JP7436596B2 - コーティング層の製造方法、積層構造及びコーティング組成物 - Google Patents
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Description
本発明の改良の目的の一つは、通常のプラスチック材料の表面の硬度の制限を超えると共に、プラスチック材料の柔軟性及び可撓性を両立した上で、透明性を有する。
本発明の実施形態に係るコーティング層の製造方法について前段で説明した。以下にて前記製造方法で形成された積層構造を説明する。説明すべきことは、前記積層構造は、前記実施形態に係る製造方法で形成されるが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、前記積層構造は、前記実施形態に係る製造方法と異なる方法で形成されてもよい。
本発明の一つの実施形態は、コーティング組成物100を提供する。前記コーティング組成物100は、ケージ構造を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)と、多官能エポキシ樹脂と、光カチオン開始剤と、有機溶剤とを含む。前記コーティング組成物の総重量を100wt%として、前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂の含有量は6wt%~40wt%であり、前記多官能エポキシ樹脂の含有量は3wt%~35wt%であり、前記光カチオン開始剤の含有量は1wt%~10wt%であり、前記有機溶剤の含有量は30wt%~70wt%である。
以下、実施例1~3及び比較例1により、本発明の内容を詳しく説明するが、それらの実施例は、本発明を理解するためのものであり、本発明はこれに制限されるものではない。
測定機器:鉛筆硬度試験機B-3084T3。
測定方法:HC PETフィルムをガラス面に置いて、硬さ試験機(0.765kgf)で少なくとも10cmフィルム表面を引っかいて、裸眼及びレーザー顕微鏡で表面に傷はあるか、を観察する。鉛筆痕を有する場合、消しゴムで拭いた後に傷がないかを確認し、測定回数は少なくとも5回であり、5回から3回パスを選択する。測定基準は、ASTM D3363である。
測定機器:ユアサ室温耐久試験機(DMLHP-CS)。
測定方法:フィルムを2cm×10cmとなるようにカットし、テープで試験機のテーブルに載せて、曲げ半径が0.5mm~3mm、曲げ速度が30cycle/minを測定することができる。測定回数は、20万回にする。
測定機器:NDK NDH7000ヘーズメーター。
測定方法:フィルムを8cm×8cmとなるようにカットし、テープで試験機の治具テーブルに載せて、ASTM D1003を基準として、全光線透過率Tt及びヘイズ値を測定する。
実施例1~3において、POSS樹脂及びエポキシ樹脂の添加比を検討するためのものであり、POSS樹脂のケージ構造によって、成膜を行った後に、優れた柔軟性及び硬度を与える。エポキシ樹脂によって、樹脂の架橋密度を増加し、架橋密度が高いと、成膜硬度、機械強度及び耐熱性が向上するが、エポキシ樹脂の含有比が高すぎると、成膜が脆くて耐屈曲性が不良となる。よって、高硬度及び耐屈曲性を得るために、両者の添加比率を制御する必要がある。実施例1において、エポキシ樹脂の含有量が20%を超え、その硬度は5Hに至ったが、曲げ半径が明らかに向上した。実施例3において、エポキシ樹脂の含有量が10%未満であり、架橋密度がやや低く、その硬度は4Hであった。よって、実施例2は、硬度及び耐屈曲性を両立するための、好ましい物性を得られた配合比である。比較例1において、エポキシ樹脂を添加しなかった場合、硬度が顕著に低減した。また、光学特性(透過率及びヘイズ値)について、配合比の調整によって顕著な影響を与えない。
本発明の有利な効果として、本発明に係る耐スクラッチ性及び耐屈曲性を有するコーティング層の製造方法、積層構造及びコーティング組成物は、「コーティング組成物の組成」及び「硬化処理の条件」といった技術特徴により、硬化コーティング層に高い耐スクラッチ性、耐屈曲性及び透明性を与えて、本発明のコーティング層は、透明ポリイミド(colorless polyimide,CPI)フィルムの代わりとして、パネル材料又は3C電子製品へのカバープレートや機能性保護フィルムの応用に用いる可能性がある。なお、本発明の実施形態に係るコーティング層は、コストの面から、透明ポリイミドより市場競争力を有する。
100’ …硬化コーティング層
200…プラスチック基板
D1,D2…厚さ
Claims (11)
- コーティング組成物をプラスチック基板に塗布することと、
前記コーティング組成物に硬化処理を行うことで、硬化コーティング層を形成することと、を含み、
前記コーティング組成物は、ケージ構造を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)と、多官能エポキシ樹脂と、光カチオン開始剤と、有機溶剤とを含み、
前記硬化処理での焼付け温度は75℃~200℃であり、焼付け時間は30秒~120秒であり、紫外線硬化エネルギーは250mJ/cm2~1,250mJ/cm2であり、
前記硬化コーティング層は、4H以上の鉛筆硬度、3mm(ミリメートル)以下の曲げ半径、及び90%以上の可視光透過率を有し、
前記コーティング組成物の総重量を100wt%として、前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂の含有量は6wt%~40wt%であり、前記多官能エポキシ樹脂の含有量は3wt%~35wt%であり、前記光カチオン開始剤は1wt%~10wt%であり、前記有機溶剤の含有量は30wt%~70wt%であることを特徴とする、コーティング層の製造方法。 - 前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂は、改質されたことで脂環式(alicyclic)改質基を有する、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。
- 前記プラスチック基板は、以下の条件を満たし、
前記プラスチック基板の耐熱性評価によれば、150℃~250℃の焼付け温度、2時間~4時間の焼付け時間で焼成するとし、前記プラスチック基板の縦方向収縮率は、0.5以下であり、前記プラスチック基板の横方向収縮率は、0.3以下であり、前記プラスチック基板の焼成する前のヘイズ値と前記プラスチック基板の焼成した後のヘイズ値との差は、20%以下である、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。 - 前記プラスチック基板は、樹脂材料で形成され、前記樹脂材料は、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate,PET)、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride,PVC)、ポリカーボネート(polycarbonate,PC)、ポリプロピレン(polypropylene,PP)及びポリメタクリル酸メチル(poly(methyl methacrylate),PMMA)からなる群から選択される少なくとも1つである樹脂材料で形成される、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。
- 前記有機溶剤は、メチルエチルケトン(methyl ethyl ketone,MEK)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(propylene glycol methyl ether acetate,PMA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(propylene glycol monomethyl ether,PM)、酢酸エチル(ethyl ethanoate,EAc)及びメチルイソブチルケトン(methyl isobutyl ketone,MIBK)からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。
- 前記コーティング組成物は、加工助剤をさらに含み、前記加工助剤の含有量は、5wt%~30wt%である、請求項5に記載のコーティング層の製造方法。
- 前記コーティング層の製造方法は、前記コーティング組成物を前記プラスチック基板に塗布する前に、前記プラスチック基板の塗布面にコロナ処理及び/又は表面化学物質によるコーティングを行うことを含む、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。
- 前記プラスチック基板の厚さは、38μm~250μmであり、前記硬化コーティング層の厚さは、3μm~50μmである、請求項1に記載のコーティング層の製造方法。
- プラスチック基板と、
前記プラスチック基板に形成された硬化コーティング層とを含み、
前記硬化コーティング層は、コーティング組成物の硬化生成物であり、ケージ構造を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)及び多官能エポキシ樹脂を含み、
前記硬化コーティング層は、4H以上の鉛筆硬度、3mm以下の曲げ半径、及び90%以上の可視光透過率を有し、
前記コーティング組成物の総重量を100wt%として、前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂の含有量は6wt%~40wt%であり、前記多官能エポキシ樹脂の含有量は3wt%~35wt%であり、光カチオン開始剤は1wt%~10wt%であり、有機溶剤の含有量は30wt%~70wt%である、ことを特徴とする積層構造。 - 前記プラスチック基板は、以下の条件を満たし、
前記プラスチック基板の耐熱性評価によれば、150℃~250℃の焼付け温度、2時間~4時間の焼付け時間で焼成すると、前記プラスチック基板の縦方向収縮率は、0.5以下であり、前記プラスチック基板の横方向収縮率は、0.3以下であり、前記プラスチック基板の焼成する前のヘイズ値と前記プラスチック基板の焼成した後のヘイズ値との差は、20%以下である、請求項9に記載の積層構造。 - ケージ構造を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂(POSS)と、多官能エポキシ樹脂と、光カチオン開始剤と、有機溶剤とを含むコーティング組成物であって、
前記コーティング組成物の総重量を100wt%として、前記多面体オリゴマーシルセスキオキサン樹脂の含有量は6wt%~40wt%であり、前記多官能エポキシ樹脂の含有量は3wt%~35wt%であり、前記光カチオン開始剤の含有量は1wt%~10wt%であり、前記有機溶剤の含有量は30wt%~70wt%であることを特徴とする、コーティング組成物。
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