專利名稱：一種防眩光薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防眩光薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
光是不可缺少的，然而，過強、過快變化的光是一種污染，會對人類造成干擾和傷害，最基本的光污染是眩光污染。眩光污染是一種過強的光線照射，它可以引起頭暈?zāi)垦?，傷害眼睛，使被照者視力下降，嚴重時甚至可造成失明。眩光是影響視覺的一個重要因素，它和光源的位置、亮度有關(guān)。在周圍環(huán)境中存在很多潛在的眩光光源，由于眩光對人們的正常生活和工作有較大的影響，關(guān)系到人的情緒甚至是安全，為了更有效地克服眩光的影響，必須對眩光進行消除。
在顯示器應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生的眩光有兩個方面，一是顯示器自身發(fā)光閃耀產(chǎn)生，另一是外界光線在顯示屏上產(chǎn)生的反射眩光，這種眩光使眼睛不適，長時間使用易造成眼睛疲勞。外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾，一些LCD顯示屏，在外界光線比較強的時候，因反射眩光而干擾其正常顯示，使其顯示性能大為降低。解決辦法是使用一種表面具有光折射性能的柔軟塑料薄膜，將它貼附在屏幕玻璃面板上，可顯著減少反射眩光，增強畫面清晰度。所謂“抗眩光膜”是在光學(xué)薄膜內(nèi)攙雜或表面鍍上一層或數(shù)層光學(xué)折射材料，利用散射機理而使光線柔和，提高視覺舒適感。
對防眩光技術(shù)及防眩光膜材料的研究很早就開始進行了，并已有產(chǎn)品問世。防眩光(anti-glare)膜在偏光片上的應(yīng)用主要是PC顯示器和筆記本電腦，特別是大尺寸的產(chǎn)品100％要求進行防眩光處理，以提高顯示器的可視性。
以前，防眩光處理是使用壓花輥在薄膜表面用力擠壓而成和電化學(xué)沉積法，但是輥的成本高，壓花面上再進行硬涂層處理也很困難，而電化學(xué)沉積工藝復(fù)雜，因此現(xiàn)在開始轉(zhuǎn)向涂布型為主的加工工藝。有關(guān)防眩光膜的制作技術(shù)近年來報道較多，如美國專利US901674公開了一種防眩光防反射膜濕法涂布的制備方法，該方法是在透明的支持體上涂布防眩光硬涂層和不同折射率的防反射涂層，該防眩光防反射膜可用于液晶顯示器；美國專利US984963公開了一種防眩光防反射膜的制備方法，該方法為濕法涂布，具有低的生產(chǎn)成本、高的防眩光性能可用于液晶顯示器；中國專利CN1125996C公開了一種具有眩光控制的波長選擇應(yīng)用薄膜，該薄膜是由在透明基材上沉積了降低透過薄膜的紅外能量層和部分阻攔光透過的金屬透明層，它可以防止反射光的相長和相消干涉，當它用于窗體上可以起到防眩的作用，該方法應(yīng)是化學(xué)沉積法；中國專利CN1538193A公開了一種抗?？狗瓷浔∧さ闹谱鞣椒?，該方法通過以單次涂布形成抗眩防反射膜，涂布物料樹脂和含氟硅化物粒子組成，簡化了膜的制作過程并具有硬膜功能但沒有敘述使用何種樹脂和含氟硅化物；中國專利CN1414401A公開了一種防眩光膜的制造方法，該方法是在透明基材上形成分散有漫射材料的透明基體層和表面不規(guī)則層，內(nèi)部漫射層中的漫射材料與透明基體的折射率不同，并通過電場得以取向，減少防眩光膜的閃耀提高可視性，該方法中的漫射材料和不規(guī)則物質(zhì)分別使用了聚苯乙烯微球和聚碳酸酯微球，基體樹脂選用UV可固化樹脂，該方法需要對漫射涂層膜進行施加電壓使漫射物質(zhì)取向后轉(zhuǎn)移到透明基材上，使得操作顯得煩瑣；中國專利CN1580831A公開了一種降低屏幕的白化現(xiàn)象而不犧牲抗眩性能的抗眩光學(xué)膜和其制備方法，其制造步驟包括先用氟化氫水溶液侵蝕玻璃表面制作具有精細不規(guī)則裂紋圖案的摸板，再由熱塑性樹脂或電離輻射固化樹脂將摸板上的不規(guī)則圖案轉(zhuǎn)移到透明基體上形成抗眩光膜。上述防眩光膜及其制備方法中，防眩光膜防劃傷能力低，干燥時間長，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防眩光薄膜，該膜具有防眩光防劃傷的功能，可以用于液晶顯示器件和其他顯示器件。
本發(fā)明的另一目的是提供該防眩光薄膜的制備方法，該方法工藝簡單、節(jié)能安全、對環(huán)境無污染、生產(chǎn)成本低。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種防眩光薄膜，它包括一個透明支持體以及涂在支持體上的防眩光層，其特別之處是，防眩光層的組分及含量按重量單位計為a.光固化預(yù)聚物 20～50份；b.活性稀釋劑20～50份；c.光引發(fā)劑 2～7份；d.無機納米金屬氧化物及二氧化硅 2～15份；e.有機聚合物微粉2～15份；f.助劑 1～5份；g.溶劑 2～20份；所述有機聚合物微份的粒經(jīng)選用1～6微米。
上述防眩光薄膜，其優(yōu)選組分及含量為
a.光固化預(yù)聚物 25～40份；b.活性稀釋劑 25～40份；c.光引發(fā)劑 3～5份；d.無機納米金屬氧化物及二氧化硅 5～10份；e.有機聚合物微粉 5～10份；f.助劑 2～3份；g.溶劑 2～15份。
上述防眩光薄膜，所述光固化預(yù)聚物是環(huán)氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。
上述防眩光薄膜，所述活性稀釋劑是雙官能團或三官能團丙稀酸酯。
上述防眩光薄膜，所述光引發(fā)劑為自由基型光引發(fā)劑。
上述防眩光薄膜，所述自由基光引發(fā)劑為安息香雙甲醚、1-羥基環(huán)己基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙酮、二苯甲酮或它們的混合物。
上述防眩光薄膜，所述無機納米金屬氧化物是納米二氧化錫、納米二氧化鋯、納米氧化銻或納米氧化鈦。
上述防眩光薄膜，所述有機聚合物微粉是聚苯乙烯微粉、聚氯乙烯微粉、聚甲基丙稀酸甲酯微粉或聚碳酸酯微粉。
一種防眩光薄膜的制備方法，其制備步驟為將光固化預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和溶劑混合攪拌溶解；然后加入助劑、無機納米金屬氧化物及二氧化硅和有機聚合物微粉，攪拌分散均勻，得到涂布液；將涂布液以刮板涂布或凹板涂布方式布于支持體上，在60℃～80℃下干燥，再用紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。
本發(fā)明的原理在于無機納米金屬氧化物顆粒具有不規(guī)則的表面形狀，涂于薄膜形成均勻的涂層，當光線照射到這些顆粒上時，部分光線被不規(guī)則的表面向不同方向折射，減小光線的直接照射；有機聚合物微粉具有球型狀態(tài)，這類聚合物微球是透明的，可以允許光線穿過，但由于聚合物的折射率與涂層介質(zhì)的折射率不同，當光線穿過時，聚合物微球的表面相當于一個小透鏡而使部分光線發(fā)生散射，這種性能減小了光線的直接照射，當用于顯示器時可減少眼睛的疲勞感。這些無機納米金屬氧化物和有機聚合物微粉形成單分散涂層時光線透過率高，不會對顯示器的亮度造成損失，但其涂層使薄膜具有一定的霧度，起到防眩光的作用。
本發(fā)明中，防眩光薄膜的透明支持體可以是三醋酸纖維素酯薄膜(TAC)、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)、聚碳酸酯薄膜等，優(yōu)選三醋酸纖維素酯薄膜(TAC)、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)。作為防眩光薄膜的支持體，要求其具有良好的幾何穩(wěn)定性和優(yōu)良的光學(xué)性能如高透光率，對其不需進行任何前期處理。
在本發(fā)明中防眩光的物質(zhì)主要是無機納米金屬氧化物和有機聚合物微粉，為了使其發(fā)揮作用，在配方和用量上進行了大量試驗，有機聚合物微份的粒經(jīng)可選用1～6微米，使無機納米金屬氧化物顆粒和有機聚合物微份的組合使用恰到合適，涂布得到的膜材料起到防眩光作用。
無機納米金屬氧化物和有機聚合物微粉可分散在含有粘合劑的水性介質(zhì)、熱溶型樹脂或光固化樹脂體系中。為了使防眩光涂層獲得抗劃傷能力，本發(fā)明中分散介質(zhì)選擇的是光固化樹脂體系，因為光固化所選用的樹脂和活性稀釋劑一般是多官能團的不飽和基團，對無機納米金屬氧化物和有機聚合物微粉有良好的潤濕分散性能，經(jīng)紫外光照射固化后交聯(lián)密度高，形成的膜透光性好、交聯(lián)密度高、抗劃傷性能好。本發(fā)明使用的光固化預(yù)聚物為含有雙鍵的不飽和化合物，包括環(huán)氧丙稀酸酯、聚氨酯丙稀酸酯、聚酯丙稀酸酯等紫外光固化預(yù)聚物樹脂，優(yōu)選環(huán)氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。如雙酚A環(huán)氧二丙稀酸酯(商品名稱UVE3216、UVE3220等)；脂肪族聚氨酯二丙稀酸酯(商品名稱UVU6221、UVU6609等)；聚酯丙稀酸酯樹脂是聚酯二丙稀酸酯(商品名稱UVP9200等)?；钚韵♂寗┦请p官能團或三官能團丙烯酸酯，如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、1.6-己二醇二丙稀酸酯(HDDA)等多丙烯酸酯單體。這些光固化預(yù)聚物和活性稀釋劑可從市場上得到。
本發(fā)明的光引發(fā)劑可采用輻射固化工業(yè)領(lǐng)域常用的各種光引發(fā)劑，優(yōu)選自由基型光引發(fā)劑。自由基型光引發(fā)劑所產(chǎn)生的自由基可以引起體系的自由基聚合反應(yīng)從而固化。不同結(jié)構(gòu)的光引發(fā)劑有著不同的吸收光譜和自由基活性，選擇與光源光譜能量分布較為匹配的光引發(fā)劑將大大提高固化速度。自由基型光引發(fā)劑的例子包括苯乙酮類，如苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1，1-二氯苯乙酮、1-羥基苯乙酮、1-羥基環(huán)己基苯乙酮(Irgacure 184)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙酮(1173)等；二苯酮類如二苯甲酮等；安息香衍生物，如安息香乙醚、安息香雙甲醚(Irgacure651)等。優(yōu)選安息香雙甲醚、1-羥基環(huán)己基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙酮、二苯甲酮或其混合物。
為了提高抗眩光層的涂布性能和穩(wěn)定性，抗眩光層的涂布配方中需要加入一些助劑，如消泡劑、流平劑、分散劑等，其中消泡劑可以為德國BYK公司的BYK088，流平劑可以為德國BYK公司的BYK373，分散劑可以是德國BYK公司的ATU。
本發(fā)明中的溶劑可選用有機溶劑如甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、乙醇、異丙醇等。
本發(fā)明的制備方法為取一定量的光固化預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和溶劑，放入燒杯中混合攪拌溶解；然后再加入一定量的助劑、無機納米金屬氧化物及二氧化硅和有機聚合物微粉，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將涂布液以刮板涂布或凹板涂布方式布在支持體上，在60℃～80℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-1照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。
本發(fā)明提供的防眩光薄膜具有防眩光防劃傷的功能，可用于液晶顯示器件和其他需要顯示器件，其制備方法工藝簡單、節(jié)能安全、對環(huán)境無污染、生產(chǎn)成本低。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1雙酚A環(huán)氧二丙稀酸酯UVE3216 20份1.6-己二醇二丙稀酸酯(HDDA) 20份三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)20份安息香雙甲醚(Irgacure 651) 2份納米二氧化鋯...................1份二氧化硅.......................1份聚甲基丙稀酸甲酯微粉...........15份BYK088.........................1份BYK373.........................1份ATU............................3份甲苯...........................15份將20份雙酚A環(huán)氧二丙稀酸酯UVE3216、20份1.6-己二醇二丙稀酸酯(HIDA)、20份三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、2份安息香雙甲醚(Irgacure 651)和15份甲苯，放入燒杯中攪拌溶解，然后加入5份助劑(3份ATU、1份BYK088、1份BYK373)，1份納米二氧化鋯、1份二氧化硅、15份聚甲基丙稀酸甲酯微粉，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將上述涂布液刮涂于三醋酸纖維素酯薄膜(TAC)上，然后在80℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-2照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。測其性能，見表一。
實施例2雙酚A環(huán)氧二丙稀酸酯UVE3220..........................50份三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA).....................15份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)......15份1-羥基環(huán)己基苯乙酮(Irgacure 184)..............4份納米二氧化錫..................................3份二氧化硅......................................5份聚氯乙烯微粉..................................5份BYK088........................................0.5份BYK373........................................0.5份ATU...........................................1份丙酮..........................................2份將50份雙酚A環(huán)氧二丙稀酸酯UVE3220、15份三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)、15份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、4份1-羥基環(huán)己基苯乙酮(Irgacure 184)和2份丙酮，放入燒杯中攪拌溶解，然后加入2份助劑(1份ATU、0.5份BYK088、0.5份BYK373)、納米二氧化錫5份、二氧化硅5份；聚氯乙烯微粉2份，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將上述涂布液凹板涂于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)上，然后在70℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-1照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。測其性能，見表一。
實施例3肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6221)................25份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA).....................25份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)....................25份2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)............2份安息香雙甲醚(Irgacure 651)...................3份納米二氧化錫.................................2份二氧化硅.....................................3份聚苯乙烯微粉.................................7份BYK088.......................................0.5份BYK373.......................................0.5份ATU..........................................2份異丙醇.......................................5份將25份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6221)、25份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、25份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、2份2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)、3份安息香雙甲醚(Irgacure651)和5份異丙醇，放入燒杯中攪拌溶解，然后加入3份助劑(2份ATU、0.5份BYK088、0.5份BYK373)、納米二氧化錫2份、二氧化硅3份；聚苯乙烯微粉7份，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將上述涂布液凹板涂于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)上，然后在70℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-2照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。測其性能，見表一。
實施例4肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)....................40份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA).........10份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)........................10份1-羥基環(huán)己基苯乙酮(Irgacure 184).................3.5份二苯甲酮.........................................3.5份納米氧化鈦.......................................6份二氧化硅.........................................4份聚氯乙烯微粉.....................................10份BYK088...........................................0.25份BYK373...........................................0.25份ATU..............................................0.5份丁酮.............................................10份將40份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)、10份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、10份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、3.5份1-羥基環(huán)己基苯乙酮(Irgacure 184)、3.5份二苯甲酮和10份丁酮，放入燒杯中攪拌溶解，然后加入1份助劑(0.5份ATU、0.25份BYK088、0.25份BYK373)、納米氧化鈦6份、二氧化硅4份；聚氯乙烯微粉10份，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將上述涂布液凹板涂于三醋酸纖維素酯薄膜(TAC)上，然后在60℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-1照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。測其性能，見表一。
實施例5肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)...................30份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA).......................10份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)........15份
2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)..........5份二苯甲酮...................................1.5份納米氧化銻.................................7份二氧化硅...................................8份聚碳酸酯微粉...............................2份BYK088.....................................1份BYK373.....................................1份ATU........................................2份丁酮.......................................20份將30份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)、15份乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、10份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、1.5份2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)、1.5份二苯甲酮和20份丁酮，放入燒杯中攪拌溶解，然后加入4份助劑(2份ATU、1份BYK088、1份BYK373)、納米氧化銻7份、二氧化硅8份；聚碳酸酯微粉2份，攪拌分散均勻，靜止脫泡，得到涂布液；將上述涂布液凹板涂于三醋酸纖維素脂薄膜(TAC)上，然后在60℃下干燥，再用1kw高壓汞燈，以80W.cm-1照度的紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。測其性能，見表一。
表一 性能測試結(jié)果

固化條件1KW高壓汞燈，照度80W.cm-1；硬度測試按GB6739-86方法測試；附著力測試按GB9286-88方法測試；透光率、霧度采用WGT-S透光率/霧度測定儀(上海)測試；光澤度采用XGP便攜式鏡向光澤度計(天津)測試。
權(quán)利要求
1.一種防眩光薄膜，它包括一個透明支持體以及涂在支持體上的防眩光層，其特征是，防眩光層的組分及含量按重量單位計為a.光固化預(yù)聚物20～50份；b.活性稀釋劑 20～50份；c.光引發(fā)劑2～7份；d.無機納米金屬氧化物及二氧化硅2～15份；e.有機聚合物微粉 2～15份；f.助劑1～5份；g.溶劑2～20份；所述有機聚合物微份的粒經(jīng)選用1～6微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防眩光薄膜，其特征是，其優(yōu)選組分及含量為a.光固化預(yù)聚物25～40份；b.活性稀釋劑 25～40份；c.光引發(fā)劑3～5份；d.無機納米金屬氧化物及二氧化硅5～10份；e.有機聚合物微粉 5～10份；f.助劑2～3份；g.溶劑2～15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防眩光薄膜，其特征是，所述光固化預(yù)聚物是環(huán)氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防眩光薄膜，其特征是，所述活性稀釋劑是雙官能團或三官能團丙稀酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防眩光薄膜，其特征是，所述光引發(fā)劑為自由基型光引發(fā)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防眩光薄膜，其特征是，所述自由基光引發(fā)劑為安息香雙甲醚、1-羥基環(huán)己基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、二苯甲酮或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防眩光薄膜，其特征是，所述無機納米金屬氧化物是納米二氧化錫、納米二氧化鋯、納米氧化銻或納米氧化鈦。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防眩光薄膜，其特征是，所述有機聚合物微粉是聚苯乙烯微粉、聚氯乙烯微粉、聚甲基丙稀酸甲酯微粉或聚碳酸酯微粉。
9.一種如權(quán)利要求1所述的防眩光薄膜的制備方法，其特征在于，它按如下步驟進行將光固化預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和溶劑混合攪拌溶解；然后加入助劑、無機納米金屬氧化物及二氧化硅和有機聚合物微粉，攪拌分散均勻，得到涂布液；將涂布液以刮板涂布或凹板涂布方式布在支持體上，在60℃～80℃下干燥，再用紫外光照射固化，得到防眩光薄膜。
全文摘要
一種防眩光薄膜及其制備方法，它包括一個透明支持體以及涂在支持體上的防眩光層，所述防眩光層組分及含量按重量單位計為光固化預(yù)聚物20～50；活性稀釋劑20～50；光引發(fā)劑2～7；無機納米金屬氧化物及二氧化硅2～15；有機聚合物微粉2～15；助劑1～5；溶劑2～20；將上述光固化預(yù)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和溶劑混合攪拌溶解；然后加入助劑、無機納米金屬氧化物及二氧化硅和有機聚合物微粉，攪拌得到涂布液，而后涂布在支持體上，在60℃～80℃下干燥，再用紫外光固化，即得防眩光薄膜。本發(fā)明具有防眩光防劃傷功能，可用于液晶顯示器件和其他顯示器件。其制備方法工藝簡單、節(jié)能安全、對環(huán)境無污染、生產(chǎn)成本低。
文檔編號G02B1/10GK1746702SQ200510012878
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者秦長喜, 丁雪佳 申請人:中國樂凱膠片集團公司, 北京化工大學(xué)