の入射角＝９０度となる方向から、透光性部材（１０）の全域に光が照射されるように３時間にわたって照射した。光の照射は、透光性部材（１０）の中央位置（Ｃ）を通る光路に面における照度が１０００Ｗ／ｍ2 （ＡＭ１．５）となる条件で行った。
３時間の光の照射後、透光性部材（１０）の発泡スチロール箱（４２）の内部に露出した面（屋内側の透明板の表面）の温度Ｔ１を計測し、式：（Ｔ１−３０）により、温度上昇幅（℃）を算出した。
結果を表１に示す。本発明においては、温度上昇幅が１８℃以下であるものを合格とした。
【００７２】
（評価２）夏条件における水平方向の透視性
試験体（１）への人工太陽灯の照射を停止した後、発泡スチロール箱（４２）を取り除いた。これを直ちに、人物モニターの目と目標物との間に、透光性部材の透明板の面が視線とおおよそ垂直になる状態に配置し、人物モニターが屋内から屋外を透視する状況を形成した。そして、人物モニターに目標物を目視してもらい、透光性部材の透視性について下記の評価基準に従って評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：透視性が良好である状態（合格）。
Ｂ：やや曇りが感じられるが、透視性が確保された状態（合格）。
Ｃ：曇っており、透視性が確保されない状態（不合格）。
【００７３】
（評価３）冬条件の温度上昇
試験体（１）から発泡スチロール箱（４２）が取り除かれたものを、５℃／時間の速度で温度１０℃まで下げた。
これを温度１０℃、相対湿度５０％の環境条件下において１時間放置して調湿し、透光性部材（１０）の表面の温度が１０℃であることを確認し、再び発泡スチロール箱（４２）を試験体（１）と同様にして設置した。これを試験体（２）とする。
そして、試験体（２）に対して、人工太陽灯の光Ｌを、高さ方向の入射角θ＝３０度、横方向の入射角＝９０度となる方向から、透光性部材（１０）の全域に光が照射されるように３時間にわたって照射した。光の照射は、透光性部材（１０）の中央位置（Ｃ）を通る光路に面における照度が３００Ｗ／ｍ2 となる条件で行った。
３時間の光の照射後、透光性部材（１０）の発泡スチロール箱（４２）の内部に露出した面（屋内側の透明板の表面）の温度Ｔ２を計測し、式：（Ｔ２−１０）により、温度上昇幅（℃）を算出した。
結果を表１に示す。
【００７４】
〔実施例１７〕
２０℃の環境で、純水１００質量部に硫酸セリウム（III ）８．３６質量部および硫酸０．１質量部を加えて溶解させ、直ちにろ過し、状態変化溶液：硫酸セリウム（III ）水溶液を調製した。
一方、２枚の透明板（フロート板ガラス、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍ厚）を、２枚の透明板の間の距離が６ｍｍとなるよう対向させ、この２枚の透明板に挟まれた平板状空間の外縁部を、状態変化溶液の封入口を残してシリコーン樹脂によって封止した。
そして、封入口から平板状空間に、上記の硫酸セリウム（III ）水溶液を充填し、その後、封入口をシリコーン樹脂によって完全に封止した。これを透光性部材〔１８〕とする。
【００７５】
〔比較例２〕
実施例１７において、状態変化溶液として、純水を用いたこと以外は同様にして、透光性部材〔１９〕を作製した。
【００７６】
以上の透光性部材〔１８〕、〔１９〕について、下記のように、夏条件の温度上昇、冬条件の温度上昇、および、水平方向の透視性について評価した。
【００７７】
（評価４）夏条件の温度上昇
図１０に示すように、熱伝導率０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３ｃｍの発泡スチロール板（４６）からなる実験台上に透光性部材（１０）を水平に載置し、これを温度３０℃、相対湿度５０％の環境条件下において１時間放置して調湿し、透光性部材（１０）の表面の温度が３０℃であることを確認した。
一方、側板４枚よりなる断面が正方形の筒状の発泡スチロール箱（４７）を用意した。この発泡スチロール箱（４７）の側板は、各々、熱伝導率０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ２ｃｍの発泡スチロールからなり、発泡スチロール箱（４７）の内寸は、高さ１０ｃｍ×幅１０ｃｍ×奥行１０ｃｍである。
次いで、発泡スチロール板（４６）からなる実験台上に、筒軸が上下に伸びる状態で筒状の発泡スチロール箱（４７）を載置し、開口部に、透光性部材（１０）の第１の透明板が露出される状態で当該透光性部材（１０）を嵌め込んで固定した。これを試験体（３）とする。
そして、試験体（３）に対して、人工太陽灯の光Ｌを、垂直方向から、透光性部材（１０）の全域に光が照射されるように３時間にわたって照射した。光の照射は、透光性部材（１０）の中央位置を通る光路に面における照度が１０００Ｗ／ｍ2 （ＡＭ１．５）となる条件で行った。
３時間の光の照射後、透光性部材（１０）の発泡スチロール箱（４７）の内部に露出した面（屋内側の透明板の表面）の温度Ｔ３を計測し、式：（Ｔ３−３０）により、温度上昇幅（℃）を算出した。
結果を表１に示す。本発明においては、温度上昇幅が１８℃以下であるものを合格とした。
【００７８】
（評価５）夏条件における垂直方向の透視性
試験体（３）への人工太陽灯の照射を停止した後、発泡スチロール箱（４７）を取り除いた。これを直ちに、人物モニターと天井との間に、透光性部材の透明板の面がおおよそ水平になる状態に配置し、人物モニターが天井を見上げて屋内から屋外を透視する状況を形成した。そして、人物モニターに天井に設けた目標物を目視してもらい、透光性部材の透視性について下記の評価基準に従って評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：透視性が良好である状態（合格）。
Ｂ：やや曇りが感じられるが、透視性が確保された状態（合格）。
Ｃ：曇っており、透視性が確保されない状態（不合格）。
【００７９】
（評価６）冬条件の温度上昇
試験体（３）から発泡スチロール箱（４７）が取り除かれたものを、５℃／時間の速度で温度１０℃まで下げた。
これを温度１０℃、相対湿度５０％の環境条件下において１時間放置して調湿し、透光性部材（１０）の表面の温度が１０℃であることを確認し、再び発泡スチロール箱（４７）を試験体（３）と同様にして設置した。これを試験体（４）とする。
そして、試験体（４）に対して、人工太陽灯の光Ｌを、垂直方向から、透光性部材（１０）の全域に光が照射されるように３時間にわたって照射した。光の照射は、透光性部材（１０）の中央位置を通る光路に面における照度が２００Ｗ／ｍ2 となる条件で行った。
３時間の光の照射後、透光性部材（１０）の発泡スチロール箱（４７）の内部に露出した面（屋内側の透明板の表面）の温度Ｔ４を計測し、式：（Ｔ４−１０）により、温度上昇幅（℃）を算出した。
結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
2015182895.tif 000003
【００８１】
表１から明らかなように、実施例１〜１６に係る透光性部材〔１〕〜〔１６〕は、比較例１に係る透光性部材〔１７〕に比べて夏条件における温度上昇が抑制されていることが確認された。また、実施例１７に係る透光性部材〔１８〕は、比較例２に係る透光性部材〔１９〕に比べて夏条件における温度上昇が抑制されていることが確認された。さらに、実施例１〜１７に係る透光性部材〔１〕〜〔１６〕、〔１８〕は、冬条件における温度上昇が、比較例１、比較例２に係る透光性部材〔１７〕、〔１９〕と同等程度に得られることが確認された。
【符号の説明】
【００８２】
１〜４  試験体
１０、１０Ａ  透光性部材
１１  第１の透明板
１２  第２の透明板
１４、１４Ａ  外殻
１５、１５Ａ  セル
１６、１６Ａ  仕切り板
Ｓ  状態変化溶液
２０  透光性部材
２４  外殻
２５、２５Ａ、２５Ｂ  セル
３０  透光性部材
３４  外殻
３５  セル
３６  仕切り板
４１、４６  発泡スチロール板
４２、４７  発泡スチロール箱
【図１】
2015182895.tif 000004
【図２】
2015182895.tif 000005
【図３】
2015182895.tif 000006
【図４】
2015182895.tif 000007
【図５】
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【図６】
2015182895.tif 000009
【図７】
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【図８】
2015182895.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2015182895.tif 000013