JPWO2013011970A1 - 透光性硬質基板積層体の製造方法及び透光性硬質基板貼り合わせ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、環境汚染を発生させることなく固着剤の回収及び処理が容易となる。」(段落0007)ことが記載されている。
1)第一の透光性硬質基板を準備する工程と、
2)第二の透光性硬質基板を準備する工程と、
3)第一の透光性硬質基板の第一の面及び/又は第二の透光性硬質基板の第一の面に、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)単官能(メタ)アクリレート、及び(C)光重合開始剤を含有する光硬化性の固着剤を塗布する工程と、
4)第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面とを予め定めた面方向の位置関係で両面が平行となるように対向させる工程と、
5)前記位置関係を維持しながら、第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面に所定の圧力を印加して、両透光性硬質基板を貼り合わせる工程と、
6)所定の圧力を印可しながら両透光性硬質基板に挟まれて広がっている固着剤全体を硬化するための光を照射して、透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
7)前記透光性硬質基板積層体を第一の透光性硬質基板に見立てて、工程1)〜6)を少なくとも1回繰り返し、少なくとも3枚の透光性硬質基板が貼り合わせられた透光性硬質基板積層体を形成する工程と
を含む透光性硬質基板積層体の製造方法である。
5’)工程6)よりも低エネルギーの光を両透光性硬質基板に挟まれて広がっている固着剤の全体もしくは一部に照射して、仮留め透光性硬質基板積層体を形成する工程、
を更に含んでも良い。
8)上記の透光性硬質基板積層体の製造方法を用いて得られた透光性硬質基板積層体を厚み方向に分割し、所望の数の分割された透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
9)分割された透光性硬質基板積層体それぞれに対して所望の形状加工を行う工程と、
10)形状加工後の透光性硬質基板積層体を加熱することで貼り合わせられていた透光性硬質基板同士を剥離し、複数の板状製品を形成する工程と、
を含む板状製品の製造方法である。
上側の透光性硬質基板を真空吸着するための吸引孔を有し、上側の透光性硬質基板を保持するための上側ステージと、
上側ステージをZ軸方向に移動させることのできるプレスユニットと、
前記吸引孔に吸引力を与える吸引ユニットと、
下側の透光性硬質基板を保持するための下側ステージと、
下側ステージをX軸方向、Y軸方向及びθ軸方向に移動させる手段と、
上側の透光性硬質基板の下面及び下側の透光性硬質基板の上面のいずれか又は両方に、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)単官能(メタ)アクリレート、及び(C)光重合開始剤を含有する光硬化性の固着剤を塗布するための手段と、
下側の透光性硬質基板全面に向かって下方から光を照射するための光照射部と、
を備えた透光性硬質基板貼り合わせ装置である。
固着剤が粒状物質を含有することで、固着剤の厚みを一定にすることができるため、加工精度が向上する。また、固着剤成分と粒状物質の線膨張係数の違いにより、後に剥離するときの剥離性も向上する。
本発明に係る透光性硬質基板貼り合わせ装置の更に別の一実施形態においては、前記固着剤は二剤型の組成物であり、第一剤に少なくとも(F)有機過酸化物を含有し、第二剤に少なくとも(G)分解促進剤を含有する。
本発明に係る透光性硬質基板積層体の製造方法の第一実施形態においては、
1)第一の透光性硬質基板を準備する工程と、
2)第二の透光性硬質基板を準備する工程と、
3)第一の透光性硬質基板の第一の面及び/又は第二の透光性硬質基板の第一の面に、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)単官能(メタ)アクリレート、及び(C)光重合開始剤を含有する光硬化性の固着剤を塗布する工程と、
4)第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面とを予め定めた面方向の位置関係で両面が平行となるように対向させる工程と、
5)前記位置関係を維持しながら、第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面に所定の圧力を印加して、両透光性硬質基板を貼り合わせる工程と、
6)前記圧力を維持したまま、両透光性硬質基板に挟まれて広がっている固着剤全体を硬化するための光を照射して、透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
7)前記透光性硬質基板積層体を第一の透光性硬質基板に見立てて、工程1)〜6)を少なくとも1回繰り返し、少なくとも3枚の透光性硬質基板が貼り合わせられた透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
が実行される。
剥離性と寸法精度の観点からより好ましい平均粒径(D50)は35μm〜150μmであり、更に好ましくは50μm〜120μmである。粒径分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定される。
有機過酸化物としてハイドロパーオキサイド類やケトンパーオキサイド類のものを使用する場合、分解促進剤としては、有機酸金属塩や有機金属キレート等が挙げられる。有機酸金属塩や有機金属キレートとしては、例えば、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸マンガン、オクテン酸コバルト、オクテン酸銅、オクテン酸マンガン、オクチル酸コバルト、銅アセチルアセトネート、チタンアセチルアセトネート、マンガンアセチルアセトネート、クロムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート、バナジルアセチルアセトネート及びコバルトアセチルアセトネート等が挙げられる。これらの中では、オクチル酸コバルト及び/又はバナジルアセチルアセトネートが好ましく、オクチル酸コバルトが最も好ましい。その他の分解促進剤としては、チオ尿素誘導体類、メルカプトベンゾイミダゾール、アミン類等が挙げられる。これらの(D)分解促進剤は、1種又は2種以上を使用することができる。
本発明に係る透光性硬質基板積層体の製造方法においては、複数の工程を並行して実施してもよい。本発明に係る透光性硬質基板積層体の製造方法の一実施形態においては、同時に透光性硬質基板積層体の作製作業を行い、一つの工程を終えた後に続いて、次の工程に製造中の透光性硬質基板を移行し一つの工程を連続して続けることにより、複数の透光性硬質基板積層体を同時に並行して製造可能になり、かつ、効率的に製造可能にある。例えば5つの透光性硬質基板積層体を同時に製造するには、工程1)〜3)、工程4)、工程5)、工程5’)、工程6)工程のそれぞれの工程で1つずつ透光性硬質基板の作製を同時に並行して行い、それぞれの工程が終わった後、続いて次の工程に移行し、一つの工程としては連続的に続けることで効率的に透光性硬質基板を作製可能となる。
上記の透光性硬質基板積層体の製造方法によって得られた透光性硬質基板積層体から板状製品を製造することができる。
本発明に係る透光性硬質基板貼り合わせ装置の例について説明する。本発明に係る透光性硬質基板貼り合わせ装置は、基板の貼り合わせと接着を同時に実施するために使用される。本発明を使用して得られた透光性硬質基板積層体に更に基板を貼り合わせることで、多数の透光性硬質基板からなる透光性硬質基板積層体を製造することができる。この透光性硬質基板積層体は厚み方向に分割し、所望の数の分割された透光性硬質基板積層体を形成することができる。分割された透光性硬質基板積層体それぞれに対して所望の形状加工を行い、形状加工後の透光性硬質基板積層体を加熱(例:温水浸漬)することで貼り合わせられていた透光性硬質基板同士を剥離し、複数の板状製品を形成することができる。
上側及び下側の透光性硬質基板(26、27)に固着剤(28、29)を塗布後、上側ステージ12をプレスユニット13により降下させて二枚の透光性硬質基板(26、27)を加圧して貼り合わせると、上側及び下側の透光性硬質基板に挟まれた固着剤(28、29)は加圧により透光性硬質基板全面に広がる。加圧状態を維持しながら、紫外線照射ユニット16から紫外線が固着剤に向けて照射される(図11)。これにより、固着剤が硬化して二枚の透光性硬質基板(26、27)が接着する。
光硬化性の固着剤(I)は、下記の(A)〜(E)の成分を混合して作製した。
(B)単官能(メタ)アクリレートとして、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−140」、以下「M−140」と略す)45質量部、フェノールエチレンオキサイド2モル変性アクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−101A」)25質量部、
(C)光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF社製「IRGACURE651」)、以下「BDK」と略す)10質量部、
(D)粒状物質として平均粒径100μmの球状架橋ポリスチレン粒子(ガンツ化成社製「GS−100S」)1質量部、
(E)重合禁止剤として2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)(住友化学社製「スミライザーMDP−S」、以下「MDP」と略す)0.1質量部
(B)単官能(メタ)アクリレートとして、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−5700」、以下「M−5700」と略す)35質量部、フェノールエチレンオキサイド2モル変性アクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−101A」)20質量部、
(C)光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF社製「IRGACURE651」)、以下「BDK」と略す)10質量部、
(D)粒状物質として平均粒径100μmの球状架橋ポリスチレン粒子(ガンツ化成社製「GS−100S」)1質量部、
(E)重合禁止剤として2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)(住友化学社製「スミライザーMDP−S」、以下「MDP」と略す)0.1質量部
(B)単官能(メタ)アクリレートとして、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−140」、以下「M−140」と略す)45質量部、フェノールエチレンオキサイド2モル変性アクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−101A」)25質量部、
(C)光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF社製「IRGACURE651」)、以下「BDK」と略す)10質量部、
(D)粒状物質として平均粒径100μmの球状架橋ポリスチレン粒子(ガンツ化成社製「GS−100S」)1質量部、
(E)重合禁止剤として2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)(住友化学社製「スミライザーMDP−S」、以下「MDP」と略す)0.1質量部
(F)有機過酸化物としてクメンハイドロパーオキサイド(日本油脂社製「パークミルH」、以下「CHP」と略す)2質量部
<第二剤>(A)多官能(メタ)アクリレートとして、日本合成社製「UV-3000B」(ウレタンアクリレート、以下「UV−3000B」と略す、重量平均分子量15000)15質量部、ジシクロペンタニルジアクリレート(日本化薬社製「KAYARADR−684」、以下「R−684」と略す)15質量部、
(B)単官能(メタ)アクリレートとして、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−140」、以下「M−140」と略す)45質量部、フェノールエチレンオキサイド2モル変性アクリレート(東亜合成社製「アロニックスM−101A」)25質量部、
(C)光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF社製「IRGACURE651」)、以下「BDK」と略す)10質量部、
(D)粒状物質として平均粒径100μmの球状架橋ポリスチレン粒子(ガンツ化成社製「GS−100S」)1質量部、
(E)重合禁止剤として2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)(住友化学社製「スミライザーMDP−S」、以下「MDP」と略す)0.1質量部
(G)分解促進剤としてオクチル酸コバルト(神東塗料株式会社製「オクチル酸コバルト」、以下「Oct−Co」と略す)2質量部
(1)引張せん断接着強さ(接着強さ):JISK 6850に従い測定した。具体的には被着材として耐熱パイレックス(登録商標)ガラス(25mm×25mm×2.0mm)を用いた。接着部位を直径8mmとして、作製した固着剤にて、2枚の耐熱パイレックス(登録商標)ガラスを貼り合わせ、無電極放電ランプを使用したフュージョン社製硬化装置により、365nmの波長の積算光量2000mJ/cm2の条件にて硬化させ、引張せん断接着強さ試験片を作製した。作製した試験片は、万能試験機を使用して、温度23℃、湿度50%の環境下、引張速度10mm/minで引張せん断接着強さを測定した。
(2)剥離試験(80℃温水剥離時間):上記耐熱パイレックス(登録商標)ガラスに固着剤を塗布し、支持体として青板ガラス(150mm×150mm×厚さ1.7mm)に貼り合わせた以外は上記と同様な条件で作製した固着剤を硬化させ、剥離試験体を作製した。得られた試験体を、温水(80℃)に浸漬し、耐熱パイレックス(登録商標)ガラスが剥離する時間を測定した。
(3)切断試験片10個の裏面片の欠けの最大幅、切断試験片10個の裏面片の欠けの最大幅の標準偏差:固着剤(I)と固着剤(II)と固着剤(III)をそれぞれ用いて、縦150mm×横150mm×厚さ2mmの板状耐熱パイレックス(登録商標)ガラスと、剥離試験で用いた青板ガラス(ダミーガラスとして使用)とを、上記と同様に接着硬化させた。この接着試験体の耐熱パイレックス(登録商標)ガラス部分のみをダイシング装置を使用して10mm角に切断した。切断中に耐熱パイレックス(登録商標)ガラスの脱落は発生せず、良好な加工性を示した。耐熱パイレックス(登録商標)ガラス部分のみを切断した接着試験体を80℃の温水に浸漬して剥離した。また、その剥離した切断試験片を無作為に10個取り出し、その切断試験片の裏面(固着剤で仮固定した面)の各片を、光学顕微鏡を用いて観察し、ガラスが欠けている箇所の最大幅(ガラス裏面に平行な面方向への稜線からの距離)を測定し、その平均値と標準偏差を求めた。
11 架台
12 上側ステージ
13 プレスユニット
14 吸引ユニット
15 吸引孔
16 紫外線照射ユニット
17 下側ステージ
18 下側ステージ移動手段
19 サイドクランプ
20 下側基板用塗布ユニット
21 上側基板用塗布ユニット
22 撮像ユニット
23 電装ユニット
24 下側基板
25 上側基板
31 透光性硬質基板
32 固着剤
33 回転ブラシ
Claims (33)
- 1)第一の透光性硬質基板を準備する工程と、
2)第二の透光性硬質基板を準備する工程と、
3)第一の透光性硬質基板の第一の面及び/又は第二の透光性硬質基板の第一の面に、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)単官能(メタ)アクリレート、及び(C)光重合開始剤を含有する光硬化性の固着剤を塗布する工程と、
4)第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面とを予め定めた面方向の位置関係で両面が平行となるように対向させる工程と、
5)前記位置関係を維持しながら、第一の透光性硬質基板の第一の面と第二の透光性硬質基板の第一の面に所定の圧力を印加して、両透光性硬質基板を貼り合わせる工程と、
6)所定の圧力を印可しながら、両透光性硬質基板に挟まれて広がっている固着剤全体を硬化するための光を照射して、透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
7)前記透光性硬質基板積層体を第一の透光性硬質基板に見立てて、工程1)〜6)を少なくとも1回繰り返し、少なくとも3枚の透光性硬質基板が貼り合わせられた透光性硬質基板積層体を形成する工程と
を含む透光性硬質基板積層体の製造方法。 - 工程6)は、第二の透光性硬質基板の表面に向かって光を照射することにより行う請求項1記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 工程5)と工程6)の間に、
5’)工程6)よりも低エネルギーの光を両透光性硬質基板に挟まれて広がっている固着剤の全体もしくは一部に照射して、仮留め透光性硬質基板積層体を形成する工程を実施する請求項1又は2に記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。 - 各透光性硬質基板の表面に位置合わせのための目印が付されており、工程4)はこれを撮像装置で撮像しながら位置調整を行うことを含む請求項1〜3の何れか一項に記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 各透光性硬質基板の表面には透光性硬質基板製品の機能の一つを奏するための所定の印刷パターン及び/又はめっきパターンが付されている請求項1〜4の何れか一項に記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 前記固着剤は粒状物質を含有する請求項1〜5何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 工程6)における光の照射量は、365nmの受光器を使用した積算照度計で測定して、30mJ/cm2〜4000mJ/cm2の範囲である請求項1〜6何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 透光性硬質基板が板ガラスである請求項1〜7何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 8)請求項1〜8何れか一項記載の方法を用いて得られた透光性硬質基板積層体を厚み方向に分割し、所望の数の分割された透光性硬質基板積層体を形成する工程と、
9)分割された透光性硬質基板積層体それぞれに対して所望の形状加工を行う工程と、
10)形状加工後の透光性硬質基板積層体を加熱することで貼り合わせられていた透光性硬質基板同士を剥離し、複数の板状製品を形成する工程と、
を含む板状製品の製造方法。 - 工程8)と工程9)の間に、分割された透光性硬質基板積層体を、各透光性硬質基板に挟まれた固着剤外縁の露出部分の接着力を低下させるのに必要な温度及び時間条件で、剥離剤に接触させる工程を更に含む請求項9記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤が溶剤、酸化剤、及び界面活性剤から選択される一種又は二種以上を含有する請求項10記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤が水、アルコール類、酸化剤、及び界面活性剤から選択される一種又は二種以上を含有する請求項10記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤が水とアルコール類と界面活性剤を30〜50:30〜50:5〜20の質量比で含有する請求項10記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤がベンジルアルコールを含有する請求項10〜13何れか一項記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤がアニオン系界面活性剤を含有する請求項10〜14何れか一項記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤がスルホン酸型界面活性剤を含有する請求項15記載の板状製品の製造方法。
- 剥離剤の液温が50℃以下であり、剥離剤に接触させる時間が1〜20分である請求項10〜16何れか一項記載の板状製品の製造方法。
- (A)多官能(メタ)アクリレートが、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー/ポリマー及び/又は2官能(メタ)アクリレートモノマーを含有する請求項1〜8何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチル(メタ)アクリレート及び2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群のうちの1種以上を含有する請求項1〜8、18何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート及び2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチル(メタ)アクリレートを含有する請求項1〜8、18何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート及び2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートを含有する請求項1〜8、18何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 前記固着剤が二剤型の組成物であり、第一剤に少なくとも(F)有機過酸化物を含有し、第二剤に少なくとも(G)分解促進剤を含有する請求項1〜8、18〜21何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 複数の工程を並行して実施する請求項1〜8、18〜22何れか一項記載の透光性硬質基板積層体の製造方法。
- 上側の透光性硬質基板を真空吸着するための吸引孔を有し、上側の透光性硬質基板を保持するための上側ステージと、
上側ステージをZ軸方向に移動させることのできるプレスユニットと、
前記吸引孔に吸引力を与える吸引ユニットと、
下側の透光性硬質基板を保持するための下側ステージと、
下側ステージをX軸方向、Y軸方向及びθ軸方向に移動させる手段と、
上側の透光性硬質基板の下面及び下側の透光性硬質基板の上面のいずれか又は両方に、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)単官能(メタ)アクリレート、及び(C)光重合開始剤を含有する光硬化性の固着剤を塗布するための手段と、
下側の透光性硬質基板全面に向かって下方から光を照射するための光照射部と、
を備えた透光性硬質基板貼り合わせ装置。 - 上側及び下側の透光性硬質基板の表面に設けられたアライメントマークを撮像する撮像ユニットと、撮像結果に基づいて上側及び下側の表面に設けられたアライメントマークの位置ずれ度合いを検出する画像処理ユニットと、検出された位置ずれ度合いに基づいて前記下側ステージ移動手段を制御する制御ユニットとを更に備えた請求項24記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- 上側ステージ及び/又は下側ステージに保持される透光性硬質基板は2枚以上の透光性硬質基板の積層体である請求項24又は25記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- 固着剤を塗布するための手段は、粒状物質を含有する固着剤を塗布する請求項24〜26何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- 透光性硬質基板が板ガラスである請求項24〜27何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- (A)多官能(メタ)アクリレートが、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー/ポリマー及び/又は2官能(メタ)アクリレートモノマーを含有する請求項24〜28何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート、2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチル(メタ)アクリレート及び2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群のうちの1種以上を含有する請求項24〜29何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート及び2−(1,2−シクロヘキサカルボキシイミド)エチル(メタ)アクリレートを含有する請求項24〜30何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- (B)単官能(メタ)アクリレートが、フェノールエチレンオキサイド2モル変性(メタ)アクリレート及び2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートを含有する請求項24〜31何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
- 前記固着剤は二剤型の組成物であり、第一剤に少なくとも(F)有機過酸化物を含有し、第二剤に少なくとも(G)分解促進剤を含有する請求項24〜32何れか一項記載の透光性硬質基板貼り合わせ装置。
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