JP6759407B2 - ポリマープラスチックフロントパネルとその製法 - Google Patents

ポリマープラスチックフロントパネルとその製法 Download PDF

Info

Publication number
JP6759407B2
JP6759407B2 JP2019075798A JP2019075798A JP6759407B2 JP 6759407 B2 JP6759407 B2 JP 6759407B2 JP 2019075798 A JP2019075798 A JP 2019075798A JP 2019075798 A JP2019075798 A JP 2019075798A JP 6759407 B2 JP6759407 B2 JP 6759407B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inorganic
hard layer
layer
value
front panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019075798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020113237A (ja
Inventor
信元 陳
信元 陳
俊凱 王
俊凱 王
毓鈴 簡
毓鈴 簡
Original Assignee
穎華科技股▲ふん▼有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 穎華科技股▲ふん▼有限公司 filed Critical 穎華科技股▲ふん▼有限公司
Publication of JP2020113237A publication Critical patent/JP2020113237A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6759407B2 publication Critical patent/JP6759407B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/046Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • B05D7/04Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber to surfaces of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/042Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D175/16Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/70Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08J2333/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2475/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2475/04Polyurethanes
    • C08J2475/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

本発明は、ポリマープラスチックフロントパネル及びその製法に関し、特に、車両用タッチパネルの表面に貼合することに適したポリマープラスチックフロントパネル及びその製法に関する。
一般的に、車両用タッチ制御式電子装置のタッチパネルに一枚のフロントパネルを貼合し、一方でタッチパネルに保護作用を提供してスクラッチを回避し、また一方でフロントパネル上に特定のパターン又は文字を印刷することができ、タッチパネル上の特定タッチ領域を標示し、ユーザがタッチパネルを操作する利便性を向上することに用いられる。
図1を参照して説明すると、図1は従来技術のフロントパネルがタッチパネル上に貼合した典型例の説明図である。現在タッチパネル上に貼合する為のフロントパネル10は、通常、ポリマープラスチック材料からなり、ポリメチルメタクリレート(PMMA)又はポリカーボネート(PC)を主成分とするプラスチック基板11と、該プラスチック基板11の作用面(外側表面)に設置される保護層12と、該プラスチック基板11の貼合面(内側表面)に設置される硬質層13と、を含む。
該保護層12及び該硬質層13は、表面ハードコーティング(Hard Coating;HC)技術によって該プラスチック基板11の両面に塗布される。現在、よく見られるHC材料は、紫外線(UV)硬化型の多官能基高表面張力オリゴマー(Oligomer)、又は高表面張力モノマー配合物を含み、これは、材料硬度を補強する薄膜であり、スクラッチ紡糸効果を形成する。HC技術は、主にPCやPMMAプラスチック基板11などのフレキシブル基板の表面に用いられ、このようなプラスチック基板11は比較的柔らかいため、表面をHCで硬化処理した後は、硬度は、例えばガラスであることができ、拭き取り易く、スクラッチが生じ難い。
また、プラスチック基板11の貼合面の硬質層13にインクで印刷することによって硬質層13の表面に特定のパターン又は文字のインク21を印刷することができる。その後、光学接着剤22(Optically Clear Adhesive;OCA)を用いてプラスチック基板11の貼合面の該硬質層13上に塗布され、フロントパネル10をタッチパネル23に貼合し、硬質層13とインク21をプラスチック基板11とタッチパネル23の間に挟ませ、光学接着剤22によって接着結合させる。
従来のプラスチック基板11貼合面の硬質層13のHC材料組成は、多官能高表面張力オリゴマーや高表面張力モノマー配合物などの高架橋紫外線硬化型の樹脂配合物である。該高架橋紫外線樹脂配合物は、PC又はPMMAプラスチック基板11のOCA貼合面に塗布され、プラスチック基板11の貼合面にインク印刷適性及び耐スクラッチ性を与え、インク印刷プロセスによって引き起こされる表面損傷を回避することができる。
従来のプラスチック基板11の貼合面の硬質層13のHC材料組成は、高い表面ダイン値(>38ダイン)を有し、インク印刷することができ、光学接着剤22(OCA)貼合に有利であり、光学接着剤22(OCA)の間の貼合性も良好であるが、一般的な多機能高表面張力オリゴマー及び高表面張力モノマーの配合物のガス拡散をバリアする効果が乏しいので、自動車産業によって車両用タッチ電子装置のフロントパネル10の過酷な高温、高温低温冷熱衝撃環境試験を通過させることは依然として不可能であり、フロントパネル10の環境試験後にガス拡散(Outgassing)、湿気の侵入による気泡(Delay Bubbles)、及び層間分離(Delamination)等の問題を発生させる。
以下に説明する他の実施例において、大部分の要素は、図1に示された典型例と同一又は類似しているので、同一又は類似の要素は、同一の名称及び番号を付し、その詳細は再度説明しない。
図2を参照して説明すると、図2は従来技術のフロントパネルの他の典型例の説明図である。ガスバリアの効果を高めるために、フロントパネル10aの貼合面の硬質層13上に更に「単層」の連続したガスバリア層14(Continuous Gas Barrier Layer)を設ける方法がある。
この単層連続ガスバリア層14の材料は、アルミナ等のガス不透過性材料であればよく、硬質層13全体の表面を完全に被覆している。この方法の利点は、連続ガスバリア層14と光学接着剤22(OCA)の貼合性が良く、ガス拡散の初期バリア効果が優れていることである。しかし、連続ガスバリア層14は、高温−低温冷熱衝撃環境試験において、多くのマイクロ又はナノスケールの亀裂(Micro or Nano Cracks)を生成するので、環境試験後のガス拡散効果は良くない。
また、連続ガスバリア層14プロセスは、真空コーティングによって実施されなければならず、高コストかつ生産率が低い。さらに、連続ガスバリア層14のインクは、印刷適性は劣っており(無機物層材料はインクとの密着性が劣っている)、故に良好な解決策ではない。
図3を参照して説明すると、図3は従来技術のフロントパネルの他の典型例の説明図である。他の従来の方法は、フロントパネル20の貼合面の硬質層210に、複数の分散した球状ナノガスバリア粒子212(Dispersed Spherical Gas Barrier Particles)を加えることである。これらの球状ナノガスバリア粒子212の材料は、アルミナ等のガス不透過性材料であればよく、硬質層210全体に含まれる高架橋紫外線硬化型樹脂材料211中に不連続に分散しており、従って、硬質層210内に不連続ガスバリア構造が形成される。このような方法の利点は、硬質層210の光学接着剤(OCA)との貼合性が良好であり、インクの印刷適性も良好であること、さらに球状ナノガスバリア粒子212の材料も容易に得られることである。
しかしながら、硬質層210に含まれるガスバリア構造は不連続であるため、球状のナノガスバリア粒子212同士の間に隙間が多く、ガス拡散の初期バリア効果は良好ではなく、環境試験後のガス拡散効果も良好でなく、依然として改善の余地がある。
特開2013−218398号公報
本発明の目的は、高い表面ダイン値(>44ダイン)を有するガスバリア硬質層をフロントパネルの光学接着剤との貼合面側に形成することができ、良好なインク印刷適性及び光学接着剤貼合性を有するだけでなく、高温、高温高湿、高温低温冷熱衝撃等の過酷な自動車産業環境試験時のポリマープラスチック板のオーバーフローガスの拡散を抑制でき、オーバーフローガスが光学接着剤貼合層に入り、それによって環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を回避することができる、車両用タッチ装置に適したポリマープラスチックフロントパネル及びその製造方法を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、プラスチック基板の貼合面に表面ハードコーディング(Hard Coating;HC)技術により一層の硬質層を塗布し、且つ該硬質層は、硬質層中に分散されたランダムな水平平行方向に配列された複数の分散されたフレーク状ナノ無機物を含有し、不連続層状分散ガスバリア層を該硬質層に構成され、良好なガスバリア機能を提供するだけでなく、亀裂の発生も引き起こさない、車両用タッチ装置に適したポリマープラスチックフロントパネル及びその製造方法を提供することである。
上記の目的のために、本発明は、タッチパネルに貼合させることができ、操作面及び貼合面を有するプラスチック基板と、該操作面上に設置された保護層と、該貼合面上に設置された硬質層と、を含むポリマープラスチックフロントパネルを提供する。
その特徴は、第1重量パーセントの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)と、第2重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物と、複数の分散したフレーク状ナノ無機物と、光重合開始剤(Photo Initiator)とが混合されてなるものを含み、且つ該複数の分散したフレーク状ナノ無機物が、該硬質層中にランダムに分布されて水平平行方向に分散され、該硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を構成することにある。
一実施例において、前記有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーは、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾル−ゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)とを含む。
一実施例において、高いガラス転移温度値を有する前記紫外線硬化型オリゴマーは、ガラス転移温度(Tg)値が120℃以上であるポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)であり、該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマーは、ガラス転移温度(Tg)値が240℃以上であるトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリサミンアクリレート(THEICTA)である。
一実施例において、該フレーク状ナノ無機物の材料は、シリカ(SIO)、酸化アルミニウム(AL)、窒化ケイ素(SI)、窒酸化ケイ素(SIO)、窒酸化アルミニウム(ALO)のうちの1つを含む。
一実施例において、前記フレーク状ナノ無機物は、厚さ(t)、縦幅(w1)、横幅(w2)を有し、該厚さ(t)、該縦幅(w1)及び該横幅(w2)の三者の測定方向は、互いに垂直であり、且つw1≧w2≧tであり、該厚さ(t)は、0.1nm〜50nmの間であり、該縦幅(w1)は、100nmから1000nmの間であり、該横幅と該縦幅の比値(w2/w1)は、0.01から1の間である。
好ましくは、10nm≦t≦30nm、300nm≦w1≦800nm、0.1≦(w2/w1)≦1である。
一実施例において、該第1重量パーセントの値は、50%〜70%の間であり、該第2重量パーセントの値は、30%〜50%の間であり、該フレーク状ナノ無機物の該硬質層中の重量パーセントの値は、5%〜15%の間である。
上記目的を達成する為、本発明は、以下を含む高分子プラスチックフロントパネルの製法を提供する。
ステップ(A):プラスチック基板及び硬質層塗料を提供する。ここで、該硬質層塗料は、第1重量パーセントの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)、第2重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物と、複数の分散したフレーク状ナノ無機物と、光重合開始剤(PhotoInitiator)とが混合されてなるものを含む。
ステップ(B):該プラスチック基板の該貼合面に該硬質層塗料を塗布する。
ステップ(C):該硬質層を硬化させて硬質層を該プラスチック基板の該貼合面に形成し、ここで、硬化過程において、複数の分散したフレーク状ナノ無機物(無機物質、無機材料)が重力及び流体力学の影響を受け、ランダムに分布して水平平行方向に該硬質層中に分散し、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物に、硬化後の該硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成させることができる。
一実施例において、ステップ(A)に記載の硬質層塗料の製法は、以下のステップを含む。
ステップ(A1):キャリアプレート上に無機物層を形成する。
ステップ(A2):該無機物層を該キャリアプレートから離脱させ、複数の微小な無機物断片に形成する。
ステップ(A3):該複数の微小な無機物断片を滑らかにして分散処理し、該複数の微小な無機物断片を該複数の分散したフレーク状ナノ無機物を形成する。
ステップ(A4):該複数の分散したフレーク状ナノ無機物を該有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー、該紫外線硬化型樹脂添加物及び該光重合開始剤を含む溶液に加え、該硬質層塗料を構成する。
一実施例において、
ステップ(A1)において、該キャリアプレートは、ガラスキャリアプレートであり、該ガラスキャリアプレートの表面には離型膜が設けられ、該離型膜に真空スパッタリング法により無機材料をメッキし、一枚の該無機物層を該離型膜の表面に形成し、
ステップ(A2)において、一枚の該無機物層を破砕して該キャリアプレートから離脱し、該複数の微小な無機物断片に形成し、
ステップ(A3)において、該複数の微小な無機微断片をナノ分散装置で攪拌し、該複数の無機微断片のエッジを滑らかにし、それぞれ分散させて、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物を形成する。
本発明のポリマープラスチックフロントパネル及びその製造方法は、高い表面ダイン値(>44ダイン)を有するガスバリア硬質層をフロントパネルの光学接着剤との貼合面側に形成することができ、良好なインク印刷適性及び光学接着剤貼合性を有するだけでなく、高温、高温高湿、高温低温冷熱衝撃等の過酷な自動車産業環境試験時のポリマープラスチック板のオーバーフローガスの拡散を抑制でき、オーバーフローガスが光学接着剤貼合層に入り、それによって環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を回避することができ、車両用タッチ装置に適用することができる。
従来技術のフロントパネルにタッチパネルに貼合した典型例の説明図である。 従来技術のフロントパネルのもう1つの典型例の説明図である。 従来技術のフロントパネルのさらにもう1つの典型例の説明図である。 本発明の車両用サンルーフに適用するポリマープラスチックフロントパネルの好適実施例の説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法の実施例のフロー図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における硬質層塗料の製法の実施例のフロー図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料の製法中の幾つかの異なるステップの説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料の製法中の幾つかの異なるステップの説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料の製法中の幾つかの異なるステップの説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料を硬化させて硬質層を形成する硬化過程中のいくつかの異なる段階の説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料を硬化させて硬質層を形成する硬化過程中のいくつかの異なる段階の説明図である。 本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料を硬化させて硬質層を形成する硬化過程中のいくつかの異なる段階の説明図である。
本発明のポリマープラスチックフロントパネルとその製法は、主に車両用タッチ装置のポリマープラスチックフロントパネルに適用される。有機無機混合ガラス転移温度(Glass Transition Temperature;Tg)紫外線オリゴマー及び複数のナノスケールフレーク状無機酸化物の添加によって、高い表面ダイン値(>44ダイン)を有するガスバリア硬質層をフロントパネルと光学接着剤の貼合面側に形成することができる。良好なインク印刷適性と光学接着剤貼合性を有するだけでなく、該ナノスケールのフレーク状無機酸化物は、硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成することができ、それは高温、高温高湿、高温低温冷熱衝撃等の過酷な自動車産業環境試験時のポリマープラスチックシート材のオーバーフローガスの拡散を抑制し、オーバーフローガスが光学接着剤貼合層に入ることを回避し、環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を解決する。
本発明が提示するポリマープラスチックフロントパネルとその製法を更に分かり易くする為、以下に図面を合わせて詳細に説明する。
図4を参照して説明すると、図4は本発明の車両用サンルーフに適用するポリマープラスチックフロントパネルの好適実施例の説明図である。本発明のポリマープラスチックフロントパネル30は、光学接着剤(図示せず)によって車両用タッチ式電子装置のタッチパネル(図示せず)に貼合し、それは、プラスチック基板11、保護層12及び硬質層31を含む。本発明のポリマープラスチックフロントパネル30は、高い硬度、高い耐摩耗性、高い耐衝撃性、高い柔軟性及び非常に低いガス透過性を有するポリマープラスチックシート材に製造することができ、或いは従来の強化ガラスの代わりにタッチパネルの蓋板材料として応用することができ、特に、過酷な高温又は高温高湿の環境試験規格の車両用タッチパネルの蓋板材料への応用に適する。
本実施例において、該プラスチック基板11は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)シート材、ポリカーボネート(PC)シート材、PMMA/PC二層複合シート材、PMMA/PC/PMMA三層複合シート材、又はその他のポリマー材料の単層又は多層を共に押出したシートのうちの1つを含む。該プラスチック基板が多層基板である場合、ポリカーボネート(PC)を主板層(Main-layer)材料として用いることができ、その厚さは、プラスチック基板の全厚さの60%〜99.99%を占める。
主板層の一側又は上下両側のサブ板層(Sub-layer)の厚さは、プラスチック基板の全厚さの0.01%〜40%を占め、その材料は、PMMA、ModifiedPMMA、ModifiedPC、PMMI、PET、PEN、PES、PIなどの何れか1つを選択できる。該プラスチック基板11は、対応する操作面(外側表面)と貼合面(内側表面)とを有し、該操作面側は、ユーザがタッチパネルに触れて操作するためのものであり、該貼合面側は、インク層を印刷させ、光学接着剤を塗布して該タッチパネルに貼合させるためのものである。
保護層12は、該プラスチック基板11の操作面(外側表面)に設けられ、硬質層31は、該プラスチック基板11の貼合面(内側表面)に設けられている。該保護層12及び該硬質層31は、表面ハードコーティング(HC)技術によって該プラスチック基板11の操作面(外側表面)及び貼合面(内側表面)にそれぞれ塗布される。
図4に示すような本発明の該ポリマープラスチックフロントパネル30の該硬質層31の表面は、図1に示すように、インク層を印刷し、光学接着剤を塗布し、該タッチパネルに貼合する表面に接着させることができる。本実施例において、該プラスチック基板11の厚さは、100μm〜1000μm以下の間である。
本発明において、該硬質層31の厚さは、0.1μm〜100μmの間であり得るが、好ましくは、1μm〜50μmの間であり、且つ最も好ましくは5μm〜30μmの間である。本実施例において、該硬質層31は、塗料32、複数の分散したフレーク状ナノ無機物(材料)33、及び光重合開始剤(Photo Initiator)が混合されてなる。ここで、該塗料32の樹脂配合物は、第1重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値を有する有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)、及び第2重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値の紫外線硬化型樹脂添加物である。また、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物33は、ランダムに分布して水平平行方向に該硬質層31の塗料32に分散し、不連続な水平層状分散ガスバリア層を構成する。本発明において、該有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーは、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾルゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)とからなる。該紫外線硬化型樹脂添加物のガラス転移温度(Tg)値は、120℃以上である。また、該紫外線硬化型樹脂添加物は、高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマー(High Tg UV oligomer)、又は高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマー(High Tg UV monomer)の少なくとも1つを含む。
本発明の好適実施例において、該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマーは、120℃以上のガラス転移温度(Tg)値を有するポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)であり、該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマーは、240℃以上のガラス転移温度(Tg)値を有するトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸トリアクリレート(THEICTA)である。該フレーク状ナノ無機物33の材料は、シリカ(SIO)、酸化アルミニウム(AL)、窒化ケイ素(SI)、窒酸化ケイ素(SIO)、窒酸化アルミニウム(ALO)のうちの1つを含む。本実施例において、該第1重量パーセントの値が50%〜70%の間であり、該第2重量%の値が30%〜50%の間であり、該フレーク状ナノ無機物33の該硬質層中の重量パーセントの値は、5%〜15%の間である。
本発明のポリマープラスチックフロントパネル30の硬質層31の表面ハードコーディング層(HC)の組成中に含まれる有機無機混合紫外線オリゴマーは、ポリマープラスチックフロントパネル30の光学接着剤(OCA)貼合面は、高い高度、高い耐摩耗性を有する。さらに、硬質層31のHC組成に含まれる高Tg(120℃以上)の紫外線弾性オリゴマー又は高Tgモノマー(240℃)は、ポリマープラスチックフロントパネル30の貼合面に高い耐衝撃性、高い柔軟性、及び高温状態での安定性を提供し、高温環境試験又は高温高湿環境試験時の気室スペースを減少させ、ポリマー細孔を減少させ、従って、ガス透過性を低減させることができる。本発明のポリマープラスチックフロントパネル30の動作環境温度は、ポリマー材料のTg点(ガラス転移温度)に近い時、ポリマー材料の気孔率が増加し、湿気が進入を招く。一般的に車両用に要求される環境試験温度は、最高で90℃であり、材料のTgが90℃以下又は90℃に近づく場合、90℃の作業温度に達する時、ポリマーセグメントが軟化し、気孔率が増加し、水蒸気がより浸透しやすくなり、湿気を遮断することができなくなる。硬質層31の塗料32に含まれる樹脂配合材料のTgを120℃以上とすることで、この問題を回避することができる。
また、硬質層31のHC組成に含まれる層状に分散し、且つフレーク状を呈するナノ無機物(無機物質、無機材料)33は、ポリマープラスチックフロントパネル30の貼合面に極めて低いガス透過性を提供し、高い透明性及び低ヘイズを維持させる。該ナノスケールナノ無機物33は、硬質層31中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成することができ、高温、高温、高湿、高温低温の熱衝撃等の自動車業界の過酷な環境試験時におけるポリマープラスチックシートのオーバーフローガスの拡散を抑制し、オーバーフローガスが光学接着剤貼合層へ進入することを回避し、環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を解決し、従来技術の様々な欠陥を確実且つ有効に改善する。
図5を参照して説明すると、図5は本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法の一実施例のフロー図である。本発明のポリマープラスチックフロントパネル30の製法は、以下のステップを含む。
ステップ51:プラスチック基板及び硬質層塗料を提供する。図4に示す実施例のように、本発明のポリマープラスチックフロントパネルのプラスチック基板は、貼合面と操作面とを有する。該硬質層塗料は、第1重量パーセントの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)、第2重量パーセントの高いガラス転移温度(TG)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物、複数の分散したフレーク状ナノ無機物、光重合開始剤(Photo Initiator)、及び揮発性溶剤が混合されてなる液体塗料を含む。実施例では、下記ステップ52が行われる前に、該プラスチック基板の操作面に予め保護層が形成されている。ただし、他の実施例において、下記ステップ52の実行前、該プラスチック基板の操作面に保護層が形成されておらず、ステップ53の終了後に更に保護層を該プラスチック基板の操作面に形成するステップを行う。
ステップ52:HC技術により液体の該硬質層塗料を該プラスチック基板の該貼合面全体に塗布する。
ステップ53:該硬質層塗料を硬化して硬質層を該プラスチック基板の貼合面に形成する。前記硬化過程は、ベーキング又は遠赤外線(IR)プロセスによって該硬化塗料に含まれる溶剤を揮発させ、特定波長の紫外線(UV)によって該硬質層塗料を照射し、そのうちの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー及び紫外線硬化型樹脂添加物を硬化させる。硬化過程において、溶剤がゆっくりと揮発するので、複数の分散したフレーク状ナノ無機物は、重力や流体力学的な影響を受け、該硬質層中にランダムに分布して水平平行方向に分散し、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物は、不連続な層状分散ガスバリア層を形成することができる。これにより、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物からなる不連続層状分散ガスバリア層を含む硬質層を該プラスチック基板の該貼合面に形成することができる。
図6及び図7A〜図7Cに示すよう、それは、それぞれ本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における前記硬質層塗料の製法の一実施例のフロー図、及びそのうち幾つかの異なるステップの説明図である。本実施例において、該硬質層塗料の製法は、以下のステップを含む。
ステップ511:キャリア61上に無機物層62を形成する。図7Aに示すように、本発明の好適実施例において、該キャリアプレート61は、ガラスキャリアプレート61であり、且つガラスキャリアプレート61の表面には、離型膜611が設けられる。真空スパッタリング法により該離型膜611上に無機材料をメッキして、該離型膜の表面に一枚の該無機物層62を形成する。該無機物の材料は、シリカ(SIO)、酸化アルミニウム(AL)、窒化ケイ素(SI)、窒酸化ケイ素(SIO)、窒酸化アルミニウム(ALO)のうちの1つを含む。本実施例において、該無機物の材料は、アルミナであることが好ましい。
ステップ512:該無機物層62がキャリアプレート61から離間し、複数の微小な無機物断片621となる。図7Bに示すように、一枚の該無機材料層62は、振動や叩打によって破砕され、キャリアプレート61の離型膜611から離脱して該複数の微小な無機物断片621となる。このステップにおいて、得られる複数の微小な無機物断片621は、不規則な形状で鋭利なエッジを有するが、各無機物片621の大きさは、差異が大きくない。
ステップ513:該複数の微小な無機物片621を滑らかにして分散処理し、該複数の微小な無機物断片621を該複数の分散したフレーク状ナノ無機物(材料)622に形成させる。図7Bに示すように、このステップにおいて、ナノ分散装置63により該複数の微小な無機物断片621を混合して攪拌することにより、該複数の微小な無機物断片621を互いに接触させてその鋭利なエッジを徐々に滑らかにし、それぞれ分散させ、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物622に形成する。
図7Cに示すように、ステップ513に記載されているように該複数の微小な無機物断片を滑らかにし、分散処理が完了した後、各分散された該フレーク状ナノ無機物622は、厚さ(t)、縦幅(w1)及び横幅(w2)を有し、該厚さ(t)、該縦幅(w1)及び該横幅(w2)の三者の測定方向は、相互に垂直であり、w1≧w2≧tである。該厚さ(t)は、0.1nmから50nmの間であり、該縦幅(w1)は、100nm〜1000nmの間であり、且つ該横幅及び該縦幅の比値(w2/w1)は0.01〜1の間である。本発明の好適実施例において、10nm≦t≦30nm、300nm≦w1≦800nm、0.1≦(w2/w1)≦1である時、より好ましい効果が得られる。
ステップ514:該複数の分散したフレーク状ナノ無機物622を該有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー、該紫外線硬化型樹脂添加物、該光重合開始剤及び揮発性溶剤を含む溶液に添加し、該硬質層塗料を構成する。本実施例において、該有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーは、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾルゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)を含む。該紫外線硬化型樹脂添加物のガラス転移温度(Tg)値が120℃以上である。また、該紫外線硬化型樹脂添加物は、高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマー(High Tg UV oligomer)、又は該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマー(High Tg UV monomer)の少なくとも1つを含む。
本発明の好適実施例において、該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマーは、120℃以上のガラス転移温度(Tg)値を有するポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)である。該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマーは、240℃以上のガラス転移温度(Tg)値を有するトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリサミンアクリレート(THEICTA)である。ここで、該第1重量パーセントの値は50%〜70%の間であり、該第2重量パーセントの値は、30%〜50%の間であり、該フレーク状ナノ無機物の該硬質層中の重量パーセントの比の値は、5%〜15%の間であり、該光重合開始剤の重量パーセントの値は、約5%である。
図8A〜図8Cを参照して説明すると、それぞれ本発明のポリマープラスチックフロントパネルの製法における該硬質層塗料を硬化させて硬質層を形成する硬化過程中の幾つかの異なる段階の説明図である。図6に示すように、ステップ52に記載するような液体の該硬質層塗料32を該プラスチック基板11の該貼合面全体上に塗布する時、初めは図8Aに示すように、プラスチック基板11の貼合面に塗布した該硬質層塗料32は、液体を呈し、且つ該硬質層塗料32に含まれる溶剤量は、依然として多いので厚さは相対して厚くなる。この段階では、該ハードコート層32に含まれる複数の分散したフレーク状ナノ無機物33は、指向性がない乱雑な分布を示す。
次に、図8Bに示すように、ベーキングや遠赤外線(IR)プロセスによって該硬質塗料32に含まれる溶剤が徐々に揮発する時、該硬質層塗料は、ゆっくり硬化しつつ厚さもゆっくり薄くなるので、該硬質層塗料32に含まれるフレーク状ナノ無機物33は、重力や流体力学の影響を受けるため、徐々にランダムに分布して水平平行方向に該硬質層31中に分散する。
最後に、硬化過程の完成後、図8Cに示すように、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物33は、硬化後の該硬質層31中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成することができる。このような不連続な層状分散ガスバリア層構造は、その「層状」且つ「水平平行分散」のためのフレーク状ナノ無機物33は、図2に示すような連続ガスバリア層の亀裂のない状態時に近い良好なガスバリア効果を提供することができ、且つこれらのフレーク状ナノ無機物33は「不連続」な層状配列及び堆積であるので、高温、高温高湿、高温低温冷熱衝撃などの過酷な自動車産業の環境試験条件下でも亀裂を発生せず、ポリマープラスチックシート材のオーバーフローガスの拡散を有効に低減し、オーバーフローガスが光学接着剤貼合層に入ることを回避し、環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を解決し、前述の従来技術が有する様々な欠陥を確実且つ有効に改善することができる。
図1〜図4に示すような各従来技術のフロントパネル構造及び本発明のフロントパネル構造によれば、異なる樹脂配合及び固形成分割合からなる複数のサンプルを組み合わせて用い、自動車産業のような環境試験条件で試験を行った後、表1及び表2に示すような結果を得ることができる。表1は、サンプル番号Sample1〜Sample11及び比較例1の計12個のサンプルを挙げており、それぞれ樹脂配合と固形成分割合の情報を含む。表2は、表1に示した複数の異なるサンプルを用いて環境試験後に得られた性能試験結果の比較表を列挙している。
下表1において、
組成A欄の値は、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾルゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)とを含む有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)が硬質層中に占める重量パーセントである。
組成B欄の値は、高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマー(High Tg UV oligomer)、例えば、ポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)、又は高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマー(High Tg UV monomer)、例えば、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリサミンアクリレート(THEICTA)が硬質層中に占める重量パーセントを示す。
組成C欄の値は、複数の分散した球状無機ナノガスバリア粒子(Spherical Inorganic Nano Gas Barrier Particles)、例えば、球状ナノアルミナ(Spherical Nano Al)の重量パーセントである。
組成D欄の値は、複数の分散したフレーク状ナノ無機物(Laminar Inorganic Nano Particles)、例えば、フレーク状ナノアルミナ(Laminar Nano Al)の重量パーセントを示す。
組成Eの欄の値は、光重合開始剤(Photo Initiator)の重量百分率である。
比較例1のサンプルは、図2に示した従来技術のように、真空プロセスにより単層連続式全面ガスバリア層をプラスチック基板の貼合面の硬質層上に形成した。
下記表1から分かるように、硬質層を構成する主な材料は成分A及び成分Bであるので、成分C、D、Eは、添加物である。したがって、実際には、硬質層の樹脂配合物中の固形成分割合を計算する時、成分Aと成分Bの両者の重量パーセントの合計を100%としてその成分割合を計算し、成分C、D、Eの量は、別途その重量パーセントを計算した。
以下の表1から分かるように、比較例1のサンプルが図2に示す従来の技術のように、真空プロセスで単層連続式全面ガスバリア層をプラスチック基板の貼合面の硬質層上に形成する以外に、サンプルSample1〜Sample5は、図1に示す従来技術のように、如何なるガスバリア構造も設置せず、サンプルSample6〜Sample8は、図3に示す従来技術のように、硬質層中に球状無機ナノガスバリア粒子を添加し、サンプルSample9〜Sample11は、図4に示すような本発明の技術は、硬質層中にフレーク状ナノ無機物を添加した。
Figure 0006759407
Figure 0006759407
上記の表2に出現するマークが表す意味は以下である。
◎:優良Excellent、○:良好Good 、△:普通Normal、X:失敗Fail;又は、
◎:観察される気泡無しNo Bubble Observed 、○:少数の小さな気泡有りFew Small Bubbles 、△:幾つかの大きな気泡Some Big Bubbles 、X:貼合失敗Lamination Failure。
上表2に用いられた検出方法の説明:
1.鉛筆硬度試験:Mitsubishi硬度試験専用鉛筆、荷重750g、材料表面に異なる鉛筆硬度の滑動試験を実施し、スクラッチがない場合、該表面の硬度(規格:JISK5600)として定義した。
2.落下ボール衝撃試験:130gのステンレスボールで自由落下体の落下試験を実施し、材料表面がどれだけの高さに耐えることができるか耐衝撃性を評価した。(規範:出願人自ら設定)。
3.初期密着性/沸騰水ボイル:クロスカット試験(Cross Cut Test)後、3Mテープを剥がし、材料の表面剥離状態により密着性の優劣を判定した。また、沸騰水でボイルした後、上記試験を行って沸騰水ボイル後の密着性の優劣を判断した(規格:ASTM D3002、上表2においての5B、3B、0BはASTM D3002を基準に、密着性の優劣を判定するための比較単位である)。
4.表面スクラッチ性:タッチ製品使用における耐ネイルスクラッチ性をシミュレーションした(規格:出願人自ら設定)。試験結果のマークの意味は、次のとおりである。◎:Excellentスクラッチ無し、○:Good極軽微なスクラッチ(スクラッチ3本内)、△:Normal軽微なスクラッチ(スクラッチ3〜5本)、X:Fail深刻なスクラッチ(スクラッチ>5本)。
5.柔軟性試験:半径10mmの円柱の周りに材料を貼付し、たわみ後の外観の変化を観察した(規格:ASTMD522)。試験結果のマークの意味は、次のとおりである。◎:Excellentクラック無し、○:Good極軽微なクラック(クラック3本内)、△:Normal軽微なクラック(クラック3〜5本)、X:Fail深刻なクラック(クラック>5本)。
6.光学接着剤(OCA)貼合環境試験:材料がOCAにより硬質層に接着された後、環境試験後に貼合面の気泡又は貼合の離脱があるかを観察した(規格:出願人自ら設定)。試験結果のマークの意味は、次のとおりである。それは様々なループ試験にかけられて、リング試験後に貼合面から気泡があるか又は離れているかどうかを観察する。注文する。試験結果の意味は次の通りである。
◎:No Bubble Observed気泡無し、○:Few Small Bubbles少数の小さな気泡、△:Some Big Bubbles幾つかの大きな気泡、X:Lamination Failure貼合離脱。
上記の表1及び2から分かるように、本発明技術に従って製造されたサンプルSample9、Sample10、及びSample11が最良の試験結果を得た。本発明ポリマープラスチックフロントパネルは、有機無機混合の高いガラス転移温度(Glass Transition Temperature;Tg)を有する紫外線オリゴマー及び複数のナノスケールのフレーク状無機酸化物の添加を用い、高い表面ダイン値(>44ダイン)を有するガスバリア層質層を、フロントパネルと光学接着剤との貼合面側に形成することができる。
良好なインク印刷適性と光学接着剤貼合性を有するだけでなく、該ナノスケールフレーク状無機酸化物により硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成することができ、高温、高温高湿、高温低温冷熱衝撃等の過酷な自動車産業の環境試験時のポリマープラスチックシート材のオーバーフローガスのガス拡散を抑制し、オーバーフローガスの光学接着剤貼合層への進入を回避し、環境試験後の気泡及び層間剥離の問題を解決することができる。
ここで、該硬質層の樹脂配合に含まれる固形成分の重量割合において、有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーの重量パーセントは、50%〜70%以下の間であり、高いガラス転移温度(Tg)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物の重量パーセントの値は、30%〜50%の間であり、フレーク状ナノ無機物の重量パーセントの値は、5%〜15%の間であり、光重合開始剤の重量パーセントは約5%である。出願人の既存のポリマー材料配合、塗料配合及び精密塗装技術を使用して、上記サンプルSample9、Sample10、及びSample11のような自動車産業の過酷な耐候性規格を満たすことができるポリマープラスチックフロントパネルを製造することが可能である。
上記の実施例は、本発明の応用可能範囲を制限するものではなく、本発明の保護範囲は、本発明の特許請求の範囲内に定義する技術精神及びその均等の変化に含まれる範囲を主とするものである。
10、10a フロントパネル
11 プラスチック基板
12 保護層
13 硬質層
14 ガスバリア層
21 インク
22 光学接着剤
23 タッチパネル
210 硬質層
211 樹脂材料
212 球状ナノガスバリア粒子
30 フロントパネル
31 硬質層
32 塗料
33 フレーク状ナノ無機物
51〜53、511〜514 ステップ
61 キャリアプレート
611 離型膜
62 無機物層
621 無機物断片
622 フレーク状ナノ無機物
63 ナノ分散装置

Claims (10)

  1. タッチパネルに貼合させることができ、
    操作面及び貼合面を有するプラスチック基板と、
    該操作面上に設置された保護層と、
    該貼合面に設置された硬質層と、
    を含むポリマープラスチックフロントパネルであって、
    該硬質層は、
    第1重量パーセントの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)と、第2重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物と、複数の分散したフレーク状ナノ無機物と、光重合開始剤(Photo Initiator)とが混合されてなるものを含み、且つ該複数の分散したフレーク状ナノ無機物が、該硬質層中にランダムに分布されて水平平行方向に分散され、該硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を構成することを特徴とするポリマープラスチックフロントパネル。
  2. 前記有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーは、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾル−ゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)とを含み、
    該紫外線硬化型樹脂添加物は、ガラス転移温度(Tg)値が120℃以上であり、且つ、該紫外線硬化型樹脂添加物は、高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマー(High Tg UV oligomer)、又は高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマー(High Tg UV monomer)の少なくとも1つを含み、
    フレーク状ナノ無機物の材料は、シリカ(SIO)、酸化アルミニウム(AL)、窒化ケイ素(SI)、窒酸化ケイ素(SIO)、窒酸化アルミニウム(ALO)のうちの1つを含み、
    該プラスチック基板は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)シート材、ポリカーボネート(PC)シート材、PMMA/PC二層複合シート材、又はPMMA/PC/PMMA三層複合シート材のうち1つを含み、
    且つ、該ポリマープラスチックフロントパネルの該硬質層の表面は、インク層を印刷させ、光学接着剤を塗布して該タッチパネルに貼合する表面に接着させることができる請求項1に記載のポリマープラスチックフロントパネル。
  3. 前記高いガラス転移温度を有する紫外線硬化型オリゴマーは、ガラス転移温度(Tg)値が120℃以上であるポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)であり、
    前記高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマーは、ガラス転移温度(Tg)値が240℃以上であるトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリサミンアクリレート(THEICTA)である請求項2に記載のポリマープラスチックフロントパネル。
  4. 前記フレーク状ナノ無機物は、厚さ(t)、縦幅(w1)、横幅(w2)を有し、該厚さ(t)、該縦幅(w1)及び該横幅(w2)の三者の測定方向は、互いに垂直であり、且つw1≧w2≧tであり、該厚さ(t)は、0.1nm〜50nmの間であり、該縦幅(w1)は、100nmから1000nmの間であり、該横幅と該縦幅の比値(w2/w1)は、0.01から1の間であり、
    該第1重量パーセントの値は、50%〜70%の間であり、該第2重量パーセントの値は、30%〜50%の間であり、該フレーク状ナノ無機物の該硬質層中の重量パーセントの値は、5%〜15%の間である請求項1に記載のポリマープラスチックフロントパネル。
  5. 10nm≦t≦30nm、300nm≦w1≦800nm、0.1≦(w2/w1)≦1である請求項4に記載のポリマープラスチックフロントパネル。
  6. 以下のステップを含むポリマープラスチックフロントパネルの製法。
    ステップ(A):プラスチック基板及び硬質層塗料を提供し、該プラスチック基板は貼合面を有し、ここで、該硬質層塗料は、第1重量パーセントの有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー(Organic-Inorganic hybrid UV Oligomer)、第2重量パーセントの高いガラス転移温度(Tg)値を有する紫外線硬化型樹脂添加物と、複数の分散したフレーク状ナノ無機と、光重合開始剤(Photo Initiator)とが混合されてなるものを含み、
    ステップ(B):該プラスチック基板の貼合面に該硬質層塗料を塗布し、
    ステップ(C):該硬質層塗料を硬化させて硬質層を該プラスチック基板の該貼合面に形成し、ここで、硬化過程において、複数の分散したフレーク状ナノ無機物が重力及び流体力学の影響を受け、ランダムに分布して水平平行方向に該硬質層中に分散し、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物に、硬化後の該硬質層中に不連続な層状分散ガスバリア層を形成させることができる。
  7. ステップ(A)に記載の該硬質層塗料の製法が、以下のステップを含む請求項6に記載のポリマープラスチックフロントパネルの製法。
    ステップ(A1):キャリアプレート上に無機物層を形成し、
    ステップ(A2):該無機物層を該キャリアプレートから離脱させ、複数の微小な無機物断片に形成し、
    ステップ(A3):該複数の微小な無機物断片を滑らかにして分散処理し、該複数の微小な無機物断片を該複数の分散したフレーク状ナノ無機物に形成し、
    ステップ(A4):該複数の分散したフレーク状ナノ無機物を該有機無機混合紫外線硬化型オリゴマー、該紫外線硬化型樹脂添加物及び該光重合開始剤を含む溶液に加え、該硬質層塗料を構成する。
  8. ステップ(A1)において、該キャリアプレートは、ガラスキャリアプレートであり、該ガラスキャリアプレートの表面には離型膜が設けられ、該離型膜に真空スパッタリング法により無機材料をメッキし、一枚の該無機物層を該離型膜の表面に形成し、
    ステップ(A2)において、一枚の該無機物層を破砕して該キャリアプレートから離脱し、該複数の微小な無機物断片に形成し、
    ステップ(A3)において、該複数の微小な無機微断片をナノ分散装置で攪拌し、該複数の無機微断片のエッジを滑らかにし、それぞれ分散させて、該複数の分散したフレーク状ナノ無機物に形成する、
    請求項7に記載のポリマープラスチックフロントパネルの製法。
  9. 前記有機無機混合紫外線硬化型オリゴマーは、ポリウレタン樹脂(Polyurethane resin)とゾル−ゲルシリカ混合物(sol-gel silica hybrid)とを含み、
    該紫外線硬化型樹脂添加物は、ガラス転移温度(Tg)値が120℃以上であり、且つ、該紫外線硬化型樹脂添加物は、高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型オリゴマー(High Tg UV oligomer)、又は高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマー(High Tg UV monomer)の少なくとも1つを含み、
    フレーク状ナノ無機の材料は、シリカ(SIO)、酸化アルミニウム(AL)、窒化ケイ素(SI)、窒酸化ケイ素(SIO)、窒酸化アルミニウム(ALO)のうちの1つを含み、
    前記高いガラス転移温度を有する紫外線硬化型オリゴマーは、ガラス転移温度(Tg)値が120℃以上であるポリウレタンアクリレート(Polyurethane acrylate)であり、
    該高いガラス転移温度値を有する紫外線硬化型モノマーは、ガラス転移温度(Tg)値が240℃以上であるトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリサミンアクリレート(THEICTA)であり、
    該プラスチック基板は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)シート材、ポリカーボネート(PC)シート材、PMMA/PC二層複合シート材、又はPMMA/PC/PMMA三層複合シート材のうち1つを含み、
    且つ、該ポリマープラスチックフロントパネルの該硬質層の表面は、インク層を印刷させ、光学接着剤を塗布してタッチパネルに貼合する表面に接着させることができる、
    請求項6に記載のポリマープラスチックフロントパネルの製法。
  10. 前記フレーク状ナノ無機物は、厚さ(t)、縦幅(w1)、横幅(w2)を有し、該厚さ(t)、該縦幅(w1)及び該横幅(w2)の三者の測定方向は、互いに垂直であり、且つw1≧w2≧tであり、該厚さ(t)は、0.1nm〜50nmの間であり、該縦幅(w1)は、100nmから1000nmの間であり、該横幅と該縦幅の比値(w2/w1)は、0.01から1の間であり、
    該第1重量パーセントの値は、50%〜70%の間であり、該第2重量パーセントの値は、30%〜50%の間であり、該フレーク状ナノ無機物の硬質層中の重量パーセントの値は、5%〜15%の間である、
    請求項6に記載のポリマープラスチックフロントパネルの製法。
JP2019075798A 2019-01-08 2019-04-11 ポリマープラスチックフロントパネルとその製法 Active JP6759407B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108100686A TWI708680B (zh) 2019-01-08 2019-01-08 高分子塑膠前面板及其製法
TW108100686 2019-01-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020113237A JP2020113237A (ja) 2020-07-27
JP6759407B2 true JP6759407B2 (ja) 2020-09-23

Family

ID=71404143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019075798A Active JP6759407B2 (ja) 2019-01-08 2019-04-11 ポリマープラスチックフロントパネルとその製法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20200215572A1 (ja)
JP (1) JP6759407B2 (ja)
CN (1) CN111423611B (ja)
TW (1) TWI708680B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022044426A1 (ja) * 2020-08-25 2022-03-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 カバーレンズおよびそれを用いたタッチセンサ
CN112525464B (zh) * 2020-11-20 2024-02-20 汕尾天贸新能源科技有限公司 一种维持电池加工后铝塑膜表面达因值不变的测试方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4116710A (en) * 1973-10-24 1978-09-26 The Dow Chemical Company Metallic particulate
US6863851B2 (en) * 1998-10-23 2005-03-08 Avery Dennison Corporation Process for making angstrom scale and high aspect functional platelets
JP3295877B2 (ja) * 1999-07-19 2002-06-24 大日本印刷株式会社 耐摩耗性化粧材
JP2004103292A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Fuji Photo Film Co Ltd 複層フィルム
US7678199B2 (en) * 2006-09-06 2010-03-16 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning method
WO2009154042A1 (ja) * 2008-06-18 2009-12-23 東洋紡績株式会社 成型用ハードコートフィルム
CN101941353B (zh) * 2009-07-10 2013-01-02 颖台科技股份有限公司 光固化复合树脂的膜片制作方法
US9085711B1 (en) * 2009-08-12 2015-07-21 Topasol, LLC Product and process for low gloss coating
US20110057359A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-10 Hsin Yuan Chen Manufacturing method for an article of photo-curing compose resin
CN101818483B (zh) * 2010-04-19 2011-08-10 海盐华帅特塑料电器有限公司 透明pmma复合隔音屏障板及其制备方法
CN102464903A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 颖台科技股份有限公司 具有可塑性之塑料薄膜及其应用于模内装饰的制作方法
CN102061127B (zh) * 2011-02-17 2013-03-27 上海衡峰氟碳材料有限公司 可uv固化的纳米无机/有机杂化涂料及其制备方法和应用
JP2013099918A (ja) * 2011-08-30 2013-05-23 Fujifilm Corp 積層フィルム、および、積層フィルムを用いたハードコートフィルム
WO2013175910A1 (ja) * 2012-05-21 2013-11-28 リンテック株式会社 ガスバリア積層体、およびガスバリア積層体の製造方法
JP2015231667A (ja) * 2012-09-27 2015-12-24 富士フイルム株式会社 機能性フィルム
CN103213365B (zh) * 2013-04-25 2015-11-18 无锡市中星工业胶带有限公司 一种用于光学显示屏幕的防刮伤pc薄膜及其制备方法
JP5994746B2 (ja) * 2013-05-31 2016-09-21 コニカミノルタ株式会社 ハードコートフィルム、偏光板およびタッチパネル付き液晶表示装置
TWI574836B (zh) * 2014-10-29 2017-03-21 財團法人工業技術研究院 阻氣複合膜
US10596796B2 (en) * 2014-11-19 2020-03-24 Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd. Decorating laminated film for three-dimensional molded article, production method thereof, and three-dimensional decorating method
CN107249871B (zh) * 2015-02-23 2021-07-13 日涂汽车涂料有限公司 真空成型用三维成型品装饰用层积膜、其制造方法和三维成型品装饰方法
JP6747426B2 (ja) * 2015-02-25 2020-08-26 コニカミノルタ株式会社 ガスバリア性フィルム
JPWO2017033665A1 (ja) * 2015-08-21 2018-06-07 コニカミノルタ株式会社 ガスバリアー性フィルムとその製造方法、及び光学フィルム
JP2017178992A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 東亞合成株式会社 プラスチック製フィルム又はシート用活性エネルギー線硬化型粘接着剤組成物及び積層体の製造方法
CN106497170A (zh) * 2016-11-09 2017-03-15 广州慧谷工程材料有限公司 用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的uv光固化涂料及制备
WO2018179458A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 リンテック株式会社 ガスバリア性積層体、及び封止体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020113237A (ja) 2020-07-27
US20240050984A1 (en) 2024-02-15
CN111423611A (zh) 2020-07-17
US20200215572A1 (en) 2020-07-09
TWI708680B (zh) 2020-11-01
CN111423611B (zh) 2022-10-21
TW202026160A (zh) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107405901B (zh) 防眩性硬涂层层叠膜
JP3679976B2 (ja) ディスプレイ用貼着フィルム
CN109130410B (zh) 硬涂层层合膜及其生产方法
WO2016035527A1 (ja) 車両用ガラス物品
TWI720065B (zh) 硬化塗佈層積薄膜、硬化塗佈層積薄膜之製造方法、及影像顯示裝置
JP5979026B2 (ja) 成形同時加飾用転写フィルム
US20170010709A1 (en) Double-sided transparent conductive film and touch panel
KR20170064103A (ko) 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치 및 커버 윈도우의 제조 방법
KR20110037622A (ko) 디스플레이 보호용 양면 하드코팅 필름
JP2012092314A (ja) 粘着剤層付き樹脂フィルム、積層フィルムおよびタッチ
KR20120106603A (ko) 투명 도전성 필름 및 터치 패널
KR20100091118A (ko) 터치 패널용 적층 압출 수지판 및 터치 패널용 표면 도포판
US20240050984A1 (en) Polymer Plastic Front Plate And Method For Manufacturing The Same
JP2007030307A (ja) 透明性シート
JP7268006B2 (ja) 反射防止板
TW201231569A (en) Coating solution for forming transparent coated film and substrate with the transparent coated film
WO2014062652A1 (en) Vehicle member
KR20130018475A (ko) 적층체
JP6719919B2 (ja) ハードコート積層フィルム
JP2008040232A (ja) 透明性シート
JP6146833B1 (ja) 防眩性ハードコート積層フィルム
JP2004268374A (ja) 化粧シート及び化粧材
JP7270698B2 (ja) 防眩性ハードコート積層フィルム
WO2014091835A1 (ja) ハードコートフィルム
JP6599789B2 (ja) ハードコート積層フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200721

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200825

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6759407

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250