[发明专利]一种弯曲效应调光胶片及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明技术方案涉及一种弯曲效应调光胶片及其制造方法和应用，属于光学薄膜防伪新技术领域。

背景技术

聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物网络液晶(PNLC)是聚合物与液晶材料复合体系，在对聚合物分散液晶和聚合物网络液晶研究中发现，施加应力对聚合物的聚合以及液晶分子排列状态有影响，即应力诱导液晶取向作用，这个研究领域称为应变液晶(SLC)。聚合物分散液晶电控调光膜其制品具有雾态外观，施加电场变成透明状态，基于电控调光膜技术制造的电控调光玻璃现在已经获得产业化应用。我们从事非电控应变调光玻璃研究，获得授权专利“聚合物分散液晶压光效应膜及其制造方法和应用”(200810154177.1)、“聚合物分散液晶剪切效应光玻璃及其制造方法和应用”(200910070975.0)、已经公开专利“反式结构压光效应调光玻璃”(201210324128.4)、“反式结构剪切效应调光玻璃”(201210324127.X)、“一种散射偏光玻璃及其制造方法和应用”(201310013345.6)和“一种反式电控调光玻璃及其制造方法和应用”(201310135804.8)等系列专利，当我们转而研制应变调光胶片制品时，发现了新的实验现象，产生了本发明的灵感。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：一种弯曲效应调光胶片，制品在展平状态是雾态，对制品施加弯曲应力产生弯曲形变时，制品从雾态变半透明，撤掉弯曲应力恢复雾态。这种具有奇特“力光”效应的功能薄膜是防伪新技术，在塑料防伪商标和替代纸质币的塑料币领域可望具有应用前景。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种弯曲效应调光胶片，由两片透明胶片夹层聚合物分散液晶薄膜构成的夹层胶片制品，所用胶片为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)打印胶片基材，所用的聚合物分散液晶材料由紫外光固化预聚物与向列相液晶材料混合而成，预聚物与向列相液晶材料以大约3∶2的质量比组成。所述预聚物是由20～25％的烷氧基壬苯基丙烯酸酯、65～75％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和3～5％的光引发剂1173组成，所述百分比均为质量百分比，预聚物固化后折射率可以大致为n_p～1.5。所述向列相液晶材料的寻常光折射率大致为n_o～1.5，非常光折射率大致为n_e～1.7，双折射率差为Δn～0.2以上，其中聚合物分散液晶薄膜的构成还包括直径为10～30μm的衬垫材料塑料微球，其用量以制品面积计算小于50粒/cm²。

本发明的有益效果：所述弯曲效应调光胶片在常态下呈散射雾态，液晶微滴为球形微滴，液晶分子无一致取向，液晶微滴的光学性质即不是各向同性普通液体，也不是各向异性单轴晶体，光束在液晶微滴中不沿直线传播，在液晶与聚合物界面处又因折射率突变而发生反射和折射，因此发生强烈光散射。当对制品施加弯曲应力产生弯曲形变时，液晶微滴形状从圆球形变成倾斜椭球形状，液晶微滴中液晶分子沿弯曲方向大致倾斜取向，因此液晶微滴表现为各向异性单轴晶体的性质，沿倾斜方向折射率是n_e和聚合物折射率n_p不相等且相差较大，垂直倾斜方向是折射率n_o与聚合物折射率n_p相等。但是入射自然光可以分解成沿倾斜方向和垂直倾斜方向两个分量，于是沿倾斜方向的一半光散射，沿垂直倾斜方向的一半光透射，这时弯曲效应调光胶片就具有散射偏光片功能。当然由于原理上弯曲作用液晶分子并不能高度一致取向，因此弯曲效应调光胶片的透光率不会很高，达到30％就比较算半透明了。

与本发明人已经申报的发明专利比较，前期所做的是应变调光玻璃制品，原理是压光效应和剪切效应，制品应用领域以建筑装修新材料应变调光玻璃为主，本发明制作胶片制品，原理是弯曲效应，制品应用领域是制作塑料防伪商标和替代纸质币的塑料币等。

与现有电控调光膜技术比较，现有电控调光膜技术出现近30年，技术早已经成熟，有热固化和光固化工艺，由于是电光效应产品，追求驱动电压低等优异电光特性，所用聚合物往往如同硬塑料，对液晶分子作用小，基本没有本发明所述的“弯曲效应”。而本发明人专注研究非电控应变调光玻璃，所用聚合物如同软橡胶，电光效应很不好，工作电压会很高，但力光效应明显，施加按压、剪切或弯曲都会容易引起从散射向半透明的变化。