JP2011057963A - 表面処理剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の表面処理剤に含有される共重合体を構成する、下記一般式(1)で表わされる化合物(a)から誘導される構成単位(以下単に「構成単位(a)」ともいう)は、基板に、微細なパターン膜を形成するのに十分な撥インク性を付与する機能を有する。
R3およびR4はそれぞれ独立に、水素、炭素数が1〜30である直鎖もしくは分岐状のアルキルまたは下記一般式(2)で表される基を表し、前記アルキルにおいて、任意のメチルはシクロアルキルで置き換えられていてもよく、任意の連続しないメチレンは−O−またはシクロアルキレンで置き換えられていてもよく、任意のメチンはシクロアルカントリイルで置き換えられていてもよく、任意のメタンテトライルはシクロアルカンテトライルで置き換えられていてもよく、
nは1〜1,000の整数であり、nが2以上の場合には、複数存在するR3およびR4はそれぞれ同一でも異なってもよく、
A1はラジカル重合性官能基を表す。
mは1〜500の整数であり、mが2以上の場合には、複数存在するR6およびR7はそれぞれ同一でも異なってもよい。
親水性基を有するラジカル重合性モノマー(b)から誘導される構成単位(以下単に「構成単位(b)」ともいう)は、本発明の表面処理剤に含まれる共重合体にアルカリ可溶性を付与し、基板上に本発明の表面処理剤を塗布し、塗膜を乾燥または焼成して形成される表面処理膜をアルカリ水溶液により容易に除去することを可能にする。
本発明の表面処理剤に含まれる共重合体は、必要に応じて、上記構成単位(a)および構成単位(b)以外に、ラジカル重合性モノマー(b)以外のラジカル重合性モノマー(c)から誘導される構成単位(以下単に「構成単位(c)」ともいう)を有してもよい。前記共重合体が構成単位(c)を有することにより、本発明の表面処理剤の基板に対する塗布性が向上する。
化合物(a)、ラジカル重合性モノマー(b)および必要に応じて使用するラジカル重合性モノマー(c)の重合方法は特に限定されず、通常のラジカル重合方法を採用することができる。
上記のようにして製造される、本発明の表面処理剤に含まれる共重合体において、構成単位(a)の組成割合は、表面処理膜の撥インク性を発現する観点から、構成単位(a)および構成単位(b)の合計100重量%に対して、1〜95重量%であることが好ましく、5〜90重量%であることがより好ましく、10〜85重量%であることがさらに好ましい。
本発明の表面処理剤に含有される共重合体の重量平均分子量に特に制限はないが、通常1000〜100000であり、塗布性の観点から、好ましくは5000〜50000である。なお、本明細書において重量平均分子量とは、GPCにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量である。より詳細には、GPC装置として(株)島津製作所製LC−10ATシステム、RID−6A(RI検出器)、CTO−6A(カラムオーブン)を使用し、カラムとしてPOLYMER Laboratories製THF系カラム(PLgel 5μm MIXED−Dカラム)を使用してGPC法(カラム温度:35℃、流速:1ml/min)により求めたポリスチレン換算での値である。
本発明の表面処理剤には、当該処理剤の塗布性を高めるため、溶剤(e)が含まれている。溶剤(e)は、化合物(a)およびラジカル重合性モノマー(b)、さらにラジカル重合性モノマー(c)を溶解することができるものであることが好ましい。そのような溶剤を前記共重合体を製造するために用いた場合に、重合反応が終了したときに前記溶剤が残存していれば、それをそのまま溶剤(e)として使用することができるからである。
本発明の基板に撥インク性を付与するための表面処理剤には、塗布均一性、表面処理膜の基板との密着性、アルカリ溶解性等を向上させるために、必要に応じて添加剤を加えることができる。添加剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、フッ素系またはシリコン系の界面活性剤、シランカップリング剤等の密着性向上剤、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤などを挙げることが出来る。
本発明の基板に撥インク性を付与するための表面処理剤は、温度−30℃〜30℃の範囲で遮光して保存すると、経時安定性が良好であり好ましい。保存温度が−10℃〜20℃であれば析出物もなく一層好ましい。
本発明の表面処理剤による表面処理膜は、インクジェット分野において通常行なわれている方法や、その他の公知の方法により、ガラス等の基板上に表面処理剤を塗布することによって形成することができる。
インクジェット法、スクリーン印刷法等によりインクで所望のパターン等を描画した後、表面処理膜への濡れ性が不足している材料をさらに塗布する場合には、材料を塗布する部分に形成された不要な表面処理膜は、アルカリ水溶液で容易に除去することができる。
a−1:3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン
a−2:α−ブチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン(上記一般式(3)において、R9がn−ブチル基であり、nが2である化合物)。
b−1:メタクリル酸
b−2:4−ヒドロキシフェニルビニルケトン。
c−1:メタクリル酸ブチル
c−2:N−フェニルマレイミド
c−3:ジメチルアミノエチルアクリレート。
d−1:ジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)。
e−1:メチルエチルケトン。
攪拌器付き四つ口フラスコに、化合物(a)としてα−ブチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン(a−2)、ラジカル重合性モノマー(b)としてメタクリル酸(b−1)、ラジカル重合性モノマー(c)としてメタクリル酸ブチル(c−1)、重合開始剤(d)としてジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(d−1)、溶媒(e)としてメチルエチルケトン(e−1)、を下記重量割合で仕込み、80℃で2時間還流を行なった。
b−1 2.025g
c−1 3.375g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量割合で仕込み、還流を行なった。
b−1 2.025g
c−1 3.375g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量割合で仕込み、還流を行なった。
b−1 2.025g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量で仕込み、還流を行なった。
b−1 2.025g
c−1 6.75g
c−2 4.455g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量割合で仕込み、還流を行なった。
b−2 2.7g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量割合で仕込み、還流を行なった。
c−3 11.475g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
合成例1と同様にして、下記の成分を下記の重量割合で仕込み、還流を行なった。
c−3 10.8g
d−1 2.025g
e−1 27.0g。
<表面処理膜の形成>
合成例1〜5ならびに比較合成例1および2で得られた共重合体を、メチルエチルケトンで333倍に希釈し、表面処理剤を調製した。
1)接触角測定
得られた表面処理膜またはガラス基板の撥インク性は、協和界面化学社製のDropMaster500にて25℃で、インクジェット用インクの構成成分としてよく使用される(メタ)アクリルモノマーである2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)およびシクロヘキシルメタクリレート(CH)の接触角を測定することにより評価した。着滴1秒後の値を接触角とした。
(メタ)アクリルモノマーである、2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)およびシクロヘキシルメタクリレート(CH)を用いて、インクジェット法により表面処理膜または基板上に描画を行い、表面処理剤の種類及び表面処理の有無による、形成されたラインパターン膜の幅の違いを評価した。
印刷装置:DMP−2831(商品名:FUJIFILM Dimatix社製)
諸設定値:ヘッド温度(30℃)、ピエゾ電圧(19V)、駆動周波数(5kHz)、ヘッド(10pL)
塗布:一回塗り。
前記<表面処理膜の形成>で作成した、表面処理剤またはヘプタデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロデシルトリエトキシシランで表面処理したガラス基板を、0.4重量%TMAH水溶液に25℃で60秒浸漬した後、ガラス基板を取り出し、超純水でリンス、乾燥後、基板表面の、25℃の純水の接触角を測定することにより、表面処理膜が除去されたかを確認した。判定は、接触角が50度未満ならAA、50度以上ならBBとして判定した。
Claims (11)
- 下記一般式(1)で表される化合物(a)から誘導される構成単位と、親水性基を有するラジカル重合性モノマー(b)から誘導される構成単位とを有する共重合体、および
溶剤(e)
を含むことを特徴とする、基板に撥インク性を付与するための表面処理剤:
R3およびR4はそれぞれ独立に、水素、炭素数が1〜30である直鎖もしくは分岐状のアルキルまたは下記一般式(2)で表される基を表し、前記アルキルにおいて、任意のメチルはシクロアルキルで置き換えられていてもよく、任意の連続しないメチレンは−O−またはシクロアルキレンで置き換えられていてもよく、任意のメチンはシクロアルカントリイルで置き換えられていてもよく、任意のメタンテトライルはシクロアルカンテトライルで置き換えられていてもよく、
nは1〜1,000の整数であり、nが2以上の場合には、複数存在するR3およびR4はそれぞれ同一でも異なってもよく、
A1はラジカル重合性官能基を表す);
mは1〜500の整数であり、mが2以上の場合には、複数存在するR6およびR7はそれぞれ同一でも異なってもよい。)。 - 前記ラジカル重合性モノマー(b)における親水性基が、ヒドロキシル、カルボキシルまたはフェノール性ヒドロキシルであることを特徴とする請求項1に記載の表面処理剤。
- 前記共重合体が、さらに前記ラジカル重合性モノマー(b)以外のラジカル重合性モノマー(c)から誘導される構成単位を有することを特徴とする請求項1または2に記載の表面処理剤。
- 前記一般式(1)および(2)において、
前記直鎖もしくは分岐状のアルキルの炭素数が1〜20であり、
A1が(メタ)アクリロイルオキシアルキル、(メタ)アクリルまたはビニルであり、
mが1〜300の整数であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理剤。 - 前記化合物(a)が、3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン又は下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理剤:
nは1〜1000の整数である。)。 - 前記ラジカル重合性モノマー(b)が、(メタ)アクリル酸または4−ヒドロキシフェニルビニルケトンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の表面処理剤。
- 前記ラジカル重合性モノマー(c)が、N−フェニルマレイミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリル酸ブチルであることを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の表面処理剤。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の表面処理剤を用いて基板上に表面処理膜を形成する工程を有する、基板に撥インク性を付与する方法。
- 請求項8に記載の方法により撥インク性を付与された基板上に、インクジェット塗布方法により、幅200μm以下のパターン膜を形成する方法。
- 請求項9に記載の方法により形成されたパターン膜を有する電子部品。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の表面処理剤を用いて基板上に表面処理膜を形成し、該表面処理膜上にベタ膜またはパターン膜を形成する工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
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