CN113311658B - 一种投影幕布用抗刮光学膜及高对比度幕布 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种投影幕布用抗刮光学膜，包括：基材层，基材层的表面设置有：微棱镜阵列，包含多个线性棱镜单元；线性棱镜单元包括一体连接的棱镜本体部和增强凸条部；棱镜本体部具有相平行的设置面和增强面且横截面为梯形，设置面与基材层连接，增强面与增强凸条部的连接面重合连接；增强凸条部具有：吸光面，与连接面形成第一夹角α，75°≤α≤90°；反光面，与连接面形成第二夹角β，β≤90°且大于棱镜本体部的反光面与设置面的夹角；受刮面，与连接面相对，为平面或弧面或钝角夹角的折面。光学膜具有良好的抗刮性能。本发明还公开了一种包含投影幕布用抗刮光学膜的高对比度幕布。
Description
技术领域
本发明涉及投影幕布技术领域，具体涉及一种投影幕布用抗刮光学膜及高对比度幕布。
背景技术
黑栅结构的激光投影幕布包括底层和光学棱镜层，光学棱镜层中包含若干条线性棱镜，若干条线性棱镜的延伸方向相同并在底层上紧密排布或者变间距排布。线性棱镜为三棱镜或近似三棱镜，棱镜的底面与底层连接，棱镜的上侧面为吸光面，吸光面涂覆吸光材料以吸收遮蔽环境光；棱镜的下侧面为反光面，用于反射投影设备的投影光。
现有技术中黑栅结构幕布的缺陷在于：由于吸光面和反光面的夹角为尖锐棱角，棱角处的厚度小且强度低，容易被刮伤；改进的技术方案将尖锐棱角替换为圆滑过渡的棱角，增加棱角处材料的厚度和强度，或者在吸光面和/或反光面设置耐刮材质的增强层；前一改进方案对于遮光效果没有改善，后一改进方案工艺步骤复杂。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种投影幕布用抗刮光学膜，具有良好的抗刮性能。
为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种投影幕布用抗刮光学膜，包括：
基材层，所述基材层的表面设置有：
微棱镜阵列，包含多个线性棱镜单元；所述线性棱镜单元包括一体连接的棱镜本体部和增强凸条部；所述棱镜本体部具有相平行的设置面和增强面且横截面为梯形，所述设置面与所述基材层连接，所述增强面与所述增强凸条部的连接面重合连接；所述增强凸条部具有：
吸光面，与所述连接面形成第一夹角α，75°≤α≤90°；
反光面，与所述连接面形成第二夹角β，β≤90°且大于所述棱镜本体部的反光面与所述设置面的夹角；
受刮面，与所述连接面相对，为平面或弧面或钝角夹角的折面。
棱镜本体部具有吸光面和反光面，线性棱镜单元的吸光面包含棱镜本体部的吸光面和增强凸条部的吸光面，线性棱镜单元的反光面包含棱镜本体部的反光面和增强凸条部的反光面。线性棱镜单元的形状可为直线、弧线或者波纹线。一体连接的棱镜本体部和增强凸条部通过辊压UV树脂一体成型。钝角夹角的折面由平面、弧面中的至少一种组合而成。增强凸条部的吸光面和反光面为选自平面、折面或者弧面状中的一种。
进一步的，第一夹角优选为85°≤N＜90°。
优选的技术方案为，所述吸光面、反光面中的至少一个与所述受刮面折面过渡或圆滑过渡。吸光面与受刮面的夹角为直角时，与两侧面这面过渡或者圆滑过渡相比，棱角处相对尖锐，抗刮伤效果较差。
优选的技术方案为，所述第一夹角α和第二夹角β均为直角。第一夹角α和第二夹角β均为直角，则增强凸条部的受刮面宽度趋大设置，优化抗刮效果。
本发明的目的之二在于提供一种高对比度幕布，包括上述的投影幕布用抗刮光学膜，所述线性棱镜单元的吸光面设置有吸光层，所述线性棱镜单元的反光面设置有反光层。
吸光层为发丝纹等已知的粗糙状微结构，进一步的，具有粗糙状微结构的线性棱镜单元中均匀分布有黑色离子，可选的，吸光层还可以为吸光材料涂层。
优选的技术方案为，所述设置面与受刮面的间距为L1，所述连接面与受刮面的间距为L2，以L1为100％计，L2占L1的百分比不大于10％。L2占L1的百分比大于10％，则幕布对比度的进一步改善不明显。
为了进一步优化遮光效果和幕布对比度，优选的技术方案为，所述棱镜本体部的吸光面与所述设置面的夹角为90°。
为了进一步优化遮光效果和幕布对比度，优选的技术方案为，所述棱镜本体部的反光面与所述设置面的夹角为27～37°。棱镜本体部的反光面与设置面的夹角例如27°、30°、32°、35°、37°中的任意一点值以及包含上述点值的区间值。进一步优选为30～35°。
优选的技术方案为，L2占L1的百分比为5～10％。L2占L1的百分比例如5％、6％、7％、8％、9％、10％中的任意一点值以及包含上述点值的区间值。
优选的技术方案为，以所述棱镜本体部的横截面底边延伸方向为宽度方向，所述设置面的宽度L3，所述增强面的宽度为L4，以L3为100％计，L4占L3的百分比为10～20％，例如10％、12％、14％、16％、18％、20％中的任意一点值以及包含上述点值的区间值。L4占L3的百分比过小，增强凸条部的强度过低，抗刮性能较差；L4占L3的百分比过大，有利于抗刮性能的提高，但是遮光效果改善不明显；在uv成型脱模时会卡在模具上，不易脱模，增加生产难度；幕布上显示结构条纹，影响图像显示效果。进一步的，L3小于等于400μm。
优选的技术方案为，所述吸光层包括吸光材料涂层，所述棱镜本体部与增强凸条部的吸光材料涂层厚度相同。与相同涂层的三棱镜相比，幕布对比度更高，并且保持涂层厚度一致的涂布工艺步骤简单，操作方便。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明投影幕布用抗刮光学膜采用具有增强凸条部的线性棱镜单元，基于相同的棱镜单元材质，与现有技术中的横截面为三角形或近似三角形的线性棱镜单元相比，具有更优的抗刮性能；
以投影幕布用抗刮光学膜为基材，抗刮性能良好，使用寿命长；在其吸光面设置吸光层，与现有技术中的横截面为三角形或近似三角形的线性棱镜单元相比，幕布抗光性能高，投影所显示的图像对比度高。
附图说明
图1是光学膜试样1的结构示意图；
图2是图1中A的局部放大图
图3是幕布试样1的结构示意图；
图4是幕布试样3中光学膜的结构示意图；
图5是幕布试样4中光学膜的结构示意图；
图6是对比例1光学膜的结构示意图；
图7是对比例2光学膜的结构示意图；
图中：1、基材层；2、棱镜单元；21、棱镜本体部；2101、设置面；2102、增强面；22、增强凸条部；2201、受刮面；3、吸光材料涂层；4、反光材料涂层；5、黑色吸光层；α、第一夹角α；β、第二夹角β。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
投影幕布用抗刮光学膜的材质
可选的，基材层的材质为玻璃或者塑料，优选为可弯折可卷曲的材质。基材层的塑料材质包括但不限于聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、醋酸纤维素、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚氨酯或聚氯乙烯。
可选的，线性棱镜单元的材质为UV树脂(紫外线固化树脂)或热固化树脂，进一步的为UV树脂，即为UV树脂包括但不限于丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂和聚酯丙烯酸酯树脂。
基于改进的具有增强凸条部的线性棱镜单元，吸光面和/或反光面设置抗刮微结构，例如设置耐磨涂层，能进一步提高投影幕布的抗刮性能。
可选的，吸光材料涂层的涂布液主要组分为吸光材料，吸光材料可选为炭黑、灯黑、铁黑、苯胺黑、黑尖晶石或者其他满足吸光功能的材料。
反光层具体为反光材料涂层，制得反光材料涂层的涂布液主要组分为反光材料，反光材料可以为氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铝、硫酸钡、云母、硅石或者其他满足反光功能的材料。
抗刮光学膜的制备：将UV树脂涂布于基材正面，采用具有与微棱镜阵列相应的模具辊辊压，辊压过程中UV固化，制得抗刮光学膜。
高对比度幕布的制备：在微棱镜阵列中棱镜单元的吸光面涂覆吸光材料涂布液，反光面涂覆反光材料层。
如图1和2所示，在一实施例中，投影幕布用抗刮光学膜包括：
基材层1，基材层1的表面设置有微棱镜阵列，微棱镜阵列包含多个直线型的棱镜单元2；棱镜单元2在基材层1的表面相互平行且紧密排列，棱镜单元2包括一体连接的棱镜本体部21和增强凸条部22；棱镜本体部21具有相平行的设置面2101和增强面2102且横截面为梯形，设置面2101与基材层1连接，增强面2102与增强凸条部22的连接面重合连接；增强凸条部22具有：
吸光面，与连接面形成第一夹角α；
反光面，与连接面形成第二夹角β；
受刮面2201，为与连接面相对的平面；
第一夹角α和第二夹角β等于90°，棱镜本体部21的吸光面与设置面2101的夹角为90°，棱镜本体部21的反光面与设置面2101的夹角为32°。设置面2101与受刮面2201的间距为L1，连接面与受刮面2201的间距为L2，以L1为100％计，L2占L1的百分比为8％，L1长179.35μm，L2长14.35μm；以棱镜本体部21的横截面底边延伸方向为宽度方向，设置面2101的宽度L3，增强面2102的宽度为L4，以L3为100％计，L4占L3的百分比为12％，L4长36μm，计作光学膜试样1。
如图3所示，在一实施例中，高对比度幕布包括光学膜试样1，线性棱镜单元2的吸光面设置有吸光材料涂层3，线性棱镜单元2的反光面设置有反光材料涂层4；基材层1相背于微棱镜阵列的表面复合有黑色吸光层5，计作幕布试样1。
在另一实施例中，基于幕布试样1，投影幕布用抗刮光学膜增强凸条部22的吸光面、反光面中均与受刮面2201圆滑过渡，圆滑过渡处的横截面弧线半径为L4长12μm，以与实施例1相同的工艺制备得到幕布试样2。
如图4所示，在另一实施例中，基于幕布试样1，投影幕布用抗刮光学膜的第一夹角α为81°，第二夹角β为90°，以与实施例1相同的工艺制备得到幕布试样3。
如图5所示，在另一实施例中，棱镜单元2的吸光面与设置面2101夹角为80°，棱镜单元2的反光面与设置面2101夹角为32°；第一夹角α为90°，第二夹角β为90°，L1长161.45μm，L2长12.9μm，L4长36μm，以与实施例1相同的工艺制备得到幕布试样4。
在另一实施例中，基于幕布试样1，L2占L1的百分比为3％，L1长170.1μm，L2长5.1μm，L4长36μm，计作幕布试样5。
在另一实施例中，基于幕布试样1，L2占L1的百分比为15％，L1长194.1μm，L2长29.1μm，L4长36μm，计作幕布试样6。
在另一实施例中，基于幕布试样1，L4占L3的百分比为22％，L1长159μm，L2长12.9μm，L4长66μm，计作幕布试样7。
抗刮光学膜以及幕布的共通参数：
对比例：以横截面为三角形的直线形棱镜单元2在基材层1表面相互平行且紧密排列的试样为对比例试样，棱镜单元2的设置面2101与基材层1连接，以对比例为基材制备对比例幕布。
如图6所示，对比例1：棱镜单元的横截面为直角三角形，其设置面2101宽L3为300μm，棱镜单元2的吸光面与设置面2101夹角为90°，反光面与设置面2101夹角为32°，棱镜单元的凸起高度为187.5μm。
如图7所示，对比例2：棱镜单元的横截面为锐角三角形，其设置面2101宽L3为300μm，棱镜单元2的吸光面与设置面2101夹角为80°，吸光面与设置面2101夹角为32°，棱镜单元的凸起高度为168.8μm。
对比例光学膜的基材层1材质、棱镜单元、吸光材料、反光材料以及黑色吸光层均与实施例1相同。
试样检测
1、幕布的抗刮性能检测
选用硬度为B、HB、F、H、2H在幕布试样上移动，观察幕布试样是否受损伤，未损伤记为“PASS”，有损伤记为“NG”；
2、幕布的亮室白影像辉度、亮室黑影像辉度及对比度
将实施例幕布试样作为前投屏幕，在环境光照度150Lux条件下，于亮室中从投影机将白色影像与黑色影像分别投射至前投屏幕，以辉度计分别测量屏幕中心的辉度值，按照以下公式计算对比度：
对比度＝亮室白影像辉度/亮室黑影像辉度
检测结果：
1、幕布试样1-4和对比例1的抗刮性能见下表：
上表中，包含线性棱镜单元增强凸条部22的投影幕布抗刮性能明显提高。
2、幕布试样1、2、3、5、6、7和对比例1的亮室白影像辉度(下表中简称“亮室白”)、亮室黑影像辉度(下表中简称“亮室黑”)及对比度见下表：
与对比例1相比，幕布试样的对比度均有提高；幕布试样6的增强凸条部22凸起高度过高，相较于幕布试样1，亮室白影像辉度呈现一定程度的降低。
3、幕布试样4和对比例2的亮室白影像辉度(下表中简称“亮室白”)、亮室黑影像辉度(下表中简称“亮室黑”)及对比度见下表：
| 幕布试样4 | 对比例2 | |
| <![CDATA[亮室白(cd/m<sup>2</sup>)]]> | 105 | 105 |
| <![CDATA[亮室黑(cd/m<sup>2</sup>)]]> | 6.5 | 13.4 |
| 对比度 | 16.15 | 7.84 |
与对比例2相比，幕布试样4的对比度明显提高，表明线性棱镜单元增强凸条部22的设置不仅有助于提高幕布的抗刮性能，对横截面为直角三角形和锐角三角形的投影幕布对比度均具有提升作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种投影幕布用抗刮光学膜，其特征在于，包括：
基材层，所述基材层的表面设置有：
微棱镜阵列，包含多个线性棱镜单元；所述线性棱镜单元包括一体连接的棱镜本体部和增强凸条部；所述棱镜本体部具有相平行的设置面和增强面且横截面为梯形，所述设置面与所述基材层连接，所述增强面与所述增强凸条部的连接面重合连接；所述增强凸条部具有：
吸光面，与所述连接面形成第一夹角α，75°≤α≤90°；
反光面，与所述连接面形成第二夹角β，β≤90°且大于所述棱镜本体部的反光面与所述设置面的夹角；
受刮面，与所述连接面相对，为平面或弧面或钝角夹角的折面;所述设置面与受刮面的间距为L1，所述连接面与受刮面的间距为L2，以L1为100%计，L2占L1的百分比不大于10%。
2.根据权利要求1所述的投影幕布用抗刮光学膜，其特征在于，所述吸光面、反光面中的至少一个与所述受刮面折面过渡或圆滑过渡。
3.根据权利要求1所述的投影幕布用抗刮光学膜，其特征在于，所述第一夹角α和第二夹角β均为直角。
4.一种高对比度幕布，其特征在于，包括权利要求1至3中任意一项所述的投影幕布用抗刮光学膜，所述线性棱镜单元的吸光面设置有吸光层，所述线性棱镜单元的反光面设置有反光层。
5.根据权利要求4所述的高对比度幕布，其特征在于，所述棱镜本体部的吸光面与所述设置面的夹角为90°。
6.根据权利要求4所述的高对比度幕布，其特征在于，所述棱镜本体部的反光面与所述设置面的夹角为27～37°。
7.根据权利要求4所述的高对比度幕布，其特征在于，L2占L1的百分比为5%～10%。
8.根据权利要求4所述的高对比度幕布，其特征在于，以所述棱镜本体部的横截面底边延伸方向为宽度方向，所述设置面的宽度L3，所述增强面的宽度为L4，以L3为100%计，L4占L3的百分比为10%～20%。
9.根据权利要求4所述的高对比度幕布，其特征在于，所述吸光层包括吸光材料涂层，所述棱镜本体部与增强凸条部的吸光材料涂层厚度相同。
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