KR101514355B1 - 경화 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 기재의 표면에 경화성 수지 조성물을 도공하는 제 1 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재의 각 표면에 형성된 경화성 수지 조성물층끼리를 접합하여 접착시키는 제 2 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 제 3 공정을 갖는 경화 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 가열/냉각시의 휘어짐 등의 변형을 억제한 액정 표시 장치용, 유기 EL 표시 장치용 플라스틱 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 디스플레이용 기판 또는 태양 전지용 기판에 적합하게 사용할 수 있는 필름이 얻어진다.

Description

경화 필름 및 그 제조 방법{CURED FILM AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 경화 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한 상세하게는 성형시에 휘어짐 등의 변형 발생량이 적고, 투명성이 우수한 경화 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치용 표시 소자 기판, 컬러필터 기판, 태양 전지용 기판 등으로서는 유리가 널리 사용되고 있다. 그러나 유리 기판은 깨지기 쉽고, 구부러지지 않으며, 비중이 커 경량화에 적합하지 않다는 등의 이유로 최근 그 대체로서 플라스틱 소재가 검토되고 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리에테르술폰 등의 열가소성 수지로 이루어지는 기판이 제안되어 있다(예를 들면 일본 특허 공개 2007-268711호 공보; 특허문헌 1).
그러나, 이들 종래의 유리 대체용 플라스틱 소재는 고온으로 유지하거나, 가열 처리했을 경우에 열변형되어 버리는 경우가 있었다. 열변형의 억제 방법으로서 수지 필름의 적어도 한쪽 면에 무기 미립자층을 적층하는 방법이 제안되어 있다. (예를 들면 일본 특허 공개 2006-347054호 공보; 특허문헌 2).
특허문헌 2의 실시예에 기재되어 있는 열변형은 열수축/열팽창을 가리키고 있고, 그 온도 범위도 100℃ 이하이며, 그 이상의 온도에서는 유리전이온도에 도달하기 때문에 더욱 팽창할 가능성이 높다. 또한, 최근의 표시 기판용 필름에 요구되는 온도는 200℃ 이상으로 높아져 있기 때문에 종래의 방법으로는 열수축/열팽창이나 휘어짐 등의 변형이 발생해 버린다.
한편, 종래의 경화성 수지 필름의 제조 방법은 기재 필름에 액상 경화성 수지 조성물을 도공하고, 용제를 함유하는 경우는 가열 건조한 후에 가열 및/또는 광을 조사시켜서 경화시키는 방법이다. 그러나, 상기 종래의 방법에서는 경화성 수지 조성물층의 기재측과 표면측에서 가열시의 팽창/냉각시의 수축 정도에 미묘한 차이가 생긴다. 그 차이에 의해 가열/냉각시에 휘어짐 등의 변형이 발생한다.
일본 특허 공개 2007-268711호 공보 일본 특허 공개 2006-347054호 공보
본 발명의 과제는 가열/냉각시의 휘어짐 등의 변형이 적고, 투명성이 우수한 액정 표시 장치용, 유기 EL 표시 장치용 플라스틱 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 디스플레이용 기판 또는 태양 전지용 기판에 적합하게 사용할 수 있는 경화 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 2개의 기재에 각각 경화성 수지 조성물을 도공하고, 각각의 경화성 수지 조성물층을 접합하여 접착시켜 경화시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 구체적으로는 이하의 [1]~[20]의 실시 형태를 포함한다.
[1] 제 1 및 제 2 기재의 표면에 경화성 수지 조성물을 도공하여 경화성 수지 조성물층을 형성하는 제 1 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재의 각 표면에 형성된 경화성 수지 조성물층끼리를 접합하여 접착시키는 제 2 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 제 3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[2] [1]에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물이 휘발성 용제 및/또는 반응성 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[3] [1]에 있어서, 상기 제 1 공정과 제 2 공정 사이에 상기 경화성 수지 조성물층을 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[4] [1]에 있어서, 상기 제 3 공정 후에 상기 경화성 수지 조성물 경화층을 상기 제 1 및 제 2 기재로부터 박리하는 제 4 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물이 알릴에스테르 수지, (메타)아크릴 수지, 및 비닐에스테르 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[6] [5]에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물이 지방족 쇄상 구조 및/또는 지방족 환상 구조를 갖는 경화성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[7] [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물이 층상 무기 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[8] [7]에 있어서, 상기 층상 무기 화합물이 합성 스멕타이트인 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[9] [8]에 있어서, 상기 합성 스멕타이트가 라우릴트리메틸암모늄 양이온, 스테아릴트리메틸암모늄 양이온, 트리옥틸메틸암모늄 양이온, 디스테아릴디메틸암모늄 양이온, 디수소화우지디메틸암모늄 양이온, 디스테아릴디벤질암모늄 양이온, 및 N-폴리옥시에틸렌-N-라우릴-N,N-디메틸암모늄 양이온의 1종 이상으로부터 선택되는 양이온을 층 사이에 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[10] [8] 또는 [9]에 있어서, 상기 합성 스멕타이트의 말단 수산기가 표면 개질제에 의해 처리된 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[11] [10]에 있어서, 상기 표면 개질제가 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 글리시딜 화합물, 이소시아네이트 화합물, 카르복실산류, 및 알코올류로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[12] [1]에 있어서, 상기 경화가 전자선(EB) 조사, 자외선(UV) 조사, 적외선(IR) 조사, 및 가열 중 적어도 하나에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[13] [12]에 있어서, 상기 전자선(EB), 자외선(UV), 적외선(IR)을 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층에 제 1 및 제 2 기재측으로부터 대략 동등한 광량으로 조사하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[14] [12]에 있어서, 상기 가열에 의한 경화가 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층에 제 1 및 제 2 기재측으로부터 대략 동등한 열량을 가하여 행하여지는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
[15] 상기 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 경화 필름.
[16] [15]에 있어서, 50~250℃에서의 면 방향의 평균 선팽창계수가 30ppm/℃ 이하이고, 또한 100㎛ 두께에서의 전광선 투과율이 85% 이상인 것을 특징으로 하는 경화 필름.
[17] 상기 [15] 또는 [16]에 기재된 경화 필름에 투명 도전막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
[18] 상기 [15] 또는 [16]에 기재된 경화 필름을 기재로 하는 것을 특징으로 하는표시 장치.
[19] [18]에 있어서, 상기 표시 장치가 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 또는 전자 페이퍼인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
[20] 상기 [15] 또는 [16]에 기재된 경화 필름을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 기판.
(발명의 효과)
종래의 플라스틱 필름에서는 가열/냉각시의 변형이 크다고 하는 문제가 있었지만, 본 발명의 경화성 수지 필름의 제조 방법에 의하면 열변형이 적은 필름을 제공할 수 있기 때문에 플렉서블 디스플레이나 태양 전지용 기판으로서 적합하다.
본원 발명의 경화 필름이란, 경화성 수지를 함유하는 경화성 수지 조성물을 경화시켜서 얻어지는 필름을 가리키고, 경화성 수지 조성물은 그 이외에 반응성 모노머, 층상 무기 화합물, 경화제, 첨가제, 용제를 함유할 수 있다.
본 발명의 경화 필름의 제조 방법은 제 1 및 제 2 기재의 표면에 경화성 수지 조성물을 도공하는 제 1 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재의 각 표면에 형성된 경화성 수지 조성물층끼리를 접합하여 접착시키는 제 2 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 제 3 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 경화성 수지 필름의 투명성은 전광선 투과율로 평가한다. 본 발명의 필름은 100㎛ 두께에서의 전광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈값이 5% 이하인 것을 말한다. 단, 전광선 투과율은 90% 이상인 것이 보다 바람직하고, 헤이즈값은 3% 이하인 것이 보다 바람직하다. 헤이즈값이 5%보다 크면 투과광이 굴절되어 선명함이 부족하다. 전광선 투과율은 JIS K-7361-1, 헤이즈값은 JIS K-7136에 준거해서 측정된 값이다.
본 발명에 있어서의 필름은 그 형상은 한정되지 않지만, 필름, 필름 형상의 성형물이 특히 적합하다. 두께가 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것을 필름, 두께가 200㎛보다 크고 5000㎛ 이하인 것을 시트, 두께가 5000㎛보다 큰 것을 판으로 표현하지만, 본 명세서에서는 이후 필름, 필름 두께에 관계없이 필름으로 표현한다.
[경화성 수지 조성물]
본 발명에 있어서의 경화성 수지 조성물은 경화성 수지 단독 및/또는 경화성 수지를 주성분으로 한 혼합물을 가리킨다. 이하에 경화성 수지 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.
[경화성 수지]
본 발명에 있어서, 경화성 수지란 에폭시 수지로 대표되는 가열이나 광선의 조사에 의해 경화되는 수지를 가리킨다. 예를 들면, 알릴에스테르 수지, (메타)아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 경화성 수지는 고체이어도 액체이어도 상관없다. 고체일 경우에는 융해시켜서 도공할 수도 있지만 기재에 도공하기 위해서 용제나 반응성 희석 모노머로 용해함으로써 액체 형상으로 할 수 있는 것이 바람직하다.
경화성 수지 중에서 특히 투명성이 높고 착색이 적은 알릴에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, (메타)아크릴 수지가 바람직하다.
[알릴에스테르 수지]
알릴에스테르 수지는 알릴기 또는 메탈릴기[이후, 이 양자를 합쳐 (메타)알릴기라고 하는 경우가 있다.]와 에스테르 구조를 갖는 화합물을 함유한다.
(메타)알릴기와 에스테르 구조를 갖는 화합물은 (1) (메타)알릴기 및 수산기를 함유하는 화합물(여기에서는 알릴알코올로 총칭한다)과 카르복실기를 함유하는 화합물의 에스테르화 반응, (2) (메타)알릴기 및 카르복실기를 함유하는 화합물과 수산기를 함유하는 화합물의 에스테르화 반응, 또는 (3) 알릴알코올과 디카르복실산으로 이루어지는 에스테르 화합물과 다가 알코올의 에스테르 교환 반응에 의해 얻을 수 있다.
상기 (1) 및 (2) 중의 「카르복실기를 함유하는 화합물」이 디카르복실산과 디올의 에스테르 올리고머일 경우에는 말단만 알릴알코올과의 에스테르로 할 수도 있다. 또한, (3) 중의 「알릴알코올과 디카르복실산으로 이루어지는 에스테르 화합물」의 구체예로서는 하기 일반식(1)
Figure 112010059733899-pct00001
(식 중 R1 및 R2는 각각 독립적으로 알릴기 또는 메탈릴기를 나타내고, A1은 지환식 구조, 방향환 구조 및 지방족 쇄상 구조 중 적어도 1종의 구조를 갖는 디카르복실산으로부터 유래되는 유기 잔기를 나타낸다.)
로 나타내어지는 화합물 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 화합물을 들 수 있다. 이 화합물은 후술하는 알릴에스테르 올리고머의 원료가 되는 이외에, 반응성 희석제(반응성 모노머)로서 본 발명의 알릴에스테르 수지 조성물에 함유되어도 된다. 일반식(1) 중의 A1은 후술의 일반식(2) 및 (3)에 있어서의 A2, A3과 마찬가지의 것이 바람직하다.
(메타)알릴기와 에스테르 구조를 갖는 화합물로서는 알릴기 및/또는 메탈릴기를 말단기로 하고, 다가 알코올과 디카르복실산으로 형성된 에스테르 구조를 갖는 알릴에스테르 화합물(이하, 이것을 「알릴에스테르 올리고머」라고 기재하는 경우가 있다.)인 것이 바람직하다. 또한, 기타 성분으로서 후술하는 경화제, 반응성 모노머, 첨가제, 기타 라디칼 반응성의 수지 성분 등을 함유해도 된다.
본 발명의 알릴에스테르 올리고머로서는 하기 일반식(2)
Figure 112010059733899-pct00002
(식 중 R3은 알릴기 또는 메탈릴기를 나타내고, A2는 지환식 구조, 방향환 구조 및 지방족 쇄상 구조 중 적어도 1종의 구조를 갖는 디카르복실산으로부터 유래되는 유기 잔기를 나타낸다.)
로 나타내어지는 기를 말단기로서 갖고, 또한 하기 일반식(3)
Figure 112010059733899-pct00003
(식 중 A3은 지환식 구조, 방향환 구조 및 지방족 쇄상 구조 중 적어도 1종의 구조를 갖는 디카르복실산으로부터 유래되는 유기 잔기를 나타내고, X는 다가 알코올로부터 유도된 1종 이상의 유기 잔기를 나타낸다. 단, X는 에스테르 결합에 의해 상기 일반식(2)를 말단기로 하고, 상기 일반식(3)을 구성 단위로 하는 분기 구조를 더 가질 수 있다.)
으로 나타내어지는 구조를 구성 단위로서 갖는 화합물이 바람직하다.
본 발명의 알릴에스테르 올리고머에 있어서, 상기 일반식(2)로 나타내어지는 말단기의 수는 적어도 2개 이상이지만, 상기 일반식(3)에 있어서 X가 분기 구조를 가질 경우에는 3개 이상으로 된다. 이 경우, 각 말단기의 R3도 복수개 존재하게 되지만 이들 각 R3은 반드시 같은 종류가 아니어도 되고, 어떤 말단은 알릴기, 다른 말단은 메탈릴기라고 하는 구조라도 상관없다. 또한, 모든 R3이 알릴기 또는 메탈릴기이어야만 하는 것은 아니고, 경화성을 손상시키지 않는 범위에서 그 일부가 메틸기 또는 에틸기 등의 비중합성 기이어도 된다.
A2로 나타내어지는 구조에 대해서도 마찬가지로 각 말단기에서 달라도 된다. 예를 들면, 어떤 말단의 A2는 벤젠환, 다른 쪽은 시클로헥산환이라고 하는 구조이어도 된다. 일반식(2)에 있어서의 A2는 지환식 구조, 방향환 구조 및 지방족 쇄상 구조 중 적어도 1종의 구조를 갖는 디카르복실산으로부터 유래되는 유기 잔기이다. 디카르복실산으로부터 유래되는 부분은 A2에 인접하는 카르보닐 구조로 나타내어져 있다. 따라서, A2의 부분은 벤젠 골격이나 시클로헥산 골격을 나타낸다. 투명성의 점에서는 방향족 구조를 갖는 카르복실산보다 지환식 구조 또는 지방족 쇄상 구조를 갖는 디카르복실산이 보다 바람직하다.
A2 구조를 유도하는 디카르복실산으로서는 특별히 제한은 없지만, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 디페닐-m,m'-디카르복실산, 디페닐-p,p'-디카르복실산, 벤조페논-4,4'-디카르복실산, p-페닐렌디아세트산, p-카르복시페닐아세트산, 메틸테레프탈산, 테트라클로로프탈산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 2-메틸숙신산, 말레산, 푸말산, 이타콘산, 시트라콘산, 무수 엔딕산 등을 들 수 있다. 이들 디카르복실산 중에서는 지방족 쇄상 구조 또는 지환식 구조를 갖는 디카르복실산이 바람직하고, 예를 들면 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 2-메틸숙신산, 1,4-시클로헥산디카르복실산을 들 수 있다. 또한 지환식 구조를 갖는 디카르복실산이 보다 바람직하고, 예를 들면 1,4-시클로헥산디카르복실산을 들 수 있다.
또한, A2 구조를 유도하는 디카르복실산으로서는 1,4-시클로헥산디카르복실산과 같은 지환식 구조의 것을 사용하면 유연한 성형물이 얻어져, 투명 필름 등으로 성형하기 쉬워진다. 또한, 평판 상 무기 물질의 수지의 분산성도 양호하여 방향족 디카르복실산과 비교하여 투명성이 뛰어나고, 착색이 적은 필름이 얻어진다.
상기 일반식(3)으로 나타내어지는 구조 단위는 알릴에스테르 올리고머 중에 적어도 1개는 필요하지만, 이 구조를 반복해서 알릴에스테르 올리고머 전체의 분자량을 어느 정도 크게 한 편이 적절한 점도가 얻어지므로 작업성이 향상되고, 또한 경화물의 인성도 향상되므로 바람직하다. 그러나, 분자량이 지나치게 커지면 경화물의 가교점간 분자량이 지나치게 커지기 때문에 유리전이온도(Tg)가 저하되어, 내열성이 저하될 우려도 있다. 용도에 따라서 적절한 분자량으로 조정하는 것이 중요하다.
본 발명에서 사용하는 알릴에스테르 수지 조성물은 수평균 입경이 10~300㎚이고, 어스펙트비가 10~300인 층상 무기 화합물을 함유한다. 이 층상 무기 화합물을 함유함으로써 수지 조성물의 투명성을 유지하면서 유리전이온도(Tg)나 선팽창률을 향상시키지만, 알릴에스테르 올리고머의 분자량이 작으면 경화물이 물러지는 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 알릴에스테르 수지 조성물에서는 알릴에스테르 올리고머의 분자량은 약간 높게 설정해 두는 것이 바람직하고, 바람직한 중량 평균 분자량은 500~100,000이고, 더욱 바람직하게는 1,000~50,000이다.
올리고머의 골격으로서는 특별히 제한없이 선택할 수 있다. 직쇄상이고 분자량이 큰 올리고머를 사용하면 비교적 유연하고 인성이 높은 수지가 얻어지는 경향이 있고, 분기를 갖는 올리고머를 선택하면 경도·내열성이 높은 수지를 얻을 수 있다. 양쪽을 혼합해서 적당한 유연성 및 경도를 조정할 수도 있다.
또한, 일반식(3)에 있어서의 A3은 지환식 구조, 방향환 구조 및 지방족 쇄상 구조 중 적어도 1종의 구조를 갖는 디카르복실산으로부터 유래되는 유기 잔기이고, 그 정의 및 바람직한 화합물의 예는 일반식(2)에 있어서의 A2와 마찬가지이다. 일반식(3) 중의 X는 다가 알코올로부터 유도된 1종 이상의 유기 잔기를 나타낸다. 다가 알코올이란 2개 이상의 수산기를 갖는 화합물이고, 바람직하게는 2개의 수산기를 갖는 화합물이다. X 자체는 다가 알코올의 수산기 이외의 골격 부분을 나타낸다. 또한, 다가 알코올 중의 수산기는 적어도 2개가 결합하고 있으면 되기 때문에 원료가 되는 다가 알코올이 3가 이상, 즉 수산기가 3개 이상일 때에는 미반응의 수산기가 남아있어도 된다.
다가 알코올의 구체예로서는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 이소시아누르산의 에틸렌옥사이드 부가체, 펜타에리스리톨, 트리시클로데칸디메탄올, 글리세린, 트리메티롤프로판, 펜타에리스리톨의 에틸렌옥사이드 부가체, D-소르비톨 및 수소화 비스페놀A 등을 들 수 있다.
알릴에스테르 올리고머 중의 일반식(3)으로 나타내어지는 구조 단위로서는 동일 구조 단위가 반복되어 있어도 되지만, 다른 구조 단위가 포함되어 있어도 된다. 즉, 알릴에스테르 올리고머는 공중합 타입이어도 된다. 이 경우, 1개의 알릴에스테르 올리고머에는 수종류의 X가 존재하게 된다. 예를 들면, X의 하나가 프로필렌글리콜 유래의 잔기, 다른 하나의 X가 트리메티롤프로판 유래의 잔기라고 하는 구조이어도 된다. 이 경우, 알릴에스테르 올리고머는 트리메티롤프로판 잔기의 부분에서 분지되게 된다. A3도 마찬가지로 몇 개의 종류가 존재해도 된다. 이하에 R3이 알릴기, A2, A3이 이소프탈산 유래의 잔기, X가 프로필렌글리콜과 트리메티롤프로판인 경우의 구조식의 일례를 나타낸다.
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[비닐에스테르 수지]
비닐에스테르 수지는 에폭시(메타)아크릴레이트라고도 칭해지고, 일반적으로 (1) 에폭시 수지로 대표되는 에폭시 화합물과, (메타)아크릴산 등의 라디칼 중합성의 탄소-탄소 이중 결합(에틸렌성 불포화기)을 갖는 카르복실 화합물의 카르복실기의 개환 반응에 의해 합성되는 에틸렌성 불포화기를 갖는 수지, 또는 (2) 카르복실기를 갖는 화합물과, 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 분자 내에 에폭시기를 갖는 중합성 불포화 화합물의 에폭시기의 개환 반응에 의해 합성되는 중합성 불포화기를 갖는 수지를 가리킨다. 상세하게는 「폴리에스테르 수지 핸드북」, 닛칸코교 신문사, 1988년 발행, 제 336~357쪽 등에 기재되어 있다. 이 비닐에스테르 수지는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.
비닐에스테르 수지는 특별히 한정되지 않지만, 층상 무기 화합물을 사용하는 경우는 지방족 에폭시 화합물로부터 합성되는 비닐에스테르 수지가 바람직하고, 지환식 구조를 갖는 에폭시 화합물로부터 합성되는 비닐에스테르 수지가 보다 바람직하다. 상기 지환식 에폭시 화합물의 예로서는 수소화 비스페놀A형 에폭시 수지, 1,2-시클로헥산디카르복실산 디글리시딜, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트 등의 시클로헥산형, 3-옥사트리시클로[3.2.1.02,4]옥탄-6-카르복실산, 3-옥사트리시클로[3.2.1.02,4]옥토-6-일메틸에스테르 등의 노르보넨형, 7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산, 트리시클로[3.3.1.13,7]데칸-1,3-디일에스테르 등의 아다만탄형 등을 들 수 있다. 이들 중에서 투명성, 인성, 내열성의 점으로부터 수소화 비스페놀A형 에폭시 수지가 보다 바람직하다. 또한, 분자량이 800 이상이면 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 원료인 에폭시 수지의 평균 분자량이 500 미만인 경우라도 숙신산, 아디프산, 도데칸디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산과 같은 디카르복실산을 일부 사용해서 분자량을 크게 해도 상관없다.
비닐에스테르 수지의 제조는 상기 에폭시 화합물과, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물을 반응기에 주입하고, 공기를 불어넣으면서 반응을 행한다. 바람직한 반응 온도는 70~150℃이고, 보다 바람직하게는 80~140℃이다. 70℃보다 낮을 경우에는 반응 시간이 길어져 경제적이지 않다. 150℃보다 높을 경우에는 겔화되는 경우가 많다.
반응 촉매는 첨가하여도 첨가하지 않아도 되지만, 첨가한 편이 반응 시간은 짧아져 경제적이다. 바람직한 촉매로서는 3급 아민계 화합물, 포스핀 화합물, 오늄염 등을 들 수 있다. 3급 아민계 화합물의 구체예로서는 디메틸시클로헥실아민, N,N-디메틸피페라진, 벤질디메틸아민 등을 들 수 있고, 포스핀계 화합물로서는 트리페닐포스핀, 트리톨릴포스핀, 트리시클로헥실포스핀 등을 들 수 있다. 또한 오늄염으로서는 4급 암모늄염이나 4급 포스포늄염 등을 들 수 있고, 4급 암모늄염으로서는 테트라메틸암모늄클로라이드, 테트라부틸암모늄클로라이드, 테트라메틸암모늄브로마이드, 테트라부틸암모늄브로마이드, 데실트리메틸암모늄클로라이드 등을 들 수 있고, 4급 포스포늄염으로서는 테트라페닐포스포늄클로라이드, 벤질트리페닐포스포늄클로라이드, 테트라페닐포스포늄브로마이드, 테트라메틸포스포늄테트라페닐보레이트 등을 들 수 있다. 이들 촉매의 첨가량은 에폭시 수지와 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물의 총 합계 100질량부에 대하여 0.05~3질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~2질량부이다. 0.05질량부 미만에서는 반응 촉진 효과가 나타나지 않고, 3질량부를 초과하면 수지의 착색이 심해져 바람직하지 않다.
[(메타)아크릴 수지]
본 발명에 있어서의 (메타)아크릴 수지는 경화성의 다관능 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 다관능 (메타)아크릴레이트로서는 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6 -헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 디메티롤트리시클로데칸디(메타)아크릴레이트, 폴리부타디엔디(메타)아크릴레이트, 2,2-비스(4-(메타)아크릴로일옥시페닐)프로판 및 2,2-비스(4-(ω-(메타)아크릴로일옥시폴리에톡시)페닐)프로판, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 부가물, 디(메타)아크릴레이트 등의 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판의 에틸렌옥사이드 부가물의 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능의 가교성 모노머, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨의 에틸렌옥사이드 부가물의 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 4관능 이상의 다관능 아크릴레이트를 들 수 있다. 그 이외에, 내부 골격에 우레탄 결합을 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트, 내부 골격에 에스테르 결합을 갖는 폴리에스테르 폴리올의 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
[반응성 모노머]
본 발명의 경화성 수지 조성물에는 경화 속도의 컨트롤, 점도 조정(작업성의 개선), 가교 밀도의 향상, 기능 부가 등을 목적으로 해서 반응성 모노머(「반응성 희석제」라고도 한다.)를 첨가할 수도 있다. 이들 반응성 모노머로서는 특별히 제한은 없고, 여러 가지 것을 사용할 수 있지만 경화성 수지 조성물과 반응시키기 위해서는 비닐기, 알릴기 등의 라디칼 중합성의 탄소-탄소 이중 결합(에틸렌성 불포화기)을 갖는 모노머가 바람직하다. 이러한 모노머로서 1분자 중에 1개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단관능 모노머, 1분자 중에 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 다관능 모노머를 들 수 있다. 이들 반응성 모노머의 바람직한 구체예를 이하에 나타낸다. 또한, 「(메타)아크릴레이트」는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 나타낸다.
단관능 모노머의 예로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 4-t-부틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시메틸(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 지방족 (메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 1-나프틸(메타)아크릴레이트, 플루오로페닐(메타)아크릴레이트, 클로로페닐(메타)아크릴레이트, 시아노페닐(메타)아크릴레이트, 메톡시페닐(메타)아크릴레이트 및 비페닐(메타)아크릴레이트 등의 방향족 (메타)아크릴레이트, 플루오로메틸(메타)아크릴레이트, 클로로메틸(메타)아크릴레이트 등의 할로알킬(메타)아크릴레이트; 글리시딜(메타)아크릴레이트, 알킬아미노(메타)아크릴레이트, 시아노아크릴산 에스테르 등의 (메타)아크릴레이트 화합물, 아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐-ε-카프로락탐, N-비닐피롤리돈, 1-비닐이미다졸, N-비닐카르바졸, N-비닐모르폴린, N-비닐피리딘, 아크릴로일모르폴린 등의 질소 함유 모노머, 스티렌, α-메틸스티렌, 클로로스티렌, 스티렌술폰산, 4-히드록시스티렌 및 비닐톨루엔, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 벤조산 비닐 등을 들 수 있다.
다관능 모노머로서는 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 디메티롤트리시클로데칸디(메타)아크릴레이트, 폴리부타디엔디(메타)아크릴레이트, 2,2-비스(4-(메타)아크릴로일옥시페닐)프로판 및 2,2-비스(4-(ω-(메타)아크릴로일옥시폴리에톡시)페닐)프로판, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 부가물의 디(메타)아크릴레이트 등의 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판의 에틸렌옥사이드 부가물의 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능의 가교성 모노머, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨의 에틸렌옥사이드 부가물의 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 4관능 이상의 다관능 아크릴레이트, 프탈산 디알릴, 이소프탈산 디알릴, 이소프탈산 디메탈릴, 테레프탈산 디알릴, 트리멜리트산 트리알릴, 2,6-나프탈렌디카르복실산 디알릴, 1,5-나프탈렌디카르복실산 디알릴, 1,4-크실렌디카르복실산 알릴 및 4,4'-디페닐디카르복실산 디알릴 등의 방향족 카르복실산 디알릴류, 시클로헥산디카르복실산 디알릴, 트리(메타)알릴이소시아누레이트, 트리(메타)알릴시아누레이트, 디알릴클로렌데이트 등의 알릴 화합물을 들 수 있다.
상기 반응성 모노머는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상 조합해서 사용할 수 있다. 이들 반응성 모노머의 수지 성분의 사용량에는 특별히 제한은 없지만, 경화성 수지 30~100질량%, 반응성 모노머 0~70질량%인 것이 바람직하다. 반응성 모노머의 사용량이 70질량%를 초과하면 경화성 수지의 우수한 투명성이 발현되지 않거나, 경화성 수지 유래의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있어 바람직하지 않다.
[층상 무기 화합물]
본 발명에 사용되는 층상 무기 화합물은 수평균 입경이 10~300㎚이고, 어스펙트비가 10~300이면 특별히 한정되지 않는다. 착색이 적기 때문에 합성 스멕타이트가 바람직하다.
본 발명의 경화 필름을 디스플레이용 기판 등에 사용할 경우, 평균 입경은 가시광의 파장보다 충분히 작은 것일 필요가 있다. 또한, 여기에서 말하는 가시광이란 파장이 400~800㎚인 범위의 광을 말한다. 따라서, 합성 스멕타이트의 수평균 입경은 10~300㎚의 범위가 바람직하고, 30~200㎚의 범위가 더욱 바람직하다. 수평균 입경이 10㎚ 미만일 경우는 투명 필름의 면 방향의 선팽창계수가 충분히 작아지지 않는 경향이 있고, 300㎚를 초과할 경우는 가시광 파장과 중첩되는 입경의 것도 포함되기 때문에 투명성의 점에서 바람직하지 않다. 또한, 여기에서 말하는 합성 스멕타이트의 수평균 입경이란 용매 중에 분산시키면서 동적 광산란법에 의해 구한 수평균 입경을 가리킨다. 동적 광산란법에 의한 수평균 입경은, 예를 들면 「입자 지름 계측 기술」(분체공학회편, 1994년)의 제 169~179쪽을 참조함으로써 구할 수 있다. 구체적인 측정 장치로서는 동적 광산란식 입경 분포 측정 장치(예를 들면 호리바세이사쿠쇼사제, LB-550형)를 들 수 있다. 상기 동적 광산란법에 의해 구한 합성 스멕타이트의 수평균 입경은 본 발명에 있어서의 수지 중에 분산된 후의 합성 스멕타이트의 수평균 입경과 실질적으로 동일하다고 생각할 수 있다.
합성 스멕타이트의 어스펙트비(Z)는 Z=L/a인 관계로 나타내어진다. L은 용매 중, 동적 광산란법에 의해 구한 상기 수평균 입경이고, a는 합성 스멕타이트의 단위 두께이다. 단위 두께(a)는 분말 X선 회절법에 의해 층상 무기 물질의 회절 피크를 측정해서 산출할 수 있는 값이다. 본 발명에서 사용되는 합성 스멕타이트는 어스펙트비가 10~300의 범위이고, 30~100의 범위가 더욱 바람직하다. 투명 필름의 면 방향으로 배향하기 쉽다고 하는 관점에서 어스펙트비는 10 이상인 것이 바람직하다. 어스펙트비가 10 미만의 합성 스멕타이트일 경우는 선팽창계수가 소정의 범위(바람직하게는 30ppm/℃ 이하)로 되지 않을 우려가 있다. 한편, 어스펙트비가 300을 초과하는 합성 스멕타이트를 사용하면 투명 필름의 전광선 투과율이 저하될 우려가 있다.
이러한 합성 스멕타이트는 공지의 방법(예를 들면 시라미즈 하루오저 「점토광물학-점토 과학의 기초」아사쿠라쇼텡, 1988년, 제 98~100쪽)을 사용해서 합성해도 되고, 시판의 합성 스멕타이트를 사용해도 된다. 합성 스멕타이트의 예로서는 합성 헥토라이트, 합성 사포나이트, 합성 스티븐사이트를 적합하게 사용할 수 있고, 시판품으로서는 예를 들면 코프케미컬사제 합성 스멕타이트 SWN(합성 헥토라이트), 쿠니미네코교사제 합성 무기 고분자 스멕톤 SA(합성 사포나이트), 락우드(ROCKWOOD)사제 합성 규산염 LAPONITE(합성 헥토라이트), 미즈사와코교사제 합성 규산 마그네슘염 이오나이트(합성 스티븐사이트)를 들 수 있다. 이들 중에서 보다 바람직한 것으로서는 투명성, 양이온 교환 용량, 사이즈의 점에서 코프케미컬사제 합성 스멕타이트 SWN이다.
본 발명에서는 합성 스멕타이트는 4급 암모늄염 및/또는 4급 포스포늄염에 의해 유기화 처리하여, 수지 중으로의 분산성을 향상시킨 것을 사용한다. 이러한 유기화 처리로서는 합성 스멕타이트의 박편 형상 결정층 사이에 존재하는 나트륨이나 칼슘 등의 교환성 금속 양이온을 양이온성 계면활성제 등과 같은 양이온성을 갖는 여러 가지 물질과 교환하고, 합성 스멕타이트의 결정층 사이에 삽입(인터컬레이트)하는 것을 들 수 있다.
합성 스멕타이트가 층 사이에 함유하는 양이온으로서는 라우릴트리메틸암모늄 양이온, 스테아릴트리메틸암모늄 양이온, 트리옥틸메틸암모늄 양이온, 디스테아릴디메틸암모늄 양이온, 디수소화우지디메틸암모늄 양이온, 디스테아릴디벤질암모늄 양이온, 및 N-폴리옥시에틸렌-N-라우릴-N,N-디메틸암모늄 양이온 등을 들 수 있다.
이 경우의 합성 스멕타이트의 양이온 교환 용량은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 50~1200밀리당량/100g이다. 양이온 교환 용량이 50밀리당량/100g 미만일 경우에는 양이온 교환에 의해 합성 스멕타이트의 결정층 사이에 인터컬레이트되는 양이온성 물질의 양이 적어지기 때문에, 결정층 사이가 충분히 비극성화(소수화)되지 않는 경우가 있다. 양이온 교환 용량이 1200밀리당량/100g보다 클 경우에는 합성 스멕타이트의 결정층 사이의 결합력이 지나치게 강고해져 결정 박편을 박리하기 어려워지는 경우가 있다.
상기 유기화 처리 방법은 양이온성 계면활성제에 의한 양이온 교환법이라고도 칭하여지고, 특히 필름의 수지 성분이 저극성인 경우에 유효하며, 합성 스멕타이트와 저극성 수지의 친화성을 높여 합성 스멕타이트를 저극성 수지 중에 보다 균일하게 미분산시킬 수 있다.
여기에서 사용되는 양이온성 계면활성제로서는 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도 합성 스멕타이트의 결정층 사이를 충분히 소수화할 수 있는 점에서 탄소수 6 이상의 알킬암모늄이온염, 방향족 4급 암모늄이온염 또는 복소환 4급 암모늄이온염이 적합하게 사용된다.
상기 4급 유기 암모늄염으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 트리메틸 알킬암모늄염, 트리에틸알킬암모늄염, 트리부틸알킬암모늄염, 디메틸디알킬암모늄염, 디부틸디알킬암모늄염, 메틸벤질디알킬암모늄염, 디벤질디알킬암모늄염, 트리알킬메틸암모늄염, 트리알킬에틸암모늄염, 트리알킬부틸암모늄염; 벤질메틸{2-[2-(p-1,1,3,3-테트라메틸부틸페녹시)에톡시]에틸}암모늄클로라이드 등의 방향환을 갖는 4급 암모늄염; 트리메틸페닐암모늄 등의 방향족 아민 유래의 4급 암모늄염; 알킬피리디늄염, 이미다졸륨염 등의 복소환을 갖는 4급 암모늄염; 폴리에틸렌글리콜쇄를 2개 갖는 디알킬 4급 암모늄염, 폴리프로필렌글리콜쇄를 2개 갖는 디알킬 4급 암모늄염, 폴리에틸렌글리콜쇄를 1개 갖는 트리알킬 4급 암모늄염, 폴리프로필렌글리콜쇄를 1개 갖는 트리알킬 4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 그 중에서도 라우릴트리메틸암모늄염, 스테아릴트리메틸암모늄염, 트리옥틸메틸암모늄염, 디스테아릴디메틸암모늄염, 디수소화우지디메틸암모늄염, 디스테아릴디벤질암모늄염, N-폴리옥시에틸렌-N-라우릴-N,N-디메틸암모늄염 등이 적합하다. 이들 4급 유기 암모늄염은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 시판품으로서는, 예를 들면 코프케미컬사제의 신유성 합성 스멕타이트 SPN, STN, SAN(SWN을 4급 암모늄염으로 소수화한 것)을 들 수 있다.
상기 4급 유기 포스포늄염으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 도데실트리페닐포스포늄염, 메틸트리페닐포스포늄염, 라우릴트리메틸포스포늄염, 스테아릴트리메틸포스포늄염, 트리옥틸메틸포스포늄염, 디스테아릴디메틸포스포늄염, 디스테아릴디벤질포스포늄염 등을 들 수 있다. 이들 4급 유기 포스포늄염은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
경화성 수지 조성물에 4급 유기 암모늄염 및/또는 4급 유기 포스포늄염을 이용하여 합성 스멕타이트의 분산성을 향상시키기 위해서는 지방족계의 4급 암모늄염 및/또는 4급 포스포늄염을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 트리알킬메틸암모늄염, 폴리프로필렌글리콜쇄를 1개 갖는 트리알킬 4급 암모늄염이 보다 바람직하다.
또한, 표면 개질제를 사용함으로써 경화성 수지 조성물 중에 합성 스멕타이트를 고도로 분산시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 합성 스멕타이트는 층간뿐만 아니라, 표면도 유기처리를 해도 상관없다. 합성 스멕타이트의 표면은 수산기 등의 관능기가 있기 때문에 이 말단 수산기에 대하여 반응성을 갖는 관능기를 갖는 화합물로 유기 처리할 수 있다. 상기 수산기와 화학 결합할 수 있는 관능기를 갖는 화합물(표면 개질제)로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 상기 관능기를 갖는 실란 화합물(실란 커플링제), 티타네이트 화합물(티타네이트 커플링제), 글리시딜 화합물, 이소시아네이트 화합물, 카르복실산류, 알코올류 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 화합물 중에서는 실란 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 실란 화합물의 구체예로서는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필디메틸메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필디메틸에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 실란 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
필름 중의 합성 스멕타이트의 함유량은 10~40질량%의 범위가 바람직하고, 15~30질량%의 범위가 보다 바람직하다. 합성 스멕타이트의 함유량이 10질량% 미만일 경우에는 필름의 50~250℃까지의 평균 선팽창계수가 커져 30ppm/℃보다 커진다. 또한, 합성 스멕타이트의 함유량이 40질량%를 초과하면 합성 스멕타이트를 수지 중에 균일하게 분산시키는 것이 곤란해지고, 또한 필름의 기계 강도가 저하되어 무르고 갈라지기 쉬워진다.
[경화제]
본 발명의 경화성 수지 조성물의 경화는 자외선(UV) 조사에 의한 경화가 바람직하지만, 전자선(EB) 조사, 적외선(IR) 조사 또는 가열 경화할 수도 있다. UV, IR 또는 열경화시키는 경우에는 경화제를 사용해도 된다. 사용할 수 있는 경화제로서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 중합성 수지의 경화제로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 (메타)아크릴로일옥시기의 중합 개시의 점에서 라디칼 중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다. 라디칼 중합 개시제로서는 광중합 개시제, 유기 과산화물, 아조 화합물 등을 들 수 있다. 본 발명의 비닐에스테르 수지 조성물을 UV 경화시키는 점에서는 광중합 개시제가 특히 바람직하다.
광중합 개시제로서는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸프로피오닐)벤질]페닐}-2-메틸프로판-1-온, 옥시페닐아세트산 2-[2-옥소-2-페닐아세톡시에톡시]에틸에스테르, 옥시페닐아세트산 2-[2-히드록시에톡시]에틸에스테르, 페닐글리옥실산 메틸에스테르, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일페닐)부탄-1-온, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 1,2-옥탄디온,1-[4-(페닐티오)페닐-,2-(O-벤조일옥심)], 에탄온,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심), 요오드늄,(4-메틸페닐)[4-(2-메틸프로필)페닐]헥사플루오로포스페이트(1-), 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 2-에틸헥실-4-디메틸아미노벤조에이트, 및 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.
또한, 유기 과산화물로서는 디알킬퍼옥사이드, 아실퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르 등의 공지의 것을 사용할 수 있다. 그 구체예로서는 디이소부티릴퍼옥사이드, 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시네오헵타노에이트, t-헥실퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 디(3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 디라우로일퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디숙신산 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산, t-헥실퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, 디(4-메틸벤조일)퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디(3-메틸벤조일)퍼옥사이드, 벤조일(3-메틸벤조일)퍼옥사이드, 디벤조일퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-2-메틸시클로헥산, 1,1-디(t-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 2,2-비스[4,4-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥실]프로판, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시말레산, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, t-헥실퍼옥시 벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시아세테이트, 2,2-디(t-부틸퍼옥시)부탄, t-부틸퍼옥시벤조에이트, n-부틸-4,4-디(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 디(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 디쿠밀퍼옥사이드, 디(t-헥실)퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, p-멘탄하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 및 t-부틸하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
아조 화합물로서는 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸프로피온아미드], 1-[(1-시아노-1-메틸에틸)아조]포름아미드, 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아미드), 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드) 등을 들 수 있다.
이들 라디칼 중합 개시제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 이들 경화제의 배합량에는 특별히 제한은 없지만, 경화성 수지 조성물 100질량부에 대하여 0.1~10질량부 배합하는 것이 바람직하고, 0.5~5질량부 배합하는 것이 보다 바람직하다. 경화제의 배합량이 0.1질량부보다 적으면 충분한 경화 속도를 얻는 것이 곤란하고, 또한 배합량이 10질량부를 초과하면 최종적인 경화물이 물러져 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다.
[첨가제]
본 발명의 경화성 수지 조성물에는 산화방지제, 활제, 자외선 흡수제 등의 여러 가지 첨가제를 필요에 따라서 첨가할 수 있다.
산화방지제로서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 유황계 산화방지제, 인계 산화방지제 등이 바람직하고, 라디칼 연쇄 금지제인 페놀계 산화방지제나 아민계 산화방지제가 보다 바람직하며, 페놀계 산화방지제가 특히 바람직하다. 페놀계 산화방지제로서는 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 4,4-부틸리덴비스-(6-t-부틸-3-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스-(4-에틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸 페닐)부탄, n-옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 트리에틸렌글리콜비스[3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트], 트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 4,4-티오비스-(6-t-부틸-3-메틸페놀), 3,9-비스[2-[3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)]프로피오닐옥시]-1,1'-디메틸에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 티오디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드] 등을 들 수 있다. 아민계 산화방지제로서는 알킬디페닐아민, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-1,3-디메틸부틸-p-페닐렌디아민, 디알킬히드록실아민 등을 들 수 있다. 유황계 산화방지제로서는 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 디트리데실-3,3'-티오디프로피오네이트, 디미리스틸-3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 펜타에리스리틸테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트) 등을 들 수 있다. 인계 산화방지제로서는 트리스[2-[[2,4,8,10-테트라-t-부틸벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀-6-일]옥시]에틸]아민, 비스[2,4-비스(1,1-디메틸에틸)-6-메틸페닐]에틸에스테르아인산, 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포나이트 등을 들 수 있다. 이들 산화방지제는 1종이어도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
활제로서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 금속비누계 활제, 지방산 에스테르계 활제, 지방족 탄화수소계 활제 등이 바람직하고, 금속비누계 활제가 특히 바람직하다. 금속비누계 활제로서는 스테아린산 바륨, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘 및 스테아린산 알루미늄 등을 들 수 있다. 이들은 복합체로서 사용해도 된다.
자외선 흡수제로서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제가 바람직하고, 특히 벤조페논계 자외선 흡수제가 바람직하다. 벤조페논계 자외선 흡수제로서는 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-부틸페닐)벤조트리아졸 및 2-(2-히드록시-3'-t-부틸페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
기타 첨가제로서 경도, 강도, 성형성, 내구성, 내수성을 개량하는 목적으로 소포제, 레벨링제, 이형제, 발수제, 난연제, 저수축제, 가교조제 등도 본 발명의 목적, 또는 효과를 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라서 사용할 수 있다.
[용제]
본 발명에 있어서, 층상 무기 화합물(합성 스멕타이트)을 효율적으로 층 박리시켜 경화성 수지 조성물 중에 분산시키기 위하여 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 용제로서는, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 메시틸렌, n-프로필벤젠, 이소프로필벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸 등의 아세트산 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산 등의 에테르류, 메탄올, 에탄올, (이소)프로판올, 부틸알코올 등의 알코올류, 클로로포름, 염화메틸렌 등의 할로겐화 탄화수소류, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 피리딘, 아세토니트릴 등의 질소 함유계 용제 등을 들 수 있다. 바람직하게는 조작성의 관점으로부터 물, 메탄올 등의 알코올류, 톨루엔, 크실렌, N-메틸피롤리돈을 들 수 있다.
용제의 합성 스멕타이트에 대한 비율은 용제의 종류에 따라 크게 영향받지만, 합성 스멕타이트 100질량부에 대하여 100~10,000질량부이고, 보다 바람직하게는 200~5,000질량부이다. 용제의 비율이 100질량부보다 작으면 혼합물의 조성액 점도가 높아져 균일하게 혼합하는 것이 곤란해진다.
[경화성 수지 조성물의 혼합 방법]
합성 스멕타이트, 경화성 수지 조성물, 용제의 혼합은 예를 들면 (1) 수지 성분을 용제에 용해시킨 용액과 합성 스멕타이트를 용제에 분산시킨 분산액을 혼합하는 방법, (2) 합성 스멕타이트를 용제에 분산시킨 분산액에 수지 성분을 직접 첨가하여 용해시키는 방법, (3) 수지 성분을 용제에 용해시킨 후에 합성 스멕타이트를 첨가하여 분산시키는 방법, 또는 (4) 수지 성분과 합성 스멕타이트를 가열 혼련해서 얻어진 혼합물을 용매에 용해시켜 분산시키는 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 중에서도, 합성 스멕타이트의 분산성의 관점에서 수지 성분을 용제에 용해시킨 용액과 합성 스멕타이트를 용제에 분산시킨 분산액을 혼합하는 방법이 특히 바람직하다. 분산 방법은 특별히 한정되지 않지만, 가열 처리, 믹스 로터, 마그네틱 스터러, 호모지나이저, 헨셀 믹서, 비드밀, 초고압 미립화 장치, 초음파 조사 등의 공지의 방법으로 분산시킬 수 있다.
이어서, 합성 스멕타이트, 경화성 수지 조성물, 용제의 분산액을 감압함으로써 탈기·농축하여 분산액의 점도를 도공에 최적인 점도로 조정한다. 분산액 점도는 특별히 한정되지 않지만, 성형하는 방법에 적합한 점도인 것이 바람직하다. 예를 들면, 롤 코팅법 및 닥터나이프법의 경우는 25℃에 있어서의 점도가 0.01~1,000㎩·s의 범위인 것이 바람직하다. 점도가 0.01㎩·s보다 낮거나, 또는 1,000㎩·s보다 높으면 작업성이 나빠져 바람직하지 않다. 상온에서의 점도가 높은 경우는 분산액의 온도를 높여서 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 감압 시간이 짧은 경우에는 분산액 중의 기체를 충분히 제거할 수 없어 도공, 건조, 경화시에 기포가 발생해 평활한 투명 필름을 제작하는 것이 곤란해진다.
본 발명에 있어서의 경화성 수지 필름은 제 1 및 제 2 기재의 표면에 경화성 수지 조성물을 도포하는 제 1 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재의 표면에 형성된 경화성 수지 조성물끼리를 접합하여 접착시키는 제 2 공정과, 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 제 3 공정에 의해 제조할 수 있다.
도포하는 공정(제 1 공정)은 분산액을 감압 농축함으로써 탈기 및 점도 조정한 것을 도공액으로서 사용하고, 유리, 금속, 플라스틱 필름 등의 평활한 기재 상에 다이렉트 그라비어법이나 리버스 그라비어법 및 마이크로 그라비어법, 2단 롤 비트 코팅법, 보텀피드 3단 리버스 코팅법 등의 롤 코팅법, 및 닥터나이프법이나 다이 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법이나 이들을 조합한 코팅법 등의 통상 공업적으로 사용되고 있는 방법에 의해 행할 수 있다. 그 중에서도, 합성 스멕타이트를 면 방향으로 배향시키도록 기재와 평행 방향으로 작용하는 힘(쉐어)을 가하는 방법인 롤 코팅법 및 닥터나이프법이 바람직하다. 「면 방향으로 배향」이란, 합성 스멕타이트의 각 층의 대다수가 기재 표면에 대하여 평행으로 되도록 배향하고 있는 것을 의미한다. 합성 스멕타이트가 면 방향으로 배향하고 있는 경우에는 투명 필름의 면 방향의 선팽창계수를 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 합성 스멕타이트의 각 층이 면 방향으로 배향됨으로써 합성 스멕타이트 함유량이 많은 경우라도 전광선 투과율이 높아지게 된다.
휘발시킬 수 있는 용제를 합성 스멕타이트의 분산 및 점도 조정에 사용했을 경우에는 합성 스멕타이트를 면 방향으로 더 배향시킬 수 있다. 즉, 합성 스멕타이트, 경화성 수지 조성물 및 용제의 혼합물을 기재 상에 도포한 후, 용제만을 증발시키면 도공액의 두께 방향으로만 수축하게 되므로 결과적으로 수지의 합성 스멕타이트를 면 방향으로 더 배향시킬 수 있다. 반응성 모노머를 사용할 경우에는 비교적 휘발성이 낮은 반응성 모노머를 사용하고, 휘발성이 높은 용제를 병용하여 적절한 조건(온도, 압력, 시간 등)으로 건조시키는 것이 바람직하다. 용제를 휘발시킴으로써 합성 스멕타이트를 면 방향으로 배향시키는 방법은 상기 롤 코팅법 및/또는 닥터나이프법과 병용할 수 있지만, 쉐어를 가하지 않고 도포하는 방법 단독으로 실시할 수도 있다.
용제를 휘발시키는 온도는 0~200℃가 바람직하다. 0℃ 미만일 경우에는 휘발 속도가 현저하게 느리기 때문에 바람직하지 않다. 200℃보다 높을 경우에는 용제의 급격한 휘발이나 비등에 의한 발포 또는 수지의 겔화가 발생해 표면 평활성이 저하되어 헤이즈값이 상승할 가능성이 있어 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 10~100℃이다. 용제를 휘발시키는 압력은 10㎩~1㎫가 바람직하다. 1㎩ 미만일 경우에는 범핑(bumping)이 발생할 우려가 있고, 표면 평활성이 저하되어 헤이즈값이 상승할 가능성이 있어 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 10~200㎩이다. 용제를 휘발시키는 시간은 1~120분이 바람직하다. 1분 미만일 경우에는 용제를 충분히 휘발시킬 수 없어 경화시에 기포가 발생한다. 120분보다 길 경우에는 생산성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다. 용제를 휘발시킬 경우에는 공기, 질소, 아르곤, 이산화탄소 등의 기체를 통기시키면서 건조해도 된다. 또한, 이들 기체는 용제의 휘발 성분을 함유하고 있어도 된다. 용제를 휘발시킬 때의 기체의 유속은 0.01~200m/s가 바람직하다. 0.01m/s보다 느릴 경우에는 용제의 휘발분이 체류해 버리기 때문에 바람직하지 않다. 200m/s보다 빠를 경우에는 도포액이 불균일해지기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 0.1~50m/s이다.
접합하여 접착시키는 공정(제 2 공정)은 제 1 및 제 2 기재의 표면에 형성된 경화성 수지 조성물층끼리를 라미네이터 등에 의해 접합하여 접착시키는 것이 필수이다. 라미네이터의 가열 롤러의 온도는 0~200℃가 바람직하다. 도공 건조 후의 경화성 수지가 고체일 경우는 그 융점 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 기재 필름에 Tg가 있는 경우는 Tg 이하로 행할 필요가 있다. 라미네이트 속도는 0.01~100m/분이 바람직하다.
제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 공정(제 3 공정)은 제 2 공정 후의 접합체를 EB 조사, UV 조사, IR 조사, 가열 중 어느 하나에의해 경화시키는 공정이다. 그리고, 경화 후 기재로부터 경화성 수지 조성물층을 박리함으로써 투명 필름을 얻을 수 있다. 또한, 유리, 금속, 플라스틱 필름 등의 평활한 기재로 끼우지 않을 경우에는 불활성 가스(예를 들면 질소, 아르곤, 이산화탄소 등) 분위기 하, EB 조사, UV 조사, IR 조사, 가열 중 어느 하나에 의해 경화시킨 후에 기재로부터 이형시킴으로써 투명 필름을 얻을 수 있다. 예를 들면, 합성 스멕타이트가 분산되고, 또한 용제를 함유하는 경화 전의 비닐에스테르 수지 조성물을 표면이 평활한 평면 상, 예를 들면 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 상기 방법으로 도포한 후에 용제를 휘발시키고, 표면이 평활한 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 끼우고, EB 조사, UV 조사, IR 조사, 가열 중 어느 하나에 의해 경화시키는 방법을 들 수 있다. 경화 방법으로서는 경화 속도, 착색의 점에서 EB 경화가 바람직하다.
EB 조사에 의해 경화성 수지 조성물을 경화시킬 경우에는 중합 개시제는 필요없다. 단, 애프터 큐어(after cure) 조작에 의해 경화를 완전하게 할 경우에는 열중합 개시제를 병용해도 된다. EB 조사시의 전자선의 가속 전압은 30~500kV, 바람직하게는 50~300kV이다. 또한, 전자선 조사량은 1~300kGy, 바람직하게는 5~200kGy이다. 전자선 가속 전압이 30kV 미만일 경우에는 조성물의 두께가 두꺼운 경우에 전자선의 투과 부족이 발생할 우려가 있고, 500kV보다 클 경우에는 경제성이 나빠진다. 또한, 전자선 조사량은 300kGy를 초과하면 기재를 손상시킬 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
UV 조사에 의해 경화성 수지 조성물을 경화시키는 경우에는 경화 온도는 0~150℃, 바람직하게는 10~130℃이다. 또한, UV 조사 시간은 0.01~10시간, 바람직하게는 0.05~1시간, 더욱 바람직하게는 0.1~0.5시간 걸쳐서 경화시키는 것이 좋다. UV 적산 광량은 10~5000mJ/㎠이다. 10mJ/㎠ 미만이면 경화가 불충분해져 바람직하지 않다. 5000mJ/㎠보다 클 경우에는 생산성이 나빠진다.
가열에 의해 경화성 수지 조성물을 경화시키는 방법으로서는 열풍에 의한 가열, IR 조사에 의한 가열, 또는 열풍과 IR 조사를 조합한 방법을 들 수 있다. 가열 경화 온도는 30~200℃, 바람직하게는 40~180℃이고, 경화 시간은 0.05~100시간, 바람직하게는 0.1~50시간이다.
EB , UV, 또는 IR을 조사할 경우, 제 1 및 제 2 기재측으로부터 대략 동등한 광량으로 양면에 조사하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 동시에 양면에 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 열풍에 의한 가열의 경우는 제 1 및 제 2 기재측으로부터 동등한 열량을 가하는 것이 바람직하다.
EB 조사, UV 조사, IR 조사, 가열 중 어느 하나에 의해 경화시킨 수지 경화물의 경화가 불충분한 경우에는 애프터 큐어에 의해 경화를 완전하게 진행시킬 수 있다. 애프터 큐어를 행할 경우에는 투명 필름을 유리, 금속, 플라스틱 필름 등의 평활한 기재로부터 박리해도 상관없고, 박리하지 않아도 된다. 애프터 큐어의 온도는 50~300℃, 바람직하게는 80~250℃이다. 애프터 큐어의 시간은 0.1~10시간, 바람직하게는 0.5~5시간이다. 애프터 큐어의 압력은 1.0×10-7㎩~1㎫의 감압~가압 분위기 하에서 실시할 수 있고, 바람직하게는 1.0×10-6㎩~0.5㎫이다. 애프터 큐어의 분위기는 공기, 질소, 아르곤, 이산화탄소 등의 분위기 하에서 행할 수 있지만, 착색 저감의 점에서는 질소 분위기 하가 바람직하다.
실시예
이하, 합성예, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들의 기재에 의해 전혀 한정을 받는 것은 아니다.
[열팽창계수, Tg의 측정]
열팽창계수는 SII나노테크놀로지사제 TMA/SS6100을 사용하고, 인장 모드로 측정을 행했다. 필름 형상 시험편은 두께 100㎛×3㎜×12㎜(척간 거리 10㎜), 장력 : 0.001kgf로 하고, 질소를 100㎖/min의 분위기 하에서 승온 속도 5℃/min으로 250℃까지 온도를 높인 후, 50℃ 이하까지 냉각하고, 다시 승온 속도 5℃/min으로 50~250℃까지의 사이에서 시험편의 신장률을 측정했다. 50℃와 250℃의 신장률차와 온도차(200℃)로부터 50~250℃ 사이의 면 방향의 평균 열팽창계수를 계산했다. 또한, 신장률의 불연속점의 온도를 유리전이온도(Tg)로 했다.
[전광선 투과율]
전광선 투과율은 도쿄덴쇼쿠사제 전자동 헤이즈미터 TC-H3DPK를 사용하고, JIS K-7361-1에 준거해서 측정했다.
[헤이즈]
헤이즈값은 도쿄덴쇼쿠사제 전자동 헤이즈미터 TC-H3DPK를 사용하고, JIS K -7136에 준거해서 측정했다.
[휘어짐]
크기 10㎜(단변)×100㎜(장변)의 필름을 진공 오븐 내에 매달고, 0.1㎪ 이하의 진공 하 200℃로 1시간 가열했다. 냉각 후에 평탄한 판 상에 필름을 놓고, 한쪽 필름 단변을 누르고, 반대측 필름 단변의 높이(떠오름)를 측정했다. 5㎜ 이상의 높이(떠오름)가 있었을 경우를 「휘어짐 발생」으로 판정했다.
합성예 1 : 올리고머(1)
온도 조절기, 교반 장치, 딤로스(Dimroth) 냉각관, 공기 도입관을 장착한 4구 플라스크에 토토카세이사제 수소 첨가 비스페놀A형 에폭시 수지 ST-4000D(상품명, 에폭시 당량 : 725) 276.3부(질량부, 이하 동일), 톨루엔 202.5부, 중합금지제로서 4-메톡시페놀(MEHQ : 하이드로퀴논모노메틸에테르)을 0.19부 주입하고, 건조 공기를 불어넣으면서(20㎖/min) 80℃로 승온시켜 균일해질 때까지 교반했다. 균일해졌을 때 쿠라레이사제 아크릴산 27.5부, 촉매로서 염화벤질트리페닐포스포늄(홋코카가쿠코교사제, 상품명 TPP-ZC)을 1.24부 첨가하고 110℃로 온도 조정하면서 7시간 반응시키고 산가가 7.8mgKOH/g인 곳에서 종료하여 올리고머(1)(톨루엔 용액)를 얻었다.
합성예 2 : 올리고머(2)
증류 장치가 장착된 용량 2ℓ의 3구 플라스크에 1,4-시클로헥산디카르복실산 디알릴 1625g, 프로필렌글리콜 327g, 디부틸주석옥사이드 0.813g을 주입하고, 질소 기류 하, 180℃에서 생성되는 알코올을 증류 제거하면서 가열했다. 증류 제거한 알코올이 약 350g이 되었을 때에 반응계 내를 서서히(약 4시간 걸쳐서) 6.6㎪까지 감압하여 알릴알코올의 유출(留出) 속도를 빠르게 했다. 유출액이 거의 나오지 않게 되었을 때에 반응계 내를 0.5㎪로 감압하고, 1시간 더 반응시킨 후에 반응물을 실온으로 냉각했다. 이하, 이것에 의해 얻어진 반응물을 올리고머(2)로 한다.
실시예 1 :
100㎖ 샘플 병에 톨루엔 24g을 넣고, 거기에 트리옥틸메틸암모늄염으로 양이온 교환 처리된 친유성 합성 스멕타이트(코프케미컬사제 합성 스멕타이트 STN : 수평균 입자 지름 50㎚, 어스펙트비 50, 무기 성분 71%) 3g을 스터러로 교반하면서 소량씩 첨가했다. 또한 샘플 병에 덮개를 덮고, 믹스 로터로 실온 하에서 1일간 교반하여 스멕타이트 분산액을 얻었다. 이 스멕타이트 분산액에 올리고머(1)의 톨루엔 용액(수지량 환산 7g)을 첨가하고, 또한 UV 경화제(치바스페셜티케미컬즈사제 IRGACURE 186)를 0.35g 첨가하여 충분히 교반해 조성물(1)로 했다. 조성물(1)을 이베퍼레이터(evaporator)에 장착하고, 실온 하 20㎪로 10분간 교반하여 점도 조정 및 조성물 내의 가스 성분을 제거했다.
조성물(1)을 바 코터로 PET 필름(두께 50㎛) 상에 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포했다. 80℃의 열풍 건조기로 30분간 건조시켜 용제의 톨루엔을 휘발시킨 후에 마찬가지로 도포 건조한 필름을 조성물 도포면끼리를 라미네이터로 접합시켰다. 라미네이터의 고무 롤러 온도는 75℃, 이송 속도 0.3m/분이었다. 접합한 필름을 UV 조사량 300mJ/㎠를 양면에 조사해 UV 경화시키고, 양면의 PET 필름을 박리하여 샘플 필름(1)을 얻었다. 이 필름의 선팽창계수는 13ppm/℃이었다. 또한, 전광선 투과율은 92%이고 헤이즈는 0.9%이었다. 샘플 필름(1)을 10㎜(단변)×100㎜(장변)로 잘라내어 진공 오븐 내에 매달고, 0.1㎪ 이하의 감압 하에서 200℃로 1시간 가열한 결과 휘어짐 등의 변형이 보이지 않았다.
실시예 2 :
실시예 1과 마찬가지로 스멕타이트 분산액을 얻었다. 이 스멕타이트 분산액에 올리고머(2)를 1.8g, 1,6-헥산디올디아크릴레이트(신나카무라카가쿠사제)를 1.2g을 첨가하고, 또한 UV 경화제(치바스페셜티케미컬즈사제 IRGACURE 651)를 0.35g 첨가하여 충분히 교반해 조성물(2)로 했다. 조성물(2)을 이베퍼레이터에 장착하고, 실온 하 20㎪로 10분간 교반하여 점도 조정 및 조성물 내의 가스 성분을 제거했다.
조성물(2)을 바 코터로 PET 필름(두께 50㎛) 상에 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포했다. 80℃의 열풍 건조기로 30분간 건조시켜 용제의 톨루엔을 휘발시킨 후에 마찬가지로 도포 건조시킨 필름을 조성물 도포면끼리를 라미네이터로 접합시켰다. 라미네이터의 고무 롤러 온도는 75℃, 이송 속도 0.3m/분이었다. 접합시킨 필름을 UV 조사량 600mJ/㎠를 양면에 조사해 UV 경화시키고, 양면의 PET 필름을 박리하여 샘플 필름(2)을 얻었다. 이 필름의 선팽창계수는 15ppm/℃이고, Tg는 관측되지 않았다. 또한, 전광선 투과율은 92%이고, 헤이즈는 1.2%이었다. 얻어진 샘플 필름(2)을 진공 오븐 내에 매달고, 0.1㎪ 이하의 진공 하에서 200℃로 1시간 가열한 결과 휘어짐 등의 변형은 보이지 않았다.
실시예 3 :
조성물(1)을 바 코터로 PET 필름(두께 50㎛) 상에 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포했다. 80℃의 열풍 건조기로 30분간 건조시켜 용제의 톨루엔을 휘발시킨 후에 마찬가지로 도포 건조시킨 필름을 기재와 반대측끼리를 라미네이터로 접합시켰다. 라미네이터의 고무 롤러 온도는 75℃, 이송 속도 0.3m/분이었다. 접합시킨 필름을 UV 조사량 600mJ/㎠를 한쪽면에 조사해 UV 경화시키고, 양면의 PET 필름을 박리하여 샘플 필름(3)을 얻었다. 이 필름의 선팽창계수는 13ppm/℃이고, Tg는 관측되지 않았다. 또한, 전광선 투과율은 92%이고, 헤이즈는 0.8%이었다. 또한, 얻어진 샘플 필름(3)을 진공 오븐 내에 매달고, 0.1㎪ 이하의 진공 하에서 200℃로 1시간 가열한 결과 약간 휘어짐(4㎜)이 보였다.
비교예 1 :
조성물(1)을 바 코터로 PET 필름(두께 50㎛) 상에 건조 후의 두께가 100㎛가 되도록 도포했다. 80℃의 열풍 건조기로 30분간 건조시켜 용제의 톨루엔을 휘발시킨 후에 PET 필름만을 조성물 도포면에 라미네이터로 접합시켰다. 라미네이터의 고무 롤러 온도는 75℃, 이송 속도 0.3m/분이었다. 접합시킨 필름을 UV 조사량 300mJ/㎠로 조사해 UV 경화시키고, 양면의 PET 필름을 박리하여 샘플 필름(4)을 얻었다. 이 필름의 선팽창계수는 13ppm/℃이고, Tg는 관측되지 않았다. 또한, 전광선 투과율은 92%이고, 헤이즈는 0.8%이었다. 또한, 얻어진 샘플 필름(4)을 진공 오븐 내에 매달고, 0.1㎪ 이하의 진공 하에서 200℃로 1시간 가열한 결과 휘어짐이 발생하고, 전체가 컬링되었다.

Claims (16)

  1. 제 1 및 제 2 기재의 표면에 경화성 수지 조성물을 도공하여 경화성 수지 조성물층을 형성하는 제 1 공정; 상기 제 1 및 제 2 기재의 각 표면에 형성된 경화성 수지 조성물층끼리를 접합하여 접착시키는 제 2 공정; 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층을 경화시키는 제 3 공정; 및 상기 제 3 공정 후에 상기 경화성 수지 조성물 경화층을 상기 제 1 및 제 2 기재로부터 박리하는 제 4 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화성 수지 조성물은 휘발성 용제 및 반응성 모노머 중 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정과 상기 제 2 공정 사이에 상기 경화성 수지 조성물층을 건조하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화성 수지 조성물은 알릴에스테르 수지, (메타)아크릴 수지, 및 비닐에스테르 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화성 수지 조성물은 층상 무기 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 층상 무기 화합물은 합성 스멕타이트인 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화는 전자선(EB) 조사, 자외선(UV) 조사, 적외선(IR) 조사, 및 가열 중 한가지 이상에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자선(EB), 자외선(UV), 적외선(IR)을 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층에 제 1 및 제 2 기재측으로부터 동등한 광량으로 조사해 경화시키는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 가열에 의한 경화는 상기 제 1 및 제 2 기재 사이의 경화성 수지 조성물층에 제 1 및 제 2 기재측으로부터 동등한 열량을 가해서 행하여지는 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 경화 필름의 제조 방법에 의해 제조되고, 50~250℃에서의 면 방향의 평균 선팽창계수는 30ppm/℃ 이하이며, 또한 100㎛ 두께에서의 전광선 투과율이 85% 이상인 것을 특징으로 하는 경화 필름.
  12. 제 11 항에 기재된 경화 필름에 투명 도전막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  13. 제 11 항에 기재된 경화 필름을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 또는 전자 페이퍼인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 11 항에 기재된 경화 필름을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 기판.
  16. 제 1 항에 있어서,
    제 1 기재의 표면에 도공하는 경화성 수지 조성물과 제 2 기재의 표면에 도공하는 경화성 수지 조성물이 동일한 것을 특징으로 하는 경화 필름의 제조 방법.
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