一种具有3d视觉效果的光学保护膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及光学保护膜【技术领域】，尤其涉及一种具有3D视觉效果的光学保护膜及其制备方法，制备方法包括以下步骤：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为8000-20000cps；用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依次连接而成的纹状结构；采用模板法，用刮刀将多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在PET透明基材的一个表面上；用导辊将PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化；在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，经过烘箱烘烤固化，然后贴上PET护膜层，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。本发明制备方法简单，3D视觉效果好，可一次成膜，生产成本低，安全环保。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学保护膜【技术领域】，尤其涉及一种具有3D视觉效果的光学保护膜 及其制备方法。 一种具有3D视觉效果的光学保护膜及其制备方法
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，人们越来越注重享受现代化的设备技术。例如看3D电影。 但是存在的问题是在观看3D电影时需要佩戴相应的眼镜，不仅笨重，而且长期佩戴还会造 成视觉疲劳、头晕等症状。
[0003] 日益增长的科技发展和人们不断增大的要求，促进了裸眼3D的产生。裸眼3D技 术最大的优势是不需要专业的3D立体眼镜，解放了人眼，有利于人的身体健康，裸眼3D也 正成为行业中新的发展方向。其中，裸眼3D光学立体膜片成为一个重要研究技术，将3D光 学立体膜片贴附在MP3、MP4、手机、显示器等设备的显示屏之上，通过3D光学立体膜片与显 示屏相融合的设计，可以简单、方便地裸眼看到立体效果。
[0004] 然而，当前3D光学立体膜片产品十分稀缺和匮乏，3D光学立体膜片技术亟待进一 步发展和实际应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有3D视觉效果的光学保护 膜及其制备方法，制得的光学保护膜具有3D视觉效果，制备方法简单，可一次成膜，生产成 本低，安全环保。
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0007] -种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为8000-20000cpS，所述多官能度丙 烯酸聚氨酯树脂为6-9官能度丙烯酸聚氨酯树脂； 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依次连 接而成的纹状结构； 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构； 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，固化后，PET透明基材上形成一波纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，经过烘箱烘 烤固化，然后贴上PET护膜层，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
[0008] 本发明选用高粘度的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为8000-20000cps，确保 其在PET透明基材上的成膜效果好，涂布后的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂不易流动，便于 刮刀涂布且确保一次成膜，UV光固化效果好，固化后的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂形成一 光学结构。另外，刮刀经过激光微雕后形成有纹状结构的刀齿，确保多官能度丙烯酸聚氨酯 树脂固化后形成一与刀齿结构相一致的波纹状结构，该波纹状结构的多官能度丙烯酸聚氨 酯树脂在PET透明基材上形成柱状透镜，从而使PET透明基材具有将屏幕图像立体化的效 果，即具有3D视觉效果。
[0009] 其中，所述步骤二中，每个半圆形的刀齿的直径为1-20 μ m。优选地，每个半圆形的 刀齿的直径为2-10 μ m，从而保证多官能度丙烯酸聚氨酯树脂在刮刀的作用下，形成若干个 直径为1-20 μ m的柱状透镜结构的硬化层，形成一光学结构。
[0010] 其中，所述步骤三中，多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为2-20 μ m，PET透 明基材的厚度为25-200 μ m，涂布速度为20-40m/min。多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布 厚度的大小决定了 PET透明基材上固化形成的硬化层的厚度，该柱状透镜结构决定着PET 透明基材的视觉效果，优选地，该涂布厚度为5-10 μ m，PET透明基材的厚度为75-180 μ m， 涂布速度为25-35m/min。
[0011] 其中，所述步骤四中，UV灯的光照强度为200-1000mj/cm2。由于涂布速度为 25-35m/min，则多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的UV光照速度也为25-35m/min，优选地，UV灯 的光照强度为500-800mj/cm 2,确保多官能度丙烯酸聚氨酯树脂固化效果好，能一次成膜， 且加工效率高，降低生产成本。
[0012] 其中，所述步骤五中，所述胶水为液态加成型反应硅胶或液态亚克力胶水，胶水的 厚度 20-50 μ m。
[0013] 本发明的液态加成型反应硅胶为聚二甲基硅氧烷，耐热性、耐寒性、黏度随温度变 化小、防水性、表面张力小、具有导热性，导热系数为0. 134-0. 159W/M*K。
[0014] 液态亚克力胶水简称PMMA胶水，又称为压克力或有机玻璃，它的铸板聚合物的数 均分子量一般为2. 2X104,相对密度为1. 19-1. 20,折射率为1.482-1. 521，吸湿度在0.5% 以下，玻璃化温度为l〇5°C。具有高透明度，低价格。
[0015] 其中，所述步骤五中，所述烘箱烘烤温度为130-200°c，所述PET护膜层的厚度为 25-75 μ m。由于涂布速度为25-35m/min，则多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的烘箱烘烤速度也 为25-35m/min，优选地，烘箱烘烤温度为150-180°C，确保胶水固化且将PET护膜层稳定地 贴合在PET透明材料层上。
[0016] 其中，所述步骤一中，所述多官能度丙烯酸聚氨酯树脂为九官能度丙烯酸聚氨酯 树脂，其制备方法为：将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸酯以摩尔质量比为1:2-1:5的比例混 合，维持反应温度在35-45°C，然后升温至70-100°C，保温2-5h，反应至-NC0的质量分数为 0-0. 5%，冷却至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0017] 具体地，所述九官能度丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法为：将缩二脲和季戊四醇三 丙烯酸酯以摩尔质量比为1:3的比例混合，维持反应温度在40°C，然后升温至90°C，保温 3h，反应至-NC0的质量分数为0. 1%，冷却至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0018] 九官能度聚氨酯丙烯酸酯具有较快的固化速度和较好的机械强度，有9个"C=C" 双键，反应活性高（在lkW高压汞灯条件下，4s实干），同时能有效提高涂膜的交联密度，显 著地提高表面硬度，其铅笔硬度达3H以上，能显著提高涂层的耐磨性，且UV固化效果好。
[0019] 其中，所述多官能度丙烯酸聚氨酯树脂为六官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备方 法为：将双季戊四醇（DPE)和异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)以摩尔质量比为1:5-1:6. 5的 比例混合，加入0. 05-0. 08%质量分数的二月桂酸二丁基锡，维持反应温度在35-45°C，反应 2_3h，然后升温至65-70°C，加入1-2倍于异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)摩尔量的丙烯酸羟乙 酯（HEA)，保温2-5h，反应至-NCO的质量分数为0-0. 5%，冷却至室温制得六官能度丙烯酸聚 氣醋树脂。
[0020] 具体地，所述六官能度丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法为：将双季戊四醇和异佛尔 酮二异氰酸酯以摩尔质量比为1:6的比例混合，加入0. 05%质量分数的二月桂酸二丁基锡， 维持反应温度在40°C，反应2. 5h，然后升温至65°C，加入1. 5倍于异佛尔酮二异氰酸酯摩尔 量的丙烯酸羟乙酯，保温4h，反应至-NC0的质量分数为0. 2%，冷却至室温制得六官能度丙 烯酸聚氨酯树脂。
[0021] 其中，所述步骤四之后还包括有，在硬化层的表面贴合PET薄膜。
[0022] -种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法制得的具有3D视觉效果的光学保 护膜，该光学保护膜的视距为〇. 2-10m，透光率不小于85%。
[0023] 本发明的有益效果为： (1)本发明的具有3D视觉效果的光学保护膜，可一次成膜，工艺简单，生产成本低，安 全环保，有利于实现工业化。
[0024] (2)多官能度聚氨酯丙烯酸酯通过激光微雕的刮刀涂布在PET透明基材上，薄膜 上形成的光学结构可设计控制，能满足不同视距下的图像立体效果要求。
[0025] (3)、本发明的保护膜制备方法仅需一次成膜，降低了薄膜厚度，相较于多层涂覆， 可降低30 μ m左右的厚度，符合薄膜发展趋势，使用方便，应用广泛，便于推广，经济效益 商。
[0026] (4)本发明的制备方法可一次成膜，形成的光学结构可根据不同要求改变，满足不 同视距（0. 2-10m)，视点更宽，使重影度降低20%左右，透光率达到85%以上，显著增加视觉 体验。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0028] 实施例1。
[0029] -种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为8000cps ;所述多官能度丙烯酸聚 氨酯树脂为九官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备方法为：将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸酯 以摩尔质量比为1:2的比例混合，维持反应温度在35°C，然后升温至70°C，保温5h，反应 至-NC0的质量分数为0. 1%，冷却至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0030] 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依 次连接而成的纹状结构；每个半圆形的刀齿的直径为2 μ m ; 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构；多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为 2 μ m，PET透明基材的厚度为25 μ m，涂布速度为20m/min ; 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，UV灯的光照强度为200mj/cm2,使PET透明基材上形成一波 纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，胶水为液态 加成型反应硅胶，胶水的厚度20 μ m，经过烘箱烘烤固化，烘箱烘烤温度为130°C，然后贴上 PET护膜层，PET护膜层的厚度为25 μ m，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
[0031] 实施例2。
[0032] 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例的步骤四之后还包括有，在硬化 层的表面贴合PET薄膜，PET薄膜的厚度为10 μ m。另外，本实施例的多官能度丙烯酸聚氨 酯树脂为八官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0033] 本实施例的其余部分与实施例1相同，这里不再赘述。
[0034] 实施例3。
[0035] -种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为12000cps ;所述多官能度丙烯酸 聚氨酯树脂为九官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备方法为：将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸 酯以摩尔质量比为1:3的比例混合，维持反应温度在38°C，然后升温至80°C，保温4h，反应 至-NC0的质量分数为0. 3%，冷却至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0036] 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依 次连接而成的纹状结构；每个半圆形的刀齿的直径为6 μ m ; 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构；多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为 10 μ m，PET透明基材的厚度为100 μ m，涂布速度为25m/min ; 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，UV灯的光照强度为500mj/cm2,使PET透明基材上形成一波 纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，胶水为液态 加成型反应硅胶，胶水的厚度30 μ m，经过烘箱烘烤固化，烘箱烘烤温度为150°C，然后贴上 PET护膜层，PET护膜层的厚度为50 μ m，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
[0037] 实施例4。
[0038] 本实施例与实施例3的不同之处在于：本实施例的步骤四之后还包括有，在硬化 层的表面贴合PET薄膜，PET薄膜的厚度为20 μ m。
[0039] 另外，本实施例的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂为七官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0040] 本实施例的其余部分与实施例3相同，这里不再赘述。
[0041] 实施例5。
[0042] 一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为15000cps ;所述多官能度丙烯酸 聚氨酯树脂为六官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备方法为：将双季戊四醇（DPE)和异佛尔 酮二异氰酸酯（iroi)以摩尔质量比为1:5的比例混合，加入0.08%质量分数的二月桂酸二 丁基锡，维持反应温度在35°C，反应3h，然后升温至70°C，加入2倍于IPDI摩尔量的丙烯酸 羟乙酯（HEA)，保温2h，反应至-NC0的质量分数为0. 3%，冷却至室温制得六官能度丙烯酸聚 氣醋树脂。
[0043] 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依 次连接而成的纹状结构；每个半圆形的刀齿的直径为10 μ m ; 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构；多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为 15 μ m，PET透明基材的厚度为180 μ m，涂布速度为30m/min ; 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，UV灯的光照强度为800mj/cm2,使PET透明基材上形成一波 纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，胶水为液态 亚克力胶水，胶水的厚度40 μ m，经过烘箱烘烤固化，烘箱烘烤温度为180°C，然后贴上PET 护膜层，PET护膜层的厚度为60 μ m，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
[0044] 实施例6。
[0045] 本实施例与实施例5的不同之处在于：本实施例的步骤四之后还包括有，在硬化 层的表面贴合PET薄膜，PET薄膜的厚度为30 μ m。另外，本实施例的多官能度丙烯酸聚氨 酯树脂为八官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0046] 本实施例的其余部分与实施例5相同，这里不再赘述。
[0047] 实施例7。
[0048] 一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为20000Cps ;所述多官能度丙烯酸 聚氨酯树脂为六官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备方法为：将双季戊四醇和异佛尔酮二异 氰酸酯以摩尔质量比为1:6的比例混合，加入0.05%质量分数的二月桂酸二丁基锡，维持反 应温度在40°C，反应2. 5h，然后升温至65°C，加入1. 5倍于异佛尔酮二异氰酸酯摩尔量的丙 烯酸羟乙酯，保温4h，反应至-NC0的质量分数为0. 2%，冷却至室温制得六官能度丙烯酸聚 氣醋树脂。
[0049] 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依 次连接而成的纹状结构；每个半圆形的刀齿的直径为20 μ m ; 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构；多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为 20 μ m，PET透明基材的厚度为200 μ m，涂布速度为40m/min ; 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，UV灯的光照强度为lOOOmj/cm2,使PET透明基材上形成一 波纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，胶水为液态 亚克力胶水，胶水的厚度50 μ m，经过烘箱烘烤固化，烘箱烘烤温度为200°C，然后贴上PET 护膜层，PET护膜层的厚度为75 μ m，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
[0050] 实施例8。
[0051] 本实施例与实施例7的不同之处在于：本实施例的步骤四之后还包括有，在硬化 层的表面贴合PET薄膜，PET薄膜的厚度为50 μ m。另外，本实施例的多官能度丙烯酸聚氨 酯树脂为七官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
[0052] 本实施例的其余部分与实施例7相同，这里不再赘述。
【权利要求】
1. 一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在于：包括以下加工步骤： 步骤一：选用多官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其粘度为8000-20000cpS ;所述多官能度丙 烯酸聚氨酯树脂为6-9官能度丙烯酸聚氨酯树脂； 步骤二：刮刀制备：用激光在薄片状的刮刀上雕刻刀齿，刀齿为由多个半圆形依次连 接而成的纹状结构； 步骤三：采用模板法，用步骤二的刮刀将步骤一的多官能度丙烯酸聚氨酯树脂涂布在 PET透明基材的一个表面上，形成一光学结构； 步骤四：用导辊将步骤三加工后的PET透明基材送到UV灯箱，在UV灯照射下，使多官 能丙烯酸聚氨酯树脂迅速固化，固化后，PET透明基材上形成一波纹状结构的硬化层； 步骤五：涂覆硅胶并贴合护膜层：在PET透明基材的另一表面上涂覆胶水，经过烘箱烘 烤固化，然后贴上PET护膜层，制得具有3D视觉效果的光学保护膜。
2. 根据权利要求1所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述步骤二中，每个半圆形的刀齿的直径为1-20 μ m。
3. 根据权利要求1所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述步骤三中，多官能度丙烯酸聚氨酯树脂的涂布厚度为2-20 μ m，PET透明基材的厚 度为25-200 μ m，涂布速度为20-40m/min ;所述步骤四中，UV灯的光照强度为200-1000mj/ cm2。
4. 根据权利要求3所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征 在于：所述步骤五中，所述胶水为液态加成型反应硅胶或液态亚克力胶水，胶水的厚度 20-50 μ m，所述烘箱烘烤温度为130-200°C，所述PET护膜层的厚度为25-75 μ m。
5. 根据权利要求1所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述步骤一中，所述多官能度丙烯酸聚氨酯树脂为九官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备 方法为：将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸酯以摩尔质量比为1:2-1:5的比例混合，维持反应 温度在35-45°C，然后升温至70-100°C，保温2-5h，反应至-NCO的质量分数为0-0. 5%，冷却 至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
6. 根据权利要求5所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述九官能度丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法为：将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸酯以摩 尔质量比为1:3的比例混合，维持反应温度在40°C，然后升温至90°C，保温3h，反应至-NCO 的质量分数为〇. 1%，冷却至室温制得九官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
7. 根据权利要求1所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述步骤一中，所述多官能度丙烯酸聚氨酯树脂为六官能度丙烯酸聚氨酯树脂，其制备 方法为：将双季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯以摩尔质量比为1:5-1:6. 5的比例混合，力口 入0. 05-0. 08%质量分数的二月桂酸二丁基锡，维持反应温度在35-45°C，反应2-3h，然后升 温至65-70°C，加入1-2倍于异佛尔酮二异氰酸酯摩尔量的丙烯酸羟乙酯，保温2-5h，反应 至-NCO的质量分数为0-0. 5%，冷却至室温制得六官能度丙烯酸聚氨酯树脂。
8. 根据权利要求7所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述六官能度丙烯酸聚氨酯树脂的制备方法为：将双季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯 以摩尔质量比为1:6的比例混合，加入0. 05%质量分数的二月桂酸二丁基锡，维持反应温度 在40°C，反应2. 5h，然后升温至65°C，加入1. 5倍于异佛尔酮二异氰酸酯摩尔量的丙烯酸羟 乙酯，保温4h，反应至-NCO的质量分数为0. 2%，冷却至室温制得六官能度丙烯酸聚氨酯树 脂。
9. 根据权利要求1所述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法，其特征在 于：所述步骤四之后还包括有，在硬化层的表面贴合PET薄膜。
10. -种具有3D视觉效果的光学保护膜，其特征在于：如权利要求1-8中任意一项所 述的一种具有3D视觉效果的光学保护膜的制备方法制得的具有3D视觉效果的光学保护 膜，该光学保护膜的视距为〇. 2-10m，透光率不小于85%。
【文档编号】C09J7/02GK104087187SQ201410224122
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】陈克勇, 朱文峰, 杨忠芝, 齐东东 申请人:东莞市纳利光学材料有限公司