一種彎曲效應調光膠片及其制造方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明技術方案涉及一種彎曲效應調光膠片及其制造方法和應用，屬于光學薄膜防偽新技術領域。
【背景技術】
[0002]聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物網絡液晶(PNLC)是聚合物與液晶材料復合體系，在對聚合物分散液晶和聚合物網絡液晶研究中發現，施加應力對聚合物的聚合以及液晶分子排列狀態有影響，即應力誘導液晶取向作用，這個研究領域稱為應變液晶(SLC)。聚合物分散液晶電控調光膜其制品具有霧態外觀，施加電場變成透明狀態，基于電控調光膜技術制造的電控調光玻璃現在已經獲得產業化應用。我們從事非電控應變調光玻璃研究，獲得授權專利“聚合物分散液晶壓光效應膜及其制造方法和應用”(200810154177.1)、“聚合物分散液晶剪切效應光玻璃及其制造方法和應用”(200910070975.0)、已經公開專利“反式結構壓光效應調光玻璃”(201210324128.4)、“反式結構剪切效應調光玻璃”(201210324127.X)、“一種散射偏光玻璃及其制造方法和應用”(201310013345.6)和“一種反式電控調光玻璃及其制造方法和應用”(201310135804.8)等系列專利，當我們轉而研制應變調光膠片制品時，發現了新的實驗現象，產生了本發明的靈感。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:一種彎曲效應調光膠片，制品在展平狀態是霧態，對制品施加彎曲應力產生彎曲形變時，制品從霧態變半透明，撤掉彎曲應力恢復霧態。這種具有奇特“力光”效應的功能薄膜是防偽新技術，在塑料防偽商標和替代紙質幣的塑料幣領域可望具有應用前景。
[0004]本發明解決該技術問題所采用的技術方案是:一種彎曲效應調光膠片，由兩片透明膠片夾層聚合物分散液晶薄膜構成的夾層膠片制品，所用膠片為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)打印膠片基材，所用的聚合物分散液晶材料由紫外光固化預聚物與向列相液晶材料混合而成，預聚物與向列相液晶材料以大約3: 2的質量比組成。所述預聚物是由20?25%的烷氧基壬苯基丙烯酸酯、65?75%的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和3?5%的光引發劑1173組成，所述百分比均為質量百分比，預聚物固化后折射率可以大致為np?1.5。所述向列相液晶材料的尋常光折射率大致為η。?1.5，非常光折射率大致為I?1.7，雙折射率差為Λ η?0.2以上，其中聚合物分散液晶薄膜的構成還包括直徑為10?30 μ m的襯墊材料塑料微球，其用量以制品面積計算小于50粒/cm2。
[0005]本發明的有益效果:所述彎曲效應調光膠片在常態下呈散射霧態，液晶微滴為球形微滴，液晶分子無一致取向，液晶微滴的光學性質即不是各向同性普通液體，也不是各向異性單軸晶體，光束在液晶微滴中不沿直線傳播，在液晶與聚合物界面處又因折射率突變而發生反射和折射，因此發生強烈光散射。當對制品施加彎曲應力產生彎曲形變時，液晶微滴形狀從圓球形變成傾斜橢球形狀，液晶微滴中液晶分子沿彎曲方向大致傾斜取向，因此液晶微滴表現為各向異性單軸晶體的性質，沿傾斜方向折射率是I和聚合物折射率np不相等且相差較大，垂直傾斜方向是折射率η。與聚合物折射率ηρ相等。但是入射自然光可以分解成沿傾斜方向和垂直傾斜方向兩個分量，于是沿傾斜方向的一半光散射，沿垂直傾斜方向的一半光透射，這時彎曲效應調光膠片就具有散射偏光片功能。當然由于原理上彎曲作用液晶分子并不能高度一致取向，因此彎曲效應調光膠片的透光率不會很高，達到30%就比較算半透明了。
[0006]與本發明人已經申報的發明專利比較，前期所做的是應變調光玻璃制品，原理是壓光效應和剪切效應，制品應用領域以建筑裝修新材料應變調光玻璃為主，本發明制作膠片制品，原理是彎曲效應，制品應用領域是制作塑料防偽商標和替代紙質幣的塑料幣等。
[0007]與現有電控調光膜技術比較，現有電控調光膜技術出現近30年，技術早已經成熟，有熱固化和光固化工藝，由于是電光效應產品，追求驅動電壓低等優異電光特性，所用聚合物往往如同硬塑料，對液晶分子作用小，基本沒有本發明所述的“彎曲效應”。而本發明人專注研究非電控應變調光玻璃，所用聚合物如同軟橡膠，電光效應很不好，工作電壓會很高，但力光效應明顯，施加按壓、剪切或彎曲都會容易弓I起從散射向半透明的變化。
[0008]在實際制作中，與制作玻璃制品不同，現有光固化膠粘劑對膠片粘結力比較差，可以用高電阻透明導電膠片。電控調光膜用透明導電膠片是低電阻，導電層厚，價格比較貴，而電磁屏蔽用透明導電膠片是高電阻，導電層薄，價格比較低。有這層導電無機物，也可以選用其他涂過渡膜膠片，光固化膠粘劑與膠片的粘結力就比較高，可解決粘結力問題。
【附圖說明】
[0009]附圖1為本發明彎曲效應調光膠片結構示意圖，圖1中，101—膠片基材；102—聚合物分散液晶層。附圖2為彎曲效應原理示意圖，圖2中，201—彎曲面頂點液晶分子取向混亂，散射不透明；202—垂面觀察，液晶分子傾斜取向，朦脒半透明；203—順著液晶分子傾斜方向觀察，透光率更高。
【具體實施方式】
[0010]彎曲效應調光膠片的制造方法基本步驟是:
[0011]第一步，配制預聚物，用20?25%的烷氧基壬苯基丙烯酸酯、65?75%的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和3?5%的光引發劑1173配制預聚物，將混合物在室溫條件下攪拌2分鐘充分混合均勻。
[0012]第二步，配制液晶膠，將第一步配制的預聚物與向列相液晶材料以3: 2的質量比混合，并加入少量塑料微球襯墊料，室溫下用攪拌器攪拌2分鐘使其充分混合形成液晶膠，液晶膠呈無色透明狀態，且粘度較小。
[0013]第三步，清潔膠片基板，把厚度0.1?0.5mm的透明膠片裁剪成需要的尺寸，檢查膠片潔凈與否，發現污點用酒精棉簽擦干凈。
[0014]第四步，覆膜，把兩張膠片從不同方向拉過來插進精密覆膜機對轉粗輥中，把配制好的液晶膠用注射器灌注到兩張膠片之間，經過覆膜機把夾液晶膠的膠片復合成厚度均勻的夾層膠片。
[0015]第五步，曝光，把夾層膠片輸送到紫外光燈曝光臺上進行曝光，使預聚物與向列相液晶的混合物發生相分離，紫外光燈強度適中(如光強通量400W/m2)，曝光時間大約2min，預聚物發生聚合反應，向列相液晶從聚合物中析出，形成直徑小于1 μ m的液晶微滴，制品外觀為散射霧態。
[0016]制品的進一步應用，制作防偽標識或塑料幣，可以是在膠片上再深加工印刷圖形，裁剪成需要尺寸等。
【主權項】
1.一種彎曲效應調光膠片，其特征在于其是由兩片透明膠片夾聚合物分散液晶層構成復合I父片制品。2.根據權利要求1所述的彎曲效應調光膠片，其特征在于所述透明膠片為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)打印膠片基材。3.根據權利要求1所述的彎曲效應調光膠片，其特征在于所述聚合物分散液晶層是由預聚物和液晶材料的混合物以約3:2的質量比混合后在一定條件下經紫外光固化而制成。4.根據權利要求1所述的彎曲效應調光膠片，其特征在于制備過程為:將預聚物與向列相液晶的混合物灌注到兩片透明膠片之間，經紫外光曝光發生相分離，制品外觀是散射霧態。5.根據權利要求1所述的彎曲效應調光膠片，其特征在于具有的“力光”性質，制品展平時處于散射霧態，制品受到彎曲應力發生彎曲形變就出現從散射變半透明的現象，撤掉彎曲形變又恢復散射。6.根據權利要求1所述的彎曲效應調光膠片，其特征在于應用，這種彎曲效應調光膠片可以作為防偽新技術，在膠片防偽商標和替代紙質幣的塑料幣等領域獲得應用。
【專利摘要】本發明涉及一種彎曲效應調光膠片，它由兩張膠片夾層應變液晶彎曲效應膜組成。膠片是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)打印膠片基材，應變液晶是聚合物分散液晶復合材料，聚合物為紫外光固化膠粘劑柔軟彈性體，液晶為向列相液晶材料。該彎曲效應調光膠片具有全散射霧態外觀，當對膠片施加彎曲應力時，該膠片變成半透明態；撤掉應力恢復霧態。本發明應變液晶彎曲效應調光膠片適用于制造膠片防偽商標新產品，可以是替代紙質幣的塑料幣防偽新技術。
【IPC分類】G02F1/1334
【公開號】CN105278143
【申請號】CN201410293133
【發明人】范志新, 張輝, 張志東
【申請人】河北工業大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年6月25日