[发明专利]一种紫外光固化光学硬化膜及其制备设备和制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光学硬化膜技术领域，尤其涉及一种紫外光固化硬化膜及其制备设备和制备方法。

背景技术

近年来，随着平面移动显示技术的快速发展，平板电脑、智能手机、车载导航、数码相机等设备的应用越来越广泛。在这些设备显示屏的制造中要使用光学硬化膜，如ITO膜和防爆膜等；在使用过程中，这些设备的触摸屏要频繁和使用者接触，为防止屏幕的划伤、磨损和脏污，也要使用光学硬化膜来保护屏幕。这些应用的光学硬化膜一般由高透明的薄膜基材和涂布于其表面的透明硬化层组成。硬化层的厚度一般在1-10μm。当光线进入硬化膜后，从硬化层上表面和下表面反射的光存在光程差而引起光的干涉。由于存在光的干涉，在某个特定的角度，观察者会看到屏幕上有彩虹纹，影响视觉效果。引起光程差的主要因素是涂层的折射率与基材薄膜的折射率不一致和硬化涂层的表面不平整，如在美国专利申请（公开号：US2006/0008596；公开日：2006年1月12日，和，公开号：US2008/0180801；公开日：2008年7月31日)中都有提到硬化涂层表面不平整不均匀而引起干涉纹的现象。涂层表面的平整度可以用粗糙度来表示，一般来说，当光学硬化膜的涂层表面的粗糙度小于0.015微米时，人眼就基本分辨不出由涂层不均匀引起的干涉纹了。

现有光学硬化膜一般由溶剂型湿式涂布方式生产，涂层厚度的均匀性主要跟涂布头的涂布精度、涂液的流平性和溶剂的扩散干燥过程等因素有关。为改善硬化膜涂层表面的涂布均匀性，可以从涂布设备和涂布液配方两方面着手。近年来，应用先进的微凹辊涂布和狭缝式涂布技术结合先进的干燥技术来生产光学硬化膜越来越普遍，助剂生产厂家也不断推出新的流平剂，使涂布液的流平效果更好，涂层均匀性也不断得到改善，如在中国专利申请（公开号：CN101973149A；公开日：2011年2月16日）中采用优化的溶剂组合与流平剂来提高涂层表面的平整性以改善硬化膜的视觉效果。

但通过涂布设备和流平剂来改善硬化涂层的不均匀性是有限度的，也不能从根本上消除涂层厚度的不均匀性，原因就在于湿式涂布涉及到涂液中溶剂的挥发过程。在湿式涂布工艺中使用的涂布液中，溶剂的含量一般在50%以上。在涂布生产干燥过程中，涂液吸收热量，溶剂便不断从涂层树脂中向涂层外表面扩散出来，这个溶剂的扩散过程会引起涂层的挠动。随着溶剂的不断扩散挥发，涂层的粘度也不断升高，流动性变差，溶剂从涂层内部往外扩散引起的火山口状的微观不平整不能被涂层重新流平，由湿式溶剂法生产的紫外光固化硬化膜的表面粗糙度很难达到小于0.015微米的水平。因此，采用湿式涂布方法很难解决经由涂布头涂布不均、涂布液流平不充分和溶剂扩散挥发等因素引起的涂层厚度不均匀从而产生的彩虹纹问题。

发明内容

为了解决溶剂法生产的光学硬化膜的涂层厚度不均匀而引起的彩虹纹问题，本发明提供一种紫外光固化光学硬化膜及其制备设备和制备方法。本发明提供的设备结构简单，易于操作。本发明提供的紫外光固化光学硬化膜在标准的3基色光源下观察，彩虹纹基本不可见，并且，本发明提供的硬化膜的制备工艺使用的涂液为无溶剂涂布液，生产过程无溶剂排放，对环境的影响小，更加环保。本申请中的紫外光固化光学硬化膜，也称为紫外光固化硬化膜，光学硬化膜，或简称为硬化膜。本申请中的膜也可称为薄膜。

为了达到上述技术目的，本发明提供下述技术方案：

本发明提供一种紫外光固化光学硬化膜，所述硬化膜包括透明基材和涂布于基材上表面的紫外光固化硬化涂层，所述的硬化涂层由紫外光固化涂布液涂布于透明基材上并通过紫外线固化形成；所述的紫外光固化涂布液由30-70重量份UV光固化树脂、5-30重量份的活性稀释剂、2-10重量份的光引发剂和0.1-2重量份的助剂组成。

上述的硬化涂层表面粗糙度小于或等于0.01微米。

所述紫外光固化硬化涂层由涂布于透明基材上的UV光固化涂布液经UV光固化形成。上述UV光固化涂布液中不含有溶剂，不会产生涂布液流平不充分和溶剂挥发，从而引起的涂层厚度不均，继而出现彩虹纹的现象，上述涂布液也称为无溶剂UV光固化涂布液。

进一步的，上述紫外光固化硬化膜，其中，所述的紫外光固化涂布液由45-63重量份UV光固化树脂、7-20重量份的活性稀释剂、6-7重量份的光引发剂和0.1-1重量份的助剂组成。

所述的UV光固化树脂选自聚氨酯丙烯酸酯（PUA）、环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一种或至少两种的组合。所述UV光固化树脂为齐聚物。