抗静电聚酯薄膜及抗静电涂液组成物的制作方法

1.本发明涉及一种聚酯薄膜，尤其涉及一种抗静电聚酯薄膜及抗静电涂液组成物。


背景技术：

2.为了使聚酯薄膜(polyester film)的表面具有抗静电的特性，现有的表面处理技术大部分是先对聚酯薄膜的表面进行电晕处理(corona treatment)，再以脱机涂布(off-line coating，olc)的方式将抗静电涂液涂布于聚酯薄膜的表面上。
3.然而，上述现有的表面处理技术容易造成许多的问题，例如：1.电晕处理与脱机涂布需要两道的加工程序，其会导致制造成本的提升；2.导电材料于抗静电涂液中的分散性不佳容易造成聚酯薄膜的表面不具有抗静电及防污的效果；3.涂层的厚度不足容易造成聚酯薄膜的表面不具有抗静电及防污的效果；4.电晕处理的强度不足容易造成聚酯薄膜基材与抗静电涂层的接着强度不足。
4.从另一方面说，上述现有的表面处理技术大部分会在聚酯薄膜的表面进行高强度的电晕处理，其会破坏聚酯薄膜的表面结构，藉以提升聚酯薄膜基材与抗静电涂层的接着强度。接着，通过脱机涂布的方式可以使聚酯薄膜的表面具有抗静电的效果。然而，若抗静电涂液中的导电材料于有机树脂中的分散性不佳，其容易导致抗静电及防污的效果不佳。再者，脱机涂布的成本也较高。
5.于是，本发明人有感上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种抗静电聚酯薄膜及抗静电涂液组成物。
7.为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种抗静电聚酯薄膜，其包括：一聚酯基材，以及一抗静电涂层，其形成于所述聚酯基材的一侧表面上；其中，所述抗静电涂层是通过将一抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于所述聚酯基材的所述侧表面上，并且将所述抗静电涂液烘干后而形成；其中，所述抗静电涂液的组成包含有：一水溶媒，所述水溶媒于所述抗静电涂液中的含量范围是介于50wt.％至85wt.％之间；一导电添加物，所述导电添加物于所述抗静电涂液中的含量范围是介于1wt.％至20wt.％之间；及一水溶性聚酯树脂，所述水溶性聚酯树脂于所述抗静电涂液中的含量范围是介于2wt.％至40wt.％之间。
8.优选地，所述抗静电聚酯薄膜为双轴延伸的聚酯薄膜(bopet)，所述聚酯基材的厚度在经过延伸后是介于50微米至350微米之间，并且所述抗静电涂层的厚度在经过延伸后是介于0.05微米至0.5微米之间。
9.优选地，所述抗静电涂液进一步包含：交联剂，其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述交联剂的含量范围是介于0.1wt.％至20wt.％；其中，所述交联剂的材料
种类为聚酯交联剂。
10.优选地，所述抗静电涂液进一步包含：填充粒子混合液，其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述填充粒子混合液的含量范围是介于0.05wt.％至10wt.％之间；其中，所述填充粒子混合液包含有二氧化硅。
11.优选地，所述抗静电涂液进一步包含：辅助添加剂，其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述辅助添加剂的含量范围是介于0.05wt.％至10wt.％之间；其中，所述辅助添加剂的材料种类为分散剂、消泡剂、及湿润剂的至少其中之一。
12.优选地，所述导电添加物的材料种类为导电聚合物(conductive polymer)及导电纳米碳管(carbon nanotube)的至少其中之一。
13.优选地，所述聚酯基材包含有一第一聚酯树脂层及两个第二聚酯树脂层；其中，所述第一聚酯树脂层包含有聚酯树脂及无机粒子；其中，基于所述第一聚酯树脂层的总重为100wt.％，所述聚酯树脂的含量范围是介于50wt.％至95wt.％之间，并且所述无机粒子的含量范围是介于5wt.％至50wt.％之间。
14.优选地，两个所述第二聚酯树脂层分别形成于所述第一聚酯树脂层彼此相反的两侧，并且每个所述第二聚酯树脂层皆包含有聚酯树脂及无机粒子；其中，在每个所述第二聚酯树脂层中，基于所述第二聚酯树脂层的总重为100wt.％，所述聚酯树脂的含量范围是介于50wt.％至95wt.％之间，并且所述无机粒子的含量范围是介于5wt.％至50wt.％之间；其中，所述抗静电涂层是形成于至少其中一个所述第二聚酯树脂层的远离于所述第一聚酯树脂层的一侧表面上。
15.优选地，所述第一聚酯树脂层的厚度在经过延伸后是介于50微米至300微米之间，并且每个所述第二聚酯树脂层的厚度在经过延伸后是介于1微米至50微米之间。
16.为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种抗静电涂液组成物，其包括：一水溶媒，所述水溶媒于所述抗静电涂液中的含量范围是介于50wt.％至85wt.％之间；一导电添加物，所述导电添加物于所述抗静电涂液中的含量范围是介于1wt.％至20wt.％之间；以及一水溶性聚酯树脂，所述水溶性聚酯树脂于所述抗静电涂液中的含量范围是介于2wt.％至40wt.％之间。
17.本发明的有益效果在于，本发明所提供的抗静电聚酯薄膜及抗静电涂液，其能通过“一抗静电涂层，其形成于所述聚酯基材的一侧表面上；其中，所述抗静电涂层是通过将一抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于所述聚酯基材的所述侧表面上，并且将所述抗静电涂液烘干后而形成”以及“所述抗静电涂液的组成包含有：一水溶媒，所述水溶媒于所述抗静电涂液中的含量范围是介于50wt.％至85wt.％之间；一导电添加物，所述导电添加物于所述抗静电涂液中的含量范围是介于1wt.％至20wt.％之间；及一水溶性聚酯树脂，所述水溶性聚酯树脂于所述抗静电涂液中的含量范围是介于2wt.％至40wt.％之间”的技术方案，以使得所述抗静电聚酯薄膜具有优异的抗静电特性、接着强度、高透光率、及低雾度。再者，由于所述抗静电涂液能以在线涂布的方式涂布于聚酯基材上，因此所述抗静电聚酯薄膜的制造成本能被有效地降低。
18.为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
19.图1为本发明实施例的抗静电聚酯薄膜的侧视示意图。
具体实施方式
20.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
21.应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
22.[抗静电聚酯薄膜]
[0023]
请参阅图1所示，本发明实施例提供一种抗静电聚酯薄膜100。所述抗静电聚酯薄膜100具有优异的抗静电特性、接着强度、高透光率、及低雾度。所述抗静电聚酯薄膜100可以应用于光电产品的基材，或者，可以应用于电子零件的保护膜或面板的保护膜。
[0024]
为了实现上述目的，所述抗静电聚酯薄膜100包含有：一聚酯基材1及一抗静电涂层2，并且所述抗静电涂层2是形成于聚酯基材1的一侧表面上。其中，所述抗静电涂层2是通过将一抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于聚酯基材1的所述侧表面上，并且将所述抗静电涂液烘干，以使得所述抗静电涂液形成为抗静电涂层2。
[0025]
所述聚酯基材1包含有无机粒子，以使得所述抗静电聚酯薄膜100的表面具有一定的粗糙度。藉此，当所述抗静电聚酯薄膜100被收卷时，粗糙的薄膜表面可以起到抗沾黏的作用。其中，所述无机粒子的材料种类可以例如是：二氧化硅、碳酸钙、磷酸钙、硫酸钡、高岭土...等，并且所述无机粒子的粒径一般在1微米至10微米之间，但本发明不受限于此。
[0026]
更具体地说，在本实施例中，所述聚酯基材1包含有一第一聚酯树脂层11及两个第二聚酯树脂层12、12’。
[0027]
所述第一聚酯树脂层11包含有聚酯树脂及上述无机粒子。其中，所述聚酯树脂是第一聚酯树脂层11的基质材料，并且所述无机粒子是第一聚酯树脂层11的添加材料。在本实施例中，基于所述第一聚酯树脂层11的总重为100wt.％，所述聚酯树脂的含量范围是介于50wt.％至95wt.％之间，并且所述无机粒子的含量范围是介于5wt.％至50wt.％之间。
[0028]
两个所述第二聚酯树脂层12、12’分别形成于第一聚酯树脂层11的位于相反侧的两个表面上。每个所述第二聚酯树脂层12或12’包含有聚酯树脂及上述无机粒子。其中，所述聚酯树脂是第二聚酯树脂层12、12’的基质材料，并且所述无机粒子是第二聚酯树脂层12、12’的添加材料。在本实施例中，基于所述第二聚酯树脂层12、12’的总重为100wt.％，所述聚酯树脂的含量范围是介于50wt.％至95wt.％之间，并且所述无机粒子的含量范围是介于5wt.％至50wt.％之间。
[0029]
其中，所述抗静电涂层2是形成于至少其中一个第二聚酯树脂层12、12’的远离第
一聚酯树脂层11的一侧表面上。更具体地说，所述抗静电涂层2是通过将所述抗静电涂液以在线涂布的方式涂布于至少其中一个第二聚酯树脂层12、12’的表面上，并且将所述抗静电涂液烘干，以使得所述抗静电涂液形成为抗静电涂层2。
[0030]
须说明的是，本实施例虽然是以聚酯基材1具有第一聚酯树脂层11及两个第二聚酯树脂层12、12’的三层迭层结构为例作说明，但本发明不受限于此。所述聚酯基材1的结构也可以依据产品的设计需求，设计为单层、双层、或四层以上。
[0031]
更具体地说，本实施例的抗静电聚酯薄膜为双轴延伸的聚酯薄膜(biaxially oriented polyester film，bopet)。其中，所述聚酯基材1的厚度在经过延伸后是介于50微米至350微米之间，并且所述抗静电涂层2的厚度在经过延伸后是介于0.05微米至0.5微米之间。
[0032]
进一步地说，在所述聚酯基材1中，所述第一聚酯树脂层11的厚度在经过延伸后是介于50微米至300微米之间，并且每个所述第二聚酯树脂层12或12’的厚度在经过延伸后是介于1微米至50微米之间。
[0033]
为了使得所述抗静电聚酯薄膜100同时兼具防污抗静电效果及期望的光学特性，本发明的关键技术在于控制抗静电涂液配方中的导电材料于有机树脂组合物中的分散性，以使得所述抗静电聚酯薄膜100的表面达到目标的阻抗值(如：小于1.0e 10ω)。抗静电涂液树脂与导电材料的加料顺序，可以避免导电材料团聚。导电材料的表面经过改质，使其能均匀分散于树脂。
[0034]
再者，所述抗静电聚酯薄膜100可以兼具接着强度及防污效果(如：水的接触角大于90度)，并且所述抗静电聚酯薄膜100仍然可以保有聚酯薄膜本身的高透光率及低雾度等特性。
[0035]
更具体地说，本发明实施例所提供的抗静电涂液能通过其配方组成，而以在线涂布的方式涂布于聚酯基材1上，即可形成兼具接着强度及防污效果的抗静电涂层2。
[0036]
另外，所述抗静电涂层2不会影响聚酯基材1的光学特性，以使得所述抗静电聚酯薄膜100仍然可以保有聚酯薄膜本身的高透光率及低雾度等特性。
[0037]
所述抗静电涂液的配方组成包含有水溶媒、导电添加物、及水溶性聚酯树脂。其中，所述导电添加物的材料种类为导电聚合物(conductive polymer)及导电纳米碳管(carbon nanotube)的至少其中之一。并且，所述导电聚合物可以例如是：聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(pedot)、聚吡咯(ppy)、聚苯胺(pani)、聚噻吩(pt)、聚苯硫醚(pps)
…
等。
[0038]
其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述水溶媒于抗静电涂液中的含量范围是介于50wt.％至85wt.％之间、优选是介于55wt.％至80wt.％之间、且特优选是介于60wt.％至75wt.％之间。
[0039]
所述导电添加物于抗静电涂液中的含量范围是介于1wt.％至20wt.％之间、优选是介于2wt.％至18wt.％之间、且特优选是介于5wt.％至15wt.％之间。所述导电添加物具有遮旋光性，因此其浓度不宜太高。
[0040]
所述水溶性聚酯树脂于抗静电涂液中的含量范围是介于2wt.％至40wt.％之间、优选是介于5wt.％至30wt.％之间、且特优选是介于10wt.％至20wt.％之间。
[0041]
通过上述配方组成，所述抗静电涂液可以用在线涂布的方式涂布于聚酯基材1上。
[0042]
值得一提的是，在本实施例中，所述抗静电涂液中的水溶性聚酯树脂具有一定的
延伸性(或称抗拉性)，并且所述水溶性聚酯树脂在被延伸后，其还能具有一定的阻抗值。
[0043]
再者，在在线涂布的制程中，所述聚酯基材是先在纵向的方向(md向)被拉伸；接着，所述抗静电涂液被涂布于经纵向拉升的聚酯基材上；接着，所述聚酯基材及抗静电涂液在横向的方向(td向)被拉伸，并且所述抗静电涂液在被横向拉伸的过程中被烘干，以使得所述抗静电涂液形成为所述抗静电涂层。
[0044]
在本实施例中，所述抗静电涂液在被烘干的过程中，所述抗静电涂液中大部分的液体成分(如：水份)被去除，而只留下少部分的固体成分。以100公克的抗静电涂液为例，所述抗静电涂液中的约80公克至95公克的液体成分被去除，并且所述抗静电涂液中的约5公克至20公克的固体成分被留下而形成为所述抗静电涂层，但本发明不受限于此。
[0045]
本实施例的抗静电聚酯薄膜通过在线涂布的方式，即可形成兼具接着强度及防污效果的抗静电涂层2，因此本实施例的抗静电聚酯薄膜的表面不需要做电晕处理。
[0046]
在本发明的一实施例中，所述抗静电涂液进一步包含：交联剂。其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述交联剂的含量范围是介于0.1wt.％至20wt.％。再者，所述交联剂的材料种类为聚酯交联剂，其能让所述水溶性聚酯树脂产生交联反应。
[0047]
在本发明的一实施例中，所述抗静电涂液进一步包含：填充粒子混合液。其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述填充粒子混合液的含量范围是介于0.05wt.％至10wt.％之间。再者，所述填充粒子混合液包含有二氧化硅及水。其中，二氧化硅是当滑剂使用。
[0048]
在本发明的一实施例中，所述抗静电涂液进一步包含：辅助添加剂。其中，基于所述抗静电涂液的总重为100wt.％，所述辅助添加剂的含量范围是介于0.05wt.％至10wt.％之间。其中，所述辅助添加剂的材料种类为分散剂、消泡剂、及湿润剂的至少其中之一。
[0049]
[实验数据测试]
[0050]
以下，参照示范例1至示范例5及比较例1至比较例3详细说明本发明之内容。然而，以下示范例仅作为帮助了解本发明，本发明的范围并不限于这些示范例。
[0051]
示范例1：先调配水溶性涂液，其包含：60wt％水溶媒、20wt％水溶性聚酯树脂、5wt％辅助添加剂、2wt％聚酯交联剂、8wt％填充粒子混合液。在水溶性涂液中添加5wt％导电添加物，以完成抗静电涂液的制备。以线棒将抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于聚酯基材(pet基材)的表面上，并且将抗静电涂液烘干，以于聚酯基材上形成抗静电涂层，从而完成抗静电聚酯薄膜的制备。抗静电聚酯薄膜为经双轴延伸的聚酯薄膜(bopet)。将抗静电聚酯薄膜进行物化特性测试，诸如：阻抗值(ω)、百格接着(0b-5b)、透光率(％)、雾度(％)、水接触角(度)。
[0052]
示范例2至示范例5的抗静电聚酯薄膜的制备方式及测试方式与示范例1相同，不同之处在于抗静电涂液的配方。示范例1至示范例5的抗静电涂液的配方如表1所示。示范例1至示范例5的抗静电聚酯薄膜的物化特性测试结果也如表1所示。
[0053]
比较例1：先调配水溶性涂液，其包含：64wt％水溶媒、20wt％水溶性聚酯树脂、5wt％辅助添加剂、2wt％聚酯交联剂、8wt％填充粒子混合液。在水溶性涂液中添加1wt％导电添加物(相较于示范例1减量添加)，以完成抗静电涂液的制备。以线棒将抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于聚酯基材(pet基材)的表面上，并且将抗静电涂液烘干，以于聚酯基材上形成抗静电涂层，从而完成抗静电聚酯薄膜的制备。抗静电聚酯
薄膜为经双轴延伸的聚酯薄膜(bopet)。将抗静电聚酯薄膜进行物化特性测试，诸如：阻抗值(ω)、百格接着(0b-5b)、透光率(％)、雾度(％)、水接触角(度)。
[0054]
比较例2及比较例3的抗静电聚酯薄膜的制备方式及测试方式与比较例1相同，不同之处在于抗静电涂液的配方。比较例1至比较例3的抗静电涂液的配方如表1所示。抗静电聚酯薄膜的物化特性测试结果也如表1所示。
[0055]
相关测试方法说明如下，并且相关测试结果整理如表1。
[0056]
阻抗值(ω)：以表面阻抗测试仪器测试聚酯薄膜的表面阻抗。
[0057]
百格接着(0b-5b)：以百格测试法测试抗静电涂层与聚酯基材之间的附着力。评估方式是观察百格测试的脱落格数，其中，5b最佳，0b最差。
[0058]
透光率(％)：以透光率雾度测试仪器测试聚酯薄膜的透光率。
[0059]
雾度(％)：以透光率雾度测试仪器测试聚酯薄膜的雾度。
[0060]
水接触角(度)：以水接触角测试仪器测试聚酯薄膜的水接触角。水接触角测试是用以评价聚酯薄膜的表面防污效果。水接触角大于90度，聚酯薄膜的表面具备防污效果。
[0061]
[表1实验条件与测试结果]
[0062]
[0063][0064]
[测试结果讨论]
[0065]
由于示范例1至示范例5的抗静电涂液中添加有适量的导电添加物(5wt％至15wt％)，因此聚酯薄膜在经过双轴延伸后仍可以维持期望的目标阻抗值(如：小于1.0e 10ω的阻抗值)及雾度范围(如：介于4％至6％之间的雾度)。
[0066]
由于比较例1的抗静电涂液中的导电添加物含量不足(仅有1wt％)，因此聚酯薄膜在经过双轴延伸后，导电添加物于抗静电涂层中被分散地较远而无法形成导电通路，其导致阻抗值超限。
[0067]
由于比较例2的抗静电涂液中的导电添加物添加量太高(大于20wt％)，因此聚酯薄膜在经过双轴延伸后阻抗值过低，聚酯薄膜的透光率降低且雾度提高，抗静电涂层与聚酯基材之间的附着力差(百格测试只有4b)。
[0068]
由于比较例3的抗静电涂层厚度偏薄(只有0.05μm)，因此聚酯薄膜在经过双轴延伸后无阻抗效果。比较例3的抗静电涂层厚度不足，抗静电涂层与聚酯基材之间的附着力差(百格测试只有2b)。比较例3的水接触角小于90度，聚酯薄膜的防污效果不佳。
[0069]
[实施例的有益效果]
[0070]
本发明实施例的有益效果在于，本发明所提供的抗静电聚酯薄膜及抗静电涂液，其能通过“一抗静电涂层，其形成于所述聚酯基材的一侧表面上；其中，所述抗静电涂层是通过将一抗静电涂液以在线涂布(in-line coating，ilc)的方式涂布于所述聚酯基材的所述侧表面上，并且将所述抗静电涂液烘干后而形成”以及“所述抗静电涂液的组成包含有：一水溶媒，所述水溶媒于所述抗静电涂液中的含量范围是介于50wt.％至85wt.％之间；一导电添加物，所述导电添加物于所述抗静电涂液中的含量范围是介于1wt.％至20wt.％之间；及一水溶性聚酯树脂，所述水溶性聚酯树脂于所述抗静电涂液中的含量范围是介于2wt.％至40wt.％之间”的技术方案，以使得所述抗静电聚酯薄膜具有优异的抗静电特性、接着强度、高透光率、及低雾度。
[0071]
再者，由于所述抗静电涂液能以在线涂布的方式涂布于聚酯基材上，因此所述抗静电聚酯薄膜的制造成本能被有效地降低。
[0072]
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。