JP6930425B2 - 光硬化性樹脂組成物、遮光用塗料、及び硬化物 - Google Patents
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Description
発明者らは、特定の光透過率を有する塗料又は特定の光透過率を有する着色剤を含有する塗料を用いることにより、ガラス基材を保護することが可能であり、また、光漏れを減少させることが可能であることを見出し、種々の実施形態を含む本発明を完成させるに至った。
一実施形態によれば、光硬化性樹脂組成物は、ガラス基材の端部の少なくとも一部を保護するために用いられ、硬化のために照射される光のピーク波長の透過率(以下、「照射光透過率」ともいう。)と、可視光の平均透過率(以下、「可視光透過率」ともいう。)とが、特定の関係又は特定の範囲にある組成物である。
また、一実施形態によれば、光硬化性樹脂組成物は、ガラス基材の端部の少なくとも一部を保護するために用いられ、少なくとも重合性不飽和基を有する単量体、アクリル系化合物、及び着色剤を含有し、前記着色剤が、照射光透過率と可視光透過率とについて、特定の関係又は特定の範囲を有する組成物である。
ガラス基材を洗浄後、一方の面に光硬化性樹脂組成物を滴下し、ガラス棒で引き延ばすことで塗布層(厚さ150μm)を形成する。塗布層に光を照射し、硬化させ、硬化物層(厚さ150μm)を得る。このときの照射強度及び総照射量は、例えば、150mW/cm2、1,000mJ/cm2とできる。その後、硬化物層がガラス基材上に形成された状態で、硬化物層の照射光透過率(すなわち、硬化物層とガラス基材との積層体の照射光透過率)を、可視紫外分光光度計を用いて測定する。
光硬化性樹脂組成物の可視光の平均透過率は、例えば、前記硬化物層を用いて、以下の方法により行う。
前記と同様に、硬化物層がガラス基材上に形成された状態で、波長400〜700nmの範囲の光に対し、1nm間隔で、硬化物層の透過率(硬化物層とガラス基材との積層体の透過率)を、可視紫外分光光度計を用いて測定する。得られた各値の平均値を求め、可視光の平均透過率とする。
また、一実施形態において、光硬化性樹脂組成物は、好ましくは、照射光透過率が60%以上であり、かつ、可視光透過率が50%以下である。照射光透過率が60%未満、又は、可視光透過率が50%を超えると、端部の保護と遮光性との両立が困難である場合がある。照射光透過率は、より好ましくは65%以上であり、更に好ましくは70%以上である。可視光透過率は、より好ましくは45%以下であり、更に好ましくは40%以下である。
光硬化性樹脂組成物の波長365nmの光の透過率も、照射光透過率と同様の方法により測定できる。
また、一例において、(E)着色剤は、好ましくは、照射光透過率が60%以上であり、かつ、可視光透過率が50%以下である着色剤を含む。照射光透過率が60%未満、又は、可視光透過率が50%を超えると、端部の保護と遮光性との両立が困難である場合がある。
(E)着色剤の光透過率の測定方法については後述する。
((A)重合性不飽和基を有する単量体)
(A)単量体が有する重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基(エテニル基)、エチニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基等の炭素−炭素二重結合を有する基が挙げられる。(A)単量体は、好ましくは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する。(A)単量体は、分子内に重合性不飽和基を少なくとも1個有する。
(B)アクリル系化合物は、(メタ)アクリロイル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を少なくとも1個有する化合物である。例えば、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物を例示できる。(B)アクリル系化合物としては、後述する(C)リン酸化合物とは異なる化合物が使用される。
(C)リン酸化合物は、リン酸基及びリン酸エステル基から選択されるいずれか少なくとも1種と、少なくとも1種の重合性不飽和基とを有する化合物である。(C)リン酸化合物が有する重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基(エテニル基)、エチニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基等の炭素−炭素二重結合を有する基が挙げられる。(C)リン酸化合物は、好ましくは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する。
(C)リン酸化合物は、エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート及び/又はプロピレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレートであることが好ましく、エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレートであることがより好ましい。
(D)光重合開始剤には、増感剤と呼ばれるものも包含される。(D)光重合開始剤の具体例としては、アクリジン;分子内に少なくとも1つのアクリジニル基を有するアクリジン系化合物;ベンゾフェノン;N,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)等のN,N−テトラアルキル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、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ノン−1、(1−ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルメタノン等の芳香族ケトン;アルキルアントラキノン等のキノン類;ベンゾイルアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン;アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;N−フェニルグリシン;N−フェニルグリシン誘導体;クマリン系化合物;オニウム塩などが挙げられる。好ましくは芳香族ケトンが用いられる。
(E)着色剤としては、例えば、硬化に用いられる光に対する吸収が小さい着色剤を使用する。(E)着色剤として、染料及び顔料が挙げられるが、均一な光硬化性樹脂組成物を得る観点からは、好ましくは染料が用いられ、より好ましくは、(A)単量体に溶解する染料が用いられる。
50mLビーカーに、(A)単量体10mL(温度25℃)を加え、さらに、染料10mg(固形分質量)を加え、ガラス棒を用いて1分間、撹拌する。撹拌後、目視で、染料の固形物が確認できない場合、当該染料は、(A)単量体に溶解するものと判断する。
また、一実施形態において、(E)着色剤として、照射光透過率が60%以上であり、かつ、可視光透過率が50%以下である着色剤を用いる。照射光透過率は、より好ましくは65%以上であり、更に好ましくは70%以上である。可視光透過率は、より好ましくは45%以下であり、更に好ましくは40%以下である。
(E)着色剤が溶解することが確認されている溶媒100質量部に対し、(E)着色剤0.1質量部を添加し、着色剤溶液を得る。得られた着色剤溶液を用い、可視紫外分光光度計(例えば、株式会社島津製作所製「UV−2400PC」)にて、硬化のために照射される光のピーク波長における透過率を測定する。分解波長は1nmとし、300〜780nmの範囲にて測定する。
(E)着色剤が溶媒に溶解することは、上記の「染料が(A)単量体に溶解すること」と同じ方法によって確認できる。
(E)着色剤の波長365nmの光の透過率も、照射光透過率と同様の方法により測定できる。
前記と同様に調製した着色剤溶液を用い、分光測色計(例えば、株式会社コニカミノルタ製「CM−3700A」)にて400〜700nmの波長範囲について1nm毎に透過率を測定する。得られた各値の平均値を求め、平均透過率とする。
光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて様々な添加剤を含有してもよい。添加剤として、例えば、カップリング剤等の密着性向上剤、重合禁止剤、光安定剤、消泡剤、フィラー、酸化防止剤、連鎖移動剤、チキソトロピー付与剤、可塑剤、難燃剤、離型剤、界面活性剤、滑剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤として、公知の添加剤を使用できる。添加剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
消泡剤としては、シリコーン系オイル、フッ素系オイル、ポリカルボン酸系ポリマー等が挙げられる。
一実施形態によれば、光硬化性樹脂組成物は、(A)単量体、(B)アクリル系化合物、及び(E)着色剤、並びに、必要に応じて(C)リン酸化合物、(D)光重合開始剤、及び/又は添加剤を、撹拌により混合することによって製造できる。撹拌は、撹拌子、撹拌羽根等を用いた公知の方法により行えばよい。撹拌時の温度は、(E)着色剤を十分に溶解させることが可能な温度であることが好ましく、例えば、60〜90℃とできる。
一実施形態は、前記光硬化性樹脂組成物を用いた遮光用塗料に関する。遮光用塗料は、少なくとも(A)単量体、(B)アクリル系化合物、及び(E)着色剤を含有し、必要に応じて(C)リン酸化合物、(D)光重合開始剤、及び/又は添加剤を含有してもよい。
一実施形態は、前記光硬化性樹脂組成物又は前記遮光用塗料を硬化させて得られる硬化物に関する。硬化物は、ガラス基材の端部の少なくとも一部に設けられ、可視光を遮光するために用いられる。硬化物の可視光の平均透過率は、好ましくは50%以下であり、より好ましくは45%以下であり、更に好ましくは40%以下である。硬化物の可視光の平均透過率は、上述した光硬化性樹脂組成物についての測定方法に従い、後述する硬化物の最大厚さt方向に対して測定する。
一実施形態は、端部の少なくとも一部が、前記硬化物により遮光されたガラス基材に関する。ガラス基材の材質は特に限定されない。ガラスとしては、無アルカリガラス、低アルカリガラス、アルカリガラス、石英ガラスなどが挙げられる。イオン交換法により、化学強化されたガラス基材であってもよい。
一実施形態は、前記ガラス基材を備えた表示装置に関する。ガラス基材は、表示装置の表示部に用いられる。表示装置として、例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)が挙げられ、具体的には、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機エレクトロルミネッセンスパネル(OELP)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、陰極線管(CRT)、電子ペーパー等が挙げられる。
一実施形態は、前記ガラス基材を備えた携帯端末に関する。ガラス基材は、携帯端末の表示部に用いられる。携帯端末としては、携帯電話機、スマートフォン、パソコン、電子辞書、電卓、ゲーム機等が挙げられる。
(A−1)成分としてイソボルニルアクリレート37.8質量部、(A−2)成分としてアクリロイルモルホリン4.2質量部、(B)成分としてウレタンアクリレート系化合物(根上工業株式会社製アートレジン「UN−904」29質量部及び「UN−6060S」29質量部)58質量部、(C)成分としてエチレンオキサイド変性リン酸ジメタクリレート0.5質量部、(D)成分として(1−ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルメタノン10質量部、(E)成分として着色剤1(オリエント化学工業株式会社製「elixa Black850」)0.8質量部を、60℃で加熱しながら撹拌し、光硬化性樹脂組成物1を得た。
着色剤1を着色剤2(オリエント化学工業株式会社製「OLIENT0101」)に変更した以外は実施例1と同様にして、光硬化性樹脂組成物2を得た。
50mLビーカーに、(A)単量体10mL(温度25℃、イソボルニルアクリレートとアクリロイルモルホリンの質量比37.8:4.2)を加え、さらに、着色剤10mg(固形分質量)を加え、ガラス棒を用いて1分間、撹拌した。撹拌後、目視で、着色剤の固形物を確認できなかった。
溶媒100質量部に対し、着色剤0.1質量部を添加し、着色剤溶液を得た。得られた着色剤溶液を用い、可視紫外分光光度計(株式会社島津製作所製「UV−2400PC」)にて透過率を測定した。分解波長は1nmとし、波長365nmの透過率を測定した。
結果を表1及び図3に示す。
ソーダガラス(フロートガラス)を、アセトンを染み込ませた不織布(旭化成せんい株式会社製「ベンコット」)でよく拭き、試験用ガラス基材とした。ガラス基材の一方の面にテープを貼り付け、ガイドを形成した。ガイドを形成した面に光硬化性樹脂組成物を滴下し、ガラス棒で引き伸ばすことで、塗布層を形成した。塗布層の厚さは150μmであった。
次いで、UV照射装置(アイグラフィックス株式会社製、光源からの放射強度が最大となる波長365nm)を用いて塗布層の硬化を行った。照射出力は照度計(ウシオ電機株式会社製)にて測定し、照射強度150mW/cm2で総照射量が1,000mJ/cm2になるように照射して、硬化物層付きガラス基材を得た。硬化物層の厚さは150μmであった。
上記ガラス基材について、可視紫外分光光度計(株式会社島津製作所製「UV−2400PC」)を用い、波長365nmの透過率を測定したところ、60%以上であった。
スマートフォンを模したガラス基板(60mm×120mm、厚み0.55mm)の端面に対し、ディスペンサー装置を用いて光硬化性樹脂組成物を塗布した。塗布後、紫外線照射装置(ピーク波長365nm、1,000mJ/cm2)を用いて光硬化性樹脂組成物の硬化を行い、保護膜(硬化物)を形成した。
得られたガラス基板は、接触及び衝撃に対する耐性が向上しており、また、保護膜は十分な遮光効果を有していた。
2 ガラス基材の側面
3 ガラス基材の端部
4 硬化物
t 硬化物の最大厚さ
Claims (14)
- ガラス基材の端部の少なくとも一部を保護するために用いられ、
波長365nmの光の透過率が、可視光の平均透過率よりも10%以上高く、
硬化のために照射される光のピーク波長の透過率が、可視光の平均透過率よりも10%
以上高く、
(C)重合性不飽和基を有するリン酸化合物を含有する、光硬化性樹脂組成物。 - ガラス基材の端部の少なくとも一部を保護するために用いられ、
波長365nmの光の透過率が60%以上であり、かつ、可視光の平均透過率が50%
以下であり、
硬化のために照射される光のピーク波長の透過率が60%以上であり、かつ、可視光の
平均透過率が50%以下であり、
(C)重合性不飽和基を有するリン酸化合物を含有する、光硬化性樹脂組成物。 - (A)重合性不飽和基を有する単量体を含有する、請求項1又は2に記載の光硬化性樹
脂組成物。 - (B)アクリル系化合物を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性樹脂組
成物。 - 前記(C)重合性不飽和基を有するリン酸化合物が、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- (D)光重合開始剤を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物
。 - (E)着色剤を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を用いた、遮光用塗料。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物又は請求項8に記載の遮光用塗料
を硬化させて得た、硬化物。 - 請求項9に記載の硬化物により端部の少なくとも一部が遮光された、ガラス基材。
- 請求項10に記載のガラス基材を備えた、表示装置。
- 請求項10に記載のガラス基材を備えた、携帯端末。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物又は請求項8に記載の遮光用塗料
を、光照射により硬化させる工程を含む、硬化物の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物又は請求項8に記載の遮光用塗料
を、ガラス基材の端部の少なくとも一部に塗布し、塗布膜を形成する工程、及び、前記塗
布膜を、光照射により硬化させ、保護膜を形成する工程を含む、遮光されたガラス基材の
製造方法。
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