CN101299073B - 一种抗污性防眩光膜 - Google Patents

Abstract

一种抗污性防眩光膜，该防眩光膜包括透明支持体和防眩硬涂层，所述防眩硬涂层的组分及含量按重量单位计为：紫外光固化树脂15～85份；光引发剂1～15份；有机硅改性聚丙稀酸酯0.1～10份；防眩粒子0.5～10份；溶剂15～80份。本发明能有效抑制灰尘及油污等污垢附着至膜的表面上，并且能够容易的将附着的污垢擦掉，特别是这种抗污性具有永久性，同时还能够保持防眩光性、抗刮性和耐磨性。

Description

一种抗污性防眩光膜

技术领域

本发明涉及一种用于显示装置的具有抗污特性的防眩光膜。

背景技术

迄今为止，防眩光膜主要用于表面的保护和防止在各种图像显示装置如LCD(液晶显示器)，触板，CRT(阴极射线管)，PDP(等离子体显示板)，EL(场效发光显示器)和光盘中的眩光和反射。

触板用作近年来广泛使用的便携式信息终端设备的输入装置。触板是通过手指或笔直接接触显示器的表面而输入数据的装置，整个触板的约90％是抗性薄膜型触板。日常使用过程中，常常遇到的问题是：(1)触板表面极易划伤；(2)触板表面容易被手印、水汽、灰尘等粘污；(3)外界光在表面的“眩光刺眼”。

为提供阻止灰尘的附着并除去附着的灰尘，经常的做法是，将氧硅烷基化合物或氟基化合物添加至具有防眩硬涂层的常规防眩光膜中，所述防眩硬涂层通过紫外光固化而形成并载于基材上。然而，上面获得的高度防水表面总是不抑制指印的附着，并且使附着的指印更清晰可见。上述技术仅仅能够用于抑制日常生活中使用材料如食物和化妆品的附着，并能够容易地将这些材料除去。常规的抗污性防眩光膜的缺点在于，在用手指输入操作之后指印将附着至薄膜上，并且附着的指印不容易被擦掉。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种抗污性防眩光膜，该防眩光膜将抑制在通过手指的输入操作期间使指印附着至表面上，并且能够容易地将附着的灰尘和指印擦掉，同时还能够保持常规的抗刮性和抗磨性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种抗污性防眩光膜，包括透明支持体和防眩硬涂层，其改进在于，所述防眩硬涂层的组分及含量按重量单位计为：

紫外光固化树脂          15～85份；

光引发剂                1～15份；

有机硅改性聚丙稀酸酯        0.1～10份；

防眩粒子                    0.5～10份；

溶剂                        15～80份。

上述抗污性防眩光膜，所述防眩硬涂层的组分及含量按重量单位计为：

紫外光固化树脂             20～70份；

光引发剂                   5～10份；

有机硅改性聚丙稀酸酯       0.5～5份；

防眩粒子                   0.8～5份；

溶剂                       20～60份。

上述抗污性防眩光膜，所述有机硅改性聚丙稀酸酯是含羟基的有机硅改性聚丙稀酸。

上述抗污性防眩光膜，所述防眩粒子是粒径为0.1～10微米的二氧化硅粒子。

上述抗污性防眩光膜，所述防眩硬涂层的厚度与防眩粒子粒径的比例为0.8～1.5。

上述抗污性防划伤膜，所述溶剂是乙酸乙酯、乙醇、甲苯、丁酮、乙基溶纤素、丁基溶纤素或其组合物。

上述抗污性防眩光膜，所述防眩硬涂层与水的静态接触角为100～110°。

本发明提供的抗污性防划伤膜包括透明支持体和涂布在支持体上的防眩硬涂层，其中，防眩硬涂层可借助将包含用于形成防眩硬涂层的涂布液涂布在支持体的一个或两个面上，并利用紫外光使形成的涂层固化而形成。

用于抗污性防眩光膜的透明支持体可以从常规的塑料薄膜中选择。塑料薄膜的例子包括：聚酯薄膜，如聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁二酯和聚萘二甲酸亚乙酯薄膜，聚乙烯薄膜，聚丙烯薄膜，玻璃纸，二乙酰基纤维素薄膜，三乙酰基纤维素薄膜，丁酸乙酰基纤维素薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚偏氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜，聚苯乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜，聚甲基戊烯薄膜，聚砜薄膜，聚醚醚酮薄膜，聚醚砜薄膜，聚醚酰亚胺薄膜，氟树脂薄膜，聚酰胺薄膜，丙烯酸树脂薄膜，聚氨酯树脂薄膜，降冰片烯-基聚合物薄膜，环烯烃-基聚合物薄膜，环状共轭二烯-基聚合物薄膜和乙烯基酯环族烃聚合物薄膜。优选聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，三乙酰基纤维素薄膜，聚碳酸酯薄膜或降冰片烯-基聚合物薄膜。

对透明支持体的厚度没有特别的限制，通常，所述厚度在20-300微米，优选在50-250微米的范围内。当该厚度小于20微米时，机械强度将不够，并且将有这样的可能性，即当抗污性防眩光膜用于触板时，通过笔输入的变形将太大并且耐久性不够；当厚度超过300微米时，当抗污性防眩光膜用于触板时，使薄膜变形所需的压力将增加。因此，在上诉范围之外的厚度不可取的。

如果需要的话，可以对透明支持体的一个或两个表面可以用底涂层进行处理或进行表面处理，如氧化或形成粗糙表面，以便增强表面上布置的各层的附着力。通过氧化进行表面处理的例子包括：电晕放电处理，利用铬酸的处理(湿法)，利用火焰的处理，利用加热空气的处理，或在臭氧存在下利用紫外线的照射处理。形成粗糙面处理的例子包括：喷砂处理和利用溶剂的处理。表面处理根据基质表面的种类进行适当选择。通常，从作用和可操作性考虑，优选电晕放电处理。

作为用于形成本发明抗污性防眩光膜的防眩硬涂层的紫外光固化型树脂，可以使用常规的树脂而没有任何限制，其包括可紫外光固化的预聚物和单体。可紫外光固化预聚物包括自由基引发聚合型预聚物和阳离子聚合型预聚物，如环氧丙烯酸酯，聚氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯等。紫外光固化预聚物可以单独使用或两种或多种结合使用；可紫外光固化单体包括多官能丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸1，4-丁二醇酯，(甲基)丙烯酸1，6-己二醇酯，二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯，二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯，己二酸(甲基)丙烯酸新戊二醇酯，二(甲基)丙烯酸二环戊基酯，三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯，三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯，三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯，和用己内酯改性的六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯。上述紫外光固化单体可以单独使用或两种或多种组合使用；可紫外光固化单体可以与上面描述的可紫外光固化预聚物结合使用。

适合本发明的光引发剂，可以选自紫外光固化领域的公知的光引发剂，它们可以是1-羟基-环己基苯酮(Irgacure184)、安息香二甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1(Irgacure1173)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(Irgacure 907)、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)、异丙基硫杂蒽酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮(4-BPZ)、苯甲基二甲基氨基乙酯、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯或它们的混合物，优选1-羟基-环己基苯酮(Irgacure184)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1(Irgacure 1173)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(Irgacure 907)或它们的混合物。

本发明提供的抗污性防眩光膜的抗污性能通过防眩型硬涂层中的有机硅改性聚丙稀酸酯得以实现，本发明中使用的有机硅改性聚丙稀酸酯，当其用量低于0.1重量份时，添加的有机硅改性聚丙稀酸酯的作用将不明显；当其用量超过10重量份时，本发明的防眩光硬涂层的性能将变差，因此，超出上述范围的用量，作为用于本发明有机硅改性的聚丙稀酸酯的用量是不合适的。优选的是，有机硅改性的聚丙稀酸酯的用量在0.5-8重量份的范围内，只要满足上述条件，可以使用任何常规的有机硅改性的聚丙稀酸酯，优选含羟基的有机硅改性丙烯酸酯，例如BYK 486，Levaslip352，BYK 436等。

本发明的有机硅改性的丙烯酸酯能依靠它的表面活性而迁移到涂膜的表面。这种有机硅改性聚丙稀酸酯能通过它的伯羟基而交联在基料树脂的网状结构中。这样，此助剂就永久性地固定在涂膜的表面。由有机硅提供的特定的表面性能也能维持长久。使涂膜表面既能疏水又能疏油，这介积了它能使涂膜呈现低沾污性和易清洗性能。涂膜的抗水性提高了，避免了泛白性。也可用于提高涂膜的抗乱涂乱写性和胶粘带易剥离性。此外，还能提高涂料的底材润湿性，流平性和表面滑爽性。

就本发明抗污性防眩光膜的防眩光硬涂层的防眩性而言，防眩光硬涂层中的防眩粒子选用粒径为0.1～10微米的二氧化硅粒子，涂层的厚度与防眩粒子粒径的比例为0.8～1.5。当防眩光硬涂层的厚度与防眩粒子粒径的比例为小于0.8，涂层表面的防眩粒子“裸露”过多，造成“发白”现象，直接影响清晰度；当防眩光硬涂层厚度与防眩粒子粒径的比例为大于1.5时，造成防眩粒子被“包埋”在涂层中，涂层形成不了合适的“凹凸表面”，其防眩性能低下。

本发明中使用的溶剂可以使用常规的有机溶剂而没有限制，可以使用酯族烃如己烷，庚烷和环己烷；芳烃如甲苯和二甲苯；卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷；醇类如甲醇，乙醇，丙醇和丁醇；酮类如丙酮，丁酮，甲基乙基酮，2-戊酮，和异佛尔酮；酯如乙酸乙酯和醋酸丁酯；以及溶纤剂基溶剂如乙基溶纤剂。这些溶剂可以单独使用或以两种或多种组合使用。为了保证良好的涂膜表观及考虑对体系其他组分的溶解性，优选乙酸乙酯、环己烷、乙醇、甲苯、丁酮、丙酮、乙基溶纤素或其组合物。

本发明提供的抗污性防眩光膜可以通过下述方法得到：

将防眩光硬涂层配方中的各个组分按照其相应的份数加到容器中搅拌，得到涂布液，将涂布液涂布在透明支持体上，通过紫外光固化，得到抗污性防划伤膜。

涂布液的浓度和粘度可根据本发明的目的进行适当选择。

只要能够形成本发明中的硬涂层，对形成本发明中硬涂层的涂布方法没有特别的限制，可以使用常规的方法，如棒涂法，刮刀涂布法，Mayer棒涂法，辊涂法，刮板涂布法，口模涂布法和凹版涂布法来形成涂层。

作为用于本发明硬涂层中紫外光固化树脂固化的紫外线可从高压汞灯，融合H灯或氙灯获得。通常，用于照射的光量在100-500mj/cm²的范围内。

就本发明提供的抗污性防眩光膜中的防眩光硬涂层的硬度而论，当铅笔硬度为H或更高时，能够给抗污性防眩光膜提供足够的抗刮划性。优选的是，防眩型硬涂层的铅笔硬度为3H或者更高，以便更充分地显示出抗刮性。在2-20微米范围之内选择防眩型硬涂层的厚度，当厚度小于2微米时，抗污性防眩光膜的抗刮性将不能充分显示出；当厚度超过20微米时，有时候将形成裂纹并且该厚度对于生产也是不利的，优选的是，防眩型硬涂层厚度在2-15微米的范围内。

就本发明的防眩光膜的抗污性而论，理想的是，其涂层兼具有低表面能和耐候性(例如，抗磨性)，同时保持光学透明性。表面能可以采用多种方法表征，例如，采用涂膜表层与水的静态接触角来表征表面能。本发明提供的抗污性防眩光膜的防眩硬涂层与水的静态接触角为100～110°。低表面能会使得外露表面具有耐脏性。

本发明获得抗污性防眩光膜，抑制了在手指输入操作期间将指印附着至表面上，并且能够容易地将附着的灰尘如指印擦掉，同时保持常规防眩光膜的抗刮性和耐磨性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不局限于此。

实施例1

二季戊四醇五、六丙烯酸酯            50份；

BYK-486                             1.5份；

二氧化硅粒子(型号720)               3.0份；

Irgacure 1173                       6.0份；

丁酮                                20份；

异丙醇                              20份。

向50重量份的二季戊四醇五、六丙烯酸酯(DPHA，日本化药)(固体组分浓度：100％)中，添加1.5重量份含羟基官能团的有机硅改性聚丙稀酸酯BYK-486(德国毕克公司)，同时添加3.0重量份、平均粒径为3.0微米的二氧化硅粒子(德国德固萨公司，型号720)。用20份丁酮和20份异丙醇的混合溶剂稀释上述混合物，进行高剪切分散30分钟，分散后添加4重量份的光引发剂Irgacure 1173(南京捷安化工有限责任公司)，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在80℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为4.0微米，厚度与防眩粒子粒径比例为1.33。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

实施例2

三、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯            30份；

BYK 436                                 0.8份；

二氧化硅粒子(型号720)                   1.5份；

184                                     5份；

丁酮                                    33份；

乙基溶纤素                              30份。

向30重量份的三、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯(宜兴宏辉化工有限公司)中，添加0.8重量份含羟基官能团的有机硅改性聚丙稀酸酯BYK-486(德国毕克公司)，同时添加1.5重量份、平均粒径为3.0微米的二氧化硅粒子(德国德固萨公司，型号720)。用33份丁酮和30份乙基溶纤素的混合溶剂稀释上述混合物，进行高剪切分散50分钟，分散后添加5重量份的光引发剂184(常州华钛公司)，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在80℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为4.2微米，厚度与防眩粒子粒径比例为1.4。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

实施例3

二季戊四醇五、六丙烯酸酯            35份；

聚氨酯丙烯酸酯                      30份；

BYK 486                             1.5份；

二氧化硅粒子(津院3#)                2.5份；

Irgacure 1173                       6.0份；

丁酮                                13份；

异丙醇                              13份。

向35重量份的二季戊四醇五、六丙烯酸酯和30重量份聚氨酯丙烯酸酯中，添加1.5重量份含羟基官能团的有机硅改性聚丙稀酸酯BYK-486，同时添加2.5重量份、平均粒径为5.6微米的二氧化硅粒子津院3#(天津化工研究院制造)。用13份丁酮和13份异丙醇的混合溶剂稀释上述混合物，进行高剪切分散40分钟，分散后添加6重量份的光引发剂Irgacure 1173，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在80℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为4.5微米，厚度与防眩粒子粒径比例为0.8。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

实施例4

聚氨酯丙烯酸树脂                 20份；

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯           40份；

BYK 436                          3份；

二氧化硅粒子(津院3#)             4份；

Irgacure 1173                    9份；

丁酮                             24份。

向40重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(宜兴市宏辉化工有限公司)和20重量聚氨酯丙烯酸树脂(江苏三木公司)混合树脂中，添加3重量份含羟基官能团的有机硅改性聚丙稀酸酯BYK-486，同时添加4重量份、平均粒径为5.0微米的二氧化硅粒子津院3#(天津化工研究院制造)。用24份丁酮稀释上述混合物，进行高剪切分散40分钟，分散后添加9重量份的光引发剂Irgacure 1173，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在80℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为4.5微米，厚度与防眩粒子粒径比例为0.9。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

实施例5

二季戊四醇五、六丙烯酸酯            15份；

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯              15份；

Levaslip 352                        1.0份；

硅胶微粒(100 P)                     1.0份；

Irgacure 1173                      5份；

丁酮                               43份；

乙酸乙酯                           20份。

向15份二季戊四醇五、六丙烯酸酯和15份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，添加1重量份Levaslip 352(德谦公司)和1.0重量份、平均直径为2.5微米的硅胶微粒(由天津化工研究院制造；100P)，5份Irgacure 1173，同时添加43份丁酮和20份乙酸乙酯，进行高剪切分散，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在80℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为3.7微米，厚度与防眩粒子粒径比例为1.5。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

对比例1

二季戊四醇五、六丙烯酸酯      50份；

二氧化硅粒子(型号720)         3.0份；

Irgacure 1173                 6.0份；

丁酮                          21份；

异丙醇                        21份。

向50重量份的二季戊四醇五、六丙烯酸酯(DPHA，日本化药)(固体组分浓度：100％)中，添加3.0重量份、平均粒径为3.0微米的二氧化硅粒子(德国德固萨公司，型号720)。用21份丁酮和21份异丙醇的混合溶剂稀释上述混合物，进行高剪切分散30分钟，分散后添加6重量份的光引发剂Irgacure 1173(南京捷安化工有限责任公司)，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在60℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

对比例2

二季戊四醇五、六丙烯酸酯           35份；

聚氨酯丙烯酸酯                     30份；

BYK 486                            1.5份；

二氧化硅粒子(型号690)             2.5份；

Irgacure 1173                     6.0份；

丁酮                              13份；

异丙醇                            13份；

向35份二季戊四醇五、六丙烯酸酯和30份聚氨酯丙烯酸酯中，添加1.5重量份BYK 486和2.5重量份、平均粒径为7微米的二氧化硅(北京航天赛德粉体有限公司；型号690)，6份Irgacure1173，同时添加13份丁酮和13份异丙醇，进行高剪切分散，得到涂布液。

将得到的涂布液涂布到厚度为80微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一个面上。在70℃对形成的涂层干燥1分钟之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成防眩型硬涂层。固化后防眩型硬涂层的厚度为4.5微米，厚度与防眩粒子粒径比例为0.64。得到抗污性防眩光膜，测其性能结果(见表1)。

表1性能结果

表中的各项性能采用下述测定方法：

(1)透光率(Tt)

利用紫外分光光度计(由日立公司制造，型号：“U3000”)测试。

(2)雾度

利用由上海精密科学仪器有限公司制造的透光率、雾度测定仪(WGT-S型)，测量雾度。

(3)接触角

利用接触角计[由上海中辰科技有限公司制造，型号：“JC200C1”]，根据液滴法测量接触角，在液滴法中，将2毫米直径的净化水液滴至于防眩型硬涂层的表面上，并测量防眩型硬涂层和净化水表面之间的接触角。

(4)指印附着的防污性能：

按如下法评估指印附着的防污性能：将用于评估的抗污性防眩光膜至于黑板上，使防眩型硬涂层放置在上面；将手指慢慢地压在防眩型硬涂层的表面上；并检查是否看得见附着的指印。该检查通过随机选择的10个人进行。通过看见指印的人的数量来评估防止附着指印的性能，其中最多指印数为10。尽管指印附着的趋势根据个人有所不同，但由于10个人是随机选择测试的，因此，上述测试被认为是指印附着平均趋势的测试。

(5)指印擦拭性能：

当在指印附着防止性能的测试中可见附着的指印时，进行擦掉指印性能的测试，并按如下进行评估：让10个人每人用干净棉布擦拭，完全擦掉为A、少数残余为B、未擦拭掉为C。

(6)铅笔硬度：

根据国标GB/T6739-1996标准方法，利用通过铅笔刮擦的涂膜硬度测试仪[由上海Pushen有限公司；型号：“BY”]测量铅笔硬度。

(7)防眩性能：

采用乐凯公司防眩度测试方法——AG法，具体方法是将一点光源照射测试样片，于一定距离(2米)获取投影，点光源在投影处成不同圆面积大小的面光源，通过软件测试该投影面光源从中心点至边缘光强度的分布作出一曲线，取20％和80％两点处作一直线，计算该直线的斜率K，将斜率K定义为防眩度，防眩度值越小，说明防眩性能越好。

Claims (5)

1.一种抗污性防眩光膜，包括透明支持体和防眩硬涂层，其特征是，所述防眩硬涂层的组分及含量按重量单位计为：

紫外光固化树脂            15～85份；

光引发剂                  1～15份；

有机硅改性聚丙烯酸酯      0.1～10份；

防眩粒子                  0.5～10份；

溶剂                      15～80份；

所述有机硅改性聚丙烯酸酯是含羟基的有机硅改性聚丙烯酸酯；

所述防眩粒子是粒径为0.1～10微米的二氧化硅粒子。

2.根据权利要求1所述的抗污性防眩光膜，其特征是，所述防眩硬涂层的组分及含量按重量单位计为：

紫外光固化树脂            20～70份；

光引发剂                  5～10份；

有机硅改性聚丙烯酸酯      0.5～5份；

防眩粒子                  0.8～5份；

溶剂                      20～60份。

3.根据权利要求1或2所述的抗污性防眩光膜，其特征是，所述防眩硬涂层的厚度与防眩粒子粒径的比例为0.8～1.5。

4.根据权利要求3所述的抗污性防眩光膜，其特征是，所述溶剂是乙酸乙酯、乙醇、甲苯、丁酮、乙基溶纤素、丁基溶纤素或其组合物。

5.根据权利要求4所述的抗污性防眩光膜，其特征是，所述防眩硬涂层与水的静态接触角为100～110°。