JP2005162905A - 顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペースト - Google Patents

Abstract

【課題】 顔料分散性と作業性を一段と向上させた顔料分散樹脂溶液の組成物及びスクリーン印刷可能な樹脂ペーストを提供する。
【解決手段】 無機顔料と可とう化及び低弾性率化成分で変性されたポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂の樹脂溶液にN-メチル-２-ピロリドンを顔料固形分１００重量部に対して１５〜１００重量部配合することで無機顔料の樹脂溶液に対する分散性を一段と向上させた顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペースト。
【選択図】なし

Description

本発明は、顔料分散樹脂溶液の組成物及びスクリーン印刷機、ディスペンサ、スピンコータなどの塗布方法に適した樹脂ペーストに関する。

近年、電子部品の分野においては、小型化、薄型化、高速化への対応から、耐熱性、電気特性及び耐湿性に優れる樹脂としてエポキシ樹脂に代わり、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂が使用されている。これらの樹脂は、樹脂構造が剛直であり薄膜基材に用いた場合、硬化後の基材が大きく反り、硬化膜は柔軟性に欠け、屈曲性に劣る間題がある。また、近年の小型化、薄型化に伴い配線間距離も小さくなり配線間にまたがる無機フィラーの凝集物や無機顔料の凝集物による電気絶縁性が低下する傾向がある。

そこで、低反り性、柔軟性を改善するために、樹脂を可とう化及び低弾性率化した変性されたポリアミドイミド樹脂が特許文献１〜３に提案されている。これら樹脂に、更に耐熱性を付与させるために高分子量エポキシ樹脂や塗布時の作業性及び塗布後の形状保持性を付与するため、これらの樹脂ヘ無機フィラーを分散させることにより印刷性を付与させ基板上に直接スクリーン印刷法を用いて絶縁膜及び絶縁層を形成している。また、無機フィラーや無機顔料の凝集物を低減させるために、ロールミルやビーズミル等の分散装置を用いて予め分散し凝集物の低減する方法がある。無機顔料をロールミルで分散した場合、分散時間が長い、分散状態にばらつきが発生する問題がある。また、ビーズミルで分散した場合、予備分散の混合状態により分散時間のばらつきが発生する問題がある。

特開昭６２−１０６９６０号公報 特開平８−１２７６３号公報 特開平７−１９６７９８号公報

本発明は、無機顔料と可とう化及び低弾性率化成分で変性されたポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂の樹脂溶液にN-メチル-２-ピロリドンを配合することで無機顔料の樹脂溶液に対する分散性を一段と向上させた顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストに関する。

本発明は、顔料を含む樹脂溶液にN-メチル-２-ピロリドンを、配合することを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストに関する。

また、本発明は、顔料が、無機顔料であることを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストに関する。

また、本発明は、樹脂溶液が、可とう化及び低弾性率化成分で変性されたポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂の樹脂であることを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストに関する。

また、本発明は、樹脂溶液に含まれるN-メチル-２-ピロリドンの配合量が、樹脂固形分１００重量部に対して０〜３５重量部であることを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストに関する。

また、本発明は、N-メチル-２-ピロリドンの配合量が、顔料固形分１００重量部に対して１５〜１００重量部であることを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物に関する。

本発明の顔料分散樹脂溶液の組成物及び樹脂ペーストは、顔料分散樹脂溶液にN-メチル-２-ピロリドンを１５〜１００重量部添加することにより分散性に優れ作業性が一段と向上する。
本発明の顔料分散樹脂溶液の組成及び樹脂ペーストは、上記の優れた特性を有し、電子部品用オーバーコート材、液状封止材、エナメル線用ワニス電気絶縁用含浸ワニス、積層板用ワニス、摩擦材料用ワニス、プリント基板分野などにおける層間絶縁膜、表面保護膜、ソルダレジスト膜、接着層などや、半導体素子などの電子部品に好適に用いられる。

本発明に用いられる顔料としては、耐熱性に優れた無機顔料が好適に用いられる。例えば、無機顔料としては、フタロシアニンブルーやフタロシアニングリーン等が挙げられる。中でも、フタロシアニングリーンが電子部品分野において好ましいものとして挙げられる。配合量は、特に制限しないが樹脂溶液に含まれる樹脂固形分１００重量部に対して１０重〜１００重量部が好ましい。１０重量部未満だと無機顔料の分散性は向上するが生産性に劣る傾向があり、１００重量部を超えると分散性が低下する傾向がある。

本発明の樹脂溶液としては、耐熱性や電気的特性、可とう性、低弾性率に優れた変性されたポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂が好適に用いられる。変性樹脂としては、各種公知の変性がされたものであれば特に制限はなく、例えば、シリコーン樹脂で変性されたもの、ポリカーボネート樹脂で変性されたもの、ポリブタジエンで変性されたものなどを挙げることができる。中でも、ポリカーボネート樹脂で変性されたポリアミドイミド樹脂が好ましいものとして挙げられる。

本発明の樹脂溶液に含まれる有機溶剤としては、樹脂の反応性から、N-メチル-２-ピロリドンが好適に用いられる。しかし、N-メチル-２-ピロリドンは吸湿性が高く、スクリーン印刷性を考慮して樹脂固形分１００重量部に対して０〜３５重量部であることが好ましい。N-メチル-２-ピロリドンの含有量が３５重量部を超えるとスクリーン印刷時に印刷版上で吸湿し樹脂ペーストが固形化し、印刷版の目詰まりや転写不良の原因となる傾向がある。

本発明に用いられる顔料分散樹脂溶液に含まれるN-メチル-２-ピロリドンの配合量は、吸湿性を考慮して１５〜１００重量部が好ましい。１５重量％未満だと分散性向上効果は発現しにくい傾向があり、１００重量部を超えると吸湿し顔料分散樹脂溶液が固形し分散性が低下する傾向がある。

また、顔料分散樹脂溶液に使用される溶剤は、樹脂溶液に配合した場合、ゲル化や分離等を起こさないものであれば特に制限しないが、樹脂の種類や作業性により適宜選択される。例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテル等が好適に使用される。

また、顔料分散樹脂溶液には、分散性を更に向上させるために、各種カップリング剤、消泡剤等を添加することもできる。

また、樹脂ペーストには、塗工時の作業性及び皮膜形成前後の膜特性を向上させるため、エポキシ樹脂、フェーノール樹脂、染料又は顔料等の着色剤類、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、滑剤、消泡剤、レベリング剤等を添加することもできる。
なかでもエポキシ樹脂を併用すると、基材との密着性や耐湿性の点で好ましい。エポキシ樹脂を併用する場合、その添加量としては、前記の耐熱性の樹脂１００重量部に対して、１〜５０重量部とすることが密着性の点で好ましい。

本発明の樹脂ペーストは、各種電気製品や電子部品の皮膜形成材料としてスクリーン印刷、ディスペンサ、スピンコートなどの塗布方法に好適に用いられる。特にスクリーン印刷に好適に用いられる。

本発明になる樹脂ペーストは、例えば、半導体素子、プリント基板分野などの電子部品用オーバーコート材、液状封止材、層間絶縁膜、表面保護膜、ソルダレジスト層、接着層などとして好適に用いられる。また、エナメル線用ワニス、電気絶縁用含浸ワニス、注型ワニス、マイカ、ガラスクロス等の基材と組み合わせたシート用ワニス、MCL積層板用ワニス、摩擦材料用ワニス、などにも使用できる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
実施例１

攪拌機、油分分離機付冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた３リットルの四つ口フラスコに、プラクセルＣＤ−２２０（ダイセル化学工業株式会社製、１，６−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオールの商品名）２０００．０ｇ（１００モル）、アジピン酸２９２．０ｇ（２．００モル）及びキシレン１１４．６ｇを仕込み、途中、副生してくる縮合水を除去しながら２００℃まで昇温した。２００℃で２時間反応させ、酸価４９．７KOHｍｇ／ｇのジカルボン酸Ａを得た。

ついで、攪拌機、冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた２リットルの四つ口フラスコに、４，４'−ジフェ二ルメタンジイソシアネート１５０．０ｇ（０．６０モル）、無水トリメリット酸６９．１２ｇ（０．３６モル）及び前記合成で得られたジカルボン酸Ａ５４１．４４ｇ（０．２４モル）及びγ―ブチロラクトン７６０．５６ｇを仕込み、１６０℃まで昇温した後、３時間反応させて、数平均分子量１２，０００の樹脂を得た。得られた樹脂をγ―ブチロラクトンで希釈し、不揮発分４０重量％のポリカーボネート変性ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。なお、無水トリメリット酸／ジカルボン酸Ａのモル比は、０．６／０．４であった。

得られた樹脂溶液の固形分１００重量部に対して、無機顔料PHTHALOCYANINE GREEN SAX（山陽色素株式会社製商品名）を１００重量部、N-メチル-２-ピロリドンを１５重量部、γ−ブチロラクトンを６３．５重量部を混合し、直径０．５ｍｍのジルコニア製ビーズを全重量の５倍量加え２０００回転で１５分間攪拌し、ジルコニア製ビーズを分離して固形分２０％の顔料分散樹脂溶液を得た。

樹脂溶液の固形分１００重量部に対して、得られた顔料分散樹脂溶液を５重量部、Ep-1004（油化シェルエポキシ株式会社製商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂）を２０重量部、消泡剤としてＫＳ−６０３（信越化学工業株式会社製商品名）を０．１重量部、フィラーとしてアエロジル３８０（日本アエロジル株式会社製商品名）を１時間攪拌してポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
実施例２

実施例１においてN-メチル-２-ピロリドンを５０重量部にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
実施例３

実施例１においてN-メチル-２-ピロリドンを１００重量部にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
比較例１

実施例１においてN-メチル-２-ピロリドンを０重量部にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
比較例２

実施例１においてN-メチル-２-ピロリドンを０重量部、ジルコニア製ビーズを加えた後の攪拌時間を３０分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
比較例３

実施例１においてN-メチル-２-ピロリドンを５重量部にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。
比較例４

実施例１において樹脂ペースト中に含まれるN-メチル-２-ピロリドンを樹脂固形分１００重量部に対して１５０重量部にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行いポリアミドイミド樹脂ペーストを得た。

上記の実施例及び比較例で得られた樹脂ペーストをPETフィルム上に２５μｍになるように塗布し、室温で３０分間放置後、得られた乾燥前の塗布膜を空気雰囲気中90℃で30分乾燥後、空気雰囲気中160℃で60分加熱硬化して樹脂ペースト塗布PETフィルムを得た。樹脂ペースト及び樹脂ペースト塗布PETフィルムの特性を下記の方法で測定し、結果を表に示した。

（１）吸湿による固形化
樹脂ペーストをPETフィルム上に、２５μｍになるように塗布し、室温で３０分間放置後、目視により観察し、塗布膜に吸湿による固形物が無いものを○、固形物があるものを×とした。

（２）５μｍ以上の顔料凝集物
樹脂ペーストをPETフィルム上に、２５μｍになるように塗布し、室温で３０分間放置後、得られた乾燥前の塗布膜を空気雰囲気中90℃で30分乾燥後、空気雰囲気中160℃で60分加熱硬化して得られた樹脂ペースト塗布PETフィルムを万能投影機（ニコン株式会社製 倍率１００倍）で樹脂ペースト塗布PETフィルムの１０ｍｍ角を５箇所観察し５μｍ以上の顔料凝集物の個数を数え平均値を計算した。

１及び表２の結果から明らかなように、比較例１のN-メチル-２-ピロリドンを添加しない樹脂ペーストと比較して、N-メチル-２-ピロリドンを１５〜１００重量部添加した実施例１〜３は、樹脂ペースト中に含まれる５μｍ以上の顔料凝集物が少なく顔料分散性に優れる。樹脂溶液に含まれるN-メチル-２-ピロリドンを５０重量部とした比較例４は、５μｍ以上の顔料凝集物は少ないが吸湿による固形化が発生し作業性が低下する。比較例２のN-メチル-２-ピロリドンを添加しない樹脂ペーストと比較して、N-メチル-２-ピロリドンを１５〜１００重量部添加した実施例１〜３は、樹脂ペースト中に含まれる５μｍ以上の顔料凝集物が少なく顔料分散性に優れ、分散時間は、N-メチル-２-ピロリドンを添加することにより向上する。

Claims (6)

1. 顔料を含む樹脂溶液にN-メチル-２-ピロリドンを配合し微粉砕することを特徴とする顔料分散樹脂溶液の組成物。
2. 顔料が無機顔料であることを特徴とする請求項１記載の顔料分散樹脂溶液の組成物。
3. 樹脂溶液が可とう化及び低弾性率化成分で変性されたポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂及びポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１記載の顔料分散樹脂溶液の組成物。
4. 樹脂溶液に含まれるN-メチル-２-ピロリドンの配合量が、樹脂固形分１００重量部に対して０〜３５重量部である請求項１記載の顔料分散樹脂溶液の組成物。
5. 顔料を含む樹脂溶液に含まれるN-メチル-２-ピロリドンの配合量が、顔料固形分１００重量部に対して１５〜１００重量部である請求項１記載の顔料分散樹脂溶液の組成物。
6. 請求項１〜５のいずれかの顔料分散樹脂溶液の組成物により得られる樹脂ペースト。