TWI404775B - 表面保護塗層用組成物及使用其所製備之保護膜 - Google Patents

Description

表面保護塗層用組成物及使用其所製備之保護膜 相關申請的交叉參考

本申請要求2006年2月17日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.2006－15718的優先權，其公開內容在此通過參考引入。

發明領域

本發明涉及塗布表面保護膜的單組分組合物，和使用它製備的表面保護膜。更特別地，本發明涉及塗布表面保護膜的單組分組合物和使用它製備的表面保護膜，其中該組合物包括以預定比例結合的含有導電聚合物的抗靜電劑，和其中丙烯酸酯與氟共聚的特定防汙劑，形成一種組分，由此同時顯示出抗靜電和防汙性能。

發明背景

通常使用表面保護膜，通過在其表面上附著光學膜或片材，同時在元件上加工它們或者安裝它們來防止劃傷和污染光學膜或片材。在另一側上用黏合劑，然後用剝離膜塗布表面保護膜，修整，以具有合適的偏振角或者所需的相角，然後用一定數量的層層疊並儲存。

保護膜所要求的第一性能是抗靜電功能以控制靜電。這是因為當在完成其表面保護功能之後，剝離掉它時產生靜電。

由於常規的顯示器的尺寸相對小，來自靜電的電壓不會產生問題。然而，隨著顯示器的尺寸增加，保護膜的尺寸也變大。因此，在剝離過程中生成的增加的靜電電壓可破壞電子產品。JP2004－287199、JP2002－00340289和JP2005－200607公開了抗靜電處理用以控制因這種靜電產生的靜電力。

當切割表面保護膜時，由切割表面產生的黏合劑附著到另一保護膜上，所述另一保護膜可妨礙檢查產品或者可引起膜被所產生的黏合劑黏合的問題。因此，開發了表面保護膜，其中在它的一側上用防止污染的層塗布，正如在JP1997－1137269、JP1999－256116、JP2003－41014、JP2000－26817、JP2005－200607和韓國公佈專利No.10－2005－0085025中所公開的。

取決於用途，存在表面保護膜附著到其上的各種光學片材，且每一種類的片材具有其產品名稱或者說明軸向，或者具有必需的資訊，例如將它們彼此區分開的條碼。在光學片材上附著的這種資訊通過油墨噴射給出，或者沖印在表面保護膜上。然而，由於在表面保護膜上塗佈防汙層，因此當使用水性油墨和油性油墨二者時，表面保護膜的可印刷性差，這使得書寫的資訊容易脫落。因此，當產品名稱或者軸向說明被擦掉時，條碼讀取器常常出現錯誤。

因此，重要的是，表面保護膜具有防水性和防汙功能，且在膜上的資訊可以書寫且長時間段地維持。可同時在膜上進行抗靜電處理和防汙處理，然而，在兩層的情況下，在膜上進行塗布，製造產率和生產量將下降，於是使得需要單組分塗布技術，以提供防汙功能和抗靜電功能。

考慮到可通過親水處理離子聚合物或者導電聚合物來實現抗靜電處理，而可使用氟化化合物或者矽烷化合物，通過疏水處理實現防汙處理，但仍需要開發同時提供以單組分形式加工所要求的親水性能和疏水性能這兩種不同的二元處理技術。

因此，發明人進行了深入研究，開發了單組分表面處理組分，它可同時作為親水抗靜電劑和疏水防汙劑。結果發現其中抗靜電劑和防汙劑以預定比例結合的表面保護組合物具有優良的抗靜電功能和防汙功能，且可形成為單組分，這是因為抗靜電劑和防汙劑可溶於極性非質子溶劑和極性質子溶劑二者內。此處，抗靜電劑由於在其內包含的導電聚合物導致具有高的表面電導，和防汙劑是具有優良防汙性能的丙烯酸酯共聚物，它可溶於極性非質子溶劑和極性質子溶劑二者內，這是因為丙烯酸酯和氟共聚之故。

本發明的目的是提供兼有抗靜電和防汙功能的單組分表面保護組合物。

發明概要

本發明的目的是通過以1：1－2的重量比結合含有導電聚合物的抗靜電劑和用下式1表示的通過共聚得到的含丙烯酸酯的防汙劑，提供塗布表面保護膜的單組分組合物。

用上式1表示的化合物的平均分子量為5000－100000，其中R是具有1－10個碳原子的直鏈或支鏈烷基，m/n為1－0.01的摩爾比，和x/y為0.1－10的摩爾比。

圖式簡單說明

第1圖示出了根據本發明的一個實施方案製備的表面保護膜的結構(參考標記代表：1－抗靜電和防汙層；2－基礎膜，3－黏合劑，和4－剝離膜)。

第2圖示出了隨著在數種溶劑內濃度的變化，用本發明式1表示的防汙劑的接觸角性能。

第3圖示出了隨著稀釋的變化，根據本發明的一個實施方案製備的抗靜電劑的表面電阻。

第4圖示出了隨著防汙劑含量的變化，根據本發明的一個實施方案製備的防汙劑的表面電阻和接觸角。

較佳實施例之詳細說明

以下更詳細地描述本發明。

本發明涉及兼有抗靜電和防汙功能的塗布表面保護膜的組合物。

一般地，表面保護所使用的抗靜電劑是親水的，而防汙劑是疏水的。因此，由於它們對溶劑的性能的上述不同導致應當單獨處理它們。在膜上進行雙層塗布，以便獲得這兩種性能，而這兩種性能將導致不足的加工和下降的黏合性，這是因為該溶劑的本性具有導致生產量，例如生產產率下降的兩種不同性能所致。

為了解決常規方法的上述缺點，本發明的發明人深入努力地製造單組分形式的塗料組合物，結果通過以預定的比例結合含有導電聚合物物質，例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等的抗靜電劑，以及如式1所示，其中丙烯酸酯與氟共聚的防汙劑，成功地開發了兼有抗靜電劑和防汙劑功能的塗料組合物，所述抗靜電劑和防汙劑可溶於極性非質子溶劑和極性質子溶劑二者內。

以下將更詳細地解釋根據本發明的單組分表面保護塗料組合物。

一般地，在基底膜上塗布表面保護膜。基底膜包括在本領域中常用的聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯酸酯膜等。儘管在本發明中使用聚酯膜，但也可使用其他基底膜。

通常由縮聚二羧酸和脂族二元醇，獲得聚酯膜，然而，縮聚不限於常規的縮聚。在本發明中，通過聚合本領域中常用的芳族二羧酸和脂族二元醇，從而獲得聚酯膜。

芳族二羧酸的實例包括對苯二甲酸，可使用2,6－萘二羧酸。

脂族二元醇的實例包括乙二醇、二甘醇，可使用1,4－環亞己基二亞甲基(1,4－cyclohexylene dimethylene)等。

由上述製備的聚酯的實例包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚2,6－萘二羧酸乙二酯(PEN)等。

要求聚酯膜具有一定厚度，以保護外部的突出物。聚酯膜的厚度範圍可以是20－50微米，優選30－40微米。然而，應當不超過50微米，以便可容易地剝離該膜並且還黏合到基礎膜上。

更詳細地解釋單組分表面保護膜組合物所使用的含導電聚合物的抗靜電劑和式1中丙烯酸酯基防汙劑。

聚合物膜通常添加有抗靜電劑，以提供抗靜電性能。常規的抗靜電劑的實例是陽離子抗靜電劑，其中包括季銨鹽、吡啶腈鹽、伯－仲氨基等；具有陰離子官能團，例如磺酸基、硫酸酯鹽基、磷酸酯鹽基、磷酸基等的陰離子抗靜電劑；兩親抗靜電劑，例如，氨基酸、氨基硫酸酯等；和具有非離子官能團的聚合物抗靜電劑，例如多羥基化合物、聚甘油、聚乙二醇等。

此外，可使用可通過電離輻射聚合且具有叔氨基和季銨基的單體和低聚物，例如聚合物抗靜電劑，如N,N－二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯單體及其季鹽化學品，和傳導聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。

在它們當中，包括銨鹽的陽離子抗靜電劑，和包括陰離子官能團的抗靜電劑，容易與具有抗靜電性能的樹脂或溶劑共混。然而，它們的表面電阻值相對高，因此它們不適合作為保護膜的抗靜電劑。

相反，希望使用用到導電聚合物，例如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等的抗靜電劑，這是因為它們具有相對低的表面電阻值10⁵ －10⁹ Ω/m² 。

以1：2-20的重量比混合聚3,4-伸乙基二氧基噻吩(PEDOT)作為聚噻吩和聚腙(stillen)磺酸(PSS)，然後與黏合劑樹脂共混。若混合比小於2，則所得混合物的電導率下降，若它超過20，則所得混合物的表面電導率下降。相對於100重量份黏合劑樹脂，包含該混合物的範圍為1-20重量份。若包含該混合物小於1重量份，則塗布性能下降，而若它超過20重量份，則表面電導率下降。

黏合劑樹脂不限於在本領域中常用的那些。相反，可使用並混合一種或者大於兩種選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的混合物。

優選相對於如此生產的抗靜電劑，完全乾燥的固體含量為1-10 wt%，以維持低的表面電阻值。若在基底膜上以範圍為0.01-1微米塗布它，則它將具有低的表面電阻值10⁵ -10⁹ Ω/m² ，由此提供優良的抗靜電性能。

在與黏合劑混合中，乾燥固體的濃度和溶劑的選擇是非常重要的。

待使用的溶劑是極性非質子溶劑，例如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞碸(DMSO)、N-甲基吡咯烷(NMP)，和極性質子溶劑，例如水、乙二醇、甲醇、乙醇和丙醇。

通過將適量溶劑放入黏合劑內，以製造具有預定乾燥固體濃度的溶劑，在水溶液中分散導電聚合物，製造具有10-50重量比的導電聚合物水溶液，在黏合劑內混合它，以便具有10-50的重量比，然後在室溫下攪拌1-24小時，從而製備抗靜電劑溶劑。

優選在用極性質子溶劑，例如水、甲醇、乙醇和丙醇稀釋1－20倍之後，使用由上述工藝獲得的抗靜電劑溶劑，在0.01－1微米範圍內進行塗布。此處，塗布方法，即施塗方法，可採用選自輥塗方法、照相凹板塗布方法、微型照相凹板塗布方法、逆向輥塗方法、輥刷方法、噴塗方法、氣刀刮塗方法、浸漬方法和幕塗方法中的一種或者混合方法。

在聚苯胺或者聚吡咯用作導電聚合物的情況下，可獲得表面電阻值為10⁵ －10⁹ Ω/m² 的優良抗靜電性能。

本發明的特定特徵之一是，通過與抗靜電劑混合以單組分形式形成的防汙劑用極性質子或者極性非質子溶劑活化或者可溶解。

作為防汙劑，即抗汙劑，希望使用具有長鏈烷基側鏈的聚合物。特別地，該聚合物優選是丙烯酸酯和丙烯酸的共聚物，或者用聚乙烯醇或者烷基異氰酸酯烷基化的共聚物。

更特別地，可使用由聚乙烯醇和十八烷基異氰酸酯製備的聚乙烯基－N－十八烷基氨基甲酸酯，和由聚乙烯亞胺和十八烷基異氰酸酯製備的聚乙烯亞胺－N－十八烷基氨基甲酸酯。

然而，由於長的烷基鏈導致這種防汙劑不可能溶於抗靜電劑所使用的極性質子溶劑或者極性非質子溶劑內，而是容易結晶，於是它不可能用於製造均勻的溶劑。

防汙劑的進一步的實例是含有氟和矽烷化合物的聚合物。它們可通過增加接觸角來降低表面張力。含有氟的矽烷化合物的實例是CF₃ (CF₂ )₅ CH₂ CH₂ Si(OMe)₃ 、CF₃ (CF₂ )₅ CH₂ CH₂ Si(OEt)₃ 、CF₃ (CF₂ )₅ CH₂ CH₂ Si(OiPr)₃ 等。

可通過在合適的酸/堿催化劑存在下，交聯矽烷化合物，在膜上提供防汙性能。然而，當它們與PEDOT：PSS導電聚合物混合時，它還影響導電聚合物的離子分佈，於是增加表面電阻，即降低抗靜電能力。

與含有長烷基鏈的材料相比，如上所述含有氟或矽的防汙劑通常更加可溶於極性質子溶劑或者極性非質子溶劑內。它們還通過降低在基底表面上的表面張力，顯示出有利的接觸角。然而，如上所述，缺點是，它防止油墨陰滲(smearing)且可容易地剝離。

在本發明的一個實施方案中，提供用式1表示的特定防汙劑的用途，它具有良好的可印刷性和優良的防汙性能以及優良的接觸角性能。

此外，這些防汙劑在非極性溶劑、極性質子溶劑、極性非質子溶劑或者其混合物內具有高的溶解度。當以0.1%－5%的重量比稀釋之後，將它們塗布在基底上時，獲得90－110°的接觸角性能，這一數值代表優良的防汙性能。

表1示出了隨著在式1內溶劑的濃度變化，防汙劑的溶解度和接觸角。第2圖中示出了在表1中完全溶解的1－甲氧基－2－丙醇、丙二醇單甲醚、N,N－二甲基甲酰胺、二甲亞碸、乙腈和N－甲基吡咯烷酮溶劑濃度的接觸角變化。

如第1圖所示，當溶劑的濃度小於1 wt%時，在DMF溶劑內顯示出最好的接觸角；若它大於0.3 wt%，則它顯示出大於或等於90°的接觸角；和當它大於1 wt%時，接觸角達到飽和(saturate)至110°。

此外，均勻混合上述溶劑與PEDOT：PSS抗靜電劑的稀釋溶劑。因此，當以單組分形式結合防汙劑與抗靜電劑進行塗布時，它們顯示出優良的抗靜電性能、防汙性能和對油墨的黏合性能。

在聚酯基底層的一側上處理以上生產的表面處理劑，並通過黏合劑鋪展機，將黏合劑施加到該層的相反側上。然後乾燥並纏繞。

為了防止在纏繞工藝過程中黏合，優選對著黏合層附著具有不同性能的不同類型的膜。待使用的膜是其中在厚度為約20-50微米的聚酯膜基底的一側上施加各種硬化矽樹脂，然後乾燥和硬化的那些。

待使用的黏合層包括可加入到其中的各種丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯作為活性組分。然而，希望選擇具有再剝離性能的低黏合劑。

下文參考附帶例舉的實施方案，更詳細地描述本發明，然而，不應當解釋為限制本發明的範圍。

[製備例1：抗靜電劑]

將4g聚酯樹脂加入到40g二甲亞碸(DMSO)、40g水、15g N,N-二甲基甲酰胺中，然後在室溫下攪拌1小時。在65g水內稀釋10g聚3,4-伸乙基二氧基噻吩(PEDOT)和15g聚苯乙烯磺酸(PSS)，然後將10g PEDOT/PSS溶液加入到聚酯樹脂溶液中。在室溫下攪拌約2小時之後，獲得抗靜電劑溶液。

以表2所示範圍，用MeOH稀釋以上生產的抗靜電劑溶液，然後進行邁耶爾繞線棒塗布RDS04成具有0.04-0.06微米的厚度。

在塗布之後，在下表2和第3圖中示出了通過表面電阻儀DESCO測量的抗靜電性能結果(表面電阻Ω/m² )。

[製備例2：防汙劑]

如式1所示，防汙劑是含有丙烯酸酯和氟的丙烯酸酯共聚物，其中m/n為0.02摩爾比，和x/y為5摩爾比，其中R是具有甲基的聚合物。將10g以上製備的聚合物溶解在90g DMF溶液內，並獲得10 wt%的防汙劑。

實施例：製造單組分表面保護膜 [實施例1]

用30g MeOH稀釋10g製備例1中製備的抗靜電劑，其中添加有1g由製備例2製備的防汙劑，在室溫下攪拌2小時，並在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基底上進行邁耶爾繞線棒塗布RDS04，接著在120℃下乾燥2分鐘。

然後，使用表面電阻儀DESCO，測量基底的表面電阻值，同時使用接觸角儀DSA100，測量接觸角。在下表3和第4圖中示出了結果。

[實施例2－7]

以與實施例1一樣進行實驗。使用表2所示的不同用量的防汙劑，在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基底上進行邁耶爾繞線棒塗布RDS04，然後在120℃下乾燥2分鐘。

然後，使用表面電阻儀DESCO，測量基底的表面電阻值，同時使用接觸角儀DSA100，測量接觸角。在下表3和第4圖中示出了結果。

如表3和第4圖所示，在以一種組分形式結合抗靜電劑和防汙劑，塗布在聚酯基底上的情況下，顯示出範圍為10⁵ －10⁹ Ω/m² 的優良抗靜電性能，即表面電阻值，且還顯示出90－110°的接觸角，即優良的防汙性能。

[對比例1]

在30g異丙醇內稀釋10g作為陽離子抗靜電劑的聚二芳基二甲基氯化銨，並添加聚乙烯亞胺－N－十八烷基氨基甲酸酯到10 wt%的濃度，然後在實施例1和實施例3的條件下，製備單組分塗料溶液。在塗布與實施例1中相同的塗料溶液之後，測量接觸角和抗靜電性能。下表4中示出了結果。

[對比例2－4]

以與對比例1一樣進行實驗，所不同的是通過使用表4所述的不同含量的防汙劑，在與實施例1和實施例3相同的條件下製備單組分塗料溶液。在與實施例1一樣塗布之後，測量接觸角性能和抗靜電性能的結果，在下表4中示出了結果。

如表4所示，在對比例1－4的大多數情況下，塗料組合物具有差的抗靜電性能，即高的表面電阻值，且與實施例相比，接觸角性能也低。這是因為混合陽離子和陰離子抗靜電劑和具有長鏈脂族的防汙劑，和混合矽與包括氟的防汙劑沒有很好地發揮作用。

如上所述，根據本發明的表面保護組合物當用於膜時，兼有抗靜電和防汙性能。此外，它的優點是，通過使用單組分塗料組合物，進行塗布工藝，降低生產成本到約一半，由此提供在工業上高度有用的優良質量的表面保護膜。

1．．．抗靜電和防汙層

2．．．基礎膜

3．．．黏合劑

4．．．剝離膜

第1圖示出了根據本發明的一個實施方案製備的表面保護膜的結構(參考標記代表：1－抗靜電和防汙層；2－基礎膜，3－黏合劑，和4－剝離膜)。

第2圖示出了隨著在數種溶劑內濃度的變化，用本發明式1表示的防汙劑的接觸角性能。

第3圖示出了隨著稀釋的變化，根據本發明的一個實施方案製備的抗靜電劑的表面電阻。

第4圖示出了隨著防汙劑含量的變化，根據本發明的一個實施方案製備的防汙劑的表面電阻和接觸角。

1．．．抗靜電和防汙層

2．．．基礎膜

3．．．黏合劑

4．．．剝離膜

Claims (5)

1. 一種單組分表面保護組合物，它包括：以1：0.1~1：1.2的重量比結合抗靜電劑與防汙劑，該抗靜電劑包含1：2-20的重量比之聚3,4-伸乙基二氧基噻吩和聚腙磺酸(polystillensulfonic acid)，及該防汙劑係用下式1表示的丙烯酸酯共聚物 其中用式1表示的化合物的平均分子量為5000-100000，R是具有1-10個碳原子的直鏈或支鏈烷基，m/n為1-0.01的摩爾比，和x/y為0.1-10的摩爾比。
2. 如申請專利範圍第1項的組合物，其表面電阻為10⁵ -10⁹ Ω/m² ，和接觸角為90-110°。
3. 一種表面保護膜，其經塗布有如申請專利範圍第1項之單組分表面保護組合物。
4. 如申請專利範圍第3項的表面保護膜，其係用於保護選自偏振板、相差板和寬視角膜的疊層劑的表面。
5. 如申請專利範圍第3項的表面保護膜，其係使用令黏合劑和不同類型的膜層疊在聚酯基底的一個表面上，同時表面保護膜層疊在基底的相反表面上的方法製造。