JP6491351B2 - 防湿性が改善された合わせグレージング - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は非仮出願であり、２０１５年３月２６日に出願された「ＬＡＭＩＮＡＴＥＤ ＧＬＡＺＩＮＧＳ ＷＩＴＨ ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／１３８，７１１号の利益および優先権を主張するものであり、その全内容は参照により本明細書に援用する。
本発明は、感湿性の加飾用または機能性インサートを含む、合わせグレージングを対象とする。このような合わせグレージングは、粒子懸濁物を含む光弁における使用のためのフィルム等のインサートを含んでもよいが、これらの光弁は、本明細書においては一般に、懸濁粒子デバイスもしくはＳＰＤ光弁と呼ばれ、または単にＳＰＤと呼ばれる。このような合わせグレージングは、ポリマー分散液晶（ＬＣ）材料、エレクトロクロミック調光用材料、サーモクロミック調光用材料または電気泳動式調光用材料等、他の種類の光弁をさらに含んでもよい。合わせグレージングは、中間層の組合せを含み、ラミネートの中心領域は、少なくとも１つの光学的に透明な中間層を含み、ラミネートの周縁部は、ラミネート内の中間層とインサートとを合わせたのと同様の厚さを有する疎水性の耐湿性材料でできたフレームで形成される。

合わせガラスは、粉々に砕けたときに一つにまとまった状態を保持することになる、安全ガラスの一種である。破損した場合、合わせガラスは、２つ以上のガラス層の間にあり、一般的にポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリウレタン（ＰＵ）またはエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）からできた、中間層によって所定位置に保持されている。中間層は、破損したときであってもガラス層を接合した状態のままに保っており、中間層の高い強度により、ガラスが砕け散って、大きくて鋭利な小片になることが防止されている。これにより、衝撃がガラスを完全に突き抜けるほどではない場合は、特徴的な「クモの巣」状の割れパターンが発生する。熱硬化ＥＶＡの場合、ガラスと架橋ＥＶＡとの接合が達成される。上記中間層のすべては、同様の接合の恩恵を達成するために、ポリカーボネート、ポリアクリル、ＰＥＴまたは他の種類のプラスチック等の非ガラス型基材と一緒に使用することができる。

合わせガラスは通常、人間が衝突する可能性がある場合または粉々に砕けたときにガラスが落下する可能性がある場合に使用されるが、建築用途のためにも使用されている。天窓用のグレージングおよび自動車のフロントガラスには一般的に、合わせガラスが使用されている。ハリケーンに耐性のある構造を必要とする地域においては多くの場合、合わせガラスが、店頭の外装、カーテンウォールおよび窓に使用される。
合わせガラスは、窓の遮音等級を高めるためにも使用されており、合わせガラスは、ラミネート加工されていない同じ厚さのグレージングと比較して著しく消音を改善する。この遮音等級を高めるという目的のために、特殊な「吸音性ＰＶＢ」化合物が、中間層に使用される。ＥＶＡ材料の場合、ＥＶＡが遮音を提供するため、さらなる吸音材料は必要とされない。窓用の合わせガラスのさらなる特性は、ＰＶＢおよびＥＶＡの中間層が、大部分の紫外線を遮断できる紫外線（ＵＶ）吸収剤を含み得ることである。例えば、熱硬化ＥＶＡは、最大９９．９％の紫外線を遮断し得る。

多くの場合、合わせグレージングは、加飾用または機能性合わせグレージングを作り出すように、ガラス基材またはプラスチック基材と透明な中間層との間にラミネート加工されたインサートを有する。加飾用インサートの例は、紙またはシルクによって支持されている、着色されたプラスチック、織物または写真であり得る。機能性インサートは、ＳＰＤ等のスマートテクノロジーならびにＬＣ材料、フォトクロミック材料、エレクトロクロミック材料およびサーモクロミック材料を含む。

光弁は、８０年前よりも以前から、光変調に使用されるものとして知られてきた。このような光弁は当時、限定されるわけではないが例えば、英数字表示用ディスプレーおよびテレビ用ディスプレー；ランプ、カメラ、ディスプレーおよび光ファイバー用のフィルター；ならびに、それを通過する光の量またはそこから反射される光の量を適宜制御するための窓、サンルーフ、おもちゃ、サンバイザー、メガネ、ゴーグル、鏡、バックミラーおよびライトパイプ等を含む、多くの用途において利用されていた。窓の例として、限定することなく、商業施設、温室および住宅用の建築資材としての窓、自動車、ボート、列車、飛行機および宇宙船用の窓、日よけ板およびサンルーフ、のぞき穴を備えるドア用の窓、ならびに、オーブンおよび冷蔵庫の分室を含むオーブンおよび冷蔵庫等の器具用の窓が挙げられる。
本明細書において使用されるとき、「光弁」という用語は、少なくとも１つの壁が透明である短い距離の間隔を空けて配置された２つの壁から形成された、セルを表す。壁上には電極があり、この電極は通常、透明な導電性コーティングの形態である。壁上の電極の上には、薄い透明な誘電性上塗りがあってもよい。セルは、光変調要素（本明細書においては、活性化可能な材料と呼ばれることもある）を含み、光変調要素は、限定することなく、粒子の液体懸濁物であってもよいし、または代替的には、光変調要素全体のすべてまたは一部が、粒子の液体懸濁物の液滴が分布したプラスチックフィルムを含んでもよい。

液体懸濁物（本明細書においては、光弁懸濁物または液体状光弁懸濁物と呼ばれることもある）は、液体状の懸濁媒体中に懸濁された、小さな粒子を含む。印加電場が存在しないとき、ＳＰＤ光弁の液体懸濁物中の粒子は、ブラウン運動のため、無作為の位置にあると想定され得る。したがって、セルに入り込んだ光線は、セル構造、粒子の性質および濃度ならびに光のエネルギー含有量に応じて反射、透過または吸収される。したがって、この種類の粒子運動を利用するＳＰＤ光弁は、オフ状態のときは、比較的暗くなっている。しかしながら、光弁内の液体状光弁懸濁物を通るように電場が印加されると、粒子が整列した状態になり、多くの懸濁物においては、光の大部分がセルを通過する。したがって、ＳＰＤ光弁は、オン状態のときは、比較的透明である。

多くの用途において、活性化可能な材料、すなわち、光変調要素のすべてまたは一部は、液体懸濁物ではなく、プラスチックフィルムであることが好ましい。例えば、光の透過具合が可変式である型の窓として光弁が使用されるとき、液体懸濁物の液滴が分布したプラスチックフィルムは、単独の液体懸濁物に対して好ましく、理由としては、フィルムの使用によって静水圧効果、例えば、高さのある円柱状の軽量な懸濁物に伴う膨出が回避可能になり、漏出の危険性も同様に回避可能になるという点がある。プラスチックフィルムを使用する別の利点は、プラスチックフィルムにおいては一般に、粒子が、非常に小さな液滴中にのみ存在しており、この結果、電圧をかけてフィルムを繰返し活性化したときに顕著に凝集することがないという点である。

本明細書において使用されている光弁用フィルム（本明細書においては、ＳＰＤフィルムと呼ばれることもある）は、光弁用として使用されるまたは光弁用として意図されている粒子の懸濁物を含む、フィルムもしくはシートを意味し、または１つより多いフィルムもしくはシートを意味する。このような光弁用フィルムは通常、液体状光弁懸濁物と呼ばれる、分散粒子を含む液体の非架橋非連続相を含み、この非架橋非連続相が、１つまたは複数の剛直または柔軟な固体フィルムまたはシート中に封入された硬化可能な連続相の全体にわたって分散されている。光弁用フィルムの一部を形成し得る、硬化エマルションは、フィルムまたはフィルム層と呼ばれることもある。光弁用フィルムおよび／または光弁用フィルムを含む合わせガラス積層体は、限定することなく、フィルム、コーティングもしくはシートまたはこれらの組合せ等、１つまたは複数のさらなる層をさらに含んでもよく、このさらなる層は、例えば（１）耐引っかき性、（２）紫外線からの保護、（３）赤外線エネルギーの反射、（４）印加電場または印加磁場を活性化可能な材料に伝達するための導電性、（５）誘電性上塗り、（６）着色、（７）加熱要素および／または（８）吸音の制御のうちの１つまたは複数を光弁用フィルムに付与し得る。さらなる層は、発明の要旨において後述されているラミネート加工手順の最中に、当業者に公知の感圧性接着剤（ＰＳＡ）または中間層からできたさらなるプライを用いて、前記光弁用フィルムに接着することができる。

ＳＰＤフィルムの一般的な（ただし、非限定的な）構造は、５つの層を含み、すなわち、第１の面から反対側の第２の面に至るまで順番に、（１）厚さが５〜７ミルであるのが好都合なポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）プラスチックからできた第１のシートと、（２）ＰＥＴからできた第１のシートの上にある、電極を作動させるまたは電極として作用できる酸化スズインジウム（「ＩＴＯ」）からできた非常に薄い透明な導電性コーティングまたは代替的な導電性コーティングと、（３）厚さが通常２〜５ミルである硬化（すなわち、架橋）ＳＰＤエマルションからできた層と、（４）電極を作動させるまたは電極として作用できる第２のＩＴＯコーティング（または代替的な導電性コーティング）と、（５）第２のＩＴＯコーティングの下にある第２のＰＥＴプラスチック基材とを含む。先述のように、他の機能を提供するさらなる層が、上記５層型ＳＰＤフィルムに追加されてもよい。一般的に、銅箔または導電性織物は、適切な電圧源にバスバーを好都合に接続するために銅箔または導電性織物がＳＰＤフィルムの周縁部を越えて延びるように、電極に固定されている。さらに、ＳＰＤフィルムは、強度および剛性を付与するため、およびさもなければ性能特性を悪化させ得る環境条件から組立体装置の様々な部品を保護するために、例えば透明なホットメルト接着剤フィルムおよび／またはガラスシートもしくはより厚い透明なプラスチックシートによってラミネート加工されてもよい。

米国特許第５，４０９，７３４号は、均質な溶液から相分離によって製造された、非架橋光弁用フィルムの一種を例示している。エマルションの架橋（硬化）によって製造された光弁用フィルムもまた、公知である。本発明の方法は、後に挙げた種類のフィルム、すなわち、エマルションの架橋によって形成された層を含むフィルムの使用、および、当該フィルムによって製造されたラミネート加工済みフィルムを特に対象とする。例えば、米国特許第５，４６３，４９１号および第５，４６３，４９２号ならびに米国特許第７，３６１，２５２号を参照されたく、これらのすべては、本発明の譲受人に譲渡されている。様々な種類のＳＰＤエマルション、およびこれらのＳＰＤエマルションを硬化させる方法が、米国特許第６，３０１，０４０号、第６，４１６，８２７号および第６，９００，９２３Ｂ２号において記載されており、これらのすべては、本発明の譲受人に譲渡されている。米国特許第６，９００，９２３Ｂ２号の例５による、非限定的な例としてのこのようなフィルムは、次のように製造される。０．００２ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ８１９（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）光開始剤（「ＰＩ」）を、２ｍＬのクロロホルムに溶解させ、例１において記載された１ｇのマトリックスポリマーに添加した。ＰＩ溶液をマトリックスポリマーと入念に混合し、この混合物を真空オーブンの内部に６０℃で３０分入れておくことによって、クロロホルム溶媒を除去した。クロロホルム溶媒除去後の混合物に、ラウリルメタクリレート／ＨＥＭＡを懸濁させたポリマー（０．５６ｇ、米国特許第６，９００，９２３Ｂ２号の例３において合成されたもの）を含有する０．６２ｇのポリヨウ化物結晶ペーストを添加した。得られた混合物を入念に混合し、得られたエマルションを、ドクターブレードを使用して、コーティング加工済みの導電性ポリエステル基材に厚さ２ミルのコーティングとなるように塗布し、コーティング加工済みの導電性ポリエステルブランク基材とかみ合わせ、紫外線（８６００ｍＪ／ｃｍ²／分）によって２分３０秒硬化させた。このようなフィルムおよびこのようなフィルムの変形体は、（１）紫外線、（２）電子ビームまたは（３）熱にフィルムを曝露することによって行われる架橋によって硬化させてもよい。
本出願において引用された特許および特許出願ならびに他の参考資料のすべては、参照により本明細書に援用する。

（従来技術によるＳＰＤラミネートの欠点）
上述の合わせグレージングのすべては、ラミネート内部に浸透してくる水分から保護されなければならず、特に、ラミネートの縁部によって保護されなければならない。例えば、ＵＳ２００２／０１２６２４９Ａ１、「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ ｏｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｎｏｖｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｉｔｓ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」、［０００４］段落には、「・・・酸素および水分は、両方とも液晶を化学作用により浸食し得る。（...oxygen and moisture, both of which may chemically attack the liquid crystals.）」と述べられている。

合わせグレージングのガラス基材または厚いプラスチック基材は、大気に曝露されたラミネートの表面の大部分に相当する、合わせグレージングにあって向き合っている面から面への水分の浸透を防止する。しかしながら、ＰＶＢ中間層、ＥＶＡ中間層またはＰＵ中間層中に水分が浸潤した後、長期間にわたる水分への曝露が起きると、曇った外観および層間はく離（中間層からのガラス基材またはプラスチック基材の分離）が生じ得る。インサートが入った合わせグレージングの場合、水分の浸透はやはり、インサートを損傷させる可能性があり、ＳＰＤ等の機能性インサートが、目視により劣化した状態および／または動作不能な状態になり得る。
従来技術によるＳＰＤフィルムおよび従来技術によるＳＰＤフィルムを組み込んだラミネートは、より明るい青色の領域または「光による縁取り（光による縁取り）」が視認可能になっているＳＰＤフィルムの周縁部のところに、あるパターンを発生させることができる。光による縁取りは、ＳＰＤフィルムまたはＳＰＤフィルムのラミネートが高温および／または水分に曝露されたときに発生する。

上記のように、ＳＰＤフィルムまたはＳＰＤフィルムのラミネートが、長期間にわたって高い湿度に曝露されると、光による縁取りが出現する原因となり得る。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７，３６１，２５２号は、ＳＰＤフィルムの縁部を封止して、ホットメルト接着剤中間層材料が、硬化ＳＰＤエマルションと接触できないようにするための、接着テープの使用を記載しており、この接着テープはやはり、中間層材料中への例えば水分の侵入を防止するための、物理的バリアとして作用していた。しかしながら、このようなテープは、ほどほどの耐湿特性しか有していなかった。
従来技術によるＳＰＤフィルムの別の欠点は、硬化エマルションが、時間が経つにつれてＳＰＤフィルムの露出縁部から、このような水分の供給源からＳＰＤフィルムを隔離するための方策が採用されなければ、水分を吸収してしまう場合が多いことであった。続いて、ＳＰＤフィルムまたはＳＰＤフィルムのラミネートが水分に曝露されると、上記の光による縁取りおよび機能喪失等の欠点が生じ得る。

本発明の譲受人に譲渡された米国特許第８，６７０，１７３号は特に、合わせグレージング内のＳＰＤフィルムの周縁部に沿った光による縁取りの形成を防止するために、ＳＰＤラミネートを形成するガラス基材またはプラスチック基材の外縁部分全体を取り囲むように配置された、耐湿性バリアの使用を記載している。しかしながら、米国特許第８，６７０，１７３号において使用されたシーラントおよびテープは、合わせグレージングの外縁に装着されており、この結果、シーラント材料の量が制限されていて、このシーラント材料は、塗布することができる縁部表面積が比較的小さく、シーラントが、取扱い中に穿孔または空隙を発生させ得る損傷を被る可能性がある。したがって、上記米国特許第８，６７０，１７３号の方法によって耐久性の改善が達成されたが、合わせグレージング中への水分浸透の防止を向上することが、依然として必要とされている。上記のように、これらの方法は、光学的に透明な状態のままでなければならず、および／または、水分から保護する必要があるインサートを有する、任意の合わせグレージングにも適用することができるであろう。

したがって、本発明者らは、限定されるわけではないが本明細書において記載された種類の光弁等のインサートを含む、合わせグレージングを製造するための方法であって、望ましくない光による縁取り、機能喪失および／または透明でない曇った中間層の発生等、水分の発生に関連した課題が、阻止または大幅に低減される、方法を開発することに取り組んできた。

（発明の要旨）
したがって、上述の光による縁取りの出現、濁った外観および機能喪失は第１の実施形態において、ラミネート内の光学的に透明な中間層とインサートとを合わせた総厚と同じまたは同様の厚さの耐湿性バリアを、ＳＰＤフィルムの周囲にフレームを作り出すＳＰＤラミネートの周縁部を取り囲むように設置することによって、阻止または少なくとも大幅に低減される。当業者に公知であるラミネート加工の条件および実施、ならびに中間層／ガラス基材またはプラスチック基材からできた複数のプライを有するＳＰＤフィルムの様々な構成、および先述のさらなる層の組み入れは、本明細書において記載された実施形態のいずれにおいても利用され得る。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７，３６１，２５２号においてＳＰＤフィルムをラミネート加工するための手順の非限定的な概要は、第１のガラスシートと、中間層からできた第１のシートと、当該ＩＴＯコーティングから突出するように銅箔バスバーが取り付けられた２つのＩＴＯコーティング済みＰＥＴ基材シートの間に挟み込まれた硬化ＳＰＤエマルションを含む、ＳＰＤフィルムと、中間層からできた第２のシートと、第２のガラスシートとを順番通りに含み、これらのすべてが、互いがほぼぴったりと合わさった状態に位置付けられている、「積層体」を作り出すことを包含する。積層体をＣａｒｖｅｒ Ｐｒｅｓｓ内にある真空バッグに入れ、（２９水銀柱インチ超の）強力な真空をかける。次いで、プレスのプラテンを、ラミネート加工されていない積層体の外側に触れるように配置し、プラテンの温度を上昇させて、積層体内の中間層の溶融を起こす。次いで、プラテンを冷却して、中間層を固化すると、中間層が、積層体に接着して、ＳＰＤラミネート内に入ることになる。本発明の第１の実施形態における耐湿性材料でできたフレームは、ガラスシートの外縁を始点にしてラミネート内のＳＰＤフィルムまたはインサートに隣接する位置まで延びた状態で、積層体に組み込まれているであろう。

第２の実施形態において、バスバーワイヤーまたは他の適切な電線が、ラミネート加工インサート（例えば、ＳＰＤ、ＬＣＤ等）に給電するために必要とされる場合、前記耐湿性材料でできた２つの層が、上記積層体に組み込まれる。２つの層のそれぞれは、等しい寸法および厚さを有することになる。さらに、２つの耐湿性材料層の総厚は、ラミネート加工積層体内の光学的に透明な中間層とインサートとの総厚にほぼ等しくなる。適切な電線は、接続部位のところから水分がラミネートに進入できなくするように、耐湿性材料でできた２つのプライの間からラミネートの外に突出している。

インサートが、１つまたは複数のさらなるフィルム、プライ等にさらにラミネート加工されていて、このようなフィルムから外側に向かうように位置付けられている、さらなる一実施形態においては、耐湿性接合材をラミネート加工積層体内に組み込んで、このようにして製造されたラミネートの縁部の内部にフレームを形成することによって、低度の水分の侵入が少ない状態に維持するためのステップが、さらに実施される。上記実施形態において、特定のブランドの耐湿性接合材が下記の例で使用されたが、限定されるわけではないがエポキシ、ポリオレフィン、イオノマーおよびイソブチレンポリマー等の合成ゴムが挙げられる、水および水分をはじく疎水性材料を含む任意の接合材が、ラミネートのための耐湿性材料でできたフレームとしての使用に適していることを理解すべきである。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第８，６７０，１７３号において記載されている、ラミネート加工積層体から水分を低減するまたは取り除くための他の手順は、（１）ＳＰＤフィルムから捕捉水分の一部またはすべてを除去すること、（２）フレームから内側に向かってＳＰＤフィルムを取り囲むように耐湿性バリアを設けること、および（３）本明細書において記載されたＳＰＤラミネートを形成するガラス基材またはプラスチック基材の外縁部分全体を取り囲むように配置された耐湿性バリアの使用を含むものであり、本明細書において記載されたラミネート加工ステップの前および後に実施すべきであることに留意すべきである。

ラミネート内の光学的に透明な中間層の総厚と同じまたは同様の厚さを有する耐湿性材料が、耐湿性フレームを形成するようにラミネート加工積層体に組み込まれている、本発明によるＳＰＤラミネートの平面図である。 耐湿性材料の間からラミネートの外に突出した、ラミネート内のＳＰＤフィルムのバスバーを例示している、本発明によるＳＰＤラミネートの側面図である。

予備試験を実施して、水分浸透の防止におけるポリイソブチレン（ＰＩＢ）の有効性を測定した。本発明における予備試験およびＳＰＤラミネートのために利用されたＰＩＢは、ＡＤＣＯ ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎ Ｃｅｎｔｅｒ、ＭＩから入手したＨｅｌｉｏＳｅａｌ ＰＶＳ１０１であった。これらの試験は、ガラス基材面の周縁部に沿ってＰＩＢ材料を塗布すること、および同一の寸法の第２のガラス基材によってＰＩＢ材料を挟み込むことからなっていた。感湿性インジケータストリップ（Ａｖｏｇａｄｒｏ Ｌａｂ Ｓｕｐｐｌｙ、Ｍｉｌｌｅｒ Ｐｌａｃｅ、ＮＹから入手した塩化コバルト指示紙（３ｍｍ×４５ｍｍストリップ））を、第１のガラス基材の内部に配置した後、第２のガラス基材によってＰＩＢを挟み込んだ（試料Ａ）。一方の事例においては、銅箔バスバーを、第１のガラス基材の内部を始点にして外側に向かって延び、この結果、銅箔バスバーが第２のガラス基材を越えて突出することになるように位置付けた後、第１のガラス基材に装着されたＰＩＢによって銅箔バスバーを挟み込んだ点を除いて、他の２つの試料は、上記と同じように調製した（試料Ｂ）。第２の事例においては、ＰＩＢ層を両方のガラス基材に装着し、銅箔バスバーを、第１のガラス基材の内部を始点にし、ＰＩＢを覆うように外側に向かって延びて、第２のガラス基材を越えて突出することになるように位置付けた後、第１のＰＩＢコーティング加工済みガラス基材によって第１の基材を挟み込んだ（試料Ｃ）。３つすべての試料が、上記感湿性インジケータストリップを収容していた。３つの試料を、デシケータの下側区域に水の受器を有するデシケータの上側部分に入れた。穴が開いたセラミックプレートにより、試料は、デシケータの底部区域の水と直接接触できないようになっていた。このデシケータを６０℃のオーブンに入れて、高温で高湿度の環境を作り出した。

試料Ａは、６０℃の調湿室に２２７日間入れておいたが、試料内部にある感受性の高いインジケータストリップには、変色が観察されなかった。これは、水分が試料の内部に入り込まなかったことを示している。
試料Ｂのインジケータストリップは、６０℃の調湿室内で５日後に、青色から白色に変色した。これにより、水分が試料の縁部を通過したことが示された。
試料Ｃは、６０℃の調湿室に２０９日間入れておいたが、試料内部にある感受性の高いインジケータストリップには、変色が観察されなかった。これは、水分が試料の内部に入り込まなかったことを示している。

上記結果の比較は、試料Ａの効果的なＰＩＢ水分バリアが、試料Ｂの突出バスバーの構成によって損なわれていることを指し示している。
試料Ｂの銅箔バスバーは、試料Ｃの場合と同様に銅箔バスバーが試料の外部に突出している両面が、ＰＩＢによって被覆されていなかったため、試料の周縁部にあるガラスと銅箔との界面から試料Ｂの縁部に進入することができたのだと考えられている。したがって、試料Ｃ内の２つのＰＩＢプライの間にバスバーを位置付けることにより、試料Ｃの内部に水分が進入できないようにしている。

上記結果を念頭に置いて、インサートとしてＳＰＤフィルムを組み込んだ一連のＳＰＤラミネートを、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７，３６１，２５２号に記載のラミネート加工手順を使用して調製した。これらのラミネートのために使用されたＥＶＡ中間層は、Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ、Ｍｏｎｔｒｅａｌ、カナダから入手したＥＶＡ層であった。調製されたＳＰＤラミネートのすべては、ラミネート内のＳＰＤフィルムに隣接するように位置付けられたラミネート加工積層体内に、感湿性インジケータストリップを組み込んでいた。これらのラミネート加工品のために使用されたストリップは、Ｉｎｄｉｇｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ｗｗｗ．ｉｎｄｉｇｏ．ｃｏｍから入手した部品＃３３８１３−２０８０の２０％〜８０％用湿度検出ストリップであった。

したがって、上記のように、ＳＰＤフィルムおよびＳＰＤフィルムのラミネートにおける光による縁取りの出現、濁った外観および機能喪失に及ぼされる水分の効果をさらに調査するという目的で、相異なる構成を有するＳＰＤラミネートを、下側区域に水の受器を有するデシケータの上側部分に入れた。穴が開いたセラミックプレートにより、ＳＰＤラミネートは、デシケータの底部区域の水と直接接触できないようになっていた。このデシケータを６０℃のオーブンに入れて、ＳＰＤフィルムおよびＳＰＤラミネートが作業現場において通常ならば曝露されない、高温で高湿度の環境を作り出している。しかしながら、この極限条件は、有意義な試験結果が妥当な期間の時間内に得られることになるように作り出された。試料を収容している水分で飽和したデシケータを、６０℃のオーブンに入れ、試料を、１）水分インジケータストリップによって検出されるラミネート内の水分が存在するかどうか、２）ＳＰＤフィルムにおける光による縁取りの形成があるかどうか、３）ラミネート内の透明な中間層の外観が、透明な状態から曇ったまたは濁った状態に変化するかどうか、ならびに、４）ラミネート内のＳＰＤフィルムのオフ状態透過率およびオン状態透過率について周期的に評価した。

テープがＳＰＤフィルムの縁部を取り囲むように固定されていた構成において、利用されたテープは、シリコーン粘着剤付きの透明なＴｅｆｌｏｎテープ（ＭｃＭａｓｔｅｒ部品＃７５６２Ａ１１）であった。
上記のように、ラミネート加工積層体を含むＳＰＤフィルムおよび中間層は、米国特許第８，６７０，１７３号において記載されたように乾燥させるべきであり、米国特許第８，６７０，１７３号は、ここで、全部分について再度言及したものとする。ＳＰＤフィルムおよび中間層を、底部区域に除湿剤の受器を有するデシケータの上側部分に入れた。中間層は、相対湿度が２５％未満であるように湿度を制御された領域内にあらかじめ保管しておいた。除湿剤は、公知の任意の種類のものであってよく、限定されるわけではないが、シリカゲル、酸化カルシウム、硫酸カルシウムおよび分子ふるいが挙げられる。穴が開いたセラミックプレートにより、ＳＰＤフィルムおよび中間層は、デシケータの底部区域の除湿剤と直接接触できないようになっていた。ＳＰＤフィルムおよび中間層を収容している乾燥したデシケータを、０．００１Ｔｏｒｒの圧力になるように排気し、この真空で３日間維持した。

各ＳＰＤラミネートの初期ΔＴまたは可視透過率範囲（オン状態透過率−オフ状態透過率）を、Ｂｙｋ−Ｇａｒｄｎｅｒ製のＴｈｅ Ｃｏｌｏｒ Ｓｐｈｅｒｅ Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを用いて、１００Ｖ／６０Ｈｚの電場をラミネートの突出バスバーに印加して、オン状態透過率を得ることによって、測定した。これらの光学的測定を、湿度試験中に周期的に繰り返した。
湿度試験中にラミネート加工を周期的に繰り返した後、透過オフ状態および透過オン状態の各ＳＰＤラミネートのデジタル画像を撮影した。これらの画像を使用して、ＳＰＤフィルムにおける光による縁取りの発生を記録し、ラミネート内に水分が存在するかどうかについてラミネート内の水分ストリップをモニタリングした。

（結果および論考）
下記は、ガラス基材によって調製された試験したＳＰＤラミネートの説明であり、表１は、６０℃の調湿室における試験の結果を開示している。
試験試料の識別
１．常用のＥＶＡラミネート加工品
２．テープで封じられたＳＰＤフィルムを有するＥＶＡラミネート加工品＋ＧＳ２２ Ｇｌｕｅシーラント
３．常用のＥＶＡラミネート加工品＋ＰＩＢシーラント
４．ＥＶＡ＋ＰＩＢフレームのラミネート加工品
５．テープで封じられたＳＰＤフィルムを有するＥＶＡ＋ＰＩＢフレームのラミネート加工品
６．テープで封じられたＳＰＤフィルムを有するＥＶＡ＋２プライＰＩＢフレームのラミネート加工品、ＰＩＢからできたプライの間にバスバーあり

「ストリップによって水分が示されたとき」と表記された表１の欄は、ラミネート内の水分レベルが２０％に到達するまでに経過した、６０℃の調湿室内における試料曝露の日数を明示している。この結果により、ラミネートの外縁を取り囲むシーラント（ラミネート＃１）がないラミネート、または、ラミネートの外縁を取り囲むシーラントとしてＧＳ２２ Ｇｌｕｅ（ホットメルト接着剤、Ｂｏｓｔｉｋ ｏｆ Ｗａｕｗａｔｏｓａ、ＷＩ．製）が使用されたラミネート（ラミネート＃２）もしくはＰＩＢが使用されたラミネート（ラミネート＃３）のみが、４日間にわたってラミネートへの水分の進入を防止していることが示されている。

逆に、ラミネート加工積層体内にＰＩＢを組み込んでフレームを形成したラミネート＃４〜６は、それぞれ４１０日間、４１０日間および４１８日間にわたってラミネートへの水分の進入を許さなかったため、試験を継続している。
「光による縁取りの出現」と表記された表１の欄は、ラミネート内のＳＰＤフィルムの周縁部における光による縁取りの形態で劣化が観察されるまでに経過した、６０℃の調湿室内における試料曝露の日数を明示している。この結果により、ラミネートの外縁を取り囲むシーラント（ラミネート＃１）がないラミネート、または、ラミネートの外縁を取り囲むようにシーラントとしてＧＳ２２ Ｇｌｕｅが使用されたラミネート（ラミネート＃２）もしくはＰＩＢが使用されたラミネート（ラミネート＃３）は、それぞれ２６日以内、４８日以内および５８日以内に、ＳＰＤフィルムにおいて光による縁取りが発生させたことが再び示されている。
比較すると、ラミネート加工積層体内にＰＩＢを組み込んでフレームを形成したラミネート＃４〜６では、試験が継続するにつれて、それぞれ４１０日間、４１０日間および４１８日間を経ても、ＳＰＤフィルムにおける光による縁取りが発生しなかった。

「曇った中間層の出現」と表記された表１の欄は、透明なＥＶＡ中間層が曇った状態になるまでに経過した、６０℃の調湿室内における試料曝露の日数を明示している。この結果により、ラミネート＃１〜３は、それぞれ６６日後、６６日後および１０１日後に曇った外観を発生させたことが示されている。曇った外観は、試料曝露の４日後に始まったこれらのラミネート内への継続的な水分の浸透の結果である可能性が、最も高かった（表１および上記論述を参照されたい）。
ラミネート＃４〜６の中間層は、それぞれ４１０日後、４１０日後および４１８日後に曇った外観が発生しなかったため、試験を継続している。これらの結果は、表１のラミネート＃４〜６の水分および光による縁取りに関する結果と相補的である。

「ΔＴの変化と日数および状態」と表記された表１の欄は、初期ΔＴ値から、６０℃の調湿室内でより長期間曝露された後のΔＴ値までの、ラミネート内のＳＰＤフィルムの可視透過率範囲の変化を列記している。これらの結果により、ラミネートの外縁を取り囲むシーラントがないラミネート（ラミネート＃１）、または、ラミネートの外縁を取り囲むシーラントとしてＧＳ２２ Ｇｌｕｅが使用されたラミネート（ラミネート＃２）もしくはＰＩＢが使用されたラミネート（ラミネート＃３）に、著しいΔＴの損失があったことが示されている。ラミネート＃１の試験は、重度のΔＴの損失のため１０１日後に中断した。曝露の８０日後に５．９６の透過率点数をすでに喪失していたラミネート＃２は、オン状態透過率の測定を妨害するＳＰＤバスバーの不調のため、中断しなければならなかったが、この不調は、ラミネート内への水分の浸透によって起きていた可能性がある。しかしながら、試験が継続していたとしたら、ラミネート内への水分の浸透およびＳＰＤフィルムにおける光による縁取りの発生に関する不十分な結果に基づけば、ΔＴは、低下し続けることになったであろうと考えられている。ラミネート＃３は、曝露の１２２日後に１９．８１の透過率点数を喪失しており、試験は、ラミネート＃２と同様にΔＴの損失のため停止したが、ラミネート内への水分の浸透およびＳＰＤフィルムにおける光による縁取りの発生に関する不十分な結果は、ΔＴが、低下し続けることになったであろうことを指し示している。
ラミネート＃４は、曝露の４１０日後に３．９０の透過率点数を喪失していたため、試験を継続している。ラミネート＃５および＃６は、曝露の４１０後および４１８日後にそれぞれにおいて１．３７および１．６２の透過率点数のみを喪失しており、試験を継続している。ラミネート＃５は、銅箔バスバーがガラス基材に隣接する上記予備試験の試料Ｂと同様であり、ラミネート＃６は、銅箔バスバーがＰＩＢからできた２つのプライの間に挟み込まれている、予備試験の試料Ｃと同様である。したがって、試験を継続していくにつれて、ラミネート＃６が、ラミネート＃５より長期にわたって、耐湿特性を維持することが予想される。

したがって、ラミネート＃４および＃５に関する６０℃の調湿室の結果により、耐湿性材料でできたフレームが、ガラスシートの外縁を始点にしてラミネート内の透明な中間層またはＳＰＤフィルムまたはインサートに隣接する位置まで内側に向かって延びた状態で、積層体に組み込まれている、本発明の第１の実施形態が実証された。
さらに、ラミネート＃６に関する６０℃の調湿室の結果、および６０℃の予備調湿室試験の試料Ｃは、ガラスシートの外縁を始点としてラミネート内の透明な中間層またはＳＰＤフィルムまたはインサートに隣接する位置まで内側に向かって延びた状態で、積層体内に組み込まれている、耐湿性材料でできたフレームを形成するように、耐湿性材料でできた２つのプライを組み合わせている、本発明の好ましい第２の実施形態を実証している。
適切な電線は、接続部位のところから水分がラミネートに進入できなくするように、耐湿性材料でできた２つのプライの間からラミネートの外に突出している。

上記のように、エポキシ、ポリオレフィンおよびイオノマーは、ラミネートのための耐湿性材料でできたフレームとしての使用にも適している。例えば、米国特許第８，３０３，４３６Ｂ２号は、ポリオレフィン組成物から製造された防湿層を有するゴルフボールを開示している。（第２欄、３〜４行目）「蒸気状水分バリア層は、水分の悪影響からコアを保護するために、コアを包み込んでいる。」（第１欄、１０〜１１行目）「・・・ここで、水分バリア層は、好ましくは、非イオノマー型ポリオレフィン組成物から製造されている。」米国特許第４，７１６，１８４号は、耐湿性が向上した、エポキシ樹脂を包み込んでいる組成物を開示している。（第１欄、３４〜３６行目）「・・・または、・・・全く損なわれていない状態のままであるほどに向上した耐湿性を有する、エポキシ樹脂を包み込んでいる組成物を利用することに」、（第２欄、６７〜６８行目から第３欄、１〜２行目）「したがって、・・・半導体パッケージのための向上した耐湿性を有する、エポキシ樹脂を包み込んでいる組成物を提供することが、本発明の主な目的である」。最後に、米国特許第８，３９９，０９８Ｂ２号は、低い曇価および高い耐湿性を有するイオノマー中間層を含む、ラミネートを開示している。（第２欄、１４〜１７行目）「・・・安全ラミネートにおいて有用であり、・・・良好な光学特性および良好な耐湿性を保つことができる、イオノマー組成物を開発すること」。

本出願に収載されている図は、いくつかの実現可能な本発明によって製造されたＳＰＤラミネートの構造を例示するために提供されている。これらの図は、本発明を限定するものとして解釈すべきではなく、多くの代替的な配置として解釈すべきであり、すなわち、ＳＰＤ技術に精通した者にとって周知の相異なる種々の材料を利用してもよいということは、ＳＰＤ技術に精通した者であれば、このＳＰＤ技術の分野において通常レベルの技能を少なくとも有する者に対して容易に提案する事柄である。

上記に示されたように、図１は、実現可能で非限定的な一実施形態において、ＳＰＤラミネート（１００）から外側に向かって突出するようにＳＰＤラミネート（１００）に取り付けられたバスバー（１２０）を有する、ＳＰＤフィルム（１４０）を構成するＳＰＤラミネート（１００）の平面図、すなわち、上面図を示す。バスバー（１２０）を有するＳＰＤフィルム（１４０）は、２つのガラス基材またはプラスチック基材（図示なし）内にあり、すべてがラミネート加工された、２つ以上の透明な中間層（１３０）の間に挟み込まれている。同様に、耐湿性材料（１１０）が、ＳＰＤラミネート（１００）の内部にフレームを形成するように、２つのガラス基材またはプラスチック基材（図示なし）内で前記透明な中間層（１３０）に隣接した状態でラミネート加工されている。

図２は、２つのガラス基材またはプラスチック基材（２３０）の間に挟み込まれた耐湿性フレーム（２１０）を含む、ＳＰＤラミネート（２００）の側面図を示す。バスバー（２２０）は、前記耐湿性材料（２１０）の間から外に突出している状態で示されている。

本発明を、本発明の特定の実施形態に関して述べてきたが、当業者にとっては、多くの他の変形形態および修正形態ならびに他の使用も明らかとなる。したがって、本発明は、本明細書における特定の開示によって限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが好ましい。

Claims (22)

1. 合わせグレージング内に収容された感湿性の機能性インサートを含む、合わせグレージングであって、
   前記合わせグレージングが、複数のガラスプライまたはプラスチックプライから構成される積層体を含み、前記プライは、前記プライの間に配置された中間層によって接合されており、前記積層体の中心領域は、少なくとも１つの光学的に透明な中間層を含み、
   前記積層体が内部に、感湿性の機能性インサートをさらに含み、
   感湿性の機能性インサートが、懸濁粒子デバイスであり、懸濁粒子デバイスが、一方の壁が透明である間隔を空けて配置された２つの壁から形成されたセルを含み、前記壁のそれぞれが、内側表面に電極を有し、光変調要素が、前記セル内でセル壁の間に配置されており、
   合わせグレージングの内周部が、疎水性の耐湿性材料から構成されるフレームで形成されており、前記フレームが、前記合わせグレージング内の中間層とインサートとを合わせた厚さに実質的に相当する厚さを有し、
   前記フィルムを適切な電圧源に接続させるように導電性要素がフィルムの周縁部を越えて延びるように電極に固定された、１つまたは複数の導電性要素をさらに含み、前記フレームが、前記疎水性の耐湿性材料でできた２つのプライから形成されており、前記２つのプライの総厚が、前記積層体内の光学的に透明な層と感湿性の機能性インサートとを合わせた総厚に実質的に等しく、導電性要素が、疎水性の耐湿性材料でできた２つのプライの間からラミネートの外に突出している、
   合わせグレージング。
2. フレームが、エポキシ、ポリオレフィン、イオノマーおよび合成ゴムからなる群から選択される材料から形成されている、請求項１に記載の合わせグレージング。
3. フレームが、ポリイソブチレンから形成されている、請求項２に記載の合わせグレージング。
4. 光変調要素が、粒子の液体懸濁物、または液体懸濁物の液滴が分布したプラスチックフィルムを含む、請求項１に記載の合わせグレージング。
5. 前記フィルムが、分散粒子を含む液体の非架橋非連続相を含む、少なくとも１つのフィルムまたはシートを含み、前記非架橋非連続相が、１つまたは複数の剛直または柔軟な固体フィルムまたはシート中に封入された硬化可能な連続相の全体にわたって分散されている、請求項４に記載の合わせグレージング。
6. 前記フィルムが、前記フィルムから外側に向かうように前記フィルム上に位置付けられた１つまたは複数のさらなる層を含み、前記さらなる層が、耐引っかき性、紫外線からの保護、赤外線エネルギーの反射、印加電場または印加磁場を光変調要素に伝達するための導電性、誘電性上塗り、着色、加熱および吸音の制御からなる群から選択される少なくとも１種の特性を前記懸濁粒子デバイスに付与することができるフィルム、コーティング、シートまたはこれらの組合せを含む、請求項５に記載の合わせグレージング。
7. 懸濁粒子デバイスが、懸濁粒子デバイスにさらなる強度および剛性を付与するため、およびさもなければ懸濁粒子デバイスの性能特性を悪化させ得る環境条件から保護するために、透明なホットメルト接着剤フィルムおよび／またはガラスシートもしくはより厚い透明なプラスチックシートによってラミネート加工されている、請求項１に記載の合わせグレージング。
8. フィルムが、紫外線、電子ビームおよび熱から選択されるエネルギー源に非架橋フィルムを曝露することによって行われる架橋によって硬化されている、請求項４に記載の合わせグレージング。
9. 中間層が、ポリビニルブチラール、ポリウレタンおよびエチレン−酢酸ビニルからなる群から選択される材料から形成されている、請求項１に記載の合わせグレージング。
10. 中間層が、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）から形成されており、ＥＶＡが、熱硬化ＥＶＡである、請求項９に記載の合わせグレージング。
11. 中間層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から形成されており、ＰＶＢが、吸音性ＰＶＢである、請求項９に記載の合わせグレージング。
12. 少なくとも１つの前記プライが、プラスチックプライである、請求項１に記載の合わせグレージング。
13. 前記プラスチックが、ポリカーボネート、ポリアクリルまたはポリエチレンテレフタレートである、請求項１に記載の合わせグレージング。
14. 合わせグレージング内に配置された感湿性の機能性インサートが、合わせグレージングの外部からの水分に曝露されることを阻止する、または少なくとも低減するための方法であって、
    前記合わせグレージングが、複数のガラスプライまたはプラスチックプライから構成される積層体を含み、前記プライは、前記プライの間に配置された中間層によって接合されており、前記積層体の中心領域は、少なくとも１つの光学的に透明な中間層を含み、
    感湿性の機能性インサートが、懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）であり、
    前記方法が、前記合わせグレージングの内周部に沿って、２つのプライから構成される疎水性の耐湿性材料から構成されるフレームを設置することを含み、前記フレームが、前記合わせグレージング内に配置された中間層と感湿性インサートとを合わせた厚さに実質的に相当する厚さを有し、
    前記方法が、さらに、懸濁粒子デバイスを電圧源に接続するための電線を設置することを含み、前記電線が、懸濁粒子デバイスから前記２つのプライの間を通って合わせグレージングの外に延びる、前記方法。
15. フレームが、エポキシ、ポリオレフィン、イオノマーおよび合成ゴムからなる群から選択される材料から形成される、請求項１４に記載の方法。
16. フレームが、ポリイソブチレンから形成される、請求項１５に記載の方法。
17. 疎水性の耐湿性材料が、ポリイソブチレンである、請求項１５に記載の方法。
18. 疎水性の耐湿性材料でできた前記プライの両方が、ポリイソブチレンから形成される、請求項１４に記載の方法。
19. 感湿性インサートが、懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）であり、方法が、ＳＰＤ内のフィルムを取り囲むように前記フレームから内側に向かって耐湿性バリアを設置することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
20. 耐湿性バリアが、水および水分をはじく少なくとも１種の疎水性材料から構成される、請求項１９に記載の方法。
21. 耐湿性バリアが、エチレン酢酸ビニル、ポリビニルブチラールおよびポリウレタンからなる群から選択される材料から形成される、請求項２０に記載の方法。
22. 感湿性インサートが、懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）であり、方法が、前記グレージングをラミネート加工する前に、ＳＰＤフィルムから少なくとも一部の捕捉水分を除去することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。