JP2945939B2 - 光制御板の製造方法 - Google Patents

光制御板の製造方法

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JP2945939B2 JP2267820A JP26782090A JP2945939B2 JP 2945939 B2 JP2945939 B2 JP 2945939B2 JP 2267820 A JP2267820 A JP 2267820A JP 26782090 A JP26782090 A JP 26782090A JP 2945939 B2 JP2945939 B2 JP 2945939B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、所定の角度範囲の入射光を選択的に散乱す
る光制御板の製造方法に関するものである。
＜従来の技術＞ 従来、分子内に重合性炭素−炭素結合を有する化合物
を含有する光重合性組成物を用いて、その光照射などの
重合硬化条件を調整することによって特定の角度範囲の
入射光のみを選択的に散乱する光制御板が得られること
が、本発明者らによる提案により、知られている。（例
えば特開昭64−77001「光制御板およびその製造方
法」）また例えば、重合性炭素−炭素二重結合を有し、
かつそれぞれ屈折率が異なる重合体を生成し得る少なく
とも２種のモノマー（またはオリゴマー）の混合物、例
えばポリエーテルウレタンアクリレート、トリブロモフ
ェノキシエチルアクリレート、およびヒドロキシイソブ
チルフェノンから成る液状物を均一に混合した光重合性
組成物を膜状体に維持し、その膜状体の面から垂直方向
に間隔をあけて設けた線状光源（棒状の紫外線ランプ）
を水平に設置する。この光源から紫外線を照射して膜状
体部分を硬化して光制御フィルムが得られる。そしてこ
のフィルムを例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体の
ような接着性合成樹脂フィルムを用いて、ガラス／合成
樹脂フィルム／光制御フィルム／合成樹脂フィルム／ガ
ラスの順に積層し、加熱・加圧して一体化された積層体
を得る。このような光制御板は、視野選択ガラス（日本
板硝子株式会社製 商品名アングル21R）として販売さ
れている。また、プラスチック／接着層／光制御フィル
ム／接着層／プラスチックの順に積層した積層体は視界
制御板（住友化学工業株式会社製 商品名ルミスティー
Ｒ）として販売されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上述の発明は、優れた光制御板の製造方法であるが、
実用的には、光制御板の強度及び耐候性を向上させるた
めに、光制御板を一対の透明なガラスまたはプラスチッ
ク板の間に接着層を介して封入し積層し、少なくとも５
層の積層体として使用する必要があった。
本発明の目的は、上記の積層体よりも積層数の小さく
てよく、安価に製造可能な光制御板を製造する方法を提
供することである。
＜課題を解決するための手段＞ すなわち本発明は、透明なプラスチックフィルムまた
はシートに、重合性炭素−炭素二重結合を有し、かつ、
前記プラスチックフィルムまたはシートの屈折率とは異
なる屈折率を有する重合体を生成し得るモノマーまたは
オリゴマーを含む光重合性組成物を接触させて、前記プ
ラスチックフィルムまたはシートの表面層の内部に前記
モノマーまたはオリゴマーを浸透させることによりゲル
層を形成させる工程と、そのゲル層に線状光源からの光
を所定の角度で照射して前記ゲル層を硬化させる工程を
含む、特定の角度範囲の入射光のみを選択的に散乱する
光制御板の製造方法である。
以下、本発明について詳述する。
本発明で使用される光重合性組成物は、分子内に少な
くとも１個の炭素−炭素二重結合を有し、かつ後述する
プラスチックフィルムまたはシートの屈折率と少なくと
も0.01、好ましくは0.02の屈折率差を有する重合体を生
成し得るモノマー（またはオリゴマー）またはこれを含
むものであり、例えば、分子内にアクリロイル基、メタ
クリロイル基、ビニル基、アリル基などの重合可能な基
を１個以上含有するモノマーまたはオリゴマーであり
光、例えば紫外線により重合し得るものである。
上記モノマーの具体例としては、分子内に少なくとも
１個のアクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基
あるいはアリル基等を有するものが好適である。例え
ば、メチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアク
リレート、エチルカルビトールアクリレート、ジシクロ
ペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボルニルア
クリレート、フェニルカルビトールアクリレート、ノニ
ルフェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３
−フェノキシプロピルアクリレート、ω−ヒドロキシヘ
キサノイルオキシエチルアクリレート、アクリロイルオ
キシエチルサクシネート、アクリロイルオキシエチルフ
タレート、フェニルアクリレート、トリブロモフェニル
アクリレート、フェノキシエチルアクリレート、トリブ
ロモフェノキシエチルアクリレート、トリブロモフェノ
キシポリエチレングリコールアクリレート、ベンジルア
クリレート、ｐ−ブロモベンジルアクリレート、２−エ
チルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、2,
2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレートならびに
これらの単官能性アクリレートに対応するメタクリレー
ト類、またビスフェノールＡジアクリレート、2,2−ビ
ス（４−アクリロキシエトキシ−3,5−ジブロモフェニ
ル）プロパンなどのなどの多官能性アクリレートあるい
はこれらのアクリレートに対応するメタクリレート類、
または、安息香酸ビニル、スチレン、ｐ−クロロスチレ
ン、ジビニルベンゼン、ビニルアセテート、アクリロニ
トリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルナフタレン等の
ビニル化合物、あるいは、ジエチレングリコールビスア
リルカーボネート、ジアリリデンベンタエリスリトー
ル、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレー
ト、ジアリルイソフタレート等のアリル化合物などがあ
げられる。
上記オリゴマーとしては例えばポリエステルアクリレ
ート、ポリオールポリアクリレート、変性ポリオールポ
リアクリレート、イソシアヌル酸骨格のポリアクリレー
ト、メラミンアクリレート、ヒダントイン骨格のポリア
クリレート、ポリブタジエンアクリレート、エポキシア
クリレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。
これらのモノマーまたはオリゴマーは単独でも使用で
きるが、これらモノマー（またはオリゴマー）の混合
物、または、これらモノマー（またはオリゴマー）と溶
剤の混合物等も使用できる。溶剤の例としては、トルエ
ン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンメチルアルコール、
エチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、テ
トラヒドロフラン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル等の有機薬
品などが挙げられる。
本発明で使用されるプラスチックフィルムまたはシー
トは、透明性（無色または着色）を有するものであれば
何でもよく、熱可塑性樹脂または３次元架橋構造を有す
る樹脂であって、上記モノマー（またはオリゴマー）ま
たは溶剤が表面から内部に浸入することができるもので
あればよい。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリ
カーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタ
レート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロー
ス、ポリスチレン等が挙げられる。
また、前述のモノマー（またはオリゴマー）を重合さ
せたものも使用できる。必要に応じてこれらのプラスチ
ックフィルムまたはシートに安定剤または光吸収剤等が
添加される。これらのプラスチックフィルムまたはシー
トとしては0.2〜10mmの厚みのものが好適に使用でき
る。プラスチックフィルムまたはシートとして例えばポ
リメチルメタクリレートを用いるときには、後述の、表
面に形成させるゲル層が非常に柔らかくなり過ぎてその
後の取扱いが難しくなるので、原料に予め架橋剤を0.1
〜20重量％添加しておくとゲル層を適度に硬くすること
ができるので好ましい。
本発明で使用されるプラスチックフィルムまたはシー
トと光重合性組成物の組合せの例として、ポリメタクリ
ル酸メチル（屈折率約1.490）とメタクリル酸メチルモ
ノマー・安息香酸ビニルの混合物（共重合体の屈折率約
1.532）の組合せ、ポリメタクリル酸メチル（屈折率約
1.490）とメタクリル酸メチルモノマー・ベンジルアク
リレートの混合物（共重合体の屈折率約1.529）の組合
せ、ポリエーテルウレタンアクリレート（屈折率約1.49
3）とフェノキシエチルアクリレート（重合体の屈折率
約1.557）の組合せを挙げることができる。
上記光重合性組成物には必要に応じて光重合開始剤を
添加することができる。用いられる光重合開始剤として
は例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケト
ン、２−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキ
サントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセ
トフェノン、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシイ
ソブチルフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトンなどが例示される。光重合開始剤は光重合性
組成物の種類によって異なるが、通常は光重合性組成物
に対して0.1〜10重量％添加される。
本発明において、上記光重合性組成物中に上記プラス
チックフィルムまたはシートを浸漬し、または上記プラ
スチックフィルムまたはシートの表面に上記光重合性組
成物を塗布するなどの方法により、光重合性組成物をプ
ラスチックフィルムまたはシートに接触させて、その表
面を膨潤させてゲル層を形成されるが、必要に応じて40
〜150℃に加温することにより、ゲル層の形成を早める
ことができる。ゲル層の厚みは、少なくとも25μｍ、好
ましくは100μｍ以上であって上記プラスチックフィル
ムまたはシートの厚みの50％以下である。この接触時間
は通常10分〜10時間である。
このゲル層はプラスチックフィルムまたはシートを構
成する樹脂の重合体の構造の隙間に上記光重合性組成物
のモノマーまたはオリゴマーが入り込んだ状態になって
いると思われる。
本発明で使用される光源は、フィルムの光重合体性組
成物の光重合に寄与する紫外線または、その他の活性光
線を発するものであって、被照射位置（フィルム面）か
らみて光源が線状の形状をなしているものである。被照
射位置からみた光源の大きさは、光源の長軸方向の視角
Ａが少なくとも８゜、好ましくは少なくとも12゜であ
り、光源の短軸方向の視角Ｂが多くともA/4、より好ま
しくは多くともA/10以下であるようなものが好ましい。
棒状の紫外線ランプは本発明における好適な線状光源で
ある。このような線状光源の他に、被照射位置から見
て、光源が見かけ上線状になる様なもの、例えば点光源
を多数個連続して並べて、見かけ上線状に並べた光源、
またはレーザー光等からの光を回転鏡及び凹面鏡を用い
て走査（被照射位置の１点について異なる多数の角度か
ら照射）するようにした装置も線状光源として使用する
ことができる。
照射光が紫外線の場合、棒状紫外線ランプとしては、
例えば、水銀ランプあるいはメタルハライドランプなど
が取扱の容易さを考慮した場合、好適である。
線状光源を用いて所定の角度から、ゲル層を表に向け
るかまたはゲル層に裏側に向けたプラスチックフィルム
またはシートに、光を照射することにより、プラスチッ
クフィルムまたはシートのゲル層は重合して、線状光源
の長軸と短軸方向に対して異方性を示し、光源長軸方向
を軸として回転させた場合にのみ、特定角度の光を散乱
する光制御板が得られる。
この特定角度の光を散乱する光制御板が形成される機
構はおそらく次のようになると考えられる。例えばポリ
マーＡ（低屈折率とする）からなるプラスチックフィル
ムまたはシートの表面にモノマーまたはオリゴマーＢ
（それが重合したポリマーＢは高屈折率とする）が浸透
して形成させたゲル層の表面に、所定の角度から線状光
源の光が照射されると、ゲル層の表面近くに顕微鏡的に
光強度分布ができ、光強度の高い部分からモノマーまた
はオリゴマーＢの重合が始まり、光強度の低い部分のモ
ノマーまたはオリゴマーＢが光強度の高い部分に拡散移
動して、光強度の高い部分での重合ポリマーＢの濃度が
高くなる。それに伴って、もともと存在したポリマーＡ
の構造が部分的に光強度の高い部分から低い部分に移動
またはシフトする。その結果、重合が完結した時点では
光強度の高い部分におけるポリマーＢの濃度が高く（ポ
リマーＡの濃度が低く）、逆に光強度の低い部分におけ
るポリマーＡの濃度が高く（ポリマーＢの濃度が低く）
なる。ポリマーＢはポリマーＡよりも屈折率が高いの
で、プラスチックフィルムまたはシートの表面には屈折
率が高い部分（光強度の高かった部分）と屈折率が低い
部分（光強度の低かった部分）とを繰り返す微小構造が
形成される。この微小構造が特開昭64−77001「光制御
板およびその製造方法」に開示されているものとほぼ同
じであることは顕微鏡で確かめることができる。
＜発明の効果＞ 本発明により、プラスチック基板の表面層に光制御機
能を有する光制御板を製造することが可能となった。す
なわち、従来のように少なくとも５層の積層体とする必
要がなく、１層の積層体で実用的な光制御板が可能とな
り、非常に厳しい環境の下で使用される場合には、光制
御機能を有する構造を形成した面側に保護層を形成する
ことにより、または、その面側と接着層を介してもう一
枚のプラスチックフィルムを積層した３層の積層体によ
り、十分な耐候性を有する光制御板が容易にかつ安価に
得られる。
＜実施例＞ 以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例における“部”は“重量部”を意味する。
実施例１ メタクリル酸メチルモノマー100部に対しtert−ブチ
ルペルオキシピバレート1.2部、tert−ブチルペルオキ
シイソプロピルカーボネート0.6部、およびノナエチレ
ングリコールジアクリレート2.5部を添加した組成物を
熱重合により重合させ、10cm X 10cmで厚みが3mmのポリ
メタクリル酸メチルのシート（屈折率約1.490）を作成
した。
このシートを、メタクリル酸メチルモノマー50部、安
息香酸ビニル50部、ヒドロキシイソブチルフェノン３部
の混合溶液（共重合体の屈折率約1.532）に、雰囲気温
度50度で２時間浸漬した後引き上げた。その結果シート
の深さ約300μｍの各表面層が約600μｍに膨潤した。
第１図に示すように、この膨潤させたシート３を水平
に置き、80W/cm、ランプ長25cmの棒状の高圧水銀ランプ
１をシートの真上50cmの位置にシートの辺ABに平行にな
るように水平に配置し、紫外光をシート３の表面のゲル
層２に約５分照射し光硬化させた。
JISK−6714に準じ積分球式光線透過率装置により全光
線透過率及び散乱透過率を測定しヘーズ率（曇価）を求
めた。光制御板をその辺ABに平行な軸のまわりに傾けて
光を辺ABに直角な方向から入射させ入射光と光制御板と
の角度を変化させて、上記価を算出した。入射角（垂直
入射は入射角０度）に対するヘーズ率の変化を第２図に
示す。
実施例２ 実施例１の混合溶液をメタクリル酸メチルモノマー50
部、ベンジルアクリレート50部、ヒドロキシイソブチル
フェノン３部（共重合体の屈折率約1.529）に変えた以
外は、実施例１と同様にして得られた光制御板の入射角
に対するヘーズ率の変化を第３図に示す。
実施例３ 平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコ
ールとトルエンジイソシアネートおよび２−ヒドロキシ
エチルアクリレートの反応によって得られたポリエーテ
ルウレタンアクリレート（重合体屈折率1.493）100部に
対しヒドロキシイソブチルフェノン３部を添加した組成
物をガラス板上に流しだして500μｍの厚みの膜状体を
形成する。この膜状体に棒状の高圧水銀ランプから発す
る紫外光を照射して重合し、透明なフィルムを得た。こ
のフィルムをフェノキシエチルアクリレート100部に対
しヒドロキシイソブチルフェノン３部を添加した溶液
（重合体屈折率1.557）に雰囲気温度50度で１時間浸漬
し膨潤させた。以下実施例１と同様にしてこの膨潤した
フィルムを光硬化し、光制御板を得た。この光制御板の
入射角に対するヘーズ率の変化を第４図に示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図〜第４図
はこれら実施例の光制御板の光学特性を示すグラフであ
る。 １……棒状の高圧水銀ランプ ２……ゲル化したプラスチック表面層 ３……プラスチックシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 直人 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 石塚 聡 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 前田 浩一 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−309902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−77001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−40905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 5/00 G02B 5/02 G02B 1/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（イ）透明なプラスチックフィルムまたは
    シートに、重合性炭素−炭素二重結合を有し、かつ、前
    記プラスチックフィルムまたはシートの屈折率とは異な
    る屈折率を有する重合体を生成し得るモノマーまたはオ
    リゴマーを含む光重合性組成物を接触させて、前記プラ
    スチックフィルムまたはシートの表面層の内部に前記モ
    ノマーまたはオリゴマーを浸透させることによりゲル層
    を形成させる工程と、 （ロ）そのゲル層に線状光源からの光を所定の角度で照
    射して前記ゲル層を硬化させる工程 を含む、特定の角度範囲の入射光のみを選択的に散乱す
    る光制御板の製造方法。
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