CN109536059A - 一种新型光学用保护膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保护膜，特别涉及一种新型光学用保护膜。为了解决现有保护膜抗磨耐刮和抗冲击性能差的问题，本发明提供一种新型光学薄膜用保护膜。所述保护膜包括基材层和粘结层，所述粘结层附着在基材层的表面，所述粘结层的材料包括橡胶或改性天然橡胶；所述改性天然橡胶的配方包括100重量份天然橡胶、和1.5～2.5重量份的硫化剂。本发明提供的保护膜兼具高弹性、抗磨耐刮、抗冲击的效果，可很好的应用在光学膜片的防护上。

Description

一种新型光学用保护膜
技术领域
本发明涉及保护膜，特别涉及一种新型光学用保护膜。
背景技术
保护膜是一种对其它材料具有保护功能的膜材料，其应用领域很广，诸如对金属表面、涂层产品表面、塑料表面、光学膜片等的防护。就保护膜功能而言，有的是为了保护产品表面的洁净，不被污染；有的是保护内部产品、结构不被损坏，因此不同功能保护膜对于保护膜本身的基材性能要求也不尽相同。本发明涉及的保护膜主要是于光学薄膜类的防护，此类保护膜结构构造主要是由基材层和粘结层两部分构成。基材层常用基材为烯烃类聚合物，主要为PE、PET、PVC和其他的共挤类聚合物等；粘结层采用最多的是亚克力类、硅类、丙烯酸类等胶系，此类保护膜在起到防护作用的同时具有良好的粘结强度以及较好的耐候性，但是在使用过程中，其稳定性稍差，容易产生胶转移，污染到被贴物，而且这几类保护膜的抗冲击性能较差，在受到外力挤压、磕碰过程中无法有效的对被贴物的起到很好的防护作用。
发明内容
为了解决现有保护膜抗磨耐刮和抗冲击性能差的问题，本发明提供一种新型光学薄膜用保护膜。本发明采用天然橡胶或改性天然橡胶为粘结层的主要原料，聚烯烃为基材层，制备的新型保护膜兼具高弹性、抗磨耐刮、抗冲击的效果，可很好的应用在光学膜片的防护上。
本发明选用抗冲击性能更好的天然橡胶作为粘结层，可以有效的提高保护膜的抗冲、耐磨性能。
天然橡胶本身具有很多优势：弹性高、抗冲击能力强以及很好的抗撕裂性和耐磨性，而且具有很好的粘合性；除此之外，橡胶具有很高的内聚力，用于保护膜粘结层时不容易产生残胶。
进一步的，本发明对天然橡胶进行改性、硫化，然后采用流延方式制备高弹性、高抗冲、防刮耐磨的新型保护膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种保护膜，包括基材层和粘结层，所述粘结层附着在基材层的表面，所述粘结层的材料包括橡胶。
进一步的，所述粘结层的材料包括天然橡胶。
进一步的，所述粘结层的材料包括改性天然橡胶(也简称为改性橡胶)。
进一步的，所述粘结层的材料为橡胶。进一步的，所述粘结层的材料为改性天然橡胶。
进一步的，所述基材层的材料选自聚烯烃。
进一步的，所述改性天然橡胶的配方包括100重量份天然橡胶、和1.5～2.5重量份的硫化剂。即，在对天然橡胶的改性过程中，针对100重量份天然橡胶，加入1.5～2.5重量份的硫化剂。
进一步的，所述改性天然橡胶在改性过程中，100重量份天然橡胶加入引发剂/酸酐改性体系、1.5～2.5重量份的硫化剂，以及其他助剂。其他助剂可以从橡胶改性的常用助剂中选择。
进一步的，所述粘结层的厚度为保护膜总厚度的5％～20％。
进一步的，所述改性天然橡胶的配方如下：天然橡胶(NR)100份，氢化钠(NaH)0-4份，马来酸酐(MAH)0-2份，硫化剂1.5-2.5份，2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)0-2份，氧化锌(ZnO)0-6份，硬脂酸(SA)0-3份，N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(4020)0-2份，所述份数是重量份。
进一步的，天然橡胶的改性配方包括：天然橡胶(NR)100份，氢化钠(NaH)2-4份，马来酸酐(MAH)1-2份，硫化剂1.5-2.5份，2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)1-2份，氧化锌(ZnO)4-6份，硬脂酸(SA)1-3份，N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(4020)1-2份，所述份数是重量份。
本发明还提供一种所述的保护膜的制备方法，所述保护膜采用多层共挤流延膜挤出技术。
多层共挤流延膜挤出技术是一种传统的薄膜挤出生产工艺。
进一步的，所述的保护膜的制备方法中，作为基材层的聚烯烃，以及作为粘结层的改性天然橡胶，通过两台挤出机分别挤出，经过同一个多流道的复合模头，汇合成两层结构的保护膜。
本发明提供一种挤出流延保护膜，包括依次层叠设置的挤出聚烯烃基材层、和粘结层。其中，粘结层是改性天然橡胶采用挤出流延成型在共挤聚烯烃基材表面。
作为一种优选方案，所述粘结层的厚度为保护膜总厚度的5％～20％。
所述聚烯烃基材层多采用PE、PVC、PET等。。
本发明所述的作为粘结层的天然橡胶改性方式如下：
采用氢化钠(NaH)/马来酸酐(MAH)改性体系，其中NaH和MAH的摩尔比为1：1，改性过程在哈克转矩流变仪(密炼机)中进行，温度为80℃，转速60rpm/min；首先在密炼机中加入天然橡胶，然后依次添加各种助剂，密炼结束后取出，继续在开炼机上按比例加入硫化剂和促进剂混炼即可得到改性橡胶。所得产品停放24小时，待后续生产使用。
对比传统的改性橡胶，本发明制备的改性橡胶通过调节硫化剂用量，使得硫化后改性橡胶依然具有一定的粘性。
本发明所述的流延保护膜的制备如下：
采用多层共挤流延挤出技术，作为基材层的聚烯烃，以及作为粘结层的改性天然橡胶，通过两台挤出机分别挤出，经过同一个多流道的复合模头，汇合成双层结构的保护膜，经熟化后，即可得到一种新型高弹性、抗磨耐刮、抗冲击的保护膜。
首先，采用流延法制备的保护膜属于一步制成，具有良好的结合力，使得保护膜不易出现粘结层与基材层分离的问题。
其次，天然橡胶具有良好的弹性，使得保护膜具有良好的抗压、抗外力(冲击和刮擦)的作用。
第三，天然橡胶具有很强的内聚力，作为保护膜粘结层不易在被贴物表面留下残胶。
本发明还提供上述保护膜的应用，在使用过程中，保护膜的粘结层覆在在光学膜片的表面，隔绝污染的前提下，还能保护光学膜片在运输、裁切、组装过程中被刮伤或碰伤，从而起到对光学膜片的保护作用。
当然，天然橡胶具有较高的初粘力，且较长时间保持粘力不变。
与现有保护膜相比，本发明提供的保护膜兼具高弹性、耐刮伤、耐冲击的效果，提高了对被贴物(光学膜片)的防护作用。
附图说明
图1为本发明专利提供的保护膜的结构示意图、显微镜微观图；
图2为实施例4中增亮膜结构轻微磨损的结构图；
图3为实施例4中落球测试后增亮膜结构轻微印痕的结构图；
图4为对比例3中增亮膜结构磨损严重的结构图；
图5为对比例3中落球测试后增亮膜结构印痕严重的结构图；
图6为实施例6中增亮膜结构完全无磨损的结构图；
图7为实施例6落球测试后增亮膜结构无印痕的结构图。
具体实施方式
下面结合附图实施例是对本发明进一步的详细阐述；特别声明，以下阐述的实施例目的在于更好的让读者理解本发明，而不对其起任何限制作用。
采用共挤流延成型的方式，制备本发明的保护膜。如图1所示，本发明提供的保护膜包括粘结层和基材层。所述粘结层为改性后的天然橡胶，所述基材层为挤出流延成型的聚烯烃类基材，所述保护膜的厚度为40-60μm。针对粘结层不同厚度进行如下性能测试：
剥离力测试
通过覆膜装置，采用2kg的覆膜压力，将该发明所制备的保护膜覆在本司制备的光学薄膜产品P50CM的结构面；
测试尺寸：25mm×150mm，静置半小时后进行剥离力测试。测试数量为10份，取平均值。备注：光学薄膜最佳的剥离力范围为2～10gf。
摩擦测试(抗磨耐刮性测试)
将制备的保护膜覆盖在光学薄膜—增亮膜的结构面，保护膜朝上放置在水平玻璃板上，将重量为6kg的砝码放置在保护膜表面，来回拖动砝码，拖动范围为10cm、循环次数为10次，去除保护膜后，通过肉眼和显微镜两种方式观察增亮膜表层结构的损伤程度。
抗冲击测试(落球测试)
将制备的保护膜覆盖在光学薄膜—增亮膜的结构面，保护膜朝上放置大理石板表面，使用500g钢球、30cm高度，自由掉落在覆保护膜的增亮膜上，同一膜片取9个不同区域重复测试，去除保护膜后，查看增亮膜结构的损伤程度。
实施例1
本发明提供一种保护膜，包括粘结层和基材层。其中粘结层为保护膜总厚度的20％，基材层厚度为总厚度的80％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：40μm；
保护膜粘结层厚度：10μm；
粘结层改性橡胶采用配方A方案改性，如表1中所示。
采用配方A改性的天然橡胶作为粘结层制备的保护膜成品剥离力如表1中所示。
测试结果表明，采用配方A改性天然橡胶作为粘结层，剥离力为6.93gf，位于光学薄膜保护膜最佳剥离力范围1～10gf中间，符合光学薄膜用保护膜应用。
实施例2
如实施例1提供的保护膜，粘结层改性橡胶采用配方A方案改性，如表1中所示。
采用配方A改性的天然橡胶作为粘结层制备的保护膜成品剥离力如表1中所示。
实施例3
如实施例1提供的保护膜，粘结层改性橡胶采用配方A方案改性，如表1中所示。
采用配方A改性的天然橡胶作为粘结层制备的保护膜成品剥离力如表1中所示。
对比例1
一种保护膜，包括粘结层和基材层。其中粘结层为保护膜总厚度的20％，基材层厚度为总厚度的80％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：40μm；
保护膜粘结层厚度：10μm；
粘结层材料为改性天然橡胶，改性天然橡胶采用配方B，如表1中所示。
天然橡胶硫化前属于生胶，形态为高分子弹性体。橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品，硫化后的橡胶的物性更加稳定，且保持一定粘性。采用配方B改性的天然橡胶作为粘结层制备的保护膜成品剥离力如表1中所示。测试结果表明，采用配方B改性天然橡胶作为粘结层，剥离力偏大，不符合光学薄膜应用。
对比例2
一种保护膜，包括粘结层和基材层。其中粘结层为保护膜总厚度的20％，基材层厚度为总厚度的80％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：40μm；
保护膜粘结层厚度：10μm；
粘结层改性橡胶采用配方C方案改性，配方C如表1中所示。
采用配方C改性的天然橡胶作为粘结层制备的保护膜成品剥离力如表1中所示。
测试结果表明，采用配方C改性天然橡胶作为粘结层，剥离力平均值为1.56gf，剥离力偏小，使用存在保护膜浮起的风险，固不适合光学薄膜应用。实施例1以及对比例1、2的检测结果显示，作为保护膜粘结层的改性橡胶，通过对硫化剂添加量的改变，可以有效的调整保护膜粘度。经测试，配方A改性的天然橡胶作为粘结层效果最佳，符合光学薄膜剥离力要求，因此本发明采用配方A改性天然橡胶作为保护膜粘结层。
表1实施例1-3和对比例1-2提供的保护膜中的粘结层的配方及剥离力
实施例4
本发明提供一种保护膜，包括粘结层和基材层。其中粘结层为保护膜总厚度的5％，基材层厚度为总厚度的95％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：47.5μm；
保护膜粘结层厚度：2.5μm；
保护膜粘结层改性天然橡胶配方为配方A。
将上述保护膜贴在增亮膜的结构面表层，然后进行摩擦测试。
结果发现粘结层厚度为总厚的5％时，做摩擦测试，测试结束后撕去保护膜肉眼查看增亮膜结构未见损伤，通过3D显微镜观察，增亮膜的表层有轻微的磨损现象，如图2所示，但结果可以接受。
冲击模拟测试后，观察增亮膜的结构面，肉眼看不到小球砸落的印痕；显微镜下观察增亮膜的结构面，发现有轻微的印痕，如图3所示；组成背光后无影响，表明此时印痕可以接受。
对比例3
选取市面上采购的丙烯酸保护膜，采用实施例2相同实验条件，将丙烯酸保护膜覆盖在增亮膜的结构面的表面，进行摩擦测试和落球测试。
摩擦测试，增亮膜结构发生十分严重的磨损，如图4所示；
落球测试，肉眼可以明显的观察增亮膜的小球印痕，如图5所示，增光结构发生严重的损伤。
对比实施例4和对比例3，发现改性天然橡胶作为粘结层的情况下，可以有效地保护光学膜不受摩擦和外力冲击的影响。
实施例5
具体操作步骤同实施例4，不同之处在于，天然橡胶粘结层厚度占保护膜总厚度的15％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：42.5μm；
保护膜粘结层厚度：7.5μm；
保护膜粘结层改性天然橡胶配方为配方A。
同样进行摩擦、抗冲击测试，观察增亮膜结构的磨损情况。
测试成品的耐冲击性能，撕除保护膜并无落球印痕；显微镜下观察增亮膜的结构，很难发现落球印痕。组成背光后观察，没有暗斑出现。表明此粘结层厚度可以保护增亮膜不受损伤。
实施例6
具体操作步骤同实施例4粘结层的厚度占保护膜总厚的20％。
保护膜总厚度：50μm；
保护膜基材厚度：40μm；
保护膜粘结层厚度：10μm；
保护膜粘结层改性天然橡胶配方如下面表A：
同样采用相同的测试方式，测试保护膜对增亮膜结构的保护效果。
摩擦测试结果发现，增亮膜的结构完全没有损伤，如图6所示。
抗落球冲击测试，结果如下：
撕除保护膜观察增亮膜增亮结构表面，增亮膜表面没有落球印痕；显微镜下观察增亮膜表层结构，没有任何损伤，如图7所示，测试结果表明，当保护膜粘结层的厚度占比20％时候，可以完全保护增亮膜的结构，防止增亮膜的结构在日常堆叠、抽取摩擦中受到损伤。
从实施例4-6可以看出，此采用改性橡胶作为保护膜的粘结层，可以有效的起到对光学薄膜增亮膜的保护作用。其中，在粘结层厚度占总厚度的5％-20％范围内，随着粘结层厚度的提高，对增亮膜结构的保护性能逐步提高。同时，在保护膜的作用下，抽取裁切后堆叠的膜片同样可以有效防止光学膜结构的损伤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种保护膜，其特征在于，所述保护膜包括基材层和粘结层，所述粘结层附着在基材层的表面，所述粘结层的材料包括橡胶。
2.根据权利要求1所述的保护膜，其特征在于，所述粘结层的材料包括改性天然橡胶。
3.根据权利要求1所述的保护膜，其特征在于，所述基材层的材料选自聚烯烃。
4.根据权利要求2所述的保护膜，其特征在于，所述改性天然橡胶的配方包括100重量份天然橡胶、和1.5～2.5重量份的硫化剂。
5.根据权利要求2所述的保护膜，其特征在于，所述改性天然橡胶在改性过程中，100重量份天然橡胶加入引发剂/酸酐改性体系、1.5～2.5重量份的硫化剂，以及其他助剂。
6.根据权利要求1或2所述的保护膜，其特征在于，所述粘结层的厚度为保护膜总厚度的5％～20％。
7.根据权利要求2所述的保护膜，其特征在于，所述改性天然橡胶的配方如下：天然橡胶(NR)100份，氢化钠(NaH)0-4份，马来酸酐(MAH)0-2份，硫化剂1.5-2.5份，2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)0-2份，氧化锌(ZnO)0-6份，硬脂酸(SA)0-3份，N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(4020)0-2份，所述份数是重量份。
8.根据权利要求2所述的保护膜，其特征在于，天然橡胶的改性配方包括：天然橡胶(NR)100份，氢化钠(NaH)2-4份，马来酸酐(MAH)1-2份，硫化剂1.5-2.5份，2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)1-2份，氧化锌(ZnO)4-6份，硬脂酸(SA)1-3份，N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(4020)1-2份，所述份数是重量份。
9.一种根据权利要求1所述的保护膜的制备方法，其特征在于，所述保护膜采用多层共挤流延膜挤出技术。
10.根据权利要求9所述的保护膜的制备方法，其特征在于，作为基材层的聚烯烃，以及作为粘结层的改性天然橡胶，通过两台挤出机分别挤出，经过同一个多流道的复合模头，汇合成两层结构的保护膜。
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