CN104389401B

CN104389401B - 防滑膜

Info

Publication number: CN104389401B
Application number: CN201410544949.8A
Authority: CN
Inventors: 余鑫; 盖玉健
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M China Ltd
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: CN104389401A

Abstract

本发明提供一种防滑膜，属于防滑技术领域，其可解决现有的地面防滑技术综合效果均不理想的问题。本发明的防滑膜包括：由弹性体材料构成的基体层，其具有相对的第一表面和第二表面，并设有多个至少在所述第一表面开口的微孔，且任意两所述微孔间的距离大于等于20微米。本发明的防滑膜优选用于地面防滑，但其也可用于墙体、家具、设备等其他表面的防滑。

Description

防滑膜

技术领域

本发明属于防滑技术领域，具体涉及一种防滑膜。

背景技术

瓷砖、石材(如大理石、花岗石等)、聚氯乙烯、环氧树脂等都是建筑物地坪的常用材料。这些地坪材料具有外表美观、耐用性好等诸多优点，但它们的摩擦系数往往较低，会造成地面过于光滑(尤其是在湿态下)，容易使人滑到。因此，地面防滑成为重要的问题之一。防滑液、防滑地毯等都是常用的防滑技术；但是，这些防滑技术或者容易造成地面腐蚀，影响地面外观(如影响光泽度)；或者会遮挡住地面，影响地面原有的装饰效果；或者防滑效果不好，在部分状态下地面仍会很滑。

发明内容

本发明针对现有的地面防滑技术综合效果均不理想的问题，提供一种在干态和湿态下均可起到良好的防滑效果，且不影响地面本身装饰效果的防滑膜。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种防滑膜，其包括：

由弹性体材料构成的基体层，其具有相对的第一表面和第二表面，并设有多个至少在所述第一表面开口的微孔，且任意两微孔间的距离大于等于20微米。

优选的，相邻的上述微孔间的距离在20微米至5厘米之间。

优选的，上述微孔在横截面中的最大尺寸在100微米至5000微米之间。

本发明的防滑膜中，具有满足特定尺寸要求的微孔，当把防滑膜贴在地面上时，若有人踩到防滑膜上，则基体层变形，微孔中的空气被压出，从而形成类似“吸盘”的结构，将人的鞋底“吸住”，从而防止鞋底滑动，起到防滑效果；尤其是在湿态下，水会帮助排除微孔中的空气，并起到类似“密封”的作用，故其在湿态下的防滑效果更佳；而且，该防滑膜只是薄薄的膜层，可采用透明或半透明的材料制成，从而可露出地面的原有图案，不影响地面本身的装饰效果。

本发明的防滑膜优选用于地面防滑；但应当理解，其也可用于墙体、家具、设备等其他表面的防滑。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种防滑膜的局部剖面结构示意图；

图2为本发明的实施例的另一种防滑膜的局部剖面结构示意图；

图3为本发明的实施例的一种防滑膜的防滑原理示意图；

图4为本发明的实施例的一种防滑膜的局部表面形貌照片；

其中，附图标记为：1、基体层；2、粘结剂层；3、离型层；5、微孔；8、重物；9、基底。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

防滑膜

如图1至图4所示，本发明的实施例提供一种防滑膜。

本实施例的防滑膜可贴附在地面等基底9的表面上，从而增加基底9表面的摩擦系数，起到防滑效果。

如图1、图2所示，防滑膜包括基体层1，基体层1由弹性体材料构成。弹性体材料是指在受力时可发生较大弹性变形的材料，通常为有机材料。具体的，基体层1可用的弹性体材料包括聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氨酯等，由于这些均是已知材料，故在此不再详细描述。

上述基体层1具有相对的第一表面和第二表面，且其中设有多个微孔5，这些微孔5至少在第一表面上有开口，且任意两微孔5间的距离大于等于20微米(即相邻微孔5间的最小距离不低于20微米)。

也就是说，在基体层1的第一表面上开设有许多微小的孔，且这些微孔5的分布满足边缘最接近位置间的距离不小于20微米的条件，即微孔5是相互分开一定距离的、有特定形态和分布的微结构，而不是膜层表面的“粗糙”。

如图3所示，当把防滑膜贴在地面等基底9上时，若有重物8(如人的鞋)压在其上，则基体层1受压的部分会产生压缩变形，相应的，其中的微孔5也被压缩，微孔5中的空气被部分或全部排出，微孔5内的气压降低，且开口被重物8(如鞋底)封闭，从而其形成类似“吸盘”的结构，可将重物8“吸住”，防止打滑，这样即可起到提高基底9表面摩擦系数的防滑效果；当重物8移开时，基体层1的变形恢复(因为其是弹性体材料)，从而准备下一次与重物8的接触。

由此可见，本发明实施例的防滑膜是通过许多“微吸盘”结构起到防滑效果的，其作用原理与现有的“粗糙表面”、“粘性表面”等防滑技术均不相同，可起到良好的防滑效果；同时，由于该防滑膜是通过物理的微结构实现防滑的，故即使在温度变化、湿度变化、光照、污染等情况下，只要其微结构不变，即可保持防滑效果，故适用范围广，耐用性好，使用寿命长；另外，该防滑膜主体是常见的弹性体材料，而不含特殊的化学成分，故其无污染，成本低，易于制造。

根据以上的原理，可知该防滑膜要起到防滑作用就必须发生足够的弹性变形，而要产生足够的弹性变形就必须有足够的压力，故其优选用于地面防滑，因为当人在地面上行走时自然会产生比较适当的压力。当然，若该防滑膜的用途不限于此，其也可用于墙体、家具、设备等其他表面的防滑。

优选的，任意两相邻微孔5间的距离小于等于5厘米，更优选小于等于0.5厘米。

显然，微孔5的分布密度对防滑性能有着重要的影响，密度过小则可能导致人踩不到微孔5或踩到的微孔5数过少，防滑效果不好；密度过大则会影响膜层本身的强度，且加工困难；而以上的微孔5间距范围(20微米至5厘米)是比较合适的。

优选的，上述微孔5在横截面中的最大尺寸在100微米至5000微米之间；进一步优选的，微孔5在横截面中的最大尺寸在500微米至1000微米之间。

也就是说，对于微孔5的横截面图形，其在各方向上的尺寸可能不同，而在各方向的尺寸中，最大的尺寸(或者说“孔径”)应符合以上的范围。显然，如果微孔5尺寸过小，则“吸盘”太小，产生的吸力不够，防滑效果不好；而若微孔5尺寸过大，一方面其难以与重物8的底面形成完整的密封接触(容易“漏气”)，不易形成“吸盘”，另一方面，灰尘等污物也容易进入微孔5中而造成其污染，同时，也会对膜层表面的平整度造成影响；而上述的微孔5尺寸范围可保证防滑膜同时具有良好的防滑性能、耐污性能和平整度。

具体的，微孔5横截面的形状是任意的，如长条形、曲线形、三角形、多边形等；但优选的，微孔5横截面的形状包括圆形、椭圆形、十字形中的任意一种或多种(即一个基体层1中可有多种不同形状的微孔5)。之所以如此，主要是因为微孔5可通过激光成型工艺制造，而这些形状的微孔5便于激光成型。

本发明的实施例的一种防滑膜的局部表面形貌照片如图4所示，可见，其表面上均匀的分布着长轴直径在200微米左右的椭圆形微孔5。

优选的，基体层1的厚度在10微米至100微米之间，基体层1中的微孔5的深度在5微米至50微米之间。

显然，微孔5的深度也会影响防滑膜的防滑性能，以上的深度范围是比较合理的。

其中，作为本发明实施例的一种优选方式，如图1所示，微孔5的深度小于等于基体层1的厚度。

也就是说，微孔5优选只进入基体层1的一部分，而不将其贯穿，这样一方面便于实现微孔5底端的密封，另一方面，基体层1的第二表面上还可附着粘结剂层2，而微孔5不贯穿基体层1就表示其不连通到粘结剂层2，这样即使有灰尘等进入微孔5，也不会被粘结剂层2粘住。

作为本发明实施例的另一种优选方式，如图2所示，微孔5也可贯穿基体层1(还可进入粘结剂层2)。

这样的贯穿微孔5比较便于加工。

优选的，以上的微孔5可通过激光成型工艺或微复制工艺形成。

其中，激光成型是指用激光照射膜层，将膜层中的部分材料蒸发从而形成微孔5的技术。其中，可用的激光脉冲频率可在10kHz左右，光斑扫描速度可在1000毫米/秒左右，激光功率则由所需的微孔5深度决定，通常而言，若要形成贯穿的微孔5，则激光功率可在60～80W左右，若要形成非贯穿的微孔5，则激光功率可在30～50W左右。当然，以上的各激光参数可根据膜层的厚度、材料、所需微孔5的尺寸等进行调整，在此不再详细描述。

微复制工艺则是在压辊上预先形成与微孔5对应的凸起结构，之后通过对膜层的滚压在其中形成微孔5的技术。

当然，以上的激光成型工艺和微复制工艺都是已知的，且本领域技术人员也可采用其他的已知工艺制备上述微孔5，故在此不再详细描述。

优选的，该基体层1是透明或半透明的。

也就是说，基体层1优选由透明或半透明的材料形成，从而其本身具有较高的透明度，这样，当把防滑膜贴附在基底9上时，仍可透过防滑膜看到基底9本身的图案，从而不会对基底9本身的装饰效果产生影响。当然，若基体层1由非透明的材料形成，则也可直接在其中或其上形成所需的装饰图案，即防滑膜本身也可具有装饰效果。

优选的，在基体层1第二表面一侧还设有粘结剂层2。

粘结剂层2由粘结剂(优选为压敏粘结剂)构成，从而可通过粘结剂层2直接将防滑膜粘结在所需基底9上，以方便防滑膜的使用(即防滑膜为“贴膜”的形式)。当然，若防滑膜中没有粘结剂层2，而通过其他方式将基体层1固定，也是可行的。

进一步优选的，当上述基体层1透明或半透明时，粘结剂层2也是透明或半透明的。

显然，若要露出地面等基底9本身的图案，则粘结剂层2也需要透明或半透明才可以。

进一步优选的，当微孔5贯穿上述基体层1时，微孔5还可延伸至粘结剂层2中。

也就是说，如图2所示，上述微孔5可在粘结剂层2中也有分布(可将粘结剂层2全部或部分贯穿)。因为在很多情况下，都是直接对带有粘结剂层2的膜层进行加工以形成防滑膜，故从方便的角度考虑，可直接在粘结剂层2中也一同形成微孔5，这样并不影响其防滑效果的实现。

进一步优选的，粘结剂层2远离基体层1的一侧还设有离型层3。

离型层3可为现有的离型膜、离型纸等材料，其可贴在粘结剂层2上以防止意外的粘结，而当需要使用时，只要揭开离型层3，即可通过粘结剂层2将防滑膜粘在所需位置。

实施例1：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张3M Scotchcal Marking Film3640型膜材，该膜材为透明的、带有粘结剂层的聚氯乙烯膜(实际还附有离型膜)，其中聚氯乙烯膜和粘结剂层总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照圆形路径运行以得到孔径为200微米的贯穿的圆形微孔，制备防滑膜。其中，微孔排成矩阵形式，相邻微孔间的距离为400微米(相应的，相邻微孔圆心之间的距离为600微米)。

性能测试：

将本实施例的防滑膜、未进行处理的3M Scotchcal Marking Film3640型膜材分别撕掉离型膜，平整的贴于长20厘米宽15厘米的瓷砖表面。

将ASM825A型摩擦系数测试仪水平放置在干的样品上，采用“干态”测试模式，沿水平方向拉动拉环并读取干态下的静态摩擦系数；之后用水彻底浸润样品表面，并把摩擦系数测试仪调至“湿态”模式进行测试，测得湿态下的静态摩擦系数。无膜层的瓷砖、未经处理的3M Scotchcal Marking Film3640型膜层、本实施例的防滑膜的测试结果分别如下：

无膜层的瓷砖：干态下的静摩擦系数：0.85，湿态下的静摩擦系数：0.31；

未进行处理的3M Scotchcal Marking Film3640型膜层：干态下的静摩擦系数：0.91，湿态下的静摩擦系数：0.86；

本实施例的防滑膜：干态下的静摩擦系数：1.12，湿态下的静摩擦系数：1.23。

由此可见，相对于裸露的瓷砖表面或常规的聚氯乙烯膜层表面，本实施例的防滑膜在干态和湿态下的摩擦系数都明显提高，证明其在干态和湿态下均可起到良好的防滑效果。

尤其是，常规材料湿态下的摩擦系数通常应比干态下的更小，但本实施例的防滑膜在湿态下的摩擦系数则比干态下的更高；这是因为在湿态下，微孔被水浸润，其中空气量更少，在基体层受到压力变形时，其中空气被排出得更干净，同时水在微孔和鞋底之间可起到“密封”作用，防止空气进入，因此，本实施例的防滑膜在湿态下“吸盘”的作用更明显，防滑效果更好。以上的现象也证明了本发明的防滑膜的微孔并不是依靠表面“粗糙”实现防滑的，而确实利用了完全不同于现有技术的“吸盘”效果实现防滑。

实施例2：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张3M Scotchcal Marking Film3640型膜材，该膜材为透明的、带有粘结剂层的聚氯乙烯膜(实际还附有离型膜)，其中聚氯乙烯膜和粘结剂层总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率40W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照圆形路径运行以得到孔径为200微米的半贯穿的圆形微孔，制备防滑膜。其中，微孔排成矩阵形式，相邻微孔间的距离为400微米(相应的，相邻微孔圆心之间的距离为600微米)。

实施例3：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张3M Scotchcal Marking Film3640型膜材，该膜材为透明的、带有粘结剂层的聚氯乙烯膜(实际还附有离型膜)，其中聚氯乙烯膜和粘结剂层总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照圆形路径运行以得到孔径为100微米的贯穿的圆形微孔，制备防滑膜。其中，微孔排成矩阵形式，相邻微孔间的距离为20微米(相应的，相邻微孔圆心之间的距离为120微米)。

实施例4：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张3M Scotchcal Marking Film3640型膜材，该膜材为透明的、带有粘结剂层的聚氯乙烯膜(实际还附有离型膜)，聚氯乙烯膜和粘结剂层总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照圆形路径运行以得到孔径为5000微米的贯穿的圆形微孔，制备防滑膜。其中，微孔排成矩阵形式，相邻微孔间的距离为4.5厘米(相应的，相邻微孔圆心之间的距离为5厘米)。

实施例5：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张带有粘结剂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材，其总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照十字形路径运行以得到贯穿的十字形微孔，制备防滑膜。

实施例6：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张带有粘结剂层的聚聚乙烯膜材，其总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照椭圆形路径运行以得到贯穿的椭圆形微孔，制备防滑膜。

实施例7：

下面对一种具体的防滑膜及其制备方法进行介绍：

取一张带有粘结剂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材，其总厚度为25微米。将100W的二氧化碳激光器调节至PWM模式(脉冲宽度调制模式)，采用Galvo扫描(高速扫描振镜扫描)系统，激光功率70W，脉冲频率10kHz，光斑扫描速度1000毫米/秒，设置光斑按照长圆形路径运行以得到贯穿的长圆形微孔，制备防滑膜。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种防滑膜，其特征在于，包括：

由弹性体材料构成的基体层，其具有相对的第一表面和第二表面，并设有多个至少在所述第一表面开口的微孔，且任意两微孔间的距离大于等于20微米；所述弹性体材料包括聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氨酯中的任意一种；

任意两相邻所述微孔间的距离小于等于400微米；

所述基体层的厚度在10微米至100微米之间；

所述基体层中的微孔的深度在5微米至50微米之间。

2.根据权利要求1所述的防滑膜，其特征在于，

所述微孔在横截面中的最大尺寸在100微米至5000微米之间。

3.根据权利要求2所述的防滑膜，其特征在于，

所述微孔在横截面中的最大尺寸在500微米至1000微米之间。

4.根据权利要求1所述的防滑膜，其特征在于，

所述微孔的深度小于等于所述基体层的厚度；

或

所述微孔贯穿所述基体层。

5.根据权利要求1所述的防滑膜，其特征在于，

所述微孔通过激光成型工艺或微复制工艺形成。

6.根据权利要求1所述的防滑膜，其特征在于，

所述基体层是透明或半透明的。

7.根据权利要求1所述的防滑膜，其特征在于，还包括：

设于所述基体层第二表面一侧的粘结剂层。

8.根据权利要求7所述的防滑膜，其特征在于，

所述微孔贯穿所述基体层，并延伸至所述粘结剂层中。

9.根据权利要求7所述的防滑膜，其特征在于，

所述基体层是透明或半透明的；

所述粘结剂层是透明或半透明的。

10.根据权利要求7所述的防滑膜，其特征在于，还包括：

设于所述粘结剂层远离基体层一侧的离型层。