CN110673243B - 一种具有防污防水性能的光学扩散膜 - Google Patents

Abstract

一种具有防污防水性能的光学扩散膜，所述光学扩散膜包括基材、固着于基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层和背层分别由对应的涂布液涂布、干燥、固化而成。本发明可以保证原有扩散膜的光学性能，通过在树脂中添加硅氟，并控制硅氟改性树脂的用量，使得这种防污、防水扩散膜具有清洁膜表面的作用；通过调节防污、防水树脂的用量，本发明的防尘效果可达95％，防水性能达到99％；本发明制备容易，可选用的树脂种类很多，具有广泛的适应性。

Description

一种具有防污防水性能的光学扩散膜

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，尤其涉及一种光学扩散膜。

背景技术

光学扩散膜的作用是将点光源或线光源的光均匀扩散成均一、高亮度的面光源。这种光学扩散膜广泛应用于平板显示器的背光模组以及新型照明光源中，如电视、电脑显示器、笔记本电脑、手机、数码相机、MP4播放器、GPS导航仪及各种日常及工业用照明光源等。

近些年来，很多科技人员在植物和动物的特性中研究出能造福人类的技术，荷叶的不沾湿，防污性能即是其中最成功的一例。

已有光学扩散膜由于添加的树脂粘度较大，树脂干燥速度也很慢，在收卷，放卷过程中会粘上些许灰尘，从而会影响背光模组的性能。背光模组对环境的要求很高，光学扩散膜不能解决在运输途中沾染水渍或沾染灰尘；如果需要在下游厂进行二次加工或者需要维修，从而又会被灰尘再次污染。

中国专利CN201410193176.3提供了一种光扩散膜，它包括基材，还包括覆盖在基材一面上的扩散层、覆盖在基材另一面的背层，扩散层和背层复合到基材上的方式为：先将基材进行双面电晕处理；再调制扩散层涂布液和背层涂布液，然后分别涂布，经干燥固化后成型。该专利使用两张叠加的方式，辉度比单张使用时提高25％左右，光线经过反射膜，导光板，光扩散膜两张直接形成面光源的方法，可以节省价格昂贵的增亮膜，促进背光模组朝薄型化、轻量化以及降低成本的方向发展，但它不具有防污、防水功能，所述膜容易被灰尘、水渍污染。

中国专利CN201210272861.6提供的一种光学扩散膜，由含有光学扩散粒子A、树脂A和光引发剂的涂布液紫外固化在基材的表面，所述树脂A由环氧丙烯酸树脂和8官能度聚氨酯丙烯酸酯组成，所述背层由含有光学扩散粒子B、树脂B、光引发剂和防静电剂的涂布液紫外固化在基材的另一表面，所述树脂B由季戊四醇三丙烯酸酯和己内酯改性双季戊四醇五/六丙烯酸酯组成，该扩散膜具有高硬度、涂层薄、透过率高；具有充分的扩散性能和良好的抗静电性，能够满足平板显示器大尺寸、薄型化、轻量化、成本低的发展方向，但也仍然不具有防污、防水功能，容易被灰尘、水渍所污染。

发明内容

本发明用于克服现有产品存在的缺陷，提供一种具有防污防水性能的光学扩散膜，它具有优良的光学扩散性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种具有防污防水性能的光学扩散膜，所述光学扩散膜包括基材、固着于基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层和背层分别由对应的涂布液涂布、干燥、固化而成；

所述光扩散层涂布液由如下重量份的组分制成：

光扩散剂：3～5

成膜物树脂：2～4

交联剂：0.4～0.6

溶剂：17～23

所述背层涂布液由如下重量份的组分制成：

软质防粘连粒子：0.8～1.2

成膜物树脂：2～4

防静电剂：0.4～0.6

交联剂：0.1～0.3

溶剂：16～20

所述成膜树脂选自硅氟改性丙烯酸树脂、硅氟改性聚酯树脂、硅氟改性聚氨酯树脂、硅氟改性环氧丙烯酸酯、硅氟改性紫外光固化聚丙烯酸类树脂、硅氟改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯、硅氟改性聚酯丙烯酸酯、硅氟改性聚醚丙烯酸酯或硅氟改性纯丙烯酸酯中的一种。

所述成膜树脂中硅氟重量比为3％～4％，通过SEM-EDS能谱分析，打出能谱图，显示出Si-F的比例。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述基材为聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种，基材厚度为30μm～275μm。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述光扩散剂为树脂微珠，所述树脂微珠是聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚硅氧烷中的一种，所述树脂微珠与成膜树脂的重量比为1：0.5～1：2。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述树脂微珠平均粒径为1μm～40μm，所述光扩散层的厚度为6μm～10μm。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述软质防粘连粒子由粒径相同或者窄粒径分布的聚甲基丙烯酸正丁酯、聚酰胺微珠和聚氨酯弹性微珠中的一种，所述软质防粘连粒子的粒径为3μm～7μm，所述软质防粘连粒子的粒径变异系数为15％以下。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述交联剂为1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、HDI三聚体或IPDI三聚体中的一种或几种。

上述具有防污防水性能的光学扩散膜，所述溶剂为高挥发速率溶剂、中等挥发速率溶剂及低挥发速率溶剂中的混合物。所述高挥发速率溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯或甲基异丁基酮中的一种；所述中等挥发速率溶剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯或乙酸戊酯中的一种；所述低挥发速率溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚或环己酮中的一种。

本发明的优点：

1.本发明可以保证原有扩散膜的光学性能，通过在树脂中添加硅氟，并控制硅氟改性树脂的用量，使得这种防污、防水扩散膜具有清洁膜表面的作用；通过调节防污、防水树脂的用量，本发明的防尘效果可达95％，防水性能达到99％。

2.本发明制备容易，可选用的树脂种类很多，具有广泛的适应性。

3.本发明制备的光学扩散膜在光学性能方面也完全能够满足使用要求。

附图说明

图1本发明光学扩散膜的结构示意图。

图中各标号分别表示为：1.光学扩散剂，2.防污、防水树脂，3.基材。

具体实施方式

本发明提出的具有防污防水性能的光学扩散膜，包括基材、固着于基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层和背层分别由对应的涂布液涂布、干燥、固化而成。

所述成膜树脂主要是硅氟改性有机树脂，硅氟能提高膜表面接触角，共聚物中氟单体、硅单体含量的不断增加，其接触角也在不断增大，可达112.0°。而未添加氟单体、硅单体的空白试样的接触角只有80.56°；氟单体单独作用的共聚物的接触角最大只达到107.32°；硅单体单独作用的共聚物的接触角最大值仅有103.52°；可见，氟硅的双重作用可显著提高涂膜的疏水性，防污性。但是氟硅含量达到4％以上时会使树脂对膜的黏着力下降，从而会导致涂层脱落。正面成膜树脂添加在2重量份以下会使膜附着力达不到标准，正面成膜树脂添加在4重量份以上会使透光率达不到70～83标准。背面成膜树脂主要是防污、防水和粘结软质防粘连粒子的作用，为了控制生产成本，使树脂含量在2重量份和4重量份之间。所述光扩散剂主要起到增加光的散射和透射，遮住发光源以及刺眼光源的同时，又能使整个树脂发出更加柔和，美观，高雅的光，达到透光不透明的舒适效果，当添加量在3重量份以下时雾度达不到90以上标准，当添加量在5重量份以上时会使膜片雾度很高，从而透光率达不到70～90标准。

所述溶剂主要起到分散粒子的作用，当正面溶剂在23重量份以上时会影响涂膜后的表观，当正面溶剂在17重量份以下时会降低对粒子的分散性能，背面溶剂主要是控制生产成本，使溶剂含量在16重量份～20重量份。

所述交联剂主要起到固化成膜树脂的作用。依照成膜树脂的含量来添加，从而设定正面交联剂在0.4重量份～0.6重量份，背面交联剂0.1重量份～0.3重量份。

所述防粘连粒子主要起到使膜与膜之间不粘连的作用，为了控制生产成本使其含量在0.8重量份～1.2重量份。

所述防静电剂主要起到防止背面发生静电吸附的作用，为了控制生产成本使其含量在0.4重量份～0.6重量份。

所述光扩散层涂布液由如下重量份的组分制成：

光扩散剂：3～5

成膜物树脂：2～4

交联剂：0.4～0.6

溶剂：17～23

所述背层涂布液由如下重量份的组分制成：

软质防粘连粒子：0.8～1.2

成膜物树脂：2～4

防静电剂：0.4～0.6

交联剂：0.1～0.3

溶剂：16～20

下面通过实施例对本发明做进一步描述：

实施例1

防污、防水光扩散层涂布液的配制

丁酮：2g

甲苯：3g

甲基异丁基酮：12g

聚丙烯酸酯微珠：3g

硅氟改性丙烯酸树脂(硅氟重量比3％)：2g

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)：0.4g

将上述物料搅拌混合均匀，制得防污、防水光学扩散层涂布液。以厚度为41μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作为基材，在一面涂上扩散层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm，制成具有防污防水性能的光学扩散膜，测试其性能。

实施例2：

防污、防水光学扩散层涂布液的配制

丙酮：3g

二甲苯：3g

环己酮：14g

聚甲基丙烯酸甲酯微珠：4g

硅氟改性环氧丙烯酸酯(硅氟重量比3.5％)：3g

HDI三聚体：0.5g

将上述物料搅拌混合均匀，制得光学扩散层涂布液。以厚度为41μm的聚酯薄膜作为基材，在一面涂上防污、防水光扩散层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成具有防污防水性能的光学扩散膜，测试其性能。

实施例3

防污、防水光学扩散层涂布液的配制

乙酸甲酯：5g

甲苯：4g

丙二醇甲醚：14g

聚苯乙烯微珠：5g

硅氟改性聚酯树脂(硅氟重量比4％)：4g

IPDI三聚体：0.6g

将上述物料搅拌混合均匀，制得光学扩散层涂布液。以厚度为41μm的聚氯乙烯薄膜作为基材，在一面涂上防污、防水光扩散层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成具有防污防水性能的光学扩散膜，测试其性能。

实施例4

防污、防水背层涂布液的配制

丁酮：2g

甲苯：3g

甲基异丁基酮：11g

聚氨酯弹性微珠：0.8g

三氧化二锑：0.4g

硅氟改性丙烯酸树脂(硅氟重量比3％)：2g

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)：0.1g

在防污、防水光扩散面的另一面涂上防污、防水背层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成防污、防水背层，测试其性能。

实施例5

防污、防水背层涂布液的配制

丙酮：3g

二甲苯：3g

环己酮：12g

聚甲基丙烯酸正丁酯微珠：3g

三氧化二锑：0.5g

硅氟改性环氧丙烯酸酯(硅氟重量比3.5％)：3g

HDI三聚体：0.2g

在防污、防水光扩散面的另一面涂上防污、防水背层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成防污、防水背层，测试其性能。

实施例6

防污、防水背层涂布液的配制

乙酸甲酯：4g

甲苯：3g

丙二醇甲醚：13g

聚酰胺微珠：4g

三氧化二锑：0.6g

硅氟改性聚酯树脂(硅氟重量比4％)：4g

IPDI三聚体：0.3g

在防污、防水光扩散面的另一面涂上防污、防水背层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成防污、防水背层，测试其性能。

对比例1

普通光学扩散层涂布液的配制

丁酮：3g

甲苯：3g

甲基异丁基酮：13g

聚丙烯酸酯微珠：4g

丙烯酸树脂：3g

IPDI三聚体：0.5g

将上述物料搅拌混合均匀，制得光学扩散层涂布液以厚度为41μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作为基材，在一面涂上光扩散层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为6μm。制成光学扩散膜，测试其性能。

对比例2:

普通背层涂布液的配制

丁酮：3g

甲苯：3g

甲基异丁基酮：13g

聚酰胺微珠：1g

三氧化二锑：0.5g

丙烯酸树脂：3g

IPDI三聚体：0.2g

在光扩散面的另一面涂上背层涂布液，热风干燥使其干膜厚度约为5μm。制成背层，测试其性能。

表一：各实施例性能数据表

表中，雾度，透光率由NDH2000型雾度仪测试；不粘灰性能是通过风机鼓起粉尘使其落在具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜上，再使用风机吹走具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜上的粉尘，然后测其雾度，再和洁净具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜雾度进行对比。

沾水性能是通过具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜全部沾满水渍，然后用风机吹走水渍，再用湿度计测具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜的湿度，再和干净具有防污防水性能的光学扩散膜或普通扩散膜湿度进行对比。

由表中数据可以看出，采用本发明得到的具有防污防水性能的光学扩散膜，正面雾度达到90以上标准，正面透光率达到70～83标准，具有扩散性能，且防污、防水性能明显优于对比例1(未加防污、防水树脂)和对比例2(未加防污、防水树脂)。

Claims (6)

1.一种具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述光学扩散膜包括基材、固着于基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层和背层分别由对应的涂布液涂布、干燥、固化而成；所述扩散膜水接触角达112.0°、透光率70～83、雾度90；其中，所述光扩散层涂布液由如下重量份的组分制成：

光扩散剂：3～5

成膜树脂：2～4

交联剂：0.4～0.6

溶剂：17～23

所述背层涂布液由如下重量份的组分制成：

软质防粘连粒子：0.8～1.2

成膜树脂：2～4

防静电剂：0.4～0.6

交联剂：0.1～0.3

溶剂：16～20；

所述成膜树脂选自硅氟改性丙烯酸树脂、硅氟改性聚酯树脂、硅氟改性聚氨酯树脂、硅氟改性环氧丙烯酸酯、硅氟改性紫外光固化聚丙烯酸类树脂、硅氟改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯、硅氟改性聚酯丙烯酸酯、硅氟改性聚醚丙烯酸酯或硅氟改性纯丙烯酸酯中的一种；

所述成膜树脂中硅氟重量比为3%～4%；

所述光扩散剂为树脂微珠，所述树脂微珠是聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚硅氧烷中的一种，所述树脂微珠与成膜树脂的重量比为1：0.5～1：2。

2.根据权利要求1所述的具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述基材为聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的一种，基材厚度为30μm～275μm。

3.根据权利要求1所述的具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述树脂微珠平均粒径为1μm～40μm，所述光扩散层的厚度为6μm～10μm。

4.根据权利要求1所述的具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述软质防粘连粒子由粒径相同或者窄粒径分布的聚甲基丙烯酸正丁酯、聚酰胺微珠和聚氨酯弹性微珠中的一种，所述软质防粘连粒子的粒径为3μm～7μm，所述软质防粘连粒子的粒径变异系数为15％以下。

5.根据权利要求1所述的具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述交联剂为1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的具有防污防水性能的光学扩散膜，其特征在于，所述溶剂为高挥发速率溶剂、中等挥发速率溶剂及低挥发速率溶剂中的混合物；所述高挥发速率溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯或甲基异丁基酮中的一种；所述中等挥发速率溶剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯或乙酸戊酯中的一种；所述低挥发速率溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚或环己酮中的一种。

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