多层膜及其制备方法技术

技术编号:7130162 阅读:177 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
多层膜(10)安置有硬涂层(12)和由聚合物化合物形成的膜基底(11)。膜基底(11)的热收缩率(170℃,10分钟)在0.05%至3.0%的范围内。硬涂层(12)通过涂覆涂布液(33)而形成,所述涂布液(33)含有由通式(1)表示的化合物,四烷氧基硅烷,pH在2至6范围内的酸水和水溶性硬化剂。相对于由通式(1)表示的化合物和四烷氧基硅烷的100重量份的总量,酸水的量在60至2000重量份的范围内。在通式(1)中,“R1”是具有1至15个碳并且不含氨基的有机基团。“R2”是甲基或乙基,“R3”是具有1至3个碳的烷基,并且“n”是0或1。(1)R1R2nSi(OR3)3-n。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多层膜以及一种用于制备该多层膜的方法。
技术介绍
聚合物膜如聚酯膜和三乙酰纤维素膜由于它们的优异性质如透明性和挠性而被广泛使用。聚合物膜被用作例如应用于窗玻璃的窗膜,触摸式面板膜,ITO基板膜,膜片开关膜(membrane switch films),3维装饰膜,和用于平板显示器的光学功能膜。这样的膜频繁地被手触摸,被布擦拭,或被笔擦划,使得它们易于划伤。由于此原因,通过在使用前提供在以上聚合物膜的表面上涂布的所谓的硬涂层,将以上聚合物膜制成多层膜。含有多官能丙烯酸类单体或低聚物的物质归因于制备多层膜的容易性而被频繁用作用于硬涂层的材料。这样的物质通过UV线或电子束而硬化。热和水分硬化型二氧化硅化合物也被频繁地用作用于硬涂层的材料。这样的材料通过下列方式硬化烷氧基硅烷的水解过程,以及通过水解产生的硅烷醇的脱水缩合。通过使用上述材料,可以形成具有足够硬度的硬涂层。然而,形成为硬涂层的涂布液中含有的大量有机溶剂对环境是有害的。由于此原因,开发了其中丙烯酸类低聚物分散在水中的乳液作为用于形成硬涂层的涂布液。例如,在日本专利1390968中,提出使用硅烷醇溶液作为涂布液。硅烷醇溶液通过利用水和生成的醇作为溶剂水解二氧化硅化合物,具体地多官能烷氧基硅烷而制备。在涂覆该涂布液以后,通过脱水缩合硅烷醇溶液中的硅烷醇而形成具有高硬度的涂层。然而,在由丙烯酸类低聚物和水的乳液形成涂层的情况下,涂层中的分子具有亲水性基团。因此,与由其中大量的多官能丙烯酸类单体或低聚物溶解在有机溶剂中的涂布液制成的涂层相比,该涂层具有较高的水分吸收性。结果,由丙烯酸类低聚物和水制成的涂层的硬度通常在高湿度环境中降低,并且这样的硬涂层缺乏足够的硬度。根据在日本专利 1390968中描述的方法,在干燥和硬化过程中,涂层归因于硅烷醇的脱水缩合而收缩,从而导致涂层上的裂纹。裂纹保持在制备的硬涂层上。具有裂纹的硬涂层缺乏耐久性并且具有低的透光率。本专利技术的一个目的是提供一种具有硬涂层的多层膜和一种用于制备该多层膜的方法。该硬涂层具有高表面硬度,并且在透光性,耐划伤性和耐久性方面优异,即使硬涂层是用水基涂布液形成的。由该水基涂布液形成的涂层的干燥对环境几乎没有影响。
技术实现思路
为了实现以上目的和其它目的,本专利技术的多层膜包括膜基底和硬涂层。膜基底由聚合物化合物形成。该膜基底在170°C加热10分钟以后的热收缩率在0. 05%至3. 0%的范围内。硬涂层通过将水基涂布液涂覆到膜基底上并且干燥涂覆的涂布液而形成。涂布液含有水溶性硬化剂和烷氧基硅烷水溶液,在所述烷氧基硅烷水溶液中,由通式(1)表示的有机硅化合物和四烷氧基硅烷溶解于pH在2至6的范围内的酸水溶液中。硬化剂促进通过有机硅化合物和四烷氧基硅烷的水解而产生的硅烷醇的脱水缩合。在有机硅化合物和四烷氧基硅烷的总量为100重量份的情况下,酸水溶液的量在60重量份至2000重量份的范围内。(I)R1R2nSi (OR3) 3_n( “R1”是具有1至15个碳并且不含氨基的有机基团。“R2”是甲基或乙基。“R3” 是具有1至3个碳的烷基。“η”是0或1。)优选四烷氧基硅烷是四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷中的一种。优选硬化剂是含有硼,磷和铝中的至少一种的化合物。优选聚合物化合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。优选涂布液含有胶体二氧化硅,所述胶体二氧化硅的分散在水中的胶粒具有在 3nm至50nm范围内的平均粒径。优选涂布液含有水溶性或水分散性聚合物。优选膜基底在其要涂覆涂布液的表面上具有粘合层。该粘合层具有在1. 54至1. 64范围内的折射率。用于制备多层膜的方法包括溶解步骤,制备步骤和涂覆步骤。在溶解步骤中,将由以上通式(1)表示的有机硅化合物和四烷氧基硅烷溶解在PH在2至6范围内的酸水溶液中。在有机硅化合物和四烷氧基硅烷的总量为100重量份的情况下,酸水溶液的量在60重量份至2000重量份的范围内。在制备步骤中,通过下列方式制备水基涂布液将水溶性硬化剂加入到在溶解步骤中通过溶解而得到的烷氧基硅烷水溶液中。在涂覆步骤中,将涂布液涂覆到由聚合物化合物形成的膜基底上,并且干燥涂覆的涂布液以形成硬涂层。所述膜基底在170°C加热10分钟以后的热收缩率在0. 05%至3. 0%的范围内。硬化剂促进通过有机硅化合物和四烷氧基硅烷的水解产生的硅烷醇的脱水缩合。优选将涂覆的涂布液加热到在160°C至220°C范围内的温度并且进行干燥。根据本专利技术,硬涂层由水基涂布液形成。当干燥水基涂布液的涂层时,水和少量的醇从其蒸发出。因而,与使用有机溶剂的涂布液相比,环境负荷明显小。尽管硬涂层由水基涂布液形成,但是所制备的多层膜具有高表面硬度,高透光性,优异的耐划伤性和优异的耐久性的硬涂层。附图简述附图说明图1是本专利技术的多层膜的横截面视图;和图2是多层膜制备设备的示意图。实施本专利技术的最佳方式以下,参考实施方案描述本专利技术的多层膜,所述实施方案是本专利技术的实例并且不限制本专利技术的范围。如在图1中所示,多层膜10具有膜基底11,硬涂层12和粘合层13。膜基底11由聚合物化合物形成。硬涂层12保护膜基底11的表面中的至少一个。粘合层13增加膜基底11和硬涂层12之间的粘合。粘合层13可以取决于膜基底11和硬涂层12之间的粘合而提供,并且并非必须提供。膜基底11是例如通过熔体流延方法或溶液流延方法由聚合物化合物制成的膜。 对用于形成膜基底11的聚合物化合物没有特别限制。聚合物化合物的优选实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN),聚丙烯酸酯,聚醚砜,聚碳酸酯,聚醚酮,聚砜,聚苯硫醚,聚酯液晶聚合物,三乙酰纤维素,纤维素衍生物,聚丙烯,聚酰胺,聚酰亚胺,聚环烯烃等。在这些中,优选PET,PEN,三乙酰纤维素和纤维素衍生物,并且特别优选PET和 PEN。优选将所谓的双轴拉伸聚合物膜用作膜基底11。双轴拉伸聚合物膜通过在彼此垂直的纵向方向和横向方向两个方向上拉伸由上述聚合物化合物制成的长膜而制备。考虑到弹性模量和透明性,特别优选由PET和/或PEN制成的双轴拉伸聚合物膜。可以对膜基底11的表面进行电晕处理。由此,使得膜基底11的表面亲水,这改进了水基涂布液的润湿性。结果,进一步改进了膜基底11和硬涂层12之间的粘合或膜基底 11和粘合层13之间的粘合。膜基底11的热收缩率优选在0.05%至3.0%的范围内,更优选在0. 1%至2.5% 的范围内,并且进一步优选在0. 4%至2. 0%的范围内。热收缩率以百分数表示并且在将膜基底11在170°C加热10分钟以后得到。硬涂层12通过下列方法形成将预定水基涂布液直接涂覆到膜基底11上或涂覆到粘合层13上,并且通过将涂覆的涂布液或涂层加热到至少160°C并干燥而将其硬化。在加热和硬化过程中,涂层归因于其中含有的硅烷醇的脱水缩合而收缩或缩小。通过使用具有在以上范围内的热收缩率的膜基底11,在没有破裂的情况下形成硬涂层12。这是因为,在硬化过程中,膜基底11根据涂层的收缩而轻微变形或收缩,即,膜基底11遵循涂层的收缩直至涂层最终变为硬涂层12。由于该原因,膜基底11的热收缩率基于与用于硬化涂层的温本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多层膜,所述多层膜包括:由聚合物化合物形成的膜基底,所述膜基底在170℃加热10分钟以后的热收缩率在0.05%至3.0%的范围内;硬涂层,所述硬涂层通过将水基涂布液涂覆到所述膜基底上并且干燥所述涂覆的涂布液而形成,所述涂布液含有水溶性硬化剂和烷氧基硅烷水溶液,在所述烷氧基硅烷水溶液中,由通式(1)表示的有机硅化合物和四烷氧基硅烷溶解于pH在2至6的范围内的酸水溶液中,所述硬化剂促进硅烷醇的脱水缩合,所述硅烷醇是通过所述有机硅化合物和所述四烷氧基硅烷的水解而产生的,在所述有机硅化合物和所述四烷氧基硅烷的总量为100重量份的情况下,所述酸水溶液的量在60重量份至2000重量份的范围内,(1)R1R2nSi(OR3)3-n其中R1是具有1至15个碳并且不含氨基的有机基团,并且R2是甲基或乙基,并且R3是具有1至3个碳的烷基,并且n是0或1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:今村直也
申请(专利权)人:富士胶片株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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