应力显示部件及使用应力显示部件的应变测定方法_4

文档序号:9731915阅读:来源:国知局
聚碳酸酯或乙二醇改性聚对苯 二甲酸乙二酯。并且,优选双折射性层的可见光线透射率较高,优选可见光线透射率为50% 以上、70%以上、90%以上、99%以上。
[0129] 作为在双折射性层上层叠选择反射层或圆偏振光分离层的方法,能够使用已知的 方法,例如能够使用涂布法、共挤出法、蒸镀法、贴合法等。并且,在双折射性层的表面可层 叠有易粘结层、抗静电层、耐溶剂层、取向层、耐擦伤性层、防反射层、UV吸収层、阻气层、透 明导电层、粘合层、等离子体表面处理层等。优选这些层的厚度较薄,优选为IOym以下。
[0130] (圆偏振光分离层、圆偏振光分离膜)
[0131] 如上所述,当为第2方式的应力显示部件时,本发明的应力显示部件可具有圆偏振 光分离层。并且,也可隔着圆偏振光分离膜进行应变检测。以下,对圆偏振光分离层进行说 明。圆偏振光分离膜也能够使用与圆偏振光分离层相同结构的膜。
[0132] 圆偏振光分离层为在特定波长下选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光的 任一旋向的圆偏振光的层。
[0133] 关于圆偏振光分离层选择性地透射圆偏振光的特定波长区域,根据选择反射层的 选择反射波长来选择即可。例如,选择反射层的选择反射波长在可见光区域时,圆偏振光分 离层选择性地透射圆偏振光的特定波长区域为350nm~850nm,优选为380nm~780nm的可见 光区域即可。并且,该波长带宽为5nm以上、IOnm以上、20nm以上、30nm以上、40nm以上或50nm 以上即可。圆偏振光分离层选择性地透射的圆偏振光的旋向可与选择反射层选择反射的圆 偏振光的旋向相同也可相反。例如考虑将本发明的应力显示部件贴附于物体来用作应变测 定薄膜的情况,且双折射性层在无应变的状态下的相位差(Re)为IOnm以下左右,若产生应 变则Re变大的情况。透射圆偏振光分离层的圆偏振光的旋向与选择反射层中的反射光(圆 偏振光)的旋向相同时,成为无应变状态下较亮而产生应变时变暗的薄膜。另一方面,透射 圆偏振光分离层的圆偏振光的旋向与选择反射层中的反射光(圆偏振光)的旋向相反时,成 为无应变状态下较暗而产生应变时变亮的薄膜。
[0134] 圆偏振光分离层对选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中的任一个的波 长区域以外的波长的光,可使其透射、反射或吸収。并且,圆偏振光分离层可选择性地透射 右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中的任一个,并且反射或吸收另一圆偏振光。
[0135] 作为圆偏振光分离层,例如能够使用包含胆留醇型液晶层或线性偏振光分离层及 λ/4相位差层的层叠体。
[0136] (用作圆偏振光分离层的胆留醇型液晶层)
[0137] 使用用作圆偏振光分离层的胆留醇型液晶层时,优选圆偏振光分离层中包含的至 少1层胆留醇型液晶层的螺旋间距与选择反射层中包含的至少1层胆留醇型液晶层的螺旋 间距相同。优选以至少在包含选择反射层中的胆留醇型液晶层选择性地反射的圆偏振光的 波长的波长区域中选择性地透射圆偏振光的方式,调整圆偏振光分离层中包含的至少1层 胆甾醇型液晶层的螺旋间距。从组成、膜厚、制法等观点出发,圆偏振光分离层及选择反射 层可相同。另一方面,圆偏振光分离层中包含的至少1层胆留醇型液晶层与选择反射层中包 含的至少1层胆留醇型液晶层的螺旋旋向可相同也可相反。基于胆留醇型液晶的圆偏振光 分离层与层叠线性偏振光层及λ/4相位差层的圆偏振光分离层相比,能够设为较薄,适合作 为应变测定薄膜。
[0138] 圆偏振光分离层由1层胆留醇型液晶层构成时,可作为与胆留醇型液晶层的螺旋 间距对应的特定波长反射光的明暗来检测应力。
[0139](包含线性偏振光分离层及λ/4相位差层的层叠体)
[0140] 由包含线性偏振光分离层及λ/4相位差层的层叠体构成的圆偏振光分离层中,从 线性偏振光分离层的面入射的自然光通过反射或吸收而转换为线性偏振光,之后通过λ/4 相位差层,转换为右旋或左旋的圆偏振光。另一方面,从λ/4相位差层入射有光时,仅任一旋 向的圆偏振光被转换为能够透射线性偏振光分离层的方向的线性偏振光并透射。因此,在 本发明的应力显示部件中的使用中,优选以从λ/4相位差层观察时线性偏振光分离层成为 外侧(光源测)的方式使用。
[0141] 作为线性偏振光分离层,能够使用线性起偏器,只要是与选择反射层的选择反射 波长对应的起偏器即可。
[0142](线性起偏器)
[0143] 作为线性起偏器,能够使用碘系起偏器、使用二色性染料的染料系起偏器或多烯 系起偏器。碘系起偏器及染料系起偏器通常使用聚乙烯醇类薄膜来制造。例如,起偏器优选 由改性或未改性的聚乙烯醇及二色性分子构成。对于由改性或未改性的聚乙烯醇及二色性 分子构成的起偏器,例如能够参考日本专利公开2009-237376号公报的记载。
[0144] 作为线性起偏器,此外还可使用日本专利公开2012-223163号公报的0014-0023段 落中记载的反射型线性起偏器等。
[0145] 线性偏振光分离层的膜厚为0·05μηι~300μηι即可,尤其为50μηι以下即可,优选为30 Mi以下,更优选为20μηι以下。并且,起偏器的膜厚通常为Ιμπι以上、5μηι以上或ΙΟμπι以上即可。
[0146] (λ/4相位差层)
[0147] λ/4相位差层的面内迟相轴设置于上述线性起偏器的吸収轴或从透射軸旋转45° 的方位。λ/4相位差层的相位差优选为选择反射层的选择反射波长的1/4的长度或"选择反 射波长*11±中心波长的1/4(11为整数)",例如,若选择反射波长为50〇111]1,则优选为125111]1、 375nm、625nm等相位差。并且,相位差的光入射角度的依赖性越小越优选,具有中心波长的 1/4长度的相位差的相位差板在这一点上最优选。
[0148] 作为λ/4相位差层的材料的例子,可举出排列结晶性的玻璃或无机物晶体、聚碳酸 酯、丙烯树脂、聚乙烯、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物、硅酮(包含 有机硅聚脲等改性硅酮)、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物或聚合性液晶化合 物、高分子液晶化合物来固定的材料。
[0149] λ/4相位差层的厚度优选为0.2μηι~300μηι,更优选为0.5μηι~150μηι,进一步优选为 Ιμπι ~80μπι〇
[0150] (遮光层)
[0151] 通过在应力显示部件的照射光的面的相反侧的面侧设置遮光层,能够提高来自应 力显示部件的反射光的辨识性,且能够避免受到对象物的颜色的影响。遮光层可代替设置 于应力显示部件或在设置于应力显示部件的基础上作为遮光薄膜贴附于对象物而使用。
[0152] 遮光层优选遮断自然光。并且,优选遮断非偏振光、圆偏振光、线性偏振光的所有。 遮光层遮断光的波长区域根据应力显示部件的选择反射层的选择反射波长选择即可,为包 含胆甾醇型液晶层的选择反射波长的波长区域即可,例如为380nm~780nm的波长区域的至 少一部分波长区域且波长宽度为IOnm以上、20nm以上、30nm以上、40nm以上或50nm以上等即 可。可见光波长区域的至少一部分可以是380nm~780nm的波长区域的50%以上、60%以上、 70%以上、80%以上或90%以上,实际上也可以是100%。
[0153] 遮光层的形成可通过已知方法进行,例如能够使用涂布法、共挤出法、蒸镀法、贝占 合法等。也可将应力显示部件的表面设为高雾度来作为遮光层。
[0154] 优选遮光层的光学浓度(0D值)为0.5以上,更优选为1以上,进一步优选为2以上。 光学浓度是表示光的透射性的值,以透射光的衰减率表示,将透射率设为T时,以-IognjT表 示。选择反射层的选择反射波长为可见光时,在350nm~850nm的波长区域成为上述范围的 OD值即可。
[0155] 遮光层的膜厚优选为0 . Ιμπι~100μπι,更优选为0.2μηι~50μηι,进一步优选为0.5μηι ~30μπι〇
[0156] 作为遮光层,可举出光反射层及光吸収层。若考虑与通过应变检测观测到的颜色 的对比度,则优选使用视觉辨认为黑色的光吸収层。
[0157] 作为光反射层,能够使用包含电介质多层膜或胆留醇型液晶层的层。作为用作光 反射层的包含胆留醇型液晶层的层,能够使用包含螺旋结构的间距长度P相同且螺旋旋向 为右的胆留醇型液晶层及左的胆留醇型液晶层的层叠体、或由螺旋结构的间距长度P相同 且相同螺旋旋向的胆留醇型液晶层及配置于其之间的相对于胆留醇型液晶层的圆偏振光 反射的中心波长具有半波长的相位差的相位差膜构成的层叠体。作为光吸收层,能够使用 在基材上涂布将颜料或燃料等着色剂分散于包含分散剂、粘合剂或单体的溶剂中的分散液 而形成的层、利用染料直接对高分子基材表面进行染色的层、由包含染料的高分子材料形 成的层。作为黑色的光吸収层的颜料,例如可使用碳黑等。作为碳黑,已知有油炉黑、槽法炭 黑、灯黑、热碳黑、乙炔黑等各种炭黑,这些均可使用。
[0158](粘结层、粘结剂)
[0159]应力显示部件还优选具有用于设为能够贴附于对象物来用于应变测定的方式的 粘结层。从上述功能出发,优选该粘结层从选择反射层、双折射性层、圆偏振光分离层、遮光 层等所有层观察时位于最外层。但是,在粘结在对象物之前,可在粘结层的更外侧具有用于 保护粘结层的剥离纸(薄膜)。第1方式的应力显示部件中,粘结层可设置于任意侧的最外 层,也能够将粘结层侧贴附于对象象物来从相反侧进行应变测定。另一方面,第2方式的应 力显示部件中,能够以成为双折射性层、选择反射层、粘结层的顺序的方式层叠于最外层, 并将粘结层侧贴附于对象物来从双折射性层侧进行应变测定。
[0160]作为粘结层的例子,可举出由氰基丙烯酸酯类粘结剂或环氧类粘结剂、聚酯类粘 结剂、苯酚类粘结剂、氨基甲酸酯类粘结剂、三聚氰胺类粘结剂等热固化性粘结剂形成的 层。从降低粘结层的蠕变现象引起的对应变测定精度的影响的观点出发,这些粘结剂较优 选。若在选择反射层与对象物之间有支撑体,则支撑体有可能成为应力缓和层而成为应变 测定误差的主要原因,因此从测定精度的观点出发,优选在选择反射层侧直接层叠粘结层 来粘结在对象物。但是,应力显示部件具有遮光层时,有时在选择反射层及粘结层之间配设 遮光层。
[0161]应力显示部件可在粘结于对象物之后,剥离支撑体而减小应力显示部件的刚性, 从而更轻松地追随被测定物的应变。
[0162]应力显示部件也可不具有粘结层,贴附于对象物时,能够另外准备粘结剂来贴附。 此时,除了使用与形成粘结层时相同的粘结剂之外,还可使用各种粘结剂。但是,为了避免 粘结在大面积的对象物时操作性变差或在施工时在应力显示部件上产生皱纹或断裂而导 致测定精度恶化的现象,优选预先在应力显示部件上层叠粘结层。若在粘结层还层叠剥离 纸(薄膜),则在即将粘结在对象物之前剥下剥离纸(薄膜),由此操作性变得良好。若层叠在 粘结剂的主剂中分散有微胶囊化的固化剂的粘结层,则能够在将应力显示部件贴附于对象 物之前,不体现粘结性,在贴附之后用手指等加压来破坏微胶囊,由此体现粘结性。
[0163]粘结层可兼作遮光层。
[0164](支撑体)
[0165]本发明的应力显示部件可包含支撑体。支撑体并无特别限定,优选使用塑料薄膜。 支撑体可兼作双折射性层。支撑体通常优选为透明。不兼作双折射性层时,优选为低双折射 性。作为塑料薄膜,除了作为上述双折射性层而例示的薄膜之外,还可举出聚对苯二甲酸乙 二酯(PET)等聚酯、丙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、环烯烃聚合物、纤维素衍 生物、硅酮等。并且,可在支撑体的表面层叠有易粘结层、抗静电层、耐溶剂层、取向层、耐傷 性层、防反射层、UV吸収层、阻气层、透明导电层、粘合层、等离子体表面处理层等。
[0166] 作为支撑体的膜厚,为5μηι~ΙΟΟΟμηι左右即可,优选为ΙΟμπι~250μηι,更优选为15μηι ~90μπι〇
[0167] 为了制作上述胆留醇型液晶层,通常使用支撑体,但此时的支撑体在本发明的应 力显示部件中可被剥离。即,例如,可将形成于支撑体上的胆留醇型液晶层转印于双折射性 层(例如聚碳酸酯层)。通过剥离制作胆留醇型液晶层时的支撑体来作为应力显示部件,能 够在胆留醇型液晶层的制作中适当地选择支撑体的耐热性等特性,并且能够避免应力显示 部件的光学性质等受到支撑体的性质带来的影响。例如能够通过摩擦支撑体之后涂布包含 聚合性液晶化合物的组合物来实现理想的螺旋状的取向,但并不能在所有支撑体中获得充 分的取向。因此,在以可取向的支撑体制膜胆留醇型液晶层之后,将聚合性胆留醇型液晶层 粘贴或转印于适于应力测定的双折射性层,由此能够制作符合目的的应力显示部件。
[0168] 通过涂布方式或贴合方式在支撑体上层叠胆留醇型液晶层时,要求耐化学性,因 此可在支撑体表面层叠耐溶剂层。作为耐溶剂层,能够使用已知的材料,但为了兼作后述的 取向膜,优选为聚乙烯醇或乙二醇改性聚对苯二
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