CN1958704A - 具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可靠性和紫外吸收性优良的压敏粘合剂组合物，更具体地涉及这样的压敏粘合剂组合物，其具有下列性质：90％或更高的透射率，低于1％的雾度，和在低于380nm的波长范围内用紫外可见分光光度计测量时少于3％的透射率，从而使其具有优良的透明度和紫外吸收性，且还具有耐热和耐湿性，使得其极少由于热或潮湿发生改变。因此，本发明的压敏粘合剂组合物用于生产压敏粘合剂是非常可靠的，并因此可以相对容易和经济地生产。

Description

具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物

技术领域

本发明涉及具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物，更具体地涉及压敏粘合剂组合物，其具有高于90％的透射率，低于1％的雾度(haze)，且在不高于380nm的波长范围内用紫外可见分光光度计测量时具有低于3％的透射率，其具有优良的透明度和紫外吸收性，且具有良好的耐热和耐湿性，极少由于热或潮湿发生改变，因此其作为粘合剂是可靠的；所述组合物可以相对容易和经济地生产。

背景技术

一般而言，等离子显示屏(PDP)是这样的图象显示器件，其在印刷于玻璃板上的透明电极之间密封有放电气体例如氖、氩、氙等，从而利用电极之间的气体放电所发射的光。与常规的CRT或LCD相比，PDP可以有利地用于大屏幕显示。但是，在这样的PDP中，有许多电磁波、紫外线和近红外线产生。当光线由三原色：红、绿或蓝的光源之一发射出时，在580-590nm的波长范围内会产生强烈的可见光线。因此，必须提供用于阻挡电磁波和有害射线和调节色调(hue)的其他器件。

公开的日本专利No.1983-153904公开了一种PDP，其制造方法是将滤光器(filter)附着在PDP前面，其中滤光器可以吸收特定波长的光以校正显示色彩的色平衡。作为使用这种滤光器阻挡有害射线和校正PDP屏色彩的方法，公开的日本专利No.1999-160532公开了一种在衬底上形成含有近红外射线吸收剂的树脂层用于色彩校正的方法。公开的日本专利No.2000-340985公开了在用于结合PDP用滤光器元件的透明粘合剂中包含用于色彩校正的颜料，以控制粘合剂浓度的方法。另外，公开的日本专利No.2001-343520公开了直接在应用的树脂或粘合剂中分散或施加用于色彩校正的颜料，以提高网格(mesh)透明度的方法。

但是，这类用于色彩校正的材料可能由于外部的紫外波而降低可靠性。结果，需要在压敏粘合剂中含有紫外吸收剂的材料，以实现所需的加工性能和物理性质。

另外，PDP作为显示材料，被暴露于各种环境。特别地，由于用本发明提出的压敏粘合剂生产的材料附着于PDP的透明玻璃的最外侧，当用水洗涤该玻璃表面时，该PDP可能受潮湿等的影响。

由于典型的压敏粘合剂并不具有紫外吸收能力，对该粘合剂中用于色彩校正的物质例如颜料或染料的保护是有限的。特别是当使用多层光学膜时，更需要这样的能力。

具有紫外吸收能力的压敏粘合剂的代表性用途是其在PDP的滤光器中的使用，且优选地，此类紫外吸收性压敏粘合剂不被阳光、紫外线或潮湿环境所破坏，而且该粘合剂仅当其具有保持其物理性质这一特征时才是优选的。特别地，由于用于滤光器的组合物耐久性较弱，在很多情况下，当它们被暴露于热、直接阳光照射或潮湿时会丧失其能力。因此，允许用于该粘合剂的的树脂种类和施加该粘合剂的方法是受限的。特别地，随着PDP市场爆炸性地增长，对其中使用的滤光器的光学性能和耐久性的要求也越来越复杂。

发明内容

为了解决上述问题而提出本发明。本发明的一个目的是提供可靠性和紫外吸收性优良的压敏粘合剂组合物，该粘合剂具有下面的性质：超过90％的透射率，低于1％的雾度，在不高于380nm的波长范围内用紫外可见分光光度计测量时少于3％的透射率；优良的透明度和紫外吸收性；和优良的耐热和耐湿性，使得其极少由于热或潮湿发生改变，因此其作为粘合剂是非常可靠的。

另外，本发明的一个目的是提供具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物，其可以被容易和经济地生产。

具体实施方式

为实现上述目的，根据本发明的具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物的特征在于，其含有紫外吸收剂，该紫外吸收剂在小于380nm的波长范围内吸收光，其中在小于380nm的波长范围内的紫外透射率少于3％，该组合物对每100重量份的丙烯酸共聚物还含有0.05到0.25重量份的环氧硬化剂和3到10重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂。

优选地，该压敏粘合剂的特征在于其总雾度小于1％，其总透射率为90％或更高。

下面将参照实施方式对本发明进行详细描述。对于本领域的技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅旨在更详细地说明本发明，而不是对本发明进行限制，且根据本发明的教导，本发明的范围不是为那些实施方式所限制，而是为所附的权利要求所确定的。

本发明涉及用于滤光器从而保护彩色颜料免于外部光照的材料。更具体地，本发明涉及用于含有透明衬底的PDP中使用的滤光器的材料，其具有色彩校正能力并在可见光范围内吸收光，其中所述压敏粘合剂组合物具有优良的可靠性和紫外吸收性。

根据本发明，由所述具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物制成的示例性的压敏粘合剂是那些基于天然橡胶，合成橡胶，苯乙烯嵌段共聚物，聚乙烯醚，聚(甲基)丙烯酸酯(包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，聚烯烃和硅，并具有下面所述的一般性质的粘合剂。这样的性质包括(1)切实和持久的粘性；(2)在一定的压力下附着于衬底；(3)足够的能力，能够被保持在附着的目的物上；及(4)足够的附着能力，可以从附着的目的物上完全移开。

上述压敏粘合剂组分可以是单独的压敏粘合剂或者是两种或更多种压敏粘合剂的组合。

但是光学透明的压敏粘合剂一般是基于丙烯酸酯的压敏粘合剂。所述光学透明的压敏粘合剂也可以是基于硅的压敏粘合剂，基于橡胶树脂的压敏粘合剂，基于嵌段共聚物的压敏粘合剂，特别是含有氢化物弹性体的压敏粘合剂，或基于乙烯基醚聚合物的压敏粘合剂。

有用的丙烯酸烷基酯(即丙烯酸烷基酯单体)含有非叔烷基醇的直链或分枝的单官能不饱和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，其中所述烷基具有4到14个，特别是4到12个碳原子。

在一个可能的实施方式中，所述压敏粘合剂是基于一种或多种聚(甲基)丙烯酸酯(例如，(甲基)丙烯酸压敏粘合剂)。所述聚(甲基)丙烯酸压敏粘合剂可源自一种或多种(甲基)丙烯酸烷基酯单体，一种或多种光学共聚单体组分或其混合物，其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以是丙烯酸异辛酯，丙烯酸异壬酯，丙烯酸2-甲基丁酯，丙烯酸2-乙基正己酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸己酯，丙烯酸正辛酯，甲基丙烯酸正辛酯，丙烯酸正壬酯，丙烯酸异戊酯，丙烯酸正癸酯，丙烯酸异癸酯，甲基丙烯酸异癸酯，丙烯酸异冰片酯，丙烯酸4-甲基-2-戊酯(penthyl)，和丙烯酸十二烷基酯中的一种，且其中所述光学共聚单体组分可以是(甲基)丙烯酸酯，乙酸乙烯酯，N-乙烯基吡咯烷酮，(甲基)丙烯酰胺，乙烯基酯，富马酸酯，苯乙烯(stylene)大分子单体、马来酸烷基酯和富马酸烷基酯(分别基于马来酸和富马酸)。在一定的条件下，所述聚(甲基)丙烯酸压敏粘合剂组合物得自大约0-30重量％的丙烯酸酯，和大约70-100重量％丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯或丙烯酸正丁酯的组成中的一种或多种。

在根据本发明的压敏粘合剂的一种特定的情形下，其得自大约2-10重量％的丙烯酸酯，和大约90-98重量％丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯或丙烯酸正丁酯的组成中的一种或多种。在根据本发明的压敏粘合剂的另一种特定的情形下，其得自大约2-10重量％的丙烯酸酯和大约90-98重量％的丙烯酸异辛酯。在根据本发明的压敏粘合剂的另一种特定的情形下，其含有大约70重量％的丙烯酸苯氧基乙酯和大约25-30重量％的丙烯酸异辛酯。在上述的情形中，所述粘合剂还可以包含大约1-5重量的丙烯酸。

另外，所述压敏粘合剂可以本身具有粘性。优选地，可以将增稠剂加入基材中来形成所述压敏粘合剂。有用的增稠剂的例子可以是松香酯树脂，芳香烃树脂，脂肪烃树脂和萜烯树脂。更多示例性的材料和其他可以加入的添加剂可以有油，增塑剂，抗氧化剂，紫外线(UV)稳定剂，氢化丁基橡胶，颜料，硬化剂，聚合物添加剂，增稠剂和链转移剂。它们可以以特定的目的被加入，只要其不降低所得压敏粘合剂的光学透明度。

优选进行湿涂覆来将根据本发明的压敏粘合剂施加到膜上，其中所述膜适用于本发明的PDP滤光器。为了良好的可加工性和稳定的保存，更优选使主料保持与硬化剂分开。

本发明应该为相关的具有优良的热和潮湿耐性的粘合剂的组合物和量化选择提供解决方案。

在根据本发明的具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物中使用的紫外吸收剂意图用来在低于380nm的波长范围内吸收光，上述波长范围是紫外区域。当所述低于380nm的波长范围内的光在PDP滤光器内部被发射时，其转化(transform)用于色彩调节的颜料或染料，从而降低PDP的耐久性。当符合上述要求的紫外吸收剂被不恰当地使用时，总体透光率降低，或雾度升高，导致显示功能下降，该显示功能是PDP的基本目的。当高于380nm范围内的透射率降低时，可见光被破坏，导致色彩再现性降低，从而使所得产品质量下降。这种情况下，当透射率超过3％时，是不可能充分地保护内部结构的。为了解决这样的问题，本发明人经过实验指出，当使用所述紫外吸收剂实现7％或更低的透射率，优选不超过3％的透射率时，可保护PDP的内部结构，并在静态的区域中实现选择性透射的目的。

如果所用的紫外吸收剂导致雾度上升或高于1.5％，或者总透射率下降并因此低于85％，显示屏将不均一，使得观看者的眼睛容易疲劳，或者造成较大的色彩损失从而使能见距离变小，或者损害色彩的清晰度而降低所得产品的质量。因此，本发明人发现，当特定的光学性质，即特别是雾度，由于所用的紫外吸收剂的光学性质而不高于1.5％，优选不高于1.0％，且总透射率高于85％，更优选90％时，实现了优良的屏幕。

在这种情况下，所用的紫外线稳定剂的稳定机理由下面两个途径表示。第一，遮光剂或紫外吸收剂起到遮蔽紫外能量，选择性地吸收紫外能量并将其以对聚合材料无害的别的能量类型排出，或抑制活化的聚合材料的发色团来阻断光分解的起始。第二，在光分解中，自由基清除剂、过氧化物分解剂和受阻胺稳定剂等可以用来与自由基或过氧化物反应，以阻止自由基的生成或分解过氧化物，继而阻止光分解传播反应。

通常使用的紫外线稳定剂可以是属于羟苯甲酮族或羟基苯基苯并三唑族的那些紫外线稳定剂中的一种。羟苯甲酮族的紫外线稳定剂具有优良的树脂相容性并被应用于多个领域，但是和属于苯并三唑族的紫外线稳定剂相比其波长高于340nm的紫外吸收性较低。属于苯并三唑族的紫外线稳定剂的吸收性宽，主要用于无色的产品和高级产品。另外，还有属于单苯甲酸间苯二酚酯族、水杨酸酯族、羟基苯甲酸酯族，甲脒族等的紫外吸收剂。同时，其捕捉自由基的方法是捕捉作为氧化媒介的自由基，而不是如上述的方法去除能量源。代表性的捕捉自由基的紫外线稳定剂是受阻胺(HALS)，其中受阻胺紫外线稳定剂容易被氧化转变为硝酰自由基，并通过与聚合物自由基反应产生羟胺醚。和所述紫外吸收剂不同，属于受阻胺族的紫外线稳定剂很好地保护表面，并适用于具有细的截面的产品，因此对其的需求不断增加，同时也开发了多种特殊等级。同时，环亚氨酯化合物可以用作紫外稳定剂，在美国专利4,446,262中，所述环亚氨酯化合物具有芳香核，其中两个碳原子形成亚氨酯环的一部份。

据报道，属于亚氨酯族的紫外线稳定剂具有优良的热稳定性和氧化稳定性。

如下面的实验所述的，当紫外吸收剂的量增加时，保持表观质量是困难的。已经证明，根据紫外吸收剂的类型定性选择是重要的。当使用上述一般性的压敏粘合剂组合物和随机选择的紫外吸收剂来生产压敏粘合剂时，可见度不佳，或者难以达到选择性的透射率。因此，提出了选择紫外吸收剂的类型和定性选择的解决方案，以生产具有优良的透明度和可见度，具有90％或更高的总透射率，具有在低于380nm的波长范围内低于3％的稳定的、选择性的透射率，并具有1％或更低的雾度的压敏粘合剂，上述目标值是本发明的技术目标。

[实施方式]

[实施方式1]

在聚丙烯酸酯(poly acrylorate)压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用0.2重量份的环氧硬化剂。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了8重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂，更具体地为辛基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯。

[实施方式2]

在聚丙烯酸酯压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用0.05重量份的环氧硬化剂。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了8重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂，更具体地为2-乙基己基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯。

[比较例1]

在聚丙烯酸酯压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用甲苯二异氰酸酯衍生的具有3个或更多官能基团的异氰酸酯硬化剂0.2重量份。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了7重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂，更具体地为辛基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯。

[比较例2]

在聚丙烯酸酯压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用甲苯二异氰酸酯衍生的具有3个或更多的官能基团的异氰酸酯硬化剂0.05重量份。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了7重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂，更具体地为2-乙基己基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯。

[比较例3]

在聚丙烯酸酯压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用甲苯二异氰酸酯衍生的具有3个或更多的官能基团的异氰酸酯硬化剂0.05重量份。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了7重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂，更具体地为2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚。

[比较例4]

在聚丙烯酸酯压敏粘合剂中，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用环氧硬化剂0.3重量份。另外，对于100重量份的丙烯酸共聚物，使用粘合剂组合物，其中加入了7重量份的羟苯基三嗪紫外吸收剂，更具体地为2，4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2，4-双-丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪。

为了用根据上述实施方式1到2和比较例1到4生产的组合物进行涂覆，加入溶剂(MEK，甲苯等)并将该组合物湿涂到100μm厚的PET膜上，并干燥所得膜。上面施加了20μm厚的所述粘合剂的膜在室温下干燥7天。然后测量其上述物理性质。在测量物理性质之前，用离型膜(release film)保护表面以防止所述压敏粘合剂被污染。

对于涂覆试验，透射率、雾度和低于380nm波长范围内的另一透射率以及涂覆外观的结果显示在如下的表1中。

[表1]

类别	透射率	雾度	低于380nm的透射率	涂覆外观	总体评价
						实施方式1	90.72	0.37	2.95	○	○
实施方式2	90.38	0.18	3.00	○	○
						比较例1	91.20	0.39	3.36	△	△
比较例2	90.89	0.23	3.16	○	○
						比较例3	91.02	0.70	4.98	○	○
比较例4	90.46	0.89	4.37	△	△

如上面表1所示，从实施方式1和2和比较例2到4，都可以获得具有优良的透射率、雾度和低于380nm波长范围内的透射率，并具有良好外观的粘合组合物。在比较例1中，所得的外观不如其他试样好。

为了对进行了涂覆试验的试样进行耐热和耐潮湿可靠性评估，将涂覆的膜在室温下干燥7天。这样产生的试样被附着在玻璃表面上用于耐热和耐潮湿性评估，并被置于60℃和90％湿度的恒温恒湿环境中经过500小时以评估粘合剂脱落和外观的变化。

经过该试验，通过上述实验产生的试样的耐热和耐潮湿可靠性评估试验的结果数据如下表所示。

[表2]

类别	涂覆总体评价	脱落	外观变化	总体评价
					实施方式1	○	○	○	○
实施方式2	○	○	○	○
					比较例1	△	△	△	△
比较例2	○	×	○	×
					比较例3	○	×	△	×
比较例4	△	△	×	×

如可靠性评估结果的上表2所示，与根据实施方式1-2生成的试样相比，根据比较例1生成的试样在脱落和外观上显示的结果不令人满意。根据比较例2生成的试样显示了太多的脱落，因此确定比较例2中的组合物不是合适的组合物。在根据比较例3生成的试样中，除了脱落以外，还观察到了由于外观变化引起的斑点(spots)。在根据比较例4生成的试样中，观察到了轻微的脱落和斑点。从这样的可靠性试验可以看出，脱落是硬化剂的量和类型的不同造成的。当使用环氧硬化剂时，试样显示优良的耐热和耐潮湿性，从而达到良好的结果。特别地，当使用异氰酸酯硬化剂时，通过数量上的调整来达到合适的可靠性水平是可能的，但显示涂覆中当使用大量的该硬化剂时，涂覆的外观更差。可靠性评估中外观的变化是紫外吸收剂的类型和量造成的，在使用下面两种紫外吸收剂时获得了良好的结果：辛基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯和2-乙基己基-3-[3-叔-丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯。

特别地，当使用紫外吸收剂2，4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2，4-双-丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪时，在可靠性试验之后外观发生了变化。

[实验例]

透射率和雾度试验

所有试样的透射率和雾度都用雾度计(NDH-300A)测量。考虑到上述的结果是在实验室获得的，本领域的技术人员可以期待，在真实的工艺过程中生产的组合物的外观将好于上述在实验室得到的结果。

评估紫外性质

为了评估所有试样在低于380nm的波长范围中的紫外性质，用紫外可见分光光度计(Shimadzu，日本)来测量在低于380nm的波长范围中的透射率。

试验光学性质(参考)

当PET基材被用于层压时，测量基材的光学性质：可见透射率和雾度，作为参考点。另外，对于通用PET膜，测量其水分吸收率和气体通透率。该试验的结果如下面表3所示。

[表3]

基材	可见透射率(％)	雾度(％)	水分吸收率(％)	气体通透率(g/m2/24h/0.1mm)
					PET	89.0	0.8	0.4	6.9

热和潮湿耐性试验

对于耐热和耐潮湿性试验，将试样在2kg的压力下附着于去除了所有异物或气泡的玻璃表面上，并置于60℃和90％湿度的恒温恒湿环境中经过500小时以检查粘合剂脱落和外观的变化

如上所述，根据本发明的具有优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物具有：超过90％的透射率，低于1％的雾度，在低于380nm的波长范围内用紫外可见分光光度计测量时少于3％的透射率；优良的透明度和紫外吸收性，和优良的耐热和耐湿性，使得其极少由于热或潮湿发生改变，因此其作为粘合剂是非常可靠的。

根据本发明优良的可靠性和紫外吸收性的压敏粘合剂组合物被认为可以相对容易地和经济地生产。

在本说明书中，从本发明人根据本发明所实现的多种生产方法和分析试验中列举了一些实例，但应当指出，本发明的技术精神不应被限于这些实例，其可以由本领域的技术人员通过各种方式进行修改和实施，而不背离由随附的权利要求所规定的本发明的真正精神和范围。

Claims (2)

1.可靠性和紫外吸收性优良的压敏粘合剂组合物，其中压敏粘合剂包含用于在低于380nm的波长范围内吸收光的紫外吸收剂，其特征在于所述粘合剂在低于380nm的波长范围内具有低于3％的紫外透射率；且

所述粘合剂相对于100重量份的丙烯酸共聚物含有0.05到0.25重量份的环氧硬化剂和3到10重量份的羟苯基苯并三唑紫外吸收剂。

2.权利要求1的组合物，其特征在于所述粘合剂具有1％或更低的总雾度和90％或更高的总透射率。