CN109575864A - 紫外光固化胶组合物、转印方法、转印图案及壳体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了紫外光固化胶组合物、转印方法、转印图案及壳体。该紫外光固化胶组合物包括：改性丙烯酸；有机硅树脂；活性稀释单体；和光引发剂。由此，该紫外光固化胶组合物均一透明，黏度低流动性好易于施工，且固化速度快，可以有效用于转印图案的制备，且由于固化后的聚合物含硅氧基团，具有较低的表面能，易于脱模，由于组合物中含有极性碳氧基团，可与PET薄膜、PC薄膜等薄膜有较好的结合力，相比于PDMS模具固化后的聚合物具有良好的机械强度和抗紫外光老化性能。

Description

紫外光固化胶组合物、转印方法、转印图案及壳体

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体的涉及紫外光固化胶组合物、转印方法、转印图案及壳体。

背景技术

近年来，将各种精密纹路、激光纹理、金属纹理、磨砂效果、浮雕效果通过紫外光刻技术制作出微纳米结构模具后转印到PET薄膜，然后再在手机玻璃后壳粘贴上述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜或塑胶外壳通过PET膜片热压成型后注塑获得炫目的光学效果越来越受业界重视，这种效果给人一种新颖的美感，是普通丝网印刷难以媲美的工艺。

由于客户对图案的精细度要求高，大多是微纳米级别，转印困难，目前行业中微纳米图案转印一般是在光刻模具上浇铸PDMS(聚二甲基硅氧烷)，固化后剥离，形成具有高粗糙度的PDMS模板材料，再通过紫外光转印胶将图案从PDMS模板转印到PET薄膜上。但是采用PDMS转印微纳米图案有存在以下几大缺点：PDMS是热固化，固化温度高(120摄氏度左右)，且价格昂贵；通过紫外光转印胶将图案从PDMS模板转印到PET薄膜时，由于要反复披露在紫外线中，PDMS模板易老化，使用次数少；PDMS较柔软、韧性低，操作过程中PDMS模板易被破坏。

所以，关于转印相关技术的研究有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有固化速度快、易脱模、机械强度好、不易老化或成本低等优点的紫外光固化胶组合物。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种紫外光固化胶组合物。根据本发明的实施例，该紫外光固化胶组合物包括：改性丙烯酸；有机硅树脂；活性稀释单体；和光引发剂。由此，该紫外光固化胶组合物均一透明，黏度低流动性好易于施工，且固化速度快，可以有效用于转印图案的制备，且由于固化后的聚合物含硅氧基团，具有较低的表面能，易于脱模，由于组合物中含有极性碳氧基团，可与PET薄膜、PC(聚碳酸酯)薄膜等薄膜衬底有较好的结合力，相比于PDMS模具固化后的聚合物具有良好的机械强度和抗紫外光老化性能。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种转印方法。根据本发明的实施例，所述转印方法包括：将前面所述的紫外光固化胶组合物置于模具中；将衬底覆盖于所述紫外光固化胶上并加压处理；对所述紫外光固化胶组合物进行固化；去除所述模具。由此，该方法简单易操作，成本低，易于工业化生产。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种转印图案。根据本发明的实施例，所述转印图案是由前面所述的紫外光固化胶组合物形成的，或者是通过前面所述的转印方法形成的。由此，该转印图案精细，具有炫目的光学效果，新颖的美感，而且易于制备，操作方法简单，成本较低。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种壳体。根据本发明的实施例，所述壳体上设置有前面所述的转印图案。由此，该壳体画面感强烈，具有新颖的美感，满足人们对优美壳体的追求。

附图说明

图1-图4是本发明一个实施例中制备转印图案的流程结构示意图。

图5是是本发明一个实施例中转印方法的流程示意图。

附图标记：1-紫外光固化胶组合物 2-模具 3-衬底

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种紫外光固化胶组合物。根据本发明的实施例，该紫外光固化胶组合物包括：改性丙烯酸；有机硅树脂；活性稀释单体；和光引发剂。由此，该紫外光固化胶组合物均一透明，黏度低流动性好易于施工，且固化速度快，可以有效用于转印图案的制备，且由于固化后的聚合物含硅氧基团，具有较低的表面能，易于脱模，能够获得与模具图案完全一致的转印效果，由于组合物中含有极性碳氧基团，可与PET薄膜、PC(聚碳酸酯)薄膜等薄膜衬底有较好的结合力；相比于PDMS模具固化后的聚合物具有良好的机械强度和抗紫外光老化性能。

根据本发明的实施例，为了获得性能更佳的紫外光固化胶组合物，且较快的固化速度，改性丙烯酸为环氧改性丙烯酸树脂。由此，固化速度快，固化后具有良好的机械性能，耐腐蚀，来源广，成本低，且用于转印图案时，其中的极性碳氧基团与衬底薄膜具有较好的结合力。

根据本发明的实施例，环氧改性丙烯酸树脂的官能度为2，数均分子量为800-1000。由此，环氧改性丙烯酸树脂结构中有较多的长链结构，紫外光固化胶组合物固化后所成的膜具有一定的弹性和韧性。在本发明的一些实施例中，环氧改性丙烯酸树脂为3708(Allnex-UV/EB Curable Resins)。由此，固化速度快，固化后机械性能佳，所形成的膜具有较好的弹性和韧性，成本也较低。

根据本发明的实施例，有机硅树脂为有机硅改性聚硅氧烷六丙烯酸酯。由此，反应速度快，由于固化后的聚合物含硅氧基团，具有较低的表面能，利于固化脱模。

根据本发明的实施例，有机硅改性聚硅氧烷六丙烯酸酯的官能度为6，R/Si值为1.2-1.6，其中R为甲基、乙基、乙烯基、苯基中的至少一种。由此，较高的官能度可以加快反应速度，节省时间，较高的R/Si，则易于脱模。

根据本发明的实施例，活性稀释单体为单官能度丙烯酸酯和双官能度丙烯酸酯中的至少一种。在本发明的一些实施例中，活性稀释单体为丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸己内酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯中的至少一种。由此，可以加快紫外光固化胶组合物的固化成膜，节省时间，制备性能更佳的转印图案。

根据本发明的实施例，光引发剂为选自二苯甲酮、二苯乙醇酮、二苯乙二酮、1-羟基环己基苯甲酮(184)、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦中的至少一种。由此，可以引发改性丙烯酸与有机硅树脂的交联固化反应，且无副反应发生。根据本发明的一些具体实施例，光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦或2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮中的至少一种。由此，制备的转印图案精细优美。

根据本发明的实施例，紫外光固化胶组合物进一步包括助剂，助剂为流平剂、消泡剂、阻聚剂和光引发助剂中的至少一种。由此，可以使制备的转印图案更加精细，视觉效果好，弹性、韧性佳，易于脱模。在本发明的一些实施例中，助剂为TEGO Glide 410或TEGOFlow 300中的至少一种。由此，制备的转印图案更加精美细致。

根据本发明的实施例，该紫外光固化胶组合物包括：50～80重量份的改性丙烯酸；8～20重量份的有机硅树脂；10-30重量份的活性稀释单体；3～8重量份的光引发剂；和0-1重量份的助剂。由此，该紫外光固化胶组合物均一透明，粘度低流动性好，易于操作，且固化速度快，在此重量份范围内的紫外光固化胶组合物形成的转印图案机械强度最佳，抗紫外老化能力最好，且转印图案时易于脱模，能够获得与模具图案完全一致的转印效果。

根据本发明的实施例，60～80重量份的改性丙烯酸；10～15重量份的有机硅树脂；10-30重量份的活性稀释单体；3～8重量份的光引发剂；和0-1重量份的助剂。由此，该紫外光固化胶组合物均一透明，粘度低流动性好，易于操作，且固化速度快，在此重量份范围内的紫外光固化胶组合物形成的转印图案机械强度最佳，抗紫外老化能力最好，可多次循环利用，不易损伤，且转印图案时易于脱模，能够获得与模具图案完全一致的转印效果。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种转印方法。根据本发明的实施例，参照图5，所述转印方法包括：

S100：将紫外光固化胶组合物1置于模具2中。结构示意图参照图1。

根据本发明的实施例，该方法中描述的紫外光固化胶组合物与前面描述的一致，即其中的改性丙烯酸、有机硅树脂、活性稀释单体、光引发剂及助剂的具体种类和用量均与前面所述的一致，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，可以取一定量的改性丙烯酸、有机硅树脂、活性稀释单体、光引发剂及助剂加入到烧杯中混合，使用高速分散机在一定的搅拌速度下分散一定时间，使上述物质混合均匀，即可得紫外光固化胶组合物；然后将紫外光固化胶组合物置于模具中。

根据本发明的实施例，高速分散机的分散时间和搅拌速度没有限制要求，只要能将改性丙烯酸、有机硅树脂、活性稀释单体、光引发剂及助剂混合均匀即可。在本发明的一些实施例中，高速分散机分散90min，搅拌速度为600r/min。由此，上述各原料可以在最适宜的条件下混合，效果较佳，且条件比较温和，易于实现和控制。

根据本发明的实施例，形成模具的材料、模具的具体结构和形状等均没有特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。根据本发明的一些实施例，形成模具的材料为AZ系列光刻胶或镍。由此，形成的模具易于脱模，合适的力学强度和韧性，使用性能较佳。而模具的具体结构和形状则可以根据目标图案灵活设置，在此不再过多赘述。

S200：将衬底3覆盖于紫外光固化胶1上并加压处理。结构示意图参照图2。

根据本发明的实施例，衬底的材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，衬底为聚碳酸酯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。由此，可以有效应用于手机等电子设备的装饰等，且由于紫外光固化胶组合物中含有极性碳氧基团，可与聚碳酸酯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜衬底有较好的结合力。

根据本发明的实施例，加压方式和条件没有限制要求，只要能将紫外光固化胶迅速均匀的填入模具的空隙中即可，本领域技术人员可以根据实际条件灵活选择，在此不再过多赘述。

S300：对紫外光固化胶1进行固化。结构示意图参照图3。

根据本发明的实施例，固化方式采用紫外光曝光固化。由此，固化温度较低，价格较低，且本发明对紫外光的强度和曝光时间没有限制要求，本领域技术人员根据不同需求灵活选择即可。

S400：去除模具2。结构示意图参照图4。

根据本发明的实施例，去除模具的具体方式没有特别限制，本领域技术人员可根据实际需要选择任何已知的脱模方式去除模具，在此不再过多赘述。

发明人发现，该方法简单易操作，成本低，易于工业化生产，且获得的图案具有合适的强度和韧性，精度较高，可以有效用于手机等电子设备实现精密纹路、激光纹理、金属纹理、磨砂效果、浮雕效果等精美外观。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种转印图案。根据本发明的实施例，转印图案是由前面所述的紫外光固化胶组合物形成的，或者是通过前面所述的转印方法形成的，图案精细，具有炫目的光学效果，新颖的美感，可以有效用于手机、平板电脑、可穿戴设备、游戏机等电子设备的外光装饰，满足客户越来越高的美观要求。

根据本发明的实施例，转印图案的尺寸、形状没有特别限制，在本发明的一些实施例中，转印图案可以为微纳米级图案。在本发明的一些实施例中，转印图案的形状可以根据用户的喜好、要求灵活设定。由此，可以得到更为精细优美的图案，应用于电子设备时，可以进一步改善电子设备的外观，提高美感。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种壳体。根据本发明的实施例，壳体上设置有前面所述的转印图案。由此，该壳体画面感强烈，具有新颖的美感，满足人们对优美壳体的追求。

根据本发明的实施例，该壳体的形状、结构没有特别限制，例如可以为常规手机、平板电脑、游戏机、可穿戴设备等的壳体，在此不再过多赘述。

实施例

实施例1

制备紫外光固化胶组合物：在烧杯中加入3708 12g、聚硅氧烷六丙烯酸酯1.5g、丙烯酸异冰片酯4g、1-羟基环己基苯甲酮(184)0.8g和TEGO Flow 300 0.2g，使用高速分散机分散90min，搅拌速度为600r/min，混合均匀得紫外光固化胶组合物样品S1。

制备图案样品：采用AZ系列光刻模或镍模，在模板上涂上述制备的紫外光固化胶组合物样品S1，并将透明的PC或PET薄膜衬底覆盖于样品S1上面，加压使得紫外光固化胶迅速填入模具空隙，然后对透明的衬底进行紫外光曝光固化，固化后将模板与衬底分离，之后就在衬底的紫外光固化胶层上得到了与模板结构互补的图案样品S11。

表面能测试：对固化后图案样品S11的胶层采用GB/T 24368-2009标准，玻璃表面疏水污染物检测方法来检测表面能。检测结果见表1。

转印效果测试：采用电子显微镜观察所转印的图案样品S11是否完整，模具上是否有残胶。检测结果见表1。

实施例2

制备紫外光固化胶组合物：在烧杯中加入3708 10g、聚硅氧烷六丙烯酸酯2g、丙烯酸异冰片酯3g、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯2g、1-羟基环己基苯甲酮(184)0.8g和TEGO Flow 300 0.2g，使用高速分散机分散90min，搅拌速度为600r/min，混合均匀得紫外光固化胶组合物样品S2。

制备图案样品：采用与实施例1相同的方法得图案样品S22。

表面能测试与转印效果测试：采用与实施例1相同的方法进行检测。检测结果见表1。

实施例3

制备紫外光固化胶组合物：在烧杯中加入3708 15g、聚硅氧烷六丙烯酸酯2.5g、丙烯酸异冰片酯3g、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯2g、1-羟基环己基苯甲酮(184)1g和TEGO Flow 300 0.2g，使用高速分散机分散90min，搅拌速度为600r/min，混合均匀得紫外光固化胶组合物样品S3。

制备图案样品：采用与实施例1相同的方法得图案样品S33。

表面能测试与转印效果测试：采用与实施例1相同的方法进行检测。检测结果见表1。

对比例1

制备紫外光固化胶组合物：在烧杯中加入370815g、丙烯酸异冰片酯5g、1-羟基环己基苯甲酮(184)0.8g和TEGO Flow 300 0.2g，使用高速分散机分散90min，搅拌速度为600r/min，混合均匀得紫外光固化胶组合物样品D1。

制备图案样品：采用与实施例1相同的方法得图案样品D11。

表面能测试与转印效果测试：采用与实施例1相同的方法进行检测。检测结果见表1。

表1

样品	表面能(mN/m)	转印效果
			S11	32.05	图案完整，模具上无残胶
S22	31.2	图案完整，模具上无残胶
			S33	35.62	图案完整，模具上无残胶
D11	65.29	无法和模具分离，大量残胶

由表1可以看出，样品S11、S22、S33具有较低的表面能，转印时非常容易与模具剥离，通过显微镜对图案的完整和真实性进行观察后，所得图案完整、没有失真，模具没有任何残胶留存，而D11表面能较高，与模具图案分离困难，无法得到与模具图案完全一致的转印效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种紫外光固化胶组合物，其特征在于，包括：

改性丙烯酸；

有机硅树脂；

活性稀释单体；和

光引发剂。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述改性丙烯酸为环氧改性丙烯酸树脂。

3.根据权利要求2所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂的官能度为2，数均分子量为800-1000。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述有机硅树脂为有机硅改性聚硅氧烷六丙烯酸酯。

5.根据权利要求4所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述有机硅改性聚硅氧烷六丙烯酸酯的官能度为6，R/Si值为1.2-1.6，其中R为甲基、乙基、乙烯基、苯基中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述活性稀释单体为单官能度丙烯酸酯和双官能度丙烯酸酯中的至少一种，优选为丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸己内酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，所述光引发剂为选自二苯甲酮、二苯乙醇酮、二苯乙二酮、1-羟基环己基苯甲酮、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，进一步包括助剂，所述助剂为流平剂、消泡剂、阻聚剂和光引发助剂中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的紫外光固化胶组合物，其特征在于，包括：

50～80重量份的所述改性丙烯酸；

8～20重量份的所述有机硅树脂；

10-30重量份的所述活性稀释单体；

3～8重量份的所述光引发剂；和

0-1重量份的所述助剂。

10.一种转印方法，其特征在于，包括：

将权利要求1-9中任一项所述的紫外光固化胶组合物置于模具中；

将衬底覆盖于所述紫外光固化胶上并加压处理；

对所述紫外光固化胶组合物进行固化；

去除所述模具。

11.根据权利要求10所述的转印方法，其特征在于，形成所述模具的材料为AZ系列光刻胶或镍。

12.根据权利要求10所述的转印方法，其特征在于，所述衬底为聚碳酸酯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。

13.一种转印图案，其特征在于，是由权利要求1-9中任一项所述的紫外光固化胶组合物形成的，或者是通过权利要求10-12中任一项所述的方法形成的。

14.根据权利要求13所述的转印图案，其特征在于，所述转印图案为微纳米级图案。

15.一种壳体，其特征在于，所述壳体上设置有权利要求13或14所述的转印图案。