TW201434644A - 光學特性及耐刮性優良的防飛散膜及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示光學特性及耐刮性優良的防飛散膜及其製備方法。本發明的防飛散膜，其特徵在於，包括：透明膜，硬塗層，形成於上述透明膜的上部；上述硬塗層中，相對於100重量份的固體成分，包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、1~15重量份的光誘發劑及0.2~5重量份的偶氮類染料。

Description

光學特性及耐刮性優良的防飛散膜及其製備方法
本發明涉及一種防飛散膜，更詳細地，涉及光學特性及耐刮性優良的防飛散膜及其製備方法。
適用於手機等的觸控式螢幕面板結構趨於由現有的多層型轉換為一體型。這起因於一體型觸控式螢幕面板結構可以不使用成本高的透明電極(ITO)膜。
透過一體型觸控式螢幕面板結構，可實現產品的超薄化，並提高可見光透射率。儘管具有這些優點，仍具有顯示面側的防護玻璃由於落下衝擊等原因而發生破碎的問題。
因此，為強化可攜式裝置玻璃破損時產生的碎片之穩定性，在面板和防護玻璃之間插入防飛散膜來防止防護玻璃的飛散。
這種防飛散膜通常包括硬塗層/基材/黏結層的結構，其特性上，硬塗層要求耐刮性和光學特性。
就現有防飛散膜而言，透過在硬塗層使用導入了官能基團高的丙烯酸酯樹脂(Acrylate resin)的塗敷液，來提高硬度。但是，由於一部 分硬塗層具有高霧度(Haze)值和高黃色度指數(Yellow Index)值，並產生捲曲(Curl)等問題，因而光學特性受阻礙。而且，由於硬塗層的高接觸角(contact angle)而存在硬塗層與後續的塗敷層之間發生剝離的問題。
相關現有文獻有韓國專利申請第2012-0069307號(2012年06月28日公開)，在上述文獻中公開了光學特性以及電特性優良的玻璃飛散防止膜，上述玻璃飛散防止膜包括含有無酸(acid-free)型的含有羥基(hydroxyl)的黏結劑的黏結層。
本發明的一個目的在於提供光學特性及耐刮性優良的防飛散膜。
而且，本發明的另一個目的在於提供能夠抑制與後續塗敷層之間之剝離的防飛散膜。
而且，本發明的另一個目的在於提供適合於上述防飛散膜的製備方法。
為達到上述目的，本發明的實施例提供一種防飛散膜，其特徵在於，包括：透明膜，以及硬塗層，形成於上述透明膜的上部；上述硬塗層中，相對於100重量份的固體成分，包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂(acrylate resin)、1~15重量份的光誘發劑及0.2~5重量份的偶氮(AZO)類染料(dyes)。
為達到上述目的，本發明的實施例提供防飛散膜的製備方法，其特徵在於，在透明膜的一面上塗敷硬塗液(hard coating solution)並乾燥、固化，來形成硬塗層；上述硬塗液中，相對於100重量份的固體成分， 包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、1~15重量份的光誘發劑及0.2~5重量份的偶氮類染料。
本發明的防飛散膜包括包含無機奈米粒子、紫外線固化型丙烯酸樹脂、偶氮類染料等的硬塗層，能夠確保優良的光學特性及耐刮性。
並且，本發明的防飛散膜形成接觸角為70°以下的硬塗層，具有抑制與後續的塗敷層之間的剝離的效果。
根據本發明，透過控制硬塗層的組成，能夠容易地製備能確保光學特性和耐刮性，而且與後續的塗敷層之間的剝離性低的防飛散膜。
並且，根據本發明，透過上述的防飛散膜，能夠改善工序上的衝壓問題，從而提高工序收率。
110‧‧‧透明膜
120‧‧‧硬塗層
130‧‧‧黏結層
140‧‧‧離型膜
S310~S340‧‧‧方法步驟
θ‧‧‧接觸角
第1圖為本發明實施例的防飛散膜之剖視圖。
第2圖為本發明實施例的防飛散膜製備方法的簡示圖。
第3圖為本發明的另一個實施例的防飛散膜製備方法的簡示圖。
第4圖為本發明實施例1的防飛散膜硬塗層之表面的接觸角之測定照片。
以下參照圖式詳細說明的實施例會讓本發明的優點和特徵以及實現這些優點和特徵的方法更加明確。但是，本發明不侷限於以下所公開的實施例，能夠以不相同的各種方式實施，本實施例只用於使本發明的公開內容更加完整，有助於本發明所屬技術領域中具有通常知識者完整 地理解本發明的範疇，本發明僅由申請專利範圍定義。在說明書全文中，相同的圖式標記表示相同的元件結構。
以下，參照圖式詳細地說明本發明的光學特性及耐刮性優良的防飛散膜及其製備方法。
第1圖為本發明實施例的防飛散膜剖視圖。
參照第1圖，本發明實施例的防飛散膜由上而下包括硬塗層120及透明膜110，並且在透明膜110的下部還可依次包括黏結層130及離型膜140。
透明膜110可以是強度和透明性優良的膜，透過優良的強度，能夠防止觸控式螢幕面板(Touch Screen Panel)之鋼化玻璃等玻璃的飛散，而透明性方面，可見光透射率為90%以上，優選為90~100%，不妨礙光學特性。
作為這種透明膜110，可以是包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚碸(polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(Poly carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(poly propylene，PP)等中的一種以上的膜，更佳地，可以是可見光透射率為92%的光學用PET膜。
在本發明中，為了提高透明膜110的硬度，可利用固化後鉛筆硬度為2H以上較佳為2H至9H的硬塗敷用組合物，來形成硬塗層120。並且，為了提高透明膜110的光特性，可利用固化後透射率90%以上較佳為90~100%、霧度(Haze)值為0.8以下、黃色度指數(Yellow Index)值為0.8 以下的硬塗敷用組合物，來形成硬塗層120。
就現有防飛散膜而言，透過在硬塗層使用導入官能基團高的丙烯酸酯樹脂(Acrylate resin)的塗敷液，來提高硬度，在這種情況下，由於一部分硬塗層具有高霧度和高黃色度指數值，並產生捲曲等，因而光學特性受到阻礙。
但是，本發明中，形成具有以下組成的硬塗層120，可確保光學特性及耐刮性。
本發明的硬塗層120中，相對於100重量份的固體成分，包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、1~15重量份的光誘發劑及0.2~5重量份的偶氮(AZO)類染料。
上述無機奈米粒子用於提高硬度。在本發明中，較佳地，相對於100重量份的固體成分，添加1~30重量份的無機奈米粒子。在添加的無機奈米粒子含量小於1重量份的情況下，其添加效果將會不足，相反地在大於30重量份的情況下，會因霧度值和黃色度指數值的上升而妨礙光特性。
上述紫外線固化型丙烯酸樹脂包含至少2個以上較佳為2~15個以上的官能基團，來提高硬度及防止捲曲(Curl)。這時，若包含於紫外線固化型丙烯酸樹脂官能基團小於2個，則其添加效果不足，反之，若官能基團大於15個，則會導致捲曲的產生。
此外，在本發明中，較佳地，相對於100重量份的固體成分，添加1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂。在紫外線固化型丙烯酸樹脂之含量小於1重量份的情況下，其添加效果可能不充分，反之，在大於70重 量份的情況下，將不具塗敷液的功能性。
上述光誘發劑被紫外線激發而具備引發光聚合的作用。在本發明中，較佳地，相對於100重量份的固體成分，包含1~15重量份的光誘發劑。若光誘發劑的含量小於1重量份，則固化反應時間變長。反之，若光誘發劑含量大於15重量份，未反應光誘發劑將以不純物質的形態殘留。
作為此種光誘發劑，可不受限制地利用二苯甲酮(Benzophenone)等習知的光誘發劑。
本發明中，可透過導入作為藍色染料的偶氮(AZO)類染料，來降低作為藍色的補色之黃色度指數值。在這裡，偶氮類染料是指在分子內具有偶氮基-N=N-作為發色團的染料。這種偶氮類染料可溶解於有機溶劑。
在本發明中，較佳地，相對於100重量份的固體成分，包含0.2~5重量份的偶氮類染料。此時，在偶氮類染料的含量小於0.2重量份的情況下，其添加效果將會不足。相反地，在偶氮類染料含量大於5重量份的情況下，會因霧度值上升而妨礙光特性。
此種硬塗層120的厚度為1μm~10μm，更佳為3μm~5μm。若硬塗層120的厚度小於1μm，則很難得到充分的硬塗敷效果。並且，若硬塗層120的厚度大於10μm，則會導致硬塗敷的費用上升。
就現有防飛散膜而言，由於硬塗層的高接觸角而存在與後續的塗敷層之間發生剝離的問題。
本發明為防止上述問題，較佳地，硬塗層120表面的接觸角為70°以下，即大於0°且70°以下的範圍內。硬塗層120的接觸角依賴於硬塗 層120的組成成分，可根據要求在上述的範圍內進行多樣的變化。
為了附著到作為黏附面的觸控式螢幕面板等，可追加形成黏結層130，黏結層130形成於透明膜110的一面(以下，以第1圖為基準稱作下部面)。
此種黏結層130可直接塗敷於透明膜110的下部面，也可以預先在離型膜140的上部面塗敷黏結層130之後，在透明膜110的下部面黏合離型膜140。
黏結層130可不受限制的利用丙烯酸類黏結劑、矽酮類黏結劑、無酸型含有羥基的黏結劑等習知的黏結劑。黏結層130可包含選自上述黏結劑中的一種以上。例如，無酸型包含羥基的黏結劑可包含丙烯酸-2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate)、丙烯酸羥乙酯(Hydroxyethyl acrylate)及二苯甲酮(Benzophenone)等習知的光誘發劑，還可包含添加劑。
添加劑用於提高黏結劑的物理性質，可不受限制地利用習知的固化促進劑、增塑劑、分散劑、表面活性劑、抗靜電劑、消泡劑、均染劑等。
離型膜140位於黏結層130的一面(下部面，以第1圖為基準)，用於保護黏結層130。
作為這種離型膜140，可利用聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)膜等各種膜，更佳地，為容易離型，可使用離型力為10g/in左右的離型用PET膜。
第2圖為本發明實施例的防飛散膜製備方法的簡示圖。
參考第2圖，防飛散膜的製備方法如下。
首先，準備可見光透射率為90%以上的光學用PET膜等防飛散用透明膜(步驟S210)。
其次，在透明膜上塗敷硬塗液並乾燥、固化，來形成硬塗層(步驟S220)。
此時，較佳地，硬塗層的鉛筆硬度為2H以上，較佳為2H~9H，以彌補透明膜的硬度。
並且，硬塗層的透射率為90%以上，較佳為90~100%、霧度值0.8以下、黃色度指數值為0.8以下，以彌補透明膜的光學特性。
為此，硬塗液可包含溶劑、相對於100重量份的固體成分為1~30重量的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂及1~15重量份的光誘發劑及0.2~5重量份的偶氮類染料。
另一方面，作為硬塗液的溶劑，可利用酮(keton)類、醇(Alcohol)類等習知有機溶劑中的一種以上。
此外，作為硬塗液，只要能夠維持硬塗敷性，就可根據需要包含添加劑，例如，填充劑(filler)、增強劑、難燃劑、增塑劑、潤滑劑、穩定劑(防氧化劑、紫外線吸水劑、熱穩定劑等)、離型劑、抗靜電劑、表面活性劑、分散劑、流動調節劑、均染劑、消泡劑、表面改性劑、低應力化劑(矽油(silicone oil)、矽酮橡膠、各種塑膠粉末等)、耐熱性改良劑等。此類添加劑可單獨利用或者可組合兩種以上利用。
在形成硬塗層的步驟(步驟S220)中，作為將硬塗液塗敷於透明膜上的方法，可例如旋塗(spin coating)法、噴塗(spray coating)法、鑄造(cast)法、棒塗(bar coating)法、輥對輥塗敷(roll to roll coating) 法、凹版塗敷(gravure coating)法、浸漬(dipping)法等。從生產率考慮時，這些方法中較佳的是輥對輥塗敷法。塗敷上述組成的硬塗液時，硬塗層表面的接觸角可以為70°以下。由此，可抑制硬塗層和後續的塗敷層之間的剝離。
再次，準備形成有黏結層的離型膜(步驟S230)。
可透過在離型力為10g/in左右的離型PET膜等離型膜的上部面塗敷選自丙烯酸類黏結劑、矽酮類黏結劑及無酸型含有羥基的黏結劑中的一種以上的黏結劑並乾燥、固化，來形成黏結層。
然後，準備透明膜和離型膜之後，以使黏結層位於透明膜的下部面，在透明膜黏合離型膜(步驟S240)。
在第2圖中，防飛散膜只由透明膜和硬塗層構成的情況下，可省略形成有黏結層的離型膜步驟(步驟S230)與黏合離型膜和透明膜的步驟(步驟S240)。
第3圖為本發明另一個實施例的防飛散膜製備方法的簡示圖。
第3圖所示的防飛散膜的製備方法中，直接把黏結層塗敷於透明膜上，圖示的製備方法如下。
首先，準備光學用PET膜等防飛散用透明膜(步驟S310)。
其次，在透明膜的一面上塗敷硬塗液並乾燥、固化，來形成硬塗層(步驟S320)。
形成硬塗層的步驟(步驟S320)與前述的形成硬塗層的步驟(步驟S220)相同，因此不予贅述。
再次，在透明膜的與一面相反的另一面上塗敷選自丙烯酸類黏結劑、矽酮類黏結劑及無酸型含有羥基的黏結劑中的一種或者兩種以上的黏結劑並乾燥、固化，來形成黏結層(步驟S330)。
然後，為保護黏結層，在黏結層的下部面黏合離型膜(步驟S340)。
在第3圖中，防飛散膜只由透明膜和硬塗層構成的情況下，可省略形成黏結層的步驟(步驟S330)與在黏結層下部面黏合離型膜的步驟(步驟S440)。
如此，根據第2圖和第3圖，可容易地製備出透過控制硬塗層的組成來確保光學特性和耐刮性且與後續的塗敷層之間的剝離性低的防飛散膜。
此外，根據本發明，透過上述防飛散膜，可改善後續工序上的衝壓問題，進而提高工序收率。
實施例
1.試片的製備
實施例1
準備由上而下包括硬塗層、透射率為92%的光學用PET膜、黏結層及離型力為10g/in的離型PET膜之防飛散膜。之後，清除離型膜並附著於觸控式螢幕面板面。
此時，透過輥對輥塗敷法，塗敷包含乙醇、相對於100重量份的固體成分為20重量份的無機奈米粒子、30重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂及10重量份的二苯甲酮及2重量份的以下結構式1之偶氮類染料在內 的硬塗液並乾燥、固化，來形成黃色度指數(Yellow Index)值為1.0以下的硬塗層。而且，黏結層可利用丙烯酸(Acrylamide)黏結劑。
實施例2
透過輥對輥塗敷法，塗敷包含乙醇、相對於100重量份的固體成分為20重量份的無機奈米粒子、30重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、10重量份的二苯甲酮及3重量份的上述結構式1的偶氮類染料並乾燥、固化，來形成來硬塗層，除此之外，其他構成與實施例1相同。
實施例3
透過輥對輥塗敷法，塗敷包含乙醇、相對於100重量份的固體成分為20重量份的無機奈米粒子、30重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、10重量份的二苯甲酮及5重量份的上述結構式1的偶氮類染料並乾燥、固化，來形成來硬塗層，除此之外，其他構成與實施例1相同。
比較例1
透過輥對輥塗敷法，塗敷包含乙醇、相對於100重量份的固體成分為20重量份的無機奈米粒子、30重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、10重量份的二苯甲酮並乾燥、固化，來形成來硬塗層，除此之外，其他構成與實施例1相同。
比較例2
除了利用市售中的防飛散膜用硬塗敷膜(日本3M社)之外，其他構成與實施例1相同。
2.物理性質評價
表1中示出了根據實施例1至實施例3以及比較例1至比較例2製備的防飛散膜的透射率、霧度值、黃色度指數值、鉛筆硬度、接觸角及剝離性評價結果。
鉛筆硬度是根據JIS K5600-5-4而測定的。
至於剝離性，根據實施例1至實施例3以及比較例1至比較例2，在光學用PET膜上形成防飛散用硬塗層之後，利用日本米其邦(NICHIBAN)株式會社的CT-24，用橫切(crosscut)的方式形成100個單元(cell)，來評價其附著性。
剝離性評價-O：良好，X：不良
參考表1，實施例1至實施例3以及比較例1至比較例2中黃色度指數值都滿足了目標值，而除了比較例2之外霧度值都滿足了目標值。
尤其，實施例1至實施例3中，隨著偶氮(AZO)類染料含量的增加，黃色度指數值持續降低，在適當含量以上反而誘發了霧度。
因此，相對於比較例1至比較列例2，實施例1至實施例3的光特性優良，尤其，相對於添加適當含量的實施例2比實施例1、實施例3，具有更優良的光特性。
第4圖是本發明實施例1的防飛散膜硬塗層表面的接觸角之測定照片。
參考第4圖，能夠確認本發明實施例1防飛散膜的硬塗層表面的接觸角θ為65°。
透過表1及第4圖能夠證明，滿足本發明條件的防飛散膜具有抑制與後續的塗敷層之間剝離的效果。
以上，以本發明的實施例為中心進行了說明，但這僅僅為例示性的，只要是所屬技術領域中具有通常知識者就能理解能夠由此進行各種變形及均等的其他實施例。因此，本發明的真正的技術保護範圍應根據以下所記載的申請專利範圍來判斷。
110‧‧‧透明膜
120‧‧‧硬塗層
130‧‧‧黏結層
140‧‧‧離型膜

Claims (11)

  1. 一種防飛散膜，其特徵在於，包括：透明膜，以及硬塗層，形成於上述透明膜的上部；上述硬塗層中，相對於100重量份的固體成分，包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂(acrylate resin)、1~15重量份的光誘發劑以及0.2~5重量份的偶氮(AZO)類染料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述硬塗層的鉛筆硬度為2H至9H。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述硬塗層的接觸角為70°以下。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述硬塗層的透射率為90~100%。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述硬塗層的厚度為1μm~10μm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述透明膜包含選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚碸(polyethersulfone,PES)、聚碳酸酯(Poly carbonate,PC)、聚乙烯(polyethylene,PE)以及聚丙烯(poly propylene,PP)中的一種以上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述防飛散膜還包括形成於上述透明膜下部的黏結層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的防飛散膜，其特徵在於，上述黏結層包含選 自丙烯酸(acrylic)類黏結劑、矽酮類黏結劑及無酸(acid-free)型的含有羥基(hydroxyl)的黏結劑中的一種以上。
  9. 一種防飛散膜的製備方法，其特徵在於，在透明膜的一面上塗敷硬塗液(hard coating solution)並乾燥、固化，來形成硬塗層；上述硬塗液中，相對於100重量份的固體成分，包含1~30重量份的無機奈米粒子、1~70重量份的紫外線固化型丙烯酸樹脂、1~15重量份的光誘發劑以及0.2~5重量份的偶氮類染料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的防飛散膜的製備方法，其特徵在於，透過輥對輥塗敷(roll to roll coating)方式，在上述透明膜的一面上塗敷上述硬塗液。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的防飛散膜的製備方法，其特徵在於，在上述透明膜的另一面上還形成黏結層。
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