TWI477569B - 具有提高柔軟度之黏結組合物 - Google Patents

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Description

具有提高柔軟度之黏結組合物
本發明係關於一種觸控面板用黏結組合物，特別係有關於一種具有提高柔軟度之黏結組合物。本發明的黏結組合物由於具有優異的柔軟度及黏結性，因此以薄的厚度也能夠消除印刷的高度差。
觸控式螢幕在視窗玻璃中普遍是以黑色或白色進行印刷來遮光，於此，如果印刷黑色，則需要20微米(μm)~30 μm的印刷高度；如果印刷白色，用於體現色彩則需要30 μm~50 μm的印刷高度。為了消除這些印刷的高度差通常是利用厚度約250 μm的光學膠(Optically Clear Adhesive,OCA)膜。
但是，近年來隨著智慧手機、平板電腦的輕量化及薄型化的趨勢，使用在觸控面板的OCA膜，亦即，黏結劑也同時提高了柔軟度，因而要求減少其厚度。但是，在普遍使用的丙烯酸黏結劑之情況下，如果提高了柔軟度，則存在著阻礙格網單元加工等裁剪特性及作業性的問題。
例如，日本公開專利第2010-260880號中公開了一種在發泡體基材的雙面具有黏結層的雙面黏結膠帶，該黏結層中包含將丙烯酸甲酯及羧基的乙烯基單體作為單體成分具有的丙烯酸共聚物與賦予黏結性的松香酯樹脂。但是，這可能會保障優異的黏結力，卻無法保障將優異的柔韌性為基礎的印刷高度差之消除能力。
對此，本發明人於研究因柔軟度高而以薄的厚度不僅能夠消除印刷的高度差，並且裁剪特性、耐久性等優異之黏結組合物的過程中，發現了將利用共聚特定的複數個丙烯酸單體得到的共聚物來製備黏結劑的情況下，不僅以10 μm~200 μm的厚度也能夠消除印刷的高度差，且其裁剪特性、耐久性、透明度等均優異，從而完成了本發明。
本發明的目的在於提供一種因柔軟度高而以不僅薄的厚度也能夠消除印刷的高度差，且裁剪特性、耐久性等均優異的黏結組合物。
為了達成上述目的，本發明提供一種具有提高柔軟度之黏結組合物，該黏結組合物中包含將烷基之碳數為2~14的烷基丙烯酸酯單體、含有羥基的丙烯酸酯(acrylic ester)單體及丙烯酸酯(acrylic ester)單體進行共聚所得到的共聚物，並且，在60℃下藉由高級研究電磁模擬器(ARES)測量的剪切彈性模量(shear modulus)為介於15000帕斯卡(Pa)~40000 Pa之間。
並且，本發明提供一種該黏結組合物及利用該黏結組合物的黏結膜、觸控面板、電子設備。
本發明的黏結組合物及黏結膜因柔軟度高而不僅以薄的厚度也能夠消除印刷的高度差，且裁剪特性、耐久性、透明度均高。
10‧‧‧黏結層
20‧‧‧第一剝離襯墊
30‧‧‧第二剝離襯墊
第1圖繪示本發明的黏結膜。
本發明涉及一種具有提高柔軟度之黏結組合物，該黏結組合物中包含將烷基之碳數為2~14的烷基丙烯酸酯單體、含有羥基的丙烯酸酯單體及丙烯酸酯單體進行共聚所得到的共聚物，並且，在60℃下藉由高級研究電磁模擬器(ARES)測量的剪切彈性模量為介於15000 Pa~40000 Pa之間。
並且，本發明涉及一種黏結膜，該黏結膜包括由本發明之黏結組合物形成的黏結層及分別位於該黏結層之雙面的剝離襯墊。
並且，本發明涉及一種包括由本發明之黏結組合物形成的黏結層之觸控面板及包括該觸控面板的電子設備。
以下參照附圖詳細說明的實施例將會使得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，本發明不局限於以下所公開的實施例，本發明能夠以互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的普通技術人員能夠完整地理解本發明之範疇，本發明是根據申請專利範圍而定義。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構元件。
以下，參照附圖對本發明的具有提高柔軟度之黏結組合物及利用該黏結組合物所製備之黏結膜進行詳細說明。
烷基之碳數為2~14的烷基丙烯酸酯單體
本發明的烷基丙烯酸酯單體是選自於由(甲基)丙烯酸乙酯(ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正丙酯(n-propyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異丙酯(isopropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正丁酯(n-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸第三丁酯(t-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸第二丁酯(sec-butyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸戊酯(pentyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-乙基己基酯(2-ethylhexyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸正辛酯(n-octyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異辛酯(isooctyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異壬酯(isononyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸十二酯(lauryl(meth)acrylate)及(甲基)丙烯酸十四酯(tetradecyl(meth)acrylate)所組成之群組。本發明的烷基丙烯酸酯單體較佳為丙烯酸-2-乙基己基酯(2-ethyl hexyl acrylate)。
如果烷基的碳數大於15，則導致黏結組合物的玻璃轉化溫度(Tg)變高或難以調節黏結性之問題。
含有羥基的丙烯酸酯單體
本發明的含有羥基的丙烯酸酯單體是選自於由(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯(4-hydroxybutyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙二醇酯(2-hydroxyethylene glycol(meth)acrylate)及(甲基)丙烯酸-2-羥基丙二醇酯(2-hydroxypropylene glycol(meth)acrylate)所組成之群組。本發明的含有羥基的丙烯酸酯單體 較佳為丙烯酸-2-羥基乙酯(2-hydroxyl ethyl acrylate)。
相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，使用2重量份~60重量份的本發明之含有羥基的丙烯酸酯單體。如果包含小於2重量份的該含有羥基的丙烯酸酯單體或不包含該含有羥基的丙烯酸酯單體，則會導致黏結組合物之剝離力的降低，並且導致裁剪特性的低下。並且，如果包含大於60重量份的含有羥基的丙烯酸酯單體，則會導致雖然黏結劑之裁剪特性得以提高，但是黏結劑變硬，使其與基材的密著力低下，且黏度變高，存在著加工性降低的問題。
丙烯酸酯單體
本發明的黏結組合物中，除了該烷基之碳數為2~14的烷基丙烯酸酯單體及該含有羥基的丙烯酸酯單體以外，還包含丙烯酸酯單體。該丙烯酸酯單體具有龐大(bulky)的結構。這時，該龐大(bulky)的結構較佳為雙環(bicyclic)結構。
本發明的龐大(bulky)的結構的丙烯酸酯單體更佳為丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate)或者(甲基)丙烯酸異冰片酯(isobornyl(meth)acrylate)，本發明的龐大結構的丙烯酸酯單體最佳為丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate)。
相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，使用2重量份~70重量份的本發明之龐大結構的丙烯酸酯單體。如果包含小於2重量份的該龐大結構的丙烯酸酯單體聚合物或不包含該龐大結構的丙烯酸酯單體聚合物，則會導致黏結組合物之剝離力的降低，且裁剪特性也會降低。並且，如果該龐大結構的丙烯酸酯單體大於70重量份，雖然裁剪特性得以提高，但是由於產品變硬，從而存在著其與基材之密著力低下的問題。
偶聯劑
本發明的黏結組合物中包含偶聯劑。該偶聯劑不受限制，且使用在利用丙烯酸樹脂的黏結組合物中通常使用的偶聯劑即可。例如，本發明的偶聯劑可以為矽類偶聯劑等，例如可使用γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、乙烯三甲氧基甲矽烷、 乙烯三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-氨丙基三甲氧基矽烷、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷或者γ-乙醯乙酸酯基丙基三甲氧基矽烷等中的一種或混合兩種以上來使用。
相對於100重量份的本發明之烷基丙烯酸酯單體，包含0.01重量份~3.0重量份的本發明之偶聯劑。如果包含小於0.01重量份的本發明之偶聯劑，則導致不能發生完全的偶聯反應；如果偶聯劑含量大於3.0重量份，則未反應的偶聯劑有可能以不純物而殘留。
光引發劑
本發明的黏結組合物中包含光引發劑。可在本發明使用的光引發劑的種類，凡是基於光照射產生自由基來引發聚合反應的光引發劑則不受特別限制。可在本發明使用的光聚合引發劑的具體種類有安息香類引發劑、羥基酮類引發劑或者氨基酮類引發劑等，更詳細地，有安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香正丁醚、安息香異丁醚、苯乙酮、二甲氨基苯乙酮、a，a-甲氧基-a-羥基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-丙基)酮、二苯甲酮、4，4'-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基硫雜蒽酮(2-methylthioxanthone)、2-乙基硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、2，4-二甲基硫雜蒽酮、2，4-二乙基硫雜蒽酮、二甲基苄基酮，苯乙酮二甲基縮酮及聚合[2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]等，但是本發明並不局限於此。本發明在上述種類中可使用一種或兩種以上。
在本說明書中使用的術語“光照射”意指可影響光引發劑或者聚合性化合物而誘發聚合反應之電磁波的照射，並且在上述中，電磁波被作為，如微波、紅外線、紫外線、X射線及γ射線，還具有如α-粒子粟、質子束(proton beam)、中子束(neutron beam)及電子束(electron beam)等的粒子束總稱之意思來使用。
相對於100重量份的本發明之烷基丙烯酸酯單體，較佳包含0.01重量份~3.0重量份的光引發劑。如果添加的光引發劑的含量少於0.01重量份，則可能會延長反應時間。反之，光引發劑的含量大於3.0重量份，則未反應的光引發劑可能以不純物而殘留。
固化劑
本發明的黏結組合物中包含固化劑。本發明的固化劑可不受限制地使用公知的固化劑，如多官能苯酚類、氨基、咪唑化合物、酸酐、有機化合物及這些化合物的鹵化物、多官能丙烯酸、聚氨酯、異氰酸酯類、醇類、聚醯胺、多硫化物、三氟化硼等。
相對於100重量份的本發明之烷基丙烯酸酯單體，較佳包含0.01重量份~7.0重量份的本發明之固化劑。如果添加小於0.01重量份的固化劑，反應時間則延長或者固化反應將進行得不夠充分，從而可能難以進行膜的成型。反之，如果固化劑含量大於7.0重量份，則未反應的固化劑可能以不純物而殘留或者因過度固化而過度僵硬最終可能降低其使用性。
分子量調節劑
本發明的黏結組合物中包含分子量調節劑。本發明的分子量調節劑可不受限制地使用公知的分子量調節劑，如硫醇(Thiol)類、鹵化碳(halocarbons)類、四氯化碳(carbon tetrachloride)、2-巰基乙醇(2-mercaptoethanol)、3-硫基丙酸(3-mercaptopropionic acid)等，並且，相對於100重量份的本發明的烷基丙烯酸酯單體，較佳包含0.005重量份~5.0重量份的分子量調節劑。如果分子量調節劑的含量小於0.005重量份，其調節效果則不明顯。並且，如果分子量調節劑的含量大於5.0重量份，則固化反應會受到抑制，可能降低膜成型、且殘留的未反應物質可能滲出。
黏結膜
本發明提供由本發明之黏結組合物形成的黏結層10及由該黏結層雙面之剝離襯墊20、30形成的黏結膜(請參照第1圖)。在第一剝離襯墊塗敷本發明的黏結物進行固化之後，將該固化物層壓於第二剝離襯 墊以製備該黏結膜。
於此，本發明的剝離襯墊20、30較佳具有互不相同的離型力。即，第一剝離襯墊20的離型力較佳為介於40 g/2in~120 g/2in之間，且第二剝離襯墊30的離型力較佳為介於5 g/2in~40 g/2in之間。如果第一剝離襯墊20的離型力小於40 g/2in，則存在著難以進行第二剝離襯墊的剝離；如果第一剝離襯墊20的離型力大於120 g/2in，則由於不易進行剝離，從而存在著降低加工性的缺點。另一方面，如果第二剝離襯墊30的離型力小於5 g/2in，則加工時可能會發生隧穿現象；如果第二剝離襯墊30的離型力大於40 g/2in，則由於難以進行剝離，從而存在著降低加工性的問題。
本發明之黏結層10的厚度為介於20 μm~350 μm之間，較佳為介於50 μm~250 μm之間，更佳為介於100 μm~200 μm之間。如果本發明之黏結層的厚度小於20 μm，則相比通常的觸控式螢幕的遮光用印刷層薄。並且，如果本發明之黏結層即使大於350 μm，雖然其在作為黏結膜的性能上不存在問題，但是考慮到觸控面板的薄型化傾向，將導致使觸控面板的厚度不必要地加厚。
本發明之黏結膜的黏度是介於1000厘泊(cps)~2000 cps之間。黏結膜具有前述範圍的黏度時，其塗敷性良好，並且黏結膜的外觀及物理性質穩定維持；如果黏度為2000 cps以上，則在塗敷黏結層時會發生凝聚現象；如果黏度小於1000 cps，則在塗敷黏結層時會發生流淌現象，而引起黏結膜的厚度偏差。
本發明的黏結膜具有0.5%以下的霧度值。如果黏結膜的霧度值超過0.5%，則將導致光學特性的降低；在黏結膜的霧度值超過1.0%的情況下，由於透明度過低而不適於作為光學用黏結膜。
1.黏結膜的製備
按照下表1的組成比例混合各成分，在常溫下進行5分鐘的共聚而製備出了黏結組合物。將該黏結組合物塗敷在離型力為75 g/2in的聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)襯墊來進行固化之後，將該固化物襯墊層壓在離型力為30 g/2in的PET襯墊以製備出黏結 層之厚度為175 μm的黏結膜(實施例1至實施例8、比較例1至比較例10)。這時，作為光引發劑使用了豔佳固651(Irgacure 651)，汽巴精化(制)，作為固化劑使用了甲苯二異氰酸酯(Toluene diisocyanate)，且作為分子量調節劑使用了2-巰基乙醇(2-mercaptoethanol)。
2.黏結膜的物理性質評價
實驗例1-黏結性評價
根據改進的初黏力測試(ASTM D3330 Modified)評價了實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結性。結果得知其黏結性都非常良好(請參照下表2)。尤其根據改進的初黏力測試(ASTM D3330 Modified)測量時，得知出實施例1至實施例8的黏結組合物均具有3000 g/in~4000 g/in的黏結力。
實驗例2-耐久性評價
在銦錫氧化物(INDIUM TIN OXIDES,ITO)膜上黏附實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結組合物，並且黏附了玻璃基板。之後將此膜在60℃、90%的濕度條件的烤箱中存放120小時後，實施外觀觀察來確認出是否產生氣泡。
結果，實施例1至實施例8在高溫、高濕條件下未產生氣泡， 而得知其具有優異的耐久性。但是，比較例1至比較例7均產生了氣泡，尤其比較例4及比較例7中觀察到產生了大量的氣泡(請參照下表3)。
實驗例3-柔軟度評價
藉由實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的高級研究電磁模擬器(ARES)來測量根據溫度而變化的剪切彈性模量，從而對柔軟度進行評價、比較。於此，利用了TA儀器(TA Instrument)公司的ARES G2測量儀器。
結果得知，藉由ARES在20℃下測量的實施例1至實施例8的剪切彈性模量均是介於70000 Pa~95000 Pa之間，在60℃下測量的剪 切彈性模量為介於15000 Pa~40000 Pa之間。並且，根據上述溫度的剪切彈性模量的相差為介於45000 Pa~65000 Pa之間。但是，整體上比較例的剪切彈性模量高於實施例或一部分的比較例難以進行膜成型，無法進行測量(請參照下表4)。
實驗例4-消除印刷高度差能力的評價
在玻璃基板以40 μm的印刷的高度差印刷白色，並且在印刷面黏附實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結組合物後，於其上再層壓光學用玻璃，接續觀察在印刷表面部是否產生氣泡來評價消除印刷高度差的能力。
結果得知，在高溫即，60℃下模量(Modulus)於40000 Pa以下的黏結組合物顯示出了良好的消除印刷高度差的能力(請參照下表5)。
實驗例5-裁剪特性評價
在常溫下用刀切斷實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結膜，並根據黏著物產生程度評價了其裁剪特性(knife cut)。結果，在大部分的實施例中幾乎未產生黏著物，而表現出良好的裁剪特性，但是比較例4、比較例7在切斷時嚴重的產生黏著物(請參照下表6)。
實驗例6-黏度的測定
針對實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結膜，使用博勒飛(Brookfield)公司的黏度計測定了黏結劑的黏度。
結果得知，實施例1至實施例8的黏結膜具有1000 cps~2000 cps範圍內的黏度(請參照下表7)。由此判斷為，這些黏結膜的塗敷性良好，並且黏結膜的外觀及物理性質穩定。
實驗例7-透明度
用刀將實施例1至實施例8及比較例1至比較例10的黏結膜切斷成50×50毫米，並利用霧度計/曇度計(畢克公司(BYK))測定了霧度。結果得知，實施例1至實施例8的黏結膜都具有0.2%至0.3%的霧度值(請參照下表8)。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧黏結層
20‧‧‧第一剝離襯墊
30‧‧‧第二剝離襯墊

Claims (15)

  1. 一種具有提高柔軟度之黏結組合物，包含：一將烷基之碳數為2~14的烷基丙烯酸酯單體、含有羥基的丙烯酸酯單體及丙烯酸酯單體進行共聚所得到的共聚物，其中相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，該含有羥基的丙烯酸酯單體為介於2重量份~60重量份之間，以及相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，該丙烯酸酯單體為介於2重量份~70重量份之間，且在60℃下通過高級研究電磁模擬器測量該黏結組合物的剪切彈性模量為介於15000帕斯卡(Pa)~40000Pa之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中，進行共聚時，相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，還包含介於0.005重量份~5重量份之間的一分子量調節劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中該烷基丙烯酸酯單體係選自於由(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸十二酯及(甲基)丙烯酸十四酯所組成之群組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中該含有羥基的丙烯酸酯單體係選自於由(甲基) 丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙二醇酯及(甲基)丙烯酸-2-羥基丙二醇酯所組成之群組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中該丙烯酸酯單體為丙烯酸異冰片酯或(甲基)丙烯酸異冰片酯。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中，進行共聚時，相對於100重量份的該烷基丙烯酸酯單體，還包含0.01重量份~7.0重量份的固化劑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中根據改進的初黏力測試測量時具有3000g/in~4000g/in的黏結力。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中在20℃下通過高級研究電磁模擬器測量的剪切彈性模量為介於70000Pa~95000Pa之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中在20℃下通過高級研究電磁模擬器測量的剪切彈性模量與在60℃下通過高級研究電磁模擬器測量的剪切彈性模量的相差為介於45000Pa~65000Pa之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的具有提高柔軟度之黏結組合物，其中還包含偶聯劑、光引發劑、固化劑及分子量調節劑。
  11. 一種黏結膜，包括：一黏結層，其由如申請專利範圍第1至10項中的任一項所述的黏結組合物形成；以及兩剝離襯墊，其分別位於該黏結層的雙面。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的黏結膜，其中該等剝離襯墊具有互不相同的離型力。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的黏結膜，其中該黏結層的厚度為介於20微米(μm)~350μm之間。
  14. 一種觸控面板，包括由如申請專利範圍第1至10項中的任一項所述的黏結組合物所形成之黏結層。
  15. 一種電子設備，包括如申請專利範圍第14項所述的觸控面板。
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