CN117075378B - 一种pdlc膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于PDLC膜制备技术领域，具体涉及一种PDLC膜及其制备方法，包括以下步骤：S1、按照第一保护膜层、第一基材层、第一导电层、第一绝缘层、聚合物分散液晶层、第二绝缘层、第二导电层、第二基材层、第二保护膜层的顺序进行连接叠层；S2、在靠近叠层预设切割线的位置处对相应保护膜层进行半切；S3、之后对叠层预设切割线处采用激光切割进行熔融切割。本发明能够在熔融切割的同时实现封边，无需额外封边工艺，特别设置的相应绝缘层能尽可能的避免熔融切割时两个导电层触碰在一起而发生膜片边缘短路的问题，同时所得PDLC膜具有低爆点的优势。
Description
技术领域
本发明属于PDLC膜制备技术领域，具体涉及一种PDLC膜及其制备方法。
背景技术
PDLC膜是在两层导电膜层之间涂布聚合物分散液晶层（也可称为PDLC层），两层导电膜层形成了一个电容的结构，给上下导电膜层通电时，在电容之间形成了电场，聚合物分散液晶层中的液晶分子随电场的方向发生偏转，从而实现调光等功能。
目前的车用调光玻璃大部分采用夹层玻璃的产品形式，而目前的汽车行业夹层玻璃中的粘结材料大部分都是PVB（聚乙烯缩丁醛），PVB中含有增塑剂及许多其他的小分子成分，而增塑剂会与用于调光的PDLC膜的功能层（即聚合物分散液晶层）中的液晶聚合物发生反应，发生反应的部分会变得透明而失去调光功能，发生反应的部分随着时间逐渐增大，通常为从PDLC膜的四周向内扩展，在膜片周边形成一条不断扩大的“透明分界线”，这成为调光玻璃在汽车上，特别是在汽车边窗上，应用的阻碍。
CN107390436B公开了一种封边工艺，采用在PDLC调光膜边缘切割台阶后，在台阶位置涂封边胶的方式来解决上述问题。CN110794608B公开了在电极沟槽以及无电极处切割沟槽再涂封边胶的封边方式。以上均需要对PDLC膜的再切割以及再涂胶并再固化的方式实现封边，工艺程序复杂。
而且，现有技术中对于超薄PDLC膜（如其第一基材层和第二基材层的厚度为50μm）时，使用打封边胶的方式封边时，较难控制胶厚，厚度大于PDLC膜太多会影响玻璃合片（产生应力开裂），半切沟槽封边时很难切出沟槽，且沟槽深度很低，不易涂封边胶，因此，对于超薄PDLC膜具有较大加工难度。
另外，若两层导电膜层之间有微小导电物质（导电膜的加工过程中可能存在导电性灰尘，PDLC膜涂布时也有可能有灰尘落入，聚合物分散液晶层中也可能有杂质，这些灰尘或杂质可能包含导电性的微小物质），在给PDLC膜通电时，尤其高电压时，微小导电物质将上下导电膜层连通，从而使上下导电膜层发生电击穿，反馈在PDLC膜上就是爆点（或称烧蚀点），从而影响PDLC膜的应用性能。
需要说明的是，本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然构成现有技术或公知技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的封边工艺复杂且PDLC膜容易有爆点或容易发生边缘短路的缺陷，提供一种PDLC膜及其制备方法，该制备方法能够在熔融切割的同时实现封边，无需额外封边工艺，特别设置的相应绝缘层能尽可能的避免熔融切割时两个导电层触碰在一起而发生膜片边缘短路的问题，同时所得PDLC膜具有低爆点的优势。
为了实现上述目的，本发明提供了一种PDLC膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照第一保护膜层、第一基材层、第一导电层、第一绝缘层、聚合物分散液晶层、第二绝缘层、第二导电层、第二基材层、第二保护膜层的顺序进行连接叠层；
S2、在靠近叠层预设切割线的位置处对相应保护膜层进行半切；
S3、之后对叠层预设切割线处采用激光切割进行熔融切割，形成端部阻隔层。
其中，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地与聚合物分散液晶层的厚度之比为0.05-0.3、优选0.1-0.3：1。
进一步优选地，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地为0.5-5μm。
优选地，聚合物分散液晶层的厚度为10-20μm。
优选地，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均满足：其厚度随聚合物分散液晶层的厚度的增加而减小。
本发明中，所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5。
更优选地，所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：1-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：1-2.5。
进一步优选地，所述第一基材层和第二基材层的厚度各自独立地为20-200μm。
优选地，所述第一保护膜层、第二保护膜层的厚度各自独立地为30-150μm。
在本发明的一些优选实施方式中，所述第一导电层和第二导电层的厚度各自独立地为20-50nm。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中所述半切的位置与叠层预设切割线之间的距离为1-5mm、优选2-5mm。
在本发明的一些优选实施方式中，S3中所述激光切割的条件包括：控制激光切割的速度为20-60mm/s、优选20-40mm/s，切割面光斑为0.2-0.5mm、优选0.3-0.5mm，功率为50-90W、优选60-90W。
本发明还提供一种PDLC膜，其通过前述的PDLC膜的制备方法制备得到。
有益效果：
本发明通过在相应导电层与聚合物分散液晶层之间均设置相应绝缘层，能够将对应导电层遮蔽，配合相应的保护膜层，并进行特定的熔融切割，能够在切割外形的同时，通过激光产生的热量使得各层熔融在一起形成端部阻隔层，使聚合物分散液晶层与外界完全隔绝，从而实现PDLC膜的封边，阻止PVB对聚合物分散液晶层的侵蚀，无需额外的封边工艺（如边缘切割台阶后涂胶并再固化）；并通过相应绝缘层有效避免在所得PDLC膜中的任意处（包括封边处）由于微小导电物质等与两个导电层直接接触而发生的电容击穿问题或发生短路的可能，所得PDLC膜具有低爆点的优势，兼顾优异的防侵蚀性能和稳定性。而在相同条件下，若不设置绝缘层，包括第一基材层和第二基材层等的叠层熔融后，第一导电层和第二导电层非常容易搭接在一起而造成短路。
本发明还设置相应保护膜层以防止PDLC膜的划伤，配合在适宜位置半切，能够避免玻璃合片前撕开保护膜层时边缘的拉扯会破坏原本融合在一起的密封结构（端部阻隔层）。相应保护膜层参与熔融切割时还能够使端部阻隔层更致密。
本发明通过熔融切割的方式不仅能够适用于较厚的PDLC膜，还能够适用于超薄PDLC膜，封边方式不受PDLC膜厚度影响，普适性上具有较大的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1的半切之前的叠层一侧的结构示意图；
图2为本发明实施例1的半切、熔融切割之后得到的PDLC膜的一侧的结构示意图。
附图标记说明
1、第一保护膜层，2、第一基材层，3、第一导电层，4、第一绝缘层，5、聚合物分散液晶层，6、第二绝缘层，7、第二导电层，8、第二基材层，9、第二保护膜层，10、端部阻隔层。
具体实施方式
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。其中，术语“可选的”、“任选的”均是指可以包括，也可以不包括（或可以有，也可以没有）。
本发明中，以靠近聚合物分散液晶层的方向为内，远离聚合物分散液晶层的方向为外。
本发明提供了一种PDLC膜的制备方法，包括以下步骤：S1、按照第一保护膜层、第一基材层、第一导电层、第一绝缘层、聚合物分散液晶层、第二绝缘层、第二导电层、第二基材层、第二保护膜层的顺序进行连接叠层。
所述连接叠层中连接的方式可以采用现有技术的方式，例如：相应保护膜层可通过带背胶或静电吸附等方式贴在相应基材层的外侧，相应导电层通过溅镀连接在相应基材层上，相应绝缘层涂布在相应导电层上，聚合物分散液晶层涂布于两层绝缘层之间，之后经UV固化使相应膜层粘在一起；其中，聚合物分散液晶涂布于两层绝缘层之后，经过UV固化，聚合物分散液晶中的聚合物发生固化，将两层绝缘层粘接到一起，同时液晶以微滴形式分布在聚合物中，在电场作用下具有了调光的功能。
优选地，将第一绝缘层预先涂布在第一导电层表面，第二绝缘层预先涂布在第二导电层表面。
本发明设置相应绝缘层能够将对应导电层遮蔽，阻止在所得PDLC膜中由于微小导电物质与两个导电层直接接触而发生的电容击穿问题的发生。本发明预先将相应绝缘层涂布在对应导电层表面，能够更好的对各导电层进行遮蔽。
在本发明的一些优选实施方式中，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地与聚合物分散液晶层的厚度之比为0.05-0.3、优选0.1-0.3：1。该优选方案，厚度比适宜，更利于保证第一导电层和第二导电层之间的电场强度，进而保证PDLC膜的电性能，避免相应绝缘层的厚度比不适宜而削弱电场强度。
在满足前述厚度比的情况下，本领域技术人员可以根据聚合物分散液晶层的厚度选择各绝缘层的厚度。进一步优选地，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地为0.5-5μm，聚合物分散液晶层的厚度为10-20μm。所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度可以相同或不同。
可以理解的是，由于聚合物分散液晶层中液晶的转向是靠第一导电层和第二导电层之间的电场，聚合物分散液晶层本身无导电性、基本属于绝缘体。因此，本发明的各绝缘层为绝缘的非电磁屏蔽材料，不会影响电场，例如可以为丙烯酸酯类、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺酸等。
优选地，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均满足：其厚度随聚合物分散液晶层的厚度的增加而减小。该优选方案，随聚合物分散液晶层的厚度的增加而降低各绝缘层的厚度，在阻止PVB对聚合物分散液晶层的侵蚀的同时，更利于降低绝缘层对电场强度的影响，且兼顾进一步降低发生爆点的可能。
在本发明的一些优选实施方式中，所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5。
更优选地，所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：1-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：1-2.5。该优选方案，相应保护膜层的厚度适宜高于相应基材层的厚度，更利于提升PDLC膜在严苛存储条件下的防侵蚀性能。
本发明的第一基材层和第二基材层的厚度远大于聚合物分散液晶层的厚度，利于熔融切割的实现。
在满足前述厚度比的基础上，进一步优选地，所述第一基材层和第二基材层的厚度各自独立地为20-200μm，所述第一保护膜层、第二保护膜层的厚度各自独立地为30-150μm。所述第一基材层和第二基材层的厚度、所述第一保护膜层、第二保护膜层的厚度分别可以相同或不同，优选相同。
本发明所述第一基材层和第二基材层的材质可以为PDLC膜领域中的现有技术的任一种材质，例如PET或PE等。其为现有技术，在此不再赘述。
在本发明的一些优选实施方式中，所述第一导电层和第二导电层的厚度各自独立地为20-50nm。所述第一导电层和第二导电层的厚度可以相同或不同。
本发明所述第一导电层和第二导电层的材质可以为PDLC膜领域中的现有技术的任一种材质，例如ITO等。其为现有技术，在此不再赘述。
本发明对所述第一保护膜层、第二保护膜层的材质例如可以为PE、PET、PP等。
本发明中，可以理解的是，待PDLC膜使用时再由预设切割线处将内部的保护膜层撕掉。
本发明的制备方法还包括：S2、在靠近叠层预设切割线的位置处对相应保护膜层进行半切。可以理解的是，半切是指仅对相应保护膜层进行切割，不对相应保护膜层下方的其他层进行切割。
在本发明的一些优选实施方式中，S2中所述半切的位置与叠层预设切割线之间的距离为1-5mm、优选2-5mm。该优选方案，距离适宜，能够使保护膜层参与熔融封边，撕开保护膜层后此部分不受影响，更利于封边结构的牢固和致密。
本发明所述叠层预设切割线，可以为PDLC膜的切割外形加工位置处，包括整形或分割为多个小块膜等方面的加工。
本发明的制备方法还包括：S3、之后对叠层预设切割线处采用激光切割进行熔融切割，形成端部阻隔层。
本发明既可以对PDLC膜进行切割，又能通过激光产生的热量使切割线处的各保护膜层和各基材层等发生熔断，实现熔融切割，形成端部阻隔层而直接封边，阻止PVB对聚合物分散液晶层的侵蚀，无需额外的封边工艺。
在本发明的一些优选实施方式中，S3中所述激光切割的条件包括：控制激光切割的速度为20-60mm/s、优选20-40mm/s，切割面光斑为0.2-0.5mm、优选0.3-0.5mm，功率为50-90W、优选60-90W。该优选方案中，激光的能量大于PDLC膜切断所需的能量，并采用适宜大的功率，适宜低的切割速度，配合适宜大切割面的光斑，将激光的焦距向PDLC膜的上方偏移，以增大PDLC膜上的光斑大小，能最大化增加熔融接触面积，进一步促进第一基材层和第二基材层及其第一保护膜层和第二保护膜层完全融合在一起，实现在熔融切割的同时更好的对各导电层进行遮蔽。
本发明所述激光切割中的激光可以为二氧化碳型激光等。
本发明还提供一种PDLC膜，其通过前述的PDLC膜的制备方法制备得到。本发明的PDLC膜可以用于多种用途，例如夹胶玻璃用调光膜等。
下面详细描述本发明的实施例，是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种PDLC膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照第一保护膜层1、第一基材层2、第一导电层3、第一绝缘层4、聚合物分散液晶层5、第二绝缘层6、第二导电层7、第二基材层8、第二保护膜层9的顺序进行连接叠层，叠层结构如图1所示。其中，相应保护膜层可通过带背胶或静电吸附等方式贴在相应基材层的外侧，相应导电层通过溅镀连接在相应基材层上，相应绝缘层涂布在相应导电层上，聚合物分散液晶层涂布于两层绝缘层之间，之后经UV固化使相应膜层粘在一起。
其中，第一绝缘层4和第二绝缘层6的厚度均为2μm、材质均为丙烯酸酯类薄膜，聚合物分散液晶层5的厚度为15μm，第一基材层和2第二基材层8的厚度均为50μm、材质均为PET，第一导电层3和第二导电层7的厚度均为20nm、材质均为ITO。第一保护膜层1、第二保护膜层9的厚度均为125μm、材质均为PET。
S2、在靠近叠层预设切割线3mm的位置处（即图1虚线处）对相应保护膜层进行半切；
S3、对叠层预设切割线处采用激光切割进行熔融切割，形成端部阻隔层10，如图2所示。其中，控制激光切割的速度为30mm/s，切割面光斑为0.3mm，功率为70W。
实施例2
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，调整第一绝缘层和第二绝缘层的厚度使得第一绝缘层和第二绝缘层的厚度分别与聚合物分散液晶层的厚度之比为0.05：1。
实施例3
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，调整第一基材层和第二基材层的厚度均为188μm，第一保护膜层和第二保护膜层的厚度均为50μm。
实施例4
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，半切的位置与叠层预设切割线之间的距离为1mm。
实施例5
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光切割的速度为60mm/s。
实施例6
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光切割的切割面光斑为0.2mm。
实施例7
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，激光切割的功率为50W。
对比例1
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，不设置第一绝缘层，不设置第二绝缘层。
对比例2
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，不进行S2，而是在S1叠层之后直接进行S3熔融切割，后续在玻璃合片前撕开所有保护膜。
对比例3
参照实施例1的方法进行，不同之处在于，S3中仅对PDLC膜进行机械式外形切割，不进行熔融封边而没有形成端部阻隔层。
测试例
将上述实施例和对比例得到的PDLC膜使用PVB胶与玻璃进行合片，制作成夹胶玻璃，然后进行性能测试，结果如表1所示。其中，各性能测试的方法分别为：
1、防侵蚀指标：观察合片后的夹胶玻璃内PDLC膜边缘变透明的宽度，分别在合片后常温放置3天后观察，或100℃存储200h后观察，并进行测量。
2、电击穿测试：48V通电，或者110V高压通电，分别观察PDLC膜边缘是否出现烧蚀点。
表1
通过上述结果可以看出，相比于对比例，采用本发明实施例的方案，能够使PDLC膜边缘形成端部阻隔层作为保护层，隔绝聚合物分散液晶层与外部的PVB层，并最大化降低电容击穿问题发生的可能，利于玻璃合片后的PDLC膜边缘的稳定性和防侵蚀性能。
进一步地，根据实施例1和实施例2可以看出，采用本发明优选的绝缘层厚度比的方案，使得PDLC膜在高电压下仍避免上下导电膜层发生电击穿的可能发生，更利于PDLC膜在高电压下的稳定性。
进一步地，根据实施例1和实施例3可以看出，采用本发明优选的基材层和保护膜层的厚度及其配比的方案，更利于提升PDLC膜在严苛存储条件下的防侵蚀性能。
进一步地，根据实施例1和实施例4-7可以看出，采用本发明优选的半切或熔融切割工艺的方案，更利于提升PDLC膜在严苛存储条件下的防侵蚀性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PDLC膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照第一保护膜层、第一基材层、第一导电层、第一绝缘层、聚合物分散液晶层、第二绝缘层、第二导电层、第二基材层、第二保护膜层的顺序进行连接叠层；所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地与聚合物分散液晶层的厚度之比为0.05-0.3：1；所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：0.25-2.5；
S2、在靠近叠层预设切割线的位置处对相应保护膜层进行半切；
S3、之后对叠层预设切割线处采用激光切割进行熔融切割，形成端部阻隔层。
2.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度各自独立地为0.5-5μm。
3.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物分散液晶层的厚度为10-20μm。
4.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均满足：其厚度随聚合物分散液晶层的厚度的增加而减小。
5.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述第一基材层和第一保护膜层的厚度之比为1：1-2.5，第二基材层与第二保护膜层的厚度之比为1：1-2.5。
6.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述第一基材层和第二基材层的厚度各自独立地为20-200μm，所述第一保护膜层、第二保护膜层的厚度各自独立地为30-150μm。
7.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，所述第一导电层和第二导电层的厚度各自独立地为20-50nm。
8.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，S2中所述半切的位置与叠层预设切割线之间的距离为1-5mm。
9.根据权利要求1所述的PDLC膜的制备方法，其特征在于，S3中所述激光切割的条件包括：控制激光切割的速度为20-60mm/s，切割面光斑为0.2-0.5mm，功率为50-90W。
10.一种PDLC膜，其特征在于，其通过如权利要求1-9中任一项所述的PDLC膜的制备方法制备得到。
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