TW201906945A - 絕緣性遮光用印刷油墨以及絕緣性構件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種具有高絕緣性和高隱蔽性、不破壞環境的印刷油墨。所述印刷油墨包含竹炭和膠粘劑樹脂，適用於電子設備上設置的帶觸摸功能保護面板的印刷。

Description

絕緣性遮光用印刷油墨以及絕緣性構件
本發明關於一種絕緣性遮光用印刷油墨以及絕緣性構件。
以往，在給油墨加添印刷性上有各種性能要求。其中，在電子設備領域，要求使用加添遮光用途的絕緣性能黑色油墨。作為這樣的黑色油墨，一般使用碳黑或氧化鐵。然而，要將碳黑用在電子儀器領域的場合，因炭黑具有導電性，存在不能獲得充足阻抗值的問題。換言之，雖然越提高炭黑的配比量，越能獲得遮光效果，但是導電性也變高，結果絕緣性就會降低。作為解決這種問題的技術，專利文獻1(特開2001-207079號公報)公開了關於表面被用樹脂覆蓋的炭黑的技術。
另外，從環境保護的觀點出發，一直在尋求能替代炭黑以及氧化鐵的新油墨材料。作為不破壞環境的油墨材料，例如，在專利文獻2(特開2008-179737號公報)中，公開了可在包含特定粒徑的碳素粉末的食品中添加的油墨有關技術。
但是，專利文獻2中公開的技術，是以添加在食品中為目的的，不是著眼於電子設備用途的技術。另外，從確保食品安全性觀點出發，只能使用可添加食品的特殊膠粘劑樹脂等前提條件，使得能夠使用的材料也很有限。
本發明人銳意開發可替代以往炭黑的不破壞環境的電子設備用油墨，研究結果首次發現，通過使用竹炭，能夠使高隱蔽性和高絕緣性得以並存。換言之，本發明是首次著眼於將竹炭作為絕緣性遮光用印刷油墨使用而完成的發明。
因此，本發明之一目的是在提供一種含有竹炭和膠粘劑樹脂的絕緣性遮光用印刷油墨。
本發明之另一目的係在提供一種絕緣性構件，具體包括基材，以及在所述基材上形成的所述絕緣性遮光用印刷油墨塗膜。
根據本發明，可以提供能夠使高絕緣性和高隱蔽性並存的不破壞環境的油墨。
以下，關於本發明的實施形態進行詳細說明。
本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，含有竹炭和膠粘劑樹脂。
竹炭是作為黑色油墨起作用的物質，是把竹子燒制後可得到的炭。
竹子很容易買到並且價格便宜，並且從迴圈型資源的觀點來看，是不破壞環境的資材。竹子種類很多，例如通常使用真竹、淡竹、孟宗竹、布袋竹、黑竹、雌竹、根曲竹等。這些種類既可以單獨使用1種，也可以混合使用2種以上。
竹子的燒制方法為眾所周知，有在炭窯燒制的方法，也有使用不銹鋼等材質的炭化爐的機械燒制方法。另外，在使用炭化爐的機械燒制方法中，也包含用加熱水蒸氣在無氧氣氛圍下進行加熱處理的方法。另外，燒制條件，用炭窯燒制時，在400~1000℃高溫下，燒制數日~一周左右，使用炭化爐機械燒制時，例如400℃~1000℃高溫下，燒制6~8小時左右。但用加熱水蒸氣進行加熱處理時，常在15分~1小時左右的短時間內進行。
竹炭通常比木炭等更多生成細微的孔。這些細微的孔，是用以吸取竹子的營養以及水分等的臨時導管炭化結晶的宏觀管，以及在其內壁上無間隙地排列的更細微的微觀管，形成所謂的蜂巢結構。此外，由於竹子的纖維結構是縱向排列、直線狀的，因此這些細微孔也比較容易相互直線狀聚集排列。再者，宏觀管的平均孔徑大概在10~40μm，微觀管的平均孔徑大概在1~5nm。
另外，竹子中較多含有矽酸以及鉀，這些元素在被燒製成竹炭時，具有固化成玻璃狀的性質。因此，竹炭通常被認為比木炭等更多含有玻璃狀的物質。
竹炭的比表面積，例如用氮氣吸附的BET多點法算出的數值，較佳者的在100m2/g以上，更佳者的在200m2/g以上。
另一方面，竹炭的比表面積，較佳者的在1,000m2/g以下，更佳者的在500m2/g以下。由此可以提高隱蔽性。
竹炭的比表面積的測量可以依據JIS Z8830測量。
竹炭的50%的粒徑(D50)較佳者在0.05μm以上，更佳者在1μm以上。由此可以得到適當的分散性。
另一方面，竹炭的50%的粒徑(D50)較佳者在10μm以下，更佳者在5μm以下。由此可以形成適當的塗膜，並提高隱蔽性。
另外，竹炭的90%的粒徑(D90)較佳者在20μm以下，更佳者在10μm以下。
再者，竹炭的50%的粒徑(D50)以及90%的粒徑(D90)的測量，例如可以用鐳射折射‧散亂法通過體積基準測量細微性分佈來求得。
竹炭的含有量，相對絕緣性遮光用印刷油墨中的固體成分100重量份，較佳者在40重量份以上，更佳者在70重量份以上。由此，可以維持印刷特性，提高隱蔽性， 也能夠提高絕緣性。
另一方面，竹炭的含有量，相對於絕緣性遮光用印刷油墨中的固體成分100重量份，較佳者在90重量份以下，更佳者在80重量份以下。由此可以獲得適當的流動性，完成良好的印刷。
從讓油墨特性更適當的觀點出發，竹炭表面也可以進行物理性或化學性處理。
膠粘劑樹脂被用於分散竹炭，形成印刷塗膜而使用。
膠粘劑樹脂，只要是化學有機合成的樹脂即可，可以使用多種多樣的樹脂。從使與竹炭的相溶性良好，在更高水準上使高絕緣性和隱蔽性並存的觀點出發，作為膠粘性樹脂，較佳者從氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、合成橡膠、纖維素樹脂、馬來酸樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、苯氧基樹脂、以及活性能量線硬化型樹脂、和這些的改性物，以及從天然樹脂的改性物中選取的一種或兩種以上的樹脂。其中，更佳者氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、或者環氧樹脂，或者這些樹脂的改性物，最佳者為聚酯樹脂。
膠粘劑樹脂的含有量，相對100重量份的竹炭，較佳者在10重量份以上，更佳者在20重量份以上，另一方面，較佳者在150重量份以下，更佳者在120重量份以 下。根據所述下限值以上的設定，能得到良好的印刷性，另一方面，根據所述上限值以下的設定，能夠在更高水準上使絕緣性和隱蔽性並存。
本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，因含有竹炭和膠粘劑樹脂，能夠使絕緣性和隱蔽性並存。這種機制的詳細情況雖然不明確，但是如上所述，竹炭，通常比木炭更多含有細微的孔，具有被稱為蜂巢結構的細微孔無間隙排列的結構。因此，這些細微孔的入口附近以及孔的內部就能夠流進膠粘劑樹脂。另外，因竹炭通常比木炭更多含有玻璃狀的物質，因此被認為與膠粘劑樹脂的濡濕性比木炭良好。
其結果，形成膠粘劑樹脂將竹炭密封的狀態，增加竹炭的配比量即便提高了隱蔽性，也能夠抑制阻抗值的降低，因此使絕緣性和隱蔽性能夠並存，這是可以推測到的。進而，本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，即使使用了導電性比較高的竹炭的場合，如上所述，由於竹炭被用膠粘劑樹脂密封了，因此能夠得到良好的絕緣性。
本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，通過滿足以下條件，能夠在較高水準下，使絕緣性和隱蔽性並存。這樣的理由雖然不明確，但是，本發明人在反復研究使用竹炭的絕緣性遮光用印刷油墨中，發現通過把該條件中的光學濃度(OD)值控制在特定的範圍內，可以有效達到實現適合絕緣性遮光用印刷油墨用途的隱蔽性和絕緣性並存的指標。本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，使用鋼絲徑為6 密耳的印刷試驗機(RK Print Coat Instruments Ltd．製造、橫杆No．2)，用50mm/秒的移動速度拉動，在玻璃基材上塗抹，所得到的塗膜的光學濃度(OD)值，較佳者在1.0以上，7.0以下。該塗膜是在80℃下，經過60分鐘乾燥後可以得到的。
該塗膜的光學濃度(OD)值，從獲得隱蔽性的觀點出發，更佳者在3.5以上。另一方面，該塗膜的光學塗膜(OD)值，從獲得良好的油墨流動性、印刷特性以及密著性等觀點出發，更佳者在6.0以下。
在本發明的絕緣性遮光用印刷油墨中，為了控制該塗膜的光學濃度(OD)值，通過控制竹炭的燒制溫度、特定適應平均粒徑以及比表面積等的膠粘劑樹脂的種類、控制竹炭和膠粘劑樹脂的配比、竹炭對膠粘劑樹脂的分散程度等，首次獲得。另外，要想控制分散程度，按照竹炭和膠粘劑樹脂的組合等，例如可以通過選擇在分散設備中剪斷力強度以及處理次數等來進行。
再者，所謂(OD)值是指用對數來表示光的透過率(T%)的數值。一般來說，OD值越高，意味著光的透過率越低。
另外，OD值例如可以用透過濃度計「型號341C」(X-Rite公司製造)來測量。
此外，本發明的絕緣性遮光用印刷油墨在不損害本發明的效果的範圍內，也可以調配加入竹炭以外的顏料。這種場合，對於全部顏料的竹炭的含有量，從獲得高 絕緣性的觀點出發，較佳者在50質量%以上，更佳者在80質量%以上，100質量%也可以。
再者，本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，也可以含有眾所周知的油墨用添加劑成分。作為眾所周知的油墨用添加劑，例如有溶劑、防氧化劑等穩定劑、勻染劑、消泡劑、增粘劑、防沉降劑、濕潤分散劑、帶電防止劑、防霧劑等介面活性劑、石蠟、滑爽劑、偶聯劑、矽烷偶聯劑、近紅外線吸收劑等各種添加劑等。
絕緣性遮光用印刷油墨，是將竹炭、以及膠粘劑樹脂用眾所周知的方法混合形成。例如，在樹脂膠粘劑中加入竹炭，使用適當的分散裝置進行分散，能夠得到油墨。這時，從把所述條件下的光學濃度(OD)值控制在特定的範圍內的觀點出發，例如，使用三輥研磨分散裝置的場合，每個輥長線壓設定在20N/mm~60N/mm，以施加適當的剪斷力，並處理次數(通過次數)希望設定在2次以上為好。
本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，特別適合應用於需要遮光性能的智能手機、平板電腦、汽車導航系統、以及對講機等電子設備上設置的帶觸摸功能保護面板的印刷等。若使用本發明的絕緣性遮光用印刷油墨，在這樣的用途中，可以遮擋電子設備中的背光，也可獲得隱藏電子設備內部的電極配線這種高隱蔽性，並能夠防止電子設備的誤動作。
<絕緣性構件>
本發明的絕緣性構件，包括基材、和在基材上形成的所述絕緣性遮光用印刷油墨塗膜。
基材沒有特別限定，可以從聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、丙烯酸、聚氨酯、聚烯烴、石英玻璃、蘇打石灰玻璃、無堿玻璃、藍寶石玻璃、化學鋼化玻璃、以及從這些的複合材料中選取使用一種或二種以上的材料而形成。由這些材料形成的基材，其表面也可以施行防霧處理、鋼化處理、防反射處理、熱線切割處理、著色處理、或者ITO(氧化銦．錫)導電膜處理。另外，基材的形狀沒有特別限定。
塗膜的形成方法沒有特別限定，可以使用眾所周知的方法。另外，塗膜厚度例如在3~200μm。
作為絕緣性構件，可以例舉所述電子設備的帶觸摸功能保護面板等。
另外，絕緣性構件，在基材和所述絕緣性遮光用印刷油墨塗膜之間，也可以是單層或者具有其它多層。再者，也可以具有多層由所述絕緣性遮光用印刷油墨構成的塗膜層。例如，在基材上，可以重疊多層由白色油墨構成的塗膜層，在其上也可以層疊所述絕緣性遮光用印刷油墨構成的塗膜層。
<竹炭的使用方法>
本發明的竹炭的使用方法，是將竹炭作為所述絕緣性遮光用印刷油墨使用。因此，能夠提供能夠使絕緣性和隱蔽性並存的，不破壞使用迴圈系資源的環境的油墨。
以上闡述了本發明的實施形態，這些是本發明 的例示，也可以採用上述以外的各種構成。
以下利用數個實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。
實施例
在實施例以及比較例中使用的顏料，如以下表1、2所示。
在實施例以及比較例中使用的膠粘劑樹脂，如以下表3所示。
<實施例1~11>
為了做成表4所示的配比(重量份)，在膠粘劑樹脂中加入有機溶媒(異佛爾酮、EVONIK工業公司製造)以及竹炭，用旋轉翼式小型攪拌機進行了預混合。然後，使用三輥研磨分散裝置(BUHLER株式會社製造SDY-200型)，在將輥長線壓設定為40N/mm，通過次數2次的條件下進行分散，得到油墨。
<比較例1~9>
為了做成表4所示的配比(重量份)，代替竹炭，使用了椰殼炭D、炭黑E或者氧化鐵F，其它成分與實施例1~9同樣，得到油墨。
對在實際例以及比較例中得到的油墨，進行了以下測量和評價。結果如表4、5所示。
測量：用鋼絲徑6密耳的印刷試驗機(RK Print Coat Instruments Ltd．製造、橫杆No．2)，以50mm/秒的移動速度拉動，將油墨塗在玻璃基材上，在80℃ 60分鐘的條件下乾燥，得到塗膜。分別測量所得到的塗膜的光學濃度(OD)值。
評價-絕緣性：阻抗值(Ω)的測量
用鋼絲徑6密耳的印刷試驗機(RK Print Coat Instruments Ltd．製造、橫杆No．2)，以50mm/秒的移動速度拉動，將油墨塗在玻璃基材上，在80℃ 60分鐘的條件下乾燥，形成塗膜。
使用超絕緣計「型號SM-21E」(東亞電波工業株式會社製造)，測量端子間的距離為15mm，輕輕壓著塗膜表面，測量塗膜表面的阻抗值。測量電壓為1kV，測量3處，取其平均值。測量電壓在1kV時的測量範圍是1.0×106 Ω~2.0×1013 Ω。
隱蔽性：目視官能評價
用鋼絲徑6密耳的印刷試驗機(RK Print Coat Instruments Ltd．製造、橫杆No．2)，以50mm/秒的移動速度拉動，將油墨塗在玻璃基材上，在80℃ 60分鐘的條件下乾燥，形成塗膜，得到印刷物。
從所得到的印刷物的印刷面一側(塗膜面一側)照射螢光燈的光，由熟練的專家對從玻璃基材側看到的螢光燈的光的隱蔽情況，進行4個階段的評價。
◎：螢光燈的光完全透不過。
○：螢光燈的光透過少許。
△：螢光燈的光有某種程度透過。
×：螢光燈的光有相當量透過。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種含有竹炭和膠粘劑樹脂的絕緣性遮光用印刷油墨。
  2. 根據請求項1所述的絕緣性遮光用印刷油墨，其特徵在於：所述竹炭的含有量，相對於所述絕緣性遮光用印刷油墨中的固體成分100重量份，在40重量份以上，90重量份以下。
  3. 跟據請求項1或2所記載的絕緣性遮光用印刷油墨，其特徵在於；將該絕緣性遮光用印刷油墨，用鋼絲徑為6密耳的印刷試驗機，以50mm/秒的移動速度拉動，在玻璃基材上塗布，所能得到的塗膜的光學濃度(OD)值在1.0以上，7.0以下。
  4. 根據請求項1至3任一項中所記載的絕緣性遮光用印刷油墨，其特徵在於：所述膠粘劑樹脂是從，氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、合成橡膠、纖維素樹脂、馬來酸樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、、三聚氰胺甲醛樹脂、苯氧基樹脂、並活性能量線硬化型樹脂、以及這些的改性物，以及從天然樹脂的改性物中選取的一種或兩種以上的樹脂。
  5. 根據請求項1至4任一項中所記載的絕緣性遮光用印刷油墨，其特徵在於：所述竹炭的50%粒徑(D50)在0.05μm以上、10μm以下。
  6. 一種絕緣性構件，具體包括：基材，以及在所述基材上形成的請求項1至請求項5的任一項中所記載的高絕緣性遮光用印刷油墨塗膜。
  7. 根據請求項6中記載的絕緣性構件，其特徵在於：所述基材可以從聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、丙烯酸、聚氨酯、聚烯烴、石英玻璃、蘇打石灰玻璃、無堿玻璃、藍寶石玻璃、化學鋼化玻璃、以及從這些的複合材料中選取的，使用一種或二種以上的材料而形成的。
  8. 一種把竹炭和膠粘劑樹脂一起作為絕緣性遮光用印刷油墨使用的竹炭使用方法。
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