(57)【要約】【課題】可視光を遮断せず、十分な採光を確保すると同時に、簡単な手段によって赤外線の透過／遮断を制御することができる赤外線透過制御材を提供する。【解決手段】ラメラ構造二重膜からなる多層構造を有する構造色ゲルから成り、該構造色ゲルが、波長１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線の少なくとも一つを反射可能であり、前記構造色ゲルを伸張し、層間距離を変えることにより前記赤外線が透過可能になることを特徴とする赤外線透過制御材である。【選択図】図４
2016038406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラメラ構造二重膜から成る多層構造を有する構造色ゲルから成り、該構造色ゲルが、波長１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線の少なくとも一つを反射可能であり、前記構造色ゲルを伸張し、層間距離を変えることにより前記赤外線が透過可能になることを特徴とする赤外線透過制御材。
【請求項２】
前記構造色ゲルが、ポリイタコン酸ドデシルグリセリルのラメラ構造二重膜を有する請求項１記載の赤外線透過制御材。
【請求項３】
前記構造色ゲルが、ポリイタコン酸ドデシルグリセリルのラメラ構造二重膜と中性のゲルからなり、前記波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が３５５〜３９５ｎｍ、前記波長１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が４５０〜４９０ｎｍ、前記波長１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が５６５〜６４０ｎｍである請求項１または２記載の赤外線透過制御材。
【請求項４】
前記波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲル、１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲル、１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの全てを含む請求項１〜３の何れかに記載の赤外線透過制御材。
【請求項５】
前記構造色ゲルが、イタコン酸ドデシルグリセリル、中性のゲル形成モノマー、イオン性界面活性剤、架橋剤及び光重合開始剤から成る前駆体液を５０〜６０℃の温度で、円筒形状の型に前駆体液に剪断力がかかるように流し込み、該前駆体液をＵＶ照射して硬化させた後、該円柱状硬化物を型から取り出し、溶媒中で膨潤させることにより形成される請求項１〜４の何れかに記載の赤外線透過制御材。
【請求項６】
前記構造色ゲルが円柱状であり、該円柱状構造色ゲルの複数個を半径方向に並列させ、上端及び下端を固定して成る請求項１〜５の何れかに記載の赤外線透過制御材。
【請求項７】
請求項６記載の赤外線透過制御材を、透明部材により形成される空間内に配置すると共に、赤外線透過制御材を上下方向に伸縮させる手段を備えて成る赤外線制御窓材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線透過制御材に関するものであり、より詳細には、多層構造を有する構造色ゲルを利用した赤外線透過制御材及び赤外線透過制御窓材に関する。
【背景技術】
【０００２】
窓ガラスを通して室内に入り込む太陽光は、可視光線だけでなく赤外線も含んでおり、赤外線は物質を加熱する作用があることから、窓ガラスを透過した赤外線は室内の温度を上昇させ、冬期においては好ましい作用を発現するが、夏期の冷房効果を低下させるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、従来、赤外線を遮断する手段として着色フィルムや金属蒸着フィルム等を利用することが提案されている（特許文献１等）。このような金属蒸着フィルムを使用した窓用熱線反射フィルムは、可視光から近赤外光を反射することから、これを窓に貼着することで、夏期の太陽光エネルギーの室内への流入を調節する。
しかしながら、上記窓用熱線反射フィルムは、可視光も反射することから透明性に劣り、透明性が要求される窓ガラス等に適用するには改善の余地がある。またこの窓用熱線反射フィルムでは赤外線は常に遮断されるので、貼着した状態で一時的に赤外線による熱エネルギーを室内に取り入れることはできない。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、下記特許文献２には、基材上に、赤外線吸収材を含有するプライマー層と表面保護層とを設けた外装用赤外線吸収フィルムが提案されている。
また本発明者等は、イタコン酸ドデシルグリセリルにより構成されるラメラ構造二重膜をアクリルアミドゲル中に有する構造色ゲルが、巨視的に一方向に配向されていることにより、力学的な刺激を与えたとき、ゲルの組成や周囲の溶媒などが変化することなく、構造色が変化すること、すなわち反射する光の波長の範囲が変化することを見出した（非特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−５９７４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−８２２１１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ソフトマター、２０１２，８００８−８０１６
【非特許文献２】高分子論文集  Ｖｏｌ．７０，Ｎｏ．７，  ３０９〜３１６頁（２０１３年７月２５日発行）
【非特許文献３】色材協会誌  Ｖｏｌ．８６，  Ｎｏ．８，  ２９０−２９４頁（２０１３年８月２０日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２に記載された外装用赤外線吸収フィルムにおいては、赤外線を吸収すると共に可視光は透過できるが、やはり赤外線はフィルムに吸収されて常に遮断されてしまうことから、上記フィルムを貼着した状態で冬期等に一時的に赤外線を透過させ、赤外線による熱エネルギーを利用したいという要望を満足させることができない。
従って本発明の目的は、前記ラメラ構造二重膜を有する構造色ゲルを利用し、可視光を遮断せず、十分な採光を確保できると共に、簡単な手段によって、赤外線の透過／遮断を制御することが可能な赤外線透過制御材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ラメラ構造二重膜から成る多層構造を有する構造色ゲルから成り、該構造色ゲルが、波長１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線の少なくとも一つを反射可能であり、前記構造色ゲルを伸張し、層間距離を変えることにより前記赤外線が透過可能になることを特徴とする赤外線透過制御材が提供される。
【０００９】
本発明の赤外線透過制御材においては、
（１）前記構造色ゲルが、ポリイタコン酸ドデシルグリセリルのラメラ構造二重膜を有すること、
（２）前記構造色ゲルが、ポリイタコン酸ドデシルグリセリルのラメラ構造二重膜と中性のゲルからなり、前記波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が３５５〜３９５ｎｍ、前記波長１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が４５０〜４９０ｎｍ、前記波長１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの層間距離が５６５〜６４０ｎｍであること、
（３）前記波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲル、１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲル、１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルの全てを含むこと、
（４）前記構造色ゲルが、イタコン酸ドデシルグリセリル、中性のゲル形成モノマー、イオン性界面活性剤、架橋剤及び光重合開始剤から成る前駆体液を５０〜６０℃の温度で、円筒形状の型に前駆体液に剪断力がかかるように流し込み、該前駆体液をＵＶ照射して硬化させた後、得られた円柱状硬化物を型から取り出し、溶媒中で膨潤させることにより形成されること、
（５）前記構造色ゲルが円柱状であり、該円柱状構造色ゲルの複数個を半径方向に並列させ、上端及び下端を固定して成ること、
が好適である。
【００１０】
本発明によればまた、前記赤外線透過制御材を、透明部材により形成される空間内に配置するとともに、赤外線透過制御材を上下方向に伸縮させる手段を備えて成る赤外線制御窓材が提供される。
尚、本明細書において、反射とは反射率６０％以上を意味し、透過とは反射率２０％未満を意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の赤外線透過制御材を構成する構造色ゲルは、可視光（３６０〜８３０ｎｍ）を遮断することなく透過すると共に、太陽光の中でも特に強度の強い１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線を効果的に遮断することができる一方、この構造色ゲルを伸張させると上記波長の赤外線を透過することができることから、本発明の赤外線透過制御材は、赤外線の遮断／透過の制御を容易に行うことができる。
しかもこの構造色ゲルは、隣り合うポリイタコン酸ドデシルグリセリル（以下、「ＰＤＧＩ」ということがある）から成るラメラ構造二重膜の間に存在するポリアクリルアミド（以下、「ＰＡＡｍ」ということがある）領域は、高い可撓性を示すことから、外部から伸縮のための応力を加えられた場合にも破壊することなく可逆的に変形し、本発明の赤外線透過制御材は、赤外線の遮断又は透過を繰り返し制御することができる。
【００１２】
また本発明の赤外線制御窓材は、これを窓に取り付けた場合、普段は赤外線の透過が遮断されるが、冬期等のように赤外線の透過が好ましい場合においては、この制御材を引っ張るという簡便な動作により、赤外線制御窓材を窓に取り付けたままでも赤外線を室内に透過させることができる。勿論、本発明の赤外線制御窓材を取り付けた窓において可視光（３６０〜８３０ｎｍ）は遮られることがなく、室内における採光は十分に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】構造色ゲルで特定波長の光が強く反射される原理を説明するための図である。
【図２】構造色ゲルの製造方法を説明するための図である。
【図３】構造色ゲルを伸張したとき、構造色ゲル内に起こる現象を説明するための図である。
【図４】本発明の赤外線制御窓材の構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の赤外線透過制御材は、多層構造を有する構造色ゲルから成り、該多層構造が、ＰＡＡｍゲル中に固定されたＰＤＧＩから成るラメラ構造二重膜から成ることが重要な特徴である。この構造色ゲルは、特に応力を加えない状態では、波長１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線の少なくとも一つ、好適には３波長とも反射可能であるが、この構造色ゲルを伸張するように応力を加えると、前記赤外線が透過可能になる。
【００１５】
本発明において、このような簡単な操作により赤外線の透過／遮断を制御することができる理由について、本発明者等は以下のように考えている。
本発明の赤外線透過制御材を構成する構造色ゲルは、ＰＤＧＩがＰＡＡｍゲル中に固定された多層構造を形成している。すなわち、ＰＤＧＩのモノマーであるイタコン酸ドデシルグリセリル（以下、「ＤＧＩ」ということがある）を、アクリルアミド（以下、「ＡＡｍ」ということがある）中に分散させた前駆体液中では、ＡＡｍの領域を介してＤＧＩの二重膜が何層にも積み重なったラメラ相（以下、「ラメラ構造二重膜」ということがある）からなるドメインとして存在する。このドメインはランダムに配向しており、前駆体溶液に一定の剪断応力を加えることによって一方向に配向する。この状態で重合させると、ＤＧＩは重合性の二重結合を有するためＤＧＩ同士連結し、ＡＡｍは架橋剤と連結するため、ＰＤＧＩのラメラ構造二重膜が一方向に配向してＰＡＡｍゲル中に固定された構造色ゲルが形成される。
【００１６】
この構造色ゲルに光を照射すると、図１に示すように、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜でＢｒａｇｇ反射が起こり、特定の波長の光が強く反射され、その結果、構造色が示される。すなわち、構造色ゲルは、後述するように、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜が多層構造を形成していることから、光を照射すると、幾層も存在するＰＤＧＩラメラ構造二重膜のそれぞれの表面で光が反射し、隣り合う面で反射される光同士には光路差２ｄｓｉｎθが生じる。この光路差が波長の整数倍であるとき、即ち、式  ｍλ＝２ｎｄｓｉｎθ（式中、ｍは整数、ｎはＰＡＡｍゲルの屈折率）が成り立つときに、強め合う干渉が起こり、波長λの光が強く反射される。
また上述したとおり、一定の剪断応力が加えられたＰＤＧＩラメラ構造二重膜は一軸方向に配向していることから、一方向にのみ膨潤するなど強い異方的物性を示す。また、隣り合うＰＤＧＩラメラ構造二重膜の間に存在するＰＡＡｍ領域は、高い可撓性を有し、外部から応力を加えられた場合にも破壊することなく変形することができる。そのため、本発明の構造色ゲルに、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜の配向方向に対して平行に外部から応力を加えて、構造色ゲルを伸張させると、ＰＡＡｍ領域の厚みが減少し、即ちＰＤＧＩラメラ構造二重膜の層間距離が減少し、その結果、隣り合う格子面により反射される光の光路差が変化し、強く反射される光の波長も変化する。
従って本発明の赤外線透過制御材においては、上述した構造色ゲルが有する異方性及び復元可能な可撓性を利用することで、特定波長の赤外線を遮断或いは透過させることが可能になる。
【００１７】
（構造色ゲルの製造方法）
本発明で用いられる構造色ゲルは、ＤＧＩ、ＡＡｍに代表される中性ゲル形成モノマー、イオン性界面活性剤、架橋剤及び光重合開始剤を、ＰＡＡｍ領域の厚みが特定の波長の赤外線を反射可能な厚みになるような濃度で混合して、前駆体液を調製する（前駆体液調製工程）。次に、この前駆体液を５０〜６０℃の温度に保ちながら成形型に勢いよく流しこんで、ランダムに配向していたＤＧＩ二重膜のラメラ相を一軸方向に配向させて積層させるが、好適には円筒状の型を用いることにより、この円筒状の型に合わせて年輪のように同心円状に積層させることができ（多層構造形成工程）、この前駆体液に紫外線を照射してＤＧＩやＡＡｍを重合硬化し（重合工程）、得られた円柱状硬化物を型から取り出して溶媒中で膨潤させること（膨潤工程）により製造することができる。
【００１８】
（１）前駆体液調製工程
前駆体液には、ＤＧＩ、ＡＡｍ等の中性ゲル形成モノマー、イオン性界面活性剤、架橋剤および光重合開始剤を配合して混合する。ＤＧＩは以下の式；
【化１】
2016038406.tif 000003
で表され、親水部と疎水部を有することからＤＧＩ分子は会合構造を形成し、親水部が外側に疎水部が内側に配置された二重膜を形成する。また親水部と疎水部の中間に重合性二重結合であるビニリデン基を有するので、ＡＡｍを含有する前駆体液中においては、ＤＧＩ分子同士が連結して、ラメラ構造二重膜を形成する。また、ＡＡｍの存在下において、ＤＧＩラメラ構造二重膜は重合すると、ＤＧＩラメラ構造二重膜よりも安定なＰＤＧＩラメラ構造二重膜が形成される。
【００１９】
ＡＡｍは重合してＰＡＡｍとなったとき、水膨潤性や高い可撓性を示し、外部から応力を加えられた場合にも破壊することなく変形することができる。そのため、隣り合うＰＤＧＩラメラ構造二重膜の間にＰＡＡｍゲルが存在することで、構造色ゲルをＰＤＧＩラメラ構造二重膜の表面（格子面）に対して平行に伸張すると、ＰＡＡｍ領域の厚みが減少し、その結果、光路差が変化し、強く反射される光の波長を変化させることができる。なお、前駆体液には、ＡＡｍ以外に中性のゲル形成モノマーとして、例えばＮ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、ビニルピリジン、スチレン、メチルメタクリレート、フッ素含有不飽和モノマー、ヒドロキシエチルアクリレート又は酢酸ビニルを使用することができる。
【００２０】
本発明においては、前述した通り、前駆体液にイオン性界面活性剤を配合する。すなわちＤＧＩ単体では、ＤＧＩ分子が会合した二重膜のベシクルがオニオン構造を形成してしまうが、イオン性界面活性剤を配合することにより、ラメラ相を形成することができる。
このようなイオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸リチウム、ラウリルサルコシンナトリウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルピリジニウムを挙げることができるが、入手のしやすさの観点から、ドデシル硫酸ナトリウムが好適である。
【００２１】
架橋剤は、アクリルアミド鎖をつなぎ合わせてＰＡＡｍに適度な硬さを付与する役割を果たす。このような架橋剤としては、例えば、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタアクリルアミド、エチレンビスアクリルアミド、エチレンビスメタアクリルアミド、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタアクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルアクリルアミドなどを例示することができ、特に、メチレンビスアクリルアミドが好適である。
【００２２】
光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を使用することができ、例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９５９（ＢＡＳＦ社製）等のヒドロキシ基含有光重合開始剤を使用することができる。
【００２３】
前駆体液には、水等の溶媒を添加することが好ましく、また、必要に応じて、公知の添加剤を加えてもよい。
【００２４】
前駆体液中の各材料の効果について説明する。前駆体液においては、ＤＧＩの量を多くすると、多層構造の層間距離（ＤＧＩ二重膜同士の距離）が減少し、逆にＤＧＩの量を少なくすると、多層構造の層間距離が広くなる。そのため、赤外線反射に適した層間距離のＤＧＩラメラ構造二重膜を形成するＤＧＩの量に設定するのが好ましい。さらに、ＤＧＩの量は構造色ゲルの膨潤性に影響を与え、ＤＧＩの量が少ない（ＡＡｍの量が多い）と、重合後の円柱状硬化物を膨潤させる際に、この硬化物が三次元的に膨潤して、形状保持性に欠けてしまう。逆にＤＧＩの量が多いと（ＡＡｍの量が少ないと）、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜が硬化物内部への水の浸透を邪魔するので、膨潤性が不十分となる。即ち、ＤＧＩとＡＡｍの量をちょうどよい範囲に設定したときに、円柱状硬化物は、自身の形状をしっかりと保持しながら、充分に膨潤することができるのである。
【００２５】
イオン性界面活性剤は、ＤＧＩが会合してオニオン構造を形成するのを防止し、架橋剤は、ＰＡＡｍに適度な硬さを付与する。また、任意で配合されるその他の添加剤については、各種原材料の効果が損なわれない範囲において、適宜の量で配合すればよい。
【００２６】
前駆体液の調製は、公知の方法に従って、上記の材料をすべて混合すればよい。調製後の前駆体液は、化学的に平衡なＤＧＩラメラ構造二重膜を形成するため、４３〜６０℃の温度に保持されていることが好ましく、例えば５０〜６０℃の水浴中に１〜５時間静置することが好ましい。
【００２７】
（２）多層構造形成工程
次に、得られた前駆体液を円筒状の型に勢いよく流しこむ。その結果、図２に示すように、前駆体液中でランダムに配向していたＤＧＩ二重膜のラメラ相を、円筒形の型に合わせて同心円状に積層させ、ＤＧＩ二重膜がＡＡｍ領域を介して同心円状に積層した多層構造を形成する。前駆体液を型に流し込む際には、ＤＧＩの相転移を防止するため、前駆体液は５０〜６０℃の温度に保つ必要がある。また、流し込む前に、前駆体液をアルゴン等の不活性ガス雰囲気下におき、前駆体液から酸素を除去しておくことが好ましい。
【００２８】
ここで、「前駆体液を勢いよく流し込む」とは、ＤＧＩラメラ構造二重膜が一軸配向する程度の剪断応力を前駆体液にかける勢いで、前駆体液を流しこむことを意味し、具体的には、１００ｍｌのシリンジに前駆体液８０ｍｌを注入し、半径０．５〜５ｃｍ、高さ１０〜１００ｃｍの円筒形の型に対して、５〜２０ｃｍ／ｓの速さで流しこむことを意味する。勢いが不十分または過度であると、ＤＧＩラメラ構造二重膜は、途切れ途切れで小さなドメインとなり、すなわち、きれいに同心円状に積層しなくなる。その結果、得られる構造色ゲルは特定波長の光を反射するのではなく、場所によって様々な光を反射して、ゲル全体で玉虫のような多色を呈するようになる。
【００２９】
（３）重合工程
この前駆体液に紫外線を照射し、ＤＧＩやＡＡｍを重合させ、ＰＡＡｍ中に、ＰＤＧＩ二重膜が一軸配向したＰＤＧＩラメラ構造二重膜を形成する。条件によって異なるので一概には言えないが、重合は、例えば、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、波長２８０〜３７０ｎｍ、エネルギー密度４〜５Ｗ／ｃｍ２の紫外線を８時間照射することによって行われる。重合の際、ＤＧＩの相転移を防止するため、引き続き前駆体液を５０〜６０℃の温度に保つことが大切である。
【００３０】
（４）膨潤工程
重合後の円柱状硬化物を型から外し、水中に浸して平衡膨潤させることで、目的とする構造色ゲルが得られる。具体的には、得られた円柱状硬化物を４８時間浸漬する。
長期間の使用にも耐える、安定した赤外線透過制御材を得るという観点から、水の代わりにグリセリンやエチレングリコール等の有機溶媒を使用してもよい。この場合、上述の（１）前駆体液調製工程で好適に使用する溶媒も、同種のものに変更することが好ましい。水等の異なる種類の溶媒から有機溶媒への置換には相当な時間を要するので、製造時間短縮のためである。
【００３１】
（構造色ゲルの特性）
上記のようにして得られた構造色ゲルでは、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜が中性のゲルであるＰＡＡｍゲル中に固定され、幾層も同心円状に積層している。ＰＡＡｍは適度な柔軟性を有し、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜表面に対して平行に（即ち、円柱形状の高さ方向に）構造色ゲルを伸張させたとき、その厚みを容易に減少することができる。一方、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜は、ＤＧＩ同士がビニル基を介してしっかりと連結した非常に強固な膜である一方、図３に表されるように、ＰＤＧＩ分子は伸張時にその疎水性相互作用を一時的に崩壊し、加えられた応力をこの崩壊によって分散させることで、むしろ構造色ゲルに亀裂が生じるのを防ぐことができる。さらに、図３に表されているように、ＰＤＧＩラメラ構造二重膜は、伸張時であっても、安定したきれいな二重膜構造を維持することができる。そのため、伸張の有無にかかわらず、構造色ゲルは、どの位置でも均一に光を反射することができる。
【００３２】
＜赤外線透過制御材＞
本発明の赤外線透過制御材は、上記の構造色ゲルであって、伸張を行っていない状態で、波長１０００ｎｍ付近（１０００±５０ｎｍ）、１２５０ｎｍ付近（１２５０±５０ｎｍ）、１６００ｎｍ付近（１６００±１００ｎｍ）の赤外線の少なくとも一つを反射可能な構造色ゲルを用いて作製される。これらの波長の光は、地上に到達する太陽光の中でもエネルギーが比較的強く、且つ、可視光でもないので、これらの波長の光を遮断すれば、充分な採光を確保しながら赤外線に起因する室内の温度上昇を有効に抑制することができる。特に本発明においては、波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲル、１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルおよび１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルのすべてを組み合わせて使用するのが好ましい。
【００３３】
本発明の赤外線透過制御材においては、上述の波長の光を反射できるように、構造色ゲル中の多層構造の層間距離（ＰＤＧＩラメラ構造二重膜同士の距離）を調整する。例えば、伸張していない状況下で、波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は３５５〜３９５ｎｍが好ましい。波長１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は４５０〜４９０ｎｍが好ましい。波長１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は５６５〜６４０ｎｍが好ましい。
【００３４】
一方、本発明の赤外線透過制御材は、構造色ゲルを円柱高さ方向に原長に対して２０〜５０％伸張した状態においては、波長１０００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は１８０〜２００ｎｍ、波長１２５０ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は２２５〜２５４ｎｍ、波長１６００ｎｍ付近の赤外線を反射可能な構造色ゲルにおいては、層間距離は２８５〜３２０ｎｍとなり、その結果、上述のいずれの波長の光も透過する。
【００３５】
本発明の赤外線透過制御材においては、構造色ゲルを円柱状に成型することが特に好適である。これにより、ＰＤＧＩラメラ構造膜を円柱の円の半径方向に同心円状に積層し、構造色ゲルに対してどの角度から光が照射されても、目的の波長の赤外線を反射することが可能になる。円柱の半径および高さについては、既に説明したように、半径０．５〜５ｃｍ、高さ１０ｃｍ以上、特に高さ１０〜１００ｃｍであることが好ましい。
【００３６】
本発明の赤外線透過制御材においては、この円柱状の構造色ゲルを、半径方向に並列させ、上端及び下端を固定する。このような構造を採用することで、例えば後述するように、本発明の赤外線透過制御材を窓材として使用する場合に、窓に入射してくる光を一律にコントロールし、赤外線の反射乃至透過を制御することが可能になる。尚、円柱状の構造色ゲルは、半径方向に隙間なく並列させることにより、赤外線を確実に遮断できるので特に望ましい。ここで、「隙間なく」とは、隣り合う構造色ゲルの間隔が１ｃｍ未満であることを意味する。また円柱状の構造色ゲルの配列は、同じ波長の光を反射可能な構造色ゲルだけを並列してもよく、また、異なる波長の光を反射可能な構造色ゲルを交互に並列させてもよい。
【００３７】
また、本発明の赤外線透過制御材においては、構造色ゲルに膨潤させた水等の溶媒が、経時とともに蒸発するのを防ぐため、構造色ゲルを気密性の高いフィルムやチューブなどで覆っておくことが好ましい。このとき、気密性の高いフィルムやチューブは、本発明の特性を損なわないよう、透明性が高く、可視光を透過できなくてはならない。
【００３８】
本発明の赤外線透過制御材によれば、光がどの方向から入射してきても、一律に、赤外線を透過乃至反射させることができ、また、構造色ゲルを気密性の部材で覆うことで、長期にわたって、有効に赤外線の透過乃至反射を制御することができる。
【００３９】
＜赤外線制御窓材＞
以下、上述の赤外線透過制御材を用いた本発明の赤外線制御窓材について説明する。本発明の赤外線制御窓材は、上述の赤外線透過制御材を、透明部材により形成される空間内に配置するとともに、この赤外線透過制御材を上下方向に伸縮させる手段を備えて成る。透明部材としては、これに限定されないが、例えば、ガラス、アクリル系樹脂等を挙げることができ、透明部材により形成される空間とは、例えば、複層ガラスにおいて、ガラスとガラスの間に生じる空間等を意味する。
【００４０】
上下方向に伸縮させる手段は、窓材の適用環境等に応じて、公知の手段を採用すればよく、例えば、図４に示すように、並列している複数本の構造色ゲルの両端に棒状部材を固定し、この棒状部材のうちの１本に、引張り機構を設ければよい。冬場等には、この引張り機構を引っ張ることで、赤外線制御材中の構造色ゲルにおける多層構造の層間距離（ＰＤＧＩラメラ構造二重膜同士の距離）が所定の範囲に容易に狭まり、赤外線を窓から取り込むことができるようになる。
【００４１】
本発明の赤外線制御窓材においては、赤外線の反射／透過の効果をより向上させるために、構造色ゲルを半径方向に複数本並列させた赤外線透過制御材を、複数枚重ねて使用してもよい。
【００４２】
本発明の赤外線制御窓材によれば、窓に入射してくる光のうち特定波長を有する赤外線を、効果的に透過乃至反射させることができ、また、透過／反射の切り替えも容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の赤外線透過制御材を構成する構造色ゲルは、可視光を遮断することなく透過すると共に、太陽光の中でも特に強度の強い１０００ｎｍ付近、１２５０ｎｍ付近、１６００ｎｍ付近の赤外線を効果的に遮断することができる一方、この構造色ゲルを伸張させると上記波長の赤外線を透過することができることから、赤外線の遮断／透過の制御が望まれる窓材等に好適に使用することができる。
【図１】
2016038406.tif 000004
【図２】
2016038406.tif 000005
【図３】
2016038406.tif 000006
【図４】
2016038406.tif 000007