JP2018091986A - Light control film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物や交通機関の窓ガラスなどに使用され、液晶を用いる調光層を備え、透明な状態と不透明な状態を切り替えることができる調光フィルムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light control film that is used for a window glass of a building or a transportation system, includes a light control layer using liquid crystal, and can switch between a transparent state and an opaque state.
電圧制御により透明状態と不透明状態を切り替えることのできる調光機能付き窓は、意匠性、隠蔽性等の点が評価されており、建築物や交通機関への普及が進んでいる。例えば、公共交通機関の一つである六甲ライナーでは窓に調光機能を付与し、通常走行時と住宅周辺走行時に透明、不透明を切り替えることで住民のプライバシー保護に役立てている。 Windows with a dimming function that can be switched between a transparent state and an opaque state by voltage control have been evaluated for their design and concealment properties, and are becoming increasingly popular in buildings and transportation. For example, the Rokko Liner, one of the public transportation systems, provides a dimming function to the windows, and helps to protect the privacy of residents by switching between transparent and opaque during normal driving and driving around the house.
従来、調光機能付き窓としてこれらの施設に使用する場合は、調光機能を有する構造部分(調光層)を2枚の板ガラスで挟み、真空圧着や加圧、加熱により接着する手法がとられていた(例えば特許文献1)。しかしながら、2枚の板ガラスを使用するため、重量が重くなる、曲面に貼合するのが困難、製造方法が煩雑といった問題点があった。 Conventionally, when using in these facilities as a window with dimming function, there is a method of sandwiching a structural part (dimming layer) having a dimming function between two plate glasses and bonding them by vacuum pressure bonding, pressurization, or heating. (For example, Patent Document 1). However, since two plate glasses are used, there are problems that the weight becomes heavy, it is difficult to bond to a curved surface, and the manufacturing method is complicated.
近年、前記の問題点を解決するため、1枚のガラスなどの基板に貼り合わせるタイプの調光フィルムの要望が高まっている。貼り合わせタイプとすることで、基板が1枚になるため軽量化が可能となり、また施工コストも抑えることができ、さらに既存インフラへの適用も可能となる利点がある(例えば特許文献2)。 In recent years, in order to solve the above-described problems, there is an increasing demand for a light control film of a type that is bonded to a single substrate such as glass. By adopting the bonding type, there is an advantage that the weight can be reduced because the number of substrates is one, the construction cost can be suppressed, and further, application to existing infrastructure is possible (for example, Patent Document 2).
一方で、病院などの特殊な建築物や高層ビルなどの内装材は、難燃性であることが法律で義務付けられている。また航空機や鉄道などの内装材も同様に火災対策として難燃性、あるいはさらに燃焼性が低い不燃性であることが求められるが、従来調光フィルムの不燃性に関しては有効な検討がなされていない。 On the other hand, it is required by law that interior materials such as special buildings such as hospitals and high-rise buildings are flame retardant. Similarly, interior materials such as aircraft and railways are also required to be fire retardant or non-flammable with low flammability as a fire countermeasure, but no effective investigation has been made regarding the non-flammability of conventional light control films. .
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、曲面を有する基板へ問題なく貼り合わせられる性能(曲面貼合性)と、難燃性よりもさらに燃焼性が低い不燃性をともに有する調光フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is more than the ability to be bonded to a substrate having a curved surface without problems (curved surface bonding property) and flame retardancy. Furthermore, it aims at providing the light control film which has both nonflammability with low combustibility.
上述の問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、液晶調光層と、前記液晶調光層の両側の面に、透明導電膜と、透明有機フィルムとをこの順に備え、
少なくとも一方の面の前記透明有機フィルムに、透明不燃性フィルムが透明接着層を介して接着され、
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルムとしたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
A transparent non-combustible film is adhered to the transparent organic film on at least one surface via a transparent adhesive layer,
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, It is set as the light control film characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の発明は、液晶調光層と、前記液晶調光層の両側の面に透明導電膜を備え、
かつ前記透明導電膜の一方の面上に透明不燃性フィルムを備え、他方の面上に透明有機フィルムを備え、
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルムとしたものである。
The invention according to
And a transparent non-combustible film on one surface of the transparent conductive film, a transparent organic film on the other surface,
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, It is set as the light control film characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載の発明は、液晶調光層と、前記液晶調光層の両側の面に、透明導電膜と、透明不燃性フィルムとをこの順に備え、
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルムとしたものである。
The invention according to
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, It is set as the light control film characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載の発明は、前記透明不燃性フィルムがガラスフィルム、若しくはガラスフィルム層を含む積層体であ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調光フィルムとしたものである。
Invention of
本発明によれば、液晶調光層と、液晶調光層の両側の面に、透明導電膜と、透明有機フィルムとをこの順に備え、少なくとも一方の面の透明有機フィルムに、透明不燃性フィルムが透明接着層を介して接着され、かつ該透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下である調光フィルム、若しくは少なくとも一方の面の透明導電膜上に透明不燃性フィルムを備え、かつ該透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下である調光フィルムとしたので、曲面貼合性と不燃性をともに有する調光フィルムとなる。 According to the present invention, the liquid crystal light control layer, the transparent conductive film and the transparent organic film are provided in this order on both sides of the liquid crystal light control layer, and the transparent organic film on at least one surface is provided with a transparent noncombustible film. Is provided with a transparent non-combustible film on a light-controlling film having a thickness of 200 μm or less, or a transparent conductive film on at least one surface, and the transparent non-combustible film. Since it was set as the light control film whose film thickness of an adhesive film is 200 micrometers or less, it becomes a light control film which has both curved surface bonding property and nonflammability.
以下、本発明の実施形態に係る調光フィルムを説明するが、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、変形して具体化できる。また、本願に示される事項の適宜の組み合わせによって種々の発明を想定できるものである。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。 Hereinafter, although the light control film which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following embodiment as it is, It can change and embody, unless it deviates from the meaning of this invention. Various inventions can be envisaged by appropriately combining the matters shown in the present application. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component unless there is a reason for convenience, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Also, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the portions that become the features may be shown in an enlarged manner, and the dimensional ratios of the respective constituent elements are not the same as the actual ones.
比較のために、従来の調光フィルムの基本構造を先に説明する。図4は従来の調光フィルムの基本構造を示す模式断面図である。従来の調光フィルム6は、液晶調光層3と、前記液晶調光層3の両側の面に、透明導電膜2と、透明有機フィルム1とをこの順に備えている。
For comparison, the basic structure of a conventional light control film will be described first. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of a conventional light control film. A conventional
本発明の調光フィルムの第1の実施形態は、前記従来の調光フィルム6の基本構造に加えて、少なくとも一方の面の透明有機フィルム1に、透明不燃性フィルム4が透明接着層5を介して接着されており、かつ前記透明不燃性フィルム4の膜厚は200μm以下である。図1は、本発明の第1の実施形態の調光フィルム7の構造を例示する模式断面図であり、ここでは、片側の面の透明有機フィルム1に、膜厚200μm以下の透明不燃性フィ
ルム4が透明接着層5を介して接着されている。第1の実施形態では、両側の面の透明有機フィルム1に、同様に膜厚200μm以下である透明不燃性フィルム5と透明接着層4を備えていてもよい。ここで、200μmよりも大きいと曲面を有する基板へ貼り合わせる際にクラックや割れなどの損傷を生じるリスクが高まる。
In the first embodiment of the light control film of the present invention, in addition to the basic structure of the conventional
図2は、本発明の第2の実施形態の調光フィルム8の構造を例示する模式断面図であり、液晶調光層3の両側の面に透明導電膜2を備え、透明導電膜2の一方の面上に透明不燃性フィルム4を備え、他方の面上に透明有機フィルム1を備え、かつ透明不燃性フィルム4の膜厚は200μm以下である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of the
図3は、本発明の第3の実施形態の調光フィルム9の構造を例示する模式断面図であり、液晶調光層3と、液晶調光層3の両側の面に、透明導電膜2と、透明不燃性フィルム4とをこの順に備え、かつ透明不燃性フィルム4の膜厚は200μm以下である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of the light control film 9 according to the third embodiment of the present invention. The transparent
上記透明不燃性フィルム4の「不燃性」とは、本願では一貫して、建築基準法に基づき、非特許文献1に記載があり、表1に示す燃焼区分で定義する不燃材料の「不燃性」であるとする。すなわち、加熱時間20分において、以下の1)〜3)の条件をいずれも満たす材料である。
1)総発熱量が8MJ/m2以下であること。
2)防災上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。
3)発熱速度が10秒以上継続して200kW/m2を超えないこと。
In the present application, the “nonflammability” of the transparent
1) The total calorific value is 8 MJ / m 2 or less.
2) There should be no cracks or holes penetrating to the back side, which is harmful to disaster prevention.
3) The heat generation rate should not exceed 200 kW / m 2 for 10 seconds or more.
本願における透明有機フィルム、透明導電膜、透明接着層の可視光透過率は、それぞれ95%以上、85%以上、85%以上であることが望ましい。 The visible light transmittances of the transparent organic film, the transparent conductive film, and the transparent adhesive layer in the present application are desirably 95% or more, 85% or more, and 85% or more, respectively.
透明不燃性フィルム4としては、不燃性かつ透明性を有するフィルムであればよい。具体的には、いわゆる「ガラスクロス」と呼ばれるガラスフィルム類、ポリ塩化ビニル(PVC)、石英、アルミナなどから選択される一種、またはこれらの積層体が挙げられる。特には、ガラスフィルム、若しくはガラスフィルム層を含む積層体であることが好ましい。
The transparent
透明接着層5としては、塗液から透明性と強固な接着機能を有する接着層を形成したものであればよく、具体的にはエポキシ系接着層、エポキシ系UV硬化性接着層、アクリル系接着層、アクリル系UV硬化性接着層、ウレタン系硬化性接着層、シリコン系接着層などが挙げられる。
The transparent
透明有機フィルム1としては、透明性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、透明ポリイミド(PI)などを素材とするフィルムが挙げられる。
The transparent
透明導電膜2としては、透明性かつ導電性を有していればよく、具体的には酸化インジウムスズ(ITO)、ポリスチレンスルホン酸ドープポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT:PSS)、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン、金属および金属酸化物などが挙げられる。
The transparent
液晶調光層3としては、印加電圧の制御により透明、不透明を切り替える調光機能を有するものであればよい。調光機能を有する方式として、例えば、高分子ネットワーク型液晶(PNLC:Polymer Network Liquid Crystal)方式、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)方式、配向膜を形成した透明フィルムでTN(Twisted Nematic)液晶を挟持する方式などが挙げられる。
The liquid crystal
本発明の調光フィルムは、不透明状態から電圧を印加にすることで透明状態へ変化するノーマルモード方式に加えて、電圧の印加で透明状態から不透明状態へと変化するリバースモード方式にも適用可能である。 The light control film of the present invention can be applied not only to a normal mode method in which a voltage is applied from an opaque state to a transparent state but also to a reverse mode method in which a voltage is applied to change from a transparent state to an opaque state. It is.
本発明の調光フィルムにおける液晶調光層の厚みは、5μm以上50μm以下が好ましく、10μm以上25μm以下であることがより好ましい。調光層の厚みが5μm未満になると、ショートを引きおこしやすい傾向があり、また、透明導電膜とのラミネートがしにくくなる傾向にある。厚みが50μmを超えると応答性が低下する。 The thickness of the liquid crystal light control layer in the light control film of the present invention is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 25 μm or less. When the thickness of the light control layer is less than 5 μm, there is a tendency that a short circuit is likely to occur, and the lamination with the transparent conductive film tends to be difficult. When the thickness exceeds 50 μm, the responsiveness decreases.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
<実施例1>
実施例1として、図1に示す第1の実施形態の構造の調光フィルム7を、以下のように作製した。
<Example 1>
As Example 1, a
透明有機フィルム1(厚み50μmのPETフィルム:東レ製、商品名ルミラー)を図1で上側になる第1面側基材(表2参照)として、その片面に透明導電膜2(厚み150nmのITO)をスパッタリングにより形成し、前記透明導電膜2面上に液晶調光層3を厚み30μmで形成した。次に、前記液晶調光層3面上に、同様の手法により第2面側の透明導電膜2(厚み150nmのITO)を形成し、さらに第2面側基材として透明有機フィルム1(厚み50μmのPETフィルム:東レ製、商品名ルミラー)を貼り合わせ、従来の基本構造の調光フィルム6を作製した。次に、前記従来の基本構造の調光フィルム6の片面に透明不燃性フィルム4として、厚み200μmのガラスフィルム(日本電気硝子製、商品名G−leaf)を、透明接着層5としての接着材料(ダイキン製エポキシ系接着剤、商品名UV1000)を介して貼り合わせ、図1に示す、片側が厚み200μmのガラスフィルムでラミネートされた第1の実施形態の調光フィルム7を作製した。
A transparent organic film 1 (50 μm thick PET film: Toray, trade name Lumirror) is used as the first surface side substrate (see Table 2) on the upper side in FIG. ) Was formed by sputtering, and a liquid crystal
<実施例2>
実施例2として、図2に示す第2の実施形態の構造の調光フィルム8を、以下のように作製した。
<Example 2>
As Example 2, a
透明不燃性フィルム4(厚み200μmのガラスフィルム:日本電気硝子製、商品名G−leaf)を図2で下側になる第2面側基材として、その片面に透明導電膜2(厚み150nmのITO)をスパッタリングにより形成し、前記透明導電膜2面上に液晶調光層3を厚み30μmで形成した。次に、前記液晶調光層3面上に、同様の手法により第1面側の透明導電膜2(厚み150nmのITO)を形成し、さらに第1面側基材として透明有機フィルム1(厚み50μmのPETフィルム:東レ製、商品名ルミラー)を貼り合わせ、図2に示す第2の実施形態の調光フィルム8を作製した。
The transparent noncombustible film 4 (glass film having a thickness of 200 μm: product name G-leaf made by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) is used as the second surface side base material which is the lower side in FIG. ITO) was formed by sputtering, and a liquid crystal
<実施例3>
実施例3として、図3に示す第3の実施形態の構造の調光フィルム9を、以下のように作製した。
<Example 3>
As Example 3, a light control film 9 having the structure of the third embodiment shown in FIG. 3 was produced as follows.
透明不燃性フィルム4(厚み100μmのガラスフィルム:日本電気硝子製、商品名G−leaf)を第2面側基材として、その片面に透明導電膜2(厚み150nmのITO)をスパッタリングにより形成し、前記透明導電膜2面上に液晶調光層3を厚み30μmで形成した。次に、前記液晶調光層3面上に、同様の手法により第1面側の透明導電膜2(厚み150nmのITO)を形成し、さらに第1面側基材として透明不燃性フィルム4(厚み100μmのガラスフィルム:日本電気硝子製、商品名G−leaf)を貼り合わせ、図3に示す第3の実施形態の調光フィルム8を作製した。
A transparent conductive film 2 (ITO with a thickness of 150 nm) is formed on one side of the transparent noncombustible film 4 (Glass film with a thickness of 100 μm: trade name G-leaf manufactured by Nippon Electric Glass, Inc.) by sputtering. The liquid crystal
<実施例4>
実施例4として、図1に示す第1の実施形態の構造の調光フィルム7を、以下のように作製した。
<Example 4>
As Example 4, a
透明不燃性フィルム4として厚み50μmのガラスフィルム(日本電気硝子製、商品名G−leaf)を用い、透明接着層5として接着材料(ヘンケルエイブルスティックジャパン製、商品名CATALYST9M)を用いた以外は、実施例1と同じ条件、方法にて図1に示す第1の実施形態の構造の調光フィルム7を作製した。
Except for using a glass film having a thickness of 50 μm (trade name G-leaf, manufactured by Nippon Electric Glass) as the transparent
<比較例1>
比較例1として、図4に示す従来の基本構造の調光フィルム6を、実施例1において、従来の基本構造の調光フィルム6を作製するまでの工程と同じ条件、方法により作製した。
<Comparative Example 1>
As Comparative Example 1, a
<比較例2>
比較例2として、図1に示す第1の実施形態と同じ構造の調光フィルムを、以下のように作製した。
<Comparative example 2>
As Comparative Example 2, a light control film having the same structure as that of the first embodiment shown in FIG. 1 was produced as follows.
透明不燃性フィルム4として厚み500μmの薄板ガラス(旭硝子製、商品名AN100)を用いた以外は、実施例1と同じ条件、方法にて図1に示す第1の実施形態と同じ構造の調光フィルムを作製した。
Dimming of the same structure as that of the first embodiment shown in FIG. 1 under the same conditions and method as in Example 1 except that a thin glass (made by Asahi Glass, product name AN100) having a thickness of 500 μm was used as the transparent
以上の実施例1〜4、比較例1〜2の調光フィルムの作製条件を表2にまとめて示す。 The production conditions of the light control films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 are summarized in Table 2.
<発熱性試験と評価方法>
コーンカロリーメータ発熱性試験により行った。厚さ5mm、面積100mm×100mmの青板ガラスに実施例1〜4、比較例1〜2の調光フィルムを接着材料(ヘンケルエイブルスティックジャパン製、商品名CATALYST9M)を用いて貼り合わせ、コーンヒータにより50kW/m2の輻射熱を与え、その際の総発熱量、発熱速度を測定した。燃焼性の判定はISO(国際標準化機構)5660、ASTM(米国試験材料協会)E1354、NFPA(米国防火協会規格)264A 新防火材料認定試験法に準拠し、表1の基準に従い行った。
<Exothermic test and evaluation method>
A cone calorimeter exothermic test was performed. The light control films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are bonded to a blue plate glass having a thickness of 5 mm and an area of 100 mm × 100 mm using an adhesive material (product name: CATALYST9M, manufactured by Henkel Able Stick Japan), and a cone heater. Radiant heat of 50 kW / m 2 was applied , and the total calorific value and heat generation rate at that time were measured. The determination of flammability was performed according to the standards shown in Table 1 in accordance with ISO (International Organization for Standardization) 5660, ASTM (American Society for Testing Materials) E1354, NFPA (American Fire Protection Association Standard) 264A New Fire Protection Material Certification Test Method.
<曲面貼合性の評価方法>
実施例1〜4、比較例1〜2の調光フィルムを、曲率1/20cmのガラス製ハーフパイプの表面に粘着剤を用いて貼り合わせ、外観を確認した。
<Evaluation method of curved surface bonding property>
The light control films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were bonded to the surface of a glass half pipe having a curvature of 1/20 cm using an adhesive, and the appearance was confirmed.
<評価結果>
表3に評価結果を示す。実施例1〜4は不燃性材料判定となり、かつ良好な曲面貼り合わせ性能が得られた。特に実施例4は、透明不燃性フィルムが50μm厚の薄いガラスフィルムであったが、不燃焼性、貼合性ともに良好な結果が得られた。
<Evaluation results>
Table 3 shows the evaluation results. In Examples 1 to 4, nonflammable materials were determined, and good curved surface bonding performance was obtained. In particular, in Example 4, the transparent incombustible film was a thin glass film having a thickness of 50 μm, but good results were obtained in both incombustibility and bonding properties.
一方、比較例1は加熱時間10分で総発熱量が8MJ/m2より大きくなり、難燃材料という判定になった。比較例2は、燃焼区分は不燃性であったものの、曲面貼り合わせ時に500μm厚の薄板ガラスが割れてしまい曲面貼り合わせが困難であった。 On the other hand, in Comparative Example 1, the total calorific value was larger than 8 MJ / m 2 after a heating time of 10 minutes, and it was determined as a flame retardant material. In Comparative Example 2, although the combustion classification was nonflammable, a thin glass sheet having a thickness of 500 μm was broken during curved surface bonding, and curved surface bonding was difficult.
また、実施例1〜4の調光フィルムを電源につなぎ、電圧30Vの交流電圧の切り替えにより、透明、不透明が切り替わる調光機能が得られることを確認した。 Moreover, the light control film of Examples 1-4 was connected to the power supply, and it confirmed that the light control function which switches transparency and opaqueness by switching the alternating voltage of voltage 30V was obtained.
1・・・・透明有機フィルム
2・・・・透明導電膜
3・・・・液晶調光層
4・・・・透明不燃性フィルム
5・・・・透明接着層
6・・・・調光フィルム(従来の基本構造)
7、8、9・・・・調光フィルム(本発明の構造)
DESCRIPTION OF
7, 8, 9, ... Light control film (structure of the present invention)
Claims (4)
少なくとも一方の面の前記透明有機フィルムに、透明不燃性フィルムが透明接着層を介して接着され、
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルム。 A liquid crystal light control layer, and on both sides of the liquid crystal light control layer, a transparent conductive film and a transparent organic film are provided in this order,
A transparent non-combustible film is adhered to the transparent organic film on at least one surface via a transparent adhesive layer,
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, The light control film characterized by the above-mentioned.
かつ前記透明導電膜の一方の面上に透明不燃性フィルムを備え、他方の面上に透明有機フィルムを備え、
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルム。 A liquid crystal light control layer, and a transparent conductive film on both sides of the liquid crystal light control layer,
And a transparent non-combustible film on one surface of the transparent conductive film, a transparent organic film on the other surface,
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, The light control film characterized by the above-mentioned.
かつ前記透明不燃性フィルムの膜厚が200μm以下であることを特徴とする調光フィルム。 A liquid crystal light control layer, and on both sides of the liquid crystal light control layer, a transparent conductive film and a transparent incombustible film are provided in this order,
And the film thickness of the said transparent nonflammable film is 200 micrometers or less, The light control film characterized by the above-mentioned.
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