TWI478813B

TWI478813B - 樹脂積層體

Info

Publication number: TWI478813B
Application number: TW101149844A
Authority: TW
Inventors: Chung Hao Wang; Hsin Hung Chen; Chun Liang Kuo
Original assignee: Chi Mei Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2015-04-01
Also published as: CN103895306A; TW201425030A

Description

樹脂積層體

本發明是有關於一種樹脂積層體，特別是指一種聚碳酸酯樹脂積層體。

以液晶顯示器的結構來說，為了避免其液晶顯示模組在運送過程或使用期間中受到損傷，會在液晶顯示模組的顯示窗處貼設透明的保護板，以確保其顯示品質的穩定，而用來製造保護板的光學材料常見有玻璃、塑膠(如PET、PE、PC...)等。

其中，聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin，簡稱PC)，由於其具備優異的透明度、耐衝擊性、耐熱性與彈性，且具重量輕、成本低，能大量、快速生產等特性，因此常被用來取代玻璃，並已廣泛使用在建築裝潢(如門窗、採光罩)、汽車製造、電子/電氣設備(如顯示器的保護板、光擴散板)、辦公室自動化設備...等領域。

然而，當以聚碳酸酯樹脂或其他種類的光學塑膠作為顯示器之保護板材料時，通常會產生表面硬度不足、易生刮痕的缺點。

有鑑於此，有業者開發出以多層塑膠疊接構成之積層體，但目前這種積層體製造時，常會因為各塑膠層之張力分佈不對稱，以致於積層體經常發生翹曲的品質缺陷。

因此，本發明之目的，即在提供一種耐刮及耐擦傷性高，並且製造成形簡易、成本低之用於顯示器保護板的樹脂積層體。

本發明之另一目的在於提供一種不易翹曲的樹脂積層體。

本發明之再一目的在於提供一種不易產生波浪紋或細白拖流痕的多層共押出樹脂積層體。

本發明的樹脂積層體，包含一聚碳酸酯樹脂層，以及至少一透明熱可塑性樹脂層，該透明熱可塑性樹脂層係接合在該聚碳酸酯樹脂層的一表面，其中，該聚碳酸酯樹脂層於230℃~270℃及一施加荷重下具一第一流動指數MI₁ g/10mins，該透明熱可塑性樹脂層於230℃~270℃及該施加荷重下具一第二流動指數MI₂ g/10mins，該第一流動指數與該第二流動指數滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦5 g/10mins。該第一流動指數與該第二流動指數較佳是滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦1 g/10 min。

其中，該施加荷重為1.2公斤或3.8公斤。

其中，該第一流動指數與該第二流動指數係於相同溫度下量測而得。

其中，該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的2.5倍~6.0倍。

其中，該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的3.0倍~5.0倍。

其中，該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的3.5倍~4.0倍。

其中，該透明熱可塑性樹脂層為(甲基)丙烯酸酯系樹脂。

本發明的樹脂積層體係為三層結構，包含一聚碳酸酯樹脂層，以及二透明熱可塑性樹脂層，該等透明熱可塑性樹脂層係分別接合在該聚碳酸酯樹脂層的上下兩相對表面，該等透明熱可塑性樹脂層分別具一第一厚度及一第二厚度，該第一厚度及該第二厚度差值小於5 μm。

其中，該聚碳酸酯樹脂層厚度與該等透明熱可塑性樹脂層厚度比值範圍為4.5~18。

其中，該等透明熱可塑性樹脂層厚度為50 μm~150 μm。

本發明的樹脂積層體係以共押出之製造方法製成。

本發明的樹脂積層體，包含一聚碳酸酯樹脂層，以及至少一透明熱可塑性樹脂層，該透明熱可塑性樹脂層係接合在該聚碳酸酯樹脂層的一表面，其中，該聚碳酸酯樹脂層於一量測溫度及1.2公斤~3.8公斤之施加荷重下具一第一流動指數MI₁ g/10mins，該透明熱可塑性樹脂層於該量測溫度及1.2公斤~3.8公斤之施加荷重下具一第二流動指數MI₂ g/10mins，該第一流動指數與該第二流動指數滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦5 g/10 mins。該第一流動指數與該第二流動指數較佳是滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦1 g/10 min。

其中，該量測溫度之範圍為230℃~270℃。

其中，該第一流動指數與該第二流動指數係於相同施加荷重下量測而得。

本發明之功效：藉由將該透明熱可塑性樹脂層與該聚碳酸酯樹脂層之層疊結構設計，可簡易製造出耐刮性及耐擦傷性高且成本低的樹脂積層體。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

如圖1所示，本發明樹脂積層體3之一實施例，適用於作為顯示器保護板，該樹脂積層體3包含一聚碳酸酯樹脂層31，以及一透明熱可塑性樹脂層32，該透明熱可塑性樹脂層32是接合在該聚碳酸酯樹脂層31的一表面。

在本實施例中，該透明熱可塑性樹脂層32係為(甲基)丙烯酸酯系樹脂層；在其他實施例中，該透明熱可塑性樹脂層32亦可以是其他透明是樹脂材料，例如是聚苯乙烯樹脂，聚烯烴樹脂，聚酯樹脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚樹脂，丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂等。

在本實施例中，該樹脂積層體3的厚度為0.75 mm~1.2 mm，其中該聚碳酸酯樹脂層31的厚度為該透明熱可塑性樹脂層32的厚度的4.5倍~18倍，例如是10.5倍。

在本實施例中，該透明熱可塑性樹脂層32的厚度為50 μm~150 μm，例如是80 μm。

在本實施例中，樹脂積層體3係以共押出之製造方法製成，其製法是取聚碳酸酯樹脂，以一第一押出裝置(圖未繪示)加熱加壓後押出；另取透明熱可塑性樹脂，以一第二押出裝置(圖未繪示)於與第一押出裝置相同押出溫度下押出；然後，使上述第一押出裝置的第一押出物與上述第二押出裝置的第二押出物通過一多歧管(multi-manifold)模頭(圖未繪示)來進行共押出，便能形成包含一聚碳酸酯樹脂層31與一透明熱可塑性樹脂層32的樹脂積層體3。在本實施例中，該押出溫度範圍係設定在220℃~270℃，較佳為230℃~260℃。

在其他實施例中，上述第一押出裝置的押出物與上述第二押出裝置的押出物是通過一供料頭式(feedblock)模頭(圖未繪示)來進行共押出。

在其他實施例中，上述第一押出裝置與第二押出裝置的押出溫度可不同，而是使該第一押出物與該第二押出物離開第一押出裝置與第二押出裝置時的出料溫度相同。該第一押出物與該第二押出物之出料溫度為220℃~270℃，較佳為230℃~260℃。

本發明之聚碳酸酯樹脂例如可透過光氣法、酯交換法、開環聚合法及二氧化碳聚合法等方法合成。其中，光氣法為在一均質系統或非均質系統中將溶於鹼液的二羥基芳基類化合物和溶於溶劑(如二氯甲烷)的光氣(phosgene)以胺類為觸媒進行聚合反應。酯交換法為使二羥基芳基類化合物與碳酸酯系化合物(如二苯基碳酸酯、二甲基碳酸酯)在熔融狀態進行酯交換反應。較佳地，該合成方法是將二羥基芳基類化合物及碳酸酯系化合物在熔融狀態下進行酯交換反應。

該聚碳酸酯樹脂的種類並無特別地限制，較佳地，該聚碳酸酯樹脂可選擇地利用二羥基芳基類化合物與碳酸酯系化合物進行酯交換反應而製得。

較佳地，該二羥基芳基類化合物包含但不限於2,2-二(4-羥基苯基)丙烷[2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane，簡稱雙酚A(bisphenol A)]、鹵化雙酚[halogenated bisphenol]、對苯二酚[hydroquinone]、雙(4-羥基苯基)甲烷[bis(4-hydroxyphenyl)methane]、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷[1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane]、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷[2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane]、雙(4-羥基苯基)硫[bis(4-hydroxyphenyl)sulfide]、雙(4-羥基苯基)碸[bis(4-hydroxyphenyl)sulfone]、雙(4-羥基苯基)亞碸[bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide]、雙(4-羥基苯基)酮[bis(4-hydroxyphenyl)ketone]、雙(4-羥基苯基)醚[bis(4-hydroxyphenyl)ether]、以及2,2-雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷[2,2-bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane]或此等之一組合。更佳地，該二羥基芳基類化合物是2,2-二(4-羥基苯基)丙烷。除二羥基芳基類化合物外，亦可使用上述所列舉二羥基芳基類化合物的均聚物、二羥基芳基類化合物的共聚物或此等一組合。

較佳地，該碳酸酯系化合物包含但不限於二苯基碳酸酯(diphenyl carbonate)、二甲基碳酸酯(dimethyl carbonate)、二乙基碳酸酯(diethyl carbonate)或此等之一組合。

較佳地，該聚碳酸酯樹脂的末端基團構造並沒有特定的限制。該末端基團包含但不限於羥基、芳族烴基碳酸酯及烷基碳酸酯等。本發明聚碳酸酯組成物中使用的聚碳酸酯樹脂含一個或一個以上的羥基之末端基團。該聚碳酸酯樹脂之末端基團的羥基來自於該二羥基芳基類化合物。

在一實施例中，該聚碳酸酯樹脂的重量平均分子量範圍為24000~28000，例如是26500~27500。較佳地，該聚碳酸酯樹脂的重量平均分子量範圍為27000。

在其他實施例中，該聚碳酸酯樹脂的重量平均分子量範圍為18000~32000，例如是20000~30000。

當該聚碳酸酯樹脂的重量平均分子量未於上述實施例範圍時，將會影響該聚碳酸酯樹脂的熔融流動指數。

在一實施例中，本發明樹脂積層體之聚碳酸酯樹脂層31所使用的聚碳酸酯樹脂是由雙酚A以及二苯基碳酸酯於熔融狀態下進行酯交換反應所製得，且該聚碳酸酯樹脂於230℃~270℃的熔融流動指數範圍為0.49~3.49 g/10 min.(於1.2公斤之荷重下)、1.55~11.51 g/10 min.(於3.8公斤之荷重下)。

在一實施例中，本發明之聚碳酸酯樹脂層31，例如是使用台灣奇美實業(股)公司製的PC-110。

本發明樹脂積層體之透明熱可塑性樹脂層32係為(甲基)丙烯酸酯系樹脂層；在其他實施例中，該透明熱可塑性樹脂層32亦可以是其他透明是樹脂材料，例如是聚苯乙烯樹脂，聚烯烴樹脂，聚酯樹脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚樹脂，丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂等。

在一實施例中，該透明熱可塑性樹脂層32為(甲基)丙烯酸酯系樹脂，是由(甲基)丙烯酸酯系單体所形成的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacerylate，簡稱PMMA)，上述(甲基)丙烯酸酯系單体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、正-丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯等單体，其中以甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸甲酯為佳。

有關上述(甲基)丙烯酸酯系樹脂的製備，基於大量生產及操作便利性之觀點，較佳是使用連續溶液聚合法或本體聚合法，將原料單體、視需要而選的溶劑、聚合起始劑、分子量調節劑等連續地加入反應器中聚合，將聚合得的聚合物溶劑連續地從反應器中取出，經去揮發步驟後便製得(甲基)丙烯酸酯系樹脂。

其中，所使用的溶劑具有較原料樹脂之單體還高的沸點，例如：甲苯、二甲苯、乙基苯、二乙基苯等之芳香族化合物、辛烷、癸烷等之脂肪族化合物、萘烷等之脂環族化合物、醋酸丁酯、醋酸戊酯等之酯類、1,1,2,2-四氯乙烷等之鹼化合物；因甲苯、二甲苯、乙基苯具有適當的沸點，於脫氣時負荷少，且對聚合物較無不良影響，故為溶劑的較佳選擇。另外，溶劑的使用量是依溶劑的沸點而異，但根據聚合時之全混合物的重量，宜為50重量%以上，更佳為55重量%以上。

在一實施例中，該(甲基)丙烯酸酯系樹脂於230℃~270℃的熔融流動指數範圍與於相同溫度及相同荷重下聚碳酸酯樹脂的熔融流動指數範圍差應≦5 g/10 min，較佳是≦1 g/10 min，如此可使押出層疊之該等熔融態樹脂材料間的流變行為非常接近，進而可大幅降低因為流速差異過大所產生的波浪紋或細白拖流痕現象，相對提高製成之多層共押出板品質與良率。

在一實施例中，該(甲基)丙烯酸酯系樹脂的重量平均分子量範圍為90000~110000，例如是97000~103000。更佳地，該(甲基)丙烯酸酯系樹脂的重量平均分子量範圍為100000。

在其他實施例中，該(甲基)丙烯酸酯系樹脂的重量平均分子量範圍為60000~150000，例如是70000~120000。

當該(甲基)丙烯酸酯系樹脂的重量平均分子量未於上述較佳或更佳範圍時，將會影響該(甲基)丙烯酸酯系樹脂的熔融流動指數。

在一實施例中，該(甲基)丙烯酸酯系樹脂於230℃~270℃的熔融流動指數範圍為0.37~4.66 g/10 min.(於1.2公斤之荷重下)、1.50~17.06 g/10 min.(於3.8公斤之荷重下)。

在一實施例中，本發明之透明熱可塑性樹脂層32為(甲基)丙烯酸酯系樹脂，例如是使用台灣奇美實業(股)公司製之CM-205的聚甲基丙烯酸甲酯。

如圖2所示，本發明樹脂積層體5之另一實施例，當透明熱可塑性樹脂層32是兩層時，其分別接合在該聚碳酸酯樹脂層31的二上下相對表面，而構成三層結構之樹脂積層體5。

在本實施例中，透明熱可塑性樹脂層32係為(甲基)丙烯酸酯系樹脂層；在其他實施例中，透明熱可塑性樹脂層32亦可以是其他透明是樹脂材料，例如是聚苯乙烯樹脂，聚烯烴樹脂，聚酯樹脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚樹脂，丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂等。

在本實施例中，該樹脂積層體5的厚度為0.8 mm~1.2 mm，其中該聚碳酸酯樹脂層31的厚度為該等透明熱可塑性樹脂層32的厚度的4.5倍~18倍，例如是10.5倍。在本實施例中，該等透明熱可塑性樹脂層32的厚度分別為50 μm~150 μm，例如是80 μm。

在本實施例中，該等透明熱可塑性樹脂層32分別具一第一厚度及一第二厚度，且該一第一厚度及該一第二厚度之差值小於5 μm，如此可減緩製成之樹脂積層體5翹曲程度。

在本實施例中，三層結構之樹脂積層體5的製造方法與雙層結構之樹脂積層體3的製造方法相同，其差別僅於該第二押出裝置的第二押出物在通過該多歧管模頭之前，先進行一分流動作以押出兩層透明熱可塑性樹脂層32。

綜上所述，可藉由在聚碳酸酯樹脂層31之一外表面層疊一層透明熱可塑性樹脂層32，或是在該聚碳酸樹脂層之二相對表面分別層疊一層透明熱可塑性樹脂層32的方式，使製成之該樹脂積層體3、5之層狀結構具有較佳之結構硬度，可相對提高樹脂積層體之耐刮性及耐擦傷性，而不易產生刮痕。並可進一步透過該聚碳酸酯樹脂層31與透明熱可塑性樹脂層32間之流動指數差小於5 g/10mins的設計，大幅降低因為流速差異過大所產生的波浪紋或細白拖流痕現象，並可藉由層疊於該聚碳酸酯樹脂兩相對表面之透明熱可塑性樹脂層32間的厚度差小於5 μm的設計，大幅改善樹脂積層體易翹曲的問題，相對提高製成之多層樹脂積層體之品質與良率。因此，確實可達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3、5‧‧‧樹脂積層體

31‧‧‧聚碳酸酯樹脂層

32‧‧‧透明熱可塑性樹脂層

圖1是本發明樹脂積層體的一實施例的側視剖面示意圖，說明一雙層樹脂積層體結構；及圖2是本發明樹脂積層體的另一實施例的側視剖面示意圖，說明一個三層樹脂積層體結構。

3‧‧‧樹脂積層體

31‧‧‧聚碳酸酯樹脂層

32‧‧‧透明熱可塑性樹脂層

Claims

一種樹脂積層體，包含：一聚碳酸酯樹脂層；以及至少一透明熱可塑性樹脂層，係接合在該聚碳酸酯樹脂層的一表面，其中該聚碳酸酯樹脂層於230℃~270℃及一施加荷重下具一第一流動指數MI₁ g/10mins，該透明熱可塑性樹脂層於230℃~270℃及該施加荷重下具一第二流動指數MI₂ g/10mins，該第一流動指數與該第二流動指數滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦5 g/10 mins。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該施加荷重為1.2公斤或3.8公斤。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該第一流動指數與該第二流動指數係於相同溫度下量測而得。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的2.5倍~6.0倍。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的3.0倍~5.0倍。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該透明熱可塑性樹脂層所具之分子量為該聚碳酸酯樹脂層分子量的3.5倍~4.0倍。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該第一流動指數與該第二流動指數滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦1 g/10 min。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該透明熱可塑性樹脂層為(甲基)丙烯酸酯系樹脂。
如請求項1所述之樹脂積層體，其中該樹脂積層體包含二透明熱可塑性樹脂層，該等透明熱可塑性樹脂層係分別接合在該聚碳酸酯樹脂層的上下兩相對表面。
如請求項9所述之樹脂積層體，其中該等透明熱可塑性樹脂層係分別具一第一厚度及一第二厚度，該第一厚度及該第二厚度差值小於5 μm。
如請求項9所述之樹脂積層體，其中該聚碳酸酯樹脂層厚度與該等透明熱可塑性樹脂層厚度比值範圍為4.5~18。
如請求項10所述之樹脂積層體，其中該等透明熱可塑性樹脂層厚度為50 μm~150 μm。
如請求項1所述之樹脂積層體，係透過該透明熱可塑性樹脂層與該聚碳酸酯樹脂層共押出形成。
一種樹脂積層體，包含：一聚碳酸酯樹脂層；以及至少一透明熱可塑性樹脂層，係接合在該聚碳酸酯樹脂層的一表面，其中該聚碳酸酯樹脂層於一量測溫度及1.2公斤~3.8公斤之施加荷重下具一第一流動指數MI₁ g/10mins，該透明熱可塑性樹脂層於該量測溫度及1.2公斤~3.8公斤之施加荷重下具一第二流動指數MI₂ g/10mins，該第一流動指數與該第二流動指數滿足下式：| MI₂ -MI₁ |≦5 g/10 mins。
如請求項14所述之樹脂積層體，其中該量測溫度之範圍為230℃~270℃。
如請求項14所述之樹脂積層體，其中該第一流動指數與該第二流動指數係於相同施加荷重下量測而得。