TWI610989B - 矽系塗敷組合物及包含其的矽系離型膜 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種包含矽系樹脂、矽系固化劑及熱引發劑還包含下述化學式1的矽系化合物的矽系塗敷組合物，

Description

矽系塗敷組合物及包含其的矽系離型膜
本發明提供一種矽系塗敷組合物及包含其的矽系離型膜。
平板顯示器(FPD)多用於各種電子電器設備的顯示裝置。例如，包括陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器、等離子顯示器、有機電致發光(EL)顯示器、無機電致發光顯示器、發光二極體(LED)顯示器、表面傳導電子發射顯示器(SED)，場發射顯示器(FED)等顯示裝置，或者利用它們的觸控面板，而在這種顯示器的表面附著有各種膜，用於防止在顯示器的表面出現刮痕、防止出現污染、防止附著指紋、防靜電、防反射、防止眩光及防偷看等。
所附著的膜不應自行扭曲或剝離，但在替換時，需要便於剝離(剝開的)的膜。以往，使用丙烯酸類粘結劑，聚氨酯類粘結劑等有機樹脂類粘結劑作為這種膜用粘結劑。
但是，利用上述粘結劑的粘結膜因在附著時會有氣泡捲入，且因上述氣泡而出現導致顯示器的亮度、光度及顏色變得不均勻的斑點，因而需要替換或擠壓氣泡等作業，從而在剝離、重新剝離過程中具有損傷顯示器的情況。為此，最近急需剝離特性優秀的離型膜。
本發明的一實施例提供矽系塗敷組合物，上述矽系塗敷組合物包含矽系化合物，藉以調節接觸角及表面能來具有優秀的剝離特性。
本發明的另一實施例提供包含作為上述矽系塗敷組合物的固化物的矽系離型膜。
在本發明的一實施例中，提供矽系塗敷組合物，包含矽系樹脂、矽系固化劑及熱引發劑還包含下述化學式1的矽系化合物，
Figure TWI610989BD00001
 M為1至1000的整數。
相對於100重量份的上述矽系樹脂，可包含1重量份至20重量份的上述矽系化合物。
上述矽系樹脂可以為聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)。
上述矽系固化劑可以為選自由氫矽烷(hydrogen silane)，甲苯(toluene)及它們的組合組成的群組中的一種以上。
相對於100重量份的上述矽系樹脂，可包含約0.5重量份至約5重量份的上述矽系固化劑。
上述熱引發劑的化學式可以為下述化學式2，
Figure TWI610989BD00002
 R為CH3。
上述矽系塗敷組合物的總固體成分的濃度可以為約0.5重量百分比至約10重量百分比。
在本發明的另一實施例中，提供矽系離型膜，包括：基材層；以及塗敷層，上述塗敷層為上述矽系塗敷組合物的固化物。
上述塗敷層的接觸角可以為約90°至約120°。
上述塗敷層的表面能可以為約15mN/m至約35mN/m。
上述塗敷層的厚度可以為約50nm至約200nm。
上述基材層的厚度可以為約20μm至約150μm。
上述基材層可包含選自由聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醚醚酮、紙及它們的組合組成的群組中的一種。
上述矽系塗敷組合物可以控制接觸角及表面能。
上述矽系粘結膜可以在多種表面體現優秀的剝離特性。
以下，詳細說明本發明的實施例。但這僅作為例示而提出，本發明並不侷限於此，本發明僅根據後述的申請專利範圍來定義。
矽系塗敷組合物
在本發明的實施例中，提供矽系塗敷組合物，包含矽系樹脂、矽系固化劑及熱引發劑，還包含下述化學式1的矽系化合物。此時，m可以為1至1000的整數，具體地，可以為10至300的整數。
Figure TWI610989BD00003
以往，在使用在基材層塗敷有通常的矽塗敷組合物等的離型膜的情況下，因基材層和矽塗敷組合物的表面能差異變小而存在濕潤性及剝離性下降的問題。
為瞭解決上述問題，除了包含矽系樹脂、矽系固化劑及熱引發劑外，還包含上述化學式1的矽系化合物，通過添加上述化學式1的矽系化合物，可控制上述矽系塗敷組合物的接觸角及表面能，藉以可在多個表面中提供優秀的剝離特性。
具體地，上述矽系化合物執行離型力調節劑的作用，利用上述矽系化合物的親水性，可降低由上述組合物形成的塗敷層的表面能，並可以在與上述塗敷層接觸的基材層之間具有濕潤調節性(wetting balance)。
相對於100重量份的上述矽系樹脂，可包含約1重量份至約20重量份的上述矽系化合物。
在包含小於約1重量份的上述矽系化合物的情況下，由上述組合物形成的塗敷層的表面能調節效果甚微，而在包含大於約20重量份的情況下，可降低矽系樹脂的粘結效果。
因此，按上述範圍包含上述矽系化合物，可將上述塗敷層的表面能的調節效果極大化。
上述矽系樹脂可以為聚二甲基矽氧烷，例如，在上述矽系樹脂為下述一般式1的聚二甲基矽氧烷的情況下，聚二甲基矽氧烷的Si-CH=CH2的乙烯基參與固化反映，從而能夠提高借助上述組合物來形成的塗敷層的耐久性，並可通過調節後述的矽系固化劑的含量來提高剝離力。
Figure TWI610989BD00004
 M為1~1000的整數，n為1~10000的整數。
具體地，上述聚二甲基矽氧烷的粘度可以為約100cps至約2 0000cps。
在上述聚二甲基矽氧烷的粘度過低的情況下，當在基材層的上部塗敷上述組合物並進行乾燥時，會引起問題，在粘度過高的情況下，由於粘度的急劇上升而導致所形成的塗敷層的平坦性問題，從而導致離型膜剝離力的不良。
上述矽系固化劑可以為選自由氫矽烷、甲苯及它們的組合組成的群組中的一種。
例如，上述矽系固化劑可以為下述一般式2的氫矽烷，上述氫矽烷的平均粘度可以為約1cps至5000cps。
Figure TWI610989BD00005
 a為1~500的整數，b為1~500的整數。
相對於100重量份的上述矽系樹脂，可包含約0.5重量份至5重量份的上述矽系固化劑。在包含小於約0.5重量份的上述矽系固化劑的情況下，存在固化程度不足的顧慮，而在包含大於約5重量份的上述矽系固化劑的情況下，存在過度固化、快速固化、隨時間變化等問題，只有維持上述範圍含量，才可在固化時維持穩定性。
上述熱引發劑可以為上述組合物所包含的下述化學式2，
Figure TWI610989BD00006
 R為CH3。
具體地，上述化學式2的R包圍鉑催化劑，由於在低溫環境 下，鉑催化劑未被活性化，因而不會露出，但在60℃至80℃的恆溫以上條件下，因鍵斷開，鉑催化劑露出，藉以能夠使反應活性化的方式執行調節反應的作用。
上述組合物除了可以包含上述所記載的組成成分之外，還可以包含溶劑，例如，在甲苯中添加約1000至10000ppm的鉑催化劑的溶劑，上述鉑催化劑的起到在恆定溫度下促進上述矽系樹脂和上述矽系固化劑的附加反應的作用，上述鉑催化劑的含量隨著上述矽系樹脂和上述矽系固化劑的含量而調節。
例如，能夠以下述一般式3表示上述矽系樹脂和上述矽系固化劑基於鉑催化物的固化過程，
Figure TWI610989BD00007
並且，除了鉑催化劑之外，還可以包含交聯劑、剝離力控制劑、用於賦予粘結性的矽酮樹脂等。
上述矽系塗敷組合物的總固體成分的濃度可以為約0.5重量百分比至約10重量百分比。若上述固體成分的濃度小於約0.5重量百分比，則可以發生在上述組合物的塗敷層塗敷乾燥後，矽系樹脂無法充分存在於基材層表面的塗敷不良，在包含大於約10重量百分比的上述固體成分的情況下，因組合物的粘度急劇上升而在塗敷於基材層表面時發生濕潤性的不良。
對此，維持上述範圍在擁有適當的固化度及良好的基材緊貼性方面更為有利。
矽系離型膜
在本發明的另一實例中，提供矽系離型膜，包括：基材層； 以及塗敷層，上述塗敷層為上述矽系塗敷組合物的固化物。
可在上述基材層的上部塗敷並固化上述矽系塗敷組合物來形成上述塗敷層，當塗敷上述組合物塗敷時，可使用棒塗布法、刮塗法、反向輥塗法及凹印輥塗法等習知的方法。
在對上述矽系塗敷組合物進行固化的過程中，可利用熱、紫外線、電磁輻射等，但在考慮到固化速度、照射裝置入水的容易性、價格等時，基於熱的固化更為有利。當基於上述熱來進行固化時，可以利用乾燥器裝置，固化時間可以隨著與光源的距離、光源的種類等來調節。
例如，熱固化可在約80℃至約150℃的溫度下實施約10秒鐘至約100秒鐘，這有利於可使上述組合物的固化變得完整，可以確保耐久性。
與上述矽系塗敷組合物相關的事項如上所述。
“接觸角”作為在液體和固體表面上以熱力學方式實現平行時所獲得的角，而作為表示固體表面的濕潤性的尺度，大部分通過所固著的水滴來測定。此時，低的接觸角呈現出高的表面能，高的接觸角呈現出低的表面能。上述塗敷層體現高的接觸角及低的表面能，因此，與基材層之間呈現出表面能的差距，從而可確保優秀的剝離特性。
例如，上述塗敷層的接觸角可以為約90°至約120°。並且，上述塗敷層的表面能可以為約15mN/m至約35mN/m。具體地，可以為約15至約30mN/m。
上述接觸角及表面能為相沖的值，上述組合物包含上述化學式1的矽化合物，從而可以獲得上述範圍的接觸角及表面能值。
上述塗敷層的厚度可以為約50nm至約200nm。在上述塗敷層厚度小於約50nm的情況下，由於塗敷層過薄而降低離型性能，而在上述塗敷層的厚度大於約200nm的情況下，因塗敷層過厚而導致固化時間變長， 可發生耐久性方面的問題，因此，維持上述範圍有利於確保優秀的離型安定性、固化穩定性及基材緊貼性。
上述基材層可包含選自由聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醚醚酮、紙及它們的組合組成的群組中的一種。具體地，上述基材層的厚度可以為約20μm至約150μm。
以下，揭示本發明的具體實施例。但是，以下所記載的實施例僅用於具體例示或說明本發明，本發明並不限於此。
實施例及比較例 實施例1
相對於100重量份的上述一般式1的聚二甲基矽氧烷，與溶劑一同攪拌5重量份的作為上述矽系固化劑的上述一般式2的氫矽烷、2重量份的上述化學式1的矽系化合物(m為10至300的整數)及作為熱引發劑的上述化學式2(R為CH3)，來形成固體成分為1.7重量百分比的塗敷組合物，在聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜上塗敷上述組合物並進行熱固化，來製備包括厚度為150nm的塗敷層的矽系離型膜。
實施例2
除了包含5重量份的上述化學式1的矽系化合物之外，以與上述實施例1相同的方式製備了矽系離型膜。
實施例3
除了包含10重量份的上述化學式1的矽系化合物之外，以與上述實施例1相同的方式製備了矽系離型膜。
實施例4
除了包含15重量份的上述化學式1的矽系化合物之外，以與上述實施例1相同的方式製備了矽系離型膜。
實施例5
除了使用聚乙烯樹脂膜來代替上述聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之外，以與上述實施例1相同的方式製備了矽系離型膜。
比較例1
準備不包括塗敷層的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜。
比較例2
準備不包括塗敷層的聚乙烯樹脂膜。
比較例3
除了不包含上述化學式1的矽系化合物之外，以與上述實施例1相同的方式製備了矽系離型膜。
比較例4
除了不包含上述化學式1的矽系化合物之外，以與上述實施例5相同的方式製備了矽系離型膜。
實驗例
接觸角的測定：利用接觸角分析器(Contact angle analyzer)在上述實施例及比較例的離型膜滴入超純水及二碘甲烷來測定接觸角的變化。
表面能的測定：使用超純水及二碘甲烷來測定上述接觸角，並在Owens-wendt式中輸入所測定的上述接觸角，來計算表面能。
下述表1中，“Pol”意味著在實施例及比較例的離型膜滴入超純水來計算出的表示極性性向的表面能，“Dis”意味著滴入二碘甲烷來計算出的表示極性性向的表面能。總的表面能與上述表面能(Pol和Dis)之和相對應。
表1
Figure TWI610989BD00008
參照上述表1可知，實施例1至實施例5的接觸角大於比較例1及比較例4，表面能小於比較例1及比較例4。接觸角越大，表面能越小，越可以實現優秀的剝離特性，確認了與不包含矽化合物的比較例1至比較例4相比，包含規定含量以上的矽化合物的實施例1至實施例5具有更優秀的剝離特性。

Claims (12)

  1. 一種矽系塗敷組合物，包含：矽系樹脂，具有下述一般式1：
    Figure TWI610989BC00001
     其中m為1至1,000的整數，n為1至10,000的整數；矽系固化劑；熱引發劑；以及矽系化合物，具有下述化學式1：
    Figure TWI610989BC00002
    ，其中m為1至1,000的整數。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的矽系塗敷組合物，其中，相對於100重量份的上述矽系樹脂，包含1重量份至20重量份的上述矽系化合物。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的矽系塗敷組合物，其中，上述矽系固化劑為選自由氫矽烷(hydrogen silane)，甲苯(toluene)及它們的組合組成的群組中的一種以上。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的矽系塗敷組合物，其中，相對於100重量份的上述矽系樹脂，包含0.5重量份至5重量份的上述矽系固化劑。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的矽系塗敷組合物，其中，上述熱引發劑的化學式為下述化學式2，化學式2： HC≡C-R,R為CH3。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的矽系塗敷組合物，其中，上述矽系塗敷組合物的總固體成分的濃度為0.5重量百分比至10重量百分比。
  7. 一種矽系離型膜，包括：基材層；以及塗敷層，上述塗敷層為包含申請專利範圍第1項至第6項中的任一項所述的矽系塗敷組合物的固化物。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的矽系離型膜，其中，上述塗敷層的接觸角為90°至120°。
  9. 根據申請專利範圍第7項所述的矽系離型膜，其中，上述塗敷層的表面能為15mN/m至35mN/m。
  10. 根據申請專利範圍第7項所述的矽系離型膜，其中，上述塗敷層的厚度為50nm至200nm。
  11. 根據申請專利範圍第7項所述的矽系離型膜，其中，上述基材層的厚度為20μm至150μm。
  12. 根據申請專利範圍第7項所述的矽系離型膜，其中，上述基材層包含選自由聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醚醚酮、紙及它們的組合組成的群組中的一種。
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