(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、
温度上昇につれて少ない光エネルギー吸収から多いエネルギー吸収へ可逆的に変化する少なくとも一つの熱互変物質を含み、上記基材上に形成された層と、
上記熱互変物質がこの低放射率層と入射光との間に存在するように、熱互変物質に対して配置された低放射率層と、
静的光のエネルギー吸収材料とを包含することを特徴とする熱互変機器。
【請求項２】
前記基材上に形成された層には、残存光エネルギー吸収特性をもつ少なくとも一つの物質が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項３】
全日光における機器の色度は、Ｃ＊ａｂ値が２０未満であることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項４】
ガス空間によって前記基材から離間された第２基材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項５】
基板が、焼き戻しされ、強靱化され、または強化されたガラスであることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項６】
少なくとも一つの熱互変物質が、スピロピラン、スピロオキサジン、またはクロメンであることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項７】
機器には、ＵＶ光の光源と熱互変物質との間に配置されたＵＶ光へのバリアが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項８】
前記基材上に形成された層には、酸化防止剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項９】
前記基材上に形成された層には、熱安定剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項１０】
前記基材上に形成された層には、可塑剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項１１】
前記基材上に形成された層には、光安定剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【請求項１２】
熱互変物質の吸収は、２５℃から８５℃まで連続的に増加することを特徴とする請求項１に記載の熱互変機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
窓は建築技師および建築業者に設計上の重要な挑戦である。一方で、大きな透過性の高い窓は屋外または大気の温度が低い時に、ビルの居住者に開放感を与え、かなりの太陽熱または受動熱の取得を提供するのに望ましく、かつ窓は可視光をビルまたは建造物の中に取り入れて昼光を供給するのに望ましく、それによって居住者が室内にいる時間の大半に必要な電気照明を著しく減らす。その一方で窓は屋外または大気の温度が高く、空冷または空調を使用している時に大量の太陽熱を室内に取り込む。このことは太陽放射が窓に直射しまたは窓から入る時に日中の或る時間およびビルの或る部分で特に当てはまる。
【０００２】
この問題に対し試みられた解決法は遮光、ドレープ、ブラインドなど窓を処置することである。しかしながら、これらは高価で煩わしく、美観的にも望ましくない解決法であり、特に大きなオフィスビル、ホテルアトリウム、空港ターミナルなどの公共建造物では望ましくない。熱互変、光互変、電子互変および光電子互変技術に基づく熱効率のよい窓が提案され、ビルおよび建造物に使用される種々の透過性窓が提供されている。しかしながら、現在まで商業ベースの使用に性能、耐久性、対費用効果、便利性を示したものはない。
【０００３】
［発明の要約］
本発明は大気温が低いときに日光または太陽放射をビルまたは建造物中に取り入れ、大気温が高いとき、特に日光が直接窓に当たるときに太陽放射を実質的に遮蔽するエネルギー効率の良好な機器および窓に関する。本発明は寒い日に受動太陽熱および昼光を取り入れ、暖かい日に本発明の窓上の、或いは窓からの直射日光による太陽熱の蓄積を防止しながら昼光を供給する窓を提供する。本発明はまた、レンズまたはフィルタとして使用する可変透過シャッターなどの熱互変機器を提供する。
【０００４】
窓のエネルギー遮蔽特性に関する必要性を決定するのは、究極的には、屋外または大気の温度と太陽光線の直接性である。本発明の幾つかの実施態様では、本発明の窓は自発的に変化して、調光可能な窓としての使用が検討される状況下で殆どの代替技術に要求される制御機構および使用者の介入なしに、温度および日光の直接性の適当な条件下でエネルギーを遮蔽することを提供する。本発明の他の実施態様は使用者によって調節される、或いは所望であれば、例えば電子制御機構によって自動的に制御される窓を提供する。
【０００５】
本発明の窓および機器は日光に（特に温暖または暑い日の直射日光に）曝露され、窓の構造全体の少なくとも一部の温度が大気温度、屋外温度以上に著しく上昇する時などに残存光エネルギーを吸収する特性を有する。本発明の窓および機器は残存光エネルギー吸収特性のもとになる物質の日光曝露に起因する温度上昇があるときに、熱互変特性のもとになる物質の温度上昇があるような方法で並列した残存光エネルギー吸収特性を熱互変特性に結合させている。熱互変特性は熱互変特性のもとになる物質の温度が大気温度、室外温度からその温度を超える温度に上昇するにつれて、窓によって吸収される光エネルギーの全体が増加する性質である。
【０００６】
残存光エネルギー吸収特性は静的光エネルギー吸収物質および／または大気温度、室外温度で光エネルギーを幾らか吸収する性質をもつ熱互変物質によって与えられる。残存光エネルギー吸収特性に寄与する大気、室外温度での熱互変物質の光エネルギー吸収特性は、好ましくはすべて、大気、屋外温度で着色の少ない形態と着色の多い形態との間における熱平衡のゆえに存在するさらに着色した熱互変物質の形態に、或いはさらに少ない着色形態の着色に起因するものであり、熱互変物質の光互変活性に起因するものではない。残存光エネルギー吸収特性は、窓が日光曝露によって引き起された吸収変化とは別に、窓または機器に入射する太陽放射エネルギーの約５％以上吸収できるものが好ましく、約１０％以上吸収できるものはさらに好ましい。残存光エネルギー吸収特性は窓または機器が日光に直接または完全に曝露されたときに熱互変特性に寄与する物質の中に少なくとも大気、室外温度の１０℃以上の温度上昇があるものが好ましく、少なくとも２０℃以上の温度上昇があるものがさらに好ましい。
【０００７】
熱互変特性は本質的に物質（複数を含む）の温度上昇につれて少ない光エネルギー吸収から多い光エネルギー吸収まで可逆的に変化する任意の物質（複数を含む）によって与えられる。熱互変特性は暖かいまたは暑い日に室外、大気温度での吸収が少なく、熱互変特性に寄与する物質の温度が少なくとも１０℃上昇したときに吸収が増加する物質によって与えられることが好ましい。熱互変特性は涼しいまたは寒い日に室外、大気温度での吸収が少なくても、涼しいまたは寒い日に日光の直接またはフル曝露によって窓の温度が上昇したときに吸収が著しく増加する物質によって与えられることが好ましい。
【０００８】
本発明の窓および機器は低放射率、赤外光反射、バリア特性、保護オーバーコート層、複層構造および／またはエネルギー効率的な窓を実現するために特殊ガスを充填するなどのほかの特徴を任意的に組み合わせる。
【０００９】
本発明のエネルギー効率的な窓および機器は熱互変層（複数を含む）の温度上昇につれて少ないエネルギー吸収から多いエネルギー吸収へ変化する一層以上の熱互変層を含む。本発明に使用される多くの熱互変層では、これは熱互変層（複数を含む）の温度上昇につれて少ない着色から多い着色への変化を意味する。
【００１０】
本発明の窓および機器は一つ以上の基板（すなわち、窓枠、パネル、発光体またはシート）を含む。これらの基板は熱互変層であってもよく、或いは基板上に熱互変層（複数を含む）を装着したものでもよい。本発明の窓はガスまたは真空を閉じ込める空間で離れて位置した二枚以上の基板を含むこともある。
【００１１】
本発明の窓および機器は短波長光へのバリアを含む。短波長光は紫外線（ＵＶ）のこともある。短波長光は短波長可視光（ＳＷＶ）を任意的に含んでもよい。バリア層はバリア層に入射するＵＶおよび／またはＳＷＶ光の全てまたは一部を吸収することができる。バリアは基板、基板の一部であってもよく（例えば、バリアは二枚のガラスシートを相互に接着させる重合層の中にあってもよい）、或いはバリアは基板上に装着された層でもよい。バリアは、存在すれば、太陽と熱互変層の間に位置して熱互変層および他に存在する可能性のある層の挙動を保護および／または修飾する役目をする。バリアは他の層を、例えばＵＶ光による光劣化から保護し、熱互変特性と光互変特性との両方をもって存在する物質の光互変特性の全てまたは一部を抑制することによって、熱互変層の挙動を修飾することができる。多くの事例では、熱互変物質はＵＶ安定剤などの付加物を含む重合性物質の中に取り込まれる。この安定剤は通常バリア層に同等な効果を与えないけれど、機器は熱互変層中にＵＶ安定剤が存在するときにバリア層無しで構築されてきた。
【００１２】
本発明の窓および機器は保護オーバーコート層を任意的に含む。この被覆層は、存在すれば、熱互変層および任意的に存在する他の層を、例えば機械的磨耗、酸素環境上の汚染から保護する働きをする。熱互変層は、存在すれば、太陽と保護オーバーコート層との間に位置して、例えばガラスの窓枠／熱互変層／保護オーバーコートは窓構造体の内面上にオーバーコートと共に配置させることができる。
【００１３】
本発明の窓および機器は一種類以上の静的光エネルギー吸収物質を任意的に含む。これらの物質は比較的一定な光エネルギー吸収（すなわち、光エネルギー吸収物質の温度および光化学的プロセスに著しく左右されない吸収）を与える。静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）は、存在すれば、残存光エネルギー吸収特性を与えるために作用する、したがって日光の直射またはフル曝露時に光エネルギーを充分に吸収して窓の少なくとも一部の温度を窓の周囲の大気温度以上に上昇させる。それによって窓を日光に直面させることができる。静的光エネルギー吸収物質は、吸収されたエネルギーが熱互変物質を日光吸収して増加する温度までに暖めることができるかぎり、別の層、基板および／または熱互変層を含む他の存在する別の層の中に含まれていてもよい。
【００１４】
本発明の窓および機器は一層以上の低放射率層を任意的に含む。低放射層（複数を含む）はその赤外線（ＩＲ）反射性および／またはＩＲ光の不十分な放散または放射性によってエネルギー効率の実現を補助する。
【００１５】
本発明のために、光または電磁放射に関する異なる種類を放射波長に基づいて次のように定義する。
紫外線（ＵＶ）：３８０ｎｍから太陽光の最短波長、
短波長可視光（ＳＷＶ）：３８０ｎｍから４９５ｎｍ、
可視光：３８０ｎｍから７５０ｎｍ、
近赤外光（ＮＩＲ）：７５０ｎｍから３２００ｎｍ、
赤外光：７５０ｎｍから５０，０００ｎｍ。
【００１６】
［熱互変層］
熱互変層は一種類以上の熱互変物質から構成される。数多くの熱互変物質が既知であり、市販されていて、それらは物質の温度上昇につれて黒色または色つきから僅かな色つきまたは無色まで変化する。物質の温度が上昇するにつれてＮＩＲ反射の少ないものから多いＮＩＲ反射のものまで変化する熱互変物質も知られている。かかる物質を本発明の窓および機器に結合することは可能であるけれども、本発明に使用される熱互変物質の少なくとも一つは熱互変物質の温度上昇につれて少ないエネルギー吸収から多いエネルギー吸収まで変化する。これは物質の温度上昇につれて無色または僅かな着色から色つきまたはさらに多い着色までの変化を意味することが多い。
【００１７】
熱互変物質は可逆的に変化するので、温度上昇にともなって光エネルギー吸収が増加する物質は物質の温度が減少して元の温度に戻るにつれて光エネルギー吸収は減少して元の光エネルギーの吸収状態に戻る。本発明では、熱互変物質は温度サイクルが行ったり来たりするにつれて可逆サイクルが少ないエネルギー吸収と数千倍も多いエネルギー吸収との間を行ったり来たりするものであることが好ましい。熱互変物質は本発明の機器に使用される期間を通して熱的および光化学的に安定でなければならない。
【００１８】
温度が上昇するにつれて着色または光エネルギー吸収が増加する熱互変物質（複数を含む）はこの特徴を持つ分野の当業者に周知な任意な物質から選択することができる。熱互変物質の技術はＪ．Ｈ．Ｄａｙによる総説がＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ６３，  ６５−８０（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ６８，  ６４９−６５７（１９６８）に、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版，Ｖｏｌ．６、ｐｐ．１２９−１４２（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．  （１９７９））に総説がある。熱互変物質の幾つかはＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ，  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｕｔｉｌｉｔｙ  ｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，第５章，ｐｐ．２４０−２７８（Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ（１９８７））にＧ．Ｊ．Ｓａｂｏｎｇｉによる記述がある。種々の光互変物質に関する熱互変はＲ．Ｃ．Ｂｅｒｔｅｌｓｏｎらによる考察がＧ．Ｈ．Ｂｒｏｗｎ編Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｓｍ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．  （１９７１））にある。温度上昇にともなって着色が増加する技術分野で好ましい熱互変物質は次に示す構造をもつ化合物である。
【００１９】
インドリノ・ベンゾスピロピラン
【化１】
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【００２０】
インドリノ・ナフトスピロピラン
【化２】
0004782926.tif 000003
【００２１】
ベンゾチアゾリン・ナフトスピロピラン
【化３】
0004782926.tif 000004
【００２２】
ジナフトスピロピラン
【化４】
0004782926.tif 000005
【００２３】
インドリノ・ナフトスピロオキサジン
【化５】
0004782926.tif 000006
【００２４】
ＣａｓｔａｌｄｉおよびＡｌｌｅｇｒｉｎｉが米国特許公報第５，０５５，５７６号に開示したオキサゼピの−スピロオキサジン。置換基Ｒ１〜Ｒ１２は米国特許公報第５，０５５，５７６号に定義がある。
【化６】
0004782926.tif 000007
【００２５】
Ｋａｍｐｅらによって米国特許公報第５，２９４，３７５号に開示されたスピロ−３、６−ジヒドロキシフルオレン−フタルアノン（構造式図示）およびスピロ−３，６−ジヒドロフルオレン−１，３−ジヒドロ−２，２−ジオキシベンゾイソチオフェン（構造式非図示）。置換基ＸおよびＹは米国特許公報第５，２９４，３７５号に開示された置換基を含むように選択される。
【化７】
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【００２６】
アクリジノ・ナフトスピロピラン
【化８】
0004782926.tif 000009
【００２７】
上記に規定のない限り、上記構造式の置換基ＸおよびＹは上に引用した熱互変および光互変物質に関する総説の化合物につき記述された置換基を反映するように選択される。
【００２８】
最も好ましい熱互変物質の一つはＫｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から商品名Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅで市販されているスピロオキサジンである。報告された構造式を次に示す。
【００２９】
【化９】
0004782926.tif 000010
【００３０】
最も好ましいほかの物質はスピロオキサジンで、光互変物質として使用されるためにＫｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から商品名Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｓｅａ  ＧｒｅｅｎおよびＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ａｑｕａ  Ｇｒｅｅｎの名前で販売されている。報告された構造式を次に示す。
【００３１】
【化１０】
0004782926.tif 000011
【００３２】
既に構造式を示したスピロ化合物のほかに、温度がプロトン転移依存的に上昇するにつれ、無色または僅かな着色から色つきまたはさらに多い着色まで変化する熱互変系もまた本発明の機器に有用である。この種類の好ましい系はＫｉｔｏらの米国特許公報第４，４２１，５６０およびＴｓｕｔｓｕｉらのＪａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，３３．５９２５−５９２８（１９９４）に記述がある。
【００３３】
本発明に有用なその他の種類の熱互変物質は多くの場合その光互変特性で興味のあるクロメンとして知られる化合物の種類である。幾つかのクロメンおよび興味のある追加のスピロオキサジン化合物がＫｏｂａｙａｋａｗａおよびＭｏｍｏｄａの米国特許公報第５，６２１，０１７にリストされている。
【００３４】
殆どの熱互変物質はその着色状態で可視光を吸収するが、特定波長での可視光だけを吸収し、そのために特定の色を呈する。個々の熱互変物質の特定な色と違う他の色を実現するためには二種類以上の熱互変物質または熱互変系を組み合わせることができる。二種類以上の物質の複合色が温度の特定な範囲にわたって調和するためには、物質の色変化についての温度活性化プロフィールが同じでなければならない（すなわち、それらは無色または僅かな色から着色した色またはより着色した色までほぼ同じ温度範囲で変化する必要がある）。その上、熱互変物質は互いの色変化特性に著しい影響を与えてはいけない、或いはそれらは別の層の中に含まれる必要がある。特殊な色を実現するための化合物の混合およびマッチングは塗料技術、染料および染色技術で周知であり、これらの技術は本発明の熱互変物質の組み合わせを選択する指針として用いられる。ガイドラインはＦ．Ｗ．Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ  Ｊｒ．およびＭ．ＳａｌｔｚｍａｎのＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第２版（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（１９８１））にも見出すことができる。灰色が望ましい色であることが多く、この外観は可視スペクトルにわたって比較的平坦なまたは無構造吸収曲線をもつことによって、或いは冷えたときに補色である青、緑および赤の比較的同じ量の光を透過する熱互変物質を組み合わせることによって実現することができる。フル太陽光での機器の色度（Ｃ＊ａｂ）は２０未満が好ましい。
【００３５】
本発明の機器につき熱互変物質の最も有望な組み合わせの一つはＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅと１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−５−メトキシ−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２−（２Ｈ）−インドール］（Ｃｈｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｃ．  Ｄａｙｔｏｎ，  Ｏｈｉｏから市販されているＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８）である。Ｃｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８は好ましい熱互変物質でもある。これら二種類の熱互変物質をプロピレンカーボネート溶液中でポリ酢酸ビニルおよび２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノンと結合させると、プロピレンカーボネートを気化させ、フィルムを生成させることができ、その色は灰色がかった赤褐色である。温度上昇にともなってフィルムは青みがかった灰色に変化する。これは定性的には同じフィルムであるが、温度上昇につれて緑色から暗い青みがかった緑色に変わるＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅだけが熱互変物質であるフィルムおよび温度上昇につれて明るい赤褐色から暗赤褐色に変わるＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８だけが熱互変物質である定性的に同じフィルムに対比される。
【００３６】
その他の好適な熱互変物質は１，３−ジヒドロ−１−ドデシル−３，３−ジメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２−（２Ｈ）−インドール］（Ｃｈｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｃ．  Ｄａｙｔｏｎ，  Ｏｈｉｏから市販されているＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ３７）である。ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）および２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン中のＤｙｅ  ３７による熱互変フィルムは明るい赤色から徐々に暗い紫色に、次にフィルムの温度上昇につれて青紫色に変わる。
【００３７】
熱互変層は色変化につき種々の活性化温度をもつ多数の熱互変物質を含むこともある。例えば、窓は約２５から３０℃で著しい量の色を発色させる小量の熱互変物質を含むこともある。窓は３５、４５および／または５５℃などの高温で著しい色を発色させる一種類以上の熱互変物質を付加的に含むこともある。これは温度上昇につれてさらに斬新的な色合いの増加を可能にする。
【００３８】
熱互変層は異なる熱互変物質または熱互変系を含む多重層から形成されることもあり、特にそれらが同じ層の中に含まれたときに熱互変物質または熱互変系が相互に悪影響を及ぼす場合にそうである。
【００３９】
顕著な熱互変活性が得られる温度は熱互変物質または物質の置換基、或いは物質周りの環境を選択することによって層の中でデザインすることができる。例えば既にその構造を示したピラン環を含む熱互変化合物では、電子吸引置換基を分子のピラン側におよび／または電子供与置換基を分子の他方の側に配置することは顕著な熱互変着色が起こる温度を低下させる傾向がある。既にその構造を示したインドール部分を含む熱互変化合物では、インドールの窒素にブチルアルキル基（イソプロピル、第三級ブチル、イソブチルまたはネオペンチルなど）を配置することは著しい熱互変着色が起こる温度を低下させる傾向がある。熱互変物質周りの環境の極性を減少させることは著しい熱互変着色が起こる温度を上昇させる傾向があり、その逆も真である。熱互変物質周りの極性は熱互変物質を含むポリマーマトリックス中の溶媒または可塑剤によって影響され、或いは極性はポリマーそのものの選択および／またはポリマー中またはポリマー上の官能基の極性によって影響される。ポリマーマトリックスの「開放性」もスピロ型熱互変化合物がその着色形への開環能に影響を及ぼす。架橋密度が低く、空隙または間隙空間が大きいポリマー、或いはガラス転移温度の低いポリマーは低温で着色する傾向がある。
【００４０】
熱互変層が活性であるために望ましい屋外または大気温度の範囲は約２０℃から５５℃である。適当量の残存光エネルギー吸収特性および直射日光曝露の存在では、熱互変層自体の温度は標準的に約３０℃から９０℃である。約３０℃から９０℃の温度範囲は本発明の機器の熱互変層に著しい着色増加が起きる温度範囲である。
【００４１】
上記の熱互変物質の多くは光互変性でもある。光互変性であるそれらの多くは約１０℃から４０℃の温度の間でＵＶおよび／またはＳＷＶ光を吸収すれば、それらは顕著に着色する。光着色状態の熱的漂白速度または熱的平衡へ戻る速度は温度の上昇と共に増加するので、約３５℃から４０℃で光互変的に活性な物質の多くは極めて僅かな定常状態光誘起着色を示す。以下に示すようにこの光互変活性もＵＶまたはＵＶとＳＷＶを吸収するバリアを使用することで阻止または制御することができる。しかしながら、少ない着色形態と着色の多い形態との間の熱的平衡は、上記の構造をもつ熱互変物質の多くでは、温度の上昇と共により着色した形態の濃度が増加する方向へシフトする。好ましい熱互変物質および熱互変系は約３０℃から９０℃の温度範囲にわたって熱的平衡移動に由来する着色を大きく増加させるものである。
【００４２】
不都合なことに、上に構造を与えた一部の物質のさらに着色した形態は光漂白反応と呼ばれる反応における太陽からの可視光の吸収によって着色の少ない形態へ転換される。この光漂白反応は本発明の機器に使用される熱互変物質にとって望ましくない。例えば、１，３−ジヒドロ−１−エチル−３−３−エチル−メチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２−（２Ｈ）−インドール］（Ｃｈｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｃ．  Ｄａｙｔｏｎ，  Ｏｈｉｏから市販されているＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７）はポリメチルメタアクリレート、ポリ酢酸ビニルおよびポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）フィルム中、日光不在下で、２０℃から６０℃までの加熱で明るい赤色から暗赤色へ変色し、これらポリマー層の全てにおける熱互変物質および／またはほかの熱互変物質と組み合わせる物質の優れた候補であると思われる。しかしながら日光存在下の加熱では、ポリメチルメタアクリレートおよびポリ酢酸ビニルにおけるＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７の光吸収は、着色の多い形状から着色の少ない形態への可視光誘起転換または光漂白と信じられているものである故に、あっても極めて僅かな増加でしかない。この問題は２−ヒドロキシ−４−オクチルベンゾフェノン存在下におけるポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）中のＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７では観察されなかった。Ｃｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７はポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）を含有するフィルム、特にＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７の熱互変活性を引き立たせると思われるベンゾフェノン型のＵＶ吸収剤も含有するフィルムに使用するのに好適な熱互変物質である。熱互変物質Ｃｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８は一部のポリマー系で光漂白の現象を受けるが、Ｃｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ４７よりも一般的に程度は少なく、特に他の熱互変物質との組み合わせで熱互変層に依然として使用される。
【００４３】
殆どのスピロ型熱互変（ＴＣ）物質の熱互変、光互変着色および漂白は次のようにまとめることができる。
【００４４】
【化１１】
0004782926.tif 000012
【００４５】
所与の温度または日光曝露強度で光互変を示さない熱互変物質はｈｖ１の吸収に際し色は変化せず、熱または光漂白の速度は高い。光互変である熱互変物質は光エネルギーｈｖ１が熱互変／光互変物質に達する前にエネルギーの全部または一部を吸収するバリアによってその光互変性を排除または修飾することができる。また、熱互変物質の光互変活性も修飾することができ、物質周りの環境（ポリマーマトリックスの種類、可塑剤、シリカ、アルミナなどの金属酸化物上での熱互変物質の吸着、添加物、特に熱互変／光互変物質と同じ層内に含まれたＵＶおよびＳＷＶ光吸収剤）によって増強または抑制される。望ましくない光漂白反応を回避するためには、熱互変物質はｈｖ２の吸収によって引き起される漂白プロセスの量子効率が低いもの、或いは周波数ｖ２の光が熱互変物質に達しないか、殆ど達しない熱互変物質が好適である。意外なことに、望ましい特徴を組み込んだ、種々の熱および光誘発反応の窮境を回避する熱互変物質および層が見出され、以下の実施例で説明する。
【００４６】
本発明の窓は相当量の太陽エネルギーの透過から、屋外または大気温が暖かく（窓を含むビルまたは建造物の望ましい室内温度に比較して）日光が窓に直接であるに大量の太陽エネルギーを吸収ことまで変化する。本発明に類似な窓の構築における光互変層は、一般的に日光は窓に直射するが、外気温が涼しいか寒いときに（ビルまたは建造物の望ましい内部温度に比較して）、太陽エネルギーを著しく吸収するようになるという欠点を有する。加えて、殆どの光互変物質は着色を引き起す充分量のＵＶが雲を透過するために曇った日に著しく変色する、一方で曇った日は通常寒く、雲は可視光による光漂白の量を減少させる。窓が部屋に照明を供給する目的であれば（昼光として知られる）、太陽からの可視光の量が少ない時に窓は暗くなり、そのために室内に電気照明が必要となるので、これは極めて大きな問題である。
【００４７】
しかしながら、例えば（１）小量または適当量の光互変物質、（２）光互変活性が部分的に抑制された光互変物質のかなりの量および／または（３）熱互変物質中の小量の光互変活性、を存在させることによって小量の光互変特性を熱互変特性と組み合わせることができる。残存光エネルギー吸収特性に加えて、光互変活性に由来する色変化は太陽エネルギーの一部、特に直射日光からの太陽エネルギーの吸収を引き起し、光互変活性を含有する層および隣接層における温度上昇を引き起す。外気温が暖かいとき、この付加的な温度上昇は同じ層および／または隣接層に含まれた熱互変物質のさらなる色変化を引き起す。外気温が涼しいか寒いときには、少ない直射日光が誘発した光互変活性に由来する色変化および温度上昇は顕著な熱互変反応を誘発するのに充分でなく、大量の太陽エネルギーがビルまたは建造物に侵入するのを阻止することもできない。
【００４８】
標準的に熱互変層は厚みが均一で、関連する窓の視野と略同じ視野をもつ性質の層である。熱互変層を生成するには、熱互変物質を純物質として他の層または基板上に塗布するか、好ましくは熱互変物質をポリマーマトリックス内に取り込む。ポリマーマトリックスは基板自体であってもよく、或いは基板または他の層に被覆された別の層でもよい。基板がプラスチックシートの場合には、例えばアクリル系シート材料を製造する配合のモノマー部分に熱互変物質を供給することによって熱互変物質を直接基板内に取り込むこともできる。熱互変物質とポリマー（複数を含む）とを適当な溶媒または多溶媒系に、任意的に添加物（ＵＶ吸収剤、熱および光安定剤、抗酸化剤、可塑剤および静的光エネルギー吸収物質など）と一緒に溶解させて、基板または他の層を被覆する配合中に熱互変物質を取り込むこともできる。熱互変物質生成溶液または配合物は溶媒注入法、噴霧、スピンコーチング、スクリーンまたはオフセット印刷、ドクターブレード法などの種々の手段によって塗布される。塗布した後に溶媒（複数を含む）の一部または全部を気化させてフィルムを生成させる。
【００４９】
別の選択肢として、熱互変物質（複数を含む）をポリマー生成配合物に混合させ、配合物を硬化または反応させることによって、熱互変層を生成することもできる。ポリマー生成配合物は通常、硬化または反応の前に、基板または他の層に塗布されるが、配合物が適当な溶媒を含むときは硬化または反応の後に塗布されることもある。ポリマー生成配合物は一種類以上のポリマー生成モノマーおよび／または一種類以上のポリマー生成オリゴマーから構成され、任意的に一種類以上のポリマー、一種類以上の触媒、一種類以上の反応開始剤、一種類以上の可塑剤および／または一種類以上の溶媒から構成される。ポリマー生成配合物を熱または放射手段によって硬化または反応させる。ポリマー生成配合物は熱可塑性ポリマー層を生じることもあり、或いはポリマー生成配合物が架橋して熱硬化性ポリマー層を生じることもある。ポリマー生成配合物は熱互変物質（複数も含む）または熱互変系（複数も含む）と一緒に熱互変層に取り込まれるＵＶ吸収剤（複数を含む）、熱および光安定剤（複数を含む）、抗酸化剤（複数を含む）、可塑剤（複数を含む）および静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）を任意的に含有することもある。
【００５０】
熱互変物質（複数を含む）または熱互変系（複数を含む）はポリマーマトリックスまたはポリマー／可塑剤複合体の中に恒久的に溶解しているのが好ましく、或いは光散乱粒子を仮に生成したとしても極めて小量であるように、熱互変物質（複数を含む）がマトリックス内で「放浪」してマトリックス外に拡散または移動しないように分散状態で少なくともマトリックス中に残留するのが好適である。熱互変物質は、例えば熱互変物質にメタアクリレート基を置換させること、或いはメチルメタアクリレートと共重合させてポリマーを生成させることによって、ポリマー鎖に共有結合させることができる。
【００５１】
熱互変層に使用されるポリマー物質の例には、アクリル類、ウレタン類、ビニル類、ポリビニルブチラール類、アセテート類、プロピオネート類、ブチレート類、ポリスチレン類、ポリアミド類、ポリイミド類、フルオロカーボンポリマー類、ポリエステル類およびポリカーボネート類が含まれる。好適なポリマー物質はポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール類、ポリ酢酸ビニル類、ポリビニルブチレート類および上記のコポリマー類、上記ポリマー類のポリマーブレンド類である。
【００５２】
熱互変層は、製作されたままの状態では、本質的に無色で極めて僅かの太陽エネルギーしか吸収しないか、或いは幾らか着色していて太陽エネルギーを吸収するので残存光エネルギーを吸収する。Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌｓ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ、Ａｑｕａ  ＧｒｅｅｎおよびＳｅａ  Ｇｒｅｅｎのような好適な熱互変物質はポリマーマトリックス中に溶解したときに２０℃から２５℃で充分な可視光エネルギー吸収特性を有し、温暖な日に直射日光に曝露したときに熱互変層を加熱することが発見された。熱互変層の熱互変物質（複数を含む）によって吸収される太陽エネルギーは２０℃から２５℃の温度で略０％から約５０％の大きさである。温度が例えば２０℃または２５℃から暖かいまたは暑い日に直射日光で標準的に到達する温度である３０℃から９０℃に増加すると、窓の透過率は標準的に３５から４５％点まで減少する。したがって、窓の透過率が８０％の窓は太陽エネルギーの透過を少なくとも４５％から３５％の低さに減少させ、透過率５５％の熱互変層は太陽エネルギーの透過を少なくとも２０％から１０％の低さに減少させることができる。この性能を実現させるためには、ポリマー型熱互変層の厚みは約０．００１ｃｍから約０．１ｃｍの範囲、好ましくは約０．０１ｃｍから約０．０５ｃｍの範囲となる。ポリマー型熱互変層における熱互変物質の全含有量は約０．１重量％から約２０重量％の範囲である。
【００５３】
［基板］
本発明の窓および機器を形成する基板はプラスチック、ガラスまたはそれらの複合体であってもよい。基板は光透過性であり、それは基板に入射する可視光および／またはＮＩＲ光の一部および大半の場合にはその殆どを透過させることを意味する。基板はそれ自体が熱互変層であってもよく、基板がプラスチックであれば一種類以上の熱互変物質をプラスチックシートに分散させる。基板は本発明の一種類以上の層で被覆されることもあり、或いは二枚以上の基板を一層以上の本発明の別の層によって積層してもよい。
【００５４】
基板がプラスチックであれば、基板は剛性または可撓性でもよく、アクリル系（例えばポリメチルメタアクリレート）、シート材料、ポリカーボネートシート材料、ポリエステル、種々の種類のビニル、フルオロカーボンポリマー類、ポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリウレタン、アセテート、或いは透明なシートに成形できる任意のプラスチック材料で剛性でも可撓性であってもよい。環境に直接曝露されるプラスチック基板はポリシロキサンから生成されるハードコート材料および／または掻き傷および磨耗に抵抗性のある沈着シリカで被覆されるか、自己治癒フィルム、特殊ポリウレタンから作られる耐掻き傷フィルムで被覆されてもよい。
【００５５】
特殊な用途に給する本発明の特に有利な実施態様はガラスシートに粘着結合させることができる熱互変層で被覆された可撓性プラスチック基板である。好適な可撓性基板は低放射率被膜で既にコートされているポリエステルフィルムで、Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）からＳｏｌｉｓ（商標）として販売されている製品などである。この種の基板は例えば熱互変層で被覆され、次に粘着性なバリア層で被覆される。熱互変層およびバリア層は低放射率被膜を既に被覆された側と反対側の基板上に配置される。被覆されたポリエステルフィルムは次にビルまたは車両内の平坦または湾曲したガラス片に接着させて、本発明のエネルギー節減特徴をもつ既設窓の改造手段を提供する。
【００５６】
基板がガラスであれば、それはソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、またはガラス加工分野で一般的に既知な種々の透明ガラスまたは着色ガラスのいずれであってもよい。ガラスは引き抜きシートプロセスまたは浮動プロセスを含む種々のプロセスでシート状に加工される。ソーダ石灰ガラス、特に浮動プロセスでシート状に加工されたソーダ石灰ガラスが好適である。
【００５７】
窓を通る光透過率が変動する電子光学的手段に対する本発明の特別な利点は可変透過層に接触する透明電極の必要がないことである。それは焼き戻しされたガラス基板の利用を劇的に簡素化する。なんとなれば、透明電極の場合、透明電極を設置した状態でガラスを焼き戻しするか、或いは既に焼き戻しされたガラスを透明な電極層で被覆するかのいずれかの難しいプロセスを選択する必要があるからである。したがって本発明では、ガラスを空気または熱で焼き戻すか、或いはＵＶバリア層、熱互変層、保護オーバーコート層、低放射率層の一部または全部で被覆する前に通常の手段によって化学的に強靭化または強化することができる。焼き戻され、強靭化または強化されたガラスの利用における簡素化は本発明の機器または窓を自動車グレージング、ビルのスカイライト、ルーフング或いは非垂直グレージングの一部としての窓、床およびドア付近の窓、或いは従来特殊処理ガラスまたは焼き戻しガラスが必要であった場所に利用する上で主要な利点を有する。非垂直グレージングに使用される本発明の窓でも、窓が加熱または不均一な加熱のために（例えば、雲の通過または付近のビルによる日陰に由来する）窓が熱応力を受ける時に、状況は焼き戻しの利益を受けることがある。顕著な利点はガラスが焼き戻されていないときのシーミングまたはペンシルエッジングなどのガラスの縁処理による熱応力が高い状態で認められる。
【００５８】
焼き戻しの場合のような同じ利点が本発明を湾曲したまたは曲がったガラス基板（すなわち、極率半径が無限大な基板）に利用する際に現実化する。電子光学機器では、これら基板は透明電極が既に設置されている状態で正確に曲げるのは難しく、基板を曲げた後に透明電極を設置するのは難しく費用がかさむ。本発明の熱互変プロセスは透明電極を必要としないので、変動透過率層を湾曲した基板上に平坦な基板と殆ど同じように容易に設置することができる。
【００５９】
基板はプラスチックとガラスシート材料との組み合わせで作ることもできる。基板は例えばポリビニルブチラールまたはポリスチレンを一緒に積層した二枚のガラスから構成することもできる。別の選択肢として、基板はポリカーボネートまたはアクリルなどのプラスチックシート材料とガラスシートの層とを交互に含む、焼き戻されたまたは焼き戻されていない、例えばポリビニルブチラールおよび／またはポリスチレンのシートを一緒に接着した、種々の安全グレージングのいずれであってもよい。基板は例えば金属ワイヤが二枚のガラスまたはプラスチックの間に融合しているワイヤガラス窓のような金属とガラスまたはプラスチックとの複合したものであってもよい。本発明の有利な実施態様は熱互変層および／またはバリア層をガラスおよび／またはプラスチック基板の積層として、或いは積層の一部として利用することである。例えば、熱互変物質をポリビニルブチラールシートの中に取り込み、湾曲した二枚のガラスを一緒に積層して自動車のサンルーフまたはフロントグラスに使用する。
【００６０】
基板の厚みはプラスチックの可撓性シートおよび最も薄い引き抜きシートガラスの２０から３０ミクロンから最も厚い多層安全グレージングの７または８ｃｍの範囲にすることができる。一般的に、可撓性基板としての用途では厚みは２５から２５０ミクロンの範囲、ソーダ石灰浮動ガラスを用いる窓または機器では厚みは１から１０ｍｍである。
【００６１】
好ましいガラス基板はＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ、Ｏｈｉｏ）から市販されているＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）として知られる着色浮動ラインガラスであり、その透過スペクトルを図４に曲線２で示す。その他の好適なガラス基板はＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から市販されているＳｏｌａｒｇｒａｙ（商標）およびＳｏｌａｒｂｒｏｎｚｅ（商標）ガラスである。好ましいプラスチック基板はＳｏｕｔｈｗａｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されているＳｏｌｉｓ（商標）ポリエステルフィルムなどの低放射率層で既に被覆された可撓性プラスチックシートである。
【００６２】
［バリア層］
ＵＶ光の一部または実質的に全部を遮蔽し、かつバリアに入射する短波長可視光（ＳＷＶ）の全てまたは一部を任意的に遮蔽するバリアを窓の一部として設けることができる。バリアは、存在すれば、太陽光と本発明の窓の熱互変層との間に配置される。バリア層は基板自体または基板上、好ましくは基板と熱互変層との間の基板上の層であってもよい。バリアの目的は太陽からの短波長、高エネルギー光子が熱互変層に達するのを防止し、それによって熱互変層の成分が劣化する可能性を保護することにある。多くの熱互変物質は光互変性でもあり、ＵＶおよび／またはＳＷＶ光に暴露して無色または僅かな着色から着色またはより着色した状態に変化する。任意的にＳＷＶ光へのバリアでもあるＵＶバリアは光互変活性能を発揮することにもなる熱互変物質の光互変反応を阻止、最小化または修飾する。
【００６３】
基板自体がバリアであれば、基板は例えば鉄含有量の高い、或いは金属酸化物またはＵＶおよび／またはＳＷＶの吸収が良好なその他の物質が添加された種々の種類のガラスから製作することができる。プラスチック基板はプラスチック材料および／または添加物、プラスチック材料に取り込まれた染料または顔料の固有の短波長光吸収に由来する良好なバリアである。
【００６４】
別の選択肢としてバリア層は、存在すれば、無機材料、有機材料またはそれらの組み合わせた層またはフィルムから作られることもある。無機材料の例は酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カドミニウム、酸化タングステンおよびそれら材料の二種類以上を組み合わせた酸化物混合材料である。無機バリア層は化学蒸着、機械蒸着（例えば、スパッタリング、電子ビーム蒸着、イオンメッキ）、プラズマスプレー、ゾル−ゲルプロセスなどの種々の手段によって基板に適用される。バリアはＵＶおよび／またはＳＷＶ光を反射するように選択された厚みと屈折率をもつ薄膜材料のスタック（二色性スタック）によって実現させることもできる。
【００６５】
有機質バリアは本質的に関心の波長光を吸収する物質、或いは光吸収剤またはポリマー材料に混合させた（溶解または散在させた）またはポリマー自体に共有結合させた安定剤を含有するポリマー材料の層から作成することができる。ポリマー材料の例にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エポキシ、アクリル、ウレタン、ポリ塩化ビニルを含むビニル、ポリビニルブチラール、アセテート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、フルオロカーボンポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、上記ポリマーのコポリマーおよび上記ポリマーのブレンドポリマーが含まれる。好ましいポリマーはポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルおよびビニルブチラール、ポリビニルアルコールおよびポリ酢酸ビニルのコポリマーである。
【００６６】
大多数の光吸収剤および／または安定剤がこの分野に周知であり、特に有用なものには、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、シアノアクリレート、ヒンダードアミン、オキサルアニリドおよび置換トリアジンが含まれる。これらの物質は効果的なＵＶ光および時にはＳＷＶ光の吸収剤である。短波長光の良好な吸収剤ではないが、バリア層内で安定性を増加させる物質はヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）である。バリア層および本発明のほかの層に使用される好ましい短波長光吸収剤および光安定剤はＭ．ＤｅｘｔｅｒがＫｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第三版、Ｖｏｌ．２３、ｐｐ６１５−６２７（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（１９８３）に記述された物質である。最も好ましい物質は２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールおよび２−［２−ヒドロキシ−３，５−（ジ−ｔ−アミル）フェニル］ベンゾトリアゾールである。好適なＨＡＬＳはビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）（３，５−ジ−ｔ−ブチル１−４−ヒドロキシベンジル）ブチルプロパンジオエートである。
【００６７】
ポリマーに共有結合したＵＶ吸収剤の例は２−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ヒドロキシフェニル］エチルメタアクリレートとメチルメタアクリレートとの混合物のフリーラジカル開始重合によって合成されたコポリマーで与えられ、例えばＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されている。このコポリマーはＵＶ吸収剤が長期間にわたってポリマーから滲出または拡散されないという利点を有する。
【００６８】
ＳＷＶ光吸収剤は遮断フィルタに使用されるガラスなどの種々の着色ガラスであってもよい。ＳＷＶ光吸収剤は種々の黄色染料および／またはＳＷＶ光の全てまたは一部に対し良好なバリアである紫色または青色光を吸収する染料であってもよい。ポリマーフィルムにとって好適なＳＷＶ光吸収剤はキノリンイェロー（Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３３としても知られ、カラーインデックス番号４７０００）である。ＳＷＶ光吸収剤によって生じる色は可視スペクトルのほかの部分に幾らか吸収されている窓構造に含まれたほかの物質によって修飾または補償される。例えば、小量の赤色染料は黄色染料と結合して短波長光に対する透明な琥珀色のバリアを生成する。ＳＷＶ光吸収剤および任意の色補償光吸収剤は窓の残存光エネルギー吸収特性を構成するか、或いはそれに寄与する。
【００６９】
バリア層（複数を含む）が基板に適用されるのであれば、熱互変層（複数を含む）につき既に説明した任意の手段によって適用される。その方法には溶液に基づく方法、硬化による方法およびそれらの組み合わせが含まれる。バリア層中のＵＶおよび／またはＳＷＶ光吸収剤の濃度およびバリア層の厚みは熱互変物質（複数を含む）の光互変特性を阻止または修飾し、バリア層（複数を含む）を横切る層の日光劣化に対する安定性を与えるように選択される。標準的にバリア層（複数を含む）は窓に到着する９８％を超える太陽のＵＶ光を遮蔽（吸収または反射）する。バリアによって遮蔽されるＳＷＶ光の量は存在する特殊熱互変物質（複数を含む）によって吸収されるＳＷＶ光の量に依存し、かつ光互変活性を幾らか有することが望ましいか、望ましくないかに左右される。
【００７０】
ＵＶおよびＳＷＶ光に対するバリアはＥｄｍｕｎｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂａｒｒｉｎｇｔｏｎ，  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から市販されている４９５ｎｍ遮断フィルターガラスである。このバリアは基板として使用、或いは基板に結合させることができる。このバリア層の透過スペクトルを図４の曲線５に示した。
【００７１】
有機および無機ＵＶバリアの組み合わせは一般的にポリマーマトリックス中に分散した金属酸化物粒子を含有する。一般的にこの分散粒子は金属酸化物粒子とポリマーマトリックスとの間の屈折率がミスマッチである故に光を散乱し、そのために曇って見える。
【００７２】
標準的にバリア層は厚みが均一で関連する窓の視野と略同じ視野をもつ性質の層である。無機金属酸化物フィルムのバリア層は標準的に１００から１０００ｎｍの厚みである。有機ポリマー系バリア層の厚みは標準的に０．００５ｃｍから０．１ｃｍで、標準的に１から５０重量％のＵＶ光吸収剤および／または０．１から２０重量％のＳＷＶ光吸収剤を含有する。
【００７３】
有機バリア層および有機および／または無機ＵＶバリア層の組み合わせは任意的に可塑剤、抗酸化剤、熱安定剤、増量剤および以下に説明するように可視および／またはＮＩＲ光吸収剤を含む静的光エネルギー吸収化合物を含有することもある。
【００７４】
［保護オーバーコート層］
熱互変層は任意的に保護オーバーコート層（複数を含む）で被覆されることもある。この層（複数を含む）は、存在すれば、水分または湿気に対するバリア、酸素に対するバリア、アンモニア、塩素および硫黄含有化合物などの環境汚染物質に対するバリア、窓構造または前述の組み合わせの更なる加工に際して被覆基板を取り扱うための保護被膜として作用する。
【００７５】
この層は極めて薄い金属層、金属酸化物層または種々の金属および金属酸化物層の組み合わせから構成されることもある。例えば、熱互変層の上に酸化亜鉛または酸化スズの５０ｎｍ層、金属銀１０ｎｍと５０ｎｍの酸化亜鉛または酸化スズなどの組の層を被覆した層は低放射率特性と保護オーバーコート層との複合特性を与える。
【００７６】
保護オーバーコート層は有機層または任意的に抗酸化物、乾燥剤、熱安定剤、光安定剤、光吸収剤、可塑剤、顔料、増量剤などの添加物を含有する重合フィルムなどの被膜および／またはハードコート層または自己治癒性耐掻き傷層であることもある。例えば、ポリマーフィルムは熱互変層自体の生成につき説明したプロセスの一つによって熱互変層上に生成されるが、熱互変物質を含む代わりに、ヒンダードフェノールなどの抗酸化剤およびポリアクリル酸などの乾燥剤を含有することもできる。別の選択肢として、ポリビニリデンフッ化物または無水ポリビニルアルコールなどの良好な酸素バリア特性をもつポリマーを熱互変層上に塗布して熱互変層または他の層に進入する酸素を最小にし、それによって熱互変層および／または他の層の光劣化プロセスにおける酸素との直接反応、或いは酸素の間接的関与を最小にすることもできる。
【００７７】
［静的光エネルギー吸収物質］
直射日光により熱互変層に温度上昇を与えるために、一種類以上の静的光エネルギー吸収物質を、別の静的光エネルギー吸収層、基板、バリア層、熱互変層、保護オーバーコート層、低放射率層の一つ以上の層中に含め、或いは付加することができる。光エネルギー吸収物質が静的であることは、物質が可視光および／またはＮＩＲ光を温度または光の吸収に著しく左右されることなく定常的に吸収することを意味する。これは静的光エネルギー吸収物質が熱互変性または光互変性でないことを意味する。窓構造に静的光エネルギー吸収物質を取り入れることは本発明の窓または機器に残存光エネルギー吸収特性を提供する一手段である。
【００７８】
静的光エネルギー吸収物質は染料、顔料、着色ガラスおよび本質的に着色したプラスチックなどの物質である。静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）が存在するとすれば、それは日光中の可視光および／またはＮＩＲ光の数％から約５０％以上を吸収するようなレベルまたは濃度で存在する。添加される静的光エネルギー吸収物質の量は窓のほかの部分によって提供される残存光エネルギーの吸収量、主として温度約２０℃から２５℃での熱互変物質の吸収、に左右される。一般的に静的光エネルギー吸収物質は残存光エネルギー吸収特性の合計が吸収される窓に入射する全太陽エネルギーの約１０％から約５０％となるようなレベルまたは濃度で存在する。
【００７９】
気候が寒冷な期間に太陽エネルギーの取得を最大にすることが望ましければ、最小の着色度または可視光だけを吸着する着色が静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）によって与えられる。一方、可視透過率が最大な窓アセンブリが好ましければ、例えばビルの電気照明を最小にするためには、静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）は本質的にＮＩＲだけを吸収するようにする。静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）はそれが含まれる層（複数を含む）からの劣化、拡散または移動に関し熱安定性でなければならない。また長期的な日光曝露に関し、静的光エネルギー吸収特性をもつ層に到達する太陽スペクトルの少なくともその部分に関し、光化学的に安定であることも必要である。静的光エネルギー吸収物質（複数を含む）は窓の着色または色調の決定に重要な役割を果たし、窓に所望の色を直接与えるように、或いは窓構造の他部分の色、例えば大気温度または屋外温度で既に或る色に着色している熱互変物質に由来する残存色のような色を補償するように選択される。例えば、屋外または大気温度で緑色に見える熱互変層を含む窓構造の層には、緑色光を主体的に吸収する静的光エネルギー吸収物質を添加することができる。ＵＶ吸収剤または安定剤を層に添加して光エネルギー吸収物質（複数を含む）に関する安定性を増給することができる。
【００８０】
可視光およびＮＩＲの両方を吸収する多数の染料、顔料およびその他の物質が染料、着色剤、および顔料の分野で知られている。好ましい可視光吸収染料は４，６‐ジチトロ−４−メチル−２，２−アゾジフェニール（Ｍｏｒｄａｎｔ  Ｂｒｏｗｎ  ６，  Ｃ．Ｉ．１１８７５）、５−（４−ニトロフェニルアゾ）サリチル酸（Ｍｏｒｄａｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  １，  Ｃ．Ｉ．１４０３０）、１，４−ビス（トリルアミノ９−，１０−アンスラキノン（Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３，Ｃ．Ｉ．６１５６５）および１，４−ビス（ｎ−ブチルアミノ）９，１０−アンスラキノン（Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ３５，Ｃ．Ｉ．６１５５４）である。好適なＮＩＲ吸収染料はＳＷＶ光吸収も吸収する物質で、例えばＫｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているＫｅｙｓｏｒｂ  ９７０およびＫｅｙｓｏｒｂ  １０２６である。これらの物質を含有する別の静的光エネルギー吸収層の標準的な厚みは０．００５ｃｍから０．１ｃｍであり、標準的に０．１から５重量％の静的光エネルギー吸収剤を含有する。静的光エネルギー吸収層は熱互変層に関し説明した方法によって作製することができ、或いは熱互変物質とＵＶ吸収物質とを層へ取り込む方法に関し説明した方法で静的光エネルギー物質を他の層に取り込むことができる。
【００８１】
静的光エネルギー吸収特性を本発明の窓に与えるための特に有利な方法は着色窓またはガラスを基板として使用することである。静的光エネルギー吸収特性をもつ好適な基板はＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスおよびＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から市販されているＳｏｌａｒｂｒｏｎｚｅ（商標）である。
【００８２】
［添加物］
本発明の機器に存在するポリマー系層のいずれかまたは全ては抗酸化物、乾燥剤、一重項酸素クエンチャー、熱安定剤、光安定剤、ＵＶ安定剤、光吸収剤、可塑剤、顔料および増量剤などの添加物を含有することができる。これらの添加物の多くはポリマーフィルムの技術分野で既知である。抗酸化剤、一重項酸素クエンチャー、光吸収剤、光安定剤および顔料の優れたリストが、非排他的にＳｈｉｂａｈａｓｈｉらへの米国特許公報第４，４２５，１６１の１３および１４欄およびＳｈｉｂａｈａｓｈｉらへの米国特許公報第５，６８８，５９２の３〜７欄に記述がある。
【００８３】
［ポリマー層の基板への接着］
本発明の窓または機器の寿命全体にわたって、基板に接触する任意のポリマー層は、それがバリア層、熱互変層、静的光エネルギー吸収物質含有層またはこれらの特性の複合層であろうと、基板に確実に結合していることが重要である。剥離、ひび割れおよびクレージングは全てポリマー層の卓越した接着を基板へ与えることによって最小にすることができる。接着はカップリング剤などの接着促進剤を使用することによって改善される。
【００８４】
基板がガラスであれば、接着はある種のカップリング剤、特にシランカップリング剤の使用によって促進されるが、他のカップリング剤もよく使用される。カップリング剤の詳細な考察はＥ．  Ｗ．  ＰｌｕｅｄｄｅｍａｎｎのＳｉｌａｎｅ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ａｇｅｎｔｓ、第２版（Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ（１９９１））およびＳｉｌａｎｅｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ａｇｅｎｔｓ（Ｋ．  Ｌ．  Ｍｉｔｔａｌ  Ｅｄｉｔｏｒ，  ＶＳＰ  ＢＶ（１９９２））に記述がある。カップリング剤は基板に適用されて重合層を形成するポリマー液に添加することができ、ポリマー層の形成に使用されるポリマー（複数を含む）のポリマー鎖に共有結合させ、かつ／または基板表面をカップリング剤（複数を含む）で前処理することもできる。
【００８５】
使用されるシランは重合フィルムの形成に使用されるポリマーの種類を基準に選択されるべきである。特定のポリマーに有効なカップリング剤の選択基準は此処に既に挙げた二冊の書物およびＧｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．（Ｔｕｌｌｙｔｏｗｎ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から入手できるＳｉｌａｎｅ，  Ｓｉｌａｎｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃｓ、或いはＵｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  （Ｂｒｉｓｔｏｌ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から入手できるＳｉｌｉｃｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，  Ｒｅｓｉｓｔｅｒ  ａｎｄ  Ｒｅｖｉｅｗのような製品カタログから得られる。ポリマー溶液に添加するのに適したカップリング剤はウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルシラントリオール、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−プロピルメチルトリメトキシシランおよびビス（３−トリメトキシシリルプロピル）アミンなどの単量体シランである。これらのカップリング剤は適切なポリマーおよびＵＶ吸収剤、熱互変物質および／または静的光エネルギー吸収剤などの他の成分と共に溶媒に溶解させるだけである。次にこの溶液を基板に塗布し、溶媒を気化させて接着性が改善されたフィルムを生成させる。
【００８６】
カップリング剤は例えばメタアクリルオキシプロピルトリメトキシシランとメチルメタアクリレートとを不活性溶媒中でフリーラジカル反応開始剤を使用して共重合させることによって、或いは３−イソシアナートプロピルトリエトキシシランをポリビニルアルコール、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタアクリレート）などのポリオールと反応させること、或いは２−ヒドロキシエチルメタアクリレートとメチルメタアクリレートとの共重合によってポリマー鎖に共有結合させることができる。トリメトキシシリルプロピル（ポリエテンイミン）およびトリメトキシシリル修飾ポリエチレン（これらは両方ともＧｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．（Ｔｕｌｌｙｔｏｗｎ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）市販されている）などの活性アルコキシシラン基を含有する市販のポリマーを使用することもできる。ポリマー鎖にシラン基が結合したポリマーは重合層における唯一のポリマーとして、或いはポリマー層を形成する混和可能または混和不可能なポリマーブレンドの一部として使用される。例えば、３−イソシアナートプロピルトリエトキシシランと２−ヒドロキシエトキシエチルメタアクリレートおよびメチルメタアクリレートとのコポリマーとの反応生成物はポリメチルメタアクリレートと例えば２−エチルヘキシル２−シアノ３，３−ジフェニルアクリレートなどのＵＶ吸収剤と共に溶媒系に溶解させることができる。この溶液をガラス基板に塗布し溶媒を気化させると、優れた接着性を持つＵＶバリア層が形成される。
【００８７】
基板を前処理して接着性を改良することはこの分野でよく記述されていて、通常カップリング剤の水溶液／アルコール溶液（非アミノシランの弱酸性化）中でカップリング剤のアルコキシ基を部分的または完全に加水分解させ、引き続き基板を溶液に浸漬させること、或いは基板に溶液を塗布することが含まれる。次に基板をアルコールで洗浄し、乾燥させる。カップリング剤は使用されるポリマーに適切であり、かつ単量体か重合体のいずれかでなければならない。適宜なカップリング剤には、既に挙げた単量体シランおよび重合性シラン、トリメトキシシリルプロピル（ポリエテンイミン）およびトリメトキシシリル修飾ポリエチレンが含まれる。前処理した基板の表面上に形成させたポリマー系バリアフィルムおよび／または熱互変フィルムは基板への劇的に改良された接着性を示す。
【００８８】
［低放射率被膜］
低放射率被膜は光エネルギー吸収熱互変層と複合させることができ、低放射率被膜のない窓よりもさらに効果的な熱バリアを窓構造に与える。この組み合わせは本発明の顕著な特徴である。低放射率被膜は熱互変層上またはそれに隣接させることができる。別法として、二枚以上の離れて配置する基板を含む窓構造に低放射率被膜を熱互変層からの空間を越えて配置させることもできる。別の選択肢として、低放射率層を熱互変層に対向する基板側上に設けることもできる。
【００８９】
本発明の熱互変性窓に関する有利で好適な構造を次に詳細に説明する。多くの他の構造が可能であるが、この構造は低放射率被覆を窓構造に取り込む利点を例示するのに役立つ。
【００９０】
二枚枠、（二重基板）または断熱構造の窓では、二枚の基板の間に空間があり、熱互変層を外側の基板上（すなわち屋外に接触して）に、基板間の空間に接触して基板側の上に配置するのが好ましい。低放射率被覆は熱互変層の上に設けられるが、それが一枚だけの場合は他の基板（すなわち、屋内に接触している基板）の上に、基板間の空間に接触してその基板側上に置かれるのが好適である。したがって、好ましい事例では、熱互変層と低放射率層は空間を横切って互いに向き合っている。
【００９１】
本発明の窓の熱互変層が断熱窓構造の中にあり、暖かいまたは暑い日に日光に直面する場合は、熱互変層は更に光エネルギーを吸収する状態にある。吸収された光エネルギーはもっぱら熱に転換されるのが好ましく、熱互変層は温度が上昇した状態にある。熱互変層の熱エネルギーは伝導、対流および放射（長波長赤外光の放射）によって層から周囲に伝達される。上述した好適な配置の被覆をもつ二重窓、断熱構造の窓では、熱互変層の熱の一部は存在するほかの被膜を経由して熱互変層が被覆されている基板の外側へ伝達され、そこから熱は屋外へ対流および放射伝達される。伝達された熱の一部は、直接または存在する被覆（複数を含む）を経由するかのいずれかで、基板間の空間へ伝導伝達され、熱はそこから通常の伝導および空間内に存在するガスの対流によって他の基板へ伝達される。通常の伝導（すなわち、ガスの原子または分子のランダム運動に起因する運動エネルギー）によって伝達される熱は空間を部分真空にするか、或いは熱伝導率の悪いガス、例えば炭酸ガス、六フッ素化硫黄、アルゴン、クリプトンまたはキセノンなどの空間を満たすガスを選択することによって最小にすることができる。空間中のガスの対流による熱伝達は動粘性率の高いガスと対流を最小にする適切な基板間の空間を選択することによって最小にすることができる。
【００９２】
しかしながら、加熱された熱互変層または被膜（存在すれば）から基板内部へ、そこからビルまたは車内への黒体放射による主要な熱伝達機構は依然として残る。一般的に、低放射率被覆は長波長赤外光の低放射体であると共に、良好な反射体である。したがって、外側基板の内側の熱くなった層（複数を含む）から放散される放射は内側基板の内側の低放射率被覆によって外側基板へ反射により戻される。外側基板で反射された放射は再吸収され、少なくとも相当な部分は究極的に屋外環境に伝達される。この方法によって、低放射率被覆と着色熱互変層の複合体は本発明の窓に入射する直射太陽放射からの実質的な熱バリアとして作用し、このために熱い好天な日にビル、構造体の内部または車内での熱の蓄積を減少させる。
【００９３】
二重窓または断熱ガラスの熱互変窓の基板間ガスとしてクリプトンを使用することは特に有利である。クリプトンの熱伝導率はアルゴンまたは空気の熱伝導率の半分以下であるので、通常の伝導による熱の低伝導体である。しかしながら、クリプトンの動粘性率はアルゴンまたは空気よりも著しく低く、対流による熱伝導をさらに受けやすい。空間にクリプトンを満たした二重窓の枠間のスペーシングを最小にする最適な熱移動はアルゴンまたは空気の最適なスペーシングの約半分である。この小さなスペーシングは空間内に存在するガスが少ないことを意味し、単純にガスの存在量が少ないために最適スペーシングであるので加熱されるガスの全膨脹はクリプトンで著しく少ない。これはエネルギーの吸収、遮蔽窓として使用されて極めて熱くなる熱互変窓にとって、あまりに多くのガス膨張は窓枠を保持するシールを損傷する応力を引き起し、窓の基板自体の破損にも繋がるので極めて重要である。
【００９４】
この被膜の組み合わせに関するほかの可能な構造は、例えば低放射率被膜が二重窓の熱互変層のオーバーコートである構造である。この事例では、低放射率被覆の赤外放射率が不良または低く、外部基板から内部基板への放射熱移動が最小になる。その他の可能性は二重窓構造の外側および内側基板の両方の上に低放射率被膜を配置することである。低放射率被覆および低放射率被膜をもつ窓の設計の関する詳細な考察はＴ．  Ｅ．  ＪｏｈｎｓｏｎのＬｏｗ  Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ  Ｇｌａｚｉｎｇ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｇｕｉｄｅ（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ  ａｎｄ  Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ  （１９９１）  ）に記載がある。
【００９５】
好適な低放射率被膜または層は透明な金属薄膜と金属酸化物の薄膜とを交互に積み重ねたスタックである。例えば、銀の層の反射を防止する透明な二枚の薄い酸化亜鉛層間の透明な銀の薄膜は放射率が約０．１という低い光透過性の高い低放射率層を提供する。フッ素ドープ酸化スズおよびスズドープ酸化インジウムなどの酸化金属縮退ドープ半導体の薄膜も好適である。これらの酸化金属被膜は一層以上の下塗りによって着色を抑制することができ、０．２未満の放射率を容易に実現することができる。放射率が０．２未満の低放射率被膜は好適である。本発明に使用される市販の低放射率被覆ガラスの例はＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）のＴＥＣ  １５およびＥｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）Ｌｏｗ−Ｅ、Ｃａｒｄｉｎａｌ  Ｇｌａｓｓ（Ｓｐｒｉｎｇ  Ｇｒｅｅｎ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）のＬｏＥ−１７８およびＬｏＥ２、ＡＦＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，  Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）のＣｏｍｆｏｒｔ  ＥおよびＣｏｍｆｏｒｔ  Ｅ２、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）のＳｕｎｇａｔｅ（商標）１００、Ｓｕｎｇａｔｅ（商標）５００、Ｓｕｎｇａｔｅ（商標）１０００である。好適な低放射率被覆プラスチックの例はＳｏｕｔｈｗａｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されているＳｏｌｉｓ（商標）ポリエステルフィルムである。
【００９６】
ＴＥＣ  １５ガラスの透過スペクトルを図４の曲線１に示した。図４で波長が約１４００ｎｍより長波長における透過率の減少は殆どがこの波長でのＮＩＲ光反射の増加に起因する。
【００９７】
［機器の制御］
本発明の多くの実施態様では、本発明の機器は自発的に変化して、制御機構または使用者が介入することなく、温度および直射日光の適切な状態下でエネルギーを遮蔽する。本発明のほかの実施態様は使用者が制御できる、或いは自動的に制御される機器、例えば所望であれば電子制御機構で制御される機器を提供する。薄暗さの制御は熱互変層と熱接触する透明伝導層および透明伝導層を抵抗加熱してそれで熱互変層を加熱する電源などによるなどの熱互変層を加熱する手段を設けることによって達成される。透明伝導体に供給される電気エネルギーの量は、例えば加減抵抗器の使用による使用者制御、或いは時刻、太陽の向き、屋外温度、大気温度などを考慮した電気回路によって制御される。熱互変層、或いは存在する任意のオーバーコート（複数を含む）の上に低放射率層を設けると、低放射率層は必要なときには抵抗加熱層として作用し、抵抗加熱が使用されていないときには低放射率特性となる。これは暖かい日に自発的に太陽エネルギーの蓄積を遮蔽する窓にとって、或いは日当たりのよい冬の日に使用者が制御して太陽熱の蓄積を遮蔽する窓にとって有用である。
【００９８】
［窓の構造］
窓である本発明の機器は、窓の種類、ビルまたは車の位置または配置、窓が使用される地域の気候条件に依存して多くの異なる構造がある。ビルおよび／または車両への取り付けは標準的に骨組み、縦仕切り、窓枠に接着させるためにガラス上にプラスチック帯を型どるなどの通常の標準的な技術に従う。図１は本発明に記述した独特な層の組み合わせをもつ新奇で可能な種々の構造を示す。図１は本発明になる窓に可能な構造を示すもので、可能な構造を排他的に挙げるものではない。
【００９９】
図１ａはバリア層（３０）と接触し、次に静的光エネルギー吸着層（４０）に接触し、次に熱互変層（５０）に接触し、その結果として保護オーバーコート層（６０）に接触し、次に低放射率層（７０）に接触している基板（２０）から構成される窓の構造（１０）を示す。図１ａではバリア層および静的光エネルギー吸収層は両層の特性を有する単一層で構成されることもある。別法として、静的光エネルギー吸収層および熱互変層は両方の層の特性を有する単一層で構成されることもある。図１ａの窓構造は基板（２０）が外部または太陽に面し、低放射率層（７０）が内側に向いたビルまたは車両に取り付けることを意図した構造である。
【０１００】
図１ｂは熱互変層（５０）に接触し、次に低放射率層（７０）に接触する基板（２０）から構成される別の構造（１０）を示す。図１ｂでは、基板は任意的にバリア特性を合体する。基板および／または熱互変層は任意的に静的光エネルギー吸収特性を合体する。低放射率層は任意的に保護オーバーコート特性を合体する。図１ｂの窓構造は基板（２０）が外部または太陽に面し、低放射率層（７０）が内側に向いたビルまたは車両に取り付けることを意図した構造である。
【０１０１】
図１ｃはバリア層（３０）に接触し、次に熱互変層（５０）に接触し、次に別の基板（２１）に接触し、次に低放射率層（７０）に接触する基板（２０）から構成される別の構造（１０）を示す。図１ｃでは基板（２０）、基板（２１）、バリア層および／または熱互変層は任意的に静的光エネルギー吸収特性を合体する。この窓の構造は基板（２０）が外部または太陽に面し、低放射率層（７０）が内側に向いたビルまたは車両に取り付けることを意図した構造である。
【０１０２】
図１ｄは図１ａから図１ｃの構造（１０）の任意の一つがガスまたは真空空間（８０）および低放射率層（７１）と接触する別の基板（２２）を組み合わせもつ別の構造（１１）を示す。図１ｄでは、構造（１０）の低放射率層および基板（２２）と接触する低放射率層は任意である。しかしながら、その片方または両方が構造（１１）に存在するのが好ましい。図１ｄの窓の構造は構造（１０）が外部または太陽に面し、基板（２２）が内側に面したビルまたは車両に取り付けることを意図した構造である。
【０１０３】
［実施例１］
熱互変性窓は短波長バリア特性をもつ一枚のガラスを低放射率層と積層する層として熱互変ポリマーフィルムを一緒に被覆した一枚のガラスに積層することによって製作される。短波長バリア特性をもつ一枚のガラスはＥｄｍｕｎｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂａｒｒｉｎｇｔｏｎ，  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手した４９５ｎｍ遮断フィルタガラスである。低放射率層を被覆した一枚のガラスはＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＴＥＣ  １５ガラスである。熱互変ポリマーフィルム層はポリ酢酸ビニル（平均分子量約１６７，０００）０．３グラム、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン０．３グラム（両化合物ともＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されている）および１０ミリグラムのＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているスピロオキサジンタイプの化合物）を含有するプロピレンカーボネート溶液から調整される。粘性な液の数滴をＴＥＣ  １５ガラスの未被覆側に塗り、この溶液をオーブン内で２０時間、６０℃で乾燥させる。このフィルムは光互変性であり、日光に曝露すると即座に最初の中位の緑色から暗い緑がかった青色に変わる。このフィルムは熱互変性であり、フィルムを日光が存在しない状態で室温から７０℃に加熱するとフィルムは徐々に暗褐色がかった緑色に変わる。
【０１０４】
こうして得られたポリマーフィルムは粘着性があり、乾燥後でも幾分コンプライアンスであるので、短波長バリア特性をもつガラスとＴＥＣ  １５ガラス片との積層はバリアガラスを熱互変ポリマーフィルム上にプレスするだけで達成される。こうして得られた積層窓は熱互変層領域で中位の褐色がかった緑色である。バリアガラスを太陽に向け低放射率層を太陽に向けずに窓を数分間に直射日光に曝露したときに、光互変着色は観察されなかった。太陽と同じ向きで長時間（少なくとも２０分間）約３１℃の外気温度で直射日光に曝露すると、窓の温度は５３℃まで上昇した。熱互変層領域の窓は温度が上昇するに伴って、外観が中位の緑からはっきりと認識できる暗い褐色がかった緑色に変化した。したがって、窓の光着色は抑制され、日光の可視部分に由来する小量の光漂白が存在したかもしれないが、温暖な外気温および直射日光への曝露に起因する熱着色が顕著であった。
【０１０５】
［実施例２］
Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）Ｌｏｗ−Ｅに積層された一枚のＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラス（両方ともＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されている）から熱互変性窓を作成した。ポリ酢酸ビニル（平均分子量約１６７，０００）、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン（両化合物ともＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されている）およびＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  （Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているスピロオキサジンタイプの化合物）のフィルムをプロピレンカーボネート溶液からＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスの片面および低放射率被膜に対向するＥｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）ガラス側に溶媒注入することによってガラスを積層した。プロピレンカーボネートを気化させた後に、ポリマーフィルムをプレスおよび加熱して厚みが０．０２６ｃｍの一枚の均一なフィルムを生成した。
【０１０６】
通常の室内光中、室内温度２３℃で窓は中位の緑色を呈した。温暖な日に（室外、大気温度３２℃）、積層のＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラス側を太陽に向け、低放射率層を太陽に向けずに窓を直射日光に曝露した。窓は明らかに光互変活性と思われる色から暗い色になった。数分の後に、窓の温度は日光曝露によって３５℃まで上昇し、窓は減色した。合計２０分後に、窓の温度は５４℃まで上昇し、熱互変層は徐々に暗くなり光互変活性で最初に生じたのと殆ど同じ暗さの色調である青緑色に戻った。
【０１０７】
ＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスの上に遮断フィルタを置いて遮蔽した約４９５ｎｍ未満の短波長光と温度２３℃の窓では、全ての光互変活性が抑制されると思われるので、日光に曝露したときに色調が暗くなることは観察されなかった。これは遮断フィルタを太陽に向け、低放射率層を太陽に向けずに窓を日光に曝露した場合であった。日光へさらに曝露することによって、窓の温度は上昇し、以前のような着色になった。
【０１０８】
低放射率層を通して電流を通過させることによって窓を（遮断フィルタ無しで）分光光度計の試料室内で加熱したときに、窓の吸収は図２に示したように温度の上昇と共に増加した。図２のスペクトルは暗い窓で測定されたものであるが、室内光で加熱された窓の色の暗さと日光曝露によって加熱された窓の色の暗さとの視覚比較はこの熱互変系につき日光で発生した可視光誘起光漂白はあったとしても少ないことを顕著に示した。
【０１０９】
［実施例３］
ポリ酢酸ビニル（平均分子量約１６７，０００）０．３グラム、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン０．３グラムおよび１０ミリグラムのＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているスピロオキサジンタイプの化合物）を０．４グラムのアセトンと０．４グラムのプロピレンカーボネートに溶解させた溶液の数滴を塗ることによってＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＴＥＣ  １５ガラスシートの未被覆側に熱互変層を作成した。溶媒を室温で約１時間、次に６０℃で約１６時間気化させた。僅かに粘性のある厚みが約０．０２ｃｍの緑色のフィルムが生成した。ガラスシート上の透明な導電性低放射率層を通して電流を通過させることでガラスおよび熱互変層を加熱したときに、熱互変フィルムは徐々に暗くなって暗緑色になった。ガラスシート上の熱互変フィルムの２５℃、４５℃°、６５℃および８５℃におけるスペクトルを図３に細線で示した。８５℃でのスペクトルから発光体Ｄ６５および２°観測装置を計算してＣ．Ｉ．Ｅ．１９７６Ｌ＊、２６．４のＣ＊ａｂ値を生じるａ＊およびｂ＊の値それぞれ４９．４、−２６．１および−３．９を得る（色座標に関する考察につきＦ．  Ｗ．  Ｂｉｌｌｍｙｅｒ  Ｊｒ．およびＭ．  Ｓａｌｚｍａｎ著、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第２版（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．  （１９８１）  を参照されたい）。
【０１１０】
ポリ酢酸ビニル（平均分子量約１６７，０００）０．３グラム、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン０．３グラム、約５ミリグラムのＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているスピロオキサジンタイプの化合物）、約５ミリグラムの１，３−ジヒドロ−１，３，３トリメチル−５−メトキシ−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２−２−（２Ｈ）−インドール］（Ｃｈｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．  （Ｄａｙｔｏｎ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＣｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８）を０．７グラムのプロピレンカーボネートに溶解させた溶液の数滴を塗ることによってＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＴＥＣ  １５ガラスシートの未被覆側の上に熱互変層を作成した。溶媒を６０℃で約１６時間気化させた。僅かに粘性のある厚みが約０．０２ｃｍの緑色がかった赤褐色フィルムが生成した。ガラスシート上の透明な導電性低放射率層を通して電流を通過させることでガラスおよび熱互変層を加熱したときに、熱互変フィルムは徐々に暗くなって極めて暗い青みがかった灰色になった。ガラスシート上の熱互変フィルムの２５℃、４５℃°、６５℃および８５℃におけるスペクトルを図３に太線で示した。８５℃でのスペクトルから発光体Ｄ６５および２°観測装置を計算してＣ．Ｉ．Ｅ．１９７６Ｌ＊、１６．８のＣ＊ａｂ値を生じるａ＊およびｂ＊の値それぞれ５０．７、−１２．７および−１１．０を得る。この１６．８のＣ＊ａｂ値はＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅが唯一の熱互変物質であるフィルムに関するＣ＊ａｂ値２６．４よりも著しく小さい。これは熱互変物質の組み合わせがフィルムの色を色度のより低い、鈍いまたはより灰色にすることを意味する。Ｃｈｒｏｍａ  Ｄｙｅ  ８８を唯一の熱互変物質として作製されたフィルムは加熱によって暗赤褐色に変色し、熱互変物質の組み合わせで作製されたフィルムよりも灰色に見える度合いは幾らか少ない。
【０１１１】
［実施例４］
酢酸エチルと酢酸アミルとの当重量混合物に溶解させたクリスタルバイオレットラクトン０．２４重量％、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）、両化合物ともＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されている）、およびＡｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から市販されているオクタデシル燐酸０．４７重量％の溶液からのフィルムをＴＥＣ  １５ガラスの上に溶液注入させることによって熱互変層を作成した。溶媒を気化させた後のフィルム組成はポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）ポリマーマトリックス中、クリスタルバイオレットラクトン約５重量％、オクタデシル燐酸１０重量％であった。作製したままの状態で、フィルムの厚みは０．０２ｃｍで殆ど無色であったが、２５℃で幾らか曇った、或いは光散乱状であった。
【０１１２】
［実施例５］
ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）中２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン３３重量％の厚み０．０２ｃｍの層を溶媒注入成形することによって肉厚０．１ｃｍのガラス上にＵＶバリア層を作成した。溶媒は酢酸エチルと酢酸アミルを使用した。ベンゾフェノンとブチラールコポリマーは両方ともＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から入手した。溶媒を気化させた後のガラス上のこのバリア層の透過スペクトルを図４に曲線３で示した。
【０１１３】
［実施例６］
ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）中２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン１７重量％、キノリンイェロー５重量％の厚み０．０２ｃｍの層を溶媒注入成形することによって厚み０．１ｃｍのガラス上にＵＶおよびＳＷＶ光のバリア層を作成した。溶媒は酢酸エチルと酢酸アミルを使用した。２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン、キノリンイェローおよびブチラールコポリマーはＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から入手した。溶媒を気化させた後のガラス片上のこのバリア層の透過スペクトルを図４に曲線４で示した。
【０１１４】
［実施例７］
Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｓｅａ  Ｇｒｅｅｎ９．４重量％、２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン（ＵＶ安定剤）４５．３重量％、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）４５．３重量％の酢酸エチルおよび酢酸アミル混合物５０／５０溶液からのフィルムをＴＥＣ  １５ガラス上に溶媒注入成形することによって、窓またはシャッターとしての使用に適した熱互変機器を作製した。２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノンの含有量が高いことがフィルムに可塑性を与え、溶媒を揮発させた後に透明な窓ガラスをＴＥＣ  １５ガラスに積層するのを容易にするものと思われる。６０℃で圧力を架けて熱互変ポリマーのフィルムを押し出し、ガラス片の間に厚みが０．０２５ｃｍのナイロン製モノフィラメントスペーサを用いることによって、二枚のガラス間に肉厚０．０２５ｃｍの均一なフィルムを押し出した。ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）および２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノンの両方がＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｓｅａ  Ｇｒｅｅｎの熱互変活性に特に適した環境を与えるものと信じられる。ＴＥＣ  １５ガラスは対抗する両側の窓ガラスよりも大きいのでＴＥＣ  １５ガラス上の透明導電被膜の両側で導電性のばねを装填した紙クリップによる電気的接点を設けることができた。可変電圧交流電源をクリップに接続し、機器に異なる電力を与えることによって窓またはシャッターを種々の温度に加熱または調節した。機器の光学特性を分光分析計で一連の温度につき測定し、測定した特性および得られたスペクトルから計算した結果を以下の表１に示す。
【０１１５】
【表１】
0004782926.tif 000013
【０１１６】
機器は２５℃での僅か約２０％のλｍａｘの透過率で働き始めるが、λｍａｘでの透過率は２５℃から８５℃の範囲にわたって約０．０６％に減少し、この波長範囲で３３０を超える値から１へと際立った変化である。
【０１１７】
［概念実施例１］
幅０．６ｃｍのアルミ製二重枠窓スペーサを実施例２の窓の低放射率層側へ結合し、４９５ｎｍ遮断フィルタを積層のＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラス側へ結合する。Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されているＥｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）Ｌｏｗ−Ｅの第二のシートをアルミ製二重枠窓スペーサの他方の面に、低放射率被膜が第一の低放射率層に向かって内側に向くように結合する。乾燥剤をアルミ製スペーサ内に入れ、ガラス枠の間の空間にクリプトンガスを充填する。ビル構造体に窓を次の配列はめる；外側、日光に曝露される側から、４９５ｎｍ遮断フィルタガラス、ＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラス、熱互変層、Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）ガラス、Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）ガラスの低放射率層、クリプトンガス、Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ（商標）ガラスの低放射率層、ＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラス、家屋の内部。この窓システムは日射が直接でなく、かつ／または外気温度が極めて低い条件下では、熱互変層が暗くなるのは極めて僅かであるはずなので、ビル内に相当量の太陽放射を取り入れることが可能であるはずである。この窓システムは特に暖かい日に日光が窓に直射するときには、熱互変層がその条件で著しく暗くなるはずなので、著しい量の太陽放射を遮蔽するはずである。温暖な日でも、空間内のガスによる熱移動およびガス膨脹による窓システムの熱膨張はガラス間の空間が狭く、クリプトンガスを空間に使用しているために最小となるはずである。
【０１１８】
［概念実施例２］
Ｃａｒｄｉｎａｌ  Ｇｌａｓｓ（Ｓｐｒｉｎｇ  Ｇｒｅｅｎ，  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されているＬｏＥ２シートに積層されたＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスシート（Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ−Ｌｉｂｂｅｙ  Ｏｗｅｎｓ  Ｆｏｒｄ（Ｔｏｌｅｄｏ，  Ｏｈｉｏ）から市販されている）から熱互変窓を作製する。ＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスシートを片側の面に、面積９００平方センチメートルを超えて、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）２０グラムおよび酢酸アミル５０ｍｌと酢酸エチル５０ｍｌ中の２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン５グラムの溶液で被覆する。ＬｏＥ２のシートを低放射率被膜の反対側に面積９００平方センチメートルを超えて、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−酢酸ビニル）（８８％ビニルブチラール、平均分子量５０，０００〜８０，０００）２０グラム、酢酸アミル５０ｍｌと酢酸エチル５０ｍｌ中の２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン５グラムおよびＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ａｑｕａ  Ｇｒｅｅｎ１グラムの溶液で被覆する。溶液から溶媒を気化させてＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスシートの上にバリア層を、ＬｏＥ２のガラスシートの上に熱互変層を生成させる。ポリマー層が互いに向き合った二枚のガラスを一組の加熱ピンチローラから供給し、次に９０℃で２０分間加熱する。積層プロセスは自動車フロントガラスの積層に使用されるようなオートクレーブプロセスで完結させる。この窓をビルにＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスを外側、ビルの太陽曝露側に向け、ＬｏＥ２ガラスの低放射率層をビルの内側に向けてはめる。
【０１１９】
外気温３４℃、晴れた日当たりのよい条件で、窓がＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスの側から直射日光に曝されるとき、窓の曝露で窓の色が変化して中位の緑色から小量の残存光互変活性によると思われる僅かに暗い緑色となる。さらに曝露が継続すると、窓の温度は上昇して徐々に暗い緑色に見えるようになるはずである。
【０１２０】
外気温１４℃、晴れた日当たりのよい条件で、窓がＥｖｅｒＧｒｅｅｎ（商品名）ガラスの側から直射日光に曝されるとき、僅かな量の着色が観察されるであろう。曝露が長引いても窓の温度は適度に上昇するだけであり、着色は極めて僅かなはずである。
【０１２１】
［概念実施例３］
肉厚が１ｍｍのガラス基板にバリア層、静的光エネルギー吸収層、熱互変層および保護オーバーコート層を被覆することによって窓を製作する。これらの層をガラスに被覆する前に、ガラスを９０％イソプロピルアルコール、３重量％のトリメトキシシリルプロピル（ポリエテンイミン）を含有する１０％の水溶液中に５分間浸漬し、続いてイソプロピルアルコールでガラスを洗浄してから乾燥させる。
【０１２２】
ポリメチルメタアクリレート（平均分子量約９９６，０００）２０グラム、キノリンイェロー（Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３３，  ＣＩ  ４７０００）２グラムおよび２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン５グラムを１４グラムのアセトンと６グラムのプロピレンカーボネート中に溶解させることによって、ＵＶ光とＳＷＶ光両方のバリア層を作成する。溶液をガラス基板上に、面積が約１０００平方センチメートルを超えるように均一に塗布する。溶媒を室温で２時間、６０℃で１６時間気化させると、優れたＵＶおよびＳＷＶ光バリア特性を有する粘性のない層が得られる。
【０１２３】
ポリメチルメタアクリレート（平均分子量約９９６，０００）２０グラム、２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン５グラムおよび４，６−ジニトロ−４−メチル−２，２−アゾジフェニール（Ｍｏｒｄａｎｔ  Ｂｒｏｗｎ  ６，  ＣＩ  １１８７５）１グラムを１４グラムのアセトンと６グラムのプロピレンカーボネート中に溶解させることによって、静的光エネルギー吸収層を作成する。溶液をバリア層上に、面積が約１０００平方センチメートルを超えるように均一に塗布する。溶媒を室温で２時間、６０℃で１６時間気化させると、粘性のない静的光エネルギー吸収層が得られる。
【０１２４】
ポリメチルメタアクリレート（平均分子量約９９６，０００）２０グラム、２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシベンゾフェノン５グラムおよびＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｓｅａ  Ｇｒｅｅｎ（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から市販されているスピロオキサジンタイプの化合物）０．５グラムを１４グラムのアセトンと６グラムのプロピレンカーボネート中に溶解させることによって熱互変層を作成する。溶液を静的光エネルギー吸収層上に、面積が約１０００平方センチメートルを超えるように均一に塗布する。溶媒を室温で２時間、６０℃で１６時間気化させると、粘性のない光互変層が得られる。
【０１２５】
ポリメチルメタアクリレート（平均分子量約９９６，０００）２０グラム、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール２グラムを１４グラムのアセトンと６グラムのプロピレンカーボネート中に溶解させることによって保護オーバーコート層を作成する。溶液を熱互変層上に、面積が約１０００平方センチメートルを超えるように均一に塗布する。溶媒を室温で２時間、６０℃で１６時間気化させると、粘性のない保護オーバーコート層が得られる。
【０１２６】
寒い日に窓を日光に曝露するとき、光着色は観察されず、窓の温度上昇も極めて僅かであり、熱的着色も極めて僅かなはずである。暑い日に窓を日光に曝露すると、観察できる光着色は生じないが、窓の温度は著しく上昇し、熱的着色は顕著なはずである。
【０１２７】
ポリマー層を枠の内側に向けて二重枠窓に熱互変窓をはめ込むと、他方の枠は低放射率被膜が枠の内側を向いたＳｕｎｇａｔｅ（商標）１００（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）である。この窓は１ｍｍのガラスを外側に向けて、次にポリマー層、ガス空間、低放射率層、Ｓｕｎｇａｔｅ（商標）１００ガラスの未被覆面がビルの内側に向いたＳｕｎｇａｔｅ（商標）１００ガラスの配列でビルに取り付けられると、通常の２重枠窓に対比されるエネルギー効率の増加を生じるはずである。
【０１２８】
［概念実施例４］
Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  （Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されているＳｏｌｉｓ（商標）ポリエステルフィルムを熱互変層およびバリア特性を有する接触粘着層で被覆することによって、既存の窓に改造されるべく提案された熱互変層を作成することができる。トルエン中のポリ酢酸ビニル（平均分子量約１６７，０００）、Ｋｅｙｓｏｒｂ  １０２６、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペジニル）（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ブチルプロパンジオエートおよびＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ  Ｐａｌａｔｅｎａｔｅ  Ｐｕｒｐｌｅ溶液をポリエステルフィルムに塗布し、トルエンを気化させることによって、既に低放射率被膜が被覆されている側の反対側にＳｏｌｉｓ（商標）フィルムを被覆することができる。Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）から市販されているＵＶ吸収剤、Ｔｉｎｕｖｉｎ（商標）２１３を３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＳＴ．  Ｐａｕｌ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されている接触粘着Ｆａｓｔｂｏｎｄ（商品名）３０−ＮＦ中に分散させたものにスプレーすることによってこの熱互変層をオーバーコートすることができる。
【０１２９】
接触粘着層が乾いた後に、フィルムをサンルーフガラスの内面、自動車内のサイドウィンドウおよびバックウィンドウの内面に接着する。ポリエステルフィルムの他方の面に低放射率層を結合したこの熱互変層は、特に暖かい日または暑い日に直射日光下に停車したときに、車内に蓄積する熱を最小にするのに有効なはずである。
【０１３０】
この改良熱互変フィルムの別の一片を二重窓、断熱ガラス窓構造の内枠の室内側に接着する。この構成では、熱互変層は低放射率特性と共に直射日光による熱の蓄積を遮蔽するバリアとなるはずである。
【０１３１】
本発明を詳細に、かつその特殊な実施態様を参照して説明したが、種々の変更および修正が請求項に規定された本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる窓および機器の種々の構造を示す図である。
【図２】  本発明になる窓の吸光度を実施例２に拠って構築された窓の温度の関数として示す図である。
【図３】  実施例３に拠って構築された本発明になる窓の二種類の吸収スペクトルを比較して示す図である。
【図４】  種々の基板およびバリア層の透過スペクトルを示す図である。
【符合の説明】
１０、１１    窓の構造
２０、２１，２２    基板
３０    バリア層
４０    静的光エネルギー吸収層
５０    熱互変層
６０    保護オーバーコート層
７０、７１    低放射率層
８０    真空空間
【図１】
0004782926.tif 000014
【図２】
0004782926.tif 000015
【図３】
0004782926.tif 000016
【図４】
0004782926.tif 000017