专利名称：延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法及透明抗静电膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种延长抗静电膜的抗静电能力的方法，特别是涉及一种适用于电子包装材料的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法及运用此方法所制成的透明抗静电膜。
背景技术：
目前最广泛用于形成抗静电层的材料为PEDOTPSS溶液，其是通过在聚(3，4_伸乙基二氧噻吩)[Poly(3，4-ethylenedioxythiophene)，也就是上述的PED0T]中加入聚(苯乙烯磺酸酯)[poly (styrenesulfonate)，也就是上述的PSS]而制得。然而，在实际使用由 PEDOTPSS溶液所制得的抗静电层时，却发现因为PEDOT容易受到环境中紫外光、氧气及热等因子的影响而发生降解情形，导致PEDOT的抗静电效能减弱，更让抗静电层的使用周期缩短。为了解决上述问题，目前主要是利用增加抗静电层厚度的手法来减缓抗静电效能的衰退速度，但此方法会使成本增加，更致使产品竞争力下降。US 7，087，351公开一种电控显示器，其包括至少一基材、至少一设置于该基材上的电控影像层(electrically modulated imaging layer)、至少一导电层及至少一抗静电层。该抗静电层可使用PED0T:PSS(商品名『Baytron』)，而该导电层可分为主导电层及第二导电层，该第二导电层含有氧化铟锡(indium-tin-composite oxide, IT0)、氧化锌或氧化铈等氧化物。所述导电层只提供导电的功能，与抗静电层间并无交互关系，也不对抗静电层的使用寿命提供任何的贡献。此类显示器生产后就封装，所以抗静电层被封装于封装壳内。于此状况下，抗静电层是与外界完全隔绝，而不受前述环境因子的影响，所以不致产生抗静电效能衰减的问题。US 6，921，576公开一种用于形成一具有较佳硬度、抗磨损性的抗静电膜的抗静电涂布组成物。该抗静电涂布组成物包含(A)多个具有侧链的无机氧化物粒子；(B) 一抗静电齐U，含有至少一选自于下列所构成的群组含四级铵盐的高分子、含四级铵盐的硅烷偶合剂及硅烷偶合剂的水解缩合物；以及(C)具有至少三个(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基) 丙烯酸酯。此专利主要运用特殊经改质的无机氧化物粒子来提升抗静电膜的硬度及抗磨损性，更利用特定抗静电剂，才可让抗静电膜的抗静电性质提升。由上述内容可知，此专利的组成物除了需运用特定材料，还需额外花费时间制备特定经改质的无机粒子及抗静电剂， 且后续将此专利的组成物涂布于一塑料基材时，所涂布的厚度范围需控制在1 50μπι，就整体制程及后续应用而言，步骤过于繁复且无法节省制造成本。此外，该专利所公开的技术并未述及任何可延长抗静电涂布组成物使用的可能。由上述可知，现有针对抗静电膜的研发，大多致力于提升抗静电膜的抗静电性、硬度或抗磨损性等性质，而未就如何延长抗静电膜的抗静电能力进行探讨。特别是就用于电子包装材料的抗静电膜，因为电子组件容易受到静电影响而影响使用效能或甚而损坏，所以电子包装材料除了需具备透明度及良好机械性质外，更期望可长时间维持抗静电能力。 因此，如何能够使抗静电膜保有透明度且长时间维持抗静电能力，仍有待研发制程简单又可降低生产原料成本的方法，以提升产品的应用领域及竞争性。
发明内容
为了解决以往的电子包装材料的抗静电能力不能够长时间维持的问题，同时兼顾包装材料的透明性及制造成本，本案发明人在多方试验后，研发出一种有效的改善方案，借由在制备抗静电层的过程中，在以往的抗静电涂布液中混入特定比例的改质剂，便可使所制成的抗静电膜保有透明性，且能长时间维持合乎需求的表面阻抗，也就是能长时间维持抗静电能力。本发明的目的在于提供一种不需增加抗静电层的厚度，只需运用简单制程及低成本，就能有效延长抗静电膜的抗静电能力的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法。本发明延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，该透明抗静电膜包含一基材及一抗静电层，该方法是使该抗静电层通过在该基材上涂布一层含一抗静电组成物及一溶剂的涂布液，后去除该涂布液中的溶剂而形成。该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个氧化铈粒子。以该抗静电组成物的总重为100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为1 IOwt %，且所述氧化铈粒子的粒径范围为10 190nm。该抗静电层具有介于IO5 IO9 Ω的表面阻抗，厚度为0. 18 0. 5 μ m，且该抗静电膜具有不高于2%的雾度。本发明的另一目的在于提供一种透明抗静电膜。本发明透明抗静电膜具有不高于 2%的雾度，及一介于IO5 109Ω的表面阻抗，且包含一基材及一设置于该基材上的抗静电层。该抗静电层的厚度为0. 18 0. 5 μ m，且是由一抗静电组成物所构成，该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个粒径介于10 190nm的氧化铈粒子。以该抗静电组成物的总重为100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为1 10wt%。本发明的有益效果在于只需借由在以往导电高分子涂布液中混入氧化铈粒子， 并借由控制氧化铈粒子的用量与粒径，便可通过氧化铈粒子于导电高分子涂布液中的作用，使得抗静电膜得以在抗静电层厚度低于1 μ m及低制造成本的情况下，让所制得的抗静电膜即便在受到紫外光及氧气等环境影响下，仍可使抗静电膜在维持既有的透明度下，将使用寿命有效地延长2倍以上。而当后续运用至静电防护电子包装材料时，由于本发明透明抗静电膜可提供较长时间的抗静电能力，因而可延长本发明透明抗静电膜的使用寿命， 以避免电子组件受到静电影响。
具体实施例方式本发明延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法是使该透明抗静电膜的抗静电层通过在该基材上涂布一层含一抗静电组成物及一溶剂的涂布液，后去除该涂布液中的溶剂而形成。该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个氧化铈粒子。以该抗静电组成物的总重为100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为1 IOwt %，且所述氧化铈粒子的粒径范围为10 190nm。该抗静电层具有介于IO5 IO9Ω的表面阻抗，且该抗静电层的厚度为 0. 18 0.5 μ m。该透明抗静电膜具有不高于2%的雾度。较佳地，该抗静电层的厚度为0. 2 0. 3 μ m。所述氧化铈粒子的含量范围为1 IOwt %，较佳地为3 8wt%，更佳地为3. 5 7wt%。当所述氧化铈粒子的含量少于时，无法有效延长抗静电能力至60天以上，以致改善效果有限；相反地，当所述氧化铈粒子的含量多于10wt%时，会增加不必要的制造
4成本支出。所述氧化铈粒子的粒径范围为10 190nm，较佳地为20 50nm。当所述氧化铈粒子的粒径小于IOnm时，容易产生团聚现象且无法均勻分散的问题；当所述氧化铈粒子的粒径大于190nm时，易使抗静电膜的透明度下降。于本发明的实施例中，所述氧化铈粒子的粒径为20nm。该导电高分子组份可依据欲形成的抗静电层的性质选用适合的一般导电高分子的种类，于本发明中并无特别的限制。较佳地，该导电高分子组份包含聚噻吩。聚噻吩例如但不限于聚(3，4_伸乙基二氧噻吩)。为赋予抗静电层有良好的导电性，一般较适宜的导电高分子的数量平均分子量范围较佳为5，000 50，000。该涂布液的溶剂可选用与氧化铈粒子及导电高分子组份兼容的溶剂，于本发明中并无特别的限制。较佳地，该溶剂是选自于水、甲醇、乙醇、异丙醇或此等的一组合。于本发明的实施例中，用于与导电高分子组份混合并形成一导电高分子溶液的溶剂为异丙醇，以及氧化铈粒子是与水混合并形成一氧化铈水溶液。较佳地，该涂布液还包含一分散剂及一黏结剂(binder)。该分散剂包含但不限于聚苯乙烯磺酸酯(polystyrenesulfonate，简称PSS)。该黏结剂包含但不限于聚氨酯 (Polyurethane, PU)黏结剂。本发明的涂布液的制备可运用一般混合方法进行，例如分别利用溶剂，将涂布液中所含的抗静电组成物的导电高分子组份及氧化铈粒子调配成溶液态，如导电高分子溶液及氧化铈水溶液，再将上述两溶液进行混合，便可制得涂布液。在本发明的方法中，该涂布液的涂布方式可选用任何已知技术进行，例如手涂、滚轮涂布、喷洒涂布或凹版印刷涂布等涂布方式。去除涂布液的溶剂的方法也可采用一般干燥或固化方法进行。本发明透明抗静电膜具有不高于2%的雾度，及一介于IO5 109Ω的表面阻抗， 且包含一基材及一设置于该基材上的抗静电层。该抗静电层是由一抗静电组成物所构成， 该抗静电层的厚度为0. 18 0. 5 μ m，较佳为0. 2 0. 3 μ m。在本发明的透明抗静电膜中，该抗静电层的态样及各种变化是如上所述，在此不多加赘述。该基材于本发明中并无特别限制，可运用任何现有的基材，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等。本发明透明抗静电膜主要是用作为后续可用于静电防护电子包装材料。本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，该实施例只为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。<实施例1及2>配制抗静电涂布液取一导电高分子溶液(购自于H. C. Starck,型号PVA)与一氧化铈水溶液(型号 BI-3810，粒径20 μ m)。该导电高分子溶液含有0. 5wt %的PEDOT PSS、5wt %的聚氨酯黏结剂、94. 5wt%的异丙醇水溶液。该氧化铈水溶液含有40wt%的氧化铈粒子及60wt%的水。 于40°C以下将上述两溶液均勻混合，以配制成一抗静电涂布液。实施例1及2的抗静电涂布液的成分比例详述于表一。
制备抗静电膜将该抗静电涂布液涂布于一 PET基材上，再以热风干燥的方式移除涂布液中的溶剂(水及异丙醇)。烘干温度为65 70°C间，时间为15 30秒，以于该基材上形成一由一抗静电组成物[含有PEDOTPSS (导电高分子组份)及氧化铈粒子]所构成的抗静电层， 进而分别制得一抗静电膜。最后，分别对实施例1及2的抗静电层的厚度进行量测，以及对构成抗静电层的抗静电组成物所含的导电高分子组份及氧化铈粒子的含量进行计算，并记录于表一。件质测试1.表面阻抗利用表面阻抗测试仪器[为表面电阻仪(Wolfgang Warmbier ； SRM-110)，量测标准方法为ASTM-D257]，对实施例1及2的抗静电膜的抗静电层进行测试， 所得结果如下表一所示。用于电子包装材料的表面阻抗值建议在IO5 IO9 Ω。2.雾度利用雾度计[Hazy meter，型号为NDH 2000，购自日本NIPP0NDENSH0KU公司，量测标准方法为ASTM-D1003]，对实施例1及2的抗静电膜的抗静电层进行测试，所得结果如下表一所示。目前业界可接受的雾度值为<5%。3.使用寿命将所制得的实施例1及2的抗静电膜置于一般大气环境下，使其曝露于一般大气环境下，利用表面电阻仪定期量测抗静电层的表面阻抗，并纪录抗静电层的表面阻抗衰退至IOkiQ的天数，此一天数即为该抗静电膜的使用寿命。所得结果如下表一所示。使用寿命天数越长为越佳。<比较例1 6>比较例1 6的制备过程、制备条件及测试过程与前述的实施例2相同，不同处在于于比较例1 3中，将氧化铈粒子改为其它紫外光吸收剂；比较例1选用氧化锌(型号 BI-3820，粒径为20nm)，比较例2选用碳黑，比较例3选用有机化合物(购自于永光公司， 商品名EversOrb80)；在比较例4及5中，未使用氧化铈粒子且抗静电涂布液是由上述的导电高分子溶液所组成；比较例6的抗静电层厚度小于0. ISym0比较例1 6的组成、厚度及测试结果详述于表一。表一
权利要求
1.一种延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，该透明抗静电膜包含一基材及一抗静电层；其特征在于该方法是使该抗静电层通过在该基材上涂布一层含一抗静电组成物及一溶剂的涂布液，后去除该涂布液中的溶剂而形成；该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个氧化铈粒子，以该抗静电组成物的总重为100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为1 IOwt%，且所述氧化铈粒子的粒径范围为10 190nm ；该抗静电层具有介于IO5 IO9 Ω的表面阻抗，且该抗静电层的厚度为0. 18 0. 5 μ m ；及该透明抗静电膜具有不高于2%的雾度。
2.如权利要求1所述的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，其特征在于该抗静电组成物的总重以100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为3 8wt%。
3.如权利要求2所述的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，其特征在于该抗静电组成物的总重以100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为3. 5 7wt%。
4.如权利要求1所述的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，其特征在于该导电高分子组份包含聚噻吩。
5.如权利要求4所述的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，其特征在于该聚噻吩为聚(3，4-伸乙基二氧噻吩)。
6.如权利要求1所述的延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，其特征在于该抗静电层的厚度为0.2 0.3 μ m。
7.—种透明抗静电膜，其特征在于该透明抗静电膜具有不高于2%的雾度，及一介于 IO5 109Ω的表面阻抗，包含一基材及一设置于该基材上的抗静电层；该抗静电层的厚度为0. 18 0. 5μπι，且是由一抗静电组成物所构成，该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个粒径介于10 190nm的氧化铈粒子，以该抗静电组成物的总重为100wt%计，所述氧化铈粒子的含量范围为1 IOwt %。
8.如权利要求7所述的透明抗静电膜，其特征在于该抗静电组成物的总重以100wt% 计，所述氧化铈粒子的含量范围为3 8wt%。
9.如权利要求8所述的透明抗静电膜，其特征在于该抗静电组成物的总重以100wt% 计，所述氧化铈粒子的含量范围为3. 5 7wt%。
10.如权利要求7所述的透明抗静电膜，其特征在于该导电高分子组份中包含聚噻吩。
11.如权利要求10所述的透明抗静电膜，其特征在于该聚噻吩为聚(3，4_伸乙基二氧噻吩)。
12.如权利要求7所述的透明抗静电膜，其特征在于该抗静电层的厚度为0.2 0. 3 μ m0
全文摘要
一种延长透明抗静电膜的抗静电能力的方法，该透明抗静电膜含有一基材及一抗静电层。该方法是使该抗静电层通过在该基材上涂布一层含一抗静电组成物及一溶剂的涂布液，后去除该涂布液中的溶剂而形成，该抗静电组成物包括一导电高分子组份及多个粒径范围为10～190nm的氧化铈粒子，以该抗静电组成物的总重为100wt％计，所述氧化铈粒子的含量范围为1～10wt％。该抗静电层的厚度为0.18～0.5μm，且具有介于105～109Ω的表面阻抗及该抗静电膜具有不高于2％的雾度。本发明另提供运用上述方法所制得的透明抗静电膜，其能长时间维持所需的抗静电能力，以适用于电子包装材料。
文档编号B32B27/06GK102476490SQ20101057139
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者刘慧贞, 刘邦锦, 蔡翔秦 申请人:远东新世纪股份有限公司