專利名稱：制造帶紋理的熱塑性薄膜的方法
本申請要求擁有1997年11月14日提交的美國臨時專利申請序列號60/065,699的優(yōu)先權(quán)，該文收作本文的參考。
本發(fā)明涉及生產(chǎn)有涂層及無涂層熱塑性制品的方法，更具體地說，涉及為尤其對于諸如CD-ROM(光驅(qū))卡之類光學(xué)介質(zhì)領(lǐng)域中應(yīng)用的熱塑性基材提供光滑上、下表面的改良法。這些用途要求使用上、下兩面均為拋光目雙折射小于25納米的基材。作為光學(xué)介質(zhì)用途的進一步要求包括耐磨、耐化學(xué)性、耐紫外輻射以及透明度。而且，熱塑性薄膜必須透光，而不得反射光，方可為光學(xué)用途所接受。
聚碳酸酯薄膜通常具有為光學(xué)用途可接受的透明度及強度指標(biāo)，但是缺乏可接受程度的雙折射、耐磨、耐化學(xué)性、耐紫外輻射及光滑度。例如，無涂層聚碳酸酯薄膜的雙折射通常很高，這部分地是由于在薄膜成形期間其上所施加的應(yīng)力水平所致。該應(yīng)力在薄膜冷卻后便被凍結(jié)在其中了。而且，無涂層聚碳酸酯薄膜的耐磨及耐化學(xué)性一般均很差。無涂層聚碳酸酯薄膜還容易因受紫外線照射而降解。
可輻射固化的丙烯酸系涂料及其在聚碳酸酯基材上的應(yīng)用方法是已知的。(例如可參見歐洲專利228,671)。雖然目前已有在聚碳酸酯薄膜上施涂可輻射固化丙烯酸系涂料的傳統(tǒng)方法，然而其固化后的涂層對下面聚碳酸酯的粘附力卻不盡人意。況且，傳統(tǒng)方法未對薄膜的光滑度小心地加以控制，而這一指標(biāo)對光學(xué)用途來說恰恰很關(guān)鍵。正是由于以上種種原因，截止到本發(fā)明提出的今日，聚碳酸酯薄膜一直因未能全面達到所要求的粘附力、透明度及光滑度等特性而不適合光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用。
傳統(tǒng)的可輻射固化丙烯酸系涂料組合物也存在問題，因為將它們涂布到聚碳酸酯基材上時使用非活性溶劑來降低涂料組合物的粘度。這些非活性揮發(fā)性組分隨后又必須借助強制熱風(fēng)干燥系統(tǒng)從涂料中驅(qū)除，從而使生成的涂層帶有不可接受的氣泡和表面粗糙度。使用含數(shù)量相當(dāng)多的非活性揮發(fā)性組分例如溶劑的涂料組合物，之所以不受歡迎的原因還在于，這些組分會引起對環(huán)境和安全的擔(dān)憂。
光學(xué)性能改善的耐磨熱塑性薄膜可通過將一種無溶劑可輻射固化涂料組合物施涂到聚合物片材或薄膜上去之后對涂層進行固化來制備。該固化過程可通過讓輻射能量從背面穿過基材對準(zhǔn)正在涂布的表面照射來完成。有關(guān)這種“冷流延技術(shù)”的細節(jié)，可進一步參見授予Croush的美國專利5,468,542，該文收作本文的參考。盡管可采用美國專利5,468,542中所公開的可輻射固化涂料組合物來達到改善表面特性的目的，但是此種涂層熱塑性薄膜仍不適合光學(xué)應(yīng)用，原因在于尚沒有致力于匹配好在涂層與基材之間的折射率以避免界面處發(fā)生光反射(即獲得小的折射率差值)。
總之，傳統(tǒng)方法不適于用來生產(chǎn)適合光學(xué)介質(zhì)應(yīng)用的熱塑性薄膜，因為此類方法所生產(chǎn)出的熱塑性薄膜不具有可接受水平的雙折射、耐磨、耐化學(xué)性、耐紫外輻射、光滑度及透明度以及低折射率差值(即涂層與基材之間折射率之差)。具體地說，與模塑并冷卻后薄膜中殘余應(yīng)力有關(guān)的雙折射必須優(yōu)選地維持在25納米以下。再有，薄膜必須兩面拋光以避免光散射。而且，若系帶涂層的薄膜，則折射率差值必須足夠低，以避免界面處發(fā)生不可接受的光反射。
將加熱的樹脂擠出，并讓擠出的樹脂通過兩個拋光的金屬輥筒之間的輥隙來生產(chǎn)聚碳酸酯薄膜的方法，在理論上一般也是已知的，該方法，由于會在薄膜中引起高應(yīng)力值從而加大所述薄膜的雙折射，故不適合用來生產(chǎn)低雙折射薄膜。
綜上所述可見，若能提供適合作光學(xué)介質(zhì)之用的熱塑性薄膜則是十分有益的。而若能提供一種制作克服了先有技術(shù)固有缺點的此類薄膜的高效方法，則更加理想。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種涂層熱塑性薄膜，其上、下表面足夠光滑，可避免不可接受的光散射，而且涂層與薄膜之間的折射率差值足夠低，可避免界面處發(fā)生不可接受的光反射。
本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)有涂層和無涂層熱塑性薄膜的方法，該方法不要求使用可能在薄膜中導(dǎo)致缺陷的形成和引起環(huán)境憂慮的溶劑或其他揮發(fā)性組分。
本發(fā)明的另一個目的是提供制造在涂層與薄膜基材之間具有優(yōu)良粘附力的涂層薄膜的方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供制造低雙折射涂層薄膜的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供低殘余應(yīng)力的一面帶紋理、一面為拋光的薄膜基材的方法，該基材經(jīng)涂布可制成具有兩個光滑表面的薄膜。
本發(fā)明的進一步目的是提供制造適合光學(xué)應(yīng)用的涂層熱塑性薄膜的方法，其中涂層與基材之間具有牢固的粘合力。
用于生產(chǎn)適合光學(xué)用途的涂層熱塑性制品的本發(fā)明方法包括，第一步，將基材熱塑性薄膜送過一對輥筒，其中上輥筒包覆著光滑、低摩擦材料，它使基材的表面形成紋理，而下輥筒則為金屬的，它將基材下表面拋光。本發(fā)明方法的上述第一步生產(chǎn)出一種基材，它具有紋理的上表面和拋光的下表面。低摩擦的上輥筒的摩擦優(yōu)選地足夠低，以便薄膜的上表面有機會“打滑”，致使薄膜中的應(yīng)力降低到低于假如上輥筒也用金屬制作時可能得到的數(shù)值。這種應(yīng)力的降低導(dǎo)致生產(chǎn)出的基材具有較低的雙折射。
繼而，在基材的上表面施涂一種可固化涂層并進行固化。因化后，可固化涂層在該基材的上表面形成光滑的涂層。該涂層足夠光滑，可使照射到該表面上的光束避免發(fā)生不可接受的散射。優(yōu)選的是，選擇那些使涂層與基材間具有足夠小的折射率差值的基材和可固化涂料組合物，以避免涂層與基材之間界面處發(fā)生不可接受的光反射。
圖1是包括用于實施本發(fā)明方法的流延鼓的設(shè)備側(cè)視立面示意圖。
本發(fā)明涉及生產(chǎn)適合光學(xué)應(yīng)用的涂層熱塑性薄膜的方法，其中該薄膜上、下表面均格外光滑，且雙折射數(shù)值低。該方法包括，首先生產(chǎn)出一種低應(yīng)力、一面帶紋理而另一面拋光的聚碳酸酯薄膜，其中紋理面的85°光澤度，按ASTMD523測定(該標(biāo)準(zhǔn)收作本文參考)，在90％～100％范圍內(nèi)。該未涂布的基材表面的Ra(表面粗糙度)為20～40納米，優(yōu)選地采用表面粗糙度(以下稱Ra)為O.3～0.8微米的超光滑聚四氟乙烯(以下稱“PTFE)TEFLON材料作為上輥筒的包覆層來制造。用以產(chǎn)生薄膜拋光面的下輥筒采用標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻鋼輥筒。薄膜基材的紋理面上施涂可固化涂層，使表面粗糙度達到Ra=3～10納米。這一概念可應(yīng)用到其他無定形及結(jié)晶熱塑性材料，因此不限于聚碳酸酯。用作光學(xué)介質(zhì)，通常要求薄膜要兩面拋光且雙折射小于25納米。其他要求包括耐磨及耐紫外線照射、基材厚度均勻，以及層合以后允許立即對固化制品進行模切。另一項要求是，該基材應(yīng)具有對水蒸氣的阻斷作用。就本發(fā)明目的而言，較低的折射率差值可產(chǎn)生較好的結(jié)果。具體地說，△RI(折射率差值)優(yōu)選地小于0.08，更優(yōu)選小于0.05。在共同未決的申請序列號09/034,883(收作本文參考)中公開的一種涂料配制物就符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明公開一種生產(chǎn)保持優(yōu)異表面外現(xiàn)的低應(yīng)力聚碳酸酯薄膜(0.005英寸～0.030英寸)的新穎加工技術(shù)。該技術(shù)可生產(chǎn)出雙折射小于25納米、表面光澤度為92％的薄膜。該方法中所使用的基材優(yōu)選由聚碳酸酯樹脂制成。用于本發(fā)明方法的優(yōu)選聚碳酸酯基材是由諸如LEXAN樹脂(通用電氣公司出品)之類的熱塑性聚碳酸酯材料制作的基材。聚碳酸酯樹脂的典型例子在美國專利4,351,920中(收作本文參考有所描述)，系通過芳族二羥基化合物與光氣進行反應(yīng)得到的。其他聚碳酸酯樹脂可通過芳族二羥基化合物與諸如二芳基碳酸酯之類的碳酸酯母體進行反應(yīng)獲得。美國專利4,351,920還描述了制備可用作本發(fā)明基材的芳族聚碳酸酯樹脂的各種制法。一種優(yōu)選的芳族二羥基化合物是2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(即雙酚A)。術(shù)語芳族聚碳酸酯樹脂也涵蓋由二羥基酚、碳酸酯母體以及諸如對苯二甲酸及間苯二甲酸之類的二元羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物得到的聚酯碳酸酯。任選地，一定量的二元醇也可用作反應(yīng)物。聚碳酸酯薄膜可采用熟知的方法制取。就典型而言，將熔融熱塑性材料流延到一組擠出輥筒表面，隨后對材料的兩面進行拋光并壓制成均一的厚度。優(yōu)選的是，聚碳酸酯薄膜的厚度為5～20密耳。
可紫外輻射固化的涂料組合物一般由包含丙烯酸、甲基丙烯酸及乙烯基不飽和化合物的單體及低聚物，以及其他可100％轉(zhuǎn)化為固體的材料(例如可溶于單體的聚合物及彈性體、無機二氧化硅填料以及顏料等等)組成。該涂料體系一般地包含分子量約100～1000并含有單不飽和部分或二、三或更多個多官能不飽和部分的單體。在本發(fā)明的實施方案中，涂料優(yōu)選地基本上不含(含少于1％)揮發(fā)、非活性組分。該涂料組合物優(yōu)選地為99％～100％(重量)活性組分和固體物質(zhì)。在更優(yōu)選的方案中，涂料是99.9％～100％(重量)活性組分及固體物質(zhì)。在最優(yōu)選的方案中，涂料是100％(重量)活性組分和固體物質(zhì)。固體物質(zhì)可包括非揮發(fā)性固體材料，例如聚合物材料和膠體二氧化硅。合適的聚合物材料包括乙酸丁酸纖維素。優(yōu)選該涂料組合物在受到紫外線輻射之后可100％轉(zhuǎn)化為固體。該組合物還包含足以引發(fā)組合物光固化的有效數(shù)量的光引發(fā)劑。在優(yōu)選的實施方案中，可固化涂料組合物包含約98％(重量)丙烯酸酯及2％(重量)光引發(fā)劑。
優(yōu)選的丙烯酸系涂料組合物包含相當(dāng)含量的分子量相對較低的脂族鏈烷二醇的二丙烯酸酯，它在接觸并暴露于高溫之后，依靠擴散作用滲透到聚碳酸酯基材表面以下的區(qū)域。一種合適的丙烯酸脂族鏈烷二醇酯是二丙烯酸1,6-己二醇酯。優(yōu)選的丙烯酸酯涂料組合物包含，以涂料組合物總重量為基準(zhǔn)，5％～60％(重量)二丙烯酸酯族鏈烷二醇酯。該二丙烯酸脂族二醇酯優(yōu)選地在其脂族部分包含2～12個碳原子。合適的二丙烯酸脂族二醇酯包括二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸辛二醇酯、二丙烯酸癸二醇酯。優(yōu)選的涂料組合物包含約37％(重量)三丙烯酸丙烷三甲醇酯(TMPTA)、約15％(重量)一羥基五丙烯酸二季戊四醇酯(DIPEPA)、37％(重量)二丙烯酸2,6-己二醇酯、約9％(重量)乙酸丁酸纖維素(CAB)以及約2％(重量)光引發(fā)劑二乙氧基乙酰苯(DEAP)。優(yōu)選的充填二氧化硅的丙烯酸類涂料使用如下成分的混合物22％二丙烯酸1,6-己二醇、22％三丙烯酸丙烷三甲醇酯、35％官能化的膠體二氧化硅、7％(重量)潛在紫外輻射吸收劑(例如D.R.Olson在《實用聚合物科學(xué)》28期，1983年，1159頁中所描述的Cyasord公司注冊的TM5411(BSEX)，一種苯磺酸酯，該文同時收入本文作為參考)以及3％光引發(fā)劑，如二乙氧基乙酰苯(DEAP)。合適的官能化膠體二氧化硅公開在Olson等人的美國專利4,455,205；Olson等人的美國專利4,491,508；Chung的美國專利4,478,876以及Chung的美國專利4,486,504等文獻中，這些文獻全部收入本文作為參考。
光學(xué)性能改善的耐磨熱塑性組合物，還可通過對已施涂到聚合物片材或薄膜上去的無溶劑可輻射固化涂料組合物進行固化來制備。施涂上去的涂料的固化可以在它與光滑表面接觸(冷流延)的同時，讓輻射能量從背面穿過基材照射正在涂布的表面來實現(xiàn)。(例如參見美國專利5,455,105)，該文獻收入本文作為參考。)“冷流延技術(shù)”在授予Crouch的美國專利5,468,542中做了進一步舉例說明，訪文收入本文作為參考。按這項技術(shù)，低應(yīng)力薄膜的制備過程為(步驟1)制備一面帶紋理而另一面拋光的聚碳酸酯薄膜，其中紋理面的85°光澤度在90％～100％之間。未涂布基材的Ra(表面粗糙度)為20～40納米，它是采用超光滑PTFE材料(Ra為0.3～0.8納米)作為上輥筒的包覆層生產(chǎn)出來的。下輥筒采用標(biāo)準(zhǔn)鉻拋光材料，其Ra=0.05微米。
(步驟2)利用可固化涂料層使步驟1的紋理面平滑到Ra=3～10納米。
給出下面的實施例僅僅為了向本領(lǐng)域技術(shù)人員展示如何來運用本文所討論的原理。這些實施例不應(yīng)被用來限制所附權(quán)利要求的范圍。
實例1適合涂布到一面拋光而另一面帶紋理的薄膜上去的涂料本實例表明，按如下的涂料配方可獲得光學(xué)、耐化學(xué)及耐磨之間的最佳平衡1％Irgacure819光引發(fā)劑(苯基雙(2,4,6三甲基苯甲?；?)、1％Darocur1173光引發(fā)劑、10％FCS100以及88％RX-0726。涂層表面盡可能光滑，以防止發(fā)生激光散射。鑒于反射的激光信號包含來自CD-ROM的聲頻和視頻信息，如發(fā)生散射，則信號勢必丟失。已通過實驗確定，涂層表面光滑度必須為，Rz最大值等于或小于2.0微米。配制物 激光直徑 衍射斑 光滑度 備注(Rz)對比例 0.7mm無 僅有激光，沒有試樣1 0.45 有10微米2 0.60 無2微米3 0.50 有6微米4 0.50 有5微米接受試驗的配制物情況如下1號配制物=88％(重量)RX0726、10％FCS100以及2％Lucirin TPO；2號配制物=88％(重量)RX0726、10％FCS100以及2％Darocur1173和1％Irgacure819；3號配制物=88％(重量)RX0726、10％FCS100以及2％Darocur1173；4號配制物為88％(重量)RX0726、10％FCS100、1％Lucirin TPO以及1％Darocur1173。
從上表清楚地看出，2號配制物，由于包含有機化合物、光引發(fā)劑及硅氧烷涂料溶液，表現(xiàn)出改善的表面光滑度，因此激光散射較少。雖然Lucirin TPO和Darocur1173可提供足夠的本體交聯(lián)，然而只有聯(lián)合使用Darocur1173與IIrgacure819的組合，才能既在本體，又在表面達到充分的交聯(lián)。如果表面交聯(lián)并不完全，則表面光滑度將會受到損害。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會立即發(fā)現(xiàn)，以上實施例的各種變換方案能同樣提供改善的效果，而它們應(yīng)一并屬于本發(fā)明涵蓋的范圍之內(nèi)。
實例2一面拋光、一面帶紋理的薄膜的涂布方法圖1中畫出根據(jù)本發(fā)明方法在聚合物基材表面進行涂料施涂并固化所使用的合適設(shè)備。在圖1中，可輻射固化涂料10通過可控制的速率流到薄膜表面上被連續(xù)涂布上去。
基材卷12由圍繞芯軸16的一卷未涂布基材14組成。隨著流延鼓18的運轉(zhuǎn)(見下文)，基材14不斷退繞。涂料10通過涂布器20滴落到基材14上，從而施涂到基材14的表面上。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，應(yīng)對涂布系統(tǒng)作出各種調(diào)整，以實現(xiàn)將涂料高效地涂布到基材上。涂料10施涂到基材14上可采用眾多熟知的卷材涂布方法中任何一種來完成，如噴涂、刷涂、簾流涂布及蘸涂，再如逆輥涂布之類的其他熟知的卷材涂布方法。被施涂在基材上的可輻射固化涂層10的厚度以及固化形成的硬涂層21的厚度取決于制品的最終用途及所要求的物理性能，就該非揮發(fā)性涂料而言，其涂層厚度為約0.05密耳～約5.0密耳，優(yōu)選的厚度為約0.2密耳～約1.0密耳。
涂料10施涂到基材14上之后，涂布后的基材22被導(dǎo)向夾輥24。用以制作本發(fā)明所使用的夾輥24的材質(zhì)選擇并不嚴(yán)格。這類夾輥可采用塑料、金屬(即不銹鋼和鋁)、橡膠及陶瓷之類的材料制作。夾輥24可備有套筒，優(yōu)選用諸如PTFE(聚甲氟乙烯)或聚丙烯之類的回彈性材料，或者用各種目前可供選用的合成橡膠組分及其共混物中的一種材料來制作。該套筒正好緊套在輥筒表面上，以便為與基材22接觸提供光滑、摩擦極小的表面。夾輥24相對于流延鼓18的位置為可調(diào)的，這一點下面還將說明，而且可任選地為獨立驅(qū)動的。
如同圖1所示，流延鼓18處于同夾輥24比鄰的位置，其中夾輥24與鼓18的外圓周在輥隙26所確定的界面處彼此緊靠，關(guān)于這一點下面還將說明。在夾輥24與鼓18界面處的外加壓力可通過熟知的方法進行調(diào)節(jié)，例如借助安裝在夾輥24的軸28上的汽缸(未表示)，可有選擇地迫使該輥壓向鼓18。就典型情況而言，界面處所施加的壓力是輕微的，就是說，當(dāng)沒有基材從輥隙26通過時，每線英寸低于5磅。當(dāng)表面載有涂層的基材經(jīng)輥隙通過時，外加壓力可根據(jù)各種參數(shù)的變化而進行調(diào)整，正如下面將要描述的。
流延鼓18圍繞中心軸19旋轉(zhuǎn)并優(yōu)選由導(dǎo)熱材料制成，且優(yōu)選由不銹鋼或鍍鉻鋼制成。再者，優(yōu)選的是，該鼓獨立地由外部動力源(未表示)驅(qū)動。
流延鼓表面30上可做成各種各樣紋理或圖案，具體依希望賦予涂料層10及最終形成的硬涂層21的紋理或圖案而定。例如，若希望硬涂層21為高光澤度的，則表面30上可備有高度拋光的鍍鉻表面。若希望硬涂層21的光澤度較低，則表面30的拋光程度可較低，以便賦予涂層粗糙的紋理表面。類似地，在表面30上可雕刻出設(shè)計的浮雕圖案，以便賦予硬涂層21以其鏡象圖案。固化后的涂層將成為硬涂層21，它因而成為流延鼓表面30的永久性鏡象。
盡管可采用氮氣覆蓋來保證涂料組合物的無氧固化，但是優(yōu)選在不使用此類氮氣覆蓋條件下實現(xiàn)無氧固化。為了在不使用氮氣覆蓋條件下盡量減少固化前涂層10中的空氣含量，應(yīng)小心調(diào)節(jié)能夠施加在輥隙26處的壓力。輥隙26處所施壓力的調(diào)節(jié)可按照上述方法實現(xiàn)。為了獲得一定的涂層厚度，作用在輥隙26處的精確壓力數(shù)值應(yīng)根據(jù)若干因素來確定，如涂料10的粘度、基材速度、表面30上的設(shè)計圖案(有的話)細節(jié)的復(fù)雜程度以及流延鼓的溫度。就典型而言，在基材厚度為10密耳，其上加有厚度0.8密耳、粘度400厘泊的丙烯酸基涂料層，基材速度每分鐘50英尺以及輥筒包覆層硬度計硬度(邵爾A)為30的情況下，在被涂基材上施加的輥隙壓力為25磅/線英寸。借此，涂料10在壓力作用下進入與基材22和流延鼓的表面30同時接觸的狀態(tài)，從而保證固化期間涂層中基本上不存在自由雙原子氧，進而保證涂料層基本上完全固化以及固化的涂層，即硬涂層21顯現(xiàn)出流延鼓表面30的紋理和/或圖案的鏡象。多余的涂料在輥隙上方、橫跨鼓的整個幅度形成未固化涂料組合物物質(zhì)的積料31。該積料31保證沿鼓的幅寬都有充足的涂料物質(zhì)進入并流過輥隙26。
在涂布了涂料層10的基材22通過輥隙26之后，該涂料層可借助紫外輻射能量進行固化。如圖1所示，裝置32發(fā)出的紫外輻射能量射入基材22的表面34，它是載有涂料10的表面36的背面。該輻射能量穿過透明的基材22，并被涂料層10吸收，此間后者在基材22與鼓面30之間被壓縮。紫外輻射的優(yōu)選波長為約2900?！s4050埃。用以產(chǎn)生紫外輻射的燈系統(tǒng)可由若干放電燈組成，如氙、金屬鹵化物、金屬弧光或高、中、低壓汞蒸汽放電燈，各自的操作壓力可低至數(shù)毫米汞柱，直至高達約10個大氣壓。穿過基材22加在涂料層10上的輻射劑量水平可在約2.0焦耳/平方厘米～約10.0焦耳/平方厘米。一種適用于本發(fā)明的典型固化系統(tǒng)是Linde中壓汞燈，例如可參見美國專利4,477,529。發(fā)光指向基材表面的燈的數(shù)目并非關(guān)鍵，但是燈的數(shù)目較多，允許以較高的速率處理表面載有涂料層10的基材。就典型而言，兩盞燈，每盞產(chǎn)生300瓦/線英寸的輻射能量，在生產(chǎn)線的速度為約50英尺/分的條件下，對于厚度為約0.5密耳的丙烯酸基涂層來說是足夠了。這樣的固化程度應(yīng)能導(dǎo)致多官能丙烯酸單體的聚合以及該聚合物的交聯(lián)，形成堅硬、不發(fā)粘的涂層。該涂層在離開流延鼓之后可進一步以紫外輻射照射對其進行后固化處理。
在按照本發(fā)明方法在基材22上施涂了涂料層并固化之后，生成的產(chǎn)品是帶有堅硬涂層的聚碳酸酯薄膜制品38，它被引導(dǎo)繞過導(dǎo)輥40、42及44，最后收集在輥筒46上，后者典型地為獨立驅(qū)動的并具有將帶有堅硬涂層的聚碳酸酯制品38從鼓表面30上剝離下來的能力。
實例3低雙折射、一面拋光、一面帶紋理的基材膜的成形該一面帶紋理的聚碳酸酯薄膜(0.005英寸～0.030英寸)系經(jīng)由擠塑制成的。熔體被強迫擠入二輥筒之間的輥隙。二輥之間的間隙大小決定了薄膜厚度。就0.010英寸的薄膜而言，厚度的均一性為±5％。生產(chǎn)該薄膜時采用由超光滑、絕緣、PTFE套筒包覆的上輥筒，其表面粗糙度Ra為20-40納米。下輥筒為高度拋光的鍍鉻層。此種設(shè)備的更完整描述可見諸于共同未決申請序列號09/034,883，該申請內(nèi)容收入本文作為參考。
在基材膜帶有紋理的一面加上涂層，以使該表面變得光滑。在涂層固化期間加熱具有使表面進一步退火的傾向，從而降低(內(nèi))應(yīng)力水平。光澤度是沿60°(角)，并在薄膜背面涂黑的條件下測定的。該涂層還改善了耐磨性及耐化學(xué)性，同時又起到阻斷水蒸氣的作用(WVTR)。采用CS10F輪子、500克及100次循環(huán)的Taber耐磨試驗(ASTMD1044)結(jié)果，按霧度改變的百分?jǐn)?shù)計，為5～30。顯示出對日用物質(zhì)(咖啡、Chlorox、番茄醬及茶)的耐化學(xué)性(通過在120°F,24小時表面暴露試驗測定)。對帶丙烯酸涂層的0.01英寸聚碳酸酯薄膜測定得到的WVTR數(shù)值為0.5～1.0克水/100平方英寸/24小時。該WVTR測定是在73°F,100％相對濕度下，采用以玻璃杯蓋住以保持對條件的控制的濕過濾材料進行的。進而，又將所述薄膜放入水中并在與上面相類似的條件下放置1周時間，結(jié)果證明既無失效，也無損壞。一種適合用來加工光學(xué)介質(zhì)用擠出塑料膜的精加工的PTFE輥筒套筒，公開在共同未決申請序列號09/044,890中。
權(quán)利要求
1．一種生產(chǎn)涂層熱塑性薄膜的方法，所述方法包括以下步驟(a)讓具有第一和第二表面的基材熱塑性薄膜通過第一與第二輥筒之間的輥隙，其中第一輥筒包覆著光滑、低磨擦材料，它使所述基材的第一表面上形成紋理，而第二輥筒為金屬的，它將所述基材的第二表面拋光；(b)在該基材的第一表面上施涂可固化涂料組合物，以及(c)使該涂料組合物固化，從而在基材的第一表面上形成光滑的涂層。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述涂料組合物包含(a)75％(重量)以上的溴化的環(huán)氧丙烯酸酯與丙烯酸酯單體的混合物，(b)5％(重量)以下的光引發(fā)劑，(c)20％(重量)以下的硅氧烷。
3．權(quán)利要求1的方法，其中所述熱塑性樹脂基材是芳族聚碳酸酯樹脂基材。
4．按照權(quán)利要求1的方法，其中包覆著所述第一輥筒的所述光滑材料是聚四氟乙烯。
5．按照權(quán)利要求4的方法，其中所述第一輥筒的Ra值小于0.8微米。
6．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述第二輥筒是鍍鉻鋼輥筒。
7．一種生產(chǎn)具有光滑的上、下表面的熱塑性制品的方法，所述方法包括以下步驟(a)讓具有第一和第二表面的基材熱塑性薄膜通過第一與第二輥筒之間的輥隙，其中第一輥筒包覆著光滑、低磨擦材料，它使所述基材的第一表面上形成紋理，而第二輥筒為金屬的，它將所述制品的一面拋光；(b)在第一表面上涂布可固化涂料組合物；(c)使該涂料組合物固化，從而制成表面光滑的涂層薄膜，以及(d)隨后將涂層薄膜裁切成許多所述熱塑性制品。
8．按照權(quán)利要求7的方法，其中所述涂料組合物包含(a)75％(重量)以上的溴化的環(huán)氧丙烯酸酯與丙烯酸酯單體的混合物，(b)5％(重量)以下的光引發(fā)劑，(c)20％(重量)以下的硅氧烷。
9．權(quán)利要求7的方法，其中所述基材熱塑性薄膜包含固化的芳族聚碳酸酯樹脂。
10．按照權(quán)利要求7的方法，其中所述光滑、低磨擦材料是聚四氟乙烯。
11．按照權(quán)利要求10的方法，其中所述第一輥筒的Ra值小于0.8微米。
12．按照權(quán)利要求7的方法，其中所述第二輥筒是鍍鉻鋼輥筒。
13．按照權(quán)利要求7的方法，其中所述涂層薄膜的雙折射小于25納米。
14．一種涂層薄膜，包含(a)低應(yīng)力基材，它具有拋光的第一表面和帶紋理的第二表面；以及(b)在帶紋理的第二表面上固化的可固化涂料層，其中涂層薄膜的雙折射小于25納米，該低應(yīng)力基材與可固化涂料層折射率之間的差值小于0.08。
15．一種制備涂層薄膜的方法，包括(a)成形具有拋光的第一表面和帶紋理的第二表面的低應(yīng)力基材熱塑性薄膜，成形方法為讓擠出的樹脂通過如下二輥筒之間的輥隙(a)第一輥筒，它與熱塑性薄膜間的磨擦低到足以使所述第一輥筒與所述基材之間出現(xiàn)一定程度的打滑；及(b)金屬的第二輥筒；以及(b)使帶紋理的第二表面上的可固化涂料層固化，其中選擇基材與可固化涂料，使二者之間的折射率差值小于0.08。
全文摘要
公開一種在聚合物基材表面上生成耐磨、紫外輻射固化的涂層的方法。未固化的涂料基本不含非活性揮發(fā)性成分。該方法包括以下步驟:制備一面帶紋理、一面為拋光的聚碳酸酯薄膜,在所述薄膜的帶紋理表面施涂可固化涂料,并使該涂料層固化,形成光滑表面。該涂層薄膜,由于涂層與基材的折射率彼此匹配,故具有低雙折射和高透光率的特點。
文檔編號C08J7/04GK1220192SQ9812246
公開日1999年6月23日 申請日期1998年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月14日
發(fā)明者K·L·利利 申請人:通用電氣公司