JP5355879B2 - 液晶調光素子とその製造方法 - Google Patents
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Description
工程a):下記式(1)により示される単量体Aと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Bとを含み、単量体Aを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−50℃〜20℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程、
工程b):上記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、上記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程、
工程c):上記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、この導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程、
工程d):上記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、上記液晶−樹脂複合体が2枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が上記液晶−樹脂複合体に接するように、上記液晶−樹脂複合体に接合する工程。
単量体A:75〜99質量%、
単量体B:0.1〜15質量%、
単量体C:0〜15質量%、好ましくは0.1〜15質量%、
単量体D:0〜10質量%
[化2]
−C(=O)−O−CH2CH2−NH− (2)
[化4]
−C(=O)−O−CH2CH(−OH)− (4)
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水55部、ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム塩(30%水溶液)1部を仕込み、攪拌しながら80℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸アンモニウムの10%水溶液2部を添加し、5分後よりアクリル酸ブチル60部、メタクリル酸ブチル35部、2−ヒドロキシエチルアクリレート4部、アクリル酸1部、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル3部、イオン交換水40部の単量体等の混合物を滴下漏斗から4時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの3%水溶液6部を4時間かけて滴下した。さらに85℃まで昇温して2時間攪拌した後、30℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してpHと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分49.2%、粘度970mPa・s、pH8.2、粒子径0.19μmであった。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分47.1%、粘度410mPa・s、pH7.8、粒子径0.17μmの高分子エマルジョンを得た。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分48.0%、粘度520mPa・s、pH7.5、粒子径0.30μmの高分子エマルジョンを得た。
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水55部、炭酸水素ナトリウム0.3部、リン酸水素二ナトリウム0.1部を仕込み、攪拌しながら75℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸カリウムの10%水溶液2部を添加し、5分後よりメタクリル酸メチル30部、アクリル酸シクロヘキシル40部、アクリル酸2−エチルヘキシル27.5部、N−メチロールアクリルアミド2部、アクリル酸0.5部、ポリオキシエチレン分岐アルキル(C11〜13)エーテル(70%水溶液)2.9部、ビス(2‐エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム塩(75%水溶液)0.29部、イオン交換水40部の単量体等の混合物を滴下漏斗から4時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの3%水溶液6部を4時間かけて滴下した。さらに80℃まで昇温して2時間攪拌した後、30℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してpHと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分50.1%、粘度1650mPa・s、pH8.5、粒子径0.27μmであった。
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水55部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル1部、炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、攪拌しながら70℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライドの10%水溶液2部を添加し、15分後よりアクリル酸ブチル53部、ジシクロペンタニルメタクリレート43部、2−ヒドロキシエチルアクリレート1部、メタクリル酸1部、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート1部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン1部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル3部、イオン交換水40部の単量体等の混合物を滴下漏斗から4時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライドの3%水溶液6部を5時間かけて滴下した。さらに75℃まで昇温して3時間攪拌した後、30℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してpHと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分49.9%、粘度330mPa・s、pH7.6、粒子径1.20μmであった。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分46.2%、粘度1100mPa・s、pH7.2、粒子径0.22μmの高分子エマルジョンを得た。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分49.8%、粘度210mPa・s、pH8.5、粒子径0.31μmの高分子エマルジョンを得た。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分50.0%、粘度120mPa・s、pH7.4、粒子径1.80μmの高分子エマルジョンを得た。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分40.0%、粘度290mPa・s、pH5.2、粒子径0.19μmの高分子エマルジョンを得た。
表1に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例1と同様に乳化重合を行ない、不揮発分46.9%、粘度630mPa・s、pH8.0、粒子径0.20μmの高分子エマルジョンを得た。
上記重合例1で得られた高分子エマルジョンを水で不揮発分40%に希釈し、この希釈した高分子エマルジョン100部に対して、ネマティック液晶(JM1000XX(複屈折率Δn=0.132):チッソ製)64部を添加した。このエマルジョンをエクセルオートホモジナイザー(日本精機製)にて回転数133.3回転/秒(8000rpm)で10分間攪拌し、液晶エマルジョンを得た。この液晶エマルジョンについて、液晶微小粒子(液晶カプセル)の粒子径をレーザー回折式粒度分布測定器(SALD−1100:島津製作所製)で測定した結果、液晶カプセルのメジアン径D50は2.5μmであった。
実施例1で用いた架橋剤の代わりに表2に示した架橋剤を用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに重合例2の高分子エマルジョンを用い、表2に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに重合例3の高分子エマルジョンを用い、表2に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに重合例4の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに重合例5の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに重合例6の高分子エマルジョンを用い、表2に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例1の高分子エマルジョンを用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例2の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例3の高分子エマルジョンを用い、表2に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例4の高分子エマルジョンを用い、表2に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
実施例1で用いた重合例1の高分子エマルジョンの代わりにポリウレタンエマルジョンを用いた以外は実施例1と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
[単量体A]
BA:アクリル酸ブチル、2EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル、MMA:メタクリル酸メチル、BMA:メタクリル酸ブチル、CHA:シクロヘキシルアクリレート、DCPMA:ジシクロペンタニルメタクリレート、IBA:イソボロニルアクリレート
[単量体B]
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート、HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート、AAm:アクリルアミド、DAAM:ダイアセトンアクリルアミド、N-MAM:N−メチロールアクリルアミド
[単量体C]
AA:アクリル酸、MAA:メタクリル酸、MaA:マレイン酸
[単量体D]
GMA:グリシジルメタクリレート、DMAEMA:N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、TMSMA:3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
[非イオン性界面活性剤]
DE:ポリオキシエチレンイソデシルエーテル(ノイゲンSD-300(HLB=17.9):第一工業製薬製)、TDE:ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル(ノイゲンTDS-500F(HLB=18.3):第一工業製薬製)、AE:ポリオキシエチレン分岐アルキル(C11〜C13)エーテル(エマルゲン1118S-70(HLB=16.4、70%水溶液):花王製))、ER:反応性非イオン界面活性剤(アデカリアソープER-20:ADEKA製)、LE:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノイゲンNL-80(HLB=16.1):第一工業製薬製)
[アニオン性界面活性剤]
DASS:ビス(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム(ペレックスOT−P(75%水溶液):花王製))、DES:ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム(ハイテノールXJ−630S(30%水溶液):第一工業製薬製))、TDES:ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルサルフェートアンモニウム(ハイテノールTM−07:第一工業製薬製)、KH:反応性アニオン界面活性剤(アクアロンKH−10:第一工業製薬製)
[架橋剤]
PGDG:ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(デナコールEX-920:ナガセケムテックス製)、HDU:N,N’−ヘキサアミノエチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)(相互薬工社製)、PAC:アジリジン系化合物(CX-100:DSM NeoResins社製)、ADH:アジピン酸ジヒドラジド(ADH:日本ファインケム製)、CDI:ポリカルボジイミド系樹脂(カルボジライトV-02:日清紡製)
[カプセルの状態および外観]
◎:優、○:良、△:不可、×:評価に値せず
2 液晶微小粒子
3 樹脂マトリクス
5 導電膜
6 導電膜付き基体
10 液晶−樹脂複合体
30 液晶調光素子
Claims (11)
- 導電膜が対向するように配置された2枚の導電膜付き基体と、前記2枚の導電膜付き基体の間に挟持された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子の製造方法であって、
下記式(1)により示される単量体Aと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Bとを含み、前記単量体Aを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−50℃〜20℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程a)と、
前記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、前記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程b)と、
前記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、前記導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程c)と、
前記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、前記液晶−樹脂複合体が2枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が前記液晶−樹脂複合体に接するように、前記液晶−樹脂複合体に接合する工程d)と、
を含む液晶調光素子の製造方法。
- 前記単量体群が、カルボキシル基および/またはアミノ基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Cをさらに含む請求項1に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第1級アミノ基または第2級アミノ基である。 - 前記単量体群が、
単量体A:75〜99質量%、
単量体B:0.1〜15質量%、
単量体C:0.1〜15質量%、および
単量体D:0〜10質量%、
からなる請求項2に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、単量体Dは、単量体A〜Cのいずれにも該当しない単量体である。 - 前記単量体Bにおける前記非イオン性親水基が、アミド基、ヒドロキシル基およびポリオキシアルキレン基から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の液晶調光素子の製造方法。
- 前記単量体群が、前記単量体Aとして、
前記R1が水素原子であり、前記R2が直鎖または分岐を有する炭素数2〜8の鎖状アルキル基である単量体A11、および
前記R1がメチル基であり、前記R2が直鎖または分岐を有する炭素数1〜4の鎖状アルキル基である単量体A12、
を含む請求項1に記載の液晶調光素子の製造方法。 - 前記工程c)において前記液晶−樹脂複合材料を前記導電膜上に架橋剤を含む状態で塗布し、
前記工程c)以降において、前記架橋剤により前記共重合体に架橋構造を導入する、
請求項1に記載の液晶調光素子の製造方法。 - 前記単量体群がカルボキシル基および/またはアミノ基である官能基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Cをさらに含み、
前記架橋剤が前記単量体Cに含まれる前記官能基と反応して架橋構造を形成しうるものである、
請求項6に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第1級アミノ基または第2級アミノ基である。 - 導電膜が対向するように配置された2枚の導電膜付き基体と、前記2枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子と、界面活性剤とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、下記式(1)により示される単量体Aと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Bとを含み、前記単量体Aを主たる単量体とする単量体群の共重合体であってガラス転移温度が−50℃〜20℃の範囲にある共重合体を含む、
液晶調光素子。
- 導電膜が対向するように配置された2枚の導電膜付き基体と、前記2枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子と、界面活性剤とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、
1)下記式(1)により示される単量体を主たる単量体とし、
2)非イオン性親水基を有し、
3)ガラス転移温度が−50℃〜20℃の範囲にある共重合体に架橋構造が導入されてなる、
共重合体を含む、液晶調光素子。
- 前記非イオン性親水基が、アミド基および/またはヒドロキシル基であり、
前記式(1)により示される前記単量体が、
前記R1が水素原子であり、前記R2が直鎖または分岐を有する炭素数2〜8の鎖状アルキル基である単量体A11、および
前記R1がメチル基であり、前記R2が直鎖または分岐を有する炭素数1〜4の鎖状アルキル基である単量体A12、を含む、
請求項9に記載の液晶調光素子。 - 前記架橋構造が、カルボキシル基、アミノ基およびヒドロキシル基である官能基と架橋剤とが反応して形成されたものである、請求項9に記載の液晶調光素子。
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