JPH08231252A

JPH08231252A - 封止積層体

Info

Publication number: JPH08231252A
Application number: JP19894294A
Authority: JP
Inventors: Haruo Watanabe; 晴男渡辺
Original assignee: AFFINITY KK
Current assignee: AFFINITY KK
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】［目的］易蒸発性溶媒をもつ混合液の積層体から溶媒
蒸発を防止して溶媒蒸発による気泡の発生と濃度変化に
よるむらの発生を防ぐ封止積層体を提供することであ
る。［構成］積層体の外周部の第１封止と第２封止の間に
混合液の溶媒の飽和蒸気および／または液体をもつ層を
設けてなる封止積層体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】易蒸発性の溶媒を溶媒とする混合
液を少なくとも一部が透明な基板で積層した積層体を長
期安定して使用するにあたり、溶媒が封止部より透過し
て蒸発して、積層体の内部に気泡が発生し欠陥となる。
この欠陥は、透明基板を使用し混合液の可逆変化を利用
する窓、表示装置等の視覚機能を利用する場合あっては
ならないものである。本発明は、この欠陥を本質的に解
決し、使用条件が苛酷な建築物、車両等の窓に十分に耐
久性をもって利用しうるようにした。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械的な方法に代えて機能性材料
を積層した複合ガラスを利用して物理化学的に光線を可
逆的に制御する方法が提案されている。例えば、ホトク
ロミックガラス、エレクトロミックガラス、電界で可変
する液晶ガラス、サーモクロミックガラス等がある。

【０００３】そこで本発明者らは、例えば、サーモクロ
ミックガラスに注目した。特に易蒸発性の溶媒（例え
ば、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコール
等）を溶媒とする混合液であるサーモクロミック材料を
少なくとも一部が透明な基板で積層してなる積層体の外
周部を封止して溶媒の蒸発を防止する必要がある。これ
は、溶媒蒸発による気泡の発生と濃度変化によるむらの
発生を防ぐために非常に重要である。なお、この混合液
であるサーモクロミック材料の例としては、水と線状ホ
モ多糖類誘導体と両親媒性分子からなるサーモクロミッ
ク混合液、線状ホモ多糖類誘導体からなるライオトロピ
ック型のコレステリック液晶、ビニル系水溶性高分子の
水溶液、水をもつ多成分組成のゲル体等がある。本発明
は、混合液の溶媒蒸発を防止する積層体の封止構造にあ
るので、これらサーモクロミック混合液の詳しい説明は
ここでは省略する。なお、これらの混合液の厚みは、
０．０１から２ｍｍ程度である。

【０００４】従来、混合液の溶媒蒸発を防止する積層体
の封止構造は、図２、図３のように外部と遮断するため
に積層された基板の外周部に封止構造を設けた。図２、
図３は、従来例の断面図であって、１は基板、２は混合
液、３は封止剤、４はスペーサー、５は枠である。この
封止構造は、高温、高湿度等の外部環境や内部の混合液
による攻撃に耐えるように封止剤の選択、二重封止、枠
等に関し広く工夫検討されてきた。しかし、易蒸発性の
溶媒の蒸発を確実にかつ簡便に防止できえなった。た
だ、ガラス等にも接着する無機封止法があるが、これは
封止形成後に注入孔より低分子液晶を注入してなる数セ
ンチ角程度の小型液晶表示板等なら密封封止ができる。
しかし、水および／または易蒸発性の有機溶媒をもつ混
合液を積層してなる１ｍ以上の大型積層体を同様な方法
で密封封止することは封止部のクラック等の問題から非
常に困難であり、かつ高温にさらす必要もあり実用しう
るものでなかた。また、前記した混合液は、低分子液晶
と異なり非常に高粘度であるために基板間に積層後に封
止するのが合理的であり有機系封止剤を使用する必要が
ある。この有機系封止剤は、易蒸発性の溶媒の蒸発を密
封しきることができず、特に高い温度にさらされる建築
物、車両等の窓に使用されると溶媒蒸発による気泡の発
生と濃度変化によるむらの発生がみられることが問題で
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、基板間にある易蒸発性の溶媒をもつ混合液の溶媒蒸
発を確実に防止して気泡の発生と濃度変化によるむらの
発生をみない簡便な封止積層体を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決するためになされたものであり、易蒸発性の溶媒
をもつ混合液を少なくとも一部が透明な基板で積層した
積層体を封止してなる封止積層体において、積層体の外
周を第１封止しさらに前記溶媒の飽和蒸気および／また
は液体をもつ層を設けて第２封止してなる封止積層体を
提供するものである。

【０００７】易蒸発性の溶媒をもつ混合液の積層体は、
前記したように完全な無機封止（これは気体分子の透過
をも防止する）以外には溶媒蒸発を完全に防止する構造
がない。しかし、この無機封止は、従来技術の項で説明
したように高粘度な混合液を基板間に積層後に使用する
ことは非常に高い温度処理を必要とすることにより利用
できない。また、１ｍ角以上の大面積積層体の製造は非
常に困難であり実用的でない。

【０００８】そこで、本発明者は、溶媒の蒸発とは環境
場が飽和でなく気液平衡が成立してないために液体が気
化する現象であることに着目して、有機系封止剤で２段
封止することでこの本質的な問題を解決しえた。すなわ
ち、第１封止の外側に第２封止を設けて飽和蒸気の環境
場を作り、積層された混合液と気液平衡を常に成立させ
ておくこと方法である。例えば、図１は、本発明の実施
例の断面図であり、１は基板、２は混合液、３は封止
剤、４はスペーサー、６は溶媒の飽和蒸気および／また
は液体である。このように、溶媒の存在により常に第１
封止に飽和蒸気の環境場をあたえられることにより気液
平衡がえられ混合液から溶媒の蒸発を防止できる。第１
封止と第２封止の間に入れる溶媒量は、第２封止からの
蒸発量を考慮すればよく容易に計算できわずかな量で１
０年以上の長期間にわたり飽和蒸気の環境場を維持しう
る。当然、この第２封止も溶媒透過を小さくする封止剤
を使用することは好ましい。なお、水は物理化学特性、
非発火性、無毒性、経済性等から溶媒として非常に重要
であり、また前記した混合液も水を主溶媒としており、
以下とくにことわりがない限り溶媒を水または水をもつ
混合溶媒とする。よって、水と水蒸気に関して主に説明
していくがこれに限定されない。また、本発明に使用す
る飽和蒸気とは、一般的に定義された意味でなくほぼ飽
和でも実用可能でありその意味で用いている。また、溶
媒の液体が存在すれば温度の高低に関係なく飽和状態に
保てる。

【０００９】ようするに、本発明は、第１封止と第２封
止の間に水を保持させて常に飽和水蒸気状態の環境場を
作ることにより混合液の水蒸発を防止し、かつ第２封止
から水蒸気が外部に透過蒸発すると同量の水蒸気が第１
封止と第２封止の間にある水から供給され常に飽和水蒸
気状態の環境場が維持されて混合液からの水の蒸発を防
止しうる。このように第１封止と第２封止の間に水を常
に保持するようにすればよく、この水を保持させる方法
は、特に限定されるものではなく広く利用できる。例え
ば、第２封止までした積層体に注入孔から水を第１封止
と第２封止の間に注入する方法、水を内包してもつチュ
ーブを設ける方法、保水材（例えば、高吸水性高分子、
ガラス繊維、マイクロカプセル体、綿状繊維、スポンジ
等）に水を含水させて設ける方法、積層体の低部に水溜
めに水を設けて飽和水蒸気状態をうる方法等がある。ま
お、保水材をチューブ内に入れて第１封止と第２封止の
間に設けてもよい。また、水に添加剤をいれて氷結防
止、浸透圧調整等をして使用してもよい。保水材は、水
を保水すれば特に限定されることなく広く使用できる。
なかでも高吸水性高分子（例えば、日本触媒社のアクア
リック等）を使用すると吸収倍率が約５００倍をもえら
れ多量の水を準個体状態で第１封止と第２封止の間に置
けるので易生産性と耐久性を非常に向上させえた。当然
であるが、保水材の有無に関係なく第１封止と第２封止
の間に注入孔より水をいれて封孔する方法も第２封止の
形成時に水が無いために封止形成に有効である。また、
この注入孔より水を入れる方法は、実使用中に定期的に
水を追加して補給するようにして使用することもでき非
常に便利である。さらに、特にアトリュウム等のように
大規模に使用される場合、天然の雨水を導入するように
しておくとメンテナンスがフリーになる利点もある。

【００１０】さらに、封止剤の水分透過の特性に関して
のべる。通常広くガラスに使用されている封止剤の特性
は、２０℃、５ｍｍ厚、８５％差の相対湿度の条件でポ
リイソブチレン系：約０．０５ｇ／平方メートル・日、
ポリサルファイド系：約１ｇ／平方メートル・日、ポリ
ウレタン系：約５ｇ／平方メートル・日、シリコーン
系：約１５ｇ／平方メートル・日程度の透過である。こ
のように、第２封止厚を５ｍｍとするとポリイソブチレ
ン系は、１ｍ角の積層体で１０年当り約４ｇであり、ポ
リサルファイド系は約８０ｇである。さらに、ポリイソ
ブチレン系を使用すれば、５０年でも約２０ｇである。
なお、シリコーン系は透水性が高く通常は目止め、固定
等の用途に使用される。この上記した程度の水量は、第
１封止と第２封止の空間に容易に収められ特に計算する
までもなく分かる。また、その他にエポキシ系、アクリ
ル系の樹脂等も本発明の封止剤に有用である。特にテー
プの粘着剤には、耐水粘着性のアクリル系樹脂がよい。
特に図示しないが、当然、断熱複層ガラス等で従来から
おこなわれているように、これらの材料を耐透水性、接
着性、耐水性等を考慮して必要に応じて多重的に組合せ
て封止してもよい。

【００１１】つぎに、本発明の封止積層体の実施例の断
面図である図１、図４、図５、図６、図７、図８、図
９、図１０を説明する。１は基板、２は混合液、３は封
止剤、４はスペーサー、５は枠、６は溶媒の飽和水蒸気
および／または水、７はチューブである。図４は、すで
に説明した図１を少しかえて基板面を利用して水を内包
するチューブ７を介して枠５を設けて封止剤３で固定し
た。チューブ７に保水材を内部にもたせてもよく、破損
時の水の飛散防止や組立と封止作業を容易にかつ確実に
する効果がある。保水材への含水は、組立前でも組立後
に水を注入してもよくどちらでもよい。図５は、混合液
２を基板１で積層した積層体を封止剤３を介して枠５を
当てさらに封止剤３で封止した。なお、必要におうじて
チューブ７を設けてもよい。また特に区別して図示して
いないが、この２ヶ所の封止剤３の種類をかえて使用し
てもよく、特に第２封止は従来の断熱複層ガラスと同様
に透水性を小さくするとよい。図６は、従来型の図３に
枠５を使用して第２封止とした。当然であるが、この２
ヶ所の枠５の種類をかえて使用してもよい。例えば、内
側にある積層体に直接とめた枠５は、耐水性のある粘着
剤（例えば、アクリル系粘着剤等）をもつテープ（例え
ば、アルミテープ等）で基板の外周を巻き、第２封止と
する外枠は、アルミ、ステンレス、塩化ビニル樹脂等の
通常のフレーム材からなる枠を使用するとよい。図７
は、チューブ７を積層体の端辺部に設けたものである。
この構造は、チューブ７が辺部でよいので全体の厚みを
薄くまとめることができる。図８、図９は、さらに全体
をまためた実施例である。図８は、基板１の辺部をカッ
トしチューブ７を設けて封止剤３と枠５を介して積層体
にしたものである。図９は、第１封止を基板の内部に設
けて辺部の第２封止との間に保水材（例えば、高吸水性
高分子の薄シート等）を置き含水させると容易に保水で
きかつ第２封止作業を確実にできる効果がある。当然で
あるが、仮封止を介して第２封止をしてもよい。図１０
は、図７をさらに簡便にしたものであり、チューブ７の
壁を封止剤３を介して第１封止の効果をも持たせてあ
り、かつ水はチューブ内にあるため第２封止を能率よく
確実に封止接着ができる。第１封止に使用する封止剤
は、耐水性のある粘着剤、粘着剤をもつ両面テープ、室
温硬化する接着剤等があり、この封止剤を介してチュー
ブを接着してから透水性の小さい封止剤（例えば、エポ
キシ樹脂、ポリイソブチレンゴム等）を介して第２封止
するとよい。また、特に図示しないが異サイズ基板の使
用、基板をずらして積層する方法等による基板周辺部の
段差空間を利用して、同様な工夫をすることも本発明に
含まれる。

【００１２】なお、第２封止とする外枠５の各端部にコ
ーナーキャップを被せるとより確実に第２封止ができ、
水の蒸発を防止できる。また、チューブ７は、形状（例
えば、角柱、円柱等）は特に限定されることなく、内部
が空洞で周囲に水分を放出できればよく、例えば、コ字
型のチューブ、スリットをもつチューブ、微小穴をもつ
チューブ、水分子を膜透過するフィルムかなるチュー
ブ、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを塗布したシート
からなるチューブ等がある。このチューブ７に保水材
（例えば、高吸水性高分子、マイクロカプセル体、綿状
繊維、スポンジ等）を持たせると水が液体状態でなく破
損時に水が飛び散ることがなく非常に有効である。さら
に重要なことは、垂直、水平等の角度に依存することな
く各辺に均等にかつ独立に水を保持させることができ
る。これは、使用時のみならず製造を各辺毎に独立に第
２封止ができ、飽和水蒸気が外周全体に連続させる必要
がなく易生産性と耐久性を非常に向上させることができ
た。。また、上基板と下基板のサイズが異なる積層体
（例えば、積層の内側に発熱層をもつ下基板を端子処理
のために向かい合う２辺部を大きく出した積層体等）で
も第２封止の枠５、コーナーキャップ等を少し変更すれ
ば対応でき特に説明するまでもない。また、特に図示し
て説明するまでもなく、第１封止した単板をマトリック
ス状に多数枚配置しても、飽和水蒸気および／または水
６をもつ層を第１封止と第２封止の間に設けることによ
り、混合液２からの水の蒸発を防止しうる。さらに、第
２封止の枠５に建材用のサッシ、自動車用のフレーム等
を使用してもよく、このようなユニット化した封止積層
体も本発明に含まれる。

【００１３】基板１は、ガラス、セラミックス、金属等
の無機材料があり、特にガラスは、合わされていたり、
複層されていたり、強化処理されていたり、紫外線吸収
処理（例えば、ゾル−ゲル法で塗布されたガラス、ハロ
ゲンカ化銅を微粒子分散させたホウ珪酸ガラス等）され
ていたり、発熱透明導電層処理されていたりしてもよ
い。さらに、光ー熱変換機能をもつ基板１として、単板
で日射吸収率の高いものとして例えば、鉄、ニッケル、
コバルト等の金属を加え着色した熱線吸収板ガラス、金
属酸化物の膜をコーティングしたり、金属膜をスパッタ
リングコートした熱線反射ガラス（反射のみならず吸収
も高い）等がある。セラミックス、金属（例えば、コバ
ール、ステンレス、銅、アルミ等）等の不透明板を片側
の基板１に使用してもよい。また、ポリカーボネイト、
ポリアクリル等の樹脂板も使用できる。これらの基板１
を積層して少なくとも一部が透明で内部の混合液２を視
認できる積層体であればよい。

【００１４】

【発明の効果】易蒸発性の溶媒を溶媒とする混合液であ
るサーモクロミック材料等を少なくとも一部が透明な基
板で積層した積層体の外周部を封止して溶媒の蒸発を防
止する必要がある。これは、溶媒蒸発による気泡の発生
と濃度変化によるむらの発生を防ぐために非常に重要で
ある。そこで、本発明は溶媒の飽和蒸気および／または
液体をもつ層を第１封止と第２封止の間に設けることに
より、混合液からの溶媒の蒸発を防止した。その結果、
建築物、車両、広告装置等の使用条件の苛酷な環境場で
も１０年以上の長期間の使用を可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である第１封止と第２封止の間に溶媒の
飽和蒸気および／または液体をもつ層をもつ積層体の実
施例である。

【図２】比較のための従来の積層体である。

【図３】比較のための従来の積層体である。

【図４】本発明の積層体の実施例である。

【図５】本発明の積層体の実施例である。

【図６】本発明の積層体の実施例である。

【図７】本発明の積層体の実施例である。

【図８】本発明の積層体の実施例である。

【図９】本発明の積層体の実施例である。

【符号の説明】

１基板２混合液３封止剤４スペーサー５枠６溶媒の飽和蒸気および／または液体７チューブ

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】比較のための従来の積層体である。

【図３】比較のための従来の積層体である。

【図４】本発明の積層体の実施例である。

【図５】本発明の積層体の実施例である。

【図６】本発明の積層体の実施例である。

【図７】本発明の積層体の実施例である。

【図８】本発明の積層体の実施例である。

【図９】本発明の積層体の実施例である。

【図１０】本発明の積層体の実施例である。

【符号の説明】１基板２混合液３封止剤４スペーサー５枠６溶媒の飽和蒸気および／または液体７チューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】易蒸発性の溶媒をもつ混合液を少なくと
も一部が透明な基板で積層した積層体を封止してなる封
止積層体において、積層体の外周部の第１封止と第２封
止の間に前記溶媒の飽和蒸気および／または液体をもつ
層を設けてなる封止積層体。
【請求項２】溶媒に少なくとも水をもつサーモクロミ
ック材料であること特徴とする特許請求の範囲第１項の
封止積層体。
【請求項３】第１封止と第２封止の間に溶媒をもつチ
ューブを設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項および第２項の封止積層体。
【請求項４】第１封止と第２封止の間に溶媒をもつ保
持材を設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、第２項または第３項の封止積層体。
【請求項５】保持材が保水材であることを特徴とする
特許請求の範囲第４項の封止積層体。