液晶調光素子とその製造方法
【課題】電圧印加時の透明性と電圧開放時の遮蔽性とが高いレベルで両立した液晶調光素子を提供する。
【解決手段】（メタ）アクリル酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０の鎖状基または炭素数５〜２０の環状基）である単量体Ａと、ポリオキシアルキレン基、アミド基、ヒドロキシル基等の非イオン性親水基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体Ｂとを含み、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜２０℃の共重合体を含むエマルジョンを得る。このエマルジョンに液晶を分散させ、導電膜付き基体に塗布し、もう１枚の導電膜付き基体と組み合わせて液晶調光素子を得る。カルボキシル基および／またはアミノ基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体Ｃを架橋剤と共に用いて共重合体に架橋構造を導入してもよい。
【解決手段】（メタ）アクリル酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０の鎖状基または炭素数５〜２０の環状基）である単量体Ａと、ポリオキシアルキレン基、アミド基、ヒドロキシル基等の非イオン性親水基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体Ｂとを含み、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜２０℃の共重合体を含むエマルジョンを得る。このエマルジョンに液晶を分散させ、導電膜付き基体に塗布し、もう１枚の導電膜付き基体と組み合わせて液晶調光素子を得る。カルボキシル基および／またはアミノ基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体Ｃを架橋剤と共に用いて共重合体に架橋構造を導入してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視界選択機能を有する液晶調光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
視界選択機能を有する液晶調光素子は「瞬間調光ガラス」として既に市販されている（日本板硝子製「ＵＭＵ」（「ＵＭＵ」は登録商標））。このガラスは、印加電圧に応じて、透視できる状態と透視できない状態との間を瞬間的かつ可逆的に変化する。後者の状態では、サンドブラスト等により表面を粗とした曇りガラスと同様、ガラスに入射する光が散乱して人の視界が遮られる。液晶調光素子は、会議室の間仕切り、店舗のショーウインドウ、車両の窓等に用いられている。
【０００３】
液晶調光素子は、液晶微小粒子を樹脂バインダー（樹脂マトリクス）に分散させてなる液晶−樹脂複合体が、２枚の導電膜付き基体の間に配置された構成を有する。液晶調光素子では、導電膜に印加される電圧に応じて液晶微小粒子を構成する液晶分子の配列が変化する。液晶分子の配列が変化すると、それに応じて素子に入射する光の散乱の程度も変化する。液晶分子は、電圧が印加されていない状態（電圧開放状態）では入射光に大きな散乱を与えるが、電圧印加状態では電界の方向に沿って配列して入射光の散乱の程度を低下させ、透視状態（透明状態）を実現する。
【０００４】
液晶−樹脂複合体を構成する樹脂マトリクスとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等が検討されてきた。これらの樹脂の中では、ポリウレタンが、加工性、耐熱性等の観点から優れている。樹脂マトリクスに液晶微小粒子を分散させるためには、相分離法またはエマルジョン法を用いることができるが、実用化されているのはエマルジョン法である。エマルジョン法では、液晶材料を含むエマルジョンを高速で攪拌することにより、液晶微小粒子が分散した状態、すなわち液晶が「カプセル化」した状態、が実現される。
【０００５】
なお、「カプセル化」とは、液晶がカプセルに封入されているかのように観察されるために用いられている慣用の表現に過ぎない。厳密に言うと、従来の製品においても以降記述する本発明の実施形態の液晶調光素子においても、液晶材料は、カプセルに封入されているのではなく、それ自体が微小粒子となって樹脂マトリクスに分散している。本明細書においても、以降、慣用に従って用語「カプセル化」および「液晶カプセル」を用いることがあるが、これは樹脂マトリクスおよび液晶材料とは別にカプセルが存在することを前提とする趣旨ではない。
【０００６】
特開昭６０−２５２６８７号公報には、樹脂マトリクスとしてポリウレタンを用いた液晶調光素子が開示されている。この公報には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル等の重合体、さらにはメタクリレート／アクリロニトリル、ウレタン／アクリル、アクリレート／アクリロニトリル等の共重合体を樹脂マトリクスとして用いてもよいことが開示されている。特開昭６０−２５２６８７号公報には、架橋剤を用いて樹脂マトリクスに架橋構造を導入してよいことも記載されている。
【０００７】
特表平１１−５００７５７号公報には、少なくとも２種の一官能性のメタ（アクリル）エステルと、少なくとも１種の多官能性のメタ（アクリル）官能性化合物と、光開始剤とを所定割合で含むエマルジョンを用いて、液晶−樹脂複合体を製造する方法が開示されている。この公報に記載されている発明は、動作場と呼ぶパラメータに注目して液晶調光素子を改良したものである。特表平１１−５００７５７号公報によると、動作場を低く保つためには、一官能性のメタ（アクリル）エステルは、鎖長が６未満のアルキル基を有するよりも鎖長が６である官能基を有することが望ましい（同公報図６参照）。
【０００８】
液晶調光素子を開示する先行技術としては、上記に加え、特表昭５８−５０１６３１号公報、特開平５−６６３９１号公報、特開平５−２８９０６８号公報、特開２００４−３０２１９４号公報がある。
【特許文献１】特開昭６０−２５２６８７号公報
【特許文献２】特表平１１−５００７５７号公報
【特許文献３】特表昭５８−５０１６３１号公報
【特許文献４】特開平５−６６３９１号公報
【特許文献５】特開平５−２８９０６８号公報
【特許文献６】特開２００４−３０２１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の用途においてしばしば問題となる液晶調光素子の特性は、電圧印加状態における透明性である。通常の透明のガラス板と比較すると、液晶調光素子は電圧印加状態においてもやや曇って見える場合がある。液晶−樹脂複合体を薄くすれば、電圧印加状態における液晶調光素子の透明性は向上する。しかし、液晶−樹脂複合体の厚みが十分でないと、電圧を印加していないときの遮蔽性が不足する。このように電圧印加状態における透明性と電圧開放時の遮蔽性はトレードオフの関係にあるため、液晶−樹脂複合体の厚みの調整のみによって上記問題を解決することはできない。
【００１０】
本発明は、電圧印加状態における透明性と電圧開放状態における遮蔽性とがともに高いレベルで両立した液晶調光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、これら２枚の導電膜付き基体の間に挟持された液晶−樹脂複合体とを備え、液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、この樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子を製造する方法として、以下の工程ａ）〜工程ｄ）を含む製造方法を提供する。
工程ａ）：下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程、
工程ｂ）：上記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、上記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程、
工程ｃ）：上記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、この導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程、
工程ｄ）：上記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、上記液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が上記液晶−樹脂複合体に接するように、上記液晶−樹脂複合体に接合する工程。
【００１２】
【化１】
【００１３】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【００１４】
本発明によれば、導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、これら２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、この液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、この樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、上記樹脂マトリクスが、上記単量体Ａおよび上記単量体Ｂを含み、上記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体であってガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含む、液晶調光素子が提供される。
【００１５】
本発明は、また別の側面から、樹脂マトリクスが、上記式（１）により示される単量体を主たる単量体とし、非イオン性親水基を有し、架橋構造が導入された共重合体を含む、液晶調光素子を提供する。
【００１６】
なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」との表記は、「メタアクリルまたはアクリル」を意味し、同様に「（メタ）アクリロイル」との表記は、「メタアクリロイルまたはアクリロイル」を意味する。「主たる単量体」は、本明細書においては、単量体群の７５質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上、を占める単量体を意味するものとする。「主たる単量体」を構成する単量体Ａは、１種の単量体から構成されていてもよく、２種以上の単量体から構成されていてもよい。単量体Ｂおよび後述する単量体Ｃ〜Ｄも、１種または２種以上の単量体から構成される。
【発明の効果】
【００１７】
液晶調光素子が電圧印加状態においてやや曇って見える原因の少なくとも一つは、液晶微小粒子を構成する液晶分子の配向の不完全性にある。本発明の製造方法では、樹脂マトリクスを構成するために、上記単量体Ａおよび上記単量体Ｂを含む共重合体を用いることとした。この共重合体は、液晶調光素子の電圧印加状態における透明性の向上に適している。
【００１８】
かかる共重合体の使用を前提として、本発明では、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）を適切な範囲とすることとした。Ｔｇを２０℃以下とすることにより、液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体上に塗布して液晶−樹脂複合体を形成することが容易になる。また、液晶−樹脂複合体にもう１枚の導電膜付き基体を接合することも容易となる。Ｔｇが高すぎると、液晶−樹脂複合材料を塗布しても膜状の成形体にはなりにくいし、液晶−樹脂複合体の粘着性も低下するためである。他方、Ｔｇが−５０℃を下回る程度に低いと、樹脂マトリクスの接着力が却って低下する。液晶−樹脂複合体と導電膜との接合状態が良好でないと液晶分子の配向性は低下する。Ｔｇの適切な制御は、液晶分子の配向性の向上を通じ、液晶調光素子の透明性の改善にも寄与しうるものである。
【００１９】
こうして、本発明によれば、液晶−樹脂複合体の厚みを保ちながら電圧印加状態における透明性を向上することが可能となり、したがって電圧印加状態における透明性と電圧開放状態における遮蔽性とが高いレベルで両立した液晶調光素子を工業的に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の液晶調光素子の製造方法では、まず、工程ａ）において、共重合体を含むエマルジョン（高分子エマルジョン）が調製される。共重合体を構成する単量体群は、単量体Ａ，Ｂを必須の単量体として含み、単量体Ａを主たる単量体とする。
【００２１】
単量体Ａは、上記式（１）により示される、（メタ）アクリル酸アルキルエステルまたは（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステルである。
【００２２】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸iso−ブチル、（メタ）アクリル酸sec−ブチル、（メタ）アクリル酸tert−ブチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸iso−オクチル、（メタ）アクリル酸iso−デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸iso−ドデシル、（メタ）アクリル酸iso−トリデシル、（メタ）アクリル酸ミリスチル、（メタ）アクリル酸セチル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸iso−オクタデシル、（メタ）アクリル酸イコシル等が挙げられる。
【００２３】
（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸シクロペンチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボロニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２４】
本発明では、単量体ＡのＲ2基（式（１）参照）を、所定の鎖状アルキル基または環状アルキル基、好ましくは鎖状アルキル基、として、共重合体と液晶分子との相互作用を低下させた。単量体Ａは、液晶−樹脂複合体において樹脂マトリクスと液晶微小粒子を構成する液晶分子との相互作用を低下させる。この相互作用の低下が、電圧印加状態における液晶分子の配向性の改善に寄与していると考えられる。また、液晶分子と樹脂マトリクスとの相互作用の低下により、エマルジョン法によって形成される液晶微小粒子の形状および大きさの均一化も促進される。この均一化は、液晶微小粒子の粒子径を透明性の改善に好ましい範囲とすることを容易とする。
【００２５】
界面活性剤の当業者にとって、良好な乳化を実現するために、被乳化物と似た構造の疎水基を有する界面活性剤を乳化剤として使用すべきことは自明である。この知見を液晶調光素子の樹脂マトリクスにそのまま転用すると、液晶分子の良好な分散のためにはスチレンのような芳香族化合物を樹脂マトリクスの主成分として検討すべきことになる。しかし、芳香族化合物を主成分とする樹脂マトリクスでは、樹脂マトリクスと液晶分子との相互作用が大きくなりすぎて液晶の「カプセル化」が阻害される。本発明の液晶調光素子では、芳香族単量体の併用を完全に排除するわけではないが、共重合体を構成する主たる単量体としては芳香族以外の単量体である単量体Ａを用いることとした。
【００２６】
後述するように、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体を液晶調光素子に用いる場合には、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）に留意すべきである。Ｔｇは、単量体Ａのみにより定まるわけではないが、単量体Ａの適切な選択はＴｇの好ましい範囲への調整にとって最も重要である。Ｔｇ、およびこれとともに考慮すべき他の特性（例えば樹脂マトリクスの強度）を調整するため、単量体Ａとして、式（１）におけるＲ2が互いに相違する２種以上の単量体を用いてもよい。
【００２７】
液晶分子の配向性を顕著に改善するためには、単量体Ａとして、式（１）におけるＲ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基である単量体Ａ1のみを用いることが好ましい。単量体Ａ1とともに、Ｒ2が炭素数５〜２０の環状アルキル基である単量体Ａ2を用いる場合には、単量体Ａ2の含有量が単量体Ａ1の含有量よりも少ない範囲とするとよい。
【００２８】
式（１）におけるＲ2は、直鎖または分岐を有する炭素数１〜８の鎖状アルキル基が好ましく、直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基がさらに好ましい。これらの条件を満たす単量体が単量体Ａの過半（５０質量％超）または全部を占める共重合体は、後述する実施例で示すように好ましい結果をもたらす。
【００２９】
単量体Ｂは、非イオン性親水基を有する単量体である。非イオン性親水基は、好ましくはアミド基、ヒドロキシル基およびポリオキシアルキレン基から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはアミド基および／またはヒドロキシル基である。なお、本明細書では、「アミド基」を、第１級アミドに限ることなく、いわゆるアミド結合を有する官能基すべてを含み意味で用いる。単量体Ｂは、単量体Ａと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、非イオン性親水基とともに、（メタ）アクリロイル基、ビニル基に含まれるような炭素−炭素二重結合を有するものから選択する。単量体Ｂおよび後述する単量体Ｃに含まれる炭素−炭素二重結合ならびに後述する単量体Ｄに含まれていてもよい炭素−炭素二重結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
【００３０】
単量体Ａとともに用いる場合、単量体Ｂにより供給される非イオン性親水基は、液晶−樹脂複合体における液晶分子の良好な「カプセル化」を助ける作用を奏する。後述する比較例で示されるように、単量体Ｂの欠如は、液晶分子が「カプセル化」しない結果をもたらす場合さえある。また、単量体Ｂに含まれる非イオン性親水基は、単量体Ａを最も多く含む単量体群の乳化重合を安定化する作用も奏する。単量体Ｂによる樹脂マトリクスへの非イオン性親水基の導入は、樹脂マトリクスにおける親水性部分と疎水性部分とのバランスを液晶調光素子の特性改善に好ましい範囲としている可能性がある。
【００３１】
アミド基含有単量体としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルホルムアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、アミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
【００３２】
ヒドロキシル基含有単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。これに加え、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート等を用いてもよい。アミド基含有単量体として上記に例示した単量体のうち、ヒドロキシル基を有する単量体を用いてもよい。
【００３３】
ポリオキシアルキレン基含有単量体としては、アルキレン基が炭素数２〜４であるポリオキシアルキレン基を有する単量体が適している。この単量体は、ポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレートのように、同時にヒドロキシル基含有単量体であってもよい。ポリオキシアルキレン基含有単量体は、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンジ（メタ）アクリレート等であってもよい。
【００３４】
単量体Ｂは、芳香族以外の単量体が好ましい。好ましい単量体Ｂとしては、（メタ）アクリルアミド、その誘導体、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを例示できる。
【００３５】
単量体Ｃは、カルボキシル基および／またはアミノ基を有する単量体である。単量体Ｃは、単量体Ａ，Ｂと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、炭素−炭素二重結合を有するものから選択される。炭素−炭素二重結合は、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基に含まれるものであってよく、不飽和脂肪酸に含まれるものであってもよい。カルボキシル基およびアミノ基は、反応性が高く、共重合体における架橋剤との反応点の導入に有用である。架橋構造の導入は、液晶−樹脂複合体への必要な強度の付与を容易とする。反応性が高い官能基を導入すべきであるため、本明細書では、「アミノ基」を、活性水素を有するアミノ基、即ち第１級アミノ基または第２級アミノ基を意味する用語として用いる。
【００３６】
単量体Ｃは、架橋構造の導入のための任意の単量体であるが、架橋構造を導入する場合においても必須でないことには留意すべきである。反応性の点でカルボキシル基およびアミノ基に劣るが、単量体Ｂに含まれうるヒドロキシル基も架橋構造の導入に利用できる。ヒドロキシル基を用いて架橋構造を導入する場合は、ヒドロキシル基と反応する官能基、例えばグリシジル基、エポキシ基、を有する架橋剤を用いるとよい。
【００３７】
なお、本明細書では、カルボキシル基および／またはアミノ基とともに非イオン性親水基を有する単量体は、単量体Ｂとして取り扱うこととする。
【００３８】
カルボキシル基含有単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、チグリン酸、アンゲリカ酸、セネシオ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノデシル、マレイン酸モノドデシル、マレイン酸モノテトラデシル、マレイン酸モノヘキサデシル、マレイン酸モノステアリル、マレイン酸モノオレイル、マレイン酸モノメトキシエチル、マレイン酸モノエトキシエチル、マレイン酸モノブトキシエチル、マレイン酸モノメチルカルビトール、マレイン酸モノエチルカルビトール、マレイン酸モノブチルカルビトール、マレイン酸モノベンジル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、フマル酸モノデシル、フマル酸モノドデシル、フマル酸モノテトラデシル、フマル酸モノヘキサデシル、フマル酸モノステアリル、フマル酸モノオレイル、フマル酸モノメトキシエチル、フマル酸モノエトキシエチル、フマル酸モノブトキシエチル、フマル酸モノメチルカルビトール、フマル酸モノエチルカルビトール、フマル酸モノブチルカルビトール、フマル酸モノベンジル、アクリル酸ダイマー、カルボキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
アミノ基含有単量体としては、アミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−エチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アリルアミン、メチルアリルアミン、テトラメチルピペリジル（メタ）アクリレート、４−アミノスチレン等が挙げられる。
【００４０】
単量体Ｃも、単量体Ｂと同様、芳香族以外の単量体が好ましい。単量体Ｃは、アミノ基を有する単量体Ｃ2であってもよいが、カルボキシル基を有する単量体Ｃ1、特に（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸およびそのモノアルキルエステル、ならびにフマル酸およびそのモノアルキルエステルから選ばれる少なくとも１種が好適である。
【００４１】
単量体群は、以下の単量体から構成されていてもよい。
単量体Ａ：７５〜９９質量％、
単量体Ｂ：０．１〜１５質量％、
単量体Ｃ：０〜１５質量％、好ましくは０．１〜１５質量％、
単量体Ｄ：０〜１０質量％
【００４２】
ここで、単量体Ｄは、単量体Ａ〜Ｃのいずれにも該当しない単量体である。単量体Ｄも、炭素−炭素二重結合を有する単量体から選択するとよいが、単量体Ａその他の単量体と共重合可能な単量体であれば、炭素−炭素二重結合を有していなくてもよい。単量体Ｄは、単量体群に含まれていてもよい任意の単量体であるが、その上限は、上記のとおり好ましくは１０質量％である。
【００４３】
単量体Ａの含有率が低すぎると、液晶調光素子が電圧印加状態において十分に透明にならなかったり共重合体のガラス転移温度が高くなりすぎたりすることがある。単量体Ａの含有率は、質量％で表示して（以下、この段落における「％」はすべて質量％）、８０％以上、特に８５％以上が好ましく、場合によっては９０％以上としてもよい。他方、単量体Ａの含有率が高すぎると、液晶材料が「カプセル化」しなかったり導入すべき架橋構造が十分に形成されなかったりすることがある。これを考慮すると、単量体Ａの含有率は、９８％以下、さらには９７％以下にまで制限してもよい。単量体Ｂの含有率は、非イオン性親水基による上述の効果を十分に得るためには、０．３％以上、さらには０．５％以上が好ましい。他方、単量体Ｂの含有率は、１３％以下、さらには１０％以下、場合によっては８％以下にまで制限してもよい。単量体Ｃの含有率は、架橋構造を十分に形成するためには０．３％以上、さらには０．５％以上が好ましい。他方、単量体Ｃの含有率が高すぎると、共重合体の水溶性が高くなりすぎることがある。このため、単量体Ｃの含有率は、１３％以下、さらには１０％以下、特に７％以下、場合によっては６％以下に制限することが好ましい。単量体Ｄの含有率は、本発明の目的が阻害されないように定めるとよいが、通常は、例えば８％以下、さらには５％以下、特に３％以下が好適である。
【００４４】
単量体Ｄも、単量体Ａ，Ｂと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、例えばビニル基含有単量体、（メタ）アクリロイル基含有単量体を用いるとよい。単量体Ｄは、基材との密着性の向上等のために添加するとよい。単量体Ｄとしてスチレン等の芳香族単量体を用いてもよいが、単量体Ｄは、上記と同様の理由により、芳香族ではない単量体が好ましい。単量体Ｄの種類を以下に例示する。
【００４５】
グリシジル（メタ）アクリレート、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、カルボジイミドエチル（メタ）アクリレート、tert−ブチルカルボジイミドエチル（メタ）アクリレート、２−アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート、４−アセトアセトキシブチル（メタ）アクリレート、２−アセトアセトキシエチルビニルエーテル、４−アセトアセトキシブチルビニルエーテル、アジリジン基含有単量体、オキサゾリン基含有単量体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイルアミノプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、アリルジメチルアミン、ジアリルメチルアミン、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ビニルピリジン、１−ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、２−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、安息香酸ビニル、アルキルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−（メタ）ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン。
【００４６】
単量体Ｄは、これを添加するのであれば、グリシジル基含有単量体、エポキシ基含有単量体等のエポキシ系単量体、シリル基含有単量体、第３級アミノ基含有単量体が好適である。
【００４７】
上述したとおり、単量体Ａを含む共重合体を液晶調光素子に用いる場合には、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）に注意する必要がある。共重合体の高すぎるＴｇは樹脂マトリクスの粘着性を低下させ、その結果、液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の間に配置する作業が困難となるためである。共重合体のＴｇが高い液晶−樹脂複合材料を用いると、導電膜付き基体と貼り合わせることができたとしても、時間の経過とともに複合体が劣化し、極端な場合は膜剥がれが生じるおそれもある。膜剥がれが生じなくても、導電膜と液晶−樹脂複合体との接合が部分的に不良となると、その部分において液晶の配向性が低下するおそれがある。他方、共重合体の低すぎるＴｇは、樹脂マトリクスの接着力を却って低下させ、樹脂マトリクスが有するべき液晶微小粒子のバインダーとしての機能が損なうことがある。
【００４８】
なお、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）が高くても、それを補う程度に可塑剤を添加すれば液晶−樹脂複合体の形成は可能である。しかし、可塑剤の多量の添加により、液晶の「カプセル化」を困難になることがあるし、液晶−樹脂複合体と導電膜付き基体との界面にブリードアウトして液晶調光素子の品質が損なわれるおそれも生じる。共重合体のＴｇが好ましい範囲に調整されていれば、可塑剤の添加はそれを必要とすることがあったとしても微量にとどめることができるし、Ｔｇの調整が適切であれば可塑剤を使用する必要自体がなくなる。本発明によれば、可塑剤を含まない樹脂マトリックスにより特性が良好な液晶調光素子を構成することも可能である。
【００４９】
共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃〜２０℃が好適であるが、上述の理由により、１５℃以下、さらには５℃以下、特に０℃以下が好ましい。−１０℃以下としてもよい。低すぎるＴｇを避けるべき場合には、Ｔｇを−４０℃以上、さらには−３５℃以上に設定してもよい。
【００５０】
共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、相対的に多量に添加される単量体に強く影響されるから、本発明では単量体Ａの選択を適切に行うべきことになる。式（１）で示される単量体ＡのＴｇは、Ｒ2基による影響を大きく受ける。例えば、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸プロピル、ポリアクリル酸ヘキシルのＴｇを比較すると、この順に低くなり、ポリアクリル酸プロピルで−４４℃、ポリアクリル酸ヘキシルで−５７℃となる。しかし、Ｒ2基が長くなりすぎるとアクリル酸エステルポリマーのＴｇは高くなる。また、Ｒ2基が同じであれば、アクリル酸エステルポリマーはメタクリル酸エステルポリマーよりも低いＴｇを示す傾向にある。このような傾向を考慮すると、Ｔｇを好ましい範囲に設定するためには、単量体Ａの少なくとも一部を、式（１）において、Ｒ1基が水素原子であり、Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８、好ましくは３〜８、の鎖状アルキル基である単量体Ａ11とするとよい。
【００５１】
しかし、低すぎるＴｇは、上述のような問題をもたらすし、そのような問題が生じなくても、Ｔｇを低く設定すると液晶−樹脂複合体の強度が低下する場合がある。強度低下を補うためには、メタクリル酸メチルに代表されるようなアルキル鎖が短いメタクリル酸アルキルエステルを単量体の一部とするとよい。これを考慮すると、単量体Ａ11との併用が好ましい単量体Ａは、式（１）において、Ｒ1基がメチル基であり、Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12である。
【００５２】
単量体Ａは、単量体群に対し、４０〜７５質量％、好ましくは５０〜７５質量％の単量体Ａ11と、２０〜５５質量％、好ましくは２０〜４５質量％の単量体Ａ12とを含んでいてもよい。
【００５３】
実験により確認されたところによると、単量体Ａ11および単量体Ａ12を含む単量体Ａを、非イオン性親水基としてアミド基および／またはヒドロキシル基を有する単量体Ｂと併用すると、特に好ましい結果が得られる。
【００５４】
工程ａ）における乳化重合は、従来から知られている方法により行えばよいが、以下、その概要を説明する。
【００５５】
乳化重合のための界面活性剤は、アニオン性界面活性剤および／または非イオン性界面活性剤、特にこの２種の界面活性剤の併用、が好適である。乳化重合の際のエマルジョンの安定性を保つためには、アニオン性界面活性剤の使用が好ましい。しかし、アニオン性界面活性剤のみを使用すると、液晶−樹脂複合体の絶縁性が不足する。伝導性を付与する界面活性剤を多量に使用すると、電圧印加時にショートによる動作不良を引き起こすおそれが生じる。このため、非イオン性界面活性剤をアニオン界面活性剤とともに用いることが好ましい。
【００５６】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸セッケン、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリール硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルリン酸エステル塩等を例示できる。
【００５７】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンアラルキルエーテル、ポリオキシエチレンアラルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック付加物、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等を例示できる。非イオン性界面活性剤のＨＬＢ（親水親油バランス）は、６〜２０が好ましく、８〜１９がより好ましい。ＨＬＢ８〜１２の界面活性剤とＨＬＢ１６〜１９の界面活性剤とを併用してもよい。
【００５８】
界面活性剤としては、アルキル基、アルケニル基等により構成される疎水基部分に分岐を有するものが好ましい。液晶材料の「カプセル化」に良好な影響を及ぼしうるからである。
【００５９】
もっとも、界面活性剤は上記に限定されるわけでなく、例えば上記に例示した界面活性剤とともに、カチオン性界面活性剤や両性界面活性剤を用いてもかまわない。
【００６０】
界面活性剤の使用量は、通常、単量体群１００質量部に対し、０．１〜１５質量部とするとよい。
【００６１】
乳化重合に際しては、界面活性剤に加え、高分子系保護コロイド剤を用いてもよい。高分子系保護コロイド剤としては、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリビニルピロリドン（PVP）、メチルセルロース（MC）、ヒドロキシエチルセルロース（HEC）、ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、デンプン、ポリエチレングリコール（PEG）、ポリアクリル酸（PAA）を例示できる。
【００６２】
なお、界面活性剤や高分子系保護コロイド剤は、その一部を、乳化重合後にエマルジョンに添加してもよい。
【００６３】
重合開始剤についても特に限定はない。重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素等の無機系の過酸化物系化合物；ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機系化合物；２,２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド］、２,２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］−プロピオンアミド｝、２,２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチル−プロピオンアミジン］、２,２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド等のアゾ系化合物を例示できる。過酸化物系化合物を使用する場合は、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリム等の還元剤を併用することにより、レドックス重合を行ってもよい。
【００６４】
重合開始剤の使用量は、通常、単量体群１００質量部に対し、０．０１〜５．０質量部とするとよい。
【００６５】
必要に応じ、共重合体の分子量を制御するために連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプタン類、低級アルコール、α−メチルスチレンダイマー、ハロゲン化炭素類、ハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
【００６６】
さらに、必要に応じ、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、消泡剤、造膜助剤、可塑剤、粘性調整剤、凍結防止剤、防腐剤、タッキファイヤー、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を使用してもよい。
【００６７】
乳化重合の重合温度は、例えば３０〜１００℃、好ましくは６０〜８５℃である。
【００６８】
工程ａ）により得られるエマルジョンは、水系の高分子エマルジョンとなる。ここでいう水系は少量の有機溶媒を許容する趣旨である。水系の高分子エマルジョンは、取り扱い性も良好で環境への悪影響もない。高分子エマルジョンの濃度、粘度、粒子径は、特に限定されないが、例えば、それぞれ２０〜７０％、１０〜１０００ｍＰａ・ｓ、０．０１〜５μｍとするとよい。
【００６９】
次に、工程ｂ）について説明する。工程ｂ）では、上記で得た高分子エマルジョンに、液晶材料およびその他必要な材料を添加して得た原材料から、共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料（液晶エマルジョン）を調製する。
【００７０】
液晶材料としては、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶等の公知の液晶を使用できるが、好ましくはネマティック液晶である。液晶材料の複屈折率Δｎは０．０８〜０．１４の範囲にあることが好ましい。複屈折率Δｎが０．０８未満であると電圧開放時の遮蔽性が低下することがあり、複屈折率Δｎが０．１４を超えると電圧印加時の透明性が低下することがある。
【００７１】
液晶微小粒子を形成するためには、予め液晶材料を水中で攪拌して液晶微小粒子を形成し、これと工程ａ）で得たエマルジョンとを混合するとよい。これに代えて、液晶材料を高分子エマルジョンに直接投入し、攪拌して液晶微小粒子を形成してもかまわない。液晶微小粒子の形状および粒子径の均一化のため、乳化剤として界面活性剤を添加してもよい。この界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤が好ましく、ＨＬＢ８〜１８、特にＨＬＢ１０〜１６の非イオン性界面活性剤がより好ましい。
【００７２】
上記における混合や攪拌は、ホモジナイザー、ホモミキサー、ディスパーサー、高圧乳化機、ブレンダー、コロイドミル、超音波乳化機等を用いて行えばよい。
【００７３】
こうして、液晶微小粒子が分散したエマルジョン（液晶エマルジョン）が調製される。
【００７４】
液晶微小粒子のメジアン系Ｄ５０は、１．５〜４．５μｍの範囲とすることが好ましい。メジアン系Ｄ５０が４．５μｍを超えると液晶微小粒子の単位質量当り表面積が低下して電圧開放時の遮蔽性が低下する。他方、メジアン系Ｄ５０が１．５μｍ未満であると液晶微小粒子の単位質量当り表面積は大きくなるが、これによる光の散乱の増加よりも可視域長波長側における透過および回折による効果が上回る。このため、結果として、やはり電圧開放時の遮蔽性が低下する。
【００７５】
所望の光学性能を得るためには液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン系だけでなく、粒子径分布も適切な範囲に調整することが望ましい。粒子径が大きな粒子の割合が増加すると可視域での散乱がほとんどなくなり、電圧開放状態における遮蔽性が低下する。したがって、液晶カプセル径の加積曲線における加積透過率が１０％になる液晶カプセル径Ｄ１０と、加積透過率が９０％になる液晶カプセル径Ｄ９０との比（Ｄ９０／Ｄ１０）が、Ｄ９０／Ｄ１０≦３×Ｄ５０の範囲であることが好ましい。より好ましくは、Ｄ９０／Ｄ１０≦２．５×Ｄ５０である。
【００７６】
液晶微小粒子のメジアン系Ｄ５０および粒子径分布は、攪拌の速度、時間を調整して制御することができる。なお、本明細書では、レーザー回折法により測定した値を液晶微小粒子の粒子径として採用する。
【００７７】
液晶エマルジョンに含まれる液晶材料の質量比率（液晶比率Ｖ１）は０．４〜０．９が好ましい。液晶比率Ｖ１は、エマルジョンの水分を除く、液晶材料、共重合体および（必要に応じて添加される）架橋剤等その他成分の合計質量に対する液晶材料の質量比率である。液晶比率Ｖ１は、液晶−樹脂複合体の光学特性および液晶微小粒子の機械的強度に影響する。液晶比率Ｖ１が０．４未満であると、液晶調光素子を作製したときに液晶微小粒子の量が不足して電圧開放時の遮蔽性が低下する。他方、液晶比率Ｖ１が０．９を超えると液晶材料に対する共重合体の比率が低下し、液晶微小粒子の形状の保持が困難となる。かかる観点から、液晶比率Ｖ１は、０．５以上がより好ましく、０．８以下としてもよい。
【００７８】
単量体Ｃおよびこれと反応しうる架橋剤の使用による共重合体への架橋構造の導入は、非イオン性親水基の導入とともに、単量体Ａを主たる単量体とする共重合体を、液晶調光素子の樹脂マトリクスに適したものとするための有用な手段である。共重合体に架橋構造を導入すべき場合には、次の工程で導電膜付き基体上へと液晶エマルジョンを塗布等により配置する前に、液晶エマルジョンに架橋剤を添加するとよい。架橋剤としては、共重合体に含まれる官能基、特に単量体Ｃにより導入されたカルボキシル基および／またはアミノ基、と反応するものを選択すべきである。
【００７９】
架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン等のエポキシ系化合物；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−グリシドキシプロピルジエトキシメチルシラン、β−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシシラン系化合物；３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−(２−アミノエチル)−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン系化合物；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン系化合物；カルボジヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のヒドラジド系化合物；セミカルバジド樹脂；ポリカルボジイミド系樹脂；テトラメチロールメタン−トリス(β−アジリジニルプロピオナート)、トリメチロールプロパン−トリス(β−アジリジニルプロピオナート)、メチレンビス［Ｎ−（１−アジリジニルカルボニル）−４−アニリン]、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（１−アジリジンカルボアミド）、Ｎ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）等のアジリジン系（エチレンイミノ基含有）化合物；アセトアセトキシ基含有化合物；オキサゾリン基含有化合物；ポリエチレンポリアミン；ポリエチレンイミン；ポリアミドポリアミン；ポリアミドポリ尿素；アルキル化ポリメチロールメラミン；グリオキザール；ブロックドイソシアネート等が挙げられる。
【００８０】
架橋剤の添加量は特に限定されないが、通常、単量体群１００質量部に対し、２０質量部以下、好ましくは１０質量部以下である。
【００８１】
カルボキシル基と架橋剤との反応により形成される特徴的な構造を以下に例示する。ただし、以下はあくまでも例示であって架橋構造の種類を制限する趣旨ではない。カルボキシル基とエチレンイミノ基を有する架橋剤との反応により、下記式（２）に示す構造が形成される。
［化２］
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ− （２）
【００８２】
カルボキシル基とカルボジイミド基を有する架橋剤との反応により、下記式（３）に示す構造が形成される。
【００８３】
【化３】
【００８４】
カルボキシル基とエポキシ基を有する架橋剤との反応により、下記式（４）に示す構造が形成される。
［化４］
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ（−ＯＨ）− （４）
【００８５】
共重合体は、上記構造から選択される少なくとも１種の構造を含む架橋構造を有していてもよい。
【００８６】
工程ｃ）では、液晶−樹脂複合材料となったエマルジョン（液晶エマルジョン）が導電膜付き基体の導電膜上に配置される。
【００８７】
導電膜付き基体の導電膜は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化錫に代表される透明導電膜とするとよい。表面に導電膜を形成する基体は、樹脂フィルム、ガラス板等の透明基体、特にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが好適である。導電膜の形成は、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、印刷法等公知の方法により行うとよい。
【００８８】
液晶エマルジョンの導電膜上への配置は、ブレードナイフコーター、バーコーター、エアナイフコーター、マイクログラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、カーテンコーター、スピンコーター、スプレーコーター等の公知の装置を用いて塗布することにより行うことができる。
【００８９】
塗布された液晶エマルジョンは、余分の水分を除去するために、乾燥させるとよい。架橋剤を添加した場合には、乾燥とともに架橋構造が共重合体に導入される。エマルジョンの乾燥は、常温で行ってもよいし、加熱して促進してもかまわない。
【００９０】
架橋構造を導入すべき場合は、上記のように工程ｃ）において液晶エマルジョン（液晶−樹脂複合材料）を架橋剤を含む状態で導電膜上に塗布し、工程ｃ）以降において、架橋剤により共重合体に架橋構造を導入するとよい。この場合は、単量体群にカルボキシル基および／またはアミノ基である官能基を有する単量体Ｃをさらに含ませ、架橋剤として単量体Ｃに含まれる上記官能基と反応して架橋構造を形成しうるものを用いるとよい。
【００９１】
液晶エマルジョンを塗布して形成した液晶−樹脂複合体の膜厚は、液晶調光素子の透明性と遮蔽性とのバランスを考慮すると、１０〜３５μｍ、特に１５〜２５μｍが好ましい。
【００９２】
工程ｄ）では、導電膜上に形成された液晶−樹脂複合体上に、もう１枚の導電膜付き基板が配置される。こうして、液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間にこれら導電膜に接した状態で挟持された液晶調光素子が製造される。
【００９３】
この工程で用いる導電膜付き基体も、工程ｃ）で説明したものを用いるとよい。この基体は、液晶−樹脂複合体に貼り合わされ、もう１枚の導電膜付き基体および液晶−樹脂複合体と一体化する。導電膜付き基体と液晶−樹脂複合体とは、直接貼り合わせる、言い換えれば他の材料を介在させずに貼り合わせることが好ましい。
【００９４】
本発明では、共重合体のガラス転移温度を高すぎない範囲に設定するため、工程ｃ）および工程ｄ）を、常温近傍の温度、例えば２０〜３０℃の雰囲気下で実施することができる。
【００９５】
液晶調光素子の断面を図１に例示する。
【００９６】
図１に示した液晶調光素子３０は、樹脂マトリクス３に液晶微小粒子２が分散してなる液晶−樹脂複合体１０を備えている。この素子３０では、２枚の導電膜付き基体６が液晶−樹脂複合体１０を挟持している。導電膜付き基体６，６の導電膜５，５は、ともに液晶−樹脂複合体１０に接するように配置されている。図示した状態では、導電膜５，５の間に電圧が印加されておらず、液晶微小粒子２を構成する液晶分子１が、ランダムに配向している。この電圧開放状態では、液晶調光素子３０に入射する光は大きく散乱され、素子３０を通して反対側を視認することができない。図示を省略する電源から導電膜５，５の間に電圧が供給されると、液晶分子１は電圧が印加されている方向に沿って配列する。この電圧印加状態では、液晶調光素子３０に入射する光が受ける散乱が減少する。こうして、素子３０を通して反対側が視認できるようになる。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。なお、以降、部および％はすべて質量基準である。
【００９８】
［重合例１］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム塩（３０％水溶液）１部を仕込み、攪拌しながら８０℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸アンモニウムの１０％水溶液２部を添加し、５分後よりアクリル酸ブチル６０部、メタクリル酸ブチル３５部、２−ヒドロキシエチルアクリレート４部、アクリル酸１部、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル３部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの３％水溶液６部を４時間かけて滴下した。さらに８５℃まで昇温して２時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分４９．２％、粘度９７０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．２、粒子径０．１９μｍであった。
【００９９】
なお、高分子エマルジョンの不揮発分は恒温槽にて１０５℃で１時間後の蒸発残分を測定して算出、粘度はブルックフィールド型回転粘度計（ＢＭ型：東機産業製）にて２３℃で０．５回転／秒（３０ｒｐｍ）の条件で測定、ｐＨはｐＨメーター（Ｆ−２２：堀場製作所製）にて室温で測定、粒子径は動的光散乱式粒度分布測定装置（ＦＰＡＲ−１０００：大塚電子製）にて測定し、キュムラント法による解析結果の平均粒子径を用いた。
【０１００】
［重合例２］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４７．１％、粘度４１０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、粒子径０．１７μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０１】
［重合例３］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４８．０％、粘度５２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．５、粒子径０．３０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０２】
［重合例４］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、炭酸水素ナトリウム０．３部、リン酸水素二ナトリウム０．１部を仕込み、攪拌しながら７５℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸カリウムの１０％水溶液２部を添加し、５分後よりメタクリル酸メチル３０部、アクリル酸シクロヘキシル４０部、アクリル酸２−エチルヘキシル２７．５部、Ｎ−メチロールアクリルアミド２部、アクリル酸０．５部、ポリオキシエチレン分岐アルキル（Ｃ１１〜１３）エーテル（７０％水溶液）２．９部、ビス（２‐エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム塩（７５％水溶液）０．２９部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの３％水溶液６部を４時間かけて滴下した。さらに８０℃まで昇温して２時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分５０．１％、粘度１６５０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．５、粒子径０．２７μｍであった。
【０１０３】
［重合例５］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル１部、炭酸水素ナトリウム０．５部を仕込み、攪拌しながら７０℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライドの１０％水溶液２部を添加し、１５分後よりアクリル酸ブチル５３部、ジシクロペンタニルメタクリレート４３部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１部、メタクリル酸１部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート１部、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン１部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル３部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライドの３％水溶液６部を５時間かけて滴下した。さらに７５℃まで昇温して３時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分４９．９％、粘度３３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．６、粒子径１．２０μｍであった。
【０１０４】
［重合例６］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４６．２％、粘度１１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．２、粒子径０．２２μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０５】
［比較重合例１］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４９．８％、粘度２１０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．５、粒子径０．３１μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０６】
［比較重合例２］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分５０．０％、粘度１２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．４、粒子径１．８０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０７】
［比較重合例３］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４０．０％、粘度２９０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．２、粒子径０．１９μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０８】
［比較重合例４］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４６．９％、粘度６３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、粒子径０．２０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０９】
重合例１〜６、比較重合例１〜４および比較用ウレタンエマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）の測定は、まず、約３ｇの高分子エマルジョンを直径５ｃｍのテフロン（登録商標）製シャーレに入れ１０５℃で３時間乾燥させてフィルム状の試料とし、これを厚さ約０．０５ｍｍ、内径約５ｍｍ、高さ約５ｍｍの円筒形のアルミパンに約１０ｍｇ秤量して測定用試料とし、示差走査熱量計（ＤＳＣ６２２０：エスエスアイ・ナノテクノロジー製）にて昇温速度１０℃／分で−１１０℃から＋２５０℃の温度で測定した。測定結果は表１に示した。
【０１１０】
次に、上記重合例１〜６で得られた高分子エマルジョン、比較重合例１〜４で得られた高分子エマルジョンおよび比較用ウレタンエマルジョンを用い、液晶エマルジョン（液晶−樹脂複合材料）および液晶調光素子を作製した。
【０１１１】
［実施例１］
上記重合例１で得られた高分子エマルジョンを水で不揮発分４０％に希釈し、この希釈した高分子エマルジョン１００部に対して、ネマティック液晶（ＪＭ１０００ＸＸ（複屈折率Δｎ＝０．１３２）：チッソ製）６４部を添加した。このエマルジョンをエクセルオートホモジナイザー（日本精機製）にて回転数１３３．３回転／秒（８０００ｒｐｍ）で１０分間攪拌し、液晶エマルジョンを得た。この液晶エマルジョンについて、液晶微小粒子（液晶カプセル）の粒子径をレーザー回折式粒度分布測定器（ＳＡＬＤ−１１００：島津製作所製）で測定した結果、液晶カプセルのメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。
【０１１２】
なお、ＳＡＬＤ−１１００を用いた粒度分布の測定は、測定範囲：０．１〜４５μｍ（Ａ１）、対応屈折率：１．６〜０．１、サンプリング回数：５回、計算方法：Ｄ（Direct）として実施した。
【０１１３】
続いて架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。上記で得た液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに上記の架橋剤水溶液を添加した。架橋剤水溶液の添加割合は、液晶エマルジョンに含まれる高分子エマルジョン１００部（水で希釈した状態の高分子エマルジョン１００部）に対して架橋剤水溶液４．８部とした。こうして得た膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。
【０１１４】
次に、液晶エマルジョンをドクターブレードコーターにてＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥して、ＰＥＴフィルム上に液晶−樹脂複合体を形成した。この液晶−樹脂複合体が形成されたＰＥＴフィルムと、もう一枚のＩＴＯ付きＰＥＴフィルムとを貼り合わせて液晶調光素子を得た。液晶エマルジョンの塗布、および液晶−樹脂複合体へのＰＥＴフィルムの貼り付けはすべて２２℃程度の雰囲気下で実施した。
【０１１５】
液晶−樹脂複合体の厚みは液晶調光素子の厚みをマイクロメータ（ミツトヨ製）で測定し、この測定値から２枚のＰＥＴフィルムの厚みを差し引いて求めた。液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであった。液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態は、リアルサーフレスビュー顕微鏡（ＶＥ−７８００：キーエンス製）にて観察した。その結果、液晶カプセルは良好な球状であることが確認された。
【０１１６】
こうして得た液晶調光素子について、電圧開放状態および電圧印加状態におけるヘイズ率を、ヘイズメーター（HGM−2DP：スガ試験機社製）を用いて測定した。ここで、印加電圧は電圧が１００Ｖ、周波数が５０Ｈｚのサイン波形の電圧である。このヘイズ率が大きいほど遮蔽性が高く（透明性が低く）、ヘイズ率が小さいほど透過性が高い（遮蔽性が低い）。この液晶調光素子の電圧開放状態のヘイズ率は９３．８％で、電圧印加状態のヘイズ率は６．５％であった。
【０１１７】
［実施例２］
実施例１で用いた架橋剤の代わりに表２に示した架橋剤を用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１１８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．３μｍであった。架橋剤のＮ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）を水に溶解して、１０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で撹拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．２％、電圧印加状態におけるヘイズ率は７．０％であった。
【０１１９】
［実施例３］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例２の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２０】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．７μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は６．８％であった。
【０１２１】
［実施例４］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例３の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２２】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。架橋剤のアジピン酸ジヒドラジドを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を０．８部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．４％、電圧印加状態におけるヘイズ率は７．５％であった。
【０１２３】
［実施例５］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例４の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２４】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．８μｍであった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９３．４％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．１％であった。
【０１２５】
［実施例６］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例５の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２６】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は３．０μｍであった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９３．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．３％であった。
【０１２７】
［実施例７］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例６の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。架橋剤のポリカルボジイミド系樹脂を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を２．４部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．０％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．５％であった。
【０１２９】
［比較例１］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例１の高分子エマルジョンを用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３０】
実施例１と同様にして液晶エマルジョンを作製したが、液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態が不良のため粒子径の測定は不能であった。架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を４．８部の割合で添加した。得られた膜形成液の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであったが、液晶カプセルの状態は著しく不良で、球状の液晶カプセルを全く形成していなかった。このため、液晶調光素子として適用できなかった。
【０１３１】
［比較例２］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例２の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３２】
実施例１と同様にして液晶エマルジョンを作製したが、液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態が不良のため粒子径の測定は不能であった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製したが、ＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥した段階で、均一な被膜が形成されず、液晶−樹脂複合体自体が得られなかった。具体的には、液晶カプセルが樹脂マトリクスに保持されず、被膜表面に析出する状態となった。これは、樹脂マトリクス中の共重合体のガラス転移温度が高すぎるためであると考えられる。
【０１３３】
［比較例３］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例３の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３４】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は４．６μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して、架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製したが、ＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥した段階で、比較例２と同様、均一な被膜が形成されず、液晶−樹脂複合体自体が得られなかった。
【０１３５】
［比較例４］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例４の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
【０１３６】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は６．５μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであった。ただし、液晶カプセルの状態は良好ではなく、球状の液晶カプセルが十分に形成されてはいなかった。得られた液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は６０．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は２１．０％であった。
【０１３７】
［比較例５］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりにポリウレタンエマルジョンを用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
【０１３８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．７μｍであった。架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。４０％のポリウレタンエマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を４．８部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶微小粒子の形成状態は比較的良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９２．７％、電圧印加状態におけるヘイズ率は１３．９％であった。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
【表２】
【０１４１】
【表３】
【０１４２】
表１〜３における略号の意味は以下のとおりである。
［単量体Ａ］
BA：アクリル酸ブチル、2EHA：アクリル酸2−エチルヘキシル、MMA：メタクリル酸メチル、BMA：メタクリル酸ブチル、CHA：シクロヘキシルアクリレート、DCPMA：ジシクロペンタニルメタクリレート、IBA：イソボロニルアクリレート
［単量体Ｂ］
HEA：２−ヒドロキシエチルアクリレート、HEMA：２−ヒドロキシエチルメタクリレート、AAm：アクリルアミド、DAAM：ダイアセトンアクリルアミド、N-MAM：Ｎ−メチロールアクリルアミド
［単量体Ｃ］
AA：アクリル酸、MAA：メタクリル酸、MaA：マレイン酸
［単量体Ｄ］
GMA：グリシジルメタクリレート、DMAEMA：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、TMSMA：３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
［非イオン性界面活性剤］
DE：ポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ノイゲンSD-300(HLB=17.9)：第一工業製薬製）、TDE：ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル（ノイゲンTDS-500F(HLB=18.3)：第一工業製薬製）、AE：ポリオキシエチレン分岐アルキル(C11〜C13)エーテル（エマルゲン1118S-70(HLB=16.4、70％水溶液)：花王製)）、ER：反応性非イオン界面活性剤（アデカリアソープER-20：ADEKA製）、LE：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ノイゲンNL-80(HLB＝16.1)：第一工業製薬製）
［アニオン性界面活性剤］
DASS：ビス(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム（ペレックスOT−P(75%水溶液)：花王製)）、DES：ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム（ハイテノールXJ−630S(30％水溶液)：第一工業製薬製)）、TDES：ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルサルフェートアンモニウム（ハイテノールTM−07：第一工業製薬製）、KH：反応性アニオン界面活性剤（アクアロンKH−10：第一工業製薬製）
［架橋剤］
PGDG：ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル（デナコールEX-920：ナガセケムテックス製）、HDU：Ｎ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）（相互薬工社製）、PAC：アジリジン系化合物（CX-100：DSM NeoResins社製）、ADH：アジピン酸ジヒドラジド(ADH：日本ファインケム製)、CDI：ポリカルボジイミド系樹脂（カルボジライトV-02：日清紡製）
［カプセルの状態および外観］
◎：優、○：良、△：不可、×：評価に値せず
【０１４３】
実施例１〜７、特に実施例１〜４の液晶調光素子は、電圧開放状態におけるヘイズ率が高く遮蔽性に優れているとともに、電圧印加状態におけるヘイズ率が低く透明性に優れていた。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】液晶調光素子の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 液晶分子
２ 液晶微小粒子
３ 樹脂マトリクス
５ 導電膜
６ 導電膜付き基体
１０ 液晶−樹脂複合体
３０ 液晶調光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視界選択機能を有する液晶調光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
視界選択機能を有する液晶調光素子は「瞬間調光ガラス」として既に市販されている（日本板硝子製「ＵＭＵ」（「ＵＭＵ」は登録商標））。このガラスは、印加電圧に応じて、透視できる状態と透視できない状態との間を瞬間的かつ可逆的に変化する。後者の状態では、サンドブラスト等により表面を粗とした曇りガラスと同様、ガラスに入射する光が散乱して人の視界が遮られる。液晶調光素子は、会議室の間仕切り、店舗のショーウインドウ、車両の窓等に用いられている。
【０００３】
液晶調光素子は、液晶微小粒子を樹脂バインダー（樹脂マトリクス）に分散させてなる液晶−樹脂複合体が、２枚の導電膜付き基体の間に配置された構成を有する。液晶調光素子では、導電膜に印加される電圧に応じて液晶微小粒子を構成する液晶分子の配列が変化する。液晶分子の配列が変化すると、それに応じて素子に入射する光の散乱の程度も変化する。液晶分子は、電圧が印加されていない状態（電圧開放状態）では入射光に大きな散乱を与えるが、電圧印加状態では電界の方向に沿って配列して入射光の散乱の程度を低下させ、透視状態（透明状態）を実現する。
【０００４】
液晶−樹脂複合体を構成する樹脂マトリクスとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等が検討されてきた。これらの樹脂の中では、ポリウレタンが、加工性、耐熱性等の観点から優れている。樹脂マトリクスに液晶微小粒子を分散させるためには、相分離法またはエマルジョン法を用いることができるが、実用化されているのはエマルジョン法である。エマルジョン法では、液晶材料を含むエマルジョンを高速で攪拌することにより、液晶微小粒子が分散した状態、すなわち液晶が「カプセル化」した状態、が実現される。
【０００５】
なお、「カプセル化」とは、液晶がカプセルに封入されているかのように観察されるために用いられている慣用の表現に過ぎない。厳密に言うと、従来の製品においても以降記述する本発明の実施形態の液晶調光素子においても、液晶材料は、カプセルに封入されているのではなく、それ自体が微小粒子となって樹脂マトリクスに分散している。本明細書においても、以降、慣用に従って用語「カプセル化」および「液晶カプセル」を用いることがあるが、これは樹脂マトリクスおよび液晶材料とは別にカプセルが存在することを前提とする趣旨ではない。
【０００６】
特開昭６０−２５２６８７号公報には、樹脂マトリクスとしてポリウレタンを用いた液晶調光素子が開示されている。この公報には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル等の重合体、さらにはメタクリレート／アクリロニトリル、ウレタン／アクリル、アクリレート／アクリロニトリル等の共重合体を樹脂マトリクスとして用いてもよいことが開示されている。特開昭６０−２５２６８７号公報には、架橋剤を用いて樹脂マトリクスに架橋構造を導入してよいことも記載されている。
【０００７】
特表平１１−５００７５７号公報には、少なくとも２種の一官能性のメタ（アクリル）エステルと、少なくとも１種の多官能性のメタ（アクリル）官能性化合物と、光開始剤とを所定割合で含むエマルジョンを用いて、液晶−樹脂複合体を製造する方法が開示されている。この公報に記載されている発明は、動作場と呼ぶパラメータに注目して液晶調光素子を改良したものである。特表平１１−５００７５７号公報によると、動作場を低く保つためには、一官能性のメタ（アクリル）エステルは、鎖長が６未満のアルキル基を有するよりも鎖長が６である官能基を有することが望ましい（同公報図６参照）。
【０００８】
液晶調光素子を開示する先行技術としては、上記に加え、特表昭５８−５０１６３１号公報、特開平５−６６３９１号公報、特開平５−２８９０６８号公報、特開２００４−３０２１９４号公報がある。
【特許文献１】特開昭６０−２５２６８７号公報
【特許文献２】特表平１１−５００７５７号公報
【特許文献３】特表昭５８−５０１６３１号公報
【特許文献４】特開平５−６６３９１号公報
【特許文献５】特開平５−２８９０６８号公報
【特許文献６】特開２００４−３０２１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の用途においてしばしば問題となる液晶調光素子の特性は、電圧印加状態における透明性である。通常の透明のガラス板と比較すると、液晶調光素子は電圧印加状態においてもやや曇って見える場合がある。液晶−樹脂複合体を薄くすれば、電圧印加状態における液晶調光素子の透明性は向上する。しかし、液晶−樹脂複合体の厚みが十分でないと、電圧を印加していないときの遮蔽性が不足する。このように電圧印加状態における透明性と電圧開放時の遮蔽性はトレードオフの関係にあるため、液晶−樹脂複合体の厚みの調整のみによって上記問題を解決することはできない。
【００１０】
本発明は、電圧印加状態における透明性と電圧開放状態における遮蔽性とがともに高いレベルで両立した液晶調光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、これら２枚の導電膜付き基体の間に挟持された液晶−樹脂複合体とを備え、液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、この樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子を製造する方法として、以下の工程ａ）〜工程ｄ）を含む製造方法を提供する。
工程ａ）：下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程、
工程ｂ）：上記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、上記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程、
工程ｃ）：上記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、この導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程、
工程ｄ）：上記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、上記液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が上記液晶−樹脂複合体に接するように、上記液晶−樹脂複合体に接合する工程。
【００１２】
【化１】
【００１３】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【００１４】
本発明によれば、導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、これら２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、この液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、この樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、上記樹脂マトリクスが、上記単量体Ａおよび上記単量体Ｂを含み、上記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体であってガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含む、液晶調光素子が提供される。
【００１５】
本発明は、また別の側面から、樹脂マトリクスが、上記式（１）により示される単量体を主たる単量体とし、非イオン性親水基を有し、架橋構造が導入された共重合体を含む、液晶調光素子を提供する。
【００１６】
なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」との表記は、「メタアクリルまたはアクリル」を意味し、同様に「（メタ）アクリロイル」との表記は、「メタアクリロイルまたはアクリロイル」を意味する。「主たる単量体」は、本明細書においては、単量体群の７５質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上、を占める単量体を意味するものとする。「主たる単量体」を構成する単量体Ａは、１種の単量体から構成されていてもよく、２種以上の単量体から構成されていてもよい。単量体Ｂおよび後述する単量体Ｃ〜Ｄも、１種または２種以上の単量体から構成される。
【発明の効果】
【００１７】
液晶調光素子が電圧印加状態においてやや曇って見える原因の少なくとも一つは、液晶微小粒子を構成する液晶分子の配向の不完全性にある。本発明の製造方法では、樹脂マトリクスを構成するために、上記単量体Ａおよび上記単量体Ｂを含む共重合体を用いることとした。この共重合体は、液晶調光素子の電圧印加状態における透明性の向上に適している。
【００１８】
かかる共重合体の使用を前提として、本発明では、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）を適切な範囲とすることとした。Ｔｇを２０℃以下とすることにより、液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体上に塗布して液晶−樹脂複合体を形成することが容易になる。また、液晶−樹脂複合体にもう１枚の導電膜付き基体を接合することも容易となる。Ｔｇが高すぎると、液晶−樹脂複合材料を塗布しても膜状の成形体にはなりにくいし、液晶−樹脂複合体の粘着性も低下するためである。他方、Ｔｇが−５０℃を下回る程度に低いと、樹脂マトリクスの接着力が却って低下する。液晶−樹脂複合体と導電膜との接合状態が良好でないと液晶分子の配向性は低下する。Ｔｇの適切な制御は、液晶分子の配向性の向上を通じ、液晶調光素子の透明性の改善にも寄与しうるものである。
【００１９】
こうして、本発明によれば、液晶−樹脂複合体の厚みを保ちながら電圧印加状態における透明性を向上することが可能となり、したがって電圧印加状態における透明性と電圧開放状態における遮蔽性とが高いレベルで両立した液晶調光素子を工業的に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の液晶調光素子の製造方法では、まず、工程ａ）において、共重合体を含むエマルジョン（高分子エマルジョン）が調製される。共重合体を構成する単量体群は、単量体Ａ，Ｂを必須の単量体として含み、単量体Ａを主たる単量体とする。
【００２１】
単量体Ａは、上記式（１）により示される、（メタ）アクリル酸アルキルエステルまたは（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステルである。
【００２２】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸iso−ブチル、（メタ）アクリル酸sec−ブチル、（メタ）アクリル酸tert−ブチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸iso−オクチル、（メタ）アクリル酸iso−デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸iso−ドデシル、（メタ）アクリル酸iso−トリデシル、（メタ）アクリル酸ミリスチル、（メタ）アクリル酸セチル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸iso−オクタデシル、（メタ）アクリル酸イコシル等が挙げられる。
【００２３】
（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸シクロペンチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボロニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２４】
本発明では、単量体ＡのＲ2基（式（１）参照）を、所定の鎖状アルキル基または環状アルキル基、好ましくは鎖状アルキル基、として、共重合体と液晶分子との相互作用を低下させた。単量体Ａは、液晶−樹脂複合体において樹脂マトリクスと液晶微小粒子を構成する液晶分子との相互作用を低下させる。この相互作用の低下が、電圧印加状態における液晶分子の配向性の改善に寄与していると考えられる。また、液晶分子と樹脂マトリクスとの相互作用の低下により、エマルジョン法によって形成される液晶微小粒子の形状および大きさの均一化も促進される。この均一化は、液晶微小粒子の粒子径を透明性の改善に好ましい範囲とすることを容易とする。
【００２５】
界面活性剤の当業者にとって、良好な乳化を実現するために、被乳化物と似た構造の疎水基を有する界面活性剤を乳化剤として使用すべきことは自明である。この知見を液晶調光素子の樹脂マトリクスにそのまま転用すると、液晶分子の良好な分散のためにはスチレンのような芳香族化合物を樹脂マトリクスの主成分として検討すべきことになる。しかし、芳香族化合物を主成分とする樹脂マトリクスでは、樹脂マトリクスと液晶分子との相互作用が大きくなりすぎて液晶の「カプセル化」が阻害される。本発明の液晶調光素子では、芳香族単量体の併用を完全に排除するわけではないが、共重合体を構成する主たる単量体としては芳香族以外の単量体である単量体Ａを用いることとした。
【００２６】
後述するように、単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体を液晶調光素子に用いる場合には、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）に留意すべきである。Ｔｇは、単量体Ａのみにより定まるわけではないが、単量体Ａの適切な選択はＴｇの好ましい範囲への調整にとって最も重要である。Ｔｇ、およびこれとともに考慮すべき他の特性（例えば樹脂マトリクスの強度）を調整するため、単量体Ａとして、式（１）におけるＲ2が互いに相違する２種以上の単量体を用いてもよい。
【００２７】
液晶分子の配向性を顕著に改善するためには、単量体Ａとして、式（１）におけるＲ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基である単量体Ａ1のみを用いることが好ましい。単量体Ａ1とともに、Ｒ2が炭素数５〜２０の環状アルキル基である単量体Ａ2を用いる場合には、単量体Ａ2の含有量が単量体Ａ1の含有量よりも少ない範囲とするとよい。
【００２８】
式（１）におけるＲ2は、直鎖または分岐を有する炭素数１〜８の鎖状アルキル基が好ましく、直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基がさらに好ましい。これらの条件を満たす単量体が単量体Ａの過半（５０質量％超）または全部を占める共重合体は、後述する実施例で示すように好ましい結果をもたらす。
【００２９】
単量体Ｂは、非イオン性親水基を有する単量体である。非イオン性親水基は、好ましくはアミド基、ヒドロキシル基およびポリオキシアルキレン基から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはアミド基および／またはヒドロキシル基である。なお、本明細書では、「アミド基」を、第１級アミドに限ることなく、いわゆるアミド結合を有する官能基すべてを含み意味で用いる。単量体Ｂは、単量体Ａと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、非イオン性親水基とともに、（メタ）アクリロイル基、ビニル基に含まれるような炭素−炭素二重結合を有するものから選択する。単量体Ｂおよび後述する単量体Ｃに含まれる炭素−炭素二重結合ならびに後述する単量体Ｄに含まれていてもよい炭素−炭素二重結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
【００３０】
単量体Ａとともに用いる場合、単量体Ｂにより供給される非イオン性親水基は、液晶−樹脂複合体における液晶分子の良好な「カプセル化」を助ける作用を奏する。後述する比較例で示されるように、単量体Ｂの欠如は、液晶分子が「カプセル化」しない結果をもたらす場合さえある。また、単量体Ｂに含まれる非イオン性親水基は、単量体Ａを最も多く含む単量体群の乳化重合を安定化する作用も奏する。単量体Ｂによる樹脂マトリクスへの非イオン性親水基の導入は、樹脂マトリクスにおける親水性部分と疎水性部分とのバランスを液晶調光素子の特性改善に好ましい範囲としている可能性がある。
【００３１】
アミド基含有単量体としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルホルムアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、アミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
【００３２】
ヒドロキシル基含有単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。これに加え、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート等を用いてもよい。アミド基含有単量体として上記に例示した単量体のうち、ヒドロキシル基を有する単量体を用いてもよい。
【００３３】
ポリオキシアルキレン基含有単量体としては、アルキレン基が炭素数２〜４であるポリオキシアルキレン基を有する単量体が適している。この単量体は、ポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレートのように、同時にヒドロキシル基含有単量体であってもよい。ポリオキシアルキレン基含有単量体は、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンジ（メタ）アクリレート等であってもよい。
【００３４】
単量体Ｂは、芳香族以外の単量体が好ましい。好ましい単量体Ｂとしては、（メタ）アクリルアミド、その誘導体、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを例示できる。
【００３５】
単量体Ｃは、カルボキシル基および／またはアミノ基を有する単量体である。単量体Ｃは、単量体Ａ，Ｂと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、炭素−炭素二重結合を有するものから選択される。炭素−炭素二重結合は、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基に含まれるものであってよく、不飽和脂肪酸に含まれるものであってもよい。カルボキシル基およびアミノ基は、反応性が高く、共重合体における架橋剤との反応点の導入に有用である。架橋構造の導入は、液晶−樹脂複合体への必要な強度の付与を容易とする。反応性が高い官能基を導入すべきであるため、本明細書では、「アミノ基」を、活性水素を有するアミノ基、即ち第１級アミノ基または第２級アミノ基を意味する用語として用いる。
【００３６】
単量体Ｃは、架橋構造の導入のための任意の単量体であるが、架橋構造を導入する場合においても必須でないことには留意すべきである。反応性の点でカルボキシル基およびアミノ基に劣るが、単量体Ｂに含まれうるヒドロキシル基も架橋構造の導入に利用できる。ヒドロキシル基を用いて架橋構造を導入する場合は、ヒドロキシル基と反応する官能基、例えばグリシジル基、エポキシ基、を有する架橋剤を用いるとよい。
【００３７】
なお、本明細書では、カルボキシル基および／またはアミノ基とともに非イオン性親水基を有する単量体は、単量体Ｂとして取り扱うこととする。
【００３８】
カルボキシル基含有単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、チグリン酸、アンゲリカ酸、セネシオ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノデシル、マレイン酸モノドデシル、マレイン酸モノテトラデシル、マレイン酸モノヘキサデシル、マレイン酸モノステアリル、マレイン酸モノオレイル、マレイン酸モノメトキシエチル、マレイン酸モノエトキシエチル、マレイン酸モノブトキシエチル、マレイン酸モノメチルカルビトール、マレイン酸モノエチルカルビトール、マレイン酸モノブチルカルビトール、マレイン酸モノベンジル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、フマル酸モノデシル、フマル酸モノドデシル、フマル酸モノテトラデシル、フマル酸モノヘキサデシル、フマル酸モノステアリル、フマル酸モノオレイル、フマル酸モノメトキシエチル、フマル酸モノエトキシエチル、フマル酸モノブトキシエチル、フマル酸モノメチルカルビトール、フマル酸モノエチルカルビトール、フマル酸モノブチルカルビトール、フマル酸モノベンジル、アクリル酸ダイマー、カルボキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
アミノ基含有単量体としては、アミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−エチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アリルアミン、メチルアリルアミン、テトラメチルピペリジル（メタ）アクリレート、４−アミノスチレン等が挙げられる。
【００４０】
単量体Ｃも、単量体Ｂと同様、芳香族以外の単量体が好ましい。単量体Ｃは、アミノ基を有する単量体Ｃ2であってもよいが、カルボキシル基を有する単量体Ｃ1、特に（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸およびそのモノアルキルエステル、ならびにフマル酸およびそのモノアルキルエステルから選ばれる少なくとも１種が好適である。
【００４１】
単量体群は、以下の単量体から構成されていてもよい。
単量体Ａ：７５〜９９質量％、
単量体Ｂ：０．１〜１５質量％、
単量体Ｃ：０〜１５質量％、好ましくは０．１〜１５質量％、
単量体Ｄ：０〜１０質量％
【００４２】
ここで、単量体Ｄは、単量体Ａ〜Ｃのいずれにも該当しない単量体である。単量体Ｄも、炭素−炭素二重結合を有する単量体から選択するとよいが、単量体Ａその他の単量体と共重合可能な単量体であれば、炭素−炭素二重結合を有していなくてもよい。単量体Ｄは、単量体群に含まれていてもよい任意の単量体であるが、その上限は、上記のとおり好ましくは１０質量％である。
【００４３】
単量体Ａの含有率が低すぎると、液晶調光素子が電圧印加状態において十分に透明にならなかったり共重合体のガラス転移温度が高くなりすぎたりすることがある。単量体Ａの含有率は、質量％で表示して（以下、この段落における「％」はすべて質量％）、８０％以上、特に８５％以上が好ましく、場合によっては９０％以上としてもよい。他方、単量体Ａの含有率が高すぎると、液晶材料が「カプセル化」しなかったり導入すべき架橋構造が十分に形成されなかったりすることがある。これを考慮すると、単量体Ａの含有率は、９８％以下、さらには９７％以下にまで制限してもよい。単量体Ｂの含有率は、非イオン性親水基による上述の効果を十分に得るためには、０．３％以上、さらには０．５％以上が好ましい。他方、単量体Ｂの含有率は、１３％以下、さらには１０％以下、場合によっては８％以下にまで制限してもよい。単量体Ｃの含有率は、架橋構造を十分に形成するためには０．３％以上、さらには０．５％以上が好ましい。他方、単量体Ｃの含有率が高すぎると、共重合体の水溶性が高くなりすぎることがある。このため、単量体Ｃの含有率は、１３％以下、さらには１０％以下、特に７％以下、場合によっては６％以下に制限することが好ましい。単量体Ｄの含有率は、本発明の目的が阻害されないように定めるとよいが、通常は、例えば８％以下、さらには５％以下、特に３％以下が好適である。
【００４４】
単量体Ｄも、単量体Ａ，Ｂと共重合可能なものであればその種類に制限はないが、例えばビニル基含有単量体、（メタ）アクリロイル基含有単量体を用いるとよい。単量体Ｄは、基材との密着性の向上等のために添加するとよい。単量体Ｄとしてスチレン等の芳香族単量体を用いてもよいが、単量体Ｄは、上記と同様の理由により、芳香族ではない単量体が好ましい。単量体Ｄの種類を以下に例示する。
【００４５】
グリシジル（メタ）アクリレート、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、カルボジイミドエチル（メタ）アクリレート、tert−ブチルカルボジイミドエチル（メタ）アクリレート、２−アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート、４−アセトアセトキシブチル（メタ）アクリレート、２−アセトアセトキシエチルビニルエーテル、４−アセトアセトキシブチルビニルエーテル、アジリジン基含有単量体、オキサゾリン基含有単量体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイルアミノプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、３−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、アリルジメチルアミン、ジアリルメチルアミン、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ビニルピリジン、１−ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、２−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、安息香酸ビニル、アルキルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−（メタ）ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン。
【００４６】
単量体Ｄは、これを添加するのであれば、グリシジル基含有単量体、エポキシ基含有単量体等のエポキシ系単量体、シリル基含有単量体、第３級アミノ基含有単量体が好適である。
【００４７】
上述したとおり、単量体Ａを含む共重合体を液晶調光素子に用いる場合には、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）に注意する必要がある。共重合体の高すぎるＴｇは樹脂マトリクスの粘着性を低下させ、その結果、液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の間に配置する作業が困難となるためである。共重合体のＴｇが高い液晶−樹脂複合材料を用いると、導電膜付き基体と貼り合わせることができたとしても、時間の経過とともに複合体が劣化し、極端な場合は膜剥がれが生じるおそれもある。膜剥がれが生じなくても、導電膜と液晶−樹脂複合体との接合が部分的に不良となると、その部分において液晶の配向性が低下するおそれがある。他方、共重合体の低すぎるＴｇは、樹脂マトリクスの接着力を却って低下させ、樹脂マトリクスが有するべき液晶微小粒子のバインダーとしての機能が損なうことがある。
【００４８】
なお、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）が高くても、それを補う程度に可塑剤を添加すれば液晶−樹脂複合体の形成は可能である。しかし、可塑剤の多量の添加により、液晶の「カプセル化」を困難になることがあるし、液晶−樹脂複合体と導電膜付き基体との界面にブリードアウトして液晶調光素子の品質が損なわれるおそれも生じる。共重合体のＴｇが好ましい範囲に調整されていれば、可塑剤の添加はそれを必要とすることがあったとしても微量にとどめることができるし、Ｔｇの調整が適切であれば可塑剤を使用する必要自体がなくなる。本発明によれば、可塑剤を含まない樹脂マトリックスにより特性が良好な液晶調光素子を構成することも可能である。
【００４９】
共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃〜２０℃が好適であるが、上述の理由により、１５℃以下、さらには５℃以下、特に０℃以下が好ましい。−１０℃以下としてもよい。低すぎるＴｇを避けるべき場合には、Ｔｇを−４０℃以上、さらには−３５℃以上に設定してもよい。
【００５０】
共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、相対的に多量に添加される単量体に強く影響されるから、本発明では単量体Ａの選択を適切に行うべきことになる。式（１）で示される単量体ＡのＴｇは、Ｒ2基による影響を大きく受ける。例えば、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸プロピル、ポリアクリル酸ヘキシルのＴｇを比較すると、この順に低くなり、ポリアクリル酸プロピルで−４４℃、ポリアクリル酸ヘキシルで−５７℃となる。しかし、Ｒ2基が長くなりすぎるとアクリル酸エステルポリマーのＴｇは高くなる。また、Ｒ2基が同じであれば、アクリル酸エステルポリマーはメタクリル酸エステルポリマーよりも低いＴｇを示す傾向にある。このような傾向を考慮すると、Ｔｇを好ましい範囲に設定するためには、単量体Ａの少なくとも一部を、式（１）において、Ｒ1基が水素原子であり、Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８、好ましくは３〜８、の鎖状アルキル基である単量体Ａ11とするとよい。
【００５１】
しかし、低すぎるＴｇは、上述のような問題をもたらすし、そのような問題が生じなくても、Ｔｇを低く設定すると液晶−樹脂複合体の強度が低下する場合がある。強度低下を補うためには、メタクリル酸メチルに代表されるようなアルキル鎖が短いメタクリル酸アルキルエステルを単量体の一部とするとよい。これを考慮すると、単量体Ａ11との併用が好ましい単量体Ａは、式（１）において、Ｒ1基がメチル基であり、Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12である。
【００５２】
単量体Ａは、単量体群に対し、４０〜７５質量％、好ましくは５０〜７５質量％の単量体Ａ11と、２０〜５５質量％、好ましくは２０〜４５質量％の単量体Ａ12とを含んでいてもよい。
【００５３】
実験により確認されたところによると、単量体Ａ11および単量体Ａ12を含む単量体Ａを、非イオン性親水基としてアミド基および／またはヒドロキシル基を有する単量体Ｂと併用すると、特に好ましい結果が得られる。
【００５４】
工程ａ）における乳化重合は、従来から知られている方法により行えばよいが、以下、その概要を説明する。
【００５５】
乳化重合のための界面活性剤は、アニオン性界面活性剤および／または非イオン性界面活性剤、特にこの２種の界面活性剤の併用、が好適である。乳化重合の際のエマルジョンの安定性を保つためには、アニオン性界面活性剤の使用が好ましい。しかし、アニオン性界面活性剤のみを使用すると、液晶−樹脂複合体の絶縁性が不足する。伝導性を付与する界面活性剤を多量に使用すると、電圧印加時にショートによる動作不良を引き起こすおそれが生じる。このため、非イオン性界面活性剤をアニオン界面活性剤とともに用いることが好ましい。
【００５６】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸セッケン、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリール硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルリン酸エステル塩等を例示できる。
【００５７】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンアラルキルエーテル、ポリオキシエチレンアラルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック付加物、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等を例示できる。非イオン性界面活性剤のＨＬＢ（親水親油バランス）は、６〜２０が好ましく、８〜１９がより好ましい。ＨＬＢ８〜１２の界面活性剤とＨＬＢ１６〜１９の界面活性剤とを併用してもよい。
【００５８】
界面活性剤としては、アルキル基、アルケニル基等により構成される疎水基部分に分岐を有するものが好ましい。液晶材料の「カプセル化」に良好な影響を及ぼしうるからである。
【００５９】
もっとも、界面活性剤は上記に限定されるわけでなく、例えば上記に例示した界面活性剤とともに、カチオン性界面活性剤や両性界面活性剤を用いてもかまわない。
【００６０】
界面活性剤の使用量は、通常、単量体群１００質量部に対し、０．１〜１５質量部とするとよい。
【００６１】
乳化重合に際しては、界面活性剤に加え、高分子系保護コロイド剤を用いてもよい。高分子系保護コロイド剤としては、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリビニルピロリドン（PVP）、メチルセルロース（MC）、ヒドロキシエチルセルロース（HEC）、ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、デンプン、ポリエチレングリコール（PEG）、ポリアクリル酸（PAA）を例示できる。
【００６２】
なお、界面活性剤や高分子系保護コロイド剤は、その一部を、乳化重合後にエマルジョンに添加してもよい。
【００６３】
重合開始剤についても特に限定はない。重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素等の無機系の過酸化物系化合物；ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機系化合物；２,２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド］、２,２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］−プロピオンアミド｝、２,２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチル−プロピオンアミジン］、２,２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド等のアゾ系化合物を例示できる。過酸化物系化合物を使用する場合は、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリム等の還元剤を併用することにより、レドックス重合を行ってもよい。
【００６４】
重合開始剤の使用量は、通常、単量体群１００質量部に対し、０．０１〜５．０質量部とするとよい。
【００６５】
必要に応じ、共重合体の分子量を制御するために連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプタン類、低級アルコール、α−メチルスチレンダイマー、ハロゲン化炭素類、ハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
【００６６】
さらに、必要に応じ、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、消泡剤、造膜助剤、可塑剤、粘性調整剤、凍結防止剤、防腐剤、タッキファイヤー、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を使用してもよい。
【００６７】
乳化重合の重合温度は、例えば３０〜１００℃、好ましくは６０〜８５℃である。
【００６８】
工程ａ）により得られるエマルジョンは、水系の高分子エマルジョンとなる。ここでいう水系は少量の有機溶媒を許容する趣旨である。水系の高分子エマルジョンは、取り扱い性も良好で環境への悪影響もない。高分子エマルジョンの濃度、粘度、粒子径は、特に限定されないが、例えば、それぞれ２０〜７０％、１０〜１０００ｍＰａ・ｓ、０．０１〜５μｍとするとよい。
【００６９】
次に、工程ｂ）について説明する。工程ｂ）では、上記で得た高分子エマルジョンに、液晶材料およびその他必要な材料を添加して得た原材料から、共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料（液晶エマルジョン）を調製する。
【００７０】
液晶材料としては、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶等の公知の液晶を使用できるが、好ましくはネマティック液晶である。液晶材料の複屈折率Δｎは０．０８〜０．１４の範囲にあることが好ましい。複屈折率Δｎが０．０８未満であると電圧開放時の遮蔽性が低下することがあり、複屈折率Δｎが０．１４を超えると電圧印加時の透明性が低下することがある。
【００７１】
液晶微小粒子を形成するためには、予め液晶材料を水中で攪拌して液晶微小粒子を形成し、これと工程ａ）で得たエマルジョンとを混合するとよい。これに代えて、液晶材料を高分子エマルジョンに直接投入し、攪拌して液晶微小粒子を形成してもかまわない。液晶微小粒子の形状および粒子径の均一化のため、乳化剤として界面活性剤を添加してもよい。この界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤が好ましく、ＨＬＢ８〜１８、特にＨＬＢ１０〜１６の非イオン性界面活性剤がより好ましい。
【００７２】
上記における混合や攪拌は、ホモジナイザー、ホモミキサー、ディスパーサー、高圧乳化機、ブレンダー、コロイドミル、超音波乳化機等を用いて行えばよい。
【００７３】
こうして、液晶微小粒子が分散したエマルジョン（液晶エマルジョン）が調製される。
【００７４】
液晶微小粒子のメジアン系Ｄ５０は、１．５〜４．５μｍの範囲とすることが好ましい。メジアン系Ｄ５０が４．５μｍを超えると液晶微小粒子の単位質量当り表面積が低下して電圧開放時の遮蔽性が低下する。他方、メジアン系Ｄ５０が１．５μｍ未満であると液晶微小粒子の単位質量当り表面積は大きくなるが、これによる光の散乱の増加よりも可視域長波長側における透過および回折による効果が上回る。このため、結果として、やはり電圧開放時の遮蔽性が低下する。
【００７５】
所望の光学性能を得るためには液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン系だけでなく、粒子径分布も適切な範囲に調整することが望ましい。粒子径が大きな粒子の割合が増加すると可視域での散乱がほとんどなくなり、電圧開放状態における遮蔽性が低下する。したがって、液晶カプセル径の加積曲線における加積透過率が１０％になる液晶カプセル径Ｄ１０と、加積透過率が９０％になる液晶カプセル径Ｄ９０との比（Ｄ９０／Ｄ１０）が、Ｄ９０／Ｄ１０≦３×Ｄ５０の範囲であることが好ましい。より好ましくは、Ｄ９０／Ｄ１０≦２．５×Ｄ５０である。
【００７６】
液晶微小粒子のメジアン系Ｄ５０および粒子径分布は、攪拌の速度、時間を調整して制御することができる。なお、本明細書では、レーザー回折法により測定した値を液晶微小粒子の粒子径として採用する。
【００７７】
液晶エマルジョンに含まれる液晶材料の質量比率（液晶比率Ｖ１）は０．４〜０．９が好ましい。液晶比率Ｖ１は、エマルジョンの水分を除く、液晶材料、共重合体および（必要に応じて添加される）架橋剤等その他成分の合計質量に対する液晶材料の質量比率である。液晶比率Ｖ１は、液晶−樹脂複合体の光学特性および液晶微小粒子の機械的強度に影響する。液晶比率Ｖ１が０．４未満であると、液晶調光素子を作製したときに液晶微小粒子の量が不足して電圧開放時の遮蔽性が低下する。他方、液晶比率Ｖ１が０．９を超えると液晶材料に対する共重合体の比率が低下し、液晶微小粒子の形状の保持が困難となる。かかる観点から、液晶比率Ｖ１は、０．５以上がより好ましく、０．８以下としてもよい。
【００７８】
単量体Ｃおよびこれと反応しうる架橋剤の使用による共重合体への架橋構造の導入は、非イオン性親水基の導入とともに、単量体Ａを主たる単量体とする共重合体を、液晶調光素子の樹脂マトリクスに適したものとするための有用な手段である。共重合体に架橋構造を導入すべき場合には、次の工程で導電膜付き基体上へと液晶エマルジョンを塗布等により配置する前に、液晶エマルジョンに架橋剤を添加するとよい。架橋剤としては、共重合体に含まれる官能基、特に単量体Ｃにより導入されたカルボキシル基および／またはアミノ基、と反応するものを選択すべきである。
【００７９】
架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン等のエポキシ系化合物；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−グリシドキシプロピルジエトキシメチルシラン、β−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシシラン系化合物；３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−(２−アミノエチル)−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン系化合物；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン系化合物；カルボジヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のヒドラジド系化合物；セミカルバジド樹脂；ポリカルボジイミド系樹脂；テトラメチロールメタン−トリス(β−アジリジニルプロピオナート)、トリメチロールプロパン−トリス(β−アジリジニルプロピオナート)、メチレンビス［Ｎ−（１−アジリジニルカルボニル）−４−アニリン]、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（１−アジリジンカルボアミド）、Ｎ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）等のアジリジン系（エチレンイミノ基含有）化合物；アセトアセトキシ基含有化合物；オキサゾリン基含有化合物；ポリエチレンポリアミン；ポリエチレンイミン；ポリアミドポリアミン；ポリアミドポリ尿素；アルキル化ポリメチロールメラミン；グリオキザール；ブロックドイソシアネート等が挙げられる。
【００８０】
架橋剤の添加量は特に限定されないが、通常、単量体群１００質量部に対し、２０質量部以下、好ましくは１０質量部以下である。
【００８１】
カルボキシル基と架橋剤との反応により形成される特徴的な構造を以下に例示する。ただし、以下はあくまでも例示であって架橋構造の種類を制限する趣旨ではない。カルボキシル基とエチレンイミノ基を有する架橋剤との反応により、下記式（２）に示す構造が形成される。
［化２］
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ− （２）
【００８２】
カルボキシル基とカルボジイミド基を有する架橋剤との反応により、下記式（３）に示す構造が形成される。
【００８３】
【化３】
【００８４】
カルボキシル基とエポキシ基を有する架橋剤との反応により、下記式（４）に示す構造が形成される。
［化４］
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ（−ＯＨ）− （４）
【００８５】
共重合体は、上記構造から選択される少なくとも１種の構造を含む架橋構造を有していてもよい。
【００８６】
工程ｃ）では、液晶−樹脂複合材料となったエマルジョン（液晶エマルジョン）が導電膜付き基体の導電膜上に配置される。
【００８７】
導電膜付き基体の導電膜は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化錫に代表される透明導電膜とするとよい。表面に導電膜を形成する基体は、樹脂フィルム、ガラス板等の透明基体、特にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが好適である。導電膜の形成は、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、印刷法等公知の方法により行うとよい。
【００８８】
液晶エマルジョンの導電膜上への配置は、ブレードナイフコーター、バーコーター、エアナイフコーター、マイクログラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、カーテンコーター、スピンコーター、スプレーコーター等の公知の装置を用いて塗布することにより行うことができる。
【００８９】
塗布された液晶エマルジョンは、余分の水分を除去するために、乾燥させるとよい。架橋剤を添加した場合には、乾燥とともに架橋構造が共重合体に導入される。エマルジョンの乾燥は、常温で行ってもよいし、加熱して促進してもかまわない。
【００９０】
架橋構造を導入すべき場合は、上記のように工程ｃ）において液晶エマルジョン（液晶−樹脂複合材料）を架橋剤を含む状態で導電膜上に塗布し、工程ｃ）以降において、架橋剤により共重合体に架橋構造を導入するとよい。この場合は、単量体群にカルボキシル基および／またはアミノ基である官能基を有する単量体Ｃをさらに含ませ、架橋剤として単量体Ｃに含まれる上記官能基と反応して架橋構造を形成しうるものを用いるとよい。
【００９１】
液晶エマルジョンを塗布して形成した液晶−樹脂複合体の膜厚は、液晶調光素子の透明性と遮蔽性とのバランスを考慮すると、１０〜３５μｍ、特に１５〜２５μｍが好ましい。
【００９２】
工程ｄ）では、導電膜上に形成された液晶−樹脂複合体上に、もう１枚の導電膜付き基板が配置される。こうして、液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間にこれら導電膜に接した状態で挟持された液晶調光素子が製造される。
【００９３】
この工程で用いる導電膜付き基体も、工程ｃ）で説明したものを用いるとよい。この基体は、液晶−樹脂複合体に貼り合わされ、もう１枚の導電膜付き基体および液晶−樹脂複合体と一体化する。導電膜付き基体と液晶−樹脂複合体とは、直接貼り合わせる、言い換えれば他の材料を介在させずに貼り合わせることが好ましい。
【００９４】
本発明では、共重合体のガラス転移温度を高すぎない範囲に設定するため、工程ｃ）および工程ｄ）を、常温近傍の温度、例えば２０〜３０℃の雰囲気下で実施することができる。
【００９５】
液晶調光素子の断面を図１に例示する。
【００９６】
図１に示した液晶調光素子３０は、樹脂マトリクス３に液晶微小粒子２が分散してなる液晶−樹脂複合体１０を備えている。この素子３０では、２枚の導電膜付き基体６が液晶−樹脂複合体１０を挟持している。導電膜付き基体６，６の導電膜５，５は、ともに液晶−樹脂複合体１０に接するように配置されている。図示した状態では、導電膜５，５の間に電圧が印加されておらず、液晶微小粒子２を構成する液晶分子１が、ランダムに配向している。この電圧開放状態では、液晶調光素子３０に入射する光は大きく散乱され、素子３０を通して反対側を視認することができない。図示を省略する電源から導電膜５，５の間に電圧が供給されると、液晶分子１は電圧が印加されている方向に沿って配列する。この電圧印加状態では、液晶調光素子３０に入射する光が受ける散乱が減少する。こうして、素子３０を通して反対側が視認できるようになる。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。なお、以降、部および％はすべて質量基準である。
【００９８】
［重合例１］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム塩（３０％水溶液）１部を仕込み、攪拌しながら８０℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸アンモニウムの１０％水溶液２部を添加し、５分後よりアクリル酸ブチル６０部、メタクリル酸ブチル３５部、２−ヒドロキシエチルアクリレート４部、アクリル酸１部、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル３部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの３％水溶液６部を４時間かけて滴下した。さらに８５℃まで昇温して２時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分４９．２％、粘度９７０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．２、粒子径０．１９μｍであった。
【００９９】
なお、高分子エマルジョンの不揮発分は恒温槽にて１０５℃で１時間後の蒸発残分を測定して算出、粘度はブルックフィールド型回転粘度計（ＢＭ型：東機産業製）にて２３℃で０．５回転／秒（３０ｒｐｍ）の条件で測定、ｐＨはｐＨメーター（Ｆ−２２：堀場製作所製）にて室温で測定、粒子径は動的光散乱式粒度分布測定装置（ＦＰＡＲ−１０００：大塚電子製）にて測定し、キュムラント法による解析結果の平均粒子径を用いた。
【０１００】
［重合例２］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４７．１％、粘度４１０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、粒子径０．１７μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０１】
［重合例３］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４８．０％、粘度５２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．５、粒子径０．３０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０２】
［重合例４］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、炭酸水素ナトリウム０．３部、リン酸水素二ナトリウム０．１部を仕込み、攪拌しながら７５℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて過硫酸カリウムの１０％水溶液２部を添加し、５分後よりメタクリル酸メチル３０部、アクリル酸シクロヘキシル４０部、アクリル酸２−エチルヘキシル２７．５部、Ｎ−メチロールアクリルアミド２部、アクリル酸０．５部、ポリオキシエチレン分岐アルキル（Ｃ１１〜１３）エーテル（７０％水溶液）２．９部、ビス（２‐エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム塩（７５％水溶液）０．２９部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、過硫酸アンモニウムの３％水溶液６部を４時間かけて滴下した。さらに８０℃まで昇温して２時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分５０．１％、粘度１６５０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．５、粒子径０．２７μｍであった。
【０１０３】
［重合例５］
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌機、滴下漏斗を備えたセパラブルフラスコに、イオン交換水５５部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル１部、炭酸水素ナトリウム０．５部を仕込み、攪拌しながら７０℃まで昇温した。次に、窒素雰囲気下にて２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライドの１０％水溶液２部を添加し、１５分後よりアクリル酸ブチル５３部、ジシクロペンタニルメタクリレート４３部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１部、メタクリル酸１部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート１部、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン１部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル３部、イオン交換水４０部の単量体等の混合物を滴下漏斗から４時間かけて滴下した。また、この混合物の添加開始と同時に、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライドの３％水溶液６部を５時間かけて滴下した。さらに７５℃まで昇温して３時間攪拌した後、３０℃まで冷却した。最後にアンモニア水とイオン交換水を添加してｐＨと濃度の調整を行なった。このようにして得られた高分子エマルジョンは不揮発分４９．９％、粘度３３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．６、粒子径１．２０μｍであった。
【０１０４】
［重合例６］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４６．２％、粘度１１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．２、粒子径０．２２μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０５】
［比較重合例１］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４９．８％、粘度２１０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．５、粒子径０．３１μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０６】
［比較重合例２］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分５０．０％、粘度１２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．４、粒子径１．８０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０７】
［比較重合例３］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４０．０％、粘度２９０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．２、粒子径０．１９μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０８】
［比較重合例４］
表１に示す単量体および界面活性剤に変更した以外は重合例１と同様に乳化重合を行ない、不揮発分４６．９％、粘度６３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、粒子径０．２０μｍの高分子エマルジョンを得た。
【０１０９】
重合例１〜６、比較重合例１〜４および比較用ウレタンエマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）の測定は、まず、約３ｇの高分子エマルジョンを直径５ｃｍのテフロン（登録商標）製シャーレに入れ１０５℃で３時間乾燥させてフィルム状の試料とし、これを厚さ約０．０５ｍｍ、内径約５ｍｍ、高さ約５ｍｍの円筒形のアルミパンに約１０ｍｇ秤量して測定用試料とし、示差走査熱量計（ＤＳＣ６２２０：エスエスアイ・ナノテクノロジー製）にて昇温速度１０℃／分で−１１０℃から＋２５０℃の温度で測定した。測定結果は表１に示した。
【０１１０】
次に、上記重合例１〜６で得られた高分子エマルジョン、比較重合例１〜４で得られた高分子エマルジョンおよび比較用ウレタンエマルジョンを用い、液晶エマルジョン（液晶−樹脂複合材料）および液晶調光素子を作製した。
【０１１１】
［実施例１］
上記重合例１で得られた高分子エマルジョンを水で不揮発分４０％に希釈し、この希釈した高分子エマルジョン１００部に対して、ネマティック液晶（ＪＭ１０００ＸＸ（複屈折率Δｎ＝０．１３２）：チッソ製）６４部を添加した。このエマルジョンをエクセルオートホモジナイザー（日本精機製）にて回転数１３３．３回転／秒（８０００ｒｐｍ）で１０分間攪拌し、液晶エマルジョンを得た。この液晶エマルジョンについて、液晶微小粒子（液晶カプセル）の粒子径をレーザー回折式粒度分布測定器（ＳＡＬＤ−１１００：島津製作所製）で測定した結果、液晶カプセルのメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。
【０１１２】
なお、ＳＡＬＤ−１１００を用いた粒度分布の測定は、測定範囲：０．１〜４５μｍ（Ａ１）、対応屈折率：１．６〜０．１、サンプリング回数：５回、計算方法：Ｄ（Direct）として実施した。
【０１１３】
続いて架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。上記で得た液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに上記の架橋剤水溶液を添加した。架橋剤水溶液の添加割合は、液晶エマルジョンに含まれる高分子エマルジョン１００部（水で希釈した状態の高分子エマルジョン１００部）に対して架橋剤水溶液４．８部とした。こうして得た膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。
【０１１４】
次に、液晶エマルジョンをドクターブレードコーターにてＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥して、ＰＥＴフィルム上に液晶−樹脂複合体を形成した。この液晶−樹脂複合体が形成されたＰＥＴフィルムと、もう一枚のＩＴＯ付きＰＥＴフィルムとを貼り合わせて液晶調光素子を得た。液晶エマルジョンの塗布、および液晶−樹脂複合体へのＰＥＴフィルムの貼り付けはすべて２２℃程度の雰囲気下で実施した。
【０１１５】
液晶−樹脂複合体の厚みは液晶調光素子の厚みをマイクロメータ（ミツトヨ製）で測定し、この測定値から２枚のＰＥＴフィルムの厚みを差し引いて求めた。液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであった。液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態は、リアルサーフレスビュー顕微鏡（ＶＥ−７８００：キーエンス製）にて観察した。その結果、液晶カプセルは良好な球状であることが確認された。
【０１１６】
こうして得た液晶調光素子について、電圧開放状態および電圧印加状態におけるヘイズ率を、ヘイズメーター（HGM−2DP：スガ試験機社製）を用いて測定した。ここで、印加電圧は電圧が１００Ｖ、周波数が５０Ｈｚのサイン波形の電圧である。このヘイズ率が大きいほど遮蔽性が高く（透明性が低く）、ヘイズ率が小さいほど透過性が高い（遮蔽性が低い）。この液晶調光素子の電圧開放状態のヘイズ率は９３．８％で、電圧印加状態のヘイズ率は６．５％であった。
【０１１７】
［実施例２］
実施例１で用いた架橋剤の代わりに表２に示した架橋剤を用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１１８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．３μｍであった。架橋剤のＮ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）を水に溶解して、１０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で撹拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．２％、電圧印加状態におけるヘイズ率は７．０％であった。
【０１１９】
［実施例３］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例２の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２０】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．７μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は６．８％であった。
【０１２１】
［実施例４］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例３の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２２】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。架橋剤のアジピン酸ジヒドラジドを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を０．８部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．４％、電圧印加状態におけるヘイズ率は７．５％であった。
【０１２３】
［実施例５］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例４の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２４】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．８μｍであった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９３．４％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．１％であった。
【０１２５】
［実施例６］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例５の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２６】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は３．０μｍであった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９３．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．３％であった。
【０１２７】
［実施例７］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに重合例６の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１２８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．５μｍであった。架橋剤のポリカルボジイミド系樹脂を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を２．４部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶カプセルの形成状態は良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９４．０％、電圧印加状態におけるヘイズ率は８．５％であった。
【０１２９】
［比較例１］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例１の高分子エマルジョンを用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３０】
実施例１と同様にして液晶エマルジョンを作製したが、液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態が不良のため粒子径の測定は不能であった。架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を４．８部の割合で添加した。得られた膜形成液の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであったが、液晶カプセルの状態は著しく不良で、球状の液晶カプセルを全く形成していなかった。このため、液晶調光素子として適用できなかった。
【０１３１】
［比較例２］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例２の高分子エマルジョンを用い、架橋剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３２】
実施例１と同様にして液晶エマルジョンを作製したが、液晶微小粒子（液晶カプセル）の形成状態が不良のため粒子径の測定は不能であった。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製したが、ＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥した段階で、均一な被膜が形成されず、液晶−樹脂複合体自体が得られなかった。具体的には、液晶カプセルが樹脂マトリクスに保持されず、被膜表面に析出する状態となった。これは、樹脂マトリクス中の共重合体のガラス転移温度が高すぎるためであると考えられる。
【０１３３】
［比較例３］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例３の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶調光素子を作製した。
【０１３４】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は４．６μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して、架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製したが、ＰＥＴフィルム上に塗布し乾燥した段階で、比較例２と同様、均一な被膜が形成されず、液晶−樹脂複合体自体が得られなかった。
【０１３５】
［比較例４］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりに比較重合例４の高分子エマルジョンを用い、表２に示した架橋剤を下記のとおり用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
【０１３６】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は６．５μｍであった。架橋剤のアジリジン系化合物を水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。不揮発分４０％となるように希釈した高分子エマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を３．２部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍであった。ただし、液晶カプセルの状態は良好ではなく、球状の液晶カプセルが十分に形成されてはいなかった。得られた液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は６０．１％、電圧印加状態におけるヘイズ率は２１．０％であった。
【０１３７】
［比較例５］
実施例１で用いた重合例１の高分子エマルジョンの代わりにポリウレタンエマルジョンを用いた以外は実施例１と同様の方法により、液晶−樹脂複合体および液晶調光素子を作製した。
【０１３８】
実施例１と同様にして作製した液晶エマルジョンにおける液晶微小粒子（液晶カプセル）のメジアン径Ｄ５０は２．７μｍであった。架橋剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを水に溶解して、５０％の架橋剤水溶液を調製した。４０％のポリウレタンエマルジョン１００部を含む液晶エマルジョンを低速で攪拌しながら、この液晶エマルジョンに対して架橋剤水溶液を４．８部の割合で添加した。得られた膜形成用の液晶エマルジョンにおける液晶比率Ｖ１は０．６０であった。その後、実施例１と同様に液晶調光素子を作製した。得られた液晶−樹脂複合体の厚みは２０μｍで、液晶微小粒子の形成状態は比較的良好な球状であることが確認された。液晶調光素子の電圧開放状態におけるヘイズ率は９２．７％、電圧印加状態におけるヘイズ率は１３．９％であった。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
【表２】
【０１４１】
【表３】
【０１４２】
表１〜３における略号の意味は以下のとおりである。
［単量体Ａ］
BA：アクリル酸ブチル、2EHA：アクリル酸2−エチルヘキシル、MMA：メタクリル酸メチル、BMA：メタクリル酸ブチル、CHA：シクロヘキシルアクリレート、DCPMA：ジシクロペンタニルメタクリレート、IBA：イソボロニルアクリレート
［単量体Ｂ］
HEA：２−ヒドロキシエチルアクリレート、HEMA：２−ヒドロキシエチルメタクリレート、AAm：アクリルアミド、DAAM：ダイアセトンアクリルアミド、N-MAM：Ｎ−メチロールアクリルアミド
［単量体Ｃ］
AA：アクリル酸、MAA：メタクリル酸、MaA：マレイン酸
［単量体Ｄ］
GMA：グリシジルメタクリレート、DMAEMA：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、TMSMA：３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
［非イオン性界面活性剤］
DE：ポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ノイゲンSD-300(HLB=17.9)：第一工業製薬製）、TDE：ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル（ノイゲンTDS-500F(HLB=18.3)：第一工業製薬製）、AE：ポリオキシエチレン分岐アルキル(C11〜C13)エーテル（エマルゲン1118S-70(HLB=16.4、70％水溶液)：花王製)）、ER：反応性非イオン界面活性剤（アデカリアソープER-20：ADEKA製）、LE：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ノイゲンNL-80(HLB＝16.1)：第一工業製薬製）
［アニオン性界面活性剤］
DASS：ビス(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム（ペレックスOT−P(75%水溶液)：花王製)）、DES：ポリオキシアルキレンイソデシルエーテルサルフェートナトリウム（ハイテノールXJ−630S(30％水溶液)：第一工業製薬製)）、TDES：ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテルサルフェートアンモニウム（ハイテノールTM−07：第一工業製薬製）、KH：反応性アニオン界面活性剤（アクアロンKH−10：第一工業製薬製）
［架橋剤］
PGDG：ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル（デナコールEX-920：ナガセケムテックス製）、HDU：Ｎ，Ｎ’−ヘキサアミノエチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）（相互薬工社製）、PAC：アジリジン系化合物（CX-100：DSM NeoResins社製）、ADH：アジピン酸ジヒドラジド(ADH：日本ファインケム製)、CDI：ポリカルボジイミド系樹脂（カルボジライトV-02：日清紡製）
［カプセルの状態および外観］
◎：優、○：良、△：不可、×：評価に値せず
【０１４３】
実施例１〜７、特に実施例１〜４の液晶調光素子は、電圧開放状態におけるヘイズ率が高く遮蔽性に優れているとともに、電圧印加状態におけるヘイズ率が低く透明性に優れていた。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】液晶調光素子の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 液晶分子
２ 液晶微小粒子
３ 樹脂マトリクス
５ 導電膜
６ 導電膜付き基体
１０ 液晶−樹脂複合体
３０ 液晶調光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に挟持された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子の製造方法であって、
下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、前記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程ａ）と、
前記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、前記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程ｂ）と、
前記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、前記導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程ｃ）と、
前記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、前記液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が前記液晶−樹脂複合体に接するように、前記液晶−樹脂複合体に接合する工程ｄ）と、
を含む液晶調光素子の製造方法。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項２】
前記単量体群が、カルボキシル基および／またはアミノ基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Ｃをさらに含む請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第１級アミノ基または第２級アミノ基である。
【請求項３】
前記単量体群が、
単量体Ａ：７５〜９９質量％、
単量体Ｂ：０．１〜１５質量％、
単量体Ｃ：０．１〜１５質量％、および
単量体Ｄ：０〜１０質量％、
からなる請求項２に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、単量体Ｄは、単量体Ａ〜Ｃのいずれにも該当しない単量体である。
【請求項４】
前記単量体Ｂにおける前記非イオン性親水基が、アミド基、ヒドロキシル基およびポリオキシアルキレン基から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項５】
前記単量体群が、前記単量体Ａとして、
前記Ｒ1が水素原子であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８の鎖状アルキル基である単量体Ａ11、および
前記Ｒ1がメチル基であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12、
を含む請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項６】
前記工程ｃ）において前記液晶−樹脂複合材料を前記導電膜上に架橋剤を含む状態で塗布し、
前記工程ｃ）以降において、前記架橋剤により前記共重合体に架橋構造を導入する、
請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項７】
前記単量体群がカルボキシル基および／またはアミノ基である官能基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Ｃをさらに含み、
前記架橋剤が前記単量体Ｃに含まれる前記官能基と反応して架橋構造を形成しうるものである、
請求項６に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第１級アミノ基または第２級アミノ基である。
【請求項８】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、前記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体であってガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含む、
液晶調光素子。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項９】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、
下記式（１）により示される単量体を主たる単量体とし、非イオン性親水基を有し、架橋構造が導入された共重合体を含む、
液晶調光素子。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項１０】
前記非イオン性親水基が、アミド基および／またはヒドロキシル基であり、
前記式（１）により示される前記単量体が、
前記Ｒ1が水素原子であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８の鎖状アルキル基である単量体Ａ11、および
前記Ｒ1がメチル基であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12、を含む、
請求項９に記載の液晶調光素子。
【請求項１１】
前記架橋構造が、カルボキシル基、アミノ基およびヒドロキシル基である官能基と架橋剤とが反応して形成されたものである、請求項９に記載の液晶調光素子。
【請求項１】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に挟持された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子の製造方法であって、
下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、前記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群を乳化重合して、ガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含むエマルジョンを得る工程ａ）と、
前記エマルジョンおよび液晶材料を含む原材料から、前記共重合体を含み、液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合材料を調製する工程ｂ）と、
前記液晶−樹脂複合材料を導電膜付き基体の導電膜上に塗布して、前記導電膜上に、樹脂マトリクスに液晶微小粒子が分散した液晶−樹脂複合体を形成する工程ｃ）と、
前記導電膜付き基体とは別の導電膜付き基体を、前記液晶−樹脂複合体が２枚の導電膜付き基体の間に挟持され、かつその導電膜が前記液晶−樹脂複合体に接するように、前記液晶−樹脂複合体に接合する工程ｄ）と、
を含む液晶調光素子の製造方法。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項２】
前記単量体群が、カルボキシル基および／またはアミノ基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Ｃをさらに含む請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第１級アミノ基または第２級アミノ基である。
【請求項３】
前記単量体群が、
単量体Ａ：７５〜９９質量％、
単量体Ｂ：０．１〜１５質量％、
単量体Ｃ：０．１〜１５質量％、および
単量体Ｄ：０〜１０質量％、
からなる請求項２に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、単量体Ｄは、単量体Ａ〜Ｃのいずれにも該当しない単量体である。
【請求項４】
前記単量体Ｂにおける前記非イオン性親水基が、アミド基、ヒドロキシル基およびポリオキシアルキレン基から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項５】
前記単量体群が、前記単量体Ａとして、
前記Ｒ1が水素原子であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８の鎖状アルキル基である単量体Ａ11、および
前記Ｒ1がメチル基であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12、
を含む請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項６】
前記工程ｃ）において前記液晶−樹脂複合材料を前記導電膜上に架橋剤を含む状態で塗布し、
前記工程ｃ）以降において、前記架橋剤により前記共重合体に架橋構造を導入する、
請求項１に記載の液晶調光素子の製造方法。
【請求項７】
前記単量体群がカルボキシル基および／またはアミノ基である官能基と、炭素−炭素二重結合と、を有する単量体Ｃをさらに含み、
前記架橋剤が前記単量体Ｃに含まれる前記官能基と反応して架橋構造を形成しうるものである、
請求項６に記載の液晶調光素子の製造方法。
ただし、前記アミノ基は、第１級アミノ基または第２級アミノ基である。
【請求項８】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、下記式（１）により示される単量体Ａと、非イオン性親水基および炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｂとを含み、前記単量体Ａを主たる単量体とする単量体群の共重合体であってガラス転移温度が−５０℃〜２０℃の範囲にある共重合体を含む、
液晶調光素子。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項９】
導電膜が対向するように配置された２枚の導電膜付き基体と、前記２枚の導電膜付き基体の間に配置された液晶−樹脂複合体とを備え、前記液晶−樹脂複合体が、樹脂マトリクスと、前記樹脂マトリクスに分散した液晶微小粒子とを有する液晶調光素子であって、
前記樹脂マトリクスが、
下記式（１）により示される単量体を主たる単量体とし、非イオン性親水基を有し、架橋構造が導入された共重合体を含む、
液晶調光素子。
【化１】
ここで、Ｒ1は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は、直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜２０の鎖状アルキル基、または炭素数５〜２０の環状アルキル基である。
【請求項１０】
前記非イオン性親水基が、アミド基および／またはヒドロキシル基であり、
前記式（１）により示される前記単量体が、
前記Ｒ1が水素原子であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数２〜８の鎖状アルキル基である単量体Ａ11、および
前記Ｒ1がメチル基であり、前記Ｒ2が直鎖または分岐を有する炭素数１〜４の鎖状アルキル基である単量体Ａ12、を含む、
請求項９に記載の液晶調光素子。
【請求項１１】
前記架橋構造が、カルボキシル基、アミノ基およびヒドロキシル基である官能基と架橋剤とが反応して形成されたものである、請求項９に記載の液晶調光素子。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１３３９２１（Ｐ２００９−１３３９２１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７９４４（Ｐ２００７−３０７９４４）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【出願人】（５９１１９５５９２）大同化成工業株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【出願人】（５９１１９５５９２）大同化成工業株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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