CN101784383B - 铸塑丙烯酸树脂膜的方法和垫圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法，该方法包括下列步骤：将丙烯酸树脂膜的材料注入由一对基板和设置在这对基板之间的垫圈形成的空间内；和固化该丙烯酸树脂膜材料。所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率不小于10％，或者所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率。

Description

铸塑丙烯酸树脂膜的方法和垫圈

技术领域

本发明涉及一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法和垫圈。更具体而言，本发明涉及铸塑厚度不超过1mm的丙烯酸树脂膜的方法和垫圈。本申请要求于2007年8月23日在KIPO提交的韩国专利申请No.10-2007-0084994的优先权，该专利申请的公开内容全部以引用的方式并入本文。

背景技术

如图1和2所示，丙烯酸树脂膜的常规铸塑方法如下进行：在由玻璃等制备的两片单元铸塑板之间加入用于控制丙烯酸树脂膜厚度的软的或硬的垫圈，将其密封，填充聚合原材料，在恒温水浴或烘箱中将其固化，然后分离该膜。

使用上述方法制备厚度大于1mm的膜时没有问题，但是，当制备厚度不超过1mm的薄型膜时，存在的问题在于，当膜固化时在膜上会形成褶皱或者由于膜表面平整度的变化导致膜变形。特别是，作为形成丙烯酸树脂膜的材料，当仅将单体直接注入到模具中进行铸塑时，与使用溶解在少量单体中的聚合物料浆的情况相比，将膜聚合并固化会收缩得更多，因此，难以实现厚度均匀。但是，当使用单体成形膜时，因为与使用聚合物的情况相比存在可以增加膜密度的优点，所以需要开发一种技术来使用单体制备厚度不超过1mm的膜，同时不产生上述问题。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明人进行了深入的研究以防止在使用铸塑法制备薄型丙烯酸树脂膜时发生膜的变形，研究结果发现，通过控制垫圈(其为铸塑模具的构成元件)的收缩率，可以制备一种薄型丙烯酸树脂膜，从而确保实现预定的厚度和平整度。

因此，本发明的目的在于提供一种铸塑具有平整表面和预定厚度的薄型丙烯酸树脂膜的方法和垫圈。

技术方案

本发明提供了一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其包括如下步骤：将丙烯酸树脂膜的材料注入由一对基板和设置在这对基板之间的垫圈形成的空间内，并固化该丙烯酸树脂膜材料。所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率不小于10％。

另外，本发明提供了一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其包括如下步骤：将丙烯酸树脂膜的材料注入由一对基板和设置在这对基板之间的垫圈形成的空间内；和固化该丙烯酸树脂膜材料。所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率。

另外，本发明提供了一种铸塑垫圈，其中，当铸塑丙烯酸树脂膜时，该垫圈在在固化后的收缩率不低于10％。

另外，本发明提供了一种铸塑丙烯酸树脂膜的垫圈，其中，当铸塑丙烯酸树脂膜时，该垫圈在固化后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率。

有益效果

在本发明中，当使用铸塑法制备丙烯酸树脂膜时，通过控制为模具构成元件的垫圈的收缩率，可以制备厚度不超过1mm的薄型丙烯酸树脂膜以确保实现预定的厚度和平整度。

附图说明

图1是一个分解透视图，显示用于铸塑丙烯酸树脂膜的两个基板和设置在这两个基板之间的垫圈的排列顺序。

图2是一个横截面图，显示用于铸塑丙烯酸树脂膜的两个基板和设置在这两个基板之间的垫圈的分层状态。

具体实施方式

以下，将详细地描述本发明。

在本发明中，垫圈的收缩率基于该垫圈的体积，并且特别优选该垫圈是在厚度方向上适当地收缩。

在本发明中，通过控制一对基板(当铸塑丙烯酸树脂膜时作为该膜的模具)以及垫圈的收缩率，可以制备厚度不超过1mm的薄型丙烯酸树脂膜，使得其表面平整且确保得到预定的厚度。

根据本发明的一个实施方式，作为垫圈，可以使用在固化步骤后收缩率不小于10％的垫圈。具体而言，通过在外部空气停止流入的封闭状态下的自由基聚合来固化和制备丙烯酸树脂膜。在固化步骤中，发生丙烯酸树脂的收缩，并且在目前的加工体系中，发生约10％的收缩。当为厚度不超过1mm的薄型丙烯酸树脂膜时，如果如上所述的丙烯酸树脂的收缩不能由垫圈的收缩率得到补偿，就会在膜的表面上形成褶皱。因此，通过使用收缩率不小于10％的垫圈，可以得到具有优异的表面状态且厚度不超过1mm的丙烯酸树脂膜。但是，如果使用收缩率大于50％的垫圈，通过在聚合中在丙烯酸酯分子之间渗透包含在垫圈中的气泡，可能会减少丙烯酸酯的聚合，并且通过在丙烯酸树脂的表面上形成气泡的流入途径，可能形成表面缺陷。另外，可能损失丙烯酸酯单体。

根据本发明的另一个实施方式，作为垫圈，使用固化步骤之后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率的垫圈。原因在于，当固化后的丙烯酸树脂片固化时，发生收缩的同时在空间中产生真空压力，其施加在上和下玻璃板上作为吸引力。如果垫圈地收缩率小于丙烯酸树脂膜材料的收缩率，因为在玻璃板之间的空间象抛物线一样收缩，存在的问题是，越接近中心膜的厚度减少越多。因此，在本发明中，通过使用收缩率等于或者大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率的垫圈，可以得到具有优异的表面状态且预定厚度不超过1mm的丙烯酸树脂膜。此时，所使用的垫圈的收缩率为丙烯酸树脂的1～10倍。

在本发明中，作为丙烯酸树脂膜的材料，可以使用本领域中已知的材料，并且可以使用聚合物或单体。当根据铸塑法通过使用单体制备丙烯酸树脂膜时，优点在于，可以增加膜的密度。另一方面，如果使用已知技术，可能不能得到具有平整表面和预定厚度的薄型丙烯酸树脂膜。但是，在本发明的方法中，当使用单体作为丙烯酸树脂膜的材料时，可以增加膜的密度并且可以获得具有平整表面和预定厚度的薄型丙烯酸树脂膜。

具体而言，作为丙烯酸树脂膜的材料，例如，可以使用基于丙烯酸的单体，如丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的丙烯酸酯；如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯的甲基丙烯酸酯；丙烯酸或甲基丙烯酸；基于双酚A的丙烯酸酯单体；以及基于聚(亚烷基)二醇的二(甲基)丙烯酸酯，并且可以使用它们的混合物。另外，作为多官能团丙烯酸酯单体，可以使用二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯或其混合物。

作为基于双酚A的丙烯酸酯单体，优选使用二(甲基)丙烯酸酯，具体而言，优选使用BP4PA等。

作为基于聚(亚烷基)二醇的二(甲基)丙烯酸酯，例如，可以使用包含2～20个乙氧基重复单元的乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、包含2～20个丙氧基重复单元的丙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、包含2～20个乙氧基和丙氧基重复单元的烷氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯、双酚A丙三醇(1甘油/苯酚)双甲基丙烯酸酯或其混合物。

在本发明中，作为丙烯酸树脂膜的材料，优选使用基于双酚A的丙烯酸酯单体、基于聚(亚烷基)二醇的二(甲基)丙烯酸酯或其混合物。另外，作为具体的单体，优选使用BP4PA、EGDA(乙二醇二丙烯酸酯)、EGDMA(乙二醇二甲基丙烯酸酯)、DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯)和TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)。在本发明中，可以向所述基于丙烯酸的单体中进一步加入含有芳环的不饱和烃，例如苯乙烯、二乙烯基苯等。

在不妨碍用于最终目的的物理性能的范围内，可以向所述丙烯酸树脂膜的材料中加入本领域中已知的添加剂。例如，可以向所述丙烯酸树脂膜的材料中加入聚合引发剂、稳定剂、UV吸收剂、抗氧化剂、链转移剂等。具体而言，为了聚合所述丙烯酸树脂膜的材料，可以使用例如2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-(2，4-二甲基异戊腈)、2，2’-偶氮二(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)、1，1’-偶氮二(环己烷-1-腈)等的基于偶氮的聚合引发剂，或者例如月桂酰基过氧化物、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯等的基于过氧化物的聚合引发剂。作为抗氧化剂，有酚类、羟胺类、内酯类等作为自由基捕捉剂，而作为UV吸收剂，有三嗪类、苯并三唑类、苯甲酮类等。作为稳定剂，有受阻胺光稳定剂。除了这些添加剂以外，在必要时可以添加IR吸收剂、消泡剂、抗静电剂、脱模剂等。

在本发明中，对垫圈材料没有特别限制，只要它在丙烯酸树脂膜材料中不溶解并具有根据固化的上述收缩率。例如，可以使用泡沫聚乙烯、泡沫聚氯乙烯、泡沫PDMS(聚二甲基硅氧烷)、泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯等。垫圈可为中空的形状或可以是填充型的。另外，其截面可为圆形、矩形或梯形，并且它可以是圆锥形。本领域技术人员可以根据所需的膜厚度确定垫圈的厚度，并根据所需的膜的尺寸确定垫圈的尺寸。

在本发明中，对可使用的基板材料没有限制，只要其在本领域中是已知的。例如，可以使用玻璃、金属或塑料基板，但是最优选玻璃。另外，基板可以具有平整的表面，但是必要时，在其表面上可以具有特殊的形状。基板的优选厚度取决于该基板的尺寸和种类，并且当垫圈和基板彼此粘附时，其应当具有足以防止基板弯曲的厚度。例如，当玻璃基板具有1m²的面积时，优选的是厚度不小于5mm。

必要时，在垫圈和基板之间可以设置用于粘接垫圈和基板的粘合膜(或片)，或可以使用密封膜来密封垫圈和基板。

在本发明中，在进一步注入丙烯酸树脂膜材料之前，在垫圈和基板的表面上涂布表面脱模剂，或可以将表面脱模剂加入到丙烯酸树脂膜材料中。作为表面脱模剂，可以使用PDMS(聚二甲基硅氧烷)、聚硅氧烷聚醚共聚物、基于氟的表面处理剂等。

在本发明中，固化丙烯酸树脂膜材料的条件与下面的描述相同。在25℃在常压条件下开始固化，并将温度在2～5小时内逐渐增加至100℃。在将其在100℃保持1～3小时后，将温度在2～5小时内降低至25℃以固化该膜。但是，本发明的范围并不限于上述条件，而是可以使用本领域中已知的固化条件。

在固化步骤以后，根据本发明的方法可以进一步包括分离基板和垫圈并分离丙烯酸树脂膜。

根据本发明的方法，尺寸不小于20cm×20cm的膜的厚度可以不超过1mm，优选为0.1～0.5mm，并且更优选为约0.3mm。另外，根据本发明制备的膜具有小的厚度偏差。根据膜的目的，厚度偏差彼此不同，但是厚度偏差优选不大于30％，并且更优选小于10％。

本发明提供了一种垫圈用于实施上述方法。根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于铸塑丙烯酸树脂膜的垫圈，其特征在于，在铸塑中固化丙烯酸树脂膜之后的收缩率不小于10％。根据本发明的另一种实施方式，提供了一种用于铸塑丙烯酸树脂膜的垫圈，其特征在于，在铸塑中固化丙烯酸树脂膜之后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率。

实施方式

以下，将结合实施例详细描述本发明。但是，可按许多不同的形式实施本发明，并且不应当将本发明理解为仅限于这里列出的实施例。更确切地说，提供这些实施例是用于向本领域技术人员充分地传达本发明的理念。

实施例

在下列实施例中，使用在下面表1中描述的单体作为丙烯酸树脂膜的材料。

表1

实施例1

使用由泡沫PVC(聚氯乙烯)制备的垫圈来铸塑丙烯酸树脂膜，当固化时所述泡沫PVC在真空压缩下具有20％的收缩率并显示出从500μm至400μm的厚度改变。将该垫圈用于铸塑丙烯酸树脂膜。具体而言，在尺寸为20CM×30CM的两个玻璃基板之间，放入由泡沫PVC制备的垫圈，注入包含表1材料的组合物，然后进行固化。此时，通过使用包含表1材料的组合物制备的丙烯酸树脂膜材料的收缩率为11％。在下列条件下进行固化。在25℃在常压条件下开始固化，并将温度在4小时逐渐增加至100℃。在将其在100℃保持2小时后，将温度在4小时降低至25℃。在固化步骤后，将丙烯酸树脂膜与基板和垫圈分离，该膜的厚度偏差不大于5％，并且厚度在395～410μm的范围内。

实施例2

除了使用泡沫PE(聚乙烯)作为垫圈以外，以与实施例1相同的方式制备丙烯酸树脂膜，在固化中所述泡沫PE在真空压缩下具有25％的收缩率并显示出从400μm至300μm的厚度改变。在固化步骤后，将丙烯酸树脂膜与基板和垫圈分离，该膜的厚度偏差不大于8％，并且厚度在305～330μm的范围内。

比较实施例1

除了使用PC(聚碳酸酯)作为垫圈以外，以与实施例1相同的方式制备丙烯酸树脂膜，在固化中所述PC在真空压缩下收缩率小于0.1％并且厚度为300μm。在固化步骤后，将丙烯酸树脂膜与基板和垫圈分离，该膜的厚度偏差不大于60％，并且厚度在250～400μm的范围内。

比较实施例2

除了使用PVC(聚氯乙烯)作为垫圈以外，以与实施例1相同的方式制备丙烯酸树脂膜，在固化中所述PVC在真空压缩下收缩率小于0.1％并且厚度为300μm。在固化步骤后，将丙烯酸树脂膜与基板和垫圈分离，该膜的厚度偏差不大于56％，并且厚度在180～350μm的范围内。

当使用根据本发明的铸塑方法制备丙烯酸树脂膜时，通过控制垫圈(其为模具构成元件)的收缩率，可以制备厚度不超过1mm的薄型丙烯酸树脂膜以确保实现预定的厚度和平整度。

Claims (14)

1.一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法，该方法包括下列步骤：

将所述丙烯酸树脂膜的材料注入由一对基板和设置在这对基板之间的垫圈形成的空间内；和

固化该丙烯酸树脂膜材料，

其中，所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率不小于10％，

所述垫圈由选自下组中的一种或多种材料制成：泡沫聚乙烯、泡沫聚氯乙烯、泡沫PDMS(聚二甲基硅氧烷)、泡沫聚苯乙烯和泡沫聚氨酯，

尺寸不小于20cm×20cm的所述丙烯酸树脂膜的厚度为0.1至0.5mm，并且

所述丙烯酸树脂膜的厚度偏差不超过30％。

2.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率为10％～50％。

3.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述丙烯酸树脂膜的材料为选自下组中的一种：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、基于双酚A的丙烯酸酯、基于聚(亚烷基)二醇的二(甲基)丙烯酸酯和多官能团丙烯酸酯，或其混合物。

4.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述丙烯酸树脂膜的材料包含选自下组中的一种或多种添加剂：聚合引发剂、稳定剂、紫外吸收剂、抗氧化剂、链转移剂、IR吸收剂、消泡剂、抗静电剂和表面脱模剂。

5.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述一对基板由玻璃、金属或塑料材料制成。

6.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，如下进行所述固化步骤：在常压下将温度在2～5小时内由25℃逐渐增加至100℃，在100℃保持1～3小时，然后将温度在2～5小时内降低至25℃。

7.根据权利要求1所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，该方法进一步包括下述步骤：

在注入所述丙烯酸树脂膜材料之前，在所述垫圈或至少一个基板的表面上涂布表面脱模剂。

8.一种铸塑丙烯酸树脂膜的方法，该方法包括下列步骤：

将所述丙烯酸树脂膜的材料注入由一对基板和设置在这对基板之间的垫圈形成的空间内；和

固化该丙烯酸树脂膜材料，

其中，所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率等于或大于该丙烯酸树脂膜材料的收缩率，

所述垫圈由选自下组中的一种或多种材料制成：泡沫聚乙烯、泡沫聚氯乙烯、泡沫PDMS(聚二甲基硅氧烷)、泡沫聚苯乙烯和泡沫聚氨酯，

尺寸不小于20cm×20cm的所述丙烯酸树脂膜的厚度为0.1至0.5mm，并且

所述丙烯酸树脂膜的厚度偏差不超过30％。

9.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述垫圈在对丙烯酸树脂膜进行固化步骤之后的收缩率为该丙烯酸树脂膜材料的收缩率的1～10倍。

10.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述丙烯酸树脂膜的材料为选自下组中的一种：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、基于双酚A的丙烯酸酯、基于聚(亚烷基)二醇的二(甲基)丙烯酸酯和多官能团丙烯酸酯，或其混合物。

11.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述丙烯酸树脂膜的材料包含选自下组中的一种或多种添加剂：聚合引发剂、稳定剂、紫外吸收剂、抗氧化剂、链转移剂、IR吸收剂、消泡剂、抗静电剂和表面脱模剂。

12.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，所述一对基板由玻璃、金属或塑料材料制成。

13.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，其中，如下进行所述固化步骤：在常压下将温度在2～5小时内由25℃逐渐增加至100℃，在100℃保持1～3小时，然后将温度在2～5小时内降低至25℃。

14.根据权利要求8所述的铸塑丙烯酸树脂膜的方法，该方法进一步包括下述步骤：

在注入所述丙烯酸树脂膜材料之前，在所述垫圈或至少一个基板的表面上涂布表面脱模剂。