CN103820043A - 一种uv固化型光学透明热熔胶膜（toca）及贴合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-meltOpticalClearAdhesive,TOCA）及贴合方法，UV固化型光学透明热熔胶膜主要由热塑性热弹体、丙烯酸酯类单体、光引发剂组成。本发明公开的UV固化型光学透明热熔胶膜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，良品率接近100%，制程简单，返修方便，生产效率高，属于第三代的光学透明胶。本发明的UV固化型光学透明热熔胶膜，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，特别适用于中大尺寸触摸屏幕的贴合。

Description

一种UV固化型光学透明热熔胶膜(TOCA)及贴合方法

技术领域

本发明涉及一种贴合材料及其贴合方法，特别涉及一种UV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）双面胶带和液态光学胶(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2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UV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UV固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive，TOCA）及贴合方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其组成原料为：40～99份的天然橡胶或热塑性弹性体、5～50份的丙烯酸酯类单体、0～10份的增塑剂、0～2份的抗氧剂、0.1～10份的光引发剂、0～10份偶联剂；更佳的，其组成为60～70份的热塑性弹性体、20～30份的丙烯酸酯类单体、2～8份的增塑剂、0.5～1.5的抗氧剂、2～7份的光引发剂和1～8份偶联剂。

作为本发明的进一步改进，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。

偶联剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物。

丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃、ACMO、甲基丙烯酸月桂酯、PEG#200二丙烯酸酯、甲基丙烯酯异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、THFA、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。

光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐中的一种或几种。

一种触摸屏的贴合方法，包括如此步骤：

1)      将保护层、UV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UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）初融，将保护层和触控层粘合在一起；

3)      UV照射使UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）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，在进行UV照射使UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）完全固化的过程中，继续保持真空状态。

作为本发明的进一步改进，UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）熔融温度不超过100℃。

本发明的有益效果是：

本发明的UV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UV固化型光学透明热熔胶膜（Thermal-melt Optical Clear Adhesive，TOCA），熔点较低，可以不超过100℃，能在较低温度条件下进行贴合和UV固化，更有利于保护热敏材料，如液晶显示屏等，具有更佳的贴合优势。

本发明公开的UV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（接近100%），制程简单，返修方便，生产效率高，属于第三代的光学透明胶。

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

发明人研究发现，通过使用UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），可以方便地进行抽真空排气处理，之后加热使胶膜熔融，再进行UV固化，可以简便快捷地贴合触摸屏，贴合效果极佳，一次贴合成功率近乎100%。特别的，可以在100℃以下实现胶膜的固化，有利于热敏性材料的贴合。

一种UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其组成原料为：40～99份的天然橡胶或热塑性弹性体、5～50份的丙烯酸酯类单体、0～10份的增塑剂、0～2份的抗氧剂、0.1～10份的光引发剂、0～10份偶联剂；更佳的，其组成为60～70份的热塑性弹性体、20～30份的丙烯酸酯类单体、2～8份的增塑剂、0.5～1.5的抗氧剂、2～7份的光引发剂和1～8份偶联剂。

本发明的UV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，在加热之后可以熔融，之后UV照射和光引发剂的作用下交联，起到更好地粘结作用。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。

丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃、ACMO、甲基丙烯酸月桂酯、PEG#200二丙烯酸酯、甲基丙烯酯异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、THFA、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、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯CD551。

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。

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。

光引发剂的作用在于引发关联反应，光引发剂可以选自1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮）、184（1-羟基环己基苯基甲酮）、907（2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮）、TPO（2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦）、TPO-L（2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯）、IHT-PI 910（2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮）、659（2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮）、MBF（苯甲酰甲酸甲酯）、安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐中的一种或几种。

UV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得到。

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.3mm，其组成原料为：

40份的天然橡胶、25份的丙烯酸酯类单体、6份的增塑剂、1份的抗氧剂、2份的光引发剂、3份偶联剂；

其中，

丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯按3：1的质量比组成，

增塑剂由DEHP、DINP各半组成，

抗氧剂由2，6-三级丁基-4-甲基苯酚组成，

光引发剂由1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮）组成，

偶联剂由KH550和KH570各半组成。

 

实施例2

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.5mm，其组成原料为：

70份的热塑性弹性体、5份的丙烯酸酯类单体、10份的增塑剂、2份的抗氧剂、0.1份的光引发剂；

其中，

热塑性弹性体由EVA、TPE按2：1的质量比组成，

丙烯酸酯类单体由甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯CD551组成，

增塑剂由1,2,4－偏苯三酸三异辛酯组成，

抗氧剂由四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯组成，

光引发剂由659（2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮）组成。

 

实施例3

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.25mm，其组成原料为：

99份的热塑性弹性体、10份的丙烯酸酯类单体、1份的增塑剂、0.5份的抗氧剂、1份的光引发剂、5份偶联剂；

其中，

热塑性弹性体由顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶各1/3组成，

丙烯酸酯类单体由PEG#200二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯按2：1：1的质量比组成，

增塑剂由柠檬酸三乙酯、癸二酸丙二醇聚酯按3：1的质量比组成，

抗氧剂由Irganox 1141组成，

光引发剂由TPO-L组成，

偶联剂由KH550和KH570各半组成。

 

实施例4

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.15mm，其组成原料为：

85份的热塑性弹性体、50份的丙烯酸酯类单体、10份的光引发剂、10份偶联剂；

其中，

热塑性弹性体由SBS、TPU按5：2的质量比组成，

丙烯酸酯类单体由甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢呋喃按4：3：2的质量比组成，

光引发剂由BNX1000、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚各半2份组成，

偶联剂为钛酸酯偶联剂。

 

实施例5

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.15mm，其组成原料为：

热塑性弹性体：90 g SBS；

丙烯酸酯类单体：20g甲基丙烯酸异冰片酯；

抗氧剂：0.5g Irganox 1141；

光引发剂：5 g 1173；

制备方法：

将原料搅拌混合均匀，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60℃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80℃，取出，将触摸屏从夹具中取出，过UV固化炉进行固化，肉眼观察无气泡与溢胶。

检测结果显示，贴合后的产品的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6

UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），厚度为0.2mm，其组成原料为：

热塑性弹性体：95 g EVA；

丙烯酸酯类单体：30g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；

光引发剂：1173# 5 g ；

制备方法：

将原料搅拌混合均匀，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60℃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80℃，取出，将触摸屏从夹具中取出，过UV固化炉进行固化，肉眼观察无气泡与溢胶。

检测结果显示，贴合后的产品的透光率与盖板玻璃和感应玻璃的透光率相当。

Claims (9)

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

40～99份的天然橡胶或热塑性弹性体、5～50份的丙烯酸酯类单体、0～10份的增塑剂、0～2份的抗氧剂、0.1～10份的光引发剂、0～10份偶联剂。

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

60～70份的热塑性弹性体、20～30份的丙烯酸酯类单体、2～8份的增塑剂、0.5～1.5的抗氧剂、2～7份的光引发剂和1～8份偶联剂。

3.根据权利要求1或2所述的UV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UV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。

5.根据权利要求1或2所述的UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃、ACMO、甲基丙烯酸月桂酯、PEG#200二丙烯酸酯、甲基丙烯酯异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、THFA、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。

6.根据权利要求1或2所述的UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA），其特征在于：所述光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐中的一种或几种。

7.一种触摸屏的贴合方法，包括如此步骤：

1）将保护层、UV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UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）初融，将保护层和触控层粘合在一起；

3）UV照射使UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）完全固化；

4）冷却，后处理得到触摸屏。

8.根据权利要求7所述的贴合方法，其特征在于：在进行UV照射使UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）完全固化的过程中，继续保持真空状态。

9.根据权利要求7所述的贴合方法，其特征在于：UV固化型光学透明热熔胶膜（TOCA）熔融温度不超过100℃。

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