(57)【要約】  ガラスの保護方法を開示する。本方法は、ガラスの少なくとも１つの表面にコーティング組成物を施用する工程を含み、前記コーティング組成物は塩基可溶性ポリマー、揮発性塩基、界面活性剤、及び水を含む。ポリマー・ビーズをコーティングに含めて隣接するガラス物品、典型的には板ガラスのブロック化を防ぐ。有利なことに、ビーズは板ガラスのすり傷も予防する。
2009539743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ用のガラスの保護方法であって、
ガラスの少なくとも１つの表面にポリマー材料から形成されるビーズを含む塩基可溶性コーティングを施用し、
前記コーティングを乾燥させて前記ガラスの表面に保護フィルムを生成する、
各工程を有してなる方法。
【請求項２】
前記ポリマーが約０．４０未満の摩擦係数を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ビーズの平均直径が約１μｍ〜４０μｍであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマーが無極性ポリマーであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリブチレンからなる群より選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
液晶ディスプレイ用のガラスの保護方法であって、
（ｉ）ガラスの少なくとも１つの表面にコーティング組成物を施用し、コーティングされたガラスを生成する工程であって、前記コーティング組成物が、
（ａ）塩基可溶性ポリマーと、
（ｂ）揮発性塩基と、
（ｃ）界面活性剤と、
（ｄ）水と、
（ｅ）ポリマー・ビーズと、
を含む工程と、
（ｉｉ）前記コーティングされたガラスを乾燥させ、前記水及び前記揮発性塩基を除去し、前記ガラス表面に保護フィルムを生成する工程と、
を有してなる方法。
【請求項７】
前記塩基可溶性ポリマーが、少なくとも１つのカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、フェノール基、またはそれらの組合せを有するポリマーを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記コーティング組成物が、吹付け、ディッピング、メニスカスコーティング、フラッドコーティング、ローラー、またはブラシによって施用されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
切断したガラスの少なくとも１つの縁部を研磨及び／またはつや出しする工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
ガラスの少なくとも１つの表面上に保護フィルムを含む、液晶ディスプレイ用のガラスであって、前記保護フィルムが、塩基可溶性ポリマー、界面活性剤、及びポリマー・ビーズを含むことを特徴とする、ガラス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本願は、その内容に依拠し、参照することによりその全体が本明細書に援用される、２００５年４月２９日出願の米国特許出願第１１／１１９，５１１号の一部継続出願の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ガラスの保護方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＣＤガラスを含めたガラスの用途の多くは、実質的に粒子及び有機不純物のない、非常に清潔な表面が必要とする。環境に曝露されると、ガラスは有機不純物で急速に汚染され、数分のうちに汚染が観察されるようになる。ＬＣＤガラスの洗浄に現在用いられている洗浄方法は、しばしば幾つかの工程を含み、さまざまな化学薬品を必要とする。したがって、製造、輸送、及び保管の間、化学薬品の必要性を最低限に抑えるか排除しつつ、清潔なガラス表面を提供する、周囲の汚染物質からガラス表面を保護する方法が必要とされている。
【０００４】
ガラスの表面及び縁部の切断及び研磨に使用する現在の手法は、小さなガラス片（例えば、１μｍより大きく約１００μｍ未満の大きさを有する小片）を生じさせることが多い。これらの粒子の一部は、不可逆的に清潔なガラス表面に付着し、ガラスをほとんどの用途に使用できなくしてしまう。これは、特に、ＬＣＤガラス表面の場合において、深刻な問題となる。
【０００５】
ＬＣＤガラスは、フュージョン・ドロー法で製造することができ、これは、平らで滑らかなガラス表面を生じ、所望の大きさに切断または研磨することができる。切断工程から生じるガラス片の一部はガラスの表面に由来する。これらの小片の平らな表面がガラス板の表面と接触した状態になると、小片とガラス表面との間に、強力な付着を促進する、大きな接触領域が生じうる。水膜がこれらの２つの表面間に凝縮し、永続的な化学結合が生じる可能性があり、その場合、ガラス片の表面への付着が不可逆的になる。これにより、ガラスはＬＣＤ用途に使用できなくなるであろう。
【０００６】
板ガラス、特にＬＣＤ用の板ガラスを保護する公知の方法の１つは、ガラスの主要な両表面にポリマーフィルムを施して、スコアリング、割断、及びベベリングの工程の間、ガラスを保護することである。典型的な方法では、一方の主要表面が粘着剤の付いたポリマーフィルムを有し、他方の主要表面が静電気によって付着したフィルムを有する。第２のフィルムは最終加工前に除去されるが、第１のフィルムは板ガラスの縁部の仕上げ（切断または研磨）の完了後に除去される。裏面が粘着性のフィルムは取扱装置による引っかき傷から表面を保護するが、他の問題も生じる。例えば、ポリマーフィルムは仕上げ工程の間に生じるガラス片を取り込む可能性があり、特に表面の縁部の近くでは、ガラス片の堆積の原因となり、ガラス表面に傷をつけることになりかねない。このフィルムの別の問題は、ガラス表面に粘着剤の残渣を残す可能性があることである。したがって、ガラス表面にコーティングの残渣を残さない、小片の付着からガラス表面を保護する方法、及び、一時的にガラス表面を保護し、それによって、さらなる用途のために、清潔でコーティングの残っていない表面を有するガラス物品を容易に得ることのできる方法が必要とされている。
【０００７】
ＬＣＤガラスを一時的に保護するのに用いられるコーティングの除膜性は、別の重要な検討課題である。液晶ディスプレイの製造業者は、ＬＣＤガラスを複雑な製造工程の出発点として使用し、これは、典型的には、ガラス基板上に、例えば薄膜トランジスタなどの半導体素子を形成する工程を含む。これらの工程に悪影響を与えないために、ＬＣＤガラスの保護に使用するコーティングは、ＬＣＤ製造工程の開始前に容易に除去できなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、以下の特徴を有するコーティングを有することが望ましいであろう：
（１）コーティングは、新たに形成されたガラスが実質的に製造直後に保護されるように、すべてのガラス形成工程、特に、形成工程の最後において容易に取り込むことができなくてはならない；とりわけ、コーティングはガラス形成ラインの環境（例えば、３５０℃までの温度）に耐え、環境的に安全であり、従来技術（例えば、吹付け、ディッピング、フラッディング、メニスカスなど）を使用してガラス表面全体に施すのが容易であり、かつ、耐水性でなくてはならない；
（２）コーティングは、使用前の保管および輸送の間にガラスが接触するであろう、例えば粒子などの他の汚染物質の付着のみならず、板ガラスの切断及び／または研磨によって生じる小片の付着からガラスを保護しなくてはならない；
（３）コーティングは、切断及び／または研磨工程の間、大量の水に曝露された後も保護を提供し続けられるように十分に堅牢でなくてはならない；
（４）コーティングは、界面活性剤または非界面活性剤によってガラス表面に存在する粒子数を最小限に抑えるため、最終的使用の前にガラスから、実質的に、または完全に除去されなければならない；
（５）ガラスに一旦施したコーティングは、コーティングされたガラスを積み重ねても板ガラスの間の差込み紙に貼りつかない、あるいは、差込み紙を使用しない場合には、コーティングがそれ自体に貼りつかない、すなわち、一塊にならない。有益なことに、ビーズを利用したコーティングの使用により、差込み紙の必要が排除される可能性がある。
【０００９】
本明細書に記載の方法は、当技術分野におけるこの長年にわたる要求を満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ガラスの保護方法について開示する。本明細書に記載される材料、方法、及び物品の有利な点は、一部は以下の記述において説明され、あるいは、以下に記載される態様の実施によって理解されよう。以下に記載する有利な点は、添付の特許請求の範囲において特に示される要素及び組合せを用いることにより、理解され、達成されるであろう。前述の概要及び以下の詳細な説明は、単に、典型的かつ説明的なものであり、制限されないものと理解されたい。
【００１１】
本明細書に取り込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、下記の幾つかの態様を例証するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ガラス表面における本明細書に記載のコーティングの熱分析データを示す。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、それぞれ、ＬＣＤガラス上の６％コーティング（厚さ２μｍ）及び１２％コーティング（厚さ１４μｍ）のナノインデンテーション・データを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の材料、物品、及び／または方法を開示し、説明する前に、下記に記載する態様が特定の化合物、合成方法、または用途に限定されず、当然ながら、さまざまに変化しうるものと理解されたい。本明細書で用いられる専門用語もまた、単に特定の態様について説明することのみを目的とし、限定されることは意図していないものと理解されたい。
【００１４】
本明細書及び添付の請求の範囲では、以下の意味を有するものと定義されるべき多くの用語について言及されるであろう：
本明細書を通じて、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「含む」という語句、あるいは、「含んでいる」または「含まれる」などのバリエーションは、提示された整数または工程、あるいは整数または工程の群を含めるという意味を含むが、他の整数または工程、あるいは整数または工程の群を除外することを意図していないものと理解されよう。
【００１５】
「随意的な」または「随意的に」は、その後に記載される事象または環境が生じても生じなくてもよく、また、その記載が、その事象または環境が生じる場合及び生じない場合の両方を含むことを意味する。
【００１６】
範囲は、本明細書では、「約」１つの特定の値から、及び／または「約」別の特定の値までとして表される。このように範囲が表される場合、別の態様には、１つの特定の値から、及び／または、別の特定の値までが含まれる。同様に、前述の「約」を用いて、値が近似値のように表現される場合、その特定の値が別の態様を形成するものと理解されよう。さらには、各範囲の終点が、もう１つの終点と関係する場合、及び、もう一方の終点とは独立している場合の両方において、重要であるということも理解されよう。また、本明細書には多くの値が開示されており、各値はそれ自体の値に加えて、「約」その特定の値として本明細書中に開示されることも、理解されよう。例えば、「１０」という値が開示される場合、「約１０」もまた開示される。ある値が、その値「以下」と開示される場合、当業者には適切に理解されているように、「その値以上」及び、値間の可能な範囲についても開示される、ということもまた理解されよう。例えば、値「１０」が開示される場合、「１０以下」の値及び「１０以上」の値もまた、開示される。明細書全般を通して、データが複数の異なる形式で提供され、このデータが、終点及び始点、及びそれらデータ点の任意の組合せの範囲を表すということもまた、理解されよう。例えば、特定のデータ点「１０」と、特定のデータ点「１５」が開示されている場合、１０及び１５よりも大きい、１０及び１５以上、１０及び１５未満、１０及び１５以下、及び、１０及び１５と等しいということが、１０と１５の間と同様に開示されているとみなされることが理解されよう。２つの特定の単位間にある各単位もまた、開示されることも理解されよう。例えば、１０及び１５が開示される場合、１１、１２、１３及び１４もまた開示されている。
【００１７】
開示される方法及び組成物に使用可能な、開示される方法及び組成物と共に使用可能な、開示される方法及び組成物の調製に使用可能な、または、開示される方法及び組成物の製品でありうる、化合物、組成物、及び成分について開示する。これら及び他の材料も本明細書に開示され、当然ながら、これらの材料の組合せ、部分集合、相互作用、群などが開示される場合、各々の、さまざまな個別または集団の組合せ、及びこれらの化合物の順列についての具体的な言及が明白には開示されていなくても、各々は本明細書で特に意図され、記載されているということが理解されよう。例えば、多くの異なるポリマー及び生体分子が開示され、論じられる場合、特に明記されない限り、そのポリマー及び生体分子の個々及びすべての組合せ及び順列が明確に意図されている。したがって、分子の種類Ａ、Ｂ、Ｃが開示されると同時に、分子の種類Ｄ、Ｅ、Ｆが開示され、また、分子の組合せ例Ａ−Ｄが開示されており、各々については個々に列挙されていない場合でも、各々が個別に、及び集合的に意図されている。したがって、この例では、Ａ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ、及びＣ−Ｆの各組合せが明確に意図され、Ａ、Ｂ、Ｃ；Ｄ、Ｅ、Ｆ；及び組合せ例Ａ−Ｄの開示に基づいて、開示されているとみなされるべきである。同様に、これらの任意の部分集合または組合せについても、明確に意図され、開示されている。したがって、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、及びＣ−Ｅの下位群は明確に意図されており、Ａ、Ｂ、Ｃ；Ｄ、Ｅ、Ｆ；及び組合せ例Ａ−Ｄの開示に基づいて、開示されているとみなされるべきである。この概念は、限定はしないが、開示される組成物の製造及び使用方法における工程を含む、この開示のすべての態様に適用される。したがって、行われうるさまざまな付加的工程が存在する場合、これらの付加的工程の各々が、開示される方法についての任意の特定の実施の形態で、または、実施の形態を組み合わせて行うことができ、これらの組合せの各々が明確に意図されており、開示されているとみなされるべきであるものと理解されたい。
【００１８】
ガラスの保護方法について開示する。１つの態様では、液晶ディスプレイ用のガラスの保護方法であって、
（ｉ）少なくとも１つのガラス表面にコーティング組成物を施用して、コーティングされたガラスを製造し、コーティングされたガラスを生成する工程であって、前記コーティング組成物が、
（ａ）塩基可溶性ポリマーと、
（ｂ）揮発性塩基と、
（ｃ）界面活性剤と、
（ｄ）水と、
を含む工程と、
（ｉｉ）前記コーティングされたガラスを乾燥させ、前記水及び前記揮発性塩基を除去し、前記ガラスの表面に保護フィルムを生成する工程と、
を有してなる方法について開示する。
【００１９】
随意的に、コーティング組成物にポリマー・ビーズを含めて、第１の板ガラス上のコーティングが第２の板ガラス上のコーティングに貼りつかないようにしてもよい。これは、一般に、ブロッキングと称される。
【００２０】
液晶ディスプレイガラスに関しては、それらが、板ガラス上に形成されるＬＣＤ薄膜トランジスタの品質を決定する出発点であることから、板ガラス（基板）が粒子を含まないことが重要である。上述のように、ガラス粒子の基板への付着がＬＣＤガラスの製造における長年の問題となっている。特に、ドロー下部（ＢＯＤ）におけるスコアリングが、基板製造中の付着性粒子の主要源である。超音波洗浄及びブラシ洗浄は、ガラスに短時間堆積した一部の粒子を除去することはできる。しかしながら、特に保管環境が高温多湿の場合には、基板に数日以上堆積した粒子には、洗浄方法は効果的ではない。加えて、ＬＣＤ用のガラスは非常に低いアルカリ含量を有するが、これが高い場合には、薄膜トランジスタの性能に悪影響を及ぼしかねない。したがって、保護フィルムの除去の際にアルカリ含量を上昇させないコーティング組成物もまた、所望されている。
【００２１】
コーティング組成物
ガラス上に保護フィルムを生成するのに用いられるコーティング組成物は、（ａ）塩基可溶性ポリマー、（ｂ）揮発性塩基、（ｃ）界面活性剤、（ｄ）水、及び、随意的に（ｅ）ポリマー・ビーズを含む。
【００２２】
塩基可溶性ポリマーは、塩基水溶液に、ある程度または完全に可溶性の任意のポリマーである。ポリマーが塩基水溶液にある程度可溶性の場合、塩基可溶性ポリマーの分散液またはコロイド液を使用することができる。塩基可溶性ポリマーは、ルイス酸／塩基またはブレンステッド酸／塩基相互作用のいずれかを介して塩基と反応する、１つ以上の基を有していて構わない。例えば、塩基可溶性ポリマーは、少なくとも１つのカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、フェノール基、またはそれらの組合せを有していて差し支えない。
【００２３】
塩基可溶性ポリマーは、塩基と反応する基を有する重合可能なモノマーから導くことができる。例えば、イタコン酸、マレイン酸、またはフマル酸を使用して、塩基可溶性ポリマーを生成することができる。１つの態様では、塩基可溶性ポリマーは、アクリル酸モノマーから誘導されたポリマーを含む。「アクリル酸モノマー」という用語は、アクリル酸及びアクリル酸のすべての誘導体を含む。例えば、アクリル酸モノマーはメタクリル酸であってもよい。１つの態様では、塩基可溶性ポリマーは、アクリル酸モノマーから誘導されたホモポリマーまたはコポリマーであって構わない。塩基可溶性ポリマーがアクリル酸モノマーから誘導されたコポリマーの場合、そのポリマーは、アクリル酸モノマーとオレフィンの重合生成物を含む。この態様では、アクリル酸モノマーはメタクリル酸、またはそれらの混合物であって差し支えなく、オレフィンはエチレン、プロピレン、ブチレン、またはそれらの混合物であって構わない。
【００２４】
１つの態様では、塩基可溶性ポリマーは、ポリエチレン・アクリル酸コポリマーを含む。１つの態様では、ポリエチレン・アクリル酸コポリマーは、１０，０００〜１００，０００、２０，０００〜５０，０００、３０，０００〜４０，０００、または３０，０００〜３５，０００の分子量を有する。別の態様では、ポリエチレン・アクリル酸コポリマーは、１００〜２００、１２５〜１７５、または１５０〜１６０の酸性度指数を有する。別の態様では、ポリエチレン・アクリル酸コポリマーは、ダウ社（Dow）及びデュポン社（Dupont）製造のＣＡＳ番号００９０１０−７７−９である。
【００２５】
塩基可溶性ポリマーの混合物をコーティング組成物に使用できることもまた意図されている。例えば、Michelman Specialty Chemistry 社製造のMP 2960及びMP 4983 Rは、互いに完全に混和性であり、幅広い混合物に使用することができる。
【００２６】
コーティング組成物はさらに、揮発性塩基を含む。「揮発性塩基」という用語は、ルイス塩基またはブレンステッド塩基として作用可能であり、任意の蒸発技術によって塩基をある程度または完全に除去可能な蒸気圧を有する、任意の化合物として定義される。例えば、揮発性塩基は、室温及び大気圧で単純に蒸発させることによって除去できるような蒸気圧を有しうる。あるいは、蒸気圧は、塩基が高温に晒されない限り揮発しないように十分に高くてもよい。１つの態様では、塩基をある程度除去することが望ましい場合、８０％を超える、８５％を超える、９０％を超える、９５％を超える、または９９％を超える塩基を除去することができる。特定の態様では、揮発性塩基を十分に除去し、コーティング組成物によって生成したフィルムが水に溶解しないようにすることが望ましい。
【００２７】
１つの態様では、揮発性塩基はトリアルキルアミンまたはヒドロキシアルキルアミンを含む。本明細書中で用いられる「アルキル基」という用語は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコシル、テトラコシルなど、炭素原子１〜２４個の分岐鎖または非分岐鎖の飽和炭化水素基である。「低級アルキル」基は、１〜６個の炭素原子を含むアルキル基である。本明細書で用いられる「ヒドロキシアルキル基」という用語は、少なくとも１つの水素原子がＯＨ基で置換されている、先に定義されたアルキル基である。揮発性塩基の例としては、限定はしないが、トリエチルアミン、またはトリエタノールアミンが挙げられる。別の態様では、揮発性塩基はアンモニアを含む。使用する揮発性塩基の量は、塩基の溶解度及びコーティング組成物の所望のｐＨに応じて変化するであろう。
【００２８】
本発明に有用な界面活性剤は、陰イオン、非イオン、または陽イオンであって差し支えない。１つの態様では、界面活性剤が陰イオン界面活性剤の場合、その陰イオン界面活性剤は、アルキルアリールスルホン酸、アルキル硫酸、または、硫酸化オキシエチル化アルキルフェノールを含む。陰イオン界面活性剤の例としては、限定はしないが、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、メチルドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、オクタデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ヘプタデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、エイコシルナフタレンスルホン酸カリウム、ウンデシルナフタレンスルホン酸エチルアミン、ドコシルナフタレンスルホン酸ナトリウム、オクタデシルスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、ノニルスルホン酸ナトリウム、デシルスルホン酸アンモニウム、テトラデシルスルホン酸カリウム、ジエタノールアミノオクチルスルホン酸塩、オクタデシルスルホン酸トリエタノールアミン、ノニルスルホン酸アンモニウム、ノニルフェノキシルテトラエチレンオキシスルホン酸アンモニウム、ドデシルフェノキシトリエチレンオキシスルホン酸ナトリウム、デシルフェノキシテトラエチレンオキシスルホン酸エタノールアミン、またはオクチルフェノキシトリエチレンオキシスルホン酸カリウムが挙げられる。
【００２９】
非イオン界面活性剤の例としては、限定はしないが、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドと、プロピレングリコール、エチレンジアミン、ジエチレングリコール、ドデシルフェノール、ノニルフェノール、テトラデシルアルコール、Ｎ−オクタデシルジエタノールアミン、Ｎ−ドデシルモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、またはポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートとの縮合生成物が挙げられる。
【００３０】
陽イオン界面活性剤の例としては、限定はしないが、エチル−ジメチルステアリルアンモニウムクロリド、ベンジル−ジメチル−ステアリルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、トリメチルセチルアンモニウムブロミド、ジメチルエチルジラウリルアンモニウムクロリド、ジメチル−プロピル−ミリスチルアンモニウムクロリド、または対応するメトサルフェートまたはアセテートが挙げられる。
【００３１】
コーティング組成物は、水性組成物である。組成物は、当技術分野で既知の技法を用いて調製することができる。例えば、塩基可溶性ポリマー、揮発性塩基、界面活性剤、及び水を任意の順序で加えた後、成分を混合し、溶液または分散液を生成することができる。他の有機溶媒を加えうることも意図されている。溶媒は、乾燥工程の間に容易に除去できるものが好ましい。他の成分がコーティング組成物中に存在しうることもまた意図されている。例えば、コーティング組成物は、さらにワックスを含む。本発明に有用なワックスの例としては、限定はしないが、カルナバ・ワックス、ミツロウ、パラフィンロウ、マイクロクリスタリン・ワックス、ポリエチレン・ワックス、ポリプロピレン・ワックス、脂肪酸アミド、またはポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。１つの態様では、コーティング組成物は、ポリエチレン−アクリル酸のアンモニア水中の分散液である、Michelman Specialty Chemistry社製造のMichem（商標）Prime 4983R、4990R、及びMP 2690である。
【００３２】
先に記載したように、コーティングは、随意的にポリマー・ビーズを含み、コーティングのブロッキングを妨げてもよい。ディスプレイガラス用途の板ガラスは、典型的に、多くの枚数を積み重ねた板ガラスを、大きなコンテナに入れて輸送する。このようなコンテナの１つは、参照することによりその内容が本願に援用される、２００５年７月２２日出願の米国特許出願第１１／１８７，３３９号明細書に記載されている。これらのコンテナは、内部に３００枚を超える板ガラスを積み重ねて収容して差し支えなく、その重量は数メートルトンにも及ぶ。コンテナ及び板ガラスの輸送の間に、ガラスは、振動、高温及び湿気に晒されるであろう。ガラスは、ディスプレイ用途に許容されうるように、実質的に手付かずの状態の表面を有していることが期待されるため、ガラスは、ガラスの縁部研磨などのガラスの加工の間のみならず、輸送の間も磨耗されるべきではない。コーティングを用いて、例えばガラス片などの微粒子破片に起因するすり傷がガラスにつかないようにしてもよい。本明細書が開示する本発明のコーティングを板ガラス間の差込み紙を使用せずに用いる場合は、第１の板ガラス上のコーティングが、第１の板に隣接して積み重ねられた第２の板上のコーティングに貼りついてはならない。
【００３３】
この目的のため、ポリマー・ビーズをコーティング混合物に加えてもよい。ビーズは、コーティング組成物の総量の約０〜５重量％の量で含まれることが好ましい。ポリマーは、無極性のポリマーであり、ビーズを形成する能力のあるものが好ましい。研磨はビーズの形成方法の１つであるかもしれないが、これは、ビーズ表面に不均一なでこぼこを生じさせる可能性がある。したがって、ポリマーは、重合工程の間にビーズを形成する能力があることが好ましい。ビーズはまた、コーティングに可溶性であってはならない。良好な性能を示すポリマーの種類の１つは、無極性ポリオレフィンであり、この例として、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリブチレンが挙げられる。ポリプロピレンは特に、許容できる性能を示す。適切なビーズは、例えば、Equistar Chemical Companyから市販されている。
【００３４】
抗ブロッキングに加えて、板ガラス間の材料が表面を傷つけないことも望まれている。次に、ビーズは摩擦係数が低くあるべきである。ビーズ材料の摩擦係数は、約０．４０未満であることが好ましい。
【００３５】
別の考慮すべき事項は、ビーズの大きさである。理想的には、ビーズは、球状であるべきである。事実上、ビーズは不均整な、または鋭い表面を有しないことのみを満たせば足りる。したがって、ビーズは正確に球状でなくてもよく、むしろ、実質的に球状でありさえすればよい。ビーズは、破片、特に、研磨作業に由来するガラス破片が、例えばガラスと接触することから防ぐのに十分に大きいが、コーティングに効果的に適用するのに十分小さくなくてはならない。ビーズの平均直径は、典型的には、約１μｍ〜４０μｍである。ビーズは、少なくともコーティングの厚さと同じくらいの平均直径を有することが好ましい。一部の実施の形態では、ビーズはコーティングの厚さの少なくとも約２倍の平均直径を有していて差し支えない。ビーズの直径が増大すると、結果的にガラス表面に対する付着が低下するであろうことから、所望のビーズの直径は、とりわけ、コーティングとガラスの間に所望される付着量に応じて決まる。
【００３６】
有益なことに、コーティングの露出面の上方に伸長するビーズの大きさが、隣接する板ガラス間に隙間を形成することにより、積み重ねられた板ガラスの抵抗を増加させて差し支えない。ガラスの破片または小片などの微粒子、または他の破片は、ガラス表面に押圧されることによってガラス表面を損傷させる可能性があるが、その代わりに隙間内に維持される。理論に縛られることは望まないが、ビーズはまた、コーティングが十分に乾燥する前は、コーティング表面に浮遊して、ビーズが自然にコーティング表面の上に露出しているであろうと考えられる。したがって、一部の実施の形態では、ビーズは、隣接する板ガラスのブロッキングを妨げ、板ガラスに微粒子がすり傷をつけることを最小限に抑える、または排除するのに効果的であるために、コーティングの厚さよりも大きい直径を有する必要がない。
【００３７】
コーティング組成物の施用
コーティング組成物は、当技術分野で既知の技法を使用してＬＣＤガラスの表面に施用することができる。例えば、コーティング組成物は、吹付け、ディッピング、メニスカスコーティング、フラッドコーティング、ローラー、ブラシなどによってガラスに施用可能である。１つの態様では、ガラス製造工程によって導入されたガラスの動きに容易に適合することから、コーティング組成物は吹付けによって施用される。必要に応じて、個々の面を連続的にコーティングすることができるが、１つの態様では、ガラスの両面に同時に吹付けることができる。
【００３８】
コーティングの際のガラスの温度は変化しうる。１つの態様では、ガラスは２５℃〜３００℃の温度を有する。別の態様では、コーティング組成物は、形成工程の直後に、新たに形成された板ガラスに施用することができる。例えば、コーティング組成物は、ガラスの温度が１７５℃を超える、２００℃を超える、または２５０℃を超える状態でガラスに施用することができ、ここで、ガラスの温度は、当技術分野で一般的に使用される種類の赤外線探知器で測定されることが好ましい。製造工程におけるこの時点でのコーティング組成物の施用は、ガラスが清潔であり、コーティング組成物によって生成したフィルムが残りの製造工程の間、ガラスを保護するであろうことから、有利である。この温度でのガラスへのフィルムの施用は、ガラス形成速度、及び、施用工程の終了時に許容されるガラスの最低温度に依存して、比較的短い施用時間を要するであろうことを意味する。
【００３９】
ガラスは、フロート法、スロット・ドロー法、および溶融ドロー法を含む、幾つかの異なる方法によって形成することができる。例えば、参照することによりそれら全体を本明細書に援用する、米国特許第３，３３８，６９６号、及び、同第３，６８２，６０９号の各明細書を参照のこと。スロット・ドロー法および溶融ドロー法では、新たに形成された板ガラスは垂直方向を向いている。そのような場合、例えば、しずくによりガラスに亀裂が生じるなど、しずくがガラスの切断を妨げうることから、コーティング組成物は、しずくが形成されないような条件下で施用しなければならない。一般的には、１５０℃よりも高いガラス温度での施用に加えて、コーティングの流れを注意深く調節することにより、しずくの形成を妨げることができる。コーティングの流れが調節されるため、ガラス温度及びガラスの速度が一定に保たれ、表面全体に均一なコーティングが達成される。
【００４０】
特定の態様では、ガラス表面は、コーティング組成物の施用前に洗浄する必要があるかもしれない。この洗浄は、当技術分野で既知の化学的洗浄方法、及び熱分解を含む様々な手段によって行いうる。これらの方法の目的は、ガラス中の分子に由来するヒドロキシル基およびシロキサン結合を露出させることにある。以下の洗浄技術を用いて、吸収された有機分子をガラス表面から除去することができる。１つの態様では、ガラスを、例えば、SemiClean KGなどの水性洗浄剤で洗浄することができる。別の態様では、紫外線／オゾン洗浄を用いてガラスを洗浄して差し支えない。紫外線／オゾン洗浄は、酸素を含む雰囲気下で、低圧水銀ランプにより行われる。このことは、例えば、参照することにより本明細書に援用される、Vigらの J.Vac.Sci.Technol. A3, 1027, (1985)に記載されている。空気で満たされたスチール製の外囲器内に取り付けられたＢＨＫ（８８−９１０２−２０）に由来する低圧水銀グリッドランプが、この洗浄方法の実施に適している。洗浄すべき表面をこのランプから約２ｃｍ離れて配置し、このランプを約３０分間に亘り活性化させて差し支えなく、その後は、この表面は清潔である。
【００４１】
ガラスがコーティング組成物でコーティングされた後、コーティングされたガラスを乾燥させて、水及び揮発性塩基を除去し、ガラス表面に保護フィルムを生成する。乾燥工程は、当技術分野で既知の技法を用いて、コーティングされたガラスを加熱することによって行うことができ、とりわけ、用いる揮発性塩基に応じて変化するであろう。1つの態様では、乾燥工程は、室温での蒸発を含む。あるいは、フィルムを施用後に、コーティングされたガラスを硬化させてもよい。硬化工程によってフィルムの疎水性が強化されて構わない。硬化は、硬化を達成するのに十分であるが、所望のコーティング特性を損なったり、コーティングを除去したりするほど高くはないレベルで、電離放射線、プラズマ処理、または紫外線への曝露によってフリーラジカルを形成するなど、いかなる手段により行ってもよい。１つの態様では、乾燥工程は、結果的に、揮発性塩基を十分に除去し、塩基可溶性ポリマーが揮発性塩基の水溶液に溶けないようにする。
【００４２】
乾燥工程後、ガラス表面にフィルムが生成する。フィルムの厚さは、ガラスに施用されるコーティング組成物の量に応じて変化するであろう。１つの態様では、フィルムは１μｍ〜１５μｍ、１μｍ〜１３μｍ、１μｍ〜１１μｍ、１μｍ〜９μｍ、１μｍ〜７μｍ、または１μｍ〜５μｍの厚さを有する。
【００４３】
乾燥工程の後、フィルム材料を施用した後にガラスをすすいでもよい。１つの態様では、すすぎを超音波処理によって行い、フィルムの除去を改善することができる。このすすぎによって、余分なフィルム材料を除去して差し支えない。コーティングされたガラスを所望の形状に切断することができる。板ガラスの切断及び／または研磨は、典型的には、板ガラスに水を適用することを含む。この水によりコーティングのすすぎを行い、余分なフィルム材料を除去することができる。
【００４４】
フィルムの除去
本明細書に記載するコーティング組成物は、最初のガラスのスコアリング前に施用することができ、残りの製造工程に耐えるのに十分に堅牢である。保護フィルムは、さまざまな市販の洗浄剤パッケージを単独でまたはブラシ洗浄及び／または超音波洗浄と組み合わせて使用することにより、除去することができる。洗浄剤パッケージは、随意的に、陰イオン界面活性剤および非イオン界面活性剤の両方を含みうる。あるいは、洗浄剤は、アルカリ洗浄剤であってもよい。１つの態様では、洗浄剤は、例えばSemiClean KG洗浄剤などの水性洗浄剤である。別の態様では、保護フィルムを塩基によって除去することができる。本発明に有用な塩基の例としては、ＮＨ4ＯＨ、ＫＯＨなどが挙げられる。使用する塩基の濃度は、保護フィルムの内容物及び厚さに応じて変化するであろう。
【００４５】
保護フィルムを除去後のガラス表面は非常に清潔である。例えば、保護フィルム除去後のガラスは、５０粒子／ｃｍ2未満、４０粒子／ｃｍ2未満、３０粒子／ｃｍ2未満、２０粒子／ｃｍ2未満、１０粒子／ｃｍ2未満、または５粒子／ｃｍ2未満の粒子密度の増加を有する。ガラス表面上の粒子数は、粒子直径０．５μｍまでの感度を有する、暗視野及び／または明視野ストロボ装置を使用して測定することができる。別の態様では、保護フィルムの除去後のガラスは、ゴニオメータによる水滴の測定で、２０度未満、１８度未満、１６度未満、１４度未満、１２度未満、１０度未満、または８度未満の接触角を有する。さらなる態様では、保護フィルムの除去後のガラスは、０．１５〜０．６ｎｍの粗さを有する。別の態様では、ガラスは、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、または０．６ｎｍの粗さを有し、ここで任意の値は粗さの範囲の下限点及び上限点を形成して差し支えない。
【００４６】
コーティングの除去がガラスの製造業者によってなしうること、または、ガラスが、例えば液晶ディスプレイ装置の製造業者などの最終利用者に向けて輸送され、その利用者がガラスからコーティングを除去できることは、注目すべき点である。
【００４７】
要約すれば、コーティング組成物及び本明細書に記載の方法は、非常に多くの有利な点を有している。コーティング組成物は、環境的に安全であり、ガラス製造工程において製造された高温のガラスに施用することができる。さらには、本コーティング組成物及び方法は、例えば、保管または輸送の間にガラスが曝露されうる周囲の汚染物質から板ガラスを保護する。別の有利な点は、板ガラスを切断または研磨する際の小片の付着の低減である。上述のように、ガラスの小片の付着は、切断または研磨ガラスの製造、特に、ＬＣＤガラスの製造において、深刻な問題を与える。特に、本明細書に記載の方法は、板ガラスの表面に安定で除去可能なコーティングを提供することにより、小片の付着の形成を低減させる。
【００４８】
例えばMP 2960などの本明細書に記載のコーティング組成物はまた、差込み紙に貼りつかない。例えば、ＬＣＤガラスは、板ガラスを積み重ねて保管及び輸送することができる。各板ガラスの間には、ガラスをさらに保護するため、差込み紙が用いられる。本明細書に記載のコーティングは、模擬的に高密に充填して積み重ね／経時させた条件（相対湿度８５％、５０℃で１６時間、加重２７ｇ／ｃｍ2）において、差込み紙に貼りつかない。
【００４９】
本方法のさらなる有利な点は、コーティング除去後の板ガラスの表面が、実質的に、コーティング施用前と同一の化学的性質及び滑らかさを有することである。さらには、保護フィルムは、さまざまな洗浄剤及び／または塩基を使用して除去することができる。
【実施例】
【００５０】
以下の実施例は、本明細書に記載し、主張する、材料、物品、及び方法の実施及び判断方法についての完全な開示及び説明と共に、当業者に提供するために提示するものであり、単なる説明を意図し、発明者が彼らの発明とみなす範囲を制限することは意図していない。
【００５１】
数字（例えば、量、温度など）に関しては正確を期すように努力しているが、幾つかの誤り及び逸脱が生じるかもしれない。別記しない限り、部は重量部であり、温度は℃または周囲温度であり、圧力は大気圧かそれに近い。例えば、成分の濃度、所望の溶媒、溶媒混合液、温度、圧力、及び、記載した工程から得られる製品の純度及び収率を最適化するために使用可能な他の反応範囲及び条件など、反応条件には、非常に多くのバリエーション及び組合せが存在する。これらの作業条件を最適化するには、適度な所定の実験のみが必要とされるであろう。
【００５２】
材料
Michelman Specialty Chemistry, Inc.社（米国オハイオ州シンシナチ所在）から、商品コードMP-4983R-PL及びMP 2960のコーティング組成物を入手した。いずれのコーティングも、乾燥後にアンモニアまたは高ｐＨに可溶性である。コーティングは任意の割合で混合することができる。それは、汚れ、磨耗、水及び他の要素に耐性であろう、薄く、マイクロメートル寸法の半透明のコーティングを提供する。それは、室温で乾燥し、透明のフィルムを形成する。それは消費者製品であり、有害とはみなされない。
【００５３】
実験の大部分は、あらかじめ洗浄した３２．２６ｃｍ2（５平方インチ）のガラス試料をコーティングし、コーティングを洗い落とした後、試料の表面を測定することによって行った。表面において、０．５〜１μｍまでの粒子直径に感受性を有する、暗視野および／または明視野のストロボ装置を使用して、ガラス試料を測定した。ガラス試料が５粒子／ｃｍ2以下の粒子密度を有する場合、それらは、さらなるコーティング及び試験に受け入れ可能であった。コーティング除去後、粒子密度の増加（最初と最終の差）が１０粒子／ｃｍ2以下であれば、試料を「清潔」とみなした。
【００５４】
コーティングの除膜性
表１は、現在、アジアの洗浄ラインで使用されているSemiClean KG洗浄剤を使用して、さまざまなコーティングの厚さに浸漬した後に、コーティングを除去できることを示している。洗浄剤の濃度は４％、温度は７１℃、時間は１５分であった。表１はまた、コーティングの厚さが１．２％溶液の０．０３μｍから２４％溶液の約１２μｍに増大することを示している。製造供給元によって供給された原液(neat solution)は１２％であった。ガラス表面からコーティングを除去後、８度未満の接触角もまた観察され、清潔な表面がもたらされたことを、さらに示唆した。 
【表１】
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【００５５】
表２は２５０℃のガラス表面をコーティングし、効果的に洗浄できることを示している。
【表２】
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【００５６】
縁部の仕上げ作業の間の保護
表３は、縁部の仕上げの間のコーティング保護を示している。許容される粒子密度の増加率の結果は１０未満であった。
【表３】
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【００５７】
予想される範囲のコーティングを使用して、さらなる試験を行い、表４に示すように、６％〜１２％の範囲では、縁部を研磨する間に保護されたことが判明した。
【表４】
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【００５８】
洗浄剤を使用しないコーティングの除去
アジア地域の顧客は洗浄剤の回収システムを設置しなければならないため、洗浄剤を使用しない除去への関心が高い。表５は、０．１ＮのＫＯＨ（ｐＨ＝１２）を使用した洗浄が成功裏にコーティングを除去することを示す。外れ値（４０、２６）は、板ガラス上に観察された水腐れの問題のせいであり、コーティングの付着の結果ではないと思われる。
【表５】
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【００５９】
高密充填の適用
先に述べたように、板ガラスは、一般に、密に充填されたコンテナ内で、差込み紙でのみ分離されるか、またはコーティングによってのみ分離される、ほとんど互いに接触した状態で輸送される。この輸送スタイルは、より大きい世代のガラスのたわみの問題と同時に、大きさと重量（＝輸送費の高さ）に起因して、分離スロットを有する現在のポリプロピレンケースの代わりに必要とされている。
【００６０】
５０℃及び相対湿度８５％の湿度室で一晩保管すると同時に、コーティングされたガラス試料を１０枚積み重ねた、２７．４ｇ／ｃｍ2の加重による試験を行い、高密に充填された輸送条件をシミュレーションした。使用したガラスは、あらかじめ洗浄され、得られた粒子密度の増加率の結果が１０未満の場合に良好とみなした。表６は、高密に充填されたシミュレーションの結果を示している。最初の行は、差込み紙で分離されず、湿度／温度経時後に互いにブロック化した、１２％コーティングを示している。１２％コーティングの第２行は、差込み紙を用いたが、比較的良好な結果が得られた。第３行は、６％溶液、より高い洗浄濃度及び温度を使用した、より薄いコーティングに関する。結果は、この技法によって測定しうる最良と同等なほど、劇的に良好であった。比較のため、最後の行には２面Visqueenの結果を示した。コーティングは、Visqueenと同等の結果を提供した。
【表６】
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【００６１】
コーティングを通じたスコアリング
コーティングを通じたスコアリングに対する最初の調査を行い、結果を表７に示した。均一な１２％濃度でコーティングしたガラスのスコアリング及び分離能力を実証した。
【表７】
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【００６２】
高温のガラス表面に対するコーティングの適用性
アクリルコーティングの熱分析データを図１に示す。コーティングは４００℃未満では分解しないことが観察された。コーティングは、２００℃までに水を失う。このデータは、高温のＢＯＤへの適用（３００℃までの温度）が確実に可能であり、コーティングが競争反応なしに容易に乾燥可能であることを示している。さらなる熱分析のトレース（図示せず）では、２００℃をはるかに下回る温度で最適なオーブン乾燥の時間／温度曲線を提供した。
【００６３】
除去後のガラス表面におけるコーティングの影響
多くの表面分析技術、及び化学的手法が、アクリルコーティングのガラス表面に与える影響の可能性の試験に用いられている。いずれの場合にも、影響が重大ではないことが実証されている。
【００６４】
ガラス表面の粗さ
表８は、原子間力顕微鏡によって測定した、コーティング除去後の表面の粗さにおける影響を示している。比較対照のガラスに対して、粗さにおけるわずかな上昇が観察された。しかしながら、これは、ゲートウェイ処理の結果の範囲内であり、一部の正常なガラス測定の範囲内でもある（例えば０．３の範囲）。
【表８】
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【００６５】
ＸＲＦデータを表９に示す。コーティングを除去した２０００Ｆと、コーティングされたガラスの製造日と同日または近い製造日における２０００Ｆとの間のガラス組成における差異が、実質的に無かったことが観察された。唯一の差異は、同じ製造日に製造されたガラスと、異なる時期に製造された標準ガラスとの、酸化アンチモン、及び、酸化スズの濃度にみられた。この差異は、ガラスタンク間の差に起因すると思われる。
【表９】
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【００６６】
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）
ＸＰＳ表面分析によるデータ（表１０）は、比較対照試料の表面と、コーティング後に洗浄したガラスの表面が判別できないことを明確に示している。データはさらに、コーティングされた試料の表面が、主として、炭素、酸素、及びケイ素からなることを示唆している。表面にはシリコーン様（Ｓｉ−Ｏ結合）の化合物が存在するかもしれないという懸念があった。しかしながら、このような化合物は、ガラス、またはガラスに施用されたコーティングの裏面には見られなかった。表１０は、１２％の４９８３Ｒでコーティングされた試料、コーティング−洗浄試料、及び比較対照における原子％のＸＰＳデータを示している。
【表１０】
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【００６７】
飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）
ＴＯＦ−ＳＩＭＳデータ（表１１）は、材料の最上の単層のみを示し、コーティング材料の特徴的な表面の有機官能基を特定することができた。このデータは、コーティング／洗浄試料がコーティングされていない比較対照試料と判別できないことを示した。コーティングされ剥離されたコーティング試料は、表面に、シリコーン型材料の幾つかの証拠を提供したが、コーティングの下またはガラス上には存在しなかった。コーティング／剥離ガラスと比較して、コーティング／洗浄ガラスのＮａ+含量が比較対照のものと非常に近かったことは注目に値する。Ｎａ+イオンはガラスの性能に悪影響を与えることから、ＬＣＤガラスにおけるＮａ+含量は低減されることが望ましい。
【表１１】
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【００６８】
ナノインデンテーション
引っかきからの表面の保護におけるコーティングの厚さの役割をさらによく理解するため、１２％コーティング及び２４％コーティングについて試験した。１２％データにおけるノイズは、針が基板を突き破り、コーティングにキズをつけたことを示唆している。２４％コーティングでは、同一の負荷で、何倍も良好であることが示された。期待した通り、コーティングが厚くなると、引っかきに対してさらに耐性になる。図２は、１２％コーティング（厚さ２μｍ）及び２４％コーティング（厚さ１４μｍ）のナノインデンテーション・データを示す。
【００６９】
コーティング除去後のガラス表面の化学的耐久性
コーティング除去後の耐性の最初の試験は、視覚的評価では標準と同じだったが、ＨＣｌにおける定量的な酸耐久性がわずかに劣ることを示した。表１２は、ＨＣｌ耐久性の（２回目の）結果を示している。表１２の強調表示部分は、一度コーティングしたガラスには大きい重量変化が見られたことを示し、室温でコーティングされたガラスとコーティング前に２５０℃に維持したガラス表面との間にはほとんど差が無いことも示している。先にコーティングした試料を使用した他の酸の結果では、標準のものと判別できなかった（データ示さず）。
【００７０】
このＨＣｌ耐久性の測定は（３回）繰り返され、調査の結果、表１３に示すように、コーティング除去後のガラス表面の耐久性には問題が無いことを示唆した。さらには、最初の分析で指摘された問題の「原因」であると考えられたことから、ガラス基板(base glass)のアンモニア耐久性について調査した。アンモニアデータは、チャートの残りの部分と比較されないように、表１３において強調表示した。問題があるのであれば、ちょうど６時間後のアンモニアの数値は、最初に指摘された問題を説明するには高すぎる。
【表１２】
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【表１３】
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【００７１】
この出願を通じて、さまざまな参考文献が参照されている。これらの参考文献は、本明細書に記載される化合物、組成物、及び方法をさらに十分に説明することを目的として、参照されることにより、それらの全体が本願に援用される。
【００７２】
本明細書に記載する材料、方法及び物品には、さまざまな変形及び変更をなしうる。本明細書に記載する材料、方法及び物品の他の態様は、明細書の熟慮、及び、本明細書に開示する材料、方法及び物品の実施から明らかになるであろう。本明細書及び実施例は、典型例とみなされることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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