TWI432538B - 塗料組成物及具有增加耐磨性與指紋痕可移除性之鍍膜 - Google Patents

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Description

塗料組成物及具有增加耐磨性與指紋痕可移除性之鍍膜
本發明係關於一種塗料組成物及鍍膜。本發明尤指一種可應用於如電視、筆記型電腦、行動電話及其相似物等顯示器之塗料組成物及鍍膜，其具有極佳之耐磨性，且可輕易移除油性物質髒污，如指紋或塗鴉等。
本發明係主張2007年11月29日於韓國智慧財產局提出韓國專利申請號2007-0122640之優先權，其所揭露之內容均併入本發明中以供參酌。
各種顯示器所普遍存在問題為，容易因指紋而造成影像變形或外觀品質降低。此外，當使用一般常見之表面處理劑時，不但不易移除如指紋等髒污，且會造成髒污擴散，而衍生出其他問題。
在相關技術領域中，已提出一些表面處理方法，以提供耐磨性與耐沾污性。
第一種方法是一種於耐磨性塗佈溶液中添加疏水性氟或矽界面活性劑之方法；且在此方法中，於塗佈及固化後，因疏水性界面活性劑是分布在膜表面上，而可使膜具有耐沾污性。其中，由於疏水性界面活性劑並未和塗佈層之黏合劑鍵結，若經織布摩擦表面數百次後測量其耐沾污性，則會發現耐沾污性有急遽降低的缺點。此外，雖應添加過量之界面活性劑以確保得到預設之耐沾污性，但此情況反而造成耐磨性降低的缺點。
第二種方法係為一種使用兩次塗佈法分別形成一塗佈層，以於耐磨性塗佈層上提供耐沾污性之方法。日本未審查專利申請公開第07-16940號揭露將具全氟基之丙烯酸酯與二氧化矽之共聚物分別塗佈在以二氧化矽做為主成分之低反射層上。此方法之特徵在於：當膜表面受到摩擦時仍可保持耐沾污性，但由於鍵結基團需與耐磨性塗佈層中之耐沾污性層材料反應以確保耐沾污性，反而造成因使用兩次塗佈法而使製作成本增加的問題。此外，當如指紋之油性物質持續附著時，由於油脂會穿透膜，反而導致膜性質急遽劣化。
為解決上述習知問題，本發明之主要目的係提供一種塗料組成物及鍍膜，俾能以一次塗佈法同時提供耐磨性與耐沾污性，而能使膜受到摩擦時仍能保持其耐膜性與耐沾污性，並可減少或輕易移除如指紋等油性物質所形成的髒污。
為達成上述目的，本發明提供一種塗料組成物，其包括：一含UV可固化官能基之黏合劑、一含氟化UV可固化官能基之化合物、一光起始劑、以及奈米顆粒。
此外，本發明提供一種鍍膜，其包含：一含UV可固化官能基之黏合劑；一含氟化UV可固化官能基之化合物；一光起始劑；以及奈米顆粒。
再者，本發明提供一種鍍膜之製備方法，其包含下列步驟：塗佈一塗料組成物，其包含一含UV可固化官能基之黏合劑、一含氟化UV可固化官能基之化合物、一光起始劑、以及奈米顆粒；乾燥該塗料組成物；以及光固化所塗佈之該塗料組成物。
此外，本發明提供一種顯示器裝置，其包含該鍍膜。
當使用本發明塗料組成物形成膜時，可藉由一次塗佈法同時達到耐磨性及耐沾污性，且當膜受到摩擦時可維持其耐磨性及耐沾污性，同時可減少並輕易移除由如指紋等油性物質所造成之髒污。
本發明之塗料組成物係包括一含UV可固化官能基之黏合劑、一含氟化UV可固化官能基之化合物、一光起始劑、以及奈米顆粒。
其中，含UV可固化官能基之黏合劑為一種可提供鍍膜耐磨性之主要成份，而含氟化UV可固化官能基之化合物則為一種能有效減少且移除如指紋等油性物質所造成之髒污之成分。此外，當奈米顆粒與本發明塗料組成物其他成份混合時，可提供鍍膜之抗塗寫性。
於本發明中，做為具UV可固化官能基之黏合劑，係包含多官能基或單官能基單體、或低聚合物。且黏合劑需具有高交聯密度以提升耐磨性，但由於鍍膜固化收縮可能造成破裂或錯誤貼合的情形發生，故需控制黏合劑之密度。
包含在黏合劑中之官能基並無特殊限制，只要此官能基是UV可固化官能基即可，且其具體實施例可包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基及其相似物。
丙烯酸酯之例子包括二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、三丙烯酸三亞甲基丙酯(trimethylenepropyl triacrylate)、乙二醇二丙烯酸酯(ethyleneglycol diacrylate)、己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸乙己酯(ethylhexyl acrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl acrylate)及其相似物。
有用之丙烯酸酯低聚合物之例子包括胺甲酸乙酯變性丙烯酸酯低聚合物(urethane denatured acrylate oligomer)、環氧丙烯酸酯低聚合物(epoxy acrylate oligomer)、乙醚丙烯酸酯低聚合物(ether acrylate oligomer)、及其相似物，且丙烯酸酯官能基數目較佳為2~6。於此，低聚合物之分子量較佳係介於1,000~10,000範圍內。
此外，甲基丙烯酸酯之例子包括三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol dimethacrylate)、丁二醇二甲基丙烯酸酯(butanediol dimethacrylate)、甲基丙烯酸六乙酯(hexaethyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)及其相似物，且亦可使用甲基丙烯酸低聚合物。
乙烯基之例子包括二乙烯苯(divinyl benzene)、苯乙烯(styrene)、對甲苯乙烯(paramethylstyrene)及其相似物。
在本發明中，該含氟化UV可固化官能基之化合物應包括氟，以減少並移除由如指紋等油性物質所造成之髒污。此外，含氟化UV可固化官能基之化合物並無特殊限制，只要其具有一UV可固化官能基即可。
詳細而言，亦可使用丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、以及含全氟基之乙烯。其中，該含氟化UV可固化官能基之化合物較佳具有1至6個UV可固化官能基。更詳細而言，含氟化UV可固化官能基之化合物可選自由下式1至9所示之化合物所組成之群組，但本發明之範圍並不侷限於此。亦可使用同時具有UV可固化官能基與氟基之材料。
於上式1至9中，X及Y係各自獨立為F或CF3 ，Z為H或CH3 ，a、j及m係各自為1至16範圍內之整數，c、k及n係各自為0至5範圍內之整數，b、d、e、f及g係各自為0至200範圍內之整數，h及i係各自為0至16範圍內之整數，而PFPE之結構如下所示。
在100重量份之含UV可固化官能基之黏合劑中，該含氟化UV可固化官能基之化合物其含量較佳係介於0.5~20重量份之範圍內。
於本發明中，奈米顆粒較佳為光透明，且為確保其光透明度，平均粒徑較佳係介於0.5~50nm範圍內，更佳係介於5~30nm範圍內。若粒徑過大，則會製得不透光鍍膜。箬粒徑過小，則造成抗塗寫性降低。奈米顆粒材料之例子可包含如二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氟化鎂、及其相似物。此外，奈米顆粒可進行表面處理，以提升與黏合劑之相容性及顆粒分散性。於表面處理中，可使用矽烷偶聯劑、環氧化合物、含羥基之化合物、異氰酸鹽化合物、及其他分散劑。
在100重量份之含UV可固化官能基之黏合劑中，奈米顆粒其含量較佳係介於0.5~50重量份之範圍內。
光起始劑並無特殊限制，只要為可被紫外光分解之起始劑即可。光起始劑之詳細例子可包含α-羥基酮之Irgacure 127、Irgacure 184、Darocure 1173、及Irgacure 2959，α-胺基酮之Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure 907、及Irgacure 1300，苯基二甲基縮酮之Irgacure 651、單醯基氧化膦(monoacylphosphine)之Darocure TPO，及其相似物。且在100重量份之該含UV可固化官能基之黏合劑中，光起始劑其含量較佳係介於1~20重量份之範圍內。
本發明之塗料組成物可更包括一溶劑，係添加在上述成分中以提升塗佈性。且溶劑之種類及含量並無特殊限制，可使用醇類、烷類、醚類、環烷類、芳香族有機溶劑、或其相似物。詳細而言，可使用甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、二丙酮醇、2-乙氧乙醇、2-甲氧乙醇、2-丁氧乙醇、丙二醇單甲醚、己烷、庚烷、環己烷、乙醯丙酮、二甲基酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲苯、苯、二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲醯胺、四氫呋喃、及其相似物，但本發明之範圍並不侷限於此。
本發明之塗料組成物可塗佈在基板上。而基板並無特殊限制，但可使用塑膠膜。塑膠膜之例子可包括一含有選自由聚酯、三醋酸纖維素、烯烴共聚物、以及聚甲基丙烯酸甲酯所組成之群組之材料的膜。
塗料組成物可使用本技術領域一般習知之塗佈方法塗佈在基板上，且塗佈法類型之例子包括雙輥或三輥反向塗佈法、凹版印刷塗佈法(gravure coating)、微凹版印刷塗佈法、模具式塗佈法(die coating)、簾塗法(curtain coating)、刮刀塗佈法、浸沾式塗佈法、淋塗法(flow coating)、及其相似方法。
較佳地，使用上述方法所塗佈之膜，於乾燥後係使用光量介於0.05~2J/cm2 範圍內之紫外光進行照射以固化之；且特別是當固化是在氮氣下進行時，因表面固化度增加而可提升指紋可移除性。
塗佈組成物之塗佈厚度較佳係介於0.5~300μm範圍內，且更佳係介於10~30μm範圍內。當塗佈厚度增加，則可提升耐磨性，但可能會因固化收縮而造成膜捲曲或破裂的情形發生。
使用上述塗料組成物所形成之鍍膜具有極佳之耐磨性與耐沾污性，如指紋痕可移除性及抗塗寫性。本發明之鍍膜厚度較佳係介於0.5~300μm範圍內，且更佳係介於10~30μm範圍內。
本發明之鍍膜其應用並不受限制，只要是用於耐磨性及耐沾污性。例如，此鍍膜可應用在顯示器裝置上。其中，鍍膜可直接覆蓋在目標裝置(如欲形成顯示器裝置)部件上，或可於鍍膜形成在基板上後應用在與基板連接之目標裝置上。本發明之鍍膜可應用於液晶顯示器、有機發光裝置(OLED)、電漿顯示器、以及行動電話螢幕，但本發明之範圍並不侷限於此。
藉由下述實施例，而可更加了解本發明，但本發明並不侷限於此。
於本實施例中，如下所述，在製得塗料組成物及鍍膜後，利用下述方法評估耐磨性、指紋痕可移除性、以及抗塗寫性等物理性質。
鍍膜耐磨性係在500g負重下，以鉛筆硬度進行評估。
鍍膜之指紋痕可移除性則使用下述方法評估。首先，配製人造指紋溶液，並塗佈在橡皮圖章上。接著，於鍍膜表面上按壓橡皮圖章，並乾燥10分鐘。而後，使用紗布移除鍍膜上指紋，並以肉眼評估殘留之指紋。這裡所使用之人造指紋溶液係使用JIS K 2246所製備。
至於鍍膜之抗塗寫性，則是使用油性筆在鍍膜上化上兩條5cm的線，然後使用細纖維乾淨織布擦拭後，以肉眼檢視筆跡。重複進行上述步驟直到可觀察到筆跡，並紀錄重複次數。
實施例1
取100g之含UV可固化官能基黏合劑之丙烯酸胺酯EB1290(Cytec,Co.,Ltd.)、5g之含全氟基丙烯酸酯之具式1結構之材料(X及Y係各自為F，Z為CH3 ，a、e及I係各自為2，b、c、d、f及g係各自為1，且h為3)、5g之光起始劑Irgacure 184、10g之二氧化矽顆粒(其係使用甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(methacryloxy propyltrimethoxy silane)，且平均粒徑為20nm)、100g之甲乙酮、以及100g乙酸丁酯相互混合，然後攪拌塗料組成物1小時，使各個成分彼此間充分混合。使用雙輥反向塗佈，將上述方法所配製之塗料組成物塗佈在三醋酸纖維素膜上，並使固化厚度為10μm。將所塗佈的膜置於60℃烘箱中乾燥2分鐘，並使用聚合汞燈以1J/cm2 之光源密度進行紫外光照射，以製得具指紋痕可移除性之耐磨性鍍膜。
實施例2
本實施例之鍍膜係使用如實施例1所述之相同方法製作，但須使用5g之具式2結構之材料(X為F，Z為CH3 ，j為4，k及n係各自為2，且m為3)取代含全氟基丙烯酸酯之具式1結構之材料。
實施例3
本實施例之鍍膜係使用如實施例1所述之相同方法製作，但須使用5g之具式3結構之Optool DAC(DAIKIN,Co.,Ltd.)取代含全氟基丙烯酸酯之具式1結構之材料。
實施例4
本實施例之鍍膜係使用如實施例1所述之相同方法製作，但須使用5g之具式4結構之材料(於式4中，Z為CH3 ，PFPE之X及Y係各自為F，a、e及i係各自為2，b、c、d、f及g係各自為1，且h為3)取代含全氟基丙烯酸酯之具式1結構之材料。
實施例5
本實施例之鍍膜係使用如實施例1所述之相同方法製作，但須使用5g之具式9結構之材料(於式9中，Z為CH3 ，PFPE之X及Y係各自為F，a、e及i係各自為2，b、c、d、f及g係各自為1，且h為3)取代含全氟基丙烯酸酯之具式1結構之材料。
實施例6
本實施例之鍍膜係使用如實施例3所述之相同方法製作，但須使用10g之平均粒徑為14nm之二氧化矽顆粒取代平均粒徑為20nm之二氧化矽顆粒，並進行表面處理以做為奈米顆粒；且使用100g之甲醇取代乙酸丁酯以做為溶劑。
實施例7
本實施例之鍍膜係使用如實施例3所述之相同方法製作，但須使用平均粒徑為10nm之氟化鎂顆粒取代平均粒徑為20nm之二氧化矽顆粒，並進行表面處理以做為奈米顆粒。
比較例1
本實施例之鍍膜係使用如實施例3所述之相同方法製作，但未使用含全氟基之丙烯酸酯。
比較例2
本實施例之鍍膜係使用如實施例3所述之相同方法製作，但二氧化矽顆粒並未經過表面處理。
接下來，對於上述所製得之鍍膜進行鉛筆硬度、指紋痕可移除性、以及抗塗寫性等進行評估。而評估結果如下表1所示。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims (16)

  1. 一種塗料組成物，包括：一含UV可固化官能基之黏合劑；一含氟化UV可固化官能基之化合物；一光起始劑；以及奈米顆粒，其中，該含氟化UV可固化官能基之化合物包括一如下列式2所示之化合物： 其中，X係為F或CF3 ，Z為H或CH3 ，j及m係各自為1至16範圍內之整數，k及n係各自為0至5範圍內之整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，其中在100重量份之該含UV可固化官能基之黏合劑中，該含氟化UV可固化官能基之化合物其含量係介於0.5~20重量份之範圍內，該奈米顆粒之含量係介於0.5~50重量份之範圍內，且該光起始劑之含量係介於1~20重量份之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，其中該含UV可固化官能基之黏合劑係包含多官能基或單官能基單體，或丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、或乙烯基之低聚合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，其中該奈米顆粒之平均粒徑係介於0.5~50nm範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，其中該奈米顆粒係選自由二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、以及氟化鎂所組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，其中該奈米顆粒係使用一選自由矽烷偶聯劑、環氧化合物、含羥基之化合物、以及異氰酸鹽化合物所組成之群組的材料，進行表面處理。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之塗料組成物，更包括：一溶劑。
  8. 一種鍍膜，其係使用如申請專利範圍第1至7項任一項所述之塗料組成物所製得，該鍍膜包括：一含UV可固化官能基之黏合劑；一含氟化UV可固化官能基之化合物；一光起始劑；以及奈米顆粒。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之鍍膜，其中該鍍膜之厚度係介於0.5~300μm範圍內。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之鍍膜，其中於該鍍膜之一側係提供有一基板。
  11. 一種鍍膜之製備方法，其中該方法包含下列步驟：塗佈如申請專利範圍第1至7項任一項所述之塗料組成物於一基板上； 乾燥該塗料組成物；以及光固化所塗佈之該塗料組成物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製備方法，其中該基板係由一選自由聚酯、三醋酸纖維素、烯烴共聚物、以及聚甲基丙烯酸甲酯所組成之群組的材料所製成。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之製備方法，其中塗佈時之厚度係介於0.5~300μm範圍內。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之製備方法，其中光固化係使用0.05~2J/cm2 範圍內之紫外光光量進行照射。
  15. 一種顯示器裝置，包括：如申請專利範圍第8項所述之鍍膜。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器裝置，其中該顯示器裝置係選自由液晶顯示器、有機發光裝置(OLED)、電漿顯示器、以及行動電話螢幕所組成之群組。
TW97146594A 2007-11-29 2008-12-01 塗料組成物及具有增加耐磨性與指紋痕可移除性之鍍膜 TWI432538B (zh)

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