本申請基于2014年11月13日提交的韓國專利申請no.10-2014-0157958和2015年11月11日提交的韓國專利申請no.10-2015-0158378要求優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，在相應(yīng)的韓國專利申請的文獻中公開的全部內(nèi)容作為本說明書的一部分被包含。
本發(fā)明涉及一種用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物、使用該組合物制備白色邊框圖案的方法以及包括通過該制備方法制備的白色邊框圖案的電子設(shè)備，更特別地，涉及一種用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物、使用該組合物制備白色邊框圖案的方法以及包括通過該制備方法制備的白色邊框圖案的電子設(shè)備，所述組合物提高了厚度和對比度，即使在高溫?zé)崽幚硐乱膊粫瘘S變，并且可以表現(xiàn)出改善的粘合強度。
背景技術(shù)：
在白色邊框的情況下，由于顏料特性，必須將邊框印刷成30μm的厚度水平才具有遮蓋力，大多數(shù)現(xiàn)有的白色邊框通過絲網(wǎng)印刷法進行白色四色印刷(awhitequadruplecolorprinting)(每次單色印刷7μm)以及黑色或灰色單色印刷(7μm)來確保遮蓋力和光屏蔽特性。然而，每個單色印刷包括固化工藝(160℃的烘箱，10分鐘)，因此，具有工藝復(fù)雜并且耗費大量時間的缺點。為了解決這些問題，需要開發(fā)一種用于噴墨的可紫外光固化的白色油墨，該白色油墨能夠通過一次性印刷白色邊框并使白色邊框進行紫外光固化來實現(xiàn)工藝簡化和縮短時間。
白色邊框要求表面硬度為5h、粘合強度為5b、對比度為98％以上、顏色值(l*>90、a*<±1且b*<±1)、較高溫度(200℃)的耐熱性以及對基材的耐化學(xué)性。此外，用于觸摸屏面板邊框的可紫外光固化的白色油墨必須不僅施用于強化玻璃，而且施用于各種基材，必須具有作為噴墨印刷用油墨的優(yōu)異的噴墨性能，而且必須表現(xiàn)出即使在進行高溫?zé)崽幚碇笠膊粫S變的優(yōu)異的邊框性能。特別地，由于在蓋板玻璃整體式觸摸屏中印刷邊框并且在邊框上沉積電極，因此，必須在200℃或更高的溫度下確保耐熱性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
技術(shù)問題
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物、使用該組合物制備白色邊框圖案的方法以及包括通過該方法制備的白色邊框圖案的電子設(shè)備，所述組合物能夠通過一次性工藝形成足以具有遮蓋力的厚度的邊框并且即使當(dāng)進行高溫?zé)崽幚頃r也表現(xiàn)出改善的粘合強度而不產(chǎn)生黃變。
技術(shù)方案
為了解決所述問題，本發(fā)明提供一種用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物，該組合物包含：顏料分散體、粘合劑溶液、單官能單體和光引發(fā)劑，其中，所述用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物在形成圖案時的厚度為30μm以下，對比度為98％以上。
本發(fā)明提供一種使用用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物制備白色邊框圖案的方法，該方法包括：a)通過在基板上噴墨印刷本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物以使厚度為30μm以下，來制備其上形成有白色邊框的基板；b)通過向所述基板上輻射1,000mj/cm2以上的紫外線來形成固化的白色邊框圖案；以及c)熱處理所述基板。
另外，本發(fā)明提供一種通過所述制備方法制備的白色邊框圖案。
另外，本發(fā)明提供一種包括所述白色邊框圖案的電子設(shè)備。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，通過將油墨組合物中包含的顏料的含量調(diào)節(jié)至作為噴墨印刷用油墨所使用的范圍內(nèi)，可以在一次性印刷中制備厚度為30μm以下且對比度為98％以上的白色邊框圖案。
通過本發(fā)明制備的白色邊框圖案即使在進行高溫?zé)崽幚?220℃，30分鐘)之后也不會產(chǎn)生黃變，并且可以表現(xiàn)出改善的粘合強度。
具體實施方式
下文中，將更詳細地描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物包含：顏料分散體、粘合劑溶液、單官能單體和光引發(fā)劑，并且所述組合物在形成圖案時的厚度為30μm以下，對比度為98％以上。
本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物中包含的顏料分散體可以包含白色顏料、第一反應(yīng)性單體和分散劑。
作為白色顏料，可以使用二氧化鈦(tio2)和氧化鋅等，白色顏料用于提高反射率，從而賦予由所述組合物形成的圖案遮蓋力。
優(yōu)選地，基于顏料分散體的總重量，本發(fā)明的油墨組合物包含55重量％至70重量％的白色顏料。當(dāng)白色顏料的含量小于55重量％時，油墨組合物的遮蓋特性不足，當(dāng)含量大于70重量％時，難以將顏料分散在油墨組合物中。
作為第一反應(yīng)性單體，可以使用三官能丙烯酸酯類單體和雙官能丙烯酸酯類單體。
作為三官能丙烯酸酯類單體，可以單獨使用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、季戊四醇三丙烯酸酯、三亞甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三亞甲基丙基三丙烯酸酯和丙氧基化甘油三丙烯酸酯等，或者以它們的混合物使用。
優(yōu)選地，作為雙官能丙烯酸酯類單體，可以單獨使用1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)、新戊二醇二丙烯酸酯(npgda)、二丙二醇二丙烯酸酯(dpgda)和三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda)等，或者以它們的混合物使用。
優(yōu)選地，基于顏料分散體的總重量，第一反應(yīng)性單體的含量為30重量％至50重量％。
作為分散劑，可以使用聚合物型、非離子型、陰離子型或陽離子型分散劑，其實例包括聚亞烷基二醇和它們的酯、聚氧化烯多元醇、酯烯化氧加合物、醇烯化氧加合物、磺酸酯、磺酸鹽、羧酸酯、羧酸鹽、烷基酰胺烯化氧加合物或烷基胺等。分散劑可以單獨添加或者以它們中的兩種以上的混合物使用。
優(yōu)選地，基于顏料分散體的總重量，分散劑的含量為2重量％至6重量％。
優(yōu)選地，基于油墨組合物的總重量，顏料分散體的含量為50重量％至70重量％。
本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物中包含的粘合劑溶液由環(huán)氧類樹脂和第二反應(yīng)性單體組成。
基于粘合劑溶液的總重量，環(huán)氧類樹脂的含量為20重量％至40重量％。
第二反應(yīng)性單體用于稀釋粘合劑，可以使用雙官能丙烯酸酯類單體、單官能單體或它們的混合物。作為雙官能丙烯酸酯類單體，可以單獨使用1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)、新戊二醇二丙烯酸酯(npgda)、二丙二醇二丙烯酸酯(dpgda)和三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda)等，或者以它們的混合物使用。
優(yōu)選地，作為單官能單體，單獨使用丙烯酸2-羥基乙酯(2-hea)、丙烯酸異冰片酯(iboa)、丙烯酸苯氧基乙酯(pea)和苯酚丙烯酸酯等，或者以它們的混合物使用。
基于粘合劑溶液的總重量，第二反應(yīng)性單體的含量為60重量％至80重量％。
基于油墨組合物的總重量，粘合劑溶液的含量為1重量％至15重量％。當(dāng)所述含量小于1重量％時，基材和印刷層之間的粘合強度以及薄膜強度不足，當(dāng)所述含量大于15重量％時，粘度太高，使得噴墨工藝難以進行。
本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物中包含的單官能單體用于改善基材和印刷層之間的粘合強度，同時降低油墨的粘度。作為單官能單體，可以使用具有羥基官能團的單官能單體，優(yōu)選地，可以使用選自丙烯酸2-羥基乙酯(2-hea)、丙烯酸羥基丙酯(hpma)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(2-hema)、甲基丙烯酸羥基丙酯(hpma)和丙烯酸4-羥基丁酯(4hba)中的一種或多種單體，最優(yōu)選地，可以使用丙烯酸2-羥基乙酯(2-hea)的單體。
基于油墨組合物的總重量，單官能單體的含量可以為5重量％至25重量％，更優(yōu)選地為10重量％至20重量％。當(dāng)單官能單體的含量小于5重量％時，粘合強度不足，當(dāng)含量大于25重量％時，顏料的含量太低，使得薄膜的光屏蔽特性不足。
為了提高粘合強度，本發(fā)明的油墨組合物以類似于現(xiàn)有技術(shù)中的不包含溶劑(如丁基卡必醇乙酸酯)的無溶劑形式使用，作為粘合強度增強劑，可以包括具有羥基官能團的單官能單體，例如，可以包括諸如2-hea的丙烯酸酯單體。
光引發(fā)劑通過在紫外光固化工藝的過程中使油墨中包含的具有不飽和雙鍵的單體反應(yīng)用于引發(fā)形成聚合物的固化反應(yīng)。
作為本發(fā)明中的光引發(fā)劑，可以使用包括2,4,6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴パ趸?ethyl-2,4,6trimethylbenzoylphenylphosphinateoxide)的光引發(fā)劑，具體地，可以使用
另外，本發(fā)明的油墨組合物不使用irgacure907、irgacure754、irgacure2959、darocurembf和irgacure184等引發(fā)黃變的光引發(fā)劑作為光引發(fā)劑。
除了上述組分之外，本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物還可以包含選自低聚物、多官能單體、阻聚劑和表面活性劑中的任意一種或多種。
在本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物中，多官能單體或低聚物用于通過紫外光固化引起交聯(lián)鍵合來提高印刷層中薄膜的強度。
作為低聚物，可以使用丙烯酸低聚物，包括多官能丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯和三聚氰胺丙烯酸酯等，或者它們的聚合物等。
優(yōu)選地，多官能單體為，例如，具有4至6個或更多個官能團的單體，可以使用選自季戊四醇四丙烯酸酯(peta)、二季戊四醇五丙烯酸酯(dppa)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)中的一種或多種單體，最優(yōu)選地，可以使用二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)。
優(yōu)選地，基于油墨組合物的總重量，低聚物或多官能單體的含量為1重量％至15重量％。當(dāng)所述含量小于1重量％時，薄膜的強度不足，當(dāng)所述含量大于15重量％時，油墨的粘度太高，使得加工不能進行。
本發(fā)明的油墨組合物還可以包含剩余量的阻聚劑和表面活性劑。
阻聚劑用于在常溫下儲存油墨時防止固化反應(yīng)的發(fā)生。
作為阻聚劑，可以使用選自對苯二酚單甲醚(mehq)、苯醌、鄰苯二酚、吩噻嗪、n-亞硝基苯胲和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基以及它們的衍生物中的一種或多種。
表面活性劑用于通過調(diào)節(jié)油墨的表面張力來促進噴射，并且使油墨能夠適當(dāng)?shù)劁佌乖诓ＡЩ迳稀?/p>
表面活性劑是硅氧烷類表面活性劑或氟類表面活性劑，具體地，作為硅氧烷類表面活性劑，可以使用由byk-chemie有限公司制造的byk-077、byk-085、byk-300、byk-301、byk-302、byk-306、byk-307、byk-310、byk-320、byk-322、byk-323、byk-325、byk-330、byk-331、byk-333、byk-335、byk-341v344、byk-345v346、byk-348、byk-354、byk-355、byk-356、byk-358、byk-361、byk-370、byk-371、byk-373、byk-375、byk-380和byk-390等，作為氟類表面活性劑，可以使用由dainipponink&chemicals(dic)有限公司制造的f-114、f-177、f-410、f-411、f-450、f-493、f-494、f-443、f-444、f-445、f-446、f-470、f-471、f-472sf、f-474、f-475、f-477、f-478、f-479、f-480sf、f-482、f-483、f-484、f-486、f-487、f-172d、mcf-350sf、tf-1025sf、tf-1117sf、tf-1026sf、tf-1128、tf-1127、tf-1129、tf-1126、tf-1130、tf-1116sf、tf-1131、tf1132、tf1027sf、tf-1441和tf-1442等，但是表面活性劑不限于此。
由于本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物包含具有羥基官能團的單官能單體，例如，諸如2-hea的丙烯酸酯單體，而不是諸如丁基卡必醇乙酸酯的常規(guī)溶劑作為粘合強度增強劑來提高粘合強度，因此，所述油墨組合物可以以無溶劑的形式使用。
另外，由于本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物具有如上所述的組分，其在常溫下的粘度為10至50cp并且在60℃下的粘度為5至50cp，因此，噴墨加工性能和儲存穩(wěn)定性優(yōu)異，并且通過將所述油墨組合物中包含的顏料的含量調(diào)節(jié)至可以作為噴墨印刷用油墨來使用的范圍，可以制備厚度為30μm以下且對比度為98％以上的白色邊框圖案。
另外，由于本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物具有如上所述的組分，即使在進行高溫?zé)崽幚?200℃，30分鐘)之后也不引起黃變，并且可以得到改善的粘合強度，因此，所述油墨組合物有利于形成邊框。
另外，本發(fā)明提供一種使用用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物制備白色邊框圖案的方法，該制備方法包括：a)通過在基板上噴墨印刷本發(fā)明的用于噴墨印刷的可紫外光固化的白色油墨組合物以使厚度為30μm以下，來制備其上形成有白色邊框的基板；b)通過向所述基板上輻射1,000mj/cm2以上的紫外線來形成固化的白色邊框圖案；以及c)熱處理所述基板。
步驟b)可以是通過使用395nm的uvled燈，基于30μm的厚度輻射1000mj/cm2以上的紫外線的步驟。
步驟c)可以是在紫外光固化后，在150至180℃的條件下對其上形成有邊框的基板熱處理10至30分鐘的步驟。熱處理可以在烘箱或電熱板中進行。步驟c)是在紫外光固化之后為了改善邊框的粘合強度而添加的附加步驟。根據(jù)基板的類型(例如，薄膜)，步驟c)也可以不是必需的。在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，通過在紫外光固化之后進行熱處理工藝，可以將邊框圖案的粘合強度提高至5b的水平。
另外，本發(fā)明提供一種通過所述制備方法制備的白色邊框圖案。
所述白色邊框圖案在厚度為30μm以下時可以表現(xiàn)出如下物理性能，如對比度為98％以上，表面硬度為5h以上，粘合強度為5b并且顏色值為l*>90、a*<±1且b*<±1。
另外，本發(fā)明提供一種包括上述白色邊框圖案的電子設(shè)備。所述電子設(shè)備可以是液晶顯示器、顯示器和觸摸屏等，但是不限于此，并且優(yōu)選地為觸摸屏。這是因為，與用于液晶顯示器的黑色矩陣圖案相比，用于觸摸屏的圖案非常簡單，由此可以通過噴墨印刷工藝容易地形成。
除了包括上述根據(jù)本發(fā)明的圖案之外，根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備可以具有本領(lǐng)域中已知的構(gòu)造。
下文中，將通過實施例和比較例更詳細地描述本發(fā)明。然而，提供下面的實施例和比較例是為了例示本說明書，本說明書的范圍不限于此。
實施例
以下面的表1和表2中所示的組分混合油墨組合物，通過攪拌混合物5小時來制備實施例1至3和比較例1至8的可紫外光固化的白色油墨組合物。
[表1]
[表2]
870：
hdda：1,6-己二醇二丙烯酸酯
bca：丁基卡必醇乙酸酯
dpha：二季戊四醇六丙烯酸酯
低聚物：甲酚酚醛環(huán)氧低聚物sc6400(miwonspecialtychemical有限公司)
hpnda：羥基哌啶酸酯新戊二醇二丙烯酸酯
2-hea：丙烯酸2-羥基乙酯
pd7610：環(huán)氧樹脂(anderson開發(fā)公司)
kbm-403：shin-etsu有限公司
kbm-503：shin-etsu有限公司
tpo：
i2100：irgacure2100(basf公司)
i184：irgacure184(basf公司)
i907：irgacure907(basf公司)
byk307：(byk化學(xué))
mehq：對苯二酚單甲醚
<表面硬度和粘合強度的評價>
在寬度為50mm、長度為50mm、厚度為0.5mm的尺寸的方形玻璃上噴墨印刷在實施例1至3和比較例1至8中制備的油墨組合物以使厚度為30μm，通過使用395nm的uvled燈向其上輻射1000mj/cm2以上的紫外光來進行uv固化，然后在溫度為150℃的烘箱中進行熱處理15分鐘，從而制備邊框圖案測試試樣。然后，將測試試樣在220℃的烘箱中進行熱處理15分鐘來制備邊框圖案試樣，并進行表面硬度測定實驗和粘合強度測定實驗。然后，將測試試樣在200℃的烘箱中進行熱處理30分鐘，然后測定耐高溫性和黃變，結(jié)果示于表3和表4中。
通過使用鉛筆硬度測定儀，在45度的厚度角和500g的負(fù)載的條件下測定表面硬度(標(biāo)準(zhǔn)：astmd3363)。
通過進行橫切試驗，將粘合強度評價為0b至5b(標(biāo)準(zhǔn)：astmd3359)。
[表3]
[表4]
表3中的比較例1是基于分散體的總重量包含50重量％的白色顏料(tio2)的油墨組合物，當(dāng)邊框圖案形成為30μm的厚度時，對比度為96％，這無法滿足所需的水平。
此外，比較例2是包含溶劑(丁基卡必醇乙酸酯)的油墨組合物，邊框在高溫?zé)崽幚?200℃，30分鐘)工藝的過程中脫落。
比較例3是不包含單官能丙烯酸酯2-hea的油墨組合物，與比較例中相似，邊框在高溫?zé)崽幚砉に嚨倪^程中脫落。
另外，在表4中，比較例4包含3重量％的2-hea，因此，邊框在高溫?zé)崽幚砉に嚨倪^程中沒有脫落，但是粘合強度為0b。
比較例5是不包含環(huán)氧樹脂pd7610的油墨組合物，其表面硬度(2h)和粘合強度(5b)降低，當(dāng)在比較例6中使用kbm-503作為粘合強度增強劑時，粘合強度為0b。
在比較例7和8中，使用irgacure184和irgacure907作為光引發(fā)劑，但是引起黃變。
相反，表3表明，包含丙烯酸酯單體(2-hea)而不包含溶劑的實施例1和實施例2中的油墨組合物具有優(yōu)異的邊框性能，其表面硬度為5h，橫切試驗為5b，并且即使在進行高溫?zé)崽幚碇簏S變和物理性能也沒有改變。
另外，在包含光引發(fā)劑irgacure2100的實施例3中也未觀察到黃變。