JP2018517001A - 高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物 - Google Patents

高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、硬化及び乾燥などの過程で高温熱処理を行っても、変色及び変形が起こらず、赤外線透過性及び表面硬度などが一定に表われる高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物に関するものである。

Description

本願は、２０１５年９月２１日付の大韓民国特許出願第１０−２０１５−０１３３０８４号及び２０１６年７月５日付の大韓民国特許出願第１０−２０１６−００８５００８号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
本発明は、高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物に係り、より詳細には、硬化及び乾燥などの過程で高温熱処理を行っても、変色及び変形が起こらず、赤外線透過性及び表面硬度などが一定に表われる高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物に関する。
現代を生きていく老若男女誰にでもスマートフォンを含めたモバイル（ｍｏｂｉｌｅ）機器は、必需品となり、このようなモバイル機器は、その独創性や利便性などが日増しに発展しつつある。しかし、このような成長の勢いと共に、解決しなければならない課題も少なくなく、それを解決するための研究を切れ目なく継続している。このような問題点のうち、モバイル機器のタッチウインドウ製造工程時には、タッチウインドウのベゼル（ｂｅｚｅｌ）及び赤外線（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ；ＩＲ）インクの形成以後、タッチウインドウの画面領域に透明電極パターンを高温の工程によって具現するが、この際、赤外線インクの変色、変形及びクラック（ｃｒａｃｋ）などが発生するという問題点があり、このような赤外線インクの損傷は、透過率の変動を招いて赤外線センサーが正常に作動することを難しくする。
このような問題点を解決するために、従来から多様な試みを行った。
図１は、通常の赤外線インク層が損傷した形状（Ａ）及び赤外線センサーを保護するために使われた基材の多様な形態（Ｂ、Ｃ）を示す図面であって、
図１のＢは、赤外線インク層の上部に、それを保護する透明保護層が形成されたものであり、
図１のＣは、赤外線インク層をテープ状に製作及び付着した形状である。
特許文献１は、タッチウインドウ及びその製造方法、それを含む液晶表示装置に関するものであって、図１のＢに示したように、赤外線コーティング層（または、赤外線インク層）３０を保護するための透明保護層４０を赤外線コーティング層３０の上部に形成させることによって、電極を蒸着する高熱工程によって、図１のＡに示したように、赤外線インク層３０の損傷を防止する内容を開示している（その他に、図面符号１０は、ｇｌａｓｓであり、２０は、ベゼルである）。
また、特許文献２は、移動端末機及びその製造方法に関するものであって、図１のＣに示したように、赤外線インク層２１７をテープ（ｔａｐｅ）状に製作した後、透光性ウインドウ２１０の背面に付着して、ウインドウ２１０の背面に電極を蒸着する過程で発生する赤外線インク層の変色及びクラックを防止する内容を開示している。
しかし、これら方式は、不要な工程が追加されて、工程時間及びコストが増加するという問題点があるために、このような短所までも補完することができる方案、すなわち、赤外線インク層の変色及び変形を防止するだけではなく、工程時間及び所要コストを最小化することができる方案が要求される。
大韓民国特許出願１０−２０１２−００７０４８２号 大韓民国公開特許１０−２０１３−００６３５７０号
本発明の目的は、硬化及び乾燥などの過程で高温熱処理を行っても、変色及び変形が起こらず、赤外線透過性及び表面硬度などが一定に表われる高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を提供するところにある。
前記目的を果たすために、本発明は、ペリレンブラック（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｂｌａｃｋ）またはラクタムブラック（ｌａｃｔａｍ ｂｌａｃｋ）からなる群から選択される有機ブラック顔料または前記有機ブラック顔料を含む顔料分散液と、４個以上の官能基を有するアクリルモノマーと、３個の官能基を有するアクリルモノマーと、２個の官能基を有するアクリルモノマーと、１つの官能基を有するアクリルモノマーと、光開始剤と、を含み、８００ｎｍ以上の赤外線波長で透過率が８０％以上であり、２００℃以上の高温熱処理後にも、透過率の変化が１％以内に保持されることを特徴とする高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を提供する。
また、本発明は、前記高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を用いて形成された光学フィルターを提供する。
本発明による高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物によれば、硬化及び乾燥などの過程で高温熱処理を行っても、変色及び変形が起こらず、赤外線インク層の赤外線透過性及び表面硬度などが一定に表われる長所がある。
通常の赤外線インク層が損傷した形状（Ａ）及び赤外線センサーを保護するために使われた基材の多様な形態（Ｂ、Ｃ）を示す図面である。 本発明の一実施例によるインク組成物を用いて赤外線センサーコーティング層を形成した形状である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明による高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物は、ペリレンブラックまたはラクタムブラックからなる群から選択される有機ブラック顔料または前記有機ブラック顔料を含む顔料分散液と、４個以上の官能基を有するアクリルモノマー（または、多官能アクリルモノマー）と、３個の官能基を有するアクリルモノマー（または、３官能アクリルモノマー）と、２個の官能基を有するアクリルモノマー（または、２官能アクリルモノマー）と、１つの官能基を有するアクリルモノマー（または、単官能アクリルモノマー）と、光開始剤と、を含み、８００ｎｍ以上の赤外線波長で透過率が８０％以上であり、２００℃以上の高温熱処理後にも、透過率の変化が１％以内に保持されることを特徴とする。また、本発明によるインク組成物の表面硬度は、５Ｈであり、付着力は、５Ｂであって、膜の特性も優れている。
前記有機ブラック顔料は、本発明によるインク組成物が硬化して形成されるコーティング層の赤外線透過率を決定する着色剤であって、ペリレンブラック顔料またはラクタムブラック顔料が使われるものであって、当業者に知られているその他の有機ブラック顔料、例えば、カーボンブラックやアニリンブラックなどは、あらゆる波長の光を遮断するために、使用不可である（これについての説明は、下記の実施例でより詳しく説明する）。インク組成物全体のうち、前記有機ブラック顔料の含量は、１〜１０重量％、望ましくは、３〜７重量％、さらに望ましくは、約５重量％であって、前記顔料の含量が１重量％未満である場合には、可視光線の透過率が高まる恐れがあり、１０重量％を超過する場合には、インクの粘度が過度に高くなるか、可視光線及び赤外線透過率が低くなって、赤外線センサーの機能が低下する。
一方、前記有機ブラック顔料を含む顔料分散液は、前記有機ブラック顔料の以外に、分散剤及び反応性モノマーを含むものであって、前記有機ブラック顔料のみを使用する場合に比べて、均一なサイズの顔料粒子が得られ、また、インク製造時間を短縮させることができる。したがって、前記有機ブラック顔料や有機ブラック顔料を含む顔料分散液のうち、如何なる種類を使用しても良いが、前記顔料分散液の形態で使用することがより望ましい。
前記顔料分散液が使われる場合、前記顔料分散液の含量は、インク組成物総重量に対して１０〜４０重量％、望ましくは、１５〜３５重量％、さらに望ましくは、約２５重量％であって、前記顔料分散液の含量がインク組成物総重量に対して１０重量％未満である場合には、可視光線透過率が高くなり、４０重量％を超過すれば、インクの粘度が過度に高くなって、インクジェット工程への適用が難しくか、可視光線及び赤外線の透過率が過度に低くなって、赤外線センサーの機能が低下する恐れがある。
また、前記顔料分散液が使われる場合、前記有機ブラック顔料の含量は、前記顔料分散液１００重量部に対して３〜４０重量部、望ましくは、１０〜３０重量部、さらに望ましくは、約２０重量部であり、前記分散剤の含量は、前記顔料分散液１００重量部に対して２〜６重量部、望ましくは、３〜５重量部、さらに望ましくは、約４重量部であり、前記反応性モノマーの含量は、前記顔料分散液１００重量部に対して６５〜８５重量部、望ましくは、７０〜８０重量部、さらに望ましくは、約７６重量部である。
前記分散剤としては、高分子型、非イオン性、陰イオン性または陽イオン性の分散剤を使用し、その例としては、アクリル系、ポリアルキレングリコール及びそのエステル、ポリオキシアルキレン多価アルコール、エステルアルキレンオキシド付加物、アルコールアルキレンオキシド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキシド付加物、及びアルキルアミンなどがあり、単独で添加するか、２つ以上混合して使用することができる。
前記反応性モノマーは、紫外線硬化型インク組成物に一般的に含まれるものを使用することができるが、官能基が２または３個であるもの、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１，６−ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＨＤＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレート（ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＮＰＧＤＡ）、ヒドロキシピバル酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｐｉｖａｌｉｃ ａｃｉｄ ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＨＰＮＤＡ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（ｄｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＤＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ｔｒｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＴＰＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ；ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチレンプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチレンプロピルトリアクリレート、及びプロポキシ化グリセロールトリアクリレートなどを１種単独または２種以上混合して使用することが望ましい。
前記４個以上の官能基を有するアクリルモノマー（または、多官能アクリルモノマー）は、紫外線（ＵＶ）による硬化によって架橋結合を起こして、印刷層の膜の強度を増加させるものであって、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（Ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ；ＤＰＨＡ）、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート（Ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｐｅｎｔａａｃｒｙｌａｔｅ；ＤＰＰＡ）、及びペンタエリトリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ）など、当業者に知られている通常の４個以上の官能基を有するアクリルモノマーを１種以上使用することができる。一方、本明細書で言及される官能基の例としては、アクリレート及びカルボキシ基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
インク組成物全体のうち、前記４個以上の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、１〜３０重量％、望ましくは、７〜２５重量％、さらに望ましくは、約１２重量％であって、前記４個以上の官能基を有するアクリルモノマーの含量が１重量％未満である場合には、膜の強度が十分ではない恐れがあり、３０重量％を超過する場合には、インクの粘度が過度に高くなって、工程の進行が不可能になる。
前記３個の官能基を有するアクリルモノマー（または、３官能アクリルモノマー）は、光重合反応速度を増加させるものであって、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチレンプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチレンプロピルトリアクリレート、及びプロポキシ化グリセロールトリアクリレートなど、当業者に知られている通常の３個以上の官能基を有するアクリルモノマーを１種以上使用することができる。
インク組成物全体のうち、前記３個の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、１０〜４０重量％、望ましくは、２０〜３０重量％、さらに望ましくは、約２５重量％であって、前記３個の官能基を有するアクリルモノマーの含量が１０重量％未満である場合には、硬化感度が良くない恐れがあり、４０重量％を超過する場合には、インクの粘度が過度に高くなって、工程の進行が不可能になる。
前記２個の官能基を有するアクリルモノマー（または、２官能アクリルモノマー）は、インクの粘度を調節し、反応性を増加させるものであって、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ヒドロキシピバル酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＨＰＮＤＡ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）、及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）など、当業者に知られている通常の２個の官能基を有するアクリルモノマーを１種以上使用することができる。
インク組成物全体のうち、前記２個の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、１５〜４０重量％、望ましくは、２０〜３５重量％、さらに望ましくは、約２８重量％であって、前記２個の官能基を有するアクリルモノマーの含量が１５重量％未満である場合には、インクの粘度調節が難しくなるか、反応性が弱化される恐れがあり、４０重量％を超過する場合には、同様にインクの粘度調節が難しくなり、また、反応性が過度に大きくなる。
前記１つの官能基を有するアクリルモノマー（または、単官能アクリルモノマー）は、インクの粘度を調節し、基材と印刷層との付着力を向上させるものであって、２−ヒドロキシエチルアクリレート（２−Ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ；２−ＨＥＡ）、４−ヒドロキシブチルアクリレート（４−Ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅ；４−ＨＢＡ）、ヒドロキシプロピルアクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ；ＨＰＡ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；２−ＨＥＭＡ）、及びヒドロキシプロピルメタクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＨＰＭＡ）など、当業者に知られている通常の１つの官能基を有するアクリルモノマーを１種以上使用することができるが、付着力に優れた前記２−ヒドロキシエチルアクリレート（２−ＨＥＡ）を単独で使用することが望ましい。
インク組成物全体のうち、前記１つの官能基を有するアクリルモノマーの含量は、５〜３０重量％、望ましくは、１０〜２０重量％、さらに望ましくは、約１５重量％であって、前記１つの官能基を有するアクリルモノマーの含量が５重量％未満である場合には、インクの粘度調節が難しくなるか、基材と印刷層との付着力が十分ではない恐れがあり、３０重量％を超過する場合には、２官能基以上のアクリレートモノマーの含量が減少して反応性が低下する。一方、前述したアクリルモノマーは、アクリレートだけではなく、メタクリレートまたはアクリレートやメタクリレートに置換基が導入された誘導体も意味する。
前記光開始剤は、紫外線による硬化過程において、インクに含有された不飽和二重結合を有するモノマーが反応して高分子を形成する硬化反応が起こるように（開始されるように）するものであって、前記光開始剤の例としては、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン、２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−メチル−１−プロパノン、ベンゾイルギ酸メチル、ａ−ジメトキシ−ａ−フェニルアセトフェノン、２−ベンゾイル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリンイル）フェニル］−１−ブタノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリンイル）−１−プロパノン、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシドまたはビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシドなどが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。その他に、現在販売されている商品としては、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ５００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ６５１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１７３、ＤａｒｏｃｕｒＭＢＦ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９、Ｄａｒｏｃｕｒ ＴＰＯ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７、Ｅｓａｃｕｒｅ（登録商標）ＫＩＰ １００Ｆ、ＩＴＸ（登録商標）などがあり、これら光開始剤は、１種以上使用することができる。
インク組成物全体のうち、前記光開始剤の含量は、１〜１５重量％、望ましくは、５〜１０重量％、さらに望ましくは、約８重量％であって、前記光開始剤の含量が１重量％未満である場合には、硬化反応が十分ではない恐れがあり、１５重量％を超過する場合には、全部溶解されないことがある。
一方、本発明によるインク組成物は、必要に応じて、付着力増進剤、バインダー、重合抑制剤、及び界面活性剤のうち何れか１つ以上をさらに含みうる。前記付着力増進剤は、基材と印刷層との付着力を向上させうるものであって、前記単官能アクリルモノマーと共に使われる場合、付着力を最大化することができる。前記付着力増進剤としては、アルコキシシラン化合物及びホスフェートアクリレート（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ａｃｒｙｌａｔｅ）などのホスフェート系アクリレートからなる群から選択される１種以上のものを使用し、前記アルコキシシラン化合物の例としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（３−Ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＭ−４０３（Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕ社、米国））、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（３−Ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌｄｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＭ−４０２）、２−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（２−（３，４ ｅｐｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ）ｅｔｈｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＭ−３０３）、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン（３−Ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌｄｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＥ−４０２）、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（３−Ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＥ−４０３）、及び３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（３−Ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＫＢＭ−５０３）などが挙げられ、１種以上使用することができる。
前記付着力増進剤が使われる場合、その含量は、インク組成物の総重量に対して１〜１０重量％、望ましくは、３〜７重量％、さらに望ましくは、約５重量％で含まれうる。前記付着力増進剤の含量が１重量％未満であれば、付着力が低下し、１０重量％を超過すれば、前記アクリルモノマーの含量が相対的に減って反応性が低下するなど、前記アクリルモノマーを使用することによって、得られる効果が微小になる恐れがある。
前記バインダーは、基材と印刷層との付着力及び表面硬度を調節するために含まれうるものであって、エポキシ系アクリル樹脂を使用することが望ましいが、基材と印刷層との付着力及び表面硬度を調節することができるものであれば、制限なしで使用することができる。前記バインダーが使われる場合、その含量は、インク組成物の総重量に対して１〜５重量％、望ましくは、１〜３重量％、さらに望ましくは、約１重量％で含まれうる。前記バインダーの含量が１重量％未満であれば、基材と印刷層との付着力及び表面硬度が十分ではないこともあり、５重量％を超過すれば、インクの粘度が過度に高くなって、インクジェット工程の遂行に難点があり得る。
前記重合抑制剤は、インクを常温で保管する間に硬化反応が起こらないようにするためのものであって、ヒドロキノンモノメチルエーテル（ＭＥＨＱ）、ベンゾキノン、カテコール、フェノチアジン、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシアミン、及び２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルガラスラジカル及びこれらの誘導体から選択された１種以上を、インク組成物全体のうち、１重量％未満の含量で使用することができる。
前記界面活性剤は、インクの表面張力を調節してジェッティング（ｊｅｔｔｉｎｇ）が円滑に起こるようにし、また、ガラス基板でインクが適切に広がるようにするものであって、インク組成物全体のうち、１重量％未満の含量で使用することができる。前記界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が望ましく、前記フッ素系界面活性剤の具体例としては、ＤＩＣ（ＤａｉＮｉｐｐｏｎ Ｉｎｋ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社のＦ−４１０、Ｆ−４３０、Ｆ−４４４、Ｆ−４７７、Ｆ−５５３、Ｆ−５５４、Ｆ−５５５、Ｆ−５５６、Ｆ−５５７、Ｆ−５５８、Ｆ−５５９、Ｆ−５６０、Ｆ−５６１、Ｆ−５６２、Ｆ−５６３、Ｆ−５６５、Ｆ−５６８、Ｆ−５６９、Ｆ−５７０、Ｆ−５７１、Ｆ−５７２、Ｒ−４０、Ｒ−４１、Ｒ−４３、Ｒ−９４、ＲＳ−５５、ＲＳ−５６、ＲＳ−７２−Ｋ、ＲＳ−７５、ＲＳ−７８、ＲＳ−９０などがあるが、これらに限定されるものではない。
本発明による高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物は、１０，０００ｍＪ／ｃｍ２以下のエネルギーを有する３９５ｎｍ波長の光源で（紫外線）硬化が可能なものであって、ペリレンブラックまたはラクタムブラック顔料を使用して、ＵＶ硬化後、高温熱処理を行っても、変色やクラックなどの変形が発生しない。したがって、本発明によるインク組成物を利用することによって（すなわち、５μｍレベルの厚さで印刷して塗膜を形成すれば）、８００ｎｍ以上の赤外線波長で透過率が８０％以上に保持され（例えば、８５０ｎｍの透過率は、８２％であり、９４０ｎｍの透過率は、８３％）、可視光線波長領域（５５０ｎｍ）の透過率は、１５〜２５％に保持される長所がある。
一方、本発明によるインク組成物は、インクジェット方式でパターン形成が可能なものであって、常温（２５℃）で１〜５０ｃＰの粘度及び１８〜４０Ｎ／ｍの表面張力を有するために、インクジェットでジェッティングが可能である。このように、タッチウインドウの製造工程で、紫外線硬化が可能な本発明によるインクを用いて、ベゼル及び赤外線センサー部のコーティング層をインクジェットプリンティングで形成させることによって、工程に必要な時間及びコストを減少させることができる。
一方、本発明は、前述した高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を用いて形成された光学フィルターを提供し、前記光学フィルターが８００ｎｍ以上の赤外線波長で透過率が８０％以上に保持され、可視光線波長領域（５５０ｎｍ）の透過率は、１５〜２５％に保持される組成物の特性と同一であることは自明である。
また、本発明による高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を用いた光学フィルターなどのＩＲセンサーコーティング層の製造方法を簡単に説明すれば、前記インク組成物でインクジェットプリンティングした後、紫外線（ＵＶ）仮硬化させる段階と、３９５ｎｍ波長のＵＶ ＬＥＤランプなどを用いて紫外線（ＵＶ）本硬化させる段階と、を含む。図２は、本発明の一実施例によるインク組成物を用いて赤外線センサーコーティング層を形成した形状である。図２に示したように、本発明による高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を用いて、ベゼル層１００を先に印刷（インクジェット）してＵＶ硬化させた後、ＩＲ層２００を即座に印刷（インクジェット）してＵＶ硬化させることができるために、ベゼル印刷工程でＩＲ層印刷に対する工程時間及びコストの減少が可能である。
以下、本発明の理解を助けるために、望ましい実施例を提示するが、下記の実施例は、本発明を例示するものであり、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明らかなものであり、このような変更及び修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然である。
実施例１
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
下記表１に示した組成のように、インク組成物全体の総重量に対して、着色剤として５重量％のペリレンブラック顔料、１重量％のアクリル系分散剤、多官能アクリルモノマーとして１２重量％のＤＰＨＡ、３官能アクリルモノマーとして２５重量％のＴＭＰＴＡ、２官能アクリルモノマーとして２７．９重量％のＨＰＮＤＡ、単官能アクリルモノマーとして１５重量％の２−ＨＥＡ、光開始剤として３重量％のＩｒｇａｃｕｒｅ ８１９、３重量％のＩｒｇａｃｕｒｅ ９０７、及び２重量％のＩＴＸ、１重量％のエポキシバインダー（ＰＤ−７６１０、Ａｌｍａｔｅｘ社）、付着力増進剤として５重量％のＫＢＭ−４０３、０．０５重量％のフッ素系界面活性剤（ＲＳ−７５）、及び重合抑制剤として０．０５重量％のＭＥＨＱを混合した後、前記混合物を６時間攪拌して、高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を製造した。一方、下記表１において、組成物を構成するあらゆる成分の含量単位は、重量％である。
Figure 2018517001
実施例２
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表１に示した組成のように、５重量％のペリレンブラック顔料の代わりに、５重量％のラクタムブラック顔料を使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例１
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
下記表２に示した組成のように、５重量％のペリレンブラック顔料の代わりに、５重量％のカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）顔料を使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。一方、下記表２において、組成物を構成するあらゆる成分の含量単位は、重量％である。
Figure 2018517001
比較例２
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、５重量％のペリレンブラック顔料の代わりに、染料である５重量％のＸ−５５（ＢＡＳＦ社、ドイツ）を使用し、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、２８．９重量％使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例３
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、多官能アクリルモノマーであるＤＰＨＡを１２重量％の代わりに、８重量％使用し、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、３１．９重量％使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例４
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、３２．９重量％使用し、付着力増進剤であるＫＢＭ−４０３を使用していないことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例５
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、２８．９重量％使用し、バインダーを使用していないことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例６
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、３官能アクリルモノマーであるＴＭＰＴＡを２５重量％の代わりに、１０重量％使用し、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、４２．９重量％使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
比較例７
高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物の製造
前記表２に示した組成のように、３官能アクリルモノマーであるＴＭＰＴＡを使用せず、２官能アクリルモノマーであるＨＰＮＤＡを２７．９重量％の代わりに、５２．９重量％使用したことを除いては、前記実施例１と同じ組成でインク組成物を製造した。
実施例１〜実施例２、比較例１〜比較例７
インク組成物で製造された試片の物性評価
前記実施例１、実施例２及び比較例１から比較例７から製造されたインク組成物を、横５０ｍｍ、縦５０ｍｍ、厚さ０．５μｍのサイズを有する正方形状のガラス（ｇｌａｓｓ）に、４μｍまたは５μｍの厚さでインクジェットプリンティングして試片を製作した。引き続き、３９５ｎｍ波長のＵＶ ＬＥＤランプを用いて紫外線硬化を実施した。硬化された前記試片に対して、２２０℃で１時間高温熱処理した後、可視光線及び赤外線透過率測定実験、表面硬度測定実験及び付着力測定実験を行った後、その結果を下記表３に示した。一方、前記赤外線透過率は、ＵＶ−ＶＩＳ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用いて、３８０〜１，０００ｎｍ波長の透過率を測定し、前記表面硬度は、鉛筆硬度計で荷重１ｋｇ、引っかき角度４５°及び速度３ｍｍ／ｓ条件で測定し（規格：ＡＳＴＭ Ｄ３３６３）、前記付着力は、ｃｒｏｓｓ ｃｕｔ ｔｅｓｔを実施測定して、０Ｂ〜５Ｂで評価した（規格：ＡＳＴＭ Ｄ３００２、Ｄ３３５９）。
Figure 2018517001
前記実施例１及び実施例２から、ペリレンブラックまたはラクタムブラック顔料を使用した場合、いずれも、ＵＶ硬化後、高温熱処理を行っても、変色やクラックなどの変形が発生せず、透過率の変化は、１％以内、表面硬度は、５Ｈ、付着力は、５Ｂであって、高温耐熱性及び膜の特性に優れていることが分かり、５μｍレベルの厚さで印刷すれば、硬化感度に優れていることも分かる。また、カーボンブラックやアニリンブラック顔料があらゆる赤外線領域波長の光を遮断することに比べて、実施例１で使われたペリレンブラック顔料及び実施例２で使われたラクタムブラック顔料は、赤外線領域の透過率が高く、赤外線（ＩＲ）インクに適用可能であることが分かる。一方、実施例１及び実施例２から製造されたインク組成物は、可視光線（５５０ｎｍ）透過率が約２０％、赤外線（８００ｎｍ以上）透過率は、８０％以上であり、ラクタムブラック顔料よりはペリレンブラック顔料の赤外線透過率が多少高く表われた。
前記比較例１は、実施例１のペリレンブラック顔料のみカーボンブラック顔料に変更したものであって、赤外線領域の波長を遮断してＩＲインクに適用することが不可能であり、前記比較例２は、顔料の代わりに、赤外線領域透過率に優れた染料を使用したが、染料は、高温熱処理過程で熱分解されて変色が発生しながら、可視光線透過率が５０％以上増加するという問題点が発生した。前記比較例３は、実施例１の多官能アクリルモノマーであるＤＰＨＡの含量を１２重量％から８重量％に減少させることによって、表面硬度が３Ｈにまで低下して、前記比較例４は、実施例１で使用した付着力増進剤（または、シランカップリング剤、ＫＢＭ−４０３）を使用しないことによって、付着力が０Ｂにまで非常に低下して、前記比較例５は、実施例１のバインダーを除去することによって、表面硬度（４Ｈ）及び付着力（３Ｂ）が低下して、前記比較例６及び比較例７は、実施例１で使われた３官能モノマーであるＴＭＰＴＡの含量を減らすか、除外させたものであって、ＴＭＰＴＡの添加量が減るほど硬化感度が低下することが分かる。

Claims (20)

  1. ペリレンブラックまたはラクタムブラックからなる群から選択される有機ブラック顔料または前記有機ブラック顔料を含む顔料分散液と、
    ４個以上の官能基を有するアクリルモノマーと、
    ３個の官能基を有するアクリルモノマーと、
    ２個の官能基を有するアクリルモノマーと、
    １つの官能基を有するアクリルモノマーと、
    光開始剤と、を含み、
    ８００ｎｍ以上の赤外線波長で透過率が８０％以上であり、
    ２００℃以上の高温熱処理後にも、透過率の変化が１％以内に保持される
    高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  2. 前記インク組成物の表面硬度は、５Ｈであり、
    付着力は、５Ｂである
    請求項１に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  3. 前記インク組成物は、可視光線波長領域（５５０ｎｍ）での透過率が１５〜２５％である
    請求項１または２に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  4. 前記有機ブラック顔料の含量は、インク組成物全体のうち、１〜１０重量％である
    請求項１から３のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  5. 前記４個以上の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、インク組成物全体のうち、１〜３０重量％である
    請求項１から４のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  6. 前記３個の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、インク組成物全体のうち、１０〜４０重量％である
    請求項１から５のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  7. 前記２個の官能基を有するアクリルモノマーの含量は、インク組成物全体のうち、１５〜４０重量％である
    請求項１から６のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  8. 前記１つの官能基を有するアクリルモノマーの含量は、インク組成物全体のうち、５〜３０重量％である
    請求項１から７のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  9. 前記光開始剤の含量は、インク組成物全体のうち、１〜１５重量％である
    請求項１から８のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  10. 前記４個以上の官能基を有するアクリルモノマーは、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、及びペンタエリトリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ）からなる群から選択される１種以上のモノマーである
    請求項１から９のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  11. 前記３個の官能基を有するアクリルモノマーは、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチレンプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチレンプロピルトリアクリレート、及びプロポキシ化グリセロールトリアクリレートからなる群から選択される１種以上のモノマーである
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  12. 前記２個の官能基を有するアクリルモノマーは、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ヒドロキシピバル酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＨＰＮＤＡ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）、及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）からなる群から選択される１種以上のモノマーである
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  13. 前記１つの官能基を有するアクリルモノマーは、２−ヒドロキシエチルアクリレート（２−ＨＥＡ）、４−ヒドロキシブチルアクリレート（４−ＨＢＡ）、ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２−ＨＥＭＡ）、及びヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）からなる群から選択される１種以上のモノマーである
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  14. 前記光開始剤は、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン、２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−メチル−１−プロパノン、ベンゾイルギ酸メチル、ａ−ジメトキシ−ａ−フェニルアセトフェノン、２−ベンゾイル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリンイル）フェニル］−１−ブタノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリンイル）−１−プロパノンジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド、及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシドからなる群から選択される１種または２種以上の混合物である
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  15. 前記顔料分散液は、
    前記顔料分散液１００重量部に対して３〜４０重量部の有機ブラック顔料、
    前記顔料分散液１００重量部に対して２〜６重量部の分散剤、
    及び前記顔料分散液１００重量部に対して６５〜８５重量部の反応性モノマーを含む
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  16. 前記顔料分散液の含量は、インク組成物全体のうち、１０〜４０重量％である
    請求項１から１５のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  17. 前記反応性モノマーは、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＧＤＡ）、ヒドロキシピバル酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＨＰＮＤＡ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチレンプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチレンプロピルトリアクリレート、及びプロポキシ化グリセロールトリアクリレートからなる群から選択される官能基が２または３個である１種または２種以上の混合物である
    請求項１５に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  18. 前記インク組成物は、１０，０００ｍＪ／ｃｍ２以下のエネルギーを有する３９５ｎｍ波長の光源で硬化が可能である
    請求項１から１７のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  19. 前記インク組成物は、インクジェットでジェッティング（ｊｅｔｔｉｎｇ）が可能になるように、
    常温（２５℃）で１〜５０ｃＰの粘度及び１８〜４０Ｎ／ｍの表面張力を有する
    請求項１から１８のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物。
  20. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の高温耐熱性が強化されたインクジェット用紫外線硬化赤外線透過インク組成物を用いて形成された
    光学フィルター。
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