防雾组合物及其制造方法
【专利说明】防雾组合物及其制造方法
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求2014年9月17日提交的美国申请No. 14/488422和2013年9月18日提交 的美国临时申请No.61/879570的优先权。运些申请的整个内容在此引入作为参考。 发明领域
[0003] 本发明通常设及防雾组合物和制造防雾组合物的方法。具体的，本发明设及包含 醋酸纤维素、增塑剂和抗结块剂的防雾组合物。
[0004] 发明背景
[0005] 膜组合物经常与许多基底一起使用，来为该基底提供有益的特性和/或性能。作为 一个例子，常规的防雾膜可W施用到玻璃或者镜子表面上来防止在其上形成水滴。
[0006] 许多常规的防雾膜包含多个层合的层，例如带有聚氨醋或者硅烷涂层的聚碳酸醋 或者聚醋层。运些层可W配制W使得所述层彼此粘附。但是在使用中，运些层可彼此分离， 产生性能和/或耐久性问题。
[0007] 其他常规的防雾膜使用了单片构造。运些防雾膜可W包含纤维素醋部分和防雾区 域。该防雾膜可W通过用碱溶液处理醋酸纤维素膜来形成。日本专利申请No. 2013099879A 和国际公开NO.2008/029801A1，其都在此引入作为参考，公开了运样的防雾膜和制备运样 的膜的方法。但是，运些防雾膜可遭受不足的防雾性和/或缺乏膜透明性的问题，例如雾度。 [000引存在着对于运样的防雾组合物的需要，其具有改进的防雾特性和/或改进的清晰 度，例如降低的雾度。
【发明内容】
[0009]在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜具有相对的 主平坦表面和位于所述相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该主膜包含醋酸纤维素， 增塑剂，和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂。该醋酸纤维素的取代度从相对的主平坦 表面朝着中屯、共面区域增加。该组合物在相对的主平坦表面处的取代度可W是大约0。该组 合物在中屯、共面区域处的取代度可W是2.0-2.6，优选2.2-2.55。该组合物的本文定义的雾 化时间（fog time)可W大于10秒。该组合物的雾度值可W是0.1 % -4.0 %，其是通过ASTM D1003测量的。该增塑剂可W选自1，2,3-S乙酷氧基丙烷(S醋精），巧樣酸S下醋，巧樣酸 S乙醋，憐酸S苯醋，S(氯异丙基）憐酸醋，邻苯二甲酸二甲醋，茨烧-2-酬化〇脚曰11-2-one )，PEG-DGE，PPG-DGE，憐酸S下醋及其组合。在优选的实施方案中，该增塑剂包含邻苯二 甲酸二乙醋。该抗结块剂优选包含二氧化娃。该主膜可W包含60wt%-95wt%的醋酸纤维 素，5-40wt %的增塑剂和0.0 l-IOwt %的抗结块剂。该主膜可W进一步包含释放剂。该抗结 块剂的平均粒度可W小于3微米，优选小于1微米或者0.02-1微米。该防雾组合物的厚度可 W是25微米-2000微米和可W处于卷起的片的形式。该防雾组合物可W或者可W不包含离 散层。该组合物可W进一步包含粘附到主平坦表面之一上的保护膜。该保护膜可W包含选 自聚醋，聚乙締和聚对苯二甲酸乙二醇醋的保护材料，和其中该保护膜是用粘结剂粘附到 至少一个主平坦表面上的。该组合物可W进一步包含位于主膜的另一主平坦表面上的粘结 剂层。该组合物可W进一步包含次膜，其粘附到主膜上，并且具有与该主膜基本相同的组 成。该组合物可W进一步包含运样的次膜，其粘附到主膜上和具有与该主膜不同的组成。该 次膜可W包含醋酸纤维素，其中该次膜中的醋酸纤维素的取代度大于主膜的取代度。
[0010] 在一种实施方案中，本发明设及一种消费品，其具有平坦表面和位于该平坦表面 上的本发明的防雾组合物。该消费品可W选自透镜，窗户，屏幕，玻璃结构，容器，器具，塑 料，光学装置和面罩。该消费品可W是冷冻装置。该防雾组合物可W用粘结剂粘附到所述的 平坦表面上。
[0011] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜包含醋酸纤 维素，增塑剂，和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂。该防雾组合物的雾化时间大于10 秒。该增塑剂可W包含邻苯二甲酸醋增塑剂和该抗结块剂可W包含二氧化娃。该防雾组合 物的雾度值可W是0.1 % -4.0 %，其是通过ASTM D1003测量的。该组合物可W包含60wt % -95wt%的醋酸纤维素，5-40wt%的增塑剂;和0.0 l-lOwt%的抗结块剂。
[0012] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜包含醋酸纤 维素，增塑剂和抗结块剂。该防雾组合物的雾化时间可W大于10秒。该防雾组合物的雾度值 可W是0.1 %-4.0%，其是通过ASTM D1003测量的。该抗结块剂可W包含平均粒度为0.02微 米-6微米的二氧化娃。该组合物可W包含60wt % -95wt %的醋酸纤维素，5wt % -40wt %的增 塑剂;和0.01wt%-10wt%的抗结块剂。该增塑剂可W包含邻苯二甲酸二乙醋。
[0013] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜包含醋酸纤 维素、邻苯二甲酸醋增塑剂和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂的混合物。该防雾组合 物可W具有一定的含湿量例如水，蒸气透过率(MVTR)大于lOOg/m 2/天。该抗结块剂可W包 含二氧化娃。
[0014] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜包含醋酸纤 维素，邻苯二甲酸二乙醋，和包含二氧化娃并且平均粒径0.02微米-6微米的抗结块剂的混 合物。该防雾组合物的雾化时间可W大于10秒。
[0015] 在一种实施方案中，本发明设及一种生产包含主膜的防雾组合物的方法，该方法 包含步骤:将醋酸纤维素，增塑剂，平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂和溶剂合并来形成 涂料，流延该涂料来形成前体膜，将该前体膜与苛性溶液接触来形成经处理的膜，清洗该经 处理的膜来形成经清洗的膜，和干燥该经清洗的膜来形成主膜。该主膜可W具有相对的主 平坦表面和位于所述相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该醋酸纤维素的取代度可W 从相对的主平坦表面朝着中屯、共面区域增加。该方法可W进一步包括在接触步骤之前用丙 酬处理该前体膜的步骤。该前体膜的取代度可W是2.0-2.6。该涂料可W包含醋酸纤维素薄 片。该苛性溶液可W包含氨氧化物水溶液。该苛性溶液可W包含5-20wt%的氨氧化钟溶液。 该接触可W进行0.5分钟-20分钟的驻留时间。该接触可W在4〇°c-i〇(rc的溫度下进行。该 清洗可W在〇°C-5(TC的溫度下进行。该干燥可W在50°C-12(rC的溫度下进行。该防雾组合 物的雾化时间可W大于10秒。该防雾组合物的雾度值可W是0.1 % -4.0 %，其是通过ASTM D1003测量的。
[0016] 在一种实施方案中，本发明设及一种生产多层防雾膜组合物的方法，其包括步骤： 提供第一防雾膜组合物，其包含醋酸纤维素、增塑剂和平均粒径0.02微米-6微米的抗结块 剂;基于第一优选特性来选择第二膜组合物;和将该第一防雾膜组合物粘附到第二膜组合 物来形成具有增强特性的多层防雾膜组合物。可W选择该优选特性W使得该第一防雾组合 物改进了该优选特性。
[0017] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜具有一定厚 度，相对的主平坦表面和位于相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该主膜包含醋酸纤 维素，增塑剂和平均粒度小于6微米的抗结块剂。该主膜整个厚度内的取代度是基本上均匀 的，和任选地小于2.6，小于2.0，小于1.5，小于1.0或者小于0.5，和任选地大于0.0 l。在一方 面，该醋酸纤维素在中屯、共面区域处的取代度与相对的主平坦表面的至少一个的取代度相 差不大于10%。
[0018] 在一种实施方案中，本发明设及一种多层防雾组合物，其包含主膜，该主膜具有相 对的主平坦表面和位于该相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域，并且包含具有小于2.6 的第一取代度的醋酸纤维素，和次膜，该次膜具有相对的主平坦表面和位于该相对的主平 坦表面之间的中屯、共面区域。该次膜的相对的主表面之一粘附到该主膜的相对的主平坦表 面之一上。该次膜包含具有大于第一取代度的第二取代度的醋酸纤维素。该组合物可W进 一步包含另外的膜，其粘附到该次膜的另一相对的主平坦表面上。该另外的膜具有相对的 主平坦表面和位于该相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该相对的主表面之一可W粘 附到该次膜的另一相对的主平坦表面上。该另外的膜包含取代度可W大于第二取代度的醋 酸纤维素。
[0019] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜具有相对的 主平坦表面和位于所述的相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该主膜包含醋酸纤维 素，增塑剂，任选的抗结块剂，和〇.〇lwt%-3wt%的丙酬。
[0020] 在一种实施方案中，本发明设及一种防雾组合物，其包含主膜，该主膜具有相对的 主平坦表面和位于所述相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域。该主膜包含醋酸纤维素， 增塑剂，和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂。
[0021] 在一种实施方案中，本发明设及一种多层防雾组合物，其包含第一主膜，该主膜具 有相对的主平坦表面和位于该相对的主平坦表面之间的中屯、共面区域，并且包含醋酸纤维 素增塑剂，和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂，并且该醋酸纤维素的取代度从该相对 的主平坦表面朝着中屯、共面区域增加；次膜，其具有相对的主平坦表面和位于该相对的主 平坦表面之间的中屯、共面区域，并且该次膜的相对的主表面之一粘附到该第一主膜的相对 的主平坦表面之一；和第二主膜，该第二主膜具有相对的主平坦表面和位于该相对的主平 坦表面之间的中屯、共面区域，并且包含醋酸纤维素增塑剂，和平均粒度0.02微米-6微米的 抗结块剂，并且该醋酸纤维素的取代度从该相对的主平坦表面朝着中屯、共面区域增加。该 次膜的另一相对的主表面粘附到该第二主膜的相对的主平坦表面之一上。
[0022] 在一种实施方案中，本发明设及一种生产包含主膜的防雾组合物的方法，其包括 步骤:挤出包含醋酸纤维素，增塑剂和平均粒度0.02微米-6微米的抗结块剂，和任选的抗氧 化剂和/或热稳定剂的粒料，来形成前体膜，优选具有小于300微米，更优选小于200微米的 厚度;将该前体膜与苛性溶液接触来形成经处理的膜;清洗该经处理的膜来形成经清洗的 膜;和干燥该经清洗的膜来形成主膜。
【具体实施方式】
[0023] 现在已经发现使用具有特别小的平均粒度例如0.02微米-6微米的特定的抗结块 剂所形成的膜前体的苛性处理，导致制备了具有优异的性能组合，例如增加的雾化时间和 降低的雾度，的抗雾（防雾)组合物。本发明的组合物有益地不表现出在常规抗雾膜中经常 观察到的分离问题。
[0024] 防雾组合物和主膜
[0025] 在生产方法中，制备了前体膜，优选通过溶剂流延包含醋酸纤维素、增塑剂、抗结 块剂和溶剂的涂料来制备。将该前体膜用苛性溶液例如碱性溶液例如氨氧化钟溶液，在有 效形成防雾组合物的条件下进行处理，该防雾组合物在使用中允许一些湿气渗入或者吸入 该防雾组合物中（与使得水汇集在所述膜的顶上相反）。
[0026] 不受限于理论，该前体膜的特定苛性处理改变了例如降低了醋酸纤维素的乙酷基 取代度，运增加了它的防雾特性。当使用该特定的苛性处理来处理由本文所述的具体组分 形成的前体时，形成了一种独特的防雾组合物，其具有非常令人期望的性能特性的组合。取 决于该苛性处理条件例如前体膜的厚度和/或苛性处理时间，所形成的防雾膜的取代度可 W在所述整个膜中是基本恒定的或者可W从所述膜的相对的主平坦表面朝着该膜的中屯、 共面区域增加。W运种方式改变例如降低前体膜的取代度提供了接近于该防雾组合物的主 平坦表面的增加的亲水性，运允许增加吸水性和改进防雾特性。
[0027] 本发明还设及通过本发明的方法形成的防雾组合物。在一种实施方案中，该防雾 组合物包含主膜，该主膜具有相对的主平坦表面和中屯、共面区域。该中屯、共面区域位于该 相对的主平坦表面之间。在一种实施方案中，该主膜包含醋酸纤维素，增塑剂和抗结块剂。 该抗结块剂的平均粒度可W小于6微米，例如小于5微米，小于4微米，小于3微米，小于2微米 或者小于1微米。在范围方面，该抗结块剂理想地具有小的平均粒度，例如0.02微米-6微米， 0.02微米-5微米，0.02微米-3微米，0.02微米-1微米，0.05微米-6微米，0.05微米-5微米， 0.1微米-5微米，0.1微米-4微米，0.5微米-5微米，0.5微米-4微米，0.5微米-3微米，0.5微 米-3微米，1微米-6微米，1微米-5微米或者1微米-4微米。该粒度可W例如通过筛分析来测 定。许多常规的防雾组合物例如经由挤出方法形成的那些不发生使得使用抗结块剂成为必 要的层间问题，例如"玻璃结合效应"。因此，常规挤出形成的膜典型的不包含抗结块剂。
[0028] 在一些实施方案中，主膜中的醋酸纤维素的取代度从相对的主平坦表面朝着中屯、 共面区域增加。即，该防雾组合物可W具有"降低的取代度梯度"，例如运样的取代度，其在 该防雾组合物的外平坦表面处较小，并且朝着该防雾组合物的中屯、共面区域增加。在一种 实施方案中，在一个或多个的该相对的主平坦表面处的取代度小于2.6,例如小于2.55,小 于2.5,小于2.0,小于1.5,小于1.0或者小于0.5。在下限方面，在一个或多个的相对的主平 坦表面处的取代度可W是至少0.1，例如至少0.2,至少0.3或者至少0.5。在一种实施方案 中，在一个或多个的相对的主平坦表面处的取代度基本上是0，例如0-0.5或者0-0.25。在范 围方面，在一个或多个的相对的主平坦表面处的取代度可W是0-2.6，例如0-2.55,0.1-2.5，0.2-2或者0.3-1.5。在一些实施方案中，在中屯、共面区域处的取代度是2.0-2.6，例如 2.0-2.55，2.1-2.55，2.2-2.55或者2.3-2.55。在上限方面，在中屯、共面区域处的取代度可 W小于2.6,例如小于2.55,小于2.5,小于2.4,小于2.3或者小于2.2,但是优选至少2.0,例 如至少2.1或者至少2.3。该主膜的取代度影响了前体膜的亲水性和它充当防雾组合物的能 力，并且较低的取代度对应于增加的亲水性。该增加的亲水性相应允许