JP2020138531A - 着色フィルム、着色粘着シート、及び着色フィルムの検出方法 - Google Patents

着色フィルム、着色粘着シート、及び着色フィルムの検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】赤外線光源と赤外線カメラを使用して、複数の同じ色調の部材同士を識別することに利用可能であり、部品の組立時における位置合わせが容易に行える着色フィルム及び着色粘着シートの提供。【解決手段】基材11と、基材の一方の面に白色顔料を含む白色層14と、白色層上に黒色顔料を含む黒色層13とを有し、白色顔料の体積平均粒子径が100nm以上1,300nm以下であり、波長850nmの赤外線反射率が12%以上であり、CIE Lab表色系においてL*値が18以上36以下、a*値が−3以上3以下、b*値が−3以上3以下である着色フィルム1である。【選択図】図1

Description

本発明は、着色フィルム、着色粘着シート、及び着色フィルムの検出方法に関する。
電子手帳、携帯電話、PHS等の小型電子端末においては、グラファイトシート等の放熱シートによる放熱が冷却手段として利用されている(例えば、特許文献1参照)。また、小型電子端末においては、放射ノイズを抑制するために、軟磁性金属粉末を樹脂シートに複合化させた磁性シートや、電子部品の電気絶縁のための絶縁シートも利用されている(例えば、特許文献2〜3参照)。
これら放熱シート、磁性シート、絶縁シート等の電子部品用機能性シートは、黒く着色された着色粘着シートが、隠蔽、遮光の点から好まれて使用されている。また、中身のデザイン性を重視した小型電子端末においては、中身のすべての部品の色調が統一されている。従来のこれらの黒色粘着テープは、通常、カーボンブラックで着色されており、近赤外線を吸収する。
特開2013−203965号公報 特開2016−072270号公報 特開2016−074226号公報
しかしながら、従来の黒色粘着テープが貼付された機能性シートを、小型電子端末内の、黒色粘着テープが貼付された機能性シートを含む多数の黒色電子部品と近しい位置に又は重ねて貼付することが要請されることがある。そのため、複数の同じ黒色の部品同士は、可視光で識別することが困難となる場合がある。また、黒色の赤外線反射性塗膜を用いれば、赤外線で識別することが可能となるが、小型電子部品に適用可能な粘着テープに印刷するのに適した市販の赤外線反射性塗膜は知られていなかった。更に、小型電子部品を組み立てる際に、部品同士の境界線が識別できず位置合わせが困難であるという問題がある。
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、赤外線光源と赤外線カメラを使用して、複数の同じ色調の部材同士を識別することに利用可能であり、部品の組立時における位置合わせが容易に行える着色フィルム及び着色粘着シートを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 基材と、該基材の一方の面に白色顔料を含む白色層と、該白色層上に黒色顔料を含む黒色層とを有し、
前記白色顔料の体積平均粒子径が100nm以上1,300nm以下であり、
波長850nmの赤外線反射率が12%以上であり、
CIE Lab表色系においてL値が18以上36以下、a値が−3以上3以下、b値が−3以上3以下であることを特徴とする着色フィルムである。
<2> 入射角60°でのグロス値が0以上10以下である前記<1>に記載の着色フィルムである。
<3> 前記白色顔料が酸化チタン、炭酸カルシウム、及び硫酸バリウムから選択される少なくとも1種である前記<1>から<2>のいずれかに記載の着色フィルムである。
<4> 前記黒色顔料が黒色アゾ顔料又はクロム顔料である前記<1>から<3>のいずれかに記載の着色フィルムである。
<5> 電子部品用機能性シートの赤外線反射率の調整に使用される前記<1>から<4>のいずれかに記載の着色フィルムである。
<6> 前記電子部品用機能性シートが、放熱シート、磁性シート、及び絶縁シートの少なくともいずれかである前記<5>に記載の着色フィルムである。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の着色フィルムと、
前記着色フィルムの基材の白色層及び黒色層を有さない側の表面に配された粘着剤層と、を有することを特徴とする着色粘着シートである。
<8> 複数の同色調の部材の一つが前記<1>から<6>のいずれかに記載の着色フィルムを有し、前記複数の同色調の部材に対して赤外線を照射することにより、前記着色フィルムの位置を検出することを特徴とする着色フィルムの検出方法である。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、赤外線光源と赤外線カメラを使用して、複数の同じ色調の部材同士を識別することに利用可能であり、部品の組立時における位置合わせが容易に行える着色フィルム及び着色粘着シートを提供することができる。
図1は、第一の実施形態の着色フィルムの一例を示す概略断面図である。 図2は、第二の実施形態の着色フィルムの一例を示す概略断面図である。 図3は、第三の実施形態の着色粘着シートの一例を示す概略断面図である。 図4は、第四の実施形態の着色粘着シートの一例を示す概略断面図である。 図5は、赤外線光源と赤外線カメラを使用して赤外線吸収基板と赤外線反射層とを識別する際のイメージ図である。 図6は、本発明の着色粘着シート及び従来の着色粘着シートをバッテリーの近傍に貼り付け、可視光下でカメラを使用して撮影した写真である。 図7は、本発明の着色粘着シート及び従来の着色粘着シートをバッテリーの近傍に貼り付け、赤外線カメラを使用して撮影した写真である。 図8は、小型電子部品を組み立てた状態の一例を示す概略図である。
(着色フィルム)
本発明の着色フィルム(「着色シート」と称することもある)は、基材と、該基材の一方の面に白色顔料を含む白色層と、該白色層上に黒色顔料を含む黒色層とを有し、前記白色顔料の体積平均粒子径が100nm以上1,300nm以下であり、波長850nmの赤外線反射率が12%以上であり、CIE Lab表色系においてL値が18以上36以下、a値が−3以上3以下、b値が−3以上3以下である。
着色フィルムのL値は18以上36以下であり、19以上30以下が好ましく、20以上25以下がより好ましい。
着色フィルムのa値は−3以上3以下であり、−2以上2以下が好ましく、−1以上1以下がより好ましい。
着色フィルムのb値は−3以上3以下であり、−2.5以上1.5以下が好ましく、−2以上0以下がより好ましい。
着色フィルムの波長850nmの赤外線反射率は12%以上であり、15%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、25%以上が更に好ましい。波長850nmの赤外線反射率の上限値は、65%以下が好ましく、60%以下がより好ましく、55%以下が更に好ましく、50%以下が特に好ましく、45%以下が最も好ましい。これらの範囲とすることで、小型電子機器端末内の部材固定で用いた場合、赤外線カメラによって金属基板との区別が容易にできるため好ましい。
本発明の着色フィルムは、CIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)、及び波長850nmの赤外線反射率が、上述の範囲の値であるので、従来のカーボンブラックで着色された黒色粘着テープ又はカーボンブラックで着色された黒色電子部品と共に用いたとき、同じ色目であり意匠性に優れると共に、近赤外線の反射性が異なるので、赤外線を用いて両者を容易に識別することが可能となる。
CIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)は、X−Rite SpectroEye分光光度計を使用して、D50スペクトルが2°の測定基準JIS Z 8722に従って測定することができる。
波長850nmの赤外線反射率は、例えば、分光光度計を用いて、少なくとも波長800nm〜900nmを含む任意の範囲の全反射率を測定し、波長850nmの赤外線反射率を求めることができる。
着色フィルムの入射角60°でのグロス値は0以上10以下が好ましく、0以上6以下がより好ましく、0以上4以下が更に好ましい。入射角60°でのグロス値は0以上10以下であると、高い意匠性を示すという利点がある。
入射角60°でのグロス値は、測定標準JIS Z 8741に従って60°の設定角度でBYK 4563マイクロ−TRI−グロスメーターを使用して測定することができる。
<基材>
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートに使用する基材としては、例えば、各種の樹脂フィルム、金属、金属と樹脂フィルムの複合フィルムを適宜使用できる。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。
金属としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔、鉄箔、合金箔などが挙げられる。
金属と樹脂フィルムの複合フィルムとしては、上記樹脂フィルムと金属をラミネートしたものが挙げられる。これらの中でも、強度及び絶縁性に優れる点から、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムが好ましい。
なお、上記樹脂フィルムには、隠蔽性や反射性を付与するため、各種着色顔料を混合させてもよい。
基材の平均厚さは0.5μm以上100μm以下が好ましく、1.5μm以上30μm以下がより好ましく、2μm以上5μm以下が更に好ましい。基材の平均厚さが上記数値範囲にあることで電子部品用機能性シートの保護用とした場合の機械的強度と薄さを両立しやすい。
<黒色層>
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートに使用する黒色層(「黒インキ層」と称することもある)は、着色フィルム及び着色粘着シートのCIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)及び波長850nmの赤外線反射率を所定の範囲に調整する層である。
黒色層の平均厚さは、1μm以上10μm以下が好ましく、1.5μm以上6μm以下がより好ましく、2μm以上5μm以下が更に好ましい。黒色層の平均厚さが上記範囲にあることで電子部品用機能性シートの保護用とした場合の、好適なCIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)、赤外線反射率、及び薄さを両立しやすい。
なお、本明細書において、「黒色層の平均厚さ」とは、着色フィルムを、長さ方向に100mm間隔で5箇所、幅方向に切断し、前記各切断面において幅方向に100mm間隔で5点の前記黒色層の厚さをTH−104 紙・フィルム用厚さ測定機(テスター産業株式会社製)を用いて測定した、合計25点の厚さの平均値を指す。
黒色層は黒色顔料を含有する。黒色顔料としては、有機黒色顔料又は無機黒色顔料であることが好ましい。
有機黒色顔料を含む黒色層は、有機黒色顔料を含む黒色インキを塗工することで、赤外線反射性塗膜として形成することができる。
無機黒色顔料を含む黒色層は、無機黒色顔料を含む黒色インキを塗工することで、赤外線反射性塗膜として形成することができる。
−有機黒色顔料を含む黒色インキ−
有機黒色顔料を含む黒色インキは、有機黒色顔料、バインダー樹脂、及びシリカ粒子を含有し、ワックス、球状フィラー、及び溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
<有機黒色顔料>
有機黒色顔料としては、赤外線非吸収性、即ち、近赤外線反射性の有機黒色顔料が用いられ、例えば、アゾ系、アンスラキノン系、フタロシアニン系、ペリノン・ペリレン系、インジゴ・チオインジゴ系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ジケトピロロピロール系、アゾメチン系、アゾメチンアゾ系の有機顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アゾ系、アゾメチンアゾ系、ペリレン系の有機黒色顔料が好ましく、アゾ系有機黒色顔料が特に好ましい。
アゾ系有機黒色顔料として、近赤外線を吸収せずに、近赤外線を反射する黒色顔料が知られており、例えば、(2−ヒドロキシ−N−(2’−メチル−4’−メトキシフェニル)−1−{[4−[(4,5,6,7−テトラクロロ−1−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−イソインドール−3−イリデン)アミノ]フェニル]アゾ}−11H−ベンゾ[a]−カルバゾール−3−カルボキシアミド)、1−{4−[(4,5,6,7−テトラクロロ−3−オキソイソインドリン−1−イリデン)アミノ]フェニルアゾ}−2−ヒドロキシ−N−(4’−メトキシ−2’−メチルフェニル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−3−カルボキサミド(CAS番号:103621−96−1)、2−ヒドロキシ−N−フェニル−1−{[〔4−(4,5,6,7−テトラクロロ−1−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−イソインドール−3−イリデン)アミノ〕フェニル]アゾ}−11H−ベンゾ[a]−カルバゾール−3−カルボキシアミド、2−ヒドロキシ−N−(2’−メチル−4’−メトキシフェニル)−1−{[4−[(4,5,6,7−テトラクロロ−1−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−イソインドール−3−イリデン)アミノ]フェニル]アゾ}−11H−ベンゾ[a]−カルバゾール−3−カルボキシアミドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
黒色顔料の含有量は、黒色インキの総量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましく、5質量%以上10質量%以下が更に好ましい。
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂が、ハロゲンを含有しなくとも、薄い支持体であってもカールが発生しにくい点から好ましい。
ポリエステルウレタン系樹脂は、そのガラス転移温度が−30℃以上30℃以下であることが好ましく、−25℃〜10℃がより好ましく、−20℃〜0℃が更に好ましい。
このようなポリエステルウレタン系樹脂を使用することで、極薄型の着色粘着シート構成とした際にも薄いフィルムにコートしてもカールが少なく、コロナ処理等の易接着処理が困難な薄い樹脂フィルムにも強固に密着し、また、良好な接着性やリワーク性を実現できる。
なお、ポリエステルウレタン系樹脂のガラス転移温度は、下記により測定される周波数1Hzでの動的粘弾性スペクトルのtanδのピーク温度である。
−ポリエステルウレタン樹脂の動的粘弾性の測定−
バーコーターにてポリエステルウレタン樹脂を厚さ50μmに製膜する。次に試料長さ20mmにカットした試験片(試料長20mm、膜厚50μ)を、粘弾性試験機を用いて、周波数1Hz、昇温時間3℃/1分の条件で−150℃から250℃までの貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定する。損失正接tanδは、以下の計算式より算出する。
損失正接tanδ=G”/G’
粘弾性試験機としては、例えば、セイコーインスツル社製DMS210、DMS220、DMS6100などが挙げられる。
本発明に使用されるポリウレタン樹脂は、ジイソシアネート化合物と高分子ポリオール化合物及び低分子量の鎖伸長剤等の縮重合反応により得られ、分子内にウレタン結合を多数持った樹脂である。
ポリウレタン樹脂に好適に用いられるジイソシアネート化合物としては、例えば、メチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に置換したダイマージイソシアネート等の鎖状脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等の環状脂肪族ジイソシアネート;4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネートなどのジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルテトラメチルメタンジイソシアネート等のテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;リジンジイソシアネート等のアミノ酸ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
高分子ポリオールとしては、特に制限はなく、一般にポリウレタン樹脂の高分子ポリオール成分として知られている各種公知のものを使用し得る。
高分子ポリオールとしては、例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等の重合体もしくは共重合体等のポリエーテルポリオール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチンジオール、1,4−シクロヘキサン−ジメタノール、ジプロピレングリコール等の飽和及び不飽和の各種低分子グリコール類と、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基酸又はこれに対応する酸無水物やダイマー酸等とを脱水縮合して得られるポリエステルポリオール類;環状エステル化合物を開環して得られるポリエステルポリオール類;その他のポリカーボネートポリオール類;ポリブタジエンポリオール類;ビスフェノールAに酸化エチレンもしくは酸化ポリプロピレンを付加して得られたグリコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、芳香族ジカルボン酸とジオールを脱水縮合したものが好ましく、アジピン酸とテレフタル酸の混合物と3−メチル−1,5−ペンタンジオールを脱水縮合したものが良好な密着性が得られる。
前記ポリオールの数平均分子量(Mn)は500以上10,000以下が好ましく、1,000以上6,000以下がより好ましい。数平均分子量を500以上とすることで溶解性が良好となり印刷適性を向上させやすくなる。また、数平均分子量(Mn)を10,000以下とすることで、乾燥性及び耐ブロッキング性を向上させやすくなる。
鎖伸長剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジアミン類、グリコール類などが挙げられる。
ジアミン類としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、へキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’一ジアミン、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の分子内に水酸基を有するジアミン類及びダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
更に、ウレタン化反応の際、反応停止剤を用いることもできる。反応停止剤としては、例えば、ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類、ベンジルアミン、ジベンジルアミン等の芳香族アミン類、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、モノエタノールアミン等のアミノアルコールなどが挙げられる。
ポリウレタン樹脂を製造する方法については、特に制限はなく、一般的なポリエステルウレタン尿素樹脂の製法と同様の方法に従って製造すればよい。例えば、ジイソシアネート成分とポリオール成分とをイソシアネート基過剰の当量比で反応させて両末端イソシアネート基のプレポリマーを合成し、次いで、これらを適当な溶媒中で鎖伸長剤及び必要に応じて反応停止剤と反応させるが、前記化合物を一括で反応させることもできる。
ポリウレタン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5,000以上200,000以下が好ましく、15,000以上80,000以下がより好ましい。
<シリカ粒子>
シリカ粒子のコールターカウンター法による体積平均粒子径は2.0μm以上6.0μm以下が好ましく、2.3μm以上5.0μm以下がより好ましく、3.0μm以上4.5μm以下が更に好ましい。シリカ粒子の体積平均粒子径が上記範囲であることで、密着性とスクラッチ性を高度に両立できる。
シリカ粒子の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、10質量部以上80質量部以下が好ましく、20質量部以上75質量部以下がより好ましく、30質量部以上60質量部以下が更に好ましい。
シリカ粒子としては、沈降法シリカ、ゲル法シリカ、乾燥シリカ、コロイダルシリカ等の各種シリカを使用することができる。これらの中でも、沈降法シリカや単分散のコロイダルシリカが好ましい。
シリカ表面には疎水処理(シランカップリング処理やシリコーンオイル等を化学結合させ表面を処理)、有機処理(ワックスでシリカ表面を処理)、無機処理等の各種処理をしたものを用いてもよい。その中でも、疎水処理がされたものが耐指紋性に特に優れるため好ましく、シランカップリング処理されたものが特に好ましい。疎水処理されたシリカ粒子の市販品としては、例えば、富士シリシア株式会社製「サイロホービック704」、東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールSS−50B」などが挙げられる。
<ワックス>
本発明に使用する黒色インキにワックスを添加することにより、黒色層表面に滑り性を付与することができる。ワックスとしては微粉末ワックスが好ましく、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、アマイドワックス、ラノリンワックス、低分子量四フッ化エチレンワックスがより好ましい。またこれらワックスは各種変性されたタイプでも構わず、これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ワックスの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バインダー樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下が好ましく、5質量部以上20質量部以下がより好ましい。
<球状フィラー>
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートに使用する黒色インキに球状のフィラーを添加することができる。
球状フィラーとしては、例えば、シリコーン樹脂ビーズ、アクリル樹脂ビーズ、ウレタン樹脂ビーズ、アクリルウレタン樹脂ビーズ、ナイロン樹脂ビーズ、メラミン樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーン樹脂ビーズが好ましい。ワックスとシリコーン樹脂ビーズを併用することで、相乗的にスクラッチ性を向上させることができる。
球状フィラーのコールターカウンター法による体積平均粒子径としては、2μm以上12μm以下が好ましく、3μm以上10μm以下がより好ましく、4μm以上8μm以下が更に好ましい。
また、疎水処理されたシリカと球状フィラーのコールターカウンター法による平均粒子径は、疎水処理シリカ粒子<球状フィラーとなることが好ましい。
球状フィラーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バインダー樹脂100質量部に対して、1質量部以上60質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましく、10質量部以上30質量部以下が更に好ましい。
<溶剤>
溶剤としては、特に制限はなく、通常、印刷インキ用の溶剤として知られている溶剤を適宜用いることができ、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル等のエステル系溶剤、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メチルエーテル(PM)アセテート等のグリコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、老化防止剤、光安定剤、ブロッキング防止剤などが挙げられる。
また、添加剤として分散剤、沈降防止剤を使用することが好ましい。顔料の分散性を保ちインキの安定を向上させることができる。分散剤や沈降防止剤の含有量としては、インキ固形分に対して、0.05質量%以上10質量%以下が好ましい。
なお、黒色インキは、硬化剤を添加して使用することで、基材への密着性等の物性を向上させることができる。
硬化剤としては、特に制限はなく、通常、脂肪族又は脂環族イソシアネートを使用することができる。
脂肪族又は脂環族イソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、上記イソシアネートの三量体が好ましく、ジイソシアネートのアダクト体、ビウレット体又はヌレート体がより好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートのアダクト体、ビウレット体、又はヌレート体が特に好ましい。
硬化剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、黒色インキの総量(固形分)に対し、1質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
−無機黒色顔料を含む黒色インキ−
無機黒色顔料を含む黒色インキは、無機黒色顔料、バインダー樹脂、及びシリカ粒子を含有し、ワックス、球状フィラー、及び溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
無機黒色顔料としては、例えば、クロム鉄酸化物、クロム鉄ニッケル酸化物、クロム酸銅、クロム鉄鉱、マンガンフェライト、ニッケルマンガン鉄酸化物、赤外線非反射性無機黒色顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、クロム鉄酸化物からなる黒色無機酸化物顔料が好ましい。この黒色は、波長850nmで反射しながら可視光(390nm〜700nm)で吸収する特性を達成するのが最も困難な色の1つである。そこで、可視光及び赤外光を吸収してしまう黒色顔料、例えば、カーボンブラックから、可視光は吸収するが、赤外光を反射する異なる顔料へ変更する。異なる顔料を選択することで、赤外線反射性でない材料と赤外線反射性である材料は同じ色でありながらも、異なる赤外反射率を達成することができる。
色は、CIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)スペクトルの暗色軸、黄青色軸又は緑赤色軸に沿って視覚スペクトルの外観を変える、他の無機赤外線反射顔料を加えることによって調整することができる。
前記無機着色顔料としては、例えば、バナジウム酸ビスマス、クロムアンチモンチタネート、酸化クロム、コバルトアルミネート、コバルトクロマイト、コバルトクロムアルミン酸塩、コバルトリチウムアルミン酸塩、コバルトチタン酸塩、鉄クロマイト、鉄クロムチタン、クロム酸鉛、チタン酸アンチモンマンガン、チタン酸マンガン、ニッケルアンチモンチタネート、ニッケルチタン酸塩、ニオブ錫パイロクロア、スズ亜鉛、酸化チタン、亜鉛フェライト、亜鉛鉄クロマイトなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機顔料の原材料の粒子径は、グラビア技術を用いて薄い塗膜を印刷するには大きすぎることがある。そのような場合、一般的な粉砕方法によって顔料の粒子径を減少させることが必要である。例えば、クロムステンレス鋼及び/又はイットリウム安定化ジルコニア粉砕ビーズ、YTZ(登録商標)で粉砕される。粒子径を小さくすることにより、顔料充填密度が向上し、使用される印刷方法における印刷欠陥を排除することができる。顔料の粉砕は印刷された塗膜の全反射赤外線量に影響を与える。
無機黒色顔料の含有量は、黒色インキの総量に対して、20質量%以下が好ましく、15質量%以上がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
無機黒色顔料を含む黒色インキにおいて、上記無機黒色顔料以外のバインダー樹脂、シリカ粒子、ワックス、球状フィラー、溶剤、及びその他の成分については、上述した有機黒色顔料を含む黒色インキと同様であるため、その説明を省略する。
得られた黒色インキを、白色層上に塗工することで、赤外線反射性を有する黒色層を形成することができる。
塗工方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、凸版印刷、フレキソ印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。薄膜の塗工するために最も好ましいのはグラビア印刷である。
<白色層>
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートに使用する白色層(「白インキ層」と称することもある)は、黒色層の背面側に設けることで、より赤外線反射率を大きくする効果を有する層である。
白色層の平均厚さは、0.50μm以上10μm以下が好ましく、0.75μm以上8.0μm以下がより好ましく、1.0μm以上5.0μm以下が更に好ましい。この範囲にあることで電子部品用機能性シートの保護用とした場合の好適な赤外線反射率と薄さを両立しやすい。
なお、本明細書において、「白色層の平均厚さ」とは、着色フィルムを、長さ方向に100mm間隔で5箇所、幅方向に切断し、前記各切断面において幅方向に100mm間隔で5点の前記白色層の厚さをTH−104 紙・フィルム用厚さ測定機(テスター産業株式会社製)を用いて測定した、合計25点の厚さの平均値を指す。
白色層は、白色顔料を含む白色インキを基材上に塗工することで、赤外線反射塗膜として形成することができる。
−白色顔料を含む白色インキ−
白色顔料を含む白色インキは、白色顔料、バインダー樹脂、及びシリカ粒子を含有し、ワックス、球状フィラー、及び溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、クレーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、白色度及び赤外線反射率の点から、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウムが好ましく、酸化チタンが特に好ましい。
白色顔料の体積平均粒子径は、100nm以上1,300nm以下であり、300nm以上1,000nm以下が好ましく、500nm以上1,000nm以下がより好ましく、600nm以上800nm以下が更に好ましい。
白色顔料の体積平均粒子径が100nm以上1,300nm以下であることにより、白色層の波長850nmでの赤外線反射率をより大きくすることができる。
白色顔料の体積平均粒子径は、例えば、X線回折装置(SmartLab、株式会社リガク製)を用い、USAXS法で測定することができる。
白色顔料の含有量は、白色インキの総量に対して、10質量%以上70質量%以下が好ましく、20質量%以上50質量%以下がより好ましく、20質量%以上40質量%以下が更に好ましい。
白色顔料を含む白色インキにおいて、上記白色顔料以外のバインダー樹脂、シリカ粒子、ワックス、球状フィラー、溶剤、及びその他の成分については、上述した有機黒色顔料を含む黒色インキと同様であるため、その説明を省略する。
得られた白色インキを、基材上に塗工することで、赤外線反射性を有する白色層を形成することができる。
塗工方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、凸版印刷、フレキソ印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。薄膜の塗工するために最も好ましいのはグラビア印刷である。
<マット層>
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートに使用するマット層(「艶消し層」と称することもある)は、着色フィルム及び着色粘着シートのグロス値を調整する層である。
本発明の着色粘着シートは、マット層を有することにより、グロス値を大きくすることができ、かつ、黒色層及び白色層が積層されていることにより、黒色層の側から測定される波長850nmの赤外線反射率を好適に大きくすることができる。
マット層の平均厚さは0.50μm以上4.0μm以下が好ましく、0.75μm以上3.0μm以下がより好ましく、1.0μm以上2.0μm以下が更に好ましい。マット層の平均厚さが上記範囲にあることで、電子部品用機能性シートの保護用とした場合の好適な光沢度と薄さを両立しやすい。
マット層は、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の微粒子を樹脂バインダー中に分散させたマット剤(即ち、艶消し剤)を含有する公知の表面処理剤を、着色フィルム又は着色粘着シートの最表面側に塗工することで形成することができる。
塗工方法としては、例えば、凸版印刷、フレキソ印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。これらの中でも、薄膜の塗工するために最も好ましいのはグラビア印刷である。
(着色粘着シート)
本発明の着色粘着シート(「着色粘着テープ」と称することもある)は、本発明の着色フィルムと、前記着色フィルムの基材の白色層及び黒色層を有さない側の表面に配された粘着剤層と、を有し、更に必要に応じてその他の層を有する。
<粘着剤層>
粘着剤層の平均厚さは、1μm以上50μm以下が好ましく、1.5μm以上20μm以下がより好ましく、2μm以上5μm以下が更に好ましい。粘着剤層の平均厚さが上記範囲にあることで電子部品用機能性シートの保護用とした場合の接着強度と薄さを両立しやすい。
なお、本明細書において、「粘着剤層の平均厚さ」とは、着色粘着シートを、長さ方向に100mm間隔で5箇所、幅方向に切断し、前記各切断面において幅方向に100mm間隔で5点の前記粘着剤層の厚さをTH−104 紙・フィルム用厚さ測定機(テスター産業株式会社製)を用いて測定した、合計25点の厚さの平均値を指す。
粘着剤層は、剥離ライナー上に、粘着剤を塗工することで形成することができる。塗工方法としては、例えば、グラビアコーティング、コンマコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、リップコーティング、スクリーンコーティングなどが挙げられる。これらの中でも、薄膜の塗工するために最も好ましいのはグラビアコーティングである。
本発明の着色粘着シートの粘着剤層を形成する粘着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤、クリ−プ特性改良型粘着剤、放射線硬化型粘着剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、接着信頼性が高い点から、アクリル系粘着剤が特に好ましい。
アクリル系粘着剤は、アクリル系ポリマーを粘着性成分又は主剤として含み、粘着付与樹脂を含むことが好ましく、更に必要に応じて、架橋剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤、着色剤などの適宜な添加剤を含有する。
アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分とするポリマーであり、必要に応じて(メタ)アルキルエステルに対して共重合が可能な単量体(共重合性単量体)を含み、例えば、溶液重合法、エマルション重合法、紫外線照射重合法等の慣用の重合方法により調製することができる。
アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は500,000以上1,200,000以下が好ましく、500,000以上1,000,000以下がより好ましい。重量平均分子量が上記範囲にあることで、薄膜であっても充分な接着性及び耐熱性を発現しやすい。
重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によってスチレン換算で測定することができる。
ここで、GPC法による前記アクリル重合体の重量平均分子量の測定は、GPC装置(HLC−8329GPC、東ソー株式会社製)を用いて測定される、標準ポリスチレン換算値であり、測定条件は以下のとおりである。
−測定条件−
・ サンプル濃度:0.5質量%(テトラヒドロフラン(THF)溶液)
・ サンプル注入量:100μL
・ 溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
・ 流速:1.0mL/分
・ 測定温度:40℃
・ 本カラム:TSKgel GMHHR−H(20)2本
・ ガードカラム:TSKgel HXL−H
・ 検出器:示差屈折計
・ 標準ポリスチレン分子量:10,000〜2,000,000(東ソー株式会社製)
粘着剤層の粘着力を向上させるため、粘着付与樹脂を添加することが好ましい。また、粘着付与樹脂を添加することで、引張強度や引張破断強度を高くできることから、使用するアクリル系共重合体に応じて、粘着付与樹脂を適宜添加することで、引張強度や引張破断強度を調整できる。
粘着付与樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ロジンやロジンのエステル化合物等のロジン系樹脂;ジテルペン重合体やα−ピネン−フェノール共重合体等のテルペン系樹脂;脂肪族系(C5系)や芳香族系(C9)等の石油樹脂;その他、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、n−ブチル(メタ)アクリレートを主たるモノマー成分とするアクリル系共重合体を使用した粘着剤組成物においては、薄型で粘着力と耐熱性を両立させるに際し、ロジン系樹脂とスチレン系樹脂を混合して使用することが好ましい。
初期接着力を上げるため、常温で液状の粘着付与樹脂を混合して使用することが好ましい。常温で液状の粘着付与樹脂としては、例えば、前記した常温で固体の粘着付与樹脂の液状樹脂や、プロセスオイル、ポリエステル系可塑剤、ポリブテン等の低分子量の液状ゴムが挙げられる。これらの中でも、テルペンフェノール樹脂が好ましい。市販品としてはヤスハラケミカル株式会社製YP−90Lなどが挙げられる。
粘着付与樹脂の含有量は、アクリル系共重合体100質量部に対して、10質量部以上70質量部以下が好ましく、20質量部以上60質量部以下がより好ましい。粘着付与樹脂を上記の範囲で含有させることにより粘着力を向上させることができる。
粘着剤層のゲル分率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5%以上50%以下であること好ましく、10%以上40%以下がより好ましく、13%以上35%以下が更に好ましい。粘着剤層のゲル分率が上記範囲であることにより、薄膜であっても充分な接着性や耐熱性(高温での保持力)を発現することができる。
ここで、ゲル分率は、下記数式(1)に示すように、養生後の粘着剤層をトルエン中に浸漬し、24時間放置後に残った不溶分の乾燥後の質量を測定し、元の質量に対する百分率で表す。
ゲル分率=[(粘着剤層のトルエン浸漬後質量)/(粘着剤層のトルエン浸漬前質量)]×100 ・・・数式(1)
粘着剤層の貯蔵弾性率は、1Hzの振動数で、25℃で10Pa以上4×10Pa以下が好ましく、5×10Pa以上2×10Pa以下がより好ましい。粘着剤層の貯蔵弾性率が上記範囲にあることで、薄膜の粘着剤層であっても濡れ性(初期タック)と接着力を高度に両立しやすい。
<<その他の成分>>
前記粘着層におけるその他の成分としては、特に制限はなく、着色粘着シートの特性を損なわない範囲で適宜選択することができ、例えば、前記粘着剤以外のポリマー成分、架橋剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、重合禁止剤、表面調整剤、帯電防止剤、消泡剤、粘度調整剤、耐光安定剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、レベリング剤、有機顔料、無機顔料、顔料分散剤、可塑剤、軟化剤、難燃剤、金属不活性剤、シリカビーズ、有機ビーズ等の添加剤;酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ジルコニア、五酸化アンチモン等の無機系充填剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<剥離ライナー>
本発明の着色粘着シートは、粘着剤層を保護するために、粘着剤層表面に剥離ライナーが設けられていてもよい。前記剥離ライナーとしては、特に制限はなく、公知の剥離ライナーを適宜選択して使用すればよい。樹脂フィルムに離形処理したものが平滑性に優れ、好ましい。これらの中でも、耐熱性に優れるポリエステルフィルムに離形処理したものが好ましい。
剥離ライナーの表面は、易剥離性を付与するために剥離処理層が設けられていることが好ましい。剥離処理層としては、着色粘着シートの剥離ライナー用に使用される各種の剥離処理剤により形成することができ、このような剥離処理剤としては、例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系剥離処理剤などが挙げられる。また、剥離処理層は、上記の樹脂フィルム上に、ラミネートやコーティングにより形成されていてもよい。
剥離ライナーの剥離力は、使用態様等に応じて適宜調整すればよいが、粘着剤層に対する剥離力が0.01N/20mm以上2N/20mm以下が好ましく、0.05N/20mm以上0.15N/20mm以下がより好ましい。
このような剥離力とすると、剥離ライナーを剥離する際に、着色粘着シートの変形を抑制しやすくなるため好ましい。剥離力は剥離ライナー又は50μm厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)裏打ちした粘着剤層を0.3m/min以上10m/min以下の速度で180°方向に剥離させて測定することができる。
<その他の層>
前記着色粘着シートのその他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電防止層、不燃層、加飾層、導電層、熱伝導層、離型層などが挙げられる。
前記着色粘着シートの総厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2.5μm以上100μm以下が好ましく、3.0μm以上40μm以下がより好ましく、3.5μm以上12.5μm以下が更に好ましい。着色粘着シートの総厚さが上記範囲にあることで電子部品用機能性シートの保護用とした場合の機械的強度、薄さ及び接着強度を両立しやすい。
なお、着色粘着シートの総厚さとは、剥離ライナーを含まない着色粘着シートの総厚さをいう。
なお、本明細書において、「着色粘着シートの総厚さ」とは、着色粘着シートを、長さ方向に100mm間隔で5箇所、幅方向に切断し、前記各切断面において幅方向に100mm間隔で5点の前記着色粘着シートの厚さをTH−104 紙・フィルム用厚さ測定機(テスター産業株式会社製)を用いて測定した、合計25点の厚さの平均値を指す。
前記着色粘着シートの幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1mm以上3,000mm以下が好ましく、50mm以上2,500mm以下がより好ましく、50mm以上2,000mm以下が更に好ましく、50mm以上1,500mm以下が特に好ましい。
なお、本明細書において、「着色粘着シートの平均幅」とは、前記着色粘着シートを、長さ方向に100mm間隔で5箇所の幅を、直尺(スケール)、巻尺、コンベックス等の公知のメジャーを用いて測定した、合計5点の幅の平均値を指す。
前記着色粘着シートの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色フィルムの基材に、押し出し成型によるキヤスト法、一軸延伸法、逐次二次延伸法、同時二軸延伸法、インフレーション法、チューブ法、カレンダー法、溶液法などの方法により前記粘着層を形成する方法などが挙げられる。これらの中でも、押し出し成型によるキヤスト法、溶液法が好ましい。
前記溶液法としては、例えば、ロールコーター等で直接前記着色フィルムの基材に前記粘着剤を含む溶液を塗布する方法、剥離シート上に前記粘着層を形成後、剥離して使用する方法などが挙げられる。
着色粘着シートは、小型電子端末内の電子部品の組み立てに用いられる。機械は、電子部品の端(エッジ)を適切に識別して、2軸又は3軸座標系で適切に位置合わせして配置しなくてはならない。電子部品間の境界の識別は、自動組み立てシステムに対して、明確でなくてはならない。視覚的に類似している2つの電子部品は、可視スペクトルを使用して識別することができないため、可視スペクトル以外でのエッジの識別手段が必要となる。具体的には、着色粘着シートで保護した電子部品を、部分を別の黒色の粘着シートで保護した電子部品上に置く場合に問題となる。
本明細書で提供される解決策は、赤外線光源とセンサ(カメラ)を使用して、赤外線反射着色粘着シートのエッジを特定し、関連する部品を正しい位置に配置することを可能と
本発明においては、1つの黒色電子部品を、小型電子端末内の別の黒色部品上に重なって配置する必要がある用途に特に有用である。自動組み立てシステムでは、2つ部品間のエッジを識別する必要がある。本発明の着色フィルム及び着色粘着シートを赤外線光源と赤外線カメラを用いることで、自動組み立てシステムにおいて、赤外線反射光を反射しない(吸収する)別の黒色部品と、赤外線反射性黒色部品を識別することができる。赤外線カメラのセンサに到達する光の量は、距離の逆2乗法に従い減少するため、波長850nmで12%以上の高い赤外線反射率を有する必要がある。
本発明の着色フィルム及び着色粘着シートは、電子部品用機能性シートの赤外線反射率の調整、電子部品の保護や意匠性付与に好適に適用できる。
電子部品用機能性シートとしては、例えば、放熱シート、磁性シート、絶縁シートなどが挙げられる。
<放熱シート固定用途での使用法>
放熱シートは局所的な高温部に設置することで、熱を電子機器の全面に放熱し、いわゆるホットスポットを解決する役目を持つ。放熱シートに使用するグラファイトシートは、人工グラファイトシートや天然グラファイトシートの2種類がある。人工グラファイトシートとしては、ポリイミドフィルムのような有機フィルムを高温の不活性ガス雰囲気中で熱分解して得られる熱分解グラファイトシートがある。また、天然グラファイトシートは、天然の黒鉛を酸処理した後、加熱膨張させた黒鉛粉末を加圧してシート状にしたものがある。放熱シートに使用するグラファイトシートは、皺が少ない方が、放熱性が良いため、皺の少ない人工グラファイトシートが好適に用いられる。
放熱シートに使用するグラファイトシートの平均厚さは、10μm以上100μm以下であることが好ましく、15μm以上50μm以下であることがより好ましい。グラファイトシートの厚さを当該範囲とすることで、薄型携帯電子端末機器に好適に用いられる。これらグラファイトシートは非常に脆いため、その保護に着色粘着シートが使用される。
本発明の着色粘着シートを用いることにより、赤外線反射率の調整が可能となり、複数の同じ色調の電子部品同士を容易に識別でき、電子部品の組立時における位置合わせが容易に行えると共に、放熱シートの熱抵抗を低減でき、厚さ方向の熱伝導率を向上できるため、放熱性を向上できる。また薄型化も可能である。さらに本発明の着色粘着シートは隠蔽性に優れているため、放熱シートの外観上のムラを見えにくくすることができ、放熱シートの生産性を向上させることができる。
<磁性シート固定用途での使用法>
磁性シートは、電子機器の筐体内面や各種電子部品の外面など、電磁波を遮断したい箇所に貼着され、これにより、外来電磁波が電子機器内部へ透過するのを防止したり、電子機器の内部から外部へ電磁波が漏出するのを防止したりすることができる。
磁性シートは、例えば、Ni系フェライト磁性体粉末、Mg系フェライト磁性体粉末、Mn系フェライト磁性体粉末、Ba系フェライト磁性体粉末、Sr系フェライト磁性体粉末、Fe−Si合金粉末、Fe−Ni合金粉末、Fe−Co合金粉末、Fe−Si−Al合金粉末、Fe−Si−Cr合金粉末、鉄粉末、Fe系アモルファス、Co系アモルファス、Fe基ナノ結晶体等からなるシートであり、厚さが厚いほうが磁性的性能を発揮しやすい。このような磁性シートは非常に脆いため、その保護に着色粘着シートが用いられる。
本発明の着色粘着シートを用いることにより、赤外線反射率の調整が可能となり、複数の同じ色調の電子部品同士を容易に識別でき、電子部品の組立時における位置合わせが容易に行えると共に、磁性シートを厚くしても、複合体(磁性シートと着色粘着シートの貼り合せ品)として薄型化できる。
(着色フィルムの検出方法)
本発明の着色フィルムの検出方法は、複数の同色調の部材の一つが本発明の着色フィルムを有し、前記複数の同色調の部材に対して赤外線を照射することにより、前記着色フィルムの位置を検出する。これにより、自動組み立てシステムにおいて、赤外線反射光を反射しない(吸収する)黒色部品と、赤外線反射性黒色部品の端(エッジ)を識別することができ、正しい位置に配置することができる。
複数の同色調の部材としては、例えば、放熱シート、磁性シート、電池、充電部材などが挙げられる。
ここで、図面を参照して本発明の着色フィルム及び着色粘着シートについて説明する。
図1は、第一の実施形態の着色フィルム1の一例を示す概略断面図であり、基材11と白色層14と黒色層13とがこの順に積層されている。なお、白色層14と黒色層13を合わせて赤外線反射層12となる。
図1の着色フィルム1は、黒色層13及び白色層14が積層されていることにより、黒色層13の側から測定される波長850nmでの赤外線反射率を好適に大きくすることができる。
図2は、第二の実施形態の着色フィルム1の一例を示す概略断面図であり、基材11と白色層14と黒色層13とマット層15とがこの順に積層されている。なお、白色層14と黒色層13を合わせて赤外線反射層12となる。
図2の着色フィルム1は、マット層15を有することにより、グロス値を大きくすることができ、かつ、黒色層13及び白色層14が積層されていることにより、黒色層13の側から測定される波長850nmでの赤外線反射率を好適に大きくすることができる。
図3は、第三の実施形態の着色粘着シート2の一例を示す概略断面図であり、剥離ライナー19と粘着剤層16と基材11と白色層14と黒色層13とがこの順に積層されている。なお、白色層14と黒色層13を合わせて赤外線反射層12となる。
図3の着色粘着シート2は、黒色層13及び白色層14が積層されていることにより、黒色層13の側から測定される波長850nmでの赤外線反射率を好適に大きくすることができる。
図4は、第四の実施形態の着色粘着シート2の一例を示す概略断面図であり、剥離ライナー19と粘着剤層16と基材11と白色層14と黒色層13とマット層15とがこの順に積層されている。なお、白色層14と黒色層13を合わせて赤外線反射層12となる。
図4に示す着色粘着シート2は、マット層15を有することにより、グロス値を大きくすることができ、かつ、黒色層13及び白色層14が積層されていることにより、黒色層13の側から測定される波長850nmでの赤外線反射率を好適に大きくすることができる。
図4に示す第四の実施形態の着色粘着シート2を使用するときは、剥離ライナー19を剥離して利用に供する。例えば、着色粘着シート2の剥離ライナー19を剥離して、粘着剤層16の側の面を、放熱シートであるグラファイトシートに貼付し、小型電子端末内部の電子部品の冷却手段として利用することができる。このとき、着色粘着シート2は、他のグラファイトシートの保護に用いられるカーボンブラックで着色された黒色粘着シートと同じ黒色であるので、意匠性に優れる。また、カーボンブラックで着色された黒色粘着シートで保護されたグラファイトシートは近赤外線を吸収するのに対して着色粘着シート2は近赤外線を反射する性質を有しているので、赤外線カメラを用いて、両者を識別することができる。
また、従来の磁性シートや絶縁シートにおいても、カーボンブラックで着色された黒色粘着シートで保護されている。
着色粘着シート2の粘着剤層16の側の面を磁性シートに貼付し、着色粘着シート2で保護された磁性シートを、小型電子端末内部の電子部品のノイズ防止手段として利用することができる。電子部品同士が同じ黒色の意匠性に優れるものとすることができ、近赤外線の反射性が異なるので、赤外線カメラを用いて、他の着色粘着シートで保護された電子部品と識別することができる。
また、着色粘着シート2の粘着剤層16の側の面を絶縁シートに貼付し、着色粘着シート2で保護された絶縁シートを、小型電子端末内部の電子部品の電気絶縁手段として利用することができる。赤外線カメラを用いて、他のシートと識別することができる。
図5は、赤外線光源と赤外線カメラを使用して赤外線吸収基板と赤外線反射層とを識別する際のイメージ図である。図5中、21は赤外線光源及び赤外線センサ、22は白色層と黒色層からなる赤外線反射層、23は赤外線吸収基板である。赤外線光源と赤外線カメラは同じ平面にあり、両方とも基板から50cmの距離で基板にほぼ垂直に入射する。
図6は、本発明の着色粘着シート(赤外線反射)41及び従来の着色粘着シート(赤外線吸収)42をバッテリー43の近傍に貼り付け、可視光下で通常のカメラを使用して撮影した写真である。これらの着色粘着シート41、42は、バッテリー43との色調が統一されている。
図7は、本発明の着色粘着シート(赤外線反射)41及び従来の着色粘着シート(赤外線吸収)42をバッテリー43の近傍に貼り付け、赤外線カメラを使用して撮影した写真である。
図6に示すように、可視光下では、本発明の着色粘着シート41と従来の着色粘着シート42との境界の識別が困難である。
図7に示すように、赤外線カメラ下では、本発明の着色粘着シート41と従来の着色粘着シート42との境界の識別が容易である。
図8は、小型電子部品を組み立てた状態の一例を示す概略図である。図8中31は外枠筐体、32は充電部品、33は本発明の着色粘着シート、34は両面粘着テープ、35は放熱シート、36は電池をそれぞれ表す。
本発明の着色粘着シート33を用いることにより、赤外線反射光を反射しない(吸収する)放熱シート35と充電部品32との端(エッジ)を識別することができ、自動組み立てシステムにおいて、複数の同色調の部材に対して赤外線を照射することにより、本発明の着色粘着シート33を識別できるので正しい位置に配置することができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
(ポリウレタン樹脂の合成例)
−ポリウレタン樹脂Aの合成−
攪拌機、温度計、還流冷却器、及び窒素ガス導入管を備えた四つロフラスコにアジピン酸/テレフタル酸=50/50なる酸成分と3−メチル−1,5ペンタンジオールから得られる数平均分子量(以下、「Mn」という)2,000のポリエステルポリオール192.9質量部と1,4−ブタンジオール15.8質量部、イソホロンジイソシアネート77.9質量部を仕込み、窒素気流下に90℃で15時間反応させた。次いで、イソホロンジアミン11.0質量部、ジ−n−ブチルアミン2.4質量部、及びメチルエチルケトン700質量部を添加し、撹拌下に50℃で4時間反応させ、樹脂固形分濃度30.0質量%、ガードナー粘度U(25℃)、アミン価=0、重量平均分子量(Mw)30,000のポリウレタン樹脂Aを得た。
(黒色インキの調製例1)
−黒色インキAの調製−
大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」(1−{4−[(4,5,6,7−テトラクロロ−3−オキソイソインドリン−1−イリデン)アミノ]フェニルアゾ}−2−ヒドロキシ−N−(4’−メトキシ−2’−メチルフェニル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−3−カルボキサミド)(CAS番号:103621−96−1)を10質量部、富士シリシア株式会社製「サイロホービック704」(シランカップリング処理:コールターカウンター法による平均粒子径3.5μm)を5質量部、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「トスパール2000B」(球状シリコーン樹脂ビーズ:コールターカウンター法による平均粒子径6μm)を2質量部、BASF社製「Luwax AF29 Micropowder」(ポリエチレン微粉末ワックス)を2質量部、ルーブリゾール社製「ソルスパーズ 24000GR」を1質量部、前記ポリウレタン樹脂Aを55質量部(N.V.30%)、メチルエチルケトンを13質量部、酢酸エチルを9質量部、イソプロピルアルコールを5質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを5質量部添加し、サンドミルで約1時間湿式分散したものに、住化バイエルウレタン株式会社製の硬化剤「スミジュールN3300」を5質量部、DICグラフィックス株式会社製の希釈剤「NH−NT DC溶剤」を40質量部添加して、黒色インキAを調製した。
(黒色インキの調製例2)
−黒色インキBの調製−
表Aに示す参考例1のインキ基剤の700gを、Eiger Mill (Model: MiniMotor Mill 250, Eiger Machinery Inc, Chicago, Illinois)を用いて、直径0.8mmのイットリア安定化ジルコニア(YTZ(登録商標))の媒体で20分間粉砕した。次いで、参考例1のインキ基剤を、表Aの黒色インキBの組成に従って、黒色インキBを調製した。
*Mowital B16H:ポリビニルブチラール樹脂
*BK 10P950:黒色顔料、The Shepherd Color Company社製
*BL 211:青色顔料、The Shepherd Color Company社製
*GR 30C654:赤外線反射無機緑色顔料、The Shepherd Color Company社製
*Keyfast Blue 6G−SS:青色顔料、Milliken Chemical社製
*Z−6020 シラン:シランカップリング剤、Dow Corning社製
*BYK D410:レオロジーコントロール剤、BYK Chemie社製
(黒色インキの調製例3)
−黒色インキCの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、デグサ社製「スペシャルブラック250」(酸性カーボン)10質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、黒色インキCを調製した。
(白色インキの調製例1)
−白色インキAの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、酸化チタン1(体積平均粒子径:300nm、石原産業株式会社製)30質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、白色インキAを作製した。
(白色インキの調製例2)
−白色インキBの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、酸化チタン2(体積平均粒子径:650nm、石原産業株式会社製)30質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、白色インキBを作製した。
(白色インキの調製例3)
−白色インキCの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、酸化チタン3(体積平均粒子径:1,000nm、石原産業株式会社製)30質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、白色インキCを作製した。
(白色インキの調製例4)
−白色インキDの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、酸化チタン4(体積平均粒子径:80nm、石原産業株式会社製)30質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、白色インキDを作製した。
(白色インキの調製例5)
−白色インキEの調製−
黒色インキの調製例1において、大日精化工業株式会社製の近赤外反射顔料「クロモファインブラックA1103」10質量部を、酸化チタン5(体積平均粒子径:1,500nm、石原産業株式会社製)30質量部に変更した以外は、黒色インキの調製例1と同様にして、白色インキEを作製した。
上記酸化チタン1〜5の体積平均粒子径は、X線回折装置(SmartLab、株式会社リガク製)を用いて、USAXS法で測定した。
(粘着剤の調製例)
−粘着剤の調製−
n−ブチルアクリレート97.98質量部と、アクリル酸2質量部と、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.02質量部とを、アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部を重合開始剤として、酢酸エチル溶液中で、80℃で8時間溶液重合を行って、重量平均分子量90万のアクリル系ポリマーを得た。該アクリル系ポリマー100質量部に、重合ロジンエステル(商品名「D−135」、荒川化学工業株式会社製)5質量部と、不均化ロジンエステル(商品名「KE−100」、荒川化学工業株式会社製)20質量部、石油樹脂(商品名「FTR6100」、三井化学株式会社製)25質量部を加えて、酢酸エチルを加え、固形分40質量%の粘着剤溶液を調製した。更に、イソシアネート系架橋剤(商品名「NC40」、DIC株式会社製)0.8質量部を加えて、均一になるように撹拌して混合することにより、粘着剤を調製した。ゲル分率は20%、25℃の貯蔵弾性率は9×10Paであった。
(実施例1)
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ルミラー4AF53、東レ株式会社製、平均厚さ:3.5μm)に、白色インキAをインキ皮膜部分の乾燥厚さが1.0μmとなるようにグラビアコートし、100℃で1分間乾燥し、白色インキAからなる白インキ層を形成した。
次に、白インキ層上に黒色インキAを、インキ皮膜部分の乾燥厚さが1.5μmとなるようにグラビアコートし、100℃で1分間乾燥し、黒色インキAからなる黒インキ層を形成し、着色フィルムを得た。
なお、白インキ層及び黒インキ層のインキ皮膜部分の乾燥厚さは、着色フィルムをカミソリで、長さ方向に100mm間隔で5箇所、幅方向に切断し、前記各切断面において幅方向に100mm間隔で5点の白インキ層又は黒インキ層の厚さをTH−104 紙・フィルム用厚さ測定機(テスター産業株式会社製)を用いて測定した、合計25点の厚さの平均値を指す。
次に、この黒色フィルムの黒インキ層の側に、大日精化工業株式会社製のOS−MスエードOPニスを艶消し剤として用いて、マット層の平均厚さが1.5μmとなるようにグラビアコートし、100℃で1分間乾燥し、40℃で2日間エージングして実施例1の着色フィルムを得た。実施例1の着色フィルムの総厚さは7.5μmであった。
ニッパ株式会社製の剥離フィルム(商品名「PET38×1K0」)に前記粘着剤を乾燥厚さが2.0μmとなるようにグラビアコートし、100℃で1分間乾燥し、これを実施例1の着色フィルムの非インキ面に貼り合せ、更に40℃で2日間エージングして、実施例1の着色粘着シートを得た。実施例1の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。なお、着色粘着シートの総厚さとは、剥離フィルムを含まない着色粘着シートの総厚さをいう(以下、同様である)。
(実施例2)
実施例1において、白インキ層のインキ皮膜部分の乾燥厚さを2.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の着色粘着シートを得た。得られた実施例2の着色粘着シートの総厚さは10.5μmであった。
(実施例3)
実施例1において、白色インキAを白色インキBに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、実施例3の着色粘着シートを得た。得られた実施例3の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
(実施例4)
実施例1において、白色インキAを白色インキCに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、実施例4の着色粘着シートを得た。得られた実施例4の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
(実施例5)
実施例1において、黒インキ層のインキ皮膜部分の乾燥厚さを2.5μmに変更し、白色インキAを白色インキCに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、実施例5の着色粘着シートを得た。得られた実施例5の着色粘着シートの総厚さは10.5μmであった。
(実施例6)
実施例1において、黒色インキAを黒色インキBに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、実施例6の着色粘着シートを得た。得られた実施例6の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
(比較例1)
実施例1において、白色インキAを白色インキDに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、比較例1の着色粘着シートを得た。得られた比較例1の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
(比較例2)
実施例1において、白色インキAを白色インキEに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、比較例2の着色粘着シートを得た。得られた比較例2の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
(比較例3)
実施例1において、黒色インキAを黒色インキCに代えた以外は、実施例1の着色フィルムと同様にして、比較例3の着色粘着シートを得た。得られた比較例3の着色粘着シートの総厚さは9.5μmであった。
<60°グロス値の測定>
実施例1〜6及び比較例1〜3の着色フィルム及び着色粘着シートについて、JIS Z 8741に従って60°の設定角度で、KONICA MINOLTA社製 MINOLTA Multi−Gloss 268を用いて、マット層の側からグロス値を測定した。なお、粘着剤層の有無はグロス値に影響せず、それぞれの着色フィルムと着色粘着シートの測定結果は同じであった。結果を表1及び表2に示した。
<CIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)の測定>
実施例1〜6及び比較例1〜2の着色フィルム及び着色粘着シートについて、分光測色計(コニカミノルタ株式会社製、CM−5)を使用して、Cスペクトルが10°の測定基準JIS Z 8722に従って、マット層の側から測定した。なお、粘着剤層の有無はCIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)に影響せず、それぞれの着色フィルムと着色粘着シートの測定結果は同じであった。結果を表1及び表2に示した。
<波長850nmの赤外線反射率の測定>
実施例1〜6及び比較例1〜3の着色フィルム及び着色粘着シートについて、分光光度計(U−4100、株式会社日立製作所製)を用いて、少なくとも波長800nm〜900nmを含む任意の範囲の全反射率を測定し、波長850nmの値を報告した。なお、粘着剤層の有無は赤外線反射率に影響せず、それぞれの着色フィルムと着色粘着シートの測定結果は同じであった。結果を表1及び表2に示した。
<識別の評価>
実施例1〜6及び比較例1〜3の着色フィルム及び着色粘着シートについて、可視光での識別は目視観察で識別の可否を下記の基準で評価した。赤外光での識別は光源としてCOGNEX社製OPT−CTD70−IRを用いて波長850nmの光を照射し、COGNEX社製OPT−ATS125−150で撮影し、その画像を目視観察して識別の可否を下記の基準で評価した。結果を表1及び表2に示した。
[評価基準]
○:識別可能
×:識別不可
表1及び表2の結果から、実施例1〜6の本発明の着色フィルム及び着色粘着シートのCIE Lab表色系の色相(L値、a値、b値)は、比較例3の従来のカーボン系の黒色インキを用いるものと近似しているので、従来のカーボン系の黒色インキを用いて着色された機能性シートや黒色電子部品と共に小型電子端末の内部の電子部品用に一緒に使用しても、意匠性が損なわれることがない。そして、可視光で識別することが困難であるにもかかわらず、赤外線の反射性が大きく異なるので、赤外線を用いて識別が可能であることがわかった。
1 着色フィルム
2 着色粘着シート
11 基材
12 赤外線反射層
13 黒色層
14 白色層
15 マット層
16 粘着剤層
19 剥離ライナー

Claims (8)

  1. 基材と、該基材の一方の面に白色顔料を含む白色層と、該白色層上に黒色顔料を含む黒色層とを有し、
    前記白色顔料の体積平均粒子径が100nm以上1,300nm以下であり、
    波長850nmの赤外線反射率が12%以上であり、
    CIE Lab表色系においてL値が18以上36以下、a値が−3以上3以下、b値が−3以上3以下であることを特徴とする着色フィルム。
  2. 入射角60°でのグロス値が0以上10以下である請求項1に記載の着色フィルム。
  3. 前記白色顔料が酸化チタン、炭酸カルシウム、及び硫酸バリウムから選択される少なくとも1種である請求項1から2のいずれかに記載の着色フィルム。
  4. 前記黒色顔料が黒色アゾ顔料又はクロム顔料である請求項1から3のいずれかに記載の着色フィルム。
  5. 電子部品用機能性シートの赤外線反射率の調整に使用される請求項1から4のいずれかに記載の着色フィルム。
  6. 前記電子部品用機能性シートが、放熱シート、磁性シート、及び絶縁シートの少なくともいずれかである請求項5に記載の着色フィルム。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載の着色フィルムと、
    前記着色フィルムの基材の白色層及び黒色層を有さない側の表面に配された粘着剤層と、を有することを特徴とする着色粘着シート。
  8. 複数の同色調の部材の一つが請求項1から6のいずれかに記載の着色フィルムを有し、前記複数の同色調の部材に対して赤外線を照射することにより、前記着色フィルムの位置を検出することを特徴とする着色フィルムの検出方法。
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