水分散组合物以及使用该水分散组合物的光学膜的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种光学膜，其没有彩虹现象并具有高透光率和低雾度。另外，本发明涉及水分散组合物和使用该水分散组合物的光学膜。更具体而言，本发明涉及能够具有高折射率、克服彩虹现象并且在高温高湿下具有优异粘合性的水分散组合物，以及使用该水分散组合物的光学膜。
【专利说明】水分散组合物以及使用该水分散组合物的光学膜
【技术领域】
[0001]下面的公开内容涉及水分散组合物和使用该水分散组合物的光学膜。更具体而言，下面的公开内容涉及能够具有高折射率、克服彩虹现象并且在高温高湿下具有优异粘合性的水分散组合物，以及使用该水分散组合物的光学膜。另外，本公开内容涉及不会产生干涉条纹现象同时具有高透光率和低雾度的光学膜。
【背景技术】
[0002]光学膜是用作显示器的光学构件的膜，其用作液晶显示器(IXD)背光单元(BLU)的光学材料，或者用作保护各种显示器(例如LCD、等离子体显示面板(PDP)或触摸面板等)的表面的光学构件。在这种光学膜中，要求优异的透明性和可见性，并使用具有优异的机械特性和电学特性的双轴拉伸聚酯膜作为基膜。
[0003]一般而言，因为双轴拉伸聚酯膜具有优异的尺寸稳定性、厚度均一性和透光性，所以双轴拉伸聚酯 膜被广泛用作各种工业材料和光学材料。
[0004]在这种双轴拉伸聚酯层压膜用于光学的情况下，因为表面硬度低，并且耐磨性或抗划伤性不足，因此当该膜用作各种显示器的光学构件时，因为摩擦或与物体接触容易发生表面受损。因此，为了防止这种受损，在膜表面上层压硬涂层，并且为改善聚酯膜(即基膜)与硬涂层之间的紧密粘合，形成底漆层作为中间层。
[0005]底漆层通常由与聚酯膜具有优异粘合性的共聚聚酯树脂形成。但是，在单独使用共聚聚酯树脂的情况下，与聚酯基膜的粘合性是足够的，但是在使用棱镜透镜、减反射层或硬涂层等的各种后加工处理后使用共聚聚酯树脂时，共聚聚酯树脂可能是不足够的。为了弥补该问题，已经开展了研究涂布底漆层的方法来在制备聚酯时使用具有优异的易粘合性、柔韧性和耐磨性和强粘合性的聚氨酯树脂改善粘合力，由此用在要求粘合的各种领域中。但是，在底漆层由聚氨酯树脂制成时，与外层(例如硬涂层等)的粘合力优异，但是与聚酯膜(其为基膜)的粘合力不足，从而不能得到与外层的足够的粘合。
[0006]另外，作为评价后加工处理后的粘合性的方法之一，在高温高湿(65°C，90%)下评价耐湿性时，由于湿气渗入到后加工膜的背面会导致粘合力劣化，因此，已经开展了对解决该问题的方法的研究。
[0007]为了解决该问题，在韩国专利N0.10-1050216 (专利文献I)中公开了使用交联剂形成聚合物网络来提高耐久性的方法。
[0008]另外，为了提高基层和硬涂层之间的紧密粘合并消除由于硬涂层和聚酯膜之间的巨大折射率差异产生的彩虹现象，通常使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚酯树脂等作为底漆层的材料。作为相关发明，在日本专利特许公开N0.平10-110091(专利文献2)中公开了使用聚酯树脂和氟化合物的水分散液改善与基膜的粘合性的方法。但是，如在相关发明中所显示，在添加氟化合物以增加玻璃化转变温度来提高抗粘连性(blocking resistance)的情况下，因为玻璃化转变温度(Tg)快速增加，在制备薄膜时，在热处理温度下没有发生充分的降解，这导致在膜中产生裂纹或者留下一区域，并且在膜中产生变白现象，使得该膜不适合用作光学膜。
[0009]另外，为了提高基层和硬涂层之间的紧密粘合并消除由于硬涂层和聚酯膜之间的巨大折射率差异产生的彩虹现象，通常使用丙烯酸树脂或聚氨酯树脂等用作中间层。然而，在仅使用上述树脂形成底漆涂层的情况下，折射率为约1.5，这接近于硬涂层的折射率，这是因为双轴拉伸聚酯膜的一般表面折射率为1.64并且硬涂层的一般折射率为1.52。因此，可能不能消除由于硬涂层和聚酯膜之间的巨大的折射率差异导致的光学干涉现象，并且在将该膜用在显示构件中时，这种彩虹现象会导致眼疲劳并且降低显示可视性。
[0010]作为克服这种眼疲劳的方法，在韩国专利特许公开N0.10-2011-0034784中公开了通过在基膜的一侧涂布包括折射率为1.54至1.59的聚氨酯粘合剂的聚氨酯涂料组合物和在基膜的另一侧涂布包括折射率为1.4至1.5的丙烯酸粘合剂的丙烯酸涂料组合物形成的光学膜。在上述相关发明中，通过改变在聚氨酯涂料组合物中使用的异氰酸酯的结构来调节折射率，从而克服了彩虹现象。
[0011]另外，作为克服彩虹现象的相关发明，韩国专利N0.10-0994051中公开了一种硬涂层膜，其包括用包含平均粒度为I至30 μ m的微粒的硬涂料组合物涂布的硬涂层和用于该硬涂层的预固化层，并具有500+/-50 μ m的最小反射波长和1.58+/-0.1的折射率。在上述相关技术中，通过向硬涂层中加入选自硅树脂珠粒和丙烯酸树脂珠粒的有机珠粒来调节折射率。然而，在硬涂层中使用有机珠粒的情况下，劣化了硬涂层本身的透明性，从而会降低可视性。
[0012]如上所述，为了克服硬涂层膜的彩虹现象，已经开发了调节用于硬涂层的涂料组合物和有机或无机微粒以调节折射率的各种技术，并且由于折射率根据涂料组合物和微粒的组合而不同，已经开展了寻找获得理想折射率的组合的研究。
【发明内容】
[0013]本发明的一个实施方案涉及提供一种水分散组合物，该水分散组合物具有在高温高湿下的优异粘合性、高折射率和低玻璃化转变温度，并且涉及应用了所述水分散组合物的光学膜。
[0014]另外，本发明的另一实施方案涉及提供一种水分散组合物，该水分散组合物通过增加交联密度能够具有优异的粘合性并克服彩虹现象和光学性质，并且涉及应用了所述水分散组合物的光学膜。
[0015]更具体地，本发明涉及提供具有能够在形成膜时在表面上不产生裂纹和区域的底漆层的聚酯光学膜，所述光学膜克服光学性质(特别是彩虹现象等)，并具有高温高湿下优异的粘合性。
[0016]进而，本发明涉及通过使聚酯树脂和无机微粒相互混合提供一种底漆涂料组合物，该底漆涂料组合物具有聚酯膜(其为基膜)和硬涂层的折射率之间的中间折射率，并且涉及通过将所述底漆涂料组合物涂布在所述聚酯基膜的一侧或两侧上形成底漆涂层而提供一种光学膜，其中克服了彩虹现象。
[0017]本发明涉及水分散组合物和使用该水分散组合物的光学膜。
[0018]在一个一般方面，提供了一种包括聚酯基膜和用涂料组合物涂布在所述基膜的一侧或两侧上的底漆涂层的光学膜，所述涂料组合物包含折射率1.4至1.6的聚酯树脂和折射率1.8至2.2的无机微粒，由此具有1.56至1.6的总折射率，其中底漆涂层的干涂层厚度为50至150nm。
[0019]所述无机微粒可以具有I至50nm的平均粒度。
[0020]所述无机微粒可以为表面改性的氧化锆。
[0021]所述表面改性的氧化锆可以在其表面上具有酰基或烷基化基团，并且可以使用Na+作为反离子。
[0022]所述光学膜在底漆涂层的一侧或两侧上可以进一步包含折射率为1.51至1.53的丙烯酸树脂涂层。
[0023]所述丙烯酸树脂涂层可以具有I至10 μ m的干涂层厚度。
[0024]在丙烯酸树脂涂层仅在一侧上形成的情况下，所述膜可以具有1.0%以下的雾度和91%以上的总透光率，而在丙烯酸树脂涂层在两侧上形成的情况下，所述膜可以具有
0.5%以下的雾度和92%以上的总透光率。
[0025]在另一个一般方面，提供了一种用于底漆涂料的水分散组合物，该水分散组合物选自第一水分散组合物、第二水分散组合物和第三水分散组合物，所述第一水分散组合物包含由10至75重量％的具有两个端基的线性聚合物和25至90重量％的具有至少三个端基的支化聚合物组成的水分散聚氨酯树脂，所述第二水分散组合物包含通过缩聚20至40摩尔％的2，6-萘二甲酸、I至10摩尔％的包含磺酸盐的芳香族二羧酸、I至10摩尔％的芳香族二羧酸、10至30摩尔％的由下面化学式I表示的双[4(2-羟基乙氧基)苯基]芴、I至10摩尔％的由下面化学式2表示的甘油三酯化合物和30至60摩尔％的二醇化合物得到的聚酯树脂，以及所述第三水分散组合物中将所述第一和第二水分散组合物彼此混合。
[0026][化学式I]
[0027]
【权利要求】
1.一种光学膜，其包括聚酯基膜和用涂料组合物在所述基膜的一侧或两侧上涂布的底漆涂层，所述涂料组合物包含折射率1.4至1.6的聚酯树脂和折射率1.8至2.2的无机微粒而由此具有1.56至1.6的总折射率，其中所述底漆涂层的干涂层厚度为50至150nm。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述无机微粒的平均粒度为I至50nm。
3.根据权利要求2所述的光学膜，其中，所述无机微粒为表面改性的氧化锆。
4.根据权利要求3所述的光学膜，其中，所述表面改性的氧化锆在其表面上具有酰基或烷基化基团，并且使用Na+作为反离子。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述涂料组合物包含5至30重量％的折射率1.4至1.6的聚酯树脂、0.1至0.4重量％的润湿剂、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％的水分散无机微粒以具有2至10重量％的总 固含量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学膜，该光学膜在所述底漆涂层的一侧或两侧上进一步包括折射率1.51至1.53的丙烯酸树脂涂层。
7.根据权利要求6所述的光学膜，其中，所述丙烯酸树脂涂层的干涂层厚度为I至10 μ m。
8.根据权利要求7所述的光学膜，其中，在所述丙烯酸树脂涂层在一侧上形成的情况下，所述膜具有1.0以下的雾度和91%以上的总透光率，而在所述丙烯酸树脂涂层在两侧上形成的情况下，所述膜具有0.5%以下的雾度和92%以上的总透光率。
9.用于底漆涂料的水分散组合物，选自: 第一水分散组合物，所述第一水分散组合物包含由10至75重量％的具有两个端基的线性聚合物和25至90重量％的具有至少三个端基的支化聚合物组成的水分散聚氨酯树月旨， 第二水分散组合物，所述第二水分散组合物包含通过缩聚20至40摩尔％的2，6-萘二甲酸、I至10摩尔％的包含磺酸盐的芳香族二羧酸、I至10摩尔％的芳香族二羧酸、10至30摩尔％的由下面化学式I表示的双[4 (2-羟基乙氧基)苯基]芴、I至10摩尔％的由下面化学式2表示的甘油三酯化合物和30至60摩尔％的二醇化合物得到的聚酯树脂，以及
10.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述水分散聚氨酯树脂的端基部分或全部用无机酸盐封闭。
11.根据权利要求10所述的水分散组合物，其中，所述水分散聚氨酯树脂按如下制备:将39至45重量％的多元醇、0.3至1.2重量％的三羟甲基丙烷和50至57重量％的异氰酸酯化合物彼此反应来制备端基为异氰酸酯基的预聚物，然后再将该预聚物与3至4重量％的无机酸盐反应以用离子基团封闭所述异氰酸酯端基。
12.根据权利要求11所述的水分散组合物，其中，所述水分散聚氨酯树脂的重均分子量为 10，000 至 20，000。
13.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述第一水分散组合物包含5至10重量％的水分散聚氨酯粘合剂、0.1至0.5重量％的基于硅树脂的润湿剂、0.1至0.5重量％的胶体二氧化硅微粒和余量的水，所述水分散聚氨酯粘合剂包含所述水分散聚氨酯树脂和水以具有10至30重量％的固含量。
14.根据权利要求13所述的水分散组合物，其中，所述胶体二氧化硅微粒的平均粒度为 50 至 1000nm0
15.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述芳香族二羧酸为选自对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1，2-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸、1，5-萘二甲酸、1，3-环戊烷二甲酸和1，4-环己烷二甲酸中的任一种或至少两种的混合物，所述包含磺酸盐的芳香族二羧酸为选自2，5- 二羧基苯磺酸钠、5-磺基-间苯二甲酸、2-磺基-间苯二甲酸、4-磺基-间苯二甲酸和4-磺基-萘-2，6- 二甲酸中的任一种或至少两种的混合物，以及所述二醇化合物为选自乙二醇、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、双酚A、双酚B中的任一种或至少两种的混合物。
16.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述聚酯树脂具有1.58至1.64的折射率和40至60°C的玻璃化转变温度。
17.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述第二水分散组合物包含10至40重量％的水分散聚酯粘合剂、0.1至0.5重量％的润湿剂、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％的总固含量，所述水分散聚酯粘合剂包含所述聚酯树脂和水以具有10至40重量％的固含量。
18.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述第二水分散组合物还包含亲水性有机溶剂和表面活性剂。
19.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述第三水分散组合物包含5至10重量％的第一和第二水分散组合物的混合物、0.1至0.5重量％的基于硅树脂的润湿剂、0.1至0.5重量％的胶体二氧化硅微粒和余量的水。
20.根据权利要求19所述的水分散组合物，其中，所述第一和第二水分散组合物的混合物为第一和第二水分散组合物以1:9至5:5的重量比混合的混合物。
21.根据权利要求19所述的水分散组合物，其中，所述胶体二氧化硅微粒的平均粒度为 50 至 1000nm。
22.根据权利要求9所述的水分散组合物，其中，所述第三水分散组合物的折射率为为.1.57 至 1.62。
23.一种光学膜，所述光学膜包括通过涂布权利要求9至22中任一项所述的水分散组合物形成的底漆涂层。
24.根据权利要求23所述的光学膜，其中，所述底漆涂层的干涂层为50至lOOnm。
25.根据权利要求24所述的光学膜，其中，所述底漆涂层满足下面的物理性质:按照下面公式1测量的溶胀比为35至100，按照下面公式2测量的凝胶分数为75至85，以及玻璃化转变温度为60°C以上， [公式1] 溶胀比=(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将干涂膜(约1g)浸入蒸馏水(50g)中并在70°C保持24小时后测量的重量， [公式2] 凝胶分数=(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将干涂膜(约1g)浸入蒸馏水(50g)中，在70°C保持24小时，然后再将所述保持后的涂膜在120°C干燥3小时后测量的重量。
【文档编号】G02B5/02GK103842854SQ201280048254
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】林美笑, 崔城蘭 申请人:可隆工业株式会社