CN112680008A - 防雾涂料组成物、制得的光学膜及具有光学膜的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防雾涂料组成物、制得的光学膜及具有光学膜的显示装置。本发明的防雾涂料组成物包括两种不同的第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体,在25℃温度下的粘度皆分别小于65cps,且在20℃温度下的表面张力皆分别在36达因/厘米~42达因/厘米之间的范围,其中所述两种不同的(甲基)丙烯酸单体是以相同的重量百分比等比例(1:1)混合;以及第三(甲基)丙烯酸单体,其在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力为36达因/厘米~42达因/厘米之间。本发明的防雾涂料组成物可以制得防雾、耐擦且具有防爆效果的光学膜。
Description
技术领域
本发明是有关于一种涂料组成物、制得的膜层及包含此膜层的显示装置,且特别是有关于一种防雾涂料组成物、制得的光学膜及具有光学膜的显示装置。
背景技术
透明基材(如玻璃、塑料等)是人们日常生活、工作和生产中不可缺的材料。例如,在透明基材的表面贴附光学薄膜以提供所需的光学用途,或者在透明基材的表面贴附含有一粘着层的光学薄膜,可兼具光学作用以及防止玻璃破碎后飞溅伤人的防爆功能。但透明基材于使用过程中因高温高湿环境中的水气渗入造成基材表面,而常常会产生结雾/白雾现象,造成基材的透光率降低而影响视线,给人们的生活带来不便,甚至会发生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可形成防雾、耐擦且具有防爆效果的光学膜的防雾涂料组成物。
本发明的另一目的在于提供一种防雾、耐擦且具有防爆效果的光学膜。
本发明的再一目的在于提供一种具有防雾、耐擦且具有防爆效果的光学膜的显示装置。
本发明的一些实施例是揭示一种防雾涂料组成物,包括两种不同的第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体,在25℃温度下的粘度皆分别小于65cps,且在20℃温度下的表面张力皆分别在36达因/厘米(dyne/cm)~42达因/厘米(dyne/cm)之间的范围,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体和所述第二(甲基)丙烯酸单体是以相同的重量百分比等比例(1:1)混合;以及第三(甲基)丙烯酸单体,其在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力为36达因/厘米~42达因/厘米之间。实施例的防雾涂料组成物还包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。
本发明的一些实施例是揭示一种光学膜,包括一基层膜以及形成于基层膜上的一防雾涂层,其中此防雾涂层是以硬化前述的防雾涂料组成物而形成。
本发明的一些实施例是揭示一种显示装置,包括一显示模块、设置于显示模块上方的一触控模块以及前述的光学膜,其中光学膜是设置于触控模块上方、或者设置于触控模块与显示模块之间。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明的防雾涂料组成物包含疏水性佳的(甲基)丙烯酸单体以及耐水性佳的多官能性(甲基)丙烯酸单体,可以使形成的膜层表面具有疏水性质,增加水分子和膜层表面的接触角,避免水汽在膜层表面停留,从而达到防雾或防水的目的;本发明的防雾涂料组成物可以使形成的光学膜层同时具有防爆膜需要的耐刮伤及耐擦伤等特性;本发明可以有效延长防雾涂料的时效性,使形成的光学膜(具有防爆效果)的表面不但具有疏水性而达到防雾和防水的效果,亦具有优异的耐水性和耐刮性。
附图说明
图1是包含本揭露一些实施例的光学膜的一种复合膜层结构的剖面示意图;
图2是根据本揭露一些实施例的一种显示装置的剖面示意图;
其中,符号说明:
10、10’:复合膜层结构 100:基层膜
101:第一表面 102:第二表面
120:防雾涂层 140、LG:粘着层
121、142:表面 160:表面保护膜
180:离型膜 F1:光学膜
20:触控显示单元 200:显示模块
201:偏光板 203:光学膜层
LA:空气层 205:框胶
207:触控模块 30:显示装置。
具体实施方式
为了防止基材的表面结雾,通常有两种方法。第一种方法是消除水气或温差,虽然消除空气中的水气比较困难,但通过升温方式,例如电源加热或红外线辐射,而使基材的表面温度始终高于水气的露点,然而这些升温方式造价昂贵且消耗能源。第二种方法是改变基材表面的润湿性,例如使基材表面具亲水性或是疏水性。当基材表面具亲水性时,可降低基材表面对水的接触角,使凝聚在表面的小水滴不会形成微小的水珠,而是在表面铺展形成薄膜,减少光线的漫射,从而保证了材料的透明度。另外,若是在材料表面涂布一层疏水性物质以改善表面的湿润状态时,将使接触角增大,水气冷凝生成的小水珠不能吸附在基材上,而是形成水滴,水滴在其自身重力的作用下滑落,而可达到防雾目的。
然而,亲水性防雾涂料由于性质较为柔软,而使其防雾效果的时效性偏低。再者,防雾产品在日常使用过程中,必要的去污擦拭是不可避免的,但亲水性加工出来的实时防雾产品都不耐擦,只能作为临时性的应急防雾手段使用。而目前的疏水性防雾涂料并没有防爆效果。
本揭露内容的实施例中,提出防雾涂料组成物、使用防雾涂料组成物的光学膜以及使用光学膜的显示装置。实施例的光学膜可为防爆膜。实施例的防雾涂料组成物包含疏水性佳的(甲基)丙烯酸单体以及耐水性佳的多官能性(甲基)丙烯酸单体,可以使形成的膜层表面具有疏水性质,增加水分子和膜层表面的接触角,避免水汽在膜层表面停留,从而达到防雾或防水的目的。再者,实施例的防雾涂料组成物可以使形成的光学膜层同时具有防爆膜需要的耐刮伤及耐擦伤等特性。因此,本揭露的实施例可以有效延长防雾涂料的时效性,使形成的光学膜(具有防爆效果)的表面不但具有疏水性而达到防雾和防水的效果,亦具有优异的耐水性和耐刮性。
以下提出各种实施例进行详细说明,实施例仅用以作为范例说明,并不会限缩本揭露欲保护的范围,本揭露仍可采用其他特征、组件、方法及参数来加以实施。实施例的提出,仅是用以例示本揭露的技术特征,并非用以限定本揭露的申请专利范围。该技术领域中具有通常知识者,将可根据以下说明书的描述,在不脱离本揭露的精神范围内,作均等的修饰与变化。再者,本文中所述的(甲基)丙烯酸单体,如习知技艺者所知,是指丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体。
本揭露的一些实施例是关于一种防雾涂料组成物。此种防雾涂料组成物包含疏水性佳的两种不同的第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体,其中第一和第二(甲基)丙烯酸单体在25℃温度下的粘度皆小于65cps,且在20℃温度下的表面张力皆分别在36达因/厘米(dyne/cm)~42达因/厘米(dyne/cm)之间的范围,并以相同的重量百分比等比例(即1:1)混合。在一些实施例中,防雾涂料组成物更包含耐水性佳的多官能性的第三(甲基)丙烯酸单体,其在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力亦为36达因/厘米~42达因/厘米之间。在一些实施例中,防雾涂料组成物更包含单官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物,使防雾涂料组成物成膜后具有耐磨性与防刮性,以及良好的耐水性。
根据本揭露内容的一些实施例,所述第一和第二(甲基)丙烯酸单体具有低的疏水参数,其良好的疏水性使得形成的膜层表面具有优异的疏水性质,以增加水分子和膜层表面的接触角,避免水汽在膜层表面停留。一些实施例中,所述第一(甲基)丙烯酸单体的疏水参数(XlogP)和所述第二(甲基)丙烯酸单体的疏水参数(XlogP)的总和的1/2小于1.6。
再者,一些实施例中,所述第三(甲基)丙烯酸单体的疏水参数(XlogP)小于2.5,以更增强防雾涂料组成物成膜的疏水性。
根据本揭露内容的一些实施例,以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量为100wt%,所述第一(甲基)丙烯酸单体和所述第二(甲基)丙烯酸单体的含量为40wt%~60wt%。
根据本揭露内容的一些实施例,以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量为100wt%,所述第三(甲基)丙烯酸单体的含量为20wt%~30wt%。
再者,防雾涂料组成物可以包含一种或多种的多官能性(甲基)丙烯酸单体。例如,在一些实施例中,防雾涂料组成物更包括与第三(甲基)丙烯酸单体不同的第四(甲基)丙烯酸单体,其中第四(甲基)丙烯酸单体在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力为36达因/厘米~42达因/厘米之间。再者,所述第三(甲基)丙烯酸单体和所述第四(甲基)丙烯酸单体是以相同的重量百分比等比例(1:1)混合。若以所述第一、第二和混和后的第三和第四(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量为100wt%,混和后的所述第三和第四(甲基)丙烯酸单体的总含量为20wt%~30wt%。
根据本揭露内容的实施例,防雾涂料组成物所包含的两种不同的第一和第二(甲基)丙烯酸单体具有优异的光学特性,且36~42达因/厘米的高表面张力可使组成物具有极佳的疏水性。在一些实施例中,所述第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体在20℃温度下的表面张力是分别大于所述第三(甲基)丙烯酸单体在20℃温度下的表面张力。但本揭露并不以此为限制,20℃温度下的表面张力在36~42达因/厘米之间的第三(甲基)丙烯酸单体,即使其表面张力大于第一、和第二(甲基)丙烯酸单体在20℃温度下的表面张力,亦可能应用于实施例中。
另外,在一些实施例中,防雾涂料组成物所包含的所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体任一种的折射率在1.46~1.51之间,使得形成的膜层可具有高的光穿透率。例如,包含实施例的防雾涂料组成物所形成的光学膜具有88%以上的光穿透率。
在一些实施例中,所述第一、第二(甲基)丙烯酸单体为2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-PEA)、二乙二醇丙烯酸酯以及(3)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)中的任两种;其中TMPTA前面的(3)表示环氧乙烷(EO)数为3。再者,优选以二乙二醇丙烯酸酯(在后文表3中简单表示为A-1)和(3)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)(在后文表3中简单表示为A-2)进行等比例的调配(1:1混合)。
根据本揭露内容的实施例,防雾涂料组成物所包含的第三(甲基)丙烯酸单体具有优异的光学特性和耐水性,且36~42达因/厘米的高表面张力亦可使组成物具有极佳的疏水性。再者,一些实施例的第三(甲基)丙烯酸单体更具有优异的耐候性、耐磨性和高硬度。
在一些实施例的防雾涂料组成物中,所包含的第三(甲基)丙烯酸单体在25℃温度下的粘度是大于第一和第二(甲基)丙烯酸单体任一种在25℃温度下的粘度。第三(甲基)丙烯酸单体的官能基数目越多,粘度越高。而粘度越高,所形成的光学膜的硬度也越高但粘度太高也会影响成膜后的整体厚度,因此第三(甲基)丙烯酸单体在25℃温度下的粘度不超过500cps。
在一些实施例中,所述第三和/或第四(甲基)丙烯酸单体为季戊四醇四丙烯酸酯、(3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(GPTA)以及(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO10BPADA)中的任一种或其中两种。其中GPTA前面的(3)表示环氧乙烷(EO)数为3,BPADA前面的(10)表示环氧乙烷(EO)数为10。再者,于后文表3中是将(3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯简单表示为A-3,将(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO10BPADA)简单表示为A-4,并且以防雾涂料组成物包含A-3或A-4、或等比例的A-3及A-4,以做为本揭露的其中几组示范性(非限制性)的实施例。
具体而言,因实施例的防雾涂料组成物所包含的第一、第二、第三(甲基)丙烯酸单体(表面张力皆在36~42达因/厘米之间)具有优异的疏水性,使得防雾涂料组成物形成膜层后其表面呈现疏水化,且组成物中疏水基团因子与水分子相互排斥,增大水分子和膜层表面的接触角,使水汽在膜层表面逐渐凝结成一个个具有很大接触角的水滴而难以在膜层表面停留,会不断自动滑落(即产生”荷花效应”),从而达到防雾或防水的效果。再者,一些实施例的所述第三(甲基)丙烯酸单体(和/或第四(甲基)丙烯酸单体)具有高硬度、优异的耐候性和耐磨性(例如耐刮伤及耐擦伤等特性),即使在日常使用过程中对形成膜层进行多次的一般性去污擦拭,都不易在膜层表面上造成刮痕,具有良好的耐擦性。
因此,根据本揭露实施例提出的组成物可以有效延长防雾涂料的时效性,使形成的光学膜(例如作为防爆膜)表面不但具有疏水性而达到防雾防水的效果,亦具有防爆膜所需求的足够硬度、优异的耐候性和耐磨性,例如耐刮伤及耐擦伤的特性。
本揭露实施例的防雾涂料组成物还可包含其他化合物,以更增进组成物的防雾及/或耐磨防刮的特性。例如,在一些实施例中,防雾涂料组成物更包含单官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。其中优选地(但非限制性地)包含多官能性疏水脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。单官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物具有优异的光学特性,且可使防雾涂料组成物成膜后具有耐磨性与防刮性,以及良好的耐水性。在一些实施例中,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的含量为(甲基)丙烯酸单体与寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的总重量的20wt%~30wt%。
另外,在一些实施例中,防雾涂料组成物所包含的单官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的折射率大于等于1.48,并具不黄变特性,使得形成的膜层可具有高的光穿透率。例如,包含实施例的防雾涂料组成物所形成的光学膜具有88%以上的光穿透率。
根据本揭露内容的一些实施例,防雾涂料组成物为光硬化的组成物,因此,防雾涂料组成物还包含光起始剂。当防雾涂料组成物受到紫外光照射,引发光起始剂产生自由基或阳离子反应基。这些具有高度反应性的自由基或阳离子基是与组成物中所包含的例如压克力单体或环氧基单体以及/或相对应的寡聚物进行链延长反应。由于自由基反应或阳离子基反应的反应性非常快,在很短的时间(例如几秒至几分钟)内反应物就完成反应,而形成具有功能性的高分子聚合物,例如实施例的具有防雾效果的光学膜。
在一些实施例中,防雾涂料组成物所包含的光起始剂为(甲基)丙烯酸单体与寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的总重量的5wt%。在一些实施例中,光起始剂包括有机过氧化物、偶氮化合物或前述的组合,以引发防雾涂料组成物进行紫外线硬化反应,而形成具有防雾效果的光学膜。其中,组成物所包含的光起始剂又以芳香族羰基化合物,例如苯基酮系化合物,具有更佳效果。
在一些实施例中,是以苯基酮系化合物做为添加至组成物中的光起始剂,例如,1-羟基环己基苯基酮、1,2-二苯基乙二酮(Benzil)、二苯甲酮(Benzophenone)、安息香(Benzoin)、前述的醚类衍生物、或前述的组合。在一些示例(如文后试验的实施例和比较例)中,是以1-羟基环己基苯基酮(商品名IRGACURE 184,购自巴斯夫BASF)做为光起始剂。
根据本揭露的实施例,防雾涂料组成物还可包含其他添加剂,例如具有聚醚改性丙烯酸官能基的添加剂。在一些实施例中,添加剂的含量为(甲基)丙烯酸单体与寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的总重量的0.05wt%~1wt%。聚醚改性丙烯酸官能基可以促使有机聚合物与无机矿物表面的结合,使得此组成物于成膜(例如形成具有防雾效果的光学膜)后在长期使用下仍保有其强度,具有足够的硬度,进而延长膜层在应用产品上的使用寿命。在一些实施例中,添加剂为具有聚醚改性丙烯酸官能基的有机聚二甲基硅氧烷。
根据本揭露的实施例,更提出一种光学膜,至少包括一基层膜以及形成于基层膜上的一防雾涂层,其中此防雾涂层是以硬化如上述实施例的防雾涂料组成物而形成。例如,以紫外光对涂布在基层膜上的防雾涂料组成物进行照射,使其包含的成分产生光硬化反应,而快速在基层膜上形成防雾涂层。在一些实施例中,防雾涂层具有大于3H的铅笔硬度。实施例的防雾涂层亦具有防爆效果。
另外,为便于暂时存放光学膜以及进行后续光学膜与应用产品(例如显示装置)之间的贴合,可在上述实施例所提出的光学膜的上下侧设置其他膜层,例如保护膜、粘着层和离型膜等,以形成一种复合膜层结构。图1是包含本揭露一些实施例的光学膜的一种复合膜层结构的剖面示意图。如图1所示,复合膜层结构10包括一基层膜100以及形成于基层膜100的第一表面101上的一防雾涂层120,而构成如前述实施例所提出的光学膜F1。
实施例的基层膜100例如是一种软性透明基材或透明光学膜。在一些实施例中,基层膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose,TAC)、环烯烃聚合物(cyclo olefin polymer,COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、环氧丙烷(PO)、共挤压定向聚丙烯(orientedpolypropylene;OPP)或其组合等材料。由于软性透明基材或透明光学膜上受到高温高湿环境中的水气渗入而会在基材表面产生白雾,因此如果在基层膜100上涂布和硬化形成一层实施例的防雾涂层120,可使光学膜F1达到防雾的目的。在一些实施例中,防雾涂层120的厚度为20μm~40μm,其中优选的为25μm~30μm。形成实施例的防雾涂层120所需制备的防雾涂料组成物的内容及其成膜方式则已说明如上,在此不重复叙述。
再参照图1,复合膜层结构10更包括形成于基层膜100的第二表面102(相对于第一表面101)上的粘着层140、形成于防雾涂层120的表面121上的表面保护膜160以及形成于粘着层140的表面142上的离型膜180。粘着层140例如是感压胶(pressure sensitiveadhesive,PSA)或是其他合适的粘着材料。表面保护膜160则防止粉尘沾染防雾涂层120,以及避免储存或输送时造成防雾涂层120的损伤,当光学膜与应用产品完成设置后,亦可移除表面保护膜160。离型膜180则覆盖粘着层140以防止不同复合膜层结构10之间的沾粘,当光学膜与应用产品(例如显示装置)欲进行贴合时再行移除。
实施例的光学膜可以设置于应用产品上方或设置于应用产品的内部,视应用需求而可对设置位置进行适当调整。以下是以设置光学膜于应用产品上方做示例说明。
图2是根据本揭露一些实施例的一种显示装置的剖面示意图。如图2所示,显示装置30包括一触控显示单元20以及设置于触控显示单元20上的复合膜层结构10’。其中,复合膜层结构10’包含如上述的基层膜100、防雾涂层120以及粘着层140。实施例的光学膜F1(即基层膜100及防雾涂层120)通过粘着层140而贴附于触控显示单元20上。
在一些实施例中,触控显示单元20例如包含显示模块200、偏光板201(图式绘制上偏光板而省略下偏光板)、位于偏光板201上方的一或多个光学膜层203、位于偏光板201的顶面四周并使光学膜层203与偏光板201之间形成空气层LA的框胶205、以及位于光学膜层203上方的触控模块207,其中触控模块207例如以一粘着层LG贴附于光学膜层203上。当然,实施例的光学膜F1亦可设置在其他态样的应用产品上,包括可设置在与触控显示单元20不同结构态样的其他触控显示单元的上方或内部,本揭露对此并不多做限制。
根据本揭露所提出的防雾涂料组成物所制得的光学膜,其表面具有疏水性而具有防雾和防水的功能,且具有足够硬度、优异的耐候性和耐磨性,克服了目前市售的防雾膜不耐刮伤及不耐擦伤的困难。而根据本揭露所提出的防雾涂料组成物所制得的光学膜的特性亦适合应用作为一防爆膜。
为了让本揭露的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举数个实施例和比较例说明防雾涂料组成物的制备,将这些例子中的防雾涂料组成物在基材膜上硬化成膜,并对这些硬化膜进行数项检测,以进行膜材的特性分析与评估。
另外,实施例和比较例中所进行的硬化膜特性分析,其各种检测方式先简述如下。于后续分析各个实施例和比较例的检测结果时将不再重述检测方式。
一、密着测试:
测试方法是以百格刀在膜层上割取百格后,以3M(#600)胶带粘在膜层被刻画的表面上,再快速将胶带拉离,以进行密着测试。依照膜层被胶带粘下来的量进行分级。
观察膜层的表面,若无膜层被胶带一并粘起,则等级为5B;若有低于5%的少部分的膜层被胶带一并粘起,则等级为4B;若有5%-15%的膜层被胶带一并粘起,则等级为3B;若有15%-35%的膜层被胶带一并粘起,则等级为2B;若有35%-65%的膜层被胶带一并粘起,则等级为1B;若有大于65%的膜层被胶带一并粘起,则等级为0B。
二、防雾膜初始特性:
测试方法是以烧杯装取温度80℃的热水,并将硬化膜的防雾面覆盖在此烧杯上,2分钟后进行观察是否形成水膜不起雾。
三、防雾效果耐磨测试
测试方法是以荷重300g的无尘纸沾水磨擦其表面(每分钟擦拭60次),共进行10,000次的磨擦。之后以烧杯装取温度80℃的热水,将硬化膜的防雾面覆盖在烧杯上,2分钟后观察是否不起雾。
四、泡水测试:
测试方法是将硬化膜分别以温度30℃及50℃蒸馏水中浸泡1天后,进行防雾测试,以烧杯装取温度80℃热水,将硬化膜的防雾面覆盖在烧杯上,2分钟后观察是否不起雾。
五、低温试验:
测试方法是将硬化膜放入温度-40℃的冰箱内冷冻500小时,取出后观察膜层的防雾功能,以烧杯装取80℃热水,将硬化膜的防雾面覆盖在烧杯上,2分钟后观察是否不起雾。
六、高温测试:
测试方法是将防雾膜片垂直吊挂,置于温度85℃且相对湿度为85%的环测机,216小时后取出,以烧杯装取80℃热水,将硬化膜的防雾面覆盖在烧杯上,2分钟后进行观察,并割取百格后,以3M(#600)胶带进行密着测试。
七、高温高湿测试II:
测试方法是将硬化膜垂直吊挂,置于温度85℃的环测机中,而于240小时后取出,以烧杯装取80℃热水,将硬化膜的防雾面覆盖在烧杯上,2分钟后观察是否不起雾,并且割取百格后,以3M(#600)胶带进行密着测试,观察是否剥离。
八、穿透雾度
测试方法是以分光仪NDH-5000(波长450nm~500nm)测试硬化膜的穿透率。其中以大于88%的穿透率为佳。
九、落球测试:
测试方法是将测试样品贴附于8吋玻璃(玻璃厚度0.7mm),4角架高距离地面高2mm处,球体落下的动能0.66焦耳(J)为测试水平,即使用重量67g钢球,自高度100cm处垂直自由落下,每片共测试5个点,每个点测试1次,观察样品被钢球砸到时玻璃破裂的情况,并做破裂程度判定。
十、铅笔硬度测试:
根据JIS K5300-1990规范,先将样品进行前处理:放在温度23℃相对湿度30%-50%的防潮箱中24小时。
铅笔硬度测试。铅笔硬度测试条件包含选用1200#砂纸以及日本三菱制造(握力,重量500g)的铅笔。将铅笔设置在45度,移动速度为0.5mm/秒。测量方法:纵向(MachineDirection,MD),横向(Transverse Direction,TD)(5个)。
以表中结果3H、4H、5H为例,在此铅笔硬度测试中,依据JIS K5400铅笔硬度测试方法(涂膜刮破的情况),所使用的日本三菱制造的铅笔在五道刮划试验中,如果有两道或两道以上认为未刮破到样板的底材或底层涂膜时,则换用前一位铅笔硬度标号的铅笔进行同样试验,直至选出涂膜被刮破两道或两道以上的铅笔,记下在这个铅笔硬度标号后一位的硬度标号。
N/5显示结果(N为OK号);最终判断:如果在采样全角手方向上3/5或更大,则为OK。
十一、耐磨耗测试:
使用800g砝码压在面积大小为4cm2钢丝绒(#0000)上,对膜层进行磨擦,来回一次算一个循环,一共进行10个循环。结束后判断膜层表面有无擦伤。
十二、表面张力测试:
使用表面张力仪SIGMA 703D,其方法为利用白金环为感测接口,将白金环浸入液体内慢慢地往上拉,而使得白金环与液体形成一个液柱,最后液面与白金环分离。白金环法即是感测白金环与液体样品最后分离前的最大值,并将它换算为液体的表面张力值。
表1和表2先列出本揭露其中8个实施例以及20个比较例的防雾涂料组成物中使用成份的相关代号以及相关特性。
表3是列出本揭露其中8个实施例以及20个比较例的防雾涂料组成物所包含的成份比例与重量百分比,表4和表5则列出组成物的相关特性以及列出以上述成膜方式将组成物制得的硬化膜进行多项测试后的测试结果。
表1
其中,上述A-1~A-6为疏水性丙烯酸单体,B为亲水性丙烯酸单体,C-1及C-2为聚氨酯(甲基)丙烯酸寡聚合物,D为光起始剂,E为其他添加剂。
各个成分的表面张力(mN/m)、粘度(温度25℃)、玻璃转移温度(Tg,℃)、折射率以及可赋予组成物的相关特性描述,是列于表2。
表2
表3列出实施例以及比较例的防雾涂料组成物所包含的成份比例与重量百分比。其中是以单体材料(例如丙烯酸单体)及寡聚物的添加总重量为100%,而成份D和E是额外添加的成分。
表3
再者,量测各个实施例以及比较例的防雾涂料组成物的表面张力、粘度,以及将组成物依上述成膜方式制得硬化膜的厚度,并进行各硬化膜的密着测试、防雾膜初始特性、防雾效果耐磨测试、泡水测试。结果整理于表4。
表4
根据表4的结果,实施例的防雾涂料组成物在温度25℃下的粘度皆不超出600cps,例如在300cps~600cps之间。以实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜的厚度在20μm~40μm之间。且实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜在密着测试时,皆无膜层被胶带一并粘起,属于5B等级。
另外,实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜覆盖在装有温度80℃热水的烧杯上经过2分钟后,皆形成水膜不起雾(防雾膜初始特性)。而在以荷重300g的无尘纸沾水磨擦硬化膜表面10,000次后,将硬化膜覆盖在装有温度80℃热水的烧杯上经过2分钟后,亦皆不起雾(防雾效果耐磨测试)。更将硬化膜分别在温度30℃及50℃蒸馏水中浸泡1天后,将硬化膜覆盖在装有温度80℃热水的烧杯上2分钟后,亦皆没有起雾现象(泡水测试)。因此,实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜确实具有优异的防雾效果,且具有优异的耐擦拭性和耐水性。
再者,亦对依照实施例及比较例的防雾涂料组成物制得的硬化膜进行耐候性测试、穿透度测试、落球测试、铅笔硬度测试、以及耐磨耗测试。测试结果整理于表5。
表5
在上述耐磨耗测试中,使用单位面积荷重200g/cm2钢丝绒对膜层进行磨擦,进行10个循环(来回一次为一个循环)后,检视膜层表面是否出现伤痕,表5中A代表0条伤痕,A'代表1~10条伤痕,B代表11~20条伤痕,C代表21~30条伤痕,D代表30条以上的伤痕。
综合而言,上述表4-5整理出实施例和比较例所制得的膜层的各个测试项目和综合性判定的结果,其结果显示依据实施例的防雾涂料组成物所制得的硬化膜通过前述测试;而依据比较例的组成物所制得的膜层无法通过所有测试。例如比较例15-18中,仅使用单体A-1和单体A-2的其中一种,而未以两种不同单体A-1和A-2以相同的重量百分比等比例(1:1)混合,则落球测试、铅笔硬度和耐磨耗测试皆未达要求的膜层特性。又例如比较例7-11中,仅使用单体A-1和单体A-2,而未使用单体A-3或A-4,则制得的膜层未通过耐候性测试、落球测试、铅笔硬度测试以及耐磨耗测试。
再者,根据表5的结果,依实施例的防雾涂料组成物制得的硬化膜不论是在低温-40℃冷冻下(低温试验)或高温85℃(低温试验)下或高温85℃且湿度85%(高温高湿测试)下置放超过200小时,之后覆盖于装有温度80℃热水的烧杯上经过2分钟后,皆不起雾,并且对该些硬化膜进行密着测试,皆无膜层被胶带一并粘起剥离。因此,实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜具有优异的耐候性。
再者,实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜皆具有大于88%的穿透率。因此,实施例的防雾涂料组成物应用于透明基材时仍具有良好的穿透度,并不会造成基材的透光率降低而影响产品表现。
另外,实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜在落球测试中没有破损或是只有相当轻微程度的破裂,而铅笔硬度测试结果亦皆在3H或3H~4H。再者,使用单位面积荷重200g/cm2钢丝绒对膜层进行10个循环(来回一次为一个循环)的磨擦,观察实施例的防雾涂料组成物所制得硬化膜的膜层表面,并没有伤痕、或是仅有1-3条伤痕出现(耐磨耗测试)。因此,实施例的硬化膜皆具有足够的膜层强度和硬度,并具有优异的耐磨耗表现。
综合而言,本揭露实施例提出的防雾涂料组成物可以有效延长防雾涂料的时效性,使形成的膜层表面不但具有疏水性而达到防雾和防水的效果,亦具有足够硬度、优异的耐候性和耐磨性(符合例如防爆膜所需求的耐刮伤及耐擦伤等性质)。因此,本揭露的实施例所提出的防雾涂料组成物可同时增进依其制得的膜层的光学和机械性质,于实际应用时可增进产品的表现,例如设置有实施例的光学膜层的产品可同时具有防雾和防爆的效果,极具经济价值。另外,依据实施例提出的防雾涂料组成物形成硬化的膜层,制法简易,并不会大幅增加额外的制造成本。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者在不脱离本发明的精神和范围内,当可作任意的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (20)
1.一种防雾涂料组成物,包括:
两种不同的第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体,在25℃温度下的粘度皆分别小于65cps,且在20℃温度下的表面张力皆分别在36达因/厘米~42达因/厘米之间的范围,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体和所述第二(甲基)丙烯酸单体是以相同的重量百分比等比例混合;
第三(甲基)丙烯酸单体,其在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力为36达因/厘米~42达因/厘米之间;以及
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。
2.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体的疏水参数和所述第二(甲基)丙烯酸单体的疏水参数的总和的1/2小于1.6;及/或
所述第三(甲基)丙烯酸单体的疏水参数小于2.5。
3.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量为100wt%,所述第一(甲基)丙烯酸单体和所述第二(甲基)丙烯酸单体的含量为40wt%~60wt%;及/或
所述第三(甲基)丙烯酸单体的含量为20wt%~30wt%。
4.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,更包括:
与第三(甲基)丙烯酸单体不同的第四(甲基)丙烯酸单体,所述第四(甲基)丙烯酸单体在25℃温度下的粘度为90cps~500cps之间,且在20℃温度下的表面张力为36达因/厘米~42达因/厘米之间。
5.如权利要求4所述的防雾涂料组成物,其中所述第三(甲基)丙烯酸单体和所述第四(甲基)丙烯酸单体是以相同的重量百分比等比例混合;及/或
所述第三(甲基)丙烯酸单体或所述第四(甲基)丙烯酸单体是选自季戊四醇四丙烯酸酯、GPTA以及EO10BPADA中的群组。
6.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体和第二(甲基)丙烯酸单体在20℃温度下的表面张力分别大于所述第三(甲基)丙烯酸单体在20℃温度下的表面张力。
7.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体、所述第二(甲基)丙烯酸单体和所述第三(甲基)丙烯酸单体任一种的折射率在1.46~1.51之间。
8.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量为100wt%,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的含量为20wt%~30wt%。
9.如权利要求8所述的防雾涂料组成物,其中所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物为单官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物,其折射率在1.46~1.51之间。
10.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,其中所述第一(甲基)丙烯酸单体和所述第二(甲基)丙烯酸单体是选自2-PEA、二乙二醇丙烯酸酯以及EO3TMPTA中的任两种。
11.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,更包括:
光起始剂,为所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量的5wt%,所述光起始剂包括有机过氧化物、偶氮化合物或前述的组合。
12.如权利要求11所述的防雾涂料组成物,其中所述光起始剂包括芳香族羰基化合物或苯基酮系化合物。
13.如权利要求11所述的防雾涂料组成物,其中所述光起始剂为1-羟基环己基苯基酮、1,2-二苯基乙二酮(Benzil)、二苯甲酮(Benzophenone)、安息香(Benzoin)、前述的醚类衍生物、或前述的组合。
14.如权利要求1所述的防雾涂料组成物,更包括:
添加剂,其含量为所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸单体以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的总重量的0.05wt%~1wt%,且所述添加剂具有聚醚改性丙烯酸官能基。
15.如权利要求14所述的防雾涂料组成物,其中所述添加剂为具有所述聚醚改性丙烯酸官能基的有机聚二甲基硅氧烷。
16.一种光学膜,包括:
基层膜;以及
防雾涂层,形成于该基层膜上,其中该防雾涂层是以硬化如权利要求1~15中任一项所述的防雾涂料组成物而形成。
17.如权利要求16所述的光学膜,其中该防雾涂层具有大于3H的铅笔硬度;及/或
该防雾涂层的厚度为20μm~40μm。
18.如权利要求16所述的光学膜,具有大于88%的光穿透率。
19.如权利要求16所述的光学膜,其中该基层膜为软性透明光学膜。
20.一种显示装置,包括:
显示模块;
触控模块,设置于该显示模块的上方;以及
如权利要求16~19中任一项所述的光学膜,设置于该触控模块上方、或者设置于该触控模块与该显示模块之间。
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