CN107073886A - 塑料薄膜层压制件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明涉及一种塑料薄膜层压制件。更具体而言，本发明涉及一种显示出耐冲击性及优异性能的塑料薄膜层压制件。本发明可提供显示出高硬度、耐冲击性、耐擦伤性、及高透明度且加工性优异的塑料薄膜层压制件。

Description

塑料薄膜层压制件
本申请要求2014年10月31日提交的韩国专利申请第10-2014-0150406号及2015年10月29日提交的韩国专利申请第10-2015-0151158号的优先权，将其全部以引用方式整体并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种塑料薄膜层压制件。更具体而言，本发明涉及一种显示高硬度、高耐冲击性及优异性能的塑料薄膜层压制件。
背景技术
随着如智能手机、平板电脑等移动设备的发展，用于显示器的基底近来要求变得更纤细和更薄。这些移动设备的显示窗或前面板通常由玻璃或钢化玻璃制成，此两种玻璃都具有优异的机械性能。然而，玻璃具有因自身重量使移动设备变得沉重和因外部的冲击而破碎的缺点。
因此最近研究塑料树脂膜作为替代玻璃的材料。塑料树脂组合物因质量轻且不易碎，符合追求更轻移动设备的趋势。尤其，为了得到具有高硬度及耐磨性的膜，提出了利用涂布硬涂层的基底的结构。
作为提高硬涂层表面硬度的方法，可考虑增加硬涂层的厚度的方法。实际上，硬涂层应具有特定的厚度，以确保表面硬度足以取代玻璃。随着硬涂层的厚度的增加，其表面硬度可随之变高，但较厚的硬涂层，尽管增加了表面硬度，更容易因固化收缩而造成皱折或翘曲，同时造成涂布层的龟裂或剥落，因此难以在实践中应用。
最近，为了解决在塑料薄膜上得到高硬度的同时而不发生龟裂及由固化收缩所引发的翘曲问题提出了一些方法。
韩国公开专利第2010-0041992号中公开了一种不含单体的涂布组合物，其包含基于紫外线可固化的聚氨酯丙烯酸酯类寡聚物的粘合剂树脂。然而，由该硬涂布组合物形成的膜具有约3H的铅笔硬度，其强度不足以成为显示器玻璃面板的替代物。
另外，用于移动设备时，不仅要求具有表面硬度，还要求具有不会因掉落等外部冲击而碎裂的性能，即耐冲击性。然而，不易使表面硬度和耐冲击性都得到提高。
发明内容
所要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供一种塑料薄膜层压制件，其具有高硬度和耐冲击性等优异性能，可替代玻璃盖板用于包括移动设备的显示器中。
解决技术问题的方案
本发明提供一种塑料薄膜层压制件，其包括：第一塑料薄膜；以及至少一个第二塑料薄膜，其通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起，所述第二塑料薄膜在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且包括支撑基底、及分别形成在所述支撑基底两面上的第一涂层和第二涂层。
有益效果
基于本发明的塑料薄膜层压制件显示出高硬度、耐冲击性、耐擦伤性及高透明度，可替代玻璃盖板应用于移动终端、智能手机或平板电脑的触摸板、及各种显示器的罩盖或装置面板上。
附图说明
图1是本发明一实施例的塑料薄膜层压制件的示意图。
图2是本发明另一实施例的塑料薄膜层压制件的示意图。
具体实施方式
本发明的塑料薄膜层压制件包括：第一塑料薄膜；以及至少一个第二塑料薄膜，其通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起，所述第二塑料薄膜在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且包括支撑基底、及分别形成在所述支撑基底两面上的第一涂层和第二涂层。
另外，在说明书中使用的术语只是出于描述具体实施方案的目的，而不意在限制本发明。除非上下文另外清楚地指出，否则这里所使用的单数形式也意在包括复数形式。
此外，关于一个组件的形成，上下文中所使用的“在…上(on)”或“在…上方(above)”表示在一组件上直接附属形成或构成一个组件或可在层间、主体、基底上追加形成或构成一个组件。
以上对本发明实施方案的详述不是希望穷尽或限制本发明为以上公开的精确形式。尽管以上记载的本发明的具体实施方案和实施例是用于说明目的，但是因为本领域普通技术人员会意识到，可能有对本发明范围内的多种等效修改。
下文中，参考附图，以更详细的方式说明本发明的塑料薄膜层压制件。
根据本发明提供一种塑料薄膜层压制件，其包括：第一塑料薄膜；以及至少一个第二塑料薄膜，其通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起，所述第二塑料薄膜在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且包括支撑基底、及分别形成在所述支撑基底两面上的第一涂层和第二涂层。
首先，在本发明的说明书中，“上面”或“上方”等术语表示本发明的塑料薄膜层压制件用于移动终端、或各种显示器等设备时配置成朝向用户的一面或方向。相反地，“下面”或“下方”表示本发明的塑料薄膜层压制件用于设备时配置成朝向用户的相反方向(即，设备方向)的一面或方向。
根据本发明一实施例，仅在所述第一塑料薄膜的上面可以设置有所述第二塑料薄膜。
根据本发明另一实施例，在所述第一塑料薄膜的上面和下面都可以设置有所述第二塑料薄膜。
图1是本发明一实施例的塑料薄膜层压制件的示意图。
请参见图1，本发明的塑料薄膜层压制件100包括：第一塑料薄膜10；以及第二塑料薄膜20，其通过粘接层60与第一塑料薄膜10粘接在一起，而且位于第一塑料薄膜10的上面。此时，第二塑料薄膜2在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且包括支撑基底30、及分别形成在支撑基底30两面上的的第一涂层40和第二涂层50。
此外，第二塑料薄膜20能够以第一涂层40面向上方A且第二涂层50面向下方B的方式层压在第一塑料薄膜10上。
图2是本发明另一实施例的塑料薄膜层压制件的示意图。
请参见图2，本发明的塑料薄膜层压制件100包括：第一塑料薄膜10；第二塑料薄膜20a，其通过粘接层60与第一塑料薄膜10粘接在一起，而且位于第一塑料薄膜10的上面；以及第二塑料薄膜20b，其通过粘接层70与第一塑料薄膜10粘接在一起，而且位于第一塑料薄膜10的下面。此时，第二塑料薄膜20a、20b分别在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且分别包括支撑基底30a、30b；形成在支撑基底30a、30b的一面上的第一涂层40a、40b；及形成在支撑基底30a、30b的另一面上的第二涂层50a、50b。
此外，第二塑料薄膜20a、20b能够以第一涂层40a、40b面向上方A且第二涂层50a、50b面向下方B的方式层压在第一塑料薄膜10上。
对于所述第二塑料薄膜，只要形成所述第一涂层和第二涂层的支撑基底为通常使用的透明塑料树脂基底即可，对拉伸膜或非拉伸模等支撑基底的制备方法或材料没有特别限制。具体而言，根据本发明一实施例，所述支撑基底可为包括下列物质的膜：例如，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、环状烯烃聚合物(COP)、环状烯烃共聚物(COC)、聚丙烯酸酯(PAC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、三乙酰基纤维素(TAC)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)或氟树脂等。所述支撑基底可为单层结构或者根据需要包括由相同或不同材料组成的两个以上基底的多层结构，对此没有特别限制。
根据本发明一实施例，所述支撑基底可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的多层结构的基底、由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚碳酸酯(PC)的共挤塑来形成的两层以上结构的基底。
另外，根据本发明一实施例，所述支撑基底可为包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)的共聚物(copolymer)的基底。
对所述支撑基底的厚度没有特别限制，但可使用厚度为约30至约1200μm、或者约50至约800μm的支撑基底。
所述第二塑料薄膜包括分别形成在所述支撑基底两面上的第一涂层和第二涂层。
根据本发明一实施例，所述第一涂层形成在所述支撑基底的一面上，而且包括第一交联共聚物及无机微粒。
根据本发明一实施例，所述第一交联共聚物可为选自3至6官能性丙烯酸酯类单体、及光固化弹性聚合物中的一种以上粘合剂交联聚合而成的共聚物。即，所述第一交联共聚物可为3至6官能性丙烯酸酯类单体的交联共聚物、光固化弹性聚合物的交联共聚物、3至6官能性丙烯酸酯类单体和光固化弹性聚合物的交联共聚物、或者这些的混合物。
在本说明书中，所述术语“丙烯酸酯类”意欲包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其具有各种取代基的衍生物。
所述3至6官能性丙烯酸酯类单体可为例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(TMPEOTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、或双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)等。所述3至6官能性丙烯酸酯类单体可以单独使用或者不同种类组合使用。
所述光固化弹性聚合物是指含有可通过紫外线照射交联聚合的官能基且具有弹性的聚合物。根据本发明一实施例，所述光固化弹性聚合物可具有约10％以上的延伸率(elongation)，例如为约10至约200％或约10至约150％，所述延伸率按照ASTM D638测得。当使用具有上述范围的延伸率的光固化弹性聚合物时，可形成满足诸性能的第一涂层。
所述光固化弹性聚合物与所述3至6官能性丙烯酸酯类单体交联聚合或者所述光固化弹性聚合物之间聚合，聚合后形成固化树脂，从而可对包含该固化树脂的第一涂层赋予耐擦伤性、耐磨性、弹性、及耐冲击性。
根据本发明一实施例，所述光固化弹性聚合物可为具有约1000至约600000g/mol、或约10000至约600000g/mol的重均分子量的聚合物或寡聚物。
所述光固化弹性聚合物可为选自聚己内酯、聚氨酯丙烯酸酯类聚合物、及多官能丙烯酸酯类聚合物中的一种以上聚合物。
另外，对于所述第二塑料薄膜，所述第一涂层包含无机微粒，所述无机微粒能够以分散于所述第一交联共聚物中的形式包含在所述第一涂层中。所述第一涂层由于包含所述无机微粒，因此会更有助于提高表面硬度。
根据本发明一实施例，作为所述无机微粒可使用具有纳米级粒径的无机微粒，例如粒径为约100nm以下、或约10至约100nm、或约10至约50nm的纳米微粒。而且，作为所述无机微粒可使用如二氧化硅微粒、氧化铝微粒、氧化钛微粒、或氧化锌微粒等。
由于包含所述无机微粒，可进一步提高所述第一涂层的硬度。
根据本发明一实施例，所述第一涂层能够以约40:60至约90:10、或约50:50至约80:20的重量比包含所述第一交联共聚物及无机微粒。所述第一涂层以上述范围包含所述第一交联共聚物及无机微粒，就可以形成高硬度及翘曲(curl)特性均得到满足的性能优异的第一涂层。
另外，除了前述的第一交联共聚物及无机微粒之外，所述第一涂层可进一步包含本发明所属领域中通常使用的添加剂，如表面活性剂、泛黄抑制剂、流平剂、防污剂等。而且，对所述添加剂的含量没有特别限制，在不会降低所述第二塑料薄膜性能的范围内可任意调整，例如相对于100重量份的所述第一交联共聚物，可包含约0.1至约10重量份。
根据本发明一实施例，例如所述第一涂层作为添加剂可包含表面活性剂，所述表面活性剂可为1或2官能性氟丙烯酸酯、氟表面活性剂或硅表面活性剂。此时，所述表面活性剂能够以分散或交联形式包含在所述第一交联共聚物中。另外，作为所述添加剂可包含泛黄抑制剂，所述泛黄抑制剂可为二苯甲酮类化合物或苯并三唑类化合物等。
所述第一涂层可通过将第一涂层组合物涂布在支撑基底后使其光固化而形成，所述第一涂层组合物包含粘合剂、无机微粒、光引发剂以及选择性地包含其他添加剂、有机溶剂等。
所述光引发剂可为1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧)苯基]-2-甲基-1-丙酮、甲基苯甲酰基甲酸酯、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、2-苯甲酰基-2-(二甲基胺基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦、或双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等，但不限于此。另外，目前市售的光引发剂产品有Irgacure 184、Irgacure 500、Irgacure 651、Irgacure 369、Irgacure 907、Darocur1173、Darocur MBF、Irgacure 819、Darocur TPO、Irgacure 907、Esacure KIP 100F等。这些光引发剂可单独使用或者两种以上不同光引发剂混合使用。
作为所述有机溶剂可单独使用或者混合使用如下溶剂：醇类溶剂，如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等；烷氧基醇类溶剂，如2-甲氧乙醇、2-乙氧乙醇、1-甲氧-2-丙醇等；酮类溶剂，如丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁基甲酮、甲基丙基甲酮、环己酮等；醚类溶剂，如丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇-2-乙基己基醚等；及芳族溶剂，如苯、甲苯、二甲苯等。
另外，所述第二涂层形成在所述支撑基底的另一面上，而且包含第二交联共聚物、及两亲嵌段共聚物。
根据本发明一实施例，所述第二交联共聚物可为选自3至6官能性丙烯酸酯类单体、及光固化弹性聚合物中的一种以上粘合剂交联聚合而成的共聚物。即，所述第二交联共聚物可为3至6官能性丙烯酸酯类单体的交联共聚物、光固化弹性聚合物的交联共聚物、3至6官能性丙烯酸酯类单体和光固化弹性聚合物的交联共聚物、或者这些的混合物。
对所述第二涂层中包含的所述第二交联共聚物、添加剂等的详细说明以及具体示例性化合物与所述第一涂层中的第一交联共聚物、添加剂相同，而且所述第二涂层可包含与所述第一涂层中包含的成分相同或不同的成分。
另外，所述第二涂层包含两亲嵌段共聚物。
所述两亲嵌段共聚物(amphipathic block copolymer)是指对所述第二涂层中包含的第二交联共聚物具有混溶性的嵌段(miscible block)和不具有混溶性的嵌段(immiscible block)都包含在一个分子内的共聚物。例如，当所述第二交联共聚物为3至6官能性丙烯酸酯类单体的交联共聚物时，所述两亲嵌段共聚物其对所述3至6官能性丙烯酸酯类单体具有混溶性的嵌段和对所述3至6官能性丙烯酸酯类单体不具有混溶性的嵌段都包含在一个分子内。所述第二交联共聚物为一种以上粘合剂交联聚合而成的共聚物时，能够以所述一种以上粘合剂中过量含有的粘合剂为准区分混溶性嵌段和不混溶性嵌段。
根据本发明一实施例，当所述第二交联共聚物为过量含有3至6官能性丙烯酸酯类单体的粘合剂交联而成的共聚物时，所述混溶性嵌段包含对所述3至6官能性丙烯酸酯类单体显示出较高的亲和性或相容性的重复单元。所述混溶性嵌段例如可包含聚氧乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚氧丙烯(polypropylene oxide，PPO)、聚丙烯酸甲酯(polymethyl acrylate，PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚己内酯(polycaprolactone，PCL)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、或聚丙烯酸(polyacrylicacid，PAA)等至少一种以上，但本发明不限于此。对于所述亲和性或相容性，通过测量对作为基准的粘合剂的溶解度参数(solubility parameter)以及根据这些的相对关系可区分为混溶性嵌段和不混溶性嵌段。
当所述第二交联共聚物为过量含有3至6官能性丙烯酸酯类单体的粘合剂交联而成的共聚物时，所述不混溶性嵌段包含对所述3至6官能性丙烯酸酯类单体显示出较低的亲和性或相容性的重复单元。所述不混溶性嵌段例如可包含聚氧丙烯(polypropyleneoxide，PPO)、聚氧丁烯(polybutylene oxide，PBO)、聚氧己烯(polyhexilene oxide，PHO)、聚丁二烯(polybutadiene，PB)、聚二甲基硅氧烷(polydimethyl siloxane，PDMS)、聚丙烯酸丁酯(polybutyl acrylate，PBA)或具有C2至C10烷基的聚(甲基)丙烯酸烷基酯(polyalkyl(meth)acrylate，PAMA)等至少一种以上，但本发明不限于此。
在所述两亲嵌段共聚物中，对所述混溶性嵌段与不混溶性嵌段之比没有特别限制，例如各混溶性嵌段与不混溶性嵌段的组分比以各嵌段的体积比(volume fraction)为准可以是约5:95至约95:5、或者约3:7至约7:3、或者约4:6至约6:4。
根据本发明一实施例，所述两亲嵌段共聚物为例如二嵌段(diblock)共聚物、三嵌段(triblock)共聚物、四嵌段(tetrablock)共聚物等线型多嵌段(multiblock)结构的共聚物、或者包含支链型多嵌段或三维状多嵌段结构，对此并没有特别限制。例如，所述两亲嵌段共聚物为二嵌段共聚物时，可具有混溶性嵌段(M)及不混溶性嵌段(I)交替的-MI-或-IM-形式的重复单元，或者所述两亲嵌段共聚物为三嵌段共聚物时，可具有混溶性嵌段(M)、不混溶性嵌段(I)及混溶性嵌段(M)交替的-MIM-形式或-IMI-形式的重复单元。
根据本发明一实施例，所述两亲嵌段共聚物的数均分子量可为约1000至约100000g/mol、或者约2000至约50000g/mol。
所述两亲嵌段共聚物包含对所述第二涂层中包含的第二交联共聚物具有混溶性和不具有混溶性的嵌段，从而具有自组装(self assembly)特性。因此，对于所述两亲嵌段共聚物，在用于形成所述第二涂层的第二涂层组合物中与其他成分混合的过程中，根据对所述第二涂层组合物中包含的粘合剂的各嵌段的亲和性之差，混溶性嵌段会向着粘合剂侧即外部，而不混溶性嵌段会向着相反方向即内部，从而可具有球形或近似于球形的胶团(micelle)形状。所述胶团其粒径为约100nm以下，例如可为约5至约100nm。如果所述胶团的粒径超过100nm，则对涂层会产生光学上的影响，从而导致透光度降低，因此粒径优选为100nm以下。
如上所述，第二涂层由于包含两亲嵌段共聚物，在机械性能不会降低的情况下，可以增加所述第二涂层的韧性(toughness)及耐冲击性。特别是，所述两亲嵌段共聚物能够以胶团形式存在，而所述胶团自组装成具有混溶性的嵌段向着外部，故所述两亲嵌段共聚物起到有效地吸收外来冲击的作用。因此，对于包含所述两亲嵌段共聚物的第二涂层，在铅笔硬度等机械性能不会降低的情况下，可以加强耐冲击性及相容性。而且，如果以包含这种两亲嵌段共聚物的第二涂层位于下面的方式层压第二塑料薄膜，则本发明的塑料薄膜层压制件会显示出更加优异的耐冲击性。
根据本发明一实施例，所述第二涂层能够以约50:50至约95:5、或者约60:40至约90:10的重量比包含所述第二交联共聚物及两亲嵌段共聚物。所述第二涂层由于以所述范围包含所述第一交联共聚物及两亲嵌段共聚物，在机械性能不会降低的情况下，可以形成耐冲击性及相容性得到加强的性能优异的第二塑料薄膜。
所述第二涂层可通过将第二涂层组合物涂布在支撑基底后使其光固化而形成，所述第二涂层组合物包含粘合剂、两亲嵌段共聚物、光引发剂以及选择性地包含其他添加剂、有机溶剂等。
另外，所述第二塑料薄膜通过将包含所述成分的第一涂层组合物和第二涂层组合物分别涂布在所述支撑基底的两面上以及进行光固化而形成。
利用所述第一涂层组合物和第二涂层组合物来形成第一涂层和第二涂层时，可通过本发明所属技术领域中使用的常规方法来形成。例如，首先在支撑基底的一面上涂布包含前述成分的第二涂层组合物。此时，对涂布所述第二涂层组合物的方法没有特别限制，只要是在本发明所属技术领域中能够使用的即可。例如，可以利用棒涂法、刮涂法(knifecoating)、辊涂法、刮刀涂布法(blade coating)、模涂法(die coating)、微凹版涂布法(micro-gravure coating)、逗点式涂布法(comma coating)、狭缝模具式涂布法(slot diecoating)、模唇涂布法(lip coating)、溶液铸模(solution casting)方法等。
然后，向所述涂布后的所述第二涂层组合物照射紫外线进行光固化，从而形成第二涂层。
所述紫外线的照射量可为例如约20至约600mJ/cm2或约50至约500mJ/cm2。对照射紫外线的光源没有特别限制，只要是能在本发明所属技术领域中使用的即可。例如，可使用高压汞灯、金属卤化物灯、黑光荧光灯等。可通过以所述的照射量照射约30秒至约15分钟、或约1分钟至约10分钟来进行光固化步骤。
接下来，将所述第一涂层组合物涂布在所述支撑基底的另一面上。然后，向所述涂布后的所述第一涂层组合物照射紫外线进行光固化，从而可以形成第一涂层。
然而，所述第二塑料薄膜的制备方法不限于上述的方法，所述第一涂层和第二涂层的形成顺序根据需要可以改变。
根据本发明一实施例，形成在所述支撑基底的一面或两面上的所述第一涂层和第二涂层分别可具有30μm以上的厚度，例如为约30至约300μm、或约30至约200μm、或约30至约150μm、或约30至约100μm。所述第一涂层和第二涂层的厚度在上述的范围内时，不会产生翘曲或裂纹，可以获得显示出高硬度的第二塑料薄膜。
根据本发明一实施例，将所述第二塑料薄膜层压在第一塑料薄膜上时，能够以第一涂层面向上方且第二涂层面向下方的方式层压在所述第一塑料薄膜上。即，可以隔着粘接层所述第二涂层与所述第一塑料薄膜粘接以及所述第一涂层位于外围的方式层压所述第二塑料薄膜。
如上所述，随着包含所述两亲嵌段共聚物的第二涂层位于所述第一塑料薄膜侧即下面，会起到在内部层有效地吸收、阻挡外来冲击的作用，从而可以进一步加强使用本发明塑料薄膜层压制件的设备的耐冲击性。
上述结构的第二塑料薄膜在1kg负载下铅笔硬度可为6H以上或7H以上。
如上所述，虽然所述第二塑料薄膜的铅笔硬度较为优秀，但有必要弥补耐外部冲击的特性即耐冲击性。为此，可增加所述第一涂层和第二涂层的高度，或者可进一步层压另一涂层，但过度增加基于固化树脂的涂层高度时，因固化收缩而存在产生翘曲的风险。而且，加设另一涂层会增加工艺步骤，因此从生产效率方面来讲是不可取的。
因此，本发明通过形成所述高硬度的第二塑料薄膜与另一第一塑料薄膜层压的结构，可以显示出较高的硬度，并且内部层有效地吸收或抵消外来冲击而显示出较高的耐冲击性。因此，可替代玻璃盖板广泛应用于移动终端、智能手机或平板电脑的触摸板、及各种显示器的罩盖或装置面板。
另外，通过ISO 527-2测量时，所述第一塑料薄膜显示出约2GPa以上，例如约2至约4GPa的弹性模量，并且可使用在可见光区域透明度为90％以上的薄膜以确保耐冲击性及高透明度。
更具体地，所述第一塑料薄膜可使用包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephtalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯的聚碳酸酯(polycarbonate-polymethylmethacrylate，PCPMMA)等。
所述第一塑料薄膜及第二塑料薄膜以被粘接层相互粘接的形式层压。
将采用如上所述的方法得到的第二塑料薄膜和所述第一塑料薄膜通过紫外线固化型或热固化型粘接层来粘接或者通过层压等方法来粘接，从而可以制备本发明的塑料薄膜层压制件。
所述粘接层的厚度可为约1至约200μm，或者可为约1至100μm或约5至50μm。
对粘接所述第一塑料薄膜及第二塑料薄膜的粘接层没有特别限制，只要是具有透明性及粘接性的即可，虽然表述为粘接层，但可以是具有粘接性的所有层，如独立的(freestanding)层、膜、薄膜、涂层组合物的固化树脂层等，与其名称或形状无关。例如，所述粘接层可包括紫外线(UV)固化型或热固化型树脂。更具体地，所述粘接层可包括光学透明胶(OCA)或光学透明树脂(OCR)。
根据本发明一实施例，本发明的塑料薄膜层压制件可以是包括第一塑料薄膜及通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起且位于第一塑料薄膜上面的第二塑料薄膜的结构。此时，能够以所述第二塑料薄膜的第一涂层面向上方且第二涂层面向下方的方式层压在所述第一塑料薄膜上。
根据本发明另一实施例，本发明的塑料薄膜层压制件可以是包括第一塑料薄膜、通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起且位于所述第一塑料薄膜上面的第二塑料薄膜、及通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起且位于所述第一塑料薄膜下面的另一第二塑料薄膜的结构。此时，所述位于上面和下面的第二塑料薄膜可均以第一涂层面向上方且第二涂层面向下方的方式层压在所述第一塑料薄膜上。
如上所述，以所述第二塑料薄膜的第二涂层位于下方的方式层压时，会更有利于吸收、阻挡外来冲击以加强耐冲击性。
上述的第一塑料薄膜及第二塑料薄膜通过粘接层被层压的本发明的塑料薄膜层压制件的总厚度可为约0.3至约1.5mm、或约0.4至约1.0mm、或约0.5至约0.7mm。
对于用作移动终端或平板电脑等罩盖的塑料薄膜，重要的是将塑料薄膜的硬度提高到可替代玻璃的水平。然而，使用塑料树脂制备确保高硬度及耐冲击性且无翘曲或裂纹的薄膜并不容易。
本发明的塑料薄膜层压制件即使形成为较高的厚度，总厚度达到0.3mm以上，也不易产生翘曲或裂纹，因此可得到具有高透明度及耐冲击性的塑料薄膜。另外，可通过层压两个或三个塑料薄膜来制备层压制件，不需要进行过多的涂布及固化来增加厚度，因此可以缩短工艺步骤和时间，从而可以提高生产率。此外，不仅可以显示出高透明度及高硬度，而且多个涂层，尤其是位于下面的涂层有效地吸收或抵消外来冲击，因此可以实现高耐冲击性。
本发明的塑料薄膜层压制件可具有优异的硬度及耐冲击性，足以取代用于显示器设备的玻璃盖板的玻璃。
例如，本发明的塑料薄膜即使在130g的钢珠从30cm以上的高度自由降落时也不会产生龟裂。
此外，本发明的塑料薄膜层压制件在1kg负载下铅笔硬度可为6H以上、或7H以上、或8H以上。
另外，本发明的塑料薄膜层压制件在摩擦试验机中安装钢毛(steel wool)#0000后500g负载下往返摩擦400次时会产生2个以下刮痕。
此外，本发明的塑料薄膜层压制件其透光率可为约90.0％以上、或约91.0％以上，雾度可为约1.5％以下、或约1.0％以下、或约0.8％以下。
另外，本发明的利用涂层组合物形成的塑料薄膜其起始色彩b*值(b*由CIE1976L*a*b*色彩空间测定)可为1.0以下。而且，起始色彩b*与暴露于UVB波长区域的紫外线灯光下72小时以上后的色彩b*之间的差值可为2.5以下、或2.0以下。
而且，本发明的塑料薄膜层压制件在50℃以上的温度及80％以上的湿度下暴露70小时以上后放置在平面上时，所述塑料薄膜层压制件的每个角部或一边离平面的距离最大值可为约1.0mm以下、或约0.6mm以下、或约0.3mm以下。更具体而言，在50至90℃的温度及80至90％的湿度下暴露70至100小时后放置在平面上时，所述塑料薄膜层压制件的每个角部或一边离平面的距离最大值可为约1.0mm以下、或约0.6mm以下、或约0.3mm。
如上所述，本发明的塑料薄膜层压制件显示出高硬度、耐冲击性、耐擦伤性、高透明度、耐久性、耐光性、高透光率等，可以应用于各种领域。例如，本发明的塑料薄膜层压制件可用作移动终端、智能手机或平板电脑的触摸板、及各种显示器的罩盖或装置面板。
<实施例>
两亲嵌段共聚物的制备
制备例1：PMMA-PB-PS嵌段共聚物
将聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯、及聚苯乙烯通过原子转移自由基共聚合反应制备成PMMA-PB-PS嵌段共聚物。此时，PMMA:PB:PS的体积比为32:34:34，数均分子量为约50000g/mol。通过PMMA-PB-PS嵌段共聚物的自组装而形成的胶团结构的平均粒径为约25nm。
制备例2：第二塑料薄膜的制备
将分散有粒径为20～30nm的纳米二氧化硅约40重量％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)复合物85g(二氧化硅34g，TMPTA51g)、聚氨酯丙烯酸酯(UA200PA，ShinnakamuraChemicals，按照ASTM D638测得的延伸率为170％)15g、光引发剂(专用商标名：Irgacure819)1g、苯并三唑类泛黄抑制剂(专用商标名：Tinuvin 400)1g、氟表面活性剂(专用商标名：F477)0.5g、甲基乙基甲酮20g进行混合而制备成第一涂层组合物。
将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)60g、多官能丙烯酸酯(DPCA120，NipponKayaku，按照ASTM D638测得的延伸率为12％)30g、制备例1的PMMA-PB-PS嵌段共聚物10g、光引发剂(专用商标名：Irgacure 819)1g、苯并三唑类泛黄抑制剂(专用商标名：Tinuvin400)1g、氟表面活性剂(专用商标名：F477)0.5g、甲基乙基甲酮20g进行混合而制备成第二涂层组合物。
将所述第一涂层组合物涂布在尺寸为15cm×20cm、厚度为250μm的PET支撑基底上。然后，照射波长为290～320nm的紫外线对所述第一涂层组合物进行第一光固化。
在支撑基底的背面涂布所述第二涂层组合物。然后，照射波长为290～320nm的紫外线来进行第二光固化，从而制成第二塑料薄膜。光固化结束后，形成在基底两面上的第一涂层和第二涂层的厚度分别为60μm、90μm。而且，通过所述过程制成的第二塑料薄膜在1kg负载下的铅笔硬度为8H。
塑料薄膜层压制件的制备
实施例1
将所述制备例2中制成的厚度为0.4mm的第二塑料薄膜和厚度为0.125mm的PC薄膜(弹性模量为2GPa，透明度为91％)利用厚度为25μm的丙烯酸PSA(pressure sensitiveadhesion)粘接层进行层压而制成层压制件。
实施例2
将所述制备例2中制成的厚度为0.4mm的两张第二塑料薄膜、厚度为0.125mm的PC薄膜(弹性模量为2GPa，透明度为91％)利用厚度为25μm的PSA粘接层进行层压而制成层压制件。
实施例3
将所述制备例2中制成的厚度为0.4mm的第二塑料薄膜和厚度为0.3mm的PC薄膜(弹性模量为2.2GPa，透明度为91％)利用厚度为25μm的PSA粘接层进行层压而制成层压制件。
比较例1
准备所述制备例2中制成的厚度为0.4mm的第二塑料薄膜并进行了性能评估。
比较例2
将所述制备例2中制成的厚度为0.4mm的两张第二塑料薄膜利用厚度为25μm的PSA粘接层进行层压而制成层压制件。
所述实施例1至3及比较例1至2的塑料薄膜层压制件的层压结构及总厚度示于下表1中。
【表1】
<实验例>
<测量方法>
1)铅笔硬度
铅笔硬度是根据日本标准JIS K5400评估。铅笔硬度计在1.0kg负载下在各薄膜层压制件的顶层(第一涂层)上往返三次，以测量不会出现刮痕的硬度。
2)耐擦伤性
在摩擦试验机中安装钢毛(#0000)后，对各薄膜层压制件的顶层(第一涂层)在0.5kg负载下往返摩擦400次后，计数所形成的刮痕。用“○”表示刮痕为2个以下，用“△”表示刮痕为3个以上且少于5个，用“×”表示刮痕为5个以上。
3)透射率及雾度
利用分光光度计(设备名称：COH-400)测量了透射率及雾度。
4)耐冲击性
将130g的钢珠自由降落到各薄膜层压制件的第一涂层上，高度从30cm开始每次加高10cm，以是否产生裂纹来判断耐冲击性，并测量了不会产生裂纹的最大高度。在30cm的高度下产生裂纹时表示为不合格(Fail)。
所述性能测量结果示于下表2中。
【表2】
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2
铅笔硬度 8H 8H 8H 8H 8H
耐擦伤性 ○ ○ ○ ○ ○
雾度 0.6 0.8 0.6 0.5 0.7
透射率 90.7％ 90.2％ 90.6％ 91.2％ 90.5％
耐冲击性 30cm 40cm 50cm 不合格 不合格
如上表2所示，本发明的实施例1至3的塑料薄膜层压制件保持表面硬度和耐擦伤性且显示出得到提高的耐冲击性。

Claims (17)

1.一种塑料薄膜层压制件，其包括：
第一塑料薄膜；以及
至少一个第二塑料薄膜，其通过粘接层与所述第一塑料薄膜粘接在一起，
所述第二塑料薄膜在1kg负载下铅笔硬度为6H以上，而且包括支撑基底、及分别形成在所述支撑基底两面上的第一涂层和第二涂层。
2.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
在所述第一塑料薄膜的上面设置有所述第二塑料薄膜。
3.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
在所述第一塑料薄膜的上面及下面均设置有所述第二塑料薄膜。
4.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述第一涂层形成在所述支撑基底的上面，且包含第一交联共聚物及无机微粒，
所述第二涂层形成在所述支撑基底的下面，且包含第二交联共聚物及两亲嵌段共聚物。
5.根据权利要求4所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述第一交联共聚物及第二交联共聚物分别独立地相同或不同，而且由选自3至6官能性丙烯酸酯类单体、及光固化弹性聚合物中的一种以上粘合剂交联聚合而成。
6.根据权利要求4所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述两亲嵌段共聚物包括对所述3至6官能性丙烯酸酯类单体具有混溶性的混溶性嵌段(miscible block)及不具有混溶性的不混溶性嵌段(immiscible block)。
7.根据权利要求4所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述两亲嵌段共聚物是粒径为100nm以下的胶团(micelle)形式。
8.根据权利要求5所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述3至6官能性丙烯酸酯类单体包括选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(TMPEOTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、及双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)中的一种以上。
9.根据权利要求5所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述光固化弹性聚合物按照ASTM D638测量的延伸率为10％至200％。
10.根据权利要求4所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述无机微粒包括选自二氧化硅纳米微粒、氧化铝微粒、氧化钛微粒及氧化锌微粒中的一种以上微粒。
11.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述第一塑料薄膜按照ISO 527-2测量时显示出2GPa以上的弹性模量。
12.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述第一涂层和第二涂层的厚度分别独立地相同或不同，而且厚度为30至300μm。
13.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其总厚度为0.3mm至1.5mm。
14.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其在130g的钢珠从30cm的高度自由降落时不会产生龟裂。
15.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其在1kg负载下具有6H以上的铅笔硬度。
16.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其中，
所述粘接层包括紫外线固化型树脂或热固化型树脂。
17.根据权利要求1所述的塑料薄膜层压制件，其透光率为90.0％以上，雾度为1.5％以下。
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