CN107253383A - 一种热弯膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热弯膜及其制备方法，解决热弯后弧边反弹问题。本发明包含：护膜层、使用层、剥离层，使用层包括UV硬化层、第一基材、压敏粘胶层，护膜层包括第二基材和粘胶层，依次自上而下为：第二基材、粘胶层、UV硬化层、第一基材、压敏粘胶层、剥离层。本发明通过增加使用材料本身的弯曲模量来使产品满足热压后不会出现反弹，解决此类产品的定型能力差的问题。

Description

一种热弯膜及其制备方法
技术领域
本发明属于保护膜领域领域，具体说，是特别涉及一种可以作为具有弧边屏幕的保护膜，或作为具有弧边的电子设备的保护背板。
背景技术
市场的可贴合弧边的保护膜整体结构上与常规三层保护膜并无较大差异，但传统保护膜在热压后其弧边大都会出现反弹现象，不能持久定型，这个是目前制造弧边保护膜的难点所在。
许多专利在介绍热弯膜制备方法时，一般采用PET作为使用材料，产品在热压过程中受外力作用，使得边缘有与模具相对应的弧度。然而高分子材料的分子内部之间会有一个向弧边反面拉伸的剪切应力来使其恢复成平面状态，这样就使热弯的边缘出现反弹现象。
而像PC膜这种定型能力强的膜却又不耐溶剂，其在胶水涂布过程中容易被胶水中的溶剂腐蚀，从而发白发雾影响视觉效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种利用PC基材做的热弯膜及制备方法，解决热弯后弧边反弹问题。
为达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种热弯膜，包含：护膜层、使用层、剥离层，使用层包括UV硬化层、第一基材、压敏粘胶层，护膜层包括第二基材和粘胶层，依次自上而下为：第二基材、粘胶层、UV硬化层、第一基材、压敏粘胶层、剥离层；
UV硬化层厚度1～20μm，UV硬化层为无溶剂型UV丙烯酸树脂，无溶剂型UV丙烯酸树脂的原料组份与重量配比为：
低聚物 30～50份
活性单体 40～60份
光引发剂 1～5份；
低聚物为：氨基丙烯酸脂低聚物(如：聚氨酯丙烯酸树脂)；
活性单体为：第二代多官能团单体或第三代丙烯酸单体，如：1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯(HDOMEMA)、三官能团的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)，三官能团的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，优选PETA；
光引发剂为：184(1-羟基环己基苯基甲酮)；
第一基材厚度50～300μm；第一基材为PC膜或改性PC膜或含有PC膜层的覆合型薄膜；
压敏粘胶层为水性有机硅胶、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的任意一种，其剥离力范围为10～100gf/25mm。
进一步，在一些实施例中，改性PC膜为：PC/PET、PC/PMMA、PC/ABS、PC/PA、PC/PBT中任意一种合成材料；
含有PC膜层的覆合型薄膜为：PC膜与PET、TPU、PE、PEN中的任意一种薄膜用高粘着性的胶水粘合而成的薄膜。
进一步，在一些实施例中，第二基材为PET、PEN、PC、PP、PE中的任意一种，优选PET，厚度在23～100μm；
粘胶层则为有机硅胶、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的任意一种，可以为油性体系或水性体系，厚度在5～30μm；
剥离层为离型膜，可以为非硅离型膜、氟塑离型膜，其厚度为20～100μm，其材质为PET、PE、OPP、BOPET、BOPP中的一种。
一种热弯膜的制备方法，方法如下：
S1、由于无溶剂型UV丙烯酸树脂黏度较高，制备中通过升高胶液的温度来适量降低其黏度；无溶剂型UV丙烯酸树脂先采用三辊式：胶料辊、计量辊和涂布辊涂布到第一基材上，再通过凹版辊轮涂布所需的厚度，经过UV灯将胶水完全固化，得到UV硬化涂层；
胶料辊、计量辊、涂布辊和凹版辊轮内部都有循环热水对导辊进行加热，循环热水温度范围为30～70℃，优选40～60℃，UV灯优选UVA波段紫外线灯，UV灯能量400～1500mj/cm2；
S2、再对第一基材的硬化层的背面进行电晕处理，电晕值选择1KW～5KW，优选3～4KW，增加第一基材表面能提高其达因值，以此增加水性压敏胶水对第一基材的附着性，避免其脱胶，然后通过刮刀将水性压敏胶涂布于第一基材的背面上，在烤箱烘干后得到压敏粘胶层，再覆上剥离层，制得二层复合膜；
S3、将粘胶层胶水通过刮刀涂布于第二基材表面，经过烤箱固化后过贴合辊，粘胶层与二层复合膜的UV硬化涂层贴合，得到产品；
S4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热2～6s，热压成型2～6s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
进一步，在一些实施例中，所述步骤S1中，UV硬化涂层涂布工艺采取三辊式涂布系统涂布，三辊式涂布系统包含胶槽、胶料辊、计量辊和涂布辊，胶槽内装有无溶剂UV型丙烯酸树脂，通过调节三辊式涂布系统的胶料辊、计量辊和涂布辊之间的间隙以及各辊之间的线速比，可以调节上胶厚度；
胶料辊、计量辊和涂布辊的线速比设定为1：1：1；
胶料辊、计量辊和涂布辊内部都有循环热水，热水温度为55℃。
胶料辊设于胶槽内，胶料辊之上相邻的计量辊与胶料辊反向旋转，计量辊之上相邻的涂布辊与计量辊反向旋转；
第一基材经过第一导辊后由涂布辊涂布，再经过第二导辊后到达前压轮，第一导辊、第二导辊对第一基材起牵引支撑作用；
结构成型系统包含前压轮、凹版辊轮、后压轮，经涂布系统上胶后的带胶第一基材经过前压轮、凹版辊轮以及后压轮的有效控制，能有效保证UV硬化涂层在第一基材上的厚度；
在成型过程中，凹版辊轮下端的UV灯对胶水结构进行固化，凹版辊轮内部有循环热水，热水温度选为55℃。
本发明的热弯膜弧边会回弹，因为材料分子内部的作用力大于了该使用材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力，若使用材料本身的弯曲模量越高，则抵抗弧边回弹的能力则越强。本发明通过增加使用材料(PC或改性PC材料)本身的弯曲模量来使产品满足热压后不会出现反弹，解决此类产品的定型能力差的问题。本发明利用无溶剂或水性胶水，避免了PC膜不耐有机溶剂的缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的涂布示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明所提供的一种具有热弯膜自上而下包括：护膜层10、使用层20、剥离层30。
其中护膜层10包括第二基材11和粘胶层12，它主要是对使用层20表面进行保护作用。第二基材11为PET、PEN、PC、PP、PE中的任意一种，优选PET，厚度在23～100μm。粘胶层12则为有机硅胶、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的任意一种，可以为油性体系或水性体系，厚度在5～30μm。
其中使用层20包括UV硬化层21、第一基材22、压敏粘胶层23，它则是消费者在使用过程中保护屏幕的保护膜。UV硬化层21为无溶剂型UV丙烯酸树脂，厚度1～20μm；第一基材22具有优良的机械性能，耐冲击性优异，拉伸、弯曲、压缩强度高，其厚度在50～300μm；压敏粘胶层23为水性有机硅胶、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的任意一种，其剥离力范围为10～100gf/25mm。
现对第一基材22进行特殊说明，它首选PC膜或改性PC膜或含有PC膜层的覆合型薄膜。其中PC膜为单独的一PC基材；改性PC膜可为PC/PET、PC/PMMA、PC/ABS、PC/PA、PC/PBT、中任意一种合成材料；含有PC膜层的覆合型薄膜即为PC膜与PET、TPU、PE、PEN中的任意一种薄膜用高粘着性的胶水粘合而成的薄膜。
虽然PC膜具有优良的机械性能，但其不耐有机溶剂(如酯类、酮类、苯类)，所以对UV硬化层21要求为无溶剂型UV丙烯酸树脂，对压敏胶层23要求为水性压敏胶。
无溶剂型UV丙烯酸树脂的原料组份与重量配比为：
低聚物 30～50份
活性单体 40～60份
光引发剂 1～5份；
低聚物为：氨基丙烯酸脂低聚物(如：聚氨酯丙烯酸树脂)；
活性单体为：第二代多官能团单体或第三代丙烯酸单体，如：1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯(HDOMEMA)、三官能团的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)，三官能团的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，优选PETA；
光引发剂为：184(1-羟基环己基苯基甲酮，购自广州市钰硕贸易有限公司)。
剥离层30为离型膜，可以为非硅离型膜、氟塑离型膜，其厚度为20～100μm，其材质为PET、PE、OPP、BOPET、BOPP中的一种。
在一个实施例中，热弯膜的制备方法如下：
S1、由于无溶剂型UV丙烯酸树脂为100％固含，其黏度较高，本制备方法中会通过升高胶液的温度来适量降低其黏度。无溶剂型UV丙烯酸树脂先采用三辊式(胶料辊61、计量辊62和涂布辊63)涂布到第一基材22上，再通过凹版辊轮64涂布所需的厚度，经过UV灯65将胶水完全固化，得到所述的UV硬化涂层21。其具体工艺如图2所示。胶料辊61、计量辊62、涂布辊63和凹版辊轮64内部都有循环热水对导辊进行加热，本实施例中温度范围为30～70℃，优选40～60℃，胶水的黏度随温度的变化如下表一所示。UV灯65优选UVA波段紫外线灯，UV灯能量400～1500mj/cm2；
如图2所示，UV硬化涂层21涂布工艺采取三辊式涂布系统涂布，三辊式涂布系统包含胶槽70、胶料辊61、计量辊62和涂布辊63，胶槽70内装有无溶剂UV型丙烯酸树脂，通过调节三辊式涂布系统胶料辊61、计量辊62和涂布辊63之间的间隙以及各辊之间的线速比，可以调节上胶厚度。各辊的间隙预先调节好，胶料辊61、计量辊62和涂布辊63的线速比设定为1：1：1。胶料辊61、计量辊62和涂布辊63内部都有循环热水，热水温度选为60℃。
胶料辊61设于胶槽70内，胶料辊61之上相邻的计量辊62与胶料辊61反向旋转，计量辊62之上相邻的涂布辊63与计量辊62反向旋转。
第一基材22经过第一导辊71后由涂布辊63涂布，再经过第二导辊72后到达前压轮73。第一导辊71、第二导辊72对第一基材22起牵引支撑作用。
结构成型系统包含前压轮73、凹版辊轮64、后压轮74，经涂布系统上胶后的带胶第一基材22在经过前压轮73以及凹版辊轮64之间的间隙时，会在该间隙处形成一个积液槽，前压轮73材质为橡胶，通过调整橡胶硬度以及前压轮73表面温度，可以间接调节凹版辊轮64以及前压轮73之间的间隙大小，从而可以控制带胶第一基材22结构层的厚度。通过前压轮73以及后压轮74的有效控制，能有效保证带胶第一基材22与凹版辊轮64紧密贴合，从而保证UV硬化涂层21在第一基材22上的厚度。在成型过程中，凹版辊轮64下端的UV灯65对胶水结构进行固化，凹版辊轮64内部有循环热水，热水温度选为60℃。
S2、先将第一基材22的硬化层的背面进行电晕，电晕值选择1KW～5KW，优选3～4KW，增加第一基材22表面能提高其达因值，以此增加水性压敏胶水对第一基材22的附着性，避免其脱胶，然后通过刮刀将水性压敏胶涂布于第一基材22的背面上，在烤箱烘干后得到压敏粘胶层23，再覆上剥离层30，制得二层复合膜。
S3、将粘胶层12通过刮刀涂布于第二基材11表面，经过烤箱固化后过贴合辊，粘胶层12与二层复合膜的UV硬化涂层21贴合，得到所述的产品。
S4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热2～6s，热压成型2～6s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
下述实施例的无溶剂型UV丙烯酸树脂组成如下：
低聚物为：聚氨酯丙烯酸树脂，40重量份；
活性单体为：PETA，50重量份；
光引发剂为：184，3重量份。
实施例一：
1、将无溶剂型UV丙烯酸树脂通过采用三辊式(胶料辊61、计量辊62和涂布辊63)涂布到100μm厚度的第一基材22PC膜上，经过凹版辊轮64旁边的UV灯65将胶水完全固化，得到所述的UV硬化涂层21。胶料辊61、计量辊62、涂布辊63和凹版辊轮64内部都有循环热水温度选为50℃，胶水黏度约为300cps，凹版辊轮64下端设有UV灯65，UV灯65选择高压汞灯，UV灯能量1000mj/cm2，UV硬化层21的硬度为5μm。
2、将第一基材22PC膜远UV硬化层21的一面进行电晕处理，电晕值选择4KW，增加第一基材22表面能提高其达因值，达因值用达因笔测得为56dyn/cm，然后将水性聚氨酯树脂通过刮刀涂布于PC基材的背面，在150℃的烤箱烘烤75s，胶层干厚度为50μm，得到压敏粘胶层23，然后覆上50μm的剥离层30(硅油离型膜)，制得二层复合膜。
3、将有机硅压敏胶通过刮刀涂布于50μm的PET第二基材11表面，经过烤箱固化，干厚度为15μm，得到粘胶层12，然后过贴合辊，将粘胶层12与二层复合膜的UV硬化涂层21贴合，得到所述的产品。
4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热4s，热压成型3s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
实施例二：
1、将无溶剂型UV丙烯酸树脂通过采用三辊式(胶料辊61、计量辊62和涂布辊63)涂布到125μm厚度的PC/PMMA第一基材22上，经过凹版辊轮64旁边的UV灯65将胶水完全固化，得到UV硬化涂层21。胶料辊61、计量辊62、涂布辊63和凹版辊轮64内部都有循环热水温度选为60℃，胶水黏度约为100cps，凹版辊轮64下端设有UV灯65，UV灯65选择高压汞灯，UV灯65能量为1000mj/cm2，UV硬化层21的硬度为2μm。
2、将第一基材22硬化层的背面进行电晕，电晕值选择4KW，增加第一基材22表面能提高其达因值，达因值用达因笔测得为56dyn/cm，然后将水性有机硅树脂通过刮刀涂布于PC基材的背面，在150℃的烤箱烘烤75s，胶层干厚度为30μm，然后覆上50μm氟塑离型膜，制得二层复合膜。
3、将有机硅压敏胶通过刮刀涂布于50μmPET第二基材11表面，经过烤箱固化，干厚度为10μm，制得粘胶层12，然后过贴合辊，将粘胶层12与二层复合膜的UV硬化涂层21贴合，得到所述的产品。
通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热4s，热压成型3s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
对比例一：
1、将100重量份的无溶剂型UV丙烯酸树脂、50重量份的乙酸乙酯、50重量份的丁酮混合均匀，测得其在常温25℃下黏度为180cps，通过微凹辊将UV胶水涂布到100μm厚度的PC基材上，经过100℃烤60s烤干溶剂，再经过UV灯将胶水完全固化，得到所述的UV硬化涂层21。UV灯选择高压汞灯，UV灯能量1000mj/cm2，UV硬化层21的硬度为5μm。
2、直接将水性聚氨酯树脂通过刮刀涂布于PC基材的背面，在150℃的烤箱烘烤75s，胶层干厚度为50μm，得到压敏粘胶层23，然后覆上50μm的剥离层30(硅油离型膜)，制得二层复合膜。
3、将有机硅压敏胶通过刮刀涂布于50μm的PET第二基材11表面，经过烤箱固化，干厚度为15μm，制得粘胶层12，然后过贴合辊，将粘胶层12与二层复合膜的UV硬化涂层21贴合，得到所述的产品。
4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热4s，热压成型3s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
对比例二：
1、将无溶剂型UV丙烯酸树脂通过采用三辊式(胶料辊61、计量辊62和涂布辊63)涂布到100μm厚度的PET基材上，经过凹版辊轮64旁边的UV灯65将胶水完全固化，得到所述的UV硬化涂层21。胶料辊61、计量辊62、涂布辊63和凹版辊轮64内部都有循环热水温度选为50℃，胶水黏度约为300cps，UV灯65选择高压汞灯，UV灯能量1000mj/cm2，UV硬化层21的硬度为5μm。
2、将PET膜硬化层的背面进行电晕，电晕值选择4KW，增加基材表面能提高其达因值，达因值用达因笔测得为56dyn/cm，然后将水性聚氨酯树脂通过刮刀涂布于PET基材的背面，在150℃的烤箱烘烤75s，胶层干厚度为50μm，然后覆上50μm硅油离型膜，制得二层复合膜。
3、将有机硅压敏胶通过刮刀涂布于50μmPET第二基材11表面，经过烤箱固化，干厚度为15μm，然后过贴合辊，将粘胶层12与二层复合膜的UV硬化涂层21贴合，得到所述的产品。
4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压(采用2.5D弧边模具，在260℃下加热4s，热压成型3s)，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
下表为两个实施例和两个对比例的产品性能测试表(测试均按照国标测试)。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种热弯膜，包含：护膜层(10)、使用层(20)、剥离层(30)，其特征在于，使用层(20)包括UV硬化层(21)、第一基材(22)、压敏粘胶层(23)，护膜层(10)包括第二基材(11)和粘胶层(12)，依次自上而下为：第二基材(11)、粘胶层(12)、UV硬化层(21)、第一基材(22)、压敏粘胶层(23)、剥离层(30)；
UV硬化层(21)厚度1～20μm，UV硬化层(21)为无溶剂型UV丙烯酸树脂，无溶剂型UV丙烯酸树脂的原料组份与重量配比为：
低聚物 30～50份
活性单体 40～60份
光引发剂 1～5份；
低聚物为：氨基丙烯酸脂低聚物；
活性单体为：第二代多官能团单体或第三代丙烯酸单体；
光引发剂为：184(1-羟基环己基苯基甲酮)；
第一基材(22)厚度50～300μm；第一基材(22)为PC膜或改性PC膜或含有PC膜层的覆合型薄膜；
压敏粘胶层(23)为水性有机硅胶、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的任意一种，其剥离力范围为10～100gf/25mm。
2.根据权利要求1所述的一种热弯膜，其特征在于，所述改性PC膜为：PC/PET、PC/PMMA、PC/ABS、PC/PA、PC/PBT中任意一种合成材料；
含有PC膜层的覆合型薄膜为：PC膜与PET、TPU、PE、PEN中的任意一种薄膜用高粘着性的胶水粘合而成的薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种热弯膜，其特征在于，所述第二基材(11)为PET、PEN、PC、PP、PE中的任意一种，厚度在23～100μm；
粘胶层(12)为有机硅胶、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的任意一种，厚度在5～30μm；
剥离层(30)为离型膜，厚度为20～100μm，其材质为PET、PE、OPP、BOPET、BOPP中的一种。
4.一种如权利要求1～3任一项所述热弯膜的制备方法，其特征在于，方法如下：
S1、由于无溶剂型UV丙烯酸树脂黏度较高，制备中通过升高胶液的温度来适量降低其黏度；无溶剂型UV丙烯酸树脂先采用三辊式：胶料辊(61)、计量辊(62)和涂布辊(63)涂布到第一基材(22)上，再通过凹版辊轮(64)涂布所需的厚度，经过UV灯(65)将胶水完全固化，得到UV硬化涂层(21)；
胶料辊(61)、计量辊(62)、涂布辊(63)和凹版辊轮(64)内部都有循环热水对导辊进行加热，循环热水温度范围为30～70℃，UV灯(65)为UVA波段紫外线灯，UV灯能量400～1500mj/cm2；
S2、再对第一基材(22)的硬化层的背面进行电晕处理，电晕值选择1KW～5KW，增加第一基材(22)表面能提高其达因值，以此增加水性压敏胶水对第一基材(22)的附着性，然后通过刮刀将水性压敏胶涂布于第一基材(22)的背面上，在烤箱烘干后得到压敏粘胶层(23)，再覆上剥离层(30)，制得二层复合膜；
S3、将粘胶层(12)胶水通过刮刀涂布于第二基材(11)表面，经过烤箱固化后过贴合辊，粘胶层(12)与二层复合膜的UV硬化涂层(21)贴合，得到产品；
S4、通过模切热压机械对产品按照所需要的尺寸进行模切热压，采用2.5D弧边模具，在260℃下加热2～6s，热压成型2～6s，得到可以对弧面屏进行全面保护的保护膜。
5.根据权利要求4所述的热弯膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，UV硬化涂层(21)涂布工艺采取三辊式涂布系统涂布，三辊式涂布系统包含胶槽(70)、胶料辊(61)、计量辊(62)和涂布辊(63)，胶槽(70)内装有无溶剂UV型丙烯酸树脂，通过调节三辊式涂布系统的胶料辊(61)、计量辊(62)和涂布辊(63)之间的间隙以及各辊之间的线速比，可以调节上胶厚度；
胶料辊(61)、计量辊(62)和涂布辊(63)的线速比设定为1：1：1；
胶料辊(61)、计量辊(62)和涂布辊(63)内部都有循环热水，热水温度为55℃；
胶料辊(61)设于胶槽(70)内，胶料辊(61)之上相邻的计量辊(62)与胶料辊(61)反向旋转，计量辊(62)之上相邻的涂布辊(63)与计量辊(62)反向旋转；
第一基材(22)经过第一导辊(71)后由涂布辊(63)涂布，再经过第二导辊(72)后到达前压轮(73)；
结构成型系统包含前压轮(73)、凹版辊轮(64)、后压轮(74)，经涂布系统上胶后的带胶第一基材(22)经过前压轮(73)、凹版辊轮(64)以及后压轮(74)的有效控制，能有效保证UV硬化涂层(21)在第一基材(22)上的厚度；
在成型过程中，凹版辊轮(64)下端的UV灯(65)对胶水结构进行固化，凹版辊轮(64)内部有循环热水，热水温度选为55℃。
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