KR101995263B1 - 광경화성 잉크젯 잉크, 표면 발액성 경화막, 마이크로렌즈, 광학 부품 및 영상 표시 장치 - Google Patents

광경화성 잉크젯 잉크, 표면 발액성 경화막, 마이크로렌즈, 광학 부품 및 영상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

기판에 대한 습윤 전개성이 우수한 광경화성 잉크젯 잉크를 제공한다. 유기용매(A)와, 시클로알킬 및 시클로알킬렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)와, 계면활성제(C)와, 광중합 개시제(D)를 함유하는 광경화성 잉크젯 잉크에 있어서, 상기 용매(A)의 함유량이 광경화성 잉크젯 잉크 100중량%에 대하여 40 내지 98중량%인, 광경화성 잉크젯 잉크.

Description

광경화성 잉크젯 잉크, 표면 발액성 경화막, 마이크로렌즈, 광학 부품 및 영상 표시 장치{PHOTO-CURABLE INKJET INK, CURED FILM WITH SURFACE LIQUID REPELLENCY, MICROLENS, OPTICAL COMPONENT AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 영상표시장치 등의 광학기기를 제조하기 위해 적절히 사용되는 광경화성 잉크젯 잉크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 백라이트 유닛에 사용되는 마이크로렌즈를 갖는 광학부품의 제조 등에 적합한 광경화성 잉크젯 잉크에 관한 것이다.
종래에는, 영상표시장치용 도광판에 형성되는 마이크로렌즈는, 금형을 사용한 사출성형에 의해 형성되어 있다. 이 방법은 제품 설계마다 금형이 필요하며, 소량이면서 다품종인 마이크로렌즈를 제조할 때에는, 상당한 비용이 드는 방법이었다.
근래에는, 저가이면서 설계가 자유로운 제조방법으로 잉크젯법에 의해 기판 표면에 마이크로렌즈를 형성하는 방법이 제안되고 있으나, 종래의 조성물을 사용하여 형성되는 마이크로렌즈는, 패턴 사이즈 및 패턴 높이의 불균일성이 심하여, 문제가 되었다. 이 문제를 개선하기 위해, 기판표면을 잉크젯법에 의해 발액(撥液)처리하는 것이 제안되고 있다. 이 발액(撥液)처리에는, 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있는 네거티브형 감광성 조성물(예를 들면, 특허문헌 1: 일본국 특허 공개 공보 제2008-209739호 참조) 등을 사용할 수 있다.
선행 기술 문헌
특허 문헌1: 일본국 특허 공개 공보 제2008-209739호
그러나 특허문헌 1에 기재된 네거티브형 감광성 조성물은, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 습윤 전개성(Wet-Spreading Property)이 나쁜 경우가 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 습윤 전개성이 우수한 광경화성 잉크젯 잉크를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들은, 특정량의 유기용매, 특정한 다관능 (메타)아크릴레이트, 계면활성제 및 광중합 개시제를 함유하는 광경화성 잉크젯 잉크에 의하면 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하고 이에 근거하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은, 이하의 항들을 포함한다.
[1] 유기용매(A)와, 시클로알킬 및 시클로알킬렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)와, 계면활성제(C)와, 광중합 개시제(D)를 함유하는 광경화성 잉크젯 잉크에 있어서,
상기 용매(A)의 함유량이 광경화성 잉크젯 잉크 100중량%에 대하여 40 내지 98중량%인, 광경화성 잉크젯 잉크.
[2] 상기 다관능 (메타)아크릴레이트(B)가, 트리시클로데칸 골격을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트인, [1]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[3] 상기 다관능 (메타)아크릴레이트(B)가, 하기 화학식(1)으로 표시되는 디(메타)아크릴레이트인, [1] 또는 [2]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
Figure 112012045001388-pat00001
....화학식(1)
(화학식(1)에서, Ra, Rb, Rc 및 Rd은, 각각 독립적으로 H 또는 CH3이며, m 및 n은, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.)
[4] 우레탄(메타)아크릴레이트(E)를 더 함유하는, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[5] 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(E)가, 하기 화학식(2) 또는 화학식(3)으로 표시되는 화합물인, [4]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
Figure 112012045001388-pat00002
....화학식(2)
(화학식(2)에서, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20인 2가의 유기기이며, R4 및 R5는, 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬이며, m 및 n은, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.)
Figure 112012045001388-pat00003
....화학식(3)
(화학식(3)에서, R6, R8 및 R9는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20인 2가의 유기기이며, R7은, 탄소수 1 내지 40인 3가의 유기기이며, R10, R11 및 R12는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10인 2가의 유기기이며, R13, R14및 R15는, 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬이며, p, q 및 r은, 각각 독립적으로 0 또는 1이며, s, t 및 u는, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.)
[6] 상기 화학식(2)에 있어서의 R1 및 R3이, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이며, R2가 하기 그룹(e)에서 선택되는 1종인 2가의 기(基)인, [5]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
Figure 112012045001388-pat00004
....그룹(e)
[7] 상기 화학식(3)에 있어서의 R6, R8 및 R9가, 하기 그룹(f)에서 선택되는 1종인 2가의 유기기이며, R7이 하기 그룹(g)에서 선택되는 1종인 3가의 유기기이며, R10, R11 및 R12는, 각각 탄소수 1인 2가의 유기기인, [5]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
Figure 112012045001388-pat00005
....그룹(f)
Figure 112012045001388-pat00006
....그룹(g)
[8] 상기 계면활성제(C)가, 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[9] 상기 계면활성제(C)가, 반응성기를 적어도 하나를 갖는 화합물인, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[10] 상기 계면활성제(C)의 반응성기가, (메타)아크릴로일기, 에폭시기 및 옥세타닐기로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 기인, [9]에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[11] 상기 용매(A)가, 비점이 100 내지 300℃의 유기용매인, [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[12] 상기 용매(A)가, 히드록시기를 갖는 화합물인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[13] 25℃에 있어서의 점도가 1.0 내지 30mPa·s인, [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크.
[14] [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크를 경화시키는 것으로 얻어지는 표면 발액성 경화막.
[15] [14]에 기재된 표면 발액성 경화막 위에 잉크젯법에 의해 형성된 마이크로렌즈.
[16] [15]에 기재된 마이크로렌즈를 갖는 광학부품.
[17] [16]에 기재된 광학부품을 포함하는 영상표시장치.
본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크는, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 습윤 전개성이 우수하다. 이 때문에, 본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크를 잉크젯법으로 아크릴수지 기판 등의 기판에 도포하여, 경화시키는 것으로, 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크로 얻어지는 표면 발액성 경화막상에, 잉크젯법으로 마이크로렌즈를 형성한 경우에는, 패턴의 직경과 높이의 불균일성이 작은 마이크로렌즈를 용이하게 형성할 수 있다. 나아가, 본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크에 의하면, 착색이 적은 도광판 등의 광학부품을 제조할 수 있기 때문에, 해당 잉크는 고품위의 영상표시장치를 제조함에 있어 유용하다.
[1. 광경화성 잉크젯 잉크]
본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크(이하 '본 발명의 잉크'라고도 한다.)는, 유기용매(A)와, 시클로알킬 및 시클로알킬렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)와, 계면활성제(C)와, 광중합 개시제(D)를 포함하여 이루어지며, 상기 용매(A)를 광경화성 잉크젯 잉크 100중량%에 대하여 40 내지 98중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 잉크는, 상기 특정량의 유기용매(A), 다관능 (메타)아크릴레이트(B), 계면활성제(C), 및 광중합 개시제(D)를 함유하므로, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 습윤 전개성이 우수하여, 해당 잉크를 잉크젯법으로 아크릴수지 기판 등의 기판에 도포하여, 경화시키는 것으로, 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크로 얻어지는 표면 발액성 경화막상에, 잉크젯법으로 마이크로렌즈를 형성한 경우에는, 패턴 직경과 높이의 불균일성이 작은 마이크로렌즈를 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 잉크는, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 필요에 따라 중합금지제, 에폭시화합물 이외의 열경화성 화합물, 난연제, 열중합 개시제, 자외선흡수제, 산화방지제 및 실란커플링제 등 그 외의 성분, 우레탄 (메타)아크릴레이트(E), 및/또는, 다관능 (메타)아크릴레이트(B) 및 우레탄 (메타)아크릴레이트(E) 이외의 라디컬 중합성 화합물(F)을 포함할 수도 있다.
본 발명의 잉크는 무색이어도 유색이어도 좋다. 광투과율의 관점에서는 무색이 바람직하지만, 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 유색의 화합물을 함유해도 좋다. 예를 들면, 경화막의 상태를 검사할 때에 기판과의 식별을 용이하게 하기 위해, 착색제를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 경화막의 색이 황색감을 띠지 않는 것이 바람직하며, 예를 들면, 청색의 착색제를 사용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, '(메타)아크릴레이트'는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트 양쪽 또는 한쪽을 나타내기 위해 사용된다. '에폭시화합물'은, 에폭시기(옥시란)를 갖는 화합물을 의미한다.
＜1. 1. 유기용매(A)＞
본 발명의 잉크는, 해당 잉크 100중량%에 대하여, 유기용매(A)를 40 내지 98중량% 함유한다. 용매(A)의 함유량이 상기 범위에 있으면, 기판으로의 습윤 전개성이 우수한 잉크를 얻을 수 있으며, 잉크젯법에 의해, 얇은 막두께(예를 들어, 1μm이하)의 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다. 이것으로, 착색이 적은 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다. 상기 용매(A)의 함유량은, 본 발명의 잉크 100중량%에 대하여 50 내지 90중량%인 것이 바람직하며, 50 내지 70중량%인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 용매(A)가 비점 100 내지 300℃의 유기용매이면, 얻어지는 잉크는, 잉크젯법으로 아크릴수지 기판 등의 기판 상에 도포되었을 때에, 해당 기판으로의 습윤 전개성이 양호해지며, 또한, 균일한 막두께의 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있으므로 바람직하고, 나아가, 상기 용매(A)로는, 히드록시기를 갖는 화합물을 사용하는 것이, 잉크젯 헤드의 클로깅이 발생하기 어려운 잉크를 얻을 수 있다는 점 등의 이유 때문에 보다 바람직하다.
비점이 100 내지 300℃인 유기용매의 구체적인 예로서는, 초산부틸, 프로피온산부틸, 젖산에틸, 옥시초산메틸, 옥시초산에틸, 옥시초산부틸, 메톡시초산메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산부틸, 에톡시초산메틸, 에톡시초산에틸, 3-옥시프로피온산메틸, 3-옥시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산메틸, 2-옥시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-옥시-2-메틸프로피온산메틸, 2-옥시-2-메틸프로피온산에틸, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸, 피루빈산메틸, 피루빈산에틸, 피루빈산프로필, 아세토초산메틸, 아세토초산에틸, 2-옥소부탄산메틸, 2-옥소부탄산에틸, 디옥산, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 벤질알코올, 시클로헥산올, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 시클로 헥사논, 시클로 펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 아니솔, γ-부티로락톤, N,N-디메틸아세토아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸이미다졸리디논을 들 수 있다.
또한, 상기 히드록시기를 갖는 화합물의 구체적인 예로서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 벤질알코올, 시클로헥산올, 및 1,4-부탄디올을 들 수 있다.
상기 용매(A)로서는, 이들 히드록시기를 갖는 화합물을 용매(A) 전체의 40중량% 이상을 함유하는 유기용매가 바람직하다.
상기 용매(A)로서는, 이들 유기용매 중에서도, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 및 디프로필렌글리콜모노메틸에테르에서 선택되는 화합물을 용매(A) 전체의 40중량% 이상을 함유하는 유기용매를 사용하는 것이, 막두께의 균일성이 높은 표면 발액성 경화막을 얻는 점 등에 있어서 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용되는 용매(A)는 1종의 화합물이어도, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 2. 시클로알킬 및/또는 시클로알킬렌을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)＞
본 발명의 잉크는, 시클로알킬 및 시클로알킬렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)(이하 '화합물(B)'라고도 한다.)를 함유한다. 본 발명의 잉크가 화합물(B)을 포함하면, 잉크젯법으로 도포했을 때에 기판으로의 습윤 전개성이 우수한 잉크를 얻을 수가 있으며, 균일하면서 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다.
또한, '다관능 (메타)아크릴레이트'라는 것은, 1 분자 중에 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 말한다.
상기 화합물(B)로서는, 시클로헥산, 시클로펜탄, 1,7,7-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 트리시클로데칸, 디시클로펜탄 및 아다만탄으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
상기 화합물(B)의 구체적인 예로서는, 트리시클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 알콕시화시클로헥산디메탄올디(메타)아크릴레이트 및 수소첨가 비스페놀A디(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
이들 중에서도, 상기 화합물(B)로서는, 잉크젯법에 의해, 광학 특성이 양호하면서 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 용이하게 형성할 수 있다는 점 등에 있어서, 트리시클로데칸 골격을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
상기 화합물(B)로서는, 나아가 상기 화학식(1)으로 나타내는 디(메타)아크릴레이트인 것이, 아크릴수지 기판에 대한 습윤 전개성이 우수한 잉크를 얻을 수 있다는 점 등에서 바람직하다.
또한, 상기 화학식(1)에 있어서, 예를 들면, m이 2 또는 3일 때, 이 화합물들은 복수의 Rb를 갖는다. 이 경우, 임의의 2개의 Rb는 동일해도 좋고, 달라도 좋다. 이 규칙은, Rc에도 적용된다. 또한, 이 규칙은, 다른 식에 있어서도 적용된다.
상기 화합물(B)로서는, 공지의 방법으로 제조된 화합물을 사용해도 좋고, 또는 시판품을 사용해도 좋다.
본 발명의 잉크에 사용되는 화합물(B)은 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 상기 화합물(B)의 함유량이, 용매(A)를 제외한 함유 성분의 합계 100중량%에 대하여, 15 내지 95중량%이면, 아크릴수지 기판에 대한 습윤 전개성이 우수한 잉크를 얻을 수 있기 때문에 바람직하며, 보다 바람직하게는 20 내지 90중량%이며, 더 바람직하게는 30 내지 90중량%이다.
＜1. 3. 우레탄(메타)아크릴레이트(E)＞
본 발명의 잉크는, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)(이하 '화합물(E)'라고도 한다.)를 함유해도 좋다. 화합물(E)을 함유하는 잉크는, 적은 노광량으로 경화되고(고감도), 얻어지는 발액성 경화막은, 막두께의 균일성이 양호해져, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 밀착성이 우수하며, 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 더 용이하게 형성할 수 있으므로 바람직하다.
화합물(E)로서는, 상기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이, 광경화성이 우수한 잉크를 얻을 수 있고, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 밀착성이 더욱 우수한 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다는 점 등에 있어서 바람직하다.
상기 화학식(2)에서,
R1 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20인 2가의 유기기이며, 막두께의 균일성이 더욱 양호한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점 등에서, 바람직하게는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이며,
R2는, 탄소수 1 내지 20인 2가의 유기기이며, 막두께의 균일성이 더욱 양호한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점 등에서, 바람직하게는 상기 그룹(e)에서 선택되는 1종인 2가의 기이며, m 및 n은, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며, 잉크의 경화성 등에 있어, 각각 독립적으로 2 또는 3이 바람직하며, 3인 것이 더욱 바람직하다.
상기 화학식(3)에서,
R6, R8 및 R9는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20인 2가의 유기기이며, 막두께의 균일성이 더욱 양호한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점 등에서 바람직하게는 상기 그룹(f)에서 선택되는 1종인 2가의 유기기이며,
R7은, 탄소수 1 내지 40인 3가의 유기기이며, 막두께의 균일성이 더욱 양호한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점 등에서, 바람직하게는 상기 그룹(g)에서 선택되는 1종인 3가의 유기기이며,
R10, R11 및 R12는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10인 2가의 유기기이며, 막두께의 균일성이 더욱 양호한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점 등에서 바람직하게는 탄소수 1인 2가의 유기기이며,
R13, R14 및 R15는, 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬이며, 잉크의 광경화성 등에 있어 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1의 알킬이며,
p, q 및 r은, 각각 독립적으로 0 또는 1이며,
s, t 및 u는, 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수며, 잉크의 경화성 등에 있어서, 각각 독립적으로 2 또는 3인 것이 바람직하다.
상기 화합물(E)로서는, 하기 화학식(2'), (3') 또는 (4')로 나타내는 화합물을 포함하는 성분을 사용하는 것이, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 밀착성이 우수하면서, 또한, 광학 특성이 우수한 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다는 점 등에서 바람직하다. 하기 화학식(2')에서 나타내는 화합물을 포함하는 성분으로서는, NK올리고U-6LPA(상품명, 신나카무라화학공업(주)(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 제품) 등을 들 수 있으며, 화학식(3')으로 나타내는 화합물을 포함하는 성분으로서는, NK올리고U-6HA(상품명, 신나카무라화학공업(주) 제품) 등을 들 수 있으며, 화학식(4')에서 나타내는 화합물을 포함하는 성분으로서는, NK올리고U-15HA(상품명, 신나카무라화학공업(주) 제품) 등을 들 수 있다.
Figure 112012045001388-pat00007
....화학식(2')
Figure 112012045001388-pat00008
....화학식(3')
Figure 112012045001388-pat00009
....화학식(4')
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 화합물(E)은, 1종의 화합물이어도, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 상기 화합물(E)의 함유량이, 화합물(B)의 중량과 화합물(E)의 중량의 합계 100중량%에 대하여, 5 내지 85중량%이면, 광경화성이 우수한 잉크를 얻을 수 있고, 아크릴수지 기판 등의 기판에 대한 밀착성이 우수한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있으므로 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 70중량%이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 60중량%이다.
＜1. 4. 상기 화합물(B) 및 (E) 이외의 라디컬 중합성 화합물(F)＞
본 발명의 잉크는, 상기 화합물(B) 및 (E) 이외의 라디컬 중합성 화합물(F)(이하 '화합물(F)'라고도 한다.)을 포함해도 좋다. 구체적인 예로서는, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판에틸렌옥시드변성트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판프로필렌옥시드변성트리(메타)아크릴레이트, 글리세린트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드변성글리세린트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드변성글리세린트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸롤프로판테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 및 디옥산디(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 화합물(F)은, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 5. 계면활성제(C)＞
본 발명의 잉크는, 계면활성제(C)를 함유한다. 계면활성제(C)를 함유하면, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 표면 발액성이 높아지므로 바람직하다.
계면활성제(C)의 구체적인 예로서는, 폴리프로 No.45, 폴리프로 KL-245, 폴리프로 No.75, 폴리프로 No.90, 폴리프로 No.95(상품명, 쿄에이샤(共榮社)화학(주)(KYOEISHA CHEMICAL CO., LTD) 제품), 디스퍼비크(Disperbyk)161, 디스퍼비크162, 디스퍼비크163, 디스퍼비크164, 디스퍼비크166, 디스퍼비크170, 디스퍼비크180, 디스퍼비크181, 디스퍼비크182, BYK300, BYK306, BYK310, BYK320, BYK330, BYK344, BYK346(상품명, 비크(BYK) 케미 재팬(주) 제품), KP-341, KP-358, KP-368, KF-96-50CS, KF-50-100CS(상품명, 신에츠 화학공업(주)(Shin-Etsu Chemicla Co., Ltd) 제품), 사후론SC-101, 사후론KH-40(상품명, 세이미 케미컬(주) 제품), 후타젠트222F, 후타젠트251, FTX-218(상품명, (주)네오스 제품), EFTOP EF-351, EFTOP EF-352, EFTOP EF-601, EFTOP EF-801, EFTOP EF-802(상품명, 미츠비시 머티리얼즈(주)(Mitsubishi Materials Corporation) 제품), 메가파크F-171, 메가파크F-177, 메가파크F-475, 메가파크R-08, 메가파크R-30(상품명, DIC(주) 제품), 플루오로알킬 벤젠술폰산염, 플루오로알킬 카르본산염, 플루오로알킬 폴리옥시에틸렌에테르, 플루오로알킬요오드화암모늄, 플루오로알킬 베타인, 플루오로알킬 술폰산염, 디글리세린테트라키스(플루오로알킬 폴리옥시에틸렌에테르), 플루오로알킬 트리메틸암모늄염, 플루오로알킬 아미노술폰산염, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌라우레이트, 폴리옥시에틸렌올리에이트, 폴리옥시에틸렌스테아레이트, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 소르비탄라우레이트, 소르비탄팔미테이트, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄올리에이트, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄올리에이트, 폴리옥시에틸렌나프틸에테르, 알킬 벤젠술폰산염, 및 알킬 디페닐에테르디술폰산염을 들 수 있다.
또한, 계면활성제(C)가 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제이면, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 표면 발액성이 보다 높아지므로 바람직하다. 특히 계면활성제(C)가 실리콘계 계면활성제이면, 얻어지는 표면 발액성 경화막상에 잉크젯법에 의해 마이크로렌즈를 형성했을 때에, 크기의 불균일성이 작은 마이크로렌즈를 얻을 수 있으므로 보다 바람직하다.
나아가, 계면활성제(C)가 반응성기를 적어도 하나를 갖는 화합물이면, 용매(A)를 많이 함유하는 잉크일지라도 경화성이 높은 잉크가 되므로 바람직하다. 상기 반응성기로서는, (메타)아크릴로일기, 에폭시기 및 옥세타닐기로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 기(基)인 것이, 경화성이 높은 잉크를 얻는다는 점 등에 있어 바람직하다.
반응성기로서 (메타)아크릴로일기를 갖는 계면활성제의 구체적인 예로서는, RS-72K(상품명, DIC(주) 제품), BYK UV 3500, BYK UV 3570(상품명, 비크(BYK) 케미 재팬(주) 제품), TEGO Rad 2200N, TEGO Rad 2250, TEGO Rad 2300, TEGO Rad 2500(상품명, 에보닉데구사 재팬(Evonik Degussa Japan)(주) 제품)을 들 수 있다.
또한, 반응성기로서 에폭시기를 갖는 계면활성제로서는, RS-211K(상품명, DIC(주) 제품) 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용되는 계면활성제(C)는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 화합물(B)과 계면활성제(C)의 중량비((B):(C))가 1,000:1 내지 1:5의 범위이면, 잉크의 광경화성 및 얻어지는 경화막 표면의 발액성에 있어 밸런스가 좋고 우수하므로 바람직하고, 보다 바람직하게는 500:1 내지 1:3의 범위이며, 더욱 바람직하게는 300:1 내지 1:2의 범위이며, 특히 바람직하게는 200:1 내지 1:1의 범위이다.
＜1. 6. 광중합 개시제(D)＞
본 발명의 잉크는, 광중합 개시제(D)를 포함한다. 광중합 개시제(D)는, 자외선 또는 가시광선의 조사에 의해 라디컬 또는 산(酸)을 발생할 수 있는 화합물이면 특별히 한정하지 않으나, α-히드록시알킬페논계 광중합 개시제, 페닐글리옥실레이트계 개시제, 옥시페닐초산에스테르계 광중합 개시제 또는 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제가 바람직하며, 이 중에서도 특히 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제, 페닐글리옥실레이트계 개시제 및 옥시페닐초산에스테르계 광중합 개시제가, 잉크의 광경화성, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 광투과율 등의 관점에서 보다 바람직하다.
광중합 개시제(D)의 구체적인 예로서는, 벤조페논, 미힐러케톤, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 크산톤, 티옥산톤, 이소프로필크산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-에틸안트라퀴논, 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, 2-히드록시-2-메틸-4'-이소프로필프로피오페논, 1-히드록시시클로 헥실페닐케톤, 이소프로필벤조인에테르, 이소부틸벤조인에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 캄파퀴논, 벤즈안트론, 2-히드록시-1-[4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐]-2-메틸-프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 옥시-페닐-아세트산2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸에스테르, 옥시-페닐-아세트산2-(2-히드록시-에톡시)에틸에스테르, 페닐글리옥실산 메틸에스테르, 4-디메틸아미노안식향산 에틸, 4-디메틸아미노안식향산 이소아밀, 4,4'-디(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,4,4'-트리(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-헥실퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3'-디(메톡시카르보닐)-4,4'-디(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,4'-디(메톡시카르보닐)-4,3'-디(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4,4'-디(메톡시카르보닐)-3,3'-디(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2-(4'-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2'-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-펜틸옥시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 4-[p-N,N-디(에톡시카르보닐메틸)]-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(2'-클로로페닐)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(4'-메톡시페닐)-s-트리아진, 2-(p-디메틸아미노스티릴)벤즈옥사졸, 2-(p-디메틸아미노스티릴)벤즈티아졸, 2-머캅토벤조티아졸, 3,3'-카르보닐비스(7-디에틸아미노쿠마린), 2-(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 3-(2-메틸-2-디메틸아미노프로피오닐)카르바졸, 3,6-비스(2-메틸-2-모르폴리노프로피오닐)-9-n-도데실카르바졸, 1-히드록시시클로 헥실페닐케톤, 비스(η5-2,4-시클로 펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥시드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, CPI-100P, CPI-100A, CPI-110P, CPI-210S, CPI-200K(상품명, 산아프로(주)(San-Apro Ltd.) 제품), 사이라큐어 광경화개시제UVI-6992, 사이라큐어 광경화개시제UVI-6976(상품명, 다우케미컬니혼(Dow Chemical)(주) 제품), 아데카옵토마 SP-150, 아데카옵토마 SP-152, 아데카옵토마 SP-170, 아데카옵토마 SP-172(상품명, (구)아사히덴카 코우교우(旭電化工業)(주)(ADEKA　CORPORATION) 제품)), CI-5102, CI-2855(상품명, 닛폰소다(주)(NIPPON SODA CO., LTD.) 제품), 에사큐어1064, 에사큐어1187(상품명, 람베르티(주)(Lamberti S.p.A.) 제품), 옴니캐트550(상품명, IGM 레진(주)(IGM Resins B.V.) 제품), 이르가큐어250, 이르가큐어754(상품명, BASF재팬(주)(BASF Japan Ltd.) 제품), 로드실 포토이니시에이터2074(상품명, 로디아 재팬(Rhodia JAPAN)(주) 제품)를 들 수 있다.
이 중에서도, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, 2-히드록시-2-메틸-4'-이소프로필프로피오페논, 1-히드록시시클로 헥실페닐케톤, 옥시-페닐-아세트산2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸에스테르, 옥시-페닐-아세트산2-(2-히드록시-에톡시)에틸에스테르, 페닐글리옥실산 메틸에스테르, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥시드 및 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드가 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용되는 광중합 개시제(D)는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 광중합 개시제(D)의 함유량이, 화합물(B) 100중량부에 대하여 1 내지 50중량부이면, 자외선에 대한 광경화성이 우수한 잉크를 얻을 수 있으며, 또한, 높은 광투과율의 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있으므로 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 내지 45중량부이며, 더욱 바람직하게는 5 내지 40중량부이다.
＜1. 7. 중합금지제＞
본 발명의 잉크는, 보존 안정성을 향상시키기 위해서 중합금지제를 함유할 해도 좋다. 중합금지제의 구체적인 예로서는, 4-메톡시페놀, 하이드로퀴논 및 페노티아진을 들 수 있다. 이들 중에서도 페노티아진을 사용하면, 장기 보존에 있어서도 점도의 증가가 적은 잉크를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 중합금지제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 중합금지제의 함유량이, 화합물(B)100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이면, 장기 보존에 있어서도 점도의 증가가 작은 잉크를 얻을 수 있으므로 바람직하며, 보존 안정성과 광경화성과의 밸런스를 고려하면, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.5중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.1중량부이다.
＜1. 8. 에폭시화합물 이외의 열경화성 화합물＞
본 발명의 잉크는, 에폭시화합물 이외의 열경화성 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 열경화성 화합물로서는, 열 경화시키는 것이 가능한 관능기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 비스말레이미드, 페놀성 수산기를 함유하는 수지, 멜라민 수지 및 에폭시경화제 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 에폭시화합물 이외의 열경화성 화합물은, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 에폭시화합물 이외의 열경화성 화합물의 함유량이, 화합물(B) 100중량부에 대하여 2 내지 50중량부이면, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 내열성이 향상되므로 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 30중량부며, 더욱 바람직하게는 10 내지 20중량부이다.
1. 8. 1 비스말레이미드
비스말레이미드로서는, 예를 들면, 하기 화학식(5)으로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 하기 화학식(5)으로 나타내는 비스말레이미드는, 예를 들어, 디아민과 산무수물을 반응시키는 것으로 얻을 수 있다.
Figure 112012045001388-pat00010
....화학식(5)
화학식(5)에서, R16 및 R18은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이며, R17은 하기 화학식(6)으로 나타내는 2가의 기이다.
Figure 112012045001388-pat00011
....화학식(6)
화학식(6)에서, R19 및 R20은 각각 독립적으로, 연속하지 않는(인접하지 않는) 임의의 메틸렌이 산소로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬렌, 치환기를 가질 수도 있는 방향환을 갖는 2가의 기, 또는 치환기를 가질 수도 있는 시클로알킬렌이다. 상기 치환기로서는, 예를 들면, 카르복실, 히드록시, 탄소수 1 내지 5의 알킬, 탄소수 1 내지 5의 알콕시를 들 수 있다. 내열성이 높은 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다는 점에서, R19 및 R20은 각각 독립적으로 하기 그룹(h)에서 선택된 1종인 2가의 기인 것이 바람직하다.
Figure 112012045001388-pat00012
....그룹(h)
화학식(6)에서, X는 하기 그룹(i)에서 선택된 1종인 2가의 기이다.
Figure 112012045001388-pat00013
....그룹(i)
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 비스말레이미드는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
1. 8. 2 페놀성 수산기를 함유하는 수지
페놀성 수산기를 함유하는 수지로서는, 페놀성 수산기를 갖는 방향족 화합물과 알데히드류와의 축합 반응에 의해 얻어지는 노볼락수지, 비닐페놀의 단독 중합체(수소첨가물을 포함), 및 비닐페놀과 이와 공중합이 가능한 화합물과의 비닐페놀계 공중합체(수소첨가물을 포함) 등이 바람직하게 사용된다.
페놀성 수산기를 갖는 방향족 화합물로서는, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, o-에틸페놀, m-에틸페놀, p-에틸페놀, o-부틸페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, 2,3-크실레놀, 2,4-크실레놀, 2,5-크실레놀, 2,6-크실레놀, 3,4-크실레놀, 3,5-크실레놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, p-페닐페놀, 레졸시놀, 히드로퀴논, 히드로퀴논모노메틸에테르, 피로가롤, 비스페놀A, 비스페놀F, 테르펜골격함유 디페놀, 몰식자산, 몰식자산에스테르, α-나프톨, 및 β-나프톨 등을 들 수 있다.
알데히드류로서는, 포름알데히드, 파라포름알데히드, 푸르푸랄, 벤즈알데히드, 니트로벤즈알데히드, 및 아세토알데히드 등을 들 수 있다.
비닐페놀과 공중합이 가능한 화합물로서는, (메타)아크릴산 또는 그 유도체, 스티렌 또는 그 유도체, 무수말레인산, 초산비닐, 및 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
페놀성 수산기를 함유하는 수지의 구체적인 예로서는, 레디톱PSM-6200(상품명, 군에이(群榮) 화학공업(주)(GUN EI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.) 제품), 쇼우놀BRG-555(상품명, 쇼와 덴코(昭和電工)(주)(SHOWA DENKO K.K.) 제품), 마루카링커MS-2P, 마루카링커CST70, 마루카링커PHM-C(상품명, 마루젠 석유화학(주)(Maruzen Petrochemical Co., LTD.) 제품)를 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 페놀성 수산기를 함유하는 수지는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
1. 8. 3 멜라민 수지
멜라민 수지는, 멜라민과 포름알데히드와의 중축합에 의해 제조되는 수지이면 특별히 한정되지 않으며, 메틸롤멜라민, 에테르화 메틸롤멜라민 , 벤조구아나민, 메틸롤벤조구아나민, 및 에테르화 메틸롤벤조구아나민 등의 축합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 내약품성이 양호해진다는 점에 있어, 에테르화 메틸롤멜라민의 축합물이 바람직하다.
멜라민 수지의 구체적인 예로서는, 니카락MＷ-30, MＷ-30HM, MＷ-390, MＷ-100LM, MX-750LM(상품명, (주)산와 케미컬(Sanwa Chemical Co., Ltd.) 제품)를 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 멜라민 수지는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
1. 8. 4 에폭시경화제
본 발명의 잉크는, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 내약품성을 보다 향상시키기 위해 에폭시경화제를 함유할 수도 있다. 에폭시경화제로서는, 산무수물계 경화제 및 폴리아민계 경화제 등이 바람직하다.
산무수물계 경화제로서는, 말레인산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 메틸헥사히드로프탈산 무수물, 헥사히드로트리메리트산 무수물, 프탈산 무수물, 트리메리트산 무수물, 및 스티렌-무수말레인산 공중합체 등을 들 수 있다.
폴리아민계경화제로서는, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌 펜타민, 디시안디아미드, 폴리아미드아민(폴리아미드수지), 케티민화합물, 이소포론디아민, m-크실렌디아민, m-페닐렌디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, N-아미노에틸피페라진, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸디페닐메탄, 및 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 에폭시경화제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 9. 난연제＞
본 발명의 잉크는, 난연제를 함유해도 좋다. 본 발명의 잉크가 난연제를 함유하면, 난연성이 높은 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 난연제로서는, 난연성을 부여할 수 있는 화합물이면, 특별히 한정되지 않으나, 저유독성, 저공해성 및 안전성 등의 관점에서, 유기인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
유기인계 난연제로서는, 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 크레질페닐포스페이트, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드, 10-(2,5-디히드록시페닐)-10H-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드, 및 축합 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드 등을 들 수 있다.
난연제로서는, 얻어지는 표면 발액성 경화막을 고온 상태로 방치시킨 경우에도 난연제의 블리드 아웃이 쉽게 일어나지 않는다는 점에서, 하기 화학식(7)으로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 하기 화학식(7)으로 나타내는 구조를 갖는 화합물로서는, 하기 화학식(8)으로 나타내는 화합물이 바람직하며, 하기 화학식(8)으로 나타내는 화합물로서는, 축합 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드 등을 들 수 있다. 하기 화학식(8)으로 나타내는 화합물의 시판품으로는, HFA-3003(상품명, 쇼와 덴코(昭和電工)(주)(SHOWA DENKO K.K.) 제품) 등을 들 수 있다.
Figure 112012045001388-pat00014
....화학식(7)
Figure 112012045001388-pat00015
....화학식(8)
화학식(8)에서, v는 0 내지 2의 정수며, w는 1 내지 3의 정수며, v+w는 3이다. 바람직하게는, v는 1 또는 2이며, w는 1 또는 2이며, v+w는 3이다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 난연제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
또한, 상기 난연제는 공지의 방법으로 제조한 화합물을 사용해도 좋고, 또한 상기 쇼와 덴코(昭和電工)(주)(SHOWA DENKO K.K.) 제품인 HFA-3003(상품명) 등의 시판품을 사용해도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 난연제의 함유량이, 화합물(B) 100중량부에 대하여 15 내지 30중량부이면, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 난연성이 향상되므로 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 25중량부이다.
＜1. 10. 열중합 개시제＞
본 발명의 잉크는, 가열공정에 의해 잉크의 경화성을 향상시키기 위해 열중합 개시제를 함유해도 좋다. 열중합 개시제의 구체적인 예로서는, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 과산화벤조일, 과산화디-t-부틸, 산에이드SI-60L, 산에이드SI-80L, 산에이드SI-100L, 산에이드SI-110L, 산에이드SI-180L, 산에이드SI-110, 산에이드SI-180(상품명, 산신(三新) 화학공업(주)(SANSHIN CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.) 제품)를 들 수 있다. 이들 중에서도 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)이 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 열중합 개시제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 11. 자외선흡수제＞
본 발명의 잉크는, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 내후성(耐候性) 향상의 관점에서 자외선흡수제를 함유해도 좋다. 자외선흡수제의 구체적인 예로서는, 벤조트리아졸계 자외선흡수제 및 트리아진계 자외선흡수제를 들 수 있다. 구체적으로는, TUNIVIN PS, TUNIVIN 400, TUNIVIN 405, TUNIVIN 460, TUNIVIN 479, TUNIVIN 1577FF(상품명, BASF재팬(주)(BASF Japan Ltd.) 제품) 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 자외선흡수제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 12. 산화방지제＞
본 발명의 잉크는, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 투명성의 향상, 및 고온에 방치된 경우의 황변을 방지하는 관점 등에서 산화방지제를 함유해도 좋다. 산화방지제의 구체적인 예로서는, 힌다드아민계 산화방지제 및 힌다드페놀계 산화방지제를 들 수 있다. 구체적으로는, IRGAFOS XP40, IRGAFOS XP60, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, IRGANOX 1520L(상품명, BASF재팬(주)(BASF Japan Ltd.) 제품) 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 산화방지제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 13. 실란커플링제＞
본 발명의 잉크는, 얻어지는 표면 발액성 경화막의 기판으로의 밀착성을 향상시키기 위해 실란커플링제를 함유해도 좋다. 실란커플링제의 구체적인 예로서는, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 및 3-머캅토프로필트리메톡시실란을 들 수 있다. 이들 중에서도 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란은, 반응기를 가지고 있으며, 다른 성분과 공중합할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 실란커플링제는, 1종의 화합물이어도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이어도 좋다.
＜1. 14. 잉크의 점도＞
본 발명의 잉크의, E형 점도계로 측정한 25℃에 있어서의 점도는, 1.0 내지 30mPa·s인 것이 바람직하다. 점도가 이 범위 내이면, 본 발명의 잉크를 잉크젯법으로 도포할 경우에, 잉크젯 장치에 의한 토출성이 양호해진다. 25℃에 있어서의 본 발명의 잉크의 점도는, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 25mPa·s이며, 특히 바람직하게는 1.5 내지 20mPa·s이다.
＜1. 15. 잉크의 제조방법＞
본 발명의 잉크는, 원료가 되는 각 성분을 공지의 방법으로 혼합하는 것으로 제조할 수 있다.
특히, 본 발명의 잉크는, 상기 (A) 내지 (D)성분 및 필요에 따라서 (E)성분, (F)성분 및/또는 그 외의 성분을 혼합하고, 얻어진 용액을 예를 들어, 불소수지제 멤브레인 필터를 사용하여 여과하고, 필요에 따라 탈기하는 것으로 제조되는 것이 바람직하다. 이와 같이 제조된 잉크는, 잉크젯법에 의한 도포 시의 토출성이 우수하다.
＜1. 16. 잉크의 보존＞
본 발명의 잉크는, -20 내지 25℃로 보존하면 보존 중의 점도 증가가 작고, 보존 안정성이 양호해진다.
[2. 잉크젯법에 의한 잉크의 도포]
본 발명의 잉크는, 공지의 잉크젯법을 이용하여 도포할 수 있다. 잉크젯법으로서는, 예를 들면, 잉크에 역학적 에너지를 작용시켜서 잉크를 잉크젯 헤드에서 토출시키는 피에조 방식, 및 잉크에 열에너지를 작용시켜서 잉크를 토출시키는 도포방법(소위, 써멀(thermal) 방식)을 들 수 있다.
잉크젯법을 사용하는 것에 의해, 본 발명의 잉크를 미리 정해진 패턴 형상으로 용이하게 도포할 수 있으며, 균일한 패턴을 큰 기판 상에 형성할 수 있다.
잉크젯 헤드로서는, 예를 들면, 금속 및/또는 금속산화물 등으로 이루어지는 발열부를 갖는 것을 들 수 있다. 금속 및/또는 금속산화물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, Ta, Zr, Ti, Ni, Al 등의 금속 및 이들 금속산화물들을 들 수 있다.
본 발명의 잉크를 사용하여 도포할 때에 사용하는 것이 바람직한 도포장치로서는, 예를 들면, 잉크가 수용되는 잉크 수용부를 갖는 잉크젯 헤드 내의 잉크에, 도포신호에 대응한 에너지를 부여하고, 상기 에너지에 의해 잉크액적(液滴)을 발생시키면서, 상기 도포신호에 대응한 도포(묘화)를 행하는 장치를 들 수 있다.
상기 잉크젯 도포장치는, 잉크젯 헤드와 잉크수용부가 분리되어 있는 것으로 한정하지 않고, 이들이 분리가 불가능하도록 일체로 구성된 것을 사용해도 좋다. 또한, 잉크 수용부는 잉크젯 헤드에 대하여 분리가 가능하거나 또는 분리가 불가능하도록 일체화되어, 캐리지에 탑재되는 것이어도 좋고, 장치의 고정부위에 마련되어도 좋다. 후자의 경우, 잉크 공급부재, 예를 들어, 튜브를 통하여 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 형태의 것이어도 좋다.
[3. 잉크의 용도]
본 발명의 잉크는, 기판, 특히 아크릴수지 기판에 대한 습윤 전개성이 우수하기 때문에, 영상표시장치 등의 광학기기의 제조, 백라이트유닛 등에 사용되는 마이크로렌즈를 갖는 광학부품의 제조, 구체적으로는 마이크로렌즈 어레이를 제조할 때의 기판의 표면을 발액(撥液)처리하기 위해 사용하는 등에 적절히 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크에 의하면, 착색이 적은 도광판 등의 광학부품을 제조할 수 있으므로, 해당 잉크는 고품위의 영상표시장치를 제조함에 있어 유용한다. 나아가, 본 발명의 잉크에 의하면, 광학부품이나 영상표시장치의 대형화에도 대응할 수 있다.
[4. 표면 발액성 경화막]
본 발명의 표면 발액성 경화막은, 상술한 본 발명의 잉크를 경화시키는 것으로 얻어지며, 잉크젯법에 의해 기판표면에 도포한 후에, 자외선이나 가시광선 등의 광을 조사하여 경화시키는 것으로 얻어지는 막이 바람직하다.
자외선이나 가시광선 등을 조사할 경우, 조사하는 광의 양(노광량)은, 잉크의 조성에 따라 적절히 조절하면 되지만, 100 내지 5,000mJ/cm2가 바람직하며, 200 내지 4,000mJ/cm2가 보다 바람직하며, 300 내지 3,000mJ/cm2가 더욱 바람직하다. 또한, 조사하는 자외선이나 가시광선 등의 파장은, 200 내지 500nm가 바람직하며, 200 내지 450nm가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 노광량은 우시오 전기(電機)(주)(USHIO INC.) 제품인 수광기 UVD-365PD(상품명)를 부착한 적산광량계 UIT-201(상품명)로 측정한 값이다.
광을 조사함에 있어서는 노광장치를 사용하면 좋으며, 노광장치로서는, 저압수은램프, 고압수은램프, 초고압수은램프, 메탈헬라이드램프 또는 할로겐램프 등을 탑재하고, 200 내지 500nm 범위에서, 자외선이나 가시광선 등을 조사하는 장치라면, 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 잉크가 도포되는 기판은, 잉크가 도포되는 대상이 될 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고, 그 형상은 평판형상에 한정되지 않고, 곡면형상이어도 좋다.
상기 기판으로는, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등으로 이루어지는 폴리에스테르계 수지 기판; 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등으로 이루어지는 폴리올레핀수지 기판; 폴리염화비닐, 불소수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기고분자필름 셀로판으로 이루어지는 기판; 금속박; 폴리이미드와 금속박의 적층필름; 필링(filling) 효과가 있는 글라신(glassine)지, 양피지, 폴리에틸렌, 클레이 바인더, 폴리비닐알코올, 전분 또는 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 등으로 필링 처리한 종이; 및 유리기판을 들 수 있다.
이들 중에서도, 아크릴계 수지 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기판으로는, 본 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는 범위에서, 산화방지제, 열화방지제, 충전제, 자외선흡수제, 대전방지제 및/또는 전자파방지제 등의 첨가제를 함유한 기판을 사용해도 좋다. 또한, 상기 기판으로는, 기판 표면의 적어도 일부에, 필요에 따라 코로나 처리, 플라즈마처리, 또는 블라스트 처리 등의 이접착(易接着) 처리를 한 기판이어도 좋고, 표면에 이접착(易接着)층이나 보호막, 하드 코트막을 설정한 기판이어도 좋다.
기판의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 통상적으로, 10μm 내지 10mm이며, 사용 목적에 따라 적절하게 조정된다.
본 발명의 표면 발액성 경화막의 막두께는 특별히 한정되지 않으나, 광학 특성 상, 바람직하게는 1μm이하이며, 보다 바람직하게는 0.5m이하이다.
본 발명의 표면 발액성 경화막의 막두께가 상기 범위에 있으면, 착색이 적고 높은 광투과율을 가진 경화막을 얻을 수 있으므로, 높은 광학 특성이 요구되는 도광판의 형성에 적절히 사용된다.
본 발명의 잉크는, 기판, 특히 아크릴수지 기판에 대한 습윤 전개성이 우수하기 때문에, 기판 상에 기판을 덮는 것과 같은 막을 형성할 때에는, 인쇄의 해상도가 낮더라도, 막의 면이 균일한 표면 발액성 경화막을 얻을 수 있다. 이 때문에, 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다.
이에 대하여, 종래의 잉크로는, 기판, 특히 아크릴수지 기판에 대한 습윤 전개성이 나쁘기 때문에, 인쇄의 해상도가 높지 않으면 기판을 덮는 것과 같은 막을 형성하는 것이 곤란하며, 이 때문에, 착색되기 쉬운 막두께가 두꺼운 경화막만을 형성할 수밖에 없는 경우가 많았다.
본 발명의 표면 발액성 경화막은 박막화가 가능하며, 높은 광투과율, 높은 강도를 나타내기 때문에, 특히, 백라이트 유닛 등에 사용되는 마이크로렌즈의 제조, 구체적으로는 마이크로렌즈 어레이를 제조할 때에 기판의 표면에 마련되는 발액성막의 형성에 적절히 사용된다.
[5. 마이크로렌즈]
본 발명의 마이크로렌즈는, 상기 본 발명의 표면 발액성 경화막상에 잉크젯법에 의해 형성된다. 이것으로, 패턴 직경과 높이의 불균일성이 작은 마이크로렌즈를 용이하게 형성할 수 있다.
상기 마이크로렌즈의 형성에는, 마이크로렌즈형성용 잉크를 사용하면 좋으며, 해당 잉크로서는, 특별히 제한되지 않고, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 마이크로렌즈의 형성방법은, 특별히 제한되지 않고, 사용하는 잉크에 따라 적절히 조정하면 된다.
상기 마이크로렌즈의 렌즈 직경은 특별히 한정되지 않으나, 통상적으로 10 내지 100μm이 바람직하며, 15 내지 60μm이 더욱 바람직하고, 20 내지 50μm이 특히 바람직하다.
렌즈의 높이에 대해서도 특별히 한정되지 않으나, 통상적으로 0.5 내지 30μm이 바람직하며, 1 내지 20μm이 더욱 바람직하고, 2 내지 10μm이 특히 바람직하다.
또한, 렌즈 직경에 대한 렌즈 높이의 비는 특별히 한정되지 않으나, 광의 취출 효율이 우수한 광학부품 등을 제조할 수 있다는 점에서, 바람직하게는 0.18이상, 보다 바람직하게는 0.2이상이다.
[6. 광학부품]
본 발명의 광학부품은, 상기 마이크로렌즈를 갖는다. 이 때문에, 광학 특성이 우수한 광학부품인 것이다.
[7. 영상표시장치]
본 발명의 영상표시장치는, 상기 광학부품을 포함한다. 이 때문에, 표시특성이 우수한 영상표시장치인 것이다.
[실시예]
이하, 실시예로 본 발명을 더 설명하겠지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서는, 실시예 또는 비교예에서 얻어진 광경화성 잉크젯 잉크를 단순히 잉크라고 부를 수 있다. 즉, 예를 들어, 광경화성 잉크젯 잉크 1을 잉크 1이라고 부를 수 있다.
[실시예 1]
용매(A)인 프로필렌글리콜모노메틸에테르(이후, 'PGME'라고 약칭.)와, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)인 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트(이후, 'IRR214K'로 약칭. IRR214K는 상품명, 다이셀사이텍(주)(DAICEL-CYTEC Company LTD.) 제품)과, 계면활성제(C)인 BYK UV 3500(상품명, 비크(BYK) 케미 재팬(주) 제품, 이후, 'BYK3500'으로 약칭.)과, 광중합 개시제(D)인 이르가큐어754(상품명, BASF재팬(주)(BASF Japan Ltd.) 제품, 이후, 'I754'로 약칭.)를 하기 조성으로 혼합하고, 용액을 얻은 후, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)제 멤브레인 필터(공경(孔徑) 1μm)로 여과하여, 여과액(광경화성 잉크젯 잉크 1)을 얻었다. 이 잉크 1 중에 용매(A)는 50.0중량%가 함유되어 있다.
(A) PGME: 3.48g
(B) IRR214K: 3.00g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
E형 점도계(토키산교(東機産業)(주)(TOKI SANGYO CO., LTD.) 제품 TV-22(상품명), 이하 동일)를 사용하여, 25℃에 있어서의 잉크 1의 점도를 측정한 결과, 5.1mPa·s이었다.
(도트의 형성)
4cm*4cm의 아크릴수지 기판(아사히카세이 테크노플러스(주)(ASAHIKASEI TECHNOPLUS Co., Ltd.) 제품, 데라그라스AD999(상품명))을 준비하였다. 잉크 1을 잉크젯 카트리지에 주입하고, 이것을 잉크젯 장치(FUJIFILM Dimatix Inc. 제품 DMP-2831(상품명))에 장착하고, 10pl(피코리터)용 잉크젯 헤드를 사용하여, 토출전압(피에조 전압)16V, 헤드 온도 30℃, 구동 주파수 5kHz, 도포 회수 1회의 토출조건으로, 준비한 기판 상에 300μm간격으로 도트패턴을 도포하였다. 이 기판에 UV조사장치((주)쟈텍(JATEC) 제품 J-CURE1500(상품명))를 사용하여 적산 노광량 1,000mJ/cm2의 광을 조사하여, 잉크 1을 경화시키는 것으로, 도트패턴이 형성된 기판을 얻었다. 이 기판을 사용하여, 이하의 측정을 행하였다.
(도트 직경의 평가)
기판 상에 형성된 도트 직경을 OLYMPUS(주) 제품 광학식 현미경BX51(상품명)를 사용하여 측정한 바, 108m이었다. 도트 직경 값으로는, 3군데의 측정 평균값을 사용하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.
(도트높이의 평가)
기판 상에 형성된 도트높이를 KLA-Tencor Japan(주) 제품인 촉침식 막후계P-15(상품명)를 사용해서 측정하여, 그 평균값을 산출했다. 도트높이의 값으로는, 3군데의 측정 평균값을 사용하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 2를 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)로서 알콕시화시클로헥산디메탄올디아크릴레이트(이후, 'CD580'으로 약칭. CD580은 상품명, Sartomer사 제품)를 사용했다. 이 잉크 2 중에 용매(A)는 50.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 3.48g
(B) CD580: 3.00g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 2의 점도는, 6.1mPa·s이었다. 이 잉크 2를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하고, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 3을 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)로서 수소첨가 비스페놀A디아크릴레이트(이후, 'BisADA'로 약칭.)를 사용하였다. 이 잉크 3 중에 용매(A)는 55.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 4.25g
(B) BisADA: 3.00g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 3의 점도는, 5.8mPa·s이었다. 이 잉크 3을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 4를 제조하였다. 단, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 상기 화학식(2')으로 나타내는 우레탄아크릴레이트를 포함하는 성분(이후, 'U-6LPA'로 약칭. U-6LPA는 상품명, 신나카무라 화학공업(주)(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 제품.)을 사용하였다. 이 잉크 4 중 용매(A)는 60.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 5.22g
(B) IRR214K: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 4의 점도는, 5.7mPa·s이었다. 이 잉크 4를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하고, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 5를 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)로서 CD580(상품명)을 사용하고, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 U-6LPA(상품명)를 사용하였다. 이 잉크 5 중에 용매(A)는 60.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 5.22g
(B) CD580: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 5의 점도는, 6. 1mPa·s이었다. 이 잉크 5를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 6을 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)로서 BisADA를 사용하고, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 U-6LPA(상품명)를 사용하였다. 이 잉크 6 중에 용매(A)는 60.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 5.22g
(B) BisADA: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 6의 점도는, 6. 2mPa·s이었다. 이 잉크 6을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 7을 제조하였다. 단, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 상기 화학식(3')으로 나타내는 우레탄아크릴레이트(이후, 'U-6HA'로 약칭. U-6HA는 상품명, 신나카무라 화학공업(주)(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 제품)를 사용하였다. 이 잉크 7 중에 용매(A)는 65.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 6.46g
(B) IRR214K: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6HA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 7의 점도는, 6. 1mPa·s이었다. 이 잉크 7을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 광경화성 잉크젯 잉크 8을 제조하였다. 단, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 상기 화학식(4')으로 나타내는 우레탄아크릴레이트(이후, 'U-15HA'로 약칭. U-15HA은 상품명, 신나카무라 화학공업(주)(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 제품.)를 사용하였다. 이 잉크 8 중에 용매(A)는 65.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 6.46g
(B) IRR214K: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-15HA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크8의 점도는, 6. 3mPa·s이었다. 이 잉크 8을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 잉크 9를 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)인 IRR214K(상품명) 대신, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(이후, 'M402'로 약칭. M402는 상품명, 토아고세이(東亞合成)(주)(TOAGOSEI CO., LTD.) 제품.)를 사용하고, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 U-6LPA(상품명)를 사용하였다. 이 잉크 9 중에 용매(A)는 65.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 6.46g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 1.50g
- M402: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 9의 점도는, 5.8mPa·s이었다. 이 잉크 9를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 잉크 10을 제조하였다. 단, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)인 IRR214K(상품명)를 사용하지 않고, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 U-6LPA(상품명)를 사용하였다. 이 잉크 10 중에 용매(A)는 70.0중량% 함유되어 있다.
(A) PGME: 8.12g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 3.00g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 10의 점도는, 5. 3mPa·s이었다. 이 잉크 10을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[참고예 1]
실시예 1과 동일하게, 하기 조성의 잉크 11를 제조하였다. 단, 우레탄(메타)아크릴레이트(E)로서 U-6LPA(상품명)를 사용하였다. 이 잉크 11 중에 용매(A)는 38.0중량%함유되어 있다.
(A) PGME: 2.13g
(B) IRR214K: 1.50g
(C) BYK3500: 0.0300g
(D) I754: 0.450g
(E) U-6LPA: 1.50g
25℃에 있어서의 얻어진 잉크 11의 점도는, 17.7mPa·s이었다. 이 잉크 11을 사용하여 토출전압(피에조 전압) 23V, 헤드 온도 32℃, 구동 주파수 5kHz, 도포 회수 1회의 토출조건으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 도트패턴이 형성된 기판을 작성하여, 도트 직경 및 높이를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112012045001388-pat00016
잉크젯법에 의해 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 형성함에 있어서는, 잉크의 착적(着滴) 직경(도트 직경) 및 그 높이(도트 높이)가 아주 중요하다.
도트 직경의 값이 커짐에 따라 기판에 대한 습윤 전개성이 크다고 여겨져, 인쇄의 해상도를 낮게 설정하여도 균일한 막을 형성할 수 있게 되어 막두께가 얇은 경화막을 얻을 수 있는 지표가 된다. 또한, 도트 높이에 대해서도 작은 값이 될수록 막두께가 얇은 경화막을 얻을 수 있는 것을 나타내는 지표가 된다. 잉크젯법에 의해 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 형성함에 있어서는, 이들을 동시에 충족시키는 것이 바람직하다.
비교예 1, 2의 잉크 9, 10에 비해, 다관능 (메타)아크릴레이트(B)를 함유하는 실시예 1 내지 8의 잉크 1 내지 8은, 아크릴수지 기판에 대하여 아주 높은 습윤성을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 특히 잉크 1, 2 및 4는, 아크릴수지 기판에 대하여 아주 높은 습윤성을 나타내는 것이 확인되었다. 실시예 1 내지 8과 참고예 1의 결과에서, 특정량의 용매를 포함하는 잉크를 사용하는 것으로, 도트 직경이 크고, 도트 높이가 낮은 도트패턴을 형성할 수 있으므로, 해당 잉크는, 기판에 대하여 높은 습윤성을 나타내는 것이 확인되었다. 이 결과에서, 본 발명의 잉크는, 잉크젯법에 의해, 막두께가 얇은 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다는 것을 알았다.
[실시예 9] (마이크로렌즈형성에 의한 기판평가)
펜타에리스리톨트리아크릴레이트(이후, 'M305'로 약칭. M305는 상품명, 토아고세이(東亞合成)(주)(TOAGOSEI CO., LTD.) 제품.)와, 단관능(메타)아크릴레이트인 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트(이후, 'THFMA'로 약칭.)와, I754를 하기 조성으로 혼합하여, 용액을 얻은 후, PTFE제 멤브레인 필터(공경(孔徑) 1μm)로 여과하여, 여과액(마이크로렌즈형성용 잉크 12)을 얻었다.
·M305: 100.0g
·THFMA: 100.0g
·I754: 14. 0g
E형 점도계를 사용하여, 25℃에 있어서의 잉크 12의 점도를 측정한 결과, 17.1mPa·s이었다.
(표면발액(撥液)처리)
4cm*4cm의 아크릴수지 기판(상품명: 아사히카세이 테크노플러스(주)(ASAHIKASEI TECHNOPLUS Co.,Ltd.) 제품, 데라그라스AD999)을 준비했다. 잉크 1를 잉크젯 카트리지에 주입하여, 이를 잉크젯 장치(FUJIFILM Dimatix Inc. 제품 DMP-2831(상품명))에 장착하고, 10pl용 잉크젯 헤드를 사용하여, 토출전압(피에조 전압) 16V, 헤드 온도 30℃, 구동 주파수 5kHz, 도포 회수 1회의 토출조건으로, 인쇄해상도를 256dpi로 설정하여 준비한 기판 전면에 도포하였다. 이 기판에 UV조사장치((주)쟈텍(JATEC)제품 J-CURE1500(상품명))를 사용하여 적산노광량1,000mJ/cm2의 광을 조사하여, 잉크 1을 경화시키는 것으로, 표면발액(撥液)처리를 행하였다(표면 발액성 경화막이 형성된 기판 1a를 얻었다). 동일하게, 잉크 2 내지 10을 사용하여 표면 발액성 경화막이 형성된 기판 2a 내지 10a를 얻었다. 또한, 잉크 2 및 4에 대해서는 인쇄해상도를 256dpi로 설정하고, 잉크 3 및 5 내지 10에 대해서는 인쇄해상도를 512dpi로 설정했다. 이들 표면 발액성 경화막이 형성된 기판 1a 내지 10a를 사용하여, 이하의 측정을 행하였다.
(마이크로렌즈의 형성)
마이크로렌즈형성용 잉크 12를 잉크젯 카트리지에 주입하고, 이를 잉크젯 장치(DMP-2831(상품명), FUJIFILM Dimatix(주) 제품)에 장착하여, 10pl용 잉크젯 헤드를 사용하여, 토출전압(피에조 전압) 20V, 헤드 온도 31℃, 구동 주파수 5kHz, 도포 회수 1회의 토출조건으로, 미처리된 아크릴수지 기판(데라그라스 AD999)상 및 표면 발액성 경화막(기판 1a 내지 10a) 상에 150μm간격으로 1도트씩 토출하였다. 도트패턴이 등간격으로 형성된 아크릴수지 기판 및 표면 발액성 경화막에 적산노광량2,000mJ/cm2의 광을 조사하여, 잉크 12를 경화시키는 것으로, 마이크로렌즈가 형성된 기판을 얻었다. 마이크로렌즈의 형상을 OLYMPUS(주) 제품 광학식 현미경BX51(상품명)로 관찰하여, 진원형(眞圓形)이면서 크기가 가지런한 경우를 ○, 형이 일그러지거나 크기가 제각각인 경우를 ×로 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(마이크로렌즈 직경의 평가)
기판 상에 형성된 마이크로렌즈 직경을 OLYMPUS(주) 제품의 광학식 현미경BX51(상품명)을 사용하여 측정하였다. 마이크로렌즈 직경의 값에는, 3군데의 측정 평균값을 사용하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(마이크로렌즈 높이의 평가)
기판 상에 형성된 마이크로렌즈의 높이를 KLA-Tencor Japan(주) 제품의 촉침식 막후계P-15(상품명)를 사용해서 측정하여, 그 평균값을 산출했다. 마이크로렌즈 높이의 값으로는, 3군데의 측정 평균값을 사용하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112012045001388-pat00017
마이크로렌즈의 렌즈 높이/렌즈 직경은, 예를 들면, 마이크로렌즈를 백라이트유닛에 사용한 경우에, 백라이트유닛으로부터의 광의 취출 효율을 고려하면, 약 0.2이상인 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 발명의 잉크는, 마이크로렌즈형성용 기판의 표면처리제로서 적절하다.
이상의 결과에서 명확히 알 수 있듯이, 본 발명의 잉크는, 아크릴수지 기판에 대하여 아주 높은 습윤성을 나타내므로, 잉크젯법에 의해 얇은 막두께의 표면 발액성 경화막을 형성할 수 있다. 따라서 고품위의 영상표시장치 등에 사용되는 도광판의 제조에 적절히 사용된다.
본 발명의 잉크는, 고품위의 광학부품을 제조함에 있어 유용하다.

Claims (17)

  1. 유기용매(A)와, 시클로알킬 및 시클로알킬렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 가지면서, 또한, 우레탄 결합을 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트(B)와, 계면활성제(C)와, 광중합 개시제(D)와 우레탄(메타)아크릴레이트(E)를 함유하는 광경화성 잉크젯 잉크로서,
    상기 유기용매(A)의 함유량이 광경화성 잉크젯 잉크 100중량%에 대하여 40 내지 98중량%인 광경화성 잉크젯 잉크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트(B)가, 트리시클로데칸 골격을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트(B)가, 하기 화학식(1)으로 나타내는 디(메타)아크릴레이트인, 광경화성 잉크젯 잉크.

    Figure 112012045001388-pat00018
    ....화학식(1)
    (화학식(1)에서, Ra, Rb, Rc 및 Rd은, 각각 독립적으로 H 또는 CH3이며, m 및 n은, 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.)
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(E)가 하기 화학식(2) 또는 (3)으로 나타내는 화합물인 광경화성 잉크젯 잉크.
    Figure 112019006245214-pat00019
    ....화학식(2)
    (화학식(2)에서, R1 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10인 알킬렌이며, R2는 하기의 그룹(e)에서 선택되는 1종인 2가의 기이고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬이며, m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.)
    Figure 112019006245214-pat00020
    ....화학식(3)
    (화학식(3)에서, R6, R8 및 R9는 각각 독립적으로 하기의 그룹(f)에서 선택되는 1종인 2가의 기이며, R7은 하기의 그룹(g)에서 선택되는 1종인 3가의 기이며, R10, R11 및 R12는 각각 독립적으로 메틸렌기이며, R13, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬이며, p, q 및 r은 각각 독립적으로 0 또는 1이며, s, t 및 u는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.)
    Figure 112019006245214-pat00021
    ....그룹(e)
    Figure 112019006245214-pat00022
    ....그룹(f)

    Figure 112019006245214-pat00023
    ....그룹(g)
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제(C)가, 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제(C)가, 반응성기를 적어도 하나를 갖는 화합물인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제(C)의 반응성기가, (메타)아크릴로일기, 에폭시기 및 옥세타닐기로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 기인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  11. 제1항에 있어서, 상기 용매(A)가, 비점 100 내지 300℃의 유기용매인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  12. 제1항에 있어서, 상기 용매(A)가, 히드록시기를 갖는 화합물인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  13. 제1항에 있어서, 25℃에 있어서의 점도가 1.0 내지 30mPa·s인, 광경화성 잉크젯 잉크.
  14. 제1항 내지3항, 제5항, 및 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광경화성 잉크젯 잉크를 경화시키는 것으로 얻어지는 표면 발액성 경화막.
  15. 제14항에 기재된 표면 발액성 경화막 상에 잉크젯법에 의해 형성된 마이크로렌즈.
  16. 제15항에 기재된 마이크로렌즈를 갖는 광학부품.
  17. 제16항에 기재된 광학부품을 포함하는 영상표시장치.
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