光学聚酯膜

文档序号:1821116 发布日期:2021-11-09 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 光学聚酯膜 (Optical polyester film ) 是由 金珉湖 张允丁 金吉中 于 2019-12-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及优异的光学聚酯膜,其包括形成在基底膜的一个或两个表面上的聚合底漆层,其中由于应用了含羧基的丙烯酸类树脂和聚环氧烷树脂以及使用选自碳二亚胺、异氰酸酯和三聚氰胺化合物中的至少一种交联剂交联的热固性涂覆液体,聚合底漆层具有优异的粘合性,并且透明性通过防止由热处理引起的低聚物析出得到保持,因此使光学聚酯膜在用于光学功能的涂覆过程(其包括热处理过程)中得到有效使用。(The present invention relates to an excellent optical polyester film comprising a polymeric primer layer formed on one or both surfaces of a base film, wherein the polymeric primer layer has excellent adhesion due to the application of a carboxyl group-containing acrylic resin and a polyalkylene oxide resin and a thermosetting coating liquid crosslinked using at least one crosslinking agent selected from the group consisting of carbodiimide, isocyanate and melamine compounds, and transparency is maintained by preventing oligomer precipitation caused by heat treatment, thus allowing the optical polyester film to be effectively used in a coating process for an optical function, which includes a heat treatment process.)

光学聚酯膜

技术领域

本发明涉及光学聚酯膜,并且更特别地,涉及这样的光学聚酯膜:其是应用于安装在触摸面板、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器面板(PDP)等内部的膜并具有包括底漆层以改善可加工性的结构的层合光学聚酯膜;并且被设计成防止低聚物在诸如基底与底漆、粘合涂层或硬涂层的后处理之后涉及均匀粘附和热处理的加工过程期间从聚酯膜中析出。

背景技术

通常,聚酯膜具有优异的尺寸稳定性、厚度均匀性和光学透明性,并因此发现用于包括不仅作为显示装置而且作为各种工业材料的各种应用中。在聚酯膜中,光学聚酯膜是用于光学的塑料膜,并且更具体地,塑料膜被广泛用作显示装置的组件。当需要光学透明性时使用聚酯膜,而当需要耐久性和耐热性时通常使用聚酰亚胺膜。特别地,双轴取向聚酯膜具有优异的尺寸稳定性、厚度均匀性和光学透明性,并因此被广泛用作各种应用中的基底膜。

此外,当用作基底膜时,光学聚酯膜通过经由后处理而向其中施加各种树脂来用于各种用途,并且后处理中使用的树脂通常为可UV固化树脂。因此,为了使通过后处理施加的可UV固化树脂涂层与光学聚酯膜之间的均匀粘附性,在商业规模上广泛实践在聚酯膜的表面上设置底漆涂层的方法。

尽管可以获得对于这样的各种UV树脂的粘附强度,但是当在加工过程中施加热处理时发生低聚物从热塑性树脂膜中析出,并且膜表面的变白或污染阻碍作为最终产品的实际应用。由于这个原因,出于抑制低聚物析出的目的而使涂覆膜层合在树脂膜的表面上是常规考虑。例如,已经提出了具有丙烯酰基的树脂或具有苯乙烯和丙烯酸结构的涂覆膜(日本专利第6040934号和日本专利第6023227号),使用丙烯酸类改性聚酯设计涂覆膜的方法(日本专利特许公开第4-263937和日本专利特许公开第2003-012841号),以及用具有特定官能团的树脂、矿物油或添加剂例如交联剂设计树脂层的方法(日本专利特许公开第2006-281498号)。

然而,如日本专利第6040934号和第6023227号中设计的具有丙烯酰基的树脂或者具有苯乙烯和丙烯酸结构的树脂层可以对基于聚酯的膜具有足够的粘合性,但在耐热性、耐潮湿粘合力方面较差,并且在对例如作为其他基材的底漆处理层、透镜处理层、抗反射层或硬涂层进行后处理期间粘合性不足。此外,根据如日本专利特许公开第4-263937号和第2003-012841号中在膜表面上使用丙烯酸类改性聚酯设计树脂层的方法,玻璃化转变点高于某一温度的丙烯酸类组分包含在丙烯酸类改性聚酯中,但当树脂层固化时,树脂层中出现缺陷或裂纹,从而不能表现出足够的低聚物抑制效果并且降低层合膜的透明性和粘附性。此外,在如日本专利特许公开第2006-281498号中使用添加剂的方法中,添加剂本身在形成树脂层之后或在成膜之后随时间渗出到树脂层的表面层上,从而降低粘附性并造成树脂膜变白或膜表面污染(如低聚物析出的情况)的风险。

用作基底的光学聚酯膜需要后处理可加工性,特别地,需要与用于后处理的树脂的均匀粘附性,并且通过抑制低聚物析出而使光学聚酯膜能够保持作为光学基底的透明性的技术被认为对于降低产品的缺陷率、改善使用寿命和实现高品质是至关重要的。

发明内容

技术问题

构思本发明来解决前述问题,并且本发明的目的是提供这样的光学聚酯膜:其能够改善包括底漆层的光学聚酯膜与后处理树脂之间的粘附性,并且同时通过有效地抑制可能在高温下发生的低聚物析出来保持作为光学基底的透明性。

通过阅读以下举例说明本发明的优选实施方案的描述,本发明的前述和其他目的与优点对于本领域技术人员将变得明显。

技术方案

以上目的通过这样的光学聚酯膜来实现,所述光学聚酯膜包括:由聚酯形成的基底膜和形成在基底膜的至少一个表面上的底漆层,其中底漆层由包含具有羧基的丙烯酸类树脂、聚环氧烷树脂和交联剂的底漆涂覆溶液涂覆而成。

在此,光学聚酯膜可以满足下式1:

[式1]

△雾度≤1%

其中,△雾度=雾度2-雾度1,雾度2表示膜在150℃下保持1小时之后的雾度,以及雾度1表示膜在加热之前的雾度。

优选地,光学聚酯膜满足下式2:

[式2]

a/A×100≥95%

其中,A表示底漆层与后处理涂层接触的总面积,以及a可以为A中的粘合面积。

优选地,光学聚酯膜的雾度可以为2.0%或更小。

优选地,具有羧基的丙烯酸类树脂的酸值可以为10mgKOH/g至100mgKOH/g。

优选地,聚环氧烷树脂的重均分子量可以为100g/mol至10000g/mol。

优选地,交联剂可以为选自碳二亚胺、异氰酸酯和三聚氰胺中的至少一种化合物。

更优选地,碳二亚胺可以为分子骨架中具有环己烷或苯环基团的化合物。

更优选地,交联剂可以由碳二亚胺化合物和异氰酸酯化合物构成。

优选地,底漆涂覆溶液可以包含40重量%至70重量%的具有羧基的丙烯酸类树脂和30重量%至60重量%的交联剂。

优选地,在底漆涂覆溶液中,丙烯酸类树脂与交联剂的摩尔比可以为1:0.2至1:2,以及丙烯酸类树脂与聚环氧烷树脂的摩尔比可以为1:0.1至1:80。

优选地,丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度可以为40℃至80℃。

优选地,底漆层的厚度可以为10nm至200nm。

优选地,底漆层还可以包含平均粒径为80nm至300nm的有机或无机颗粒。

优选地,底漆层的折射率可以为1.45至1.59。

有益效果

根据本发明,可以防止低聚物在高温下从聚酯膜中析出。

此外,根据本发明的聚酯膜对后处理树脂具有均匀且优异的粘附性,并且在高温过程中具有优异的耐热性,使得可以防止经后处理的涂层在高温下脱落和浑浊或变白。

此外,根据本发明,可以通过确保产品生产率和降低缺陷率来实现高品质。

本领域技术人员将理解,通过本发明可以实现的效果不限于上文中已经特别描述的效果,并且将从以下详细描述中更清楚地理解本发明的其他优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的示意性截面图。

图2是根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜上形成有功能性涂层的膜的示意性截面图。

具体实施方式

在下文中,将参照本发明的实例和附图详细描述本发明。这些实例仅为了更具体地描述本发明而被示例性地提出,并且对于本领域技术人员明显的是本发明的范围不限于这些实例。

除非另有限定,否则本文中使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。如果冲突,则以本说明书(包括定义)为准。尽管与本文描述的方法和材料类似或等同的方法和材料可以用于本发明的实践或测试中,但是本文描述了合适的方法和材料。

除非另有说明,否则所有百分比、份、比率等都按重量计。此外,当量、浓度或其他值或参数以范围、优选范围或上限优选值和下限优选值的列表给出时,这应理解为具体公开了由任意一对任何上限范围或优选值和任何下限范围或优选值形成的所有范围,无论范围是否被单独公开。

在数值范围被记载在本文中的情况下,除非另有说明,否则该范围旨在包括其端点以及该范围内的所有整数和分数。本发明的范围不旨在限于在限定范围时所记载的特定值。

如本文中所使用的,术语“包括”、“包含”、“含有”、“特征在于”、“具有”、“拥有”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性包括。例如,包括一系列要素的过程、方法、制品或装置不一定仅限于那些要素,而且可以包括未明确列出的或者这样的组成、过程、方法、制品或装置所固有的其他要素。此外,除非明确相反地说明,否则“或”是指包含性的“或”,并不是指排他性的“或”。

在申请人用开放式术语例如“包括”限定本发明或其一部分的情况下,应容易理解,除非另有说明,否则该描述应被解释为也使用术语“基本上由……组成”来描述这样的发明。

图1是根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的示意性截面图,并且是在一次加工之后包括底漆层的光学聚酯膜的截面图,以及图2是根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜上形成有功能性涂层的膜的示意性截面图,并且是在二次加工之后包括功能性涂层的光学聚酯膜的截面图。作为参照,附图中的附图标记“1”表示聚酯基底膜,“2”表示底漆层,以及“3”表示功能涂层(二次UV后处理)。

从图1(其为根据本发明的一个优选实施方案的光学聚酯膜的示意性截面图)中可以看出,根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜在基底膜的一个表面上包括底漆层。图1示出了底漆层形成在基底膜的一个表面上,但明显的是在基底膜的每个表面上具有底漆层的膜也在本发明的范围内。

根据本发明的光学聚酯膜经受一次底漆过程处理以在高温下保持稳定的透明性的同时具有优异的粘合性。此外,为了改善光学聚酯膜基底与经受二次后加工处理的可紫外(UV)固化或可热固化的涂层之间的粘附性,根据本发明的光学聚酯膜包括通过向其中施加具有羧基的丙烯酸类粘结剂树脂和聚环氧烷树脂而设计有特定交联体系的底漆层。

此外,根据本发明的光学聚酯膜满足下式1。

[式1]

△雾度≤1%

在此,△雾度=雾度2-雾度1,雾度2是膜在150℃下保持1小时之后的雾度,以及雾度1是膜在加热之前的雾度。

接下来,在此将详细描述制造根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的实例,但不限于下文描述的制造实例。

根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的基底膜优选是通过以下方法生产的膜:其中根据需要将通过使二元羧酸与二醇聚合而获得的聚酯干燥,然后将经干燥的聚酯熔融并进给到已知的挤出机中以通过将进给的聚酯以单层或复合层片材状态从狭缝模(slit die)中挤出,然后通过静电施加等的方式将片材粘附至流延鼓并冷却凝固来制备未经拉伸的片材,然后对所制备的未经拉伸的片材进行双轴拉伸,然后经受热处理。用于聚酯树脂中的二羧酸可以为芳族二羧酸,例如对苯二甲酸、萘二甲酸、间苯二甲酸、二苯基羧酸、二苯砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-钠砜二羧酸、邻苯二甲酸等;脂族二羧酸,例如琥珀酸、己二酸、癸二酸、马来酸、富马酸等;脂环族二羧酸,例如环己烷二羧酸等;羟基羧酸(oxycarboxylic acid),例如对羟基苯甲酸(paraoxybenzoic acid),以及所使用的二醇可以为脂族二醇,例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇等;聚氧化亚烷基二醇,如二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等;脂环族二醇,例如环己烷二甲醇等;和芳族二醇,例如双酚A、双酚S等。

考虑到机械强度、耐候稳定性、耐化学性和透明性,优选使用对苯二甲酸或萘二甲酸作为二元羧酸以及乙二醇作为二醇。此外,优选使用碱土金属材料、金属化合物、锰化合物、钴化合物、铝化合物、锑化合物、钛化合物、锗化合物等作为聚合时的催化剂。二羧酸、二醇或催化剂可以以其任两者或更多者的组合使用。

此外,虽然可以向膜原料中添加颗粒以赋予膜具有诸如覆盖性、耐候稳定性、耐热性等的功能,但是需要充分注意待添加的量和材料以便不损害膜的透明性。因此,优选仅添加少量的颗粒。

此外,可以使用已知的方法例如其中在纵向拉伸之后进行横向拉伸的顺序双轴拉伸法、或其中几乎同时进行纵向拉伸和横向拉伸的同时双轴拉伸法对膜进行拉伸。在拉伸之前的预热温度和拉伸温度为60℃至130℃,以及拉伸比为2.0倍至5.0倍。如有必要,在拉伸之后进行140℃至240℃下的热处理。

在本发明中,优选在纵向方向上进行拉伸之后在横向方向上进行拉伸的顺序双轴拉伸法。

根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的底漆层可以由具有羧基的丙烯酸类树脂、聚环氧烷树脂以及使用包含选自碳二亚胺、异氰酸酯和三聚氰胺中的一种或更多种化合物的交联剂交联的可热固化涂覆溶液(底漆涂覆溶液)形成,并且由于这种配置,可以控制与可UV固化树脂的良好粘附性以及聚酯膜中的低聚物析出。

在上述膜的双轴拉伸膜制造过程期间,形成底漆层的方法优选在纵向拉伸之后横向拉伸之前进行。此外,作为涂覆方法,可以使用各种已知的涂覆方法(例如使用Mayer棒的棒涂法、凹版涂覆法、狭缝模涂覆法、逗号涂覆法等)中的任一者,但是由于使用分散在水中的涂覆剂,因此优选棒涂法以在低粘度状态下获得优异的外观。

根据本发明的光学聚酯膜的底漆层可以经历一次热固化体系,然后,作为二次后处理,通过具有200nm至400m的波长的UV固化体系与位于底漆层上的可UV固化树脂一起固化。在这种情况下,通常选择丙烯酸类树脂作为后处理期间使用的功能性可UV固化树脂。根据本发明,通过上述底漆设计,可以在后处理期间通过与位于基底膜上的丙烯酸类可UV固化树脂氢键键合和共价键合而更有效地改善粘附强度。

根据本发明的光学聚酯膜满足下式2。

[式2]

a/A×100≥95%

在此,A表示底漆层与后处理涂层接触的总面积,以及a表示A中的粘合面积。

此外,在根据本发明的光学聚酯膜中,在将耐湿性测试在65℃和95%RH下持续96小时之后,底漆层与包含丙烯酸类树脂(其为可UV固化树脂)的涂层之间的粘合性(粘附性)为95%或更大。

此外,在后处理期间,在高温环境例如加热过程中发生低聚物从聚酯膜的析出,这降低光学透明性。根据本发明,通过如上所述的底漆层设计,在底漆层涂覆膜中可以有效地抑制在高温环境中从聚酯膜的低聚物析出。当将根据本发明的光学聚酯膜在150℃下热处理1小时时,热处理前后的雾度变化为1%或更小,并且光学聚酯膜在后处理中对聚合物树脂涂层具有优异的粘附性。

本发明基本应用于透明光学膜领域,并且基底膜的其上形成有底漆层的表面具有80%或更大的总透光率和2.0%或更小的雾度值。

将更详细地描述根据本发明的一个实施方案的光学聚酯膜的配置。

在本发明中,底漆层形成在至少经单轴拉伸的聚酯基底膜上,并且将具有羧基的丙烯酸类粘结剂施加到用于制备底漆层的涂覆溶液中。丙烯酸类树脂是包含衍生自含羧基的单体的结构单元的丙烯酸类聚合物。丙烯酸类聚合物中的羧基具有水分散性并与羟甲基反应以形成交联结构来使丙烯酸类聚合物的颗粒内部交联,并最终与三聚氰胺、碳二亚胺或异氰酸酯交联剂以及聚环氧烷树脂一起进一步反应以使丙烯酸类聚合物的颗粒交联。此外,丙烯酸类聚合物中的不与交联剂反应的羧基可以捕获从聚酯膜中析出的亲水性低聚物。

底漆层中具有羧基的丙烯酸类树脂的酸值优选为10mgKOH/g至100mgKOH/g。当酸值小于10时,捕获低聚物的能力降低,并且与交联剂的交联程度不足,从而产生未固化的区域并因此涂层外观差或粘附强度不足,而当酸值超过100时,可能出现大量未反应的交联反应性基团,这随时间可能由于副反应而导致差的外观和差的粘附性。

此外,作为用于制备丙烯酸类树脂的含羧基的单体,以下可以单独使用或以其化合物的形式使用:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸、肉桂酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、马来酸单羟乙基(甲基)丙烯酸酯、富马酸单羟乙基(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸单羟乙基(甲基)丙烯酸酯、1,2-二羧基环己烷单羟乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二聚体和ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯。

此外,基于涂覆溶液的总重量,本发明的用于形成底漆层的涂覆溶液优选包含40重量%至70重量%的丙烯酸类树脂,并且丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)为40℃至80℃。如果丙烯酸类树脂的含量小于40重量%或者玻璃化转变温度低于40℃,则抑制低聚物从聚酯膜中析出的效果可能降低,而如果丙烯酸类树脂的含量超过70重量%或者玻璃化转变温度超过80℃,则存在如下可能性:在形成双轴取向膜的过程期间,粘附强度降低以及树脂层中可能出现裂纹。

本发明中提出的聚环氧烷树脂优选为选自环氧乙烷链、环氧丙烷链和环氧丁烷中的至少一种化合物。具体地,由下式1表示的化合物结构是优选的,并且链重复数n优选为2至200,更优选为10至100。

(式1)

此外,用于形成底漆层的底漆涂覆溶液中的丙烯酸类树脂与聚环氧烷树脂的摩尔比优选为1:0.1至1:80,并且聚环氧烷树脂的重均分子量为100g/mol至10000g/mol。如果聚环氧烷树脂的重均分子量小于100,则与丙烯酸类树脂的交联程度不足,从而产生未固化的区域,并因此涂层外观差或粘附强度不足,而如果重均分子量超过10000,则可能出现大量未反应的交联反应物,这可能降低粘附强度并在形成双轴取向膜的过程期间导致差的外观,例如树脂层中的裂纹或拉伸痕迹。

根据本发明的一个实施方案,为了在其中制造根据本发明的光学聚酯膜基底和二次后加工处理的过程的加热过程和高温过程中保持聚酯膜的透明性,底漆层被设计为使用选自碳二亚胺、异氰酸酯和三聚氰胺中的至少一种化合物作为交联剂进行交联。

本发明中提出的碳二亚胺化合物是指分子中具有两个或更多个碳二亚胺基团的化合物,例如如日本专利特许公开第10-316930号或日本专利特许公开第11-140164号中公开的,使用有机多异氰酸酯特别优选有机二异氰酸酯作为用于合成的主要原料来生产。二异氰酸酯可以包括选自以下中的一种或两种或更多种二异氰酸酯:六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,12-二异氰酸酯十二烷、降冰片烷二异氰酸酯和2,4-双-(8-异氰酸酯辛基)-1,3-二辛基环丁烷、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。在本发明中,作为碳二亚胺化合物,优选分子骨架中具有环己烷或苯环基团的碳二亚胺化合物。

本发明中可用的基于三聚氰胺的化合物没有特别限制,但就亲水化而言,优选通过作为低级醇的甲醇、乙醇、异丙醇等与通过使三聚氰胺和甲醛缩合而获得的羟甲基三聚氰胺衍生物的脱水缩合反应而醚化的化合物,并且当将本发明的树脂层设置在热塑性树脂膜上以形成层合膜时,不仅抑制树脂层的低聚物的效果增加,而且对各种墨和硬涂层剂的粘附性、耐湿热粘附性、柔性、韧性和耐溶剂性也增加,使得其可以优选使用。羟甲基化三聚氰胺衍生物的实例包括例如单羟甲基三聚氰胺、二羟甲基三聚氰胺、三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺和六甲氧基羟甲基三聚氰胺。

本发明中可用的异氰酸酯化合物的实例包括芳族二异氰酸酯,例如二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、三嗪二异氰酸酯等;具有芳族环的脂族二异氰酸酯,如α,α,α',α'-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯等;脂族二异氰酸酯,例如亚甲基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等;脂环族二异氰酸酯,例如环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基二异氰酸酯等;等等。它们可以单独使用或者其任两者或更多者组合使用。此外,这些多异氰酸酯化合物可以为由异氰脲酸环表示的二聚体或三聚体,或者高于三聚体的聚合物。

此外,为了分散在水中,需要使不与羟基反应的结构与异氰酸酯末端基团反应。使用其中异氰酸酯基团的反应性基团被所谓的封端剂保护的封端异氰酸酯,封端剂的特征在于其在100℃或更高温度下解离,并且作为封端剂,可以使用基于酚的化合物、基于醇的化合物、基于活性亚甲基的化合物、基于酰胺的化合物、基于内酰胺的化合物、基于酸亚胺的化合物、基于咪唑的化合物、基于脲的化合物、基于肟的化合物或基于胺的化合物,并且更具体地,可以使用基于酚的化合物,例如苯酚、甲酚、乙基苯酚等;基于醇的化合物,例如丙二醇单甲醚、乙二醇、苯甲醇、甲醇、乙醇等;基于活性亚甲基的化合物,例如丙二酸二甲酯、乙酰丙酮等;基于硫醇的化合物,例如丁基硫醇、十二烷基硫醇等;基于酰胺的化合物,例如乙酰苯胺、乙酸酰胺等;基于内酰胺的化合物,例如己内酰胺、戊内酰胺等;基于酸亚胺的化合物,例如琥珀酸酰亚胺、马来酸酰亚胺等;基于肟的化合物,例如乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟等;基于胺的化合物,例如二苯基苯胺、苯胺和乙烯亚胺等;亚硫酸钠;等等。可以使用以上封端剂中的任一者,但优选使用基于肟的化合物。

在本发明的一个实施方案中,优选同时使用碳二亚胺化合物和异氰酸酯化合物作为用于底漆涂覆溶液中的交联剂。

此外,用于形成底漆层的底漆涂覆溶液中的丙烯酸类树脂与交联剂的摩尔比优选为1:0.2至1:2,并且本发明的底漆涂覆溶液中包含的交联剂优选保持在涂覆溶液的总重量的30重量%至60重量%。如果交联剂含量低于30重量%,则聚合物交联程度不足,这可能降低抑制低聚物从聚酯膜中析出的效果,而如果交联剂含量超过60重量%,则存在如下可能性:在形成双轴取向膜的过程期间,粘附强度由于出现大量未反应的交联反应物而降低以及在树脂层中可能出现裂纹和对产品外观的破坏。

此外,为了赋予膜具有诸如覆盖性、耐候稳定性、耐热性等的功能,可以向膜原料中添加颗粒,但是需要充分注意待添加的量和材料以不损害膜的透明性。优选地,仅添加少量的颗粒,并且更优选地,不添加颗粒。就膜的覆盖性而言,优选向底漆层中添加颗粒以补充该特性。

根据本发明的光学聚酯膜可以在底漆层中包含有机或无机纳米颗粒以在加工期间防止划痕。

基于底漆涂覆溶液的总量,优选包含0.01重量%至8重量%的纳米颗粒。另外,从膜的透明性的观点出发,纳米颗粒的平均粒径通常为1.0μm或更小,优选为0.5μm或更小,并且更优选为80nm至300nm。此外,当需要进一步改善滑动特性和粘连改善效果(blockingimprovement effect)时,优选同时使用具有大于底漆层的膜厚度的平均粒径的颗粒。所使用的颗粒的实例包括:无机颗粒例如二氧化硅、氧化铝、金属氧化物等,和有机颗粒例如交联聚合物颗粒等。特别地,从对底漆层的分散性和所得涂覆膜的透明性的观点出发,二氧化硅颗粒是合适的。

此外,在底漆层的形成中,除非本发明的物理特性不受到不利影响,否则可以根据需要组合使用消泡剂、适用性改进剂(applicability improver)、增稠剂、有机润滑剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、发泡剂、染料、颜料等。

在上述制造方法的涂覆过程中,优选以将调整为约0.1重量%至15重量%的浓度的涂覆溶液施加到聚酯膜上的方式来生产包括底漆层的聚酯膜。此外,除非对本发明的对象产生不利影响,否则出于改善在水中的分散性、成膜特性等的目的,涂覆溶液可以包含有机溶剂。有机溶剂可以单独使用,或者两种或更多种有机溶剂可以以其混合物的形式适当使用。

此外,根据本发明的底漆层的厚度通常在0.002μm至1.0μm,优选地0.005μm至0.5μm,并且更优选地0.01μm至0.2μm的范围内。当厚度在以上范围之外时,粘附性、涂层外观和粘连特性可能劣化。根据本发明的底漆层即使其厚度薄也在粘性强度方面是优异的。

此外,底漆层的折射率通常在1.42至1.62,优选地1.45至1.59的范围内。当底漆层的折射率在以上范围之外时,可能发生作为光学膜的透光率均匀性劣化或者由于在二次加工期间与加工层的光学干涉而导致外观差。在本发明中,提出了用于光学应用的合适折射率使得聚酯膜具有优异的用于光学用途的特性。

如上所述,根据本发明,提出了其中应用双类型粘结剂体系的特定底漆层的结构,使得可以改善光学聚酯膜与后处理层之间的粘附性,并且应用适当的交联剂体系以改善抑制低聚物在高温下从聚酯膜中析出的效果与高效交联效果。因此,根据本发明的光学聚酯膜可以改善具有底漆层的光学聚酯膜与后处理树脂例如功能性光学树脂如底漆、粘合剂涂层或硬涂层之间的粘附强度,并且同时,可以有效地抑制在高温下可能发生的低聚物析出现象,从而保持作为光学基底的透明性。

在下文中,将通过实施例和比较例更详细地描述本发明的配置及其效果。提供以下实施例以进一步说明本发明,而不旨在限制本发明的范围。

[实施例]

在下文中,实施例和比较例中使用的组分如下,并且可以各自通过缩写名称来表示。

(A1)丙烯酸类树脂

制备具有2mol N-羟甲基丙烯酰胺、60.5mol丙烯酸乙酯、12.5mol丙烯酸正丁酯、11mol甲基丙烯酸甲酯和14mol丙烯酸的组成的混合物。在保持60℃的同时用过硫酸铵的水溶液和焦亚硫酸钠的水溶液进行乳液聚合,并且在使酸值保持在55mg KOH/g的同时将玻璃化转变温度(Tg)设定为60℃。将用以上组成获得的乳液聚合物在60℃下老化2小时,冷却至室温,并用适量的氨水溶液调节至pH 9.0来制备期望的水性聚丙烯酸分散体。

(A2)丙烯酸类树脂

制备具有2mol N-羟甲基丙烯酰胺、67.5mol丙烯酸乙酯、16.5mol丙烯酸正丁酯、10mol甲基丙烯酸甲酯和2mol丙烯酸的组成的混合物。在保持60℃的同时用过硫酸铵的水溶液和焦亚硫酸钠的水溶液进行乳液聚合,并且在使酸值保持在5mg KOH/g的同时将玻璃化转变温度(Tg)设定为60℃。将用以上组成获得的乳液聚合物在60℃下老化2小时,冷却至室温,并用适量的氨水溶液调节至pH 9.0来制备期望的水性聚丙烯酸分散体。

对于(A1)和(A2)组分的酸值测量和玻璃化转变温度测量如下进行。

1.酸值(羟值)检测

对于上述(A1)和(A2)组分,将15g待测样品放置在烧杯中,添加3滴酚酞指示剂,并将混合物用0.1N氢氧化钾(KOH)滴定直至指示剂从无色变为淡红色。在颜色改变之后,检测所添加的量,并首先使用以下式1计算酸值。

(式1)

酸值(mg KOH/g)=56.11N(B-C)/S

N:0.1N KOH水溶液的标准浓度

B:空白测试中消耗的滴定剂的体积(ml)

C:主测试中消耗的滴定剂的体积(ml)

S:样品的重量(g)

2.玻璃化转变温度检测

通过由TA仪器制造的差示扫描量热法(DCS)进行测量。对于测量的温度范围,以每分钟10℃的速率对-30℃至200℃扫描两次,并将测量的玻璃化转变温度确定为在第二次扫描期间的玻璃化转变温度的值。

此外,任选化合物的组分如下。

(B1)作为由式1表示的聚环氧烷树脂的化合物,其中n为30且重均分子量为1340

(C1)用亚硫酸钠封端的六亚甲基二异氰酸酯的水性封端异氰酸酯化合物

(C2)碳二亚胺当量重量为420g/mol的包含环己烷结构的聚碳二亚胺化合物

(C3)六甲氧基羟甲基三聚氰胺

(D1)平均粒径为0.1μm的二氧化硅溶胶

[实施例1至6]

在施加本实施例的底漆涂覆溶液之前生产用作基底膜的聚酯膜的方法如下:

首先,将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂丸粒在135℃下在减压(1.3hPa)下干燥6小时,然后供给至挤出机,在280℃下熔融挤出成片材形式,并且骤冷并在保持在20℃的表面温度的金属辊上凝固以得到厚度为1024μm的流延膜。

然后,将所得流延膜用加热辊组和红外加热器加热至100℃,然后用一系列圆周速度不同的辊以3.2倍的拉伸比在纵向方向上拉伸以得到用作基底的单轴取向PET膜,随后,用夹子在末端处夹住单轴取向膜,将其引入到热风区中,并干燥。其后,将经干燥的膜在130℃下以3.2倍的拉伸比在横向方向上拉伸,之后,将膜在240℃下热定型,并在200℃下在横向方向上松弛3%。以这种方式,获得厚度为100μm的光学聚酯膜。

在实施例1至6中,在聚酯基底膜的生产过程期间,在其中将用于形成底漆层的涂覆溶液以3.2倍的拉伸比在纵向方向上拉伸的生产过程之后,另外进行用反向辊技术的施加过程使得单轴取向PET膜的一侧上的固体含量重量变为0.08g/m2,并且涂覆溶液的组成示于下表1中。

此外,将组分以如下表1中所示的比例混合,并且由如上所述的简称表示,并将所有实施例和比较例中的总分子量控制为10000g/mol或更小。

此外,其中施加了涂覆溶液的最终底漆层的厚度为0.1μm。

表1

底漆层的组分 重量比
实施例1 A1/B1/C1/D1 50/10/40/0.05
实施例2 A1/B1/C2/D1 50/10/40/0.05
实施例3 A1/B1/C3/D1 50/10/40/0.05
实施例4 A1/B1/C1/C2/D1 50/10/20/20/0.05
实施例5 A1/B1/C2/C3/D1 50/10/20/20/0.05
实施例6 A1/B1/C1/C3/D1 50/10/20/20/0.05

[比较例1]

以与实施例1中相同的方式制备光学聚酯膜,不同之处在于不形成底漆层。

[比较例2至19]

以与实施例1中相同的方式制备光学聚酯膜,不同之处在于底漆层由各自包含如下表2中所示的组分和含量的涂覆溶液形成。

表2

底漆层的组分 重量比
比较例1 - -
比较例2 A1/C1/D1 60/40/0.05
比较例3 A1/C2/D1 60/40/0.05
比较例4 A1/C3/D1 60/40/0.05
比较例5 A1/C1/C2/D1 60/20/20/0.05
比较例6 A1/C2/C3/D1 60/20/20/0.05
比较例7 A1/C1/C3/D1 60/20/20/0.05
比较例8 A2/C1/D1 60/40/0.05
比较例9 A2/C2/D1 60/40/0.05
比较例10 A2/C3/D1 60/40/0.05
比较例11 A2/C1/C2/D1 60/20/20/0.05
比较例12 A2/C2/C3/D1 60/20/20/0.05
比较例13 A2/C1/C3/D1 60/20/20/0.05
比较例14 A2/B1/C1/D1 50/10/40/0.05
比较例15 A2/B1/C2/D1 50/10/40/0.05
比较例16 A2/B1/C3/D1 50/10/40/0.05
比较例17 A2/B1/C1/C2/D1 50/10/20/20/0.05
比较例18 A2/B1/C2/C3/D1 50/10/20/20/0.05
比较例19 A2/B1/C1/C3/D1 50/10/20/20/0.05

使用根据实施例1至6和比较例1至19的光学聚酯膜通过以下实验例来测量物理特性,并且结果示于下表1中。

[实验例]

1.雾度以及热处理前后的雾度变化的测量

在将实施例和比较例中制备的涂覆溶液施加到聚酯膜上并固化之后,使用由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd制造的雾度计来测量雾度。

在检侧雾度之后,使用电动干燥器将样品在150℃下储存1小时。在1小时之后,将样品取出,并使用由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd制造的雾度计再次测量雾度。当在热处理之后测量物理特性时,计算热处理前后的雾度变化。雾度变化计算为从总共十个相同样品获得的测量值的平均值。

2.在室温粘附性测试和耐湿性测试之后的粘附性的测量

在室温和防潮条件下测量底漆层的粘附性。在使用#20线棒将丙烯酸类可UV固化树脂施加至其上粘附有底漆层的表面上之后,使用切割机在涂覆有底漆层的膜上形成切割线,并将1mm×1mm正方形放置在10×10矩阵中。然后,将玻璃纸胶带(NICHIBAN Co.,Ltd.的No.405,宽度:24mm)附接至其上形成有切割线的膜上,并将胶带用天鹅绒摩擦以牢固地附接至膜,之后,垂直去除胶带。目视观察残留在涂层上的底漆层的面积并使用以下式3来计算粘附性。

(式3)

此外,作为评估可靠性的方式,也以如上相同的方式进行在将耐湿性测试在60℃和90%湿度下持续96小时之后的粘附性评估。

表3

如表3中所示,与根据比较例1至19的光学聚酯膜相比,根据实施例1至6的光学聚酯膜表现出适用于底漆组成材料的酸值,并且其中应用了具有羧酸的丙烯酸类树脂(A1)和聚环氧烷树脂(B1)的实施例具有比相同条件下的比较例更低的热处理前后的雾度变化,且在室温粘附性测试和耐湿性测试之后表现出优异的粘附性。

然而,在根据比较例的膜的情况下,与根据比较例1的不具有底漆层的膜相比,在粘附性和耐湿性测试之后的粘附性相对良好,但是与根据实施例的光学聚酯膜相比,表现出相对降低的粘附性。另一方面,存在这样的趋势:即使当酸值降低时,热处理之后的雾度变化也劣化。

基于所有实施例的结果,使用或组合三聚氰胺化合物(C3)的实施例3、5和6表现出劣化的热处理前后的雾度变化,虽然没有发现显著的差异,但与其他实施例相比,其中应用了异氰酸酯(C1)和碳二亚胺化合物(C2)的实施例4示出相对良好的粘附性并在表示耐久性的耐湿性测试中保持优异的粘附性,因此这确定了实施例4是最优的配置。

在本说明书中,仅示出了由发明人进行的多个实施方案的一些实例,但是应注意,本发明的技术范围不限于此,并且当然可以由本领域技术人员进行修改和变化。

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