JP2011189751A - Spd光弁のための薄膜をラミネートする方法および該ラミネートされた薄膜を組込んだspd光弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、懸濁粒子装置(SPD)フィルムをラミネートするための方法であって:懸濁粒子装置フィルムを形成することと;該懸濁粒子装置フィルムを、ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを形成するためのラミネートされていない成分のスタック内に配置することであって、前記スタックは、前記懸濁粒子装置フィルムの外表面に接触する少なくとも一つのホットメルト接着剤シートまたはフィルムを具備することと;前記ラミネートされていないスタックを、少なくとも部分的な真空にかけることと;真空下にある前記ラミネートされていない成分のスタックを、該スタックの少なくとも部分的な脱ガス化を可能にするように選択された時間および温度で、予備加熱することと;前記ラミネートされていないスタックからラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを製造するために十分な温度および十分な時間で、前記スタックに対して十分な正味の圧力を印加することとを含んでなる方法に向けられている。
【選択図】なし
Description
本願は、2004年4月13日に提出された仮出願第60/562,329号の優先権の利益を主張するものであり、該出願の内容を特に本明細書の一部として援用する。
本発明は、SPD光弁のような懸濁粒子装置(SPD)に使用するためのラミネートフィルム、及び斯かるSPD膜を製造するための方法に向けられている。特に、本発明はSPD膜をラミネートする方法であって、硬化するときに膜が架橋される方法、および該方法により製造されたラミネートフィルムに関する。
SPD光弁は、光の変調のために70年以上に亘って知られている。その間、このような光弁は、例えば英数字ディスプレーおよびテレビディスプレー;電灯、カメラ、光ファイバーおよびディスプレーのためのフィルター;窓、サンルーフ、サンバイザー、眼鏡、ゴーグル、鏡等について、これらを通過し、またはこれから反射する光量を制御することを含む多くの用途のために提案されてきた。窓の例には、限定されるものではないが、商業的建築物、温室および住宅のための建築窓;自動車、ボート、列車、飛行機および宇宙船のための窓;覗き孔を含むドア用の窓;オーブンおよび冷蔵庫(その区画を含む)のような機器のための窓が含まれる。ここに記載するタイプの光弁は、懸濁粒子装置またはSPDとしても知られている。
本発明は、懸濁粒子装置(SPD)フィルムをラミネートするための方法を提供する。この方法は、懸濁粒子装置フィルムを形成することと;該懸濁粒子装置フィルムを、ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを形成するためのラミネートされていない成分のスタック内に配置することであって、前記スタックは、前記懸濁粒子装置フィルムの外表面に接触する少なくとも一つのホットメルト接着剤シートまたはフィルムを含んでなることと;前記ラミネートされていないスタックを、少なくとも部分的な真空にかけることと;真空下にある前記ラミネートされていない成分のスタックを、該スタックの少なくとも部分的な脱ガス化を可能にするように選択された時間および温度で、予備加熱することと;前記ラミネートされていないスタックからラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを製造するために十分な温度および十分な時間で、前記スタックに対して十分な正味の圧力を印加することとを含んでなるものである。
プラスチック層を他のプラスチック層とラミネートするためにも有用な、ガラスおよびプラスチックの層をラミネートするための装置は当業者の間で周知であり、Crockett, D., “USG Machinery-Autoclaves for Glass Lamination”, U.S. Glass Magazine, October 1998(クロケット論文)の中で一般的に説明されている。SPD装置において使用するために、プラスチックにプラスチックをラミネートし、またはガラスにプラスチックをラミネートする方法は、中でも、圧力および熱の制御された組合せを含む多くの周知の工程を必要とする。最終的なラミネートが商業的に許容可能であるためには、ラミネーション方法が不完全なときに生じる可能性のある多くの問題を回避することが必要である。
1.(a) ここで1(a)および(b)に説明するように、そのマトリックスおよび液体懸濁液の両方について1.4720(±0.05)の屈折率(R1)を有するSPDフィルムは、SPDエマルジョンの開放面を硬化させること、即ち、第一のプラスチック(PET)基板に接合され且つこれを覆う非常に薄いITO透明導電性コーティング上に、約2ミルの厚さのコーティングとして広げられた未硬化の液体SPDエマルジョンを、紫外線に露出させることによって調製された。好ましくは不活性雰囲気(例えば窒素またはアルゴン)中での紫外線照射への露出は、その中のポリマー鎖を架橋させることによって、該SPDエマルジョンを硬化させた。この硬化されたSPDエマルジョンは、硬化したエマルジョンの大部分をなす固化された硬化マトリックス(その中には無数の極めて小さい(未架橋の)液体懸濁液の液滴が分布されている)を構成する。
(b) 次いで、第二のITOコートされたPET基板を、前記第一の基板を用いて、第二の基板のITOコーティングが前記第一のITOコートされたPET基板上の硬化されたエマルジョンに接触するようにサンドイッチした。前記硬化されたSPDエマルジョンは、PET(または別の)基板の間にサンドイッチされたときに、ここで「SPDフィルム」と称するものを構成する。しかし、このようなSPDフィルムの他の関連の実施形態もまた、本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。例えば、第二のPET基板には、サンドイッチされる前に、もう一つの硬化されたSPDエマルジョン層をその上に設けてもよい。また、前記ITOコーティングは、ITOまたはその基板とエマルジョンとの間の可能な化学反応を防止しまたは最小化するために、その上に誘電体オーバーコーティング(限定するものではないが、例えばMgF2またはSiO)を有していてもよい。
Claims (52)
- 懸濁粒子装置(SPD)フィルムをラミネートするための方法であって:
(a)その中に分布した液体光弁懸濁液の複数の未架橋液滴を有する硬化されたSPDエマルジョンを含む懸濁粒子装置フィルムを形成することと;
(b)該懸濁粒子装置フィルムを、ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを形成するためのラミネートされていない成分のスタック内に配置することであって、前記スタックは、前記懸濁粒子装置フィルムの外表面に接触する少なくとも一つのホットメルト接着剤シートまたはフィルムを具備することと;
(c)前記ラミネートされていないスタックを、少なくとも部分的な真空にかけることと;
(d)真空下にある前記ラミネートされていない成分のスタックを、該スタックの少なくとも部分的な脱ガス化を可能にするように選択された時間および温度で、予備加熱することと;
(e)前記ラミネートされていないスタックからラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを製造するために十分な温度および十分な時間で、前記スタックに対して十分な正味の圧力を印加することと
を含み、
前記ホットメルト接着剤が加熱されるときに、該接着剤と前記懸濁粒子装置フィルムの前記硬化されたSPDエマルジョンおよび該フィルムから外側に伸びる前記硬化されたSPDエマルジョンの任意の突起との間の接触を防止することを含み、前記接触は、前記ホットメルト接着剤が加熱されるときに、該接着剤と前記フィルムの前記硬化されたSPDエマルジョンとの接触を防止するように選択された位置において、化学的に不活性なプラスチック材料を、前記懸濁粒子装置フィルムの外縁部に隣接して挿入することによって防止される、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記懸濁粒子装置フィルムが、下記を含んでなる方法により調製される方法:
(a)第一および第二の対向表面を有するプラスチックもしくはガラスを含む第一の基板を準備することと;
(b)透明な導電性コーティングの第一の層を、前記対向表面の一方における少なくとも一部に結合することと;
(c)前記コーティング上に未硬化の液体SPDエマルジョンの層を適用することであって、該エマルジョンは、ポリマーマトリックスを形成するための複数の未架橋ポリマーの鎖、および少なくとも一つの液体光弁懸濁液を含んでなることと;
(d)前記ポリマー鎖を架橋させることにより前記SPDエマルジョンを硬化させて、その中に分布した液体光弁懸濁液の複数の未架橋液滴を有する硬化されたSPDエマルジョンを形成することと;
(e)前記第一のコートされた基板を用いて、透明な導電性コーティングの第二の層でコートされた第二の基板でサンドイッチすることであって、前記透明な導電性コーティングの第二の層は、前記懸濁粒子装置フィルムを形成するように、前記第一の基板上の硬化されたSPDエマルジョンと接触し、前記SPDエマルジョンは、前記サンドイッチ工程の前の工程(d)に記載のとおりに硬化されること。 - 請求項2に記載の方法であって、少なくとも一つの前記透明な導電性コーティングには、更に、その上に配置された誘電体オーバーコートが設けられる方法。
- 請求項3に記載の方法であって、前記誘電体オーバーコートは、MgF2またはSiOを含んでなる方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記液体光弁懸濁液は、平均1ミクロン以下の最大寸法を有する複数のコロイド粒子を含んでなる方法。
- 請求項5に記載の方法であって、前記粒子が平均0.3ミクロン以下の最大寸法を有する方法。
- 請求項2に記載の方法であって、更に、ポリビニルブチラールの少なくとも一つの層を二つのガラスシートの間にラミネートして、第二のラミネートを形成することと、次いで該第二のラミネートを、前記ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムの面にラミネートすることとを含んでなる方法。
- 請求項7に記載の方法であって、前記第二のラミネートは、その少なくとも一つの面上にガラスシートを有するラミネートされた懸濁粒子装置フィルムに、ポリウレタンポリマー、またはエチレン/酢酸ビニル共重合体のシートもしくはフィルムの何れかを、前記ラミネートの両方の外側に配置されたガラスシートの間に使用してラミネートされる方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記液体SPDエマルジョンは、前記硬化されていないフィルムを、紫外線、電子線および熱の少なくとも一つに露出させることによって硬化される方法。
- 請求項2に記載の方法であって、更に、前記第一の基板を用いて前記第二の基板をサンドイッチする前に、前記透明な導電性コーティングの第二の層上の硬化されたSPDエマルジョンを前記第二の基板に設けることを含んでなる方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記透明な導電性コーティングが、酸化インジウム錫(ITO)を含んでなる方法。
- 請求項2に記載の方法であって、少なくとも一つの前記基板はプラスチックで形成され、該プラスチックは、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリカーボネート(PCA)プラスチックである方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記ポリマー鎖が、ポリオルガノシロキサンポリマーを含んでなる方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記ポリマーマトリックスが全体のエマルジョンの60%以上を構成する方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記エマルジョンのマトリックスは、90重量%の(a)ポリ(ジメチルジフェニルシロキサン、ジシラノール終端)および10重量%の(b)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランの共重合体を含んでなる方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、前記ラミネートされていないスタック上への挿入の前に少なくとも一つのフレームの形態に成形され、該フレームは、前記懸濁粒子装置フィルムの少なくとも前記外縁部分を保護する一方、前記フィルムの中央の視認部分は前記プラスチック材料で覆われないまま残すように構成される方法。
- 請求項16に記載の方法であって、更に、前記懸濁粒子装置フィルムの各対向表面上に一つ、即ち二つの前記フレームを適用することを含んでなる方法。
- 請求項16に記載の方法であって、少なくとも一つのフレームによって定義された、前記懸濁粒子装置フィルムの前記中央の視認部分は、多角形、楕円形または円形の形状に構成される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記予備加熱温度は、室温と、前記ラミネートにおけるホットメルト接着剤のガラス転位温度範囲の下端である温度との間にある方法。
- 請求項19に記載の方法であって、前記少なくとも一つのホットメルト接着剤のシートまたはフィルムは、下端が少なくとも75℃である溶融範囲を有する方法。
- 請求項19に記載の方法であって、前記少なくとも一つのホットメルト接着剤のシートまたはフィルムは、下端が少なくとも85℃である溶融範囲を有する方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記ホットメルト接着剤は、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンポリマー、およびポリビニルブチラールからなる群から選択される方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記ホットメルト接着剤は、ポリウレタンポリマーまたはポリビニルブチラールを含んでなる方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、前記ホットメルト接着剤の融点よりも高い融点を有する方法。
- 請求項24に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、ポリエチレンテレフタレートを含んでなる方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記正味の圧力が、2.8psi〜27psiの間で変動する方法。
- 請求項26に記載の方法であって、前記正味の圧力は、前記少なくとも一つのホットメルト接着剤のシートまたはフィルムを溶融するのに充分に高い温度であるが、ラミネーションの際に、SPDエマルジョンが、ラミネーションの前に該エマルジョンが有していた境界を越える広がりを生じるであろう温度よりも低い温度で、3〜5時間に亘ってスタックに加えられる方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記化学的に不活性なプラスチック材料には、その少なくとも一つの表面上に感圧接着剤が設けられる方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、2ミル未満の厚さを有する方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、シートまたはストリップとして挿入される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記ラミネートされていない成分のスタックに加えられる真空は、少なくとも29インチ水銀柱である方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、前記懸濁粒子装置フィルムを、該フィルムをラミネートするために充分な正味の圧力、温度および真空を与えるように適合されたオートクレーブ中でラミネートすることを含んでなる方法。
- 懸濁粒子装置(SPD)フィルムをラミネートするための方法であって:
(a)硬化されたSPDエマルジョンを含む懸濁粒子装置フィルムを形成することと;
(b)該懸濁粒子装置フィルムを、ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを形成するためのラミネートされていない成分のスタック内に配置することであって、前記スタックは、前記懸濁粒子装置フィルムの外表面に接触する少なくとも一つのホットメルト接着剤シートまたはフィルムを具備することと;
(c)前記ラミネートされていないスタックを、少なくとも部分的な真空にかけることと;
(d)真空下にある前記ラミネートされていない成分のスタックを、該スタックの少なくとも部分的な脱ガス化を可能にするように選択された時間および温度で、予備加熱することと;
(e)前記ラミネートされていないスタックからラミネートされた懸濁粒子装置フィルムを製造するために十分な温度および十分な時間で、前記スタックに対して十分な正味の圧力を印加することと
を含み、
前記ホットメルト接着剤が加熱されるときに、該接着剤と前記SPDフィルムの前記硬化されたSPDエマルジョンおよび該フィルムから外側に伸びる前記SPDエマルジョンの任意の突起との間の接触を防止することを含み、前記接触は、前記ホットメルト接着剤が加熱されるときに、該接着剤と前記フィルムの前記硬化されたSPDエマルジョンとの接触を防止するように選択された位置において、化学的に不活性なプラスチック材料を、前記懸濁粒子装置フィルムの外縁部に隣接して挿入することによって防止され、
前記懸濁粒子装置フィルムは、下記を含んでなる方法により調製される方法:
(f)第一および第二の対向表面を有するプラスチックもしくはガラスを含む第一の基板を準備することと;
(g)透明な導電性コーティングの第一の層を、前記対向表面の一方における少なくとも一部に結合することと;
(h)前記コーティング上に未硬化の液体SPDエマルジョンの層を適用することであって、該エマルジョンは、ポリマーマトリックスを形成するための複数の未架橋ポリマーの鎖、および少なくとも一つの液体光弁懸濁液を含んでなることと;
(i)前記ポリマー鎖を架橋させることにより前記SPDエマルジョンを硬化させて、その中に分布した液体光弁懸濁液の複数の未架橋液滴を有する硬化されたSPDエマルジョンを形成することと;
(j)前記第一のコートされた基板を用いて、透明な導電性コーティングの第二の層でコートされた第二の基板でサンドイッチすることであって、前記透明な導電性コーティングの第二の層は、前記懸濁粒子装置フィルムを形成するように、前記第一の基板上のSPDエマルジョンと接触し、前記SPDエマルジョンは、前記サンドイッチ工程の前に工程(i)に記載されたように硬化されること。 - 請求項33に記載の方法であって、更に、少なくとも一つのポリビニルブチラールの層を二つのガラスシートの間にラミネートして第二のラミネートを形成し、次いで、該第二のラミネートを前記ラミネートされた懸濁粒子装置フィルムの一方の側にラミネートすることを含んでなる方法。
- 請求項34に記載の方法であって、ポリウレタンポリマーまたはエチレン/酢酸ビニル共重合体のシートもしくはフィルムの何れかを、両方の前記ラミネートの外部に配置された前記ガラスシートの間に使用することにより、前記第二のラミネートが、その少なくとも一方の面上にガラスシートを有するラミネートされた懸濁粒子装置フィルムにラミネートされる方法。
- 請求項33に記載の方法であって、前記ホットメルト接着剤は、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンポリマー、およびポリビニルブチラールからなる群から選択さる方法。
- 請求項33、34、および36の何れか1項に記載の方法であって、少なくとも一つの前記透明な導電性コーティングには、更に、その上に配置された誘電体オーバーコートが設けられる方法。
- 請求項37に記載の方法であって、前記誘電体オーバーコートが、MgF2またはSiOを含んでなる方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記正味の圧力が、2.8psi〜27psiの間で変動する方法。
- 請求項39に記載の方法であって、前記正味の圧力は、前記少なくとも一つのホットメルト接着剤のシートまたはフィルムを溶融するのに充分に高い温度であるが、ラミネーションの際に、SPDエマルジョンがラミネーションの前に硬化エマルジョンが有していた境界を越える広がりを生じるであろう温度よりも低い温度で、3〜5時間に亘ってスタックに加えられる方法。
- 請求項33、34、および36の何れか1項に記載の方法であって、更に、前記第一の基板を用いて前記第二の基板をサンドイッチする前に、前記第二の基板に、前記透明な導電性コーティングの第二の層上の硬化されたSPDエマルジョンを設けることを含んでなる方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記ラミネートされていない成分のスタックに加えられる真空は、少なくとも29インチ水銀柱である方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記予備加熱温度は、室温と、前記ラミネートにおけるホットメルト接着剤のガラス転位温度範囲の下端である温度との間にある方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記液体光弁懸濁液は、平均1ミクロン以下の最大直径を有する複数のコロイド粒子を含んでなる方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記ポリマー鎖が、ポリオルガノシロキサンポリマーを含んでなる方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記ポリマーマトリックスが全体のエマルジョンの60%以上を構成する方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、前記エマルジョンのマトリックスは、90重量%の(a)ポリ(ジメチルジフェニルシロキサン、ジシラノール終端)および10重量%の(b)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランの共重合体を含んでなる方法。
- 請求項33、34および36の何れか1項に記載の方法であって、更に、前記懸濁粒子装置フィルムを、該フィルムをラミネートするために充分な正味の圧力、温度および真空を与えるように適合されたオートクレーブ中でラミネートすることを含んでなる方法。
- 請求項33に記載の方法であって、前記化学的に不活性なプラスチック材料が、前記ホットメルト接着剤の融点よりも高い融点、および2ミル未満の厚さを有する方法。
- 請求項33に記載の方法であって、前記プラスチック材料がシートまたはストリップとして挿入される方法。
- 請求項33に記載の方法であって、前記プラスチック材料は、少なくとも一つのフレームの形態に成形され、該フレームは、前記外縁部分を保護する一方、前記懸濁粒子装置フィルムの中央の視認部分は前記プラスチック材料で覆われないまま残すように構成される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記懸濁粒子装置フィルムは、下記を含んでなる方法により調製される方法:
(a)透明なポリエチレンテレフタレートの第一および第二のシートを準備することであって、前記第一および第二のシートは、それぞれ、その一つの表面上に、互いに向き合って、酸化インジウム錫の透明な導電性コーティングを有することと;
(b)前記二つの向き合った酸化インジウム錫のコーティングの間に硬化された懸濁粒子装置エマルジョンの層をサンドイッチすること。
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