CN112940632B - 一种防可见光短波伤害窗膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防可见光短波伤害窗膜，其从外到内依次包括复合为一体的折射镀层、防蓝光基膜、染色胶粘剂层、防紫光基膜、压敏胶层以及离型膜。本发明通过粘接的双层基膜的配合，以吸收、阻隔可见光中的短波，尤其是蓝光和青、紫光，从而可以获得一种可防止可见光短波伤害的窗膜。另外，本发明还可以通过染色胶粘剂层调节吸收了青蓝紫光之后的窗膜的基本色调，使其尽量偏向无色透明，以利于窗膜更容易广泛适用于各种场合。
Description
技术领域
本发明涉及粘贴在车辆或者建筑物的窗户玻璃表面上的窗膜技术领域，具体为一种可吸收、阻隔可见光中的短波的窗膜，特别涉及一种防可见光短波伤害的窗膜。
背景技术
地球大气上界的太阳辐射光谱的99％以上在波长0.15～4.0微米之间。大约50％的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4～0.76微米)，7％在紫外光谱区(波长<0.4微米)，43％在红外光谱区(波长>0.76微米)，最大能量在波长0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3～120微米)小得多，所以通常又称太阳辐射为短波辐射，称地面和大气辐射为长波辐射。太阳辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间，另一部分到达地面，到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳辐射通过大气后，其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多，在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少至40％，而在红外光谱区增至60％。
可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的频率在380～750THz，波长在780～400nm之间。日常生活中人眼能够感受到的是可见光，通俗意义上的可见光按七种颜色来分，红橙黄绿青蓝紫，红橙黄为长波光，青蓝紫为短波光。短波光属于能量较强的可见光，过强的短波光会穿透人眼的角膜与水晶体，并直射入黄斑部造成黄斑部感光细胞的损伤，同时，短波光照射视网膜会产生自由基，而自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，进而使光敏感细胞缺乏养分。另外短波光的散射情况较其他可见光严重，眼睛长时间聚焦注视下，易疲劳而形成假性近视。
现有技术的各种窗膜，大多局限于防紫外线、隔热、防爆等功能，没有见到专用于吸收、阻隔可见光中的短波的窗膜，因此有必要开发一种可用于防可见光短波伤害的窗膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防可见光短波伤害窗膜，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种防可见光短波伤害窗膜，其从外到内依次包括复合为一体的折射镀层、防蓝光基膜、染色胶粘剂层、防紫光基膜、压敏胶层以及离型膜；其中，所述防蓝光基膜由80％的PET和20％的防蓝光功能母料制成，所述防蓝光功能母料由如下质量百分比的组分组成：92％～98％的PET、0.1％～1.5％的二氧化硅、0.1％～0.55％的甲亚胺、0.01％～0.05％的酞菁、0.1％～0.6％三氧化二铝以及1.5％～5.5％硬脂酸钠；所述PET、二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠的质量之和为所述防蓝光功能母料的质量的100％；所述防紫光基膜由90％的PET和10％的防紫光功能母料制成，所述防紫光功能母料由如下质量百分比的组分组成：96.5％～98.6％的PET、0.4％～1.6％的二氧化硅、0.06％～0.6％的碱土金属硅酸盐、0.3％～1.3％的聚二甲基硅氧烷以及0.2％～0.8％的紫外光吸收剂；所述PET、二氧化硅、碱土金属硅酸盐、聚二甲基硅氧烷以及紫外光吸收剂的质量之和为所述防紫光功能母料的质量的100％。
优选地，所述染色胶粘剂层由添加有酞菁的丙烯酸胶粘剂固化而成。
优选地，所述染色胶粘剂层中酞菁的质量百分比为0.01％～0.1％。
本发明通过粘接的双层基膜的配合，以吸收、阻隔可见光中的短波，尤其是蓝光和青、紫光，从而可以获得一种可防止可见光短波伤害的窗膜。另外，本发明还可以通过染色胶粘剂层调节吸收了青蓝紫光之后的窗膜的基本色调，使其尽量偏向无色透明，以利于窗膜更容易广泛适用于各种场合。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的防可见光短波伤害窗膜基膜的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
正如背景技术所述，可见光中红橙黄为长波光，青蓝紫为短波光。可见光中的短波对眼镜存在一定的伤害，尤其是蓝光可深达视网膜，伤害尤其大。鉴于此，本发明提供了一种防可见光短波伤害窗膜，其通过粘接的双层基膜的配合，以吸收、阻隔可见光中的短波，尤其是蓝光和青、紫光，获得一种可防止可见光短波伤害的窗膜。
如图1所示，其显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种防可见光短波伤害窗膜的结构示意图。如图，本发明提供了一种防可见光短波伤害窗膜，其厚度为158-538μm，其从外到内依次包括复合为一体的折射镀层1、防蓝光基膜2、染色胶粘剂层3、防紫光基膜4、压敏胶层5以及离型膜6。在本发明的窗膜结构中，防蓝光基膜2用于吸收可见光中的蓝光，防紫光基膜4主要用于吸收可见光中的青、紫光，染色胶粘剂层3用于将两层基膜粘接为一体并调节窗膜色度，用以降低可见光中的短波对眼睛的伤害。
具体来说，折射镀层1可以是现有技术中常用的金属氧化物镀层、硅元素镀层、金属镀层等，其可以是单层镀层，也可以是多层复合镀层。折射镀层1可用于提高窗膜对光线的折射，滤除一部分有害可见光，并能根据镀层的选择使得窗膜呈现不同的颜色。有关折射镀层的结构原理均为现有技术，本领域技术人员可以参见申请人之前申请的如下现有技术进行理解，例如中国专利申请2016108119465，2016108104686，2016108104900等。
防蓝光基膜2由80％的PET和20％的防蓝光功能母料制成，通过防蓝光功能母料可以使得防蓝光基膜2具备防蓝光功能。所述防蓝光功能母料由如下质量百分比的组分组成：92％～98％的PET、0.1％～1.5％的二氧化硅、0.1％～0.55％的甲亚胺、0.01％～0.05％的酞菁、0.1％～0.6％三氧化二铝以及1.5％～5.5％硬脂酸钠。所述PET、二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠的质量之和为所述防蓝光功能母料的质量的100％；所述二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠的质量之和为所述防蓝光功能母料的质量的2％～8％；所述甲亚胺和酞菁的质量之和为所述防蓝光功能母料的质量的0.1％～0.6％。
染色胶粘剂层3由添加有酞菁的丙烯酸胶粘剂固化而成，其中染色胶粘剂层3中酞菁的含量可根据窗膜颜色进行调整。主要用以调节吸收了青蓝紫光之后的窗膜的基本色调，使其尽量偏向无色透明，以利于窗膜更容易广泛适用于各种场合。在一个具体实施例中，染色胶粘剂层3中酞菁的质量百分比优选为0.01％～0.1％。
防紫光基膜4由90％的PET和10％的防紫光功能母料制成，通过防紫光功能母料可以使得防紫光基膜4具备防青紫光功能。所述防紫光功能母料由如下质量百分比的组分组成：96.5％～98.6％的PET、0.4％～1.6％的二氧化硅、0.06％～0.6％的碱土金属硅酸盐、0.3％～1.3％的聚二甲基硅氧烷以及0.2％～0.8％的紫外光吸收剂；其中：所述碱土金属硅酸盐优选为硅酸镁或者硅酸钙，最优选为硅酸镁；所述PET、二氧化硅、碱土金属硅酸盐、聚二甲基硅氧烷以及紫外光吸收剂的质量之和为所述防紫光功能母料的质量的100％；所述二氧化硅、碱土金属硅酸盐、紫外光吸收剂以及聚二甲基硅氧烷的质量之和为所述防紫光功能母料的质量的1.4％～3.5％。在一个具体实施例中，所述紫外光吸收剂优选为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)。
压敏胶层5用于通过施加压力的方式将窗膜粘贴到玻璃表面，可以选用任何一种现有的压敏胶制成。
离型膜6用于对压敏胶层5进行保护，使用的时候需要剥离。
本发明的防可见光短波伤害窗膜中，防蓝光基膜2的防蓝光功能母料中三氧化二铝和甲亚胺的配合，对蓝光具有优异的吸收作用，蓝光吸收后薄膜会呈现偏黄老化状态，会影响产品的销售，通过添加极少量的深蓝色酞菁，可以与反射的蓝色与黄色混合，使得最终产品向白色靠近，通过二氧化硅可以进一步改善白色混合光线的散射，提高薄膜的透明度，同时可以通过二氧化硅和三氧化二铝改善聚酯性能，硬脂酸钠用于改善物料的整体分散性，对于提高三氧化二铝、甲亚胺以及酞菁的均一性有较明显的作用。
本发明的防可见光短波伤害窗膜中，防紫光基膜4的防紫光功能母料中的二氧化硅可以提高聚酯薄膜的透光性、加工性能以及强度。碱土金属硅酸盐可以降低由于聚酯薄膜中二氧化硅含量增高导致的热收缩性。聚二甲基硅氧烷可以提高聚酯中二氧化硅的分散性，避免团聚，有利于减少无机粒子的添加量，提高聚酯薄膜的光学性能。二氧化硅以及碱土金属硅酸盐的硅原子由于结合了聚二甲基硅氧烷的硅原子，聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与聚酯的烷烃结合，有利于将二氧化硅和碱土金属硅酸盐均匀分散保持在聚酯内部。碱土金属硅酸盐中的碱土元素易于与聚酯中常用磷类化合物催化剂、稳定剂、阻燃剂等形成具有适当强度的相互作用的络合物，除了可以提高二氧化硅的分散性之外，还可以提高二氧化硅以及碱土金属硅酸盐在聚酯中的结合力，有利于提高聚酯薄膜的光线透过率。另外如前所述，硅酸镁或硅酸钙之类的碱土金属硅酸盐的加入，可以降低聚酯薄膜的收缩率，尤其适用于添加到光学领域聚酯薄膜之中，有利于提高基膜的光学性能。需要提及的是，由于二氧化硅的添加，制得的聚酯薄膜的收缩率会发生较为明显的变化，对于热收缩薄膜是相当有利的。然而光学领域(例如显示基膜、光学膜等)用到的聚酯薄膜，要求薄膜的收缩率尽量保持较低的水平较为理想。本发明中，通过硅酸盐成分与二氧化硅的结合，一方面提高分散性，另一方面利用碱土金属降低添加了二氧化硅的薄膜的收缩率，进而提高薄膜的光学性能。二氧化硅可以通过聚二甲基硅氧烷产生强大的结合力。碱土金属硅酸盐的比表面积很大，疏松多孔，利用碱土金属硅酸盐的硅元素成分与二氧化硅产生的吸附，可以提高二氧化硅的分散性，避免团聚。添加有二氧化硅、碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的防紫光功能母料，其粘度相对本体聚酯变化很小，有利于保持聚酯薄膜参数的稳定性；还可降低抗粘连粒子的用量；提高了聚酯薄膜的加工性能、拉伸强度、透光率和阻燃性能。另外也可以改善聚酯薄膜的光泽度、耐磨、耐高温、隔热性能。
下面通过具体实施例进一步说明本发明的防蓝光功能母料的制备方法。在一个具体实施例中，可以选择将二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠在PET的制备过程中投入到PET中，例如可以选择在PET的制备过程中的酯化阶段投入，也可以在酯化结束后投入，也可以在缩聚阶段投入，也可以在缩聚完成后投入，最后挤出造粒获得本发明的防蓝光功能母料。或者，也可以将已经制备好的PET颗粒与二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠均匀混合，最后挤出造粒获得本发明的防蓝光功能母料。在另一个具体实施例中，可以在常温下，将质量比92％～98％的粉状PET、0.1％～1.5％的纳米二氧化硅、0.1％～0.55％的粉状甲亚胺、0.01％～0.05％的粉状酞菁、0.1％～0.6％纳米三氧化二铝以及1.5％～5.5％粉状硬脂酸钠加入高速混合机中预分散混合，转速在1000～1500rpm，混合15～30分钟，形成混合料。然后通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，之后水冷造粒，获得所述防蓝光功能母料。
下面通过具体实施例进一步说明本发明的防紫光功能母料的制备方法。在一个具体实施例中，可以选择将二氧化硅、碱土金属硅酸盐、聚二甲基硅氧烷以及紫外光吸收剂在PET的制备过程中投入到PET中，例如可以选择在PET的制备过程中的酯化阶段投入，也可以在酯化结束后投入，也可以在缩聚阶段投入，也可以在缩聚完成后投入，最后挤出造粒获得本发明的防紫光功能母料。或者，也可以将已经制备好的PET颗粒与二氧化硅、碱土金属硅酸盐、聚二甲基硅氧烷以及紫外光吸收剂均匀混合，最后挤出造粒获得本发明的防紫光功能母料。在另一个具体实施例中，可以在常温下，将质量比96.5％～98.6％的粉状PET、0.4％～1.6％的纳米二氧化硅、0.06％～0.6％的纳米碱土金属硅酸盐、0.3％～1.3％的聚二甲基硅氧烷以及0.2％～0.8％的紫外光吸收剂加入高速混合机中预分散混合，转速在1000～1500rpm，混合15～30分钟，形成混合料。然后通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，之后水冷造粒，获得所述防紫光功能母料。
下面进一步对本发明的防蓝光基膜2的制备方法进行说明。本发明的防蓝光基膜2的制备方法包括如下步骤：
1)将80％的PET树脂和20％的防蓝光母料混合后，投入预结晶器中，以160℃温度预结晶15分钟，之后PET料进入干燥塔中，在160℃温度下干燥6小时，之后进入单螺杆挤出机。
2)调整单螺杆挤出机的温度为265℃～280℃，挤出的物料获得厚片。厚片的厚度、轮廓可以通过挤出机挤出量、铸片辊转速、模头开度进行调整。
3)将上述厚片在50℃～90℃温度下预热，进入300℃～500℃的红外加热区，用40～150m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率是4.0，得到拉伸片。
6)将拉伸片在90℃～120℃温度下预热，在100℃～160℃温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率是3.8。之后在160℃～240℃温度下定型，再经过100℃～50℃温度冷却，制得所述防蓝光基膜2。
下面进一步对本发明的防紫光基膜4的制备方法进行说明。本发明的防紫光基膜4的制备方法包括如下步骤：
1)将90％的PET树脂和10％的防紫光母料混合后，投入预结晶器中，以160℃温度预结晶15分钟，之后PET料进入干燥塔中，在160℃温度下干燥6小时，之后进入单螺杆挤出机。
2)调整单螺杆挤出机的温度为270℃～280℃，挤出的物料获得厚片。厚片的厚度、轮廓可以通过挤出机挤出量、铸片辊转速、模头开度进行调整。
3)将上述厚片在50℃～90℃温度下预热，进入300℃～500℃的红外加热区，用40～150m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率是4.0，得到拉伸片。
6)将拉伸片在90℃～120℃温度下预热，在100℃～160℃温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率是3.8。之后在160℃～240℃温度下定型，再经过100℃～50℃温度冷却，制得所述防紫光基膜4。
制备获得的防蓝光基膜2和防紫光基膜4可以通过染色胶粘剂层3粘接为复合基膜，然后在其一面通过真空溅射等工艺设置折射镀层1，在另一面设置压敏胶层5，最后在压敏胶层5的外侧附着离型膜6，最后即可获得如图1所示的本发明的防可见光短波伤害窗膜。
综上所述，本发明通过粘接的双层基膜的配合，以吸收、阻隔可见光中的短波，尤其是蓝光和青、紫光，从而可以获得一种可防止可见光短波伤害的窗膜。另外，本发明还可以通过染色胶粘剂层调节吸收了青蓝紫光之后的窗膜的基本色调，使其尽量偏向无色透明，以利于窗膜更容易广泛适用于各种场合。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种防可见光短波伤害窗膜，其特征在于，其从外到内依次包括复合为一体的折射镀层、防蓝光基膜、染色胶粘剂层、防紫光基膜、压敏胶层以及离型膜；其中，
所述防蓝光基膜由80％的PET和20％的防蓝光功能母料制成，所述防蓝光功能母料由如下质量百分比的组分组成：92％～98％的PET、0.1％～1.5％的二氧化硅、0.1％～0.55％的甲亚胺、0.01％～0.05％的酞菁、0.1％～0.6％三氧化二铝以及1.5％～5.5％硬脂酸钠；所述PET、二氧化硅、甲亚胺、酞菁、三氧化二铝以及硬脂酸钠的质量之和为所述防蓝光功能母料的质量的100％；
所述防紫光基膜由90％的PET和10％的防紫光功能母料制成，所述防紫光功能母料由如下质量百分比的组分组成：96.5％～98.6％的PET、0.4％～1.6％的二氧化硅、0.06％～0.6％的碱土金属硅酸盐、0.3％～1.3％的聚二甲基硅氧烷以及0.2％～0.8％的紫外光吸收剂；所述PET、二氧化硅、碱土金属硅酸盐、聚二甲基硅氧烷以及紫外光吸收剂的质量之和为所述防紫光功能母料的质量的100％。
2.如权利要求1所述的防可见光短波伤害窗膜，其特征在于，所述染色胶粘剂层由添加有酞菁的丙烯酸胶粘剂固化而成。
3.如权利要求2所述的防可见光短波伤害窗膜，其特征在于，所述染色胶粘剂层中酞菁的质量百分比为0.01％～0.1％。
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