(57)【要約】【課題】多湿環境における使用に適した調光フィルムを提供すること、および合わせガラスに好適に用いることのできる調光フィルムを提供することにより、調光フィルムの用途を広げること。【解決手段】調光フィルムが、第１の透明基材と、前記第１の透明基材の上に形成された第１の透明電極と、を有する第１の透明電極フィルムと、第２の透明基材と、前記第２の透明基材の上に形成された第２の透明電極と、を有する第２の透明電極フィルムと、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とを対向させて配置された前記第１の透明電極フィルムと前記第２の透明電極フィルムとの間に挟持された液晶層と、を備え、前記第１の透明基材の前記第１の透明電極が形成された面とは反対の面と、前記第２の透明基材の前記第２の透明電極が形成された面とは反対の面との、いずれか一方に、親水性のハードコート層を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明基材と、前記第１の透明基材の上に形成された第１の透明電極と、を有する第１の透明電極フィルムと、
第２の透明基材と、前記第２の透明基材の上に形成された第２の透明電極と、を有する第２の透明電極フィルムと、
前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とを対向させて配置された前記第１の透明電極フィルムと前記第２の透明電極フィルムとの間に挟持された液晶層と、を備え、
前記第１の透明基材の前記第１の透明電極が形成された面とは反対の面と、前記第２の透明基材の前記第２の透明電極が形成された面とは反対の面との、いずれか一方に、親水性のハードコート層を備えることを特徴とする調光フィルム。
【請求項２】
前記ハードコート層は、鉛筆硬度がＨ以上であり、水との接触角が４０°より小さいことを特徴とする請求項１記載の調光フィルム。
【請求項３】
一対のガラス板と、
中間膜と、
請求項１または２に記載の調光フィルムと、を備え、
前記調光フィルムと前記中間膜とが、前記一対のガラス板に挟持され、
前記中間膜がポリビニルブチラール樹脂を含むことを特徴とする合わせガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光フィルムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
調光フィルムは、透明電極と透明基材とを備えた一対の透明電極フィルムと、一対の透明電極フィルムの間に挟まれた液晶層とを備える。調光フィルムは、透明電極層への電圧の印加によって液晶分子の配向状態を変え、調光フィルムに入射した光を散乱・透過する程度を変化させる。（特許文献１、２参照）。
【０００３】
調光フィルムは、例えばガラス等に固定することにより、窓ガラスや展示ウィンドウ、間仕切りなどに採用することが可能となり、例えばプライベート空間とパブリック空間とを分離するため等、空間を分離する設備の他、自動車のサンルーフやサンバイザー用途、映像を映し出すスクリーンとしての利用についても提案されている。
【０００４】
調光フィルムが適用される対象は、航空機の窓、自動車の投光装置、自動車の窓など屋外にさらされるものの他、屋内の浴室のドア等に広がっている。調光フィルムが、温度や湿度が大きく変わる環境に置かれるようになり、これらの環境に対する調光フィルムの耐性を高めることが求められている。また、窓やドアには耐衝撃性が必要とされることや、大面積でフレキシブルな調光フィルムをリジッドな基板で支持して剛性を付与する上で、調光フィルムは合わせガラスの形態で使用されることがある。合わせガラスの形態とは、調光フィルムの衝撃に対する強度を上げるために、調光フィルムを一対のガラス板で挟み、それぞれを中間膜で接着した形態である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６３４８９８４号公報
【特許文献２】特許第４３８７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
調光フィルムの透明基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが一般的であるが、ＰＥＴフィルムは表面硬度が鉛筆硬度にしてＨＢ程度と低く、摩擦等により傷つきやすい点、水垢や皮脂などの汚れが付きやすい点が、ともに調光フィルムの透明度の低下を招き、問題となっている。とくに多湿環境では汚れの問題が一層顕著となることが予測される。
【０００７】
また、合わせガラスの中間膜には、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂が多用されている。ＰＶＢは、ガラスとの接着性に優れるが、ＰＥＴフィルムとの接着性は低い。そのため透明基材にＰＥＴフィルムを有する調光フィルムを、合わせガラスの形態で用いることが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、多湿環境における使用に適した調光フィルムを提供すること、および合わせガラスに好適に用いることのできる調光フィルムを提供することにより、調光フィルムの用途を広げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の調光フィルムは、第１の透明電極フィルムと、第２
の透明電極フィルムと、前記第１の透明電極フィルムと前記第２の透明電極フィルムとの間に挟持された液晶層と、を備える。第１の透明電極フィルムは、第１の透明基材と、前記第１の透明基材の上に形成された第１の透明電極と、を有する。第２の透明電極フィルムは、第２の透明基材と、前記第２の透明基材の上に形成された第２の透明電極と、を有する。前記第１の透明電極フィルムと前記第２の透明電極フィルムとが、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とを対向させて配置される。前記第１の透明基材の前記第１の透明電極が形成された面とは反対の面と、前記第２の透明基材の前記第２の透明電極が形成された面とは反対の面との、いずれか一方に、親水性のハードコート層を備える。
【００１０】
本発明の調光フィルムは、前記ハードコート層の鉛筆硬度がＨ以上であり、水との接触角が４０°より小さい。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、本発明の合わせガラスは、一対のガラス板と、中間膜と、上記調光フィルムと、を備え、前記調光フィルムと前記中間膜とが、前記一対のガラス板に挟持され、前記中間膜がポリビニルブチラール樹脂を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の調光フィルムによれば、多湿環境における使用に適した調光フィルムを提供すること、および合わせガラスに好適に用いることのできる調光フィルムを提供することにより、調光フィルムの用途を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の調光フィルムの構造を示す説明図。
【図２】本発明の実施形態のハードコート層を形成した調光フィルムの構造を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態の合わせガラスの構造を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明するが、本発明は以下の図や文によって限定されるものではない。
【００１５】
＜調光フィルム＞
調光フィルム１００は、可視光の透過率を変更できるように構成されている。調光フィルム１００はノーマル型とリバース型とに大別される。ノーマル型の調光フィルム１００は、駆動電圧の印加時には高い透過率を有する一方で、駆動電圧の非印加時には低い透過率を有する。リバース型の調光フィルム１００は、駆動電圧の印加時に低い透過率を有する一方で、駆動電圧の非印加時には高い透過率を有する。
【００１６】
図１に示すように、調光フィルム１００は、一対の透明電極フィルム１５、１５と液晶層１３と、給電部１１０とを備える。各透明電極フィルム１５は、ハードコート層２０と透明基材１１と透明電極１２とをこの順に備えた多層体である。一対の透明電極フィルム１５、１５は、各透明電極１２を液晶層１３と対向させ、液晶層１３を挟持する。
【００１７】
透明電極フィルム１５を構成する透明基材１１は、例えばＰＥＴフィルムである。透明基材１１には、ロール・トゥ・ロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）方式での製造に適した実質的に透明なフレキシブルフィルムであれば、いずれも用いることができる。透明基材１１は、さらに紫外線吸収剤、安定剤などを含んでもよい。
【００１８】
透明電極１２は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）導電膜、酸化錫導電膜、酸化亜鉛導電膜、高分子導電膜などからなる電極である。これらに限定されず、従来公知の透明性を有する電極材料であればいずれも用いることができる。透明電極１２は、真空蒸着
法やスパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、各種塗布法等により形成される。透明電極１２はパターニングされていてもよい。パターニングは、エッチング法、リフトオフ法、レーザトリミング法、各種マスクを用いる方法など従来公知の方法によって施される。
【００１９】
ハードコート層２０は、親水性のハードコート層であり、例えばハードコートフィルムを貼り合せて形成される。ハードコートフィルムは、樹脂などからなる基材に、表面硬度が高い、親水性の層が形成されたものである。その形成方法は、印刷法や、スパッタ法、ＣＶＤ法などである。表面硬度が高い、親水性の層は、例えば、酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの酸化物や、メチルヒドロポリシラザン、パーヒドロポリシラザンなどのポリシラザン系化合物を含む。また、ハードコート層２０は、液状のハードコート剤を塗布し、硬化させて形成してもよい。ハードコート剤は、例えば、金属酸化物やケイ素酸化物、ポリシラザン系化合物を含む。金属酸化物は、例えば酸化チタンや酸化アルミニウムなどである。ケイ素酸化物とは、例えばｎ−メチルピロリドンやコロイダルシリカ等の二酸化ケイ素、シリコーン、オルガノポリシロキサン等のシロキサン類化合物、水ガラスなどである。ポリシラザン系化合物とは例えばメチルヒドロポリシラザン、パーヒドロポリシラザンなどである。
【００２０】
ハードコート層２０は親水性であるため、汚れが付着しにくい。油汚れは、親水性の表面との親和性が悪いため、ハードコート層２０に付着しにくい。水垢等の水系汚れは、汚れを含んだ水が親水性の表面に濡れ広がるため、ハードコート層２０に付着しにくい。また、汚れが付着した場合は、親水性の表面と付着した汚れとの間には水が入り込みやすいため、水をかけることや水拭き等により、汚れを容易に拭き取ることができる。調光フィルム１００を屋外に設置した場合には、雨水により自然と汚れが除かれることが期待できる。水との接触角が４０°以下のハードコート製品が「親水型」に分類されている。
【００２１】
液晶層１３は、例えば、ポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）であり、液晶分子と、三次元の網目状に形成された樹脂からなるポリマーネットワークとを含み、ポリマーネットワークが有する空隙に液晶分子が保持されている。液晶層１３は、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）など、他の構造であってもよい。
【００２２】
液晶分子には、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などの従来公知の液晶分子を用いることができる。中でも、低電圧での駆動ならびに散乱特性などを考慮すると、誘電率の異方性が高く、屈折率の異方性の大きいものが好ましい。液晶分子は、ポリマーネットワークを形成する重合反応に供するエチレン基などの官能基を有していてもよい。
【００２３】
透明電極１２と液晶層１３の間には、必要に応じて適宜、配向膜が設けられてもよい。配向膜は、リバース型の調光フィルム１００において必要とされる。
【００２４】
液晶層１３には、スペーサが導入されてあっても良い。スペーサを導入することにより、液晶層１３の厚さを均一に保つことが可能となる。スペーサとしては、特に限定するものではないが、粒状の樹脂スペーサや、粒状のガラススペーサなどを好適に用いることができる。
【００２５】
給電部１１０は、リード線を通じて外部から透明電極１２への給電を行うために形成される。各給電部１１０は、ハーフカットにより透明電極１２を露出させ、露出した透明電極１２表面に導電ペースト、導電テープを積層し、導電テープ上にハンダを形成し、リード線に連結して形成される。
【００２６】
液晶層１３が第１状態（液晶分子の向きが不揃いな状態）であるとき、液晶層１３の全光線透過率は、１０％以下であり、ヘイズ値は、８０％以上であることが好ましい。液晶層１３が第２状態（液晶分子の向きが揃った状態）であるとき、液晶層１３の全光線透過率は、８０％以上であり、ヘイズ値は、１０％以下であることが好ましい。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１（ＩＳＯ  １３４６８−１）に準拠する方法によって測定できる。また、ヘイズ値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６（ＩＳＯ  １４７８２）に準拠する方法によって測定できる。
【００２７】
調光フィルム１００の周縁部には、液晶層１３を水分、酸素、紫外線などから保護するためのシール部１４が塗布形成により設けられている。シール部１４の材料としては、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマーなどの硬化性樹脂を用いることができる。シール部１４に用いられる硬化性樹脂の硬化型は、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型などのいずれでもよい。シール部１４は、状況に応じて適宜、色素やフィラー類などが添加されてもよい。添加される色素は、耐候性等を考慮すると、顔料系の色素が望ましい。
【００２８】
シール部１４は、紫外線吸収剤を含み、紫外線遮蔽機能を有することが好ましい。シール部１４の膜厚を１５０μｍとした際に、波長３８０ｎｍの光（紫外線）の透過率が、０〜６０％の範囲であることが好ましい。これにより、調光フィルム１００の周縁部から紫外線が入射することによる液晶層１３の劣化を防ぐことができる。紫外線吸収剤は、従来公知のものから任意に選択して用いることができる。例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどの無機系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系等の有機系紫外線吸収剤などを適宜選定し、単独あるいは２種以上の混合物として用いることができる。
【００２９】
シール部１４は、さらに色素やフィラー類などが添加されてもよい。添加される色素は、耐候性等を考慮すると、顔料系の色素が望ましい。
【００３０】
調光フィルム１００は、パーテーションなど多くの用途においては、剛性を有する透明部材と粘着剤等により一体化された形態で用いられる。調光フィルム１００の一方の面に、剛性を有する透明部材を貼り付けて用いる場合、調光フィルム１００の、剛性を有する透明部材と対向する面のハードコート層２０はなくてもよい。
【００３１】
衝撃に対する耐性がとくに求められる用途においては、合わせガラス２００の形態で用いられる。合わせガラス２００の形態とは、一対のガラス板１５０、１５０の間に、調光フィルム１００が挟み込まれ、各ガラス板１５０と調光フィルム１００が中間膜１６０によって接着された形態である。中間膜１６０には、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。親水性のハードコート層２０は、ＰＥＴフィルムに比べて、ＰＶＢ樹脂との密着性が高い。そのため、親水性のハードコート層２０を有さない調光フィルムに比べて、親水性のハードコート層２０を有する調光フィルム１００は中間膜１６０との密着性が高く、合わせガラス２００の形態に適している。合わせガラス２００は、例えば、ガラス板１５０と中間膜１６０、調光フィルム１００、中間膜１６０、ガラス板１５０をこの順に積層して得た積層体を、真空バック中に入れ、減圧下で加熱して圧着する方法により製造される。
【実施例】
【００３２】
本発明においては、下記２製品によるハードコート層が特に好適であることが実験により確認された。
（１）ブリヂストンケージービー株式会社製「超親水性ハードコートフィルム」
鉛筆硬度（７５０ｇ荷重）はＨ、水との接触角は５°以下であった。
（２）トーヨーケム株式会社製「親水・防曇性ハードコート剤  ＬＡＦ２７００」
鉛筆硬度（７５０ｇ）は２Ｈ、水との接触角は５°以下であった。
【００３３】
[実施例１]
ＰＥＴフィルムによる透明基材の一方の面に、透明電極としてＩＴＯ導電膜を形成し、透明電極つきのＰＥＴフィルムを２枚作製した。透明電極つきＰＥＴフィルム２枚を、各透明電極が対向するように配置し、その間に液晶分子と光重合性化合物との混合物を挟んだ。これに紫外線を照射することにより、光重合性化合物が重合し、微細な空隙を無数に有するポリマーネットワークと、その空隙に液晶分子が保持された構造が作られ、両透明電極の間に液晶層が形成された。その後、各透明基材の透明電極が形成された面とは反対の面に、超親水ハードコートフィルム（ブリヂストンケービージー株式会社製）を貼り、ハードコート層を形成した。この積層体の一部をハーフカットして透明電極を露出させ、露出した透明電極表面に導電ペースト、導電テープを積層し、導電テープ上にハンダを形成し、リード線に連結して給電部を形成した。さらに、この積層体の周縁部に、エポキシ系樹脂からなるシール部を塗布により設け、調光フィルムを得た。
【００３４】
[実施例２]
実施例１において、ハードコートフィルムを貼る代わりに、ＬＡＦ２７００（トーヨーケム株式会社製）を、硬化後の膜厚が５ｕｍとなるように塗布して硬化させてハードコート層を形成した以外は、実施例１と同様にして、調光フィルムを得た。
【００３５】
[比較例１]
実施例１において、ハードコート層に用いる超親水ハードコートフィルムを、撥水性のハードコートフィルム（ビームセット１４０２、荒川化学工業株式会社製）とした以外は実施例１と同様にして、調光フィルムを作製した。
【００３６】
[比較例２]
実施例１において、ハードコート層を形成する代わりに、各透明基材の透明電極が形成された面とは反対の面をエキシマ光照射により改質し、親水処理を施した以外は実施例１と同様にして、調光フィルムを作製した。
【００３７】
[比較例３]
実施例１において、ハードコート層を形成せず、ハードコート層を有さない調光フィルムを作製した。
実施例１、２および比較例１〜３の調光フィルムの、合わせガラスへの適用性を評価するにあたっては、合わせガラスの形態に加工して評価した。具体的には、ガラス板とＰＶＢからなる中間膜フィルム、各調光フィルム、ＰＶＢからなる中間膜フィルム、ガラス板とをこの順に積層し、できた積層体を真空バック中に入れ、減圧下で加熱して圧着する方法により作製した。
【００３８】
実施例１、２および比較例１〜３の調光フィルムについて透明時の透明度、耐擦性、自浄性および防曇性を評価した。さらに各調光フィルムを用いた合わせガラスについて、透明時の透明度および密着性を評価した。ここで、透明時の透明度とは、液晶層の液晶分子の向きが揃った状態のときの透明度のことを指す。調光フィルムおよび合わせガラスの透明度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１（ＩＳＯ  １３４６８−１）に準拠する方法により測定した全光線透過率およびＪＩＳ  Ｋ  ７１３６（ＩＳＯ  １４７８２）に準拠する方法により測定したヘイズ値を用いて評価した。調光フィルムの耐擦性の評価は、スチールウール試験（スチールウール＃００００、２００ｇ荷重、１０往復）後に傷を視認できない場合は○、視認できる場合は×とした。調光フィルムの自浄性の評価は、水道水を霧吹きで吹き付け、温度摂氏２５度、湿度７５％ＲＨにて乾燥させた際に水垢が残らない場合は○、水垢が残る場合は×とした。調光フィルムの防曇性は、摂氏９０度の水蒸気に１分間さらした際の表面結露を観察して評価した。合わせガラスの密着性は、中間膜と調光フィルム表面との密着強度を、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７に準拠する方法により評価した。
【００３９】
実施例１および２、比較例１および２における表面での水との接触角と合わせて、評価結果を表１に示す。表中では、実施例１および２に用いた親水性ハードコートを「親水ＨＣ」と、比較例１に用いた非親水性（撥水性）のハードコートを「撥水ＨＣ」と記した。透明時（液晶層の液晶分子の向きが揃った状態）の透明度を単に「透明度」と、合わせガラスの密着性を単に「密着性」と記した。
【００４０】
【表１】
2020060641.tif 000003
【００４１】
ハードコート層を有する実施例１、２および比較例１は十分な耐擦性があるのに対し、ハードコート層を有さない比較例２および３は十分な耐擦性がなかった。これは、前者ではハードコート層により十分な表面硬度が付与されたためであると考えた。
【００４２】
親水性のハードコート層を有する実施例１、２および表面に親水処理を施された比較例２は、撥水性のハードコート層を有する比較例１や、ハードコート層の形成も表面処理もされていない比較例２と比べて自浄性および防曇性に優れる結果であった。自浄性は特段のメンテナンスを行うことなく雨水などにより自己洗浄する性能である。親水性の表面では、不純物の含まれる雨水や水道水であっても、付着した水がよく濡れ広がり、水中の不純物が広範囲に拡散されるため、目視で確認できるような不純物の析出が起こらない。親水性の表面に汚れが付着した場合は、親水性の表面と汚れとの間に水が入り込みやすく、新たに吹き付けられた水によって汚れが取り除かれる。そのため、自浄性に優れる。また、親水性の表面を水蒸気にさらしたとき、表面に付着した水が均一に濡れ広がり、水滴が生成される前に水膜化され、水蒸気による曇りは発生しないため、防曇性に優れる。一方、撥水性の表面では、水滴は表面全体に均一には拡散せず、偏在した箇所で付着した水滴が球状に丸まる。撥水性表面では球状の水がとどまりゆっくり乾燥することによって不純物が析出し、水垢となるため、撥水性の表面が親水性の表面に比べて自浄性に劣ると考えられる。また、撥水性の表面を水蒸気にさらしたとき、撥水性の表面に偏在してできた小さい球状の水が表面にとどまり、これが曇り（視界不良）の原因になる。
【００４３】
透明時（液晶層の液晶分子の向きが揃った状態のとき）の透明性は、調光フィルムの形態では実施例１、２、比較例１〜３のいずれも透明であったが、合わせガラスの形態では比較例２および３が不透明であった。比較例２および３はハードコート層を有さず、表面硬度が小さい。そのため、合わせガラスに加工する過程において、調光フィルム表面に傷がつき、透明性が損なわれたものと考えた。
【００４４】
中間膜の密着性は、親水性の表面を有する実施例１、２および比較例２と比べて、疎水性のハードコート層を有する比較例１および未処理の比較例３において低かった。これは中間膜に使われるＰＶＢの密着性が、親水性表面に対して比較的高いためである。
【００４５】
この結果より、親水性ハードコートを有する実施例１および２の調光フィルムが、耐擦性、自浄性、防曇性および合わせガラス適用性のいずれにも優れることが明らかとなった。ここで合わせガラス適用性とは、合わせガラスに用いた際の密着性および透明時の透明度である。
【００４６】
以上より、本発明による調光フィルムが多湿環境での使用に好適であることが示された。
【符号の説明】
【００４７】
１００  調光フィルム
１５  透明電極フィルム
１１  透明基材
１２  透明電極
１３  液晶層
１４  シール部
１１０  給電部
２０  ハードコート層
２００  合わせガラス
１５０  ガラス板
１６０  中間膜
【図１】
2020060641.tif 000004
【図２】
2020060641.tif 000005
【図３】
2020060641.tif 000006