專利名稱：狹縫模具涂布方法
狹縫模具涂布方法本發明涉及將光學涂層涂覆到基材上的方法及其產品。具有光學功能的被涂基材是已知。具有光學功能的涂層是一種以控制光學性能為目的的涂層，例如抗UV涂層和/或抗反射涂層。例如，具有光學功能的經涂布的板被用在農用玻璃、園藝用玻璃、太陽能板、圖片框玻璃、顯示器玻璃(例如博物館玻璃)、電子顯示器玻璃(例如LCD顯示器玻璃)等等中。光學涂層的原型例子是抗反射涂層。當以幾乎垂直角度(5°偏移)注視玻璃時，未經處理的浮法玻璃板通常表現出約10%的強光線反射。 這通常降低了基材的功能性并且經常減弱了基材的美觀，因而是不期望的。光學涂層通常利用所謂的干涂技術(如濺射或物理氣相沉積)或濕涂技術(例如浸涂、噴涂或簾涂)涂覆。在浸涂工藝中，將玻璃板浸入含有涂層流體的容器中，并且以一定速率收回。這個工藝通常用于涂覆光學薄膜。盡管這個工藝比“干”涂技術成本效益更高，但是其存在多個缺點該工藝涉及大量化學品的處置，涂層被涂覆在玻璃兩側(這對于一些應用來說是不必要的或甚至不利的)，涂布速度相對較低(至多Im ^mirT1),涂層表現出由于重力引起的厚度漸變和其他典型的非均勻性(例如由于蒸發的副作用)。允許以相當于干法工藝的速度將涂層涂覆到基材的一側的濕法工藝包括噴涂或簾涂。然而，所得涂層通常非常不均勻。在單層反射涂層中，這表現為反射和顏色差異，從而導致被涂制品的美觀和功能性下降。在W099/4^60中，利用直流濺射或化學氣相沉積(CVD)涂覆多層抗反射涂層。然后利用狹縫涂布機涂覆保護聚合物層。這項技術的問題在于，需要利用干法技術(例如濺射或CVD)涂覆若干層光學涂層，并涂覆額外的保護濕層。這項技術很復雜并且就涂布設備成本和運行成本來說很昂貴。在JP2004-3M601中，用涂料組合物涂布光敏膜，該涂料組合物包含光敏樹脂并且具有10wt%至25wt%的非揮發含量。涂布之后，被涂基材被浸漬到堿性顯影液中，以形成所需要的黑色基質。這項技術的問題在于，由于膜中氣泡的污染，其只能在小于200mm/ sec或更低(12米每分鐘或更低)的涂布速度下使用。在W007/093342中，公開了利用狹縫涂布機涂覆抗反射層，其中涉及介于1至5 μ m 之間的濕膜厚度。盡管這項工藝提供給了抗反射涂層，但是就使厚度的變化的最小化以及提高涂覆速度來說仍需要進一步改進。本發明的目的在于提供一種用于將光學涂層涂覆到基材上的濕法工藝及其產品， 該工藝及其產品至少部分克服了上述缺陷。在本發明的一個方面中，提供給了一種將光學涂層涂覆到基材上的方法，所述方法包括如下步驟a.制備含有溶劑組分和成膜組分的涂層制劑(優選光學涂層制劑)；b.利用模具涂布機通過將所述光學涂層涂覆到基材上而形成被涂基材，其中所述被涂覆的光學涂層在所述基材上形成厚度為1 μ m至100 μ m的濕膜；c.干燥所述被涂基材，其中所述被涂基材優選處于基本水平的平面，從而使所述濕膜轉換成厚度小于1 μ m的干膜；以及d.可選地固化所述被涂基材。所述模具涂布機優選為狹縫或裂縫涂布機。對于經濟上可行的工藝來說，涂層制劑中的固體含量，相對于涂層制劑的總重量， 通常為0. Iwt %或更大，優選大于0. 3wt %，優選為0. 4wt %或更大，優選為0. 5wt %或更大， 更優選為或更大。光學涂層制劑中的固體含量優選不大于10wt%，更優選不大于 7wt %，甚至更優選不大于5wt %，最優選不大于3wt %。業已發現較低的固體含量有助于減小被涂基材的涂層中的厚度變化。濕膜厚度優選為2 μ m至80 μ m，更優選為6 μ m至70 μ m，更優選為8 μ m至60 μ m， 更優選為9 μ m至50 μ m，甚至更優選為10 μ m至40 μ m，最優選為12 μ m至30 μ m。根據所需要的終端應用，干膜厚度優選小于800nm，更優選小于500nm，最優選小于200nm，甚至更優選小于150nm，甚至還要更優選小于lOOnm。固體優選包含納米顆粒，因為業已發現，在涂層干燥、優選固化時，納米顆粒在高溶劑水平下的相互作用對于達到高品質的光學涂層特別有利，但并未完全理解這種相互作用的本質。然而，與有機聚合物相比，具有無機殼的納米顆粒在溶劑中的分散更困難，因而更難以制備具有低厚度變化水平的相應涂層。應注意，對于相對高的表面積(例如> 0. lm2，更優選> lm2，其中寬度與長度的比值為0. 1至10，例如不是細長的條帶)而言，預計低固含量由于流動變化而傾向于在這種表面導致較大的分布變化。令人驚訝的是，本發明不是這樣。基本上水平的平面被賦予特定目的的含義，因此，基本上水平的平面涵蓋了從該水平平面少量偏離但不會顯著影響本發明的方法生產均勻的干膜涂層的情況。優選地，從該水平平面的偏離小于5度(° )，優選小于3°，更優選小于1°，甚至更優選小于0.1°， 最優選小于0.01°。將要理解到，隨著溶劑組分從濕膜中去除和干膜粘度的增加，從水平平面的偏離可能更大，但不會顯著影響所得干膜或涂層的均勻性。濕膜是涂層領域中使用的術語，其是指，含有溶劑組分和成膜組分的涂層。干膜是涂層領域中使用的術語，其是指，已被干燥且被去除基本上所有溶劑組分之后的濕膜。優選地，干膜包含，相對于所述干膜的總重量，小于lwt%、更優選小于 0. Iwt %的溶劑。要理解的是，參數范圍可由與該參數相關的上下限的所有組合來定義。除非另有聲明，所有的％表示全部組合物的重量％。優選地，基材是剛性基材，當在ImX Im樣品的邊緣處被支撐時，該基材的形狀在其自身負荷下呈現自撐狀態，因此本發明的方法特別適于加工具有至多20 μ m或甚至更大厚度變化的基材。出乎意料地發現，通過將光學涂層制劑中的相對較低的固體含量與相對較高的濕膜厚度組合應用，可以以較高精確度控制涂布、干燥、和可選的固化步驟，結果光學被涂基材中顯示的光學性質存在很少變化。因此，與使用常規濕涂層涂覆技術制造的被涂基材相比，使用本發明的方法被涂基材的功能性和美觀都得到增強。按照慣例，出于與去除溶劑相關的經濟原因使濕膜厚度最小化。最小的濕涂層厚度通常由如下決定減小通過狹縫模具的流速，直到存在完全的液珠失效(bead failure)、
4邊緣失效(edge failure)、珠失效和邊緣失效的組合或者涂層寬度顯著變窄。實際上，對于本領域技術人員來說，通過增加濕膜的厚度來改善工藝控制是違反常規的，因為在干燥步驟期間去除的溶劑的數量增大導致厚度變化的風險加大。本發明能夠以商業上可接受的速度(例如大于5或10米每分鐘，優選大于20米每分鐘)涂布基材，同時保持濕涂層膜的厚度和干涂層膜的厚度以及所得光學性質很少變化。根據所用基材和涂層制劑的組合，可以實現至多50或100米每分鐘或甚至更高的操作速度。在本發明的另一方面，提供了一種被光學涂布的基材，其中，所述基材在具有至少 O-Olm2的表面積的至少一側上被涂布，其中所述涂層(即干膜)具有不超過Iy m，優選不超過500nm，更優選不超過200nm，更優選不超過160nm，甚至更優選不超過150nm，還要甚至更優選不超過140nm，最優選小于IOOnm的厚度，并且在所述表面積上具有小于25nm、優選小于20nm、最優選小于15nm的平均涂層厚度差異。優選地，所述基材是剛性的。優選地，所述剛性基材由玻璃制成。優選地，所述基材具有至少0. lm2、更優選至少lm2、甚至更優選至少2m2的表面積。 光學性質的差異較小的重要性通常隨著被涂基材(例如抗反射太陽能電池的防護罩玻璃) 的表面積的增大而增強。優選地，涂層具有小于IOnm每米、更優選小于5nm每米的厚度梯度。由于干燥步驟在基材處于基本上水平面的情況下進行，所以本發明的光學涂層上基本上未觀察到厚度梯度(例如梯度小于Inm每米)。對于本申請的目的，光學涂層是表現出光學功能性質，諸如抗反射性(例如降低反射至少50 %，優選至少70 % )、光散射性質、UV光阻擋性質(例如減少UV透射至少70 %， 更優選85%)等等，的涂層。優選地，光學涂層是抗反射涂層或UV涂層。優選地，在基材的整個被涂表面積上， 涂層發生最小反射的光學波長的差異小于50nm，更優選小于30nm。涂層的厚度公差QX 標準偏差，通過最小反射波長的差異確定)優選小于40nm，更優選小于30nm，甚至更優選小于20nm，最優選小于10nm。使涂層上的光學差異最小化增強了光學涂層的功能性和美觀性。例如，建筑應用、 園藝應用和太陽能能源都依賴于光學涂層的功能性，以高效地、有效地過濾、轉化或修正可見輻射和不可見輻射。為了最大程度地利用這點，涂層和基材優選是透明的。在光學涂層是抗反射涂層的實施方式中，基材(例如玻璃)的被涂那側在顯示最低反射的波長下的反射率(利用傳統方法測定)為約3%或更低，優選為約2%或更低，更優選為約1 %或更低。在425至675nm波長范圍內的平均反射率通常為約4 %或更低，優選為約3%或更低，甚至更優選為約2%或更低。光反射減小涂層(或抗反射涂層)是一種減少由基材反射的介于425至675nm之間至少一個波長的光(在相對垂直入射角5度處測定)的涂層。測量在被涂基材和未涂基材上實施。優選地，反射的下降率為約30%或更多，優選為約50%或更多，更優選為約70% 或更多，甚至更優選為約85%或更多。反射的下降率以百分比表示，其等于IOOX (被涂基材的反射率-1/2X未涂基材的反射率)/(1/2X未涂基材的反射率)。模具涂布
在模具涂布工藝(
圖1)中，涂層(1)通過重力或在壓力下通過狹縫或裂縫(3)被擠壓到移動著的基材( 上。或者，狹縫模具可以以規定速度在基材上移動。基材相對于狹縫模具的速度能夠使涂層遠遠薄于狹縫的寬度或間歇。精確地控制濕膜的均勻性的能力取決于光學涂層制劑、模具狹縫的幾何形狀以及相對于基材的狹縫位置之間的復雜的相互關系。業已發現對于控制光學涂層的均勻性來說特別重要的參數包括狹縫間隙(3)、邊緣厚度(7a，7b)和涂布間隙(9)。狹縫間隙狹縫間隙(3)優選是濕膜厚度的2至10倍。狹縫間隙厚度低于濕膜厚度會限制涂覆速率，并且更易于發生厚度變化，而狹縫間隙厚度高于濕膜厚度的10倍易于在涂層流中形成漩渦，因而降低涂層品質。優選地，狹縫間隙厚度是濕膜厚度的至少1.5倍，更優選至少2. 0倍，更優選2. 5倍，甚至更優選至少3倍，甚至更優選至少4倍，還要甚至更優選至少5倍，最優選至少6倍。優選地，最大的狹縫間隙厚度小于濕膜厚度的15倍，更優選小于 12倍，甚至更優選小于9倍，甚至更優選小于7倍，更優選小于4倍。為了使膜厚度差異最小化，狹縫間隙優選是固定的。然而，在可供選擇的實施方式中，可調節的狹縫間歇可被有利地用于根據特定基材和光學涂層制劑優化涂布條件。邊緣厚度下游邊緣(7a)的厚度(Ld)優選為3mm或更小，更優選為2mm或更小，更優選為 0. 90mm或更小，更優選為0. 60mm或更小，更優選為0. 50mm或更小，甚至更優選為0. 40mm或更小，最優選為0. 30mm或更小。出于成本原因，邊緣厚度為至少0. 15mm、優選至少0. 20mm 是有利的。業已發現，Ld越小，可操作的涂層間隙(9)越大。上游邊緣(7b)的厚度(Lu)優選為5mm或更小，更優選為2mm或更小，更優選為0. 90mm或更小，更優選為0. 60mm或更小， 更優選為0. 50mm或更小，甚至更優選為0. 40mm或更小，最優選為0. 30mm或更小。出于與高精度機械加工相關的成本原因，邊緣厚度為至少0. 15mm、優選至少0. 20mm是有利的。邊緣的表面可被設定成相對于水平軸成介于0和30°之間的角a。在優選的實施方式中，邊緣的表面與基材平行(α =0° )。涂布間隙由于一些基材(特別是剛性基材)具有厚度差異，相當大的涂布間隙是有利的。優選地，從狹縫間隙(即最小間隙)的下游和遠端的邊緣測量的涂布間隙(9)為至少 20 μ m,更優選為至少40 μ m,更優選為至少60 μ m,甚至更優選為至少80 μ m,最優選為至少 100 μ m。優選的是，最大的涂布間隙不超過1000 μ m以防流動不穩影響涂層品質。在本發明的特定實施方式中，狹縫模具包括由位于光學涂層的流的上游的上游邊緣(7a)和位于光學涂層的流的下游的下游邊緣(7b)所限定的狹縫間隙(3)，其中a.狹縫間隙遠端的下游邊緣與基材之間的高度(9)為至少20 μ m ；b.狹縫間隙是濕膜厚度(11)的1. 1至15倍；以及c.下游邊緣(7b)的厚度小于0.90mm。這些特征的這種特定組合對于在剛性基材(例如玻璃)上的應用是尤其優選的。真空優選地，狹縫模具還包含減壓裝置(例如負壓室或真空箱)以便穩定所涂覆的光學涂層的上游液珠彎月面(13，bead meniscus)。應用減壓裝置在較高的涂布速度(例如至少10米每分鐘，更優選至少12米每分鐘)下以及在較大的涂布間隙(例如至少100 μ m) 下特別有利。在特定實施方式中，狹縫模具包括為濕膜厚度的至少1. 1倍、更優選2. 0倍、更優選3倍、更優選4倍、更優選5倍、甚至更優選至少6倍的狹縫模具間隙，其優選與用于穩定所涂覆的光學涂層的上游液珠彎月面的減壓裝置組合。這些特征的這種組合使得能提高涂布速度同時保持所需要的涂層厚度和功能性的均勻性。基材適當的基材包括任何平坦的、清潔的無孔表面。基材優選具有小于涂布間隙一半、 更優選100 μ m、更優選50 μ m、更優選30 μ m,更優選小于20 μ m的厚度差異。基材的厚度差異越小，光學干膜涂層的厚度差異就越小。適當的剛性基材包括玻璃(例如硼硅酸鹽玻璃、 鈉鈣玻璃、玻璃陶瓷、硅酸鋁玻璃)，陶瓷，金屬片(例如鋁、不銹鋼、鋼)，塑料(例如PET、 PC、TAC、ΡΜΜΑ、ΡΕ、PP、PVC和PS)或復合材料。適當的柔性基材包括，基于聚合物或纖維素的膜，包括其層壓物。光學涂層制劑用在本發明中的光學涂層制劑優選是含有納米尺寸的顆粒和粘結劑的成膜組分以及溶劑組分(包括溶劑或稀釋劑)。納米尺寸的顆粒優選地，納米尺寸的顆粒包括至少一種金屬氧化物或氟化物，或者金屬氧化物或氟化物的前驅體。更優選地，納米尺寸的顆粒包括至少一種無機物或金屬的氧化物，或者無機物或金屬的氧化物的前驅體。優選地，金屬氧化物或金屬氧化物前驅體形成所述成膜組分的至少30wt%，更優選至少40wt %，甚至優選至少50wt %，還要甚至更優選至少60wt %，最優選至少70wt %。適當顆粒的實例是包括氟化鋰、氟化鈣、氟化鋇、氟化鎂、二氧化鈦、氧化鋯、銻摻雜的氧化錫、氧化錫、氧化鋁和二氧化硅的顆粒。優選地，金屬氧化物是氧化鋁或二氧化硅。 優選地，顆粒包含二氧化硅，更優選地，顆粒包含至少60Wt%、甚至更優選至少80Wt%、最優選至少90wt%的二氧化硅。對于非球形顆粒，顆粒尺寸g被定義為0. 5X (長度+寬度)；對于球形顆粒，顆粒尺寸g被定義為半徑。優選地，平均顆粒尺寸g為500nm或更小，更優選為250nm或更小， 更優選為125nm或更小，更優選為IOOnm或更小，最優選為50nm或更小。優選地，平均顆粒尺寸為5nm或更大，更優選為7nm或更大，最優選為IOnm或更大。顆粒的尺寸可以通過如下測定使顆粒的稀懸浮液鋪展在表面上，然后通過使用顯微鏡技術(優選掃描電子顯微鏡SEM或原子力顯微鏡AFM)測量單個顆粒的尺寸。優選地，平均顆粒尺寸通過測量100個單個顆粒的尺寸來測定。在優選的實施方式中，使用具有金屬氧化物殼的聚合物納米顆粒。優選地，具體的聚合物核尺寸g核大于5nm，更優選大于7nm，最優選大于lOnm。優選地，具體的聚合物核尺寸小于500nm，更優選小于250nm，更優選小于125nm，更優選小于lOOnm，最優選小于50nm。在另一優選的實施方式中，使用中空的金屬氧化物納米顆粒。優選地，具體的空穴尺寸大于5nm，更優選大于7nm，最優選大于lOnm。優選地，具體的空穴尺寸gs穴大于5nm，更優選大于7nm，最優選大于lOnm。優選地，特定聚合物的核尺寸小于500nm，更優選250nm， 更優選125nm，更優選小于lOOnm，最優選小于50nm。光學涂層制劑的粘度取決于光學涂層制劑中的涂層和溶劑組分以及具體的固體含量。優選地，光學涂層制劑的粘度為約0. 2mPa. s或更大，優選1. OmPa. s或更大，甚至更優選約2. OmPa. s或更大。通常，粘度為約IOOmPa. s或更小，優選約IOmPa. s或更小，更優選約6. OmPa. s或更小，甚至更優選約3. OmPa. s或更小。粘度可以采用Ubbelohde PSL ASTM IP nol (型號 27042)測量。光學涂層制劑的表面張力優選在20-73dyn · cnT1的范圍內、更優選在 22-40dyn ^nTk甚至更優選在M-SOdyr^cnT1的范圍內。較低的表面張力對于能夠使涂層在基材表面上容易地形成膜來說是理想的。光學涂層制劑優選具有牛頓特性，結果粘度在狹縫模具涂布機的操作中所經歷的剪切速度變化下基本上恒定。粘結劑涂層優選包含粘結劑，其主要作用是使顆粒保持附著并粘附在基材上。優選地，粘結劑包括至少一種低聚化合物或聚合化合物。優選地，粘結劑與顆粒和基材形成共價鍵。出于這個目的，粘結劑在固化之前優選包含具有烷基或烷氧基的無機化合物，但是其他化合物也是適宜的。此外，粘結劑優選本身聚合形成連續的聚合網絡。在本發明的一個實施方式中，涂層的粘結劑基本上由無機粘結劑組成，因為這種涂層顯示良好的機械性質以及對基材的粘附性，從而導致例如高耐穿刺性、高耐刮性和良好的耐磨性。無機粘結劑優選包括一種或多種無機氧化物，例如二氧化硅和氧化鋁。粘結劑優選是將顆粒和基材共價連接的交聯的無機材料。無機粘結劑可以在未反應的粘結劑(例如烷氧基硅烷、烷基硅酸鹽、硅酸鈉、硝酸鋁或仲丁氧化鋁)的交聯反應和加熱之后產生。作為烷氧基硅烷，優選使用三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷。優選地，使用乙基硅酸鹽粘結劑。由于加熱步驟，這些硅化合物和鋁化合物分別轉化成二氧化硅和氧化鋁。在另一實施方式中，粘結劑是有機涂料，其中顆粒帶有反應性有機基團，并且可選地存在其他涂層材料，其具有與顆粒上的反應性基團起反應的基團。這個實施方式在基材是有機的并且無法承受高達400°C的烘烤溫度的情況下是優選的。在一個實施方式中，顆粒上的反應性基團是(甲基)丙烯酸酯基，其他涂層材料上的反應性基團是烯屬不飽和的，優選(甲基)丙烯酸酯基。適當涂層的實例在W02004/104113中有所描述。根據粘結劑的化學性質，許多溶劑是可用的。溶劑的適當實例包括水、非質子有機溶劑和醇類。在一個實施方式中，使用無機粘結劑和有機溶劑，更優選地，溶劑是水和醇的混合物。優選地，最終涂層中的顆粒的wt %，基于100%的固含量，大于50wt%，優選大于 60wt%，最優選大于70wt%。固體的濃度是在將涂料組合物涂覆到基材上以及隨后的干燥步驟和如果需要的固化步驟之后不會蒸發的所有組分的濃度。涂料組合物可以包含用于催化前軀體向粘結劑的轉化的化合物。在烷氧基硅烷或乙基硅酸鹽粘結劑作為前軀體的情況下，優選使用酸(例如乙酸)作為催化劑。催化劑優選在即將涂覆涂料組合物之前添加到其中。在可UV固化材料的情況下，通常使用光敏性引發劑作為催化劑。溶劑對于有機粘結劑而言，優選全有機溶劑體系，但是可以存在一些水。適當溶劑的實例包括1，4_ 二氧雜化己烷、丙酮、氯仿、環己烷、二乙基乙酸酯、丙醇、乙醇、甲醇、丁醇、甲基乙基甲酮、甲基丙基甲酮、四氫呋喃、甲苯和四氟異丙醇。優選的溶劑是甲醇、甲基乙基甲酮、異丙醇、1-甲氧基丙-2-醇或醚(例如二乙基醚)。本發明的優點之一是涂層對濕氣不敏感。因此，被涂基材不需儲存在濕度可控的環境中，其中例如30%至80%的濕度變化是可接受的。此外，無機涂層對涂布和固化之間的時間延遲也不敏感。可UV固化的有機涂層通常在涂覆之后直接固化，但這也不重要。優選地，涂料組合物以這樣的厚度被涂覆到基材上，結果最終導致干燥或固化后的厚度為約20nm或更大，優選為約50nm或更大，更優選為約90nm或更大。優選地，干燥或固化之后的涂層厚度(干膜厚度)將為500nm或更小，優選為約200nm或更小，優選為約 180nm或更小，更優選為約160nm或更小，甚至更優選為約140nm或更小。在本方法的一個實施方式中，在玻璃進行回火之前，對玻璃板施加涂層涂覆。回火在普通的玻璃板中引入內應力，結果如果玻璃板破裂那么其碎成小片。回火方法是本領域技術人員已知的，其通常包括將玻璃加熱至約700°C。本發明涂層的一個優點在于，它可能耐受回火。因此，固化和回火工藝可以在一個步驟中實施。在本發明的一個實施方式中，涂層在玻璃板制造商的生產線中以(半)連續方式涂覆，然后在對玻璃回火的同時使該涂層固化。通過如下非限制性實施例進一步闡述本發明。操作本發明的優選目的是獲得一種在基材上具有一致厚度和光學性質的涂層。為了實現這個目的，可以在涂布、干燥和固化期間使用本領域已知的適當精度，以防光學涂層在被涂覆到基材上時流動以及移動變化。涂布步驟在操作過程中，將光學涂層制劑加料，通過模具涂布，優選使用適當的無脈沖泵。 光學涂層制劑行進通過狹縫模具，并且通過上游模具邊緣和下游模具邊緣所限定的狹縫間隙離開。與光學涂層制劑接觸的模具部件的表面粗糙度(由Ra定義)優選小于0.05微米。 在一個實施方式中，光學涂層制劑被放置在移動的基材之上，其中光學涂層制劑的流動速率決定了所沉積的濕膜層的厚度。狹縫模具優選被放置在基材上方或下方，使得基材和所沉積的涂層保持在基材上水平的平面上。更優選地，狹縫模具被放置在基材上方。在一些實施方式中，狹縫模具被放置在基材的使基材處于傾斜或垂直位置的那側。這種結構優選在涂布柔性基材時使用，其中柔性基材的定向可以在涂覆涂層之后立刻重新定向至基本上水平的平面，使得干燥工藝基本上在水平的平面上實施。通常，基材的至少一側需要被涂布，例如在圖片或太陽光電池基材膠合至基材 (例如玻璃)的另一側的情況下。在本發明的另一實施方式中，基材的兩側被涂布(例如涂布抗反射涂層)。這可以通過涂布基材的兩側來實現。這還可以通過如下實現層壓兩塊一側被涂布的基材，從而未被涂布的那側彼此層壓到一起。優選的是，使用的基材的兩個最外側都具有光學涂層。然而，也可以組合不同技術以獲得各種功能性。其他有益的功能性包括防霧、防污、防粘、自清潔、光滑、抗靜電、低發散性(諸如低散熱性)涂層，等等。干燥步驟濕膜層包括濕潤部分和干燥部分。濕潤部分優選包含非反應性溶劑和/或稀釋劑，它們從濕膜中揮發從而形成含有光學涂層制劑中的固體或成膜組分的干膜。蒸發在基材處于水平平面時發生，以避免由于重力效應而在干膜中發展形成厚度梯度。本發明的方法可以涂覆一個以上的涂層膜，其中中間干燥在每個涂層涂覆之后進行。在一些實施方式中，中間干燥和固化在涂覆一些層或所有層之后進行。干燥步驟優選在環境條件(例如23°C 士2°C和小于50%相對濕度)下進行，但是也可以使用高溫(例如高于40°C，更優選高于50°C)以縮短總干燥時間。本領域技術人員可以根據要蒸發的溶劑或稀釋劑確定精確的干燥條件。干膜厚度差異是在優選至少0. 5米半徑、更優選至少1米半徑(或其等價尺寸) 的圓形區域中以在近似相同間隔的各點處進行至少5次、優選10次分析確定的最大厚度與最小厚度的差異，其優選小于80nm、更優選小于50nm、更優選小于30nm、更優選小于25nm、 甚至更優選小于20nm、最優選小于lOnm。在被涂基材面積小于半徑為1米的圓形的面積的實施方式中，在整個可得到的被涂表面積上確定厚度和功能差異。干膜厚度差異可以利用任何適當的裝置來確定，諸如以光譜形式(反射法或橢圓光度法)或者通過電子顯微鏡直接觀察斷裂表面。對于抗反射涂層而言，可以通過計算觀察到最小反射值時的波長的差異來計算厚度差異。固化步驟優選地，在基本上除去濕潤部分之后，可以對光學涂層膜進行固化。固化可以利用各種技術進行，包括熱固化、UV固化、電子束固化、激光誘導固化、Y輻射固化、等離子體固化、微波固化及其組合。涂層可被涂覆成單層，或者可以涂覆多層，其中在涂覆下一涂層之前將各層干燥或半干燥，優選固化。
實施例方法目測涂層品質在對被涂玻璃板進行光譜測量之前，利用工業TL燈(OSRAM L Coolwhite 18W/840)對樣品進行目測。參照太陽能防護板應用判斷涂層均勻性，因此，如果(藍色)反射顏色的差異是可接受的，那么該涂層當被層壓到(藍色的)太陽能電池上時將不會影響功率輸出效率并且將是不可見的。業已發現藍色反射顏色的可接受差異相當于平均涂層厚度的2 X標準偏差小于40nm，優選小于30nm，甚至更優選小于20nm。光譜檢測涂層品質對于每個實驗，根據上述方法對2塊820X600mm的玻璃片進行涂布和固化。在 10個形成表1所述柵格圖案(尺寸為如m2)的等距點上測定每塊玻璃片的光反射。利用 UV-VIS光譜儀(來自Shimadzu，型號UV-2401 (PC))結合型號200-63687的光譜反射單元在從400-800nm內測量反射，其中樣品尺寸的開口直徑為15mm，入射角偏離法線5°。
表1 每塊玻璃片的檢測位置的定義(820 X 600mm)
權利要求
1.一種將光學涂層涂覆到基材上的方法，所述方法包括如下步驟a.制備含有溶劑組分和成膜組分的光學涂層制劑；b.利用模具涂布機通過將所述光學涂層涂覆到基材上而形成被涂基材，其中所述被涂覆的光學涂層在所述基材上形成厚度為8 μ m至100 μ m的濕膜；c.干燥所述被涂基材，其中所述被涂基材處于基本水平的平面，從而使所述濕膜轉換成厚度小于Iym的干膜；以及d.可選地固化所述被涂基材，其中，所述光學涂層制劑包含，相對于所述光學涂層制劑的總重量，大于0. 3wt%但不超過10%的固體。
2.如權利要求1的方法，其中，所述涂層制劑包含不超過3wt%的固體。
3.如權利要求1或2的方法，其中，所述成膜組分包含，相對于所述涂層制劑中的固體總重，至少30wt%的納米顆粒。
4.如權利要求3的方法，其中，所述納米顆粒包括至少一種無機氧化物或無機氧化物前驅體。
5.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，所述涂層制劑的表面張力在20至73dyn. cnT1的范圍內。
6.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，所述溶劑組分包含的溶劑選自由如下組成的組甲醇、乙醇、甲基乙基甲酮、丙酮、1-丙醇、2-丙醇或1-甲氧基丙-2-醇、1- 丁醇、 2- 丁醇、2-甲基-2-丙醇或其組合。
7.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，所述成膜組分包含至少一種低聚化合物或聚合化合物。
8.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，所述狹縫模具包括由位于所述光學涂層的流的上游的上游邊緣(7a)和位于所述光學涂層的流的下游的下游邊緣(7b)所限定的狹縫間隙(3)，其中a.處于所述狹縫間隙遠端的所述下游邊緣與所述基材之間的高度(9)為至少20μπι;b.所述狹縫間隙(3)是所述濕膜厚度的1.1至15倍。
9.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，所述狹縫模具包括為所述濕膜厚度的至少1. 5倍的狹縫模具間隙，其與用于穩定所涂覆的光學涂層的上游液珠彎月面的減壓裝置組合。
10.如前述權利要求中任意一項的方法，其中，以至少5米每秒且小于100米每秒的涂布速度涂布所述基材。
11.一種光學被涂基材，其中，所述基材的至少一側上至少0.01m2的表面積上涂有含有納米顆粒和粘結劑的涂層，其中所述涂層具有不超過IOOOnm的厚度并且在所述基材的所述表面積上具有小于40nm的厚度公差，所述厚度公差以2X標準偏差表示。
12.如權利要求11的光學被涂基材，其中，所述涂層具有小于IOnm每米的厚度梯度。
13.如權利要求11或12的光學被涂基材，其中，所述光學涂層是抗反射或UV涂層。
14.如權利要求11至13中任意一項的光學被涂基材，其中，所述光學被涂基材是抗反射的被涂玻璃板或抗反射的被涂塑料基材。
15.如權利要求11至14中任意一項的光學被涂基材，其中，所述光學被涂基材形成太陽能板、建筑玻璃、園藝玻璃、圖片玻璃、顯示器玻璃或IXD顯示器玻璃的至少一部分。
全文摘要
本發明涉及一種將光學涂層涂覆到基材上的方法，所述方法包括如下步驟(a)制備含有溶劑組分和成膜組分的光學涂層制劑；(b)利用模具涂布機通過將所述光學涂層涂覆到基材上而形成被涂基材，其中所述被涂覆的光學涂層在所述基材上形成厚度為8μm至100μm的濕膜；(c)干燥所述被涂基材，其中所述被涂基材處于基本水平的平面，從而使所述濕膜轉換成厚度小于1μm的干膜。所述光學涂層制劑包含，相對于所述光學涂層制劑的總重量，大于0.3wt％但不超過10％的固體。所述被涂基材可選被固化。
文檔編號B05D5/06GK102341359SQ201080010828
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月8日 優先權日2009年3月6日
發明者帕斯卡·約瑟夫·保羅·布司肯斯, 納尼·喬格·阿福斯坦, 馬尼克斯·魯伊杰曼斯 申請人:帝斯曼知識產權資產管理有限公司