应力显示部件及使用应力显示部件的应变测定方法_5

文档序号:9731915阅读:来源:国知局
甲酸乙二酯。
[0169] (取向层)
[0170] 本发明的应力显示部件可包含用于液晶化合物的取向的取向层。能够通过有机化 合物、聚合物(聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、多芳基化合物、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰 胺、改性聚酰胺等树脂)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成、或基于 朗缪尔-布洛杰特法(LB膜)的有机化合物(例如,二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂 酸甲酯)的累积等方法设置取向层。而且,还已知有通过赋予电场、赋予磁场或光照射来产 生取向功能的取向层。这些当中,尤其优选通过聚合物的摩擦处理形成的取向层。摩擦处理 能够通过用纸、布沿恒定方向对聚合物层的表面摩擦多次来实施。
[0171] 取向层的厚度优选为0.01~5μπι,进一步优选为0.05~2μπι。
[0172] 也可不设置取向层而在支撑体的表面或已对支撑体进行摩擦处理的表面涂布液 晶组合物。
[0173](用于各层的粘结的粘结层)
[0174]从固化方式的观点出发,作为用于粘结应力显示部件中的各层的粘结剂,有热熔 型、热固化型、光固化型、反应固化型、无需固化的压敏粘结型,作为原材料,能够分别使用 丙烯酸酯类、氨基甲酸酯类、氨基甲酸酯丙烯酸酯类、环氧类、环氧丙烯酸酯类、聚烯烃类、 改性烯烃类、聚丙烯类、乙烯乙烯醇类、氯乙烯类、氯丁橡胶类、氰基丙烯酸酯类、聚酰胺类、 聚酰亚胺类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇丁缩醛类等化合物。从操作性、生产率的观点出发,作为 固化方式优选为光固化型,从光学透明性、耐热性观点出发,原材料优选使用丙烯酸酯类、 氨基甲酸酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类等。
[0175](应力显示部件的制造)
[0176]构成本发明的应力显示部件的各层均能够通过卷对卷(Roll to Roll)制作,因此 本发明的应力显示部件的大面积量产较轻松。
[0177](应变测定方法)
[0178] 本发明的应力显示部件能够贴附于对象物来用于对象物的应变测定。照射包含选 择反射层的选择反射波长的波长的光,以肉眼或测定设备检测其反射光或透射光来测定应 变。另外,检测光优选为反射光。这是因为,利用透射光的检测仅限于对象物的选择反射层 的选择反射波长光的光透射率充分(50%以上、优选为90%以上)的情况,并且易受到粘结 层的光学特性或对象物的颜色等的影响。
[0179] 在利用第2方式的应力显示部件的应变测定中,以从光源侧成为圆偏振光分离层 (圆偏振光分离膜)、双折射性层、选择反射层的顺序的方式入射光即可。如上所述,本发明 的应力显示部件可具有圆偏振光分离层,也可另外使用圆偏振光分离膜,也可设为光源本 身能够照射圆偏振光。
[0180] 将应力显示部件贴附于对象物来进行对象物的应变测定时,第1方式的应力显示 部件从应力显示部件的两面中的任一面均能够进行测定,因此可将应力显示部件的两面中 的任一面贴附于对象物。能够从贴附有对象物的面的相反侧的应力显示部件的面侧(对象 物中贴附有应力显示部件的面侧)入射光,由此测定反射光。并且,对象物为透明体时,能够 从应力显示部件向对象物的贴附面侧(对象物中贴附有应力显示部件的面的相反的面侧) 进行测定,还能够从上述贴附面的相反侧入射光并从上述贴附面侧测定透射光,还能够从 上述贴附面侧入射光并从上述贴附面的相反侧测定反射光。
[0181] 将第2方式的应力显示部件贴附于物体(对象物)来测定物体的应变量时,以成为 双折射性层、选择反射层、对象物的顺序的方式将应力显示部件贴附于对象物。与第1方式 的应力显示部件相同,能够从贴附有对象物的面的相反侧的应力显示部件的面侧(对象物 中的贴附有应力显示部件的面侧)入射光,由此测定反射光。并且,对象物为透明体时,能够 从应力显示部件向对象物的贴附面侧(对象物中的贴附有应力显示部件的面的相反的面 侧)进行测定,还能够从上述贴附面的相反侧入射光并从上述贴附面侧测定透射光,还能够 从上述贴附面侧入射光并从上述贴附面的相反侧测定反射光。
[0182] 应变测定时,颜色根据测定角度发生变化而有可能产生测定误差。这是因为源自 胆甾醇型液晶层的反射波长具有角度依赖性。因此,通过使用视场角限制薄膜(棱镜膜或百 叶窗膜等)来限制视场角,由此还能够缩小测定误差。视场角限制薄膜可将单独的片材配置 于应力显示部件的表面来使用,或可设为层叠于应力显示部件的视觉辨认侧的最表面来构 成应力显示部件的层。
[0183] 应变测定时,作为光源,可使用太阳光或荧光灯、白炽灯等光的任一个。
[0184] 在利用第1的方式的应力显示部件的应变测定中,若将与选择反射层的选择反射 波长相同波长的光作为作为光源来进行测定,则无应力时,来自光源的光被反射,但若产生 应力而峰值波长位移,则反射率下降。由此,单一波长时,能够作为明暗来检测应力,2种以 上的波长时,被合成的光的显色发生变化,由此能够检测应力。该明暗的检测中,能够通过 使从光源照射的光的波长区域狭窄来提高灵敏度。尤其能够通过使从光源照射的光的波长 区域小于选择反射层的选择反射波长频带,提高灵敏度。换言之,来自光源的光的半值宽度 (能够从发光光谱等计算)优选小于能够从选择反射层的反射光谱计算出的选择反射光的 半值宽度。具体而言,来自光源的光的半值宽度优选为IOOnm以下,进一步优选为50nm以下。
[0185] 实施例
[0186] 以下,举出实施例对本发明进行进一步具体说明。以下的实施例所示的材料、试 药、物质量及其比例、操作等能够在不脱离本发明宗旨的范围内适当进行变更。因此,本发 明的范围并不受以下实施例的限定。
[0187](应力显示部件的评价方法)
[0188] 各实施例中使用的评价方法如下。
[0189] 将把应力显示部件贴附于测定应变的对象物的部件冲切成哑铃状,通过拉伸试验 机(Toyo Seiki Se i saku-sho,Ltd ·制造的 STR0NGRAPH-M1)以 5mm/分钟的速度施加 了拉伸 应力。
[0190] 应变量根据拉伸试验机中的应变测定对象物的伸长量计算。
[0191] 从应力显示部件的相对于选择反射层与遮光层相反的一侧的面照射光,并分别进 行如下测定,即,在实施例1~7中测定应力显示部件的反射波长变化,在实施例8~17、20、 21中测定应力显示部件的反射率的变化(明暗),在实施例18、19中测定2个选择反射波长的 反射率的变化引起的颜色变化。
[0192] 对应力显示部件进行从垂直方向的基于肉眼的测定及基于反射型分光装置 (Ocean Optics制造的USB2000+)的显微分光光谱测定,并进行评价。
[0193] 对基于肉眼的评价,能够明确地判别应力显示部件的选择反射光的颜色或明暗的 变化时评价为A,可稍微确认到变化时评价为B,无法判别时评价为C。同样地,对使用分光光 度计进行的评价,能够明确地判断选择反射光的波长位移或反射率的变化时评价为A,可稍 微确认到波长位移或反射率的变化时评价为B,在测定误差范围内无法判别时评价为C。
[0194] 对于薄膜的色调的均匀性,通过肉眼看不到颜色不均而均匀时评价为A,稍微出现 颜色不均而稍微不均匀时评价为B,由于出现成色或颜色不均等而色调不均匀时评价为C。
[0195] 将评价结果示于表1。
[0196] (实施例1~7)
[0197] <胆甾醇型液晶层用涂布液(Rl)的制备>
[0198] 混合下述化合物1、化合物2、氟类水平取向剂、手性试剂、聚合引发剂、溶剂甲乙 酮,从而制备了下述组成的涂布液。
[0199] ?下述化合物1(2官能)+下述化合物2(单官能)
[0200] (表1中记载的质量比) 100质量份 ?下述氟类水平取向剂1 0.1质量份 ?下述氟类水平取向剂2 0. 007质量份 ?下述右旋手性试剂LC756 (BASF公司制造) 6. 6质量份 ?聚合引发剂IRGACURE819 (BASF公司制造) 3质量份
[0201] *溶剂(甲乙酮) 溶质浓度成为30质量%的量
[0202] [化学式1]
[0203]
[0204] <选择反射层的形成>
[0205] 作为支撑体使用PET薄膜(无底涂层、FUJIFILM Corporation制造、厚度50μπι、大小 210mmX 300mm),对PET薄膜的表面施以摩擦处理(人造纤维布、压力:0.1 kgf、转速: lOOOrpm、传送速度10m/min、次数:1次往返)。
[0206]接着,在上述PET薄膜的经摩擦的表面利用线棒以干燥后的膜的厚度成为5μπι的方 式在室温下涂布涂布液(Rl)。在室温下干燥30秒来去除溶剂之后,在90°C的气氛下加热2分 钟,之后以35°C进行保持来形成胆留醇型液晶相。接着,通过Fusion UV Systemes Inc制造 的无极灯"D灯泡"(90mW/cm),以输出功率60%进行6~12秒的UV照射,由此使液晶化合物进 行聚合反应来固定胆留醇型液晶相,制作在PET薄膜上具有胆留醇型液晶层的薄膜,从而获 得实施例1~7的应力显示部件。测定实施例1~7的应力显示部件的透射光谱的结果,选择 反射波长为454nm〇
[0207] 作为应变测定的对象物准备黑色聚氯乙稀绝缘带(Nichiban Co. ,Ltd.制造的VT- 50),在黑色聚氯乙烯绝缘带的粘合层面贴附应力显示部件的支撑体侧。黑色聚氯乙烯绝缘 带作为遮光层发挥作用,因此未在应力显示部件上层叠遮光层。
[0208] (实施例8~10)
[0209] <胆甾醇型液晶层用涂布液(R2)的制备>
[0210] 混合下述化合物1、化合物2、氟类水平取向剂、手性试剂、聚合引发剂、溶剂甲乙 酮,从而制备了下述组成的涂布液。
[0211] ?化合物I 80质量份 ?化合物2 20质量份 ?氟类水平取向剂1 0. 1质量份 ?氟类水平取向剂2 0. Q07质量份 ?右旋手性试剂LC7§6 (BASF公司制造) 6. 6质量份 ?聚合引发剂]:RGACURE819 (BASF公司制造) 3质量份 ?溶剂(甲乙酮) 溶质浓度成为30质量%的量
[0212] <取向层用涂布液(Hl)的制备>
[0213] 制备了如下所示的组成的取向层用涂布液。
[0214] ?改性聚乙烯醇PVA203 (KURARAY CD. , LTD.制造) 10质量份 ?戊二醛 0. 5质量份 ?水 371质量份 ?甲醇 119质量份
[0215] <遮光层用涂布液(BI)的制备>
[0216] 首先制备了如下组成的颜料分散物(K1)、粘合剂1、单体1、表面活性剂1。
[0217]顔料分散物(Kl)
[0218] ?碳黑(Daicel-Evonik Ltd. Nipex35) 13. 1 质量% ?下述分散剤I 0,65质量% -聚合物1 (甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28摩尔比的无规共聚物、 重均分子量3, 7万) 6. 72质量% ?丙二醇单甲基醚乙酸酯 79. .53质量%
[0221]粘合剂1
[0222] ?聚合物2(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸= 78/22摩尔比的无规共聚物、重均分子 量3.8万) 27质量%
[0223] ?丙二醇单甲基醚乙酸酯 73质量%
[0224] 单体 1
[0225] ?季戊四醇四丙烯酸酯 75质量%
[0226] · (Shin-Nakamura Chemical Co. ,Ltd.制造 NK酯A-TMMT)
[0227] ?甲乙酮 25质量%
[0228] 表面活性剂1
[0229] ?下述化合物3 30质量%
[0230] ?甲乙酮 70质量%
[0233] 接着,使用颜料分散物(K1)、粘合剂1、单体1、表面活性剂1制备了下述组成的遮光 层用涂布液。
[0234] ?顔料分散物α?) 29. 2质量% ?丙二醇单甲基醚乙酸酯 8. 0质量%
[0235] ?甲乙酮 32. 3质量% ?环己酮 8, 5质量% ?粘合剂1 15.1质量% ?吩噻嗪 0.01质量1 ?单休1 6. 3质暈% 双(二氣甲基) -6-[4' - 双(.乙.氧基冰片基甲基):氛基-溴苯基]-S-三嗪 0.2质量% ?表面活性剂1 0. 1质暈%
[0236] <支撑体>
[0237] 作为兼作双折射性层的支撑体,实施例8中使用了聚丙烯薄膜(Τ0Υ0Β0 CO.,LTD. 制造 Pl 128、厚度60μL?、大小210mmX 300mm),实施例9中使用了聚对苯二甲酸乙二酯薄膜 (FUJIFILM Corporation制造、厚度50μηι、大小210mmX300mm),实施例10中使用了
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