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高機能性塗料コラム

 第34回、折り曲げに耐える「技術」NEW

 

投稿日:2020/12/7

 

 

 こんにちは。「こんな塗料できないの?」に私たちが答えます。

高機能性塗料設計技術ソリューションパートナーの瓜生(うりう)です。

 

 早速ですが、みなさんのスマートフォンは折り曲げられますか?

昨今のスマートフォンやタブレットは、デザインの多様性や

機能の差別化の観点から、繰り返し折りたたむことが可能な

フォルダブル(Foldable)ディスプレイを採用する機種が増加しています。

 2020年現在、フォルダブルスマートフォンが数社から販売されていますが、

まだまだ高価であったり、初期不良等があったりと

市場を席捲するには至っていません。今後フォルダブルディスプレイは、

需要増を見込む一方で、ディスプレイの各パーツにおいて、

解決しないといけない課題がいくつかあるようです。

私たちは、コーティング剤メーカーとして、スマートフォンなどの機器メーカー、

フィルム基材メーカーおよびコンバーターの皆様におけるフォルダブルディスプレイの

生産・実用化に貢献すべく、様々なフォーミュレーション技術を駆使して、

日夜ディスプレイ用コーティング剤の高機能化に挑戦しています。 

今回は、出来立てほっかほかの新製品であるUV硬化型の耐屈曲性ハードコーティング剤を紹介します。

 

 耐屈曲性ハードコーティング剤に求められる性能は、もちろん耐屈曲性でありますが、

相反する機能であるハードコートとしての硬度(鉛筆硬度)

耐擦傷性(スチールウール耐性)も同時に求められます。

しかし、耐擦傷性を高めるために単純にUV硬化塗膜の架橋密度を高くすると、

耐屈曲性試験でクラックが発生しますが、今回紹介するハードコートは、

Infold(内曲げ)、Outfold(外曲げ)それぞれのフォルダブルディスプレイへ適用が可能です。 

       Infold(内曲げ)

 

                   Outfold(外曲げ)

  図1.フォルダブルディスプレイの曲げ方

 

〇InfoldとOutfold向けコーティング剤の設計について

 コーティング膜が受けるInfold(内曲げ)、Outfold(外曲げ)での大きな負荷の違いは、

折り曲げ部の伸縮性の違いになります。特にOutfoldの方が伸縮性が必要であり、

コーティング膜には、より高度な耐屈曲性が求められます。

なお、両者ともタッチパネルディスプレイであることも想定すると、塗膜硬度・耐擦り傷性が求められることは、

前述のとおりであり、Infold用、Outfold用コーティング剤の設計の考え方を以下に示します。

 

 まず、Infold用コーティング剤については、比較的高硬度の樹脂を選択してもクラックが入りにくいですが、

塗膜が厚くなると、内部応力が高まることによるクラック懸念もあるために

推奨膜厚を低めに設定して5μm程度としました。

このコーティング膜は、耐擦傷性試験1kg荷重×1000往復でもほとんど傷が付きません。

 他方、Outfold用コーティング剤は、塗膜硬度を重視すると耐屈曲性が著しく低下するので、

比較的柔軟な樹脂をベースに設計します。ただ、それだけでは耐擦傷性が悪いため、

中~高硬度の樹脂も併用していく必要があり、このフォーミュレーション調整が実用化のポイントになります。

なお、ベースの樹脂が柔軟なため、膜厚が薄いと凹み傷が目立ちやすくなることより、

推奨膜厚は厚めの15μm程度としました。Outfold向けでは膜厚を厚く設定することより、

表面の変形による凹みを軽減でき、傷痕としても目立たなくなります。

どちらのハードコーティング剤も、タッチパネル用途なので指紋が付きにくくなるような

耐汚染性(撥水撥油機能)や、ディスプレイの視認性向上のための

防眩性(アンチグレア機能)を付与することもできます。

 

最後にInfold(内曲げ)用、Outfold(外曲げ)用それぞれのスペックを記します。

 

「TOMAX FA-OF1/IF1」については、お客様がご使用の、またはご検討中のフィルム基材や構成など、

様々なご要望に応じたカスタマイズも可能です。

ぜひ、高機能性塗料設計技術ソリューションパートナーである私たちにご相談ください。


 なお、12/9~12/11の3日間、東京ビッグサイトで開催される「新機能性材料展」に、

耐屈曲性ハードコーティング剤「TOMAX FA-OF1/IF1」を出展いたします。

展示会会場に足をお運びいただくことを希望いたしますとともに、現在のコロナ禍の時節事情もあり、

当社ホームページへのお問合せも、もちろん大歓迎であります。

 

 展示会へのご来場、またホームページへのお問合せをお待ちしております。

 

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