JP3915339B2 - Light control glass - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱、光、電気などの外部刺激に応じて可逆的に光透過率、光散乱性および発色状態などを制御できる、いわゆる光変調材料を充填した調光ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】
外部刺激に応答して光の透過率や発色状態などを可逆的に制御する調光材料を利用した調光ガラスは、数多く提案されている。これらは、例えば、液晶、エレクトロクロミック、フォトクロミック、サーモクロミックなど、様々な方式が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、本発明者らは、未公知であるが、刺激応答性高分子ゲルの内部に色材あるいは光散乱部材を含有する、新規な光変調材料に関して提案した。これらは、熱、光、電気エネルギーなど、各種の外部刺激に応答して、高分子ゲルが膨潤・収縮し、内部に含まれる色材や光散乱部材が拡散・凝集することで、光透過率や光散乱性、および発色状態を変化させることができる新規な材料である。
【0004】
これらの材料は、2枚の平行なガラス板の間に封入することにより、容易に調光ガラスを作製することができる。もちろん、電気エネルギーにより応答する材料を用いる場合は、2枚のガラスの向かい合う面に、ITOなどの電極を備えていればよい。
【0005】
しかし、実際にこれらの材料を用いた調光ガラスを使用する場合には、長期間屋外に曝されることにより紫外線の照射を受けて発生する、応答性の低下や変色などを防止し、耐久性を向上することが重要となる。また、建築物や車輌に適用する場合には、普通ガラスやフロートガラスなどを用いて該材料を挟持封入しただけでは得られない、防火性能や耐風圧強度、耐衝撃力および、破損時における安全性の確保などが重要となる。また、オフィスなど内部で人間が活動する空間に設置される窓ガラスに使用する場合、特に夏期の室内の冷房効率向上など、地球温暖化防止をはじめとする環境負荷低減のために、遮光だけではなく熱線の遮断が重要となる。
【0006】
本発明の目的は、上記の重要な特性を得るために、本発明者らの鋭意研究のもとになされたものであって、外部刺激に応じて体積変化する高分子ゲル粒子と、該高分子ゲル粒子の体積変化に用いられる液体とから構成される光変調材料を有する調光ガラスの場合、長期間の紫外線曝露による特性の劣化が少なく、防火性能や耐風圧強度、耐衝撃力および、破損時における安全性にも優れ、熱線の遮断機能等を有する調光ガラスを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の本発明により達成される。即ち本発明は、少なくとも、外部刺激に応じて体積変化する高分子ゲル粒子と、該高分子ゲル粒子の体積変化に用いられる液体とからなり、前記高分子ゲル粒子は、収縮状態で飽和散乱濃度以上の光散乱部材を含有し、前記液体の吸収・放出によって可逆的に膨潤・収縮する光変調材料が、二枚の透明板の間に介在しており、該透明板の少なくとも一方に調光ガラスの機能を損なう外部要因から調光ガラスを保護するための保護機能が付与されていることを特徴とする調光ガラスである。
保護機能付与の例としては、例えば、1)透明板の少なくとも一方に紫外線遮蔽機能が付与されていること、2)透明板の少なくとも一方に、網入り板ガラス、線入り板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスのうちのいずれか一つを用いたこと、3)透明板の少なくとも一方に、熱線反射層、熱線低放射層、あるいは真空層を用いたこと,等が挙げられる。
光変調材料は、高分子ゲル粒子が、光散乱部材を含有し、液体の吸収・放出によって可逆的に膨潤・収縮するものであって、さらに高分子ゲル粒子が温度変化によって体積変化して光の透過量が変化するものが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の調光ガラス1の一実施の形態としては、図1に示したように、平行に配置された2枚の透明板2と、その間に挟持封入された光変調材料3と、封止材4により構成されており、そして、少なくとも一方の透明板2には、紫外線遮蔽機能が付与されている。この紫外線遮蔽機能は、紫外線遮蔽剤のコーティング膜、紫外線遮蔽剤を封入した紫外線カット層、あるいは紫外線遮蔽剤を含有する紫外線遮蔽フィルムなどの形態を有する紫外線遮蔽層5が適用できる。特に、紫外線遮蔽剤のコーティング膜および紫外線遮蔽フィルムなどは、図2に示すように他方の透明板と向き合う面に形成した方が好ましい。これは、外部に露出していると、キズなどが付きやすく所望の機能を長期間安定して維持することが出来ないという懸念があるからである。したがって、外部に露出した面に付与する場合、図3に示すようにその上に保護層6を形成することが好ましい。一方、紫外線遮蔽剤を封入した紫外線カット層は特に制限はなく、外部に露出した面に付与しても構わない。
【0009】
紫外線遮蔽機能を有する紫外線吸収剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどの無機化合物、あるいは有機系紫外線吸収剤が好適に用いられる。例えば無機微粒子として酸化亜鉛を用いる場合、粒子径が0.1μm以下のものが好ましく用いられ、紫外線遮蔽層5を形成する樹脂液に均一に分散されて用いられ、酸化亜鉛微粒子の配合量は、樹脂液に対して0.3〜50重量%の範囲とするのが好ましい。
【0010】
一方、上記有機系紫外線吸収剤としては、フェニルサリシレート、p−tert−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸系、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、メチル−3−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラチルブチル)]−6−(2H−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系等の紫外線吸収剤が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して使用することができる。
【0011】
紫外線吸収剤を透明板状体にコーティングする方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式法や、紫外線吸収剤をバインダーとともに溶媒に溶解または分散させた液を透明板状体に塗布し、溶媒を乾燥し硬化させる湿式法も適用できる。紫外線遮蔽機能を有するフィルムとしては、紫外線遮蔽機能を有するコーティング膜を施したフィルム、紫外線吸収剤を練り込んだフィルムなどが使用できる。
また、液膜の紫外線カット層を適用することもでき、液状の紫外線吸収剤(例えば、チバガイギー社のTinuvin109、171、384、1130等)のように紫外線吸収剤分子が室温で液状であるものや、室温で個体状の紫外線吸収剤(例えば、チバガイギー社のTinuvin326、327、328、213、571、住友化学社のスミソーブ110、110S、250、400等)を溶媒に溶解度を考慮して飽和濃度程度に高濃度溶解した溶液(例えば、スミソーブ110のトルエン溶液、スミソーブ320のトルエン溶液等)などが好ましく用いられる。また、これらの紫外線吸収剤を混合使用してもよい。なお、必要に応じて耐光安定剤(例えば、チバガイギー社のTinuvin123、292、622LD等)、酸化防止剤(例えば、チバガイギー社のIrganox245、1010、1330等)等を添加してもよい。
この液膜層の製造方法は、液晶パネルの積層、封止、注入と同様の方法でよい。しかし、液膜の厚みは特に厳密である必要もなく、厚みも0.01mm以下のような極薄層、配向処理等をする必要もなく特別な工夫することなく一般的な積層方法でもよい。
【0012】
また、少なくとも一方の透明板2には、図4に示すように、(1)耐風圧強度の向上、(2)耐衝撃力の向上、(3)防火性の向上、(4)安全性の向上などを図るために、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラスのうちのいずれか一つの強度・安全性向上ガラスが用いられている。その際、特に限定はしないが、強度・安全性向上ガラスは調光層を保護する上で、最外層に用いることが好ましい。
【0013】
(1)の耐風圧強度を向上させるには、強化ガラスまたは倍強度ガラスの使用が好ましい。フロートガラスのみで構成される調光ガラスの場合、その面積や封止方法等によっても異なるが、強度は使用したフロートガラス1枚と同等かやや優れる程度であり、その厚みの増加による強度の向上は期待できない。これに対し、強化ガラスや倍強度ガラスを使用することで調光ガラスの耐風圧強度を向上させることができる。これは建設省の告示第109号に適用されている耐風圧強度を計算する際の強度係数(α)の値から明らかである。フロートガラスの強度係数は、その厚みが6mm以下で0.8であり、6mmをこえるものは1.0となっている。これに対し、強化ガラス、倍強度ガラスはそれぞれ3.0、2.0であり、その耐風圧強度は高い。よってこれらを使用した本発明の調光ガラスの耐風圧強度も向上する。建築材料として使用する場合、耐風圧強度および設置される部分の地上高さによって、その開口部の面積が規定されている。通常、必要な耐風圧強度を確保するには、厚いガラスを使用しなければならず、これに伴って調光ガラスも厚くなる。このため、汎用のサッシやフレーム等への設置が困難となり、使用できない場合があり、甚だ不便である。しかしながら、透明板の少なくとも1枚を強化ガラスや倍強度ガラスにすることで、調光ガラスを厚くすることなく、所望の耐風圧強度が得られるので好ましい。これによって建築物への調光ガラスの使用可能面積が増大し、調光ガラスを使用するときの制約が減少する。特に、冷房負荷の大きいビル用窓ガラス等に対してこの調光ガラスを適用すると、調光ガラスの面積を大きくすることで冷房負荷を著しく軽減でき、省エネルギー化に大きく寄与するので好ましい。この効果は使用する強化ガラス、倍強度ガラスに依存し、調光ガラスに使用する透明板の全てにこれらのガラスを使用すると、その効果は一層顕著となり好ましい。
【0014】
(2)の耐衝撃力を向上させるには、強化ガラスの使用が好ましい。耐風圧強度と同様に、通常のガラスでは調光ガラスの厚みの増加による強度の向上が期待できない。このため、所望の強度を得るため、厚いガラスを使用すれば不都合が生じ、好ましくない。一方、強化ガラスは普通板ガラスに比して3〜5倍の曲げ強度および衝撃強度があるため、上記問題点が回避され、調光ガラスが厚くなることなく所望の特性が得られるので好ましい。これは使用する強化ガラスに依存し、使用する透明板の全てを強化ガラスにすると、その効果は一層顕著となり好ましい。
【0015】
(3)の防火性を向上させるには、網入板ガラスまたは線入板ガラスの使用が好ましい。つまり、網入板ガラス及び線入板ガラスは、普通板ガラス、普通板ガラスのすり板ガラス、フロート板ガラス及び磨き板ガラス、型板ガラス等のみで構成された調光ガラスに比して、火炎が当たったときにヒビ割れが生じにくく、また、仮にヒビ割れが生じても網や金属線によって破片が支えられるので、破片が脱落してガラス面に穴があくことを防止して、該穴からの火炎の侵入による延焼を防止できる。よって調光ガラスの防火性能が向上し、その安全性が増す。また、倍強度ガラスの使用も、フロートガラスに比して約2倍の熱割れ強度を有し、同様の理由から好ましい。これらの特性は使用する網入板ガラス、線入板ガラス、倍強度ガラスに依存する。調光ガラスの透明板全てにこれらのガラスを使用すると、その効果は一層顕著となり好ましい。本発明の調光ガラスが、建築基準法で定められた「防火戸」等へ適用できるかどうかは未確認であるが、これに規定されない部分において、従来品に比して、防火性が向上し、安全性が増加する。
【0016】
(4)のガラス破損時の安全性を向上させるには、強化ガラス、合わせガラスの使用が好ましい。強化ガラスは万一破壊した場合でも細かい粒状の破片となり、鋭利な破片とならず、その安全性は高い。また、合わせガラスは中間膜の作用により、万一破壊しても貫通や破片の分離あるいは飛散が生じにくく、安全性に優れる。また、使用する透明板の全てをこれらのガラスにすることで、その効果は一層顕著となり好ましい。
2枚の透明板2のうちの一方の透明板は、網入板ガラス、線入板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスのいずれかで構成され、他方の透明板は普通ガラスやフロートガラス等の無機ガラス、ポリカーボネート等の有機ガラス等で構成されている。網入板ガラス、線入板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスは、前記したように、防火性、耐風圧強度、耐衝撃力、ガラス破損時の安全性の少なくともいずれかに優れた特性を有しており、実際に使用するガラスは、使用対象物や使用条件等に応じてこれらの中から適宜に選定することになる。但し、2枚の透明板2は、網入板ガラス、線入板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスから選定した同じ種類のガラスあるいは異なる種類のガラスで構成することも可能である。
【0017】
このような、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラス、網入板ガラス、線入板ガラスは、次のように構成されている。
【0018】
強化ガラスは、板ガラスを熱処理してガラス表面に強い圧縮応力層をつくり、破壊強さを増加させ、かつ、破損したとき細片になるようにしたものである。強化ガラスとしては、JIS R3206規格品が好ましいが、これに限定されるものではない。倍強度ガラスとは、HSガラスともいわれ、精度の高い熱処理行程により、同厚のフロートガラスの約2倍に耐風圧強度を高めた加工ガラスである。このようなガラスは熱割れに対しても2倍以上の強度を有する。
【0019】
合わせガラスは、2枚以上の材料板ガラスに中間膜を挟み全面接着したもので、外力の作用によって破壊しても、破片の大部分が飛び散らないようにしたものである。使用する材料板ガラスの種類により、フロート合わせガラス、型板合わせガラス、網入型板合わせガラス、線入型板合わせガラス、網入磨き合わせガラス、線入磨き合わせガラス、強化合わせガラス等に区分される。合わせガラスとしては、JIS R3205規格品が好ましいが、これに限定されるものではない。一般的に合わせガラスは2枚以上の板ガラスを柔軟で強靱な中間膜、主にはポリビニルブチラールで加圧接着した製品であり、この中間膜の作用により、ガラスが万一破損しても貫通や破片の分離あるいは飛散が生じにくいため、安全性に優れたガラスであり、使用するガラス種によりその特性が更に付与される。
【0020】
網入板ガラス及び線入板ガラスとは、圧延ロールによる成形の際に、金属製の網又は線をガラス内部に挿入した板ガラスである。その種類は網入および線入板ガラス共に、型板ガラスおよび磨き板ガラス等があり、更に網入板ガラスはひし網入と角網入に細分される。網入板ガラスおよび線入板ガラスとしては、JISR3204規格品が好ましいが、これに限定されるものではない。更に詳しく説明すると、網入板ガラスは、金属製の網をガラス内部に挿入した板ガラスを、線入ガラスは、金属製の平行線を金属線の方向が製板時の流れ方向となるようにガラス内部に挿入した板ガラスである。ひし網入板ガラスとは、四角形網目の金属製の網を金属線の方向が製板時の流れ方向に対して斜めであり、かつ、交点を通る2本の金属線の方向が、製板時の流れ方向の直線に対して互いに対称となるようにガラス内部に封入した板ガラスであり、角板ガラスとは、上記ひし網入板ガラスの金属製の網を、交点を通る2本の金属線の方向が製板時の流れ方向及びそれに直角の方向になるようにガラス内部に挿入した板ガラスである。また、これらの型板ガラスとは、圧延ロールによる成形のままで片面に型模様のあるものを指し、磨き板ガラスは、その両面を磨いて極めて平滑にしたものを指す。
【0021】
また、図5に示すように、熱線反射層(熱線遮蔽層)8を設ける場合、特に限定しないが、感熱応答ゲルを用いた調光層を用いる場合、その感熱応答作用を阻害しないように室内側の最表層に設けることが好ましい。熱線反射層8としては、CrN膜とTiO膜からなる3層膜などを利用することができ、熱線反射層8の代わりに熱線低放射層として機能するようにしてもよく、この場合、Ag膜とZnO膜とからなる5層膜などが使用できる。また、熱線反射層8として、透明板の表面に、Al、Ag、Au等の金属薄膜をスパッタリングや蒸着により形成してなる熱線反射フィルムを貼着する方法(特開昭57−59748号公報、特開昭57−59749号公報)や、ガラス表面に有機系の赤外線吸収剤をコーティングして赤外線吸収層を形成する方法(特開平4−160037)なども知られている。
【0022】
中でも、可視光透過率の大きい近赤外線吸収フィルムが好ましい。具体的には、特開昭61−154888、特開昭61−197281、特開昭61−246091、特開昭63−37991、特開昭63−39388、特開昭62−233288、特開昭63−312889、特開平2−43269、特開平2−138382、特開平2−296885、特開平3−43461、特開平3−77840、特開平3−100066、特開平3−62878、特願平3−338557、特願平3−99730、特願平3−252414等に開示されているフタロシアンニン類あるいはナフタロシアニン類、特開昭61−291651、特開昭61−291652、特開昭62−15260、特開昭62−132963、特開平1−129068、特開平1−172458等に開示されているようなアントラキノン類が挙げられる。近赤外線吸収色素の使用総量は、作製する近赤外線吸収フィルムの面積に対して1〜10000mg/m2 が好ましい。
【0023】
また、熱線遮蔽層として、熱線遮蔽性無機微粒子を含有してなるものも好適に用いられる。熱線遮蔽性無機微粒子の粒子径は0.1μm以下であることが好ましい。本発明で用いられる熱線遮蔽性無機微粒子としては、導電性物質が用いられ、アンチモン含有酸化スズ(ATO)、インジウム含有酸化スズ(ITO)、硫化銅(CuS)のほか、導電性酸化物、導電性硫化物、導電性炭化物、導電性チッ化物等の微粒子を用いることができる。特に好ましいのはATO微粒子およびITO微粒子である。本発明において、熱線遮蔽性無機微粒子は熱線遮蔽層8を形成する樹脂液に分散剤とともに均一に分散されて用いられる。ここで用いられる分散剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩、ホスホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類等のノニオン系界面活性剤が用いられる。これら分散剤の配合量は熱線遮蔽性無機微粒子に対して1〜20重量%程度とするのが好ましい。
【0024】
また、必要に応じて、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、イソホロン等のケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル等の溶剤を用いることも可能である。熱線遮蔽性無機微粒子の分散はサンドミル、アトライター、コロイドミル、ボールミル、高圧ホモジナイザー等の分散機を用いて行うことができ、微粒子の粒子径が0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下になるまで分散を行う。熱線遮蔽性無機微粒子の粒子径が0.1μmよりも大きいと熱線遮蔽フィルムの透明性が悪くなり、可視光線透過率が悪くなる。また、熱線遮蔽性無機微粒子を熱線遮蔽層に含有させる場合、熱線遮蔽性無機微粒子の配合量は10〜85重量%の範囲とするのが好ましい。
【0025】
また、透明板の少なくとも一方に熱線遮蔽機能を付与するために、熱線遮蔽層として真空層を設けることができる。この場合、真空層としては、2枚のガラス板を周辺部にスペーサを介して隔置し、周辺部をシールし内部の空気を抜くことにより形成された複層ガラスなどを使用することが出来る。この時、真空層を形成する基板は、普通板ガラス、普通板ガラスのすり板ガラス、フロート板ガラス及び磨き板ガラス、型板ガラス等の一般的なガラス板や、網入りガラス、強化ガラスなどの特殊ガラス、その他アクリルやポリスチレン、ポリカーボネートなどの樹脂製の基板を使用することが出来る。これらの厚さは、1mm〜20mm程度が好ましく、内部に形成される真空層を維持できれば特に限定されない。また、1mm以下では十分な断熱効果が得られないことから、形成される真空層の厚さは1mm以上が好ましい。一方上限は特にないが、製造上あまり厚くない方がよく10mm以下が好ましい。
【0026】
次に本発明における光変調材料について説明する。
光変調材料は、少なくとも、外部刺激に応じて体積変化する高分子ゲル粒子と、該高分子ゲル粒子の体積変化に用いられる液体と光散乱部材とから構成される。
即ち、本発明に使用する光変調材料を構成する高分子ゲルとしては、熱、光、電気、磁気などのエネルギー付与、pH変化、酸化・還元、イオン濃度変化、化学物質の吸脱着、溶媒組成変化など、各種刺激によって液体を吸収・放出し、可逆的に体積変化(膨潤・収縮)する刺激応答性高分子ゲルが好ましい。
【0027】
具体的には、電極反応などによるpH変化によって刺激応答する高分子ゲルとしては、電解質系高分子ゲルが好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物やその金属塩;(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩;マレイン酸(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩;ポリビニルスルホン酸の架橋物やその金属塩;ビニルスルホン酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩;ポリビニルベンゼンスルホン酸の架橋物やその金属塩;ビニルベンゼンスルホン酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩;ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物やその金属塩;アクリルアミドアルキルスルホン酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩;ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドの架橋物やその塩酸塩;ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物やその金属塩や4級塩;ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドとポリビニルアルコールとの複合体の架橋物やその4級塩;ポリビニルアルコールとポリ(メタ)アクリル酸との複合体の架橋物やその金属塩;カルボキシアルキルセルロース金属塩の架橋物;ポリ(メタ)アクリロニトリルの架橋物の部分加水分解物やその金属塩などが挙げられる。
【0028】
電界による界面活性剤などの化学物質の吸脱着によって刺激応答する高分子ゲルとしては、強イオン性高分子ゲルが好ましく、ポリビニルベンゼンスルホン酸の架橋物やビニルベンゼンスルホン酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物;ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物やアクリルアミドアルキルスルホン酸と(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物などが挙げられる。これらは、n−ドデシルピリジニウムクロライドなどのアルキルピリジニウム塩、アルキルアンモニウム塩、フェニルアンモニウム塩、テトラフェニルホスホニウムクロライドなどのホスホニウム塩などのカチオン性界面活性剤と組み合わせることで使用される。
【0029】
電気による酸化・還元によって刺激応答する高分子ゲルとしては、カチオン性高分子ゲルが好ましく、ポリジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどポリアミノ置換(メタ)アクリルアミドの架橋物;ポリジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート;ポリジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート;ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどのポリ(メタ)アクリル酸アミノ置換アルキルエステルの架橋物;ポリスチレンの架橋物;ポリビニルピリジンの架橋物;ポリビニルカルバゾールの架橋物;ポリジメチルアミノスチレンの架橋物などが挙げられる。これらは、電子受容性化合物と組み合わせてCT錯体(電荷移動錯体)として使用される。このとき好ましく用いられる電子受容性化合物としては、ベンゾキノン;7、7、8、8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ);過塩素酸テトラブチルアンモニウム;テトラシアノエチレン;クロラニル;トリニトロベンゼン;無水マレイン酸;ヨウ素などが挙げられる。
【0030】
熱の付与によって刺激応答する高分子ゲルとしては、LCST(下限臨界溶液温度)をもつ高分子の架橋体や、互いに水素結合する二成分の高分子ゲルのIPN(相互侵入型網目構造体)などが好ましい。前者は高温において収縮する特性を有しており、具体的には、ポリN−イソプロピルアクリルアミドなどのポリN−アルキル置換(メタ)アクリルアミドの架橋物;N−アルキル置換(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリル酸やその金属塩、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどとの共重合体の架橋物;ポリビニルメチルエーテルの架橋物;メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのアルキル置換セルロース誘導体の架橋物などが挙げられる。一方、後者は高温において膨潤する特性を有しており、具体的には、ポリ(メタ)アクリルアミドの架橋物とポリ(メタ)アクリル酸の架橋物からなるIPN体およびその部分中和物(アクリル酸単位を部分的に金属塩化したもの)、ポリ(メタ)アクリルアミドを主成分とする共重合体の架橋物とポリ(メタ)アクリル酸の架橋物からなるIPN体およびその部分中和物などが挙げられる。これらの化合物のうち、ポリN−アルキル置換アルキルアミドの架橋物や、ポリ(メタ)アクリルアミドの架橋物とポリ(メタ)アクリル酸の架橋物からなるIPN体およびその部分中和物などが好ましく用いられる。
【0031】
光の付与によって刺激応答する高分子ゲルとしては、トリアリールメタン誘導体やスピロベンゾピラン誘導体などの、光によってイオン解離する分子構造を有する親水性高分子化合物の架橋物が好ましい。具体的には、ビニル置換トリアリールメタンロイコ誘導体と(メタ)アクリルアミドとの共重合体の架橋物などが挙げられる。
【0032】
磁場の付与によって刺激応答する高分子ゲルとしては、強磁性体粒子や磁性流体を含有するポリビニルアルコールの架橋物などが挙げられるが、高分子ゲル自体は特に限定されるものではなく、高分子ゲルの範疇に含まれるものであればよい。
【0033】
溶液の組成変化やイオン強度の変化によって応答する高分子ゲルとしては、前記した電解質系高分子ゲルが好ましく適用できる。
本発明においては、各々の刺激応答性高分子ゲルを単独で使用する他、複数の高分子ゲルを併用しても差し支え無い。
なお、上記の括弧を用いた記述は、括弧内の接頭語を含まない化合物および含む化合物の両方を示しており、例えば(メタ)アクリル酸という記述は、アクリル酸およびメタクリル酸のことを意味するものである。
本発明において使用される高分子ゲルの体積変化量は、少なくとも体積比が5以上、好ましくは10以上であることが望ましい。体積比が5未満であると十分な調光コントラストが得られない可能性がある。
【0036】
また、本発明に使用する光変調材料の高分子ゲル粒子に含有される光散乱部材としては、高分子ゲルの体積変化に用いられる液体の屈折率と異なる屈折率を有する材料が好ましいが、それ以外には特に制限はなく、各種の無機化合物および有機化合物が適用できる。
【0037】
無機材料の具体例としては、酸化亜鉛、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、硫酸鉛、リトポン、白雲母、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アンモチモン、鉛白、酸化ジルコニウム、アルミナ、マイカナイト、マイカレックス、石英、炭酸カルシウム、石膏、クレー、シリカ、ケイ酸、珪素土、タルク、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、グロスホワイト、サチン白等の無機酸化物や、亜鉛、アルメル、アンチモン、アルミニウム、アルミニウム合金、イリジウム、インジウム、オスミウム、クロム、クロメル、コバルト、ジルコニウム、ステンレス鋼、金、銀、洋銀、銅、青銅、すず、タングステン、タングステン鋼、鉄、鉛、ニッケル、ニッケル合金、ニッケリン、白金、白金ロジウム、タンタル、ジュラルミン、ニクロム、チタン、クルップ・オーステナイト鋼、コンスタンタン、真鍮、白金イリジウム、パラジウム、パラジウム合金、モリブデン、モリブデン鋼、マンガン、マンガン合金、ロジウム、ロジウム金などの金属材料、ITO(インジウム・スズ酸化物)等の無機導電性材料などが挙げられる。
【0038】
また、有機材料の具体例としては、また、好適な有機材料の具体例として、フェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ−p−キシリレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素系プラスチック、ポリアクリロニトリル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステル、ポリアミド、ジエン系プラスチック、ポリウレタン系プラスチック、ポリフェニレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、芳香族ヘテロ環ポリマー、シリコーン、天然ゴム系プラスチック、セルロース系プラスチック等やこれら2種類以上の高分子材料の混合材料(ポリマーブレンド)などの高分子材料が挙げられる。
【0039】
さらに、上記に列挙した光散乱性材料を含有した高分子材料を、光散乱部材として適用できる。この高分子材料としては特に制限がなく、各種の高分子樹脂を使用することができる。好ましい高分子樹脂の具体例としては、光散乱性材料が有機材料である場合に列挙された具体例が挙げられる。
【0040】
高分子ゲル粒子に光散乱部材が含有される場合、高分子ゲルが膨潤したとき、光散乱部材は高分子ゲル中に均一に拡散・分散され、光を散乱する面積が大きくなる。さらに光散乱部材は高分子ゲルの体積収縮によって光散乱部材の密度が高まり、光散乱部材の凝集が引き起こされる。このとき、飽和散乱濃度以上の光散乱部材濃度に達し、光散乱部材同士が重なりあう。これによって、光を効率よく散乱し反射・屈折させることができなくなり、光散乱部材一粒子当たりの光散乱能力が低下して光散乱効率が低下する。このような作用等により光変調材料は、高分子ゲルの膨潤時と収縮時で大きな光散乱量の差が生じるものと思われる。
ここに飽和散乱濃度以上とは、1つの指標として各々の光散乱部材同士の平均間隔が十分短くなることで、光散乱部材の光散乱の働きが1次粒子的なものから、集合的なものに変化し、光散乱の効率が変化する濃度である。
また、飽和散乱濃度以上という定義を別の特性で表現すれば、特定の光路長のもとにおける光散乱部材と光散乱量との関係が1次直線の関係から大きく外れるような飽和散乱濃度である。
【0041】
次に上記の光散乱部材の形状には特に制限はなく、粒子状、ブロック状、フィルム状、不定形状、繊維状などの種々のものが使用可能である。中でも特に、粒子状の形態は光散乱性が高いことや応用範囲が広いなどの特徴から特に好ましい。粒子状における形態にも特に制限はないが、球体、立方体、楕円体、多面体、多孔質体、星状、針状、中空状、りん片状などのものが適用できる。また、粒子の場合の好ましい大きさは、平均粒子径で0.01μm〜500μmの範囲、より好ましくは0.05μm〜100μmの範囲である。これは、平均粒子径で0.01μm以下または500μm以上になると、光散乱部材に求められる光散乱効果が低くなるためである。さらに、平均粒子径0.01μm以下では、高分子ゲル内部からの外部への流出が起こりやすい。また、これらの粒子は、一般的な物理的粉砕方法や化学的粉砕方法によって製造することができる。
【0042】
また、これらの光散乱部材において、分子内にカルボキシル基やスルホン酸基などの酸基、水酸基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、ニトロ基、カルボニル基など極性基をもち、高分子ゲル内において光散乱部材の濃度が高い場合に凝集体を形成し易い特性のものも好ましく使用される。
【0043】
散乱部材は高分子ゲル中に含有され、高分子ゲル内部から外部へ流出しないことが好ましい。光散乱部材の流出を防止するためには、使用する高分子ゲルの網目よりも大きな粒子径の光散乱部材を用いること、あるいは高分子ゲルとの電気的、イオン的、その他物理的な相互作用が高い光散乱部材を用いること、表面を化学修飾した光散乱部材が挙げられる。表面を化学修飾した光散乱部材として例えば、表面に高分子ゲルとの化学結合する基を導入したものや、高分子材料をグラフトした光散乱部材などが挙げられる。
【0044】
高分子ゲルに含有させる光散乱部材の濃度は一般に2重量%〜95重量%の範囲が好ましく、より好ましくは5重量〜95重量%の範囲である。光散乱部材の濃度が2重量%以下であると、光変調材料の高分子ゲルの体積変化による散乱量変化が現れなくなり、さらに十分な調光コントラストを得るためには、多くの調光層の厚みが厚くなるなどの問題が生じる。一方、光散乱部材の濃度が95重量%以上の場合、高分子ゲルの膨潤・収縮が応答よく進行しにくくなり、本光変調材料の刺激応答特性や体積変化量が低下してしまう。
【0045】
高分子ゲルに光散乱部材を含有させる方法は、架橋前の高分子に光散乱部材を均一に分散、混合した後に架橋する方法や重合時に高分子前駆体組成物に色材および光散乱部材を添加して重合する方法等が適用できる。重合時において光散乱部材を添加する場合には前記したように重合性基や不対電子(ラジカル)をもつ光散乱部材を使用し、化学結合することも好ましい。また、光散乱部材は高分子ゲル中に極力均一に分散されていることが望ましい。特に、高分子への分散に際して、機械的混練法、攪拌法やあるいは分散剤などを利用して均一に分散させることが望ましい。
【0046】
本発明に使用する光変調材料を構成する高分子ゲルの形状には特に制限はなく粒子状、ブロック状、フィルム状、不定形状、繊維状などの種々のものが使用可能である。中でも特に、粒子状の形態は、前記した各種の外部刺激に対する体積変化の速度(応答性)が速いことや応用範囲が広いなどの特徴から特に好ましい。粒子状における形態にも特に制限はないが、球体、楕円体、立方体、多面体、多孔質体、星状、針状、中空状などのものが適用できる。また、粒子の場合の好ましい大きさは、収縮状態時において平均粒子径で0.1μm〜5mmの範囲、より好ましくは1μm〜1mmの範囲である。粒子径が0.1μm以下であると、粒子の扱いが困難になる、優れた光学特性が得られないなどの問題が生じる。一方、粒子径が5mmよりも大きくなると、体積変化に要する応答時間が大幅に遅くなってしまうなどの問題が生じる。
【0047】
また、これらの粒子は、高分子ゲルを物理的粉砕方法によって粉砕する方法や、架橋前の高分子ゲルを化学的粉砕方法によって粒子化した後に架橋して高分子ゲルとする方法、あるいは乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの粒子化重合法の一般的な方法によって作製することができる。
【0048】
また、高分子ゲルの各種刺激応答による体積変化速度をより高速にするために、高分子ゲルの公知の方法と同様に材料を多孔質化して液体の出入り易さを向上させることも好ましい。一般に膨潤した高分子ゲルを凍結乾燥する方法等で多孔質化することができる。
【0049】
本発明に使用する光変調材料はこれを構成する高分子ゲルに吸収可能な液体の存在下において、前記したような刺激を与えることで体積を種々変化させることができる。例えば、熱応答性高分子ゲルの場合は、光、熱などの放射熱の付与によって、電気応答型高分子ゲルの場合は電極反応によるpH変化や電界によるイオン吸着や静電作用によって、光応答性高分子ゲルの場合は光の付与による内部構造変化によって液体を吸収、放出させることで体積を大きく変化させることができる。
【0050】
この時使用可能な液体としては、特に制限はないが、好ましくは、水、電解質水溶液、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、アセトニトリル、プロピレンカーボネートなどや、キシレン、トルエンなどの芳香族系溶媒およびそれらの混合物が使用できる。また、液体には高分子ゲルに吸脱する界面活性剤、液体のpH変化を促進するためのビオロゲン誘導体などの酸化還元剤、酸、アルカリ、塩、および界面活性剤等の分散安定剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの安定剤などを添加しても構わない。
【0051】
以上の特性から、本発明に使用する高分子ゲルは液体との組成物として使用される。この時、利用可能な液体としては、前記した高分子ゲルが吸収可能な液体が好ましい。また、高分子ゲルを構成する高分子が架橋されていない場合、この高分子が溶解可能な液体も好ましく適用できる。なお、組成物としての高分子ゲルと液体との好ましい混合比で1:2000から1:1(高分子ゲル:液体)である。
【0052】
なお、調光層の構成は、図1〜5に示されるような透明板あるいは紫外線・熱線遮蔽層を有する透明板で光変調材料を二枚の透明板の間に介在させる以外に、図6に示すような構成でもよい。この場合、光変調材料はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンなどの透明フィルムに挟持封入されており、調光層はそれ自体が調光シート9を形成している。この場合、外周部は封止用の接着剤を用いる他、透明フィルムの加熱融着により封じることもできる。このような調光シート9を調光層に用いる場合、封止材は必要ないが、調光層の間隙を維持するために周囲にスペーサ12を用いることが好ましい。また、図1〜5に示されるような透明板あるいは紫外線・熱線遮蔽層を有する透明板で光変調材料を挟持する場合、図7に示すように調光層の内部に間隙を維持するためのスペーサ12を用いることも出来る。これらの場合、スペーサ12の形状は安定して間隙を維持できる物であれば特に限定されないが、主に球、立方体、柱状のものなどが好ましい。
【0053】
また、調光層内部の光変調材料に含まれる高分子ゲルの分散状態を維持するために、網目状に連続したスペーサを用いて調光層内部をセグメント化してもよい。この場合、スペーサの網目形状は安定して間隙を維持できる物であれば特に限定されないが、主に格子状やハニカム状などの多角形が用いられる。
これらのスペーサは、光変調材料を構成する液体に安定な材料であれば特に限定されず、例えば、樹脂、金属、金属酸化物、ガラスなどが適用できる。
また、調光層内部の光変調材料に含まれる高分子ゲルの分散状態を維持するための別な方法として、高分子ゲルを固定化してもよい。固定化の対象物としては、高分子ゲルを挟持する透明板や、上記の透明フィルムなどでよい。また高分子ゲルを支持体に固定化した後、透明板で挟持しても構わない。
【0054】
本発明に用いる光変調材料に含まれる高分子ゲルの透明板および支持体への固定化方法としては、機械的固定化、接着などの物理的固定化、化学結合などの化学的固定化などが適用できる。なお、化学結合は、イオン結合、水素結合、共有結合など各種考えられるが、その中でも安定性の面から共有結合が最も好ましい。
【0055】
機械的固定化とは、主に繊維状の支持体を用いる場合において、その網目などの空間に保持することによるものである。この場合、繊維状支持体は単なる繊維の集合体ではなく、織物状、不織布状、ウエブ状、シート状などの構造体となっていることが好ましい。なお、この場合の構造体は、高分子ゲルの保持効果を高めるために、1〜50μm程度の比較的細い繊維を、目付け量10g/m2以上の比較的高密度で構成した方がよい。
【0056】
次に、物理的固定化に使用する接着剤としては、有機溶剤揮散型接着剤(クロロプレンゴム系、ウレタン系など)、熱硬化反応型接着剤(エポキシ系、レゾール系など)、湿気硬化反応型接着剤(2−シアノアクリル酸エステル系、シリコーン系など)、紫外線硬化反応型接着剤(アクリル系オリゴマーなど)、縮合反応型接着剤(ユリア樹脂系)、付加反応型接着剤(エポキシ系、イソシアネート系など)、熱溶融型接着剤などが挙げられる。
【0057】
本発明においては、この中でも特に熱溶融型接着剤が好適であり、例えば、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリオレフィン誘導体(マレイン酸変性ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、マレイン化ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびそのマレイン化物など)、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカプロラクトン系樹脂、ポリスチレン樹脂、およびその誘導体(ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体など)、熱可塑性ポリウレタン樹脂、高分子量ポリエチレングリコール、酢酸ビニル樹脂、ワックス類(パラフィンワックス、ミツロウ、牛脂など)、長鎖脂肪酸エステル樹脂およびこれら2種以上の混合物などが挙げられる。
【0058】
本発明において、使用する接着剤樹脂の割合は、通常高分子ゲル100重量部に対して接着剤樹脂の量が0.1〜50重量部、好ましくは1〜30重量部程度で十分ある。接着剤樹脂の量が50重量部を超えると透明板や支持体への固着性は向上するものの、高分子ゲルの接着剤樹脂との接触割合が高くなり、膨潤・収縮挙動を阻害する可能性が高くなる。一方、0.1重量部未満では、透明板や支持体への固着が不十分となる。
【0059】
接着剤樹脂を用いた高分子ゲルの固定化は、例えば、高分子ゲルと粒子状の接着剤樹脂の混合物を被接着面に散布した後、加熱処理を施して接着する方法が適用できる。この時、混合に使用する装置は特に限定されず、通常の粉体混合装置でよく、例えば、コニカルブレンダー、ナウターミキサー、V型ブレンダー、タービュライザー、スクリュー式ラインブレンダーなどが挙げられる。
【0060】
その他、接着剤樹脂を溶媒に溶かした接着剤溶液を調製し、被接着面に該接着剤溶液を塗布した後、高分子ゲルを散布して加熱処理を施しても構わない。この時使用される溶媒は、接着剤樹脂が可溶なものであれば特に限定されないが、溶媒の沸点は比較的低い方がよく、150℃以下、好ましくは100℃以下が適当であり、例えば、アセトンなどのケトン類、エタノール、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチルなどのカルボン酸エステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類および、これらの混合物などが挙げられる。また、接着剤溶液の被接着面への適用方法は、塗布、噴霧、浸漬などが挙げられる。
また、接着のための加熱処理は特に限定されないが、熱風加熱機、赤外線加熱機、高周波加熱機およびヒートローラなどの接触式加熱機などが適用でき、加熱温度は、接着剤の溶融温度の従いおよそ50℃〜200℃の間で適宜設定される。
【0061】
また、本発明における光変調材料に含まれる高分子ゲルの化学的固定化における化学結合は、イオン結合、水素結合、共有結合など各種考えられるが、その中でも安定性の面から共有結合が最も好ましく、各種固定化剤を用いた反応により行う。被接着面への高分子ゲルおよび固定化剤の付与は、塗布、散布、含浸などの方法により行うことができる。塗布および含浸の場合、固定化剤と相溶性のある各種溶媒あるいはそれらの混合物中に、高分子ゲルおよび固定化剤を分散混合した溶液を使用する。溶媒は固定化剤に応じて選択され、アセトンなどのケトン類、エタノール、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチルなどのカルボン酸エステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類および、これらの混合物などが適用できる。高分子ゲルおよび固定化剤を被接着面に付与した後は、固定化剤に固有の反応温度に加熱して化学結合を形成し、高分子ゲルを被背着面に固定化するなどの方法が適用できる。また、被接着面を固定化剤で処理した後、形成された反応基に高分子ゲルを固定化するという段階的な反応なども適用できる。
【0062】
なお、本発明に用いる高分子ゲルにおける固定化剤は、重合性不飽和基、反応性官能基などを2個以上有する化合物を挙げることができる。上記重合性不飽和基を2個以上有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリンなどのポリオール類のジまたはトリ(メタ)アクリル酸エステル類、前記ポリオール類とマレイン酸、フマル酸などの不飽和酸類とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドなどのビス(メタ)アクリルアミド類、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのポリイソシアネートと(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミン酸エステル類、アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、その他のテトラアリロキシエタン、ペンタンエリスリトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリアリルトリメチルエーテルなどの多価アリル系を挙げることができる。これらの中でも本発明には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドなどが好ましく使用される。
【0063】
また、反応性官能基を2個以上有する化合物としては、ジグリシジルエーテル化合物、ハロエポキシ化合物、ジおよびトリイソシアネート化合物などを挙げることができる。ジグリシジルエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリグリセリンジグリシジルエーテルなどを挙げることができる。その他、ハロエポキシ化合物の具体例としては、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、β−メチルエピクロロヒドリンなどを挙げることができる。また、ジイソシアネート化合物の具体例としては、2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどを挙げることができる。これらの中でも本発明には、特にエチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが好ましく使用される。
【0064】
上記の様な高分子ゲルの使用量は、通常、高分子ゲルの乾燥重量に対して、0.001〜10重量%、好ましくは0.001〜5重量%である。これは、固定化剤の使用量が0.001重量%以下であると十分に高分子ゲルを固定化できない一方、10重量%以上であると高分子ゲルの固定化が強すぎて体積変化を阻害するためである。
【0065】
なお、本発明に用いる支持体としては、主に繊維質のものが好ましく、例えば、合成繊維としてナイロン系繊維、アクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリウレタン系繊維など、天然繊維として木材パルプ、綿、羊毛など、半合成繊維としてビスコースレーヨン、アセテート、キュプラなど、無機繊維としてカーボン繊維、チタン繊維などを適用することができる。繊維質支持体の形態としては、単なる繊維の集合体の他、織物状、不織布状、ウエブ状、シート状などの構造体を挙げることができる。また、繊維質支持体の繊維径は1μm〜1mm、好ましくは10μm〜0.5mm程度、基材の厚みは約0.1〜10mm、好ましくは0.1〜5mm程度、目付け量は約2〜200g/m2、好ましくは2〜100g/m2程度が適当である。
【0066】
封止材4としては、光変調材料3からの溶媒の蒸発または揮発を抑制する能力を有し、透明板2に対する接着性を有し、光変調材料3の特性に悪影響を与えず、実使用条件においてこれらの条件を長期間満たすものであれば、どのような材料を用いてもよい。また複数の封止材を組み合わせて構成することも可能である。
封止材4および封止方法は、調光ガラス1の開口部面積の確保、工程簡略化による加工コスト等を考慮すると、1層の封止が好ましい。1層で封止を行うときの封止材4として末端に反応基を有するイソブチレンオリゴマーを主体とした熱硬化型弾性シーリング材等の使用が例示できる。また、2層で封止するときには、光変調材料3と接触する1次封止にポリイソブチレン系シーラント等、2次封止としてアクリル樹脂等が例示できる。本発明の封止材4および封止方法は上記例示に限定されるものではなく、多種多様なものが選択でき、かつ、それらを組み合わせて使用してもよい。
【0067】
本発明においては、刺激付与手段として発熱手段や電気的手段が好ましく用いられる。なお、自律応答型の調光ガラスとして機能させる場合には、特に発熱手段を具備せず、太陽からの熱を受けて応答するような構成とする。その他人為的な発熱手段としては、前記電極とNi−Cr化合物などに代表される金属、酸化タンタルやITOなどの金属酸化物やカーボンなどの発熱抵抗体を組み合わせた物が好ましく用いられる。また、電気的手段の場合は、銅、アルミニウム、銀、プラチナなどに代表される金属膜からなる電極、酸化スズ−酸化インジウム(ITO)に代表される金属酸化物、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアセン類、ポリアセチレン類などに代表される導電性高分子からなる電極、高分子と前述の金属や金属酸化物の粒子との複合材料からなる電極などが好ましく用いられる。なお、上記以外にも、刺激付与手段として光や磁界、電磁場などを付与する層を設けることも出来る。
【0068】
太陽からの熱エネルギーによる自律応答型、あるいは発熱手段を設けた場合には、前記の熱応答性高分子ゲルが好ましく使用される。また、電気的手段を設けた場合には、前記のpH変化により応答する高分子ゲル、界面活性剤などの化学物質の吸脱着により応答する高分子ゲル、酸化・還元によって応答する高分子ゲルが、光調光材料の構成物質として好ましく使用される。さらに、外部から光を照射する構成の場合は、前記の光応答性高分子ゲルが好ましく使用される。
【0069】
なお、本発明において、調光ガラス1を構成する各部材の好ましい厚さは次のとおりである。まず、透明板2は、破壊強度を向上させたガラスとする場合は、少なくとも3mm以上であることが好ましく、強化ガラスの場合は6mm以上であることが好ましい。この場合、厚さの上限は特に設けないが、あまり厚くすると不経済であり50mm程度を目安とすればよい。また、両面共に、破壊強度の向上を図っていない基板の場合でも、主に各種の窓に使用されることを考慮すれば、少なくとも1mmは必要である。
【0070】
次に、紫外線遮蔽層5および熱線遮蔽層8の厚さは、形成された層の種類にもよるが、真空蒸着などによる最も薄い場合でも十分な遮蔽効果を得るためには0.1μm以上必要である。一方上限は特に設けないが、液状の紫外線カット層や熱線遮蔽用の真空層を形成する場合でも、50mmもあれば十分である。
また、調光層の厚さは、少なくとも0.1μm以上は必要であり、十分な調光機能を得るためには、1μm以上であることが好ましい。一方、上限は、およそ5mm程度である。これは、あまり厚すぎると調光機能を発揮するのに必要な時間が長くなりすぎるという問題が生じるからである。
【0071】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<光散乱部材を含有する感熱性の高分子ゲルの調製>
温度変化で調光機能をもつ本発明に使用する高分子ゲルを以下に示すような方法によって製造した。
アクリルアミド10g、架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド0.27gに蒸留水50g、光散乱部材として一次粒子の平均粒子径が約0.2μmの酸化チタン(屈折率:2.7)10gを添加し、攪拌混合して水溶液を調整した。
上記の水溶液をフラスコ中に入れ、窒素置換により酸素を除いた後、重合開始剤である過硫酸アンモニウム1.0gを添加後、60℃に加熱して10時間、重合を行なった。
重合終了後、試料を粗粉砕し、これを大量の蒸留水で洗浄することにで精製を行ない、さらに乾燥させて光散乱部材を含有したアクリルアミドゲルを得た。
【0072】
次にこのアクリルアミドゲルの粗大粒子20gをフラスコに入れ、これにアクリル酸10g、架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド0.26gおよび蒸留水50g、およびアクリル酸を部分中和させるために水酸化ナトリウム0.03g(アクリル酸のうちの5モル%)を加えた。これに窒素置換後、過硫酸アンモニウム0.04gを添加した。この状態で1時間放置し、アクリルアミドゲルにアクリル酸系水溶液を十分に含浸・膨潤させた後、60℃に加熱し、10時間重合を行ないIPN高分子ゲルを調整した。
重合終了後、生成したIPN高分子ゲル塊をホモジナイザーで粉砕し、大量の蒸留水中に投入し、これをろ過する操作を繰返すことで精製を行なった。その後、大量のメタノールを用いて脱水し、乾燥させた。得られた粒子の乾燥時の粒子径は約70μmであった。以上の作製操作により、温度変化で調光機能をもつ本発明の光調光材料に使用する高分子ゲルを作製した。
この粒子状の高分子ゲルを大量の蒸留水に加えて膨潤させた。温度、10℃における平衡膨潤時の吸水量は約4g/gであった。ところが、これを30℃に加熱するとさらに膨潤し、約160g/gの吸水量を示すことがわかった。また、相転移点は15〜20℃の温度範囲にあった。つまり、相転移点よりも高温では膨潤し、低温では収縮する。この変化は可逆的であり、膨潤・収縮によって粒子の大きさは約3.4倍すなわち、体積で約40倍の変化が得られた。
【0073】
この高分子ゲルの調光機能を以下のように評価した。この粒子を一定濃度(0.20g/l)で含む水分散液を調製し、これを光路長1cmの分光光度装置セルに入れ、10℃(収縮時)および50℃(膨潤時)の各透過率を測定した結果、それぞれ透過率90%、透過率5%であり、透過率が大きく変化することがわかった。光散乱部材の濃度はどちらも一定であることから、高分子ゲルの体積変化によって光散乱部材が拡散・凝集し、光散乱効率が変わることで透過率が変化するものと考えられる。また、温度変化による透過率変化は可逆的であり、100回繰返しても劣化することがなかった。また、透過率変化は段階的に行なえることも確認できた。
【0075】
<耐候試験>
スガ試験機製のサンシャインウエザメータ(WEL−SUN−HC型)を使用し、ブラックパネル温度63℃の条件下で100時間行い、時間に依存した透過率の変化により、調光特性の劣化を比較した。
<破壊強度の測定>
平均破壊荷重を測定することにより、破壊強度を比較した。なお、平均破壊荷重は、破壊風圧とガラス面積の積により算出した。
【0076】
(実施例1)
紫外線遮蔽膜を次のようにして作製した。まず、市販のセリウムアセチルアセトネート(III)100重量部、ペンタエトキシニオブ19.5重量部、ジエタノールアミン89.5重量部、n−ブチルアルコール890.0重量部を混合しておき、そこへペンタエトキシニオブ23.3重量部を加えた。
この混合液をフラスコに入れ、130〜140℃で2時間還流し、茶褐色の溶液を得た。この溶液をスピンコート法により第1ガラス基板の一表面上にコートした。その後乾燥機にて120℃で10分間乾燥し、さらに500℃で20分間空気中で焼成して紫外線遮蔽膜5を得た。なお、1回の成膜で得られる膜厚が薄い場合には、複数回成膜を繰り返して、膜厚を約100nmとした。
【0077】
次に、図1に示すように、紫外線遮蔽膜5を有する厚さ2mmのガラス基板に、該紫外線遮蔽膜5が内側になるようにもう1枚の厚さ2mmのガラス基板を対向させ、シール用エポキシ接着剤およびスペーサを介して、約0.5mmの間隔を保持して平行に配置した。そして、2枚のガラス基板の間に形成された密閉空間に、前述の光散乱部材を含有する感熱性の高分子ゲルの1.13g/l濃度の水溶液からなる光変調材料を封入することにより、紫外線遮蔽膜5を有する調光ガラスを作製した。なお、ガラス基板には、ソーダライムガラス(セントラルガラス社製のフロート板ガラス)を用いた。この調光ガラスは高分子ゲルの膨潤状態における可視光透過率はおよそ40%であり、高分子ゲルの収縮状態における可視光透過率はおよそ90%であった。
この紫外線遮蔽膜5を有する調光ガラスについて、前述の耐候試験を行った結果、この調光ガラスの透過率の経時変化の結果を図8に示した。図8には、比較のために紫外線遮蔽膜がないこと以外は全く同様な調光ガラスの試験結果を併記した。この試験結果からわかるように、紫外線遮蔽膜を設けた本発明の調光ガラスは、紫外線遮蔽膜を設けていない場合に比べ、はるかに調光機能が安定して得られることがわかった。
【0078】
(実施例2)
耐風圧強度を向上させるために、2枚のガラス基板のうち片方に厚さ6mmの強化ガラスを使用し、もう片方には厚さ3mmのフロートガラスを使用した。これら2枚のガラス基板を対向させ、シール用エポキシ接着剤およびスペーサを介して、約0.5mmの間隔を保持して平行に配置した。そして、2枚のガラス基板の間に形成された密閉空間に、実施例1と同様の光変調材料を用い封入することにより、強化ガラスを有する調光ガラスを作製した。
この強化ガラスを有する調光ガラスについて、前述の破壊強度測定試験を行った結果を表1に示した。また、比較のために、強化ガラスの代わりに同じ厚さのフロートガラスを使用したこと以外は全く同様な構成の調光ガラスの試験結果も併記した。
【0079】
【表1】

Figure 0003915339
【0080】
この結果からわかるように、本発明の強化ガラスを用いた調光ガラスは、調光機能に加えて通常のフロートガラスで構成された調光ガラスに比べて約2.5倍の強度を有することがわかった。
【0081】
(実施例3)
ポリカーボネート樹脂100部をジクロロメタンに溶かし、赤外線吸収剤として3,6−オクタフルオロ−(4,5−オクタキスアニリノ)オキシバナジウムフタロシアニン0.1重量部を均一に分散させた。樹脂溶液を片方のガラス基板上に塗布し、溶媒が揮発するまで静置して、厚み0.13mmの熱線遮蔽層を有するガラス基板を得た。
次に、もう一方のガラス基板には、厚さ2mmのフロートガラスを用い、これら2枚のガラス基板を対向させ、シール用エポキシ接着剤およびスペーサを介して、約0.5mmの間隔を保持して平行に配置した。そして、2枚のガラス基板の間に形成された密閉空間に、実施例1と同様の光変調材料を用い封入することにより、熱線遮蔽機能を有する調光ガラスを作製した。
次に、この調光ガラスを1面に取り付けた箱を用意し、外部から400Wの赤外線ランプにより調光ガラスに熱線を照射した。調光ガラスの熱遮断結果を図9に示した。図9には、このときの内部の時間に依存した温度変化を測定した結果を示した。また、比較のため、熱線遮蔽機能を有しないこと以外全く同様な構成の調光ガラスについて行った測定結果も併記した。
この結果から分かるように、熱線遮蔽機能を有する調光ガラスでは、内部の温度上昇が軽減されることが確認できた。したがって、本発明の調光ガラスは、温度上昇による調光機能に加えて熱線遮蔽効果をも有することが確認された。
【0082】
【発明の効果】
本発明の調光ガラスに用いられる光変調材料は、内部に光散乱部材を含有する刺激応答性高分子ゲル粒子の体積変化を利用すると、調光状態が安定しており、コントラストが高く刺激応答が速い。そして、本発明の調光ガラスは、保護機能として紫外線遮蔽機能が付与されていると、紫外線の照射による光変調材料の刺激応答機能の低下を軽減することができ、長期間の紫外線曝露を受けるような環境での使用においても、調光機能が安定している。また、本発明の調光ガラスに、網入り板ガラス、線入り板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスなどを用いると、普通ガラスやフロートガラスなどを用いて該材料を挟持封入しただけでは得られない、耐風圧強度、耐衝撃力、防火性能、および破損時における安全性などが得られる。また、本発明の調光ガラスに、熱線反射層、熱線低放射層、あるいは真空層を用いると、内部への熱の侵入を低減できる。その結果、オフィスなど内部で人間が活動する空間に設置される窓ガラスに使用する場合、特に夏期の室内の冷房効率向上など、地球温暖化防止をはじめとする環境負荷低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の調光ガラスの一実施の形態を示す概略的構成図である。
【図2】 本発明の調光ガラスの他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図3】 本発明の調光ガラスの更に他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図4】 本発明の調光ガラスの更に他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図5】 本発明の調光ガラスの更に他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図6】 本発明の調光ガラスの更に他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図7】 本発明の調光ガラスの更に他の実施の形態を示す概略的構成図である。
【図8】 本発明の調光ガラスの耐候試験の結果を示すグラフである。
【図9】 本発明の調光ガラスの熱線遮蔽試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1.調光ガラス、2.透明板、3.光変調材料、4.封止材、5.紫外線遮蔽層、6.保護層、7.強度・安全性向上ガラス、8.熱線反射層(熱線遮蔽層)、9.調光シート、10,12.スペーサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light control glass filled with a so-called light modulation material capable of reversibly controlling light transmittance, light scattering property, color development state, and the like according to external stimuli such as heat, light, and electricity.
[0002]
[Prior art]
Many light control glasses using light control materials that reversibly control light transmittance, color development state, etc. in response to external stimuli have been proposed. For example, various systems such as liquid crystal, electrochromic, photochromic, and thermochromic are known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, the present inventors have proposed a novel light modulation material that is unknown but contains a coloring material or a light scattering member inside the stimulus-responsive polymer gel. In response to various external stimuli such as heat, light, and electrical energy, the polymer gel swells and shrinks, and the color materials and light scattering members contained in the inside diffuse and aggregate, resulting in light transmittance. It is a novel material that can change the light scattering property and color development state.
[0004]
The light control glass can be easily produced by encapsulating these materials between two parallel glass plates. Of course, in the case of using a material that responds to electric energy, an electrode such as ITO may be provided on the opposing surfaces of the two glasses.
[0005]
However, when using dimming glass using these materials, it is possible to prevent deterioration of responsiveness and discoloration caused by exposure to ultraviolet rays due to exposure to the outdoors for a long period of time. It is important to improve performance. In addition, when applied to buildings and vehicles, fire resistance, wind pressure strength, impact strength, and safety in the event of breakage cannot be obtained simply by sandwiching and enclosing the material using ordinary glass or float glass. Ensuring sex is important. In addition, when used for window glass installed in a space where people are active inside offices, etc., in order to reduce environmental impacts such as prevention of global warming, such as improving the cooling efficiency of indoors, especially in the summer, light shielding alone It is important to cut off the heat.
[0006]
The object of the present invention was made under the earnest research of the present inventors in order to obtain the above-mentioned important characteristics, and is a polymer gel particle that changes in volume in response to an external stimulus, In the case of light control glass having a light modulation material composed of a liquid used for volume change of molecular gel particles, there is little deterioration of properties due to long-term ultraviolet exposure, fire resistance performance, wind pressure strength, impact resistance, and An object of the present invention is to provide a light control glass which is excellent in safety at the time of breakage and has a function of blocking heat rays.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention includes at least a polymer gel particle that changes in volume in response to an external stimulus, and a liquid that is used to change the volume of the polymer gel particle. The polymer gel particle contains a light scattering member having a saturation scattering concentration or more in a contracted state, and reversibly swells and contracts by absorption and release of the liquid. The light modulation material is interposed between two transparent plates, and at least one of the transparent plates is provided with a protective function for protecting the light control glass from external factors that impair the function of the light control glass. It is the light control glass characterized.
Examples of protection functions include, for example, 1) that at least one of the transparent plates is provided with an ultraviolet shielding function, and 2) that at least one of the transparent plates has a mesh plate glass, a wire plate glass, a tempered glass, and a laminated glass. 3) the use of any one of double strength glass, 3) the use of a heat ray reflective layer, a heat ray low radiation layer, or a vacuum layer on at least one of the transparent plates.
Light modulation material is a polymer gel particle that contains a light scattering member and reversibly swells and contracts by absorption and release of liquid. Because Furthermore, it is preferable that the polymer gel particles change in volume due to a change in temperature to change the light transmission amount.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As one embodiment of the light control glass 1 of the present invention, as shown in FIG. 1, two transparent plates 2 arranged in parallel, a light modulation material 3 sandwiched and enclosed between them, and sealing The material 4 is configured, and at least one of the transparent plates 2 has an ultraviolet shielding function. For this ultraviolet shielding function, an ultraviolet shielding layer 5 having a form of a coating film of an ultraviolet shielding agent, an ultraviolet cut layer encapsulating the ultraviolet shielding agent, or an ultraviolet shielding film containing an ultraviolet shielding agent can be applied. In particular, the coating film of the ultraviolet shielding agent and the ultraviolet shielding film are preferably formed on the surface facing the other transparent plate as shown in FIG. This is because if exposed to the outside, there is a concern that scratches and the like are likely to occur and the desired function cannot be stably maintained for a long period of time. Therefore, when applying to the surface exposed outside, it is preferable to form the protective layer 6 on it as shown in FIG. On the other hand, the ultraviolet cut layer encapsulating the ultraviolet shielding agent is not particularly limited, and may be applied to the surface exposed to the outside.
[0009]
As the ultraviolet absorber having an ultraviolet shielding function, inorganic compounds such as titanium oxide, zinc oxide and cerium oxide, or organic ultraviolet absorbers are preferably used. For example, when zinc oxide is used as the inorganic fine particles, those having a particle diameter of 0.1 μm or less are preferably used, and are used by being uniformly dispersed in the resin liquid for forming the ultraviolet shielding layer 5. The content is preferably in the range of 0.3 to 50% by weight with respect to the resin liquid.
[0010]
On the other hand, examples of the organic ultraviolet absorber include salicylic acid series such as phenyl salicylate, p-tert-butylphenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2- Benzophenones such as hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl ] -2H-benzotriazole, methyl-3- [3- (2H-benzotriazo Ru-2-yl) -5-t-butyl-4-hydroxyphenyl] propionate, 2,2′-methylenebis [4- (1,1,3,3-tetratylbutyl)]-6- (2H-benzo Examples include ultraviolet absorbers such as benzotriazoles such as triazole, cyanoacrylates such as 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3′-diphenyl acrylate, ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, and the like. 1 type or 2 types or more can be mixed and used.
[0011]
As a method of coating the transparent plate with the ultraviolet absorber, a dry method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a solution obtained by dissolving or dispersing the ultraviolet absorber in a solvent together with a binder is used. A wet method of applying to the body and drying and curing the solvent can also be applied. As the film having an ultraviolet shielding function, a film provided with a coating film having an ultraviolet shielding function, a film kneaded with an ultraviolet absorber, or the like can be used.
In addition, an ultraviolet cut layer of a liquid film can be applied, such as a liquid ultraviolet absorber (for example, Tinuvin 109, 171, 384, 1130, etc. manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) in which the ultraviolet absorber molecule is liquid at room temperature. A solid ultraviolet absorber (eg, Tinuvin 326, 327, 328, 213, 571, Sumitomo Chemical's Sumsorb 110, 110S, 250, 400, etc. manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) at room temperature is considered to be a saturated concentration in consideration of solubility in a solvent. A solution having a high concentration dissolved therein (for example, a toluene solution of Sumisorb 110, a toluene solution of Sumisorb 320, etc.) is preferably used. Moreover, you may use these ultraviolet absorbers in mixture. Note that a light-resistant stabilizer (for example, Tinuvin 123, 292, 622LD, etc. manufactured by Ciba Geigy), an antioxidant (for example, Irganox 245, 1010, 1330, etc., manufactured by Ciba Geigy) or the like may be added as necessary.
The manufacturing method of this liquid film layer may be the same as the method for laminating, sealing, and pouring the liquid crystal panel. However, the thickness of the liquid film does not need to be particularly strict, and it is not necessary to perform an ultrathin layer having a thickness of 0.01 mm or less, or an orientation treatment, and a general lamination method may be used without any special contrivance.
[0012]
Further, as shown in FIG. 4, at least one of the transparent plates 2 has (1) improved wind pressure strength, (2) improved impact resistance, (3) improved fire resistance, and (4) safety. In order to improve the strength and safety, any one of tempered glass, laminated glass, double-strength glass, mesh-containing plate glass, and wire-containing plate glass is used. In this case, although not particularly limited, the strength / safety-enhancing glass is preferably used as the outermost layer in order to protect the light control layer.
[0013]
In order to improve the wind pressure strength of (1), it is preferable to use tempered glass or double strength glass. In the case of light control glass composed only of float glass, the strength is equivalent to or slightly superior to that of one float glass used, although it varies depending on the area and sealing method, etc., and the strength is improved by increasing the thickness. Cannot be expected. In contrast, by using tempered glass or double-strength glass, the wind pressure strength of the light control glass can be improved. This is apparent from the value of the strength coefficient (α) when calculating the wind pressure strength applied to Notification No. 109 of the Ministry of Construction. The strength coefficient of the float glass is 0.8 when the thickness is 6 mm or less, and 1.0 when the thickness exceeds 6 mm. On the other hand, tempered glass and double-strength glass are 3.0 and 2.0, respectively, and their wind pressure strength is high. Therefore, the wind pressure strength of the light control glass of the present invention using these is also improved. When used as a building material, the area of the opening is defined by the wind pressure strength and the ground height of the installed part. Usually, in order to ensure the required wind pressure strength, a thick glass must be used, and the light control glass also becomes thick. For this reason, installation on a general-purpose sash or frame becomes difficult, and it may not be used, which is extremely inconvenient. However, it is preferable to use at least one transparent plate made of tempered glass or double-strength glass because a desired wind pressure strength can be obtained without increasing the thickness of the light control glass. This increases the usable area of the light control glass to the building and reduces the restrictions when using the light control glass. In particular, it is preferable to apply this light control glass to a building window glass or the like having a large cooling load, since the cooling load can be remarkably reduced by increasing the area of the light control glass and greatly contribute to energy saving. This effect depends on the tempered glass and double-strength glass to be used. If these glasses are used for all of the transparent plates used for the light control glass, the effect becomes more remarkable and preferable.
[0014]
In order to improve the impact resistance of (2), it is preferable to use tempered glass. Similar to the wind pressure strength, normal glass cannot be expected to improve the strength by increasing the thickness of the light control glass. For this reason, in order to obtain a desired intensity | strength, if a thick glass is used, a problem will arise and it is unpreferable. On the other hand, tempered glass is preferred because it has a bending strength and impact strength 3 to 5 times that of ordinary plate glass, so that the above-mentioned problems can be avoided and desired characteristics can be obtained without increasing the light control glass. This depends on the tempered glass to be used. If all the transparent plates to be used are made of tempered glass, the effect becomes more remarkable and preferable.
[0015]
In order to improve the fireproof property of (3), it is preferable to use a mesh-inserted plate glass or a wire-inserted plate glass. In other words, compared with light control glass composed only of plain plate glass, plain plate ground glass, float plate glass, polished plate glass, mold plate glass, etc. In addition, even if cracks occur, the fragments are supported by a net or metal wire, preventing the fragments from falling off and making holes in the glass surface, and spreading fire due to the intrusion of flame from the holes Can be prevented. Therefore, the fireproof performance of the light control glass is improved, and its safety is increased. Also, the use of double strength glass has a thermal cracking strength about twice that of float glass, which is preferable for the same reason. These properties depend on the netted glass, wire-filled glass, and double-strength glass used. If these glasses are used for all the transparent plates of the light control glass, the effect becomes more remarkable and preferable. It is unconfirmed whether the light control glass of the present invention can be applied to "fire doors" defined by the Building Standards Law, etc., but fire resistance is improved compared to conventional products in parts that are not stipulated here. , Safety increases.
[0016]
In order to improve the safety at the time of glass breakage of (4), it is preferable to use tempered glass or laminated glass. Even if the tempered glass breaks, it becomes fine granular fragments, not sharp fragments, and its safety is high. In addition, the laminated glass is excellent in safety due to the action of the intermediate film, so that even if it is broken, penetration, separation of fragments or scattering hardly occur. In addition, it is preferable that all of the transparent plates to be used are made of these glasses because the effect becomes more remarkable.
One transparent plate of the two transparent plates 2 is composed of any one of netted plate glass, wire-filled plate glass, tempered glass, laminated glass, and double-strength glass, and the other transparent plate is ordinary glass, float glass, etc. Inorganic glass, organic glass such as polycarbonate, and the like. As described above, netted glass, wire-filled glass, tempered glass, laminated glass, and double-strength glass have excellent properties in at least one of fire resistance, wind pressure resistance, impact resistance, and safety when glass breaks. The glass to be actually used is appropriately selected from these according to the object to be used and the use conditions. However, the two transparent plates 2 can also be composed of the same type of glass selected from netted plate glass, wire-inserted plate glass, tempered glass, laminated glass, and double-strength glass, or different types of glass.
[0017]
Such tempered glass, laminated glass, double-strength glass, netted glass, and lined glass are configured as follows.
[0018]
The tempered glass is obtained by heat-treating a plate glass to form a strong compressive stress layer on the glass surface, increasing the breaking strength, and forming a fine piece when broken. The tempered glass is preferably a JIS R3206 standard product, but is not limited thereto. The double-strength glass is also called HS glass, and is a processed glass whose wind pressure strength is increased to about twice that of float glass of the same thickness by a heat treatment process with high accuracy. Such glass has twice or more strength against thermal cracking.
[0019]
Laminated glass is obtained by attaching an intermediate film to two or more material plate glasses and bonding them all over, so that even if broken by the action of external force, most of the fragments are not scattered. Depending on the type of sheet glass used, it is classified into float laminated glass, mold laminated glass, net-filled laminated glass, wire-filled laminated glass, mesh-filled laminated glass, line-filled laminated glass, tempered laminated glass, etc. The The laminated glass is preferably a JIS R3205 standard product, but is not limited thereto. In general, laminated glass is a product in which two or more sheet glasses are pressure-bonded with a flexible and tough intermediate film, mainly polyvinyl butyral. Since it is difficult for separation or scattering of fragments, the glass is excellent in safety, and the characteristics are further imparted depending on the glass type used.
[0020]
The net-inserted plate glass and the wire-inserted plate glass are plate glasses in which a metal net or wire is inserted into the glass when forming with a rolling roll. There are types of glass, polished glass, and the like for both glass and lined glass, and the glass is further subdivided into diamond and square mesh. As the net-inserted plate glass and the wire-inserted plate glass, JIS R3204 standard products are preferable, but are not limited thereto. More specifically, a mesh-inserted plate glass is a plate glass in which a metal mesh is inserted into the glass, and a wire-inserted glass is a glass parallel so that the direction of the metal wire is the flow direction at the time of plate-making. It is a plate glass inserted inside. The mesh netting glass is a square mesh metal mesh in which the direction of the metal wire is oblique to the flow direction during plate making, and the direction of the two metal wires passing through the intersection is Is a plate glass enclosed inside the glass so as to be symmetrical to each other with respect to a straight line in the flow direction, and the square plate glass is a direction of two metal lines passing through the intersection of the above-mentioned metal mesh of the mesh netting plate glass. Is a plate glass inserted into the glass so that it is in the direction of flow during plate making and the direction perpendicular thereto. Moreover, these type | mold plate glass points out what has a pattern on one side with shaping | molding by a rolling roll, and polished glass points out the thing which polished both surfaces and became very smooth.
[0021]
Further, as shown in FIG. 5, when the heat ray reflective layer (heat ray shielding layer) 8 is provided, there is no particular limitation. However, when a light control layer using a heat sensitive gel is used, the heat sensitive response function is not disturbed. It is preferable to provide the innermost outermost layer. As the heat ray reflective layer 8, a three-layer film made of a CrN film and a TiO film can be used, and instead of the heat ray reflective layer 8, it may function as a heat ray low radiation layer. A five-layer film composed of ZnO film and ZnO film can be used. Further, as the heat ray reflective layer 8, a method of sticking a heat ray reflective film formed by sputtering or vapor deposition of a metal thin film such as Al, Ag, Au or the like on the surface of a transparent plate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-59748, JP-A-57-59749) and a method of forming an infrared absorption layer by coating an organic infrared absorber on a glass surface (JP-A-4-160037) are also known.
[0022]
Among these, a near-infrared absorbing film having a large visible light transmittance is preferable. Specifically, JP 61-154888, JP 61-197281, JP 61-246091, JP 63-37991, JP 63-39388, JP 62-233288, JP 63-312889, JP-A-2-43269, JP-A-2-138382, JP-A-2-29685, JP-A-3-43461, JP-A-3-77840, JP-A-3-100066, JP-A-3-62878, Japanese Patent Application No. 3 -338557, Japanese Patent Application No. 3-99730, Japanese Patent Application No. Hei 3-252414, etc., phthalocyanines or naphthalocyanines, JP-A-61-291651, JP-A-61-291652, JP-A-62-2 15260, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-132963, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-129068, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-172458, etc. Kind, and the like. The total amount of the near-infrared absorbing dye used is 1 to 10,000 mg / m with respect to the area of the near-infrared absorbing film to be produced. 2 Is preferred.
[0023]
A heat ray shielding layer containing heat ray shielding inorganic fine particles is also preferably used. The particle size of the heat ray shielding inorganic fine particles is preferably 0.1 μm or less. As the heat ray-shielding inorganic fine particles used in the present invention, a conductive material is used, and in addition to antimony-containing tin oxide (ATO), indium-containing tin oxide (ITO), copper sulfide (CuS), conductive oxide, conductive Fine particles such as conductive sulfide, conductive carbide, and conductive nitride can be used. Particularly preferred are ATO fine particles and ITO fine particles. In the present invention, the heat ray shielding inorganic fine particles are used by being uniformly dispersed together with a dispersant in the resin liquid forming the heat ray shielding layer 8. Dispersants used here include anionic surfactants such as carboxylates, sulfonates, sulfate esters, phosphate esters, phosphonates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers Nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl esters and sorbitan alkyl esters are used. The blending amount of these dispersants is preferably about 1 to 20% by weight with respect to the heat ray shielding inorganic fine particles.
[0024]
If necessary, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and ethylene chloride, methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. Solvents such as alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, ketones such as 2-pentanone and isophorone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate can also be used. The heat ray shielding inorganic fine particles can be dispersed by using a dispersing machine such as a sand mill, attritor, colloid mill, ball mill, high pressure homogenizer, etc., and the particle diameter of the fine particles is 0.1 μm or less, preferably 0.05 μm or less. Disperse until. When the particle diameter of the heat ray shielding inorganic fine particles is larger than 0.1 μm, the transparency of the heat ray shielding film is deteriorated and the visible light transmittance is deteriorated. When the heat ray shielding inorganic fine particles are contained in the heat ray shielding layer, the blending amount of the heat ray shielding inorganic fine particles is preferably in the range of 10 to 85% by weight.
[0025]
Moreover, in order to provide a heat ray shielding function to at least one of the transparent plates, a vacuum layer can be provided as a heat ray shielding layer. In this case, as the vacuum layer, it is possible to use a multilayer glass formed by separating two glass plates around the periphery via a spacer, sealing the periphery and venting the air inside. . At this time, the substrate on which the vacuum layer is formed is a common glass plate such as ordinary plate glass, ordinary plate glass ground plate glass, float plate glass, polished plate glass, and molded plate glass, special glass such as netted glass and tempered glass, and other acrylics. Alternatively, a resin substrate such as polystyrene or polycarbonate can be used. These thicknesses are preferably about 1 mm to 20 mm, and are not particularly limited as long as a vacuum layer formed inside can be maintained. Moreover, since sufficient heat insulation effect is not acquired if it is 1 mm or less, as for the thickness of the vacuum layer formed, 1 mm or more is preferable. On the other hand, there is no particular upper limit, but it is preferable that the thickness is not so large in production, and 10 mm or less is preferable.
[0026]
Next, the light modulation material in the present invention will be described.
The light modulation material includes at least polymer gel particles whose volume changes in response to an external stimulus, and a liquid used for volume change of the polymer gel particles. With light scattering member Consists of
That is, the polymer gel constituting the light modulation material used in the present invention includes heat, light, electricity, magnetism, etc., pH change, oxidation / reduction, ion concentration change, adsorption / desorption of chemical substances, solvent composition A stimulus-responsive polymer gel that absorbs and releases liquid by various stimuli such as changes and reversibly changes its volume (swells and contracts) is preferable.
[0027]
Specifically, as a polymer gel that stimulates and responds by a pH change due to an electrode reaction or the like, an electrolyte polymer gel is preferable, and a crosslinked product of poly (meth) acrylic acid or a metal salt thereof; (meth) acrylic acid and ( Cross-linked products and metal salts of copolymers with (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc .; maleic acid (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Crosslinks of copolymers with acid alkyl esters and their metal salts; Crosslinks of polyvinyl sulfonic acids and their metal salts; Vinyl sulfonic acids and (meth) acrylamides, hydroxyethyl (meth) acrylates, alkyl (meth) acrylates Cross-linked products of copolymers with esters, etc. and their metal salts; Cross-linked products of acid and metal salts thereof; cross-linked products and metal salts of copolymers of vinylbenzenesulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, etc .; polyacrylamide Cross-linked products of alkyl sulfonic acids and metal salts thereof; cross-linked products of acrylamide alkyl sulfonic acids and copolymers of (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl esters and the like; and metal salts thereof; poly Cross-linked dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and its hydrochloride; copolymer of polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc. Cross-linked products and their metal salts Quaternary salt; cross-linked product of polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and polyvinyl alcohol and its quaternary salt; cross-linked product of poly (meth) acrylic acid and metal salt thereof; carboxy Cross-linked products of alkyl cellulose metal salts; partial hydrolysates of cross-linked products of poly (meth) acrylonitrile and metal salts thereof.
[0028]
As the polymer gel that stimulates and responds by the adsorption and desorption of a chemical substance such as a surfactant by an electric field, a strong ionic polymer gel is preferable, and a crosslinked product of polyvinylbenzenesulfonic acid, vinylbenzenesulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxy Cross-linked products of copolymers with ethyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, etc .; cross-linked products of polyacrylamide alkyl sulfonic acid, acrylamide alkyl sulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, ( Examples thereof include cross-linked products of copolymers with (meth) acrylic acid alkyl esters and the like. These are used in combination with a cationic surfactant such as an alkylpyridinium salt such as n-dodecylpyridinium chloride, an alkylammonium salt, a phenylammonium salt, and a phosphonium salt such as tetraphenylphosphonium chloride.
[0029]
As the polymer gel that stimulates and responds by oxidation and reduction by electricity, a cationic polymer gel is preferable, and a crosslinked product of polyamino-substituted (meth) acrylamide such as polydimethylaminopropylacrylamide; polydimethylaminoethyl (meth) acrylate; polydiethylamino Ethyl (meth) acrylate; Cross-linked product of poly (meth) acrylic acid amino-substituted alkyl ester such as polydimethylaminopropyl (meth) acrylate; Cross-linked product of polystyrene; Cross-linked product of polyvinyl pyridine; Cross-linked product of polyvinyl carbazole; Polydimethylamino Examples include cross-linked styrene. These are used as a CT complex (charge transfer complex) in combination with an electron-accepting compound. The electron accepting compound preferably used at this time is benzoquinone; 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ); tetrabutylammonium perchlorate; tetracyanoethylene; chloranil; trinitrobenzene; maleic anhydride ; Iodine etc. are mentioned.
[0030]
Polymer gels that respond to stimuli by applying heat include crosslinked polymers with LCST (lower critical solution temperature), IPN (interpenetrating network structure) of two-component polymer gels that form hydrogen bonds with each other, etc. Is preferred. The former has a property of shrinking at high temperature, specifically, a cross-linked product of poly N-alkyl-substituted (meth) acrylamide such as poly-N-isopropylacrylamide; N-alkyl-substituted (meth) acrylamide and (meth) Cross-linked products of copolymers with acrylic acid and its metal salts, (meth) acrylamide, alkyl (meth) acrylates, etc .; cross-linked products of polyvinyl methyl ether; alkyl-substituted cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc. Examples include cross-linked products. On the other hand, the latter has a characteristic of swelling at high temperatures. Specifically, an IPN body composed of a crosslinked product of poly (meth) acrylamide and a crosslinked product of poly (meth) acrylic acid and a partially neutralized product (acrylic) An acid unit partially metallized), a crosslinked product of a copolymer mainly composed of poly (meth) acrylamide and a crosslinked product of poly (meth) acrylic acid, and a partially neutralized product thereof. Can be mentioned. Of these compounds, polyN-alkyl-substituted alkylamide crosslinks, poly (meth) acrylamide crosslinks and poly (meth) acrylic acid crosslinks and partially neutralized products thereof are preferably used. It is done.
[0031]
As the polymer gel that responds to stimulation by the application of light, a cross-linked product of a hydrophilic polymer compound having a molecular structure that is ionically dissociated by light, such as a triarylmethane derivative or a spirobenzopyran derivative, is preferable. Specifically, a cross-linked product of a copolymer of a vinyl-substituted triarylmethane leuco derivative and (meth) acrylamide may be used.
[0032]
Examples of the polymer gel that responds to a stimulus by applying a magnetic field include cross-linked polyvinyl alcohol containing ferromagnetic particles and a magnetic fluid, but the polymer gel itself is not particularly limited. As long as it is included in the category.
[0033]
As the polymer gel that responds by a change in the composition of the solution or a change in ionic strength, the above-described electrolyte-based polymer gel can be preferably applied.
In the present invention, each stimulus-responsive polymer gel may be used alone, or a plurality of polymer gels may be used in combination.
The above description using parentheses indicates both the compound not including the prefix in the parentheses and the compound including the compound. For example, the description of (meth) acrylic acid means acrylic acid and methacrylic acid. Is.
The volume change of the polymer gel used in the present invention is desirably at least a volume ratio of 5 or more, preferably 10 or more. If the volume ratio is less than 5, sufficient light control contrast may not be obtained.
[0036]
The light scattering member contained in the polymer gel particles of the light modulation material used in the present invention is preferably a material having a refractive index different from the refractive index of the liquid used for volume change of the polymer gel. There is no restriction | limiting in particular except that various inorganic compounds and organic compounds are applicable.
[0037]
Specific examples of inorganic materials include zinc oxide, basic lead carbonate, basic lead sulfate, lead sulfate, lithopone, muscovite, zinc sulfide, titanium oxide, anmotimone, lead white, zirconium oxide, alumina, micanite, mica Rex, quartz, calcium carbonate, gypsum, clay, silica, silicic acid, silicon earth, talc, basic magnesium carbonate, alumina white, gloss white, satin white and other inorganic oxides, zinc, alumel, antimony, aluminum, aluminum Alloy, Iridium, Indium, Osmium, Chromium, Chromel, Cobalt, Zirconium, Stainless steel, Gold, Silver, Western silver, Copper, Bronze, Tin, Tungsten, Tungsten steel, Iron, Lead, Nickel, Nickel alloy, Nickelin, Platinum, Platinum Rhodium, tantalum, duralumin, nichrome, titanium, copper Metallurgy such as copper austenitic steel, constantan, brass, platinum iridium, palladium, palladium alloy, molybdenum, molybdenum steel, manganese, manganese alloy, rhodium, rhodium gold, inorganic conductivity such as ITO (indium tin oxide) Materials and the like.
[0038]
As specific examples of organic materials, and as specific examples of suitable organic materials, phenol resin, furan resin, xylene / formaldehyde resin, urea resin, melamine resin, aniline resin, alkyd resin, unsaturated polyester, epoxy resin , Polyethylene, polypropylene, polystyrene, poly-p-xylylene, polyvinyl acetate, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, fluoroplastic, polyacrylonitrile, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, polyether, polycarbonate, heat Plastic polyester, polyamide, diene plastic, polyurethane plastic, polyphenylene, polyphenylene oxide, polysulfone, aromatic heterocyclic polymer, silicone, natural rubber plastic Chick, and polymer materials such as composite material of cellulose plastic, or the like, or two or more types of polymeric material (polymer blend) is.
[0039]
Furthermore, a polymer material containing the light scattering material listed above can be applied as a light scattering member. This polymer material is not particularly limited, and various polymer resins can be used. Specific examples of preferable polymer resins include specific examples listed when the light scattering material is an organic material.
[0040]
When the polymer gel particles contain a light scattering member, when the polymer gel swells, the light scattering member is uniformly diffused and dispersed in the polymer gel, and the light scattering area increases. Further, the density of the light scattering member is increased by the volume contraction of the polymer gel, and the light scattering member is aggregated. At this time, the light scattering member concentration reaches or exceeds the saturation scattering concentration, and the light scattering members overlap each other. As a result, light cannot be efficiently scattered, reflected, and refracted, and the light scattering ability per particle of the light scattering member is lowered, so that the light scattering efficiency is lowered. It is considered that the light modulation material causes a large difference in light scattering amount between the swelling and the shrinkage of the polymer gel due to such an action.
Here, the saturation scattering density or more means that the average distance between the light scattering members is sufficiently shortened as one index, so that the light scattering function of the light scattering member is from a primary particle to a collective one. The concentration at which the light scattering efficiency changes.
If the definition of saturated scattering concentration or higher is expressed by another characteristic, the saturation scattering concentration is such that the relationship between the light scattering member and the amount of light scattering under a specific optical path length deviates significantly from the linear relationship. is there.
[0041]
Then above Light of There is no restriction | limiting in particular in the shape of a scattering member, Various things, such as a particulate form, a block form, a film form, an indeterminate shape, a fiber form, can be used. Among these, the particulate form is particularly preferable because of its high light scattering property and wide application range. There are no particular restrictions on the form of particles, but spheres, cubes, ellipsoids, polyhedra, porous bodies, stars, needles, hollows, flakes, and the like can be applied. Moreover, the preferable size in the case of particle | grains is the range of 0.01 micrometer-500 micrometers in an average particle diameter, More preferably, it is the range of 0.05 micrometer-100 micrometers. This is an average particle size of 0.01 μm or less or 500 μm or more. And light Required for scattering members Light This is because the scattering effect is lowered. Furthermore, when the average particle size is 0.01 μm or less, the polymer gel tends to flow out from the inside to the outside. These particles can be produced by a general physical pulverization method or chemical pulverization method.
[0042]
Also these Light of The scattering member has an acid group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a halogen group, a nitro group, a carbonyl group in the molecule, and the concentration of the light scattering member in the polymer gel. Those having a characteristic of easily forming an aggregate when the A is high are also preferably used.
[0043]
light The scattering member is contained in the polymer gel and preferably does not flow out from the inside of the polymer gel. . light In order to prevent the scattering member from flowing out, the particle size is larger than the network of the polymer gel used. Light of Use of scattering material or high electrical, ionic and other physical interaction with polymer gel Light Using scattering members, chemically modifying the surface Light Examples include scattering members. Chemical modification of the surface Light Examples of the scattering member include those having a group chemically bonded to a polymer gel on the surface, or grafted with a polymer material. Light Examples include scattering members.
[0044]
Included in polymer gel Light The concentration of the scattering member is generally preferably in the range of 2% to 95% by weight, more preferably in the range of 5% to 95% by weight. . light If the concentration of the scattering member is 2% by weight or less, the volume of the polymer gel of the light modulation material may change. Ru In order to stop the change in the amount of disturbance and to obtain a sufficient light control contrast, problems such as an increase in the thickness of many light control layers occur. on the other hand ,light When the concentration of the scattering member is 95% by weight or more, the swelling / shrinking of the polymer gel does not proceed with good response, and the stimulus response characteristics and volume change amount of the present light modulation material are reduced.
[0045]
Polymer gel Light The method of incorporating the scattering member is a polymer before crosslinking. Light A method in which the scattering member is uniformly dispersed and mixed and then crosslinked, a method in which a coloring material and a light scattering member are added to the polymer precursor composition during polymerization, and the like can be applied. Oy during polymerization Light When adding a scattering member, as described above, a polymerizable group and an unpaired electron (radical) are also present. Light It is also preferable to use a scattering member and chemically bond. Also ,light The scattering member is desirably dispersed as uniformly as possible in the polymer gel. In particular, it is desirable to uniformly disperse the polymer using a mechanical kneading method, a stirring method, or a dispersing agent.
[0046]
There is no restriction | limiting in particular in the shape of the polymer gel which comprises the light modulation material used for this invention, Various things, such as a particulate form, a block form, a film form, an indeterminate form, and a fiber form, can be used. Among these, the particulate form is particularly preferable because of its features such as a high volume change speed (responsiveness) to various external stimuli and a wide application range. There are no particular restrictions on the form of particles, but spheres, ellipsoids, cubes, polyhedra, porous bodies, stars, needles, hollows, and the like can be applied. Moreover, the preferable size in the case of particle | grains is the range of 0.1 micrometer-5 mm in an average particle diameter at the time of a shrinkage | contraction state, More preferably, it is the range of 1 micrometer-1 mm. When the particle diameter is 0.1 μm or less, problems such as difficulty in handling the particles and inability to obtain excellent optical properties occur. On the other hand, when the particle diameter is larger than 5 mm, there arises a problem that the response time required for volume change is significantly delayed.
[0047]
In addition, these particles are obtained by a method of pulverizing a polymer gel by a physical pulverization method, a method of pulverizing a polymer gel before crosslinking into particles by a chemical pulverization method, and then crosslinking to form a polymer gel, or an emulsion weight. It can be produced by a general method of particle polymerization such as a combination method, a suspension polymerization method and a dispersion polymerization method.
[0048]
Further, in order to increase the volume change rate due to various stimulus responses of the polymer gel, it is also preferable to make the material porous so as to improve the ease of entering and exiting the liquid as in the known method of the polymer gel. In general, the swollen polymer gel can be made porous by freeze-drying or the like.
[0049]
The volume of the light modulation material used in the present invention can be changed variously by applying the stimulation as described above in the presence of a liquid that can be absorbed by the polymer gel constituting the light modulation material. For example, in the case of a thermoresponsive polymer gel, photoresponse is caused by application of radiant heat such as light or heat, and in the case of an electroresponsive polymer gel, pH change due to an electrode reaction, ion adsorption by an electric field, or electrostatic action. In the case of a conductive polymer gel, the volume can be greatly changed by absorbing and releasing the liquid by changing the internal structure due to the application of light.
[0050]
The liquid that can be used at this time is not particularly limited, but preferably water, aqueous electrolyte solution, alcohols, ketones, esters, ethers, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, propylene carbonate, and the like. Alternatively, aromatic solvents such as xylene and toluene and mixtures thereof can be used. In addition, liquids include surfactants that absorb and desorb into polymer gels, redox agents such as viologen derivatives to promote pH changes in liquids, dispersion stabilizers such as acids, alkalis, salts, and surfactants, oxidation You may add stabilizers, such as an inhibitor and a ultraviolet absorber.
[0051]
From the above characteristics, the polymer gel used in the present invention is used as a composition with a liquid. At this time, the usable liquid is preferably a liquid that can be absorbed by the polymer gel. Further, when the polymer constituting the polymer gel is not cross-linked, a liquid in which the polymer can be dissolved is also preferably applicable. In addition, it is 1: 2000 to 1: 1 (polymer gel: liquid) by the preferable mixing ratio of the polymer gel as a composition, and a liquid.
[0052]
In addition, the structure of the light control layer is shown in FIG. 6 except that the light modulation material is interposed between the two transparent plates using a transparent plate as shown in FIGS. 1 to 5 or a transparent plate having an ultraviolet ray / heat ray shielding layer. Such a configuration may be used. In this case, the light modulation material is sandwiched and enclosed in a transparent film such as polyethylene, polypropylene, polyester, and nylon, and the light control layer itself forms the light control sheet 9. In this case, the outer peripheral portion can be sealed by heat-sealing a transparent film in addition to using a sealing adhesive. When such a light control sheet 9 is used for the light control layer, a sealing material is not necessary, but it is preferable to use a spacer 12 around the light control layer in order to maintain the gap of the light control layer. In addition, when the light modulation material is sandwiched between a transparent plate as shown in FIGS. 1 to 5 or a transparent plate having an ultraviolet ray / heat ray shielding layer, as shown in FIG. A spacer 12 can also be used. In these cases, the shape of the spacer 12 is not particularly limited as long as it can stably maintain the gap, but a sphere, a cube, a columnar shape or the like is mainly preferable.
[0053]
Further, in order to maintain the dispersion state of the polymer gel contained in the light modulation material inside the light control layer, the inside of the light control layer may be segmented using a mesh-like spacer. In this case, the mesh shape of the spacer is not particularly limited as long as it can stably maintain the gap, but a polygon such as a lattice shape or a honeycomb shape is mainly used.
These spacers are not particularly limited as long as they are stable to the liquid constituting the light modulation material, and for example, resin, metal, metal oxide, glass and the like can be applied.
Moreover, you may fix a polymer gel as another method for maintaining the dispersion state of the polymer gel contained in the light modulation material inside a light control layer. As an object to be fixed, a transparent plate that sandwiches the polymer gel, the above-described transparent film, or the like may be used. Further, after the polymer gel is fixed to the support, it may be sandwiched between transparent plates.
[0054]
Examples of the method for immobilizing the polymer gel contained in the light modulation material used in the present invention on the transparent plate and the support include mechanical immobilization, physical immobilization such as adhesion, and chemical immobilization such as chemical bonding. Applicable. Various chemical bonds such as an ionic bond, a hydrogen bond, and a covalent bond are conceivable. Among these, a covalent bond is most preferable from the viewpoint of stability.
[0055]
The mechanical immobilization is mainly due to holding in a space such as a mesh when a fibrous support is used. In this case, it is preferable that the fibrous support is not a simple fiber assembly but a structure such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a web, or a sheet. In this case, in order to enhance the retention effect of the polymer gel, the structure in this case is formed of relatively thin fibers of about 1 to 50 μm with a basis weight of 10 g / m. 2 It is better to configure with the above relatively high density.
[0056]
Next, adhesives used for physical immobilization include organic solvent volatilization type adhesives (chloroprene rubber type, urethane type, etc.), thermosetting reaction type adhesives (epoxy type, resole type, etc.), moisture curing reaction type. Adhesives (2-cyanoacrylates, silicones, etc.), UV curing reaction adhesives (acrylic oligomers, etc.), condensation reaction adhesives (urea resin), addition reaction adhesives (epoxy, isocyanate) And the like, and hot melt adhesives.
[0057]
In the present invention, a hot-melt adhesive is particularly preferable among these, for example, polyolefin resins (polyethylene, polypropylene, etc.), polyolefin derivatives (maleic acid-modified polyethylene, chlorinated polyethylene, maleic acid-modified polypropylene, ethylene-acrylic acid). Copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, propylene-acrylic acid copolymer, propylene-maleic anhydride copolymer, isobutylene-maleic anhydride copolymer, maleated polybutadiene, ethylene-vinyl acetate copolymer And its maleates), polyester resins, polyamide resins, polycaprolactone resins, polystyrene resins, and derivatives thereof (polystyrene, sulfonated polystyrene, styrene-maleic anhydride copolymers, etc.), thermoplastic Urethane resins, high molecular weight polyethylene glycols, vinyl acetate resin, waxes (paraffin wax, beeswax, beef tallow, etc.), and the like long-chain fatty acid ester resin and mixtures of two or more of these.
[0058]
In the present invention, the amount of the adhesive resin used is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably about 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer gel. If the amount of the adhesive resin exceeds 50 parts by weight, the adhesion to the transparent plate or the support will be improved, but the contact ratio of the polymer gel with the adhesive resin will increase, and the swelling / contraction behavior may be hindered. Becomes higher. On the other hand, if it is less than 0.1 part by weight, the fixing to the transparent plate or the support is insufficient.
[0059]
For immobilization of the polymer gel using the adhesive resin, for example, a method of applying a heat treatment and adhering a mixture of the polymer gel and the particulate adhesive resin to the adherend surface can be applied. At this time, the apparatus used for mixing is not particularly limited, and may be an ordinary powder mixing apparatus, and examples thereof include a conical blender, a nauter mixer, a V-type blender, a turbulizer, and a screw type line blender.
[0060]
In addition, after preparing the adhesive solution which melt | dissolved adhesive resin in the solvent and apply | coating this adhesive solution to a to-be-adhered surface, you may spray a polymer gel and may heat-process. The solvent used at this time is not particularly limited as long as the adhesive resin is soluble, but the boiling point of the solvent should be relatively low, and is suitably 150 ° C. or less, preferably 100 ° C. or less. , Ketones such as acetone, alcohols such as ethanol and methanol, carboxylic acid esters such as ethyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, ethers such as diethyl ether , Hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, and mixtures thereof. Examples of the method for applying the adhesive solution to the adherend surface include application, spraying, and immersion.
In addition, the heat treatment for bonding is not particularly limited, but a contact air heater such as a hot air heater, an infrared heater, a high-frequency heater and a heat roller can be applied, and the heating temperature follows the melting temperature of the adhesive. It is appropriately set between about 50 ° C and 200 ° C.
[0061]
In addition, various chemical bonds in the chemical immobilization of the polymer gel contained in the light modulation material in the present invention can be considered, such as an ionic bond, a hydrogen bond, and a covalent bond. Among them, the covalent bond is most preferable from the viewpoint of stability. The reaction is carried out using various fixing agents. Application of the polymer gel and the fixing agent to the adherend surface can be performed by a method such as coating, spraying or impregnation. In the case of coating and impregnation, a solution in which a polymer gel and a fixing agent are dispersed and mixed in various solvents compatible with the fixing agent or a mixture thereof is used. The solvent is selected according to the fixing agent, ketones such as acetone, alcohols such as ethanol and methanol, carboxylic acid esters such as ethyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and halogens such as methylene chloride. Hydrocarbons, ethers such as diethyl ether, hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, and mixtures thereof can be applied. After the polymer gel and the immobilizing agent are applied to the surface to be adhered, a method such as heating to the reaction temperature inherent to the immobilizing agent to form a chemical bond and immobilizing the polymer gel on the backing surface Is applicable. In addition, a stepwise reaction in which the surface to be bonded is treated with a fixing agent and then the polymer gel is immobilized on the formed reactive group can be applied.
[0062]
Examples of the fixing agent in the polymer gel used in the present invention include compounds having two or more polymerizable unsaturated groups and reactive functional groups. Examples of the compound having two or more polymerizable unsaturated groups include di- or tri (meth) acrylic polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin. Acid esters, unsaturated polyesters obtained by reacting the polyols with unsaturated acids such as maleic acid and fumaric acid, bis (meth) acrylamides such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, Di (meth) acrylic acid carbamic acid esters obtained by reacting polyisocyanates such as diisocyanate and hexamethylene diisocyanate with hydroxyethyl (meth) acrylate, allylated starch, allylated cellulose, diallyl Examples thereof include polyvalent allylic compounds such as tarate, other tetraallyloxyethanes, pentane erythritol triallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, and triallyl trimethyl ether. Among these, the present invention includes ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide. Etc. are preferably used.
[0063]
Examples of the compound having two or more reactive functional groups include diglycidyl ether compounds, haloepoxy compounds, di- and triisocyanate compounds. Specific examples of the diglycidyl ether compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and polyglycerin diglycidyl ether. . Other specific examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and the like. Specific examples of the diisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. Among these, ethylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene diisocyanate and the like are particularly preferably used in the present invention.
[0064]
The amount of the polymer gel as described above is usually 0.001 to 10% by weight, preferably 0.001 to 5% by weight, based on the dry weight of the polymer gel. This is because when the amount of the immobilizing agent used is 0.001% by weight or less, the polymer gel cannot be sufficiently immobilized. On the other hand, when the amount is 10% by weight or more, the immobilization of the polymer gel is too strong and the volume change occurs. It is for inhibiting.
[0065]
In addition, as a support body used for this invention, a fibrous thing is mainly preferable, for example, as a synthetic fiber, a nylon fiber, an acrylic fiber, a polyester fiber, a polypropylene fiber, a polyvinyl chloride fiber, a polyamide fiber Natural fibers such as wood pulp, cotton, and wool, semi-synthetic fibers such as viscose rayon, acetate, and cupra, and inorganic fibers such as carbon fibers and titanium fibers can be applied. Examples of the form of the fibrous support include simple fiber aggregates and structures such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a web, and a sheet. The fiber diameter of the fibrous support is 1 μm to 1 mm, preferably about 10 μm to 0.5 mm, the thickness of the substrate is about 0.1 to 10 mm, preferably about 0.1 to 5 mm, and the basis weight is about 2 to 2 mm. 200 g / m 2, preferably about 2 to 100 g / m 2 is appropriate.
[0066]
The sealing material 4 has an ability to suppress evaporation or volatilization of the solvent from the light modulation material 3, has adhesiveness to the transparent plate 2, does not adversely affect the characteristics of the light modulation material 3, and is actually used. Any material may be used as long as these conditions are satisfied for a long time. It is also possible to combine a plurality of sealing materials.
The sealing material 4 and the sealing method are preferably single-layer sealing in view of securing the opening area of the light control glass 1 and processing costs due to process simplification. Examples of the sealing material 4 when sealing with one layer include use of a thermosetting elastic sealing material mainly composed of an isobutylene oligomer having a reactive group at the terminal. When sealing with two layers, polyisobutylene-based sealant or the like can be exemplified as the primary sealing that contacts the light modulation material 3, and acrylic resin or the like can be exemplified as the secondary sealing. The sealing material 4 and the sealing method of this invention are not limited to the said illustration, A wide variety can be selected and you may use combining them.
[0067]
In the present invention, heat generating means and electrical means are preferably used as the stimulus applying means. In addition, when making it function as a light control glass of an autonomous response type, it is set as the structure which does not comprise especially a heat-emitting means, receives the heat from the sun, and responds. As other artificial heat generating means, a combination of the electrode and a metal typified by a Ni—Cr compound, a metal oxide such as tantalum oxide or ITO, or a heat generating resistor such as carbon is preferably used. In the case of electrical means, electrodes made of metal films typified by copper, aluminum, silver, platinum, etc., metal oxides typified by tin oxide-indium oxide (ITO), polypyrroles, polythiophenes, polyaniline In particular, an electrode made of a conductive polymer such as polyphenylene vinylenes, polyacenes and polyacetylenes, and an electrode made of a composite material of the polymer and the aforementioned metal or metal oxide particles are preferably used. In addition to the above, a layer for applying light, a magnetic field, an electromagnetic field, or the like can be provided as a stimulus applying unit.
[0068]
When an autonomous response type using heat energy from the sun or a heat generating means is provided, the above-mentioned thermoresponsive polymer gel is preferably used. In addition, when an electrical means is provided, there are a polymer gel that responds by the pH change, a polymer gel that responds by adsorption / desorption of a chemical substance such as a surfactant, and a polymer gel that responds by oxidation / reduction. It is preferably used as a constituent material of a light dimming material. Furthermore, in the case of a configuration in which light is irradiated from the outside, the above-mentioned photoresponsive polymer gel is preferably used.
[0069]
In addition, in this invention, the preferable thickness of each member which comprises the light control glass 1 is as follows. First, the transparent plate 2 is preferably at least 3 mm or more in the case of a glass having improved fracture strength, and is preferably 6 mm or more in the case of a tempered glass. In this case, the upper limit of the thickness is not particularly set, but if it is too thick, it is uneconomical, and about 50 mm may be used as a guide. Further, even in the case of a substrate whose break strength is not improved on both sides, at least 1 mm is necessary considering that it is mainly used for various windows.
[0070]
Next, the thickness of the ultraviolet ray shielding layer 5 and the heat ray shielding layer 8 depends on the type of the layer formed, but it is necessary to be 0.1 μm or more in order to obtain a sufficient shielding effect even in the thinnest case such as vacuum deposition. It is. On the other hand, there is no particular upper limit, but even when forming a liquid ultraviolet cut layer or a heat ray shielding vacuum layer, 50 mm is sufficient.
The thickness of the light control layer is required to be at least 0.1 μm or more, and is preferably 1 μm or more in order to obtain a sufficient light control function. On the other hand, the upper limit is about 5 mm. This is because if it is too thick, a problem arises that the time required to exhibit the dimming function becomes too long.
[0071]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Preparation of thermosensitive polymer gel containing light scattering member>
A polymer gel used in the present invention having a dimming function with a temperature change was produced by the following method.
10 g of acrylamide, 0.27 g of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent, 50 g of distilled water, and 10 g of titanium oxide (refractive index: 2.7) having an average primary particle diameter of about 0.2 μm as a light scattering member. The solution was added and stirred to prepare an aqueous solution.
The above aqueous solution was put into a flask and oxygen was removed by nitrogen substitution. Then, 1.0 g of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added, followed by heating to 60 ° C. and polymerization for 10 hours.
After completion of the polymerization, the sample was coarsely pulverized and purified by washing with a large amount of distilled water, and further dried to obtain an acrylamide gel containing a light scattering member.
[0072]
Next, 20 g of coarse particles of this acrylamide gel are put in a flask, 10 g of acrylic acid, 0.26 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 50 g of distilled water as a cross-linking agent, and water to partially neutralize acrylic acid. Sodium oxide 0.03g (5 mol% of acrylic acid) was added. After nitrogen substitution, 0.04 g of ammonium persulfate was added thereto. This state was left for 1 hour, and the acrylamide gel was sufficiently impregnated and swollen with an acrylic acid aqueous solution, followed by heating to 60 ° C. and polymerization for 10 hours to prepare an IPN polymer gel.
After the polymerization, the produced IPN polymer gel mass was pulverized with a homogenizer, poured into a large amount of distilled water, and purified by repeating the operation of filtering it. Thereafter, it was dehydrated using a large amount of methanol and dried. The particle diameter of the obtained particles when dried was about 70 μm. The polymer gel used for the light control material of this invention which has a light control function by a temperature change was manufactured by the above preparation operation.
This particulate polymer gel was added to a large amount of distilled water to swell. The water absorption during equilibrium swelling at a temperature of 10 ° C. was about 4 g / g. However, it was found that when this was heated to 30 ° C., it further swelled and exhibited a water absorption of about 160 g / g. Moreover, the phase transition point was in a temperature range of 15 to 20 ° C. That is, it swells at a temperature higher than the phase transition point and contracts at a low temperature. This change was reversible, and the particle size was about 3.4 times that of swelling / shrinkage, that is, a change of about 40 times in volume was obtained.
[0073]
The light control function of this polymer gel was evaluated as follows. An aqueous dispersion containing these particles at a constant concentration (0.20 g / l) was prepared, and this was placed in a spectrophotometer cell having an optical path length of 1 cm, and transmitted at 10 ° C. (when contracted) and 50 ° C. (when swollen). As a result of measuring the transmittance, it was found that the transmittance was 90% and the transmittance was 5%, respectively, and the transmittance changed greatly. Since both concentrations of the light scattering member are constant, it is considered that the light scattering member diffuses and aggregates due to the volume change of the polymer gel, and the light scattering efficiency changes to change the transmittance. Moreover, the transmittance change due to temperature change was reversible, and it did not deteriorate even after repeated 100 times. It was also confirmed that the transmittance change can be performed in stages.
[0075]
<Weather resistance test>
Using a sunshine weather meter (WEL-SUN-HC type) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. for 100 hours under the condition of a black panel temperature of 63 ° C, and comparing deterioration of dimming characteristics due to change in transmittance depending on time did.
<Measurement of fracture strength>
The fracture strength was compared by measuring the average breaking load. The average breaking load was calculated by the product of breaking wind pressure and glass area.
[0076]
Example 1
An ultraviolet shielding film was produced as follows. First, 100 parts by weight of commercially available cerium acetylacetonate (III), 19.5 parts by weight of pentaethoxyniobium, 89.5 parts by weight of diethanolamine, and 890.0 parts by weight of n-butyl alcohol are mixed, and then pentaethoxy is mixed therewith. 23.3 parts by weight of niobium were added.
This mixed solution was put into a flask and refluxed at 130 to 140 ° C. for 2 hours to obtain a brown solution. This solution was coated on one surface of the first glass substrate by spin coating. Thereafter, it was dried at 120 ° C. for 10 minutes with a dryer, and further baked in air at 500 ° C. for 20 minutes to obtain an ultraviolet shielding film 5. In addition, when the film thickness obtained by one film formation was thin, film formation was repeated several times to set the film thickness to about 100 nm.
[0077]
Next, as shown in FIG. 1, another glass substrate having a thickness of 2 mm is opposed to a glass substrate having a thickness of 2 mm having the ultraviolet shielding film 5 so that the ultraviolet shielding film 5 is located on the inside. It was arranged in parallel with an interval of about 0.5 mm through the epoxy adhesive for use and a spacer. And in the sealed space formed between the two glass substrates ,in front A light modulation material comprising a 1.13 g / l concentration aqueous solution of a heat-sensitive polymer gel containing the light scattering member described above Charge By sealing, it has an ultraviolet shielding film 5 Key Optical glass was produced. In addition, soda-lime glass (Float plate glass by Central Glass Co., Ltd.) was used for the glass substrate. This Key Light glass Is high The visible light transmittance in the swollen state of the molecular gel was approximately 40%, and the visible light transmittance in the contracted state of the polymer gel was approximately 90%.
Has this ultraviolet shielding film 5 Key As a result of conducting the above-mentioned weather resistance test for optical glass, this Temporal change in transmittance of light control glass Result of The results are shown in FIG. In FIG. 8, for the purpose of comparison, the test results of the same light control glass except that there is no ultraviolet shielding film are also shown. As can be seen from the test results, it was found that the light control glass of the present invention provided with the ultraviolet light shielding film can obtain a light control function much more stably than when the ultraviolet light shielding film is not provided.
[0078]
(Example 2)
In order to improve the wind pressure strength, 6 mm thick tempered glass was used on one of the two glass substrates, and 3 mm thick float glass was used on the other. These two glass substrates were made to face each other and arranged in parallel with a gap of about 0.5 mm through an epoxy adhesive for sealing and a spacer. In the sealed space formed between the two glass substrates, the same as in Example 1. Light of The light control glass which has tempered glass was produced by enclosing using a modulation material.
With this tempered glass Key The result of the fracture strength measurement test described above was performed on optical glass. Table Shown in 1. For comparison, the test results of the light control glass having exactly the same configuration except that float glass having the same thickness was used instead of tempered glass are also shown.
[0079]
[Table 1]
Figure 0003915339
[0080]
As can be seen from this result, the light control glass using the tempered glass of the present invention has about 2.5 times the strength of the light control glass composed of ordinary float glass in addition to the light control function. I understood.
[0081]
(Example 3)
100 parts of a polycarbonate resin was dissolved in dichloromethane, and 0.1 part by weight of 3,6-octafluoro- (4,5-octakisanilino) oxyvanadium phthalocyanine was uniformly dispersed as an infrared absorber. The resin solution was applied on one glass substrate and allowed to stand until the solvent was volatilized to obtain a glass substrate having a heat ray shielding layer having a thickness of 0.13 mm.
Next, float glass with a thickness of 2 mm is used for the other glass substrate, these two glass substrates are opposed to each other, and a distance of about 0.5 mm is maintained through an epoxy adhesive for sealing and a spacer. Arranged in parallel. In the sealed space formed between the two glass substrates, the same as in Example 1. Light of The light control glass which has a heat ray shielding function was produced by enclosing using a modulation material.
Next, this Key Box with light glass attached to one side For The light control glass was irradiated with heat rays from an external 400 W infrared lamp. Key The result of heat shielding of light glass In FIG. Indicated. FIG. 9 shows the result of measuring the temperature change depending on the internal time at this time. For comparison, the measurement results of the light control glass having the same configuration except that it does not have a heat ray shielding function are also shown.
As can be seen from this result, it was confirmed that the temperature rise inside the dimmable glass having a heat ray shielding function was reduced. Therefore, it was confirmed that the light control glass of this invention also has a heat ray shielding effect in addition to the light control function by a temperature rise.
[0082]
【The invention's effect】
The light modulation material used in the light control glass of the present invention is Light Using volume change of stimuli-responsive polymer gel particles containing scattering members, Light The state is stable, the contrast is high, and the stimulus response is fast. And if the light control glass of this invention is provided with the ultraviolet-ray shielding function as a protective function, the fall of the stimulus response function of the light modulation material by ultraviolet irradiation can be reduced, and it will receive long-term ultraviolet exposure The dimming function is stable even when used in such an environment. In addition, when a glass plate glass, a wire glass plate, a tempered glass, a laminated glass, a double-strength glass, etc. are used for the light control glass of the present invention, it can be obtained simply by sandwiching and enclosing the material using ordinary glass or float glass. Wind pressure strength, impact resistance, fireproof performance, safety at breakage, and the like. Moreover, when a heat ray reflective layer, a heat ray low radiation layer, or a vacuum layer is used for the light control glass of this invention, the penetration | invasion of the heat to an inside can be reduced. As a result, when it is used for window glass installed in a space where people are active inside offices and the like, it can contribute to the reduction of environmental burdens such as prevention of global warming, such as the improvement of indoor air conditioning efficiency, especially in summer. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a light control glass of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the light control glass of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the results of a weather resistance test of the light control glass of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing the results of a heat ray shielding test of the light control glass of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Light control glass, 2. 2. Transparent plate, 3. light modulation material; 4. sealing material; 5. UV shielding layer, 6. protective layer; Strength and safety improvement glass, 8. 8. heat ray reflective layer (heat ray shielding layer), Light control sheet 10,12. Spacer

Claims (5)

少なくとも、外部刺激に応じて体積変化する高分子ゲル粒子と、該高分子ゲル粒子の体積変化に用いられる液体とからなり、前記高分子ゲル粒子は、収縮状態で飽和散乱濃度以上の光散乱部材を含有し、前記液体の吸収・放出によって可逆的に膨潤・収縮する光変調材料が、二枚の透明板の間に介在しており、該透明板の少なくとも一方に調光ガラスの機能を損なう外部要因から調光ガラスを保護するための保護機能が付与されていることを特徴とする調光ガラス。At least a polymer gel particle whose volume changes in response to an external stimulus and a liquid used for volume change of the polymer gel particle, and the polymer gel particle is a light scattering member having a saturation scattering concentration or more in a contracted state A light-modulating material that reversibly swells and shrinks due to absorption and release of the liquid , and is interposed between two transparent plates, and an external factor that impairs the function of the light control glass on at least one of the transparent plates A light control glass having a protective function for protecting the light control glass from the above. 前記透明板の少なくとも一方に紫外線遮蔽機能が付与されていることを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。  The light control glass according to claim 1, wherein an ultraviolet shielding function is imparted to at least one of the transparent plates. 前記透明板の少なくとも一方に、網入り板ガラス、線入り板ガラス、強化ガラス、合わせガラス、倍強度ガラスのうちのいずれか一つを用いたことを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。  2. The light control glass according to claim 1, wherein at least one of the transparent plates is a plate glass with a mesh, a plate glass with a wire, a tempered glass, a laminated glass, or a double strength glass. 前記透明板の少なくとも一方に、熱線反射層、熱線低放射層あるいは真空層のうちのいずれか一つを用いたことを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。  2. The light control glass according to claim 1, wherein any one of a heat ray reflective layer, a heat ray low radiation layer, and a vacuum layer is used for at least one of the transparent plates. 前記高分子ゲル粒子が温度変化によって体積変化して光の透過量が変化することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の調光ガラス。The light control glass according to any one of claims 1 to 4 , wherein the polymer gel particles change in volume due to a temperature change to change a light transmission amount.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102822A1 (en) 2007-02-20 2008-08-28 Fujifilm Corporation Polymer material containing ultraviolet absorbent
WO2008123504A1 (en) 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corporation Ultraviolet ray absorber composition
WO2009022736A1 (en) 2007-08-16 2009-02-19 Fujifilm Corporation Heterocyclic compound, ultraviolet ray absorbent, and composition comprising the ultraviolet ray absorbent
WO2009123141A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent compositions
WO2009123142A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent compositions
WO2009136624A1 (en) 2008-05-09 2009-11-12 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent composition

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030012452A (en) * 2001-08-01 2003-02-12 손창민 Light control structure employing a film comprising a heat sensitive polymer, and preparation thereof
KR100676633B1 (en) 2005-01-07 2007-01-31 (주)싸이텍연구소 Screen for display and manufacturing method of the same
JP2007127719A (en) 2005-11-01 2007-05-24 Fujifilm Corp Photographing apparatus
KR100751351B1 (en) 2005-12-01 2007-08-22 삼성에스디아이 주식회사 Structure for controlling light and display device comprising the same
WO2010021275A1 (en) 2008-08-19 2010-02-25 日立化成工業株式会社 Light-modulating film
WO2010021276A1 (en) 2008-08-19 2010-02-25 日立化成工業株式会社 Light-modulating film
JP5749021B2 (en) 2009-02-13 2015-07-15 日立化成株式会社 Light control film
AU2010214432B2 (en) 2009-02-13 2014-07-03 Resonac Corporation Light modulation film
CN105473526B (en) 2013-08-05 2018-01-02 旭硝子株式会社 Compound glass
KR101988532B1 (en) * 2017-05-26 2019-06-12 조선대학교산학협력단 Smart window apparatus
BR112020000973A2 (en) * 2017-07-19 2020-07-21 AGC Inc. multi-pane window structure and installation method
EP3690503B1 (en) 2017-09-29 2024-04-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. Glass structure

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102822A1 (en) 2007-02-20 2008-08-28 Fujifilm Corporation Polymer material containing ultraviolet absorbent
WO2008123504A1 (en) 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corporation Ultraviolet ray absorber composition
WO2009022736A1 (en) 2007-08-16 2009-02-19 Fujifilm Corporation Heterocyclic compound, ultraviolet ray absorbent, and composition comprising the ultraviolet ray absorbent
WO2009123141A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent compositions
WO2009123142A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent compositions
WO2009136624A1 (en) 2008-05-09 2009-11-12 富士フイルム株式会社 Ultraviolet absorbent composition

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JP2001083554A (en) 2001-03-30

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