聚合物分散液晶壓光效應畫板的製作方法
2023-07-05 21:48:16 1
專利名稱：聚合物分散液晶壓光效應畫板的製作方法
技術領域：
本實用新型的技術方案涉及基於聚合物分散液晶的壓光效應製品，具體地說是聚 合物分散液晶壓光效應畫板。
背景技術：
聚合物分散液晶(簡稱PDLC)膜是20世紀80年代發明的高科技產品，在調光玻 璃，大屏幕顯示，全息光柵等許多領域具有應用價值，現在也還是液晶器件研究者關注的課 題。目前的研究發現，膽留相液晶在壓力作用下螺距會變化，從而引起布拉格反射光 的顏色變化，人們稱之為壓光效應。現有技術還發現，PDLC膜除具有奇特的電光特性外， 還有拉伸或者剪切應力引起透光效應，這是聚合物分散液晶的剪切效應。近來，本實用 新型的發明人發現，聚合物分散液晶還具有因受壓力引起透光效應，即壓光效應的現象。 CN101430449公開了聚合物分散液晶壓光效應膜及其製造方法和應用，它包括兩張柔性透 明導電薄膜，一層聚合物分散液晶層，聚合物分散液晶層夾在兩張柔性透明導電薄膜之間， 兩張導電薄膜上刻蝕有電極，在光纖壓力傳感器，壓力觸點光閥以及智能觸摸窗等領域得 到特殊的應用。然而聚合物分散液晶壓光效應還有待開發更多的新的應用領域。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供聚合物分散液晶壓光效應畫板及其製備 方法，該畫板是由一張畫板底板硬質板和一張畫板畫面軟厚膜片之間夾一層聚合物分散液 晶壓光效應膜構成，通過對畫板畫面軟厚膜片施加壓力使夾層的聚合物分散液晶壓光效應 膜由散射態變為透明開態，進而獲得奇特的壓光效應，在兒童玩具及繪畫領域得到特殊的 應用。本實用新型解決該技術問題所採用的技術方案是聚合物分散液晶壓光效應畫 板，是由一張厚度為3 8mm硬質板做畫板底板和一張厚度為0. 2 0. 4mm軟厚膜片做畫 板畫面，之間夾一層主要是由質量比為預聚物向列相液晶材料=1 1 3的比例混合 組成的聚合物分散液晶壓光效應膜構成。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板，是由一張厚度為3 8mm硬質板做畫板底板 和一張厚度為0.2 0.4mm軟厚膜片做畫板畫面，之間夾一層由質量比為1 1 3的預聚 物和向列相液晶材料，和直徑是10 20 ym的用量以製得的該畫板的平面面積計算為< 5 顆/mm2的軟塑料微球、微絲或細毛髮碎屑的襯墊料混合組成的聚合物分散液晶剪切效應膜 構成。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其中所述硬質板是厚度為3 8mm的玻璃板、 有機玻璃板或亞克力板。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其中所述硬質板是透明的或者是帶色的。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其中所述軟厚膜片是厚度為0. 2 0. 4mm的透明塑料膠片。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其中所述聚合物分散液晶壓光效應膜的厚度 為 10 20iim。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板中，所述預聚物是由20%的烷氧基壬苯基丙烯 酸酯、70%的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、5%的鏈轉移劑和5%的光引發劑組成；所述百分 數均為質量百分數；所述的鏈轉移劑是上海化學試劑研究所的產品2-巰基乙醇或3-巰基 丙酸異辛脂；所述的光引發劑是天津天驕化工產品光引發劑1173 ；所述向列相液晶材料是 大雙折射率各向異性的向列相液晶產品，液晶尋常光折射率約為n。= 1. 5，液晶非常光折射 率為= 1. 65以上，是河北鹿泉新型電子材料廠的產品。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，步驟是第一步，配製聚合物分散液晶材料用20 %的烷氧基壬苯基丙烯酸酯、70 %的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、5 %的鏈轉移 劑和5%的光引發劑配製成預聚物，將該預聚物和向列相液晶材料按質量比為1 1 3的 比例攪拌均勻混合，配製成聚合物分散液晶材料，所述百分數均為質量百分數；第二步，塗布聚合物分散液晶層將第一步配製成的聚合物分散液晶材料塗布到一張硬質板上，形成聚合物分散液 晶層，塗布的聚合物分散液晶層的厚度為10 20i!m，所用硬質板的尺寸由實際需要決定；第三步，製備聚合物分散液晶壓光效應畫板製品在第二步塗布有聚合物分散液晶層的一張硬質板上覆蓋上一張軟厚膜片，用壓合 機把塗布了聚合物分散液晶材料的硬質板和覆蓋上的軟膠片擠壓成複合板，然後用強度為 25 60W的紫外光照射2 4分鐘對上述預聚物與向列相液晶材料配製成的混合物進行 相分離，使該向列相液晶材料從聚合物中充分析出，形成平均1 4pm直徑尺寸的液晶微 滴，由此製得由一張硬質板和一張軟厚膜片之間夾一層聚合物分散液晶壓光效應膜構成的 聚合物分散液晶壓光效應畫板製品，該聚合物分散液晶壓光效應膜的厚度為10 20i!m。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，其中所用硬質板是厚度為3 8mm的玻璃板、有機玻璃板或亞克力板。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，其中所述硬質板是透明的或者是 帶色的。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，其中所述的軟厚膜片是厚度為 0. 2 0. 4mm的透明軟膠片。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，在第一步配製聚合物分散液晶材 料時還加入直徑是10 20i!m的軟塑料微球、微絲或細毛髮碎屑，其用量以製得的該畫板 製品的平面面積計算為< 5顆/mm2。上述聚合物分散液晶壓光效應畫板的製備方法，所用原材料均通過公知的商購途 徑獲得。所用的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯是上海方銳達化學品有限公司的產品；所用的鏈 轉移劑是上海化學試劑研究所的產品2-巰基乙醇或3-巰基丙酸異辛脂；所用的光引發劑 是天津天驕化工產品光引發劑1173 ；所用向列相液晶材料是大雙折射率各向異性的向列 相液晶產品，液晶尋常光折射率約為n。= 1.5，液晶非常光折射率為ne = 1.65以上，是河 北鹿泉新型電子材料廠的產品；所涉及的攪拌、塗布和紫外光照射工藝均為公知的聚合物
4分散液晶(PDLC)生產工藝，實施這些工藝所用到的攪拌機、預聚物塗布機、壓合機、平臺紫 外固化機和玻璃切割機均為普通公知的PDLC生產機械。本實用新型的有益效果是本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板的原理在於所述的聚合物分散液晶壓 光效應畫板在常態時是光散射態，呈「毛玻璃」 「霧玻璃」或「霜玻璃」外觀。當用手指對畫 板軟厚膜片一側表面垂直施加壓力時，該畫板中間的聚合物分散液晶層中的液晶微滴由圓 球變扁球，每個微滴中液晶分子將沿面一致排列，液晶微滴呈現為各向異性單軸晶體，PDLC 膜處於透明開態。本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板呈現這樣一種功能，效用為一 種人造「霜玻璃」畫板，平時是白色毛玻璃，當用手指在上面畫畫時，能留下透明痕跡，過段 時間痕跡消失，恢復為白色毛玻璃。當採用帶色硬質板時，即實現彩色毛玻璃底和彩色透明 字的效果。本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板與現有技術相比，具有如下的優點已有的PDLC膜由於聚合物比較堅硬，用力按壓也不會出現透明漏光現象，而始終 保持在散射狀態。由於本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板把聚合物做得如同膠皮一 般地比較有彈性，在壓力作用下明顯地觀察到從散射膜變成透光膜的現象，由此得到了有 壓光效應的多功能膜材料。這是本實用新型首次將PDLC新技術方案應用於兒童玩具畫板 上，將PDLC與壓力作用下的透光現象結合起來，為設計玩具畫板新產品提供方案。另外已有PDLC膜的製品，其生產環境要求潔淨度高，原材料也必須高純淨。而本 實用新型的壓光效應膜的製備不需要加電場，對生產環境和原料等沒有高純潔淨的要求， 因此產品成本會比較低。已有的PDLC膜為了保證膜厚均勻需要加入塑料微球，這種塑料微球強度往往比 較硬，按壓不動，因而沒有壓光效應。雖然，本實用新型製造PDLC壓光效應膜層也需要使膜 厚均勻，但沒有已有的PDLC膜電子窗簾產品膜厚那樣要求苛刻，只需加入很少量的比較軟 的塑料微球，微絲或軟毛髮碎屑即使得PDLC壓光效應膜厚均勻。已有兒童玩具畫板有磁力畫板等，需用磁力筆畫，用磁力擦在背面擦除。本實用新 型不用特殊的筆和擦，用手指畫過後留下痕跡，過數秒鐘就會痕跡消失，恢復為毛玻璃，是 一種功能奇特的人造霧玻璃。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板結構示意圖。圖2本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板常態下呈現毛玻璃散射狀態示意 圖。圖3本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板畫面軟膠片厚膜一側垂直施加壓 力時呈現為透光開態的示意圖。圖中，101.畫板底板硬質板，102.畫板畫面軟厚膜片，103.聚合物分散液晶壓光 效應膜，201.常態下呈現毛玻璃散射狀態的聚合物分散液晶壓光效應畫板，202.在畫板畫 面軟厚膜片一側垂直施加壓力時呈現透光開態的聚合物分散液晶壓光效應畫板。
具體實施方式
[0037]
圖1所示實施例表明，該畫板是由畫板底板硬質板(101)和畫板畫面軟厚膜片 (102)，之間夾著聚合物分散液晶壓光效應膜(103)構成。其中畫板底板硬質板(101)的厚 度為3 8mm，畫板畫面軟厚膜片(102)的厚度為0. 2 0. 4mm，中間夾的聚合物分散液晶 壓光效應膜(103)的其厚度為10 20iim。本實施例中的聚合物分散液晶壓光效應膜(103)是由質量比為預聚物向列相 液晶材料=1 1 3的比例混合組成，或者是由質量比為1 1 3的預聚物和向列相液 晶材料，和直徑是10 20 y m的用量以製得的該畫板的平面面積計算為< 5顆/mm2的軟塑 料微球、微絲或細毛髮碎屑的襯墊料組成；所用的向列相液晶材料是大雙折射率各向異性 的向列相液晶產品，液晶尋常光折射率約為n。= 1. 5，液晶非常光折射率為ne = 1. 65以上， 是河北鹿泉新型電子材料廠的產品；所用預聚物是由20%的烷氧基壬苯基丙烯酸酯、70% 的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、5%的鏈轉移劑和5%的光引發劑組成，所述百分數均為質量 百分數，所用的鏈轉移劑是上海化學試劑研究所的產品2-巰基乙醇或3-巰基丙酸異辛脂， 所用的光引發劑是天津天驕化工產品光引發劑1173。本實施例中的畫板底板硬質板(101)是厚度為3 8mm的玻璃板、有機玻璃板或 亞克力板。本實施例中的畫板底板硬質板(101)是透明的或者是帶色的。本實施例中的軟厚膜片(102)是厚度為0. 2 0. 4mm的透明塑料膠片。圖2所示實施例表明該畫板在平常狀態下該聚合物分散液晶壓光效應畫板呈現 為毛玻璃散射狀態的聚合物分散液晶壓光效應畫板(201)；圖3表明，當在該畫板畫面軟膠 片厚膜(102) —側垂直施加壓力時，液晶微滴受壓由圓球變形扁球，液晶分子沿面排列，呈 現為透光開態的聚合物分散液晶壓光效應畫板(202)，去掉壓力該畫板恢復到呈現為毛玻 璃散射狀態的聚合物分散液晶壓光效應畫板(201)。圖2中，(101)為該畫板底板硬質板， 箭頭所示為光線通過的方向。
權利要求聚合物分散液晶壓光效應畫板，其特徵在於是由一張厚度為3～8mm硬質板做畫板底板和一張厚度為0.2～0.4mm軟厚膜片做畫板畫面，之間夾一層主要是由質量比為預聚物∶向列相液晶材料＝1∶1～3的比例混合組成的聚合物分散液晶壓光效應膜構成。
2.根據權利要求1所述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其特徵在於是由一張厚度為 3 8mm硬質板做畫板底板和一張厚度為0. 2 0. 4mm軟厚膜片做畫板畫面，之間夾一層由 質量比為1 1 3的預聚物和向列相液晶材料，和直徑是10 20i!m的用量以製得的該 畫板的平面面積計算為< 5顆/mm2的軟塑料微球、微絲或細毛髮碎屑的襯墊料混合組成的 聚合物分散液晶剪切效應膜構成。
3.根據權利要求1或2所述聚合物分散液晶壓光效應畫板，其特徵在於其中所述聚 合物分散液晶壓光效應膜的厚度為10 20 y m。
專利摘要本實用新型聚合物分散液晶壓光效應畫板，涉及基於聚合物分散液晶的壓光效應製品，是由一張厚度為3～8mm硬質板做畫板底板和一張厚度為0.2～0.4mm軟厚膜片做畫板畫面，之間夾一層主要是由質量比為預聚物∶向列相液晶材料＝1∶1～3的比例混合組成的聚合物分散液晶壓光效應膜構成，通過對畫板畫面軟厚膜片施加壓力使夾層的聚合物分散液晶壓光效應膜由散射態變為透明開態，進而獲得奇特的壓光效應，其中壓光效應膜的製備不需要加電場，對生產環境和原料等沒有高純潔淨的要求，產品成本低。本實用新型在兒童玩具及繪畫領域得到特殊的應用。
文檔編號G02F1/1334GK201607595SQ20092022160
公開日2010年10月13日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者張志東, 張霄寧, 王建偉, 蘇傑, 範志新, 郭文杰 申請人:河北工業大學