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JPH0134369B2 - - Google Patents
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JPH0134369B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0134369B2
JPH0134369B2 JP57111398A JP11139882A JPH0134369B2 JP H0134369 B2 JPH0134369 B2 JP H0134369B2 JP 57111398 A JP57111398 A JP 57111398A JP 11139882 A JP11139882 A JP 11139882A JP H0134369 B2 JPH0134369 B2 JP H0134369B2
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JP
Japan
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light valve
liquid
particles
copolymer
suspension
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JP57111398A
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Japanese (ja)
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Inventor
Eru Satsukusu Robaato
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Original Assignee
Research Frontiers Inc
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Publication date
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Publication of JPH0134369B2 publication Critical patent/JPH0134369B2/ja
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は光弁に関し、特に光弁セル内に含まれ
る、粒子の液体懸濁液の改良に関する。 光弁は、光の変調のために40年以上の間用いら
れている。エドウインランド(Edwin Land)博
士の米国特許第1955923号中で、光弁は、小距離
だけ隔置された2枚の透明な絶縁材シートででき
ておりかつ液体懸濁媒質中の小粒子の懸濁液を含
んでいるセルと定義されている。実際問題とし
て、懸濁液は、粒子の凝集を防ぐため、液体懸濁
媒質中に溶解されたポリマー状安定剤をも含む。
光弁の開発の初期に、ニトロセルロースがポリマ
ー状安定剤として提案された。最近、米国特許第
4164365号には、コポリマーの形のポリマー状安
定剤が開示されている。 印加電場が無い場合、液体懸濁液中の粒子はで
たらめなブラウン運動をしており、従つて、セル
中を通過する光線は、粒子の質と濃度および光の
エネルギー含量によつて、反射、透過または吸収
される。光弁中の懸濁液を通して電場が印加され
ると、粒子は整列され、多くの懸濁液では、光の
ほとんどがセル中を通過することができる。 光弁は文献中で広範囲に記載されている。米国
特許第1955923号、第1963496号、第3512876号及
び第3773684号を参照されたい。初期のテレビジ
ヨンに於て、ドナール、ラングミユア、ゴールド
マーク(Donal、Langmuir and Goldmark)
は、黒白ならびにカラーテレビジヨンに於ける光
弁の使用を徹底的に研究した。米国特許第
2290582号、第2481621号、第2528510号及び第
2645976号を参照されたい。光弁のより近代的な
使用は、文字数字式表示としての使用である。光
弁はまた、通過する日光の量を調節するために
窓、眼鏡などに使用することも提案されている。 小粒子を懸濁させかつポリマー状重合体を溶解
するための光弁液体懸濁媒質の全部または一部と
して、ある種のエステル、ニトロベンゼン、油、
その他の液体のような種々の液体が提案されてい
る。米国特許第1961664号、第2290582号その他を
参照されたい。同様に、雲母、アルミニウム、黒
鉛、金属ハロゲン化物、アルカロイド酸塩の過ハ
ロゲン化物のような、広範囲の種々の無機および
有機粒子が、光弁に使用されるとして提案されて
いる。先行技術の光弁は光の変調および反復オ
ン・オフサイクル中の粒子の凝集防止に程度の差
はあるが多少とも成功しているが、現在までの
所、重力平衡状態にある光弁用液体懸濁は得られ
ていない。従つて、先行技術の光弁では、長時間
にわたつて粒子の沈降が見られる。このためセル
内に密度勾配が生じ、セルの上部は下部より低密
度になる。極端な場合には、セル上部中に充分な
粒子密度がなく、オン状態とオフ状態の間の充分
なコントラストを与えない。 本発明は、重力安定性光弁懸濁液を含むセルか
らなる光弁を提供する。特に、本発明の光弁懸濁
液は液体懸濁媒質中に懸濁されたアルカロイド酸
塩過ハロゲン化物または偏光性金属ハロゲン化物
または過ハロゲン化物の粒子と、該液体懸濁媒質
中に溶解された、粒子の凝集抑制のために有効な
ポリマー状安定剤とを含み、該液体懸濁媒質は、
室温(20℃)に於て少なくとも約1.5の比重を有
する、(後で詳しく説明する)電気抵抗性、不治
性、低分子量フルオロカーボン液体と、該フルオ
ロカーボン液体と混和性の電気抵抗性有機液体と
からなり、該懸濁液は実質的に重力平衡状態にあ
る。 本発明者の“改良光弁懸濁液を含む光弁
(Light Valve Containing Improved Light
Valve Suspension)”という名称の、1978年10月
31日付の米国特許出願第956417号中に、光弁に使
用するためのハロゲン化液体が提案されている。
しかし、この本発明者の出願も、本発明者が知つ
ている先行技術のいずれに於ても、本発明の特許
請求の範囲中で定義したような光弁液体懸濁液の
使用を記載してはおらず、また示唆もしていな
い。 液体懸濁液中の粒子は、好ましくはアルカロイ
ド酸塩の過ハロゲン化物であり、好ましくは偏光
性のアルカロイド酸塩酸ハロゲン化物である〔本
明細書中で使用する“アルカロイド”という用語
は、ハツク(Hackh)著化学辞典(Chemical
Dictionary)、第4版、マツクグロー・ヒルブツ
ク社(McGraw−Hill Book Company)、ニユ
ーヨーク、1969中で定義されている有機窒素塩基
を意味する〕。好ましくは、アルカロイド部分は
ハツク(Hackh)著“化学辞典(Chemical
Dictionary)”(上記)中で定義されたキニンアル
カロイドである。米国特許第2178996号、第
2289712号はキニンアルカロイド酸塩の過ハロゲ
ン化物の使用を詳しく記載しており、これらの過
ハロゲン化物は本発明に有用である。 有用なアルカロイド酸塩過ハロゲン化物の例に
は、ピリジン、ピコリン、ジフエニルオキサゾー
ル、キノリン、キナルジンのような複素環式有機
窒素塩基;キニン、シンコニジン、ヒドロシンコ
ニジン、ヒドロシンコニンおよび他のキニンアル
カロイド;およびトルイジンなどの酸塩の過ハロ
ゲン化物が含まれる。 最も好ましくは、キニンアルカロイドは、1978
年12第26日発行の米国特許第4131334号中に記載
されているジヒドロシンコニジン硫酸塩過沃化物
のような水素添加キニンアルカロイド酸塩過ハロ
ゲン化物である。キニン重硫酸塩過沃化物〔ヘラ
パタイト(herapathite)〕も有用である。 あるいは、粒子は、例えばランド(Land)の
米国特許第1956867号記載の臭化第二銅やプルプ
レオ塩化コバルト硫酸塩過沃化物のような偏光性
金属ハロゲン化物または過ハロゲン化物であつて
もよい。 光弁懸濁液中に用いられる粒子の形は、粒子が
1つの配向ではもう1つの配向よりもより多くの
光を遮断するようなものでなければならない。針
状または棒状またはこまい状または薄フレーク状
の粒子が適当である。好ましくは、粒子は偏光性
結晶である。というのは、懸濁液中の比較的小濃
度の偏光性結晶が光弁の活性化状態と不活性化状
態との間の光学密度の比較的大きい変化を与える
からである。 本発明に用いられるフルオロカーボン液体は液
体低分子量フルオロカーボンポリマーである。ポ
リマーを液体状態で得るために、ポリマーは通常
オリゴマーであり、オリゴマーはホモポリマーま
たはコポリマーまたはテロマーであることができ
る。適当なフルオロカーボン液体には、クロロト
リフルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレ
ン、ヘキサフルオロプロピレンの低分子量ホモポ
リマー、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオ
ロプロピレンとのコポリマー、−CF2−単位から
なる主鎖と懸垂−OCoF2o+1基(ここでnは一般
に1〜4である)とを有するポリフルオロアルコ
キシポリマーなどが含まれる。各場合において、
フルオロカーボン液体は、その全原子の少なくと
も約50%、好ましくは少なくとも約60%のハロゲ
ン原子で構成されかつ好ましくはハロゲン原子の
少なくとも約75%の弗素原子で、残りが塩素原子
および(または)臭素原子である。 実質的な重力平衡状態の懸濁液を与えるための
基礎を与えるために、フルオロカーボン液体は電
気抵抗性でなければならず、かつ室温に於て少な
くとも約1.5、好ましくは約1.7以上の比重を有す
るものでなければならない。液体懸濁媒質の比重
の最終的調節は、以下で詳しく説明するように、
フルオロカーボン液体と混和性の有機液体の使用
によつて達成される。さらに、フルオロカーボン
液体は、懸濁液中の粒子あるいはスペーサー、シ
ーラントおよび光弁セルの壁上のコーテイングの
ような光弁の部分に悪影響を与えないように化学
的に不活性でなければならない。 これらの必要条件に加えて、フルオロカーボン
液体は100℃を越えるような高沸点を有すること、
従つて光弁セルが高温に於て内圧の増加のために
“ふくらむ”ことがないよう低蒸気圧を有するこ
とが望ましい。フルオロカーボン液体は、使用す
るのに安全でなければならぬ。従つて、フルオロ
カーボン液体は不燃性でかつ毒性がほとんどまた
は全くないことが好ましい。さらに、フルオロカ
ーボン液体は、ほとんどすべての光弁の用途を含
む温度範囲である−40℃〜85℃の作動範囲にわた
つて液体状態であるように、−50℃以下、好まし
くは約−50℃よりずつと低い流動点を有すること
が有利である。ある種の用途、例えば屋内のみに
用いられる表示では、より狭い範囲が許容される
こともある。 ほとんどの場合に於て、フルオロカーボン液体
は室温で低粘度であり、特に、例えば屋外表示や
窓のような低温に於ける光弁の使用を意図する場
合には低粘度である。このことは、所望の温度範
囲の下端に於てさえも、オンおよびオフにしたと
き光弁をかなり迅速に応答させることができる。
ある場合には、高粘度が適当なこともある。 一般に、フルオロカーボン液体は、ダイマーま
たはトリマーまたはテトラマーのようなほんの数
個のモノマーフルオロカーボンの反復単位を有す
るポリマーである。ある場合には、4単位を越え
るポリマーが存することができ、ポリマーが液体
状態である限り、反復単位の数には臨界性はな
い。しばしば、重合法はダイマーとトリマーとの
混合物のようなオリゴマーの混合物を与えるが、
混合物が所望の性質を有しているならば、混合物
を個々のポリマー種に分離せずにそのまゝ用いる
ことができる。公知のように、重合度が高い程、
分子量、沸点、粘度、流動点は高くなる。また、
モノマー中の炭素原子が多い程、重合度の増加と
共に、これらの性質はより急速に増加する。これ
らの傾向およびフルオロカーボン液体の好ましい
特性が与えられると、過度の実験を行うことなく
経験的に特別な液体を選択することができる。 現在のところフルオロカーボンとして使用する
のに好ましいものはブロモトリフルオロエチレン
およびクロロトリフルオロエチレンのオリゴマー
である。これらの低分子量ポリマーは、無臭、不
燃性、不活性、電気抵抗性、低毒性、非腐食性液
体であり、これらのポリマーは、ブロモトリフル
オロエチレンまたはクロロトリフルオロエチレン
を重合させかつ完全にハロゲン化された末端基を
与えるためにポリマーを安定化することによつて
製造される。米国ニユージヤーシー州、ハツケン
サツク ハロカーボンプロダクツコーポレーシヨ
ン(Halocarbon Products Corporation of
Hackensack)社は、ブロモトリフルオロエチレ
ンおよびクロロトリフルオロエチレンの液体オリ
ゴマーを、それぞれBFCフルイド(BFC Fluid)
およびハロカーボンオイル(Halocarbon Oil)
の商品名で発売している。 室温に於て約1.6〜約2.0の比重と適当な化学的
および物理性質とを有するクロロトリフルオロエ
チレンの低分子量液体オリゴマーは、クロロトリ
フルオロエチレンを所望の程度まで重合させるこ
とによつて製造することができる。末端基は完全
にハロゲン化されておりかつ不活性であつて最大
の安定性を与えるものでなければならない。ハロ
カーボンプロダクツコーポレーシヨン社が0.8/
100、1.8/100、4−11、11−14、11−21の名称
で発売しているハロカーボンオイルは比較的低粘
度である。かかるポリマーは高沸点でもあり、初
留点が135℃〜260℃であり、従つて低蒸気圧であ
る。これらの好ましいポリマーの関連性質のより
完全な記載は次表中にある。クロロトリフルオロ
エチレンの高分子量液体ポリマーも市販されてお
り、これらのポリマーはより高い粘度を有する。
TECHNICAL FIELD This invention relates to light valves and, more particularly, to improvements in liquid suspensions of particles contained within light valve cells. Light valves have been used for over 40 years for light modulation. In U.S. Pat. No. 1,955,923 to Dr. Edwin Land, a light valve is made of two transparent sheets of insulating material separated by a small distance and is used to suspend small particles in a liquid suspending medium. It is defined as a cell containing a turbid liquid. In practice, suspensions also include polymeric stabilizers dissolved in the liquid suspending medium to prevent particle agglomeration.
Early in the development of light valves, nitrocellulose was proposed as a polymeric stabilizer. Recently, U.S. Patent No.
No. 4,164,365 discloses polymeric stabilizers in the form of copolymers. In the absence of an applied electric field, the particles in a liquid suspension have a random Brownian motion, and therefore the light rays passing through the cell will be reflected, depending on the quality and concentration of the particles and the energy content of the light. transmitted or absorbed. When an electric field is applied through the suspension in the light valve, the particles are aligned and, for many suspensions, most of the light can pass through the cell. Light valves have been extensively described in the literature. See US Patent Nos. 1955923, 1963496, 3512876 and 3773684. Donal, Langmuir and Goldmark in early television
thoroughly investigated the use of light valves in black-and-white and color television. US Patent No.
No. 2290582, No. 2481621, No. 2528510 and No.
Please refer to No. 2645976. A more modern use of light valves is as alphanumeric displays. Light valves have also been proposed for use in windows, glasses, etc. to regulate the amount of sunlight that passes through them. Certain esters, nitrobenzene, oils,
Various liquids have been proposed, such as other liquids. See US Pat. No. 1,961,664, US Pat. No. 2,290,582, and others. Similarly, a wide variety of inorganic and organic particles have been proposed for use in light valves, such as mica, aluminum, graphite, metal halides, perhalides of alkaloid salts. Although prior art light valves have had varying degrees of success in modulating light and preventing particle agglomeration during repeated on-off cycles, to date light valve liquids that are in gravitational equilibrium have not been tested. No suspension was obtained. Therefore, prior art light valves exhibit settling of particles over long periods of time. This creates a density gradient within the cell, with the top of the cell being less dense than the bottom. In extreme cases, there is not enough particle density in the top of the cell to provide sufficient contrast between the on and off states. The present invention provides a light valve comprised of cells containing a gravity stable light valve suspension. In particular, the light valve suspension of the present invention comprises particles of an alkaloid salt perhalide or polarizing metal halide or perhalide suspended in a liquid suspension medium and particles of an alkaloid salt perhalide or polarizing metal halide or perhalide dissolved in the liquid suspension medium. and a polymeric stabilizer effective to inhibit particle agglomeration, the liquid suspending medium comprising:
an electrically resistive, incurable, low molecular weight fluorocarbon liquid (described in more detail below) having a specific gravity of at least about 1.5 at room temperature (20°C) and an electrically resistive organic liquid miscible with the fluorocarbon liquid. Thus, the suspension is substantially in gravitational equilibrium. The inventor's “Light Valve Containing Improved Light Valve
Valve Suspension)” in October 1978.
Halogenated liquids are proposed for use in light valves in US patent application Ser. No. 956,417, dated 31st.
However, neither this inventor's application nor any prior art known to the inventor describes the use of a light valve liquid suspension as defined in the claims of the present invention. It does not imply, nor does it imply. The particles in the liquid suspension are preferably perhalides of alkaloid acid salts, preferably polarizing alkaloid acid acid halides [as used herein, the term "alkaloid" refers to Hackh) Chemical Dictionary (Chemical
4th Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, 1969]. Preferably, the alkaloid moiety is
quinine alkaloids as defined in "Dictionary" (above). U.S. Patent No. 2,178,996,
No. 2289712 details the use of perhalides of quinine alkaloid salts, and these perhalides are useful in the present invention. Examples of useful alkaloid acid perhalides include heterocyclic organic nitrogen bases such as pyridine, picoline, diphenyloxazole, quinoline, quinaldine; quinine, cinchonidine, hydrocinchonidine, hydrocinchonine and other quinine alkaloids. and perhalides of acid acids such as toluidine. Most preferably, the quinine alkaloid is 1978
Hydrogenated quinine alkaloid acid salt perhalides such as dihydrocinchonidine sulfate periodide described in U.S. Pat. Quinine bisulfate periodide (herapathite) is also useful. Alternatively, the particles may be polarizing metal halides or perhalides, such as cupric bromide and purpureocobalt chloride sulfate periodide as described in Land US Pat. No. 1,956,867. The shape of the particles used in the light valve suspension must be such that the particles block more light in one orientation than in another orientation. Particles in the form of needles or rods or in the form of small pieces or thin flakes are suitable. Preferably the particles are polarizing crystals. This is because a relatively small concentration of polarizing crystals in suspension provides a relatively large change in optical density between the activated and inactivated states of the light valve. The fluorocarbon liquid used in this invention is a liquid low molecular weight fluorocarbon polymer. In order to obtain the polymer in liquid state, the polymer is usually an oligomer, which can be a homopolymer or a copolymer or a telomer. Suitable fluorocarbon liquids include low molecular weight homopolymers of chlorotrifluoroethylene, bromotrifluoroethylene, hexafluoropropylene, copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, backbones consisting of -CF2- units and pendant -OC o F 2o+1 groups, where n is generally 1 to 4, and the like. In each case,
The fluorocarbon liquid is comprised of at least about 50% of its total atoms, preferably at least about 60% halogen atoms, and preferably at least about 75% of its halogen atoms are fluorine atoms, with the balance being chlorine atoms and/or bromine atoms. It is. To provide the basis for providing a suspension in substantial gravity equilibrium, the fluorocarbon liquid must be electrically resistive and have a specific gravity at room temperature of at least about 1.5, preferably greater than about 1.7. It has to be something. The final adjustment of the specific gravity of the liquid suspending medium is as detailed below.
This is accomplished through the use of an organic liquid that is miscible with the fluorocarbon liquid. Additionally, the fluorocarbon liquid must be chemically inert so as not to adversely affect particles in suspension or parts of the light valve such as spacers, sealants, and coatings on the walls of the light valve cells. In addition to these requirements, the fluorocarbon liquid must have a high boiling point, exceeding 100°C;
It is therefore desirable for the light valve cell to have a low vapor pressure so that it does not "swell" due to increased internal pressure at high temperatures. Fluorocarbon liquids must be safe for use. Therefore, it is preferred that the fluorocarbon liquid be nonflammable and have little or no toxicity. Additionally, the fluorocarbon liquid remains in a liquid state over an operating range of -40°C to 85°C, a temperature range that includes almost all light valve applications, so that the fluorocarbon liquid remains below -50°C, preferably above about -50°C. It is advantageous to have a lower pour point. For certain applications, such as displays for indoor use only, a narrower range may be acceptable. In most cases, fluorocarbon liquids have low viscosities at room temperature, especially when intended for use in low temperature light valves, such as outdoor displays and windows. This allows the light valve to respond fairly quickly when turned on and off, even at the lower end of the desired temperature range.
In some cases, high viscosities may be appropriate. Generally, fluorocarbon liquids are polymers having only a few monomeric fluorocarbon repeating units, such as dimers or trimers or tetramers. In some cases, more than 4 units of polymer may be present, and the number of repeating units is not critical as long as the polymer is in the liquid state. Often, polymerization methods give mixtures of oligomers, such as mixtures of dimers and trimers, but
If the mixture has the desired properties, the mixture can be used as is without separation into individual polymer species. As is known, the higher the degree of polymerization, the more
Molecular weight, boiling point, viscosity, and pour point increase. Also,
The more carbon atoms in the monomer, the more rapidly these properties increase with increasing degree of polymerization. Given these trends and the preferred properties of fluorocarbon liquids, a particular liquid can be selected empirically without undue experimentation. Presently preferred for use as fluorocarbons are bromotrifluoroethylene and oligomers of chlorotrifluoroethylene. These low molecular weight polymers are odorless, non-flammable, inert, electrically resistive, low toxicity, non-corrosive liquids; these polymers are polymerized from bromotrifluoroethylene or chlorotrifluoroethylene and are completely halogen-free. are produced by stabilizing the polymer to provide modified end groups. Halocarbon Products Corporation of Hatsukensatsu, New Jersey, U.S.A.
Hackensack has released liquid oligomers of bromotrifluoroethylene and chlorotrifluoroethylene as BFC Fluid, respectively.
and Halocarbon Oil
It is sold under the product name. Low molecular weight liquid oligomers of chlorotrifluoroethylene having a specific gravity of about 1.6 to about 2.0 at room temperature and suitable chemical and physical properties are prepared by polymerizing chlorotrifluoroethylene to the desired extent. be able to. The terminal groups must be fully halogenated and inert to provide maximum stability. Halo Carbon Products Corporation is 0.8/
Halocarbon oils sold under the names 100, 1.8/100, 4-11, 11-14, and 11-21 have relatively low viscosity. Such polymers are also high boiling, with initial boiling points of 135°C to 260°C, and therefore low vapor pressures. A more complete description of the relevant properties of these preferred polymers is in the table below. High molecular weight liquid polymers of chlorotrifluoroethylene are also commercially available and these polymers have higher viscosities.

【表】 上に示したハロカーボン油の中で、現在のとこ
ろ使用するのに好ましいものはハロカーボンオイ
ル0.8/100である。 ブロモトリフルオロエチレンの低分子量液体ポ
リマーは、重合度および重合温度によるが、一般
に、室温に於ておよそ2.2から2.4以上までの範囲
の比重を有する。高比重を有する液体は、光弁懸
濁液中に比較的高比重の粒子を用いる場合または
フルオロカーボン液体の使用を少なくしたい場合
に有利である。ブロモトリフルオロエチレンの液
体ポリマーを用いるとき、ポリマーの末端基がハ
ロゲン原子として塩素および弗素のみ、好ましく
は弗素のみを含むならば、テロマーの熱安定性は
改良される。クロロトリフルオロエチレンオリゴ
マーとブロモトリフルオロエチレンオリゴマーと
の混合物のようなフルオロカーボン液体の混合物
を使用することができる。 本発明の光弁懸濁液は、光弁使用中の粒子の凝
集を防ぐために保護ポリマーを含む。公知のよう
に、保護ポリマーは液体懸濁媒質中に可溶でなけ
ればならずかつ粒子に結合する能力がなければな
らない。ある場合には、第1ポリマーは粒子に結
合するが液体懸濁媒質には不溶(あるいは所望の
溶解度より低溶解性)であり、第2ポリマーは第
1ポリマーに結合しかつ液体懸濁媒質中に充分に
可溶であつて粒子−保護ポリマー複合体を液体懸
濁媒質中に良好に分散させるようになつている2
種の保護ポリマーを使用することができる。保護
ポリマーは、粒子の周りに大きな立体的保護領域
を形成し、かくして凝集を抑制する作用がある。 米国特許第4165365号記載の型のコポリマーは、
保護ポリマーとして使用することができる。これ
らのコポリマーは少なくとも2種の異なるモノマ
ーのコポリマーであり、モノマーの少なくとも1
種は非立体障害(sterically unhindered)官能性
ヒドロキシおよび(または)酸性基を有し、かつ
該モノマーの少なくとも1種は枝分かれ基を有
し、コポリマーの主鎖から該主鎖から最も離れた
該非立体障害官能基までの距離が主鎖から該枝分
かれ基の末端基までの距離より小さく、該コポリ
マーの枝分かれ基が充分に可溶性なのでコポリマ
ーは全体として光弁懸濁液の液体懸濁媒質中に実
質的に溶解するようになつている。 コポリマーが担持する官能基は、かかる基を含
む共重合性モノマーによつて与えられる。かくし
て、酸性基は、アクリル酸、メタクリル酸、フマ
ル酸、メサコン酸、マレイン酸などのようなエチ
レン系不飽和酸あるいはアクリロニトリルおよび
他の酸性モノマーを用いることによつて与えられ
る。ヒドロキシ基は、アクリル酸ヒドロキシアル
キルまたはメタクリル酸ヒドロキシアルキルなど
のようなエチレン系不飽和酸のヒドロキシアルキ
ルエステルによつて与えることができる。同様に
して、適当に置換されたエチレン系不飽和モノマ
ーを用いることによつて、スルホン酸基のような
他の酸性基、シアノ基、イソシアナト基などのよ
うな官能基が与えられる。粒子と相容性である場
合には、アミンまたはアミド基によつて塩基性基
を与えることができる。 コポリマー用の枝分かれモノマーは、本発明者
の米国特許第4164365号記載のようにして選ばれ
る。好ましくは、枝分かれモノマーは粒子に結合
する官能基を含まない。また、枝分かれモノマー
は重量でコポリマーの大部分を構成することおよ
び最高分子量のモノマーであることも好ましい。
適当な枝分かれモノマーはエチレン系不飽和酸の
枝分かれアルキルエステルを含み、例えばアクリ
ル酸2−エチルヘキシル、フマル酸ビス−2−エ
チルヘキシル、アクリル酸5,5−ジエチルヘキ
シル、アクリル酸3,5,5−トリメチルヘキシ
ルである。しかし、官能基含有モノマーおよび枝
分かれモノマーの一方または両方がエーテルまた
は環式モノマーであることができる。特に有用な
モノマーは、コポリマーの液体懸濁液中への溶解
の達成を促進することができるハロゲン化モノマ
ー、特に弗素化モノマーである。本発明に有用な
特別のコポリマーは米国特許第4164365号に記載
されている。 ジヒドロシンコニジン硫酸塩過ヨウ化物粒子に
対して必要であるように、ニトロセルロースを保
護ポリマーとして使用する場合には、粒子−ニト
ロセルロース複合体が液体懸濁媒質中に分散しな
い。かかる場合には、ニトロセルロースを、好ま
しくは、随意に酸素原子で中断されていてもよい
第1懸垂、枝分かれ、炭素−炭素鎖と、随意に酸
素原子で中断されていてもよくかつヒドロキシ基
を担持する第2懸垂炭素−炭素鎖とを有し、最も
離れたヒドロキシ基が末端枝分かれ基よりもコポ
リマーの主鎖に近くなつている補助有機コポリマ
ーと共に使用しなければならない。有用なコポリ
マーは、アクリル酸ヒドロキシアルキル(ここで
アルキルは1〜3個の炭素原子のアルキルであ
る)とアクリル酸sec−およびtert−アルキル
(ここでアルキルは4〜12個の炭素原子のアルキ
ルである)とのコポリマーである。不飽和酸のよ
うな第3コモノマーは、使用することができる
が、通常は不要である。補助コポリマーとして有
用なコポリマーは、米国特許第4164365号の方法
で製造することができる。 粒子−ニトロセルロース複合体と会合する補助
コポリマーのヒドロキシ基および得られた粒子−
ニトロセルロース−コポリマーの3成分複合体
は、液体懸濁媒質中に良好に分散することができ
る。一般に、補助コポリマーのヒドロキシ含量が
増加するにつれて、ニトロセルロースへの親和性
は増すが、保護ポリマーのフルオロカーボン液体
中への溶解度は減少する。フルオロカーボンポリ
マーと混和性の有機液体は、保護ポリマーの液体
懸濁媒質中への溶解を助ける。補助コポリマーの
有用な作動範囲は、約10〜約30%のヒドロキシモ
ノマーおよび約90〜約70%の枝分かれモノマーで
ある。現在のところ好ましいコポリマーは、分子
量50000〜300000の10〜30%のアクリル酸2−ヒ
ドロキシプロピル/70〜90%アクリル酸2−エチ
ルヘキシルコポリマーである。 フルオロカーボン液体と混和性の電気抵抗性有
機液体は2つの主要な目的を果たす。第1のかつ
最も重要な目的は、混和性有機液体の使用によつ
て、液体懸濁媒質の比重を粒子−保護ポリマー複
合体の比重に合わせることができることである。
一般に、かかる複合体はフルオロカーボン液体の
比重より低い比重を有しており、低比重の混和性
有機液体は液体懸濁媒質の比重を低下させる働き
がある。第2には、混和性有機液体は、特に、ニ
トロセルロースの場合のように、フルオロカーボ
ン液体中へのポリマーの溶解が不充分な場合に、
液体懸濁媒質中への粒子−保護ポリマー複合体の
分散を助ける。 混和性有機液体としては種々の有機液体を用い
ることができる。有用な液体には、脂肪族および
芳香族酸のエステル、例えば酢酸イソペンチル、
酢酸p−ノニルフエニルのような酢酸アルキルま
たはフエニル、フタル酸ジオクチル、アジピン酸
ジイソデシル、セバシン酸ジオクチル、芳香族炭
化水素、例えばベンゼン、トルエン、シリコーン
(有機シロキサン)が含まれる。一般に、混和性
有機液体は、重力平衡を与えかつ液体懸濁媒質中
への粒子−保護ポリマー複合体の分散を助けるた
めに有効な量で存在する。この有効量よりも多量
に使用することは、溶解性のために不必要であり
かつフルオロカーボン液体/補助液体混合物の比
重を過度に低下させる可能性がある。現在の所、
フルオロカーボン液体が、液体懸濁媒質の少なく
とも約40重量%、好ましくは少なくとも約60重量
%であり、かくして、混和性有機液体の量はそれ
に従つて選ばれることが好ましい。これらの範囲
内でも、溶解性条件と重力条件とを正しくバラン
スさせるように注意を払わねばならない。かくし
て、ポリマー部分がフルオロカーボン液体中で境
界溶解度しか有していない粒子−ポリマー複合体
を使用する場合には、液体懸濁媒の比重を重力平
衡の目的には低すぎる比重にしてしまうほどの多
量の混和性有機液体を必要とする場合があり得
る。このことは、混和性有機液体が一般に約0.85
〜1.2の比重を有するという事実から考えて起こ
り得ることである。 一般的に言つて、各光弁懸濁液は、重力平衡に
達する1つの比重を有する。理想的には、完全な
平衡状態にある懸濁液は決して沈降しない。現実
には、理想値からの僅かなずれが許可され得るの
で、僅かな妥協が不可避である。与えられた懸濁
液に対して重力平衡に達する比重は、粒子、保護
ポリマー、液体懸濁媒質および液体懸濁媒質中に
溶解することができる他の物質の選択に依存する
ことも明らかであり、従つて重力平衡を得るため
の比重は、与えられた懸濁液の特別なパラメータ
ーによつて懸濁液毎に異なる。同様に、例えば与
えられた懸濁液の粘度を変えて応答時間を増減さ
せるため懸濁液中に用いる保護ポリマー量を変化
させる場合には、重力平衡のために所要な比重も
変えられる。 光弁懸濁液の重力平衡は、簡単な試験で容易に
測定される。この試験では、10mlの光弁懸濁液
を、遠心沈殿管中で、2500rpmで1時間遠心分離
する。遠心沈殿管を遠心分離機から取り出した後
の沈降粒子が10%未満であれば重力平衡が得られ
たことになる。 明らかなように、重力安定性光弁懸濁液を得る
には、粒子と保護ポリマーとフルオロカーボン液
体と混和性有機液体とを、それらの比重に関して
だけでなく、物理的性質、化学的性質、電気的性
質、光学的性質に関しても慎重に選択しなければ
ならない。例えば、僅か数サイクルのオン・オフ
操作を行つた後で粒子が凝集してしまうような重
力安定性光弁懸濁液を与えることは意味がない。
かくして、本発明の光弁懸濁液は、所望されるよ
うな迅速な応答時間と所望されるような広範囲の
操作温度とを有する、重力安定性、不凝集性光弁
懸濁液を与えるため、粒子、保護ポリマー、液体
懸濁媒質の時々矛盾する必要条件を合わせる。 本明細書中および特許請求の範囲中に於て、部
および比率は、特に断らない限り、すべて重量に
よる。 実施例 1 A ジヒドロシンコニジン硫酸塩過沃化物−
(DCSI)−ニトロセルロース複合体の製造 ジヒドロシンコニジン1部をメタノール1・
5部に溶解し、この溶液に97%H2SO40.32部を
加え、溶液を蒸発乾固した。得られたジヒドロ
シンコニジン硫酸塩は白色粉末状である。 ジヒドロシンコニジン硫酸塩2.12gを2−エ
トキシエタノール10.0g、水5.0g、CHCl33.0
gに溶解して溶液Aを調製した。溶液Bはニト
ロセルロースの33 1/3%2−エトキシエタノー
ル溶液であつた。このニトロセルロースは低粘
度(18−25cps)タイプと高粘度(15−20秒)
タイプとの50:50混合物である。ニトロセルロ
ースは、2−エトキシエタノール中に溶解する
前に、すべてのイソプロパノールおよび(また
は)他の溶剤を乾燥除去しなければならない。
そうしないと、ここで記載する方法中、後で
DCSIの大粒子を生成させることになる。 溶液Aと20.0gの溶液Bとを混合して溶液C
を作つた。 水和Cal20.3gを水10.0gに溶解した後、1.54
gのl2と21.0gの燐酸トリクレジルとを加え、
15分間振盪して溶液Dを調製した。 溶液Cと溶液Dとを、ワーリングブレンダー
中で激しく混合し、ブレンダーの流れの方向と
反対に、カツプの内壁に沿つてポリエチレンス
パチユラで撹拌しながら混合した。2〜4分間
で、金色のはん点のある深青色粘稠ペーストが
得られた。このペーストを0.3048mm(12ミル)
のフイルムとして伸ばし、揮発性溶剤臭が検知
されなくなるまで空気中で数時間乾燥した。こ
の乾燥したペーストを電気式乳鉢粉砕機
(mortar grinder)に入れ、約1/2時間粉砕し
た。次に、乳鉢粉砕機で粉砕しながら50gの酢
酸イソペンチルを添加し、次いでさらに1時間
乳鉢粉砕機中で混合した。次に、得られた懸濁
液を乳鉢から取り出し、17時間超音波撹拌処理
を行つた。 B DCSiの懸濁液の製造 上記Aからの懸濁液40gを、振盪しながら、
酢酸イソペンチル90gと混合した。この希釈さ
れた懸濁液を50mlの遠心沈殿管4個に分けた
後、2500rpmで10時間遠心分離して、ほとんど
の粒子を管底付近に沈殿させた。各管の粒子上
の透明液を捨てた後、各管に7gの酢酸イソペ
ンチルを加えた。各管の内容物をスパチユラで
撹拌した後、17時間超音波撹拌処理を行い、し
かる後、各管の内容物を2個の25ml遠心沈澱管
に分けた。25ml管を2500rpmで約6時間遠心分
離した後、再びほとんどの粒子が管底付近に沈
殿し、粒子上の液を捨てた。 次に、各遠心沈殿管に2gの酢酸イソペンチ
ルを加え、内容物をスパチユラで撹拌した。遠
心沈殿管を17時間超音波撹拌処理した後、2個
の遠心沈殿管からの内容物を1本の10ml遠心沈
殿管中に合併し、2500rpmで約60分間遠心分離
した。上部の懸濁液をバイアル中に注入し、貯
蔵し、底部は捨てた。 貯蔵懸濁液の一部分を、相対する壁間の間隔
が0.8382mm(33ミル)の試験セル中に注入し
た。この懸濁液を、周波数10KHzで、30ボル
ト/ミルピーク〜ピーク(volts/mil peak−
to−peak)の電場をかけた。電場をかけない
ときのセルの光学密度は3.0であり、崩壊時間
は50ミリ秒であつた。崩壊時間は、懸濁液に40
ミリ秒間電場を印加し、電場を遮断したときか
ら光学密度が再び3.0に達するまで光学密度を
連続的に測定することによつて測定される。懸
濁液の光学密度が3.0に戻るまでの時間が崩壊
時間である。この懸濁液は、長期間使用後放置
で沈降する傾向があり、従つて、重力平衡状態
ではなかつた。しかし、この懸濁液は、その他
すべての点で光弁懸濁液として全く良好に動作
した。 C 懸濁液へのフルオロカーボンの添加 上記Bで製造したDCSI懸濁液4gと、アク
リル酸2−エチルヘキシル(85%)とアクリル
酸2−ヒドロキシプロピル(15%)とのコポリ
マーの20%のアジピン酸ジオクチル溶液4gと
を、50mlビーカー中で撹拌しながら混合した。
このビーカーに、撹拌しながら、ハロカーボン
オイル1.8/100を徐々に添加し、懸濁液の比重
を監視した。懸濁液の比重が1.54になつたとき
ハロカーボンオイルの添加を停止した。これは
ハロカーボンオイル約31gに相当していた。他
の試験から、DCSI−ニトロセルロース−アク
リル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸2−ヒ
ドロキシプロピルコポリマーおよびハロカーボ
ンオイル1.8/100では、懸濁液の比重1.54は重
力平衡に達したことを意味することがわかつ
た。最後に、好ましい技術として、懸濁液を少
なくとも17時間超音波撹拌した。 得られた懸濁液を、上述の試験方法で重力平衡
のチエツクを行つたところ、観察された沈降粒子
は粒子の5%未満であつた。 相対する透明コーテイング間間隔0.127mm(5
ミル)の試験セルに懸濁液を満たし、光弁懸濁液
としての使用のための試験を行つた。結果は下記
の通りであつた。 電圧非印加時の光学密度 2.3 40ボルトRMSおよび60Hzに於けるコントラスト
比 20:1 崩壊時間 600ミリ秒未満 これらの結果は、重力安定性懸濁液が、光弁が
オフの時に高密度像を与え、オン状態とオフ状態
との間の高いコントラストを与えかつ極めて迅速
な応答時間を有し、かくして光弁を速やかに開閉
することができるので、光弁に使用するのに非常
に適していることを示している。 実施例 2 キニン重硫酸塩1.65gをメタノール5g、クロ
ロホルム5g、n−プロパノール10gの混合物中
に溶解し、透明になるまで撹拌することによつて
溶液Aを調製した。この溶液に、アクリル酸2−
エチルヘキシルとアクリル酸とのコポリマー(単
量体重量%がそれぞれ90%および10%の)を添加
し、溶液中に溶解させた。 溶液Bを調製するため、Bil30.04g、CaCl20.07
g、n−プロパノール10g、57%HI水溶液0.13
gを混合し、混合物を約15分間超音波撹拌にかけ
た後、沃素1.06gとセバシン酸ジオクチル15gと
を加えた。得られた溶液を約1時間超音波撹拌し
て溶液Bを作つた。 溶液Aと溶液Bとを、ワーリングブレンダー中
で高速度で一緒に混合し、得られたキニン重硫酸
塩過ハロゲン化物のペーストを回収し、実施例1
のようにしてガラス板上に拡げて乾燥させた。上
記の乾燥したペーストを酢酸イソペンチル150g
中に分散してキニン重硫酸塩過ハロゲン化物の濃
厚懸濁液を調製し、次のようにさらに希釈して重
力平衡状態の懸濁液を製造した。 % 濃厚懸濁液 4.50 2−エチルヘキシル2−シアノ−3,3−ジフエ
ニルアクリレート 2.96 1−フエニルヘプタン 4.70 ハロカーボンオイル1.8/100 87.84 100.00% 電極間間隔0.8382mm(33ミル)の試験セル中で
試験するとき、この懸濁液は、活性化されないと
きには光学密度が3.0であり、500ボルトピーク〜
ピークの電圧で活性化されたときには1.0である。
この懸濁液の比重は約1.70である。
[Table] Among the halocarbon oils shown above, the one currently preferred for use is halocarbon oil 0.8/100. Low molecular weight liquid polymers of bromotrifluoroethylene generally have a specific gravity ranging from approximately 2.2 to 2.4 or more at room temperature, depending on the degree and temperature of polymerization. Liquids with high specific gravity are advantageous when using relatively high specific gravity particles in the light valve suspension or when it is desired to use less fluorocarbon liquid. When using liquid polymers of bromotrifluoroethylene, the thermal stability of the telomer is improved if the end groups of the polymer contain only chlorine and fluorine, preferably only fluorine, as halogen atoms. Mixtures of fluorocarbon liquids can be used, such as mixtures of chlorotrifluoroethylene oligomers and bromotrifluoroethylene oligomers. The light valve suspension of the present invention includes a protective polymer to prevent particle agglomeration during light valve use. As is known, the protective polymer must be soluble in the liquid suspension medium and must be capable of binding to the particles. In some cases, the first polymer is bound to the particles but insoluble (or less soluble than desired) in the liquid suspension medium, and the second polymer is bound to the first polymer and insoluble in the liquid suspension medium. 2, which is sufficiently soluble to provide good dispersion of the particle-protected polymer complex in the liquid suspending medium.
Species protective polymers can be used. The protective polymer forms a large sterically protected area around the particles, thus acting to inhibit agglomeration. Copolymers of the type described in U.S. Pat. No. 4,165,365 are
Can be used as a protective polymer. These copolymers are copolymers of at least two different monomers, at least one of the monomers
the species has sterically unhindered functional hydroxy and/or acidic groups, and at least one of the monomers has a branched group, the unhindered species furthest from the backbone of the copolymer. The distance to the hindering functional group is less than the distance from the backbone to the end group of the branched group, and the branched groups of the copolymer are sufficiently soluble that the copolymer as a whole is substantially present in the liquid suspension medium of the light valve suspension. It has become soluble in The functional groups carried by the copolymer are provided by copolymerizable monomers containing such groups. Thus, acidic groups are provided by using ethylenically unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, mesaconic acid, maleic acid, etc. or acrylonitrile and other acidic monomers. Hydroxy groups can be provided by hydroxyalkyl esters of ethylenically unsaturated acids, such as hydroxyalkyl acrylates or hydroxyalkyl methacrylates. Similarly, other acidic groups such as sulfonic acid groups, functional groups such as cyano groups, isocyanato groups, etc. can be provided by using suitably substituted ethylenically unsaturated monomers. Basic groups can be provided by amine or amide groups if they are compatible with the particles. Branching monomers for the copolymer are selected as described in my US Pat. No. 4,164,365. Preferably, the branching monomer does not contain functional groups that bind to the particles. It is also preferred that the branching monomer make up the majority of the copolymer by weight and be the highest molecular weight monomer.
Suitable branching monomers include branched alkyl esters of ethylenically unsaturated acids, such as 2-ethylhexyl acrylate, bis-2-ethylhexyl fumarate, 5,5-diethylhexyl acrylate, 3,5,5-trimethyl acrylate. It's hexyl. However, one or both of the functional group-containing monomer and the branching monomer can be an ether or a cyclic monomer. Particularly useful monomers are halogenated monomers, especially fluorinated monomers, which can facilitate achieving solubility of the copolymer in a liquid suspension. Particular copolymers useful in the present invention are described in US Pat. No. 4,164,365. When nitrocellulose is used as the protective polymer, as is required for dihydrocinchonidine sulfate periodide particles, the particle-nitrocellulose complex is not dispersed in the liquid suspension medium. In such cases, the nitrocellulose preferably comprises a first pendant, branched, carbon-carbon chain, optionally interrupted with oxygen atoms, and a hydroxy group, optionally interrupted with oxygen atoms. The copolymer should be used with an auxiliary organic copolymer having a second pendant carbon-carbon chain with the most remote hydroxy group being closer to the main chain of the copolymer than the terminal branching group. Useful copolymers include hydroxyalkyl acrylates (where alkyl is an alkyl of 1 to 3 carbon atoms) and sec- and tert-alkyl acrylates (where alkyl is an alkyl of 4 to 12 carbon atoms). It is a copolymer with A third comonomer, such as an unsaturated acid, can be used but is usually unnecessary. Copolymers useful as auxiliary copolymers can be made by the method of US Pat. No. 4,164,365. Particles - Hydroxy groups of the auxiliary copolymer associated with the nitrocellulose complex and the resulting particles -
The nitrocellulose-copolymer ternary complex can be well dispersed in liquid suspension media. Generally, as the hydroxy content of the auxiliary copolymer increases, its affinity for nitrocellulose increases, but the solubility of the protective polymer in the fluorocarbon liquid decreases. The organic liquid that is miscible with the fluorocarbon polymer aids in dissolving the protective polymer into the liquid suspension medium. A useful working range for the auxiliary copolymer is about 10 to about 30% hydroxy monomer and about 90 to about 70% branched monomer. A currently preferred copolymer is a 10-30% 2-hydroxypropyl acrylate/70-90% 2-ethylhexyl acrylate copolymer with a molecular weight of 50,000-300,000. The electrically resistive organic liquid that is miscible with the fluorocarbon liquid serves two primary purposes. The first and most important objective is that through the use of miscible organic liquids, the specific gravity of the liquid suspension medium can be matched to the specific gravity of the particle-protected polymer complex.
Generally, such composites have a specific gravity that is lower than the specific gravity of the fluorocarbon liquid, and the low specific gravity miscible organic liquid serves to lower the specific gravity of the liquid suspending medium. Second, miscible organic liquids can be used, especially when the polymer dissolves poorly in the fluorocarbon liquid, as is the case with nitrocellulose.
Assists in dispersing the particle-protected polymer complex into the liquid suspension medium. Various organic liquids can be used as the miscible organic liquid. Useful liquids include esters of aliphatic and aromatic acids, such as isopentyl acetate,
Included are alkyl or phenyl acetates such as p-nonylphenyl acetate, dioctyl phthalate, diisodecyl adipate, dioctyl sebacate, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, silicones (organosiloxanes). Generally, the miscible organic liquid is present in an effective amount to provide gravitational balance and aid in dispersing the particle-protected polymer complex into the liquid suspending medium. Using more than this effective amount is unnecessary for solubility and can unduly lower the specific gravity of the fluorocarbon liquid/auxiliary liquid mixture. At present,
It is preferred that the fluorocarbon liquid is at least about 40%, preferably at least about 60%, by weight of the liquid suspending medium, and thus the amount of miscible organic liquid is selected accordingly. Even within these ranges, care must be taken to properly balance solubility and gravity requirements. Thus, when using particle-polymer composites in which the polymer moiety has only marginal solubility in the fluorocarbon liquid, large amounts of the liquid suspending medium may be used, such as to make the specific gravity of the liquid suspending medium too low for gravitational equilibrium purposes. Miscible organic liquids may be required. This means that miscible organic liquids are generally around 0.85
This is possible considering the fact that it has a specific gravity of ~1.2. Generally speaking, each light valve suspension has one specific gravity that reaches gravitational equilibrium. Ideally, a suspension in perfect equilibrium never settles. In reality, small deviations from the ideal values may be allowed, so that small compromises are inevitable. It is also clear that the specific gravity at which gravitational equilibrium is reached for a given suspension depends on the choice of particles, protective polymer, liquid suspending medium and other substances that can be dissolved in the liquid suspending medium. , and therefore the specific gravity for obtaining gravitational equilibrium varies from suspension to suspension depending on the particular parameters of a given suspension. Similarly, if the amount of protective polymer used in the suspension is varied, for example to change the viscosity of a given suspension to increase or decrease the response time, the specific gravity required for gravitational equilibrium will also be varied. The gravitational balance of light valve suspensions is easily determined with a simple test. In this test, 10 ml of light valve suspension is centrifuged for 1 hour at 2500 rpm in a centrifuge tube. Gravity equilibrium has been achieved if less than 10% of the particles settle after the tube is removed from the centrifuge. As is clear, in order to obtain a gravity-stable light valve suspension, the particles and the protective polymer and the fluorocarbon liquid and the miscible organic liquid must be combined not only with respect to their specific gravity, but also with respect to their physical, chemical, and electrical properties. The optical properties and optical properties must also be carefully selected. For example, it makes no sense to provide a gravity-stable light valve suspension where the particles will aggregate after only a few cycles of on-off operation.
Thus, the light valve suspension of the present invention provides a gravity stable, non-cohesive light valve suspension with a desired rapid response time and a desired wide range of operating temperatures. , combining the sometimes conflicting requirements of particles, protective polymers, and liquid suspension media. In this specification and claims, all parts and ratios are by weight unless otherwise specified. Example 1 A Dihydrocinchonidine sulfate periodide-
(DCSI) - Production of nitrocellulose composite 1 part dihydrocinchonidine, 1 part methanol,
To this solution was added 0.32 parts of 97% H 2 SO 4 and the solution was evaporated to dryness. The obtained dihydrocinchonidine sulfate is in the form of a white powder. Dihydrocinchonidine sulfate 2.12g, 2-ethoxyethanol 10.0g, water 5.0g, CHCl 3 3.0
Solution A was prepared by dissolving in g. Solution B was a 33 1/3% 2-ethoxyethanol solution of nitrocellulose. This nitrocellulose has a low viscosity (18-25 cps) type and a high viscosity (15-20 cps) type.
It is a 50:50 mixture of types. Before the nitrocellulose is dissolved in 2-ethoxyethanol, all isopropanol and/or other solvents must be dried off.
Otherwise, later during the method described here
This will generate large DCSI particles. Mix solution A and 20.0g of solution B to make solution C.
I made it. After dissolving 0.3 g of hydrated Cal 2 in 10.0 g of water, 1.54
Add l 2 g and 21.0 g of tricresyl phosphate,
Solution D was prepared by shaking for 15 minutes. Solutions C and D were mixed vigorously in a Waring blender and mixed with a polyethylene spatula along the inner wall of the cup, counter to the flow direction of the blender. In 2-4 minutes, a deep blue viscous paste with golden spots was obtained. Add this paste to 0.3048mm (12 mil)
The mixture was stretched as a film and dried in air for several hours until no volatile solvent odor was detected. The dried paste was placed in an electric mortar grinder and ground for about 1/2 hour. Next, 50 g of isopentyl acetate was added while grinding in a mortar grinder, and then mixed in the mortar grinder for an additional hour. Next, the obtained suspension was taken out of the mortar and subjected to ultrasonic stirring treatment for 17 hours. B Production of DCSi suspension 40 g of the suspension from A above was shaken,
It was mixed with 90 g of isopentyl acetate. This diluted suspension was divided into four 50 ml centrifugal sedimentation tubes and centrifuged at 2500 rpm for 10 hours to settle most of the particles near the bottom of the tubes. After discarding the clear liquid above the particles in each tube, 7 g of isopentyl acetate was added to each tube. After stirring the contents of each tube with a spatula, ultrasonic stirring treatment was performed for 17 hours, and then the contents of each tube were divided into two 25 ml centrifugal sedimentation tubes. After centrifuging the 25 ml tube at 2500 rpm for about 6 hours, most of the particles settled near the bottom of the tube again, and the liquid above the particles was discarded. Next, 2 g of isopentyl acetate was added to each centrifuge tube, and the contents were stirred with a spatula. After the centrifuge tubes were subjected to ultrasonic agitation for 17 hours, the contents from the two centrifuge tubes were combined into one 10 ml centrifuge tube and centrifuged at 2500 rpm for about 60 minutes. The top suspension was poured into a vial and stored, and the bottom was discarded. A portion of the stock suspension was injected into a test cell with a 33 mil spacing between opposing walls. This suspension was applied at a frequency of 10KHz to 30 volts/mil peak-peak.
to−peak) electric field was applied. The optical density of the cell without an electric field was 3.0, and the decay time was 50 milliseconds. Disintegration time 40 to suspension
It is measured by applying an electric field for milliseconds and continuously measuring the optical density from the time the electric field is interrupted until the optical density reaches 3.0 again. The time required for the optical density of the suspension to return to 3.0 is the disintegration time. This suspension tended to settle after long periods of use and was therefore not in gravitational equilibrium. However, this suspension performed perfectly well as a light valve suspension in all other respects. C. Addition of fluorocarbon to the suspension 4 g of the DCSI suspension prepared in B above and 20% adipic acid of a copolymer of 2-ethylhexyl acrylate (85%) and 2-hydroxypropyl acrylate (15%) 4 g of dioctyl solution were mixed with stirring in a 50 ml beaker.
Halocarbon oil 1.8/100 was gradually added to this beaker while stirring, and the specific gravity of the suspension was monitored. Addition of halocarbon oil was stopped when the specific gravity of the suspension reached 1.54. This was equivalent to approximately 31g of halocarbon oil. Other tests have shown that for DCSI-nitrocellulose-2-ethylhexyl acrylate/2-hydroxypropyl acrylate copolymer and halocarbon oil 1.8/100, a specific gravity of the suspension of 1.54 means that gravitational equilibrium has been reached. I understand. Finally, as a preferred technique, the suspension was ultrasonically stirred for at least 17 hours. When the resulting suspension was checked for gravitational equilibrium using the test method described above, less than 5% of the particles were observed to settle. Distance between opposing transparent coatings: 0.127 mm (5
A test cell (Mill) was filled with the suspension and tested for use as a light valve suspension. The results were as follows. Optical density with no voltage applied 2.3 Contrast ratio at 40 volts RMS and 60 Hz 20:1 Decay time <600 ms These results demonstrate that gravity-stable suspensions produce high-density images when the light valve is off. It is very suitable for use in light valves as it gives a high contrast between the on and off states and has an extremely fast response time, thus allowing the light valve to open and close quickly. It is shown that. Example 2 Solution A was prepared by dissolving 1.65 g of quinine bisulfate in a mixture of 5 g of methanol, 5 g of chloroform, and 10 g of n-propanol and stirring until clear. Add 2-acrylic acid to this solution.
A copolymer of ethylhexyl and acrylic acid (monomer weight percent of 90% and 10%, respectively) was added and dissolved into the solution. To prepare solution B, Bil 3 0.04g, CaCl 2 0.07
g, n-propanol 10 g, 57% HI aqueous solution 0.13
g and the mixture was subjected to ultrasonic stirring for about 15 minutes before adding 1.06 g of iodine and 15 g of dioctyl sebacate. Solution B was prepared by ultrasonically stirring the resulting solution for about 1 hour. Solution A and Solution B were mixed together at high speed in a Waring blender and the resulting quinine bisulfate perhalide paste was recovered and prepared as described in Example 1.
It was spread on a glass plate and dried. 150g of isopentyl acetate from the above dried paste
A concentrated suspension of quinine bisulfate perhalide was prepared by dispersing the quinine bisulfate perhalide in the following manner and further diluted to produce a gravity equilibrium suspension as follows. % Concentrated Suspension 4.50 2-Ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenyl acrylate 2.96 1-phenylheptane 4.70 Halocarbon Oil 1.8/100 87.84 100.00% Tested in a test cell with an electrode spacing of 0.8382 mm (33 mils) When unactivated, this suspension has an optical density of 3.0 and a peak of ~500 volts.
It is 1.0 when activated at peak voltage.
The specific gravity of this suspension is approximately 1.70.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液体懸濁媒質中の粒子の懸濁液を含有するセ
ルを含む光弁において、該光弁懸濁液が、該液体
懸濁媒質中に懸濁されたアルカロイド酸塩の過ハ
ロゲン化物または偏光性金属ハロゲン化物または
過ハロゲン化物の粒子と、該懸濁媒中に溶解され
た、該粒子の凝集を抑制するのに有効な保護ポリ
マーとを含むこと、該液体懸濁媒質が、室温で少
なくとも約1.5の比重を有しかつその原子の少な
くとも約50%がハロゲン原子で構成され、該ハロ
ゲン原子の少なくとも60%が弗素で、残りが塩素
および(または)臭素である、電気抵抗性、不活
性、低分子量、液体フルオロカーボンポリマー
と、該フルオロカーボン液体と混和性の電気抵抗
性有機液体とを含むこと、該流体懸濁媒質が実質
的な重力平衡状態で該粒子を懸濁させるのに有効
であることを特徴とする光弁。 2 該フルオロカーボンポリマーがオリゴマーで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光弁。 3 該フルオロカーボンポリマーが、クロロトリ
フルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレ
ン、及びヘキサフルオロプロピレンの低分子量ホ
モポリマー、テトラフルオロエチレンとヘキサフ
ルオロプロピレンとのコポリマー、及び−CF2
単位からなる主鎖と懸垂−OCoF2o+1基(ここで
nは一般に1〜4である)とを有するポリフルオ
ロアルコキシポリマーからなる群から選ばれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
弁。 4 該フルオロカーボンポリマーが約−50℃未満
の流動点と約100℃を越える沸点とを有すること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載の光弁。 5 該フルオロカーボンポリマーがクロロトリフ
ルオロエチレンのオリゴマーであることを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載の光弁。 6 該オリゴマーが約135℃〜約260℃の範囲の初
留点と約−70℃〜約−130℃の範囲の流動点とを
有することを特徴とする特許請求の範囲第5項記
載の光弁。 7 該オリゴマーが室温に於て少なくとも約1.7
の比重を有することを特徴とする特許請求の範囲
第5項記載の光弁。 8 該オリゴマーが約135℃〜約205℃の範囲の初
留点と−130℃〜約−93℃の範囲の流動点と室温
に於て約1.6〜約2.0の範囲の比重とを有すること
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の光弁。 9 該フルオロカーボンポリマーがブロモトリク
ロロエチレンのオリゴマーであることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項記載の光弁。 10 該オリゴマーが室温に於て約2.2〜約2.4の
比重を有することを特徴とする特許請求の範囲第
9項記載の光弁。 11 該フルオロカーボンポリマーの原子の少な
くとも約60%がハロゲン原子で構成されかつ該ハ
ロゲン原子の少なくとも約75%が弗素で残りが塩
素および(または)臭素であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の光弁。 12 該混和性有機液体が、脂肪族酸および芳香
族酸とアルコールとのエステルと、芳香族炭化水
素と、シリコーンとからなる群から選ばれること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光弁。 13 該混和性液体が、酢酸イソペンチル、酢酸
p−ノニルフエニル、フタル酸ジオクチル、アジ
ピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジオクチル、ベ
ンゼン、トルエンからなる群から選ばれることを
特徴とする特許請求の範囲第12項記載の光弁。 14 液体フルオロカーボンポリマーが液体懸濁
媒質の約40重量%を構成することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光弁。 15 液体フルオロカーボンポリマーが液体懸濁
媒質の約60重量%を構成することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光弁。 16 該粒子が偏光性キニンアルカロイド酸塩過
ハロゲン化物の粒子であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光弁。 17 該キニンアルカロイドがキニン、シンコニ
ジン、ヒドロシンコニジン、ヒドロシンコニンか
らなる群から選ばれることを特徴とする特許請求
の範囲第16項記載の光弁。 18 該粒子がジヒドロシンコニジン硫酸塩過沃
化物の粒子であることを特徹とする特許請求の範
囲第1項記載の光弁。 19 該粒子がキニン重硫酸塩過沃化物の粒子で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光弁。 20 該保護ポリマーが、ニトロセルロースと、
随意に酸素原子で中断されていてもよい、第1懸
垂、枝分かれC−C鎖と随意に酸素原子で中断さ
れていてもよい第2懸垂C−C鎖とを有し、ヒド
ロキシ基を担持し、最も離れたヒドロキシ基が末
端枝かれ基よりもコポリマーの主鎖に近い補助コ
ポリマーと、を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の光弁。 21 該補助コポリマーがアクリル酸ヒドロキシ
アルキル(ここでアルキルは1〜3個の炭素原子
のアルキルである)とアクリル酸枝分かれアルキ
ル(ここでアルキルは4〜12個の炭素原子のアル
キルである)とのコポリマーであることを特徴と
する特許請求の範囲第20項記載の光弁。 22 保護ポリマーが少なくとも2つの異なるモ
ノマーのコポリマーであり、該モノマーの少なく
とも1つが該粒子に結合するためまたは該粒子と
会合するための、非立体障害官能性酸性基および
(または)ヒドロキシ基を有しかつ該モノマーの
少なくとも1つが枝分かれ基を有し、コポリマー
の主鎖から該主鎖から最も離れた該非立体障害官
能基までの距離が主鎖から該枝分かれ基の末端基
までの距離より短く、かつ該コポリマーが全体と
して該液体懸濁媒質中に実質的に溶解されるよう
に該コポリマー中の枝分かれ基が充分に可溶性で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光弁。 23 該コポリマーがエチレン系不飽和酸のヒド
ロキシアルキルエステルとエチレン系不飽和酸の
枝分かれアルキルエステルとのコポリマーである
ことを特徴とする特許請求の範囲第22項記載の
光弁。
Claims: 1. A light valve comprising a cell containing a suspension of particles in a liquid suspension medium, wherein the light valve suspension comprises an alkaloid salt suspended in the liquid suspension medium. perhalide or polarizing metal halide or perhalide particles and a protective polymer effective to inhibit agglomeration of the particles dissolved in the suspending medium; the medium has a specific gravity of at least about 1.5 at room temperature and is made up of at least about 50% of its atoms of halogen atoms, at least 60% of the halogen atoms being fluorine and the remainder being chlorine and/or bromine; an electrically resistive, inert, low molecular weight, liquid fluorocarbon polymer and an electrically resistive organic liquid miscible with the fluorocarbon liquid, the fluid suspending medium suspending the particles in substantial gravitational equilibrium; A light valve characterized in that it is effective for causing 2. The light valve of claim 1, wherein the fluorocarbon polymer is an oligomer. 3. The fluorocarbon polymer is a low molecular weight homopolymer of chlorotrifluoroethylene, bromotrifluoroethylene, and hexafluoropropylene, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, and -CF2-
Claims 1. Polyfluoroalkoxy polymers having a main chain of units and pendant -OC o F 2o+1 groups, where n is generally from 1 to 4. The light valve according to item 1. 4. The light valve of claim 3, wherein the fluorocarbon polymer has a pour point of less than about -50°C and a boiling point of greater than about 100°C. 5. The light valve of claim 3, wherein the fluorocarbon polymer is an oligomer of chlorotrifluoroethylene. 6. The light of claim 5, wherein the oligomer has an initial boiling point in the range of about 135°C to about 260°C and a pour point in the range of about -70°C to about -130°C. valve. 7 The oligomer has a molecular weight of at least about 1.7 at room temperature.
6. The light valve according to claim 5, having a specific gravity of . 8. The oligomer has an initial boiling point in the range of about 135°C to about 205°C, a pour point in the range of -130°C to about -93°C, and a specific gravity in the range of about 1.6 to about 2.0 at room temperature. A light valve according to claim 5, characterized in: 9. The light valve of claim 3, wherein the fluorocarbon polymer is an oligomer of bromotrichlorethylene. 10. The light valve of claim 9, wherein said oligomer has a specific gravity of about 2.2 to about 2.4 at room temperature. 11. Claim 1, wherein at least about 60% of the atoms of the fluorocarbon polymer are comprised of halogen atoms, and at least about 75% of the halogen atoms are fluorine and the remainder are chlorine and/or bromine. Light valve as described in section. 12. The method of claim 1, wherein the miscible organic liquid is selected from the group consisting of esters of aliphatic and aromatic acids and alcohols, aromatic hydrocarbons, and silicones. Light valve. 13. The method of claim 12, wherein the miscible liquid is selected from the group consisting of isopentyl acetate, p-nonylphenyl acetate, dioctyl phthalate, diisodecyl adipate, dioctyl sebacate, benzene, and toluene. Light valve. 14. The light valve of claim 1, wherein the liquid fluorocarbon polymer comprises about 40% by weight of the liquid suspending medium. 15. The light valve of claim 1, wherein the liquid fluorocarbon polymer comprises about 60% by weight of the liquid suspending medium. 16. The light valve according to claim 1, wherein the particles are particles of a polarizing quinine alkaloid salt perhalide. 17. The light valve of claim 16, wherein the quinine alkaloid is selected from the group consisting of quinine, cinchonidine, hydrocinchonidine, and hydrocinchonine. 18. The light valve according to claim 1, wherein the particles are particles of dihydrocinchonidine sulfate periodide. 19. The light valve of claim 1, wherein the particles are particles of quinine bisulfate periodide. 20 The protective polymer comprises nitrocellulose;
carrying a hydroxy group, having a first pendant, branched C-C chain, optionally interrupted by an oxygen atom, and a second pendant, branched C-C chain, optionally interrupted by an oxygen atom; , an auxiliary copolymer in which the most remote hydroxy group is closer to the main chain of the copolymer than the terminal branch group. 21 The auxiliary copolymer is composed of a hydroxyalkyl acrylate (where alkyl is an alkyl of 1 to 3 carbon atoms) and a branched alkyl acrylate (where alkyl is an alkyl of 4 to 12 carbon atoms). 21. A light valve according to claim 20, characterized in that it is a copolymer. 22 The protected polymer is a copolymer of at least two different monomers, at least one of which has a non-sterically hindered functional acidic group and/or a hydroxyl group for binding to or associating with the particle. and at least one of the monomers has a branched group, and the distance from the main chain of the copolymer to the non-sterically hindered functional group furthest from the main chain is shorter than the distance from the main chain to the terminal group of the branched group, 2. The light valve of claim 1, wherein the branched groups in said copolymer are sufficiently soluble such that said copolymer as a whole is substantially dissolved in said liquid suspending medium. 23. The light valve of claim 22, wherein the copolymer is a copolymer of a hydroxyalkyl ester of an ethylenically unsaturated acid and a branched alkyl ester of an ethylenically unsaturated acid.
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