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JP6969156B2 - 印刷層付き板およびその製造方法、および表示装置 - Google Patents

印刷層付き板およびその製造方法、および表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、印刷層付き板およびその製造方法、ならびに印刷層付き板を備える表示装置に関する。
曲面形状を有する屈曲基材に対してスクリーン印刷する技術が知られている(例えば、特許文献1及び2参照。)。特許文献1には、曲面形状の被印刷面に対して、該被印刷面の形状に合わせたスクリーン版を使用し、スキージでスクリーン版を押し込みながら掃引する印刷方法が記載されている。また、特許文献2には、被印刷面に対して、スクリーン版が常に接線方向を向くように、スクリーン版を被印刷面の曲率に対応して回転駆動するようにした曲面スクリーン印刷装置が記載されている。
米国特許第8561535号明細書 特許第3677150号公報
上記の特許文献1、2に記載の印刷方法においては、平坦なスクリーン版が用いられる。そのため、平坦面からの押し込み限界量以上の曲げ深さを有する物品の被印刷面には、スクリーン版が届かず、印刷しにくい。仮に印刷できたとしても印刷の厚さにむらができ、隠蔽性能を示す「光学濃度」にバラつきが出やすかった。また、平坦なスクリーン版を用いるため、凸部と凹部の両方を有する物品の被印刷面には、凹部の印刷の際に凸部がスクリーン版と干渉する場合があり、これによっても印刷ができなかった。
本発明は、美観に優れ面内において均一で優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板を製造できる製造方法、美観に優れ面内において均一で優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板およびこれを備える表示装置の提供を目的とする。
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
[1]第一の主面と、第二の主面と、端面とを備え、屈曲部を有する屈曲板、及び前記第一の主面上に形成された印刷層を有する印刷層付き板であって、前記印刷層の面内の可視光における光学濃度(OD値)の平均値(平均OD値)が4以上である、印刷層付き板。
[2]前記OD値の前記印刷層における面内分布が前記平均OD値±30%の範囲内である、[1]に記載の印刷層付き板。
[3]第一の主面と、第二の主面と、端面とを備え、屈曲部を有する屈曲板、及び前記第一の主面上に形成された印刷層を有する印刷層付き板であって、前記印刷層は表面にベアリング高さ+0.05μmの高さでの断面における直径(真円換算)が10μm超185μm以下であり、かつ観察領域内で最も低い部分の高さを標準とした最大高さが0.2〜10μmとなるうねりを有する、印刷層付き板。
[4]前記屈曲板は比誘電率が10以下である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[5]前記屈曲板は20℃における体積抵抗値が2×10Ωm以上である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[6]前記屈曲部は曲率半径が1000mm以下である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[7]前記端面上にも前記印刷層が形成されている、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[8]前記第二の主面は表面処理が施されている、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[9]前記表面処理が防眩処理、反射防止処理、防汚処理または防曇処理である、[8]に記載の印刷層付き板。
[10]前記屈曲板は材質がガラスである、[1]〜[9]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[11]前記ガラスはいずれか一方の主面の表面に圧縮応力層を有する、[10]に記載の印刷層付き板。
[12]前記圧縮応力層は深さ(DOL)が10μm以上である、[11]に記載の印刷層付き板。
[13]前記ガラスは組成が、酸化物基準のモル%表示で、SiO2が50〜80%、Al23が0.1〜25%、Li2O+Na2O+K2Oが3〜30%、MgOが0〜25%、CaOが0〜25%、ZrO2が0〜5%である、[10]〜[12]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[14]前記屈曲板がさらに平坦部を有する、[1]〜[13]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[15]前記屈曲板の厚さ方向断面視において、2つの端部を結ぶ線分と、前記線分と平行且つ前記屈曲部に接する接線との距離を曲げ深さhと定義すると、曲げ深さが1000mm以下である、[1]〜[14]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[16]前記屈曲板が、一つの前記屈曲部内に曲率半径が異なるひねり構造を有する、[1]〜[15]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[17]前記印刷層は厚さが3μm以上である、[1]〜[16]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[18]前記印刷層は厚さが10μm以下である。[1]〜[17]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[19]前記印刷層は厚さが、平均厚さ±30%の範囲内である、[1]〜[18]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
[20]前記第一の主面は前記印刷層が形成されていない無印刷層部をさらに有し、該無印刷層部は式(1)で求められる反射像拡散性指標値Rrの比が0.3〜0.8である、[14]〜[19]のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
反射像拡散性指標値Rrの比 = (屈曲部の無印刷層部における反射像拡散性指標値Rr)/(平坦部と屈曲部のそれぞれの無印刷層部における反射像拡散性指標値Rrの和) ・・・(1)
[21][1]〜[20]のいずれか一項に記載の印刷層付き板を備えた表示装置。
[22]第一の主面と第二の主面と端面とを備える非導電性板の前記第一の主面に、静電気力を利用して印刷材料を含む塗布液を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程を有し、前記塗膜形成工程において、前記非導電性板が導電性基材と接触しており、前記塗布液の粘性が0.1Pa・s以下である、印刷層付き板の製造方法。
[23]前記塗布液の表面張力が0.01〜0.1N/mである、[22]に記載の印刷層付き板の製造方法。
[24]前記塗膜形成工程において、静電塗装装置を使用する、[22]または[23]に記載の印刷層付き板の製造方法。
[25]前記塗膜を安定化する塗膜安定化工程を有する、[22]〜[24]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
[26]前記非導電性板上にマスキングを形成するマスキング形成工程をさらに有する、[22]〜[25]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
[27]前記静電塗装装置が静電塗装ガンを有する、[24]に記載の印刷層付き板の製造方法。
[28]前記非導電性板がガラスである、[22]〜[27]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
[29]前記非導電性板が屈曲部を有する、[22]〜[28]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
[30]前記導電性基材は少なくともその表面に導電性が付与されており、前記表面が前記非導電性板の第二の主面と接触している、[22]〜[29]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
[31][22]〜[30]のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法により得られる印刷層付き板を備えた表示装置。
本発明によれば、美観に優れ面内において均一で優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板を製造できる製造方法、美観に優れ面内において均一で優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板およびこれを備える表示装置を提供できる。
(a)及び(b)は、本発明における印刷層付き板の一例の断面模式図である。 屈曲部を有する屈曲板(非導電性板)の一例の断面模式図であって、(a)は屈曲部と平坦部を組み合わせた形状を有する例の断面模式図、(b)は屈曲部のみから形成された形状を有する例の断面模式図である。 静電塗装装置の一例を示す概略図である。 図3の静電塗装装置のチェーンコンベア上流から見た側面模式図である。 屈曲部を有する屈曲板(非導電性板)の各部位を説明する図であって、(a)は斜視模式図、(b)は(a)のA−A’断面における断面模式図である。 (a)〜(c)は本発明における印刷層付き板の一例における端面の状態を説明する断面模式図である。 屈曲板の曲面の斜視図であり、(a)はガウス曲率が正、(b)はガウス曲率が負、(c)はガウス曲率が0である。 屈曲板の曲面の斜視図であり、(a)は球面、(b)は鞍面である。 ひねり構造を有する屈曲板を説明するための斜視模式図である。 (a)は表面処理層を有する印刷層付き板の一例の断面模式図であり、(b)は、さらに圧縮応力層を有する印刷層付き板の一例の断面模式図である。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「平坦部」とは、平均曲率半径が1000mm超である部分を意味する。
「屈曲部」とは、平均曲率半径が1000mm以下である部分を意味する。
「曲げ深さ」とは、屈曲板の厚さ方向断面視において、2つの端部を結ぶ線分と、これと平行且つ屈曲基材の屈曲部に接する接線との距離を「曲げ深さh」と定義する。図5(a)および図5(b)に示すように屈曲部を有する板3(以降、屈曲板3(非導電性板)と記載)において屈曲された方向(図5においてはZ方向)における、屈曲板3(非導電性板)の両端間の距離hを意味する。
「曲げ角度」とは、図5(b)に示すような厚さ方向断面視で、屈曲部の両端と曲率半径中心Oをそれぞれ結んで形成される角度θを示す。本説明では、曲率半径が一定となる屈曲部を例として説明したが、曲率半径が連続的に変化する屈曲部でもよい。この場合、曲率半径中心Oは、曲率半径の最大値と最小値との平均曲率半径における中心としてよい。
「ガウス曲率」とは、面が平面からどのように偏っているかを表す物理的指標値である。ガウス曲率の数学的導出は、簡単には、面のガウス曲率をKとすると、面上のある地点における面の主曲率k1およびk2の積として定められ、K=k1×k2である。例えば、面のガウス曲率Kが正であれば、図7(a)に示すように、面はその点にバンプまたはピークを有する。面のガウス曲率Kが負であれば、図7(b)に示すように、面は鞍点を有する。面のガウス曲率Kが0であれば、図7(c)に示すように、面はその点において平坦面と等価となる。図8(a)に示すように、ガウス曲率が正の面上(例えば、球面)に描かれた三角形の内角の和(α+β+γ)は180°より大きくなる。図8(b)に示すように、ガウス曲率が負の面上(例えば、鞍面)に描かれた三角形の内角の和(α+β+γ)は180°より小さくなる。また、ガウス曲率が0の面上(例えば、円柱の側面)に描かれた三角形の内角の和(α+β+γ)は180°となる。
「ひねり構造」とは、捻られた面を有する構造であり、図9に示すような屈曲部9を有する屈曲板3である。第二の主面3bに着目すると、屈曲部9は、Y方向一端部である図面手前側では曲率半径R1の湾曲形状を有し、Y方向他端部である図面奥側では、曲率半径がR1より小さい曲率半径R2の湾曲形状を有する。この屈曲部9は、Y方向に沿って曲率半径が連続的に変化する。なお、図9では平坦部7を有する屈曲板3としているが、屈曲部9は他の屈曲部と接続してもよい。また平坦部は矩形でも、半円でも、多角形でもよい。
「算術平均粗さRa」は、JIS B0601:2001(ISO4287:1997)に記載された方法によって測定される。
「ベアリング高さ」は、レーザ顕微鏡で101μm×135μm〜111μm×148μmの領域(以下、「観察領域」ともいう。)を測定して得られる観察領域の表面形状のxyzデータから求められる高さ分布ヒストグラムにおける、最も優勢な高さzの値である。xyzデータにおける高さzは、観察領域の最低点を基準とした高さ(高さzを測定する位置から、観察領域における被測定物の主面に平行な平面であって最低点を含む平面に下した垂線の長さ)であり、以下において特に基準を規定しない場合の表面形状における高さの意味も同様である。ベアリング高さ算出時のヒストグラムの刻み(bin)は1000に設定した。
「反射像拡散性指標値Rr」は、以下に記載する方法で算出される。まず被測定物表面を基準(0°とする)として、+45°となる方向から被測定物に光を照射し、被測定物表面で反射する正反射光(45°正反射光という)の輝度を測定する。続いて、同様に+45°となる方向から被測定物に光を照射し、受光角度を0°〜+90°の範囲で変化させ被測定物表面で反射される全反射光の輝度を測定する。これらの測定値を「反射像拡散性指標値Rr=(全反射光の輝度−45°正反射光の輝度)/(全反射光の輝度)」の式に代入することで、反射像拡散性指標値Rrが求められる。
「解像度指標値T」は、以下に記載する方法で算出される。第一の主面と第二の主面を有する被測定物の第二の主面側から、被測定物の厚さ方向と平行な方向(角度0°の方向、という)に第一の光を照射し、第一の主面から透過する透過光(0°透過光、という)の輝度を測定する。続いて、第一の主面に対する受光角度を−90°〜+90°の範囲で変化させ、第一の光の第一の主面側から透過する全透過光の輝度を測定する。これらの測定値を「解像度指標値T=(全透過光の輝度−0°透過光の輝度)/(全透過光の輝度)」の式に代入することで、解像度指標値Tが求められる。
「ギラツキ指標値S」は、以下のように求められる。第一の主面と第二の主面を有する被測定物の第二の主面を、所望の表示装置の表示面側になるようにして配置する。次に被測定物の第一の主面側から撮影し、画像を取得する。この画像をソフトウェア(アイ・システム社製、商品名:EyeScale−4W)により解析し、これにより出力されるISC−Aの値をギラツキ指標値Sとした。なお、本願において、表示装置としてアップルインコーポレイテッド社製iPhone(登録商標)4を使用した。
「光学濃度(OD値)」とは、ある光の入射光量Iに対する、被測定物を透過してきた透過光量Taの比について底を10とした常用対数で表した値の絶対値であり、隠蔽性能を示す。例えば、波長が360〜830nmである可視光で入射光量Iが1000、透過光量Taが1とすると、この時のOD値は|Log10(1/1000)|=3となる。これはガラス基盤透過率/反射率計測ユニット(ラムダビジョン社製、商品名:LV−RTM)を使用し測定できる。
本発明により得られる印刷層付き板は、板と、板上に形成された印刷層とを備えるものであり、図1は、本発明により得られる印刷層付き板の一例を示す断面模式図である。
この例の印刷層付き板1は、屈曲部9を有する屈曲板3と、屈曲板3上に形成された印刷層5とを備える。
本発明における板とは、厚さに比して面積の大きなものをいい、平板だけでなく屈曲板でもよく、表面に凹凸などを有していてもよい。また、板に予め防眩処理層、反射防止処理層、導電性層などを設けてもよい。特に本発明において非導電性板を板として使用しても均一な印刷層を形成できることに利点がある。
<非導電性板>
非導電性板とは、一般的に20℃における体積抵抗値が1Ωm以上の材料からなる板である。材料として、ガラス、樹脂、シリコン、木材、紙等が挙げられる。樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。安全性や強度の観点からガラスが好ましい。さらに本発明の印刷層付き板を車載用部材として使用する場合、高い耐熱性、高い耐候性の観点からもガラスが好ましい。本発明によれば特に、20℃における体積抵抗値が2×10Ωm以上の高い絶縁性を有するガラスや、樹脂、木材などの絶縁板に対し、均一に印刷できる利点がある。
屈曲板3(非導電性板)がガラスである場合、強化処理されていることが好ましい。これにより、本発明の印刷層付き板を例えば車載用表示装置のカバーガラスとして使用する場合、必要な機械的耐久性及び耐擦傷性を確保できる。強化処理としては物理強化処理、化学強化処理ともに使用できるが、比較的薄いガラスでも強化処理できる点から化学強化処理が好ましい。
ガラスの種類は、化学強化処理を実施しない場合には、例えば、無アルカリガラス、ソーダライムガラスが挙げられ、化学強化処理を行う場合には、例えば、ソーダライムガラス、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスが挙げられる。厚さが薄くても強化処理によって大きな応力が入りやすく高強度なガラスが得られ、画像表示装置の視認側に配置される物品として好適である点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。
[ガラス組成]
ガラス組成の具体例としては、酸化物基準のモル%で表示した組成で、以下(i)〜(v)が挙げられる。なお、例えば、「MgOを0〜25%含む」とは、MgOは必須ではないが25%まで含んでもよい、の意である。(ii)のガラスはソーダライムシリケートガラスに含まれ、(iii)および(iv)のガラスはアルミノシリケートガラスに含まれる。
(i)SiO2を50〜80%、Al23を0.1〜25%、Li2O+Na2O+K2Oを3〜30%、MgOを0〜25%、CaOを0〜25%およびZrO2を0〜5%含むガラス。
(ii)SiO2を63〜73%、Al23を0.1〜5.2%、Na2Oを10〜16%、K2Oを0〜1.5%、Li2Oを0〜5%、MgOを5〜13%及びCaOを4〜10%を含むガラス。
(iii)SiO2を50〜74%、Al23を1〜10%、Na2Oを6〜14%、K2Oを3〜11%、Li2Oを0〜5%、MgOを2〜15%、CaOを0〜6%およびZrO2を0〜5%含有し、SiO2およびAl23の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7〜15%であるガラス。
(iv)SiO2を68〜80%、Al23を4〜10%、Na2Oを5〜15%、K2Oを0〜1%、Li2Oを0〜5%、MgOを4〜15%およびZrO2を0〜1%含有するガラス。
(v)SiO2を67〜75%、Al23を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、Li2Oを0〜5%、MgOを6〜14%およびZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl23の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス。
ガラスの厚さtとしては0.5mm以上5mm以下が好ましい。この下限値以上の厚さを備えたガラスであれば、高い強度と良好な質感を有する屈曲板3を得ることができる。また、ガラスの厚さtとしては0.7mm以上3mm以下がより好ましく、1mm以上3mm以下がさらに好ましい。
上記組成(i)〜(v)のガラスは、本発明における印刷方法に適している。上記組成を有するガラスは、1MHzにおける比誘電率が10以下となり、帯電しにくい。本発明では静電気を帯びた印刷材料を使用するが、印刷層を形成しようとする屈曲板3(非導電性板)に印刷材料が到達した後に印刷材料が帯電し続けると、到達前の印刷材料と反発しあうため、所望の印刷層を形成するまでに時間がかかってしまう。そこで、屈曲板3(非導電性板)に到達した印刷材料は到達後、速やかに放電する必要がある。1MHzにおける比誘電率が10以下となる上記組成のガラスであれば、本発明にかかる方法で、複雑な屈曲部を有した形状でも均一に印刷でき、均一な印刷層付き板1を効果的に得ることができる。1MHzにおける比誘電率としては、9以下がより好ましく、8.5以下がさらに好ましい。上記組成の中で(i)が好ましく、(iii)がより好ましい。1MHzにおける比誘電率の下限値としては特に制限はないが、5以上が好ましく、6以上がより好ましい。
ガラスは、化学強化処理を適切に行うため、そのガラス組成におけるLi2OとNa2Oの含有量の合計が12モル%以上であることが好ましい。さらに、ガラス組成におけるLi2Oの含有率が増加するにしたがって、ガラス転移点が下がりガラス成形が容易となるため、Li2Oの含有率は0.5モル%以上が好ましく、1モル%以上がより好ましく、2モル%以上がさらに好ましい。さらに、表面圧縮応力(Compressive Stress;以下、CSとも略す)および圧縮応力層深さ(Depth of Layer;以下、DOLとも略す)を大きくするため、ガラス組成はSiO2を60モル%以上、Al23を8モル%以上含有することが好ましい。
ガラスは、CSの最大値が400MPa以上であることが好ましく、500MPa以上がより好ましく、600MPa以上がさらに好ましい。DOLは10μm以上が好ましい。これによりCSおよびDOLを当該範囲とすることにより、ガラス主面に優れた強度と耐擦傷性を付与できる。DOLは、20μm以上がより好ましく、25μm以上がさらに好ましい。
[ガラスの製造方法]
平板状ガラスの製造方法について説明する。先ず、各成分の原料を前述した組成となるように調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、公知の成形法により所定の厚さのガラス板を作製し、徐冷する。ガラスの作製法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法、ダウンドロー法及びロールアウト法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続作製法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好適である。任意の作製法により平板状に作製されたガラス板は、徐冷後、所望のサイズに切断され、平板状ガラスが得られる。なお、より正確な寸法精度が必要な場合等には、切断後のガラス板に後述の研磨加工や端面加工を施してもよい。これにより、成形工程などでのハンドリングにおいて割れや欠けを低減でき歩留まりを向上できるようになる。
<屈曲部を有する屈曲板(非導電性板)>
図2(a)および(b)に屈曲部を有する屈曲板(非導電性板)の一例の断面模式図を示す。屈曲板3は、第一の主面3aと第二の主面3bと端面3cとを有し少なくとも1つ以上の屈曲部9を備える形状である。図2(a)のような屈曲部9と平坦部7を組み合わせた形状、図2(b)のような全体が屈曲部9となる形状などが挙げられるが、屈曲部9を有すれば特に形状は限定されない。最近では、屈曲板3を表示装置のカバーガラスに使用する場合、各種機器(テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、カーナビゲーション等)において、液晶パネルや有機ELパネルなどの表示パネルの表示面が曲面となったものが想定される。特に車載ディスプレイに使用するカバーガラスであれば、運転席周辺の空間を有効に利用するため複雑な形状としたカバーガラスが想定される。この場合、表示パネルの形状や表示装置の筺体の形状などに合わせて屈曲板3を作製すればよい。
(成形工程)
屈曲板3は、平板状の非導電性板から所定の形状に成形することが好ましい。例えば平板状の非導電性板として板ガラスを選択した場合、使用する成形法としては、自重成形法、真空成形法、プレス成形法から、成形後のガラス製屈曲板3(以下、単に屈曲ガラスとも略す)の形状に応じて所望の成形法を選択すればよい。
自重成形法は、成形後の屈曲ガラスの形状に応じた所定の金型上に板ガラスを設置した後、板ガラスを軟化させて、重力により板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
真空成形法は、板ガラスを軟化させた状態で板ガラスの表裏面に差圧を与えて、板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。真空成形法では、成形後の屈曲ガラスの形状に応じた所定の下型上に板ガラスを設置し、板ガラス上にクランプ金型などの金型を設置し、板ガラスの周辺をシールした後、下型と板ガラスとの空間をポンプで減圧することにより、板ガラスの表裏面に差圧を与える。この際に、補助的に、板ガラスの上面側を加圧してもよい。
プレス成形は、成形後の屈曲ガラスの形状に応じた所定の金型(下型、上型)間に板ガラスを設置し、板ガラスを軟化させた状態で、上下の金型間にプレス荷重を加えて、板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
これらのうち真空成形法は、ガラス板を屈曲ガラスの所定の形状に成形する方法として優れており、屈曲ガラスの二つの主面のうち、一方の主面は成形型と接触せずに成形できるため、傷、へこみなどの凹凸状欠点を減らすことができる。
なお、他に、局所加熱成形法、真空成形法と異なる差圧成形法なども使用でき、成形後の屈曲ガラスの形状に応じて、適切な成形法を選択すればよく、2種以上の成形法を併用してもよい。
成形後の屈曲ガラスについて再加熱(アニール処理)して残留応力緩和の処理をしてもよい。また、使用する平板状の板ガラスには、エッチング処理層やウェットコートやドライコートによるコーティング層などを有する板ガラスを用いてもよい。
<印刷層付き板>
図1に印刷層付き板の断面模式図を示す。印刷層付き板1は、屈曲板3(非導電性板)と第一の主面3aに形成された印刷層5とを有する。
[印刷層]
印刷層5とは加飾や隠蔽の目的で設けられる層のことである。
本発明における印刷層5は、用途に応じて種々の印刷材料(インキ)により形成されてよい。印刷は静電気力を利用し、例えば後述の静電塗装法により実施される。この方法により、面積の大きい非導電性板でも均一に印刷できる。インキは複数使用してよいが、印刷層5の密着性の観点から同一のインキであることが好ましい。また、静電気力を使用して印刷を実施するため屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)を均一に印刷できる。さらにガウス曲率が正の構造、ガウス曲率が負の構造、ひねり構造のような、これまで均一な印刷ができなかった複雑な表面形状を有する屈曲板3(非導電性板)に均一印刷できる。
印刷層5の平均厚さは3μm以上が好ましい。これにより透けにくい印刷層5となり高い隠蔽性が得られる。印刷層5の平均厚さは30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。これにより屈曲板3(非導電性板)と印刷層5の段差が小さく抑えられ、ここに接着層を貼合して最終製品を組み立てても空隙等が残りにくく、生産性が向上し視認性も向上する。なお、平均厚さとは、印刷層5において、任意の10か所について厚さを測定し、相加平均したものである。
印刷層5の色味や透過性の観点から均一な印刷層5であることが好ましく、印刷層全体が、平均厚さ±30%の厚さになることが好ましい。従来の手法では、屈曲部と平坦部での印刷層の厚さのバラつきが大きく、均一性が不足していた。例えば一般的なスクリーン印刷では、厚さのバラつきは平均厚さ±50%程度の制御であり、積層することでさらに印刷層がバラつき均一性を確保できなかった。本発明によれば、静電気力を使用することで屈曲部、平坦部を問わず、印刷層全体が平均厚さ±30%の厚さになるように印刷できる。
また印刷層5の可視光でのOD値は4以上が好ましく、5以上がより好ましい。このような印刷層を有する板をカバーガラスに使用した場合、液晶パネルの背面にあるバックライトから漏れ出た光を遮光でき画面認識しやすくなる。また車載ディスプレイ用カバーガラスとして使用する際、特に運転者による画面認識性が重要となる。不必要な部位からの光の漏えいを最小限にすることで画像のコントラストを高く確保でき、瞬時の判断がしやすくなるためである。
さらにOD値は面内均一性が重要であり、印刷層面内の可視光における平均OD値は4以上が好ましい。また印刷層におけるOD値の面内分布は、平均OD値±30%以下が好ましい。これにより色味が均一になるだけでなく、均一な遮光性も得られる。なお、平均OD値とは、印刷層5において、任意の10か所についてOD値を測定し、相加平均したものである。
印刷層5は表面に、ベアリング高さ+0.05μmの高さでの断面における直径(真円換算)が10μm超185μm以下であり、かつ観察領域内で最も低い部分の高さを標準とした最大高さが0.2〜10μmとなる、うねりを有することが好ましい。これにより使用者が屈曲板3(非導電性板)を通して印刷層5を視認した際には外観に優れた隠蔽性の高い印刷層5と認識できるようになる。これは印刷層5の表面に前記のうねりがあることで、液晶ディスプレイの背後にあるバックライトの光が印刷層5の表面で散乱され、光の透過を抑制できるためである。また、作業者が印刷層5の表面に表示パネルを貼合する際に使用する接着剤により空隙が生じにくく耐剥離性が高くなる。さらに、作業者が印刷層5の表面を視認した場合、マットな印象を受け、高い質感となる。
また、図6(a)のように、屈曲板3(非導電性板)の端面3cにも印刷層5を均一に印刷できる。これにより屈曲板3(非導電性板)の周縁部における遮光性を高められ、印刷層5の美観も優れる。また、端面3cに印刷層5を設けたくない場合、フィルムなどのマスク処理を実施し印刷層5を形成してもよい。この場合、図6(b)のように屈曲板3(非導電性板)の端面3cと印刷層5の端面が断面視にて揃うように印刷層5が形成される。これにより屈曲板3(非導電性板)の周縁部が清浄に保たれるため寸法精度が高く、物品に組み込んだ際の精度や美観に優れる。状況により図6(a)および(b)のような印刷層5を形成してから端面を面取りし、図6(c)のような印刷層付き板1としてもよい。
印刷層5の表面は平滑であることが好ましい。例えば、算術平均粗さRaが視認性・触感等の観点から0.5nm〜5μmが好ましい。二乗平均平方根粗さRqがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm〜10μmが好ましい。最大高さ粗さRzがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm〜10μmが好ましい。最大断面高さ粗さRtがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm〜5μmが好ましい。最大山高さ粗さRpがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm〜5μmが好ましい。最大谷深さ粗さRvがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm〜5μmが好ましい。
平均長さ粗さRsmがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm〜10μmが好ましい。クルトシス粗さRkuが触感の観点で1以上30以下が好ましい。スキューネス粗さRskが視認性、触感などの均一性の観点から−1以上1以下が好ましい。これらは粗さ曲線Rを元にした粗さであるが、これに相関して生じるうねりWや断面曲線Pで規定してもよく、特に制限はない。
使用する屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)としては、その屈曲部は曲率半径が1000mm以下であり、800mm以下が好ましく、500mm以下がより好ましく、200mm以下がさらに好ましい。これまで均一印刷ができなかった曲率半径が小さい屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)であっても、本発明に係る印刷方法を使用することで均一印刷でき、均一な印刷層付き板1を得ることができる。屈曲部の曲率半径は1mm以上が好ましく、5mm以上がより好ましく、10mm以上がさらに好ましい。屈曲部の曲率半径が下限値以上であれば静電気を帯びた印刷材料液滴が均一に着弾しやすく、より均一な印刷層を得ることができる。
使用する屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)としては、その屈曲部は曲げ深さが例えば1000mm以下であり、800mm以下が好ましく、500mm以下がより好ましく、200mm以下がさらに好ましい。上限値以下の曲げ深さを有する屈曲板3(非導電性板)であれば、これまで均一印刷ができなかった曲げの深い屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)であっても、本発明に係る印刷方法を使用することで均一印刷でき、均一な印刷層付き板1を得ることができる。屈曲部の曲げ深さは特に制限はないが、3mm以上が好ましく、5mm以上がより好ましく、10mm以上がさらに好ましく、20mm以上が特に好ましい。曲げ深さは小さいが従来のスクリーン印刷法などで均一印刷できなかった下限値以上の曲げ深さを有する屈曲板3(非導電性板)に、本発明にかかる印刷方法を使用すると均一な印刷層付き板を得ることができる。
使用する屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)は、その曲げ角度の上限は360°以下であれば特に制限はないが、270°以下が好ましく、180°以下がより好ましく、135°以下がさらに好ましく、120°以下が特に好ましく、90°以下がとりわけ好ましい。このような大きな曲げ角度の屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)は従来均一な印刷を実施できなかったが、本発明では印刷材料が静電気力を有するため均一な印刷層を形成でき、均一な印刷層付き板1を得ることができる。曲げ角度の下限は、30°以上が好ましく、45°以上がより好ましい。
<印刷層付き板の製造方法>
印刷層付き板1の製造方法は、塗膜形成工程を備え、状況により塗膜形成工程前に非導電性板にマスキングを形成するマスキング形成工程、塗膜形成工程後に塗膜安定化工程、及び/又は塗膜安定化工程後にマスキングを除去するマスキング除去工程を有してもよい。
(塗膜形成工程)
塗膜形成工程は、印刷層5を形成する印刷材料と溶媒などとを混合した塗布液により屈曲板3(非導電性板)に塗膜を形成する工程である。屈曲板3(非導電性板)上への塗布液の塗布は、静電気力を利用し塗布液を帯電する塗布法であれば特に限定されない。例えば、静電塗装装置を使用でき、特に回転霧化頭を備える静電塗装ガンを有する静電塗装装置を好適に使用できる。これにより、屈曲板3(非導電性板)上に塗布液の塗膜が形成される。
静電塗装装置:
図3は、静電塗装装置の一例を示す概略図である。
静電塗装装置10は、コーティングブース11と、チェーンコンベア12と、1つ以上の静電塗装ガン17と、高電圧発生装置18と、排気ボックス20とを具備する。
チェーンコンベア12は、コーティングブース11を貫通し、導電性台座(導電性基材)21およびこの上に載せられた屈曲板3(図4においては屈曲部を有する非導電性板)を所定方向に搬送する。複数の静電塗装ガン17は、チェーンコンベア12の上方のコーティングブース11内に、屈曲板3(非導電性板)の搬送方向に交差する方向に並んで配置され、それぞれに高電圧ケーブル13、塗布液の供給ライン14、塗布液の回収ライン15、および2系統のエアの供給ライン16a、16bが接続されている。高電圧発生装置18は、高電圧ケーブル13を介して静電塗装ガン17に接続され、かつ接地されている。排気ボックス20は、静電塗装ガン17およびチェーンコンベア12の下方に配置され、排気ダクト19が接続されている。
静電塗装ガン17は、ノズルセットフレーム(図示略)に固定されている。屈曲板3(非導電性板)に印刷する場合、ノズルセットフレームによって、静電塗装ガン17のノズル先端から屈曲板3(非導電性板)までの距離、屈曲板3(非導電性板)に対する静電塗装ガン17の角度、屈曲板3(非導電性板)の搬送方向に対する1つ以上の静電塗装ガン17が並ぶ方向等を調整できる。静電塗装ガン17のノズル先端部および塗布液の供給ライン14、および回収ライン15には高電圧が印加されるため、静電塗装ガン17、供給ライン14、および回収ライン15と、金属からなる部分(たとえば、ノズルセットフレーム、コーティングブース11の側壁貫通部分等の金属部分)との接続部分は、樹脂等で絶縁処理されている。静電塗装ガン17は屈曲板3(非導電性板)に追従して運動してもよい。静電塗装ガン17は、例えばロボットのアーム先端部に固定されていてもよく、またはレシプロケータ―に固定されていてもよい。
チェーンコンベア12は、例えば複数のプラスチックチェーンからなり、複数のプラスチックチェーンの一部または全部が導電性プラスチックチェーンである。導電性プラスチックチェーンは、プラスチックチェーンを嵌め込む金属チェーン(図示略)およびその駆動モータ(図示略)の接地ケーブル(図示略)を介して、接地されている。
チェーンコンベア12は金属製でもよく、例えば複数の金属チェーンである。金属は塗布液に耐性のある材質が好ましく、例えばステンレス(SUS)である。金属チェーンは、その駆動モータ(図示略)の接地ケーブル(図示略)を介して、接地されている。
導電性台座21は、その上に屈曲板3(非導電性板)を載置可能な少なくとも表面に導電性が付与された台座であり、屈曲板3(非導電性板)をチェーンコンベア12の導電性プラスチックチェーン、金属チェーンおよび駆動モータの接地ケーブルを介して充分に接地するために用いられる。導電性台座21を使用することで非導電性板上にも均一な塗膜を形成することができる。導電性台座21は接地されていればチェーンコンベアと直接接触する必要はなく、例えば角パイプ上に置いても良い。屈曲板3でも充分に接地されることで塗布液が均一に付着し、均一な塗膜を形成することができる。
導電性台座21の材質は特に限定されないが、導電性を付与するため、金属やカーボン、導電性樹脂が好ましい。加熱源からの熱量を効率的に伝達するため、金属やカーボンがより好ましい。屈曲板3(非導電性板)への傷を防ぐにはビッカース硬度が小さいカーボンがさらに好ましい。またガラス等の絶縁性台座をアルミ箔のような金属フィルムにより覆ったものや銅などの金属を蒸着などによりコーティングしたものも導電性台座21として使用できる。特に、印刷層5を形成したい部位に沿ってのみ導電性台座21を配置するなどにより、マスキング材を形成しなくても所望の位置に選択的に塗膜を形成することができる。
導電性台座21としては、さらに屈曲板3(非導電性板)の温度降下を抑制し、かつ温度分布を均一化できることから、また屈曲板3であっても塗布液を均一に付着できるように電気的均一性を確保することから、屈曲板3(非導電性板)の第二の主面3b全体と接触するような表面を有する導電性台座21が好ましい。この導電性台座21は柔軟性のあるフィルム材でもよいが、予め目的の屈曲板3(非導電性板)の第二の主面3b全体と接触するような表面に加工された台座が好ましい。屈曲板3(非導電性板)の第二の主面3bと導電性台座21表面が完全に接触する必要はないが、第一の主面3aに均一な塗膜を形成するためには、できる限り均一に接触させるのが好ましい。屈曲板3(非導電性板)の第二の主面3bと同面積の接触表面を有する導電性台座21でよい。より効率的に屈曲板3(非導電性板)に電気的均一性を付与するには、屈曲板3(非導電性板)の第二の主面3b全体と接し、第二の主面3bよりも大きな面積の接触表面を有する導電性台座21が好ましい。
なお、静電塗装装置および静電塗装ガンは、図示例のものに限定はされない。静電塗装装置は、いわゆる回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備えるものが好ましく、公知の静電塗装装置を採用できる。また、静電塗装ガンは、例えば6軸塗装用ロボット(例えば川崎ロボティックス社製)などに把持させて塗布液の噴霧を行ってもよい。
塗布方法:
静電塗装装置10により下記のように屈曲板3(非導電性板)に塗布液が塗布される。
図3および図4に示すように屈曲板3を導電性台座21上に設置する。また、高電圧発生装置18によって、静電塗装ガン17に高電圧を印加する。同時に、塗布液の供給ライン14から塗布液を静電塗装ガン17に供給するとともに、2系統のエアの供給ライン16a、16bそれぞれからエアを静電塗装ガン17に供給する。
エアの供給ライン16bから供給されるエアは、シェービングエアとして静電塗装ガン17の吹出口の開口から吹き出される。
エアの供給ライン16aから供給されるエアは、ガン本体内の不図示のエアタービンモータを駆動させ不図示の回転軸を回転させる。これにより塗布液の供給ライン14から静電塗装ガン17内に供給された塗布液が微粒化され液滴となって放射状に飛散する。
静電塗装ガン17から飛散した塗布液の液滴は、シェービングエアの流れによって屈曲板3方向に導かれる。また、前記液滴は、マイナス電荷を帯びており、接地された屈曲板3に向かって静電引力によって引き寄せられる。そのため、屈曲板3の表面に塗布液が効率よく付着し、屈曲部も平坦部も均一均質な塗膜を形成でき、均一な印刷層5となる。
静電塗装ガン17から噴霧されなかった塗布液は、回収ライン15を通って塗布液タンク(図示略)に回収される。また静電塗装ガン17から噴霧され、屈曲板3に付着しなかった塗布液は排気ボックス20に吸引され、排気ダクト19を通って回収される。
静電塗装に使用する塗布液の粘性は0.1Pa・s以下が好ましく、0.01〜0.1Pa・sがより好ましく、0.015〜0.06Pa・sがさらに好ましい。これは静電塗装の際、前記範囲であれば液滴微細化に有利となり印刷層の品質が向上するためである。なお、粘性は、JIS Z 8803:2011の方法で測定でき、25℃の測定値を採用する。
静電塗装に使用する塗布液の表面張力は、0.01〜0.1N/mが好ましく、0.01〜0.08N/mがより好ましく、0.02〜0.08N/mがさらに好ましい。これは静電塗装の際、前記範囲であれば液滴微細化に有利となり印刷層の品質が向上するためである。なお、表面張力は、Wilhelmy法で測定でき、25℃の測定値を採用する。
塗布液は、印刷材料が溶剤に分散・希釈されており、塗布液中の印刷材料の濃度は10〜70質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましい。これは静電塗装の際、前記範囲であれば液滴微細化に有利となり印刷層の品質が向上するためである。
屈曲板3(非導電性板)の表面温度は、特に制限はないが15〜50℃が好ましく、20〜40℃がより好ましい。屈曲板3(非導電性板)の表面温度が前記範囲であれば、屈曲板3(非導電性板)と印刷層5との密着性が良好となり、さらに印刷層5が緻密となる。
屈曲板3(非導電性板)の搬送速度は、0.6〜20m/分が好ましく、1〜15m/分がより好ましい。屈曲板3(非導電性板)の搬送速度が0.6m/分以上であれば生産性が向上し、20m/分以下であれば屈曲板3(非導電性板)上に形成される印刷層5の膜厚を制御しやすい。
屈曲板3(非導電性板)の搬送回数、すなわち屈曲板3(非導電性板)に静電塗装ガン17の下を通過させて塗布液を塗布する回数は、所望のヘイズ、光沢度等に応じて適宜設定できる。1回以上であり、遮光性、隠蔽性の点では2回以上が好ましい。生産性の点では、10回以下が好ましく、8回以下がより好ましい。
静電塗装ガン17のノズル先端から屈曲板3(非導電性板)までの距離は、屈曲板3(非導電性板)の幅、屈曲板3(非導電性板)上に形成される印刷層5の膜厚等に応じて適宜調整され、通常は、150〜450mmが好ましい。屈曲板3(非導電性板)までの距離を近づけると塗布効率は高まるが、近づけ過ぎると放電を起こす可能性が高くなり安全上の問題が発生する。一方、屈曲板3(非導電性板)までの距離が離れるにしたがって塗布領域は拡大するが、離れ過ぎると塗布効率の低下が問題となる。
静電塗装ガン17に印加される電圧は、屈曲板3(非導電性板)上への塗布液の塗布量等に応じて調整され、−30〜−90kVが好ましく、−40〜−90kVがより好ましく、−50〜−90kVがさらに好ましい。電圧の絶対値を大きくすると塗布効率が高まる。
静電塗装ガン17への塗布液の供給量(以下、コート液量ともいう。)は、屈曲板3(非導電性板)上への塗布液の塗布量等に応じて調整され、3〜200mL/分が好ましく、5〜100mL/分がより好ましく、10〜60mL/分がさらに好ましい。コート液量が少な過ぎると印刷ムラが発生するおそれがある。最大のコート液量は、塗布膜厚、塗布スピード、液特性等によって最適な値を選択できる。
2系統のエアの供給ライン16a、16bそれぞれから静電塗装ガン17に供給されるエアの圧力は、屈曲板3(非導電性板)上への塗布液の塗布量等に応じて適宜調整され、0.01〜0.5MPaが好ましい。2系統のエアの供給ライン16a、16bそれぞれから静電塗装ガン17に供給するエア圧によって、塗布液の塗布パターンを制御できる。
塗布液の塗布パターンとは、静電塗装ガン17から噴霧された塗布液の液滴によって屈曲板3(非導電性板)上に形成されるパターンを示す。
静電塗装ガン17内のエアタービンモータに供給されるエアのエア圧を高くすると、回転軸の回転速度が上昇し、回転霧化頭の回転速度が上昇することにより、回転霧化頭から飛散する液滴の大きさが小さくなり、塗布パターンが大きくなる傾向を示す。
静電塗装ガン17内のエア供給路に供給されるエアのエア圧を高くし、吹出口から吹き出されるエア(シェービングエア)のエア圧を高くすると、回転霧化頭から飛散する液滴の広がりが抑制され、塗布パターンが小さくなる傾向を示す。
エアタービンモータに供給するエアのエア圧は、回転霧化頭の回転速度(以下、カップ回転数ともいう)が5,000〜80,000rpmの範囲内となる圧力とすることが好ましい。カップ回転数は7,000〜70,000rpmがより好ましく、7,000〜30,000rpmが特に好ましい。カップ回転数が下限値以上であれば、表面凹凸形成能に優れる。カップ回転数が上限値以下であれば、塗布効率に優れる。
カップ回転数は、静電塗装装置10に付属の計測器(図示略)により測定できる。
エア供給路に供給するエアのエア圧は、シェービングエアのエア圧(以下、シェーブ圧ともいう)が0.01〜0.3MPaの範囲内となる圧力とすることが好ましい。シェーブ圧は0.03〜0.25MPaがより好ましく、0.05〜0.2MPaが特に好ましい。シェーブ圧が下限値以上であれば、液滴の飛散防止効果向上による塗布効率向上に優れる。シェーブ圧が上限値以下であれば、塗布幅を確保できる。
(塗膜安定化工程)
塗膜安定化工程では、塗膜形成工程で基材上に形成された塗膜に乾燥等の安定化処理を行って印刷層5とする。乾燥は、塗布液を塗布する際に屈曲板3(非導電性板)を加熱することによって同時に行ってもよく、塗布液を屈曲板3(非導電性板)に塗布した後、屈曲板3(非導電性板)を加熱してもよい。乾燥温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上300℃以下がより好ましい。乾燥時間は特に制限はないが、5分以上60分以下が好ましく、タクトタイムの観点から10分以上30分がより好ましい。安定化処理は印刷材料によってUV照射で行ってもよい。
(マスキング形成工程)
マスキング形成工程では、屈曲板3(非導電性板)の表面にマスキング形成材料による所定のパターンを形成する。使用されるマスキング形成材料は、UV硬化樹脂、熱硬化樹脂、無機系や有機系のいずれの印刷材料であってもよい。マスキング形成材料として印刷材料を使用する場合、塗膜形成工程で使用する印刷材料と異なる特性が必要である。例えば、塗膜形成工程で使用する印刷材料が水溶性でない場合にはマスキング形成材料が水溶性であることが好ましい。或いは、塗膜形成工程で使用する印刷材料の昇華温度よりも大幅に低い温度で昇華するマスキング形成材料が好ましい。また、マスキング形成材料の粘性が高すぎると欠けが生じやすく、逆に粘性が低すぎると滲みが生じやすい。したがって、マスキング形成材料により精密なパターンを形成するには、適した粘性とするのがよく、例えば、25℃の粘性で、1〜100Pa・sが好ましい。
マスキング形成工程では、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷、フィルム転写印刷などの技術が利用される。
スクリーン印刷は、パターンが形成されたスクリーン版を屈曲板3(非導電性板)に対して上面に水平位置決めを行いつつ配置し、スクリーン版上面に供給したマスキング形成材料を押し出しながらスキージを横切らせ、屈曲板3(非導電性板)上にマスキングを形成する。スクリーン版を、柔軟性のあるシート状のスクリーンの外周を剛性の高いフレームで固定して形成すると、屈曲板3(非導電性板)の比較的平坦な面に、面状のパターンを形成する場合に好適である。
インクジェット印刷は、液状にしたマスキング形成材料の微少液滴をノズルからパルス状に吐出して、屈曲板3(非導電性板)上にドット状のパターンを形成する方法である。ノズル移動機構の原点を基準として屈曲板3(非導電性板)を位置決めし、コンピュータからの指令に基づきノズルがマスキング形成材料の微少液滴を吐出しながら屈曲板3(非導電性板)の面上を概略水平方向へ移動する。これにより、点状のマスキングが連続して形成されて所定のパターンのマスキングが形成される。被印刷面が比較的急な屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)である場合は、パターンの歪などを考慮すると、マスキング形成材料の液滴を吐出するノズルと屈曲板3(非導電性板)との距離は略一定であることが好ましい。即ち、ノズルと屈曲板3(非導電性板)との距離を概略一定に維持した上で、パターンに応じてノズルを回動、移動させる機構を使用することが好ましい。
パッド印刷は、パッド移動機構の原点を基準として屈曲板3(非導電性板)を位置決め固定し、印刷版面上に形成された所定のパターンを、弾性体であるパッドを用いて屈曲板3(非導電性板)へ転写する方法であり、パッドが印刷版に接触して、予め印刷版上に形成された所定のパターンをパッド面に転写する。そして、パッドが屈曲板3(非導電性板)の被印刷面に接触して、パッド表面のパターンを屈曲板3(非導電性板)へ転写し、屈曲板3(非導電性板)にマスキングを形成する。パッドの材質としては弾性率の比較的低い材質、例えば、シリコンゴムなどを使用することで、転写時の面の形状への追従性を高められ、比較的急な屈曲板にも使用できる。
フィルム転写印刷は、フィルム上に所定のパターンを有するマスキングが形成されており、該フィルムを屈曲板3(非導電性板)の被印刷面に接触させ、フィルムに形成されたマスキングを屈曲板3(非導電性板)へ転写し、フィルムを除去することで、屈曲板3(非導電性板)にマスキングを形成する。フィルム材としては、屈曲板3(非導電性板)の被印刷面の形状に追従できる柔軟性を持っていることが好ましい。フィルムを屈曲板3(非導電性板)の被印刷面に接触させる際には、必要に応じてフィルムの位置決めを行う。マスキングを屈曲板3(非導電性板)へ転写する際には、ゴムロールによる加圧や、加熱といった手段が補助的に行われる。
平坦部と屈曲部とを有する屈曲板3(非導電性板)では、マスキングを形成する部位は平坦部でも屈曲部でもよいが、マスキング形成工程をスクリーン印刷、インクジェット印刷、フィルム転写印刷によって行う場合には、マスキングは平坦部に形成されることが好ましい。
また、マスキング形成材料のパターンが形成された屈曲板3(非導電性板)は、マスキング形成材料を安定させるため、マスキング安定化工程を実施してもよい。例えば、マスキングパターンを含む屈曲板3(非導電性板)全体を加熱炉内に移送して加熱処理を行う。この安定化処理はマスキング形成材料に応じて熱硬化以外の方法でもよい。例えば、マスキング形成材料がUV硬化性樹脂である場合にはUV露光が使用される。さらに、マスキングの端面形状の精度を向上させるため、レーザやカッタなどで加工するマスキング端面処理工程を実施してよい。
(マスキング除去工程)
マスキング除去工程では、溶剤へ溶出、加熱による昇華や溶融、機械的な剥ぎ取りなどが利用でき、マスキング形成材料と印刷材料の物性との組合せによって適宜選択される。
マスキングを溶剤中に溶出させる方法では、溶媒に屈曲板3(非導電性板)を浸漬して、一定時間放置した後、屈曲板3(非導電性板)を水で洗浄してリンス処理を行う。浸漬、洗浄の過程では、必要に応じて溶媒を撹拌してもよい。使用する溶媒は、水、有機溶剤などマスキング形成材料の種類によって選択され、印刷層の印刷材料と反応せず印刷層の印刷材料を溶解しないことが求められる。
加熱により昇華する方法では、屈曲板3(非導電性板)を電気炉などの加熱炉内に隣り合う屈曲板3(非導電性板)(例えば、上下方向に隣り合う屈曲板3(非導電性板))と間隔を設けて配置し、所定の勾配で昇温と冷却とを行い、加熱炉から屈曲板3(非導電性板)を取出して充分に冷却した後、屈曲板3(非導電性板)を水で洗浄してリンス処理を行うことが好ましい。加熱炉の温度は、マスキング形成材料を昇華でき、且つ印刷材料は変質しない温度に設定することが好ましい。また加熱炉は密閉式ではなく、炉内を換気できる方式が好ましい。従って、塗膜安定化工程における印刷材料の乾燥工程の熱によって、マスキングを昇華させることで、塗膜安定化工程とマスキング除去工程を同時に実施できる。
また、機械的な剥ぎ取りは、例えば屈曲板3(非導電性板)に洗浄水を供給しながら、回転するブラシを接触させてマスキングを機械的に除去して洗い出す。ブラシは、印刷層に傷を付けないように、硬度、押付力、回転数などを設定することが好ましい。これに限られず、フィルム状のマスキングであれば、手作業や機械を使用して剥がしてもよい。
なお、マスキング除去後の表面の品質を考慮すると、マスキングを溶剤中に溶出させる方法が望ましい。また、マスキング除去後、水洗浄、溶媒洗浄、プラズマ洗浄、コロナ洗浄、超音波洗浄などにより洗浄してもよい。
[変形例]
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良ならびに設計の変更等が可能であり、その他、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
例えば、屈曲板(非導電性板)には以下のような工程・処理がされていてもよい。
(研削・研磨加工工程)
平板状の非導電性板や成形後に得られた屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)など対象物の少なくとも一方の主面に対して、研削加工や研磨加工を実施してもよい。
研削・研磨加工工程では、回転研磨ツールの研削・研磨加工部を被研削・研磨面に一定圧力で接触させて、一定速度で移動させる。一定圧力、一定速度の条件で研削・研磨を行うことにより、一定の研削・研磨レートで被研削・研磨面を均一に研削・研磨できる。
回転研磨ツールの研削・研磨加工部の接触時の圧力としては、経済性及び制御性等の点で1〜1,000,000Paが好ましい。速度は、経済性及び制御性等の点で1〜10,000mm/minが好ましい。移動量は屈曲板3(非導電性板)の形状などに応じて適宜決められる。回転研磨ツールは、その研削・研磨加工部が研磨可能な回転体であれば特に限定されないが、ツールチャッキング部を有するスピンドル又はリューターに研磨ツールを装着させる方式等が挙げられる。回転研磨ツールの材質としては、少なくともその研削・研磨加工部がセリウムパッド、ゴム砥石、フェルトバフ、ポリウレタン等、被加工物を加工除去でき、且つヤング率が好ましくは7GPa以下、更に好ましくは5GPa以下のものであれば種類は限定されない。回転研磨ツールの材質がヤング率7GPa以下であると、圧力により研削・研磨加工部が対象物の形状に沿うように変形され、底面及び側面を上述した所定の表面粗さに加工できる。回転研磨ツールの研削・研磨加工部の形状は円又はドーナツ型の平盤、円柱型、砲弾型、ディスク型、たる型等が挙げられる。
被加工物に回転研磨ツールの研削・研磨加工部を接触させて研磨を行う場合、研磨砥粒スラリーを介在させることが好ましい。この場合、研磨砥粒としてはシリカ、セリア、アランダム、ホワイトアランダム(WA)、エメリー、ジルコニア、SiC、ダイヤモンド、チタニア、ゲルマニア等が挙げられ、その粒度は10nm〜10μmが好ましい。
回転研磨ツールの相対移動速度は、上述の通り、1〜10,000mm/minの範囲で選定できる。回転研磨ツールの研削・研磨加工部の回転数は100〜10,000rpmが好ましい。回転数が小さいと加工レートが小さく、所望の表面粗さにするのに時間がかかりすぎる。回転数が大きいと加工レートが大きくツールの磨耗が激しくなり、研磨の制御が難しくなる場合がある。
なお、被加工物の形状に沿うように回転研磨ツールと被加工物とを相対的に移動させ研削・研磨加工してもよい。移動させる方式は移動量、方向、速度を一定に制御できる方式であればいかなるものでもよい。例えば、多軸ロボット等を用いる方式等が挙げられる。
(端面加工工程)
また屈曲板3(非導電性板)の端面は、面取加工などの処理がなされていてもよい。屈曲板3(非導電性板)がガラスの場合、機械的な研削により一般的にR面取、C面取と呼ばれる加工を行うのが好ましいが、エッチングなどで加工を行ってもよく、特に限定されない。また平板状のガラスを予め端面加工してから成形工程を経て屈曲部を有する屈曲板3(非導電性板)としてもよい。
(化学強化工程)
屈曲板3(非導電性板)がガラスの場合、図10(b)に示すように、化学強化により表面に圧縮応力層6を形成し、強度及び耐擦傷性を高めることができる。化学強化は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオン、Naイオン)を、イオン半径のより大きなアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオンに対してはNaイオン、Naイオンに対してはKイオン)に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層6を形成する処理である。化学強化処理は従来公知の方法によって実施でき、一般的には硝酸カリウム溶融塩にガラスを浸漬する。この溶融塩に炭酸カリウムを〜10質量%入れて使用してもよい。これによりガラスの表層のクラックなどを除去でき高強度のガラスを得ることができる。他に硝酸ナトリウムなどを混合した硝酸カリウム混合塩を使用してもよく、硝酸カリウム溶融塩中に水蒸気や炭酸ガスなどを吹き込んでもよい。化学強化時に硝酸カリウムに硝酸銀などの銀成分を混合することで、ガラスがイオン交換され銀イオンを表面に有し、抗菌性が付与される。
(表面処理工程)
印刷層付き板1の作製工程において必要に応じて各種表面処理層4を形成する工程を実施してもよい。表面処理層としては、防眩処理層41、反射防止処理層42、防汚処理層43、防曇処理層などが挙げられ、これらを併用してもよい。第一の主面3a又は第二の主面3bのいずれの面でもよいが、図10(a)及び(b)に示すように、印刷層5を形成しない面(第二の主面3b)に形成されることが好ましい。
[防眩処理層41]
防眩処理層41とは主に反射光を散乱させ、光源の映り込みによる反射光の眩しさを低減する効果をもたらす層のことである。防眩処理層41は屈曲板3(非導電性板)自体の表面を加工して形成してもよく、別途堆積形成してもよい。防眩処理層41の形成方法として、例えば、屈曲板3(非導電性板)の少なくとも一部に化学的あるいは物理的な方法で表面処理を施し、所望の表面粗さの凹凸形状を形成する方法を使用できる。また、形成方法として、屈曲板3(非導電性板)の少なくとも一部に処理液を塗布あるいは噴霧して、板上に凹凸構造を形成してもよい。
さらに熱的な方法により屈曲板3(非導電性板)の少なくとも一部に凹凸構造を形成してもよい。
化学的方法による凹凸構造形成方法として、具体的には、フロスト処理を施す方法が挙げられる。フロスト処理は、例えば、フッ化水素とフッ化アンモニウムの混合溶液に、被処理体である板ガラスを浸漬してエッチングする。
物理的方法による凹凸構造形成方法として、例えば、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を加圧空気で屈曲板3(非導電性板)の少なくとも一方の主面に吹きつけるいわゆるサンドブラスト処理や、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を付着させたブラシを水で湿らせて、これを用いて板の少なくとも一方の主面を研磨する方法等で行われる。
なかでも、屈曲板3(非導電性板)がガラスの場合、化学的方法であるフロスト処理は、被処理体表面にマイクロクラックを生じ難く、強度の低下が生じ難いため、好ましく利用できる。
さらに、凹凸構造形成方法を施した屈曲板3(非導電性板)の防眩処理層41の表面形状を整えるためのエッチング処理を行うことが好ましい。エッチング処理としては、例えば、ガラスを、フッ化水素の水溶液であるエッチング溶液に浸漬して、化学的にエッチングする方法を使用できる。エッチング溶液には、フッ化水素以外にも、塩酸、硝酸、クエン酸などの酸が含有されていてもよい。エッチング溶液にこれらの酸を含有させることで、ガラスに含有されるNaイオン、Kイオン等の陽イオン成分とフッ化水素との反応による析出物の局所的な発生を抑制できるほか、エッチングを処理面内で均一に進行させることができる。
エッチング処理を行う場合、エッチング溶液の濃度やエッチング溶液へのガラスの浸漬時間等を調節することでエッチング量を調節し、これによりガラスの防眩処理層41の凹凸構造を形成させ所望の表面粗さに調整できる。また、凹凸構造の形成をサンドブラスト処理等の物理的表面処理で行った場合、クラックが生じることがあるが、エッチング処理によってこのようなクラックを除去できる。また、エッチング処理によって、凹凸構造形成したガラスのギラツキを抑えられる。
凹凸構造形成用の処理液を塗布する方法として、公知のウェットコート法(スプレーコート法、静電塗装法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法)等を使用できる。
中でもスプレーコート法や静電塗装法は凹凸構造を形成する優れた方法として挙げられる。処理液を用いてスプレー装置により屈曲板3(非導電性板)を処理することで凹凸構造を形成でき、防眩処理層41を形成できる。これらの方法によれば、マスキングの使用により屈曲板3(非導電性板)上の所望の部位に凹凸構造を付与できる。さらに、広い範囲で凹凸構造の表面粗さなどを変更できる。これは処理液の塗布量、材料構成を自由に変えることで要求特性を得るのに必要な凹凸形状を比較的に容易に形成できるためである。屈曲板3(非導電性板)の場合には、特に静電塗装法がより好ましく、平坦部も屈曲部も均質な防眩処理層を41形成でき、美観が向上する。
屈曲板3(非導電性板)のうち、印刷層5を形成した領域の反対面においては、印刷層5を形成しない領域に比べ凹凸構造の小さな防眩処理層41を形成することがあってもよく、防眩処理層41を付与しないことがあってもよい。一般的に印刷層5は、所望の色味が得られるような印刷材料を選択して、屈曲板3(非導電性板)の一方の面に形成される。他方の面のうち印刷層5が形成された領域に対応する領域に防眩処理層41を形成した場合、使用者が印刷層5を視認すると、防眩処理層41により所望の色味や外観とずれてしまうことがある。そこで、他方の面のうち印刷層5が形成された領域に対応する領域は、弱い防眩性とすることで上記の課題を解決できる。
静電塗装法による防眩処理層41は、シリカ前駆体および粒子の少なくとも一方と、液状媒体とを含有し、必要に応じシリカ前駆体および粒子以外の他の成分を含む組成物の塗膜を焼成して得られたものが好ましい。組成物がシリカ前駆体を含む場合、防眩処理層41のマトリックスは、シリカ前駆体に由来するシリカを主成分とするマトリックスを含む。防眩処理層41は粒子から構成されてもよい。防眩処理層41はマトリックス中に粒子が分散したものであってもよい。組成物は液状媒体として沸点150℃以下の液状媒体を含むことが好ましい。また、沸点150℃以下の液状媒体の含有量は、液状媒体の全量に対して86質量%以上であることが好ましい。
防眩処理層41における60゜鏡面光沢度は、15%以上140%以下が好ましく、40%以上130%以下がより好ましい。防眩処理層41における60゜鏡面光沢度は、防眩効果の指標であり、60゜鏡面光沢度が140%以下であれば、防眩効果が充分に発揮される。
防眩処理層41表面の算術平均粗さRaは、0.03μm以上が好ましく、0.05〜0.7μmがより好ましく、0.07〜0.5μmがさらに好ましい。Raが下限値以上であれば、防眩効果が充分に発揮される。Raが上限値以下であれば、画像のコントラストの低下が充分に抑えられる。
防眩処理層41表面の最大高さ粗さRzは0.2〜5μmが好ましく、0.3〜4.5μmがより好ましく、0.5〜4μmがさらに好ましい。Rzが下限値以上であれば防眩効果が充分に発揮され、Rzが上限値以下であれば画像のコントラストの低下が抑制できる。
防眩処理層41表面は他に例えば、二乗平均平方根粗さRqがざらつきと指すべり性の観点から0.03〜5μmが好ましい。最大断面高さ粗さRtがざらつきと指すべり性の観点から0.05〜5μmが好ましい。最大山高さ粗さRpがざらつきと指すべり性の観点から0.03〜5μmが好ましい。最大谷深さ粗さRvがざらつきと指すべり性の観点から0.03〜5μmが好ましい。平均長さ粗さRsmがざらつきと指すべり性の観点から0.03〜10μmが好ましい。クルトシス粗さRkuが触感の観点で1〜3が好ましい。スキューネス粗さRskが視認性、触感などの均一性の観点から−1〜1が好ましい。これらは粗さ曲線Rを元にした粗さであるが、これに相関したうねりWや断面曲線Pで規定してもよく、特に制限はない。
印刷層付き板1のうち、屈曲板3(非導電性板)の平坦部7の印刷層5の無い部位(以降、無印刷層部)におけるヘイズは、0.1〜50%が好ましく、0.1〜30%がより好ましく、0.1〜20%がさらに好ましい。ヘイズが0.1%以上であれば、防眩効果が発揮される。ヘイズが50%以下であれば、印刷層付き板1を保護板や各種フィルタとして表示装置本体の視認側に設けた場合に、画像のコントラストの低下が充分に抑えられる。
屈曲部9の無印刷層部におけるヘイズは、0.1〜50%が好ましく、0.1〜30%がより好ましく、0.1〜20%がさらに好ましい。ヘイズが0.1%以上であれば、防眩効果が発揮される。ヘイズが50%以下であれば、印刷層付き板1を保護板や各種フィルタとして表示装置本体の視認側に設けた場合に、画像のコントラストの低下が充分に抑えられる。
印刷層付き板1が図1(a)に示されるような平坦部7と屈曲部9を有する屈曲板3の場合には、無印刷層部における反射像拡散性指標値Rrの比(屈曲部9の無印刷層部における反射像拡散性指標値Rr/平坦部7と屈曲部9のそれぞれの無印刷層部における反射像拡散性指標値Rrの和)が0.3〜0.8であることが好ましい。この範囲であれば、使用者側から印刷層付き板1を視認した際に、均質な防眩処理がされているように視認でき、美観性に優れる。また防眩処理層41の凹凸によるタッチ感も損なわない。反射像拡散性指標値Rrの比は0.4〜0.7が好ましく、0.4〜0.6がより好ましい。高ヘイズな防眩処理層の場合には光の散乱により白味が強くなり陰影が付きやすく目視による外観の均一性に影響がでる。反射像拡散性指標値Rrの比が前記の範囲であれば目視での外観均一性が陰影により影響を受けにくく優れた外観となる。
無印刷層部は、ヘイズの面内の標準偏差が0〜10%であることが好ましく、0〜6%がより好ましい。この範囲であれば使用者側から印刷層付き板1を視認した際に、均質な防眩処理層41であると視認され美観性に優れる。また防眩層の凹凸によるタッチ感も損なわない。
無印刷層部は、ギラツキ指標値Sの面内の標準偏差が0〜10%であることが好ましく、0〜6%がより好ましい。この範囲であれば表示画面を違和感なく視認できる。
無印刷層部は、解像度指標値Tの面内の標準偏差が0〜10%であることが好ましく、0〜6%がより好ましい。この範囲であれば表示画面を違和感なく視認できる。
無印刷層部は、60°鏡面光沢度の面内の標準偏差が0〜20%であることが好ましく、0〜15%が好ましい。この範囲では光沢の違和感なく表示画面を視認できる。
[反射防止処理層42]
反射防止処理層42とは反射率低減の効果をもたらし、光の映り込みによる眩しさを低減するほか、表示装置に使用した場合には、表示装置からの光の透過率を向上でき、表示装置の視認性を向上できる層のことである。
反射防止処理層42が反射防止膜である場合、第一の主面3aまたは第二の主面3bに形成されることが好ましいが制限は無い。反射防止膜の構成としては光の反射を抑制できれば限定されず、例えば、波長550nmでの屈折率が1.9以上の高屈折率層と屈折率が1.6以下の低屈折率層とを積層した構成、もしくは膜マトリックス中に中空粒子や空孔を混在させた波長550nmでの屈折率が1.2〜1.4の層を含む構成が採用できる。
反射防止膜における高屈折率層と低屈折率層との膜構成はそれぞれ1層ずつを含む形態であってもよいが、それぞれ2層以上を含む構成であってもよい。高屈折率層と低屈折率層とをそれぞれ2層以上含む場合には、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した形態であることが好ましい。また、低屈折率層1層のみ、具体的には膜中に空孔部もしくは中空粒子を含む、もしくはマトリックスの波長550nmでの屈折率が1.4以下もしくはこれらを任意に組み合わせた1層、でも構わない。
反射防止性を高めるためには、反射防止膜は複数の層が積層された積層体が好ましく、積層数が多い程、より広い波長範囲で、より低反射性を発現する膜構成の光学設計ができる。例えば、積層体は全体で2層以上8層以下が好ましく、2層以上6層以下が反射率低減効果および量産性の観点からより好ましい。ここでの積層体は高屈折率層、低屈折率層各々の層数を合計したものが上記範囲であることが好ましい。
高屈折率層、低屈折率層の材料は特に限定されず、要求される反射防止性の程度や生産性等を考慮して適宜選択できる。高屈折率層を構成する材料としては、例えば酸化ニオブ(Nb)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化タンタル(Ta)、窒化ケイ素(SiN)から選択された1種以上を好ましく使用できる。低屈折率層を構成する材料としては、酸化ケイ素(SiO)、SiとSnとの混合酸化物を含む材料、SiとZrとの混合酸化物を含む材料、SiとAlとの混合酸化物を含む材料から選択された1種以上を好ましく使用できる。
生産性や、屈折率の観点から、高屈折率層が酸化ニオブ、酸化タンタル、窒化ケイ素から選択される1種からなり、低屈折率層が酸化ケイ素からなる層である構成が好ましい。
反射防止膜を形成する方法としては、屈曲板3(非導電性板)上またはその他表面処理層上に、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、スリットコート法、スプレーコート法、静電噴霧堆積法(ESD法)等により膜形成材料を塗布した後必要に応じて加熱処理する方法、または密着層の表面に化学的気相蒸着法(CVD法)、スパッタリング法やPLD法のような物理的気相蒸着法(PVD法)等により形成する方法が挙げられる。
屈曲板3(非導電性板)のうち、印刷層5を形成した領域の反対面においては、反射防止処理層42を付与しないことがあってもよい。一般的に印刷層5は、所望の色味が得られるような印刷材料を選択して、屈曲板3(非導電性板)の一方の面に形成される。他方の面のうち印刷層5が形成された領域に対応する領域に反射防止処理層42を形成した場合、使用者が印刷層5を視認すると、反射防止処理層42による干渉色などで所望の色味や外観とずれてしまうことがある。これにより外観を損ねてしまうことがあるため、上記の通り反射防止層を形成しないことがあってもよい。
[防汚処理層43]
防汚処理層43とは表面への有機物、無機物の付着を抑制する層、または、表面に有機物、無機物が付着した場合においても、ふき取り等のクリーニングにより付着物が容易に除去できる効果をもたらす層のことである。
防汚処理層43が防汚膜として形成される場合、第一の主面3aと第二の主面3b上またはその他表面処理層上に形成されることが好ましい。防汚処理層43としては、得られる印刷層付き板1に防汚性を付与できれば限定されない。中でも含フッ素有機ケイ素化合物を加水分解縮合反応により得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなることが好ましい。
防汚処理層43の厚さは、特に制限されず、防汚処理層が含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなる場合、膜厚で2〜20nmが好ましく、2〜15nmがより好ましく、2〜10nmがさらに好ましい。膜厚が2nm以上であれば、防汚処理層43によって均一に覆われた状態となり、優れた耐擦傷性を有する。また、膜厚が20nm以下であれば、防汚処理層43が形成された状態での印刷層付き板1のヘイズ値等の光学特性が良好である。
含フッ素有機ケイ素化合物被膜を形成する方法としては、パーフルオロアルキル基;パーフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖を含むフルオロアルキル基等のフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤の組成物を、防眩処理層41上またはその他表面処理層上に形成された密着層の表面に、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、スリットコート法、スプレーコート法等により塗布した後必要に応じて加熱処理する方法、または含フッ素有機ケイ素化合物を密着層の表面に気相蒸着させた後必要に応じて加熱処理する真空蒸着法等が挙げられ、被膜形成の手法は問わない。
被膜形成用組成物は、含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含有する組成物であって、被膜形成が可能な組成物であれば、特に制限されない。被膜形成用組成物は含フッ素加水分解性ケイ素化合物以外の任意成分を含有してもよく、含フッ素加水分解性ケイ素化合物のみで構成されてもよい。任意成分としては、本発明の効果を阻害しない範囲で用いられる、フッ素原子を有しない加水分解性ケイ素化合物(以下「非フッ素水分解性ケイ素化合物」という。)、触媒等が挙げられる。
なお、含フッ素加水分解性ケイ素化合物、および、任意に非フッ素加水分解性ケイ素化合物を被膜形成用組成物に配合するにあたって、各化合物はそのままの状態で配合されてもよく、その部分加水分解縮合物として配合されてもよい。また、該化合物とその部分加水分解縮合物の混合物として被膜形成用組成物に配合されてもよい。
また、2種以上の加水分解性ケイ素化合物を組み合わせて用いる場合には、各化合物はそのままの状態で被膜形成用組成物に配合されてもよく、それぞれが部分加水分解縮合物として配合されてもよく、さらには2種以上の化合物の部分加水分解共縮合物として配合されてもよい。また、これらの化合物、部分加水分解縮合物、部分加水分解共縮合物の混合物であってもよい。ただし、真空蒸着などで成膜する場合、使用する部分加水分解縮合物、部分加水分解共縮合物は、真空蒸着が可能な程度の重合度のものとする。以下、加水分解性ケイ素化合物の用語は、化合物自体に加えてこのような部分加水分解縮合物及び部分加水分解共縮合物を含む意味で用いられる。
本発明の含フッ素有機ケイ素化合物被膜の形成に用いる含フッ素加水分解性ケイ素化合物は、得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜が、撥水性、撥油性等の防汚性を有するものであれば特に限定されない。
具体的には、パーフルオロポリエーテル基、パーフルオロアルキレン基およびパーフルオロアルキル基からなる群から選ばれる1つ以上の基を有する含フッ素加水分解性ケイ素化合物が挙げられる。これらの基は加水分解性シリル基のケイ素原子に連結基を介してまたは直接結合する含フッ素有機基として存在する。
パーフルオロポリエーテル基、パーフルオロアルキレン基およびパーフルオロアルキル基からなる群から選ばれる1つ以上の基を有する市販のフッ素含有有機ケイ素化合物(含フッ素加水分解性ケイ素化合物)として、KY−185(商品名、信越化学工業社製)、KY−195(商品名、信越化学工業社製)、Afluid(登録商標)S−550(商品名、旭硝子社製)、オプツ−ル(登録商標)DSX(商品名、ダイキン工業社製)などが好ましく使用できる。
このような含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含む被膜形成用組成物を密着層表面に付着させ反応させて成膜することで、含フッ素有機ケイ素化合物被膜が得られる。反応を促進させるために、成膜後に、必要に応じて加熱処理や加湿処理を行ってもよい。なお、具体的な成膜方法、反応条件については従来公知の方法、条件等が適用できる。
防汚処理層43を形成した最表面の静止摩擦係数は1以下が好ましく、0.9以下がより好ましく、0.8以下がさらに好ましい。静止摩擦係数が1以下であれば、人間の指が印刷層付き板1の最表面に触れる際に指滑り性がよい。また、第1面の屈曲部の動摩擦係数は0.02以下が好ましく、0.015以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましい。動摩擦係数が0.02以下であれば、人間の指が第1面の屈曲部に触れる際に指滑り性がよい。
なお、静止摩擦係数及び動摩擦係数は、例えば次のように測定できる。トリニティーラボ社製触角評価測定機TL201Tsにおいて、印刷層付き板1の測定したい部位に、同社製疑似指接触子を、荷重30gをかけた状態で置く。これを10mm/秒の速度で、印刷層付き板1の上を移動させ、静止摩擦係数と動摩擦係数を測定する。前記接触子が静止状態から動き始めた際の摩擦係数を静止摩擦係数、前記接触子が移動している際の摩擦係数を動摩擦係数と定義する。
[その他表面処理層44]
印刷層付き板1は少なくとも一部にその他表面処理層を有するものであってもよい。
その他表面処理層としては、アンダーコート層、密着改善層、保護層、防曇処理層、導電層等が挙げられる。アンダーコート層は、アルカリバリア層やワイドバンドの低屈折率層、高屈折率層としての機能を有する。他に屈曲板3(非導電性板)の第一の主面3aに防曇処理層などの機能処理層の形成、機能付与処理等がなされていてもよい。
前記工程の順序は特に限定されない。前記工程のうち成形工程以外の工程を省略してもよく、他の工程を追加してもよい。
屈曲板3(非導電性板)としてガラスを用いる場合、印刷層5は成形後の未強化の屈曲板3(非導電性板)に形成してもよく、成形後に強化処理した屈曲板3(非導電性板)に形成してもよい。
前者の場合、成形後の未強化の屈曲板3(非導電性板)に印刷層5を形成してから強化処理を行ってもよい。また印刷層5を形成していない屈曲板3(非導電性板)の主面の研磨加工および端面加工、穴あけ加工を行ってもよい。イオン交換により化学強化を施したガラスには、その表面に欠陥が発生することや、最大で1μm程度の微細な凹凸が残留することがある。さらに、屈曲板3(非導電性板)に力が作用する場合、前述の欠陥や微細な凹凸が存在する箇所に応力が集中し、理論強度よりも小さな力でも割れることがある。そのため、化学強化後の屈曲板3(非導電性板)に存在する、欠陥及び微細な凹凸を有する層(欠陥層)を研磨により除去してもよい。研磨の方法としては前述の方法を使用できる。なお、欠陥が存在する場合の欠陥層の厚さは、化学強化の条件にもよるが、通常、0.01〜0.5μmである。
防眩処理層形成工程後に化学強化工程を行う場合、化学強化時の加熱をガラスの化学強化だけでなく形成した防眩処理層41の加熱としても利用できる。これにより防眩処理層41の縮重合や焼結が促進でき、耐摩耗性や耐候性等に加えて高強度の膜が得られる。この化学強化工程において防眩処理層41を加熱する場合、防眩処理層41を形成した板を強化塩に浸漬すると大気中で加熱する以上の高強度化の効果がある。高強度化の機構の詳細については明らかではないが、化学強化により、膜中にカリウム等のイオンが侵入し膜自体にも応力が入ることや、強化塩が弱アルカリ性のため防眩膜の縮重合を促進させるためと考えられる。
後者の場合、前者の順序で屈曲板3(非導電性板)を処理する際に生じる印刷層5中の欠点や、印刷層5の存在による強化工程での屈曲板3(非導電性板)の反りの発生といった課題が無く、高い生産性が得られる。前者と同様に印刷層5処理前に屈曲板3(非導電性板)の研磨加工や端面加工を行ってもよい。
[作用効果]
以上説明した本発明の印刷層付き板1の製造方法にあっては、静電気力を利用して塗布液を噴霧することにより印刷層を形成することができる。これにより屈曲板3(非導電性板)の屈曲部、平坦部問わず面内均一な印刷層を形成でき、大面積の屈曲板3(非導電性板)にも均一印刷ができる。
本発明の印刷層付き板1の製造方法にあっては、静電塗装ガンを使用してよく、塗布パターンの大きさ(たとえば、幅)が大きい。例えば、印刷層の形成に従来汎用されている2流体スプレーノズルを用いたスプレー法では、塗布パターンの幅が最大で7mm程度である。これに対し、静電塗装ガンを用いた場合は、塗布パターンの幅を例えば350mmにできる。また、複数の静電塗装ガンを使用することで大面積の屈曲板3(非導電性板)に効率的に均一成膜できるようになる。さらに連続プロセス化も容易となり、効率的に印刷層付き板1を作製できる。また、静電塗装ガンから噴霧された塗布液の液滴は、マイナス電荷を帯び、接地された屈曲板3(非導電性板)に向かって静電引力によって引き寄せられる。そのため、帯電させずに噴霧する場合に比べて、屈曲板3(非導電性板)上に効率よく付着する。
そのため、本発明の印刷層付き板1の製造方法にあっては、任意の色味、光透過性などの印刷層を形成するに際して必要な塗布回数や塗布液の塗布量を低減できる。
また、本発明の印刷層付き板1の製造方法により得られる印刷層付き板1の隠蔽性能と、2流体スプレーノズルを用いて形成される印刷層付き板1の隠蔽性能とを比較すると、本発明の印刷層付き板1の製造方法により得られるものの方が、外光やバックライト照射において視認できるムラを抑制でき、遮光性能が高くなる。
これは、塗布液の堆積状況の違いによるものと考えられる。本発明者らの検討によれば、スプレー法では液滴が板上にたたきつけられ、塗布液の板への着弾時に液滴が王冠状になる。これとともに液状媒体が揮発して王冠状の凹凸が形成される。他方、静電塗装ガンを用いる場合、液滴は比較的緩やかに板上に落下するため、板への着弾時に液滴がドーム状になる。これとともに液状媒体が揮発してドーム状の凸部が形成される。このような形状の違いが隠蔽性能に影響していると考えられる。特に屈曲板3(非導電性板)が平坦部7と屈曲部9とを有する場合でも、静電塗装法によれば静電力により液滴が均一に着弾でき均質かつ均一な印刷層を作製できる。静電塗装法は屈曲部への印刷に優れており、平坦部は別の印刷方法を使用するといった組み合わせでもよい。例えば、平坦部はスクリーン印刷法を、屈曲部は静電塗装法を使用することで、タクトタイムの短縮化が期待できる。
<用途>
本発明の印刷層付き板1の用途としては、特に限定されない。具体例としては、車両用部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板、インスツルメントパネル表面、キー、ホイール等。)、メータ、建築窓、ショーウインドウ、建築用内装部材、建築用外装部材、ディスプレイ(ノート型パソコン、モニタ、LCD、PDP、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルタ、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ部品、ビデオ部品、CCD用カバー基板、光ファイバ端面、プロジェクタ部品、複写機部品、太陽電池用透明基板(カバーガラス等。)、携帯電話窓、バックライトユニット部品(導光板、冷陰極管等。)、バックライトユニット部品液晶輝度向上フィルム(プリズム、半透過フィルム等。)、液晶輝度向上フィルム、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルタ、光学部品の端面、照明ランプ、照明器具のカバー、増幅レーザ光源、反射防止フィルム、偏光フィルム、農業用フィルム等が挙げられる。
本発明の印刷層付き板1の用途として、特に、輸送機用内装部材に適している。光を透過させてその形状を視認させるようなデザインであれば、屈曲板3(非導電性板)のうち、光を透過させたくない部位に本発明の高い隠蔽性を備える印刷層を形成することで、高いコントラストが得られ、デザインとしての視認性を高められる。また、印刷層付き板1の印刷層を形成していない領域(無印刷層領域、という)に液晶パネルなどの表示装置やセンサーを配置した際、表示装置やセンサーに使用するバックライトの光が印刷層から漏えいしにくい。これにより例えば、運転者が表示装置やセンサーを操作する際に、瞬時の判断がしやすくなる。自動車などの輸送機内では、明暗が常に変化するため、本発明の印刷層付き板1は特に適している。輸送機用内装部材として、ダッシュボード(インストルメントパネル、ヘッドアップディスプレイ(HUD)、センターコンソール)や非開口部内装部材(ドア、座席、床、天井、ハンドル)に、本発明の印刷層付き板1を使用することが適している。
<表示装置>
本発明の表示装置は、画像を表示する表示パネルと、表示パネルの視認側に設けられた本発明の印刷層付き板とを具備する。特に車載用表示装置に使用される印刷層付き板では、複曲や凹凸部を備えた形状といった複雑かつ曲げの深い形状であり、本製造方法は特に適している。
表示パネルとしては、液晶パネル、有機EL(エレクトロルミネッセンス)パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
印刷層付き板は、表示パネルの保護板として、表示パネルに一体に設けられてもよく、各種フィルタとして表示パネルの視認側に配置されてもよい。
以上説明した表示装置にあっては、優れた隠蔽性能及び外観を有する本発明の印刷層付き板が表示パネルの視認側に設けられているため、視認性が良好である。
本発明によれば、美観性に優れ均一な外観を有し優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板、美観性に優れ均一な外観を有し優れた隠蔽性能を有する印刷層付き板を製造できる製造方法、およびこの印刷層付き板を備える表示装置を提供できる。
1 印刷層付き板
3 屈曲板(非導電性板)
3a 第一の主面
3b 第二の主面
3c 端面
4 表面処理層
5 印刷層
6 圧縮応力層
7 平坦部
9 屈曲部
10 静電塗装装置
11 コーティングブース
12 チェーンコンベア
13 高電圧ケーブル
14 塗布液の供給ライン
15 塗布液の回収ライン
16a、16b エアの供給ライン
17 静電塗装ガン
18 高電圧発生装置
19 排気ダクト
20 排気ボックス
21 導電性台座(導電性基材)

Claims (27)

  1. 第一の主面と、第二の主面と、端面とを備え、屈曲部を有する屈曲板、及び前記第一の主面上に形成された印刷層を有する印刷層付き板であって、
    前記印刷層の面内の可視光における光学濃度(OD値)の平均値(平均OD値)が4以上であり、
    前記印刷層は表面にベアリング高さ+0.05μmの高さでの断面における直径(真円換算)が10μm超185μm以下であり、かつ観察領域内で最も低い部分の高さを標準とした最大高さが0.2〜10μmとなるうねりを有する、印刷層付き板。
  2. 前記OD値の前記印刷層における面内分布が前記平均OD値±30%の範囲内である、
    請求項1に記載の印刷層付き板。
  3. 前記屈曲板は比誘電率が10以下である、請求項1又は2に記載の印刷層付き板。
  4. 前記屈曲板は20℃における体積抵抗値が2×10Ωm以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  5. 前記屈曲部は曲率半径が1000mm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  6. 前記端面上にも前記印刷層が形成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  7. 前記第二の主面は表面処理が施されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  8. 前記表面処理が防眩処理、反射防止処理、防汚処理または防曇処理である、請求項7に記載の印刷層付き板。
  9. 前記屈曲板は材質がガラスである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  10. 前記ガラスはいずれか一方の主面の表面に圧縮応力層を有する、請求項9に記載の印刷層付き板。
  11. 前記圧縮応力層は深さ(DOL)が10μm以上である、請求項10に記載の印刷層付き板。
  12. 前記ガラスは組成が、酸化物基準のモル%表示で、SiO2が50〜80%、Al23が0.1〜25%、Li2O+Na2O+K2Oが3〜30%、MgOが0〜25%、CaOが0〜25%、ZrO2が0〜5%である、請求項9〜11のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  13. 前記屈曲板がさらに平坦部を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  14. 前記屈曲板の厚さ方向断面視において、2つの端部を結ぶ線分と、前記線分と平行且つ前記屈曲部に接する接線との距離を曲げ深さhと定義すると、曲げ深さが1000mm以下である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  15. 前記屈曲板が、一つの前記屈曲部内に曲率半径が異なるひねり構造を有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  16. 前記印刷層は厚さが3μm以上である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  17. 前記印刷層は厚さが10μm以下である、請求項1〜16のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  18. 前記印刷層は厚さが、平均厚さ±30%の範囲内である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
  19. 前記第一の主面は前記印刷層が形成されていない無印刷層部をさらに有し、該無印刷層部は式(1)で求められる反射像拡散性指標値Rrの比が0.3〜0.8である、請求項13〜18のいずれか一項に記載の印刷層付き板。
    反射像拡散性指標値Rrの比=(屈曲部の無印刷層部における反射像拡散性指標値Rr)/(平坦部と屈曲部のそれぞれの無印刷層部における反射像拡散性指標値Rrの和) ・・・(1)
  20. 請求項1〜19のいずれか一項に記載の印刷層付き板を備えた表示装置。
  21. 第一の主面と、第二の主面と、端面とを備え、屈曲部を有する非導電性の屈曲板、及び前記第一の主面上に形成された印刷層を有する印刷層付き板の製造方法であって、
    前記屈曲板を導電性基材と接触させて、印刷材料を含み粘性が0.1Pa・s以下である塗布液を前記第一の主面に静電気力を利用して塗布し、前記第一の主面に塗膜を形成する塗膜形成工程と、
    前記塗膜を安定化して前記印刷層にする塗膜安定化工程と、
    を有して、
    前記印刷層を、前記印刷層の面内の可視光における光学濃度(OD値)の平均値(平均OD値)が4以上で、ベアリング高さ+0.05μmの高さでの断面における直径(真円換算)が10μm超185μm以下とし、かつ観察領域内で最も低い部分の高さを標準とした最大高さが0.2〜10μmとなるうねりを前記印刷層の表面に形成させる、
    印刷層付き板の製造方法。
  22. 前記塗布液の表面張力が0.01〜0.1N/mである、請求項21に記載の印刷層付き板の製造方法。
  23. 前記塗膜形成工程において、静電塗装装置を使用する、請求項21または22に記載の印刷層付き板の製造方法。
  24. 前記屈曲板上にマスキングを形成するマスキング形成工程をさらに有する、請求項21〜23のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
  25. 前記静電塗装装置が静電塗装ガンを有する、請求項23に記載の印刷層付き板の製造方法。
  26. 前記屈曲板がガラスである、請求項21〜25のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
  27. 前記導電性基材は少なくともその表面に導電性が付与されており、前記表面が前記非導電性の前記屈曲板の第二の主面と接触している、請求項21〜26のいずれか一項に記載の印刷層付き板の製造方法。
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