Способ нанесения на подложки средства с жидкими кристаллами
Изобретение касается способа нанесения средства на подложки, содержащего жидкие кристаллы. Средство находится в печатном устройстве, при этом перед нанесением его поддерживают при рабочей температуре, при которой средство находится в жидком состоянии, а находящиеся в нем жидкокристаллические компоненты - в мезаморфном состоянии. Нематогенные и/или хирал нематогенные жидкокристаллические компоненты перед нанесением гомогенизируют в смешивающем аппарате. Гомогенизированное средство после кристаллизации измельчают в мелкокристаллическую массу и расплавляют ее в камере для краски. Предложенное изобретение раскрывает простой и экономичный способ нанесения жидких кристаллов на подложки. 8 з.п. ф-лы.
Изобретение касается способа и устройства для нанесения средства, содержащего жидкие кристаллы, на подложки, например, для покрытия или вдавливания различных материалов, например, с низкомолекулярными жидкокристаллическими смесями.
Из уровня техники известны низкомолекулярные, в основном фотохимические полимеризуемые смеси жидких кристаллов или их составные части. Они производятся, например, фирмой Merck KgaA и описаны в документах DE19834162 A1 и GB 2280445. Некоторые такие компоненты частично описаны в литературе, например, в D.J. Broer et. al. Makromol. Chem. 190, 1989, 3201-3215.
Для нанесения подобных смесей в виде покрытия их или вдавливания до сих пор применялись только растворы на основе органических растворителей, например толуола. Использование жидкокристаллических систем без растворителей в способах нанесения покрытий или обработки давлением неизвестно.
Для достижения технологичности в способах нанесения покрытий или способах печати известно применение других добавок. В этом случае речь идет о таких растворителях, как толуол, этиловый эфир уксусной кислоты, этанол или бутилацетат, которые применяются по отдельности или в соединении с диспергирующими средствами или пеногасителями, такими как поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, простой эфир целлюлозы, желатин, Byk 055, Byk 057 (Производитель фирма Byk, Wesel) или даже вода. Также речь идет о пастообразных при комнатной температуре смесях, которые не содержат органический растворитель, но при этом содержат диспергирующее средство типа производных алкенильной кислоты или алкилянтарной кислоты.
Также известны способы нанесения покрытия на основе жидкокристаллических полимеров. Например, в документе DE 69029683 Т3 описан подобный способ, при котором соответствующие жидкокристаллические полимеры или нагревают до температуры выше температуры перехода в стеклообразное состояние и ниже температуры перехода в изотропную фазу, так что образуется текучая структура, или жидкокристаллические полимеры растворяют и добавляют в растворы. Согласно документу DE 69413746 T2, в зависимости от типа полимера применяются различные растворители, например хлороформ, дихлорэтан, тетрахлорэтан, трихлорэтан, тетрахлорэтилен, о-дихлорбензол, тетрагидрофуран, диметилформамид, диметилацетамид, диметилсульфоксид или N-метилпирролидол.
В случае применения растворов после испарения растворителей необходимо проведение дальнейшей термической обработки для создания и ориентирования жидкокристаллической фазы, также в случае нанесения расплавленных полимеров необходимая структура создается в результате соответствующей термической обработки при температуре, при которой полимерные соединения находятся в жидкокристаллической фазе. В обоих случаях происходит стекловидная кристаллизация и фиксация состояния за счет охлаждения ниже температуры перехода в стекловидное состояние.
Производство и использование термоплавких печатных красок или чернил известно из уровня техники, в частности из патентов DE 4205713A1, DE 2635225A1, EP 0700977A1. Такие плавящиеся печатные краски состоят чаще всего из твердых при комнатной температуре растворителей, связующих, красителей и необязательных добавок. В важном в данном контексте способе (термо)пневмораспыления термоплавких чернил, известном из документа US 5006170, в основу положены жидкокристаллические материалы.
Документ US 5006170 касается составов термоплавких чернил, которые пригодны для способа пневмораспыления и состоят из красителя, связующего и вспенивающего агента. В одном варианте осуществления связующее состоит из жидкокристаллического материала, например, на базе алкил-тио-β-D-глюкозид. Соответствующие чернила имеют температуру плавления, которая позволяет быстрое плавление чернил и быстрое затвердевание на печатной подложке, причем возможна высокая скорость печати. Дополнительно отмечается, что термоплавкие чернила с жидкокристаллическими связующими имеют высокую склонность к уклонению при сдвиге, что означает понижение вязкости расплава при сдвиге или при приложении нагрузки. Чернила подвергаются сдвигу или приложению нагрузки при прохождении через головку печатающего устройства, и во время процесса печати понижается вязкость чернил, что обеспечивает высокую скорость печати и повышение ее качества, поскольку пониженная вязкость чернил ведет к увеличению степени взаимодействия чернил и подложки.
Производимые фирмой Fa. Merck KgaA нематические или хирал нематические жидкокристаллические системы представляют собой при комнатной температуре твердый, белый или желтоватый порошок, не имеющий запаха и несжимаемый. При смешивании с органическим растворителем, преимущественном толуолом, образуются изотропные растворы, которые характеризуются особенно низкой вязкостью течения и поэтому подходят для образования равномерного печатного слоя или для ориентирования молекул жидких кристаллов в плоской гомогенной джинсовой текстуре. Кроме того за счет регулирования содержания твердой составляющей в растворе возможно установление необходимой толщины печатного слоя из жидких кристаллов.
Практические испытания данного так называемого способа растворителя показали наличие в нем ряда существенных недостатков.
Например, жидкокристаллические системы, содержащие растворитель, только ограниченно используются для печати на подложках, чувствительных к растворителю. Впитывающие подложки, например бумага, в свою очередь могут приводить к ухудшению изображения печатной картинки, поскольку краситель может легко проникать в бумагу и там расширяться за счет того, что он проникает в волокна.
Кроме того, при печати большинства жидкокристаллических пленок с содержащими растворитель жидкокристаллическими красителями часто изменяется желаемый оптический эффект, как, например, цветовой эффект, вследствие процессов диффузии или экстракции. Часто для достижения необходимой высокой концентрации должны применяться горючие, ядовитые или по другому вредные растворители, такие как тетрагидрофуран, 2-бутанол, толуол или ксилол, в связи с чем требуются обширные и связанные с большими затратами машинные и конструктивные меры безопасности.
В частности, это относится к защите от взрыва, что касается электрического оборудования внутреннего машинного отделения печатающей машины и рабочего окружения, применения коронирующих установок для предварительной обработки подложек или применения ультрафиолетовых установок отверждения. Кроме того, требуется большая вентиляционная мощность для отвода и рециркуляции воздуха, а если наносится большое количество краски, то установки для сжигания отводимого воздуха, содержащего пары растворителя, или установки для рециркуляции растворителя по экономическим соображениям или соображениям охраны окружающей среды.
В принципе сегодня при применении растворителя(лей) и при использовании твердеющих под излучением жидкокристаллических смесей расстояние между печатающей установкой и установкой ультрафиолетовой сушки, а также другие размеры значительно завышены, что сказывается на качестве печати, возможности дальнейшей обработки печатного изделия, например пленки, а также на компактности, практичности и внешнем виде установки нанесения покрытия или печати. Для достижения воспроизводимости результатов печати необходимо принять дополнительные меры предосторожности, препятствующие недопустимым изменениям концентрации или вязкости наносимой среды вследствие преждевременного испарения растворителя, в особенности на печатающих валках. С другой стороны, качество печати может варьироваться, и в самом неблагоприятном случае краскоподводящие части печатающей машины, например растровый валок или клише флексографской печатающей машины, могут загрязняться закристаллизовавшейся жидкокристаллической краской - с соответствующими последствиями для толщины полученной печатной пленки или соответственно к анизотропному оптическому эффекту.
Части, находящиеся в контакте с содержащими растворитель жидкокристаллическими красками, должны иметь, прежде всего, соответствующую химическую стойкость, чтобы предотвратить преждевременной выход из строя камер насоса или испарение компонентов жидкокристаллических красок, например пластификатора.
Из смесей, содержащих жидкие кристаллы и растворитель, могут во время транспортировки и хранения выделяться один или несколько компонентов. Это происходит, прежде всего, в области высоких концентраций или при наличии сильного (ароматического) растворителя толуола, например алипатического растворителя.
Присутствие растворителей также ведет к тому, что посредством скорости испарения используемого растворителя может достигаться только определенная максимальная скорость печати, которая не может быть значительно повышена за счет изменения конструкции установки. Наконец, не только для рабочих, но и для пользователей могут иметься недостатки ухудшения качества печати, вызванные остаточным количеством растворителя, например пониженная степень полимеризации или снижение стойкости блоков.
Задача изобретения заключается в устранении недостатков, связанных с обработкой смесями, включающими жидкие кристаллы и содержащими растворитель, и предоставлении простого и воспроизводимого в промышленных масштабах способа и устройства для нанесения средства, включающего жидкие кристаллы, на подложки.
Данная задача решается за счет того, что наносимое средство внутри устройства для нанесения покрытия, в особенности печатающего устройства, поддерживается при рабочей температуре, при которой средство находится в жидком состоянии и входящие в состав жидкокристаллические компоненты находятся в мезаморфном состоянии.
Существенным является то, что средство, включающее жидкие кристаллы, во время процесса нанесения, например процесса покрытия или печати, поддерживается при повышенной температуре в жидком состоянии. Обычно применяемые составы, включающие жидкие кристаллы, находятся при комнатной температуре в твердом состоянии и поэтому не могут применятся, то есть наносится, непосредственно в этом состоянии.
При переводе жидких кристаллов в расплавленное жидкое состояние за счет повышения температуры отдельные компоненты смеси при отсутствии растворителя частично растворяются друг в друге, причем при определенном химическом составе жидкокристаллических смесей могут быть образованы эвтектические смеси, температура плавления которых лежит ниже температуры плавления отдельных компонентов.
Для осуществления процесса нанесения указанных средств подходят практически все известные процессы нанесения покрытий или печати, например погружение, разбрызгивание, нанесение валками и лентами, офсетная печать, глубокое тиснение, флексопечать, книжная печать, трафаретная печать, а также пневмораспыление горячего расплава или капельный способ пневмораспыления чернил.
При использовании жидкокристаллических смесей, например предлагаемых формой Merck KgaA, рабочая температура деталей, приводимых в контакт с жидкокристаллическими смесями, в зависимости от типа смеси, должна находится в интервале от 60 до 80°C, с тем чтобы, с одной стороны, в жидкокристаллических смесях исчезли твердые молекулы с определенным ближним и дальним порядком, а с другой стороны, не возникало полностью изотропной, неупорядоченной жидкой фазы.
Вместо этого, предпочтительным является агрегатное состояние между твердым (которое имеется до примерно 60°C) и жидким, изотропным состоянием (свыше 80°C), так называемая мезофаза, при которой молекулы хотя и являются подвижными, но при этом оси молекул образуют упорядоченную структуру. В зависимости от состава жидкокристаллической смеси, или химической структуры молекул, их дипольных моментов и других свойств могут возникать различные, энергетически выгодные, одно-, двух- и трехмерные упорядоченные состояния. В макромасштабе жидкокристаллические смеси рассматриваются поэтому как жидкости, которые могут обрабатываться одним из указанных способов печати, в микромасштабе молекулы этих смесей имеют относительно друг друга определенную упорядоченность.
В рамках данного изобретения следует различать нематические и холестерические (хирал нематические) фазы.
Обработка данных фаз устройствами покрытия или печати приводит к чрезвычайно интересным оптическим эффектам, которые подходят для изготовления защитных знаков банкнот, акций, ценных бумаг, документов и т.д.
Соответствующий изобретению способ термического плавления отличается от известных способов, в которых применяется растворитель, широким рядом технологических и конструктивных преимуществ.
Одно из преимуществ соответствующего изобретению способа термического плавления заключается в том, что в качестве оборудования для нанесения может использоваться существующее печатное оборудование, оснащенное нагреваемыми печатными валами или нагреваемыми камерами для красителей. Применение устройств для отвода и удаления паров растворителя не требуется. Дополнительно уменьшается опасность для обслуживающего персонала, обусловленная парами растворителя.
Дальнейшее преимущество заключается в воспроизводимом получении необходимых оптических эффектов на подложках, поскольку в соответствующем изобретению способе концентрации жидких кристаллов в течение всего периода производства остаются постоянными и не зависят от концентрации растворителя, как в описанных выше способах.
Преимущественно в этой связи также то, что в соответствующем изобретению способе не требуется блока регулирования для определения и поддержания постоянства концентрации растворителя, что приводит к упрощению и экономичности печатной машины.
Следующее преимущество состоит в том, что за счет множества возможных жидкокристаллических смесей также имеется очень большое количество оптических эффектов, которые обуславливают соответственно различные параметры процесса, причем последние могут в соответствующем изобретению способе легко устанавливаться на постоянном уровне. При этом открываются новые возможности комбинирования различных оптических эффектов для создания, например, новых защитных знаков.
Для реализации соответствующего изобретению способа подходят все общепринятые способы нанесения покрытия, например погружение, разбрызгивание, нанесение роликами и лентами, а также способы печати, например офсетная печать, глубокое тиснение, флексопечать, книжная печать, трафаретная печать и бескрасочное тиснение, а также пневмораспыление чернил.
Особенно, испытанный вариант осуществления основан на машине для флексопечати, печатающие части которой, а именно камера для краски, растровый валок, пресс-цилиндр, цилиндр противодавления и пресс, по отдельности нагреваются за счет соответствующих средств. Температура для термической обработки определяется по существу мезаморфным температурным интервалом жидкокристаллической смеси, а также термостабильностью и другими удовлетворительными физическими свойствами подложки. Относительно смесей, содержащих жидкие кристаллы, предпочтительным является температурный интервал, в котором образуется нематическая или хирал нематическая фаза.
В выбранном примере в отдельном стандартном смесителе, например двух- или трехвалковом станке, диспергаторе или шаровой мельнице или соответствующем смешивающем и диспергирующем экструдере, сначала при температуре преимущественно 70°C гомогенизируют нематогенные или хирал нематогенные жидкокристаллические компоненты и полученный таким образом расплав разливают в формы. После кристаллизации в твердую микрокристаллическую массу производят ее дробление или измельчают в порошок, после чего заполняют камеру для краски соответствующим количеством материала.
Преимущественно устанавливают следующие рабочие температуры: камера для краски - 70°C, модельный валок - 80°C, печатный цилиндр - 70°C, цилиндр противодавления - 70°C, пресс - 40°C. Печатный цилиндр снабжен клише, резиновым полотном или вулканизированным резиновым покрытием, толщина которых не превышает 1-3 мм, так что достигается максимально возможная хорошая теплопередача. Клише и резиновое полотно зафиксированы на печатном цилиндре посредством подходящего клеевого покрытия, устойчивого к смазыванию в интервале температур до 70°C, (например производимого фирмами Tesa, Scapa, Tapes, Lohmann), или на намагничиваемом несущем материале, например из стали, или (дополнительно) механически.
Расплавы, содержащие жидкие кристаллы, характеризуются при этих условиях низкой вязкостью и поверхностным натяжением, которые сравнимы с обычными твердеющими под облучением красками, используемыми при флексопечати. В частности, вязкость имеет значение не более 0,5 Па·с, в особенности от 0,1 до 0,4 Па·с, а поверхностное натяжение не более 38 мН/м, в особенности от 34 до 36 мН/м. За счет этого при больших количествах краски возможна, например, обрабатываемость посредством камерных наносов.
Кроме того, имеется очень хороший режим растекания краски и печатанья, что ведет к образованию равномерной гомогенной печатной пленки. Причем можно отказаться от использования (полимерных) средств, способствующих разливу краски, разжижителей или растворителей, добавление которых связано с нежелательными изменениями анизотропных оптических свойств, сформированной на печатном материале, печатной пленки из жидких кристаллов, причем применение растворителя также связано с ценовыми затратами. Большое значение имеет то, что вязкость течения и поверхностное натяжение обработанных подобным образом жидкокристаллических расплавов создает идеальные условия для спонтанного образования желаемых гомогенных структур жидкокристаллической пленки.
Расплавленные жидкокристаллические материалы имеют очень хорошую термическую стабильность и очень высокую совместимость с материалами печатающего механизма. При применении твердеющих под действием излучения жидкокристаллических смесей и при соответствующем светоисключении они после осуществления процесса печати также без добавки ингибиторов могут оставаться в красильной камере, охлаждаться в течение нескольких рабочих циклов и снова доводиться до рабочей температуры без претерпевания разложения, проявлять спонтанную полимеризацию или привести к отложениям или закупорке цветоведущих частей печатающего механизма.
Технически способу способствуют особенно силы, например силы сдвига, которые при прижиме печатающих цилиндров воздействуют на подложку, например фольгу, и вместе с этим на жидкокристаллические компоненты мезаморфной фазы, снижение температуры от 70°С на примерно 20°С благодаря быстрому охлаждению на подложке, а также реализация общепринятой флексопечатной толщины слоя от приблизительно 0,5 до 2 мкм для спонтанной индукции гомогенной структуры нематической или хирал нематической жидкокристаллической фазы.
При этом получается отпечаток, который имеет цвето- или/и поляризационно селективные свойства. Размеры задаются, в частности, как примененным клише, так и растровым и формным цилиндром. Понятие «отпечаток» основано на картинах и значках в порядке размеров от долей мм до целой поверхности в зависимости от требований. Возможно быстрое снижение температуры ввиду невысоких рабочих температур до комнатной температуры (20°С), которая поддерживает относительно невысокие толщины слоев, а также относительно высокие вязкости течения переохлажденных, гомогенно ориентированных, жидких структур, обеспечивает быструю стабилизацию отпечатка от дальнейшего растекания на поверхности подложки. Также благодаря такой кристаллизации твердеющих под действием излучения жидкокристаллических смесей перед собственно фотополимеризацией посредством, например, актиничного излучения полностью или существенно предотвращается просачивание в капилляры всасывающих печатных материалов, например бумаги.
За счет выбора условий печати возможно изменение толщины слоя. Например, тонкие пленки получаются при применении растровых валков с пониженным заборным объемом, при высокой скорости печати, при производстве дополнительного цветоделения при транспортировке печатных красок через объединение других валков, посредством изменения печатного давления, а также посредством приложения высокой температуры и при этом невысокой вязкости жидкости, поскольку здесь не перешагивается изотропная температура фазового перехода. Возможность для сокращения толщины слоя особенно предпочтительна при нематических жидкокристаллических фазах, т.к. здесь могут быть получены уже при толщине слоя менее 1 мкм достаточные оптические эффекты и благодаря этому такая печать экономична.
Особенно важно то, что цветные или селективно поляризованные отражения жидкокристаллических пленок может создаваться без структурообразующей обработки, например раскаточной обработки подложки, без ориентированного слоя, например, на основе поливинилового спирта или полиимида, без приложения магнитных или электрических полей, без обработки поверхности подложки при помощи выравнивающих присадок и без добавки этой присадки к жидкокристаллической смеси.
После прохождения печатающего устройства изготовляемая в соответствии с изобретением жидкокристаллическая пленка находится в переохлажденном состоянии, но кристаллизуется не мгновенно, хотя температура окружающей среды примерно на 20°С ниже температуры плавления пленки. Оптические эффекты не меняются в течение более чем 10 минут в неполяризованных слоях. Если слои выдерживаются при более низкой температуре, например исследовалась температура -15°С, то возможна фиксация анизотропного эффекта в течение нескольких часов. Для нанесения цвета реализуют процесс полимеризации, который вследствие радикально-отверждаемых, в данном примере, компонентов жидкокристаллических смесей, а также особой восприимчивости гомогенной структуры к химическим или физическим воздействиям предпочтительно осуществляется в инертном газе (азот или аргон) при помощи ультрафиолетового излучения. При этом возникают полимеры, молекулярная структура которых идеальным образом ориентирована аналогично мономерным компонентам неполяризованных ориентированных составляющих жидкокристаллических смесей, за счет чего сохраняются анизотропные свойства.
Иногда при отвержении (влажной) жидкокристаллических пленок вследствие в основном усадочной полимеризации возникает незначительное, но заметное смещение длин отраженных волн в область коротковолнового излучения.
Для отвержения подходят в принципе любые источники излучения, которые имеют соответствующую мощность ультрафиолетового излучения в необходимом диапазоне длин волн. Преимущественно применяются источники излучения, которые наряду с высокой интенсивностью ультрафиолетового излучения не обуславливают дополнительное тепловое воздействие на жидкокристаллический слой, которое привело бы к изменению или потере достигнутого оптического эффекта. В данном примере применялось несколько ртутных ламп низкого давления, которые наряду с чистой линией ртути 254 нм, также могут иметь, вследствие покрытия из кварцевого стекла, также и другие интервалы длин волн в ультрафиолетовых областях А, В и С. За счет благоприятного профиля температуры этих источников излучения во время процесса сушки не возникают дополнительные тепловые воздействия на жидкокристаллическую пленку, вследствие чего уменьшается воздействие на достигнутые оптические эффекты.
Преимущественно оптические эффекты зависят от выбора рабочей температуры и интенсивности ультрафиолетового излучения, так что потребитель, например, при использовании хирал нематических жидкокристаллических смесей может обеспечивать различное цветоотражение.
После полимеризации изготовленная таким образом жидкокристаллическая пленка обладает желаемыми оптическими эффектами, при этом эти эффекты больше не зависят от температуры, так как вследствие полимеризации далее невозможен переход из мезофазы в изотропное состояние.
При высокой скорости печати, в особенности при большой толщине слоя, после упомянутого отвержения, при котором оптические эффекты фиксируются и становятся не чувствительными к высоким температурам, может производиться дополнительная термообработка с дальнейшим при необходимости увеличенным по мощности источником ультрафиолетового излучения с целью полимеризации ранее не поляризованных групп внутри жидкокристаллической пленки.
Подложки, например фольги, в данном случае могут охлаждаться при помощи охлаждающего валка. Дополнительная термообработка может производится в присутствии кислорода, например на воздухе, без негативного воздействия на гомогенную структуру жидкокристаллической пленки, поскольку после предшествующего отвержения эта пленка обладает незначительной восприимчивостью к температуре или к замедлению ее (дополнительной) полимеризации благодаря кислороду.
В качестве подложек применяются все обычные печатные носители, такие как бумага, картон и различные синтетические пленки, например полиолефин или целлофан, а также металлические пленки, например алюминиевая пленка.
В случае хирал нематических жидких кристаллов подложку, предпочтительно, зачерняют, так что противоположный циркулирующий поляризованный свет, точнее свет с отличающейся длиной волны, поглощается. При нематических жидких кристаллах могут применяться все отражающие пленки, например, покрытые алюминием или алюминиевой краской. Синтетический материал или покрытие подложки должны предпочтительно оставаться термически стабильными до температуры примерно 80°С, но могут применяться и термопластичные материалы, которые могут, по меньшей мере, частично сплавляться с жидкокристаллическим покрытием. Это является предпочтительным с точки зрения повышенного сцепления жидкокристаллической пленки с соответствующей средой. Но для этой цели также может быть полезно коронирование подложки.
В другом варианте осуществления применяются два печатающих устройства, оснащенных ультрафиолетовой сушилкой, причем первая ультрафиолетовая сушилка расположена между двумя печатными устройствами, а вторая ультрафиолетовая сушилка - после второго печатного устройства. Таким образом могут наносится две различные термопластичные краски, преимущественно две жидкокристаллические смеси, различного состава, например, которые имеют противоположную хиральность. Благодаря этому может изготавливаться невидимый рисунок, например логотип или герб, который может становиться видимым только при наличии подходящего полимеризатора. Обе жидкокристаллические смеси могут быть также химически или оптически идентичны, причем в таком случае, например, за счет варьирования интенсивности ультрафиолетового излучения и/или температуры во время отвержения создается многоцветная картинка.
В другом варианте вместо нагреваемого устройства для флексопечати применяется термическое, экономически эффективное устройство для пневмораспыления чернил, а жидкокристаллические смеси в виде термоплавких чернил наносят способом капельного распыления, причем капли соответствующей расплавленной жидкокристаллической смеси распыляются на подложку, например на бумагу или синтетическую пленку, в виде изображения. В отличие от традиционных, описанных выше устройств для флексопечати преимущество заключается в том, что возникает возможность свободного программирования печатаемого изображения.
Кроме перечисленного способ согласно изобретению позволяет объединить печать при помощи распыления термоплавких чернил и при помощи клише таким образом, что наносимая при помощи печати с использованием клише жидкокристаллическая пленка без дальнейшего промежуточного отвержения дополнительно покрывается при помощи способа распыления термоплавких чернил, при этом отсутствуют повреждения пленки (печать жидкое на жидком).
Нанесенный по способу, согласно изобретению, первый печатный слой имеет настолько высокие вязкость и стабильность, что применение способа капельной окраски является возможным без модификации первого слоя.
Капли жидких кристаллов ориентируются за счет приложения действующих сил, а также при очень быстром понижении температуры и пребывают в переохлажденном состоянии достаточно долго, чтобы не допустить образования нежелательных «пятен» на поверхности. За счет химической совместимости обоих жидкокристаллических пленок между ними возникает достаточное сцепление. Напротив покрытие неотверженного первого печатного слоя с содержащими растворитель каплями жидких кристаллов ведет к плохому проникновению и расслоению жидкокристаллических пленок вследствие процессов диффузии и экстракции, что ведет к возникновению «пятен».
Полученные подобным образом комбинированные слои из-за различных локальных толщин слоев или различного состава применяемых жидкокристаллических смесей имеют также различающиеся оптические свойства.
Применение подобных чернил в устройствах пневмораспыления не ограничивается способами пьезопечати, при которых капли чернил выталкиваются за счет сжатия и расширения расположенного за соплом пьезоэлемента, а может также применяться и способ печати распылением термических чернил. В этом случае жидкие кристаллы - это смеси из воды и полигидроксидов, например этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина, в качестве вспенивающих добавок, которые при испарении в печатающей головке вытесняют капли из сопел.
В другом варианте на подложку создают бескрасочное тиснение для того, чтобы, например, при печати на подожке при помощи жидкокристаллических материалов происходило сжатие подложки в углублениях цилиндра противодавления и устойчивое формование. Если, например, часть тиснения имеет форму наклонной плоскости, то это может приводить к возникновению дополнительной в зависимости от угла рассмотрения глубины цвета.
В следующем варианте осуществления способа нанесения покрытия предпочтительно хирал нематические жидкокристаллические смеси, нагретые до 70°С, заполняют распылитель высокого давления и хирал нематический жидкокристаллический расплав под давлением 3 атм в форме пара подается на черную лакированную металлическую поверхность. Процесс лакировки повторяется до тех пор, пока не образуется однородная, равномерно покрытая поверхность. Если дополнительно нагревают металл, то вследствие зависимости спиральных уровней прохода от температуры может реализовываться различная длина отраженной волны. Окончательно может производиться отвержение ультрафиолетом в атмосфере азота.
Полученная по любому из описанных способов печать и покрытие имеют безупречную поверхность, достаточные сцепляющие свойства и устойчивость к царапанью.
Предложенное изобретение не ограничивается описанными, частными вариантами осуществления, поскольку во многих отраслях промышленности возможны другие применения жидкокристаллических материалов.
1. Способ нанесения средств, содержащих жидкие кристаллы, на подложки, отличающийся тем, что средство перед нанесением поддерживают внутри устройства для нанесения покрытия в печатном устройстве при рабочей температуре, при которой средство находится в жидком состоянии, а находящиеся в нем жидкокристаллические компоненты - в мезаморфном состоянии;
нематогенные и/или хирал нематогенные жидкокристаллические компоненты перед нанесением гомогенизируют в смешивающем аппарате; гомогенизированное средство после кристаллизации измельчают в мелкокристаллическую массу и расплавляют ее в камере для краски.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что средство, например, при какой-либо второй температуре наносят на подложку способом печати или способом нанесения покрытия.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что ориентирование жидких кристаллов осуществляют за счет падения их температуры на подложке.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что после прохождения печатного устройства получают жидкокристаллический слой, находящийся в переохлажденном состоянии.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что покрытую подложку охлаждают посредством охлаждающего валка.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что после нанесения средства осуществляют процесс сушки, в частности, без доступа кислорода.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что регулируют температуру процесса сушки.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что процесс сушки осуществляют при помощи ультрафиолетового излучения.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что регулируют интенсивность ультрафиолетового излучения.
