丙烯酸光学膜以及包括其的偏光板的制造方法与工艺

文档序号:11203735阅读:668来源:国知局
本发明涉及一种基于丙烯酸的光学膜和包括所述光学膜的偏光板和显示设备,尤其涉及一种基于丙烯酸的光学膜和包括所述光学膜的偏光板和显示器件,其中,所述光学膜包括在一个表面上形成的基于聚氨酯的底漆层和在另一表面上形成的基于非聚氨酯的底漆层,从而与粘合层和表面涂层具有优异的粘合强度,以及具有优异的防粘性能(antiblockingproperty)和滑移性能。

背景技术:
具有使用粘合剂在偏光片的一个或两个表面上层叠保护膜的结构的偏光板已被普遍使用,所述偏光片是通过用二色性染料或碘染色的基于聚乙烯醇(下文中称作“PVA”)的树脂形成的。基于三乙酰纤维素(TAC)的膜在本领域中通常被用作偏光板保护膜,然而,此种TAC膜在高温和高湿环境下具有容易变形的问题。因此,最近已经开发了由能够取代TAC膜的各种材料制备的保护膜,例如,提出了单独使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)和基于丙烯酸(acryl-based)的膜或者使用它们的混合物的方法。在这些膜中,基于丙烯酸的膜具有诸如优异的光学性能、耐久性和价廉而受到特别的关注。然而,与其他材料制备的膜相比,基于丙烯酸的膜具有较高的表面摩擦,并且问题在于,与粘合层的粘合强度降低;由于当卷绕时差的滑移性能,可加工性变差;和在卷绕后会出现其中膜表面粘合在一起的粘着现象(blockingpheomenon)。为了解决上述问题,提出了在制备基于丙烯酸的膜时用少量的橡胶颗粒或无机颗粒填充膜的方法,然而,在使用这种方法制备的基于丙烯酸的膜的情况下,会出现诸如由于雾度增加而导致的膜透明度降低和膜的取向性能降低的问题,因此,基于丙烯酸的膜不适于作为光学膜。此外,,偏光片保护膜通常可包括在与附着偏光片的表面相反的表面上的各种功能涂层(例如减反射层和硬化涂层)以实现减反射、提高耐久性、预防划痕和提高可视度,这种功能涂层通常使用以下方法来形成:在保护膜上涂覆包含基础树脂、溶剂、添加剂等的涂料组合物,然后固化得到的产品。然而,在基于丙烯酸的膜的情况下,会出现以下问题,由于差的耐溶剂性,不能有利地涂布功能涂层;或者当形成功能涂层时膜表面熔化并损坏。鉴于上述情况,提出了在保护膜的表面上进行例如等离子体处理和电晕处理的表面处理的方法,或者形成底漆层的方法,然而,已经提出的方法至今还不能充分地确保在功能涂层和保护膜,特别是基于丙烯酸的保护膜,之间的粘合强度。例如,在本领域提出的作为保护膜的底漆层的基于聚氨酯的底漆具有低的耐水性和耐溶剂性,因此,问题在于,当在高湿条件下长时间存贮底漆层时,粘合强度由于水分渗透而降低,或者当包含有机溶剂的涂料组合物被涂覆到底漆层时,底漆层由于包含在涂料组合物中的溶剂而膨胀,或者因为底漆层溶解在涂料组合物中,底漆层从保护膜解吸。

技术实现要素:
技术问题针对上述问题,本发明的目的是提供一种基于丙烯酸的光学膜和包括所述光学膜的偏光板和显示设备,其中,所述光学膜具有在一个表面上形成的基于聚氨酯的底漆层和在相反表面上形成的基于非聚氨酯的底漆层,从而与粘合层和表面涂层具有优异的粘合强度,以及还具有优异的防粘性能和滑移性能。技术方案根据本发明的一个实施例,提供了一种基于丙烯酸的膜,其包括:在一个表面上形成的第一底漆层,所述第一底漆层包含水分散性聚氨酯树脂;和在相反表面上形成的第二底漆层,所述第二底漆层包含水分散性基于聚酯的树脂、水分散性基于丙烯酸的树脂和水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂中的至少一种或多种类型。在此,第一底漆层和第二底漆层中的至少一个或多个可包括水分散性细粒,相对于第一底漆组合物的总含量,所述水分散性细粒的含量可约为0重量份至10重量份,以及相对于第二底漆组合物的总含量,所述水分散性细粒的含量可约为0重量份至20重量份。同时,水分散性聚氨酯树脂优选为基于碳酸酯的聚氨酯或者基于酯的聚氨酯。其次,水分散性基于聚酯的树脂优选包含由下面[化学式1]表示的重复单元。[化学式1]在[化学式1]中,R1和R2各自独立地为氢、取代或未取代的C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、或者取代或未取代的C5-20环烷基,以及R3和R4各自独立地为氢、取代或未取代的C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C5-20环烷基、羧基、羟基或磺酸根(sulfonategroup),且R3和R4中的至少一个为羧基、羟基或磺酸根。同时,水分散性基于丙烯酸的树脂优选包含由下面[化学式3]表示的重复单元。[化学式3]在[化学式3]中,R5为氢、或者取代或未取代的C1-20烷基,优选氢或甲基,以及R6为氢、取代或未取代的C1-20烷基、环氧基或羟基。同时,水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂可为同时包含由[化学式1]表示的基于酯的重复单元和由[化学式3]表示的基于丙烯酸的重复单元的基于聚酯丙烯酸的树脂。这里,基于聚酯丙烯酸的树脂优选是通过使聚酯二醇和基于丙烯酸的单体以1:9-9:1的重量比反应而制备的。同时,本发明的基于丙烯酸的膜可进一步包括在第二底漆层上的功能涂层。根据本发明的另一实施例,提供了一种偏光板,其包括:偏光片;布置在偏光片的至少一个表面上的本发明的基于丙烯酸的膜;和设置在偏光片和基于丙烯酸的膜之间的粘合层,其中,基于丙烯酸的膜的第一底漆层被布置在与粘合层相邻的表面上。有益效果在本发明的基于丙烯酸的膜中,在一个表面上形成包含与粘合层具有优异粘合强度的聚氨酯树脂的第一底漆层,在另一表面上形成包含具有高耐溶剂性并且与形成功能涂层的组合物具有优异粘合强度的基于聚酯或者基于丙烯酸的第二底漆层,因此,在粘合层和功能涂层之间的粘合强度非常出众。此外,因为在膜表面的表面摩擦由于底漆层的存在而降低,本发明的基于丙烯酸的膜具有优异的防粘性能和滑移性能,因此,在卷绕时和卷绕后,不会出现粘着,并且可加工性优异。具体实施方式下文中,将描述本发明的优选实施例。然而,本发明的实施方式可以修改为不同的其它形式,并且本发明的范围不限于以下描述的实施方式。此外,提供本发明的实施方式是为了本领域的普通技术人员更彻底地理解本发明。作为对开发与粘合层和表面涂层具有优异粘合强度并具有优异的防粘性能和滑移性能的基于丙烯酸的膜的广泛研究的结果,本发明的发明人发现可通过在丙烯酸膜的一个表面上形成基于聚氨酯的底漆层和在相反表面上形成基于非聚氨酯的底漆层来实现所述目的,从而完成本发明。更具体地,本发明的基于丙烯酸的膜包括:在一个表面上形成的第一底漆层,所述第一底漆层包含水分散性聚氨酯树脂;和在另一表面上形成的第二底漆层,所述第二底漆层包含水分散性基于聚酯的树脂、水分散性基于丙烯酸的树脂和水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂中的至少一种或多种类型。在此,第一底漆层是为了提高粘合层和基于丙烯酸的膜之间的粘合强度,并通过包含聚氨酯树脂的第一底漆组合物来形成。第一底漆组合物包含聚氨酯树脂和水,并且根据需要可进一步包含水分散性细粒。更具体地,相对于第一底漆组合物的总含量,本发明的第一底漆组合物可包含1重量份至30重量份的聚氨酯树脂、0重量份至10重量份的水分散性细粒和剩余含量的水,且优选包含1重量份至30重量份的聚氨酯树脂、0.1重量份至5重量份的水分散性细粒和剩余含量的水,然而,所述含量不限于此。在此,“剩余含量”表示在从整个底漆组合物的总含量中排除固体组分的含量之后剩余的含量。同时,聚氨酯树脂表示在主链中包含通过异氰酸酯和多元醇反应形成的氨基甲酸酯重复单元的树脂,在此,具有两个以上的NCO基团的化合物可没有限制地用作异氰酸酯基团,对于多元醇,可以没有限制地使用包含两个以上羟基基团的化合物,例如基于聚酯的多元醇、基于聚碳酸酯的多元醇和聚醚多元醇等。更具体地,作为异氰酸酯组分,例如,可以使用选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、己二异氰酸酯(HMDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、对苯二异氰酸酯、反式环己基-1,4-二异氰酸酯和二甲苯二异氰酸酯中的一种或两种以上类型的组合。同时,基于聚酯的多元醇可通过使多元酸组分和多元醇组分反应来获得,在此,多元酸组分的例子可包括:芳香二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、联苯二甲酸和四氢化邻苯二甲酸;脂肪族二羧酸,例如草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亚油酸、马来酸、富马酸、中康酸和衣康酸;脂环族二羧酸,例如六氢邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、1,3-环己烷二甲酸和1,4-环己烷二甲酸;或者反应衍生物,例如它们的酸酐、烷基酯和酸性卤化物。它们可以单独使用或者使用两种以上类型的组合。同时,基于聚碳酸酯的多元醇可通过使具有碳酸酯基团的化合物与多元醇组分反应来制备,在此,具有碳酸酯基团的化合物的例子可包括碳酸二苯酯、碳酸二烷基酯和碳酸亚烃酯等。此外,聚醚多元醇可通过开环聚合将环氧烷加入到多元醇组分中来制备。同时,对多元醇组分没有特别限制,只要所述组分在分子中具有两个以上的羟基即可,并且可以使用任何合适的多元醇。多元醇的例子可优选包括选自下列中的至少一种类型,乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、4,4’-二羟基苯基丙烷、4,4’-二羟基甲基甲烷、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二醇、双酚A、双酚F、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2,5-己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨酸。其中,选自聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种类型是特别优选的。进一步地,所述基于聚氨酯的树脂可进一步包括在不破坏本发明的物理性能的范围内的其他的多元醇或者增链剂。在此,其他多元醇的例子可包括具有三个以上羟基的多元醇,例如山梨酸、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇等。此外,其他增链剂的例子可包括二醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇和丙二醇等。同时,根据需要,通过另外共聚基于丙烯酸的单体组分,聚氨酯树脂可为包含基于丙烯酸单元和氨基甲酸酯单元的聚丙烯酸系聚氨酯树脂。当与不包含基于丙烯酸的单元的基于聚氨酯树脂相比时,所述聚丙烯酸聚氨酯树脂具有优异的耐溶剂性和透明性的优点。能够在本发明中使用的基于丙烯酸的单体的例子包括选自下列中的一种或多种类型,(甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸羟烷酯、包含羰基的(甲基)丙烯酸烷基酯、烷基丙烯酸和包含磺酸根的丙烯酸酯。在此,包含磺酸根的丙烯酸酯的例子可包括包含2-甲基-2-丙烯-1-磺酸钠的丙烯酸酯、包含芳基磺酸钠的丙烯酸酯、包含2-丙烯-1-磺酸盐的丙烯酸酯,等等。此外,聚氨酯树脂可以与除了丙烯酸系单体组分以外的其他单体共聚。在此,作为其他单体,可以使用不饱和的腈,例如(甲基)丙烯腈;不饱和的酰胺,例如(甲基)丙烯酰胺;烯烃,例如乙烯和丙烯;β-不饱和脂肪族单体,例如卤代乙烯基氯和偏二氯乙烯;β-不饱和芳族单体,例如苯乙烯和甲基苯乙烯,等等,它们可以单独使用或者使用两种以上类型的组合。同时,根据需要,基于聚氨酯的树脂可进一步包含中和剂。当包含中和剂时,可以提高聚氨酯树脂在水中的稳定性。作为中和剂的例子,可以单独使用氨、N-甲基吗啉、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、吗啉、三丙胺、乙醇胺和三异丙醇胺等,或使用两种以上类型的组合。此外,基于聚氨酯树脂优选在对异氰酸酯惰性且与水具有相容性的有机溶剂中制备。作为有机溶剂,可以单独使用基于酯的溶剂,例如乙酸乙酯和乙酸乙基溶纤剂;基于酮的溶剂,例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮;基于醚的溶剂,例如二氧六环和四氢呋喃,或者使用两种以上类型的组合。同时,能够在本发明中使用的基于聚氨酯的树脂可使用本领域中公知的任何合适的方法进行制备。具体地,可以使用使各组分同时反应的一步法,和使各组分分级反应的多级方法。此外,当制备基于聚氨酯树脂时,可以使用任何合适的聚氨酯反应催化剂。同时,在本发明中,基于聚氨酯的树脂优选包含例如羧基、磺酸根、羟基或者叔胺基的官能团。当基于聚氨酯的树脂包含所述官能团时,可以提高对粘合层的粘合强度和水分散性能。同时,包含这种官能团基于聚氨酯的树脂可使用包含所述官能团的化合物作为多元醇和/或异氰酸酯来制备,或者使用当多元醇与异氰酸酯反应时加入包含所述官能团的增链剂的方法来制备。例如,包含羧基的脂或叔胺基的基于聚氨酯树可通过当聚酯多元醇与异氰酸酯反应时加入并反应包含游离羧基或者游离胺基的增链剂来制备。在此,具有游离羧基的增链剂的例子可包括二羟基羧酸和二羟基琥珀酸等。二羟基羧酸的例子可为包括二羟甲基链烷酸的二羟烷基链烷酸,二羟甲基链烷酸例如二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和二羟甲基戊酸。它们可以单独使用或者使用两种以上类型的组合。同时,具有游离胺基的增链剂的例子可包括脂肪族二胺,例如乙二胺、丙二胺、己二胺、1,4-丁二胺和氨乙基乙醇胺;脂环族二胺,例如异佛尔酮二胺和4,4’-二氨基二环己基甲烷;和芳族二胺,例如二甲苯二胺和甲苯二胺,等等。它们可以单独使用或者使用两种以上类型的组合。同时,在分散性和透明性方面,聚氨酯树脂是特别优选的,但不限于,使用基于聚碳酸酯的多元醇作为反应物的基于碳酸酯的聚氨酯,或者使用基于聚酯的多元醇作为反应物的基于聚酯的聚氨酯。同时,基于聚氨酯的树脂的重均分子量优选在10,000-1,000,000的范围内。当基于聚氨酯的树脂的重均分子量满足上述范围时,效果在于,可以获得充分的粘合强度,并且水分散性是优异的。其次,第二底漆层用于提高与功能涂层的粘合强度,并且通过第二底漆组合物来形成,上述第二底漆组合物包含选自水分散性聚酯树脂、水分散性丙烯酸树脂和水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂中的一种或多种类型的水分散性树脂。在此,第二底漆组合物包含:选自水分散性聚酯树脂、水分散性丙烯酸树脂和水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂中的一种或多种类型的水分散性树脂,和水;并且根据需要,可进一步包含水分散性细粒。更具体地,第二底漆组合物可包含1重量份至50重量份的选自水分散性聚酯树脂、水分散性丙烯酸树脂和水分散性基于聚酯丙烯酸的树脂中的一...
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