KR20030012452A

KR20030012452A - 열 감응 고분자로 구성되는 필름을 채택한 광 조절구조물과 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20030012452A
Application number: KR1020010046473A
Authority: KR
Inventors: 손창민
Original assignee: 손창민
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-12

Abstract

본 발명은 수분 흡착성 고분자 매트릭스 또는 흡수성 고분자 매트릭스 내에 분포된 열 감응 고분자 물질들을 갖는 수분 흡착성 고분자 매트릭스 또는 흡수성 고분자 매트릭스로 이루어진 광 조절 구조물용 필름과, 그 필름으로 이루어진 광 조절 구조물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 광 조절 구조물용 필름과, 그 필름으로 이루어진 광 조절 구조물은 강제적인 외부에너지의 공급없이 단지 주변온도의 상승과 하강에 따라 자동적으로 광 투과율을 조절할 수 있고, 저렴한 비용으로 소형 면적부터 대형 면적까지 손쉽게 제조할 수 있다. 또한 본 발명의 광 조절 구조물용 필름과, 그 필름으로 이루어진 광 조절 구조물은 건물의 창, 수송기관의 창, 자동차 백미러, 자동차 선루프, 유리 문, 온실, 칸막이, 샤워부스(shower stall), 욕조칸막이(bath tub enclosure), 햇빛 가리개(sun shade), 커튼, 각종 블라인드, 롤스크린, 장난감, 광고수단, 모자와 같은 패션 및 액세서리, 병, 컵, 접시, 전등용 갓 등과 같은 광 조절과 미적 디자인 및 에너지 절약 등 다양한 용도에 적용될 수 있다.

Description

열 감응 고분자로 구성되는 필름을 채택한 광 조절 구조물과 그의 제조방법{Light control structure employing a film comprising a heat sensitive polymer, and preparation thereof}

본 발명은 광 조절 구조물과 관련된 것으로 더 언급하자면 광 조절 구조물에서 온도 변화에 따라 광 투과율을 조절하기 위해 수분 흡착성 고분자 매트릭스 또는 흡수성 고분자 매트릭스 필름 내에 열 감응 고분자 물질을 분포(distributed)시키는 것에 관한 것이다.

종래의 광 조절 매체는 전기적 신호 또는 빛의 정도에 감응한다. 그러한 광 조절 수단의 한 예로는 입사광의 레벨이 증가함에 따라 어두워지는 포토크로믹(photochromic) 유리가 있다. 또 다른 광 조절 매체의 예들은 층상 액정(layered liquid crystal), 일렉트로크로믹(electrochromic) 코팅필름이 있으며, 이러한 것들은 전기적으로 조절되며 두개의 전극층과 절연층 또는 편광층과 같은 별도의 여러 부분품을 필요로 한다.

예를 들어, 미국 특허번호 USP 4,190,451(by Corning Glass Works)에서는 입사광의 레벨이 증가하면 어두워지게 됨에 따라 광 조절을 하는 포토크로믹 유리가 있다. 그러나 상기 발명은 효율성과 대면적으로의 제조상 어려움에 기인한 비용상의 문제로 선글라스 이외에는 널리 사용되지 못하였다. 미국특허번호 USP 4,959,247(By Donnelly Corporation)에서는 전기장을 가하면 색을 발색시켜 광 조절을 하는 일렉트로크로믹 코팅이 있다. 그러나 상기 발명은 제조시의 효율성(대면적의 광 조절 시스템 구현을 위해서는 고가의 코팅장비 필요) 및 고가의 원료와 별도의 부분품(2개층의 투명 도전층)이 소요되어 아직까지 크게 상업화 시키지 못하고 프로토 타입 정도가 나오고 있다. 또한 작동시키기 위해서는 전기와 같은 외부 에너지 공급이 필수적이다. 미국특허번호 USP 5,150,223(by Canon Kabushiki Kaisha)에서는 전기장을 가하면 분자단위의 액정이 방향을 변경함으로써 광을 조절하는 층상액정이 있다. 일렉트로크로믹과 마찬가지로 고가의 원료물질(액정)과 별도의 부분품(2개층의 투명도전층, 절연층 및 편광층 등)이 필요하며, 광 조절 시스템 구현을 위해서는 고도의 청정도가 필요하여 이에 따라 대면적 구현을 위해서는 비용이 크게 상승하게 되는 문제점이 있어 작은 면적의 정보기기의 디스플레이에 주로 사용되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 비교적 저렴한 원료물질(조성물)과 필름 제조 공정을 이용하여 소형부터 대형면적까지 비교적 손쉽게 연속적 대량생산을 달성하고 이에 따른 생산비 하락에 따라 비교적 저렴한 광 조절 구조물을 얻기 위함이다. 또한 이렇게 제조된 광 조절 구조물은 상분리가 없는 안정적인 광 조절 필름을 사용함으로써 구조물의 중량을 증가시키지 않으며, 주변온도 상승 시에 가시광선 투과율 감소로 프라이버시 보호 뿐만 아니라 에너지 절감 효과를 얻을 수 있으며, 복층용 광 조절 필름의 경우에는 코팅 필름의 기판에의 접착성으로 접합안전유리와 비슷한 효과를 얻을 수 있으며 다층 구조에 따른 차음 효과도 기대된다.

도 1은 기재의 안쪽에 코팅된 본 발명의 복층용 광 조절 필름, 한 쌍의 기재 및 실란트(및/또는 스페이서)로 구성되는 가장 기본적인 형태의 복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 2는 기재의 안쪽에 코팅된 본 발명의 복층용 광 조절 필름과 한쌍의 기재, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 실란트(및/또는 스페이서), 전선 그리고 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층으로 구성되는 복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 3은 기재의 안쪽에 코팅된 본 발명의 복층용 광 조절 필름과 한쌍의 기재, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 실란트(및/또는 스페이서), 가열 및/또는 냉각수단 보호층, 전선 그리고 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층으로 구성되는 복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 4는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재 및 실란트(및/또는 스페이서)로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 5는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선 및 실란트(및/또는 스페이서)로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 6은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선, 가열 또는 그리고 냉각수단 보호층 및 실란트(및/또는 스페이서)로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 7은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 기재, 접착층, 덮개층 및 실란트로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 8은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재, 접착층, 덮개층, 실란트(및/또는 스페이서) 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층으로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 9는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재, 접착층, 덮개층, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선, 실란트(및/또는 스페이서) 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층으로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 10은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 한 쌍의 기재, 접착층, 덮개층, 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선, 가열 및/또는 냉각수단 보호층, 실란트(및/또는 스페이서) 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층으로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 11은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 내부층, 유연성 기재 및 부분 용융시켜 접착 밀봉시킨 핫멜트 밀봉으로 구성되는 적층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 12는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 내부층, 유연성 기재, 부분 용융시켜 접착 밀봉시킨 핫멜트 밀봉, 한쌍의 기재, 스페이서, 공기 또는 불활성 가스를 위한 공간, 실란트 및 흡습제로 구성되는 적층/복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 13은 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 3장의 기재, 접착층, 덮개층, 실란트(및/또는 스페이서) 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층, 스페이서 및 흡습제로 구성되는 적층/복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 14는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 3장의 기재, 접착층, 덮개층, 실란트(및/또는 스페이서), 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선, 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층, 스페이서, 및 흡습제로 구성되는 적층/복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 15는 본 발명의 적층용 광 조절 필름과, 3장의 기재, 접착층, 덮개층, 실란트(및/또는 스페이서), 가열 및/또는 냉각수단, 전기에너지 공급수단, 전선, 및 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간층, 가열 및/또는 냉각수단 보호층,스페이서, 및 흡습제로 구성되는 적층/복층 광 조절 구조물의 측면 단면도의 일부를 보여주는 것이다.

도 16은 실시예 1에 의한 본 발명의 광 조절 구조물의 온도 변화에 따른 광 투과율의 변화를 보여주는 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 기재 1-1: 유연 기재층

2: 복층용 광 조절 필름

3: 복층용 광 조절 필름 또는 수분 흡착/방출 필름

4: 적층용 광 조절 필름 5: 실란트(및/또는 스페이서)

6: 공기 또는 불활성 가스 또는 용액을 위한 공간

7: 가열 및/또는 냉각수단

8: 가열 및/또는 냉각수단 보호층

9: 접착층 10: 덮개층

11: 내부층 12: 핫멜트 밀봉

13: 스페이서 14: 흡습제

15: 전기 공급수단 16: 전선

열 감응 고분자 물질

본 발명의 필름 내에 분포된 열 감응 고분자 물질은 여러 문헌에 알려진 물질이 될 것이며, 알려진 기술에 따라 처방될 것이다. 여기서 사용된 "열 감응 고분자 물질(heat-sensitive polymeric substance)"이라는 용어는 "수용성 열 감응 고분자 물질(water-soluble, heat-sensitive polymeric substance)"이라는 의미이다.열 감응 고분자 물질은 상온에서 균일하게 용해되어 수용액을 형성하고 온도 상승 시에 반투명 또는 불투명한 상태로 변하는 하나 또는 그 이상의 수용성 열 감응 고분자 물질들로 구성된다. 수용성 열 감응 고분자 물질의 특정 예들은 히드록시 프로필 셀룰로스(hydroxypropyl cellulose), 히드록시 프로필 메틸 셀룰로스(hydroxypropyl methyl cellulose), 폴리 비닐 메틸 에테르(polyvinyl methyl ether) 및 폴리N-이소프로필 아크릴 아미드(polyN-isopropylacrylamide) 및 그 유도체(derivatives)등을 포함한다.

상기의 열 감응 고분자 물질은 임계 용액 온도(critical solution temperature, CST), 즉 수용액에서 온도 상승 시에 투명상태에서 불투명 상태로의 상전이를 행하는 겔화 점(gelling point)를 갖는다는 것은 널리 알려졌다. 이러한 열 감응 고분자 수용액은 임계 용액온도 이상에서 전체 용액의 불투명 상태가 계속되다가 장시간 경과하게 되면, 점차로 투명용액과 불투명 용액으로 분리되는 상분리 현상을 보여준다. 문헌에 따르면, 히드록시 프로필 셀룰로스 수용액은 대략 45℃의 임계 용액 온도를, 히드록시 프로필 메틸 셀룰로스 수용액은 대략 58℃∼90℃의 임계 용액 온도를 갖는다. 그러나 임계 용액 온도는 염화나트륨 또는 황산나트륨과 같은 금속염을 첨가하면 낮아질 수 있다. 게다가, 몇몇 유기용제와 HLB 값이 15.0 이상인 일부 계면활성제들은 온도 변동제(temperature shifting agent)로서 뿐만 아니라, 코팅공정의 개선제로서도 작용하는데, 다음과 같은 메틸알콜, 에틸알콜,sec-부틸알콜, 톨루엔, 시클로헥산, 부틸아세테이트, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1-(2-메톡시프로폭시)-2-프로판올, 2-(2-부톡시 에톡시)에탄올, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노로레이트 및 폴리옥시에틸렌 이소옥틸페닐에테르 등을 포함한다. 메틸알콜, 에틸알콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1-(2-메톡시프로폭시)-2-프로판올, 2-(2-부톡시 에톡시)에탄올, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노로레이트 및 폴리옥시에틸렌 이소옥틸페닐에테르 등은 임계 용액 온도를 상승시키며,sec-부틸알콜, 톨루엔, 시클로헥산, 부틸아세테이트 등은 임계 용액 온도를 낮춘다.

수용성 열 감응 고분자 물질의 평균 분자량은 대략 5,000에서 1,000,000 범위, 바람직하기로는 10,000에서 1,000,000 범위이다. 뿐만 아니라, 열 감응 고분자 물질은 2 또는 그 이상의 평균 분자량 분포의 혼합물이 사용될 수도 있다. 열 감응 고분자 물질은 수분 흡착성 고분자 매트릭스 또는 흡수성 고분자 매트릭스 100 중량부에 대해 대략 0.5에서 450 중량부, 바람직하기로는 1에서 300 중량부로 분포된다.

필름과 그의 제조

수분 흡착성 또는 흡수성 고분자 매트릭스를 위한 고분자 물질은 화학적으로 및/또는 광화학적으로 가교결합 될 수 있는 것들이 선택되며, 하나의 성분은 다른 것들과 호환성이 있는 것들이다. 즉, 다른 성분들에 악영향을 주지 않아야 할 것이다. 더욱이, 수분 흡착성 또는 흡수성 가교 결합된 고분자 매트릭스를 형성하는데 사용되는 가교결합제(cross-linking agent) 또한 호환성이 있어야 하며, 가교결합 될 수 있는 고분자 물질들, 가교결합 된 고분자 매트릭스 및/또는 열 감응 고분자 물질에 악영향을 미치지 않아야 한다. 예를 들어, 만일 열 감응 고분자 물질들이 고분자 매트릭스의 가교결합 반응에 의해 영향을 받아서 온도에 무감각하게 된다면, 그 고분자 매트릭스는 사용할 수 없게 될 것이다. 본 발명자는 고분자 매트릭스로서 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 혼합물을 사용하려 했으나, 가교결합제로 가교결합반응 후에 매트릭스에 분포된 열 감응 고분자 물질은 온도에 무감각하게 되었다.

본 발명에 따라 편리하게 사용될 고분자 예들은 수용성의 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스와 그 염, 히드록시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴산과 그 염 및 폴리아크릴 아미드 중에서 선택되는 1종 이상을 포함한다. 이들 몇몇 고분자들은 자체가 수분 흡착성을 나타내고, 가교결합 반응 없이도 수분 흡착성 고분자 매트릭스로서 사용될 수 있다. 수용성 가교결합 할 수 있는 고분자의 평균 분자량은 대략 5,000에서 1,000,000 범위, 바람직하기로는 10,000에서 1,000,000 범위이다. 뿐만 아니라, 가교결합 할 수 있는 고분자는 2 또는 그 이상의 평균 분자량 분포를 갖는 혼합물로 사용될 수도 있다.

본 발명의 실시에 있어서 요구조건은 고분자 매트릭스는 가교결합 될 수 있으며, 바람직하게는 화학적으로 및/또는 광화학적으로 가교결합 되는 것이다. 고분자의 2 또는 그 이상의 작용기와 반응할 수 있는 어떠한 약품이라도 가교결합제로서 작용하여 고분자를 수분 흡착성 또는 흡수성 고분자 매트릭스로 변환한다. 히드록시기, 카르복시기, 아미드기 같은 반응성 작용기를 갖는 고분자들은 가교결합 되기가 가장 쉽고 또한 수용성인 것들 안에 포함될 것이다. 그리하여 가교결합제가 수용성이면 가장 편리할 것이다.

고분자 물질에 적당한 가교결합제의 예들은 포름알데히드(formaldehyde), 에피클로로히드린(epichlorohydrin), 글리옥살(glyoxal), 글리시딜(glycidyl), 글루타릭디알데히드(glutaric dialdehyde), 글리옥살비스아크릴아미드(glyoxal-bis-acrylamide), 비스아크릴아미드아세트산(bis-acrylamidoacetic acid), 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(ethylene glycol diglycidyl ether),N,N-메틸렌비스아크릴아미드(N,N-methylenebis-acrylamide), 디비닐술폰(divinylsulfone), 중크롬산나트륨(sodium dichromate), 중크롬산 암모늄(ammonium dichromate), 벤지딘 테트라조늄 염화물(benzidine tetrazonium chloride), 3,3'-디메틸벤지딘 테트라조늄 염화물(3,3'-dimethylbenzidine tetrazonium chloride), 4,4'-디아미노디페닐아민 테트라조늄 염화물(4,4'-diaminodiphenylamine tetrazonium chloride), 3,3'-디에틸벤지딘 테트라조늄 황산화물(3,3'-diethylbenzidine tetrazonium sulfate), 디아조디페닐아민의 포르말린 축합물이나 그 이중염(a formalin condensation product of diazodiphenylamine, or a double salt thereof), 4,4'-디아지도스틸벤-2,2'-디술폰산 또는 그 염(4,4'-diazidostilbene-2,2'-disulfonic acid or a salt thereof), 4,4'-디아지도벤잘아세토페논-2-술폰산(4,4'-diazidobenzalacetophenone-2-sulfonic acid), 4,4'-디아지도스틸벤-2-카르복시산 또는 그 염(4,4'-diazidostilbene-2-carboxylic acid or a salt thereof), 4,4'-디아미노스틸벤-2,2'-디술폰산 디소듐염(4,4'-diaminostilbene-2,2'-disulfonic acid disodium salt) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 적층 구조물용 필름을 위해 더욱 바람직하기로는 글리옥살(glyoxal), 글리옥살비스아크릴아미드(glyoxal-bis-acrylamide),N,N-메틸렌비스아크릴아미드(N,N-methylenebis-acrylamide), 중크롬산나트륨(sodium dichromate), 중크롬산 암모늄(ammonium dichromate)중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 가교결합제의 농도는 고분자화 될 수 있는 물질에 대해서 일반적으로 대략 0.1에서 25 몰 퍼센트, 바람직하게는 1에서 10 몰 퍼센트가 된다.

가교결합제는 고분자의 부분 가교결합에 영향을 준다. 가교결합제의 양과 종류는 고분자 매트릭스의 가교결합 속도와 결과로서의 가교결합 된 고분자 매트릭스의 특성을 변화시키기 위해서 다양하게 적당하게 선택되어야 한다. 또한 필요할 경우, 과황산칼륨(potassium persulfate), 과황산나트륨(sodium persulfate), 이황산 나트륨(sodium metabisulfate), 과황산암모늄(ammonium persulfate),tert-부틸 하이드로퍼옥시드(tert-butyl hydroperoxide), 과산화수소(hydrogen peroxide) 및 여러가지 리독스 시스템(various redox system) 등을 촉매로서 선택된 최소한 하나가 사용될 수 있을 것이며, 테트라메틸에틸렌디아민(tetramethyl ethylenediamine)과 같은 반응촉진제(promotor)를 추가할 수도 있다.

본 발명의 필름은 가교결합 할 수 있는 고분자, 가교결합제, 열 감응 고분자, 물을 기본으로 하고, 필요할 경우 유기용제, 계면활성제, 촉매, 반응 촉진제 또는 산화방지제를 혼합하여 준비될 것이다. 요변성(thixotropic)에서 시럽(syrupy) 정도의 점도로 만들어질 조성물은 매우 매끄러운 기판위에 필름으로 코팅되어 경화되고 그에 따라 열 감응성 고분자 물질을 갖는 필름으로 될 수 있다. 적당한 코팅 공정은 냉간압출(cold extrusion), 닥터 블래이드(doctor bladecoating) 또는 커튼 코팅(curtain coating)이 될 것이다. 매끄러운 기재는 유리판, 플라스틱 필름, 은 또는 니켈 또는 크롬 도금 금속판 등이 될 것이다. 광화학적 가교결합 반응의 경화공정을 위해서, 경화되지 않은 코팅 혼합물은 자외선에 노출되어야 하며, 화학적 가교결합 반응을 위한 경화공정을 위해서는 혼합물의 종류, 농도 등의 변수에 따라 상온 및/또는 약 35℃에서 약 170℃까지의 온도범위에서 약 5분에서 24시간동안 건조 또는 열처리 되어야 한다.

뿐만 아니라, 수분 흡착 또는 흡수성 고분자 매트릭스를 임의로 채색하기 위한 색소 또는 내광성을 증진시키기 위한 자외선 흡수제가 첨가될 수도 있을 것이다. 또한, 근적외선 흡수제도 열을 흡수하기 위해서 첨가될 수도 있을 것이다. 색소는 수용성이나 물 분산성이어야 하며, 자외선 흡수제와 적외선 흡수제 또한 수용성이거나 물 분산성이어야 한다. 상기의 첨가물의 양은 고분자 물질에 대해서 약 0.01 에서 2.0 중량부분이 될 것이다.

혼합물에서의 물은 보통의 순수 또는 알코올수가 될 것이다. 게다가 금속염, 유기용제 또는 기타 첨가제 등도 첨가될 수 있을 것이다.

수분 흡착성 고분자 매트릭스로 만들어진 필름은 어느 정도의 수분을 흡착시키면, 상온에서 흡착된 필름의 광 산란이 감소한다. 몇몇 흡수성 가교결합 된 고분자 매트릭스로 만들어진 필름을 순수 또는 알코올수로 수 초에서 수 분 동안 흡수시킨다. 그러면 필름이 팽윤하여 결과적으로 광 산란이 감소한다. 흡수성 가교결합 된 고분자 매트릭스는 액체를 흡수하여 팽윤한 후에도 용해되지 않고 필름의 형태를 유지해야 한다. 흡수성 가교결합 된 고분자 매트릭스를 팽윤시키기 위한 물은보통의 순수 또는 알코올수가 될 것이다. 게다가 금속염, 유기용제 또는 기타의 첨가물을 포함할 수 있을 것이다.

구조물과 그의 제조

본 발명의 복층 광 조절 구조물(paired light control structure)과 적층 광 조절 구조물(laminated light control structure)에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 1부터 도 3은 본 발명의 복층 광 조절 구조물로 기재(substrates) 1의 안쪽 표면에 코팅된 복층용 광 조절 필름(light modulating film) 2가 하나의 셀로 밀봉되며, 기재들 1은 최소한 한 부분이 투명하여 상기의 광 조절 필름 2가 직접 보이게 되며, 1겹 이상의 다층으로 할 수도 있다. 필름 3은 광 조절 필름(light modulating film)이거나 단순한 수분 흡착/방출 필름이 될 수 있다. 필름 3은 광 조절 필름 2로부터의 방출되는 수분을 흡수할 것이다. 필름 3이 없으면, 온도 상승 시에 코팅되지 않은 기판의 표면에 수분이 응축될 것이다. 실란트 5는 필름과 공간 6에 존재하는 수분이 새는 것을 방지하며, 기재들 1의 사이에 또는 외부 가장자리 주변에 적용될 것이다. 실란트 5에 의한 밀봉은 필요에 따라 2 또는 3 단계로 될 것이다. 말그대로, 2번째 밀봉위치는 1번째 밀봉부위의 바깥쪽에 적용되며, 3번째 밀봉위치는 2번째 밀봉위치의 바깥쪽에 적용된다. 실란트 5의 예들은 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), EVA 수지, 에폭시 수지(epoxy resin), 아크릴 수지(acrylic resin), 이소부틸렌(isobutylene), 실리콘(silicon), 우레탄(polyurethan resin), 폴리 설파이드(polysulfide) 또는 기타 상업용 수지 또는 접착제 등이 사용되거나 저온 용융 유리 페이스트인 프릿트(frit)가 사용될수 있다. 이러한 실란트는 열 경화성, 광 경화성 등 각기 다른 특성을 갖는 실란트 등이 있어, 본 발명의 광 조절 구조물의 제조 공정의 필요에 따라 선택되어 사용될 수 있다. 공간 6은 온도 상승 시에 광 조절 필름 2와 필름 3으로부터 방출되는 수분을 저장한다.

본 발명의 광 조절 구조물에 사용되는 기재들 1을 위해 여러 가지 재료들이 사용될 수 있으며, 이들 예들로는 유리, 플라스틱, 세라믹 및 금속을 포함한다. 이들은 복합적으로 사용될 수도 있다. 유리의 예들은 일반 투명 유리, 반투명 유리, 에칭 유리, 채색 유리, 강화 유리, 접합 유리, 망입 유리, 열선 흡수 유리, 열선 반사 유리, 자외선 흡수 유리 및 로이코팅(Low-E coating), ITO(Indium Tin Oxide) 코팅, 불소 도핑 주석코팅(F doped Tin coating), 금코팅(Au coating), 은코팅(silver coating) 및 동코팅(copper coating) 같은 투명코팅 유리 등 제한이 없으며, 플라스틱의 예들로는 아크릴판, 폴리카보네이트판, 폴리에스터 필름, 나이론 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 사란필름(Saran film), 테드라필름(Tedlar film), 에이클라필름(Aclar film), PVDC 코팅필름, AlOx 코팅필름, SiOx 코팅필름 및 다층필름 등이 포함된다.

도 2와 도 3은 도 1과 유사한데, 대응되는 부분들이 비슷하게 고안된다. 이들은 가열 및/또는 냉각수단 7과 보호층 8을 갖는다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 능동수단(active device)으로 열을 임의로 조절함으로써 광 투과율을 조절하기 위함이다. 가열 및/또는 냉각수단 7의 예들은 투명 도전성 코팅(필름), 카본페이스트(carbon paste), 금속페이스트(metal paste), 발열 금속선(exothermicmetal wire) 및 열전반도체(thermoelectric semiconductor)와 같은 열전소자(thermoelectric module)를 포함한다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 복층 광 조절 구조물의 내부 또는 외부에 적용된다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 기재들 1의 전체면에 걸쳐서, 또는 어느 한 부분만에 위치할 수 있다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 AC 또는 DC 전력 공급기인 전기공급 수단 15에 전선 16을 통하여 연결된다. 보호층 8은 가열 및/또는 냉각수단 7의 면적에 위치하여 가열 및/또는 냉각수단 7이 광 조절 필름 2의 구성 화학물질(component chemicals)이나 제조 공정상의 흠집 등으로부터 보호한다.

도 4부터 도 15는 적층 광 조절 구조물로 적층용 광 조절 필름 4가 기재들 1 사이에 적층 되어서 하나의 셀로 밀봉되며, 기재들 1은 최소한 한 부분이 투명하여 상기의 적층용 광 조절 필름 4가 직접 보이게 되며, 1겹 이상의 다층으로 할 수도 있다. 실란트 5는 팽윤된 적층용 광 조절 필름 내에 존재하는 물 또는 알코올수가 증발하여 없어지는 것을 방지하며, 기재들 1의 사이에 또는 외부 가장자리 주변에 적용될 것이다. 실란트 5에 의한 밀봉은 필요에 따라 2 또는 3단계로 될 것이다. 말그대로, 2번째 밀봉위치는 1번째 밀봉 부위의 바깥쪽에 적용되며, 3번째 밀봉위치는 2번째 밀봉위치의 바깥쪽에 적용된다. 실란트 5의 예들은 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), EVA 수지, 에폭시 수지(epoxy resin), 아크릴 수지(acrylic resin), 이소부틸렌(isobutylene), 실리콘(silicon), 우레탄(polyurethan resin), 폴리 설파이드(polysulfide) 또는 기타 상업용 수지 또는 접착제 등이 사용되거나 저온 용융 유리 페이스트인 프릿트(frit)가 사용될수 있다. 이러한 실란트는 열 경화성, 광 경화성 등 각기 다른 특성을 갖는 실란트 등이 있어, 본 발명의 광 조절 구조물의 제조 공정의 필요에 따라 선택되어 사용될 수 있다.

도 5와 도 6은 도 4와 유사한데, 대응되는 부분들이 비슷하게 고안된다. 이들은 가열 및/또는 냉각수단 7과 보호층 8을 갖는다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 능동수단(active device)으로서 열을 임의로 조절함으로써 광 투과율을 조절하기 위함이다. 가열 및/또는 냉각수단 7의 예들은 투명 도전성 코팅(필름), 카본페이스트(carbon paste), 금속페이스트(metal paste), 발열 금속선(exothermic metal wire) 및 열전반도체(thermoelectric semiconductor)와 같은 열전소자(thermoelectric module)를 포함한다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 적층 광 조절 구조물의 내부 또는 외부에 적용된다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 기재들 1의 전체면에 걸쳐서, 또는 어느 한 부분만에 위치할 수 있다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 AC 또는 DC 전력 공급기인 전기공급 수단 15에 전선 16을 통하여 연결된다. 보호층 8은 가열 및/또는 냉각수단 7의 면적에 위치하여 가열 및/또는 냉각수단 7이 광 조절 필름 2의 구성 화학물질(component chemicals)이나 제조 공정상의 흠집 등으로부터 보호한다.

도 7은 도 4와 비슷하며, 상대 기재로서 접착층 9를 갖는 덮개층 10이 제공된다는 사실을 제외하곤 유사하게 고안된다. 덮개층 10은 어떤 종류의 유연성 필름 또는 실란트로서 사용되는 고분자 수지층이 될 수 있다. 그러나, 바람직하기로는 덮개층 10은 높은 습기 차단값을 갖는 것이 될 것이다. 습기 차단 필름의 예들은나이론 필름, 사란필름, 테들라필름, 에이클라필름 및 다층필름을 포함할 것이다. 비록 실란트 5가 2차 밀봉을 제공한다고 하더라도 접착층 9는 1차 밀봉을 제공할 것이다. 덮개층 10은 최소한 1개층 이상이 될 수도 있을 것이다.

도 8은 도 7에 근거한 다른 구현의 개략적 단면이다. 상대 기재로서 추가의 기재 1이 제공된다. 추가의 기재 1은 유연성 덮개층 10을 보호하며, 공간 6을 제공해준다. 공기 또는 불활성 가스 또는 액체가 공간 6에 주입될 것이다.

도 9와 도 10은 도 8과 유사하며 대응되는 부분들이 비슷하게 고안된다. 이들은 가열 및/또는 냉각수단 7과 보호층 8을 갖는다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 능동수단(active device)으로 열을 임의로 조절함으로써 광 투과율을 조절하기 위함이다. 가열 또는/그리고 냉각수단 7의 예들은 투명 도전성 코팅(필름), 카본페이스트(carbon paste), 금속페이스트(metal paste), 발열 금속선(exothermic metal wire) 및 열전반도체(thermoelectric semiconductor)와 같은 열전소자(thermoelectric module)를 포함한다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 광 조절 구조물의 내부 또는 외부에 적용된다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 기재들 1의 전체면에 걸쳐서, 또는 어느 한 부분만에 위치할 수 있다. 가열 및/또는 냉각수단 7은 AC 또는 DC 전력 공급기인 전기공급 수단 15에 전선 16을 통하여 연결된다. 보호층 8은 가열 및/또는 냉각수단 7의 면적에 위치하여 가열 및/또는 냉각수단 7이 광 조절 필름 2의 구성 화학물질(component chemicals)이나 제조 공정상의 흠집 등으로부터 보호한다.

도 11은 도 4와 유사하며 대응되는 부분들은 내부층 11을 갖는 유연 기재층1-1이 유연성이 있다는 사실을 제외하곤 유사하게 고안된다. 유연 기재층 1-1과 내부층 11은 어떤 종류의 유연성 필름이 될 수 있다. 그러나, 유연 기재층 1-1과 내부층 11을 위한 바람직한 유연성 필름들은 높은 수분 차단성을 갖는 것이 될 것이다. 수분 차단성 필름의 예들은 나일론 필름, 사란필름, 테들라필름, 에이클라필름 및 다층필름을 포함할 것이다. 핫멜트 밀봉(seal grids) 12는 본 발명의 다른 구현에서 사용된 실란트 5로서 기능을 할 것이다. 열(thermal), 임펄스(impulse, a switched thermal), 초음파(ultrasonic) 또는 고주파(Radio Frequency) 밀봉(sealing)과 같은 몇몇 방법들이 적당할 것이다. 유연 기재층 1-1은 최소한 1개층 이상이 될 수도 있을 것이다.

도 12는 도 11의 구현과 복층 구조의 혼합 형태의 단면을 보여주는데, 도 11의 적층 광 조절 구조물이 스페이서 13의 도움으로 복층 기재들 1 사이의 공간 6에 매달려 있게된다. 추가의 기재들 1은 유연 기재층 1-1들을 보호하며, 공간 6을 제공해준다. 공기 또는 불활성 가스 또는 액체가 공간 6에 주입될 것이다. 금속, 플라스틱 및 고무 등이 스페이서로 사용될 것이다. 흡습제 14는 기재들 1의 내부표면과 유연기재층 1-1의 외부표면에 응축을 방지하기 위해서 공기나 불활성 가스가 채워질 경우에 제공된다. 흡수제 14의 예들은 실리카겔, 제올라이트 및 히드로겔을 포함할 것이다.

도 13은 도 8의 구현을 기본으로 그 옆으로 추가의 복층 구조를 제공한다. 좌측 추가의 기재 1는 또 다른 공간 6을 제공해준다. 공기 또는 불활성 가스 또는 액체가 추가의 공간 6에 주입될 것이다. 금속, 플라스틱 및 고무 등이 스페이서로사용될 것이다. 흡습제 14는 기재들 1의 내부 표면과 유연기재층 1-1의 외부표면에 응축을 방지하기 위해서 공기나 불활성 가스가 채워질 경우에 제공된다. 흡수제 14의 예들은 실리카겔, 제올라이트 및 히드로겔을 포함할 것이다.

도 14는 도 9의 구현을 기본으로 그 옆으로 추가의 복층 구조를 제공한다. 좌측 추가의 기재 1로서 발생하는 모든 수단과 방법은 도 13의 내용과 동일하다.

도 15는 도 10의 구현을 기본으로 그 옆으로 추가의 복층 구조를 제공한다. 좌측 추가의 기재 1로서 발생하는 모든 수단과 방법은 도 13의 내용과 동일하다.

본 발명의 복층 광 조절 구조물의 제조 공정을 예로 설명하자면,

기재층 → 세척 또는 이물제거 → 코팅 → 경화(자외선 노광 또는 열처리) → 습기 흡착 → 스페이서 배열(또는 1차 실란트) 및/또는 선택적으로 배선형성 → 조립 및/또는 선택적으로 전선연결 → 1차 실란트 및/또는 2차 실란트 → 검사

등으로 이루어지는데, 기재 위에 본 발명의 광 조절 혼합물을 코팅하고 경화시킨다. 코팅된 광 조절 필름용 혼합물이 약 35℃∼170℃ 범위에서 경화되면서 화학적 가교결합 반응(화학적 가교결합제가 첨가된 경우)을 진행시키거나, 건조된 필름을 자외선에 노출시켜 광학적 가교결합 반응(광학적 가교결합제가 첨가된 경우)을 진행시켜 안정된 코팅 필름이 기재 위에 형성된다. 형성된 필름을 대기에 방치하여 수분을 흡착시키거나 강제 수분 흡착을 시킨 후, 원하는 형태나 크기로 스페이서(또는 1차 실란트)를 배열하며 또한 가열 및/또는 냉각수단을 겸비할 경우에는 도전성 페이스트로 투명 도전성 코팅유리위에 배선을 형성하고, 뒤이어 조립공정에서는 반대쪽에 필름이 형성된 또 다른 기재를 스페이서(또는 1차 실란트)가 배열된 기재위에 덮어 씌우며 또한 가열 및/또는 냉각수단을 겸비한 경우에는 형성된 배선에 전선을 연결하고, 배열된 스페이서(또는 1차 실란트)의 종류에 따라 조립된 기재들을 가압(press) 또는 자외선 경화 등의 선택된 방법으로 접착시켜 광 조절 구조물을 형성한다. 뒤이어 필요할 경우 2차 실란트로 2차 밀봉을 한다. 2차 밀봉까지 마친 광 조절 구조물은 최종적으로 검사공정을 거쳐 최종 제품화된다.

본 발명의 적층 광 조절 구조물의 제조 공정을 예로 설명하자면,

기재층 → 세척 또는 이물제거 → 코팅 → 경화(자외선 노광 또는 열처리) → 필름을 기재층에서 탈리 → 수분 흡수 및 팽윤 → 스페이서 배열(또는 1차 실란트) 및/또는 선택적으로 배선형성 → 조립 및/또는 선택적으로 전선연결 및/또는 기포제거 → 1차 실란트 및/또는 2차 실란트 → 공기 또는 불활성 가스 또는 액체 주입 → 2차 실란트 → 검사

등으로 이루어지는데, 기재 위에 또는 별도의 유리판, 플라스틱 필름, 은 또는 니켈 또는 크롬 도금 금속판 등에 본 발명의 광 조절 혼합물을 코팅하고 경화시킨다. 코팅된 광 조절 필름용 혼합물이 약 35℃∼170℃ 범위에서 경화되면서 화학적 가교결합 반응(화학적 가교결합제가 첨가된 경우)을 진행시키거나, 건조된 필름을 자외선에 노출시켜 광학적 가교결합 반응(광학적 가교결합제가 첨가된 경우)을 진행시켜 안정된 코팅 필름이 기재 위에 형성된다. 형성된 필름을 대기에 방치하여 수분을 흡착시키거나 강제 수분 흡착을 시킨 후 날카로운 칼로 기재에서 탈리시킨다. 탈리시킨 필름을 순수나 알코올수에 침적시켜 팽윤시킨 후 구조물을 구성하게 되는 기재위에 놓는다. 원하는 형태나 크기로 스페이서(또는 1차 실란트)를 배열하며 또한 가열 및/또는 냉각수단을 겸비할 경우에는 도전성 페이스트로 투명 도전성 코팅유리위에 배선을 형성하고, 뒤이어 조립공정에서는 팽윤된 필름위로 또 다른 기재를 스페이서(또는 1차 실란트)가 배열된 기재 위에 덮어 씌우며, 조립공정에서 발생하는 필름사이의 기포를 진공으로 제거하거나 로울러 또는 스퀴즈로 제거하고, 또한 가열 또는/냉각수단을 겸비한 경우에는 형성된 배선에 전선을 연결하고, 배열된 스페이서(또는 1차 실란트)의 종류에 따라 조립된 기재들을 가압(press) 또는 자외선 경화 등의 선택된 방법으로 접착시켜 광 조절 구조물을 형성한다. 그리고 필요할 경우 공기 또는 불활성 가스 또는 액체를 주입하고 2차 실란트로 2차 밀봉을 한다. 2차 밀봉까지 마친 광 조절 구조물은 최종적으로 검사공정을 거쳐 최종 제품화된다.

상기의 적층용 광 조절 구조물의 제조공정을 기본으로 그 외 여러 가지 조합에 따른 광 조절 구조물의 제조에 다른 필요한 공정들을 부가 또는 삭제시켜 적용할 수 있다.

다음의 실시예를 통해서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하게 되며, 본 발명은 이들 실시예들로 국한되지 않는다.

[실시예 1]

4.2 중량부의 카르복시 메틸 셀룰로스(평균분자량: 약 250,000), 3.6 중량부의 폴리비닐 메틸 에테르 용액(50% 용액), 0.2 중량부의 4,4'-디아지도스틸벤-2,2'-디술폰산(4,4'-diazidostilbene-2,2'-disulfonic acid), 2.8 중량부의 프로필렌 글리콜과 72.8 중량부의 순수로 이루어진 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리와 ITO 코팅유리에 칠한 후 경화시켰다. 상온에서 건조시키고 자외선(200W)하에 약 2시간 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 가습기로 수분 흡착시키고 도 2와 같이 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 복층 광 조절 구조물에 적당한 교류전압을 인가하면, 약 35℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 전원 off 상태에서 투명상태로 되돌아왔다.

[실시예 2]

실시예 1의 4,4'-디아지도스틸벤-2,2'-디술폰산(4,4'-diazidostilbene-2,2'-disulfonic acid)을 중크롬산 암모늄으로 대체하여, 실시예 1과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 3]

5.4 중량부의 카르복시 메틸 셀룰로스(평균분자량: 약 250,000), 3.6 중량부의 히드록시 프로필 셀룰로스(평균분자량: 약 370,000), 1.5 중량부의 글리옥살(glyoxal) 용액(40% 용액), 2.8 중량부의 프로필렌 글리콜과 72.8 중량부의 순수로 이루어진 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리와 ITO 코팅유리에 칠한 후 경화시켰다. 상온에서 수시간 건조시키거나 약 70℃에서 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 가습기로 수분 흡착시키고 도 2와 같이 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 복층 광 조절 구조물에 적당한 교류전압을 인가하면, 약 30℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 전원 off 상태에서 투명상태로 되돌아왔다.

[실시예 4]

4.2 중량부의 히드록시 에틸 셀룰로스(평균분자량: 250,000), 2.8 중량부의 폴리비닐 메틸 에테르 용액(50% 용액), 1.5 중량부의 글리옥살(glyoxal)용액(40%용액), 2.8 중량부의 프로필렌 글리콜, 0.05 중량부의 폴리옥시에틸렌 이소옥틸페닐에테르, 71.3 중량부의 순수로 이루어진 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리에 약 1.0mm 두께로 도포한 후 건조시켰다. 상온에서 수시간 건조시킨 후 150℃에서 30분 동안 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 칼날로 유리에서 탈리시키고 순수를 1분간 흡수시켜 팽윤시키고 도 4와 같이 일반 소다유리를 이용하여 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 광 조절 구조물은 약 26℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 다시 상온(20℃) 상태에서 투명상태로 되돌아왔다.

[실시예 5]

실시예 4의 히드록시 에틸 셀룰로스는 97:3 비율의 히드록시프로필 메틸 셀룰로스(평균분자량: 약 12,000)와 폴리 아크릴 아미드(평균분자량: 약 10,000) 혼합물로 대체하여 거의 같은 결과를 얻었다.

[실시예 6]

실시예 4의 히드록시 에틸 셀룰로스 대신에 메틸 셀룰로스(분자량: 약 40,000)을 적용하여 26℃에서 거의 같은 결과를 얻었다.

[실시예 7]

1.3 중량부의 메틸 셀룰로스(분자량: 약 40,000), 1.4중량부의 카르복시 메틸 셀룰로스(분자량: 약 250,000), 2.3중량부의 폴리비닐 메틸 에테르 용액(50%용액), 0.7중량부의 글리옥살(glyoxal) 용액(40%용액), 0.7 중량부의 중크롬산 암모늄, 1.0 중량부의 프로필렌 글리콜, 71.5 중량부의 순수로 이루어진 코팅 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리에 약 1.0mm 두께로 도포한 후 건조시켰다. 상온에서 수시간 건조시킴과 동시에 자외선(100W)을 조사하여 가교결합 반응을 유도한 후 170℃에서 30분 동안 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 칼날로 유리에서 탈리시키고 약 5%의 알콜수를 1분간 흡수시켜 팽윤시키고 도 5와 같이 한쪽 기재를 로이 코팅(Low-E coating)유리를 이용하여 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 적층 광 조절 구조물에 적당한 교류전압을 인가하면, 약 24℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 전원 off 상태인 상온(20℃)에서 투명상태로 되돌아왔다.

[실시예 8]

2.2 중량부의 히드록시프로필 메틸 셀룰로스(분자량: 약 250,000), 2.2 중량부의 카르복시 메틸 셀룰로스(분자량: 약 250,000), 3.8중량부의 폴리비닐 메틸 에테르 용액(50% 용액), 0.5 중량부의 글리옥살(glyoxal) 용액(40%용액), 1.6중량부의 중크롬산 암모늄, 3.0 중량부의 프로필렌 글리콜, 71.2 중량부의 순수로 이루어진 코팅 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리에 약 1.0mm 두께로 도포한 후 건조시켰다. 상온에서 수시간 건조시킨 후 170℃에서 30분 동안 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 칼날로 유리에서 탈리시키고 약 5%의 알콜수를 1분간 흡수시켜 팽윤시키고 도 9와 같이 한쪽기재를 ITO 코팅(ITO coating) 유리를 이용하여 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 적층 광 조절 구조물에 적당한 교류전압을 인가하면, 약 24℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 전원 off 상태인 상온(20℃)에서 투명상태로 되돌아왔다.

[실시예 9]

2.0 중량부의 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 2.0 중량부의 카르복시메틸 셀룰로스, 2.7 중량부의N-이소프로필아크릴아미드-아크릴아미드 공중합물(N-isopropylacrylamide-acrylamide copolymer), 0.14 중량부의 메틸렌비닐 아크릴 아미드, 0.2 중량부의 테트라메틸에틸렌디아민, 0.017 중량부의 과황산칼륨, 0.017 중량부의 2황산 나트륨, 91.0 중량부의 순수로 이루어진 코팅 혼합물을 준비하였다. 혼합된 성분들은 교반되고, 탈포시킨 후 단순 판유리에 약 1.0mm 두께로 도포한 후 건조시켰다. 상온에서 수시간 건조시킨 후 170℃에서 약 30분 동안 경화시켜 코팅필름을 만들었다.

유리 기재에 코팅된 필름은 칼날로 유리에서 탈리시키고 순수를 1분간 흡수시켜 팽윤시키고 도 9와 같이 한쪽기재를 ITO 코팅(ITO coating) 유리를 이용하여 셀로 밀봉시켰다. 그 결과에 따른 적층 광 조절 구조물에 적당한 교류전압을 인가하면, 약 30℃ 이상 부터 광 투과율이 감소하기 시작했다. 광 조절 구조물은 전원 off 상태인 상온(20℃)에서 투명상태로 되돌아왔다.

실험예: 온도 변화에 따른 광 투과율 측정

실시예 1에 의한 광 조절 구조물의 외부 온도를 20℃, 26℃, 30℃, 35℃, 40℃로 차례로 변화시켜 가면서 광 투과율의 변화를 MCPD(multi channel photo detector)를 이용하여 측정하였다.

도 16에서 맨 위 곡선은 20℃에서 측정한 것이고 그다음 차례로 26℃, 30℃, 35℃, 40℃에서 측정한 결과를 multi spectrum으로 보여주는 것이다.

이 측정 결과에 따르면 상온(20℃)에서 필름과 유리를 포함한 전체 광 조절 구조물의 투과율이 75%의 투명한 상태를 유지하다가 온도가 26℃에 도달하면 투과율 감소가 시작되고 점차 온도가 상승하여 약 40℃에 이르면 맞은편 약 30cm 거리에 있는 물체의 식별이 거의 어려운 약 20%의 투과율을 나타낸다.

본 발명은 건물의 창, 수송기관의 창, 자동차 백미러, 자동차 선루프, 유리 문, 온실, 칸막이, 샤워부스(shower stall), 욕조칸막이(bath tub enclosure), 햇빛 가리개(sun shade), 커튼, 각종 블라인드, 롤스크린, 장남감, 광고수단, 모자와 같은 패션 및 액세서리, 병, 컵, 접시, 전등용 갓 등과 같은 광 조절과 미적 디자인 및 에너지 절약 등 다양한 용도에 적용될 수 있다.

Claims

수분 흡착성 고분자 매트릭스(moisture-adsorbent polymer matrix) 내에 분포된 열 감응 고분자 물질(heat-sensitive polymeric substances)을 갖는 수분 흡착성 고분자 매트릭스로 구성되는 광 조절 구조물(light control structure)의 광 조절 유닛(light-modulating unit)으로서 사용하기 적합한 필름
제 1항에 있어서, 수분 흡착성 고분자 매트릭스에 사용되는 고분자 물질은 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
제 1항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 수분 흡착성 고분자 매트릭스는 화학적 및/또는 광화학적으로 가교결합 된 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
흡수성 고분자 매트릭스(water-absorbent polymer matrix) 내에 분포(distributed)된 열 감응 고분자 물질(heat-sensitive polymeric substances)을 갖는 흡수성 고분자 매트릭스로 구성되는 광 조절 구조물(light control structure)의 광 조절 유닛(light-modulating unit)으로서 사용하기 적합한 필름
제 5항에 있어서, 흡수성 고분자 매트릭스에 사용되는 고분자 물질은 수용성의 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스와 그 염, 히드록시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴산과 그 염 및 폴리아크릴 아미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
제 5항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
제 5항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 흡수성 고분자 매트릭스는 화학적 및/또는 광화학적으로 가교결합 된 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름
수용성 고분자 물질, 열 감응성 고분자 물질, 가교결합제, 물 또는 알코올수를 혼합하여 기판위에 얇은 층으로 도포하고 경화시켜 가교결합 시키는 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름을 제조하는 방법
제 9항에 있어서, 수용성 고분자 물질은 수용성의 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스와 그 염, 히드록시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴산과 그 염 및 폴리아크릴 아미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름을 제조하는 방법
제 9항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 광 조절 구조물의 광 조절 유닛으로서 사용하기 적합한 필름을 제조하는 방법
수분 흡착성 고분자 매트릭스 내에 분포된 열 감응 고분자 물질을 갖는 수분 흡착성 고분자 매트릭스로 구성되는 광 조절 필름이 하나의 셀 내에 밀봉되며, 그중의 한쪽 면이 투명하여 광 조절 필름이 직접 보일 수 있으며, 선택적으로 그 중의 다른 면에 전기 공급수단에 접속된 가열 및/또는 냉각수단을 갖는 복층 광 조절 구조물
제 12항에 있어서, 광 조절 필름은 맞은 편의 수분 흡착성 필름 또는 광 조절 필름의 표면과 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 수분 흡착성 고분자 매트릭스에 사용되는 고분자 물질은 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물
흡수성 고분자 매트릭스 내에 분포된 열 감응 고분자 물질을 갖는 흡수성 고분자 매트릭스로 구성되는 광 조절 필름이 하나의 셀 내에 밀봉되며, 상기 셀 중의 한쪽 면이 투명하여 액체로 팽윤된 광 조절 필름이 직접 보일 수 있으며, 선택적으로 그 중의 다른 면은 전기 공급수단에 접속된 가열 및/또는 냉각수단을 갖는 적층광 조절 구조물
제 16항에 있어서, 흡수성 고분자 매트릭스에 사용되는 고분자 물질은 수용성의 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스와 그 염, 히드록시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴산과 그 염 및 폴리아크릴 아미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 적층 광 조절 구조물
제 16항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 적층 광 조절 구조물
수분 흡착성 고분자 매트릭스를 위한 수용성 고분자 물질, 열 감응 고분자 물질, 가교 결합제 및 물로 이루어진 혼합물을 준비하고, 준비된 혼합물을 기재에 도포하고 경화시켜 가교결합 반응을 유도하고, 가교 결합된 수분 흡착성 고분자 매트릭스에 수분을 흡착시키고, 수분 흡착된 광 조절 필름 및/또는 수분 흡수/방출성 필름이 코팅된 기재 한 쌍을 일정한 간격을 유지하면서, 선택적으로는 기재의 한 부분에 가열 및/또는 냉각수단을 갖도록 하고, 밀봉하여 하나의 셀로 제조하는 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물의 제조 방법
제 19항에 있어서, 수분 흡착성 매트릭스에 사용되는 수용성 고분자 물질은 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물의 제조방법
제 19항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복층 광 조절 구조물
흡수성 고분자 매트릭스를 위한 수용성 고분자 물질, 열 감응 고분자 물질, 가교 결합제 및 물로 이루어진 혼합물을 준비하고, 준비된 혼합물을 기재에 도포하고 경화시켜 가교결합 반응을 유도하고, 가교 결합된 수분 흡착성 고분자 매트릭스를 기재에서 탈리시키고, 액체로 팽윤시켜 팽윤된 광 조절 필름을 기재로 밀봉하되, 선택적으로는 기재의 한 부분에 가열 및/또는 냉각수단을 갖도록 하여, 하나의 셀로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층 광 조절 구조물의 제조 방법
제 22항에 있어서, 흡수성 고분자 매트릭스에 사용되는 수용성 고분자 물질은 수용성의 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스와 그 염, 히드록시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴산과 그 염 및 폴리아크릴 아미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 적층 광 조절 구조물의 제조방법
제 22항에 있어서, 열 감응 고분자 물질은 히드록시프로필 셀룰로스, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 및 그 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 적층 광 조절 구조물의 제조방법