一种防蓝光保护膜的制作方法

本发明涉及薄膜
技术领域：
，特别是一种可以防止蓝光伤害的电子显示用保护膜。
背景技术：
：随着网络时代的迅猛发展，人们的工作生活离不开电脑、手机等电子产品。于是频繁发短信、写电子邮件等沟通形式日益突出。可是，电子产品的使用也会影响到人们的身体健康，如蓝光大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、显示屏、led等光线中，其中有害蓝光(400nm～450nm)是一种高能量可见光，可直接穿透角膜和晶体状，达到黄斑区，加速黄斑区细胞氧化，对视网膜造成伤害。有害蓝光对儿童视网膜的伤害更加严重，有害蓝光的研究也证实它是具有很大危害性的可见光。日常生活蓝光随处可见，但接触到的有害蓝光主要来源为led液晶屏幕。如今液晶显示屏采用的都是led背光。由于背光需要白光的效果，所以业界使用蓝色led混合黄色荧光粉来形成白光。从而造成了我们所说的有害蓝光伤眼的问题。如今的防蓝光保护膜大都采用加入高浓度的黄色系蓝光吸收剂或者采用真空镀膜方法镀多层不同折射率的涂层。这种直接加入蓝光吸收剂的偏黄程度较高，用在高清晰质感的电子产品上，会给使用者带来色彩偏差以及眼睛不舒服的感觉，严重影响了产品品质；采用真空镀膜镀多层不同折射率膜的方法，工序繁琐，且成本高。因此在保证防蓝光保护膜具有高效过滤蓝光的作用，同时又能保证产品品质，成为需要解决的一个技术问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种防蓝光保护膜。它能形成高低折射率搭配的层间结构，通过光学薄膜干涉原理实现对波长400nm～450nm蓝光的透过率小于40％的效果，具有较好的防蓝光性能。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种防蓝光保护膜,包括透明基材、以及在透明基材的任一面上依次层叠有防蓝光层和硬化保护层：所述防蓝光层由含有下述重量份数的组分制备的涂布液涂布后经热固化制成：所述纳米金属氧化物的折射率与热固化树脂的差值为0.1～1.3，所述热固化树脂的粘度为5000cps～10000cps，其固化条件为，第一步：固化温度为40℃～60℃，固化时间为1min～5min；第二步：固化温度为60℃～90℃，固化时间为1min～5min；第三步：固化温度为90℃～110℃，固化时间为于1min～5min；第四步：固化温度为110℃～150℃，固化时间为1min～3min，以上固化程序依次连续进行。上述防蓝光保护膜，所述纳米金属氧化物的折射率为1.7～2.8。上述防蓝光保护膜，所述纳米金属氧化物的平均粒径为20nm～60nm。上述防蓝光保护膜，所述纳米金属氧化物为氧化铟、氧化锡、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二钛、三氧化二钬、三氧化二锑或五氧化二锑中的一种。上述防蓝光保护膜，所述分散剂为醋酸纤维素酯、醋酸丙酸纤维素酯，醋酸丁酸纤维素酯以及纤维素经过其他酯化改性的纤维素有机酯。上述防蓝光保护膜，所述防蓝光层的厚度为200nm～800nm。上述防蓝光保护膜，所述透明基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜、聚碳酸酯(pc)薄膜、三醋酸纤维素(tac)薄膜或者热塑性聚氨酯弹性体(tpu)薄膜，厚度为40um～250um。上述防蓝光保护膜，所述硬化保护层的厚度为1um～10um。有益效果与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1)本发明制备的防蓝光保护膜，在所述防蓝光层含有一定折射率的纳米金属氧化物。本发明通过防蓝光层涂布液中纳米金属氧化物、一定粘度热固化树脂的选择性使用，以及纤维素有机脂分散剂对防蓝光层涂布液有增加粘度的作用，使得纳米金属氧化物粒子能在涂布液均匀分布，同时能够有效防止纳米金属粒子沉淀。经过不同温度条件下进行热固化时，由于分子的热运动和布朗运动的作用下，溶剂里的纳米金属粒子会产生上浮运动，且温度越高，颗粒上浮越明显，因此在不同温度条件下能够自下而上形成具有密度梯度的纳米金属氧化物的防蓝光层，形成高低折射率搭配的内部结构，通过光学薄膜干涉原理使波长400nm～450nm蓝光的透过率小于40％，产生较好的防蓝光效果。2)本发明提供的防蓝光保护膜，具有优异的适用性，避免了现有技术中加入高浓度的黄色系蓝光吸收剂或者采用真空镀膜方法镀多层不同折射率的涂层、存在色彩偏差以及工序繁琐、成本高的问题。附图说明图1是本发明的结构示意图。图中各标号分别表示为：1、透明基材；2、防蓝光层；3、硬化保护层。具体实施方式本发明所述的防蓝光层是含有热固化树脂和纳米金属氧化物的涂布液经热固化形成。本发明防蓝光层涂布液中的热固化树脂可以选自60℃温度下粘度在5000cps～10000cps的聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚氨酯等树脂，对所述热固化树脂的来源没有特殊的限制，优选聚丙烯酸酯。本发明所述纳米金属氧化物的折射率优选为1.7～2.8，平均粒径大小优选为20nm～60nm，可在氧化铟、氧化锡、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二钛、三氧化二钬、三氧化二锑或五氧化二锑中选择其中的一种。优选氧化锡、三氧化二钛。本发明中的分散剂为醋酸纤维素酯、醋酸丙酸纤维素酯，醋酸丁酸纤维素酯以及纤维素经过其他酯化改性的纤维素有机酯。例如ca394-60s、ca398-3、ca398-10、cap482-20、cab171-15、cab381-0.1、cab381-2.0、cab381-20bp，优选ca394-60s、cab171-15、cab381-2.0、cab381-20bp。本发明对所述有机溶剂为己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、环戊酮、丙酮、甲乙酮、丁酮、2-戊酮、环己酮、乙二醇丁醚、丙二醇甲基醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。优选异丙醇、正丁醇。本发明的固化剂为热固化剂，如氨基树脂、异氰酸酯、二异氰酸酯、封闭型异氰酸酯、丙烯酸胺羟乙酸酯醚、2-羟基烷基酰胺或碳二亚胺中的一种或几种。优选异氰酸酯。本发明的防蓝光层由涂层组合物涂布在透明基材上，所述涂覆方式可以采用棒涂法、刮刀涂布法、mayer棒涂法、辊涂法、刮板涂布法、条缝涂布法或微凹版涂布法来形成涂层。优选涂层厚度为200nm～800nm。本发明的硬化保护层是由紫外固化涂布液涂布在防蓝光层上，经紫外光(uv)固化形成。所述涂覆方式可以采用棒涂法、刮刀涂布法、mayer棒涂法、辊涂法、刮板涂布法、条缝涂布法或微凹版涂布法来形成涂层。优选涂层厚度为1um～10um。本发明树脂固化的紫外线可从高压汞灯、融合h灯或氙灯获得。用于照射的光量在100mj/cm2～500mj/cm2的范围内，优选300mj/cm2～500mj/cm2的范围。本发明的透明基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜、聚碳酸酯(pc)薄膜、三醋酸纤维素(tac)薄膜或者热塑性聚氨酯弹性体(tpu)薄膜。优选薄膜厚度为40um～250um。以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述，但本发明的实施方式并不局限于以下几个具体实施例。实施例1在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物a-848-rn[折射率为1.53，dic]、3克氧化铟[折射率为1.7；平均粒径为60nm]、53克的丁酮和27克的乙酸异丁酯、1.6克分散剂ca394-60s[伊士曼]、1.1克固化剂bl3175sn[拜耳]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为250μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度60℃，固化时间为5min；第二固化温度为90℃，固化时间为5min；第三固化温度为110℃，固化时间为于5min；第四固化温度为150℃，固化时间为3min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为800nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为10um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。实施例2在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物a-1300[折射率为1.50，dic]、2.5克氧化锡[折射率为2；平均粒径为50nm]、56克的环戊酮和29克的丙二醇甲基醚、1.3克分散剂cab171-15[伊士曼]、0.9克固化剂il1351[拜耳]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为200μm的三醋酸纤维素(tac)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度60℃，固化时间为4min；第二固化温度为80℃，固化时间为3min；第三固化温度为110℃，固化时间为于4min；第四固化温度为140℃，固化时间为3min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为600nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为8um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。实施例3在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物miramersc2152[折射率为1.58，美源特殊化工]、2克五氧化三锑[折射率为2.3；平均粒径为45nm]、45克的异丙醇和43克的乙酸丁酯、1克分散剂cab381-2.0[伊士曼]、0.7克固化剂aradur9506[亨斯曼]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为180μm的三醋酸纤维素(tac)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度55℃，固化时间为3min；第二固化温度为75℃，固化时间为4min；第三固化温度为100℃，固化时间为于3min；第四固化温度为130℃，固化时间为3min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为500nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为6um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。实施例4在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物miramerpu3210[折射率为1.60，美源特殊化工]、1.5克二氧化钛[折射率为2.5；平均粒径为35nm]、30克的甲苯和63克的乙二醇丁醚、0.7克分散剂ca398-3[伊士曼]、0.5克固化剂hb175mp/x[巴斯夫]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为100μm的聚碳酸酯(pc)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度45℃，固化时间为3min；第二固化温度为70℃，固化时间为2min；第三固化温度为100℃，固化时间为于2min；第四固化温度为120℃，固化时间为2min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为300nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为4um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。实施例5在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物miramersc2565[折射率为1.60，美源特殊化工]、0.5克三氧化二钛[折射率为2.8；平均粒径为20nm]、68克的异丙醇和30克的乙酸乙酯、0.3克分散剂cab381-20bp[伊士曼]、0.4克固化剂670ba[拜耳]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为40μm的热塑性聚氨酯弹性体(tpu)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度40℃，固化时间为1min；第二固化温度为60℃，固化时间为1min；第三固化温度为90℃，固化时间为于1min；第四固化温度为110℃，固化时间为1min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为200nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为2um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。对比例1在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物a-848-rn[折射率为1.53，dic]、3克氧化铟[折射率为1.7；平均粒径为60nm]、53克的丁酮和27克的乙酸异丁酯、1.6克分散剂ca394-60s[伊士曼]、1.1克固化剂bl3175sn[拜耳]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为250μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过固化温度100℃，固化时间为10min，形成厚度为800nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为10um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。对比例2在容器中加入10克丙烯酸酯低聚物a-848-rn[折射率为1.53，dic]、53克的丁酮和27克的乙酸异丁酯、1.6克分散剂ca394-60s[伊士曼]、1.1克固化剂bl3175sn[拜耳]，搅拌得到防蓝光层涂布液，待用。在厚度为250μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜的任一光学面上涂覆制备的涂布液，经过第一固化温度60℃，固化时间温5min；第二固化温度为90℃，固化时间为5min；第三固化温度为110℃，固化时间为于5min；第四固化温度为150℃，固化时间为3min，等不同温度条件下进行热固化，形成厚度为800nm的防蓝光层。在防蓝光层上进行涂覆制备一层厚度为10um硬化保护层，得到防蓝光保护膜。表1：各实施例测试数据表(380nm～450nm波段的透过率)项目380nm390nm400nm410nm420nm430nm440nm450nm实施例189.2488.3539.2135.3733.2929.5431.3835.44实施例290.0589.5239.1535.0632.1529.5132.6333.95实施例390.1389.4039.2534.7631.8330.0733.4635.61实施例488.7690.2138.5633.1730.2828.5732.1635.84实施例589.1491.0639.8332.1630.1529.2633.0836.19对比例189.7390.1488.6790.7692.4792.1892.2536.03对比例289.5690.1792.2290.7291.2090.4789.4492.16由表1可知，本发明实施例提供的防蓝光保护膜具有明显的防蓝光效果，是由于保护膜中的防蓝光层内部形成具有密度梯度的纳米金属氧化物，形成高低折射率搭配的结构，产生较好的防蓝光效果。本发明对比例提供的防蓝光膜的防蓝光层是在单一温度条件下或者不加入纳米金属氧化物粒子制备而成的，因此无法形成具有密度梯度的纳米金属氧化物的防蓝光层，防蓝光效果明显较实施例差。表中透过率测试的方法如下：使用分光测色仪[konicaminolta；型号：cm-5；标准：jis-z8722]。当前第1页12