CN104334663B - 高柔韧度的粘结组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粘结组合物，该粘结组合物中包含将烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体、含有羟基的丙烯酸酯单体及丙烯酸酯单体进行共聚得到的共聚物。并且，本发明提供一种上述粘结组合物及利用上述粘结组合物的粘结膜、触控面板、电子设备。本发明的粘结组合物柔韧度高，且具有优秀的裁剪特性、耐久性、透明度等。

Description

高柔韧度的粘结组合物
技术领域
本发明涉及一种触控面板用粘结组合物。本发明的粘结组合物由于柔韧度及粘结性优异，因而以薄的厚度也能够消除印刷高度差。
背景技术
触摸屏在窗口玻璃中以黑色或白色进行印刷来遮光，这时，如果印刷黑色，则需要20μm～30μm的印刷高度、如果印刷白色，用于体现色彩则需要30μm～50μm的印刷高度。为了消除这些印刷高度差通常利用厚度约250μm的光学胶(OCA，optically clear adhesive)膜。
但是，最近随着智慧手机、平板计算机的轻量化、薄膜化，使用在触控面板的OCA膜，即，粘结剂也同时提高柔韧度，因而要求减少其厚度。但是，在通常使用的丙烯酸粘结剂的情况下，如果提高柔韧度，则存在妨碍格网单元加工等裁剪特性及作业性的问题。
例如，日本公开专利2010-260880号中公开了一种在发泡体基材的双面具有粘结层的双面粘结胶带，上述粘结层中包含将丙烯酸甲酯及羧基的乙烯基单体作为单体成分具有的丙烯酸共聚物与赋予粘结性的松香酯树脂。但是，这可能会保障优异的粘结力，却无法保障将优异的柔韧性为基础的印刷高度差的消除能力。
对此，本发明者在研究因柔韧度高而以薄的厚度不仅能够消除印刷高度差，并且裁剪特性、耐久性等优异的粘结组合物的过程中，发现了将利用共聚特定的多个丙烯酸单体得到的共聚物来制备粘结剂的情况下，不仅以10μm～200μm的厚度也能够消除印刷高度差，且裁剪特性、耐久性、透明度等均优异，从而完成了本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种因柔韧度高而以不仅薄的厚度也能够消除印刷高度差，且裁剪特性、耐久性等均优异的粘结组合物。
技术方案
为了达成上述目的，本发明提供一种粘结组合物，该粘结组合物中包含将烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯(alkyl acrylic ester)单体、含有羟基的丙烯酸酯(acrylicester)单体及丙烯酸酯(acrylic ester)单体进行共聚得到的共聚物，并且，在60℃下通过先进流变扩展系统(ARES)测量的剪切弹性模量(shear modulus)为15000Pa～40000Pa。
并且，本发明提供一种上述粘结组合物及利用上述粘结组合物的粘结膜、触控面板、电子设备。
有益效果
本发明的粘结组合物及粘结膜因柔韧度高而不仅以薄的厚度也能够消除印刷高度差，且裁剪特性、耐久性、透明度均高。
附图说明
图1表示本发明的粘结膜。
具体实施方式
本发明涉及粘结组合物，该粘结组合物中包含将烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体、含有羟基的丙烯酸酯单体及丙烯酸酯单体进行共聚得到的共聚物，并且，在60℃下通过ARES测量的剪切弹性模量(shear modulus)为15000Pa～40000Pa。
并且，本发明涉及粘结膜，该粘结薄膜包括由本发明的粘结组合物形成的粘结层及分别位于上述粘结层的双面的剥离衬垫。
并且，本发明涉及包括由本发明的粘结组合物形成的粘结层的触控面板及包括上述触控面板的电子设备。
参照以下随附图详细说明的实施例，就能够明确本发明的优点和/或特征及其实施方法。但是，本发明并不局限于以下所公开的一些实施例，而能够以互相不同各种方式来实施，本实施例仅仅是为了使本发明的公开更加完整，并向本发明所属技术领域的普通技术人员准确告知本发明的范畴而提供的，本发明仅根据权利要求书进行定义。在说明书全文中相同的附图标记表示相同的结构部件。
下面，参照附图对本发明的柔韧度高的粘结组合物及利用上述粘结组合物来制备的粘结膜进行详细说明。
烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体
本发明的烷基丙烯酸酯单体选自包含(甲基)丙烯酸乙酯(ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正丙酯(n-propyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸异丙酯(isopropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正丁酯(n-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸叔丁酯(t-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸仲丁酯(sec-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸戊酯(pentyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯(2-ethylhexyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正辛酯(n-octyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸异辛酯(isooctyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸异壬酯(isononyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸十二酯(lauryl(meth)acrylate)及(甲基)丙烯酸十四酯(tetradecyl(meth)acrylate)的组中。本发明的烷基丙烯酸酯单体优选为丙烯酸-2-乙基己酯(2-ethyl hexyl acrylate)。
如果烷基的碳数大于15，则导致粘结组合物的玻璃转化温度(Tg)变高或难以调节粘结性的问题。
含有羟基的丙烯酸酯单体
本发明的含有羟基的丙烯酸酯单体选自包含(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯(4-hydroxybutyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙二醇酯(2-hydroxyethylene glycol(meth)acrylate)及(甲基)丙烯酸-2-羟基丙二醇酯(2-hydroxypropylene glycol(meth)acrylate)的组中。本发明的含有羟基的丙烯酸酯单体优选为丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyl ethyl acrylate)。
相对于100重量份的上述烷基丙烯酸酯单体，使用2重量份～60重量份的本发明的含有羟基的丙烯酸酯单体。如果包含小于2重量份的上述含有羟基的丙烯酸酯单体或不包含上述含有羟基的丙烯酸酯单体，则导致降低粘结组合物的剥离力，并且导致裁剪特性的低下。并且，如果包含大于60重量份的含有羟基的丙烯酸酯单体，则导致虽然粘结剂的裁剪特性得到提高，但是粘结剂变硬，使与基材的密着力低下，且粘度变高，存在加工性降低的问题。
丙烯酸酯单体
本发明的粘结组合物中，除了上述烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体及上述含有羟基的丙烯酸酯单体以外，还包含丙烯酸酯单体。上述丙烯酸酯单体具有庞大(bulky)的结构。这时，上述庞大(bulky)的结构优选为二环(bicyclic)结构。
更优选地，本发明的庞大(bulky)的结构的丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate)或者(甲基)丙烯酸异冰片酯(isobornylmethacrylate)，进而优选地，本发明的庞大结构的丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate)。
相对于100重量份的上述烷基丙烯酸酯单体，使用2重量份～70重量份的本发明的庞大结构的丙烯酸酯单体。如果包含小于2重量份的上述庞大结构的丙烯酸酯单体聚合物或不包含上述庞大结构的丙烯酸酯单体聚合物，则导致降低粘结组合物的剥离力，且裁剪特性降低。并且，如果上述庞大结构的丙烯酸酯单体大于70重量份，虽然裁剪特性得到提高，但是由于产品变硬，从而存在与基材的密着力低下的问题。
偶联剂
本发明的粘结组合物中包含偶联剂。上述偶联剂不受限制，且使用在利用丙烯酸树脂的粘结组合物中通常使用的偶联剂即可。例如，本发明的偶联剂可以为硅类偶联剂等，比如，可使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯三甲氧基甲硅烷、乙烯三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷或者γ-乙酰乙酸酯基丙基三甲氧基硅烷等中的一种或混合两种以上来使用。
相对于100重量份的本发明的烷基丙烯酸酯单体，包含0.01重量份～3.0重量份的本发明的偶联剂。如果包含小于0.01重量份的本发明的偶联剂，则导致不能发生充分的偶联反映，如果偶联剂含量大于3.0重量份，则未反应偶联剂有可能以不纯物而留下来。
光引发剂
本发明的粘结组合物中包含光引发剂。可在本发明使用的光引发剂的种类，凡是基于光照射产生自由基来引发聚合反应的光引发剂则不受特别限制。可在本发明使用的光聚合引发剂的具体种类有安息香类引发剂、羟基酮类引发剂或者氨基酮类引发剂等，更详细地，有安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香正丁醚、安息香异丁醚、苯乙酮、二甲氨基苯乙酮、a，a-甲氧基-a-羟基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、4，4'-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基硫杂蒽酮(2-methylthioxanthone)、2-乙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、2，4-二甲基硫杂蒽酮、2，4-二乙基硫杂蒽酮、二甲基苄基酮，苯乙酮二甲基缩酮及聚合[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]等，但是并不局限于此。本发明在上述种类中可使用一种或两种以上。
在本说明书中使用的术语“光照射”意味着可影响光引发剂或者聚合性化合物来诱发聚合反映的电磁波的照射，并且在上述中，电磁波作为，如微波、红外线、紫外线、X射线及γ射线，还具有如α-粒子粟、质子束(proton beam)、中子束(neutron beam)及电子束(electron beam)等的粒子束总称的意思来使用。
优选地，相对于100重量份的本发明的烷基丙烯酸酯单体，包含0.01重量份～3.0重量份的光引发剂。如果添加的光引发剂的含量少于0.01重量份，则可能延长反映时间。相反，光引发剂的含量大于3.0重量份，则未反应光引发剂可能以不纯物而留下来。
固化剂
本发明的粘结组合物中包含固化剂。本发明的固化剂可不受限制地使用公知的固化剂，如多官能苯酚类、氨基、咪唑化合物、酸酐、有机化合物及这些化合物的卤化物、多官能丙烯酸、聚氨酯、异氰酸酯类、醇类、聚酰胺、多硫化物、三氟化硼等。
优选地，相对于100重量份的本发明的烷基丙烯酸酯单体，包含0.01重量份～7.0重量份的本发明的固化剂。如果添加小于0.01重量份的固化剂，反映时间则延长或固化反映进行得不够充分，从而可能难以进行膜的成型。相反，如果固化剂含量大于过7.0重量份，则未反应固化剂可能以不纯物而留下来或因过度固化而过度僵硬最终可能降低其使用性。
分子量调节剂
本发明的粘结组合物中包含分子量调节剂。本发明的分子量调节剂可不受限制地使用公知的分子量调节剂，如硫醇(Thiol)类、卤化碳(halocarbons)类、四氯化碳(carbontetrachloride)、2-巯基乙醇(2-mercaptoethanol)、3-巯基丙酸(3-mercaptopropionicacid)等，并且，优选地，相对于100重量份的本发明的烷基丙烯酸酯单体，包含0.005重量份～5.0重量份的分子量调节剂。如果分子量调节剂的含量小于0.005重量份，其调节效果则不明显。并且，如果分子量调节剂的含量大于5.0重量份，则固化反映受到抑制，可能降低膜成型、且残留的未反应物质可能渗出。
粘结膜
本发明提供由本发明的粘结组合物形成的粘结层10及由上述粘结层双面的剥离衬垫20、30形成的粘结膜(图1)。在第一剥离衬垫涂敷本发明的粘结物进行固化之后，将该固化物层压在第二剥离衬垫来制备上述粘结膜。
这时，优选地，本发明的剥离衬垫20、30具有互不相同的离型力。即，优选地，第一剥离衬垫20的离型力为40g/2in～120g/2in，且第二剥离衬垫30的离型力为5g/2in～40g/2in。如果第一剥离衬垫20的离型力小于40g/2in，则存在难以进行第二剥离衬垫的剥离，如果第一剥离衬垫20的离型力大于120g/2in，则由于不易进行剥离，从而存在降低加工性的缺点。另一方面，如果第二剥离衬垫30的离型力小于5g/2in，则加工时可能发生隧穿现象，如果第二剥离衬垫30的离型力大于40g/2in，则由于难以进行剥离，从而存在降低加工性的问题。
本发明的粘结层10的厚度为20μm～350μm，优选为50μm～250μm，更优选为100μm～200μm。如果本发明的粘结层的厚度小于20μm，则相比通常的触摸屏的遮光用印刷层薄。并且，如果本发明的粘结层即使大于350μm，虽然其在用作粘结薄膜的性能上不存在问题，但是考虑到触控面板的薄膜化倾向，会导致使触控面板的厚度不必要的加厚。
本发明的粘结膜具有1000cps～2000cps的粘度。粘结膜具有上述范围的粘度时，涂敷性良好，并且粘结膜的外观及物理性质稳定维持，如果粘度为2000cps以上，则在涂敷粘结层时会发生凝结现象，如果粘度小于1000cps，则在涂敷粘结层时会发生流淌现象，而引起粘结膜的厚度偏差。
本发明的粘结膜具有0.5％以下的雾度值。如果粘结膜的雾度值超过0.5％，则导致光学特性降低，尤其在粘结膜的雾度值超过1.0％的情况下，由于透明度过低而不适于作为光学用粘结膜。
1.粘结膜的制备
按照下列表1的组成比例混合各成分，在常温下进行5分钟的共聚而制备出了粘结组合物。将上述粘结组合物涂敷在离型力75g/2in的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephthalate)衬垫来进行固化之后，将该固化物衬垫压在离型力为30g/2in的PET衬垫来制备出了粘结层的厚度为175μm的粘结膜(实施例1至实施例8、比较例1至比较例10)。这时，作为光引发剂使用了艳佳固651(Irgacure 651)，汽巴精化(制)，作为固化剂使用了甲苯二异氰酸酯(Toluene diisocyanate)，且作为分子量调节剂使用了2-巯基乙醇(2-mercaptoethanol)。
表1
2.粘结膜的物理性质评价
实验例1——粘结性评价
根据改进的初粘力测试(ASTM D3330 Modified)评价了实验例1至实验例8及比较例1至比较例10的粘结性。结果，确认出其粘结性都非常良好(表2)。尤其根据改进的初粘力测试(ASTM D3330 Modified)测量时，确认出实施例1至实施例8的粘结组合物均具有3000g/in～4000g/in的粘结力。
表2
实验例2——耐久性评价
在铟锡氧化物(ITO，INDIUM TIN OXIDES)膜上附着实验例1至实验例8及比较例1至比较例10的粘结组合物，并且附着了玻璃基板。之后将此膜在60℃、90％的湿度条件的烤箱中保管120小时后，实施外观观察来确认出是否发生气泡。
结果，实施例1至实施例8在高温、高湿条件下未产生气泡，确认出具有优异的耐久性。但是，比较例均发生了气泡，尤其比较例4及比较例7中观察到发生了大量的气泡(表3)。
表3
○：未发生气泡
△：稍微产生气泡
X：发生大量气泡
实验例3——柔韧度评价
通过实验例1至实验例8及比较例1至比较例10的ARES来测量根据温度而变化的剪切弹性模量(Shear Modulus)从而对柔韧度进行评价、比较。这时，利用了TA仪器(TAInstrument)公司的ARES G2测量装备。
结果，通过ARES在20℃下测量的实施例1至实施例8的剪切弹性模量(shearmodulus)均为70000Pa～95000Pa，在60℃下测量的剪切弹性模量为15000Pa～40000Pa。并且，根据上述温度的剪切弹性模量的相差为45000Pa～65000Pa。但是，大体上比较例的剪切弹性模量高于实施例或一部分的比较例难以进行膜成型，无法进行测量(表4)。
表4
实验例4——消除印刷高度差能力的评价
在玻璃基板以40um印刷高度差印刷白色，并且在印刷面附着实验例1至实验例8及比较例1至比较例10的粘结组合物后，其上再层压光学用玻璃后观察在印刷表面部是否发生气泡来评价消除印刷高度差的能力。
结果，在高温即，60℃下模量(Modulus)在40000Pa以下的粘结组合物表现出了良好的消除印刷高度差的能力(表5)。
表5
○：未发生气泡，具有良好的消除印刷高度差能力。
△：发生一部分气泡。
X：发生大量气泡。
实验例4——裁剪性能评价
在常温下用刀切断实验例1至实验例8及比较例1至比较例10的粘结薄膜，根据粘性残留物发生程度评价了裁剪性能(knife cut)。结果，在大部分的实施例中几乎未发生粘性残留物，显示出良好的裁剪性能，但是比较例4、比较例7在切断时表示出严重的粘性残留物(表6)。
表6
○：裁剪时几乎未发生粘性残留物。
△：裁剪时发生部分粘性残留物。
X：裁剪时发生大量粘性残留物。
实验例6——粘度的测定
针对实施例1至实施例8及比较例1至比较例10的粘结膜，使用博勒飞(Brookfield)公司的粘度计测定了粘结剂的粘度。
结果，实施例1至实施例8的粘结膜具有1000cps～2000cps范围内的粘度(表7)。由此判断为，这些粘结膜的涂敷性良好，并且粘结膜的外观及物理性质稳定。
表7
实验例7——透明度
用刀将实施例1至实施例8及比较例1至比较例10的粘结膜切断成50×50mm，并利用雾度计/昙度计(毕克公司(BYK))测定了雾度。结果确认出，实施例1至实施例8的粘结膜都具有0.2％至0.3％的雾度值(表8)。
表8
附图标记说明
10：本发明的粘结层
20：第一剥离衬垫
30：第二剥离衬垫
工业实用性
本发明涉及一种粘结组合物，该粘结组合物中包含将烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体、含有羟基的丙烯酸酯单体及丙烯酸酯单体进行共聚得到的共聚物。并且，本发明提供一种上述粘结组合物及利用上述粘结组合物的粘结膜、触控面板、电子设备。

Claims (13)

1.一种触控面板用粘结组合物，其特征在于，包含将烷基的碳数为2～14的烷基丙烯酸酯单体、含有羟基的丙烯酸酯单体及丙烯酸酯单体进行共聚得到的共聚物，且在60℃下通过先进流变扩展系统测量的剪切弹性模量为15000Pa～40000Pa；
相对于100重量份的所述烷基丙烯酸酯单体，所述含有羟基的丙烯酸酯单体为40重量份～60重量份；
相对于100重量份的所述烷基丙烯酸酯单体，所述丙烯酸酯单体为40重量份～70重量份；
所述丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯或者甲基丙烯酸异冰片酯。
2.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，所述烷基丙烯酸酯单体选自包含(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸十二酯及(甲基)丙烯酸十四酯的组中。
3.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，所述含有羟基的丙烯酸酯单体选自包含(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙二醇酯及(甲基)丙烯酸-2-羟基丙二醇酯的组中。
4.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，相对于100重量份的所述烷基丙烯酸酯单体，共聚时还包含0.01重量份～7.0重量份的固化剂。
5.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，根据改进的初粘力测试测量时具有3000g/in～4000g/in的粘结力。
6.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，在20℃下通过先进流变扩展系统测量的剪切弹性模量为70000Pa～95000Pa。
7.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，在20℃下通过先进流变扩展系统测量的剪切弹性模量与在60℃下通过先进流变扩展系统测量的剪切弹性模量的相差为45000Pa～65000Pa。
8.根据权利要求1所述的粘结组合物，其特征在于，还包含偶联剂、光引发剂、固化剂及分子量调节剂。
9.一种粘结膜，其特征在于，包括：
粘结层，其由权利要求1至8中的任一项所述的粘结组合物形成；及
剥离衬垫，其分别位于所述粘结层的双面。
10.根据权利要求9所述的粘结膜，其特征在于，所述多个剥离衬垫具有互不相同的离型力。
11.根据权利要求9所述的粘结膜，其特征在于，所述粘结层的厚度为20μm～350μm。
12.一种触控面板，其特征在于，包括由权利要求1至8中的任一项所述的粘结组合物形成的粘结层。
13.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求12所述的触控面板。
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