CN117447749A - 超高耐磨防反射的硬化薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防反射硬化薄膜技术领域，具体涉及一种超高耐磨防反射的硬化薄膜。该超高耐磨防反射的硬化薄膜包括：膜基材；硬化层，设置于膜基材表面上，且其包括实心的无机氧化物粒子；低折射率层，设置于硬化层之上，且其包括硬化树脂、实心的无机氧化物粒子、中空的二氧化硅粒子；以及抗指纹层，设置于低折射率层表面，其为链状结构的全氟聚醚。本发明使用全氟聚醚作为单独的抗指纹层，可以有效的保证硬化薄膜优异的防反射效果，并大大提升耐磨性、表面抗指纹效果和爽滑度；使用实心的无机氧化物粒子可有效地进一步提升硬化薄膜的耐磨性；可以便于采用湿法涂布，在实际生产中可进行大规模卷样涂布，并且可适配弯折类显示材料。
Description
技术领域
本发明涉及防反射硬化薄膜技术领域，具体涉及一种超高耐磨防反射的硬化薄膜。
背景技术
近年来，随着液晶显示行业的迅猛发展，智能手机、触摸屏等电子产品广泛应用于日常生活。显示材料以及配套材料的生产因此也迎来的巨大的机遇与挑战。为保护显示器的表层，通常会在其表面贴合硬化膜保护贴。普通的湿法硬化膜仅能实现较优异的耐磨擦性而不具备防反射功能，或是只能满足良好的防反射功能但耐磨擦性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高耐磨防反射的硬化薄膜，以解决现在湿法硬化膜不能同时满足高耐磨擦性和防反射的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种超高耐磨防反射的硬化薄膜，包括：膜基材；硬化层，设置于膜基材表面上，且其包括实心的无机氧化物粒子；低折射率层，设置于硬化层之上，且其包括硬化树脂、实心的无机氧化物粒子、中空的二氧化硅粒子；以及抗指纹层，设置于低折射率层表面，其为链状结构的全氟聚醚。
可选的，硬化层可以是可重涂的Hard Coating(HC)，通常折射率为1.52；硬化层的折射率变化，可以是通过添加氧化钛、氧化锆粒子调控；硬化层可以是选择折射率已经稳定的成品涂液再复配实心的无机氧化物粒子涂布固化得到。
进一步的，所述膜基材的厚度为20～200μm；优选的，所述膜基材为满足弯折需求，厚度为20～60μm。
进一步的，所述膜基材为具有底涂层的光学薄膜。
进一步的，所述膜基材底涂层的折射率范围为1.50～1.80。
进一步的，所述硬化层涂布厚度为1～10μm；优选的，所述硬化层为满足弯折需求，厚度为1～5μm。
进一步的，所述硬化层的折射率范围为1.50～1.80。
进一步的，所述实心的无机氧化物粒子包括氧化锆粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、二氧化硅粒子中的一种或几种。
优选的，所述实心的无机氧化物粒子为实心的二氧化硅粒子。
进一步的，所述实心的无机氧化物粒子的平均粒径5～50nm。
进一步的，所述实心的无机氧化物粒子在硬化层中的固体质量％范围为0.1％～20％；优选的，为了不影响硬化层的光学雾度及折射率，所述实心的无机氧化物粒子在硬化层中的固体质量％范围为0.1％～5％。
进一步的，所述实心的无机氧化物粒子在低折射率层中相对于硬化树脂的固体质量％范围为0.1％～10％；优选的，为了不影响低折射率层光学雾度及折射率，所述实心的无机氧化物粒子相对于硬化树脂固体质量％范围为0.1％～5％。
进一步的，所述低折射率层厚度范围为50～120nm；优选的，为满足完整叠层结构在人眼最敏感的可视光波长附近有最小的反射，所述低折射率层厚度范围为70～100nm。
进一步的，所述低折射率层折射率范围为1.35～1.45。
进一步的，所述硬化树脂为一种、两种或两种以上多官能的丙烯酸树脂。
优选的，所述硬化树脂为三官能、四官能与六官能或更高官能的丙烯酸混合树脂。
一种多官能的丙烯酸树脂可以是：官能度不低于3的聚醚改性丙烯酸酯、官能度不低于6的聚氨酯改性丙烯酸酯中的一种；两种或两种以上多官能的丙烯酸树脂可以是：官能度不低于3的聚醚改性丙烯酸酯、官能度不低于6的聚氨酯改性丙烯酸酯、官能度不低于2的聚己内酯改性丙烯酸酯中的两种或两种以上混合；三官能、四官能与六官能或更高官能的丙烯酸混合树脂可以是：官能度为3的聚醚改性丙烯酸酯与官能度不低于6的聚氨酯改性丙烯酸酯混合、官能度为4的聚醚改性丙烯酸酯与官能度不低于6的聚氨酯改性丙烯酸酯混合。
进一步的，所述中空的二氧化硅粒子的粒径范围为30～70nm。
进一步的，所述中空的二氧化硅粒子在低折射率层中相对于硬化树脂的固体质量％范围为40％～120％。
进一步的，所述抗指纹层厚度范围为5～80nm；优选的，为满足抗指纹层在固化后外观无人眼可见的明显缺陷，所述抗指纹层厚度范围为5～30nm。
进一步的，所述抗指纹层折射率范围为1.35～1.50。
优选的，所述全氟聚醚与低折射率层接触端可聚合成结构稳定的全氟聚醚烷基硅氧烷，即PFPE-Si(OR)3。
进一步的，所述硬化层、低折射率层和抗指纹层均采用湿法涂布。
本发明的有益效果是：
(1)本发明使用全氟聚醚作为单独的抗指纹层，可以有效的保证硬化薄膜优异的防反射效果，并大大提升耐磨性、表面抗指纹效果和爽滑度；
(2)本发明使用实心的无机氧化物粒子可有效地进一步提升硬化薄膜的耐磨性；
(3)本发明的超高耐磨防反射的硬化薄膜各叠层结构可以便于采用湿法涂布，在实际生产中可进行大规模卷样涂布，并且可适配弯折类显示材料。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明超高耐磨防反射的硬化薄膜的结构示意图。
图中：
1-膜基材；2-硬化层；21-实心的无机氧化物粒子；3-低折射率层；31-硬化树脂；32-中空的二氧化硅粒子；4-抗指纹层。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
为保护显示器的表层，通常会在其表面贴合硬化膜保护贴。普通的湿法硬化膜仅能实现较优异的耐磨擦性而不具备防反射功能，或是只能满足良好的防反射功能但耐磨擦性较差。
基于此，本发明提供了一种超高耐磨防反射的硬化薄膜，包括：膜基材；硬化层，设置于膜基材表面上，且其包括实心的无机氧化物粒子；低折射率层，设置于硬化层之上，且其包括硬化树脂、实心的无机氧化物粒子、中空的二氧化硅粒子；以及抗指纹层，设置于低折射率层表面，其为链状结构的全氟聚醚。
以下为实施例及对比例：
实施例1
本实施例提供一种超高耐磨防反射的硬化薄膜，包括：膜基材1；
硬化层2，设置于膜基材表面上，且其包括实心的无机氧化物粒子21；
低折射率层3，设置于硬化层之上，且其包括硬化树脂31、实心的无机氧化物粒子21、中空的二氧化硅粒子32；以及
抗指纹层4，设置于低折射率层3表面，其为链状结构的全氟聚醚，即PFPE。
以下为具体的涂布工艺及原料选用：
(1)膜基材选择光学级PET基材日本东丽U483，厚度50μm；
(2)硬化层选择折射率为1.52的可重涂硬化液；基于硬化液固体质量％，添加0.1％～5％实心SiO2粒子并分散均匀；添加实心SiO2粒子的硬化液为便于涂布及固化后膜厚管控，可使用溶剂稀释，所述溶剂包括丙二醇单甲醚、甲基异丁酮、丁酮、乙酸乙酯、异丙醇中的一种或多种；复配所得的硬化液采用湿法涂布的方式均匀涂布在膜基材上；
涂布工序所得带有湿膜层的样品在烘箱充分干燥后通过紫外光照射固化；所述干燥条件优选为40℃～100℃烘烤0.5min～5min；所述紫外光照射固化能量优选为70～150mj/cm2，照度优选为100～550mW/cm2；
硬化层固化后厚度优选1～5μm，本例选择4μm；
(3)低折射率层的硬化树脂选择1～3份三官聚醚改性丙烯酸酯和7～9份六官聚氨酯改性丙烯酸酯混合；基于硬化树脂固体质量％，添加0.1％～5％实心SiO2粒子并分散均匀；基于硬化树脂固体质量％，添加40％～120％中空的SiO2粒子并分散均匀，本例选择粒径为45nm的粒子；基于硬化树脂固体质量％，添加1％～10％光引发剂并混合均匀，所述光引发剂为α-羟基酮类、苯乙酮类引发剂中的一种或几种；为便于涂布及固化后膜厚管控，上述复配所得的低折射率涂液可使用溶剂稀释，所述溶剂包括丙二醇单甲醚、甲基异丁酮、丁酮、乙酸乙酯、异丙醇中的一种或多种；
复配所得的低折射率涂液采用湿法涂布的方式均匀涂布在硬化层上；涂布工序所得带有湿膜层的样品在烘箱充分干燥后通过紫外光照射固化；所述干燥条件优选为40℃～100℃烘烤0.3min～5min；所述紫外光照射固化能量优选为300～1000mj/cm2，照度优选为600～900mW/cm2；
低折射率层固化后厚度优选70～100nm，本例选择90nm；
(4)抗指纹层选择全氟聚醚；基于全氟聚醚的固体质量％，添加0.1％～1％硅烷偶联剂；为便于涂布及固化后膜厚管控，上述复配所得抗指纹液可用溶剂稀释，所述溶剂优选为氢氟醚、乙醇、丙二醇单甲醚中的一种或多种；
复配所得抗指纹液采用湿法涂布的方式均匀涂布在低折射率层上；涂布工序所得带有湿膜层的样品在烘箱干燥热固化后进行熟化。干燥热固化条件优选为80℃～150℃烘烤3min～20min；熟化条件优选为40～80℃静置24H～72H；
抗指纹层固化后厚度优选5～30nm，本例选择10nm。
实施例2
本实施例除以下特征与实施例1不同外，其余特征与实施例1相同：
低折射率层的硬化树脂选择六官聚氨酯改性丙烯酸酯；基于硬化树脂固体质量％，添加40％～120％中空的SiO2粒子并分散均匀，本例选择粒径为55nm的粒子。
实施例3
本实施例除以下特征与实施例1不同外，其余特征与实施例1相同：
低折射率层中基于硬化树脂固体质量％，添加40％～120％中空的SiO2粒子并分散均匀，本例选择粒径为65nm的粒子。
实施例4
本实施例除以下特征与实施例1不同外，其余特征与实施例1相同：
膜基材选择光学级PET基材日本东丽UH13，厚度50μm；硬化层选择折射率为1.68的可重涂硬化液。
实施例5
本实施例除以下特征与实施例4不同外，其余特征与实施例4相同：
低折射率层中基于硬化树脂固体质量％，添加40％～120％中空的SiO2粒子并分散均匀，本例选择粒径为55nm的粒子。
实施例6
本实施例除以下特征与实施例4不同外，其余特征与实施例4相同：
低折射率层固化后厚度优选70～100nm，本例选择75nm；抗指纹层固化后厚度优选5～30nm，本例选择25nm。
对比例1
本对比例提供一种抗指纹防反射硬化薄膜，包括：膜基材；硬化层，设置于膜基材表面上；低折射率层，设置于硬化层之上，且包含硬化树脂、实心的无机氧化物粒子、中空的二氧化硅粒子、含氟丙烯酸化合物。
此外，本对比例除还有以下特征与实施例4不同外，其余特征与实施例4相同：
低折射率层中基于硬化液固体质量％，添加0.1％～5％实心Al2O3粒子并分散均匀；基于硬化树脂固体质量％，添加10％～20％含氟丙烯酸化合物，所述含氟丙烯酸化合物优选全氟烷基的(甲基)丙烯酸酯；低折射率层固化后厚度110nm；无抗指纹层。
对比例2
本对比例除了硬化层和低折射率层不添加实心的无机氧化物粒子外，其余叠层及其结构与实施例1相同。
对比例3
本对比例除了硬化层不添加实心的无机氧化物粒子外，其余叠层及其结构与实施例4相同。
具体的，将实施例1至实施例6以及对比例1至对比例3中各项的具体数值汇总至表1中。
表1防反射的硬化薄膜中各实施例及对比例测试
根据表1中对比例1与实施例的防反射硬化薄膜参数值对比，可知：使用全氟聚醚作为单独的抗指纹层后，水滴角进一步提高，钢丝绒耐磨和橡皮耐磨提升，且动摩擦系数更低，即使用全氟聚醚作为单独的抗指纹层后抗指纹效果更好、耐磨性更优异、爽滑度更高；
根据表1中对比例2、3与实施例的防反射硬化薄膜参数值对比，可知：在硬化层、低折射率层中添加实心的无机氧化物粒子可以有效地提高防反射硬化薄膜的钢丝绒耐磨和橡皮耐磨。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (11)
1.一种超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，包括：
膜基材；
硬化层，设置于膜基材表面上，且其包括实心的无机氧化物粒子；
低折射率层，设置于硬化层之上，且其包括硬化树脂、实心的无机氧化物粒子、中空的二氧化硅粒子；以及
抗指纹层，设置于低折射率层表面，其为链状结构的全氟聚醚。
2.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述膜基材为具有底涂层的光学薄膜，且底涂层折射率范围为1.50～1.80。
3.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述硬化层的厚度为1～10μm，且其折射率范围为1.50～1.80。
4.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述实心的无机氧化物粒子包括氧化锆粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、二氧化硅粒子中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述实心的无机氧化物粒子平均粒径范围为5～50nm，且其在硬化层的固体质量％范围为0.1％～20％，在低折射率层相对于硬化树脂的固体质量％范围为0.1％～10％。
6.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述低折射率层厚度范围为50～120nm，且其折射率范围为1.35～1.45。
7.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述硬化树脂为一种或两种以上多官能的丙烯酸酯。
8.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述中空的二氧化硅粒子的粒径范围为30～70nm，且其在低折射率层中相对于硬化树脂的固体质量％范围为40％～120％。
9.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述抗指纹层厚度范围为5～80nm，且其折射率范围为1.35～1.50。
10.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述全氟聚醚与低折射率层接触端形成有全氟聚醚烷基硅氧烷。
11.如权利要求1所述的超高耐磨防反射的硬化薄膜，其特征在于，
所述硬化层、低折射率层和抗指纹层均采用湿法涂布。
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