JP2015163987A - 光調整粒子の製造方法及び該製造方法で得られた光調整粒子を用いた調光フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光調整粒子の製造方法において、エネルギー線を照射することにより硬化する高分子媒体から形成された樹脂マトリックス及び、分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含有する調光材料に用いることが可能な光調整粒子の製造方法であって、(A)元素状分子ヨウ素、(B)アルカリ土類金属ヨウ化物、(C)複素環式化合物とを媒体中で混合して造粒する工程において、前記(A)、(B)及び(C)の合計100質量部に対して50質量部以上110質量部以下のメタノールを共存させ、反応させる。
【選択図】なし
Description
この調光フィルムは、光調整粒子を分散した光調整懸濁液の微細な液滴が、紫外線照射によって硬化した樹脂マトリックス中に分散した調光材料をフィルム状とした調光層を用いたフィルムである。この調光フィルム中で光調整粒子は、電界を印加していない状態では、ブラウン運動により光を吸収、散乱又は反射するため、フィルムへの入射光は透過できない。電界を印加した場合、光調整粒子の分極により、電界につれて平行な方向に配列するため、フィルムに入射した光を透過させはじめる。このように、光調整粒子の電界への応答により、光の透過量を調整している(例えば、特許文献1参照)。
分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含有する調光材料に用いることが可能な光調整粒子の製造方法であって、
(A)元素状分子ヨウ素、(B)アルカリ土類金属ヨウ化物、(C)複素環式化合物とを媒体中で混合して造粒する工程において、前記(A)、(B)及び(C)の合計100質量部に対して50質量部以上110質量部以下のメタノールを共存させ、反応させることを特徴とする光調整粒子の製造方法。
(式中R1、R2はそれぞれ独立に水素又は飽和炭化水素であるアルキル基を表し、その炭素数は1〜13の範囲にある。)
分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含む調光材料からなる調光層を有する調光フィルムにおいて、
前記光調整粒子が上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の光調整粒子の製造方法で得られたことを特徴とする調光フィルム。
分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含有する調光材料に用いることが可能な光調整粒子の製造方法であって、
(A)元素状分子ヨウ素、(B)アルカリ土類金属ヨウ化物、(C)複素環式化合物とを媒体中で混合して造粒する工程において、前記(A)、(B)及び(C)の合計100質量部に対して50質量部以上110質量部以下のメタノールを共存させ、反応させることを特徴とする。
また、調光材料は、フィルム状の調光層として用いられ、該調光層を2枚の透明導電性基板間等に挟んで調光フィルムを形成することが可能である。
また、用いる(A)元素状分子ヨウ素は、特に制限がないが、粉末状、もしくは球状微粒子等のように媒体に溶解しやすいものが好ましい。
(式中R1、R2はそれぞれ独立に水素又は飽和炭化水素であるアルキル基を表し、その炭素数は1〜13の範囲にある。)
上記式(1)中、好ましいのはR1、R2は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等であり、より具体的には、ピラジン−2,5−ジカルボン酸等が挙げられ、これらは水和物として用いることも可能である。
一般にはセルロースを硝酸エステル化する工程でニトロ基の含有量により分類されているが、いずれのものも、本発明の光調整粒子の製造方法に用いられる媒体としての有機溶媒に溶解する限り、用いることができる。
従って、反応系内に投入する場合は固体のままでもよいし、一旦有機溶媒に溶解して投入してもよい。具体的にはベルジュラックNC社製LIG1/8、LIG1/4、LIG1/2A、LIG1/2、HIG1/16、HIG1/8、HIG1/4、HIG1/2A、HIG1/2、HIG1、HIG2、HIG5、HIG7、HIG20、ノーベルエンタープライズ社製DHX1−2,DHX3−5、DHX4−6、DHX5−10、DHX8−13、DHX11−16、DHX30−50、DHX40−70、DHL25−45、DHL120−170、DLX3−5、DLX5−8、DLX8−13、DLX30−50、などを挙げることができる。
特にアスペクト比の大きな光調整粒子、具体的にはアスペクト比3〜8、長径225〜625nm、且つ粒度分布測定により求められる粒子径135〜220nmの光調整粒子を得るためには、上記(A)、(B)、(C)の合計100質量部に対して90〜150質量部が好ましく、100〜145質量部がより好ましく、105〜140質量部がさらに好ましい。
例えば、フルオロ基及び/又は水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーが好ましく、フルオロ基及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーがより好ましい。このような共重合体を使用すると、フルオロ基、水酸基のどちらか1つのモノマー単位は光調整粒子に親和性があり、残りのモノマー単位は高分子媒体中で光調整懸濁液が液滴として安定に維持するために働くことから、光調整懸濁液内に光調整粒子が分散しやすく、相分離の際に光調整粒子が相分離される液滴内に誘導されやすい。
このようにして形成された調光層の上に他の透明導電性基板を密着させることにより、調光フィルムが得られる。他の透明導電性基板は、エネルギー線照射前に調光層に密着させてもよいし、エネルギー線照射時に調光層に密着させてもよい。また、2枚の透明導電性基板の各面に調光層を形成し、それを調光層同士が密着するようにして積層してもよい。調光層の厚みは、5〜1,000μmが好ましく、20〜100μmがより好ましい。
なお、光透過率はJIS K7105の全光線透過率の測定法に準拠して測定することができる。また、透明基板としては、例えば、ガラス、高分子フィルム等を使用することができる。
平均液滴径は、例えば、光学顕微鏡を用いて、調光フィルムの一方の面方向から写真等の画像を撮影し、任意に選択した複数の液滴直径(液滴の最長の径)を測定し、その平均値として算出することができる。また、上記調光フィルムの光学顕微鏡での視野画像をデジタルデータとしてコンピュータに取り込み、画像処理インテグレーションソフトウェアを使用し算出することも可能である。液滴の大きさは、光調整懸濁液を構成している各成分の濃度、光調整懸濁液及び高分子媒体の粘度、光調整懸濁液中の分散媒の高分子媒体に対する相溶性等により決められる。
ヨウ素(JIS試薬特級、和光純薬工業(株)製)と酢酸イソペンチル(試薬特級、和光純薬工業(株)製)から8.47質量%ヨウ素の酢酸イソペンチル溶液を、また硝酸セルロース1/4LIG(商品名:ベルジュラックNC社製)と酢酸イソペンチルから20.0質量%硝酸セルロースの酢酸イソペンチル溶液を調製した。
ヨウ化カルシウム水和物(化学用、和光純薬工業(株)製)を加熱乾燥して無水化して酢酸イソペンチルに溶解させ、20.88質量%ヨウ化カルシウム溶液を調整した。300mlの四口フラスコに撹拌機と冷却管を備え、ヨウ素溶液を65.55g、硝酸セルロース溶液を82.93g、を加え水浴温度を35〜40℃としてフラスコを加熱した。フラスコ内容物の温度が35〜40℃となった後、脱水メタノール(試薬特級、和光純薬工業(株)製)を7.41g、精製水(和光純薬工業(株)製)を0.525g加えて撹拌した。
ヨウ化カルシウム溶液を15.6g、次いでピラジン−2,5−ジカルボン酸(日化テクノサービス(株)製)を3.70g加えた。水浴温度を42〜44℃として4時間撹拌した後、放冷した。
なお、本実施例において、ヨウ化カルシウムについては加熱乾燥して無水化した後、吸湿性が強いため乾燥後0〜1質量%の水分を含むが、正確な測定が困難なため水分量は考慮していない。
この分散した液を1g金属プレートに秤量し、120℃1時間で乾燥後、再び質量を測定し、不揮発分比%を求めた。この不揮発分比と液全体の質量から全不揮発分量、すなわち沈殿収量4.15gを求めた。
加えた精製水の量を0.300g、加えた硝酸セルロース溶液を83.05gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.673g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は0.973gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.54gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.669g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.044gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.89gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.671g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.046gであった。
加えた精製水の量を0.450g、加えた硝酸セルロース溶液を82.25gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.666g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.116gであった。
加えた精製水の量を0.325g、加えた硝酸セルロース溶液を83.13gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.798g(水分比0.96質量%)、反応系内に存在する水分量は1.123gであった。
加えた精製水の量を0.525g、加えた硝酸セルロース溶液を82.77gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.6709g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.195gであった。
ヨウ化カルシウム水和物を加熱乾燥して無水化して酢酸イソペンチルとメタノールに溶解させ、20.88%ヨウ化カルシウム溶液を調整した。このとき、酢酸イソペンチルとメタノールの質量比は2.0:3.0である。300mlの四口フラスコに撹拌機と冷却管を備え、ヨウ素溶液を65.55g、硝酸セルロース溶液を82.71g、加えて撹拌した。
水浴温度を42〜44℃としてフラスコを加熱し、内容物が42〜44℃となった後、精製水は加えず、ヨウ化カルシウム溶液を15.6g、次いでピラジン−2,5−ジカルボン酸を3.70g加えた。水浴温度を42〜44℃として2時間撹拌した後、放冷した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.695g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は0.695gであった。
加えた精製水の量を0.325g、加えた硝酸セルロース溶液を83.05gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.698g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.023gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.78gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.695g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.070gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.83gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.696g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.071gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.18gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.699g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.074gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.28gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.700g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.075gであった。
加えた精製水の量を0.475g、加えた硝酸セルロース溶液を82.59gとして実施例8と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.694g(水分比0.84質量%)、反応系内に存在する水分量は1.169gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.63g、脱水メタノールを9.88gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.669g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.044gであった。
加えた精製水の量を0.450g、加えた硝酸セルロース溶液を82.59g、脱水メタノールを9.88gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.669g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.119gであった。
加えた精製水の量を0.300g、加えた硝酸セルロース溶液を83.21g、脱水メタノールを12.35gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.649g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は0.949gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.25g、脱水メタノールを12.35gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.649g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.024gであった。
加えた精製水の量を0.450g、加えた硝酸セルロース溶液を82.89g、脱水メタノールを12.35gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.647g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.097gであった。
加えた精製水の量を0.525g、加えた硝酸セルロース溶液を82.96g、脱水メタノールを12.35gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.672g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.197gであった。
精製水を加えずに、また、加えた硝酸セルロース溶液を82.78g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.671g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は0.671gであった。
加えた精製水の量を0.300g、加えた硝酸セルロース溶液を82.78g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.646g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は0.946gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.48g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.602g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.977gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.71g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.604g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.979gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.85g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.605g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.980gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.89g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.605g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.980gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.10g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.607g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.982gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.84g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.621g(水分比0.75質量%)、反応系内に存在する水分量は0.996gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.31g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.626g(水分比0.76質量%)、反応系内に存在する水分量は1.001gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.94g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.647g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.022gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.96g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.647g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.022gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.69g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.645g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.020gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.58g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.644g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.019gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.47g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.643g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.018gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.14g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.648g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.023gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.85g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.654g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.029gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.05g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.673g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.048gであった。
加えた精製水の量を0.450g、加えた硝酸セルロース溶液を83.17g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.674g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.124gであった。
加えた精製水の量を0.525g、加えた硝酸セルロース溶液を83.09g、脱水メタノールを2.47gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.673g(水分比0.81質量%)、反応系内に存在する水分量は1.198gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を82.88g、脱水メタノールを4.94gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.603g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は0.980gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.19g、脱水メタノールを4.94gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.624g(水分比0.75質量%)、反応系内に存在する水分量は0.999gであった。
加えた精製水の量を0.525g、加えた硝酸セルロース溶液を82.60g、脱水メタノールを4.94gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.605g(水分比0.73質量%)、反応系内に存在する水分量は1.128gであった。
加えた精製水の量を0.375g、加えた硝酸セルロース溶液を83.46g、脱水メタノールを24.69gとして実施例1と同様にして、光調整粒子を製造した。硝酸セルロース溶液中の水分量は0.651g(水分比0.78質量%)、反応系内に存在する水分量は1.026gであった。
Claims (5)
- エネルギー線を照射することにより硬化する高分子媒体から形成された樹脂マトリックス及び、
分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含有する調光材料に用いることが可能な光調整粒子の製造方法であって、
(A)元素状分子ヨウ素、(B)アルカリ土類金属ヨウ化物、(C)複素環式化合物とを媒体中で混合して造粒する工程において、前記(A)、(B)及び(C)の合計100質量部に対して50質量部以上110質量部以下のメタノールを共存させ、反応させることを特徴とする光調整粒子の製造方法。 - 前記(B)アルカリ土類金属ヨウ化物が、ヨウ化カルシウムであることを特徴とする請求項1に記載の光調整粒子の製造方法。
- 前記造粒工程において、硝酸セルロースを共存させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光調整粒子の製造方法。
- エネルギー線を照射することにより硬化する高分子媒体から形成された樹脂マトリックス及び、
分散媒と、該分散媒中に流動可能な状態で分散した光調整粒子と、を有する光調整懸濁液、を含む調光材料からなる調光層を有する調光フィルムにおいて、
前記光調整粒子が請求項1〜3のいずれか一項に記載の光調整粒子の製造方法で得られたことを特徴とする調光フィルム。
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