水分散組合物以及使用該水分散組合物的光學膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光學膜，其沒有彩虹現(xiàn)象并具有高透光率和低霧度。另外，本發(fā)明涉及水分散組合物和使用該水分散組合物的光學膜。更具體而言，本發(fā)明涉及能夠具有高折射率、克服彩虹現(xiàn)象并且在高溫高濕下具有優(yōu)異粘合性的水分散組合物，以及使用該水分散組合物的光學膜。
【專利說明】水分散組合物以及使用該水分散組合物的光學膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下面的公開內(nèi)容涉及水分散組合物和使用該水分散組合物的光學膜。更具體而言，下面的公開內(nèi)容涉及能夠具有高折射率、克服彩虹現(xiàn)象并且在高溫高濕下具有優(yōu)異粘合性的水分散組合物，以及使用該水分散組合物的光學膜。另外，本公開內(nèi)容涉及不會產(chǎn)生干涉條紋現(xiàn)象同時具有高透光率和低霧度的光學膜。
【背景技術(shù)】
[0002]光學膜是用作顯示器的光學構(gòu)件的膜，其用作液晶顯示器(IXD)背光單元(BLU)的光學材料，或者用作保護各種顯示器(例如LCD、等離子體顯示面板(PDP)或觸摸面板等)的表面的光學構(gòu)件。在這種光學膜中，要求優(yōu)異的透明性和可見性，并使用具有優(yōu)異的機械特性和電學特性的雙軸拉伸聚酯膜作為基膜。
[0003]一般而言，因為雙軸拉伸聚酯膜具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、厚度均一性和透光性，所以雙軸拉伸聚酯 膜被廣泛用作各種工業(yè)材料和光學材料。
[0004]在這種雙軸拉伸聚酯層壓膜用于光學的情況下，因為表面硬度低，并且耐磨性或抗劃傷性不足，因此當該膜用作各種顯示器的光學構(gòu)件時，因為摩擦或與物體接觸容易發(fā)生表面受損。因此，為了防止這種受損，在膜表面上層壓硬涂層，并且為改善聚酯膜(即基膜)與硬涂層之間的緊密粘合，形成底漆層作為中間層。
[0005]底漆層通常由與聚酯膜具有優(yōu)異粘合性的共聚聚酯樹脂形成。但是，在單獨使用共聚聚酯樹脂的情況下，與聚酯基膜的粘合性是足夠的，但是在使用棱鏡透鏡、減反射層或硬涂層等的各種后加工處理后使用共聚聚酯樹脂時，共聚聚酯樹脂可能是不足夠的。為了彌補該問題，已經(jīng)開展了研究涂布底漆層的方法來在制備聚酯時使用具有優(yōu)異的易粘合性、柔韌性和耐磨性和強粘合性的聚氨酯樹脂改善粘合力，由此用在要求粘合的各種領(lǐng)域中。但是，在底漆層由聚氨酯樹脂制成時，與外層(例如硬涂層等)的粘合力優(yōu)異，但是與聚酯膜(其為基膜)的粘合力不足，從而不能得到與外層的足夠的粘合。
[0006]另外，作為評價后加工處理后的粘合性的方法之一，在高溫高濕(65°C，90%)下評價耐濕性時，由于濕氣滲入到后加工膜的背面會導致粘合力劣化，因此，已經(jīng)開展了對解決該問題的方法的研究。
[0007]為了解決該問題，在韓國專利N0.10-1050216 (專利文獻I)中公開了使用交聯(lián)劑形成聚合物網(wǎng)絡來提高耐久性的方法。
[0008]另外，為了提高基層和硬涂層之間的緊密粘合并消除由于硬涂層和聚酯膜之間的巨大折射率差異產(chǎn)生的彩虹現(xiàn)象，通常使用丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂和聚酯樹脂等作為底漆層的材料。作為相關(guān)發(fā)明，在日本專利特許公開N0.平10-110091(專利文獻2)中公開了使用聚酯樹脂和氟化合物的水分散液改善與基膜的粘合性的方法。但是，如在相關(guān)發(fā)明中所顯示，在添加氟化合物以增加玻璃化轉(zhuǎn)變溫度來提高抗粘連性(blocking resistance)的情況下，因為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)快速增加，在制備薄膜時，在熱處理溫度下沒有發(fā)生充分的降解，這導致在膜中產(chǎn)生裂紋或者留下一區(qū)域，并且在膜中產(chǎn)生變白現(xiàn)象，使得該膜不適合用作光學膜。
[0009]另外，為了提高基層和硬涂層之間的緊密粘合并消除由于硬涂層和聚酯膜之間的巨大折射率差異產(chǎn)生的彩虹現(xiàn)象，通常使用丙烯酸樹脂或聚氨酯樹脂等用作中間層。然而，在僅使用上述樹脂形成底漆涂層的情況下，折射率為約1.5，這接近于硬涂層的折射率，這是因為雙軸拉伸聚酯膜的一般表面折射率為1.64并且硬涂層的一般折射率為1.52。因此，可能不能消除由于硬涂層和聚酯膜之間的巨大的折射率差異導致的光學干涉現(xiàn)象，并且在將該膜用在顯示構(gòu)件中時，這種彩虹現(xiàn)象會導致眼疲勞并且降低顯示可視性。
[0010]作為克服這種眼疲勞的方法，在韓國專利特許公開N0.10-2011-0034784中公開了通過在基膜的一側(cè)涂布包括折射率為1.54至1.59的聚氨酯粘合劑的聚氨酯涂料組合物和在基膜的另一側(cè)涂布包括折射率為1.4至1.5的丙烯酸粘合劑的丙烯酸涂料組合物形成的光學膜。在上述相關(guān)發(fā)明中，通過改變在聚氨酯涂料組合物中使用的異氰酸酯的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)折射率，從而克服了彩虹現(xiàn)象。
[0011]另外，作為克服彩虹現(xiàn)象的相關(guān)發(fā)明，韓國專利N0.10-0994051中公開了一種硬涂層膜，其包括用包含平均粒度為I至30 μ m的微粒的硬涂料組合物涂布的硬涂層和用于該硬涂層的預固化層，并具有500+/-50 μ m的最小反射波長和1.58+/-0.1的折射率。在上述相關(guān)技術(shù)中，通過向硬涂層中加入選自硅樹脂珠粒和丙烯酸樹脂珠粒的有機珠粒來調(diào)節(jié)折射率。然而，在硬涂層中使用有機珠粒的情況下，劣化了硬涂層本身的透明性，從而會降低可視性。
[0012]如上所述，為了克服硬涂層膜的彩虹現(xiàn)象，已經(jīng)開發(fā)了調(diào)節(jié)用于硬涂層的涂料組合物和有機或無機微粒以調(diào)節(jié)折射率的各種技術(shù)，并且由于折射率根據(jù)涂料組合物和微粒的組合而不同，已經(jīng)開展了尋找獲得理想折射率的組合的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的一個實施方案涉及提供一種水分散組合物，該水分散組合物具有在高溫高濕下的優(yōu)異粘合性、高折射率和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且涉及應用了所述水分散組合物的光學膜。
[0014]另外，本發(fā)明的另一實施方案涉及提供一種水分散組合物，該水分散組合物通過增加交聯(lián)密度能夠具有優(yōu)異的粘合性并克服彩虹現(xiàn)象和光學性質(zhì)，并且涉及應用了所述水分散組合物的光學膜。
[0015]更具體地，本發(fā)明涉及提供具有能夠在形成膜時在表面上不產(chǎn)生裂紋和區(qū)域的底漆層的聚酯光學膜，所述光學膜克服光學性質(zhì)(特別是彩虹現(xiàn)象等)，并具有高溫高濕下優(yōu)異的粘合性。
[0016]進而，本發(fā)明涉及通過使聚酯樹脂和無機微粒相互混合提供一種底漆涂料組合物，該底漆涂料組合物具有聚酯膜(其為基膜)和硬涂層的折射率之間的中間折射率，并且涉及通過將所述底漆涂料組合物涂布在所述聚酯基膜的一側(cè)或兩側(cè)上形成底漆涂層而提供一種光學膜，其中克服了彩虹現(xiàn)象。
[0017]本發(fā)明涉及水分散組合物和使用該水分散組合物的光學膜。
[0018]在一個一般方面，提供了一種包括聚酯基膜和用涂料組合物涂布在所述基膜的一側(cè)或兩側(cè)上的底漆涂層的光學膜，所述涂料組合物包含折射率1.4至1.6的聚酯樹脂和折射率1.8至2.2的無機微粒，由此具有1.56至1.6的總折射率，其中底漆涂層的干涂層厚度為50至150nm。
[0019]所述無機微?？梢跃哂蠭至50nm的平均粒度。
[0020]所述無機微?？梢詾楸砻娓男缘难趸?。
[0021]所述表面改性的氧化鋯可以在其表面上具有?；蛲榛鶊F，并且可以使用Na+作為反離子。
[0022]所述光學膜在底漆涂層的一側(cè)或兩側(cè)上可以進一步包含折射率為1.51至1.53的丙烯酸樹脂涂層。
[0023]所述丙烯酸樹脂涂層可以具有I至10 μ m的干涂層厚度。
[0024]在丙烯酸樹脂涂層僅在一側(cè)上形成的情況下，所述膜可以具有1.0%以下的霧度和91%以上的總透光率，而在丙烯酸樹脂涂層在兩側(cè)上形成的情況下，所述膜可以具有
0.5%以下的霧度和92%以上的總透光率。
[0025]在另一個一般方面，提供了一種用于底漆涂料的水分散組合物，該水分散組合物選自第一水分散組合物、第二水分散組合物和第三水分散組合物，所述第一水分散組合物包含由10至75重量％的具有兩個端基的線性聚合物和25至90重量％的具有至少三個端基的支化聚合物組成的水分散聚氨酯樹脂，所述第二水分散組合物包含通過縮聚20至40摩爾％的2，6-萘二甲酸、I至10摩爾％的包含磺酸鹽的芳香族二羧酸、I至10摩爾％的芳香族二羧酸、10至30摩爾％的由下面化學式I表示的雙[4(2-羥基乙氧基)苯基]芴、I至10摩爾％的由下面化學式2表示的甘油三酯化合物和30至60摩爾％的二醇化合物得到的聚酯樹脂，以及所述第三水分散組合物中將所述第一和第二水分散組合物彼此混合。
[0026][化學式I]
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種光學膜，其包括聚酯基膜和用涂料組合物在所述基膜的一側(cè)或兩側(cè)上涂布的底漆涂層，所述涂料組合物包含折射率1.4至1.6的聚酯樹脂和折射率1.8至2.2的無機微粒而由此具有1.56至1.6的總折射率，其中所述底漆涂層的干涂層厚度為50至150nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學膜，其中，所述無機微粒的平均粒度為I至50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學膜，其中，所述無機微粒為表面改性的氧化鋯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學膜，其中，所述表面改性的氧化鋯在其表面上具有酰基或烷基化基團，并且使用Na+作為反離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學膜，其中，所述涂料組合物包含5至30重量％的折射率1.4至1.6的聚酯樹脂、0.1至0.4重量％的潤濕劑、0.1至0.5重量％的平均粒度100至200nm的二氧化硅以及0.5至30重量％的固含量5至40重量％的水分散無機微粒以具有2至10重量％的總 固含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的光學膜，該光學膜在所述底漆涂層的一側(cè)或兩側(cè)上進一步包括折射率1.51至1.53的丙烯酸樹脂涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學膜，其中，所述丙烯酸樹脂涂層的干涂層厚度為I至10 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學膜，其中，在所述丙烯酸樹脂涂層在一側(cè)上形成的情況下，所述膜具有1.0以下的霧度和91%以上的總透光率，而在所述丙烯酸樹脂涂層在兩側(cè)上形成的情況下，所述膜具有0.5%以下的霧度和92%以上的總透光率。
9.用于底漆涂料的水分散組合物，選自: 第一水分散組合物，所述第一水分散組合物包含由10至75重量％的具有兩個端基的線性聚合物和25至90重量％的具有至少三個端基的支化聚合物組成的水分散聚氨酯樹月旨， 第二水分散組合物，所述第二水分散組合物包含通過縮聚20至40摩爾％的2，6-萘二甲酸、I至10摩爾％的包含磺酸鹽的芳香族二羧酸、I至10摩爾％的芳香族二羧酸、10至30摩爾％的由下面化學式I表示的雙[4 (2-羥基乙氧基)苯基]芴、I至10摩爾％的由下面化學式2表示的甘油三酯化合物和30至60摩爾％的二醇化合物得到的聚酯樹脂，以及
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述水分散聚氨酯樹脂的端基部分或全部用無機酸鹽封閉。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水分散組合物，其中，所述水分散聚氨酯樹脂按如下制備:將39至45重量％的多元醇、0.3至1.2重量％的三羥甲基丙烷和50至57重量％的異氰酸酯化合物彼此反應來制備端基為異氰酸酯基的預聚物，然后再將該預聚物與3至4重量％的無機酸鹽反應以用離子基團封閉所述異氰酸酯端基。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水分散組合物，其中，所述水分散聚氨酯樹脂的重均分子量為 10，000 至 20，000。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述第一水分散組合物包含5至10重量％的水分散聚氨酯粘合劑、0.1至0.5重量％的基于硅樹脂的潤濕劑、0.1至0.5重量％的膠體二氧化硅微粒和余量的水，所述水分散聚氨酯粘合劑包含所述水分散聚氨酯樹脂和水以具有10至30重量％的固含量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水分散組合物，其中，所述膠體二氧化硅微粒的平均粒度為 50 至 1000nm0
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述芳香族二羧酸為選自對苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1，2-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸、1，5-萘二甲酸、1，3-環(huán)戊烷二甲酸和1，4-環(huán)己烷二甲酸中的任一種或至少兩種的混合物，所述包含磺酸鹽的芳香族二羧酸為選自2，5- 二羧基苯磺酸鈉、5-磺基-間苯二甲酸、2-磺基-間苯二甲酸、4-磺基-間苯二甲酸和4-磺基-萘-2，6- 二甲酸中的任一種或至少兩種的混合物，以及所述二醇化合物為選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、丙二醇、三丙二醇、1，3-丙二醇、1，3- 丁二醇、丙二醇、雙酚A、雙酚B中的任一種或至少兩種的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述聚酯樹脂具有1.58至1.64的折射率和40至60°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述第二水分散組合物包含10至40重量％的水分散聚酯粘合劑、0.1至0.5重量％的潤濕劑、0.1至1.0重量％的平均粒度100至200nm的二氧化硅以具有2至10重量％的總固含量，所述水分散聚酯粘合劑包含所述聚酯樹脂和水以具有10至40重量％的固含量。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述第二水分散組合物還包含親水性有機溶劑和表面活性劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述第三水分散組合物包含5至10重量％的第一和第二水分散組合物的混合物、0.1至0.5重量％的基于硅樹脂的潤濕劑、0.1至0.5重量％的膠體二氧化硅微粒和余量的水。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的水分散組合物，其中，所述第一和第二水分散組合物的混合物為第一和第二水分散組合物以1:9至5:5的重量比混合的混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的水分散組合物，其中，所述膠體二氧化硅微粒的平均粒度為 50 至 1000nm。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水分散組合物，其中，所述第三水分散組合物的折射率為為.1.57 至 1.62。
23.一種光學膜，所述光學膜包括通過涂布權(quán)利要求9至22中任一項所述的水分散組合物形成的底漆涂層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學膜，其中，所述底漆涂層的干涂層為50至lOOnm。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光學膜，其中，所述底漆涂層滿足下面的物理性質(zhì):按照下面公式1測量的溶脹比為35至100，按照下面公式2測量的凝膠分數(shù)為75至85，以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60°C以上， [公式1] 溶脹比=(保持后的重量-原始重量)/原始重量X100 在公式1中，所述保持后的重量是指將干涂膜(約1g)浸入蒸餾水(50g)中并在70°C保持24小時后測量的重量， [公式2] 凝膠分數(shù)=(干燥后的重量-原始重量)XlOO 在公式2中，所述干燥后的重量是指將干涂膜(約1g)浸入蒸餾水(50g)中，在70°C保持24小時，然后再將所述保持后的涂膜在120°C干燥3小時后測量的重量。
【文檔編號】G02B5/02GK103842854SQ201280048254
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】林美笑, 崔城蘭 申請人:可隆工業(yè)株式會社