JP6621231B2 - Light transmittance adjusting material having an autonomous resilience improving function, manufacturing method, usage method and repair method of light transmittance adjusting material having an auto resilience improving function - Google Patents

Light transmittance adjusting material having an autonomous resilience improving function, manufacturing method, usage method and repair method of light transmittance adjusting material having an auto resilience improving function Download PDF

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Description

本発明は、自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材、自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の製造方法、使用方法及び修復方法に関する。   The present invention relates to a light transmittance adjusting material having an autonomous restoring property improving function, a manufacturing method, a using method, and a repairing method of the light transmittance adjusting material having an autonomous restoring property improving function.

ゲル材料に関しては、本件発明者は、既に特許文献1に示すものを提案している。その特許文献1に係るゲル材料は、液晶材料中に微粒子と光応答性材料とを含有させ、光応答性材料を光照射によって光異性化することにより、液晶材料を相転移させてゾル、ゲル状態を実現するものとなっている。このゲル材料においては、そのゲルの発現に際して、等方相において均一に分散していた微粒子が、液晶材料が等方相から液晶相へと相転移するときに、液晶の配向弾性に基づき、液晶相領域から排出されて等方相領域に凝集し、ネットワーク構造を構築するものとなっており、そのゲルの硬質性に関しては、所定以上の硬さが確保できることになっている。このため、当該ゲル材料を、ゲル状態の下で、部材表面を構成するものとして利用できる。   Regarding the gel material, the present inventor has already proposed the one shown in Patent Document 1. The gel material according to Patent Document 1 contains a fine particle and a photoresponsive material in a liquid crystal material, and photo-isomerizes the photoresponsive material by light irradiation, thereby causing phase transition of the liquid crystal material to form a sol, gel The state is realized. In this gel material, when the gel is developed, when the fine particles that are uniformly dispersed in the isotropic phase undergo a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase, the liquid crystal It is discharged from the phase region and aggregates in the isotropic phase region to construct a network structure. Regarding the hardness of the gel, it is possible to ensure a hardness of a predetermined level or more. For this reason, the said gel material can be utilized as what comprises a member surface under a gel state.

ところで、当該ゲル材料を、部材表面を構成するものとして利用する場合には、外部からの外力変形に対して自律的な復元が可能であることが好ましい。   By the way, when utilizing the said gel material as what comprises the member surface, it is preferable that it can restore autonomously with respect to external force deformation from the outside.

特開2013−144769号公報JP 2013-144769 A

しかし、上記ゲル材料においては、ゲル状態における貯蔵弾性率が、所定以上の値を確保できるものの、外力に対しては塑性変形特性を示し、弾性変形特性を十分に高めることができない状況にある。このため、外部からの外力変形に対する自律的な復元(自己修復)に関しては、必ずしも十分に満足できる状態にはない。   However, the gel material has a storage elastic modulus in a gel state that can ensure a value equal to or higher than a predetermined value, but exhibits a plastic deformation characteristic with respect to an external force and cannot sufficiently enhance the elastic deformation characteristic. For this reason, autonomous restoration (self-repair) with respect to external force deformation from the outside is not necessarily in a sufficiently satisfactory state.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、自律的な復元を向上させることができるゲル材料を提供することにある。
第2の目的は、上記ゲル材料を製造するゲル材料の製造方法を提供することにある。
第3の目的は、上記ゲル材料を使用するゲル材料の使用方法を提供することにある。
第4の目的は、上記ゲル材料を修復するゲル材料の修復方法を提供することにある。
This invention is made | formed in view of the said situation, The 1st objective is to provide the gel material which can improve autonomous restoration | restoration.
The second object is to provide a method for producing a gel material for producing the gel material.
The third object is to provide a method of using the gel material using the gel material.
A fourth object is to provide a method for repairing a gel material for repairing the gel material.

前記第1の目的を達成するために本発明(請求項1に係る発明)にあっては、
光照射により光異性化する光応答性液晶材料と、表面に分子量40000以上の高分子がグラフトした高分子修飾微粒子とを含有する自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材であって、
前記光応答性液晶材料として、前記光透過率調整材に光照射することによって光異性化し、前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも上から前記使用温度よりも下に変化することにより液晶相から等方相へ相転移を生じるか、又は前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも下から前記使用温度よりも上に変化することにより等方相から液晶相へ相転移を生じるものが用いられ、
前記高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものが用いられ、
前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるように調整されていて、前記使用温度では前記光応答性液晶材料に対して前記高分子修飾微粒子が相分離状態となっている構成とされている。この請求項1の好ましい態様としては、請求項2〜5の記載の通りである。
In order to achieve the first object of the present invention (the invention according to claim 1),
A light transmittance adjusting material having an autonomous resilience improving function, comprising a photoresponsive liquid crystal material that is photoisomerized by light irradiation and a polymer-modified fine particle having a surface grafted with a polymer having a molecular weight of 40000 or more. ,
The photoresponsive liquid crystal material is photoisomerized by irradiating the light transmittance adjusting material with light, and the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the use temperature of the light transmittance adjusting material. A phase transition from a liquid crystal phase to an isotropic phase by changing from above to below the use temperature, or a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the light transmittance. Those that cause a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase by changing from below the use temperature to above the use temperature is used,
As the polymer, in any of the post before the light irradiation and the light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - from isotropic phase transition temperature The higher one is used,
The phase separation-phase transition temperature is adjusted to be higher than the use temperature of the light transmittance adjusting material both before and after light irradiation, and at the use temperature, the photoresponse the polymer modified fine particles are configured to have a phase-separated state with respect to gender liquid crystal material. Preferred embodiments of claim 1 are as described in claims 2 to 5.

前記第2の目的を達成するために本発明(請求項6に係る発明)にあっては、
光照射により光異性化する光応答性液晶材料と、表面に分子量40000以上の高分子がグラフトした高分子修飾微粒子とを混合して混合物を生成する自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の製造方法であって、
前記光応答性液晶材料として、前記光透過率調整材に光照射することによって光異性化し、前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも上から前記使用温度よりも下に変化することにより液晶相から等方相へ相転移を生じるか、又は前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも下から前記使用温度よりも上に変化することにより等方相から液晶相へ相転移を生じるものを用い、
前記高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものを用い、
前記混合物として、前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるものを用いる構成とされている。
In order to achieve the second object of the present invention (the invention according to claim 6),
Light transmittance having a function of improving the self-recoverability by mixing a photoresponsive liquid crystal material that is photoisomerized by light irradiation and polymer-modified fine particles grafted with a polymer having a molecular weight of 40000 or more on the surface. A method for manufacturing the adjusting material,
The photoresponsive liquid crystal material is photoisomerized by irradiating the light transmittance adjusting material with light, and the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the use temperature of the light transmittance adjusting material. A phase transition from a liquid crystal phase to an isotropic phase by changing from above to below the use temperature, or a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the light transmittance. Using what causes a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase by changing from below the use temperature of the adjustment material to above the use temperature,
As the polymer, in any of the post before the light irradiation and the light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - from isotropic phase transition temperature Use a higher one,
As the mixture, a composition in which the phase separation-solvent transition temperature is higher than the use temperature of the light transmittance adjusting material both before and after light irradiation is used .

前記第3の目的を達成するために本発明(請求項7に係る発明)にあっては、
請求項1に記載された光透過率調整材を用いて部材を構成し、
前記部材の光透過率を高めるときには、前記部材に光照射して前記部材における光応答性液晶材料を等方相に相転移させ、
前記部材の光透過率を低下させるときには、前記部材に光照射して前記部材における光応答性液晶材料を液晶相に相転移させる
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の使用方法とした構成とされている。
前記第4の目的を達成するために本発明(請求項8に係る発明)にあっては、
請求項1に記載された光透過率調整材を用いて構成された部材の表面が損傷したときに、前記部材の損傷部分に対して光照射と加温とを行って、前記光応答性液晶材料を等方相に転移させ、且つ前記高分子修飾微粒子が前記光応答性液晶材料に対して相溶状態となるようにして、前記部材の損傷部分を修復する、
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の修復方法とした構成とされている。
In order to achieve the third object of the present invention (the invention according to claim 7),
A member is configured using the light transmittance adjusting material according to claim 1 ,
When increasing the light transmittance of the member, the member is irradiated with light to cause the photoresponsive liquid crystal material in the member to phase change to an isotropic phase,
When reducing the light transmittance of the member, the member is irradiated with light to cause the photoresponsive liquid crystal material in the member to undergo a phase transition to a liquid crystal phase .
It is set as the structure used as the usage method of the light transmittance adjusting material which also has the autonomous restoring property improvement function characterized by this.
In order to achieve the fourth object of the present invention (the invention according to claim 8),
When the surface of the member comprised using the light transmittance adjusting material according to claim 1 is damaged, the damaged part of the member is irradiated with light and heated to produce the photoresponsive liquid crystal. The material is transferred to an isotropic phase, and the polymer-modified fine particles are in a compatible state with the photoresponsive liquid crystal material to repair a damaged portion of the member.
It is set as the structure used as the restoration | repair method of the light transmittance adjusting material which also has the autonomous restoring property improvement function characterized by this.

本発明(請求項1に係る発明)によれば、光応答性液晶材料中に、表面に高分子が化学的に修飾されている微粒子が含有されていることから、各微粒子を光応答性液晶材料中に分散させることができる一方、その各微粒子の高分子を互いに絡み合わせることができることになり、光応答性液晶材料が等方相の状態であって高分子修飾微粒子(高分子が微粒子の表面に化学的に修飾されたもの)が光応答性液晶材料に対して相分離の状態にあるときにおいて、液晶相−等方相相転移温度に近づくに従って高分子修飾微粒子の相分離が高まって、ネットワーク状構造体の形成が促進される。このため、単なる微粒子の凝集の場合とは異なり、貯蔵弾性率(動的粘弾性)を高めて弾性限度を高めることができ、外部からの外力変形に対する自律的な復元(自己修復)を向上させることができる。特に、当該ゲル材料が液晶相の状態にあるときには、その液晶相の下での貯蔵弾性率をも加えることができ、一層、弾性限度を高めることができる。このため、液晶相の下で当該光透過率調整材(ゲル材料)を使用することにより、自律的な復元を著しく向上させることができる。   According to the present invention (the invention according to claim 1), since the photoresponsive liquid crystal material contains fine particles whose polymer is chemically modified on the surface, each fine particle is treated with the photoresponsive liquid crystal. The polymer of each fine particle can be entangled with each other while the photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase and the polymer-modified fine particle (the polymer is a fine particle) can be dispersed in the material. When the surface is chemically separated), the phase separation of the polymer-modified fine particles increases as the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature is approached. The formation of a network-like structure is promoted. For this reason, unlike simple particle aggregation, the storage elastic modulus (dynamic viscoelasticity) can be increased to increase the elastic limit, and autonomous restoration (self-repair) against external force deformation from the outside can be improved. be able to. In particular, when the gel material is in a liquid crystal phase, a storage elastic modulus under the liquid crystal phase can be added, and the elastic limit can be further increased. For this reason, autonomous restoration can be remarkably improved by using the light transmittance adjusting material (gel material) under the liquid crystal phase.

また、高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものが用いられ、前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるように調整されていて、前記使用温度では前記光応答性液晶材料に対して前記高分子修飾微粒子が相分離状態となっており、しかも、光照射前に、光応答性液晶材料が液晶相の状態にあり、且つ光照射前の状態から光照射に伴って前記光応答性液晶材料が状態変化するときに、光応答性液晶材料が等方相の状態にあるようにされていることから、硬質ゲル状態を維持しつつ、光照射による光異性化反応を利用して光透過率を調整することができる。
すなわち、光照射前に、光応答性液晶材料が液晶相の状態であって且つ光照射前の状態から光照射に伴って光応答性液晶材料が状態変化するときに、光応答性液晶材料が等方相の状態にあるようにされていることから、光照射前には、光応答性液晶材料が液晶相となって、その光透過率が低下した状態(不透明状態)になる一方、光照射による光異性化反応により、光応答性液晶材料を液晶相から等方相に相転移させたときには光透過率が高まり(透明状態)、その光応答性液晶材料を等方相から液晶相に相転移させたときには再び光透過率は低下する(光学特性の変調)。しかも、光照射前に、高分子修飾微粒子が光応答性液晶材料に対して相分離状態にあり、且つ光照射前の状態から光照射に伴って光応答性液晶材料が状態変化するときに、高分子修飾微粒子が光応答性液晶材料に対して相分離状態にあるようにされていることから、相転移があろうと、いずれの領域の下でも硬質ゲル状態(固体状態)を維持できる。このため、硬質ゲル状態を維持しつつ光透過率を調整することができる。
さらに、高分子の分子量が40000以上であることから、安定したゲル状態とすることができる。ここで、高分子の分子量が「40000以上」としているのは、本件発明者の知見に基づき、40000未満では、弾性率が低下し、また、ゲルが形成されにくくなるからである。
したがって、本発明にあっては、ゲル材料の具体化物として、自律的な復元を著しく向上させることができ、且つ相構造がいずれの領域の下でも硬質ゲル状態(固体状態)を維持できる光透過率調整材を提供できる。
Further, as the polymer, in any of the post before the light irradiation and the light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - isotropic phase transition temperature which is higher is used than the phase separation - compatible transition temperature, in any of the before and after light irradiation and light irradiation also have been adjusted to be a temperature higher than the operating temperature of the light transmittance adjusting member Te, wherein the operating temperature has become the polymeric modifying particles and phase separation with respect to the photo-responsive liquid crystal material, moreover, before the light irradiation, photo-responsive liquid crystal material is in the state of the liquid crystal phase, and When the photoresponsive liquid crystal material changes state with light irradiation from the state before light irradiation , the photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase state, thus maintaining a hard gel state. However, photoisomerization reaction by light irradiation It is possible to adjust the light transmittance to use.
That is, when the light- responsive liquid crystal material is in a liquid crystal phase state before light irradiation and the state of the light-responsive liquid crystal material changes with light irradiation from the state before light irradiation , the light-responsive liquid crystal material is Since it is in an isotropic phase, the light- responsive liquid crystal material becomes a liquid crystal phase before light irradiation , and its light transmittance is lowered (opaque state), while light When the photoresponsive liquid crystal material undergoes a phase transition from the liquid crystal phase to the isotropic phase by the photoisomerization reaction by irradiation, the light transmittance increases (transparent state), and the photoresponsive liquid crystal material changes from the isotropic phase to the liquid crystal phase. When the phase transition is performed, the light transmittance decreases again (modulation of optical characteristics). Moreover, before the light irradiation, when the polymer modified fine particles is in a phase separated state with respect to photo-responsive liquid crystal material and photo-responsive liquid crystal material changes state along with the light emitted from the front light irradiation state, Since the polymer-modified fine particles are in a phase-separated state with respect to the photoresponsive liquid crystal material, the hard gel state (solid state) can be maintained under any region regardless of the phase transition. For this reason, light transmittance can be adjusted, maintaining a hard gel state.
Furthermore, since the molecular weight of the polymer is 40,000 or more, a stable gel state can be obtained. Here, the molecular weight of the polymer is set to “40000 or more” because, based on the knowledge of the present inventors, when the molecular weight is less than 40000, the elastic modulus is lowered and it is difficult to form a gel.
Therefore, in the present invention, as a material of the gel material, the light transmission can remarkably improve the autonomous restoration and can maintain the hard gel state (solid state) under any region of the phase structure. Rate adjustment material can be provided.

請求項2に係る発明によれば、高分子修飾微粒子が、光応答性液晶材料に対して5wt%以上含有されていることから、光応答性液晶材料中において微粒子を均等に分散させて高分子同士の絡み合いを円滑に行わせることができ、当該ゲル材料を確実にゲルとすることができる。ここで、「5wt%以上」としているのは、本件発明者の知見に基づき、「5wt%未満」では、ゲルを形成できにくくなるからである。 According to the invention of claim 2, since the polymer-modified fine particles are contained in an amount of 5 wt% or more based on the photoresponsive liquid crystal material, the fine particles are uniformly dispersed in the photoresponsive liquid crystal material. The entanglement between each other can be performed smoothly, and the gel material can be reliably made into a gel. Here, “5 wt% or more” is based on the knowledge of the present inventor because “less than 5 wt%” makes it difficult to form a gel.

請求項3に係る発明によれば、光応答性液晶材料が、液晶材料と、光照射によって光異性化することにより該液晶材料を液晶相から等方相へ、または等方相から液晶相へ相転移させる光応答性材料との混合物であることから、多くの種類の液晶材料、多くの光応答性材料の中から所望のものを選択することができ、単独で光応答性と液晶性とを示すものに比べて選択の自由度を高めることができる。
請求項4に係る発明によれば、光透過率調整材をある一定温度で使用する場合において、光透過率調整材の使用温度が、光照射前の相分離−相溶転移温度よりも液晶相−等方相相転移温度に近い温度となるように、光応答性材料の濃度が調整されていることから、当該光透過率調整材が、等方相のうち、液晶相に近接する領域(液晶相−等方相相転移温度に近接する領域)において、最も大きな貯蔵弾性率を示すことを利用して、光非照射状態から光照射によって等方相に相転移させたとしても、そのときにおける貯蔵弾性率が液晶相における貯蔵弾性率に対して大きく低下することを極力、抑えることができる。このため、光照射により液晶相と等方相との間で相転移させて光変調を行うとしても、ゲルの硬質性が大きく変化することを抑制でき、ゲル硬質性をあまり変化させずに光学特性のみを変化させることができる。
According to the invention of claim 3, the photoresponsive liquid crystal material is liquid crystal material and photoisomerized by light irradiation to change the liquid crystal material from the liquid crystal phase to the isotropic phase, or from the isotropic phase to the liquid crystal phase. Since it is a mixture with a photoresponsive material that undergoes phase transition, a desired one can be selected from many types of liquid crystal materials and many photoresponsive materials. The degree of freedom of selection can be increased as compared with those indicating.
According to the invention of claim 4, when the light transmittance adjusting material is used at a certain temperature, the use temperature of the light transmittance adjusting material is higher than the phase separation-phase transition temperature before light irradiation. -Since the concentration of the photoresponsive material is adjusted so that the temperature is close to the isotropic phase transition temperature, the light transmittance adjusting material is a region close to the liquid crystal phase in the isotropic phase ( Even if a phase transition from the non-light-irradiated state to the isotropic phase is performed by light irradiation using the fact that it exhibits the largest storage elastic modulus in the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature) It is possible to suppress as much as possible that the storage elastic modulus in is greatly reduced with respect to the storage elastic modulus in the liquid crystal phase. For this reason, even if light modulation is performed by causing phase transition between the liquid crystal phase and the isotropic phase by light irradiation, it is possible to suppress a significant change in the hardness of the gel, and the optical properties without changing the gel hardness so much. Only the characteristics can be changed.

請求項5に係る発明によれば、基材表面に被覆される被覆材又は基材自体として用いられることから、前述の請求項1〜4で述べた作用効果を発揮できることにより、被覆材又は基材自体として、高機能のものを提供できる。   According to the invention according to claim 5, since it is used as a coating material or a base material itself to be coated on the surface of the base material, the function and effect described in the first to fourth aspects can be exhibited. High performance materials can be provided as the material itself.

請求項6に係る発明によれば、光照射により光異性化する光応答性液晶材料と、表面に分子量40000以上の高分子がグラフトした高分子修飾微粒子とを混合して混合物を生成する自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の製造方法であって、前記光応答性液晶材料として、前記光透過率調整材に光照射することによって光異性化し、前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも上から前記使用温度よりも下に変化することにより液晶相から等方相へ相転移を生じるか、又は前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも下から前記使用温度よりも上に変化することにより等方相から液晶相へ相転移を生じるものを用い、前記高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものを用い、前記混合物として、前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるものを用いることから、請求項1に係る光透過率調整材を製造することができる。 According to the invention of claim 6, an autonomously generating mixture by mixing a photoresponsive liquid crystal material that is photoisomerized by light irradiation and polymer-modified fine particles grafted with a polymer having a molecular weight of 40000 or more on the surface. A method for manufacturing a light transmittance adjusting material having a function of improving the resilience, wherein the light responsive liquid crystal material is photoisomerized by irradiating light to the light transmittance adjusting material, and the light transmittance adjusting material The liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature changes from above the use temperature of the light transmittance adjusting material to below the use temperature, thereby causing a phase transition from the liquid crystal phase to the isotropic phase, or the light The liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the transmittance adjusting material changes from below the use temperature of the light transmittance adjusting material to above the use temperature, thereby causing a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase. using things, as the polymer, In either after irradiation before and light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - using what higher than isotropic phase transition temperature , as the mixture, the phase separation - compatible transition temperature, in any of the before and after light irradiation and light irradiation also, from using those having a high temperature than the operating temperature of the light transmittance adjusting member, according to claim 1 The light transmittance adjusting material according to the above can be manufactured.

請求項7に係る発明によれば、請求項1に記載された光透過率調整材を用いて部材を構成し、その部材の光透過率を高めるときには、該部材に対する光照射により該部材における光応答性液晶材料を等方相に相転移させ、前記部材の光透過率を低下させるときには、該部材に対する光照射により該部材における光応答性液晶材料を液晶相に相転移させることから、光照射に基づく等方相と液晶相との間の相転移を利用して、部材の光透過率を簡単に調整できる一方、光透過率調整材として、請求項1に係る光透過率調整材を用いることから、光照射により相転移がなされたとしても、そのいずれの状態の下でも硬質ゲル状態(固体状態)とすることができる。このため、当該光透過率調整材の使用方法においては、硬質ゲル状態の下で光透過率を調整することができる。 According to the invention which concerns on Claim 7, when a member is comprised using the light transmittance adjusting material of Claim 1 , and the light transmittance of the member is raised, the light in this member is irradiated by light irradiation to this member. When the responsive liquid crystal material is phase-transitioned into the isotropic phase and the light transmittance of the member is lowered, the light-responsive liquid crystal material in the member is phase-transitioned into the liquid crystal phase by light irradiation on the member. The light transmittance of the member can be easily adjusted using the phase transition between the isotropic phase based on the liquid crystal phase and the liquid crystal phase, and the light transmittance adjusting material according to claim 1 is used as the light transmittance adjusting material. Therefore, even if a phase transition is performed by light irradiation, a hard gel state (solid state) can be obtained under any state. For this reason, in the usage method of the said light transmittance adjusting material, light transmittance can be adjusted under a hard gel state.

請求項8に係る発明によれば、請求項1に記載された光透過率調整材を用いて構成された部材の表面が損傷したときに、前記部材の損傷部分に対して光照射と加温とを行って、前記光応答性液晶材料を等方相に転移させ、且つ前記高分子修飾微粒子が前記光応答性液晶材料に対して相溶状態となるようにして、前記部材の損傷部分を修復することから、当該光透過率調整材は、光照射に伴う状態変化により光応答性液晶材料が等方相であって高分子修飾微粒子が相分離状態であることになるものの、損傷部分に対する加温に基づき、高分子修飾微粒子が、その相分離状態から相溶状態に移行することになり、部材の表面が損傷(破断等)したときには、その損傷部分をゾルとして修復することができる。この修復後、その修復部分を放置すれば、その修復部分は、温度が低下して光応答性液晶材料が等方相であって高分子修飾微粒子が相分離の状態となり、硬質ゲルに戻る。このため、当該光透過率調整材の修復方法においては、部材の表面が損傷(破断等)したときには、その部材の損傷部分を再生することができる。 According to the invention which concerns on Claim 8, when the surface of the member comprised using the light transmittance adjusting material described in Claim 1 is damaged, light irradiation and heating are performed with respect to the damaged part of the said member. The photoresponsive liquid crystal material is transferred to an isotropic phase, and the polymer-modified fine particles are in a compatible state with the photoresponsive liquid crystal material. Since the light transmittance adjusting material is restored, the photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase and the polymer-modified fine particles are in a phase-separated state due to a state change accompanying light irradiation, but the damaged portion is not damaged. Based on the heating, the polymer-modified fine particles shift from the phase separation state to the compatible state, and when the surface of the member is damaged (breaking or the like), the damaged portion can be repaired as a sol. If the repaired part is left after this repair, the temperature of the repaired part is lowered, the photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase, and the polymer-modified fine particles are in a phase-separated state, returning to a hard gel. For this reason, in the method for repairing the light transmittance adjusting material, when the surface of the member is damaged (breakage or the like), the damaged portion of the member can be regenerated.

実施形態に係るゲル材料が温度変化に伴ってどのように状態変化するかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining how the gel material which concerns on embodiment changes a state with a temperature change. 光照射に伴う第1の形態(シス体)濃度の増加に伴う相転移温度TLC−Iの変化を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the change of phase transition temperature TLC-I accompanying the increase in the 1st form (cis body) density | concentration accompanying light irradiation. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料1)についての温度変化に伴う動的粘弾性特性を示す特性図。The characteristic view which shows the dynamic viscoelastic characteristic accompanying the temperature change about the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 1) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)についての温度変化に伴う動的粘弾性特性を示す特性図。The characteristic view which shows the dynamic viscoelastic characteristic with a temperature change about the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)において、微粒子濃度が動的粘弾性特性にどのような影響を及ぼすかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining how fine particle density | concentration influences a dynamic viscoelastic characteristic in the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)において、高分子の分子量が動的粘弾性特性にどのような影響を及ぼすかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining how the molecular weight of a polymer influences a dynamic viscoelastic characteristic in the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)についての温度変化に伴う光学特性を示す写真図。The photograph figure which shows the optical characteristic accompanying the temperature change about the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料1)について、光応答性材料の濃度(mol%)変化が相転移温度TLC−I及び転移温度TIG−ISにどのような影響を及ぼすかを説明する説明図。As for the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 1) according to the embodiment, how the change (mol%) in the photoresponsive material affects the phase transition temperature TLC-I and the transition temperature TIG-IS. Explanatory drawing explaining whether it exerts. 光応答性材料の濃度(mol%)、相転移温度TLC−I及び転移温度TIG−ISの下で、領域A1がどのような領域であるかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining what area | region A1 is under the density | concentration (mol%) of photoresponsive material, phase transition temperature TLC-I, and transition temperature TIG-IS . 光応答性材料の濃度(mol%)、相転移温度TLC−I及び転移温度TIG−ISの下で、領域A2がどのような領域であるかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining what area | region A2 is under the density | concentration (mol%) of photoresponsive material, phase transition temperature TLC-I, and transition temperature TIG-IS . 光応答性材料の濃度(mol%)、相転移温度TLC−I及び転移温度TIG−ISの下で、領域A3がどのような領域であるかを説明する説明図。Explanatory drawing explaining what area | region A3 is under the density | concentration (mol%) of photoresponsive material, phase transition temperature TLC-I, and transition temperature TIG-IS . 実施形態に係るゲル材料についての力学応答ゾル−ゲル転移特性を示す説明図。Explanatory drawing which shows the dynamic response sol-gel transition characteristic about the gel material which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料1)についての自律的な復元(自律的損傷修復)実験の結果を示す写真図。The photograph figure which shows the result of the autonomous restoration (autonomous damage repair) experiment about the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 1) which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料1)についての光応答変化に伴う光学特性実験の結果を示す写真図。The photograph figure which shows the result of the optical characteristic experiment accompanying the optical response change about the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 1) which concerns on embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。
1.ゲル材料について
本実施形態に係るゲル材料は、光応答性液晶材料と、高分子が化学的に修飾されている微粒子との混合物からなる。このゲル材料は、ゲル状態において、各微粒子における高分子同士の絡み合いに基づく自律的な復元機能を発揮し、さらには、硬質ゲル状態の下で光透過率を調整する機能を発揮する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1. About Gel Material The gel material according to the present embodiment is composed of a mixture of a photoresponsive liquid crystal material and fine particles in which a polymer is chemically modified. This gel material exhibits an autonomous restoration function based on the entanglement of polymers in each fine particle in the gel state, and further exhibits a function of adjusting light transmittance under the hard gel state.

(1)光応答性液晶材料
(i)前記光応答性液晶材料は、本実施形態に係るゲル材料の主材料として、光照射により液晶相と等方相との間で相転移する役割を果たす。光応答性液晶材料は、図1に示すように、液晶相と等方相との間の相転移基準温度として、液晶相−等方相相転移温度(以下、相転移温度)TLC−Iを有しており、光応答性液晶材料の温度(使用温度)が相転移温度TLC−Iよりも低いときには、光応答性液晶材料は液晶相となり、光応答性液晶材料の温度(使用温度)が相転移温度TLC−Iよりも高いときには、光応答性液晶材料は等方相となる。
この光応答性液晶材料においては、2種類の異なる第1、第2の照射光に基づく光異性化により第1、第2の形態がそれぞれ生成されることになっている。第1の形態の濃度(割合)と第2の形態の濃度(割合)とは、相対的な関係にあり、第1の形態の濃度が増えれば、第2の形態の濃度が減少することになっている。このうち、第1の形態は、図2に示すように、状態変化関与要素として、その濃度が増えるに従って相転移温度TLC−Iを低下させる機能を有している。このため、光応答性液晶材料は、液晶相にある状態において、第1の照射光に基づく第1の形態の濃度の増加により相転移温度TLC−Iが低下し、光応答性液晶材料の温度(使用温度)が相転移温度TLC−Iよりも高くなったときには、等方相に相転移することになる(図2参照)。
(1) Photoresponsive liquid crystal material
(i) The photoresponsive liquid crystal material plays a role of phase transition between a liquid crystal phase and an isotropic phase by light irradiation as a main material of the gel material according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the photoresponsive liquid crystal material has a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature (hereinafter referred to as phase transition temperature) T LC-I as a phase transition reference temperature between the liquid crystal phase and the isotropic phase. When the temperature (use temperature) of the photoresponsive liquid crystal material is lower than the phase transition temperature TLC-I , the photoresponsive liquid crystal material becomes a liquid crystal phase and the temperature of the photoresponsive liquid crystal material (use temperature) ) Is higher than the phase transition temperature TLC-I , the photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase.
In this photoresponsive liquid crystal material, first and second forms are respectively generated by photoisomerization based on two different kinds of first and second irradiation lights. The density (ratio) of the first form and the density (ratio) of the second form are in a relative relationship. If the density of the first form increases, the density of the second form decreases. It has become. Among these, the 1st form has the function to reduce phase transition temperature TLC-I as the density | concentration increases as a state change participating element, as shown in FIG. For this reason, in the state in which the photoresponsive liquid crystal material is in the liquid crystal phase, the phase transition temperature TLC-I is lowered by the increase in the concentration of the first form based on the first irradiation light, and the photoresponsive liquid crystal material When the temperature (working temperature) becomes higher than the phase transition temperature TLC-I , the phase transitions to an isotropic phase (see FIG. 2).

(ii)上記光応答性液晶材料としては、単独で光応答性と液晶性とを示す単独型の光応答性液晶材料、又は光応答性材料と液晶材料との混合物からなる混合物型の光応答性液晶材料のいずれかを用いることができる。   (ii) As the above-mentioned photoresponsive liquid crystal material, a single photoresponsive liquid crystal material that exhibits single photoresponsiveness and liquid crystallinity, or a mixture type photoresponsive material composed of a mixture of a photoresponsive material and a liquid crystal material. Any of the functional liquid crystal materials can be used.

(ii-1)単独型の光応答性液晶材料としては、液晶性を発現する光応答性材料を用いることができる。例えば、アゾベンゼン骨格の両端の少なくとも一方がアルキル基、アルコキシ基で置換され、もう一方がアルキル基、アルコキシ基、シアノ基などで置換されたアゾベンゼン化合物等を用いることができる。この単独型の光応答性液晶材料においては、それ自体が、2種類の異なる第1、第2の照射光に基づき第1、第2の形態にそれぞれ光異性化し、その第1、第2の形態の濃度によりその単独型の光応答性液晶材料の相転移温度TLC−Iが変化する。そして、その相転移温度TLC−Iよりもその単独型の光応答性液晶材料の使用温度が低いか、高いかにより相状態(液晶相又は等方相)が決定されることになっている。 (ii-1) As the single-type photoresponsive liquid crystal material, a photoresponsive material exhibiting liquid crystallinity can be used. For example, an azobenzene compound in which at least one of both ends of the azobenzene skeleton is substituted with an alkyl group or an alkoxy group and the other is substituted with an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group, or the like can be used. This single-type photoresponsive liquid crystal material itself is photoisomerized into first and second forms based on two different types of first and second irradiation lights, respectively. The phase transition temperature TLC-I of the single photoresponsive liquid crystal material changes depending on the concentration of the form. The phase state (liquid crystal phase or isotropic phase) is determined depending on whether the use temperature of the single-type photoresponsive liquid crystal material is lower or higher than the phase transition temperature TLC-I . .

(ii-2)一方、混合物型の光応答性液晶材料においては、その中に含まれる光応答性材料が、2種類の異なる第1、第2の照射光に基づき第1、第2の形態にそれぞれ光異性化し、その第1、第2の形態の濃度によりその混合物型の光応答性液晶材料の相転移温度TLC−Iが変化する。そして、その相転移温度TLC−Iよりもその混合物型の光応答性液晶材料の使用温度が低いか、高いかにより相状態(液晶相又は等方相)が決定されることになっている。このため、このような混合物型の光応答性液晶材料においては、光応答性材料として、既知の如く、基本骨格構造が、例えば、アゾベンゼン構造、スピロピラン構造、フルギド構造、ジアリールエテン構造、サリチリデンアニリン構造、アントラセン構造、ノルボルナジエン構造、シンナモイル構造、ニトロン構造、ベンズアルドキシム構造、スチルベン構造、レチナール構造、又はアゾメチン構造であるものを用いることができ、それらの中でも、光照射によりシス−トランス異性化の構造変化を起こすアゾベンゼン構造、光照射により開環−閉環の構造変化を起こすスピロピラン構造、フルギド構造、又はジアリールエテン構造が好ましい。また、この混合物型の光応答性液晶材料における液晶材料としては、上記光応答性材料の光異性化により相転移するものであればどのようなものでもよく、骨格構造の観点からは、基本的にビフェニルを初めとして、液晶分野で知られているターフェニル、フェニルベンゾエート、トラン等を有する低分子液晶が好適であり、液晶相構造の観点からは、これまでに発見されている全ての液晶相構造、その中でも特に、ネマチック相、スメクチック相、ディスコチック相、キュービック相、コレステリック相が好適である。このように、この混合物型の光応答性液晶材料においては、多くの種類の液晶材料、多くの光応答性材料の中から所望のものを選択することができ、単独で光応答性と液晶性とを示すものに比べて選択の自由度を高めることができる。 (ii-2) On the other hand, in the mixture-type photoresponsive liquid crystal material, the photoresponsive material contained therein includes first and second forms based on two different types of first and second irradiation lights. The phase transition temperature TLC-I of the mixture type photoresponsive liquid crystal material changes depending on the concentrations of the first and second forms. The phase state (liquid crystal phase or isotropic phase) is determined depending on whether the use temperature of the mixture type photoresponsive liquid crystal material is lower or higher than the phase transition temperature TLC-I . . Therefore, in such a mixture-type photoresponsive liquid crystal material, as is well known, as a photoresponsive material, the basic skeleton structure has, for example, an azobenzene structure, a spiropyran structure, a fulgide structure, a diarylethene structure, a salicylideneaniline. Structures, anthracene structures, norbornadiene structures, cinnamoyl structures, nitrone structures, benzaldoxime structures, stilbene structures, retinal structures, or azomethine structures can be used, and among them, cis-trans isomerization can be performed by light irradiation. An azobenzene structure causing a structural change, a spiropyran structure, a fulgide structure, or a diarylethene structure causing a ring-opening-ring-closing structural change by light irradiation is preferable. The liquid crystal material in the mixture type photoresponsive liquid crystal material may be any material as long as it undergoes phase transition by photoisomerization of the photoresponsive material. In particular, low molecular liquid crystals having terphenyl, phenylbenzoate, tolane, etc. known in the liquid crystal field such as biphenyl are suitable. From the viewpoint of the liquid crystal phase structure, all liquid crystal phases that have been discovered so far are suitable. Among them, nematic phase, smectic phase, discotic phase, cubic phase, and cholesteric phase are particularly preferable. As described above, in this mixture type photoresponsive liquid crystal material, a desired one can be selected from many types of liquid crystal materials and many photoresponsive materials. The degree of freedom of selection can be increased as compared with those showing the above.

(iii)前記単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料における光応答性材料の第1の形態としては、その各光応答性液晶材料の液晶相の状態を乱して、光応答性液晶材料を等方相に相転移させる形態(液晶の配向や物性に影響を与える形状)が用いられており、本実施形態においては、屈曲した分子形状とされるシス体が用いられている。
単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料における光応答性材料の第2の形態としては、その各光応答性液晶材料を液晶相に相転移させる形態(液晶の配向や物性に影響を与えない形状)が用いられており、本実施形態においては、棒状の分子形状とされるトランス体が用いられている。
これにより、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料における光応答性材料がシス体に光異性化されて、そのシス体の濃度に基づく相転移温度TLC−Iを光応答性液晶材料の使用温度が上回った場合には、その光応答性液晶材料が液晶相のときには、その液晶相が不安定化して等方相に転移する。一方、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料における光応答性材料がトランス体に光異性化されてシス体の濃度が減少し、そのシス体の濃度に基づく相転移温度TLC−Iを光応答性液晶材料の使用温度が下回った場合には、各光応答性液晶材料が等方相のときには、その等方相は液晶相に転移することになる(光応答性液晶材料の相構造の制御)。
(iii) As a first form of the photoresponsive material in the single type photoresponsive liquid crystal material or the mixture type photoresponsive liquid crystal material, the state of the liquid crystal phase of each photoresponsive liquid crystal material is disturbed. In this embodiment, a cis isomer having a bent molecular shape is used, in which a photoresponsive liquid crystal material undergoes a phase transition to an isotropic phase (a shape that affects liquid crystal alignment and physical properties). It has been.
As a second form of the photoresponsive material in the single-type photoresponsive liquid crystal material or the mixture type photoresponsive liquid crystal material, a form in which each photoresponsive liquid crystal material undergoes a phase transition to a liquid crystal phase (liquid crystal alignment or In this embodiment, a trans form having a rod-like molecular shape is used.
As a result, the photoresponsive material in the single type photoresponsive liquid crystal material or the mixture type photoresponsive liquid crystal material is photoisomerized into a cis isomer, and the phase transition temperature T LC-I based on the concentration of the cis isomer is obtained. When the use temperature of the photoresponsive liquid crystal material exceeds, when the photoresponsive liquid crystal material is in a liquid crystal phase, the liquid crystal phase becomes unstable and transitions to an isotropic phase. On the other hand, the photo-responsive material in a single-type photo-responsive liquid crystal material or a mixture-type photo-responsive liquid crystal material is photoisomerized to a trans isomer to reduce the cis isomer concentration, and the phase transition based on the cis isomer concentration When the use temperature of the photoresponsive liquid crystal material is lower than the temperature TLC -I , when each photoresponsive liquid crystal material is in an isotropic phase, the isotropic phase is transferred to the liquid crystal phase (photoresponse Control of phase structure of liquid crystalline material).

(iv)前記光応答性液晶材料(単独型又は混合物型の光応答性液晶材料)に対して照射する前記第1、第2の照射光に関しては、前述したように、第1の照射光は、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料の光応答性材料を前記第1の形態(液晶材料の液晶相の状態を乱して、液晶材料を等方相に導く形態、より具体的にはシス体)に光異性化する機能を有し、第2の照射光は、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料の光応答性材料を前記第2の形態(液晶材料を液晶相に導く形態、より具体的にはトランス体)に光異性化する機能を有する。このため、第1、第2の照射光については、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料の光応答性材料に応じて紫外光、可視光、近赤外光等のいずれかの中から適宜選択される。その中でも、波長として、254〜1064nmのものが好ましく、365〜632nmのものがより好ましい。254〜1064nmは市販されている一般的な光源で使用できる波長であり、365〜632nmはより汎用性の高い光源(水銀ランプ、アルゴンイオンレーザー、ヘリウム‐ネオンレーザー)で使用できる波長だからである。
本実施形態においては、第1の照射光として、紫外光が用いられ、第2の照射光として、可視光が用いられている。このような照射光を特に用いているのは、紫外光によりトランス体をシス体に光異性化させることができ、可視光によりシス体を効率よくトランス体に光異性化させることができるからである。
(iv) With respect to the first and second irradiation light irradiated to the photoresponsive liquid crystal material (single type or mixture type photoresponsive liquid crystal material), as described above, the first irradiation light is The photoresponsive material of the single type photoresponsive liquid crystal material or the mixture type photoresponsive liquid crystal material is changed to the first mode (disturbing the liquid crystal phase state of the liquid crystal material, and the liquid crystal material is led to the isotropic phase. The second irradiating light is a single-type photoresponsive liquid crystal material or a mixture type photoresponsive liquid crystal material photoresponsive material. It has a function of photoisomerizing into the second form (form in which the liquid crystal material is led to a liquid crystal phase, more specifically, a trans form). Therefore, for the first and second irradiation light, ultraviolet light, visible light, near-infrared light, etc., depending on the photoresponsive material of the single type photoresponsive liquid crystal material or the mixture type photoresponsive liquid crystal material It selects suitably from any of these. Among these, a wavelength of 254 to 1064 nm is preferable, and a wavelength of 365 to 632 nm is more preferable. This is because 254 to 1064 nm is a wavelength that can be used with a commercially available general light source, and 365 to 632 nm is a wavelength that can be used with a more versatile light source (mercury lamp, argon ion laser, helium-neon laser).
In the present embodiment, ultraviolet light is used as the first irradiation light, and visible light is used as the second irradiation light. The reason for using such irradiated light is that it is possible to photoisomerize the trans isomer to the cis isomer by ultraviolet light, and to efficiently photoisomerize the cis isomer to the trans isomer by visible light. is there.

(v)前記第1、第2の照射光の強度については、単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料の光応答性材料、その濃度に応じて適宜選択される。その中でも、0.2mW/cm2以上が好ましい。0.2mW/cm2未満では液晶材料を相転移させるのに十分な光異性化反応を誘起できないからである。一方、第1、第2の照射光の強度の上限については、それが液晶材料、光応答性材料等を著しく劣化、分解等させない限り、特に制限はない。しかし、実際上の準備等の観点から、0.2mW/ cm2〜1000mW/ cm2(より好ましくは1〜100mW/ cm2)が好ましい。 (v) The intensity of the first and second irradiation light is appropriately selected according to the photoresponsive material of a single type photoresponsive liquid crystal material or a mixture type photoresponsive liquid crystal material, and its concentration. Among these, 0.2 mW / cm 2 or more is preferable. This is because if it is less than 0.2 mW / cm 2 , a photoisomerization reaction sufficient to cause phase transition of the liquid crystal material cannot be induced. On the other hand, the upper limit of the intensity of the first and second irradiation light is not particularly limited as long as it does not significantly deteriorate or decompose the liquid crystal material, the photoresponsive material or the like. However, from the viewpoint of practical preparation and the like, 0.2 mW / cm 2 to 1000 mW / cm 2 (more preferably 1 to 100 mW / cm 2 ) is preferable.

(vi)特に、第1の照射光として紫外光を用い、第2の照射光として可視光を用いる場合には、前述の単独型の光応答性液晶材料又は混合物型の光応答性液晶材料の光応答性材料(具体的には濃度)との関係を考慮しつつ、照射紫外光の強度を、日常環境における紫外光の強度(紫外光領域(波長=280〜400nm)における光強度の総和は約2mW/ cm2)及び室内環境における紫外光の強度(紫外光領域(波長=275〜380nm)における強度の総和は7.3mW/ cm2)よりもできるだけ大きくし、照射可視光の強度を、日常環境における可視光の強度(可視光領域の強度の総和は、数十mW/ cm2)及び室内環境における可視光の強度(可視光領域の光強度の総和は、数mW/ cm2)にできるだけ近づけるようにすることが好ましい。日常環境、室内環境中で使用する通常の使用態様の下で、紫外光により当該ゲル材料が不用意に等方相に相転移することを防ぐことができる一方で、可視光により当該ゲル材料の安定化(ゲルの安定化)を図ることができるからである。 (vi) In particular, when ultraviolet light is used as the first irradiation light and visible light is used as the second irradiation light, the above-mentioned single-type photoresponsive liquid crystal material or mixture-type photoresponsive liquid crystal material is used. While considering the relationship with the photoresponsive material (specifically, concentration), the intensity of the irradiated ultraviolet light is changed to the intensity of the ultraviolet light in the daily environment (the total light intensity in the ultraviolet light region (wavelength = 280 to 400 nm) is About 2 mW / cm 2 ) and the intensity of ultraviolet light in the indoor environment (the sum of the intensity in the ultraviolet light region (wavelength = 275 to 380 nm) is 7.3 mW / cm 2 ) as much as possible. Visible light intensity in everyday environments (total light intensity in the visible light region is several tens of mW / cm 2 ) and in the indoor environment visible light intensity (total light intensity in the visible light region is several mW / cm 2 ) It is preferable to make them as close as possible. While the gel material can be prevented from inadvertently transitioning to an isotropic phase by ultraviolet light under a normal use mode used in an everyday environment or indoor environment, This is because stabilization (stabilization of the gel) can be achieved.

(2)高分子が化学的に修飾された微粒子
(i)微粒子
(i-1)微粒子は、自らが前記光応答性液晶材料中に均等に分散し、これに伴い、各微粒子における高分子をも光応答性液晶材料中に均等に分散させる役割を果たす。光応答性液晶材料中全体において、各微粒子に化学的に修飾された高分子同士が互いに絡み合い易くするためである。
(i-2)微粒子の素材については、特に制限はないが、シリカを主成分とするものが好ましい。
(i-3)微粒子の直径については、光応答性液晶材料中に分散できる大きさであれば、特に制限は無い。しかし、実際には、高分子の化学的な修飾、分散、取り扱い易さ等から、微粒子の直径は0.01〜1μm(より好ましくは0.1〜0.5μm)とすることが好ましい。
(2) Fine particles with chemically modified polymers
(i) Fine particles
(i-1) The fine particles themselves are uniformly dispersed in the photoresponsive liquid crystal material, and accordingly, the polymer in each fine particle also serves to uniformly disperse in the photoresponsive liquid crystal material. This is because, in the entire photoresponsive liquid crystal material, the polymers chemically modified by the fine particles are easily entangled with each other.
(i-2) The material of the fine particles is not particularly limited, but those containing silica as a main component are preferable.
(i-3) The diameter of the fine particles is not particularly limited as long as it is a size that can be dispersed in the photoresponsive liquid crystal material. However, in practice, the diameter of the fine particles is preferably 0.01 to 1 μm (more preferably 0.1 to 0.5 μm) in view of chemical modification, dispersion, ease of handling, and the like of the polymer.

(ii)高分子
(ii-1)前記各微粒子の表面には、高分子が化学的に修飾されている。光応答性液晶材料中に各微粒子自体が均等に分散する状況の下で、その各微粒子に化学的に修飾された高分子同士を互いに絡み合わせてネットワーク状の構造体を形成するためである。これにより、ゲルを形成できることになる。
(ii-2)高分子の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーに基づくポリスチレン換算の下で、40000以上とすることが好ましい。本件発明者が得た知見によれば、高分子の分子量が40000未満では、各微粒子における高分子同士が絡み合いにくくゲルが形成されにくい一方で、高分子の分子量が40000以上となると、高分子同士の絡み合いが効果的なものとなるからである。この詳細については、後述する。
(ii) Polymer
(ii-1) A polymer is chemically modified on the surface of each fine particle. This is because, in a situation where the fine particles themselves are uniformly dispersed in the photoresponsive liquid crystal material, the polymers chemically modified to the fine particles are entangled with each other to form a network-like structure. Thereby, a gel can be formed.
(ii-2) The molecular weight of the polymer is preferably 40,000 or more in terms of polystyrene based on gel permeation chromatography. According to the knowledge obtained by the present inventors, when the molecular weight of the polymer is less than 40,000, the polymers in each fine particle are not easily entangled with each other and a gel is not easily formed. This is because the entanglement becomes effective. Details of this will be described later.

(ii-3)高分子のガラス転移温度Tgは、前記光応答性液晶材料における液晶相−等方相の相転移温度TLC−Iよりも高くなるように設定することが好ましい。本件発明者が得た知見によれば、上記Tg>TLC−Iの条件においては、当該ゲル材料は、図1に示すように、等方相において、高分子相分離領域と高分子相溶領域とを発現できることがわかっており、それら各領域の特性を、ゲル硬質性をあまり変化させることなく光変調を行うこと等に具体的に利用できるからである。この詳細についても、後述する。
(ii-4)高分子は、基本的に、上述の内容を満たせば、所望の機能を発揮することができ、その高分子としては、工業的に生産されている非晶性高分子を含む全ての高分子を用いることができる。
(ii-5)微粒子表面に対する高分子の化学的な修飾状態については、特に制限はないが、各微粒子における高分子同士の絡み合いの観点から、高い密度で修飾されていることが好ましい。
(ii-3) The glass transition temperature Tg of the polymer is preferably set to be higher than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature TLC-I in the photoresponsive liquid crystal material. According to the knowledge obtained by the present inventors, under the condition of Tg> TLC-I , the gel material has an isotropic phase and a polymer phase separation region and a polymer compatibility as shown in FIG. This is because it is known that the region can be expressed, and the characteristics of each region can be specifically used for light modulation without significantly changing the gel hardness. Details of this will also be described later.
(ii-4) A polymer can basically exhibit a desired function as long as the above-described content is satisfied, and the polymer includes an amorphous polymer produced industrially. All polymers can be used.
(ii-5) The chemical modification state of the polymer on the surface of the fine particles is not particularly limited, but is preferably modified at a high density from the viewpoint of entanglement of the polymers in each fine particle.

(iii)高分子が化学的に修飾された微粒子の濃度は、光応答性液晶材料に対して5wt%以上とすることが好ましい。本件発明者が得た知見によれば、微粒子濃度5wt%未満では、各微粒子における高分子同士の絡み合いに基づいてゲルが形成されにくい一方、微粒子濃度が5wt%以上では、各微粒子における高分子同士の絡み合いに基づいてゲルが効果的に形成されることになるからである。   (iii) The concentration of fine particles in which the polymer is chemically modified is preferably 5 wt% or more with respect to the photoresponsive liquid crystal material. According to the knowledge obtained by the present inventors, when the fine particle concentration is less than 5 wt%, a gel is hardly formed based on the entanglement of the polymers in each fine particle, whereas when the fine particle concentration is 5 wt% or more, the polymers in each fine particle are This is because the gel is effectively formed based on the entanglement.

2.ゲル材料の特性
上記ゲル材料の特性について、前述の内容を具体的に取り込んだゲル材料をもって説明する。その具体的なゲル材料として、下記高分子/液晶複合ゲル材料1と高分子/液晶複合ゲル材料2とを用いた。
2. Characteristics of Gel Material The characteristics of the gel material will be described using a gel material that specifically incorporates the above contents. As the specific gel material, the following polymer / liquid crystal composite gel material 1 and polymer / liquid crystal composite gel material 2 were used.

(1−1)高分子/液晶複合ゲル材料1の調製
メルク社製の液晶4−シアノ−4’−ペンチルビフェニル(5CB、0.44g)に4−ブチル−4’−メトキシアゾベンゼン(BMAB、42mg)を加えて光応答性液晶材料を調製した。この光応答性液晶材料に、分子量248000のポリメタクリル酸メチルをグラフトしたシリカ微粒子(PMMA248K−SiP:直径650nm)のトルエン分散液(5.95wt%、0.82g)を加えて攪拌した後、その混合物を4時間以上減圧状態にして、トルエンを留去(10kPa、70℃)した。そして、それを120℃のホットプレートで加熱後室温まで冷却し、高分子/液晶複合ゲル材料1(微粒子濃度10wt%)を得た。
この場合、上記分子量248000のポリメタクリル酸メチルが表面に化学的に修飾されたシリカ微粒子(PMMA248K−SiP、直径650nm)については、高分子/液晶複合ゲル材料1(ゲル材料)の調整に先立ち、特許第4982748号公報段落〔0052〕〜〔0054〕の記載に従い合成した。このとき、粒子径については、Malvern社製の粒子径測定装置(ゼータサイザーナノ)を用いて、光散乱法により流体力学的直径を測定した。また、EBIBから生成する遊離ポリマーの数平均分子量が248000であったことから、シリカ表面にグラフトされたポリマーも同等の長さと分布を持つと見込んだ。
(1-1) Preparation of polymer / liquid crystal composite gel material 1 Liquid crystal 4-cyano-4′-pentylbiphenyl (5CB, 0.44 g) manufactured by Merck & Co., Ltd. and 4-butyl-4′-methoxyazobenzene (BMAB, 42 mg) ) Was added to prepare a photoresponsive liquid crystal material. To this photoresponsive liquid crystal material, a toluene dispersion (5.95 wt%, 0.82 g) of silica fine particles (PMMA248K-SiP: diameter 650 nm) grafted with polymethyl methacrylate having a molecular weight of 248000 was added and stirred. The mixture was put under reduced pressure for 4 hours or more, and toluene was distilled off (10 kPa, 70 ° C.). Then, it was heated on a hot plate at 120 ° C. and then cooled to room temperature to obtain a polymer / liquid crystal composite gel material 1 (fine particle concentration: 10 wt%).
In this case, silica fine particles (PMMA248K-SiP, diameter 650 nm) whose surface is chemically modified with the above polymethyl methacrylate having a molecular weight of 248000 are prepared prior to the preparation of the polymer / liquid crystal composite gel material 1 (gel material). The compound was synthesized according to the description in paragraphs [0052] to [0054] of Japanese Patent No. 498748. At this time, about the particle diameter, the hydrodynamic diameter was measured by the light-scattering method using the particle diameter measuring apparatus (Zetasizer Nano) made from Malvern. Moreover, since the number average molecular weight of the free polymer produced from EBIB was 248,000, the polymer grafted on the silica surface was expected to have the same length and distribution.

(1−2)高分子/液晶複合ゲル材料2
メルク社製の下記(化1)に示す混合液晶ZLI−1083(1.0g:液晶相−等方相の相転移温度TLC−I=53℃)に4−ブチル−4’−メトキシアゾベンゼン(0.014g、1.4wt%)を加えて光応答性液晶材料を調製した。そして次に、分子量12万のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移温度Tg≒110℃)が表面に化学的に修飾されたシリカ微粒子(PMMA120K−SiP、直径470nm:高分子ブラシ付与シリカ微粒子)を用意し、それが分散されたトルエン分散液(11.54wt%、0.89g)を上記光応答性液晶材料に加えて撹拌し、その混合物を10時間以上減圧状態にして、トルエンを留去(10kPa、60℃)した。この後、それを120℃のホットプレートで加熱後室温まで冷却し、高分子/液晶複合ゲル材料(微粒子濃度10wt%)2を得た。

(1-2) Polymer / liquid crystal composite gel material 2
A mixed liquid crystal ZLI-1083 (1.0 g: liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature T LC-I = 53 ° C.) shown in the following (Chemical Formula 1) manufactured by Merck & Co., Ltd. was added to 4-butyl-4′-methoxyazobenzene ( 0.014 g, 1.4 wt%) was added to prepare a photoresponsive liquid crystal material. Next, silica fine particles (PMMA120K-SiP, diameter 470 nm: polymer brush-applied silica fine particles) in which polymethyl methacrylate having a molecular weight of 120,000 (glass transition temperature Tg≈110 ° C.) is chemically modified on the surface are prepared. The toluene dispersion in which it is dispersed (11.54 wt%, 0.89 g) is added to the photoresponsive liquid crystal material and stirred, and the mixture is put under reduced pressure for 10 hours or more to distill off toluene (10 kPa, 60 ° C.). Thereafter, it was heated on a hot plate at 120 ° C. and then cooled to room temperature to obtain a polymer / liquid crystal composite gel material (fine particle concentration: 10 wt%) 2.

この場合、分子量12万のポリメタクリル酸メチル(ガラス転移温度Tg≒110℃)が表面に化学的に修飾されたシリカ微粒子(PMMA120K−SiP、直径470nm:高分子ブラシ付与シリカ微粒子)の作成、粒子径等の各測定については、前述の高分子/液晶複合ゲル材料1において用いた方法と同様のものを用いた。   In this case, preparation of silica fine particles (PMMA120K-SiP, diameter 470 nm: silica fine particles provided with a polymer brush) whose surface is chemically modified with polymethyl methacrylate having a molecular weight of 120,000 (glass transition temperature Tg≈110 ° C.), particles About each measurement of a diameter etc., the thing similar to the method used in the above-mentioned polymer / liquid crystal composite gel material 1 was used.

(2)ゲル材料の具体的特性
以下に、ゲル材料の各特性について、上記高分子/液晶複合ゲル材料1及び上記高分子/液晶複合ゲル材料2をもって具体的に説明する。
(2−1)ゲル材料の動粘弾性特性
(i)高分子/液晶複合ゲル材料1は、図3に示す温度変化に伴う動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)特性を示し、高分子/液晶複合ゲル材料2は、図4に示す温度変化に伴う動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)特性を示す。いずれも、同じ傾向の特性を示している。この動的粘弾性については歪み制御型動的粘弾性測定装置を用いて測定し、その装置にはTA−インスツルメンツ製ARES−RFを用いた。そして、直径25mmの平行円板にゲルサンプルを挟み、ずり歪み0.1%、周波数1Hzにおける測定により、貯蔵弾性率(G’、●)及び損失弾性率(G’’、○)を見積もった。
(2) Specific Properties of Gel Material Each property of the gel material will be specifically described below with the polymer / liquid crystal composite gel material 1 and the polymer / liquid crystal composite gel material 2.
(2-1) Kinematic viscoelastic properties of gel materials
(i) The polymer / liquid crystal composite gel material 1 exhibits dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) characteristics associated with temperature changes shown in FIG. The dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) characteristic with the temperature change shown in FIG. Both show the characteristics of the same tendency. The dynamic viscoelasticity was measured using a strain control type dynamic viscoelasticity measuring apparatus, and ARES-RF manufactured by TA Instruments was used as the apparatus. Then, a gel sample was sandwiched between parallel disks having a diameter of 25 mm, and storage elastic modulus (G ′, ●) and loss elastic modulus (G ″, ○) were estimated by measurement at a shear strain of 0.1% and a frequency of 1 Hz. .

(ii)当該ゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料1,2)は、前述のように、光応答性液晶材料における液晶相−等方相相転移温度TLC−I(以下、相転移温度TLC−Iという)を境界基準として、等方相と液晶相とを発現することになっている(図1、図3、図4参照)。
(iii)等方相は、相転移温度TLC−Iよりも高い温度領域(図1、図3、図4中、右側領域)に存在し、その等方相には、前述したように、高分子相分離領域と高分子相溶領域とが現れることになっている。
(ii) The gel material (polymer / liquid crystal composite gel materials 1 and 2) is, as described above, the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature T LC-I (hereinafter referred to as phase transition temperature) in the photoresponsive liquid crystal material. The isotropic phase and the liquid crystal phase are developed with reference to TLC-I (see FIGS. 1, 3, and 4).
(iii) The isotropic phase exists in a temperature region higher than the phase transition temperature TLC -I (the right region in FIGS. 1, 3, and 4), and in the isotropic phase, as described above, A polymer phase separation region and a polymer compatibility region are to appear.

(iii-1)上記高分子相分離領域は、図1、図3、図4に示すように、高分子相溶領域よりも低い温度域において生ずることになっている。この高分子相分離領域は、そのうちの高分子相溶領域に隣接する領域(高い温度域)の温度が、その高分子相溶領域の温度に近い状態にあり、各微粒子における高分子と等方相にある媒体との相溶性は高い状態にある。このため、当該ゲル材料は、高分子相分離領域のうち、高分子相溶領域に近い領域においては、軟質ゲル状態にある。   (iii-1) The polymer phase separation region is formed in a temperature range lower than that of the polymer compatibility region, as shown in FIGS. In this polymer phase separation region, the temperature of the region adjacent to the polymer compatible region (high temperature region) is close to the temperature of the polymer compatible region, and is isotropic with the polymer in each fine particle. The compatibility with the medium in the phase is high. For this reason, the said gel material exists in a soft gel state in the area | region near a polymer compatibility area | region among polymer phase separation areas.

その一方、この高分子相分離領域は、等方相にある媒体と高分子との相溶性が低下することにより相分離状態にある領域が増大することになっており、その現象は、温度の低下に伴い促進されることになっている。このため、この高分子相分離領域においては、その高分子の相分離状態の増大(温度の低下)に伴い、各微粒子における高分子同士の絡み合いが進んでネットワーク状構造体が強化されることになり、その結果、その温度低下に伴う貯蔵弾性率G’特性が急激に上昇し、当該ゲル材料は、相転移温度TLC−Iの近くの領域において、かなりの硬さの硬質ゲルとなる。
この場合、等方相における転移温度TLC−I付近では、高分子の大部分が相分離の状態となり、その転移温度TLC−I付近まで急激であった温度低下に伴う貯蔵弾性率特性の勾配も、その転移温度TLC−I付近からは緩慢となる(図3、図4参照)。
On the other hand, in this polymer phase separation region, the region in the phase separation state is increased due to a decrease in the compatibility between the medium in the isotropic phase and the polymer. It is supposed to be promoted along with the decline. Therefore, in this polymer phase separation region, as the phase separation state of the polymer increases (decrease in temperature), the entanglement between the polymers in each fine particle proceeds and the network structure is strengthened. As a result, the storage elastic modulus G ′ characteristic is rapidly increased as the temperature is lowered, and the gel material becomes a hard gel having a considerable hardness in a region near the phase transition temperature T LC-I .
In this case, in the vicinity of the transition temperature TLC-I in the isotropic phase, most of the polymer is in a phase-separated state, and the storage elastic modulus characteristics of the storage temperature characteristic accompanying the temperature decrease that was abruptly near the transition temperature TLC-I . The gradient also becomes slow from the vicinity of the transition temperature TLC-I (see FIGS. 3 and 4).

(iii-2)具体的には、前記高分子/液晶複合ゲル材料1は、等方相において、図3に示すような特性を示し、その高分子相分離領域のうち、温度の高い領域おいては、貯蔵弾性率G’=10Pa前後をもって軟質状ゲル状態となり、相転移温度TLC−Iに近い温度領域においては、貯蔵弾性率G’=10Pa〜10Paの間の値をもって硬質ゲル状態となる(図3参照)。
また、前記高分子/液晶複合ゲル材料2は、等方相において、図4に示すような特性を示し、その高分子相分離領域のうち、温度の高い領域おいては、貯蔵弾性率G’=10Pa前後をもって軟質状ゲル状態となり、相転移温度TLC−Iに近い温度領域においては、貯蔵弾性率G’=10Pa近くの値をもって硬質ゲル状態となる(図4参照)。
(iii-2) Specifically, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 exhibits the characteristics as shown in FIG. 3 in the isotropic phase. In this case, the storage elastic modulus G ′ is about 10 2 Pa and becomes a soft gel state, and in the temperature region close to the phase transition temperature T LC-I , the storage elastic modulus G ′ is between 10 3 Pa and 10 4 Pa. It becomes a hard gel state with the value (see FIG. 3).
Further, the polymer / liquid crystal composite gel material 2 exhibits characteristics as shown in FIG. 4 in the isotropic phase, and the storage elastic modulus G ′ in the high temperature region of the polymer phase separation region. = A soft gel state around 10 2 Pa, and in a temperature region close to the phase transition temperature T LC-I , a hard gel state is obtained with a storage elastic modulus G ′ = 10 5 Pa (see FIG. 4).

(iii-3)前記高分子相溶領域は、図1、図3、図4に示すように、前記高分子相分離領域よりも高い温度域に生ずることになっている。この高分子相溶領域では、当該ゲル材料はゾル状態となることになっている。   (iii-3) As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the polymer compatibility region is generated in a temperature range higher than the polymer phase separation region. In this polymer compatible region, the gel material is in a sol state.

(vi)液晶相は、図1、図3、図4に示すように、相転移温度TLC−Iよりも温度が低い領域に存在する。この液晶相においては、前述の等方相における高分子相分離領域が連続的に続くことになっており、その液晶相では、温度低下に伴う貯蔵弾性率特性の勾配については、等方相における高分子相分離領域で緩慢となった勾配が維持され、温度低下に伴う貯蔵弾性率特性は、その勾配をもってほぼ連続的に伸びることになる。この液晶相における貯蔵弾性率の上昇については、液晶相自体が有する弾性率の上昇に基づいていると考えられる。
具体的には、高分子/液晶複合ゲル材料1の場合には、図3に示すように、液晶相において、相転移温度TLC−Iからある程度離れた領域であるものの、ゲル硬質性が貯蔵弾性率G’=10Pa以上の値にまで高められることになり、高分子/液晶複合ゲル材料2の場合には、図4に示すように、ゲル硬質性が、相転移温度TLC−I近傍で貯蔵弾性率G’=10Pa以上の値にまで高められ、その貯蔵弾性率(ゲル硬質性)は温度の低下に伴いさらに高められることになる。
(vi) The liquid crystal phase is present in a region where the temperature is lower than the phase transition temperature TLC-I , as shown in FIGS. In this liquid crystal phase, the polymer phase separation region in the aforementioned isotropic phase is continuously continued. In the liquid crystal phase, the gradient of the storage elastic modulus characteristic with the temperature decrease is in the isotropic phase. A slow gradient is maintained in the polymer phase separation region, and the storage elastic modulus characteristic accompanying the temperature decrease extends almost continuously with the gradient. The increase in the storage elastic modulus in the liquid crystal phase is considered to be based on the increase in the elastic modulus of the liquid crystal phase itself.
Specifically, in the case of the polymer / liquid crystal composite gel material 1, as shown in FIG. 3, although the liquid crystal phase is a region somewhat away from the phase transition temperature TLC-I , the gel hardness is stored. will be increased until the elastic modulus G '= 10 5 Pa or more values, in the case of a polymer / liquid crystal composite gel material 2, as shown in FIG. 4, the gel hardness properties, phase transition temperature T LC- In the vicinity of I , the storage elastic modulus G ′ is increased to a value of 10 5 Pa or more, and the storage elastic modulus (gel hardness) is further increased as the temperature decreases.

(vii−1)したがって、当該ゲル材料をなす高分子/液晶複合ゲル材料1、2においては、等方相の中の高分子相分離領域で、各微粒子における高分子同士の絡み合いによってネットワーク状構造体の強度を向上させ、いままで以上に貯蔵弾性率を高めることができる(従来は10Pa程度:特許文献1参照)。このため、当該ゲル材料を液晶相とすることにより、その液晶相の下での貯蔵弾性率をも加えることができ、これに伴い、弾性変形特性を著しく高めることができる。これにより、液晶相の下で当該ゲル材料を使用することにより、自律的な復元を著しく高めることができる。 (vii-1) Therefore, in the polymer / liquid crystal composite gel materials 1 and 2 constituting the gel material, in the polymer phase separation region in the isotropic phase, the network structure is formed by the entanglement of the polymers in each fine particle. The strength of the body can be improved and the storage elastic modulus can be increased more than before (conventionally about 10 2 Pa: refer to Patent Document 1). For this reason, by making the said gel material into a liquid crystal phase, the storage elastic modulus under the liquid crystal phase can be added, and an elastic deformation characteristic can be remarkably improved accordingly. Thereby, autonomous restoration can be remarkably enhanced by using the gel material under the liquid crystal phase.

(vii−2)また、当該ゲル材料の利用(加工)に際して、等方相の中の高分子相分離領域のうち、高分子相溶領域の隣接領域(温度の高い側)を曲げ加工等の加工工程に取り込めば、その領域で当該ゲル材料が比較的軟質なゲル状態になることになり、当該ゲル材料の加工を容易に行うことができる。そしてその加工終了後においては、放置(自然冷却)するだけで、当該ゲル材料は、液晶相へと変化する過程において、高分子相分離領域の温度の高い側から低い側に移行して前述の優れた機能を確保することになる。このため、当該ゲル材料を利用する製品の製造工程において、当該ゲル材料における温度変化に伴う貯蔵弾性率(動的粘弾性特性)を有効に利用できる。   (vii-2) Further, when the gel material is used (processed), among the polymer phase separation regions in the isotropic phase, the region adjacent to the polymer compatible region (the higher temperature side) is bent. If it takes in in a process, the said gel material will be in a comparatively soft gel state in the area | region, and the said gel material can be processed easily. After the processing is completed, the gel material is simply left (naturally cooled), and the gel material moves from the high temperature side to the low temperature side in the polymer phase separation region in the process of changing to the liquid crystal phase. Excellent functionality will be ensured. For this reason, in the manufacturing process of the product using the said gel material, the storage elastic modulus (dynamic viscoelastic characteristic) accompanying the temperature change in the said gel material can be utilized effectively.

(2−2)高分子が化学的に修飾された微粒子の濃度変化に伴う動的粘弾性特性
(i)当該ゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)においては、高分子が化学的に修飾された微粒子の濃度が上記動的粘弾性特性に大きく貢献している。
図5は、当該ゲル材料の具体例をなす高分子/液晶複合ゲル材料2(高分子の分子量120000)における微粒子濃度を変えて、微粒子濃度と動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)との関係を、液晶相(25℃)、等方相(90℃)の下でそれぞれ調べたものである。このとき、動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)は、歪み制御型動的粘弾性測定装置を用いて測定し、その装置にはTA−インスツルメンツ製ARES−RFを用いた。そして、直径25mmの平行円板にゲルサンプルを挟み、ずり歪み0.1%、周波数1Hzにおける測定により、貯蔵弾性率(G’、◆、●)及び損失弾性率(G’’、◇、○)を見積もった。
(2-2) Dynamic viscoelastic properties associated with changes in the concentration of fine particles with chemically modified polymers
(i) In the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2), the concentration of fine particles in which the polymer is chemically modified greatly contributes to the dynamic viscoelastic properties.
FIG. 5 shows the concentration of fine particles and dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) by changing the concentration of fine particles in polymer / liquid crystal composite gel material 2 (polymer molecular weight: 120,000) as a specific example of the gel material. Are investigated under the liquid crystal phase (25 ° C.) and the isotropic phase (90 ° C.), respectively. At this time, the dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) was measured using a strain control type dynamic viscoelasticity measuring apparatus, and ARES-RF manufactured by TA Instruments was used as the apparatus. Then, a gel sample is sandwiched between parallel discs having a diameter of 25 mm, and the storage elastic modulus (G ′, ◆, ●) and the loss elastic modulus (G ″, ◇, ○) are measured by measuring at a shear strain of 0.1% and a frequency of 1 Hz. ) Was estimated.

(ii)図5によれば、液晶相、等方相(ガラス転移温度Tg以下)のいずれにおいても、微粒子濃度5wt%から貯蔵弾性率が実質的に上昇し始めた。これは、微粒子濃度5wt%未満では、各微粒子における高分子同士の絡み合いに基づいてゲルが形成されにくい一方、微粒子濃度5wt%以上からは各微粒子における高分子同士の絡み合いに基づいてゲルが形成され始めるためと考えられる。   (ii) According to FIG. 5, in both the liquid crystal phase and the isotropic phase (glass transition temperature Tg or less), the storage elastic modulus began to substantially increase from the fine particle concentration of 5 wt%. This is because, when the fine particle concentration is less than 5 wt%, a gel is hardly formed based on the entanglement between the polymers in each fine particle, whereas from the fine particle concentration of 5 wt% or more, the gel is formed based on the entanglement between the polymers in each fine particle. Considered to get you started.

(iii)また、図5によれば、等方相(90℃)においては、微粒子濃度の増加に伴い貯蔵弾性率が増加するのに対して、液晶相(25℃)においては、微粒子濃度の増加に伴い貯蔵弾性率が増加するものの、微粒子濃度が15wt%を超えると、貯蔵弾性率が飽和値に至り、微粒子濃度が20wt%となったときには、微粒子濃度15wt%と同程度の貯蔵弾性率となった。しかし、これは、等方相における貯蔵弾性率との比較から、装置の測定限界を超えたものと考えられ、液晶相においては、微粒子濃度が20wt%のときには、10Paオーダー以上の貯蔵弾性率が期待できるものと予想される。このため、微粒子の濃度の上限については、光応答性液晶材料中に微粒子を分散できる限り、特に制限はないと考えられる。
(iv)したがって、光応答性液晶材料中において微粒子を均等に分散させて高分子同士の絡み合いを円滑に行わせて、当該ゲル材料を確実にゲルとする観点から、高分子が化学的に修飾された微粒子の濃度を光応答性液晶材料に対して5wt%以上とすることが好ましい。
(iii) Further, according to FIG. 5, in the isotropic phase (90 ° C.), the storage elastic modulus increases as the fine particle concentration increases, whereas in the liquid crystal phase (25 ° C.), the fine particle concentration Although the storage elastic modulus increases with the increase, when the fine particle concentration exceeds 15 wt%, the storage elastic modulus reaches a saturation value, and when the fine particle concentration reaches 20 wt%, the storage elastic modulus is about the same as the fine particle concentration of 15 wt%. It became. However, this is considered to exceed the measurement limit of the device from the comparison with the storage elastic modulus in the isotropic phase. In the liquid crystal phase, the storage elasticity of the order of 10 6 Pa or more when the fine particle concentration is 20 wt%. The rate is expected to be expected. For this reason, the upper limit of the concentration of the fine particles is not particularly limited as long as the fine particles can be dispersed in the photoresponsive liquid crystal material.
(iv) Therefore, the polymer is chemically modified from the viewpoint of uniformly dispersing the fine particles in the photoresponsive liquid crystal material to smoothly entangle the polymers and ensuring that the gel material is a gel. The concentration of the fine particles is preferably 5 wt% or more with respect to the photoresponsive liquid crystal material.

(2−3)高分子の分子量変化に伴う動的粘弾性特性
(i)当該ゲル材料(高分子/液晶複合ゲル材料2)においては、高分子の分子量が上記動的粘弾性特性に大きく貢献している。
図6は、当該ゲル材料の具体例をなす高分子/液晶複合ゲル材料(微粒子濃度10wt%)2における高分子の分子量(ゲル浸透クロマトグラフィーに基づくポリスチレン換算下の値)を変えて、高分子の分子量と動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)との関係を、液晶相、等方相(高分子のガラス転移温度Tg以下)の下でそれぞれ調べたものである。このとき、動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)は、回転型動的粘弾性測定装置を用いて測定した。装置にはTA−インスツルメンツ製ARES−RFを用い、直径25mmの平行円板にゲルサンプルを挟み、ずり歪み0.1%、周波数1Hzにおける測定により、貯蔵弾性率(G’、◆、●)及び損失弾性率(G’’、◇、○)を見積もった。
(ii)この図6によれば、液晶相、等方相のいずれにおいても、高分子の分子量が40000に至って初めて、貯蔵弾性率(ゲル硬質性)が飽和値となり、その値に至る前においては、貯蔵弾性率は、高分子の分子量の増加に伴い大きく増加するものであった。これは、高分子の分子量が40000未満では、各微粒子における高分子同士が絡み合いにくくゲルが形成されにくい一方、高分子の分子量が40000以上となると、高分子同士の絡み合いが効果的なものとなり始め、それにより、ゲルが安定して形成されるためと考えられる。
(iii)したがって、ゲルの安定化を図る観点から、高分子の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーに基づくポリスチレン換算の下で、40000以上とすることが好ましい。
(2-3) Dynamic viscoelastic properties associated with changes in molecular weight of polymers
(i) In the gel material (polymer / liquid crystal composite gel material 2), the molecular weight of the polymer greatly contributes to the dynamic viscoelastic properties.
FIG. 6 shows a polymer / liquid crystal composite gel material (fine particle concentration: 10 wt%) 2 that is a specific example of the gel material by changing the molecular weight of the polymer (value under polystyrene conversion based on gel permeation chromatography). The relationship between the molecular weight and the dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) was investigated under a liquid crystal phase and an isotropic phase (below the glass transition temperature Tg of the polymer). At this time, dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) was measured using a rotary dynamic viscoelasticity measuring apparatus. TA-instruments ARES-RF is used as a device, a gel sample is sandwiched between parallel disks with a diameter of 25 mm, and a storage elastic modulus (G ′, ◆, ●) and a shear strain of 0.1% are measured at a frequency of 1 Hz. Loss elastic modulus (G '', ◇, ○) was estimated.
(ii) According to FIG. 6, in both the liquid crystal phase and the isotropic phase, the storage elastic modulus (gel rigidity) is not saturated until the molecular weight of the polymer reaches 40000, and before reaching that value. The storage elastic modulus greatly increased as the molecular weight of the polymer increased. This is because, when the molecular weight of the polymer is less than 40,000, the polymers in each fine particle are not easily entangled with each other and a gel is not easily formed. On the other hand, when the molecular weight of the polymer is 40000 or more, This is considered to be because the gel is stably formed.
(iii) Therefore, from the viewpoint of stabilizing the gel, the molecular weight of the polymer is preferably 40,000 or more in terms of polystyrene based on gel permeation chromatography.

(2−4)ゲル材料の光学特性
当該ゲル材料は、液晶相と等方相との間での相転移に基づき、光の透過率を変化させる特性を有している。
図7は、高分子/液晶複合ゲル材料2を用いて、温度変化に伴う光学特性を調べたものである。この図7によれば、25℃では白濁した不透明状態となり、ネマチック相−等方相転移温度53℃を上回る温度55℃、85℃では透明状態となった。これは、上記高分子/液晶複合ゲル材料2を構成する混合液晶ZLI-1083が、25℃では液晶相であるために光を散乱し、ネマチック相−等方相転移温度(53℃)を上回る温度55℃、85℃では混合液晶ZLI-1083が等方相へと転移したために光を散乱しなくなったためと考えられる。
(2-4) Optical properties of gel material The gel material has a property of changing light transmittance based on a phase transition between a liquid crystal phase and an isotropic phase.
FIG. 7 is a graph showing optical characteristics associated with a temperature change using the polymer / liquid crystal composite gel material 2. According to FIG. 7, it became a cloudy and opaque state at 25 ° C., and became transparent at 55 ° C. and 85 ° C. above the nematic phase-isotropic phase transition temperature of 53 ° C. This is because the mixed liquid crystal ZLI-1083 constituting the polymer / liquid crystal composite gel material 2 is in a liquid crystal phase at 25 ° C. and thus scatters light and exceeds the nematic phase-isotropic phase transition temperature (53 ° C.). This is probably because the mixed liquid crystal ZLI-1083 did not scatter light at temperatures of 55 ° C. and 85 ° C. due to the transition to the isotropic phase.

(2−5)第1の形態の濃度変化(光応答性材料濃度変化)に伴う相転移温度TLC−I特性及び相分離−相溶転移温度(以下、転移温度TIG−ISという)特性
(i)当該ゲル材料は、自律的な復元を著しく高めるだけでなく、硬質ゲル状態を維持しつつ光学特性のみを変化させる特性を有している。
図8は、高分子/液晶複合ゲル材料1(高分子の分子量248000)における光応答性材料の濃度(mol%)と相転移温度TLC−Iとの関係を示している。この高分子/液晶複合ゲル材料1においては、光応答性材料が第2の形態であるときには(光非照射或いは第2の照射光の照射により光応答性材料が第2の形態(トランス体)に100%光異性化している状態:プロット○の特性線参照)、その第2の形態をなす光応答性材料の濃度の状態にかかわらず、初期相転移温度TLC−I(光応答性材料が含有されていない状態の相転移温度TLC−I:35℃)とほぼ同じ値(相転移温度TLC−I)が維持される(特性線f0−1をもって示す)。一方、光応答性材料が第1の照射光により第1の形態(シス体)に光異性化されたときには(第1の照射光の照射により光応答性材料が第1の形態(シス体)に100%光異性化している状態:プロット●の特性線参照)、その第1の形態をなす光応答性材料の濃度の増加に伴い、前記初期相転移温度TLC−I(35℃)から徐々に低下する傾向を示す(特性線f1−1をもって示す)。
(2-5) Phase transition temperature TLC-I characteristics and phase separation - phase solution transition temperature (hereinafter referred to as transition temperature TIG-IS ) characteristics associated with concentration change (photoresponsive material concentration change) of the first form
(i) The gel material not only significantly enhances autonomous restoration, but also has a property of changing only optical properties while maintaining a hard gel state.
FIG. 8 shows the relationship between the concentration (mol%) of the photoresponsive material and the phase transition temperature TLC -I in the polymer / liquid crystal composite gel material 1 (polymer molecular weight 248000). In this polymer / liquid crystal composite gel material 1, when the photoresponsive material is in the second form (the photoresponsive material is in the second form (trans form) by non-irradiation or irradiation with the second irradiation light). The initial phase transition temperature T LC-I (photo - responsive material) regardless of the concentration state of the photo-responsive material forming the second form thereof Is substantially the same value (phase transition temperature T LC-I ) as the phase transition temperature T LC-I in a state in which no is contained (indicated by the characteristic line f0-1). On the other hand, when the photoresponsive material is photoisomerized to the first form (cis body) by the first irradiation light (the photoresponsive material becomes the first form (cis body) by the irradiation of the first irradiation light). 100% photoisomerized state (see the characteristic line in the plot ●), and from the initial phase transition temperature T LC-I (35 ° C.) as the concentration of the photoresponsive material forming the first form increases. It shows a tendency to gradually decrease (indicated by characteristic line f1-1).

(ii)また、図8には、高分子/液晶複合ゲル材料1における光応答性材料の濃度(mol%)と転移温度TIG−ISとの関係も示されている。転移温度TIG−ISは、等方相における前述の高分子相分離領域と高分子相溶領域との境界温度を示すものであるが、この高分子/液晶複合ゲル材料1においては、光応答性材料が第2の形態であるときには(光非照射或いは第2の照射光の照射により光応答性材料が第2の形態(トランス体)に100%光異性化している状態:プロット□の特性線参照)、転移温度TIG−ISは、第2の形態をなす光応答性材料の濃度が所定濃度になるまではその転移温度TIG−ISの初期温度とほぼ同じ温度に維持され、その所定濃度を超えると、転移温度TIG−ISは徐々に上昇に転ずる(特性線f0−2をもって示す)。一方、光応答性材料が第1の照射光により第1の形態(シス体)に光異性化されたときには(第1の照射光の照射により光応答性材料が第1の形態(シス体)に100%光異性化している状態:プロット■の特性線参照)、その第1の形態をなす光応答性材料の濃度の増加に伴い、転移温度TIG−ISは、その初期温度から徐々に低下する傾向を示す(特性線f1−2をもって示す)。 (ii) FIG. 8 also shows the relationship between the concentration (mol%) of the photoresponsive material in the polymer / liquid crystal composite gel material 1 and the transition temperature TIG-IS . The transition temperature T IG-IS indicates the boundary temperature between the aforementioned polymer phase separation region and the polymer compatibility region in the isotropic phase. In this polymer / liquid crystal composite gel material 1, the optical response When the light-sensitive material is in the second form (the state in which the photoresponsive material is 100% photoisomerized to the second form (trans form) by non-light irradiation or irradiation of the second irradiation light: characteristics of plot □ The transition temperature T IG-IS is maintained at substantially the same temperature as the initial temperature of the transition temperature T IG-IS until the concentration of the photoresponsive material forming the second form reaches a predetermined concentration. When the concentration exceeds the predetermined concentration, the transition temperature TIG -IS gradually starts to increase (indicated by the characteristic line f0-2). On the other hand, when the photoresponsive material is photoisomerized to the first form (cis body) by the first irradiation light (the photoresponsive material becomes the first form (cis body) by the irradiation of the first irradiation light). 100% photoisomerized state (refer to the characteristic line of the plot ■), the transition temperature TIG-IS gradually increases from its initial temperature as the concentration of the photoresponsive material forming the first form increases. It shows a tendency to decrease (indicated by characteristic line f1-2).

(iii-1)このため、特性線f0−1の下方領域が、光非照射時(第1の照射光の非照射時)における光応答性液晶材料の液晶相の領域であり、特性線f1−1の上方領域が、第1の照射光の照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の等方相の領域であることから、図9に示すように、特性線f0−1の下方領域であって且つ特性線f1−1の上方領域の両方が属する領域(ハッチ部分参照)A1は、光非照射時における光応答性液晶材料の液晶相の領域であって且つ光非照射状態から光照射に伴って状態変化する該光応答性液晶材料の等方相の領域となる。このため、高分子/液晶複合ゲル材料1が領域A1に属する場合(図9中、ポイントM1をもって存在位置例を示す。)においては、光非照射時には、高分子/液晶複合ゲル材料1は、光応答性液晶材料が液晶相の状態となって不透明状態となり、その高分子/液晶複合ゲル材料1に対して第1の照射光が照射されたときには、その高分子/液晶複合ゲル材料1は、光応答性液晶材料が等方相の状態となって透明状態となる。   (iii-1) Therefore, the region below the characteristic line f0-1 is the region of the liquid crystal phase of the photoresponsive liquid crystal material when no light is irradiated (when the first irradiation light is not irradiated), and the characteristic line f1 −1 is an isotropic phase region of the photoresponsive liquid crystal material that changes state with the irradiation of the first irradiation light, and therefore, below the characteristic line f0-1 as shown in FIG. A region A1 to which both the region above the characteristic line f1-1 belongs (see hatched portion) A1 is a region of the liquid crystal phase of the photoresponsive liquid crystal material at the time of non-light irradiation, and from the light non-irradiation state This is an isotropic phase region of the photoresponsive liquid crystal material whose state changes with light irradiation. For this reason, in the case where the polymer / liquid crystal composite gel material 1 belongs to the region A1 (in FIG. 9, an example of an existing position is indicated by a point M1), the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is not irradiated with light. When the photoresponsive liquid crystal material is in a liquid crystal phase and becomes opaque, and the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is irradiated with the first irradiation light, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 The photoresponsive liquid crystal material becomes isotropic and becomes transparent.

(iii-2)また、特性線f0−2の下方領域が、光非照射時における光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域であり、特性線f1−2の下方領域が、第1の照射光の照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域であることから、図10に示すように、特性線f0−2の下方領域であって且つ特性線f1−2の下方領域の両方が属する領域(ハッチ部分参照)A2は、光非照射時における光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域であって且つ光非照射状態から光照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域となる。このため、高分子/液晶複合ゲル材料1が領域A2に属する場合(図10中、ポイントM2をもって存在位置例を示す。)においては、光非照射時には、高分子/液晶複合ゲル材料1は、そのとき(光非照射時)における等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域に属して硬質ゲル状態となる。そして、その高分子/液晶複合ゲル材料1に対して第1の照射光が照射されたときには、そのとき(第1の照射光の照射時)における等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域に属して硬質ゲル状態となる。   (iii-2) The region below the characteristic line f0-2 is a region extending from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase in the isotropic phase of the photoresponsive liquid crystal material when no light is irradiated. The lower region of f1-2 is a region extending from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase in the isotropic phase of the photoresponsive liquid crystal material that changes state with the irradiation of the first irradiation light. As shown in FIG. 10, the region (see the hatched portion) A2 that belongs to the region below the characteristic line f0-2 and to which both the region below the characteristic line f1-2 belongs is a region of the photoresponsive liquid crystal material when no light is irradiated. Polymer phase separation in the isotropic phase of a photoresponsive liquid crystal material that is in the region from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase in the isotropic phase and changes state from the non-irradiated state to the light irradiation The region extends from the region to the liquid crystal phase. For this reason, in the case where the polymer / liquid crystal composite gel material 1 belongs to the region A2 (in FIG. 10, an example of an existing position is indicated by a point M2), the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is At that time (when no light is irradiated), it belongs to the region from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase in the isotropic phase and becomes a hard gel state. When the first irradiation light is irradiated to the polymer / liquid crystal composite gel material 1, the polymer phase separation region in the isotropic phase at that time (at the time of irradiation with the first irradiation light) is used. It belongs to the region over the liquid crystal phase and becomes a hard gel state.

(iii-3)以上の領域A1(図9参照)、領域A2(図10参照)の内容から、領域A1と領域A2との重複領域A3は、図11に示すように、光非照射時における光応答性液晶材料の液晶相の領域であって且つ光非照射状態から光照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の等方相の領域であり、しかも、光非照射時における光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域であって且つ光非照射状態から光照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の等方相の中の高分子相分離領域から液晶相にかけての領域となる。このため、高分子/液晶複合ゲル材料1が領域A3に属する場合(図11中、ポイントM3をもって存在位置例を示す。)においては、光非照射時(通常使用時)には、高分子/液晶複合ゲル材料1は、その光応答性液晶材料が液晶相に維持されて、硬質ゲル状態の下で不透明状態となる。そして、その高分子/液晶複合ゲル材料1に対して第1の照射光が照射されたときには、そのとき(第1の照射光の照射時)における等方相の中の高分子相分離領域に高分子/液晶複合ゲル材料1が属することになり、高分子/液晶複合ゲル材料1は、硬質ゲル状態の下で透明状態となる。この後、高分子/液晶複合ゲル材料1に対して第2の照射光を照射すれば、光応答性液晶材料が光非照射時の液晶相に相転移することになり、高分子/液晶複合ゲル材料1は元の硬質ゲル状態の下での不透明状態に戻る。
(iii-4)したがって、高分子/液晶複合ゲル材料1においては、硬質ゲル状態を維持しつつ光透過率を調整することができる。
(iii-3) From the above contents of the area A1 (see FIG. 9) and the area A2 (see FIG. 10), the overlapping area A3 of the area A1 and the area A2 is as shown in FIG. It is the region of the liquid crystal phase of the photoresponsive liquid crystal material and is the region of the isotropic phase of the photoresponsive liquid crystal material that changes its state from light non-irradiation state with light irradiation. In the isotropic phase of the photoresponsive liquid crystal material, which is a region from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase in the isotropic phase of the liquid crystalline liquid crystal material and changes its state with the light irradiation from the non-light-irradiated state The region extends from the polymer phase separation region to the liquid crystal phase. For this reason, in the case where the polymer / liquid crystal composite gel material 1 belongs to the region A3 (in FIG. 11, an example of an existing position is indicated by the point M3), the polymer / In the liquid crystal composite gel material 1, the photoresponsive liquid crystal material is maintained in a liquid crystal phase, and becomes an opaque state under a hard gel state. When the first irradiation light is irradiated to the polymer / liquid crystal composite gel material 1, the polymer phase separation region in the isotropic phase at that time (at the time of irradiation with the first irradiation light) The polymer / liquid crystal composite gel material 1 belongs, and the polymer / liquid crystal composite gel material 1 becomes transparent under a hard gel state. After that, when the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is irradiated with the second irradiation light, the photoresponsive liquid crystal material is phase-shifted to the liquid crystal phase when no light is irradiated, and the polymer / liquid crystal composite is obtained. The gel material 1 returns to the opaque state under the original hard gel state.
(iii-4) Therefore, in the polymer / liquid crystal composite gel material 1, the light transmittance can be adjusted while maintaining the hard gel state.

(iv)上記の場合、高分子/液晶複合ゲル材料1の存在領域は、上記領域A3のうちでも、図11に示すように、第1の照射光の照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の液晶相に近接した領域A3−1(特性線f1−1に近似した領域)とすることが好ましい。
等方相の下では、温度変化に伴う貯蔵弾性率変化は、温度の低下に伴い貯蔵弾性率が上昇する特性を有し、等方相においては、相転移温度TLC−Iに近接した領域が最も大きな貯蔵弾性率を示すことになっており(図3、図4参照)、光非照射状態から第1の照射光照射によって等方相に相転移したとしても、その貯蔵弾性率が液晶相における大きな貯蔵弾性率から低下することを極力、抑えることができるからである。これにより、光照射により液晶相と等方相との間で相転移させて光変調を行うとしても、等方相における貯蔵弾性率が液晶相における貯蔵弾性率に対して極力、低下しないようにすることができ、ゲル硬質性をあまり変化させずに光学特性のみを変化させることができることになる。
(iv) In the above case, the region where the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is present is, as shown in FIG. 11, the photoresponsiveness that changes its state with the irradiation of the first irradiation light. A region A3-1 (region approximate to the characteristic line f1-1) close to the liquid crystal phase of the liquid crystal material is preferable.
Under the isotropic phase, the change in storage elastic modulus due to temperature change has the property that the storage elastic modulus increases as the temperature decreases, and in the isotropic phase, a region close to the phase transition temperature TLC-I. Shows the largest storage elastic modulus (see FIGS. 3 and 4), and even if the phase transition from the non-irradiation state to the isotropic phase by the first irradiation light irradiation, the storage elastic modulus is liquid crystal It is because it can suppress as much as possible that it falls from the big storage elastic modulus in a phase. As a result, even when light modulation is performed by phase transition between the liquid crystal phase and the isotropic phase by light irradiation, the storage elastic modulus in the isotropic phase is not reduced as much as possible with respect to the storage elastic modulus in the liquid crystal phase. Thus, only the optical properties can be changed without significantly changing the gel hardness.

(v)高分子/液晶複合ゲル材料1は、その使用温度と光応答性材料濃度(第1の形態(シス体)への変換可能濃度)との調整により、上記領域A3(好ましくはA3−1)に属されている。
具体的には、特性線f1−1、f1−2が、光応答性材料濃度が増大するに伴い相転移温度TLC−I、転移温度TIG−ISが低下する傾向にあり、その特性線f1−1、f1−2の傾向と、光非照射時の相転移温度TLC−I(特性線f0−1)以下の温度とすること、を考慮して、高分子/液晶複合ゲル材料1の使用温度と光応答性材料濃度とが決定されている。
例えば、高分子/液晶複合ゲル材料1の使用温度が25℃の場合には、光応答性材料の濃度(具体的にはシス体濃度)が4mol%では、特性線f1−1の下方に位置して領域A3(好ましくはA3−1)内に属させることができないが(図11中、ポイントP1参照)、同じ温度の下でも光応答性材料の濃度が5mol%以上とすれば、上記領域A3(A3−1)内に高分子/液晶複合ゲル材料1を属させることができることになる(図11中、ポイントP2参照)。
また、高分子/液晶複合ゲル材料1の使用温度を25℃から22℃程度に低下させたい場合には、上記のように光応答性材料の濃度が5mol%では不足し、6mol%以上にしなければならない(図11中、ポイントP3参照)。
(v) The polymer / liquid crystal composite gel material 1 has the above-mentioned region A3 (preferably A3−) by adjusting the use temperature and the photoresponsive material concentration (concentration that can be converted into the first form (cis body)). Belongs to 1).
Specifically, characteristic lines f1-1, f1-2 is responsive material concentration accompanying phase transition temperature increases T LC-I, there is a tendency that the transition temperature T IG-IS decreases, the characteristic line Considering the tendency of f1-1 and f1-2, and the temperature not higher than the phase transition temperature T LC-I (characteristic line f0-1) at the time of no light irradiation, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 Operating temperature and photoresponsive material concentration are determined.
For example, when the use temperature of the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is 25 ° C., the concentration of the photoresponsive material (specifically, the cis-body concentration) is 4 mol%, the position is below the characteristic line f1-1. Although it cannot belong to the region A3 (preferably A3-1) (see the point P1 in FIG. 11), if the concentration of the photoresponsive material is 5 mol% or more even at the same temperature, the above region The polymer / liquid crystal composite gel material 1 can belong to A3 (A3-1) (see point P2 in FIG. 11).
Further, when it is desired to lower the use temperature of the polymer / liquid crystal composite gel material 1 from about 25 ° C. to about 22 ° C., the concentration of the photoresponsive material is insufficient if it is 5 mol% as described above, and must be 6 mol% or more. (Refer to point P3 in FIG. 11).

(vi)高分子/液晶複合ゲル材料1は、上述のような特性だけでなく、加温により、損傷(破断等)部分を再生できる特性をも有している。
高分子/液晶複合ゲル材料1は、第1の照射光照射によって等方相の中の高分子相分離領域に属することになっており、その高分子相分離領域の隣接領域には、ゾル状態をなす高分子相溶領域が生じることになっている(図11中、特性線f1−2を基準として上下領域参照)。このため、高分子/液晶複合ゲル材料1に破断等の損傷が生じた場合には、その高分子/液晶複合ゲル材料1を第1の照射光照射によって等方相の中の高分子相分離領域に属させ、その損傷部分に対してわずかな加温を行ってその高分子/液晶複合ゲル材料1をさらに高分子相溶領域に移行させれば、その損傷部分は、ゾルとなって修復されることになる。この修復後、その修復部分を放置すれば、その修復部分は、温度が低下して等方相の中の高分子相分離領域に属することになり、硬質ゲルに戻る。このため、高分子/液晶複合ゲル材料1においては、硬質ゲル状態の下で光透過率を調整することができるだけでなく、部材の表面が損傷(破断等)したときには、その高分子/液晶複合ゲル材料1の損傷部分を再生することができる。
(vi) The polymer / liquid crystal composite gel material 1 has not only the above-described characteristics, but also a characteristic capable of regenerating a damaged (ruptured) portion by heating.
The polymer / liquid crystal composite gel material 1 belongs to the polymer phase separation region in the isotropic phase by the first irradiation light irradiation, and the adjacent region of the polymer phase separation region has a sol state. (Refer to the upper and lower regions with reference to the characteristic line f1-2 in FIG. 11). For this reason, when damage such as breakage occurs in the polymer / liquid crystal composite gel material 1, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is separated into a polymer phase in the isotropic phase by the first irradiation light irradiation. The damaged portion becomes a sol if it belongs to the region and the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is further transferred to the polymer compatible region by slightly heating the damaged portion. Will be. If the repaired part is left after the repair, the repaired part will fall in the polymer phase separation region in the isotropic phase due to a decrease in temperature and return to the hard gel. For this reason, in the polymer / liquid crystal composite gel material 1, not only can the light transmittance be adjusted in a hard gel state, but also when the surface of the member is damaged (breakage, etc.), the polymer / liquid crystal composite The damaged part of the gel material 1 can be regenerated.

図11において、前述の領域A3に属するポイントP2の高分子/液晶複合ゲル材料1を例にとって説明すれば、その高分子/液晶複合ゲル材料1に第1の照射光を照射すれば、その高分子/液晶複合ゲル材料1は等方相の中の高分子相分離領域に属することになり、その後、その高分子/液晶複合ゲル材料1を4〜5℃程度加温すれば、等方相の中のその高分子相溶領域に属することになる(ポイントP4参照)。これにより、損傷部分はゾルとなり、上述の通り修復されることになる。
上記具体例においては、理解し易くするために、高分子/液晶複合ゲル材料1を先ず光照射により等方相の中の高分子相分離領域に属するようにし、その後、その高分子/液晶複合ゲル材料1を加温により等方相の中の高分子相溶領域に属するようにしたが、勿論これとは逆に、高分子/液晶複合ゲル材料1を先ず加温し、その後、光照射により等方相の中の高分子相溶領域に属するようにしてもよい。
In FIG. 11, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 at the point P2 belonging to the region A3 will be described as an example. If the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is irradiated with the first irradiation light, the high The molecule / liquid crystal composite gel material 1 belongs to the polymer phase separation region in the isotropic phase. After that, if the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is heated at about 4 to 5 ° C., the isotropic phase is obtained. It belongs to the polymer compatible region in (see point P4). Thereby, the damaged portion becomes sol and is repaired as described above.
In the above specific example, for ease of understanding, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is first made to belong to the polymer phase separation region in the isotropic phase by light irradiation, and then the polymer / liquid crystal composite. Although the gel material 1 belongs to the polymer compatible region in the isotropic phase by heating, of course, on the contrary, the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is first heated and then irradiated with light. May belong to the polymer compatible region in the isotropic phase.

(2−5)ゲル材料の力学応答ゾル−ゲル転移特性
前記高分子/液晶複合ゲル材料2は、図12に示す高速な力学応答ゾル−ゲル転移特性を有している。このとき、動的粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率)は歪み制御型動的粘弾性測定装置を用いて測定し、その装置にはTA−インスツルメンツ製ARES−RFを用いた。そして、直径25mmの平行円板にゲルサンプルを挟み、ずり歪み0.1%、周波数1Hzにおいて測定した。
図12によれば、高分子/液晶複合ゲル材料1に加えた力学的歪み(Strain、■)が0.1%のときは、貯蔵弾性率(G’、◆)が損失弾性率(G’’、○)よりも大きくなり、高分子/液晶複合ゲル材料2は弾性体(ゲル)となったが、高分子/液晶複合ゲル材料1に加えた力学的歪み(Strain、■)が100%のときは、損失弾性率(G’’、○)が貯蔵弾性率(G’、◆)よりも大きくなり、高分子/液晶複合ゲル材料1は、粘性体(ゾル)となって液体に近い状態となった。
(2-5) Mechanically Responsive Sol-Gel Transition Characteristics of Gel Material The polymer / liquid crystal composite gel material 2 has a high-speed mechanical response sol-gel transition characteristic shown in FIG. At this time, dynamic viscoelasticity (storage elastic modulus, loss elastic modulus) was measured using a strain control type dynamic viscoelasticity measuring apparatus, and ARES-RF manufactured by TA Instruments was used for the apparatus. And the gel sample was pinched | interposed into the parallel disk of diameter 25mm, and it measured in shear distortion 0.1% and frequency 1Hz.
According to FIG. 12, when the mechanical strain (Strain, ■) applied to the polymer / liquid crystal composite gel material 1 is 0.1%, the storage elastic modulus (G ′, ◆) is the loss elastic modulus (G ′. The polymer / liquid crystal composite gel material 2 became an elastic body (gel), but the mechanical strain (Strain, ■) applied to the polymer / liquid crystal composite gel material 1 was 100%. In this case, the loss elastic modulus (G ″, ○) becomes larger than the storage elastic modulus (G ′, ◆), and the polymer / liquid crystal composite gel material 1 becomes a viscous body (sol) and is close to a liquid. It became a state.

3.当該ゲル材料を、基材表面に被覆される被覆材又は基材自体として用いることができる。
基材表面に被覆される被覆材又は基材自体として当該ゲル材料を用いれば、その基材に、前述の自律的な復元機能を持たせることができる。
また、当該ゲル材料を、透明な基材に被覆材として被覆し、或いは基材自体として用いた場合には、第1、第2の照射光(紫外光、可視光)を照射することにより、それらの基材の光透過率を変化させることができるばかりか、その光透過率の調整において、被覆材又は基材(当該ゲル材料により形成)の高いゲル硬質性(貯蔵弾性率)が変化することを抑制できる。
さらに、当該ゲル材料を被覆材として基材に被覆する場合には、当該ゲル材料における力学応答ゾル−ゲル転移特性を利用できることになり(図12参照)、基材への被覆材の被覆に際して、外力を付与することによりゾル状態として、その被覆作業性を向上させることができる。勿論この場合、ゾル状態の被覆材から外力を取り除けば、被覆材は早い応答性をもってゲル状態に復帰する。
さらにまた、当該ゲル材料を用いて基材自体を形成する場合には、等方相における高分子相分離領域のうち、高分子相溶領域に隣接する領域(高い温度側)において生じる軟質ゲル状態を曲げ加工等の製造工程に有効に利用できる。
3. The gel material can be used as a coating material to be coated on the substrate surface or the substrate itself.
If the gel material is used as a covering material to be coated on the surface of the base material or the base material itself, the base material can have the above-described autonomous restoration function.
In addition, when the gel material is coated on a transparent base material as a coating material or used as the base material itself, by irradiating the first and second irradiation light (ultraviolet light, visible light), Not only can the light transmittance of these base materials be changed, but also in the adjustment of the light transmittance, the high gel rigidity (storage elastic modulus) of the coating material or the base material (formed by the gel material) changes. This can be suppressed.
Furthermore, when the base material is coated with the gel material as a coating material, the mechanically responsive sol-gel transition characteristics of the gel material can be used (see FIG. 12). By applying an external force, the coating workability can be improved in a sol state. Of course, in this case, if the external force is removed from the coating material in the sol state, the coating material returns to the gel state with quick response.
Furthermore, when the base material itself is formed using the gel material, a soft gel state generated in a region (high temperature side) adjacent to the polymer compatible region in the polymer phase separation region in the isotropic phase. Can be used effectively in manufacturing processes such as bending.

4.上記内容をさらに裏付けるべく実施例を示す。
(1)自律的な復元実験
前述の高分子/液晶複合ゲル材料1(微粒子濃度10wt%)の0.4gを型枠に入れ、120℃のホットプレートで加熱後室温まで冷却し、ゲル状態とした。ゲル状態にある高分子/液晶複合ゲル材料2を型枠からシャーレに取り出し、その高分子/液晶複合ゲル材料1に30Nの力で圧縮を加えた。この圧縮試験においては、日本電産シンポ社製デジタルフォースゲージFGP−50に60°山形の計測アダプタを取り付け、それをもってゲル表面を所定の力で圧縮した。
この結果を示したものが、図13に示す写真図である。図13からも明らかなように、圧縮の直後は変形が見られたが、徐々に変形は回復し、1時間後には変形は完全に元の状態に戻った。
4). Examples are provided to further support the above contents.
(1) Autonomous restoration experiment 0.4 g of the aforementioned polymer / liquid crystal composite gel material 1 (fine particle concentration: 10 wt%) is put in a mold, heated on a hot plate at 120 ° C., cooled to room temperature, did. The polymer / liquid crystal composite gel material 2 in a gel state was taken out from the mold into a petri dish, and the polymer / liquid crystal composite gel material 1 was compressed with a force of 30 N. In this compression test, a 60 ° angle measuring adapter was attached to a digital force gauge FGP-50 manufactured by Nidec Simpo, and the gel surface was compressed with a predetermined force.
This result is shown in the photograph shown in FIG. As apparent from FIG. 13, the deformation was observed immediately after the compression, but the deformation gradually recovered, and after 1 hour, the deformation completely returned to the original state.

(2)ゲル材料における光応答変化に伴う光学試験及び動的粘弾性試験
前記高分子/液晶複合ゲル材料1に紫外光(波長365nm、光強度10mW/cm)を10分間照射すると、図14に示すように、紫外光照射前は不透明であった高分子/液晶複合ゲル材料1が、透明へと変化した。この結果は、紫外光照射に基づく、光応答性液晶材料に含まれる光応答性化合物(4−ブチル−4’−メトキシアゾベンゼン)の光異性化反応により、光応答性液晶材料の相構造が液晶相から等方相(等方相のうちでも、変化した相転移温度TLC−Iに近い温度領域)へ変化したためと考えられる。
一方、前述の高分子/液晶複合ゲル材料1における光応答変化に伴う動的粘弾性特性について調べたところ、紫外光(波長365nm、光強度10mW/cm)を照射する前の高分子/液晶複合ゲル材料1の貯蔵弾性率は3.7×10Paであったのに対し、高分子/液晶複合ゲル材料1に紫外光を照射すると、その高分子/液晶複合ゲル材料1の貯蔵弾性率は3.0×10Paとなり、実験誤差の程度しか変化しなかった。
これらの結果から、高分子/液晶複合ゲル材料1に関し、紫外光照射により、貯蔵弾性率をほぼ維持したまま光学特性のみを変化させることが確認できた。
(2) Optical test and dynamic viscoelasticity test associated with changes in light response in gel materials
When the polymer / liquid crystal composite gel material 1 was irradiated with ultraviolet light (wavelength 365 nm, light intensity 10 mW / cm 2 ) for 10 minutes, as shown in FIG. 14, the polymer / liquid crystal composite that was opaque before ultraviolet light irradiation was used. Gel material 1 changed to transparent. This result shows that the phase structure of the photoresponsive liquid crystal material is liquid crystal due to the photoisomerization reaction of the photoresponsive compound (4-butyl-4′-methoxyazobenzene) contained in the photoresponsive liquid crystal material based on ultraviolet light irradiation. This is probably because the phase has changed to an isotropic phase (a temperature region close to the changed phase transition temperature TLC-I among the isotropic phases).
On the other hand, when the dynamic viscoelastic characteristics accompanying the photoresponse change in the polymer / liquid crystal composite gel material 1 described above were examined, the polymer / liquid crystal before irradiation with ultraviolet light (wavelength 365 nm, light intensity 10 mW / cm 2 ). The storage elastic modulus of the composite gel material 1 was 3.7 × 10 4 Pa, but when the polymer / liquid crystal composite gel material 1 was irradiated with ultraviolet light, the storage elasticity of the polymer / liquid crystal composite gel material 1 was The rate was 3.0 × 10 4 Pa, which only changed the degree of experimental error.
From these results, it was confirmed that only the optical properties of the polymer / liquid crystal composite gel material 1 were changed by ultraviolet light irradiation while maintaining the storage elastic modulus substantially.

光照射および自律的な復元機能を発揮する被覆材又は基材として、種々の最終製品(家電・車等)の表面を構成することにより、製品寿命を延ばすことができる。また、ゲル硬質性を維持したまま、光学特性の変調が可能であるので、取り付けたままで患部の治癒状況を確認できる患部保護材(ギブス)等の医療用部材や、記録材料、スクリーン等の表示部材としても利用できる。さらに、ゲルが高弾性であるため、衝撃吸収材としても利用できる。   By forming the surface of various final products (home appliances, cars, etc.) as a covering material or base material that exhibits light irradiation and an autonomous restoration function, the product life can be extended. In addition, since the optical properties can be modulated while maintaining the gel rigidity, medical members such as a diseased part protective material (gibbs) that can be confirmed with the attached part, and display of recording materials, screens, etc. It can also be used as a member. Furthermore, since the gel is highly elastic, it can be used as a shock absorber.

LC−I 光応答性液晶材料における液晶相−等方相の相転移温度
A1 領域
A2 領域
A3 領域
A3−1 好ましい領域(領域A3のうち、第1の照射光の照射に伴って状態変化する光応答性液晶材料の液晶相に近接した領域)
Phase transition temperature of liquid crystal phase-isotropic phase in TLC -I photoresponsive liquid crystal material A1 region A2 region A3 region A3-1 Preferred region (of region A3, the state changes with irradiation of the first irradiation light Area close to the liquid crystal phase of photoresponsive liquid crystal material)

Claims (8)

光照射により光異性化する光応答性液晶材料と、表面に分子量40000以上の高分子がグラフトした高分子修飾微粒子とを含有する自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材であって、
前記光応答性液晶材料として、前記光透過率調整材に光照射することによって光異性化し、前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも上から前記使用温度よりも下に変化することにより液晶相から等方相へ相転移を生じるか、又は前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも下から前記使用温度よりも上に変化することにより等方相から液晶相へ相転移を生じるものが用いられ、
前記高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものが用いられ、
前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるように調整されていて、前記使用温度では前記光応答性液晶材料に対して前記高分子修飾微粒子が相分離状態となっている、
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材。
A light transmittance adjusting material having an autonomous resilience improving function, comprising a photoresponsive liquid crystal material that is photoisomerized by light irradiation and a polymer-modified fine particle having a surface grafted with a polymer having a molecular weight of 40000 or more. ,
The photoresponsive liquid crystal material is photoisomerized by irradiating the light transmittance adjusting material with light, and the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the use temperature of the light transmittance adjusting material. A phase transition from a liquid crystal phase to an isotropic phase by changing from above to below the use temperature, or a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the light transmittance. Those that cause a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase by changing from below the use temperature to above the use temperature is used,
As the polymer, in any of the post before the light irradiation and the light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - from isotropic phase transition temperature The higher one is used,
The phase separation-phase transition temperature is adjusted to be higher than the use temperature of the light transmittance adjusting material both before and after light irradiation, and at the use temperature, the photoresponse The polymer-modified fine particles are in a phase-separated state with respect to the conductive liquid crystal material ,
A light transmittance adjusting material having a function of improving the self-restoration characteristic.
前記高分子修飾微粒子が、前記光応答性液晶材料に対して5wt%以上含有されている、
ことを特徴とする請求項1記載の自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材。
The polymer-modified fine particles are contained in an amount of 5 wt% or more with respect to the photoresponsive liquid crystal material .
The light transmittance adjusting material having an autonomous restoring property improving function according to claim 1 .
前記光応答性液晶材料が、液晶材料と、光照射によって光異性化することにより前記液晶材料を液晶相から等方相へ、または等方相から液晶相へ相転移させる光応答性材料との混合物である、
ことを特徴とする請求項1記載の自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材。
The photoresponsive liquid crystal material is a liquid crystal material and a photoresponsive material that undergoes photoisomerization by light irradiation to cause the liquid crystal material to transition from a liquid crystal phase to an isotropic phase or from an isotropic phase to a liquid crystal phase. A mixture,
The light transmittance adjusting material having an autonomous restoring property improving function according to claim 1 .
前記光透過率調整材をある一定温度で使用する場合において、
前記光透過率調整材の使用温度が、光照射前の前記相分離−相溶転移温度よりも前記液晶相−等方相相転移温度に近い温度となるように、前記光応答性材料の濃度が調整されている、
ことを特徴とする請求項3記載の自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材。
In the case of using the light transmittance adjusting material at a certain temperature,
The concentration of the photoresponsive material so that the use temperature of the light transmittance adjusting material is closer to the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature than the phase separation-phase transition temperature before light irradiation. Has been adjusted,
The light transmittance adjusting material having an autonomous restoring property improving function according to claim 3 .
基材表面に被覆される被覆材又は基材自体として用いられる、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材。
Used as a coating material to be coated on the surface of the substrate or the substrate itself,
The light transmittance adjusting material which has the autonomous restoring property improvement function of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned .
光照射により光異性化する光応答性液晶材料と、表面に分子量40000以上の高分子がグラフトした高分子修飾微粒子とを混合して混合物を生成する自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の製造方法であって、
前記光応答性液晶材料として、前記光透過率調整材に光照射することによって光異性化し、前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも上から前記使用温度よりも下に変化することにより液晶相から等方相へ相転移を生じるか、又は前記光透過率調整材の液晶相−等方相相転移温度が前記光透過率調整材の使用温度よりも下から前記使用温度よりも上に変化することにより等方相から液晶相へ相転移を生じるものを用い、
前記高分子として、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記高分子修飾微粒子前記光応答性液晶材料に対する相分離−相溶転移温度が、前記液晶相−等方相相転移温度よりも高くなるものを用い、
前記混合物として、前記相分離−相溶転移温度が、光照射前及び光照射後のいずれにおいても、前記光透過率調整材の使用温度よりも高温となるものを用いる、
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の製造方法。
Light transmittance having a function of improving the self-recoverability by mixing a photoresponsive liquid crystal material that is photoisomerized by light irradiation and polymer-modified fine particles grafted with a polymer having a molecular weight of 40000 or more on the surface. A method for manufacturing the adjusting material,
The photoresponsive liquid crystal material is photoisomerized by irradiating the light transmittance adjusting material with light, and the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the use temperature of the light transmittance adjusting material. A phase transition from a liquid crystal phase to an isotropic phase by changing from above to below the use temperature, or a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the light transmittance adjusting material is the light transmittance. Using what causes a phase transition from the isotropic phase to the liquid crystal phase by changing from below the use temperature of the adjustment material to above the use temperature,
As the polymer, in any of the post before the light irradiation and the light irradiation also, phase separation relative to the photo-responsive liquid crystal material of the polymer modified fine particles - compatible transition temperature, the crystal phase - from isotropic phase transition temperature Use a higher one,
As the mixture, the phase separation-phase transition temperature is higher than the use temperature of the light transmittance adjusting material both before and after light irradiation ,
A method for producing a light transmittance adjusting material having a function of improving the self-restoring property characterized by the above.
請求項1に記載された光透過率調整材を用いて部材を構成し、
前記部材の光透過率を高めるときには、前記部材に光照射して前記部材における光応答性液晶材料を等方相に相転移させ、
前記部材の光透過率を低下させるときには、前記部材光照射して前記部材における光応答性液晶材料を液晶相に相転移させる、
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の使用方法。
A member is configured using the light transmittance adjusting material according to claim 1 ,
When increasing the light transmittance of the member, the member is irradiated with light to cause the photoresponsive liquid crystal material in the member to phase change to an isotropic phase,
When reducing the light transmittance of the member , the member is irradiated with light to cause the photoresponsive liquid crystal material in the member to undergo a phase transition to a liquid crystal phase.
A method of using a light transmittance adjusting material having an autonomous restoration improving function characterized by this .
請求項1に記載された光透過率調整材を用いて構成された部材の表面が損傷したときに、前記部材の損傷部分に対して光照射と加温とを行って、前記光応答性液晶材料を等方相に転移させ、且つ前記高分子修飾微粒子が前記光応答性液晶材料に対して相溶状態となるようにして、前記部材の損傷部分を修復する、
ことを特徴とする自律的復元性向上機能を兼ね備えた光透過率調整材の修復方法。
When the surface of the member that is configured using an optical transmittance adjusting material of claim 1 is damaged by performing light irradiation and heating Metropolitan to damage portions of the member, the photo-responsive liquid crystal The material is transferred to an isotropic phase, and the polymer-modified fine particles are in a compatible state with the photoresponsive liquid crystal material to repair a damaged portion of the member.
A method for repairing a light transmittance adjusting material having a function of improving the self-restoring property characterized by this.
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