CN103820042A

CN103820042A - 一种热固化型光学透明热熔胶膜（toca）及贴合方法

Info

Publication number: CN103820042A
Application number: CN201410068532.9A
Authority: CN
Inventors: 周盾白; 李衡均
Original assignee: SHENZHEN EVER GLORY PHOTOELECTRICITY CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN EVER GLORY PHOTOELECTRICITY CO Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种热固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive,TOCA）及方法，该TOCA主要由天然橡胶或热塑性弹性体、增塑剂、活性稀释剂、抗氧剂、自由基引发剂、偶联剂组成。本发明的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），具有很好的粘结力，透光性好，易于排除其中的气泡，加热熔融时也不易产生溢胶，特别适用于大尺寸触摸屏幕的贴合。本发明公开的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），是在第一代光学透明胶OCA和第二代光学透明胶LOCA上的一次重大突破，配合新型工艺和设备，极好地解决了贴合过程中出现的气泡问题，良品率高，制程简单，返修方便，生产效率高，属于第三代的光学透明胶。

Description

一种热固化型光学透明热熔胶膜(TOCA)及贴合方法

技术领域

本发明涉及一种光学透明胶膜及其贴合方法，特别涉及一种热固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive，TOCA）及贴合方法。

背景技术

触摸技术的发展，大大方便了人机交互操作，因此，越来越多的设备具有触摸操作功能。对触摸屏需求量也越来越大。

触摸屏主要分为电容式和电阻式两种，电容式触摸屏的操作更为方便，已经成为主流的触摸屏。触摸屏一般由3层组成，由上自下依次为保护玻璃、触控层和显示层组成。为了使触摸屏具有更好的性能，需要将各层贴合在一起，以排除各层之间的空气，使屏幕具有更好的显示性能和操作性能。

光学透明胶由于具备无色透明，光透过率在90%以上，胶结强度良好，不产生黄变，对ITO玻璃和光学元件粘结性好，被广泛用于触摸屏行业。目前常用的光学透明胶有OCA（Optically Clear Adhesive）胶带和液态光学胶（Liquid Optical clear Adhesive,LOCA），前者需要覆膜和膜切，后者通常在常温或中温情况下进行UV固化。但是不论是OCA还是LOCA，在粘接较大尺寸触摸屏（7吋以上）时，都会出现气泡难以除尽的问题，对于LOCA，还容易产生溢胶现象。

在小尺寸触摸屏的贴合过程中，同样需要严格控制工艺条件，对操作人员的经验要求高，这大大限制了现有的贴合效率和一次贴合成功率，使得现有的一次贴合合格率仅在70～80%，有大量的不合格品需要进行繁复的返工处理。

本发明公开的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），是在第一代光学透明胶OCA和第二代光学透明胶LOCA上的一次重大突破，配合新型工艺和设备，极好地解决了贴合过程中出现的气泡问题，良品率高，制程简单，返修方便，生产效率高，属于第三代的光学透明胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的热固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive，TOCA）及基于该胶膜的贴合方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种热固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive，TOCA），其组成原料为：

40～99份的天然橡胶或热塑性弹性体、0～50份的增塑剂、0～30份的活性稀释剂、0～2份的抗氧剂、0.1～10份的自由基引发剂、0～10份偶联剂；组成原料更佳为60～80份的热塑性弹性体、15～30份的增塑剂、10～20份的活性稀释剂、0～2份的抗氧剂、0.5～5份的自由基引发剂、0～4份偶联剂。

热塑性弹性体选自顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、SBS、SIS、TPU、EVA、TPE、TPR。

活性稀释剂选自甲基丙烯酯异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯。

偶联剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物。

一种触摸屏的贴合方法，包括如此步骤：

1) 将保护层、热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）和触控层依次堆叠好，抽真空排除其中的空气；

2) 加热使热固化型光学透明热熔胶膜初融，将保护层和触控层粘合在一起；

3) 升温使热固化型光学透明热熔胶膜完全固化；

4) 冷却，后处理得到触摸屏。

作为本发明的进一步改进，在升温使热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）完全固化的过程中，继续保持抽真空。

作为本发明的进一步改进，热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）的熔融温度不超过150℃。

本发明的有益效果是：

本发明的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），具有很好的粘结力，透光性好，易于排除其中的气泡，加热熔融时也不易产生溢胶，特别适用于大尺寸触摸屏幕的贴合。

本发明的贴合方法，操作简单，贴合成功率高，对操作人员的经验要求不高，易于掌握，一次贴合成功率在99%以上，近乎100%。本发明方法不仅适用于小尺寸触摸屏的贴合，更为突出的是适用于大尺寸触摸屏的贴合。

附图说明

图1是贴合后的产品照片。

具体实施方式

本发明的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）中，主体材料为天然橡胶或热塑性弹性体，常温状态上不具粘性。在加热之后可以熔融，之后在自由基引发剂的作用下交联固化，起到更好地粘结作用。

增塑剂的作用在于改善胶膜的加工性能，提高胶膜的柔软性。可以使用本领域所常用的增塑剂，如DEHP、DINP、DNOP、DBP、DMP、DEP、DOP、DIP偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、均苯四酸四酯、1,2,4－偏苯三酸三异辛酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、邻苯二甲酸聚酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯、马来酸二辛酯、丙烯酸/甲基丙烯酸多元醇酯、富马酸酯、衣康酸酯、不饱和聚酯树脂中的一种或几种。

活性稀释剂的作用在于稀释和与主体材料一热熔状况下反应交联。常用的活性稀释剂选自甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯。

抗氧剂的作用在于提高产品的抗黄变性性能，所使用的抗氧剂可以是受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种，具体的，可以选自Irganox 1141、1010、1076、168 、BNX1000、二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉等化合物及其衍生物或聚合物、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三（十二碳醇）酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种。

自由基引发剂的作用在于引发关联反应，自由基引发剂可以选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或几种。

本发明的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）可以通过将各原料混合均匀，之后进行混炼，之后通过口模挤出或是压延的方式制成膜材。

一种触摸屏的贴合方法，包括如此步骤：

3) 升温使热固化型光学透明热熔胶膜完全固化；

4) 冷却，后处理得到触摸屏。

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.35mm，其组成原料为：

40份的天然橡胶、30份的增塑剂、30份的活性稀释剂、1份的抗氧剂、10份的自由基引发剂、3份偶联剂；

其中，

活性稀释剂由甲基丙烯酸异冰片酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯按2：1的质量比组成，

增塑剂由DEHP组成，

抗氧剂由Irganox 1141组成，

自由基引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯组成，

偶联剂由KH550组成。

实施例2

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.25mm，其组成原料为：

60份的热塑性弹性体、20份的活性稀释剂、15份的增塑剂、0.5份的抗氧剂、3份的自由基引发剂；

其中，

热塑性弹性体由硅橡胶、TPE按3：1的质量比组成，

活性稀释剂由甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯CD551、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯各半组成，

增塑剂由DOP、DIP按4：3的质量比组成，

抗氧剂由1076、168按5：2的质量比组成，

自由基引发剂由过氧化二碳酸二环己酯组成。

实施例3

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.45mm，其组成原料为：

70份的热塑性弹性体、15份的活性稀释剂、15份的增塑剂、0.5份的自由基引发剂、2份偶联剂；

其中，

热塑性弹性体由SBS、SIS按2：1的质量比组成，

活性稀释剂由三丙二醇二丙烯酸酯组成，

增塑剂由1,2,4－偏苯三酸三异辛酯组成，

自由基引发剂由偶氮二异丁腈组成，

偶联剂由KH570和KH550各半组成。

实施例4

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.5mm，其组成原料为：

80份的热塑性弹性体、20份的活性稀释剂、2份的抗氧剂、3份的自由基引发剂、4份偶联剂；

其中，

热塑性弹性体由顺丁橡胶、TPE按2：3的质量比组成，

活性稀释剂由甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯按1：2的质量比组成，

抗氧剂由BNX1000组成，

自由基引发剂由过氧化二碳酸二异丙酯组成，

偶联剂由KH560组成。

实施例5

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.15mm，其组成原料为：

99份的热塑性弹性体、15份的增塑剂、0.3份的抗氧剂、0.1份的自由基引发剂、10份偶联剂；

其中，

热塑性弹性体由EVA、TPE按2：1的质量比组成，

增塑剂由1,2,4－偏苯三酸三异辛酯组成，

抗氧剂由Irganox 1141组成，

自由基引发剂由二叔丁基过氧化物组成，

偶联剂由KH550组成。

实施例6

热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.3mm，其组成原料为：

热塑性热弹体：90克SIS

增塑剂：5克DOP，

活性稀释剂：2克甲基丙烯酸异冰片酯

抗氧剂：0.5克Irganox 1141

自由基引发剂：2克BPO；

制备方法：

将原料混合均匀，在三辊机上开炼，薄通五次，出片，将胶片放入可抽真空的模具内，将模具放入平板压机，抽真空，加热至80℃压制成膜状。

贴合：

将裁切好的胶膜放在两张触摸屏板（一张盖板玻璃，一张感应玻璃）中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至140℃，保温10分钟，缓慢降温，将粘好的触摸屏从夹具中取出。

肉眼观察无气泡、无溢胶，检测结果显示贴合后的产品透光率与盖板玻璃和感应玻璃的透光率相当。贴合后的产品照片如图1所示。

实施例7

热塑性热弹体：98克EVA

增塑剂：4克DIP

活性稀释剂：2.5克三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯

抗氧剂：0.5克1010

自由基引发剂：1.5克AIBN

制备方法：

贴合：

将裁切好的胶膜放在两张触摸屏板（一张盖板玻璃，一张感应玻璃）中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至120℃，保温10分钟，缓慢降温，将粘好的触摸屏从夹具中取出。

肉眼观察无气泡、无溢胶，检测结果显示贴合后的产品透光率与盖板玻璃和感应玻璃的透光率相当。

Claims

1.一种热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述热固化型光学透明热熔胶膜的组成原料为：

40～99份的天然橡胶或热塑性弹性体、0～50份的增塑剂、0～30份的活性稀释剂、0～2份的抗氧剂、0.1～10份的自由基引发剂、0～10份偶联剂。

2.根据权利要求1所述的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述热固化型光学透明热熔胶膜的组成原料为：

60～80份的热塑性弹性体、15～30份的增塑剂、10～20份的活性稀释剂、0～2份的抗氧剂、0.5～5份的自由基引发剂、0～4份偶联剂。

3.根据权利要求1或2所述的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述热塑性弹性体选自顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、SBS、SIS、TPU、EVA、TPE、TPR。

4.根据权利要求1或2所述的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述活性稀释剂选自甲基丙烯酯异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯。

5.根据权利要求1或2所述的热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述偶联剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物。

6.一种触摸屏的贴合方法，包括如此步骤：

1）将保护层、热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）和触控层依次堆叠好，抽真空排除其中的空气；

2）加热使热固化型光学透明热熔胶膜初融，将保护层和触控层粘合在一起；

3）升温使热固化型光学透明热熔胶膜完全固化；

4）冷却，后处理得到触摸屏。

7.根据权利要求6所述的贴合方法，其特征在于：在升温使热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）完全固化的过程中，继续保持抽真空。

8.根据权利要求6或7所述的贴合方法，其特征在于：热固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）的熔融温度不超过150℃。