変色建材及び変色建材の製造方法
【課題】気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能な変色建材を提供する。
【解決手段】変色建材９は、無機ガラス製の第１透明基板１と、第１透明基板１の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子のゲルからなる変色層３と、変色層３側で第１透明基板１と対面しつつ、変色層３の温度を変更するための流体を流通させる変色室６を形成する第２透明基板２とを備える。また、この変色建材９において、変色室６には流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成されている。
【解決手段】変色建材９は、無機ガラス製の第１透明基板１と、第１透明基板１の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子のゲルからなる変色層３と、変色層３側で第１透明基板１と対面しつつ、変色層３の温度を変更するための流体を流通させる変色室６を形成する第２透明基板２とを備える。また、この変色建材９において、変色室６には流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変色建材及び変色建材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の変色建材が開示されている。従来の変色建材１００は、図４に示すように、２枚の透明基板１０１、１０２が間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠１０４で封止されたものである。少なくとも一方の透明基板１０１には、透明基板１０５と枠１０４とが組み合わされて空間が形成されており、その空間内には温度に応じて透明状態又は不透明状態に変わる感温性高分子の溶液１０３が貯留されている。そして、この変色建材１００は、２枚の透明基板１０５、１０６間に変色室１０６が形成され、変色室１０６は流体を取り入れるインレットポート１０７と流体を吐出するアウトレットポート１０８とに連通されている。
【０００３】
この変色建材１００は、インレットポート１０７から流体としての温水を変色室１０６内に入れることにより、感温性高分子の溶液１０３の温度が一定の変色温度を過ぎ、不透明状態になる。このため、この変色建材１００を例えば浴室等の仕切り壁に用いた場合、プライバシーの確保と開放感とを必要に応じて供与できる。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−３８３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の変色建材１００では、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態を実現しようとする場合、感温性高分子に起因する不具合が問題となる。
【０００６】
すなわち、その一つは、感温性高分子の溶液１０３を変色建材１００に封入する工程において、溶液１０３と透明基板１０１、１０５の表面との間に気泡が混入したり、溶液１０３中に溶存した気体が気圧や温度の変化により透明基板１０１、１０５の表面に気泡となって出現したりすることに基づく不具合である。その場合、その変色建材１００は、透明状態又は不透明状態において、気泡が生じ、良好な変色性能を実現することができない。
【０００７】
他の一つは、透明基板１０１、１０５で挟まれた空間内に貯留された溶液１０３が自重によって下降することに基づく不具合である。その場合、溶液１０３を挟んだ透明基板１０１、１０５の下部の間隔が上部の間隔よりも拡がり、透明基板１０１、１０５で挟持された溶液１０３の厚みが上部と下部とで異なったり、溶液１０３自体が相分離したりし、変色建材１００は、透明状態又は不透明状態において、濃淡差が生じ、やはり良好な変色性能を実現することができないのである。
【０００８】
また、従来の変色建材１００では、別の不具合として、感温性高分子の溶液１０３を貯留する透明基板１０１、１０５と枠１０４とからなる封止部において、経時劣化又は取り扱い時のひずみ若しくは変形等によって、亀裂、穴開き、又は破損等の損傷が仮に生じた場合、溶液１０３が変色建材１００の外部に漏出し、周辺の環境を損なうという不具合もあり得る。この場合、環境保全性が問題となる。
【０００９】
さらに、従来の変色建材１００では、製造コストの低廉化を実現する上で構成部材を削減することが困難であった。具体的には、その変色建材１００では、流動性のある溶液１０３を用いていたため、その溶液１０３を貯留して保持するために、透明基板１０１、１０５と枠１０４とからなる空間が必須となっていた。その結果、従来の変色建材１００では、変色室１０６を形成する構成部材の一つである透明基板１０２と併せて、少なくとも３枚の透明基板１０１、１０５、１０２が必要とされ、構成部材を削減することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能な変色建材を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の変色建材は、無機ガラス製の第１透明基板と、該第１透明基板の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層と、該変色層側で該第１透明基板と対面しつつ、該変色層の温度を変更するための流体を流通させる変色室を形成する第２透明基板とを備え、該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明の変色建材では、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層が無機ガラス製の第１透明基板の表面に化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。このため、感温性高分子からなる変色層と第１透明基板との間に気泡が混入することがない。また、変色層には気体が溶存することがないため、気圧や温度の変化により第１透明基板の表面に気泡が出現することもない。このため、第１発明の変色建材は、感温性高分子の溶液が単に空間内に貯留されている場合と比較して、透明状態又は不透明状態において、気泡のない良好な変色性能を実現することができる。
【００１３】
また、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、変色層が自重によって下降することがない。このため、第１透明基板に化学結合された変色層の厚みが上部と下部とで異なったり、変色層が相分離したりすることがない。このため、この変色建材は、感温性高分子の溶液が単に空間内に貯留されている場合と比較して、透明状態又は不透明状態において、濃淡差のない良好な変色性能を実現することができる。
【００１４】
さらに、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、亀裂、穴開き、又は破損等の損傷が仮に生じた場合でも、変色層が変色建材の外部に漏出して周辺の環境を損なうことがない。このため、環境保全性を有する。
【００１５】
その上、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、感温性高分子を貯留して保持するための空間が不要となっている。このため、従来の変色建材では必須であった感温性高分子の溶液を貯留する空間を構成するための部材の一つである透明基板を削減することが可能となる。
【００１６】
したがって、第１発明の変色建材は、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能である。
【００１７】
第２発明の変色建材は、無機ガラス製の第１透明基板と、該第１透明基板と対面し、流体を流通させるための変色室を該第１透明基板とともに形成する無機ガラス製の第２透明基板と、該第１透明基板の該第２透明基板側の表面及び該第２透明基板の該第１透明基板側の表面に化学結合され、該流体の温度に基づく温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層とを備え、該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第２発明の変色建材では、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層が無機ガラス製の第１透明基板の第２透明基板側の表面及び無機ガラス製の第２透明基板の第１透明基板側の表面に化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。
【００１９】
したがって、第２発明の変色建材は、第１発明の変色建材と同様の理由により、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能である。
【００２０】
その上、第２発明の変色建材は、第１発明の変色建材と違って、変色室が感温性高分子からなる変色層で挟まれた構成となっているので、変色建材のどちら側から見ても同じ外観を呈する不透明状態となる変色性能を実現できる。
【００２１】
第１、２発明の変色建材においては、感温性高分子はポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）を用いたものとし得る。ＰＮＩＰＡＡｍは、第１透明基板又は第１透明基板及び第２透明基板の両方に化学結合されることにより、ゲル状態で固定化される。また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルの変色温度（転移温度）は約３２°Ｃであるため、給湯器等の一般的な温水設備や水道設備等の一般的な冷水設備を用いて、変色建材を透明状態又は不透明状態に変更することが容易に実施できることから、設置コストやランニングコストを低廉化することが可能となる。
【００２２】
また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルは、温度が変色温度より低い場合には、無色透明な状態を呈し、温度が変色温度より高い場合には、白濁して美感のよい白色状態を呈する。このため、第１、２発明の変色建材において、ＰＮＩＰＡＡｍを用いたものとすることにより、変色建材を無色透明状態にしたり、美感のよい白色状態にしたりすることを容易に実現できる。
【００２３】
第１発明の変色建材は、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合することにより、製造され得る。この場合、無機ガラスである第１透明基板の表面において、シランカップリング剤のシラノール基が第１透明基板表面のＯＨ基と酸塩基反応で化学結合するとともに、自己縮合によって高分子化する。一方、シランカップリング剤の官能基であるビニル基、アミノ基又はチオール基は、ＰＮＩＰＡＡｍと化学結合（共重合や架橋等）して強固に結合する。このため、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして得られた第１発明の変色建材は第１発明の作用効果をより確実に奏する。
【００２４】
具体的には、第１発明の変色建材は、第１透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板とする第１工程と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を処理済み第１透明基板の表面に介在させ、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合する第２工程とを備えた製造方法によって製造され得る。
【００２５】
この場合、第１工程において、第１透明基板の表面に塗布されたシランカップリング剤のシラノール基が第１透明基板表面のＯＨ基と酸塩基反応で化学結合するとともに、自己縮合によって高分子化する。その結果、第１透明基板は、表面がビニル基、アミノ基又はチオール基で修飾された処理済み第１透明基板とされる。
【００２６】
次に、第２工程において、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液は、処理済み第１透明基板の表面に介在することによって、処理済み第１透明基板と重合反応する。その際、処理済み第１透明基板の表面を修飾する官能基であるビニル基、アミノ基又はチオール基は、ＰＮＩＰＡＡｍと化学結合（共重合や架橋等）して強固に結合する。その結果、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。モノマー溶液を処理済み第１透明基板の表面に介在する方法としては、処理済み第１透明基板の表面にモノマー溶液を塗布すること等を採用することができる。こうして得られた第１発明の変色建材は第１発明の作用効果をより確実に奏することとなる。
【００２７】
第２発明の変色建材は、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合することにより、製造され得る。この場合、上述した第１発明の変色建材の製造方法との違いは第２透明基板にもＰＮＩＰＡＡｍが化学結合されることだけであるので、第１発明の変色建材の製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして得られた第２発明の変色建材は第２発明の作用効果をより確実に奏する。
【００２８】
具体的には、第２発明の変色建材は、第１透明基板及び第２透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とする第１工程と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を処理済み第１透明基板と処理済み第２透明基板との間に介在させ、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合する第２工程とを備えた製造方法によって製造され得る。
【００２９】
この場合、第１工程において、第１発明の変色建材の具体的な製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板は、表面がビニル基、アミノ基又はチオール基で修飾された処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とされる。
【００３０】
次に、第２工程において、第１発明の変色建材の具体的な製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。モノマー溶液を処理済み第１、２透明基板の表面に介在する方法としては、処理済み第１、２透明基板の表面にモノマー溶液を塗布すること、既に組み付けた処理済み第１、２透明基板間にモノマー溶液を充填すること等を採用することができる。こうして得られた第２発明の変色建材は第２発明の作用効果をより確実に奏することとなる。
【００３１】
シランカップリング剤としては、次の一般式で表されるものを使用することができる（Ｘはハロゲン、Ｒは炭素を主体とするアルキル基である。）。
【００３２】
（１）ビニル基を持つもの
・ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３３】
（２）アミノ基をもつもの
・ＮＨ2−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＮＨ2−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３４】
（３）チオール基をもつもの
・ＨＳ−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＨＳ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３５】
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ｐスチルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリエトキシシラン、γアミノプロピルトリメトキシシラン、γアミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３７】
実施例１の変色建材９では、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明基板１と、第２透明基板２とが間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠４で封止されている。第１透明基板１は無機ガラス製のものである。第２透明基板２は、変色建材９の機能を果たすのに支障がない材料からなるものであれば何でも良く、無機ガラス製のものに限定されない。
【００３８】
第１透明基板１の第２透明基板２側の表面には、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルからなる変色層３が化学結合されている。第１透明基板１の表面とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合させる具体的方法については後述する。
【００３９】
第１透明基板１と第２透明基板２との間の空間は、流体を流通させるための変色室６とされている。ここで、第１透明基板１の第２透明基板２側の表面に変色層３が化学結合されているので、変色室６の第１透明基板１側において、変色室６内を流通する流体が直接変色層３に接触する構成となっているが、変色層３は変色室６を流通する水や気体等の流体に溶け出すことはない。
【００４０】
枠４には、変色室６と連通して、流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成されている。
【００４１】
次に、この変色建材９の製造方法について説明する。まず、以下の第１工程を行う。
【００４２】
（１）図２（ａ）に示すように、第１透明基板１の表面１ａはまだ何も処理されておらず、表面に付着物９９がある状態である。この第１透明基板１の表面１ａが水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液Ｄを用いて洗浄され、付着物９９がすすぎ落とされる。その結果、図２（ｂ）に示すように、第１透明基板１の表面１ａは付着物がなく、ＯＨ基Ａが反応可能な状態となる。
【００４３】
（２）図２（ｂ）に示す第１透明基板１の表面１ａにシランカップリング剤Ｓとしてビニルエトキシシラン（ＣＨ2＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）が塗布される。その結果、図２（ｃ）に示すように、ビニルメトキシシランＳのシラノール基が第１透明基板１の表面１ａのＯＨ基Ａと酸塩基反応で化学結合して化学結合部Ｂが形成されるとともに、自己縮合によって高分子化する。このため、第１透明基板１は、表面１ａがビニル基Ｃで修飾された処理済み第１透明基板１１１とされる。
【００４４】
次に、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１工程で作製された処理済み済み第１透明基板１１１である第１透明基板１と、第２透明基板２とが間隔を空けて対面状態とされ、周囲を枠４で封止されて変色室６が形成される。そして、枠４には、変色室６と連通して、流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成される。その結果、変色層３が第１透明基板１の表面にまだ形成されていない状態の変色建材９が作製される。
【００４５】
この後、以下の第２工程を行う。
【００４６】
（１）変色層３がまだ形成されていない状態の変色建材９において、変色室６内に第１水溶液が充填される。この第１水溶液は、水と、水１Ｌに対して５０ｇの比率となる量のＮ−イソプロピルアクリルアミドＮと、水１Ｌに対して０．１ｇの比率となる量のＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドＭ０．１ｇとが調合されたものである。
【００４７】
（２）第１水溶液１Ｌに対して１ｇの比率となる量のペルオキソニ硫酸アンモニウムＰが第１水溶液に添加され、均一に分散される。こうして第２水溶液とされる。
【００４８】
（３）さらに、第２水溶液１Ｌに対して０．５ｍｌの比率となる量のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンＴが第２水溶液に添加され、均一に分散される。こうしてモノマー溶液とされる。
【００４９】
（４）（３）の状態で約１時間放置すると、その間にＮ−イソプロピルアクリルアミドＮを含むモノマー溶液が処理済み第１透明基板１１１の表面１ａに介在した状態で、重合反応する。その結果、処理済み第１透明基板１１１の表面１ａを修飾するビニル基Ｃと、ＰＮＩＰＡＡｍとが化学結合（共重合や架橋等）する。つまり、第１透明基板１と変色層３とがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして、第１透明基板１の表面１ａに変色層３が約１ｍｍの厚みで形成されることとなる。なお、（１）〜（４）においては、変色室６内に満たされたモノマー溶液中に気泡が残量しないように、注入、添加又は混合時に気泡を発生させないよう注意を払うことが望ましい。
【００５０】
最後に、第２工程において重合反応が終わった後の余剰なモノマー溶液を変色室６内から除去する。この際、浄水を変色室６内に注入し、変色室６内を洗浄し、余剰なモノマー溶液をすすぎ落とす。こうして、第１透明基板１には化学結合した変色層３だけが残ることとなる。なお、変色室６を区画する他方側の第２透明基板２には、シランカップリング剤による処理がなされていないことから、変色層３が形成されない。
【００５１】
その結果、この変色建材９は、図１（ｂ）に示すように、第１透明基板１の第２透明基板２側の表面に変色層３が化学結合された変色建材９として完成することとなる。
【００５２】
こうして製造された変色建材９は、インレットポート７から温水を変色室６内に入れることにより、変色層３の温度が変色温度（約３２°Ｃ）を超える。このため、変色建材９は、ＰＮＩＰＰＡｍが凝集し、美感のよい白色の不透明状態に変わる。逆に、インレットポート７から冷水を変色室６内に入れることにより、変色層３の温度が変色温度（約３２°Ｃ）を下回る。このため、変色建材９は、ＰＮＩＰＰＡｍの凝集が解け、透明状態に変わる。
【００５３】
このため、この変色建材９を例えば浴室等の仕切り壁に用いた場合、プライバシーの確保と開放感とを必要に応じて供与できるのである。
【００５４】
ここで、この変色建材９では、温度変化により変色する変色層３が無機ガラス製の第１透明基板１の表面１ａに化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。このため、変色層３と第１透明基板１の表面１ａとの間に気泡が混入することがない。また、変色層３には気体が溶存することがないため、気圧や温度の変化により第１透明基板１の表面に気泡が出現することもない。このため、この変色建材９は、透明状態又は不透明状態において、気泡のない良好な変色性能を実現することができている。
【００５５】
また、この変色建材９では、第１透明基板１の表面１ａに変色層３が化学結合しているため、変色層３が自重によって落下することがない。このため、第１透明基板１に化学結合された変色層３の厚みが上部と下部とで異なったり、変色層３自体が相分離したりすることがない。このため、この変色建材９は、透明状態又は不透明状態において、濃淡差のない良好な変色性能を実現することができている。
【００５６】
さらに、この変色建材９では、変色層３が第１透明基板１の表面１ａに化学結合されているため、枠４等に損傷が仮に生じた場合でも、変色層３が変色建材９の外部に漏出して周辺の環境を損なうことがない。このため、環境保全性を有している。
【００５７】
その上、この変色建材９では、変色層３が第１透明基板１の表面に化学結合されているため、ＰＮＩＰＰＡｍを貯留して保持するための空間が不要となっている。このため、従来の変色建材１００では必須であった空間を構成するための部材の一つである透明基板（図４の１０５）を削減することが可能となっている。
【００５８】
したがって、この変色建材９は、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、ＰＮＩＰＰＡｍのゲルが外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能となっているのである。
【００５９】
また、この変色建材９においては、感温性高分子がＰＮＩＰＡＡｍであるため、給湯器等の一般的な温水設備や水道設備等の一般的な冷水設備を用いて、透明状態又は不透明状態に変更することが容易に実施できる。このため、設置コストやランニングコストを低廉化することが可能となっている。
【００６０】
また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルは、温度に応じて無色透明な状態と美感のよい白色状態とを呈するため、この変色建材９は、無色透明状態にしたり、美感のよい白色状態にしたりすることを容易に実現できている。
【００６１】
なお、実施例１では、第１工程と第２工程の間において、変色建材９を先に組み立てているが、この手順に制約されるものではない。例えば、第１透明基板１単独で第１工程及び第２工程を実施した後、変色建材９を組み立てる手順としてもかまわない。
【００６２】
また、この変色建材９によって実現できている気泡のない良好な変色性能を十分に機能させるためには、変色室６に取り入れる水に気泡が混入して変色室６に気泡が残留することがないよう、変色室６への水の取り入れ方法を適正に実施することが望ましい。
【実施例２】
【００６３】
実施例２の変色建材９１では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明基板１１と、第２透明基板２１とが間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠４１で封止されている。第１透明基板１１及び第２透明基板２１は無機ガラス製である。
【００６４】
第１透明基板１１の第２透明基板２側の表面には、ＰＮＩＰＰＡｍのゲルからなる変色層３１ａが化学結合されている。また、第２透明基板２１の第１透明基板１１側の表面にもＰＮＩＰＰＡｍのゲルからなる変色層３１ｂが化学結合されている。変色室６１、インレットポート７１、アウトレットポート８１等の上記以外の構成については、実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
次に、この変色建材９１の製造方法について説明する。実施例１で説明した製造方法との違いは、第２透明基板２１についても第１透明基板１１と同様の処理を実施し、第２透明基板２１とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合させることである。そのため、第１透明基板１１と変色層３１ａとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合するとともに、第２透明基板２１と変色層３１ｂとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして、第１透明基板１１及び第２透明基板２１のそれぞれの表面に変色層３１ａ、３１ｂが約１ｍｍの厚みで形成されることとなる。
【００６６】
こうして製造された変色建材９１は、実施例１に対して、第２透明基板２１にも感温性高分子が化学結合されている点が違っているだけなので、当然に実施例１と同様の作用効果を奏することができる。その上、変色建材９１は、変色室６１が変色層３１ａ、３１ｂで挟まれた構成となっているので、どちら側から見ても同じ外観を呈する不透明状態となる変色性能を実現できているのである。
【００６７】
なお、実施例１、２の変色建材１、９１は、面域の全面が透明状態又は不透明状態に変わることが必須ではない。例えば、変色室９、６１を部分的に又はパターン状に配置することによって、変色建材９、９１の一部が透明と不透明状態とに切り替わるようにすることができる他、模様や文字が浮かび上がるようにすることも可能である。
【００６８】
また、実施例１、２の変色建材１、９１はＰＮＩＰＡＡｍを用いたものであるが、温度に応じて透明状態又は不透明状態に変わる感温性の変色材料であって、無機ガラス表面に化学結合させることができるものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。
【００６９】
さらに、本発明においては、実施例１、２の変色建材９、９１によって示された単なる平板形状だけでなく、曲面や立体形状等様々な形状を取り得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は変色建材、例えば浴室等の仕切り壁に用いられる変色建材に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図２】実施例１の変色建材に係り、（ａ）〜（ｄ）はその製造工程の一工程を示す構造図である。
【図３】実施例２の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である
【図４】従来の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１１…第１透明基板
２、２１…第２透明基板
３、３１ａ、３１ｂ…変色層
６、６１…変色室
７、７１…インレットポート
８、８１…アウトレットポート
９、９１…変色建材
【技術分野】
【０００１】
本発明は変色建材及び変色建材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の変色建材が開示されている。従来の変色建材１００は、図４に示すように、２枚の透明基板１０１、１０２が間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠１０４で封止されたものである。少なくとも一方の透明基板１０１には、透明基板１０５と枠１０４とが組み合わされて空間が形成されており、その空間内には温度に応じて透明状態又は不透明状態に変わる感温性高分子の溶液１０３が貯留されている。そして、この変色建材１００は、２枚の透明基板１０５、１０６間に変色室１０６が形成され、変色室１０６は流体を取り入れるインレットポート１０７と流体を吐出するアウトレットポート１０８とに連通されている。
【０００３】
この変色建材１００は、インレットポート１０７から流体としての温水を変色室１０６内に入れることにより、感温性高分子の溶液１０３の温度が一定の変色温度を過ぎ、不透明状態になる。このため、この変色建材１００を例えば浴室等の仕切り壁に用いた場合、プライバシーの確保と開放感とを必要に応じて供与できる。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−３８３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の変色建材１００では、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態を実現しようとする場合、感温性高分子に起因する不具合が問題となる。
【０００６】
すなわち、その一つは、感温性高分子の溶液１０３を変色建材１００に封入する工程において、溶液１０３と透明基板１０１、１０５の表面との間に気泡が混入したり、溶液１０３中に溶存した気体が気圧や温度の変化により透明基板１０１、１０５の表面に気泡となって出現したりすることに基づく不具合である。その場合、その変色建材１００は、透明状態又は不透明状態において、気泡が生じ、良好な変色性能を実現することができない。
【０００７】
他の一つは、透明基板１０１、１０５で挟まれた空間内に貯留された溶液１０３が自重によって下降することに基づく不具合である。その場合、溶液１０３を挟んだ透明基板１０１、１０５の下部の間隔が上部の間隔よりも拡がり、透明基板１０１、１０５で挟持された溶液１０３の厚みが上部と下部とで異なったり、溶液１０３自体が相分離したりし、変色建材１００は、透明状態又は不透明状態において、濃淡差が生じ、やはり良好な変色性能を実現することができないのである。
【０００８】
また、従来の変色建材１００では、別の不具合として、感温性高分子の溶液１０３を貯留する透明基板１０１、１０５と枠１０４とからなる封止部において、経時劣化又は取り扱い時のひずみ若しくは変形等によって、亀裂、穴開き、又は破損等の損傷が仮に生じた場合、溶液１０３が変色建材１００の外部に漏出し、周辺の環境を損なうという不具合もあり得る。この場合、環境保全性が問題となる。
【０００９】
さらに、従来の変色建材１００では、製造コストの低廉化を実現する上で構成部材を削減することが困難であった。具体的には、その変色建材１００では、流動性のある溶液１０３を用いていたため、その溶液１０３を貯留して保持するために、透明基板１０１、１０５と枠１０４とからなる空間が必須となっていた。その結果、従来の変色建材１００では、変色室１０６を形成する構成部材の一つである透明基板１０２と併せて、少なくとも３枚の透明基板１０１、１０５、１０２が必要とされ、構成部材を削減することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能な変色建材を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の変色建材は、無機ガラス製の第１透明基板と、該第１透明基板の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層と、該変色層側で該第１透明基板と対面しつつ、該変色層の温度を変更するための流体を流通させる変色室を形成する第２透明基板とを備え、該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明の変色建材では、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層が無機ガラス製の第１透明基板の表面に化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。このため、感温性高分子からなる変色層と第１透明基板との間に気泡が混入することがない。また、変色層には気体が溶存することがないため、気圧や温度の変化により第１透明基板の表面に気泡が出現することもない。このため、第１発明の変色建材は、感温性高分子の溶液が単に空間内に貯留されている場合と比較して、透明状態又は不透明状態において、気泡のない良好な変色性能を実現することができる。
【００１３】
また、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、変色層が自重によって下降することがない。このため、第１透明基板に化学結合された変色層の厚みが上部と下部とで異なったり、変色層が相分離したりすることがない。このため、この変色建材は、感温性高分子の溶液が単に空間内に貯留されている場合と比較して、透明状態又は不透明状態において、濃淡差のない良好な変色性能を実現することができる。
【００１４】
さらに、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、亀裂、穴開き、又は破損等の損傷が仮に生じた場合でも、変色層が変色建材の外部に漏出して周辺の環境を損なうことがない。このため、環境保全性を有する。
【００１５】
その上、第１発明の変色建材では、感温性高分子からなる変色層が第１透明基板の表面に化学結合されているため、感温性高分子を貯留して保持するための空間が不要となっている。このため、従来の変色建材では必須であった感温性高分子の溶液を貯留する空間を構成するための部材の一つである透明基板を削減することが可能となる。
【００１６】
したがって、第１発明の変色建材は、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能である。
【００１７】
第２発明の変色建材は、無機ガラス製の第１透明基板と、該第１透明基板と対面し、流体を流通させるための変色室を該第１透明基板とともに形成する無機ガラス製の第２透明基板と、該第１透明基板の該第２透明基板側の表面及び該第２透明基板の該第１透明基板側の表面に化学結合され、該流体の温度に基づく温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層とを備え、該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第２発明の変色建材では、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層が無機ガラス製の第１透明基板の第２透明基板側の表面及び無機ガラス製の第２透明基板の第１透明基板側の表面に化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。
【００１９】
したがって、第２発明の変色建材は、第１発明の変色建材と同様の理由により、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、感温性高分子が外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能である。
【００２０】
その上、第２発明の変色建材は、第１発明の変色建材と違って、変色室が感温性高分子からなる変色層で挟まれた構成となっているので、変色建材のどちら側から見ても同じ外観を呈する不透明状態となる変色性能を実現できる。
【００２１】
第１、２発明の変色建材においては、感温性高分子はポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）を用いたものとし得る。ＰＮＩＰＡＡｍは、第１透明基板又は第１透明基板及び第２透明基板の両方に化学結合されることにより、ゲル状態で固定化される。また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルの変色温度（転移温度）は約３２°Ｃであるため、給湯器等の一般的な温水設備や水道設備等の一般的な冷水設備を用いて、変色建材を透明状態又は不透明状態に変更することが容易に実施できることから、設置コストやランニングコストを低廉化することが可能となる。
【００２２】
また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルは、温度が変色温度より低い場合には、無色透明な状態を呈し、温度が変色温度より高い場合には、白濁して美感のよい白色状態を呈する。このため、第１、２発明の変色建材において、ＰＮＩＰＡＡｍを用いたものとすることにより、変色建材を無色透明状態にしたり、美感のよい白色状態にしたりすることを容易に実現できる。
【００２３】
第１発明の変色建材は、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合することにより、製造され得る。この場合、無機ガラスである第１透明基板の表面において、シランカップリング剤のシラノール基が第１透明基板表面のＯＨ基と酸塩基反応で化学結合するとともに、自己縮合によって高分子化する。一方、シランカップリング剤の官能基であるビニル基、アミノ基又はチオール基は、ＰＮＩＰＡＡｍと化学結合（共重合や架橋等）して強固に結合する。このため、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして得られた第１発明の変色建材は第１発明の作用効果をより確実に奏する。
【００２４】
具体的には、第１発明の変色建材は、第１透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板とする第１工程と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を処理済み第１透明基板の表面に介在させ、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合する第２工程とを備えた製造方法によって製造され得る。
【００２５】
この場合、第１工程において、第１透明基板の表面に塗布されたシランカップリング剤のシラノール基が第１透明基板表面のＯＨ基と酸塩基反応で化学結合するとともに、自己縮合によって高分子化する。その結果、第１透明基板は、表面がビニル基、アミノ基又はチオール基で修飾された処理済み第１透明基板とされる。
【００２６】
次に、第２工程において、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液は、処理済み第１透明基板の表面に介在することによって、処理済み第１透明基板と重合反応する。その際、処理済み第１透明基板の表面を修飾する官能基であるビニル基、アミノ基又はチオール基は、ＰＮＩＰＡＡｍと化学結合（共重合や架橋等）して強固に結合する。その結果、第１透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。モノマー溶液を処理済み第１透明基板の表面に介在する方法としては、処理済み第１透明基板の表面にモノマー溶液を塗布すること等を採用することができる。こうして得られた第１発明の変色建材は第１発明の作用効果をより確実に奏することとなる。
【００２７】
第２発明の変色建材は、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合することにより、製造され得る。この場合、上述した第１発明の変色建材の製造方法との違いは第２透明基板にもＰＮＩＰＡＡｍが化学結合されることだけであるので、第１発明の変色建材の製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして得られた第２発明の変色建材は第２発明の作用効果をより確実に奏する。
【００２８】
具体的には、第２発明の変色建材は、第１透明基板及び第２透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とする第１工程と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を処理済み第１透明基板と処理済み第２透明基板との間に介在させ、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合する第２工程とを備えた製造方法によって製造され得る。
【００２９】
この場合、第１工程において、第１発明の変色建材の具体的な製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板は、表面がビニル基、アミノ基又はチオール基で修飾された処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とされる。
【００３０】
次に、第２工程において、第１発明の変色建材の具体的な製造方法と同様の理由により、第１透明基板及び第２透明基板とＰＮＩＰＡＡｍとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。モノマー溶液を処理済み第１、２透明基板の表面に介在する方法としては、処理済み第１、２透明基板の表面にモノマー溶液を塗布すること、既に組み付けた処理済み第１、２透明基板間にモノマー溶液を充填すること等を採用することができる。こうして得られた第２発明の変色建材は第２発明の作用効果をより確実に奏することとなる。
【００３１】
シランカップリング剤としては、次の一般式で表されるものを使用することができる（Ｘはハロゲン、Ｒは炭素を主体とするアルキル基である。）。
【００３２】
（１）ビニル基を持つもの
・ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３３】
（２）アミノ基をもつもの
・ＮＨ2−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＮＨ2−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３４】
（３）チオール基をもつもの
・ＨＳ−Ｒ−Ｓｉ−ＯＣnＨ2n+1（１≦ｎ≦５）
・ＨＳ−Ｒ−Ｓｉ−Ｘ
【００３５】
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ｐスチルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリエトキシシラン、γアミノプロピルトリメトキシシラン、γアミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３７】
実施例１の変色建材９では、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明基板１と、第２透明基板２とが間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠４で封止されている。第１透明基板１は無機ガラス製のものである。第２透明基板２は、変色建材９の機能を果たすのに支障がない材料からなるものであれば何でも良く、無機ガラス製のものに限定されない。
【００３８】
第１透明基板１の第２透明基板２側の表面には、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルからなる変色層３が化学結合されている。第１透明基板１の表面とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合させる具体的方法については後述する。
【００３９】
第１透明基板１と第２透明基板２との間の空間は、流体を流通させるための変色室６とされている。ここで、第１透明基板１の第２透明基板２側の表面に変色層３が化学結合されているので、変色室６の第１透明基板１側において、変色室６内を流通する流体が直接変色層３に接触する構成となっているが、変色層３は変色室６を流通する水や気体等の流体に溶け出すことはない。
【００４０】
枠４には、変色室６と連通して、流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成されている。
【００４１】
次に、この変色建材９の製造方法について説明する。まず、以下の第１工程を行う。
【００４２】
（１）図２（ａ）に示すように、第１透明基板１の表面１ａはまだ何も処理されておらず、表面に付着物９９がある状態である。この第１透明基板１の表面１ａが水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液Ｄを用いて洗浄され、付着物９９がすすぎ落とされる。その結果、図２（ｂ）に示すように、第１透明基板１の表面１ａは付着物がなく、ＯＨ基Ａが反応可能な状態となる。
【００４３】
（２）図２（ｂ）に示す第１透明基板１の表面１ａにシランカップリング剤Ｓとしてビニルエトキシシラン（ＣＨ2＝ＣＨ−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）が塗布される。その結果、図２（ｃ）に示すように、ビニルメトキシシランＳのシラノール基が第１透明基板１の表面１ａのＯＨ基Ａと酸塩基反応で化学結合して化学結合部Ｂが形成されるとともに、自己縮合によって高分子化する。このため、第１透明基板１は、表面１ａがビニル基Ｃで修飾された処理済み第１透明基板１１１とされる。
【００４４】
次に、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１工程で作製された処理済み済み第１透明基板１１１である第１透明基板１と、第２透明基板２とが間隔を空けて対面状態とされ、周囲を枠４で封止されて変色室６が形成される。そして、枠４には、変色室６と連通して、流体を取り入れるインレットポート７及び流体を吐出するアウトレットポート８が形成される。その結果、変色層３が第１透明基板１の表面にまだ形成されていない状態の変色建材９が作製される。
【００４５】
この後、以下の第２工程を行う。
【００４６】
（１）変色層３がまだ形成されていない状態の変色建材９において、変色室６内に第１水溶液が充填される。この第１水溶液は、水と、水１Ｌに対して５０ｇの比率となる量のＮ−イソプロピルアクリルアミドＮと、水１Ｌに対して０．１ｇの比率となる量のＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドＭ０．１ｇとが調合されたものである。
【００４７】
（２）第１水溶液１Ｌに対して１ｇの比率となる量のペルオキソニ硫酸アンモニウムＰが第１水溶液に添加され、均一に分散される。こうして第２水溶液とされる。
【００４８】
（３）さらに、第２水溶液１Ｌに対して０．５ｍｌの比率となる量のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンＴが第２水溶液に添加され、均一に分散される。こうしてモノマー溶液とされる。
【００４９】
（４）（３）の状態で約１時間放置すると、その間にＮ−イソプロピルアクリルアミドＮを含むモノマー溶液が処理済み第１透明基板１１１の表面１ａに介在した状態で、重合反応する。その結果、処理済み第１透明基板１１１の表面１ａを修飾するビニル基Ｃと、ＰＮＩＰＡＡｍとが化学結合（共重合や架橋等）する。つまり、第１透明基板１と変色層３とがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして、第１透明基板１の表面１ａに変色層３が約１ｍｍの厚みで形成されることとなる。なお、（１）〜（４）においては、変色室６内に満たされたモノマー溶液中に気泡が残量しないように、注入、添加又は混合時に気泡を発生させないよう注意を払うことが望ましい。
【００５０】
最後に、第２工程において重合反応が終わった後の余剰なモノマー溶液を変色室６内から除去する。この際、浄水を変色室６内に注入し、変色室６内を洗浄し、余剰なモノマー溶液をすすぎ落とす。こうして、第１透明基板１には化学結合した変色層３だけが残ることとなる。なお、変色室６を区画する他方側の第２透明基板２には、シランカップリング剤による処理がなされていないことから、変色層３が形成されない。
【００５１】
その結果、この変色建材９は、図１（ｂ）に示すように、第１透明基板１の第２透明基板２側の表面に変色層３が化学結合された変色建材９として完成することとなる。
【００５２】
こうして製造された変色建材９は、インレットポート７から温水を変色室６内に入れることにより、変色層３の温度が変色温度（約３２°Ｃ）を超える。このため、変色建材９は、ＰＮＩＰＰＡｍが凝集し、美感のよい白色の不透明状態に変わる。逆に、インレットポート７から冷水を変色室６内に入れることにより、変色層３の温度が変色温度（約３２°Ｃ）を下回る。このため、変色建材９は、ＰＮＩＰＰＡｍの凝集が解け、透明状態に変わる。
【００５３】
このため、この変色建材９を例えば浴室等の仕切り壁に用いた場合、プライバシーの確保と開放感とを必要に応じて供与できるのである。
【００５４】
ここで、この変色建材９では、温度変化により変色する変色層３が無機ガラス製の第１透明基板１の表面１ａに化学結合されている。この化学結合は共重合や架橋等の微視的レベルのものである。このため、変色層３と第１透明基板１の表面１ａとの間に気泡が混入することがない。また、変色層３には気体が溶存することがないため、気圧や温度の変化により第１透明基板１の表面に気泡が出現することもない。このため、この変色建材９は、透明状態又は不透明状態において、気泡のない良好な変色性能を実現することができている。
【００５５】
また、この変色建材９では、第１透明基板１の表面１ａに変色層３が化学結合しているため、変色層３が自重によって落下することがない。このため、第１透明基板１に化学結合された変色層３の厚みが上部と下部とで異なったり、変色層３自体が相分離したりすることがない。このため、この変色建材９は、透明状態又は不透明状態において、濃淡差のない良好な変色性能を実現することができている。
【００５６】
さらに、この変色建材９では、変色層３が第１透明基板１の表面１ａに化学結合されているため、枠４等に損傷が仮に生じた場合でも、変色層３が変色建材９の外部に漏出して周辺の環境を損なうことがない。このため、環境保全性を有している。
【００５７】
その上、この変色建材９では、変色層３が第１透明基板１の表面に化学結合されているため、ＰＮＩＰＰＡｍを貯留して保持するための空間が不要となっている。このため、従来の変色建材１００では必須であった空間を構成するための部材の一つである透明基板（図４の１０５）を削減することが可能となっている。
【００５８】
したがって、この変色建材９は、気泡や濃淡差の欠点の無い均一な透明状態又は不透明状態に基づく良好な変色性能を実現でき、ＰＮＩＰＰＡｍのゲルが外部に漏出しないことによる環境保全性を有し、かつ製造コストを低廉可能となっているのである。
【００５９】
また、この変色建材９においては、感温性高分子がＰＮＩＰＡＡｍであるため、給湯器等の一般的な温水設備や水道設備等の一般的な冷水設備を用いて、透明状態又は不透明状態に変更することが容易に実施できる。このため、設置コストやランニングコストを低廉化することが可能となっている。
【００６０】
また、ＰＮＩＰＡＡｍのゲルは、温度に応じて無色透明な状態と美感のよい白色状態とを呈するため、この変色建材９は、無色透明状態にしたり、美感のよい白色状態にしたりすることを容易に実現できている。
【００６１】
なお、実施例１では、第１工程と第２工程の間において、変色建材９を先に組み立てているが、この手順に制約されるものではない。例えば、第１透明基板１単独で第１工程及び第２工程を実施した後、変色建材９を組み立てる手順としてもかまわない。
【００６２】
また、この変色建材９によって実現できている気泡のない良好な変色性能を十分に機能させるためには、変色室６に取り入れる水に気泡が混入して変色室６に気泡が残留することがないよう、変色室６への水の取り入れ方法を適正に実施することが望ましい。
【実施例２】
【００６３】
実施例２の変色建材９１では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明基板１１と、第２透明基板２１とが間隔を空けて対面状態とされ、かつ周囲を枠４１で封止されている。第１透明基板１１及び第２透明基板２１は無機ガラス製である。
【００６４】
第１透明基板１１の第２透明基板２側の表面には、ＰＮＩＰＰＡｍのゲルからなる変色層３１ａが化学結合されている。また、第２透明基板２１の第１透明基板１１側の表面にもＰＮＩＰＰＡｍのゲルからなる変色層３１ｂが化学結合されている。変色室６１、インレットポート７１、アウトレットポート８１等の上記以外の構成については、実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
次に、この変色建材９１の製造方法について説明する。実施例１で説明した製造方法との違いは、第２透明基板２１についても第１透明基板１１と同様の処理を実施し、第２透明基板２１とＰＮＩＰＡＡｍとを化学結合させることである。そのため、第１透明基板１１と変色層３１ａとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合するとともに、第２透明基板２１と変色層３１ｂとがシランカップリング剤を介して強固に化学結合することとなる。こうして、第１透明基板１１及び第２透明基板２１のそれぞれの表面に変色層３１ａ、３１ｂが約１ｍｍの厚みで形成されることとなる。
【００６６】
こうして製造された変色建材９１は、実施例１に対して、第２透明基板２１にも感温性高分子が化学結合されている点が違っているだけなので、当然に実施例１と同様の作用効果を奏することができる。その上、変色建材９１は、変色室６１が変色層３１ａ、３１ｂで挟まれた構成となっているので、どちら側から見ても同じ外観を呈する不透明状態となる変色性能を実現できているのである。
【００６７】
なお、実施例１、２の変色建材１、９１は、面域の全面が透明状態又は不透明状態に変わることが必須ではない。例えば、変色室９、６１を部分的に又はパターン状に配置することによって、変色建材９、９１の一部が透明と不透明状態とに切り替わるようにすることができる他、模様や文字が浮かび上がるようにすることも可能である。
【００６８】
また、実施例１、２の変色建材１、９１はＰＮＩＰＡＡｍを用いたものであるが、温度に応じて透明状態又は不透明状態に変わる感温性の変色材料であって、無機ガラス表面に化学結合させることができるものであれば、どのようなものを用いてもかまわない。
【００６９】
さらに、本発明においては、実施例１、２の変色建材９、９１によって示された単なる平板形状だけでなく、曲面や立体形状等様々な形状を取り得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は変色建材、例えば浴室等の仕切り壁に用いられる変色建材に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図２】実施例１の変色建材に係り、（ａ）〜（ｄ）はその製造工程の一工程を示す構造図である。
【図３】実施例２の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である
【図４】従来の変色建材に係り、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１１…第１透明基板
２、２１…第２透明基板
３、３１ａ、３１ｂ…変色層
６、６１…変色室
７、７１…インレットポート
８、８１…アウトレットポート
９、９１…変色建材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機ガラス製の第１透明基板と、
該第１透明基板の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層と、
該変色層側で該第１透明基板と対面しつつ、該変色層の温度を変更するための流体を流通させる変色室を形成する第２透明基板とを備え、
該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする変色建材。
【請求項２】
無機ガラス製の第１透明基板と、
該第１透明基板と対面し、流体を流通させるための変色室を該第１透明基板とともに形成する無機ガラス製の第２透明基板と、
該第１透明基板の該第２透明基板側の表面及び該第２透明基板の該第１透明基板側の表面に化学結合され、該流体の温度に基づく温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層とを備え、
該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする変色建材。
【請求項３】
前記感温性高分子はポリＮ−イソプロピルアクリルアミドであることを特徴とする請求項１又は２記載の変色建材。
【請求項４】
前記第１透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合し、請求項１記載の変色建材を製造することを特徴とする変色建材の製造方法。
【請求項５】
前記第１透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板とする第１工程と、
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を該処理済み第１透明基板の表面に介在させ、該第１透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとを化学結合する第２工程とを備えていることを特徴とする請求項４記載の変色建材の製造方法。
【請求項６】
前記第１透明基板及び前記第２透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合し、請求項２記載の変色建材を製造することを特徴とする変色建材の製造方法。
【請求項７】
前記第１透明基板及び前記第２透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とする第１工程と、
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を該処理済み第１透明基板と該処理済み第２透明基板との間に介在させ、該第１透明基板及び該第２透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとを化学結合する第２工程とを備えていることを特徴とする請求項６記載の変色建材の製造方法。
【請求項１】
無機ガラス製の第１透明基板と、
該第１透明基板の表面に化学結合され、温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層と、
該変色層側で該第１透明基板と対面しつつ、該変色層の温度を変更するための流体を流通させる変色室を形成する第２透明基板とを備え、
該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする変色建材。
【請求項２】
無機ガラス製の第１透明基板と、
該第１透明基板と対面し、流体を流通させるための変色室を該第１透明基板とともに形成する無機ガラス製の第２透明基板と、
該第１透明基板の該第２透明基板側の表面及び該第２透明基板の該第１透明基板側の表面に化学結合され、該流体の温度に基づく温度変化により変色する感温性高分子からなる変色層とを備え、
該変色室には該流体を取り入れるインレットポート及び該流体を吐出するアウトレットポートが形成されていることを特徴とする変色建材。
【請求項３】
前記感温性高分子はポリＮ−イソプロピルアクリルアミドであることを特徴とする請求項１又は２記載の変色建材。
【請求項４】
前記第１透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合し、請求項１記載の変色建材を製造することを特徴とする変色建材の製造方法。
【請求項５】
前記第１透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板とする第１工程と、
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を該処理済み第１透明基板の表面に介在させ、該第１透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとを化学結合する第２工程とを備えていることを特徴とする請求項４記載の変色建材の製造方法。
【請求項６】
前記第１透明基板及び前記第２透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとをビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤を介して化学結合し、請求項２記載の変色建材を製造することを特徴とする変色建材の製造方法。
【請求項７】
前記第１透明基板及び前記第２透明基板の表面をビニル基、アミノ基又はチオール基をもつシランカップリング剤によって表面処理し、処理済み第１透明基板及び処理済み第２透明基板とする第１工程と、
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを含むモノマー溶液を該処理済み第１透明基板と該処理済み第２透明基板との間に介在させ、該第１透明基板及び該第２透明基板とポリＮ−イソプロピルアクリルアミドとを化学結合する第２工程とを備えていることを特徴とする請求項６記載の変色建材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−５７２９３（Ｐ２００６−５７２９３Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３８８６２（Ｐ２００４−２３８８６２）
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【Ｆターム（参考）】
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