JP2017042956A - 積層体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】硬化性樹脂組成物を用いて基材同士を接着させた積層体の製造方法であって、基材同士を貼り合わせた時及び貼り合わせた後の樹脂の流れ出しを防止でき、基材に遮光部が設けられている場合であっても、得られる積層体において未硬化樹脂の残留が十分に少ない、積層体の製造方法を提供する。【解決手段】基材Aと基材Bとが、反応硬化型樹脂組成物を介して積層された積層体の製造方法であって、(1)基材A及びBの対向する表面の一方又は両方の表面に、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程、(2)コーティング組成物の表面及びコーティング組成物が配置されていない表面の少なくとも1つの面に、反応硬化型樹脂組成物を配置する工程、(3)反応硬化型樹脂組成物を硬化させて、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層を形成する工程、(4)基材A及びBの間に仮硬化樹脂層を介して、コーティング組成物と仮硬化樹脂層とが接触するように、基材A及びBを貼り合せる工程、及び(5)仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を反応開始剤によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を本硬化させる工程を含むことを特徴とする積層体の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、積層体の製造方法に関する。
スマートフォン等に用いられる画像表示装置には、液晶表示パネルや有機ELパネルといった表示体の上に、通常、光透過性部材が設けられている。表示体と光透過性部材との接着に、光硬化性樹脂組成物を使用することが知られている。接着の際に、光硬化性樹脂組成物が濡れ広がり、表示体や光透過性部材の所定の位置からはみ出ると、例えば、その後の工程で問題になることがある。
このような問題を解決するため、OCR(光学透明樹脂、Optical Clear Resin)を平坦膜で塗工した後、光照射により仮硬化してから貼り合わせ、貼り合わせ後に前面板側から光照射により完全硬化させる方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
特開2013−151151号公報 特開2013−152339号公報
ただし、特許文献1及び特許文献2に記載された方法では、遮光部が設けられている基材又は光を通さない基材を使用する際は硬化が十分に行えず、未硬化樹脂が残留してしまうという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、反応硬化型樹脂組成物を用いて基材同士を接着させた積層体の製造方法であって、基材同士を貼り合わせた時及び貼り合わせた後の樹脂の流れ出しを防止でき、基材に遮光部が設けられている場合であっても、得られる積層体において未硬化樹脂の残留が十分に少ない、積層体の製造方法を提供することである。
本発明者らは、光硬化性樹脂を塗布する基材、もしくは反対側の基材における遮光部、遮光部に該当する部分、又は全面に光硬化性樹脂の硬化触媒を塗布し、かつ、予め光硬化性樹脂の反応率を増加させておくことで、貼り合わせ時や貼り合わせ後の樹脂のはみ出し、流れ出しを防止でき、かつ貼り合わせ後の放置で反応率が上昇し、ほぼ完全硬化まで硬化が進行することで未硬化樹脂の残留を防止できることを見出した。
本発明は、以下を内容とする。
[1]基材Aと基材Bとが、反応硬化型樹脂組成物を介して積層された積層体の製造方法であって、
(1)基材A及びBの対向する表面の一方又は両方に、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程、
(2)コーティング組成物の表面及びコーティング組成物が配置されていない表面の少なくとも1つの面に、反応硬化型樹脂組成物を配置する工程、
(3)反応硬化型樹脂組成物を硬化させて、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層を形成する工程、
(4)基材A及びBの間に仮硬化樹脂層を介して、コーティング組成物と仮硬化樹脂層とが接触するように、基材A及びBを貼り合せる工程、及び
(5)仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を反応開始剤によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を本硬化させる工程
を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
[2]工程(5)が、基材A及びBの貼り合せ体を加熱することを含む、[1]の積層体の製造方法。
[3]加熱温度が、40〜60℃である、[2]の積層体の製造方法。
[4]基材A及びBの少なくとも一方が遮光部を有し、反応硬化型樹脂組成物が光硬化型樹脂組成物であり、工程(1)が、工程(1’):基材A及びBの対向する表面の一方又は両方の遮光部のみに、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程であり、工程(5)が、工程(5’):遮光部において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を前記反応開始剤によって開始させ、かつ、遮光部以外において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応をエネルギー線の照射によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を硬化させる工程である、[1]〜[3]のいずれかの積層体の製造方法。
本発明によれば、反応硬化型樹脂組成物を用いて基材同士を接着させた積層体の製造方法であって、基材同士を貼り合わせた時及び貼り合わせた後の樹脂の流れ出しを防止でき、基材に遮光部が設けられている場合であっても、得られる積層体において未硬化樹脂の残留が十分に少ない、積層体の製造方法が提供できる。
遮光部及び遮光インクが配置されない面にコーティング組成物を配置する工程を含む積層体の製造方法の一例の概略を示す図である。 遮光部及び遮光インクが配置されない面にコーティング組成物を配置する工程の一例の概略を示す図である。 遮光部のみにコーティング組成物を配置する工程を含む積層体の製造方法の一例の概略を示す図である。 遮光部のみにコーティング組成物を配置する工程の一例の概略を示す図である。
〔積層体の製造方法〕
積層体の製造方法は、基材Aと基材Bとが、反応硬化型樹脂組成物を介して積層された積層体の製造方法であって、
(1)基材A及びBの対向する表面の一方又は両方の表面に、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程、
(2)コーティング組成物の表面及びコーティング組成物が配置されていない表面の少なくとも1つの面に、反応硬化型樹脂組成物を配置する工程、
(3)反応硬化型樹脂組成物を硬化させて、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層を形成する工程、
(4)基材A及びBの間に仮硬化樹脂層を介して、コーティング組成物と仮硬化樹脂層とが接触するように、基材A及びBを貼り合せる工程、及び
(5)仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を反応開始剤によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を本硬化させる工程
を含む。
積層体の製造方法では、工程(1)及び(2)において、反応硬化型樹脂組成物とコーティング組成物を配置させておき、工程(3)において、反応硬化型樹脂組成物の流動性を低下させ、工程(4)において、基材A及びBを貼り合せた後に、工程(5)において、コーティング組成物中の反応開始剤によって、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始させて硬化させる点に特徴がある。
反応硬化型樹脂組成物とコーティング組成物が接触した後は、反応開始剤が反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層中に拡散して、工程(5)において重合反応が進行するものと考えられる。また、工程(2)でコーティング組成物の表面に反応硬化型樹脂組成物が配置される場合は、工程(2)における重合反応の速度は遅いため、工程(5)において重合反応が実質的に開始されるものと考えられる。
工程(5)において、反応開始剤によって反応硬化型樹脂組成物の硬化反応が開始する硬化態様をとることで、光が届かない箇所においても反応硬化型樹脂組成物を十分に硬化することができる。これにより、基材が遮光部を有する場合であっても、得られる積層体において未硬化樹脂の残留が十分に少なくなる。
工程(1)
工程(1)基材A及びBの対向する表面の一方又は両方に、反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程である。工程(1)により、反応開始剤を含むコーティグを有する基材A及びBの少なくとも一方が得られる。
基材A及びBは、特に限定されないが、光学部品を構成する部材が好ましい。光学部品を構成する部材は、保護パネル、タッチセンサーパネル、表示体、3Dシステム(視差バリアガラス、視差バリアフィルム、視差バリアLCD、レンズユニット)等が挙げられる。これらの基材A及びBは、透明板であってもよく、遮光インクによって形成される遮光部を有していてもよい。遮光インクは、公知の遮光インクであってよく、例えば、水性インク、溶剤型インク、熱硬化型インク、エネルギー線硬化性インクが挙げられる。ここで、遮光部とは、例えば、保護パネルの遮光インク下と表示体もしくはタッチセンサーパネルとによって、あるいはタッチセンサーパネルの遮光インク下と表示体とによってできるような、光が届かない箇所をいう。
コーティング組成物は遮光部に配置されていてもよい。本明細書において、「遮光部にコーティング組成物が配置される」とは、遮光インク層の表面上のみにコーティング組成物が配置されていること(例えば、図4(1))、及び、遮光インク層が配置されていない基材の表面であって、もう一方の基材に配置された遮光インク層によって遮光部が形成される表面にのみコーティング組成物が配置されていること(例えば、図4(2)及び(3))の少なくとも一方をいう。コーティング組成物は、遮光インク層が配置されていない表面、及び、遮光部の少なくとも一方に配置されていてもよい。コーティング組成物は、基材の一部に配置されていてもよく、全面に配置されていてもよい。
よって、積層体の製造方法の一つの態様では、基材A及びBの少なくとも一方が遮光部を有し、工程(1)が、工程(1’):前記基材A及びBの対向する表面の一方又は両方の遮光部のみに、前記反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程であることができる。
反応開始剤は、後述する工程(2)で用いられる反応硬化型樹脂組成物の反応態様に応じた反応開始剤が挙げられる。具体的には、後述する反応開始剤が挙げられる。
工程(1)は、光学部品の製造ラインに対して、インラインで実施されてもよいし、オフラインで実施されてもよい。
工程(1)で、コーティング組成物を配置する方法は、スプレー方式やコーター方式等が挙げられ、コーティング組成物の配置量は、好ましくは0.001〜100g/m、より好ましくは0.005〜10g/m、更に好ましくは0.01〜1.00g/mである。
工程(1)で、コーティング組成物は、液状のコーティング組成物を塗布により配置することもできる。この場合、コーティング組成物は、乾燥させることによりコーティング組成物に含まれる溶剤を揮発させて硬化させることもできる。このような場合は、好ましくは、室温(例えば、25℃)〜200℃の温度で、好ましくは、10秒〜2時間処理することが挙げられる。
工程(2)
工程(2)は、コーティング組成物の表面及びコーティング組成物が配置されていない表面の少なくとも1つの面に、反応硬化型樹脂組成物を配置する工程である。反応硬化型樹脂組成物は、コーティング組成物の表面上のみに配置されていてもよく(例えば、図2(2)及び(3))、コーティング組成物が配置されていない基材の表面にのみコーティング組成物が配置されていてもよい(例えば、図2(1)及び図4(2))。また、反応硬化型樹脂組成物は、コーティング組成物が配置されている基材であって、コーティング組成物が配置されていない表面にのみコーティング組成物が配置されていてもよい(例えば、図4(1)及び(3))。
工程(2)で、反応硬化型樹脂組成物を配置する方法は、特に限定されず、ディスペンス方式やコーター方式等が挙げられる。反応硬化型樹脂組成物の配置量は、特に限定されないが、好ましくは10〜1000μm、より好ましくは25〜500μm、更に好ましくは50〜300μmである。
工程(1)において、遮光部のみにコーティング組成物が配置される場合は、反応硬化型樹脂組成物はエネルギー開裂型開始剤を含む。これにより、遮光部においては、コーティング組成物に含まれる反応開始剤と反応硬化型樹脂組成物とが接触することで硬化反応が進行し、光が照射される部分は、反応硬化型樹脂組成物に含まれるエネルギー開裂型開始剤によって反応硬化型樹脂の硬化反応が進行する。
工程(3)
工程(3)は、反応硬化型樹脂組成物を硬化させて、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層(単に「仮硬化樹脂層」ともいう。)を形成する工程である。工程(3)で仮硬化樹脂層を形成すると、貼り合わせ時や貼り合わせ後の反応硬化型樹脂組成物のはみ出しや流れ出しの発生が低減され、工程(5)におけるコーティング組成物中の反応開始剤による重合反応が、安定した環境で行われる。
反応硬化型樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物を使用する場合、エネルギー線照射によって硬化させることができる。
エネルギー線は、特に限定されず、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線を使用することができる。エネルギー線は、紫外線であるのが好ましい。紫外線の光源は、紫外線(UV)が発せられる光源であれば、特に限定されず、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ、パルスキセノンランプ、LED等が挙げられる。LEDのピーク波長は、特に限定されないが、365nm、405nm、375nm、385nm及び395nmが挙げられる。LED以外の光源から発せられる光は、光学フィルターを通すことによって、特定の波長の光に調整してもよい。エネルギー線の照射は、エネルギー線の積算光量が30〜15,000mJ/cmとなるように照射することができ、50〜12,000mJ/cmであるのが好ましく、100〜10,000mJ/cmであるのがより好ましい。
反応硬化型樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物を使用する場合、硬化樹脂層の反応率は、40%以上であるのが好ましい。硬化性樹脂層の反応率が40%以上であると、得られる積層体における未硬化樹脂の残留が極めて少なくなる傾向がある。また、貼り合わせ時に、光硬化性樹脂組成物のはみ出しや流れ出しの発生がより低減され、基材の間からはみ出た又は流れ出した光硬化性樹脂組成物を除去する工程が不要になる。反応率は、樹脂組成物中の反応性の官能基がすべて反応した場合を100%として算出することができる。光硬化性樹脂組成物が(メタ)アクリロイル基を含有する化合物を含む場合、反応率はエネルギー線(例えば紫外線)照射前後の(メタ)アクリロイル基の減少率で定義され、FT−IRによって測定することができる。
積層体の製造方法が、後述する熱処理工程を含む場合、工程(3)における硬化樹脂層の反応率は、得られる積層体における未硬化樹脂の残留をより低減させる点、光硬化性樹脂組成物のはみ出しや流れ出しの発生を低減させる点及び加熱による接着強度向上の点から、硬化性樹脂層の反応率は、40〜95%であるのがより好ましく、45〜80%であるのが更に好ましく、50〜70%であるのが特に好ましく、また、80%〜90%であってもよい。
反応硬化型樹脂組成物として、光硬化性樹脂組成物以外を使用する場合、硬化の方法は適宜選択することができる。例えば、ホットメルト型樹脂組成物の場合、塗布層を冷却することによって硬化樹脂層を形成することができ、溶剤乾燥型樹脂組成物の場合、塗布層を乾燥させて溶剤を留去することにより硬化樹脂層を形成することができ、湿気硬化型樹脂組成物の場合、塗布層を放置することによって湿気により硬化樹脂層を形成することができ、二液反応型樹脂組成物の場合、塗布層を放置するか、加熱することにより硬化樹脂層を形成することができ、熱硬化型樹脂組成物の場合、塗布層を加熱して硬化樹脂層を形成することができる。
反応硬化型樹脂組成物として、光硬化性樹脂組成物以外を使用する場合、反応率は適宜設定することができ、二液反応型樹脂組成物、熱硬化型樹脂組成物の場合であれば、反応に消費された官能基の割合をもって反応率を設定することができ、ホットメルト型樹脂組成、溶剤乾燥型樹脂組成物、湿気硬化型樹脂組成物の場合、粘度をもって反応率を設定することができる。
工程(4)
工程(4)は、基材A及びBの間に反応硬化型樹脂組成物を介して、コーティング組成物と反応硬化型樹脂組成物とが接触するように、基材A及びBを貼り合せる工程である。これにより、基材A及びBの貼り合せ体が得られる。工程(4)において、基材A及びBを貼り合せた際に、反応硬化型樹脂組成物とコーティング組成物との接触を促進させるために圧縮等の手段を用いてもよい。
工程(5)
工程(5)は、反応硬化型樹脂組成物を反応開始剤によって重合反応を開始させて、前記反応硬化型樹脂組成物を本硬化させる工程である。工程(5)において、工程(4)で得られた、基材A及びBの貼り合せ体を放置することにより、反応開始剤が反応硬化型樹脂組成物層中に拡散され、重合反応が進行する。本硬化とは、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の反応率をより高くすることを意味する。
本硬化において、基材A及びBの貼り合せ体を放置する時間は、反応硬化型樹脂組成物の重合反応が進行する時間であれば特に限定されない。好ましくは0.1〜24時間、より好ましくは0.5〜12時間、更に好ましくは1〜6時間の条件で、反応硬化型樹脂組成物をコーティング組成物中の反応開始剤によって重合反応を開始させて本硬化させることができる。
工程(5)は、基材A及びBの貼り合せ体を加熱することを含んでいてもよい。すなわち、工程(5)は加熱下で行ってもよい。工程(5)が加熱下で行われると、反応硬化型樹脂組成物の重合反応が促進され、短い時間で反応率が向上する。
加熱の条件は、反応硬化型樹脂組成物の重合反応が促進される温度及び時間であれば特に限定されない。加熱温度は、好ましくは室温(例えば、25℃)超100℃以下、より好ましくは35〜80℃、更に好ましくは40〜60℃である。加熱時間は、好ましくは0.1〜24時間、より好ましくは0.5〜12時間、更に好ましくは1〜6時間である。
工程(1)において、遮光部のみにコーティング組成物が配置される場合は、重合反応は、エネルギー線の照射により進行させることができる。具体的には、遮光部においては、コーティング組成物に含まれる反応開始剤と反応硬化型樹脂組成物とが接触することで硬化反応が進行し、エネルギー線が照射される部分は、反応硬化型樹脂組成物に含まれるエネルギー開裂型開始剤によって反応硬化型樹脂の硬化反応が進行する。ここで、エネルギー線の照射の条件は、上記工程(3)で例示されたものが挙げられる。
よって、積層体の製造方法の一つの態様では、反応硬化型樹脂組成物が光硬化型樹脂組成物であり、工程(5)が、工程(5’):遮光部において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を反応開始剤によって開始させ、かつ、遮光部以外において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応をエネルギー線の照射によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を硬化させる工程であることができる。
積層体の製造方法は、さらに、基材A及びBの貼り合せ体を加圧脱泡処理する工程を含んでいてもよい。積層体の製造方法が加圧処理を含むことで、積層体の接着強度がより向上する。加圧脱泡処理は、オートクレーブを用いて行うことができる。加圧脱泡処理の温度は、例えば25〜100℃、好ましくは35〜80℃、より好ましくは40〜60℃である。加圧脱泡処理の圧力は、例えば0.1〜0.6MPa、好ましくは0.3〜0.5MPaである。加圧脱泡処理の時間は、例えば0.1〜24時間、好ましくは0.5〜12時間、より好ましくは1〜6時間である。
工程(5)で得られる積層体の反応率は、未硬化樹脂の残存が十分に少ない反応率であれば特に限定されない。工程(5)で得られる積層体の反応率は、65〜100%が好ましく、80〜100%がより好ましく、90〜100%が特に好ましい。
これにより、積層体の製造方法により得られる積層体が得られる。
〔コーティング組成物〕
コーティング組成物は、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含む。
(反応開始剤)
コーティング組成物中に含まれる反応開始剤は、ラジカル発生剤、カチオン発生剤、アニオン発生剤、及び重縮合・重付加反応開始剤が挙げられる。反応開始剤は、反応硬化型樹脂組成物の重合反応態様に応じて用いることができる。例えば、反応硬化型樹脂組成物がラジカル反応硬化型樹脂組成物の場合は、ラジカル発生剤、反応硬化型樹脂組成物がカチオン反応硬化型樹脂組成物の場合は、カチオン発生剤、反応硬化型樹脂組成物がアニオン反応硬化型樹脂組成物の場合は、アニオン発生剤、反応硬化型樹脂組成物が重縮合・重付加反応硬化型樹脂組成物の場合は、重縮合・重付加反応開始剤を使用することができる。反応硬化型樹脂組成物の重合反応態様により、ラジカル発生剤、カチオン発生剤、アニオン発生剤及び重縮合・重付加反応開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を使用することが好ましい。
ラジカル発生剤は、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、インジウム(In)、及びチタン(Ti)等の金属及びその酸化物(例えば五酸化バナジウム)、並びに、前記金属の錯体が挙げられる。前記金属の錯体を形成する錯形成剤は、アセチルアセトン、アセト酢酸エステル、カルボン酸、アルコキシド、アミン化合物、アミド化合物、ヒドロキシメート酸、ケトン化合物、イミン化合物、チオール化合物、リン酸ジブチルなどのリン酸エステル等が挙げられる。よって、金属錯体は、具体的には、アセチルアセトンとバナジウムの錯体であるアセチルアセトンバナジル(日本化学産業社製:ナーセムバナジル)、バナジウムアルコキシドであるバナジウムオキシトリイソブトキシド(日亜化学社製)が挙げられる。ラジカル発生剤は、単独で用いてもよく、2種以上が併用されてもよい。
カチオン発生剤は、アリールジアゾニウム塩、ジアリールハロニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリホスホニウム塩、鉄アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノールアルミニウム錯体などのイオン性光酸発生剤;ニトロベンジルエステル、スルホン酸誘導体、リン酸エステル、フェノールスルホン酸エステル、ジアゾナフトキノン、N−ヒドロキシイミドスルホナートなどの非イオン性光酸発生剤などがあげられる。カチオン発生剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
アニオン発生剤は、1,10−ジアミノデカン、4,4’−トリメチレンジピペラジン、カルバメート類及びその誘導体、コバルト−アミン錯体類、アミノオキシイミノ類、アンモニウムボレート類、三級アミン類、イミダゾール類等が挙げられる。アニオン発生剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
重縮合・重付加反応開始剤は、トリフェニルフォスフィン、アミン類、イミダゾール、ピリジン、イソシアネート系化合物、チタン、アルミニウム、ゲルマニウム、白金などの金属触媒が挙げられる。重縮合・重付加反応開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
反応開始剤の量は、工程(5)における反応硬化型樹脂組成物を十分に硬化させる点から、コーティング組成物中、好ましくは0.01〜80重量%、より好ましくは0.1〜50重量%、さらに好ましくは1〜30重量%である。
(液体媒体)
コーティング組成物は、液体媒体を含むことができる。コーティング組成物が液体媒体を含むと、基材の表面への塗工性が向上する傾向がある。液体媒体は、有機溶媒及び無機溶媒が挙げられる。
有機溶媒は、エタノール、2−プロパノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエーテル・アセタール類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類;臭化アリル、臭化ベンジル、塩化ベンジル、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。無機溶媒は、水、二硫化炭素が挙げられる。
液体媒体の量は、コーティング組成物中、好ましくは10〜99.99重量%、より好ましくは10〜99.9重量%である。
コーティング組成物の一つの態様は、ラジカル発生剤及び液体媒体を含む。
〔反応硬化型樹脂組成物〕
反応硬化型樹脂組成物は、ラジカル反応硬化型樹脂組成物、カチオン反応硬化型樹脂組成物、アニオン反応硬化型樹脂組成物、重縮合・重付加反応硬化型樹脂組成物等が挙げられる。反応硬化型樹脂組成物は、エネルギー線による硬化の速度、コーティング組成物中の反応開始剤との反応性の点から、ラジカル反応硬化型樹脂組成物が好ましい。硬化性樹脂組成物に含まれる各硬化性樹脂を説明する。
(硬化性樹脂)
ラジカル反応硬化型樹脂組成物に使用されるラジカル反応硬化型樹脂は、(メタ)アクリル樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びビニルエステル樹脂が挙げられる。好ましくは(メタ)アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びビニルエステル樹脂であり、より好ましくは(メタ)アクリル樹脂である。
(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリレートオリゴマー及び(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。(メタ)アクリレートオリゴマー及び(メタ)アクリレート化合物は、それぞれ、1種でも、又は2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレートオリゴマーは、特に限定されず、(水素添加)ポリイソプレン、(水素添加)ポリブタジエン又はポリウレタンを骨格にもつ(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。ここで、(水素添加)ポリイソプレンは、ポリイソプレン及び/又は水素添加ポリイソプレンを包含し、(水素添加)ポリブタジエンは、ポリブタジエン及び/又は水素添加ポリブタジエンを包含する。また、ポリウレタンを骨格にもつ(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、ポリエステル系、(水素添加)ポリブタジエン系、(水素添加)ポリイソプレン系又はこれらの組合せのポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。
(メタ)アクリレートオリゴマーは市販品を用いることができる。(水素添加)ポリブタジエンを骨格にもつ(メタ)アクリレートオリゴマーの市販品は、日本曹達株式会社製の「TE−2000」(分子量2,500)が挙げられる。(水素添加)ポリイソプレンを骨格にもつ(メタ)アクリレートオリゴマーの市販品は、クラレ社製の「UC−203」(分子量35,000)及び「UC−102」(分子量17,000)が挙げられる。ポリウレタンを骨格にもつ(メタ)アクリレートオリゴマーの市販品は、ライトケミカル社製の「UA−1」、ダイセル・オルネクス株式会社製の「EBECRYL−230」(分子量5,000)、日本合成化学工業社製の「UV3630ID80」(分子量35,000)、日本合成化学工業社製の「UV3700B」(分子量38,000)が挙げられる。
(メタ)アクリレートオリゴマーの分子量は、特に限定されないが、1,000〜70,000であるのが好ましく、2,000〜50,000であるのがより好ましい。本明細書において、分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算した重量平均分子量である。
(メタ)アクリレート化合物は、分子中に1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ置換アルキル(メタ)アクリレート;ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ノルボルネン(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等の、ヒドロキシ置換アルキル(メタ)アクリレート以外の水酸基含有(メタ)アクリレート;メトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ置換アルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレートが挙げられる。
(メタ)アクリレート化合物として、脂環式(メタ)アクリレートとヒドロキシ置換アルキル(メタ)アクリレートとの組合せ;脂環式(メタ)アクリレートと、アルキル(メタ)アクリレートと、ヒドロキシ置換アルキル(メタ)アクリレートとの組合せアルキル(メタ)アクリレートと水酸基含有(メタ)アクリレートとの組合せ;であってもよい。
カチオン反応硬化型樹脂組成物に使用されるカチオン反応硬化型樹脂は、エポキシ樹脂、オキセタン化合物、ビニルエーテル樹脂、及びポリスチレン系樹脂が挙げられる。好ましくは、エポキシ樹脂、及びオキセタン化合物である。
アニオン反応硬化型樹脂組成物に使用されるアニオン反応硬化型樹脂は、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、シアノアクリレート系樹脂、オキセタン化合物、ポリスチレン系樹脂、及びポリエチレン系樹脂が挙げられる。好ましくは、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、シアノアクリレート系樹脂、及びポリスチレン系樹脂であり、より好ましくは、シアノアクリレート系樹脂、及びポリスチレン系樹脂である。
重縮合・重付加反応硬化型樹脂組成物に使用される重縮合反応硬化型樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びシリコーン樹脂が挙げられる。好ましくは、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びシリコーン樹脂であり、より好ましくは、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びシリコーン樹脂である。
(エネルギー開裂型開始剤)
反応硬化型樹脂組成物は、エネルギー開裂型開始剤を含むことができる。反応硬化型樹脂組成物がエネルギー開裂型開始剤を含む場合、反応硬化型樹脂組成物に使用される樹脂として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂が挙げられる。
エネルギー開裂型開始剤は、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジクロルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、及び2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド類;2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィン酸メチルエステルなどのアシルフォスフィン酸エステル類;4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ2−2プロピル)ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1,4−(メチルチオ)フェニル−2−モルフォリノプロパン−1−オン、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、4−ジフェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンなどのアセトフェノン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ジフェノキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、1,10−ジアミノデカン、4,4’−トリメチレンジピペラジン、カルバメート類及びその誘導体、コバルト−アミン錯体類、アミノオキシイミノ類、アンモニウムボレート類、アリールジアゾニウム塩、ジアリールハロニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリホスホニウム塩、鉄アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノールアルミニウム錯体などのイオン性光酸発生剤;ニトロベンジルエステル、スルホン酸誘導体、リン酸エステル、フェノールスルホン酸エステル、ジアゾナフトキノン、N−ヒドロキシイミドスルホナートなどの非イオン性光酸発生剤等が挙げられる。エネルギー開裂型開始剤の市販品として、I−184(BASF社製、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン)、ルシリンTPO(BASF社製、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)が挙げられる。
エネルギー開裂型開始剤の量は、反応硬化型樹脂組成物に使用される樹脂100重量部に対して、0.001〜50重量部であるのが好ましく、0.01〜20重量部であるのがより好ましく、0.1〜10重量部であるのが更に好ましい。
(更なる成分)
反応硬化型樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、更なる成分を含むことができる。このような成分として、可塑剤、熱・光安定剤、潜在性化合物が挙げられる。
<可塑剤>
反応硬化型樹脂組成物が可塑剤を含むことにより、硬化物が柔軟化し、接着強度の向上とともに、被着体への追従性を向上できる傾向がある。可塑剤は、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル;アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジイソノニル、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル等の多価カルボン酸エステル;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル;トリメリット酸エステル;(水素添加)ポリイソプレン、(水素添加)ポリブタジエン、(水素添加)ポリブテン等のゴム系ポリマー;熱可塑性エラストマー;石油樹脂;脂環族飽和炭化水素樹脂;テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂;ロジンフェノール等のロジン系樹脂;不均化ロジンエステル系樹脂、重合ロジンエステル系樹脂、水素添加ロジンエステル系樹脂等のロジンエステル系樹脂等が挙げられる。可塑剤は、キシレン樹脂、ゴム系ポリマー、多価カルボン酸エステル、ロジンエステル系樹脂等が好ましく、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル、(水素化)ロジンエステル系樹脂がより好ましい。可塑剤は、液状又は固体であってもよい。可塑剤は、1種類、又は2種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。
可塑剤の量は、反応硬化型樹脂組成物中、好ましくは10〜80重量%であり、より好ましくは20〜60重量%であり、更に好ましくは30〜50重量%である。
<熱・光安定剤>
反応硬化型樹脂組成物は、光学透明性安定性の観点から、熱・光安定剤を含むのが好ましい。熱・光安定剤は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤、ヒドロキシルアミン系加工熱安定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、及びベンゾエート系紫外線吸収剤が挙げられる。好ましくは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤、及びヒンダードアミン系光安定剤であり、より好ましくは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤である。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート)、2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)、カテコール、ピクリン酸、ターシャリーブチルカテコール、2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール、及び4,4’−チオビス[エチレン(オキシ)(カルボニル)(エチレン)]ビス[2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール]が挙げられる。酸化防止剤は市販品を用いることができる。
熱・光安定剤の量は、反応硬化型樹脂組成物に対して、好ましくは0.001〜10重量%であり、より好ましくは0.01〜5重量%であり、更に好ましくは0.1〜3重量%である。
<潜在性化合物>
潜在性化合物は、60℃以下の温度でラジカル、カチオン又はアニオンを発生し、反応硬化型樹脂組成物を硬化させる化合物である。反応硬化型樹脂組成物がエルギー線硬化型樹脂を含むとき、遮光部の樹脂組成物の硬化を促進させる観点から、潜在性化合物を含むのが好ましい。潜在性化合物は、有機過酸化物(例えば、クメンパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート)、ポリアミン、酸無水物(無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等)、芳香族アミン、ヒドラジド、アミンアダクト類、ジシアンジアミド、ポリスルフィド樹脂、ルイス酸(三フッ化ホウ素、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化スズ等)、アゾ化合物(アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)等)、酸(有機酸または低温加熱で酸を発生するスルホニウム塩系の酸発生剤等)、塩基(脂肪族ポリアミン等のポリアミン、イミダゾール、ヒドラジド及びケチミン等のアミン化合物、低温加熱によってアミン化合物を発生する化合物等)、ポリアミド樹脂、ポリメルカプタン、及び白金族系金属化合物又はその錯体(塩化白金(IV)、塩化白金酸六水和物、ビス(アルキニル)ビス(トリフェニルフォスフィン)白金錯体など)等が挙げられる。潜在性化合物が有機過酸化物である場合、有機過酸化物の量は、反応硬化型樹脂組成物中、好ましくは0.001〜10重量%であり、より好ましくは0.01〜5重量%であり、特に好ましくは0.1〜3重量%である。
反応硬化性樹脂組成物の一つの態様は、(メタ)アクリレートオリゴマー、(メタ)アクリレート化合物、エネルギー開裂型開始剤、可塑剤及び有機過酸化物を含む。
〔積層体〕
積層体の製造方法は、光学部品の製造方法であるのが好ましい。具体的には、積層体の製造方法は、保護パネルとタッチセンサーパネルの貼り合わせ、保護パネルと表示体の貼り合わせ、タッチセンサーパネルと表示体の貼り合わせ、保護パネル付タッチセンサーパネルと表示体の貼り合わせ、保護パネルとタッチセンサー付表示体の貼り合わせ、3Dシステムと表示体の貼り合わせ、保護パネルと3Dシステム付表示体の貼り合わせ、タッチセンサーパネルと3Dシステム付表示体の貼り合わせ、保護パネル付タッチセンサーパネルと3Dシステム付表示体の貼り合わせ、及び保護パネルとタッチセンサー付3Dシステム付表示体の貼り合わせ等の、光学部品構成部材の貼り合わせに用いられるのが好ましい。好ましい態様の積層体の製造方法で得られる光学部品は、前述で挙げられた光学部品構成部材の貼り合せ体である。また、光学部品を含む光学表示装置として、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイが挙げられる。
以下に実施例により本発明を説明する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されない。
〔コーティング組成物の調製〕
表1に示した組成(重量部)を有するコーティング組成物を調製した。調整条件は、3gの反応開始剤、エタノール100gを容量約200mlのガラス瓶に入れ、蓋をして室温(25℃)にて手動で振とう攪拌を行い、反応開始剤を溶解させて103gのコーティング組成物を得た。
ナーセムバナジル(日本化学産業社製;バナジルアセチルアセトネート)
〔反応硬化型樹脂組成物Aの調製〕
表2に示す組成(重量部)を有する反応硬化型樹脂組成物Aを調製した。UC−203の50g、FA−512ASの30g、HOBの10gを容量約200mlのナンコー容器に入れ、室温(25℃)にてスリーワンモータ(新東科学社製)で混ぜ、そこにI−184を3g、ルシリンTPOを1g、L−LIRを30g、ポリベスト110を30g加え、オーブンで約60℃に加温して溶解させ、その後常温に戻した後、カヤクメンHを2g加えて室温(25℃)にてスリーワンモータ(新東科学社製)で混ぜ、156gの反応硬化型樹脂組成物Aを得た。
〔反応硬化型樹脂組成物Bの調製〕
表3に示す組成(重量部)を有する反応硬化型樹脂組成物Bを、反応硬化型樹脂組成物Aと同様にして調製した。
〔反応硬化型樹脂組成物Cの調製〕
表4に示す組成(重量部)を有する反応硬化型樹脂組成物Cを、反応硬化型樹脂組成物Aと同様にして調製した。
〔反応率の測定〕
仮硬化樹脂層の反応率は、光硬化性樹脂組成物の紫外線照射前後のアクリル基の減少率としてFT−IR(Perkin Elmer社製、Spectrum100)により測定した。減少率は、紫外線照射前の樹脂組成物層のFT−IR測定チャートにおけるベースラインからの800〜820cm−1の吸収ピーク高さ(X)と紫外線照射後の樹脂組成物層のFT−IR測定チャートにおけるベースラインからの800〜820cm−1の吸収ピーク高さ(Y)とを以下の数式(1)に代入することにより求めた。
反応率(%)={(X−Y)/X}×100 ・・・(1)
〔試験例〕
コーティング組成物を、ガラス基板1(30mm×30mm×0.7mmt)の全面にコーティングし、常温にて10分間乾燥させコーティング組成物付ガラス基板とした。
ガラス基板2(30mm×30mm×0.7mmt)に、反応硬化型樹脂組成物の塗布部分が10mm×10mmの正方形状になるようにセロハンテープ(50μmt)4枚を用いて作成した200μmtの厚みのスペーサーを貼り、金属スキージを用いて反応硬化型樹脂組成物の塗布層を形成した後、スペーサーを除去した。表5に示す仮硬化条件で、365nmLEDランプ(Panasonic社製、UJ35)を用いて、100mW/cm(365nmでの照度)で塗布層に光照射し、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層付きガラス基板を得た。
表6に示す反応率を有する仮硬化樹脂層付きガラス基板に、セロハンテープ(50μmt)3枚を用いて作成した150μmtの厚みのスペーサーを貼り、コーティング組成物付ガラス基板とコーティング組成物層と仮硬化樹脂層が内側で接するように貼り合わせた後、所定時間室温(25℃)、もしくは50℃で放置し、反応硬化型樹脂組成物の反応率を測定した。また、貼り合わせ体の作製10分後に、樹脂流れ出しを目視で評価した。流れ出しがあった場合を「×」とし、流れ出しがなかった場合を「○」とした。
結果を表6に示す。ここで、「−」は測定していないことを示す。
実施例はいずれも、樹脂の流れ出しがなく、本硬化において反応率がより高くなり、未硬化樹脂の残留が十分に少ない、反応硬化性樹組成物で貼り合わされた積層体が得られていた。一方、コーティング組成物の形成があるが、仮硬化時の反応率が0%である比較例1、5、9、13及び17はいずれも、樹脂の流れ出しがあった。また、コーティング組成物の形成がない比較例2〜4、6〜8、10〜12、14〜16、18〜23はいずれも、本硬化工程において、反応率が上昇していなかった。
積層体の製造方法によれば、基材同士を貼り合わせた時及び貼り合わせた後の樹脂の流れ出しを防止でき、基材に遮光部が設けられている場合であっても、得られる積層体において未硬化樹脂の残留が十分に少ない積層体、例えば画像表示装置が提供されるため、産業上の有用性が高い。
1:基材A
2:遮光インク層
3:反応硬化型樹脂組成物
4:コーティング組成物
5:基材B
6:反応硬化型樹脂組成物の硬化部分
7:コーティング組成物内の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤に接触することで反応硬化型樹脂組成物が硬化する部分
8:エネルギー線
9:エネルギー線照射により硬化する部分

Claims (4)

  1. 基材Aと基材Bとが、反応硬化型樹脂組成物を介して積層された積層体の製造方法であって、
    (1)基材A及びBの対向する表面の一方又は両方に、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程、
    (2)コーティング組成物の表面及びコーティング組成物が配置されていない表面の少なくとも1つの面に、反応硬化型樹脂組成物を配置する工程、
    (3)反応硬化型樹脂組成物を硬化させて、反応硬化型樹脂組成物の仮硬化樹脂層を形成する工程、
    (4)基材A及びBの間に仮硬化樹脂層を介して、コーティング組成物と前記仮硬化樹脂層とが接触するように、基材A及びBを貼り合せる工程、及び
    (5)仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を反応開始剤によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を本硬化させる工程
    を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
  2. 工程(5)が、基材A及びBの貼り合せ体を加熱することを含む、請求項1に記載の積層体の製造方法。
  3. 加熱温度が、40〜60℃である、請求項2に記載の積層体の製造方法。
  4. 基材A及びBの少なくとも一方が遮光部を有し、反応硬化型樹脂組成物が光硬化型樹脂組成物であり、工程(1)が、工程(1’):前記基材A及びBの対向する表面の一方又は両方の遮光部のみに、反応硬化型樹脂組成物の重合反応を開始しうる反応開始剤を含むコーティング組成物を配置する工程であり、工程(5)が、工程(5’):遮光部において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応を前記反応開始剤によって開始させ、かつ、遮光部以外において、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物の重合反応をエネルギー線の照射によって開始させて、仮硬化樹脂層の反応硬化型樹脂組成物を硬化させる工程である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
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