CN101114026A

CN101114026A - 偏光片用表面保护膜

Info

Publication number: CN101114026A
Application number: CNA2006100994737A
Authority: CN
Inventors: 谢嵩岳; 冯殿润; 张纪铭; 曹俊哲; 颜世勋
Original assignee: Nan Ya Plastics Corp
Current assignee: Nan Ya Plastics Corp
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-01-30

Abstract

本发明涉及一种用以保护偏光片表面的薄膜，此薄膜表面有抗静电涂布，其涂布液包括聚赛吩(polythiophene)、界面活性剂(surfactant)、黏结物树脂(binder)及水(water)。根据本发明，该保护膜可以在偏光片表面，具有优异的抗静电性、光透过率及防污拨水性，防止在组装及配运过程中，造成粉尘沾染、静电累积及水气侵入，而影响偏光片的质量。

Description

偏光片用表面保护膜

技术领域

本发明涉及一种制造使用于偏光片表面的保护膜，由在聚合物膜(polymer film)上涂布的方法产生一种具有防污抗静电的薄膜，而此涂布液主要包括聚赛吩和界面活性剂。

背景技术

液晶显示器的制造是将各类光学组件加以积层化，其中最外层的偏光片(板)以表面保护膜加以覆盖，以避免在组装步骤或偏光片配运过程中，受到灰尘沾黏导致光学检测误判，或静电累积导致液晶组件受损以及吸收水分导致偏光片受潮影响其可靠度。

一般抗静电涂布的薄膜，用途非常广泛，例如照相底片、电子包装材及其它包装材，此抗静电涂布液为传统已知的各种界面活性剂型、高分子型及导电性填料，但普遍存在抗静电性无法持久、易受湿气影响、薄膜光透过率差以及抗静电剂移转污染等缺点，乃至于最近的导电高分子聚苯胺(polyaniline)及聚砒咯(polypyrrole)，亦有薄膜光透过率差的问题。

以聚赛吩(polythiophene)为主的涂布薄膜，虽然已被运用，但仍存在着与聚合物膜接着不良、添加比例过高、无法与一般连结剂及溶剂兼容等问题，本发明利用特殊水性连结剂及界面活性剂，使聚赛吩(polythiophene)添加比例降低仍保有优异的抗静电性，并具有防污拨水效果，且能紧密地与聚合物膜接着。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种包括聚赛吩(polythiophene)、水性连结剂及界面活性剂适合聚合物膜运用的涂布液，特别是在偏光片(板)用的表面保护膜。

本发明的另一目的在于提供一种有防污抗静电涂布的聚合物膜。

本发明的再一目的在于提供一种具有高光透过率的涂布液。

本发明的又一目的在于提供一种具有高防污性及抗静电性，但相对低成本的涂布液。

本发明的又一目的在于提供一种与聚合物膜紧密接着的涂布液。

本发明的又一目的在于提供一种不含有机溶剂的环保型涂布液。

本发明的又一目的在于提供一种具有低摩擦系数的涂布液，可适用于in-line coating加工制程，减轻轴向延伸的表面擦伤。

为实现上述目的，本发明提供的表面有涂布防污拨水抗静电的聚合物膜，包含：

涂布于该膜上的涂布液，此涂布液包含(1)聚赛吩(polythiophene)，(2)特殊水性连结剂，含量至少大于1％，(3)界面活性剂；(4)与聚赛吩反应的交联剂。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其聚赛吩为聚乙烯基二氧赛吩(PEDT，Poly(3，4-ethylene dioxythiophene))。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其界面活性剂包含氟素界面活性剂。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其特殊水性连结剂包含树脂、含表面处理剂改质过的填充粒子及添加剂。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，与聚赛吩反应的交联剂包含环氧化物及三聚氰胺化合物。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，包含聚酯高分子。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其聚赛吩在涂布液中含量为0.05～0.5重量百分比。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其特殊水性连结剂在涂布液中含量为1～10重量百分比。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其界面活性剂在涂布液中含量为0.01～0.5重量百分比。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其涂布液在聚合物膜的涂层厚度为0.001～0.5微米。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其表面阻抗为10⁸～10¹⁰Ω/□。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其表面水接触角为102°～106°。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其光透过率为89～92％。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其中树脂包含下列组成的两种或三种成分的组合：

a.含有20-50wt％的聚酯树脂；

b.含有10-40wt％的三聚氰胺树脂或三聚氰胺变性树脂；

c.含有20-60wt％成分的压克力树脂。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其中表面处理剂至少一种选自含Silane或高分子聚合物。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其中添充粒子至少一种选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、碳酸钙、硫酸钡的材料。

所述的防污拨水抗静电聚合物膜，其涂布防污拨水抗静电涂布液的涂布方法包含：off-line coating制程，和in-line coating的双轴延伸制程。

具体实施方式

本发明的偏光片用表面保护膜的涂布液，其包括聚赛吩(polythiophene)、水性连结剂及界面活性剂。

本发明的涂布液的聚赛吩提供表面保护膜主要的抗静电特性，而最佳的聚赛吩是聚乙烯基二氧赛吩(PEDT，Poly(3，4-ethylene dioxythiophene))，是由德国拜耳公司发展的导电高分子材料，即是HC Stark(拜耳公司的一个部门)所称的Baytron P，其是第一个商业化并应用于摄影技术上的抗静电薄膜材料，利用Polystyrene sulfonic acid(PSS，聚苯乙烯磺酸)与PEDT形成离子型的高分子复合物，与水混合后便形成高分子微胶体颗粒的分散溶液，透过微分散胶体颗粒的水溶液型态，让Baytron P在涂布过程中，可以展现绝佳的成膜效果。

也可以将Baytron P中的Polystyrene sulfonic acid(PSS，聚苯乙烯磺酸)，与环氧化合物或三聚氰胺化合物，进行热反应，使的交联增加涂布液的耐水及耐溶剂等耐化性。

聚赛吩(Baytron P)用在本发明涂布液的含量较佳为0.05～0.5重量百分比，最佳为0.08～0.25重量百分比。

本发明的抗静电涂布液包括界面活性剂或界面活性剂的混合物，一般界面活性剂有阴离子型、阳离子型、非离子型及两性离子型四种主要结构，以阴离子型及非离子型对本发明的涂布液有较佳的湿润能力，且对聚赛吩有较佳的分散能力，涂膜外观较为透明及平坦。

其中，以氟素界面活性剂(fluorosurfactant)更适合于本发明的涂布液，因为其具有优良的、润湿性、接着性、流平性、再涂性及储存安定性，属于非离子材料不容易产生气泡，又由于降低表面张力的效果极佳，添加量较少，是很好的环保材料。常用的氟素界面活性剂有3M公司的FC-4430和FC-4432、杜邦公司的ZonylFSN-100、大金公司的DSX等。

氟素界面活性剂用在本发明涂布液的含量较佳为0.01～0.5重量百分比，最佳为0.05～0.2重量百分比。

本发明的涂布液不包括有明显量的有机溶剂，属于环保型产品，有机溶剂在1％以下。本发明的另一特征在使用大量的水性连结剂。经过特殊改良的水性连结剂可以增加涂布液与聚合物膜的接着，改善涂布后聚合物膜的外观、增加光的透过率，并且不会影响聚赛吩提供表面保护膜主要的抗静电特性，更由于水性连结剂中添加特殊改质的奈米级填充粒子，其提供的平滑性使聚合物膜在制造过程中有优异的卷曲性，不容易与轮具产生摩擦，造成聚合物膜的擦伤。

本发明中的水性连结剂包括2-40wt％树脂、0.05-30wt％含表面处理剂改质过的填充粒子及0.05-10wt％添加剂，其中的树脂组成为：a.含有20-50wt％的成分A，其成分A是聚脂(Polyester)树脂；b.含有10-40wt％的成分B，其成分B是三聚氰胺树脂或三聚氰胺变性树脂；c.含有20-80wt％的成分C，其成分C是压克力树脂(如Acrylate或Methacrylate树脂)。

成分A为Polyester树脂，此聚酯树脂为一在主链及侧链中具有酯链的树脂，结构中并含有水溶性的基团，例如-SO₃Na、-SO₃NH₄等。该聚酯树脂可任意选自习知的水溶性或水分散型聚酯树脂。成分B是三聚氰胺树脂或三聚氰胺变性树脂，如三聚氰胺、三聚氰胺与甲醛缩合的羟甲基改质的三聚氰胺衍生物、低级醇的反应局部或完全醚化成羟甲基改质的三聚氰胺的化合物及其混合物。三聚氰胺可为单体或含二聚物或以上的聚合物的缩合物，另亦可为其混合物，以三聚氰胺为主成分的较佳用量为5-40wt％，更佳则为10-30wt％。成分C为压克力树脂，可利用传统的乳化聚合法制备，其成分不受特殊限制。例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或N-羟甲基甲基丙烯酰胺等，压克力树脂成分较佳的用量为20-90wt％，更佳则为30-80wt％。

水性连结剂另含有表面处理剂改质过的填充粒子，其处理剂是含硅化合物或分散剂或高分子聚合物，或此三种物质其中的一种、两种或全部的组合物，经处理过的填充粒子，与水性连结剂的树脂间有良好的兼容性，使填充粒子可充分分散于树脂中；填充粒子是氧化铝、氢氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、碳酸钙、碳酸镁或硫酸钡等的无机粒子。

水性连结剂的添加剂是流平助剂、触媒及共溶剂等。其中的流平助剂可提升涂膜的平坦度，触媒则可控制涂层的反应速率，触媒共溶剂则如乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、丁基纤维素等可控制液态成份的挥发速率。

水性连结剂在本发明涂布液的含量较佳为1～10重量百分比，最佳为1～5重量百分比。

本发明的涂布液另含已知及广泛使用的添加物，例如：着色颜料或染料，其它抗静电剂、消泡剂、其它流平剂、增稠剂、可塑剂、抗氧化剂及填充剂。

本发明的涂布液经涂布于聚酯薄膜后，具有高透明性、低雾度、优良的接着性及滑性等特性，适合应用于光学用途的基材。

涂布液在聚合物膜上涂布干燥后的厚度，较佳为0.001～0.5微米(micronmeter，μm)，最佳为0.01～0.1微米(micron meter，μm)。

本发明的涂布液的抗静电特性，主要是决定于涂上涂布液的聚合物膜的表面阻抗，可以利用传统的表面阻抗分析仪器检测，本发明的表面阻抗较佳为10¹⁰ohms per square(Ω/□)，次佳为10⁹ohms per square(Ω/□)，最佳为10⁸ohms per square(Ω/□)。

本发明的涂布液的防污拨水特性，主要是决定于涂上涂布液的聚合物膜的表面水接触角，可以利用水接触角分析仪器检测，本发明的表面水接触角较佳为88°以上，次佳为90°～100°，最佳为100°以上。

本发明的涂布液的光学特性，主要是决定于涂上涂布液聚合物处理膜的的光透过率及雾度，可以利用光雾度计分析仪器检测，本发明的光透过率及雾度较佳为88％以上及5％以下，次佳为90％以上及3％以下，最佳为92％以上及1％以下。

构成本发明的保护膜的聚合物膜，主要是能够运用于抗静电的用途，而且具有光透过率、便宜、可回收的特性，例如尼龙薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等，其中最佳为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。

本发明的涂布方法可以为传统的Roll coating、Reverse roll coating、Gravure roll coating、Reverse gravure roll coating、Brush coating、Wire-woundrod(Meyer rod)coating、Spray coating、Air knife coating及Dipping的涂布方式。除上述所谓off-line的传统涂布方式外，本发明的涂布方式亦可使用所谓in-line的涂布方式，以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜)的生产方式为例，聚合物膜制造过程中，在聚合物膜尚未热定型的前，涂布本发明的涂布液，涂布后聚合物膜进行定向延伸及加热定型的步骤。以上述两种涂布方法皆可以得到光透过率在90％以上、雾度在3％以下，表面阻抗在10⁹以下，表面水接触角在90°以上的聚合物处理膜。

实施例：

以下依照表一的组成物，其中所使用的量以重量百分比为基础，由搅拌机充分搅拌后，得到涂布液的实施例及比较例，来更明确地说明本发明。如此得到的涂布液，由Reverse gravure roll coating，涂布于南亚公司生产的型号BS-21厚度38μm的PET膜，并以热风干燥机在100℃干燥特定时间，得0.03～0.3μm厚度的聚合物处理膜。

由表一的结果可知，本发明中的聚赛吩(Baytron P)增加，表面阻抗随的降低，氟素界面活性剂添加约0.05％其水接触角即有明显效果，水性连结剂在涂布液中，扮演非常重要的角色，不仅增加与聚合物膜的接着性，并且使光学性质如光透过率及雾度，获得改善，随着添加量增加也可以使摩擦系数降低，可减轻加工时延伸造成的擦伤异常。

表一、实施例与比较例比较表

		实施例						比较例
		实施例						比较例					1	2	3	4	5	6	1	2	3
聚赛吩	Baytron P	0.06	0.12	0.25	0.25	0.25	0.06	0.06	0.12	0.25			1	2	3	4	5	6	1	2	3
聚赛吩	Baytron P	0.06	0.12	0.25	0.25	0.25	0.06	0.06	0.12	0.25	氟素界面活性剂	FC-4430	0.2	0.2	0.2	0.1	0.05	0.2	0.05	0.1	0.2
水性连结剂	NY-1	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	5.0	-	-	-	氟素界面活性剂	FC-4430	0.2	0.2	0.2	0.1	0.05	0.2	0.05	0.1	0.2
水性连结剂	NY-1	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	5.0	-	-	-	表面阻抗(Ω/□)		9.51×10⁹	4.78×10⁹	1.86×10⁹	1.22×10⁹	9.1×10⁸	1.58×10⁹	8.54×10⁹	3.71×10⁹	1.07×10⁹
水接触角(度)		106	106	106	104	102	105	103	104	106	表面阻抗(Ω/□)		9.51×10⁹	4.78×10⁹	1.86×10⁹	1.22×10⁹	9.1×10⁸	1.58×10⁹	8.54×10⁹	3.71×10⁹	1.07×10⁹
水接触角(度)		106	106	106	104	102	105	103	104	106	光透过率(％)		90.5	90.2	89.5	89.7	89.7	92.0	88.1	89.2	89.7
雾度(％)		1.8	1.8	1.8	1.6	1.4	1.8	1.4	1.5	1.6	光透过率(％)		90.5	90.2	89.5	89.7	89.7	92.0	88.1	89.2	89.7
雾度(％)		1.8	1.8	1.8	1.6	1.4	1.8	1.4	1.5	1.6	与聚合物膜之接着性		○	○	○	○	○	○	×	×	×
摩擦系数(静摩擦/动摩擦)		0.45/0.36	0.44/0.35	0.45/0.35	0.42/0.32	0.40/0.31	0.41/0.31	0.45/0.36	0.47/0.38	0.52/0.41	与聚合物膜之接着性		○	○	○	○	○	○	×	×	×

Claims

1.一种表面有涂布防污拔水抗静电的聚合物膜，包含：

涂布于该膜上的涂布液，此涂布液包含(1)聚赛吩，(2)特殊水性连结剂，含量至少大于1％，(3)界面活性剂；(4)与聚赛吩反应的交联剂。

2.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其聚赛吩为聚乙烯基二氧赛吩。

3.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其界面活性剂包含氟素界面活性剂。

4.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其特殊水性连结剂包含树脂、含表面处理剂改质过的填充粒子及添加剂。

5.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其中与聚赛吩反应的交联剂包含环氧化物及三聚氰胺化合物。

6.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，包含聚酯高分子。

7.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其聚赛吩在涂布液中含量为0.05～0.5重量百分比。

8.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其特殊水性连结剂在涂布液中含量为1～10重量百分比。

9.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其界面活性剂在涂布液中含量为0.01～0.5重量百分比。

10.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其涂布液在聚合物膜的涂层厚度为0.001～0.5微米。

11.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其表面阻抗为10⁸～10¹⁰Ω/□。

12.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其表面水接触角为102°～106°。

13.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其光透过率为89～92％。

14.如权利要求4的防污拨水抗静电聚合物膜，其中树脂包含下列组成的两种或三种成分的组合：

a.含有20-50wt％的聚酯树脂；

b.含有10-40wt％的三聚氰胺树脂或三聚氰胺变性树脂；

c.含有20-60wt％成分的压克力树脂。

15.如权利要求4的防污拨水抗静电聚合物膜，其中表面处理剂至少一种选自含Silane或高分子聚合物。

16.如权利要求4的防污拨水抗静电聚合物膜，其中添充粒子至少一种选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、碳酸钙、硫酸钡的材料。

17.如权利要求1的防污拨水抗静电聚合物膜，其涂布防污拨水抗静电涂布液的涂布方法包含：off-line coating制程，和in-line coating的双轴延伸制程。