(57)【要約】  熱変色性近赤外吸収層。中間層はポリマーマトリクス及び熱変色性材料又はシステム中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質を含む。中間層は、１５℃では、５０％超の内部可視光透過率及び５５％未満の内部太陽光エネルギー透過率を有し、７５℃では、２０％未満の内部可視光透過率及び２０％未満の内部太陽光エネルギー透過率を有する。中間層の内部ヘイズは３．５％未満である。【選択図】図２６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーマトリクス中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、
熱変色性材料又はシステムとを備えた熱変色性近赤外線（ＮＩＲ）吸収中間層であって、
前記中間層は、１５℃では、５０％超の内部可視光透過率及び５５％未満の内部太陽エネルギー透過率を有し、７５℃では、２０％未満の内部可視光透過率及び２０％未満の内部太陽エネルギー透過率を有し、前記中間層の内部ヘイズは３．５％未満であることを特徴とする中間層。
【請求項２】
前記ポリマーマトリクス中に分散されたＮＩＲ吸収物質及び前記ポリマーマトリクス中に溶解されたＮＩＲ吸収物質を含み、前記ポリマーマトリクス中に分散されたＮＩＲ吸収物質はセシウム及びタングステンを含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項３】
前記ＮＩＲ吸収物質は、前記ポリマーマトリクス中に溶解されたテトラハロメタレートのナノ粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項４】
前記テトラハロメタレートは、テトラブロモニッケレート（ＮｉＢｒ４２−）、テトラブロモコバルテート（ＣｏＢｒ４２−）、テトライオドコバルテート（ＣｏＩ４２−）又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載の中間層。
【請求項５】
前記テトラハロメタレートは、中間層の１平方フィートあたり０．１〜１０ｇ含まれることを特徴とする請求項４に記載の中間層。
【請求項６】
前記熱変色性材料又はシステムは、配位子交換熱変色性材料又はシステムであることを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項７】
前記熱変色性材料又はシステムは、ニッケルイオン及び臭化物イオンを含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項８】
ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、接着促進剤及び接着阻害剤を含む一群から選択された１つ以上の添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項９】
可塑剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項１０】
前記中間層の少なくと片面は、約５〜１５０ミクロンの表面粗さＲｚを有することを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項１１】
前記中間層は、色抑制添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項１２】
前記ポリマーマトリクスは、ポリビニルブチラール又はポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−ビニルアセテート）を含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項１３】
前記中間層は、複数層構成の積層体を含むことを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項１４】
前記複数の層は、第１熱変色性層、第２熱変色性層、及び、前記第１熱変色性層と前記第２熱変色性層との間のセパレータ層を含むことを特徴とする請求項１３に記載の中間層。
【請求項１５】
前記セパレータ層は、ＮＩＲ吸収物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載の中間層。
【請求項１６】
前記セパレータ層は、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂又は多層交互屈折率（ＭＬＡＲＩ）フィルムを含むことを特徴とする請求項１４に記載の中間層。
【請求項１７】
前記ＭＬＡＲＩフィルムは、ＮＩＲ吸収テトラハロメタレートを含むことを特徴とする請求項１６に記載の中間層。
【請求項１８】
前記中間層は、吸音中間層であることを特徴とする請求項１３に記載の中間層。
【請求項１９】
前記中間層は、前記中間層の総重量に対して水が約１重量％の最大含水率又は含湿率を有することを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項２０】
前記中間層は、一枚以上のプラスチック又はガラスシートに取り付けるよう採用された後づけフィルムの少なくとも一部であることを特徴とする請求項１に記載の中間層。
【請求項２１】
ポリマーマトリクス中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、
プラスチック又はガラス製の第１シートと、
プラスチック又はガラス製の第２シートとを備えた中間層を含む積層体であって、
前記中間層は、前記第１シートと前記第２シートとの間に結合され、前記第１シート及び前記第２シートの少なくとも１つは、低放射率コーティングであり、前記積層体は、７０％超の可視光透過率及び３５％未満の全太陽光透過率を有することを特徴とする積層体。
【請求項２２】
前記中間層は、前記ポリマーマトリクス中に分散されたＮＩＲ吸収物質及び前記中間層の前記ポリマーマトリクス中に溶解されたＮＩＲ吸収物質を含み、前記ポリマーマトリクス中に分散された前記ＮＩＲ吸収物質は、セシウム及びタングステンを含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項２３】
前記ＮＩＲ吸収物質は、前記中間層の前記ポリマーマトリクス中に溶解されたテトラハロメタレートのナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項２４】
前記テトラハロメタレートは、テトラブロモニッケレート（ＮｉＢｒ４２−）、テトラブロモコバルテート（ＣｏＢｒ４２−）、テトライオドコバルテート（ＣｏＩ４２−）又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項２３に記載の積層体。
【請求項２５】
前記中間層は、熱変色性材料又はシステムを含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項２６】
前記中間層は、配位子交換熱変色性材料又はシステムを含むことを特徴とする請求項２５に記載の積層体。
【請求項２７】
前記中間層は、色抑制添加剤を含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項２８】
前記中間層は、複数の層を含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項２９】
前記複数の層は、第１熱変色性層、第２熱変色性層、及び、前記第１熱変色性層と前記第２熱変色性層との間のセパレータ層を含むことを特徴とする請求項２７に記載の積層体。
【請求項３０】
前記セパレータ層は、ＮＩＲ吸収物質を含むことを特徴とする請求項２８に記載の積層体。
【請求項３１】
前記セパレータ層は、多層交互屈折率（ＭＬＡＲＩ）フィルムを含み、前記ＮＩＲ吸収物質は、テトラハロメタレートを含むことを特徴とする請求項２９に記載の積層体。
【請求項３２】
前記中間層は、吸音中間層であることを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項３３】
前記第１シート及び前記第２シートは、それぞれ強化ガラス製のシートを含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項３４】
前記強化ガラス製のシートは、穏やかに熱強化、熱強化、焼き戻し、刃先処理、化学的強化、又は、これらを組み合わされることを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項３５】
前記強化ガラス製のシートの少なくとも一枚は、表面圧縮強度が約１，０００〜３，５００ｐｓｉとなるように、穏やかに熱強化されることを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項３６】
前記強化ガラス製のシートの少なくとも一枚は、表面圧縮強度が少なくとも３，５００ｐｓｉとなるように、穏やかに熱強化されることを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項３７】
前記ガラス製のシートの少なくとも一枚は、の約４×１０−６〜１×１０−７／Ｋの線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項３８】
前記ブラスチック又はガラス製の第１シート及び第２シートは、曲げガラスのシートであることを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項３９】
前記曲げガラスのシートは、ハードコート低放射率コーティングを含むことを特徴とする請求項３８に記載の積層体。
【請求項４０】
前記積層体は、積層前の少なくとも片面が、約５〜１５０ミクロンの表面粗さを有することを特徴とする請求項３８に記載の積層体。
【請求項４１】
前記ガラスシートの少なくとも一枚は、自己浄化性層であることを特徴とする請求項３３に記載の積層体。
【請求項４２】
前記積層体は、自動車の窓、フロントガラス、又は、サンルーフの少なくとも一部であることを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項４３】
前記積層体は、ＵＶバリアを含むことを特徴とする請求項２１に記載の積層体。
【請求項４４】
ポリマーマトリクス及び熱変色性材料又はシステム中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、
熱強化ガラス製の第１シートと、
熱強化ガラス製の第２シートとを備えた中間層を含む積層体であって、
前記中間層は、前記第１シートと前記第２シートとの間に結合されることを特徴とする積層体。
【請求項４５】
前記第１シート及び前記第２シートの少なくとも一方は、ハードコート低放射率コーティングを含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項４６】
前記中間層は、前記ポリマーマトリクス中に分散されたＮＩＲ吸収物質及び前記中間層の前記ポリマーマトリクス中に溶解された第２ＮＩＲ吸収物質を含み、前記ポリマーマトリクス中に分散された前記ＮＩＲ吸収物質は、セシウム及びタングステンを含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項４７】
前記第２ＮＩＲ吸収物質は、前記中間層の前記ポリマーマトリクス中に溶解されたテトラハロメタレートを含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項４８】
前記テトラハロメタレートは、テトラブロモニッケレート（ＮｉＢｒ４２−）、テトラブロモコバルテート（ＣｏＢｒ４２−）、テトライオドコバルテート（ＣｏＩ４２−）又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項４７に記載の積層体。
【請求項４９】
前記熱変色性材料又はシステムは、配位子交換熱変色性材料又はシステムであることを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項５０】
前記中間層は、色抑制添加剤を含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項５１】
前記中間層は、複数の層を含み、前記複数の層は、第１熱変色性層、第２熱変色性層、及び、前記第１熱変色性層と前記第２熱変色性層との間のセパレータ層を含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項５２】
前記セパレータ層は、ＮＩＲ吸収物質を含むことを特徴とする請求項５１に記載の積層体。
【請求項５３】
前記セパレータ層は、多層交互屈折率（ＭＬＡＲＩ）フィルムを含み、前記ＮＩＲ吸収物質は、テトラハロメタレートを含むことを特徴とする請求項５１に記載の積層体。
【請求項５４】
前記第１シート及び第２シートは、曲げガラスのシートであることを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項５５】
前記中間層は、吸音中間層であることを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【請求項５６】
前記積層体は、ＵＶバリアを含むことを特徴とする請求項４４に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、内容が引例としてここに内包される２０１４年４月２９日提出の米国暫定特許出願第６１／９８５，７１３号の優先権を請求する。
【０００２】
本発明は、中間層フィルム及びシート、並びに、このような中間層フィルム及びシートを含む積層体及び窓に関するものである。特に、本発明は、近赤外線吸収材料を含む中間層フィルム及びシートに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
地球表面に到達する太陽エネルギーの約３％は紫外線（ＵＶ）であり、約４７％は可視光であり、約５０％は赤外線（主に近赤外線（ＮＩＲ））である。人々が透明層を通して見る多くの用途においては、有害な効果を生じるＵＶ透過率及び潜在的に過剰な熱負荷効果を生じるＮＩＲ透過率の両者を最小化しつつ、適切な可視光透過率を維持する必要がある。これは、建築物及び自動車用の多くの窓用途における場合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２０１３／７７１，２８５号
【特許文献２】米国特許第２，９５２，５７５号
【特許文献３】米国特許第７，６５５，３０１号
【特許文献４】米国特許第８，０８３，８４７号
【特許文献５】米国特許第６，０８４，７０２号
【特許文献６】米国特許第６，４４６，４０２号
【特許文献７】米国特許出願第２０１２／８１６，６３５号
【特許文献８】国際特許出願第２００８／０８７０７７Ａ１号
【特許文献９】米国特許出願第２０１３／２１５，４９０号
【特許文献１０】米国特許第７，５２５，７１７号
【特許文献１１】米国特許第７，５３８，９３１号
【特許文献１２】米国特許第７，５４２，１９６号
【特許文献１３】米国特許第７，８１７，３２８号
【特許文献１４】米国特許第８，０１８，６３９号
【特許文献１５】米国特許第８，１５４，７８８号
【特許文献１６】米国特許第８，１８２，７１８号
【特許文献１７】米国特許第８，４３１，０４５号
【特許文献１８】米国特許第８，６２３，２４３号
【特許文献１９】米国特許第７，９６８，１８６号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、ＮＩＲ吸収材料及び下記の１つ以上を含む中間層である。エンボス加工により提供されたテクスチャ；溶融破断により提供されたテクスチャ；押出機の下流のギアポンプを含む二軸式押出ラインを有する押出しにより作製された中間層；ポリビニルブチラール、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−ビニルアセテート）、シリコーン、エチレンビニルアセテート、熱可塑性ポリウレタン及びリチウム、ナトリウム又は亜鉛のようなイオンを通常含むポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）層のようなイオン性ポリマーから選択されたポリマー；中間層内の可塑剤；中間層内の色抑制添加剤；中間層内の光安定化剤；中間層中の熱安定化剤；中間層中の熱変色性材料；中間層中のＬＥＴＣ熱変色性システム；セパレータ層により分離された多層構成の熱変色性層である中間層中の酸素に対して無反応なＬＥＴＣ熱変色性システム；交互屈折率の多層構成のセパレータ層；中間層に接する交互屈折率の多層を含むプラスチックフィルム（例えば、特許文献１参照。）；中間層中のヨウ化物及び黄変防止剤の組み合わせ；中間層中の接着促進剤又は接着阻害剤；中間層中の低含水率又は含湿率；中間層中の低ヘイズ値；中間層中の小さな太陽光エネルギー透過率を有する大きな可視光透過率；中間層中の消音又は音響特性；中間層中の界面活性剤、分散剤、表面処理及び／又は共力剤を有するナノ粒子；中間層の慎重な厚さ制御；又は、中間層に対するＵＶ暴露に関する高レベルの耐久性。
【０００６】
本発明の一態様は、下記の１つ以上を含むＮＩＲ吸収材料を含む中間層である。ＮＩＲ吸収ナノ粒子；セシウムタングステンブロンズ又はセシウムタングステン酸化物のナノ粒子；アルカリ金属（例えばリチウム又はナトリウム）でドープされたタングステン三酸化物のナノ粒子；インジウム酸化物、錫酸化物、インジウム錫酸化物、アンチモン酸化物、アンチモン錫酸化物、アンチモンインジウム酸化物、亜鉛酸化物、カドミウム酸化物、アルミニウムでドープされた亜鉛酸化物；フッ素でドープされた亜鉛酸化物又はフッ素でドープされた錫酸化物のＮＩＲ吸収ナノ粒子；中間層に分散されたＮＩＲ吸収材料；中間層に溶解されたＮＩＲ吸収材料；テトラハロメタレートＮＩＲ吸収剤；中間層に溶解されたＮＩＲ吸収材料と中間層に分散されたＮＩＲ吸収材料との組み合わせ；中間層に溶解されたＮＩＲ吸収材料とＮＩＲ吸収ナノ粒子との組み合わせ；テトラハロメタレートとナノ粒子ＮＩＲ吸収剤との組み合わせ；ＮＩＲ吸収染料；又は、アントライソキノリン染料、ナフタロシアニン染料又はポルフィラジン染料であるＮＩＲ吸収材料。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の本発明のいずれかの態様及び下記の１つ以上を有する中間層を備えた積層体である。強固なプラスチックシート；強化ガラス；穏やかな熱強化、熱強化、焼き戻し又は化学的強化により強化されたガラス；低線熱膨張を有するガラス；曲げガラス；マッチドペアとして曲げられたガラス；低放射率コーティング；ハードコート低放射率コーティング；ソフトコート低放射率コーティング；反射防止コーティング；自己浄化性コーティング；積層体上の裂傷防止フィルム；又は、積層体を保護するために積層体の境界周囲のエッジシール。
【０００８】
本発明の一態様は、上記の本発明のいずれかの態様及び下記の１つ以上を有する積層体を備えた窓である。可変可視光透過率；可変太陽熱取得；全太陽光透過率に対して大きな比率の可視光透過率；増大された熱変色活性に対する日光反応性；サンルーフとしての有用性；フロントガラスとしての有用性；窓としての有用性；可変透過性単ガラスとしての有用性；二重又は三重ガラス窓の窓ガラスとしての有用性；建築物の窓としての有用性；又は自動車窓としての有用性。
【０００９】
一態様においては、熱変色性近赤外線（ＮＩＲ）吸収中間層が開示されている。中間層は、ポリマーマトリクス中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、熱変色性材料又はシステムとを備えている。前記中間層は、１５℃では、５０％超の内部可視光透過率及び５５％未満の内部太陽エネルギー透過率を有し、７５℃では、２０％未満の内部可視光透過率及び２０％未満の内部太陽エネルギー透過率を有する。前記中間層の内部ヘイズは３．５％未満である。
【００１０】
一態様においては、積層体が開示されている。積層体は、ポリマーマトリクス中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、プラスチック又はガラス製の第１シートと、プラスチック又はガラス製の第２シートとを備えた中間層を含む。前記中間層は、前記第１シートと前記第２シートとの間に結合されている。前記第１シート及び前記第２シートの少なくとも１つは、低放射率コーティングである。前記積層体は、６０％超の可視光透過率及び３５％未満の全太陽光透過率を有する。
【００１１】
一態様においては、積層体が開示されている。積層体は、ポリマーマトリクス及び熱変色性材料又はシステム中に分散又は溶解されたＮＩＲ吸収物質と、熱強化ガラス製の第１シートと、熱強化ガラス製の第２シートとを備えた中間層を含む。前記中間層は、前記第１シートと前記第２シートとの間に結合されている。
【００１２】
本発明の他の態様は、ここの議論及び開示に基づいて当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＮＩＲ吸収材料を添加されていない中間層を含む本発明の積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を実線で、また、ＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を有する中間層を含む積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を破線で示す。
【００１４】
【図２】ＰＶＢ、可塑剤、安定化剤、ＵＶ吸収剤及びＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を含む中間層を有するように作製された本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００１５】
【図３】Ｓｕｒｌｙｎ  ９１５０中に分散されたＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を含む中間層を有するように作製された本発明の積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を点線で示す。熱可塑性ポリウレタン又はＴＰＵ中に分散されたＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を含む中間層を有するように作製された積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を破線で示す。ＰＶＢ中に分散されたＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を含む中間層を有するように作製された積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を実線で示す。
【００１６】
【図４】純粋なγ−ブチロールラクトンの参照キュベットに対する、１ｃｍの経路長を有するキュベットにおける０．００５Ｍの（ＴＢＡ）２ＮｉＢｒ４及び０．１８ＭのＴＢＡＢｒのγ−ブチロールラクトン溶液のスペクトルを示す。ＴＢＡはテトラ（ｎ−ブチル）アンモニウムカチオンを意味する。
【００１７】
【図５】純粋なγ−ブチロールラクトンの参照キュベットに対する、１ｃｍの経路長を有するキュベットにおける０．００１ＭのＣｏＢｒ２及び０．１ＭのＬｉＢｒのγ−ブチロールラクトン溶液のスペクトルを示す。
【００１８】
【図６】純粋なγ−ブチロールラクトンの参照キュベットに対する、１ｃｍの経路長を有するキュベットにおける０．００１ＭのＣｏ（ＢＦ４）２−６Ｈ２Ｏ及び０．２ＭのＮａＩのγ−ブチロールラクトン溶液のスペクトルを示す。
【００１９】
【図７】ＮＩＲ吸収システムのそれぞれが二層構成の中間層内の分離ＮＩＲ吸収層として用いられ、透過光が両層を透過するように合算された図５及び６のスペクトルを示す。
【００２０】
【図８】３重量％のＮｉＢｒ２、３８重量％のテトラ（ｎ−ブチル）臭化アンモニウム及び５９重量％のＰＶＢを含む中間層を備えた厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片を有する本発明の積層体の透過率スペクトルを示す。
【００２１】
【図９】。溶解されたテトラブロモニッケレートを有するＰＶＢ層と、セパレーターであるＰＥＴ層と、ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含むＰＶＢ層とを備えた３層構成の中間層を有するように作製された本発明の積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を示す。
【００２２】
【図１０】トリエチレングリコール中に分散されたＮＩＲ吸収ナノ粒子と、ビス（２−エチルヘキサノエート）と、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４０５と、ＰＶＢ層中に溶解されたテトラブロモニッケレートとの組み合わせを含む本発明の積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を示す。
【００２３】
【図１１】約０．４４重量％のＣｏＢｒ２、１２．４重量％のテトラブチル臭化アンモニウム、１６．９重量％のトリエチレングリコール、０．９重量％のＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４０５、１．０重量％のジ−テトラ−ブチルハイドロキノン、０．９重量％のＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０１０、及び、６７．４重量％のＰＶＢを含み、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有する本発明の積層体の透過率スペクトルを示す。
【００２４】
【図１２】ＮＩＲ吸収ナノ粒子と、ＰＶＢ層中のＮＩＲ吸収剤であるテトラブロモコバルテート及びテトライオドコバルテートとの組み合わせを含み、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有する本発明の積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を示す。
【００２５】
【図１３】ＰＶＢ、及び、分散されたＣＴＢナノ粒子と、溶解されたＬｕｍｏｇｅｎ７６５又は溶解されたＬｕｍｏｇｅｎ７８８又は溶解されたＥｐｏｌｉｇｈｔ５８１０との組み合わせを含み、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有するように作製された本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００２６】
【図１４】ＰＶＢ、及び、分散されたＣＴＢナノ粒子と、溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０１６又は溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７との組み合わせを含み、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有するように作製された本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００２７】
【図１５】テトラブロモニッケレートを含むＰＶＢ層と、ＵＣＳＦ層と、テトラブロモニッケレートを含む他のＰＶＢ層とを有し、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有するように作製された本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００２８】
【図１６】テトラブロモニッケレート及びテトラブロモコバルテートを含むＰＶＢ層と、ＵＣＳＦ層と、テトラブロモコバルテート及びテトライオドコバルテートを含む他のＰＶＢ層とを有し、厚さ３ミリメートルの透明なソーダ石灰ガラス製の２つの試験片間に積層された中間層を有するように作製された本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００２９】
【図１７】ＣＴＢナノ粒子含有（実線）及び不含有（破線）熱変色性フィルムを含む中間層を有する本発明の積層体で観測された加熱速度及び温度を示す。
【００３０】
【図１８】キー要素としてニッケル及びヨウ化物を含むダークオレンジに遮光され、溶解されたＬＥＴＣシステムを含む第１ＰＶＢ層と、セパレータである第２ＰＥＴ層と、キー要素としてニッケル及び臭化物を含むダークブルーに遮光された、分散されたＣＴＢナノ粒子及び溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを含む第３ＰＶＢ層とを備えた３層構成の中間層を有する本発明の積層体の様々な温度でのスペクトルを示す。
【００３１】
【図１９】ＮＩＲ吸収剤である溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７と組み合わされ、キー要素としてニッケル及び臭化物を含むダークブルーに遮光された、溶解されたＬＥＴＣシステムを有するＰＶＢを含む中間層を備えた本発明の積層体の様々な温度でのスペクトルを示す。
【００３２】
【図２０】ＮＩＲ吸収剤である溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７と組み合わされ、キー要素としてニッケル及び臭化物を含むダークブルーに遮光された、分散されたＣＴＢナノ粒子及び溶解されたＬＥＴＣシステムを有するＰＶＢを含む中間層を備えた本発明の積層体の様々な温度でのスペクトルを示す。
【００３３】
【図２１】ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含むＰＶＢ層が吸音ＰＶＢ中間層である本発明の積層体のスペクトルを示す。
【００３４】
【図２２】キー要素としてニッケル及び臭化物を含むダークブルーに遮光された、分散されたＣＴＢナノ粒子及び溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを有するＰＶＢを含む中間層を備えた本発明の積層体で観測された耐久性を示す。
【００３５】
【図２３】キー要素としてニッケル及びヨウ化物を含むダークオレンジに遮光された、分散されたＣＴＢナノ粒子及び溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを有する層を含む中間層を備えた本発明の積層体で観測された耐久性を示す。
【００３６】
【図２４】キー要素としてニッケル及びヨウ化物を含むダークオレンジに遮光され、溶解されたＬＥＴＣシステムを有する第１ＰＶＢ層と、セパレータである第２ＰＥＴ層と、キー要素としてニッケル及び臭化物を含むダークブルーに遮光され、分散されたＣＴＢナノ粒子及び溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを含む第３ＰＶＢ層とを備えた３層構成の中間層を備えた本発明の積層体で観測された耐久性を示す。
【００３７】
【図２５】本発明の中間層の構造及び形態を示す。
【００３８】
【図２６】使用の際に太陽又は他の電磁照射源に対して配置された本発明の中間層及び積層体の構造及び形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明においては、光の定義は、見ることが可能ないくつかの可視電磁照射により制限されるかもしれないが、本発明に用いられている用語「光」は、特別の定めを除いて、可視部分はもちろん、地球表面に到達する太陽のＵＶ電磁照射及びＮＩＲ電磁照射を含む。
【００４０】
ＵＶ光は、窓構造内の少なくとも一層における照射のＵＶ波長の選択的吸収剤により遮蔽されてもよい。選択的ＵＶ吸収剤は、特定の金属酸化物、金属−有機化合物、及び、有機ＵＶ吸収剤を含む。有機ＵＶ吸収剤は、重合性フィルム及び層用のＵＶ安定剤として二重目的にしばしば用いる。
【００４１】
ＮＩＲ光はＮＩＲの選択的吸収剤により吸収されてもよいが、重要な可視光を良好に吸収することなく、ＮＩＲ領域を顕著に吸収する材料は比較的少ない。ここに記載された発明においては、ＮＩＲ吸収材料及び物質は、実質的に可視光よりＮＩＲ以上を吸収する材料及び物質を意味する。いくつかの有用な選択的ＮＩＲ吸収材料は、重合性フィルム及び層内に含有され得るドイツ連邦共和国ＬｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎのＢＡＳＦ社製のＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）７６５又は７８８、ニュージャージー州ＮｅｗａｒｋのＥｐｏｌｉｎ社製のＥｐｏｌｉｇｈｔ５８１０（登録商標）或いは日本東京の山本化成株式会社製のＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７及びＤ１３−０１６のような特定の有機及び金属−有機染料を含む。Ｌｕｍｏｇｅｎ７６５はアントライソキノリン染料であり、Ｅｐｏｌｉｇｈｔ５８１０はナフタロシアニン染料であり、ＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７及びＤ１３−０１６はポルフィラジン染料である。これらの有機及び金属−有機染料は、日光に暴露された際にしばしば安定性が制限されるが、一般的にポリマー及びプラスチック層中に溶解され、これにより、ヘイズのない又は極めて低いヘイズの層を提供する利点を有する。選択的ＮＩＲ吸収剤は、ＰＰＧ社製のＡｚｕｒｉａ（登録商標）ガラス又はＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ社製のＥｖｅｒｇｒｅｅｎ（登録商標）ガラスの場合には、ガラス基材の組成内に含まれ得るセリウム酸化物のような特定の金属酸化物も含む。選択的ＮＩＲ吸収剤は、ポリマーマトリクス中に分散され得る特定の無機材料のナノ粒子も含む。
【００４２】
特に関心のあるＮＩＲ吸収ナノ粒子は、ナノ粒子の組成中に、酸化インジウム、酸化錫、インジウム錫酸化物、酸化アンチモン、アンチモン錫酸化物、アンチモンインジウム酸化物、酸化亜鉛、酸化カドミウム、アルミニウムドープ酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化錫、酸化タングステン、ドープ酸化タングステン、アルカリ又はアルカリ土類金属のものを含むタングステンブロンズ、六ホウ化ランタン、及び、これらの材料の組み合わせを含む。また、基材又はマトリクスは、ここに記載されたＮＩＲ吸収材料のタイプの２つ以上の可能な混合物を含んでもよい。ナノ粒子は、光散乱の最小化のために十分に少量であり、十分良好に分散された場合に、特に関心がある。さらに、これらは、ナノ粒子が形成されるバルク材料と比較して、少なくとも類似な又は改良された吸収特性を有する。分散ナノ粒子及び／又は重合性又はプラスチック層中に分散及び／又は溶解されたＮＩＲ吸収材料の組み合わせは、ガラス又はプラスチック基材上のコーティングとして吸収材料の層を設ける方法と比べて、窓内にＮＩＲ吸収を提供するための費用対効果のよい方法である。
【００４３】
ここで用いられているように、用語「分散」は、そこに溶解されていない粒子を含むマトリクスを意味し、用語「溶液」は、そこの溶解された物質を含むマトリクスを意味する。溶解されていないナノ粒子は、マトリクス、特にポリマー又はプラスチック層のような高粘性又は固体マトリクス中に、均一かつ持続的に分散されていてもよい。ポリマー又はプラスチック層のような高粘性又は固体マトリクスは、溶媒として作用してもよく、特定の他の物質を溶解してもよい。分散及び溶解されたＮＩＲ吸収材料及び物質の新規で日光耐性のある多くの組み合わせをここに開示する。
【００４４】
ＮＩＲ吸収剤としてのナノ粒子の使用は特許文献２に開示されている。特許文献２は、ポリビニルブチラール樹脂中に分散された、好ましくは４０〜２００「ミリミクロン」の範囲のタングステン酸ナトリウム粒子の近赤外遮蔽分散を開示している。また、ＮＩＲ吸収剤としてのナノ粒子は特許文献３及び４に開示されている。
【００４５】
好ましいナノ粒子は、イリノイ州ＲｏｍｅｏｖｉｌｌｅのＮａｎｏｐｈａｓｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のセシウムタングステンブロンズ（ＣＴＢ）ナノ粒子である。また、好適な類似の材料としては、日本東京の住友金属鉱山株式会社星のセシウムタングステン酸化物（ＣＴＯ）が知られている。これらのＣＴＢ及びＣＷＯナノ粒子は、小さな可視光吸収度に対して特に大きなＮＩＲ吸収度を有する。ポリマー層又はフィルム中に適切に分散された場合、これらのナノ粒子の分散によって光散乱又はヘイズが低くなる。厚さ約０．７５ミリメートルのフィルムにおいては、ＣＴＢ及びＣＷＯナノ粒子は０．００５〜０．５重量％含有されることが好ましい。一般的には、厚さに依存しない含有レベルは、フィルム、積層体又は窓ガラスの１平方フィートあたりＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子を約１０〜１００ミリグラムである。
【００４６】
ナノ粒子及び他のＮＩＲ吸収剤が分散及び／又は溶解され得る通常用いられるポリマー基材、中間層又はマトリクスは、ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）、シリコーン、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵｓ）、及び、リチウム、ナトリウム又は亜鉛のようなイオンをしばしば含有するポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）層のようなアイオノマー性ポリマーを含む。大きなＮＩＲ吸収度、低い可視光吸収度及び低レベルのヘイズ値が様々なこれらのポリマー基材、中間層又はマトリクス中に分散されたＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子によって得られることが示されている。
【００４７】
ナノ粒子によるヘイズの最小化及びＮＩＲ吸収度の最大化のために、所望のＮＩＲ吸収ナノ粒子は高度に分散させ、かたまりを粉砕することにより、可能な限り単分散させる。また、ナノ粒子は、プラスチックフィルム又はシートを製造するポリマー及びいずれかの添加剤により提供されるマトリクスを通して均一に分散及び分布させることが好ましい。これを達成するために、一般的に、ナノ粒子は表面処理を有する。また、界面活性剤、分散剤及び共力剤のような添加剤は、ナノ粒子が含有される特定のマトリクス又はポリマーシステムに好適なように選択されてもよい。この分散及び分布は、高速度又は高剪断ブレンダー及び様々な公知の摩擦方法により達成されてもよい。可塑剤を含むフィルム及びシートにおいては、最初に可塑剤又はポリマーシステムに添加され得る他の材料中にナノ粒子を分散及び分布し、次いで、例えば二軸押出機のポリマー流内にナノ粒子−可塑剤分散体を液体噴射することにより、このナノ粒子−可塑剤分散体をポリマー中に分散及び分布する。二軸押出機は、ポリマーシステムを通したナノ粒子−可塑剤分散体の分散及び分布に極めて有効である。分散されたナノ粒子を含む押出物は、フィルム又はシートが形成されるダイに均質な圧力が提供されるような二軸押出機を出た後、ギアポンプを通過し、ダイリップを通して出る。
【００４８】
相当なＮＩＲ吸収を有するいずれかのタイプのＮＩＲ材料を仮想的に含有するポリマー材料がガラスの積層体シートに用いられ、その積層体が直射日光に暴露される場合には、ガラスは強化されていること又はガラスは低線熱膨張係数（例えば約４×１０−６／Ｋ〜約１×１０−７／Ｋ）を有することが好ましい。これは重要であり、非強化ガラス、特に非強化ソーダ石灰ガラスの場合のように、積層体が太陽光に暴露され、加熱される際に、容易に破壊しないであろう。本発明の積層体に用いられるガラスタイプのいずれかは、ガラスの熱強化又は十分な焼き戻しのような表面圧縮応力の穏やかな増加又は表面圧縮応力の急激な増加を生じる熱処理工程により強化又は強靱化されてもよい。あるいは、ガラスは化学的に強化されてもよい。低熱膨張ガラス又は強靱化ガラスのような積層体用の基材は、例えば未処理又は化学的強化アルミノケイ酸ガラスを含む様々なタイプのホウケイ酸、アルミノケイ酸又はホウアルミノケイ酸ガラス、様々なアルカリ−ホウアルミノケイ酸ガラス、或いは、様々なアルカリ−アルミノケイ酸ガラスにより提供されてもよい。
【００４９】
自動車のフロントガラスは、折り曲げ工程の一部として生じる少量の強化以外には通常熱強化又は焼き戻されない。典型的なフロントガラスにおける表面圧縮応力は、１平方インチあたり（ｐｓｉ）４００ポンド付近である。ＮＩＲ吸収材料を含んだ中間層を積層されたフロントガラス又は他の自動車の窓においては、ガラスが意図的に強化されることが好適であることを見出した。一般的には、ガラスは、表面圧縮応力が約１０，０００ｐｓｉであれば、十分な焼き戻しが検討され、表面圧縮応力が約３，５００〜７，５００ｐｓｉの範囲であれば、熱強化が検討される。しかしながら、フロントガラスは、この範囲の表面圧縮応力の達成が困難な薄いガラスで通常製造される。より薄いガラスで達成されるより低い表面圧縮応力のレベルに熱処理又は強化することにより調製される穏やかな熱強化ガラスは、より薄いガラスシートがここに開示されたＮＩＲ吸収中間層とともに積層され、太陽光に暴露された際に生じる熱誘導ガラス破壊の最小化に有効である。これは，薄いガラス及びＮＩＲ吸収中間層を備えた太陽光制御自動車フロントガラス及び窓にとって特に重要である。ここで用いられているように、「穏やかな熱強化ガラス」は、約１，０００〜３，５００ｐｓｉの範囲の表面圧縮応力を有する熱処理ガラスを意味する。このガラスは、熱応力、例えばここに開示された中間層を有する積層体の太陽光暴露に起因するガラス破壊の最小化に有効である。また、ガラスの慎重なエッジ処理は、熱破壊の防止に有用である。好適なエッジ処理工程は、機械的研削、機械的研磨、レーザ切断、及び／又は、強化前のフレーム研磨又はフレーム焼き戻しを含む。
【００５０】
積層体の中間層がＮＩＲ吸収材料を含み、積層体が太陽光に暴露されることにより加熱された場合、通常自動車又は建物の外側に熱を排出する要求がある。この熱排出は、積層体が一体式の窓ガラス用途に用いられる場合、積層体の内側にハードコート低放射率コーティングの存在により、又は、積層体が（二重ガラス又は熱的ガラスの窓ガラスユニットとしても知られる）断熱性ガラスユニットの一部である場合、ハードコート又はソフトコート低放射率コーティングにより促進される。好適なハードコート低放射率コーティングは、フッ素ドープ錫、フッ素ドープ酸化亜鉛、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）又はアルミニウムドープ酸化亜鉛を含む。好適なソフトコート低放射率コーティングは、金属酸化物、窒化物及び炭化物のような屈折材料又は絶縁材料の高指数の薄層により反射防止される銀金属及び銀金属合金の薄層を含む。
【００５１】
シートが、ＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子（又は一種類以上の他のタイプの分散及び／又は溶解されたＮＩＲ吸収物質又は材料）のようなＮＩＲ吸収材料を含む中間層を有して積層され、ガラスのシートの少なくとも一枚が低放射率コーティングで覆われている、２枚の熱強化ガラス（約３，５００〜７，０００ｐｓｉの表面圧縮応力）又は穏やかな熱強化ガラス（約１，０００〜３，５００ｐｓｉの表面圧縮応力）、或いは、ガラスの熱強化シート及びガラスの穏やかな熱強化シートにより、有利な組み合わせが提供される。この組み合わせは、低放射率コーティングが積層体の内面又は最もインボード側の表面上にある場合には特別の利点を示す。この利点は、ＮＩＲを吸収し、自動車又は建物の外側に長波長ＩＲである熱の大多数を照射し、加熱に起因するガラス破壊、特に太陽光暴露により積層体の局在化加熱由来の破損の機会を遙かに少なくすることにより、この組み合わせが優れた太陽光制御を提供することである。
【００５２】
自動車のフロントガラスにおいては、有利な組み合わせは、シートが、ＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子（又は一種類以上の他のタイプのナノ粒子及び／又は他のＮＩＲ吸収剤）のようなＮＩＲ吸収材料を含む中間層を有して積層され、ガラスのインボードシートがその内表面上にハードコート低放射率コーティングを有している、２枚の熱強化ガラス、２枚の穏やかな熱強化ガラス、又は、エッジ処理及び任意に強化された２枚のガラスを含む。或いは、ガラスのインボードシートは内表面に適用された引裂き防止フィルムを有してもよく、引裂き防止フィルムはその内表面上に低放射率コーティング又はハードコート層を任意に被覆してもよい。この場合、低放射率コーティングはハードコート又は耐摩滅コーティングとしての付加的機能を奏してもよい。
【００５３】
いくつかの自動車のフロントガラス及びいくつかの他の自動車の窓でさえ、少なくともいくらかの最小可視光透過率レベルが要求される。したがって、他の有利な組み合わせは、積層体の反射損失を低減することにより透過率を向上するために、積層体の片面又は両面の外表面上に反射防止コーティングを設けることである。例えば、反射防止コーティング又はコーティングセットを外表面上に設けてもよく、低放射率コーティングを内表面上に設けてもよい。或いは、反射防止コーティング又はコーティングセットを外表面及び内表面の両表面上に設けてもよい。ガラス自身の外表面或いは反射防止コーティング又はコーティングセットの外層は、自己洗浄効果を提供する（二酸化チタンのある形態のような）薄層を備えてもよい。反射防止コーティング又はコーティングセットが用いられる場合には、ある最小可視光透過率要求を満たすが、反射防止コーティングを備えていない積層体に比べて向上された太陽光制御のために、中間層は追加的なＮＩＲ吸収材料を含んでもよい。
【００５４】
特許文献５及び６は、曲げガラスを有する動的な太陽光制御窓を作製するための（電気変色性又は懸濁粒子系装置のような）他の可変透過率技術と比較して、曲げガラスのシート間に熱変色性層を使用する利点を開示している。しかしながら、穏やかに熱強化され、熱強化され、焼き戻された曲げガラスが、低熱膨張係数を有し、特異的にエッジ処理され、及び／又は、化学的に強化された場合に、中間層中にＮＩＲ吸収剤を有する太陽光制御中間層及び積層体、及び、ＮＩＲ吸収剤を熱変色性材料又はシステム及び／又は吸音又は消音特性と組み合わせた太陽光制御中間層及び積層体を備えることにより、顕著な利点が達成されることを見出した。積層体が外表面の片面又は両面上にハードコート低反射防止コーティング又はコーティングの積み重ねを含む場合、及び、積層体を作製するために用いられた２枚のガラスが、積層される曲げガラスの総体的な曲度又は曲げ量又は曲率半径における広い範囲で一致される場合に、この利点はさらに拡張される。熱が低放射率コーティング側から反射され、熱が別々に放射されるため、コーティングされていない曲げガラスは低放射率コーティングガラスとは異なる。したがって、一方は凸側となる表面上に低放射率コーティングを有し、他方は低放射率コーティングを有しない又は凹側となる表面上に低放射率コーティングを有するように、コーティングされていないガラスシートの曲げをコーティングされたガラスシートの曲げに一致させるのは、特別な注意が必要である。
【００５５】
良好に積層体を作製するためには、２枚のガラスがぴったりと重なる際にガラスシートがかなりよく噛み合う必要があることを見出した。２枚のガラスがぴったりと重なる場合に、積層体の層間剥離又は気泡形成が安定となる機会を劇的に向上するためには、積層前の噛み合い表面間の隙間が３ミリメートル未満とすべきである。これらの積層体は、特に暖かい日に日光に暴露される際に暖かくなるため、層間剥離及び／又は気泡形成は、ＮＩＲ吸収材料及び／又は熱変色性材料及びシステムを含む積層体に対する顕著な攻撃である。
【００５６】
中間層の表面テクスチャは、積層体が日光により暖められた際に気泡形成をもたらす閉じ込められた空気を最小にするために中間層と曲げガラスとの間の良好な脱気にとって重要な要素であることも見出されている。本発明の曲げガラス積層体における中間層の好適な表面テクスチャは、約５〜１５０ミクロンの表面粗さに中間層を溶融は段又はエンボス加工することにより提供される。より好ましくは、表面粗さは約１０〜８０ミクロンである。これらの積層体の作製に用いられる中間層の含湿率は、中間層にＮＩＲ吸収材料及び／又は熱変色性材料及びシステムが存在する場合に著しく重要であることも見出されている。中間層の乾燥は、特許文献７に開示された方法及び構造により提供される。積層体が太陽光制御窓として用いられる場合にＮＩＲ吸収中間層を有するこれらの積層体において気泡形成を防ぐためには、中間層の総重量と比較して水の約０．０５〜１重量％の最大含水率又は含湿率を有するべきである。
【００５７】
ＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子及び他のＮＩＲ吸収材料を有するナノ粒子の組み合わせを含有するものを含むほとんどのプラスチック又はポリマーフィルム又はシートは環境劣化される。材料の熱及び／又は光誘導反応に起因する劣化の防止又は最小化により中間層を含むプラスチック又はポリマーフィルム又はシートのこのような安定化が望ましい。安定性を達成する最良のアプローチは、安定性が本質的に高い物質又は材料を用いることである。また、有効性は、劣化、特に酸素、水及び／又は紫外線光に貢献する物質又は照射の出入りに対するバリア及びシールを提供することである。他の重要なアプローチは、競合的光吸収、劣化物の隔離、及び／又は、さらなる劣化の阻害による劣化工程の効果を最小化又は軽減する添加剤を提供することである。
【００５８】
ＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子（又は１つ以上の他のタイプのナノ粒子及び／又は他のＮＩＲ吸収剤）のようなＮＩＲ吸収材料を含むプラスチック又はポリマーフィルム又はシートは、様々な安定化剤及び添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定化剤、ヒンダードアミン光安定化剤、酸化防止剤、熱安定化剤、接着促進剤、及び／又は、接着阻害剤等のような安定化剤を含む。ＵＶ吸収剤及び光安定化剤は、ハイドロキシフェニルベンゾトリアゾール、ハイドロキシフェニルトリアジン、ハイドロキシベンゾフェノン、シアノアクリレート、及び／又は、ヒンダードアミンを含んでもよい。プラスチック又はポリマーフィルム又はシートは、可塑剤、着色剤、色抑制剤、及び／又は、ポリマーフィルム及び中間層の技術分野で公知な様々な他の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は効果的な量で用いられる。典型的には、これは各添加剤を約０．１〜３．０重量％である。
【００５９】
中間層を含むプラスチック又はポリマーフィルム又はシートに添加される重要な安定化剤は酸化防止剤及び熱安定化剤である。ヒンダードフェノールのようなフリーラジカル阻害剤が好適である。有用な酸化防止剤、熱安定化剤及び黄変防止剤は、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）２４５、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０１０、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０３５、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０７６、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）３１１４、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）５０５７及びＡｎｏｘ（登録商標）ＩＣ−１４、並びに、２，５−ジ−ｔ−ブチル−１，４−ハイドロキノンのような様々なハイドロキノンを含む。Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）材料はＢＡＳＦ社製であり、Ａｎｏｘ（登録商標）材料はコネチカット州ＤａｎｂｕｒｙのＡｄｄｉｖａｎｔ社製である。これらの安定化剤は一般的に中間層の０．０１〜３重量％で添加される。
【００６０】
特にプラスチック又はポリマーフィルム又はシートにおける短波長光（すなわち２８０〜４００ナノメートルの範囲のＵＶ及び４００〜５００ナノメートルの範囲の短波長可視光）由来又はＮＩＲ吸収材料による短波長光吸収起因の光劣化は、対象のポリマーに短波長吸収添加剤を添加することにより最小化又は除去される。これらの添加剤は、かつて「ＵＶ吸収剤」と呼ばれ、２つのグループに分けられる。第１のグループは、短波長光を単に吸収する材料を含む。このグループの例示としては、それぞれＢＡＳＦ社製のＵｖｉｎｕｌ（登録商標）３０３５及びＵｖｉｎｕｌ（登録商標）３０３９として市販されているエチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート及び（２−エチルヘキシル）−３，３−ジフェニルアクリレートが挙げられる。第２グループは、光暴露により開始される劣化の伝播に対する安定化剤としても機能する短波長光の吸収剤を含む。このグループの材料の例示は、ハイドロキシベンゾフェノン、ハイドロキシフェニルベンゾトリアゾール及びハイドロキシフェニルトリアジンである。これらの材料の例示としては、商品名：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）Ｐ、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）２１３、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）２３４、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３２６、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３２７、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３２８、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４００、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４０５、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４７９及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１６００が市販されている。これらの材料はＢＡＳＦ社製である。また、ポリマーフィルムに僅かに黄色い色調を付与するが、良好なＵＶ吸収剤であるジアルキルジチオカルバメートのようなニッケル塩安定化剤が有用である。
【００６１】
ＮＩＲ吸収中間層システムの安定化の促進に効果的なものは、吸収する短波長光にほとんど効果的でない光安定化剤である。このタイプの好適な材料はヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）である。有用なＨＡＬＳは、ＢＡＳＦ社製のＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１２３、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７６５及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０を含む。
【００６２】
光及び熱安定化剤のいくつかのタイプの相乗的な組み合わせは、ＮＩＲ吸収材料を含む安定化中間層に特に効果的である。
【００６３】
上記の安定化剤又は安定化剤の組み合わせのいずれか又は全ては、本発明のいずれかの中間層を含むＮＩＲ吸収プラスチック又はポリマーフィルムのいずれかに添加してもよい。また、これらの中間層を有するプラスチック又はポリマーフィルム又は積層体は、層間剥離及び／又は水及び酸素のような物質の出入りを防ぐために端部を密閉してもよい。水分及び酸素の除去又は最小化は、通常多くの熱及び光劣化経路又は様式の阻害を促進し、これにより、中間層の熱及び光安定性が向上する。
【００６４】
ＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子のような特定のナノ粒子がＮＩＲ吸収剤として用いられる場合、中間層及び／又は中間層を含む積層体にいくつかの色が示されてもよい。この色は通常僅かに青い色調を積層体に付与する。この色は、中間層の性能又は耐久性に悪影響を与えることなく、中間層に特定の可視光吸収剤を直接添加することにより中間色に近い外観に抑制又は調整される。好適な色中和剤は、約０．０００５〜０．０１重量％の量で存在するＫｅｙｐｌａｓｔＲｅｄ２Ｇである。
【実施例】
【００６５】
ＣＴＢナノ粒子を含むＰＶＢ中間層の色抑制を評価するために試験を行った。押出加工により５つの中間層フィルムを調製した。中間層は下記の組成を有した。
試料１：０．０９％のＣＴＢナノ粒子、０．９％のＴｉｎｕｖｉｎ１６００、０．１％のＩｒｇａｎｏｘ１０１０、２６．８％の３ＧＯ、及び、７２％のＰＶＢ
試料２：０．１２５％のＣＴＢナノ粒子、０．９％のＴｉｎｕｖｉｎ１６００（ＵＶ吸収剤）、０．１％のＩｒｇａｎｏｘ１０１０、２６．７５％の３ＧＯ、及び、７２％のＰＶＢ
試料３：０．１１％のＣＴＢナノ粒子、０．９％のＴｉｎｕｖｉｎ１６００（ＵＶ吸収剤）、０．２％のＩｒｇａｎｏｘ１０１０、８.６％の３ＧＯ、及び、９０％のＰＶＢ
試料４：０．１１％のＣＴＢナノ粒子、０．４５％のＴｉｎｕｖｉｎ４０５（ＵＶ吸収剤）、０．２５％のＩｒｇａｎｏｘ１０１０、０．００１００％のＫｅｙｐｌａｓｔＲｅｄ２Ｇ、２６．０５％の３ＧＯ、及び、７３％のＰＶＢ
試料５：０．１１％のＣＴＢナノ粒子、０．４５％のＴｉｎｕｖｉｎ４０５（ＵＶ吸収剤）、０．２５％のＩｒｇａｎｏｘ１０１０、０．００１２５％のＫｅｙｐｌａｓｔＲｅｄ２Ｇ、２６．０５％の３ＧＯ、及び、７３％のＰＶＢ
【００６６】
したがって、試料１〜３は色抑制剤を含まない比較用形態であり、試料４〜５は色抑制された実施形態であった。積層体は、２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラスを用いた各中間層を有するように作製された。下記の表１における積層体の試料番号は上記中間層の形態に対応している。
【００６７】
【表１】
2017516139.tif 000003
【００６８】
色抑制により、これらの中間層を有するように作製された積層体に中間の色合いを付与するためのａ＊値及びｃ＊値の低減が成功した。
【００６９】
中間層を含むＮＩＲ吸収プラスチック又はポリマーフィルムを調製する好適な方法は、押し出しキャスト方法である。特に好適な押し出し方法は、中間層材料中にナノ粒子ＮＩＲ吸収剤を高度に分散及び分布し、均一な光吸収特性及び均一で最小なヘイズレベルを層に提供する二軸押出機を用いた高揃断工程である。二軸押出機は、均一な寸法の中間層の達成を助ける押出ダイに均一な圧力を提供するギアポンプに好適に連結される。平均厚さの約±５％未満の横方向の寸法変化及び平均厚さの約±７％未満の縦方向の寸法変化は、二軸押出方法を用いてＮＩＲ吸収粒子を含む中間層により達成される。一般的により高価であるが、高度に制御された寸法及び吸光度の均一性は、溶液流延法により調製されたＮＩＲ吸収中間層により達成される。要求の少ない用途においては、中間層を含む本発明のＮＩＲ吸収プラスチック又はポリマーフィルムは、単一軸押出機を用いた押出加工により作製してもよい。
【００７０】
ＮＩＲ吸収材料を含む中間層は、積層工程の間にガラスと中間層との間の脱気を促進する表面テクスチャを有することが好ましい。層が押出機のダイを出る前に又は同時に中間層表面のエンボス加工又は溶融破断により、或いは、層が溶液流延法により作製される場合にはポストエンボス加工により、このテクスチャを提供してもよい。二層、三層又は多層の積み重ねを形成するカプセル化又は予備積層工程において他のフィルム、シート又は中間層に結合される場合、中間層は平滑面及び他面上にテクスチャを有してもよい。中間層テクスチャ又は表面粗さ（Ｒｚ）は、ロードアイランド州ＰｒｏｖｉｄｅｎｃｅのＭａｈｒ  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｉｎｃ社製のＰｏｃｋｅｔ  Ｓｕｒｆ  ＰＳ１のようなプロフィルメータにより直接測定されてもよい。ガラスに貼着される中間層表面の表面粗さのＲｚ値は約５〜１５０ミクロンである。より好ましくは、Ｒｚ値は約１０〜８０ミクロンである。
【００７１】
ＮＩＲ吸収材料を含む好適な中間層は吸音又は消音中間層である。ＮＩＲ吸収ナノ粒子はＰＶＢのような低分子量ポリマー又は高分子量ポリマー中に容易に分散される。多層構成の吸音中間層は、より硬く又はより高い分子量と、硬くない、より低い分子量ポリマー層とを組み合わせることにより調製される。一層以上の吸音中間層内にＮＩＲ吸収材料を含むこれらの多層構成の中間層は、８０〜８，０００Ｈｚの周波数範囲における音響エネルギーを特に効率よく減衰する。ここで用いられているように、非吸音中間層の同じ厚さ及び基本ポリマーを有する積層体に比べて、吸音中間層を含む積層体の音透過率が少なくとも２デシベル低減される場合には、中間層は「吸音中間層」である。通常太陽由来の熱負荷及びノイズが多いため、しばしば１枚ガラス窓を有する重機の窓において、これは特に有利である。ＮＩＲ吸収材料を含む中間層は、窓ガラスの内表面上にハードコート低放射率コーティングを有するガラスと組み合わせて用いてもよい。この組み合わせは、吸音中間層の特別な消音特性とともに、ノイズと熱負荷の両問題の際立った解決を提供する。
【００７２】
中間層が多層構成に作製された場合、ＮＩＲ吸収材料が一層内に配置され、太陽とＮＩＲ吸収材料を有する層との間の他の層が、ＮＩＲ吸収材料に到達するＵＶの量を防ぐ又は最小化するバリアとして作用するＵＶ吸収剤を含む、有利な条件が実現される。太陽により近い層で十分なＵＶ吸収がある場合、この形態は、ＵＶがＮＩＲ吸収材料を劣化するのを防ぐ、及び／又は、ＮＩＲ吸収材料中に別な方法で吸収されるであろうＵＶがプラスチック又はポリマーフィルムの他の成分の劣化を促進するのを防ぐ。バリアは、潜在的に有害なＵＶ暴露から中間層の他の層の他の成分を保護してもよい。
【００７３】
特許文献５及び６は、熱変色性層の太陽光反応性を促進するために、熱変色性（ＴＣ）層と組み合わされ又は関連づけられた静的及び／又は残留光エネルギー吸収材料としての可視及び／又はＮＩＲ吸収材料の使用を開示している。特許文献８は、光に暴露された際に熱を発生し、閾値温度を超える温度上昇がＶＯ２ナノ粒子のようなＴＣ材料において相転移を生じる光吸収材料を開示している。しかしながら、ＮＩＲ吸収ナノ粒子とリガンド交換熱変色性（ＬＥＴＣ）材料及びシステムとの有利な組み合わせを発見した。ＬＥＴＣ材料、システム、装置及び用途は特許文献１０〜１８に詳細に記載されている。これらの特許の全内容は参照により内包されている。特許文献１０〜１２、１４、１６及び１７は、これらの開示：「ＣｏＩ４２−のほとんど温度から独立した吸収度はＮＩＲにおいて大きく、太陽光暴露によりシステムを暖める。温度上昇を誘導する太陽暴露はＮｉＩ４２−の濃度上昇及び可視光透過率の低下を生じる。このシステムを含む層に接触する他の熱変色性層も温度上昇し、広い可視光は直射日光暴露により減衰される。」から以下の引用に記載されているようなＴＣシステムと組み合わされたＮＩＲ吸収剤により促進された太陽光反応性を有するシステムを開示している。
【００７４】
多くの窓用途におけるＮＩＲ吸収材料と熱変色性材料との組み合わせの目的は、多すぎる望ましい採光を損なうことなく直射日光を有する際に太陽光エネルギー透過率を最小化するために、又は、窓の製品寿命を通して優れた耐久性及び常時窓ユニットに最小ヘイズを有するために、窓に直射日光が少なく又は全くない場合に、窓の可視光透過率を最大化することである。本発明は、完全に新しいレベルでＮＩＲ吸収材料と熱変色性材料及びシステムとの組み合わせの概念を獲得する。同時に、中間層の内部ヘイズが常時３．５％未満であるが、中間層は、１５℃では、５０％超の内部可視光透過率（Ｔｖｉｓ）及び５５％未満の全太陽光透過率（Ｔｓｏｌ）を有し、７５℃では、２５％未満のＴｖｉｓ及び２５％未満のＴｓｏｌを有する組み合わせを発見した。
【００７５】
中間層の内部可視光透過率（Ｔｖｉｓ）は、対象の温度での積層体の光透過率スペクトルを測定することにより算出される。中間層の内部透過率を測定する積層体は、２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラス間に中間層を配置し、中間層の表面テクスチャが観測されなくなるまで熱及び圧力を付与することにより作製される。スペクトル測定の波長範囲は約３８０〜７８０ｎｍを含む。積層体を作製するために用いられるガラスの光透過率及び反射率も同じ波長範囲で測定される。これらのスペクトルは、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｅｎｅｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｃｏｕｎｃｉｌ（ＮＦＲＣ）３００−２０１４に準拠して可視光透過率又は反射率のパーセンテージを算出するために用いられる。中間層のＴｖｉｓは下記計算の結果として定義される。
【００７６】
内部Ｔｖｉｓ＝Ａ／（Ｂ＊Ｃ＊Ｄ）
Ａ＝積層体において算出されたＴｖｉｓ
Ｂ＝第１ガラス層のＴｖｉｓ＋第１ガラス層の可視光反射率
Ｃ＝第２ガラス層のＴｖｉｓ＋第２ガラス層の可視光反射率
Ｄ＝１−積層体の可視光反射率
【００７７】
積層体の可視光反射率は、０．０４１５＋（積層体の可視光透過率＊０．０４１５）に近似する。この全体の計算は積層体の大気−ガラス界面及びガラスにより吸収される光からの反射に起因する透過率損失の補正に近似し、内部透過率の値を付与するためにここで定義されているように用いられる。したがって、測定されたスペクトル透過率から算出された５５．００％の積層体のＴｖｉｓを有する２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラスから構成された積層体においては、透過率及び反射率の値がＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｇｌａｚｉｎｇ  Ｄａｔａｂａｓｅ社製の透明ガラスの典型的な値である、補正因子（（０．９０３＋０．０８３）＊（０．９０３＋０．０８３）＊（１−（０．０４１５＋０．５５＊０．０４１５））＝０．９０９７の適用により、６０．４６％（すなわち５５％／０．９０９７）の中間層の内部透過率が得られる。
【００７８】
中間層の内部太陽光エネルギー透過率（Ｔｓｏｌ）は、対象の温度での積層体の透過率スペクトルを測定することにより算出される。これらのスペクトルを測定する積層体は、２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラス間に中間層を配置し、中間層の表面テクスチャが観測されなくなるまで熱及び圧力を付与することにより作製される。透過率スペクトルの波長範囲は３００〜２５００ｎｍを含む。積層体を作製するために用いられるガラスの透過率及び反射スペクト率も同じ波長範囲で測定される。ガラスの積層体及びシートにおいては、これらのスペクトルは、ＮＦＲＣ３００−２０１４に準拠して太陽光エネルギー透過率又は反射率のパーセンテージを算出するために用いられる。中間層の内部Ｔｓｏｌは下記計算の結果として定義される。
【００７９】
内部Ｔｓｏｌ＝Ｅ／（Ｆ＊Ｇ＊Ｈ）
Ｅ＝積層体において算出されたＴｓｏｌ
Ｆ＝第１ガラス層のＴｓｏｌ＋第１ガラス層の太陽光エネルギー透過率
Ｇ＝第２ガラス層のＴｓｏｌ＋第２ガラス層の太陽光エネルギー透過率
Ｈ＝１−積層体の太陽光エネルギー透過率
【００８０】
この計算は積層体の大気−ガラス界面及びガラスにより吸収される光からの反射に起因する透過率損失の補正に近似し、内部太陽光透過率の値を付与するためにここで定義されているように用いられる。したがって、２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラス及び算出された３７．４０％のＴｓｏｌを有する中間層から構成された積層体においては、透過率及び反射率の値がＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｇｌａｚｉｎｇ  Ｄａｔａｂａｓｅ社製の透明ガラスの典型的な値である、補正因子（（０．８５４＋０．０７７）＊（０．８５４＋０．０７７）＊（１−（０．０３８５＋０．３７４＊０．０３８５））＝０．８２０９の適用により、４５．５６％（すなわち３７．４％／０．８２０９）の中間層の内部Ｔｓｏｌが得られる。
【００８１】
中間層の内部ヘイズは、まさに記載されているように作製された積層体のヘイズを測定し、２層のガラス層のような積層体におけるヘイズの他の要因を補うために０．５パーセンテージポイントを引くことにより算出される。したがって、０．４％の測定されたヘイズを有する積層体は、中間層における３．５％の内部ヘイズをもたらす。
【００８２】
本発明のいくつかの実施形態においては、ＮＩＲ吸収材料及び熱変色性材料を含む中間層を備えた３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラスを有するように作製された積層体は、２５℃では、５０％超のＴｖｉｓ及び４６％未満のＴｓｏｌを有する。いくつかの実施形態においては、開示された積層体は、２５℃では、４５％超のＴｖｉｓ及び３５％未満のＴｓｏｌを有する。いくつかの実施形態においては、同時に中間層の内部ヘイズが全ての温度及び透過率で３．５％未満であるが、開示された積層体は、６５℃では、２５％未満のＴｖｉｓ及び２０％未満のＴｓｏｌを有する
【００８３】
２５℃で４５％超のＴｖｉｓ及び２５％未満のＴｓｏｌを有し、６５℃で２５％超のＴｖｉｓ及び２０％未満のＴｓｏｌを有するＮＩＲ吸収材料を含む酸素に反応しない熱変色性中間層を発見した。
【００８４】
周囲の室外温度が１５℃近傍であり、これらの中間層を含む窓上に直射日光が僅か又は全くない場合には、１５℃の中間層温度は普通である。熱変色性着色中間層、特にＮＩＲ吸収材料又はＮＩＲ吸収材料の組み合わせを含む中間層を備えた窓上に著しい直射日光がある日及び時に、６５℃の中間層温度が通常観測される。窓を通して透過されるかなりの直射日光がこれらの非常に効率的で動的な中間層、太陽光制御積層体及び窓により寧ろ吸収されるため、窓及び中間層は直接太陽により暖められる。
【００８５】
熱変色性材料を含むポリマーマトリクス中のヘイズの最小化を試みた際に、予期せぬ課題が生じる。熱変色性材料及びシステム並びに関連の添加剤は、高いＮＩＲ吸収度、最小可視光吸収度及び最小光散乱又はヘイズを達成するために、特定の界面活性剤、分散剤及び共力剤を必要とする独特なマトリクスを提供する。粒子に対する好適な表面処理は、アルキル−４−ジメチルアミノベンゾエート及びステアリルステアルアミドのようなアミン及びアミド表面改良剤により提供される。超分散剤、例えばオハイオ州ＷｉｃｋｌｉｆｆｅのＬｕｂｒｉｚｏｌ社製のＳｏｌｓｐｅｒｓｅのような分散剤及び共力剤は、ヘイズの最小化並びに所望の高いＮＩＲ吸収度及び低い可視光吸収度の最適化に有用である。
【００８６】
特に対象のものとして、特許文献１０は多層構成のＴＣフィルム及び他粗鋼層のＴＣシステム用のセパレータを開示している。ここで用いられているように、用語「中間層」は、単一のフィルム、シート又は層、或いは、様々な他の層間のセパレータ層を含む一連の２枚以上のフィルム、シート又は層であってもよい。ＮＩＲ吸収材料を含まないＵＶ吸収ＴＣ層が太陽とＮＩＲ吸収材料を含むＴＣ層との間に配置される場合に、利点が実現化される。ＵＶ光に対する特別のバリアを提供することに加えて、ＮＩＲ吸収材料を含まないＴＣ層が太陽光により暖められるため、ＮＩＲ吸収材料及び／又はそれらを含む層における劣化工程に別の方法で貢献する精力的な可視光を着色し、遮断する。ＮＩＲ吸収材料を含まないＴＣ層の着色が約４００〜５００ｎｍの範囲の短波長可視光の吸光度をもたらす場合に、こららの波長を有するフォトンが可視光の最も精力的な波長であるため、これは特に有利である。
【００８７】
特許文献１０は、多層システムにおけるＴＣ層間のセパレータの使用も開示している。２層のＴＣ層間のセパレータ又はセパレータ上のコーティングが分散されたＮＩＲ吸収ナノ粒子、溶解されたＮＩＲ吸収材料又は分散された粒子及び溶解された材料の組み合わせを含む場合に、類似の利点が実現される。セパレータとして用いられる層上にコーティングされるＮＩＲ吸収材料の例示はＬｌｕｍａｒ社製のＡｉｒＢｌｕｅ８０により提供される。ここで、ＴＣ層材料は、ＮＩＲ吸収ナノ粒子及び／又は材料との相互作用がなく又は最小であり、これにより、ＮＩＲ吸収ナノ粒子及び／又は材料は、自分で又はＴＣ層中の材料との接触により劣化工程を生じることはないであろう。また、セパレータ中のＮＩＲ光の吸収は、セパレータが接触するＴＣ層の迅速な加熱に特に効果的である。良好なＵＶ吸収剤であるセパレータは、特に太陽により近いＴＣ層がこの形態を既に提供していない場合に追加的な利点を提供する。したがって、多層構成のＴＣシステム用の好適なセパレータは、安定性及び性能を促進するために、ＮＩＲ吸収とＵＶ吸収を組み合わせる。他の予想外の利点は、セパレータ中のＮＩＲ吸収材料の使用が促進されたセパレータ又はバリア特性を通常提供することである。ＮＩＲ吸収材料が不浸透性ナノ粒子の場合、セパレータはあるＴＣ層由来の材料がセパレータを通して他のＴＣ層に拡散するのに効果的であり、逆もまた同様である。不浸透性ナノ粒子は、拡散用の曲がりくねった経路を誘導し、別の方法でセパレータを通してより迅速に拡散する材料用の拡散経路長を効果的に延長し、これにより、ＴＣシステムの耐用年数を低減する。これは、特に耐用年数が２０〜３０年であるエネルギー節約窓に用いられる多層構成のＴＣシステムを対象とするものである。
【００８８】
太陽からより離れた層中にＮＩＲ吸収材料を配置する（すなわち劣化を最小にするためにＵＶ及び短波長可視光がＮＩＲ吸収材料を含む層に到達する前に効果的に吸収されるように位置決めされる）ことが非常に好ましいが、ＮＩＲ吸収材料を含むＴＣ層はＵＶ又は短波長可視光のバリアなしに太陽光に暴露され、容認可能な耐久性を示すことを見出した。この発見は図２３の耐久性の結果及び議論に示されている。
【００８９】
本発明の中間層、フィルム又はシートは通常積層体に用いられるが、既存の窓ガラスに貼着されるシート又はフィルム形状の改良品として用いられてもよい。常に必要ではないが、太陽光の暴露による破壊を防ぐために、窓ガラスのガラスが強化され、焼き戻され、又は、熱処理されることが好ましい。シート又はフィルムは、ガラスに直接貼着されてもよく、又は、他のフィルムが摩耗防止ハードコート層、低放射率層、引き裂き防止又は破砕防止、及び／又は、構造的粉砕防止用の基材としての役割を担う多層フィルム構造の一部であってもよい。ＮＩＲ吸収材料は、アクリル、ポリカーボネート又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート又はフィルムのようなシート又はフィルム内に含有されてもよく、また、ＮＩＲ吸収材料は、既存の窓ガラスにアクリル、ポリカーボネート又はＰＥＴシート又はフィルムのようなシート又はフィルムを貼着するのに用いられる接着剤／中間層中に含有されてもよい。接着剤／中間層は熱変色性材料を含んでもよい。特に効果的な太陽光制御品は、シート又はフィルム内或いはＬＥＴＣ材料及びシステムと組み合わせてガラスにシート又はフィルムを貼着するための接着剤／中間層内のＮＩＲ吸収材料により提供されることを見出した。特に、ニッケルイオン及び臭素イオン或いは臭素イオン又は酸素を通してコバルトに配位させるリガンドと組み合わされたコバルトイオンを含むＬＥＴＣ材料及びシステムはこのタイプの用途に特に効果的である。これらのＬＥＴＣ材料及びシステムは、酸素感受性が少なく又は全くなく、ここに開示されたＮＩＲ吸収材料と組み合わされた場合に、優れた太陽光制御を提供する。この組み合わせは、熱変色性材料に起因して、特にＮＩＲ吸収剤及び熱変色性材料の組み合わせの太陽光応答性に起因して、スペクトルのＮＩＲ部分を本質的に遮蔽し、可変可視光減衰を提供する。これらのＴＣ材料及びシステムは、ヨウ素系熱変色性材料及びシステムの酸素感受性を防ぐ。したがって、この組み合わせは、熱変色性材料を含む層が２枚のガラス間に積層されていない用途に用いられてもよい。一般に、熱変色性材料の酸素感受性がガラス系積層用途におけるものよりも少ないため、ガラスはプラスチックシート又はフィルムよりもより良好な酸素に対するバリアを提供する。
【００９０】
特定のナノ粒子が地球表面に到達する太陽からのＮＩＲ光の良好な吸収剤であるが、可視光の遠赤色波長及び／又は可視領域に近い赤外波長において鋭いカットオフを提供することは余り知られていない。特定対象の波長は、６５０〜８５０ｎｍ、特に７００〜８００ｎｍである。可視領域に近いＮＩＲ領域において鋭いカットオフを提供する優れた吸収剤、特定のテトラハロメタレートを見出した。これらのテトラハロメタレートは、可視領域に近いＮＩＲ領域において強力に吸収するだけではなく、ある場合には、優れたＵＶ吸収特性も提供する。これらのテトラハロメタレートの鋭いカットオフ吸収剤は、全可視光透過率或いは吸収剤を含むフィルム又はフィルムセットの全色に大きな影響を与えることなく、可視赤色光の最も長い波長を吸収してもよい。ある場合には好ましくない色が少ない場合でも、これらの特別な環境においてさえ灰色又は中間色の色調を付与するのに効果的である特別な色抑制システムを見出した。驚くべきことには、テトラハロメタレートＮＩＲ吸収剤がいくつかのポリマー材料に溶解され、押出工程の間にここに開示された中間層に含まれるのに十分な程度に熱的に安定であり、太陽光に暴露される際に良好な耐久性を示すことを見出した。
【００９１】
ここで有用なテトラハロメタレートは、臭化物、塩化物又はヨウ化物のイオンと遷移金属イオンのメタレートであってもよい。好ましくは、これらは、臭化物、塩化物又はヨウ化物とニッケル又はコバルトのメタレートであってもよい。特定対象のテトラハロメタレートは、テトラブロモニッケレート（ＮｉＢｒ４２−）、テトラブロモコバルテート（ＣｏＢｒ４２−）及びテトライオドコバルテート（ＣｏＩ４２−）である。これらのテトラハロメタレートは、中間層の１平方フィートあたり約０．１〜１０ｇで用いられてもよい。
【００９２】
最小可視光吸収を有するＮＩＲ吸収剤であるテトラハロニッケレート又はテトラハロコバルテートを有する中間層を得ることは、一度にかなりの基準を達成する必要があることを見出した。第１に、テトラハロメタレートの塩は、いくつかの有用な濃度レベル、すなわち所望のＮＩＲ吸収を提供し得る濃度で、中間層ポリマー内で極めて可溶である必要がある。中間層ポリマー及びテトラハロメタレートに関連するカチオンの選択は、このリガンドにおける重要な考慮事項である。好適な中間層材料は、ＰＶＢ、ＴＰＵ、ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）のようなアイオノマー及びＥＶＡである。これらの中でも、ＰＶＢはが最も好ましい。カチオンに関しては、テトラ−アルキル−アンモニウム、テトラ−アリル−アンモニウム、テトラ−アラルキル−アンモニウム、テトラ−アルキル−ホスホニウム、テトラ−アリル−ホスホニウム、テトラ−アラルキル−ホスホニウム、及び、アルカリ金属カチオンが好適である。これらの中でも、テトラ−アルキル−アンモニウムカチオンが最も好適である。
【００９３】
第２には、金属、ニッケル及び／又はコバルトは主として４つのハロゲンイオンにより配位される必要がある。金属イオンからのハロゲンイオンの顕著な乖離がほとんど常にこれらの金属イオンとともに観測されるため、テトラブチルアンモニウムテトラブロモニッケレート（ＴＢＡ）２ＮｉＢｒ４のような塩のポリマー又は液体溶媒への単なる溶解は十分ではない。いくつかのハロゲンイオンが変位される場合、金属複合体のスペクトルはより多くの可視光吸収を生じるより短い波長にシフトする。ニッケル及び／又はコバルトイオンのほとんどが主として４つのハロゲン化合物により取り囲まれるように均衡をシフトするためには、一般的に過剰なハロゲンイオンを存在させる必要がある。遷移金属イオンに対するハロゲンイオンの比率が４超、好ましくは６超であることが好適である。
【００９４】
第３には、この組み合わせは、長期間にわたる太陽光の暴露に対して化学的に安定であり特に光化学的に安定である。ＮｉＢｒ４２−及びテトライオドコバルテート又はＣｏＩ４２−のＵＶ吸収がＣＴＢ、ＣＷＯのようなナノ粒子或いは他のタングステン又はタングステンブロンズ粒子を含む中間層の安定化に特に有効であることを見出した。特に好適な中間層は、ＣＴＢ及び／又はＣＷＯを含むＮＩＲ吸収ナノ粒子を有する層中にＮｉＢｒ４２−又はＣｏＩ４２−を含む。
【００９５】
ニッケル及びコバルトのテトラハロメタレートは、特にミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍ社製のＵｌｔｒａ  Ｃｌｅａｒ  Ｓｏｌａｒ  Ｆｉｌｍｓ（ＵＣＳＦ）として知られている多層交互屈折率（ＭＬＡＲＩ）フィルムに特に良好に結合する。ＵＣＳＦフィルムは、より長い波長でＮＩＲを反射するが、ニッケル及びコバルトのテトラハロメタレートにより典型的に吸収された波長の全てを本質的に透過する。ここに開示された組み合わせは、ＵＣＳＦ又はテトラハロメタレートのいずれかのみよりも太陽のＮＩＲエネルギーをより多く遮蔽することができる。この組み合わせの例示については図１５及び１６を参照。特に有利な組み合わせは、ガラスシートにＭＬＡＲＩを貼着する接着剤がテトラハロメタレートを含む場合、又は、ＭＬＡＲＩフィルムの反対側が低放射率コーティング又は一連のコーティングを有する場合に実現される。この組み合わせは、テトラハロメタレートにより吸収されるＭＬＡＲＩにより一般的に透過されるＮＩＲ波長を吸収でき、ＭＬＡＲＩフィルムによりＮＩＲ光の他の波長を反射でき、低放射率コーティングにより建物又は自動車の内部に照射される吸収エネルギーを最小化することができる。本発明のこの実施形態は、プラスチックシート９０がＭＬＡＲＩ又はＵＣＳＦフィルムである図２６（ｅ）に示されている。ＭＬＡＲＩ又はＵＣＳＦフィルムを組み合わせたテトラハロメタレートの使用は、ＬＥＴＣ材料及びシステムと組み合わされた場合も対象である。ＭＬＡＲＩ及びＵＣＳＦフィルムと組み合わされたＬＥＴＣ材料及びシステムの使用は、特許文献１に詳細に記載されている。
【００９６】
ＮＩＲ吸収ナノ粒子、可溶性ＮＩＲ吸収材料及び／又はＮＩＲ吸収テトラハロメタレート及びこれらの組み合わせの全ては、吸音ＰＶＢと有利に組み合わされる。特許文献１９は、「吸音中間層と太陽光制御フィルムとを含むガラス積層体」を開示している。吸音ＰＶＢは通常高分子量及び／又は低可塑剤含有率ＰＶＢを任意に含む２層の硬質ＰＶＢ層の間に挟まれた低分子量及び／又は高可塑剤含有率ＰＶＢを任意に含む軟質又はほとんど硬質ではないＰＶＢの層からなる。ＰＶＢ層は、名称が「多層リガンド交換熱変色性システム」である特許文献１０に記載されたセパレータようなセパレータにより又は特に有利にＵＣＳＦフィルムによりそれぞれから分離されてもよい。ＵＣＳＦフィルムは、多層孔性の本質に基づく良好なセパレータ特性を提供し、ＰＶＢ層内に存在する可塑剤の量が変化するＮＩＲ減衰吸音中間層における使用に特に適切なＵＣＳＦフィルムを作製する選択的ＮＩＲ反射を提供する。ＵＣＳＦセパレータは、低可塑剤層から高可塑剤層への可塑剤の分散又は移動を維持する。剛性が異なる層を有する積層体を通して移動する音は、促進された消音又は減衰を提供する。本発明のＮＩＲ吸収ＰＶＢは、硬質及び／又は軟質ＰＶＢ層に添加され、セパレータを有する又は有しない吸音中間層用途のために積み重ねられる。ＮＩＲ吸収ナノ粒子及び／又はテトラハロメタレートを含む又は含まない可塑剤を含まない又は非常に僅かに含むＰＶＢでさえ、吸音ＰＶＢの１層以上の硬質層として用いられてもよく、吸音ＰＶＢにおいて以前に実現されていなかった剛性及び消音を提供してもよい。
【００９７】
ナノ粒子及びテトラハロメタレートＮＩＲ吸収剤の組み合わせにより、太陽光エネルギー透過率Ｔｓｏｌに対する可視光透過率Ｔｖｉｓの非常に高い比率が達成される。ＴｖｉｓをＴｓｏｌで割ることにより定義された高い比率は、多くの窓用途において望ましい。窓を通して見る人にとっては良好な視界が望ましく、同時に、窓を通して見る人によって経験される太陽からの熱負荷を最小化することが望ましい。このように、Ｔｖｉｓは可視波長に対する人の目の感受性に基づき、Ｔｓｏｌは地球の表面に到達する太陽光照射の全ての波長の透過された総太陽光エネルギーである。
【００９８】
Ｔｖｉｓは、ＮＦＲＣ３００−２０１４によりパーセンテージを算出するために測定された可視光スペクトルを用いて決定されることが好ましい。標準ウェザロメーター（登録商標）暴露は、ブラックパネル温度８５℃及び３４０ｎｍでの放射照度０．５５Ｗ／ｍ２でアトラス電子ウェザロメーター（登録商標）による暴露である。
【００９９】
本発明は、下記の図面及び構造及び議論により記述され、さらに説明される。以下に記載されたすべてのＴｖｉｓ及びＴｓｏｌの算出は、ＮＦＲＣ３００−２０１４に概説された方法を用いて実施された。ヘイズ測定は、標準積分球アタッチメントを備えた島津製作所社製のＵＶ３１０１により実施される。
【０１００】
図を参照すると、図１は、ＰＶＢ中間層の２つの積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルの一部を示す。実線は、ＣＴＢナノ粒子を含まない中間層を有する約７６０ミクロン厚さの積層体のスペクトルを示す。中間層は、２枚の３ミリメートル厚さのソーダ石灰ガラス間に積層され、Ｔｖｉｓ＝８５％及びＴｓｏｌ＝６６％を有する。破線は、０．０５５重量％のＣＴＢナノ粒子を含む約４００ミクロン厚さのＰＶＢ中間層の積層体を示す。この中間層は、２枚の３ミリメートル厚さの熱強化ガラス間に積層され、Ｔｖｉｓ＝７６％及びＴｓｏｌ＝４７％を有する。ＣＴＢナノ粒子に起因するＮＩＲ透過率の減少は容易に明らかであり、Ｔｓｏｌの低減はＴｖｉｓの低減よりもより顕著である。
【０１０１】
図２は、ＰＶＢ、可塑剤である２６．８重量％のトリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート）、ＵＶ吸収剤である０．９重量％のＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１６００、酸化防止剤及び熱安定剤である０．１重量％のＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０１０、及び、０．０９重量％のＣＴＢ  ＮＩＲナノ粒子（Ｎａｎｏｐｈａｓｅ社製）を含む約７４５ミクロン厚さの中間層を有するように作製された積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルを示す。中間層は、３ミリメートル厚さの透明なソーダ活性ガラス間で積層される。積層体は、低太陽光透過率Ｔｓｏｌ＝４１％に対する高可視光透過率Ｔｖｉｓ＝７４％の優れた比率を示し、ヘイズ値は１．２３％であった。積層体は、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１６００の存在に起因する優れたＵＶ遮蔽挙動を有した。
【０１０２】
図３は、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）９１５０（実線）、ＴＰＵ（破線）及びＰＶＢ（点線）として販売されたアイオノマーを含む様々な中間層樹脂材料中に分散されたＣＴＢナノ粒子とともに作製された積層体により良好な減衰及び太陽光制御が達成されることを示す。ナノ粒子は、トリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート）へのＣＴＢの分散体を二軸押出機中の樹脂流内に液体噴射することにより樹脂材料中に誘導された。
【０１０３】
図４〜６は、溶液中のテトラハロメタレートにより達成される可視ＮＩＲ吸収スペクトルに近似のスペクトルを示す。図４は、０．００５Ｍの（テトラ（ｎ−ブチル）アンモニウム）２ＮｉＢｒ４及び０．１８Ｍの（テトラ（ｎ−ブチル）アンモニウム）Ｂｒの溶液のスペクトルであり、図５は、０．００１ＭのＣｏＢｒ２及び０．１ＭのＬｉＢｒの溶液のスペクトルであり、図６は、０．００１ＭのＣｏ（ＢＦ４）２−６Ｈ２Ｏ及び０．２ＭのＮａＩの溶液のスペクトルである。スペクトルは溶液において示されているが、このタイプのＮＩＲ吸収は中間層、特に主要な組成としてＰＶＢを含む中間層内で提供されることが示されている。
【０１０４】
図７は、まるで各ＮＩＲ吸収システムが単一システム内の２つの分離ＮＩＲ層として用いられるかのように追加される図５及び６のスペクトルを示す。図７に見られるように、ＮＩＲの多くは、ＣｏＢｒ４２−を含む層と、ＣｏＩ４２−を含む層とを含む層の組み合わせにより吸収される。これらの溶液中のコバルトイオンのほとんどがテトラハロメタレートの形態であると考えられるが、コバルトイオンの少なくとも少しの部分はトリハロメタレート又は類似の複合体の形態であってもよい。溶液中で得られるのとほぼ同様なスペクトルはポリマー又は可塑剤の適切な選択によりポリマーフィルム又は層中で得られることを見出した。図７に示されたタイプのスペクトルは、一層にコバルト及び臭素を含み、他の層にコバルト及びヨウ素を含む分離層により達成される。やや類似なスペクトルは、図１１及び１２に示されているように、コバルト、臭素及びヨウ素のイオンの濃度の賢明な選択により達成される。
【０１０５】
図８は、溶解されたＮＩＲ吸収剤としてテトラブロモニッケレートを含む中間層を有する積層体の透過率スペクトルを示す。これは、ガラス又は他の基材の積層に有用な固体中間層において図４の溶液のＮＩＲ吸収剤がどのように実現されるかを説明するものである。テトラブロモニッケレートとして存在するニッケルイオンのパーセンテージを高くするためには、ニッケルイオンに対する臭素イオンを大過剰にすることが好適である。この場合、臭素イオン：Ｎｉ（ＩＩ）の比率は約１２：１であり、スペクトルはテトラブロモニッケレートのスペクトルの大部分と一致するニッケルを示す。
【０１０６】
図９は、図８に開示されたものと類似の溶解されたテトラブロモニッケレートを含むＰＶＢ層と、ＰＶＢ層間のセパレータであるＰＥＴ層と、ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含むＰＶＢ層とを備えた３層構造の中間層を有するように作製された積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルを示す。積層体は、溶解されたテトラブロモニッケレートを含むＰＶＢ層が太陽に向けられ、この層がＰＥＴ層及びＮＩＲ吸収ナノ粒子を有するＰＶＢ層においてＵＶバリアを提供するように配向されてもよい。あるいは、ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含むＰＶＢ層は、ＵＶ吸収剤を含んでもよく、太陽に配向されてもよい。この場合、この層は、ＰＥＴ層及び溶解されたテトラブロモニッケレートを有するＰＶＢ層においてＵＶバリアを提供する。どちらにしても、これらの層のうちの二つは潜在的に有害なＵＶ照射から保護される。
【０１０７】
図１０は、単一ＰＶＢ層におけるＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４０５、ＣＴＢナノ粒子及びＮｉＢｒ４２−含有ＮＩＲ吸収剤の組み合わせを含む中間層を有する積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルを示す。この中間層は、非常に低いＴｓｏｌを付与する著しく高いＴｖｉｓを有する。ＵＶ及びＮＩＲは非常に広範囲に遮蔽される。図１０のスペクトルから算出された値は、Ｔｖｉｓが５１％であり、Ｔｓｏｌが１８％であり、２．８／１の比率である。
【０１０８】
図１１は、単一ＰＶＢ層においてテトラブロモコバルテート及びテトライオドコバルテートを含む中間層を有する積層体の透過率スペクトルを示す。ヨウ素イオン：臭素イオン：Ｃｏ（ＩＩ）の比率は約１６．７：２：１である。
【０１０９】
図１２は、単一ＰＶＢ層において溶解されたテトラブロモコバルテート及びテトライオドコバルテートのＮＩＲ吸収特性と組み合わされた、分散されたＮＩＲ吸収ナノ粒子を含む中間層を備えたＮＩＲ吸収積層体のスペクトルを示す。この中間層は、ガラスシート及び／又はプラスチックシートの積層用の中間層として機能する。積層体が作製された際には、Ｔｖｉｓは７３％であり、Ｔｓｏｌは３９％であった。この積層体は、標準ウェザロメーター（登録商標）暴露を施され、暴露の６１５０時間後の積層体では、Ｔｖｉｓは６８％であり、Ｔｓｏｌは３６％であり、ヘイズは１．１４％であった。
【０１１０】
図１３は、分散されたＮＩＲ吸収ナノ粒子のＮＩＲ吸収がガラスシート及びプラスチックシートの積層用の中間層として機能するＰＶＢ層における溶解されたＬｕｍｏｇｅｎ７６５、溶解されたＬｕｍｏｇｅｎ７８８又は溶解されたＥｐｏｌｉｇｈｔ５８１０のＮＩＲ吸収特性と組み合わされることを示す。Ｌｕｍｏｇｅｎ７６５においては、Ｔｖｉｓは３０％であり、Ｔｓｏｌは１１％である。Ｌｕｍｏｇｅｎ７８８においては、Ｔｖｉｓは４５％であり、Ｔｓｏｌは１６％である。Ｅｐｏｌｉｇｈｔ５８１０においては、Ｔｖｉｓは３４％であり、Ｔｓｏｌは１０％である。
【０１１１】
図１４は、分散されたＮＩＲ吸収ナノ粒子のＮＩＲ吸収能がガラスシート及びプラスチックシートの積層用の中間層として機能するＰＶＢ層における溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０１６又は溶解されたＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７のＮＩＲ吸収特性と組み合わされることを示す。ＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０１６においては、Ｔｖｉｓは７３％であり、Ｔｓｏｌは３４％である。ＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７においては、Ｔｖｉｓは７２％であり、Ｔｓｏｌは３５％である。
【０１１２】
図１５は、テトラブロモニッケレートを含むＰＶＢ層がＵＣＳＦ層のようなＭＬＡＲＩフィルムと結合され、ガラスシート及びプラスチックシートの積層用の中間層として機能することを示す。
【０１１３】
図１６は、テトラブロモコバルテート及びテトライオドコバルテートを含むＰＶＢ層がＵＣＳＦ層のようなＭＬＡＲＩフィルムと結合され、ガラスシート及びプラスチックシートの積層用の中間層として機能することを示す。
【０１１４】
図１７は、ＮＩＲ吸収材料を含まない熱変色性中間層を有する積層体（対照試料、破線）と比較された、中間層に添加されたＮＩＲ吸収材料を含む本発明の熱変色性中間層を有する積層体（実線）の向上された太陽光応答性を示す。この図は、熱に変換される光により加熱に暴露された際に、ＮＩＲ吸収材料を含む積層体に到達された温度上昇の上昇率及び最高温度を示す。これは、一般的に二重ガラス又はガラスユニット内で遮蔽されることにより提供される熱遮蔽を有しない、特に１枚ガラス及び自動車の窓ユニットにおいて顕著な特性である。
【０１１５】
このように、図１７は、ＮＩＲ吸収ナノ粒子が熱変色性層の太陽光応答性をどのように促進するかを示す。参照試料（破線）は、２枚の３ミリメール厚さのソーダ石灰ガラス間に積層された、ミシガン州ＪｅｎｉｓｏｎのＰｌｅｏｔｉｎｔ  ＬＬＣ社製の商用熱変色性Ｓｕｎｔｕｔｉｖｅ（登録商標）中間層から構成される。商用熱変色性Ｓｕｎｔｕｔｉｖｅ（登録商標）中間層は、オレンジに遮光するおおよそ３５０ミクロン厚さの層と、ブルーに遮光するおおよそ７６５ミクロン厚さの層とを含む。オレンジに遮光する層は、良好なＵＶ吸収剤であり、中間層は、ブルーに遮光する層においてＵＶバリア保護を提供するように、太陽又はランプに対向してオレンジに遮光する層とともに配向される。ＮＩＲ特性を有する熱変色性中間層（実線）は、オレンジに遮光する層と、ＰＥＴセパレータと、ブルーに遮光し、典型的な要素に加えて０．０６重量％ＣＴＢナノ粒子を含む７６５ミクロン厚さの層とを有する。この熱変色性ＮＩＲ吸収中間層を、２枚の３ミリメートル厚さの透明なソーダ石灰ガラス間に配置した。積層体を、光源に対してガラスの反対側に貼着される熱電対に装着し、７００Ｗハロゲンランプから４０センチメートル離れて配置した。６７分間毎秒ガラス温度を記録した。実験の最初の９２０秒間のデータから最良適合直線を算出した。ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含まない積層体における時間に対する温度の最良適合直線はｙ＝０．０２７３ｘ＋２４．５０６であり、ＮＩＲ吸収ナノ粒子を含む積層体における時間に対する温度の最良適合直線はｙ＝０．０３９９ｘ＋２４．０２３であった。
【０１１６】
図１８は、熱変色性層の１つにＮＩＲ吸収ナノ粒子を添加することにより改良された商用の熱変色性窓に用いられるような熱変色性システムを含む中間層を有する積層体のスペクトルを示す。熱変色性層は、中間層の温度上昇に伴って、少量のＮＩＲに加えて次第に多くの可視光を吸収し、ＮＩＲ吸収材料は、ＮＩＲの高く一定な吸収度を付与する。このタイプの積層体は、図１７に示されているように、太陽光及び／又は加熱ランプ暴露に対する促進された応答性を示す。このタイプの中間層を有する積層体が積層体の最も内側の表面（すなわち、太陽又は加熱ランプから最も離れた表面）上にハードコート低放射率コーティングを備えた窓内に配置される場合には、積層体の色合いはＮＩＲ吸収材料を含まない中間層を有する積層体の色合いを著しく超えていた。実際、ＮＩＲ吸収材料及びハードコート低放射率コーティングを含む中間層を有する積層体の色合いは、ＮＩＲ吸収材料を含まない熱変色性中間層を有する積層体を備えた二重ガラス窓の色合いレベル及び比率に近づいた。図１８の積層体のスペクトルは表２の下記値を算出するために用いられた。
【０１１７】
【表２】
2017516139.tif 000004
【０１１８】
積層体の本質的な値は、ここに示された工程により、下記表３に示されているように算出された。
【０１１９】
【表３】
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【０１２０】
図１９は、ＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７として公知な比較的安定的なＮＩＲ吸収剤と組み合わされたニッケルイオン及び臭素イオンに基づく酸素に対して無反応なＬＥＴＣシステムを有するＰＶＢを含む中間層を備えた積層体の様々な温度のスペクトルを示す。熱変色性システムは、ＮＩＲ領域における温度に伴った透過率の低下を示し、より広い可視波長領域における温度上昇に伴った透過率の顕著な低下を示す。データはスペクトル領域から算出された。２５℃ではＴｖｉｓ５８％及びＴｓｏｌ５０％であり、４５℃ではＴｖｉｓ３７％及びＴｓｏｌ４２％であり、６５℃ではＴｖｉｓ２３％及びＴｓｏｌ３４％であり、８５℃ではＴｖｉｓ１６％及びＴｓｏｌ３０％であった。ヘイズは０．２８％であった。
【０１２１】
図２０は、ＹａｍａｍｏｔｏＤ１３−０３７として公知な比較的安定的なＮＩＲ吸収剤及びＮＩＲ吸収ナノ粒子と組み合わされたニッケルイオン及び臭素イオンに基づく酸素に対して無反応なＬＥＴＣシステムを有するＰＶＢを含む中間層を備えた積層体の様々な温度のスペクトルを示す。熱変色性システムは、より広い可視波長領域における温度上昇に伴った透過率の顕著な低下を示す。この単一中間層は、熱を有していない場合には、良好な可視光透過率を提供し、太陽光スペクトルの残りの大部分を遮蔽し、直射日光に暴露された際に経験するであろう中間層がより高い温度である場合には、可視領域の相当量及び太陽光スペクトルの残りの大部分を遮蔽する。データはスペクトル領域から算出された。２５℃ではＴｖｉｓ４８％及びＴｓｏｌ２２％であり、４５℃ではＴｖｉｓ３４％及びＴｓｏｌ１８％であり、６５℃ではＴｖｉｓ２１％及びＴｓｏｌ１４％であり、８５℃ではＴｖｉｓ１３％及びＴｓｏｌ１０％であった。ヘイズは１．０８％であった。
【０１２２】
図２１は、積層体中の使用に好適な太陽光制御防音中間層を得るために、吸音ＰＶＢ中間層んいＮＩＲ吸収材料を含有する一例である積層体のスペクトルを示す。示されたスペクトルに関する積層体は、溶解されたＵＶ吸収剤、熱安定剤及び可塑剤を含むおおよその分子量Ｍｗ＝１００，０００の厚さ約７５０ミクロンのＰＶＢ第１層と、溶解された熱安定剤、可塑剤及び０．２重量％ＣＴＢのＮＩＲ吸収ナノ粒子を含むおおよその分子量Ｍｗ＝３３，０００の厚さ約５００ミクロンのＰＶＢ第２層と、溶解されたＵＶ吸収剤、熱安定剤及び可塑剤を含むおおよその分子量Ｍｗ＝１００，０００の厚さ約７５０ミクロンのＰＶＢ第３層とを備える。スペクトルから算出された値は、Ｔｖｉｓ７２％及びＴｓｏｌ４０％である。標準ウェザオロメーター（登録商標）暴露の２１００時間後、Ｔｖｉｓは７４％であり、Ｔｓｏｌは４３％であった。このタイプの積層体は、熱及び騒音がオペレーターにとって重大な問題である重機の窓として特に利点がある。
【０１２３】
図２２は、分散されたＣＴＢナノ粒子、及び、ダークブルーに遮光し、キー要素としてニッケルイオン及び臭素イオンを含む溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを有するＰＶＢを含む中間層を備えた積層体の耐久性を示す。標準ウェザロメーター（登録商標）暴露が用いられ、試験積層体がＵＶバリアの後ろに配置された。これらの条件下で積層体及び中間層は、Ｔｖｉｓに関する良好な安定性及び８，０００時間超の熱変色活性の範囲を示した。
【０１２４】
図２３は、分散されたＣＴＢナノ粒子、及び、ダークオレンジに遮光し、キー要素としてニッケルイオン及びヨウ素イオンを含む溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを有するＰＶＢ層を含む中間層を備えた積層体の耐久性を示す。標準ウェザロメーター（登録商標）暴露は、積層体の前面にＵＶバリアなく用いられた。これらの条件下で積層体及び中間層は、Ｔｖｉｓに関する良好な安定性及び２，０００時間超の熱変色活性の範囲を示す。
【０１２５】
図２４は、ダークオレンジに遮光し、キー要素としてニッケルイオン及びヨウ素イオンを含む溶解されたＬＥＴＣシステムを有するＰＶＢを含む第１層と、セパレータであるＰＥＴ第２層と、分散されたＣＴＢナノ粒子、及び、ダークブルーに遮光し、キー要素としてニッケルイオン及び臭素イオンを含む溶解されたＬＥＴＣシステムの組み合わせを有するＰＶＢを含む第３層とを備えた３層の中間層を有する積層体の耐久性を示す。標準ウェザロメーター（登録商標）暴露は、積層体の前面にＵＶバリアなく用いられた。これらの条件下で積層体及び中間層は、Ｔｖｉｓに関する良好な安定性及び２，０００時間超の熱変色活性の範囲を示す。
【０１２６】
図２５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の様々な実施形態の概念的断面図（ノンスケール）を示す。図２５（ａ）は、本発明の中間層の断面図を示す。層１００は、１つ以上のＮＩＲ吸収材料又は物質を含み、熱変色性材料又はシステムを任意に含む単一ポリマー層である。
【０１２７】
図２５（ｂ）は、本発明の中間層の断面図を示す。層１００は、１つ以上のＮＩＲ吸収材料又は物質を含み、熱変色性材料又はシステムを任意に含むポリマー層である。層２００は、ＵＶバリアとして作用する及び／又は吸音中間層を形成するために層１００と共同して作用するポリマー層である。
【０１２８】
図２５（ｃ）は、層１００の片面上に層２００を有するが、図２５（ｂ）と類似の本発明の中間層の断面図である。層２００は、同じ又は異なる構成であってもよい。
【０１２９】
図２５（ｄ）は、本発明の中間層の断面図を示す。層１００は、１つ以上のＮＩＲ吸収材料又は物質を含み、熱変色性材料又はシステムを任意に含むポリマー層である。層３００は、下記の１つ以上を含むポリマー層である。１）ＮＩＲ吸収材料又は物質、２）熱変色性材料又はシステム、３）ＵＶ吸収剤、及び／又は、４）色抑制剤。層４００は、層１００及び３００中の材料及び物質に対してセパレータ又はバリアとして作用するポリマー層であり、任意にはＮＩＲ光を反射する多層フィルムである。任意には、層１００，３００及び４００は、吸音中間層としてともに作用する。
【０１３０】
図２６（ａ）〜（ｅ）は、太陽又は他の電磁照射源に対して好適な配向に関して本発明の様々な実施形態の概念的断面図（ノンスケール）を示す。図２６（ａ）は、（本発明の）中間層３０を有するガラス又はプラスチックの２枚のシート１０及び１枚の窓ガラスである任意のエッジシール４０から構成された積層体７０を備えた２枚ガラス窓の断面図を示す。第２窓ガラスは、空間２０、大気、アルゴン、クリプトン又はいずれかの低熱伝導ガスで充填されたガス空間を定義するためのスペーサー５０により積層体７０から離間されたガラス又はプラスチックの第３シート１０である。窓は、任意の低放射率コーティング６０をさらに含んでもよい。
【０１３１】
図２６（ｂ）は、本発明の中間層３０を備えたガラス又はプラスチックの２枚のシート１０及び１枚の窓ガラスである任意のエッジシール４０から構成された積層体を含む１枚ガラス窓の断面図を示す。示された実施形態は、太陽とは反対側に任意のハードコート低放射率コーティング８０を含んでもよい。
【０１３２】
図２６（ｃ）は、それらの間に本発明の中間層３０と、任意のエッジシール４０とを備えたガラス又はプラスチックの１枚のシート１０と、柔軟なプラスチックシート又はフィルムの１枚のシート９５とから構成された積層体を含む窓ガラスの断面図である。示された実施形態は、太陽とは反対側に任意のハードコート低放射率コーティング８０を含んでもよい。
【０１３３】
http://efficientwindows.org/shgc.phpによれば、日射熱取得率（ＳＨＧＣ）は、「窓を通して許容され、直接透過及び吸収され、実質的に内側に放出される僅かな入射太陽光照射」として定義される。ＳＨＧＣは０〜１の数値として表現される。日射熱取得率が低ければ低いほど、日射熱の透過が少なくなる。下記の表４は、比較例の積層体及び本発明のいくつかの中間層を含む本発明の積層体におけるＴｖｉｓ、Ｔｓｏｌ及びＳＨＧＣを示す。それぞれの場合において、積層体に用いられるガラスは、いずれかの手段により強化されてもよく、低熱膨張を有してもよく、エッジ処理されてもよい。
【０１３４】
【表４】
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【０１３５】
中間層「ＮＩＲ  ＰＶＢ」は、図２と類似の透過率スペクトルを有する中間層である。「ＮＩＲナノ粒子を含むＴＣ」として設計された中間層は、図１８と類似の透過率スペクトルを有する中間層である。「ＮＩＲ吸収剤の組み合わせを含むＴＣ」として設計された中間層は、図８と類似の透過率スペクトルを有する溶解されたＮＩＲ吸収剤であるテトラブロモニッケレートを含むＰＶＢ層と、ＰＥＴセパレータと、温度上昇に伴ってダークオレンジに遮光する熱変色性層と、ＰＥＴセパレータと、ＮＩＲ吸収ＣＴＢナノ粒子を含み、温度上昇に伴ってダークブルーに遮光する熱変色性層とを備える中間層である。表４における可変透過率窓ガラスの透過率値は、５℃及び６５℃の積層体及び中間層において報告される。
【０１３６】
以下の工程は、これらの窓ガラス形態における光学特性を得るために用いられた。積層体のＵＶ／可視光／ＮＩＲスペクトルデータは、島津製作所製のＵＶ３１０１を用いて記録された。データは、カリフォルニア州ＢｅｒｋｅｌｅｙのＬａｗｒｅｎｃｅ  Ｂｅｒｋｅｌｅｙ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（ＬＢＮＬ）製のＯｐｔｉｃｓ５．１にインポートされた。Ｏｐｔｉｃｓ５．１パッケージは、ＬＢＮＬ製のＴｈｅｒｍ６．３／Ｗｉｎｄｏｗ６．３  ＮＦＲＣ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｍａｎｕａｌ（２０１３年７月）に概説された工程を用いて、中間層のスペクトルデータを抽出し、表４に挙げられた積層体形態のスペクトルデータを算出するために用いられた。これらの積層体のスペクトルデータは、ＬＢＮＬのＷｉｎｄｏｗ６．３．７４にインポートされ、表４に提供された値を算出するために用いられた。
【０１３７】
表４に報告された熱変色性システム及びＮＩＲ吸収材料又は物質の組み合わせを含む１枚積層体ののＳＨＧＣは低く始まり、熱変色性中間層が例えば直射日光の暴露により加熱された際にさらに低くなる。熱変色性中間層の日光感受性は劇的に促進され、ＮＩＲ吸収剤を含まない積層体よりも日光に暴露された際により早く及びより強く遮光される。これらは、動的色合いを示す１枚窓ユニットにおけるＳＨＧＣ値が著しく低い。動的色合いは、直射日光による熱がない時には高いＴｖｉｓ値を示し、積層体が直射日光により加熱された場合に低いＳＨＧＣ値を付与する低いＴｖｉｓ値を示す。
【０１３８】
しばしば、積層ガラスは、シリコーン、ＰＶＢ、ＥＶＡ、ＴＰＵ又はアイオノマー系ポリマーを含む中間層を備えた２枚の非強化ガラスを用いることにより製造される。ＮＩＲ吸収材料、特にＣＴＢ又はＣＷＯナノ粒子を含む中間層は非強化ガラスとともの使用に適していないことが見出されている。ナノ粒子含有中間層を含むこれらの非強化ガラス積層体は、加熱された際に、特に日光暴露により非均一に加熱された際に割れ又は破壊する特性を有している。積層体における非強化ガラスに代替えする熱処理ガラスは、熱強化ガラスを用いて調製された積層体に対する非強化ガラスを用いて調製された積層体の耐久性を比較するために下記の実施例に示されているように、熱誘導される割れ又は破壊に対する顕著な耐性を示す積層体を生ずる。
【０１３９】
Ｃ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ（ニュージャージー州Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ）社製のＩｎｔｅｌｌｉｔｏｒｑｕｅ７１５０コニカル二軸スクリュー押出機を用いて６インチスロットダイを通した押し出しによりＮＩＲ吸収ＰＶＢ中間層を調製した。中間層の組成は下記のようであった。トリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート）２２０部及びＰＶＢ樹脂４５０部中のＣＴＢ０．０６重量％。押し出された中間層は厚さが約４００ミクロンであった。積層体１及び２は非強化ガラスを、積層体３は熱強化ガラスのシートを、３，５００〜７，０００ｐｓｉの表面圧縮応力で含むように、３つの積層体（積層体１，２及び３）を調製した。ガラスの１２インチ四方のシート上に２枚の中間層を並べて配置し、１４０℃の最大加工温度で減圧バッグ積層工程を行うことにより、積層体を調製した。厚さが３ミリメートルの非強化で透明なソーダ石灰ガラスの１２インチ四方の２枚のシートで積層体１及び２を調製し、厚さが３ミリメートルの熱強化で透明なソーダ石灰ガラスの１２インチ四方の２枚のシートで積層体３を調製した。
【０１４０】
厚さ５ミリメートルのソーダ石灰ガラスフィルタを備えた７００Ｗハロゲンランプから５インチに、積層体１，２及び３のそれぞれを配置した。これらの条件化で積層体が割れ又は破壊するのに要する時間を記録した。また、各試験の終了時に積層体の温度を記録した。積層体１においては、６．７分間の暴露後に、積層体中のガラス一枚が割れ、総暴露時間７．０分後に、ガラスの第２シートが割れた。７．００分間の暴露後の試料１の温度は１１５℃であった。積層体２においては、８．６分間の暴露後に、ガラスの両シートが割れた。８．６分間の暴露後の試料２の温度は１２５℃であった。割れ又は破壊が発生することなく、積層体３を８０分間暴露した。８０分間の暴露後の積層体３の温度は１８２℃であった。
【０１４１】
本発明は特定の実施形態に関して示され、記載されているが、明細書を読み、理解することにより、変更が起こるであろうことは当業者にとって明らかにすべきであり、本発明はこのような変更の全てを含む。
【符号の説明】
【０１４２】
１０…ガラス又はプラスチックのシート
２０…ガス空間
３０…本発明の中間層
４０…エッジシール
５０…ガス空間用スペーサー
６０…低放射率コーティング
７０…本発明の積層体
８０…ハードコート低放射率コーティング
９０…反射防止層又は自己洗浄層又はこれらの組み合わせ
９５…柔軟なプラスチックシート又はフィルム
１００…ポリマー層１
２００…ポリマー層２
３００…ポリマー層３
４００…ポリマー層４
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2017516139.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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