JP2015509996A - ホットメルトインク組成物、ホットメルトインク組成物を調製するための方法及びその使用 - Google Patents

ホットメルトインク組成物、ホットメルトインク組成物を調製するための方法及びその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、ホットメルトインクジェットインク組成物に関し、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、室温で固体であり、上昇された温度で液体であり、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、酸性樹脂及び結晶性物質を含む。本発明は、さらに、エッチングレジストとしての前記ホットメルトインクジェットインク組成物の使用に、及び前記ホットメルトインクジェットインク組成物を使用して、支持層上に導電回路を調製するための方法に関する。

Description

本発明は、ホットメルトインク組成物に関する。本発明は、さらに、ホットメルトインク組成物を調製するための方法及びホットメルトインク組成物の使用に関する。
本発明の背景
プリント基板(PCB)の製造におけるエッチングレジストインクの使用は、当該技術分野において既知である。例えば、導電性物質の最上部層を含む基板上に、エッチングレジストインクの画像をプリントすることによりPCBを作製するプロセスは既知である。前記プロセスに続くステップにおいて、前記エッチングレジストインクにより覆われていない前記最上部層の部分を、エッチング溶液で基板を処理することにより除去する。後部のステップにおいて、エッチングレジストインクの前記画像は除去され、PCBが得られる。前記エッチングレジストにより覆われていない前記最上部層の部分の除去は、一般に、酸性エッチング溶液で前記基板を処理することにより行われる。したがって、前記エッチングレジストインクは、前記酸性エッチング溶液に対して耐性を有する必要がある。
PCBを調製する際、前記基板上で提供されるエッチングレジストインクの画像は、前記エッチングプロセスに使用される異なる浴間で、エッチングレジストインクの前記画像に損傷を与えずに、前記基板が移動されてもよいように、堅牢であることが重要である。前記基板の移動は、例えば、ベルトを含む搬送システムなどの従来の移動システムを使用してなされてもよい。前記ベルトは、エッチングレジストインクの前記画像が提供された前記基板に接触すると、前記プリント画像に損傷を与え得る。前記プリントの損傷により、前記基板の所望されない領域がエッチングされることをもたらし得、これは電子回路における途絶につながり、結果として、前記PCBが、電子的接続の遮断により機能し得ない。
したがって、本発明の目的は、エッチングレジストとしての使用に好適で、改善されたプリント堅牢性を示す、ホットメルトインクジェットインク組成物を提供することである。
本発明の要約
前記目的は、ホットメルトインクジェットインク組成物において達成され、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、室温で固体であり、上昇された温度で液体であり、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、酸性樹脂及び結晶性物質を含む。本発明の意味において、ホットメルトインクジェットインク組成物は、室温で固体であり、上昇された温度で液体である、組成物である。
酸性樹脂
前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、酸性樹脂を含んでもよい。前記酸性樹脂は、上昇された噴流温度で溶融状態であってもよい。前記酸性樹脂は、冷却されたときに固化してもよい。
ホットメルトインクジェットインク組成物において樹脂を使用することの利点は、染料を、その中で比較的良好に溶解することができ、色素を、その中で比較的容易に分散させることができることである。前記酸性樹脂は、酸性エッチング溶液に対する抵抗性を備えた、前記ホットメルトインクジェットインク組成物を提供し得る。さらに、前記酸性樹脂は、塩基性溶液に溶解し得る。前記酸性樹脂は、140℃で1000mPa・sより小さい、好ましくは、140℃で500mPa・sより小さい、より好ましくは、140℃で250mPa・sより小さい粘度を有し得る。前記酸性樹脂は、30g KOH/mol〜300g KOH/molの範囲の、好ましくは、60g KOH/mol〜250g KOH/molの範囲の、より好ましくは、100g KOH/mol〜200g KOH/molの範囲の、酸価を有してもよい。
前記酸性樹脂を、これに限定されないが、酸性ウッドロジン系樹脂、酸性ゴムロジン系樹脂及び酸性トールオイル系樹脂から選択してもよい。
前記酸性樹脂の非限定的な例を、表1に示す。

Figure 2015509996

態様において、前記酸性樹脂は、酸性ロジン系樹脂である。前記酸性ロジン系樹脂は、非水素化ロジン系樹脂、部分的水素化ロジン系樹脂又は完全水素化ロジン系樹脂であってもよい。これに限定されないが、例えば、商業的に入手可能な、Foral(登録商標) AX−E及びStaybelite(登録商標) Resin Eなどの酸性ロジン系樹脂が、エッチングレジストホットメルトインクでの使用に、良好に適している。カルボン酸官能基の存在は、それらに、酸性エッチング溶液に対する耐性及び塩基性環境における溶解性を提供する。さらに、これらの樹脂は、例えば、140℃で25mPa s〜180mPa sの範囲の粘度などの低粘度を有し得る。この低粘度により、それらは、インクジェット装置により好適に噴出される。
結晶性物質
前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、結晶性物質を含んでもよい。前記結晶性物質は、通常の噴流温度で溶融状態であってもよい。前記結晶性物質は、冷却されたときに結晶化してもよい。前記ホットメルトインク組成物の液滴が、受け取り媒体(receiving medium)上に噴出された後、前記液滴は冷却されてもよい。冷却に際し、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、固化してもよく、前記結晶性物質は、結晶化してもよい。前記結晶性物質の前記溶融粘度は、十分に低くてもよく、典型的には通常の噴流温度で20cPよりも低い。例えば、使用される結晶性物質及び前記ホットメルトインクジェットインク組成物の組成物全体のタイプに応じて、プリント後の結晶化の速度は変化し得る。また、例えば、前記プリントヘッドの温度、前記受け取り媒体の温度及び混入物質の存在などの他のパラメータも、結晶化プロセスにおいて役割を担い得る。好ましくは、結晶化の速度は大き過ぎてはならない。前記結晶性物質が、極めて迅速に結晶化する場合には、液滴は、隣接部上に塗布される液滴が前記受け取り媒体に塗布される前に、(部分的に)結晶になり得る。その場合には、前記噴出されたばかりの液滴はまだ流体であるが、それ以前に塗布された隣接する液滴は、既に(部分的に)結晶である。これにより、前記流体液滴及び前記(部分的に)結晶化した液滴間で、弱い相互作用がもたらされる。前記液滴間の前記相互作用が弱い場合には、前記液滴は、一体化しない可能性があり、互いに接触しないか、ほとんど接触しない可能性がある。これにより、前記液滴の中間に、前記ホットメルトインクジェットインク組成物で覆われていない小さな領域がもたらされ得る。さらに、前記ホットメルトインクジェットインク組成物の、より低い堅牢度の画像がもたらされ得る。
よって、前記結晶性物質は、迅速に結晶化しないことが好ましい。
一方で、結晶化の速度は、小さ過ぎてはならない。前記結晶性物質の結晶化に時間がかかり過ぎる場合には、前記液滴は、前記受け取り媒体上で広がり過ぎる可能性がある。これにより、例えば、より迅速に結晶化する結晶性物質により形成される画像と比較して、プリント画像のより低い解像度などがもたらされ得る。
プリント後の前記結晶性物質の結晶化により、結晶化領域を、前記プリント画像中に形成してもよい。これらの結晶化領域により、前記画像に、剛性が提供され得、前記プリント画像により多くの堅牢性を提供する。したがって、少なくとも1種の結晶性物質を含むホットメルトインクジェットインク組成物は、結晶性物質を含まない類似のホットメルトインクジェットインク組成物と比較して、より堅牢な画像を提供する。
前記結晶性物質を、例えば、結晶性モノエステル化合物、結晶性ジエステル化合物、結晶性ジエーテル化合物、結晶性ジアミド化合物又は結晶性スルホンアミド化合物などから選択してもよい。
非限定的な例を、表2に示す。

Figure 2015509996


Figure 2015509996

化合物22において、R及びR’は、同一か又は異なり、C1〜8アルキル又はC1〜8アルコキシから選択され、Rは、C1〜12直線状アルカンジイル又は脂環式基を含むC5〜12アルカンジイルであり、nは、0、1、2、又は3と等しい。これらのビスエステル化合物は、ホットメルト組成物の形成に好適な融点を有する。
態様において、前記結晶性物質は単量体化合物を含む。高分子化合物は、一般に、1を超える多分散性を有する。これは、前記高分子物質が単一の構成成分からなるのではなく、異なる分子量を有する、多数の構成成分からなることを意味する。前記分子量分布により、他の特性もあまり良好に定義されない可能性がある。例えば、高分子物質は、一般に鋭い融点を有しない。その代わりに、単量体化合物は分子量分布を示さない。したがって、前記単量体化合物の特性は良好に定義される。さらに、単量体化合物の全ての分子は全く同じであり得るので、前記物質の結晶化は、より容易であり得る。物質が結晶化する場合には、前記物質を作り上げる前記分子は、特定の様式(way)で並ぶ。これは、全ての分子が全く同じである場合には、より容易である。
態様において、前記結晶性物質は、芳香族性末端基を含むエステル化合物を含む。いかなる理論にも束縛されないことを所望し、芳香族性末端基を含み、したがって、剛性芳香族性部位を含むという事実は、得られるエステルが剛性を有することが提供されると考えられている。これは、前記ホットメルトインクジェットインク組成物の堅牢性を増強し得る。前記結晶性物質の他の部分の性質と同様に、前記芳香族性末端基の性質を使用して、結晶性物質及び前記ホットメルトインクジェットインク組成物に存在する他の構成成分間の相互作用を変調してもよい。任意に、前記芳香族性末端基に、1つ又は2つ以上の置換基を提供してもよい。かかる置換基の例は、ヒドロキシル基、例えば、1、2又は3個のC原子を含むアルキル基などのアルキル基、及び1、2又は3個のC原子を含むアルコキシ基である。
さらなる態様において、前記結晶性物質は、芳香族性末端基を含むジエステル化合物を含む。
態様において、前記結晶性物質は、0g KOH/mol〜50g KOH/molの範囲の、好ましくは、0.1g KOH/mol〜20g KOH/molの範囲の、より好ましくは、0.2g KOH/mol〜10g KOH/molの範囲の、酸価を有してもよい。
前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、1つのタイプの結晶性物質を含んでもよく、又は複数のタイプの結晶性物質を含んでもよい。
ゲル化剤
態様において、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、ゲル化剤をさらに含んでもよい。前記ゲル化剤の役割は、前記インクが前記受け取り媒体上に噴出された際に、前記インクの粘度を上げ、これにより、前記受け取り媒体上への前記インクの拡散挙動を制御することである。前記プリントヘッド中に存在する前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、流体状態であってもよい。前記ホットメルトインクジェットインク組成物の液滴が、前記受け取り媒体上に噴出された後、前記液滴は冷却され得る。冷却の際に、前記ホットメルト組成物は、固化し得、(部分的に)結晶化し得る。しかしながら、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、前記受け取り媒体に到達すると、即座に固化しない可能性がある、及び/又は結晶化しない可能性があり;これらのプロセスにはいくらかの時間がかかり得る。前記ホットメルトインクジェットインク組成物の液滴が前記受け取り媒体に到達した後であるが、それが固化する及び/又は結晶化する前に、前記液滴は、まだ流体状態であり得、前記受け取り媒体の前記表面上に拡散し得る。これにより、前記プリント画像がより低解像度となることがもたらされ得る。前記受け取り媒体の前記表面上での前記液滴の拡散は、前記インクジェットインク組成物の粘度を上げ得るゲル化剤の添加により減少され得る。ゲル化剤の添加により、前記プリント画像の解像度を減少させずに、よりゆっくりと結晶化するホットメルトインクジェットインク組成物を塗布し得る。ゲル化剤を含む、よりゆっくりと結晶化するホットメルトインクジェットインク組成物を塗布することにより、その後に前記受け取り媒体上の隣接する位置上に噴出された液滴がそれ以前に前記受け取り媒体上に噴出された前記液滴となお相互作用し得るように、前記受け取り媒体状に噴出された液滴は、より長時間、流体のゲル化された相のままである。液滴間の相互作用は、プリント堅牢性に有益である。よって、ゲル化剤を適用することにより、よりゆっくりと結晶化する物質を使用して、これにより、異なる時期に前記受信基体上の隣接する位置上に噴出された前記ホットメルトインクジェットインク組成物の液滴が、前記プリント画像の解像度を減少させることなく、相互作用することが可能となる。
前記ゲル化剤の非限定的な多数の例は:例えば、11−ヘンエイコサノン、ラウロン、13−ペンタコサノン、ミリストン、15−ノナコサノン、パルミトン、マルガロン、ステアロン、19−ノナトリアコンタノン、アラキドン、21−ヘンテトラコンタノン、ベヘノン、23−ペンタテトラコンタノンなどのケトン、又はステアルアミド、又はUnicid 350、Unicid 550、Unicid 700、あるいはオリゴエステル化合物であって、前記オリゴエステル化合物は、ステアリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、リノレン酸又はミリスチン酸エステルなどの、ペンタエリトリトール又はグリセロールなどのポリヒドロキシ構成要素とアルキル鎖を含むカルボン酸の反応生成物である。
態様において、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、例えば、色素又は染料などの着色剤をさらに含んでもよい。前記ホットメルトインクジェットインク組成物中の着色剤の存在により、前記受け取り媒体上でプリントされる画像を、スキャンすることが可能となる。本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、エッチングレジストインクとしての使用に好適である。したがって、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物と、例えば、PCBの製造などにおいて使用してもよい。PCBは、基板から出発して製造され、前記基板は支持層を含み、その上に導電性材料の最上部層が提供される。前記最上部層は、銅を含んでもよい。これらの基板は、比較的高価である。前記PCBを製造するプロセスにおいて、前記最上部層の一部をエッチングにより除去する。エッチングにより、永久的に前記支持層から前記最上部層を除去し得る。前記エッチングレジストホットメルトインクジェットインク組成物が、前記基板の所望の位置に塗布されない場合には、前記エッチングステップにより、前記支持層状の所望の導電性パスの形成をもたらさない可能性があり、したがって、正常に機能しないPCBをもたらし得る。特に、前記導電性最上部層を含む前記基板は、一般に高価であるので、正常に機能しないPCBの形成を防止することが好ましい。これは、エッチングステップの前に、前記基板上に形成された前記画像をスキャンすることにより達成され得る。スキャンすることにより、前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、前記基板の所望の位置に塗布され、したがって、所望の電気回路が形成され得るかを検証することができる。しかしながら、例えば、前記画像が無色であることなどにより、前記画像が、見えないか又はほとんど見えない場合には、前記画像をスキャンすることは可能でない可能性がある。しかしながら、着色剤を、前記ホットメルトインクジェットインク組成物に添加する場合には、前記画像をスキャンし得る。
本発明の側面において、本発明のホットメルトインクジェットインク組成物を調製するための方法が提供され、前記方法は、以下のステップ:
○ 酸性樹脂を提供するステップ;
○ 結晶性物質を提供するステップ;
○ 前記酸性樹脂及び前記結晶性物質を溶融混合するステップ、
を含む。
前記酸性樹脂及び前記結晶性物質が、提供されなければならない。それらは液体状態又は固体状態であってもよい。前記ホットメルトインクジェットインク組成物の全ての構成成分が液体状態で提供される場合には、前記ホットメルトクリーニング組成物を、前記液体構成成分を混合することにより調製してもよい。
前記構成成分の少なくとも1種が固体状態である場合には、固体状態である、前記少なくとも1種の構成成分を溶融しなければならない。固体状態である、前記少なくとも1種の構成成分が溶融した後、前記構成成分を溶融撹拌し、これにより前記ホットメルトインクジェットインク組成物を得てもよい。前記ホットメルトインクジェットインク組成物が得られた後、それを固化してもよい。
本発明の側面において、支持層上の導電回路を調製するための方法を提供し、前記方法は、以下:
i.本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像を、受け取り媒体上にインクジェットプリントすることであって、前記受け取り媒体は、支持層上に導電性物質の最上部層を含むこと;
ii.酸性エッチング溶液で前記基板を処理し、これにより前記ホットメルトインク組成物により覆われていない前記最上部層の部分を除去すること;
iii.前記ホットメルトインク組成物を、剥離溶液を使用して除去すること、
を含む。
前記ホットメルトインクジェットインク組成物を、インクジェットプリンタに提供してもよい。前記インクジェットプリンタのプリントヘッドに、前記ホットメルトインクジェットインク組成物を溶融するための溶融ユニットを提供してもよい。代替的に、前記ホットメルトインクジェットインク組成物を、溶融状態で前記プリントヘッドに提供してもよい。前記インクが溶融状態である場合には、前記インクの液滴を、前記インクジェットプリンタから受け取り媒体上に噴出してもよい。この受け取り媒体は、支持層上に導電性物質の最上部層を含んでもよい。前記支持層は、前記基板に、例えば、プリントの間、剛性を提供する役割を果たし得る。さらに、前記支持層は、前記最上部層の一部が除去された後に、前記支持層上に提供された導電回路に剛性を提供してもよい。支持層上の導電回路の例は、PCBである。前記支持層は、前記基板を前記エッチング溶液で処理することにより、除去可能ではないことがあり得る。好ましくは、前記支持層はまた、例えば、塩基性溶液などであり得る前記剥離溶液に耐性を有し得る。前記導電性物質を含む前記最上部層は、エッチング溶液に耐性を有しない可能性があり、したがって、前記エッチング溶液での処理に際して除去され得る。プリントの間、前記ホットメルトインクジェットインク組成物の液滴が、前記基板の前記最上部層上に噴出され、これにより、前記基板の前記最上部層の画像が形成されるように、前記インクジェットプリントヘッド及び前記基板が、互いに相対的に位置されてもよい。プリント後、前記インクが固化して(部分的に)結晶化するように、前記液滴が冷却されてもよい。
前記ホットメルトインクジェットインク組成物の前記画像が前記基板の前記最上部層上に塗布された後、前記基板に酸性エッチング溶液を提供してもよい。好ましくは、前記基板に、前記ホットメルトインクジェットインク組成物が固化した後、前記酸性エッチング溶液を提供してもよい。前記エッチング溶液は、水溶液であってもよい。前記エッチング溶液は、例えば、塩酸などの酸を含んでもよい。前記エッチング溶液は、例えば、過酸化水素などの過酸化物をさらに含んでもよい。前記エッチング溶液は、例えば、などFe(III)Clの金属塩をさらに含んでもよい。前記エッチング溶液はまた、酸及び/又は過酸化物及び/又は金属塩の混合物を含んでもよい。前記基板を前記エッチング溶液で処理する際に、前記ホットメルトインクジェットインク組成物により覆われていない前記最上部層の部分をエッチングして、前記支持層から除去してもよい。前記エッチングレジストホットメルト組成物により保護されているため、前記ホットメルトインクジェットインク組成物により覆われている前記最上部層の部分は、エッチング除去されなくてもよい。よって、支持層及びエッチングレジストホットメルトインクジェット組成物により部分的に覆われている導電性最上部層を含む基板を処理することにより、前記エッチングレジストホットメルト組成物により覆われていない前記最上部層の部分を選択的にエッチング除去し得、一方で、前記エッチングレジストホットメルト組成物により覆われている前記最上部層の部分を、選択的に維持し得る。得られた基板は、前記支持層上に提供された導電性パスを含んでもよい。しかしながら、前記導電性パスは、なお前記エッチングレジストホットメルト組成物により覆われている。
前記最上部層の一部が除去された後、前記エッチングレジストホットメルト組成物を、前記基板から除去してもよい。これは、前記基板に剥離溶液を塗布することによりなされてもよい。前記剥離溶液は、塩基性水溶液であってもよい。前記剥離溶液は、例えば、KOH又はNaOHなどの塩を含んでもよい。前記剥離溶液は、例えば、エタノールアミドなどのアルコキシアミドをさらに含んでもよい。代替的に、前記エッチングレジストホットメルト組成物を、気相内にある剥離溶液を使用して除去してもよい。代替的に、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43を、溶融してもよく、例えば、前記ホットメルトインクジェットインク組成物を前記基板から流出させることなどにより、除去してもよい。
態様において、前記方法は、以下のステップ:
i’.前記ホットメルトインク組成物の画像をスキャンするステップであって、ここで、ステップi’を、ステップi及びiiの間に行うステップ、
をさらに含む。
エッチングすることにより、前記最上部層を前記支持層から永久的に除去してもよい。前記エッチングレジストホットメルトインクジェットインク組成物を、前記基板の所望の位置上に塗布しない場合には、前記エッチングステップは、前記支持層上で前記所望の導電性パスの形成をもたらし得ず、したがって、正常に機能しないPCBをもたらし得る。特に、前記導電性最上部層を含む前記基板は、一般に高価であるので、正常に機能しないPCBの形成を防止することが好ましい。これは、エッチングステップの前に、前記基板上に形成された前記画像をスキャンすることにより達成され得る。スキャンすることにより、前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、前記基板の所望の位置に塗布され、したがって、所望の電気回路が形成され得るかを検証することができる。しかしながら、前記ホットメルト組成物自体が無色である場合には、前記基板上に提供された前記画像をスキャンすることは困難であるか、又は不可能ですらある可能性がある。その場合には、スキャンすることが容易になるように、着色剤を、前記ホットメルトインクジェットインク組成物に添加する。
本発明の側面において、基板が提供され、前記基板は支持層及び該支持層上に提供される最上部層を含み、前記最上部層は、(エッチング溶液を使用して除去可能な)導電性物質を含み、ここで、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物を、前記支持層から離れた前記最上部層側に提供する。
本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像が、前記支持層から離れた前記最上部層側に提供される、前記基板は、上記のPCBを調製するための方法における中間体であってもよい。一般に、これは必須ではないが、前記基板全体を、前記最上部層で覆ってもよい。本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像が、前記支持層から離れた前記最上部層側に提供される、前記基板を、支持層上の導電回路を調製するための、前記上述した方法のステップiにより得てもよい。前記基板は、次いで、前記支持層上に提供された、導電回路の連続的な最上部層を含んでもよく、ここで、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像を、前記支持層から離れた前記最上部層側に提供する。前記基板を適応させて、エッチングプロセスを施してもよく、これは、最終的に支持層上に導電回路の形成をもたらし得る。
前記エッチングプロセスのステップにおいて、前記基板を、酸性エッチング溶液で処理してもよい。これにより、前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像により覆われていない前記最上部層の部分を除去してもよく、ここで、前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像により覆われた前記最上部層の部分、及び前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、基板から除去されない。よって、前記エッチングプロセスのステップの後、前記基板は、支持層上の導電回路を調製する調製物のための中間体に変換されてもよく、前記中間体は、導電性物質を含む最上部層をその上に局所的に提供された支持層を含み、ここで、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、前記支持層上に局所的に提供された前記最上部層の上に提供される。前記最上部層がなお存在する前記基板の位置は、前記基板の前記最上部層上に塗布された前記ホットメルトインクジェットインク組成物の前記画像に対応する。
図1Aは、画像形成装置の略図である。 図1Bは、インクジェットプリントアセンブリを示す。 図2Aは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Bは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Cは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Dは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Eは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Fは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Gは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図2Hは、支持層上の導電回路を調製するための方法を例示する。 図面の詳細な説明 図1Aは、画像形成装置36を示し、ここで、プリントは、ワイドフォーマットインクジェットプリンタを使用して達成する。前記ワイドフォーマット画像形成装置36は、ハウジング26を含み、ここで、例えば、図1Bに示す前記インクジェットプリントアセンブリなどの前記プリントアセンブリが置かれる。前記画像形成装置36はまた、画像受信部材28、30を格納するための格納手段、プリント後の前記画像受信部材28、30を回収する搬送ステーション及びマーキング材料20のための格納手段を含む。図1Aにおいて、前記搬送ステーションは、搬送トレイ32として具現化される。任意に、前記搬送ステーションは、印刷後の前記画像受信部材28、30を加工するための加工手段を、例えば、フォルダ又はパンチャーなどを含んでもよい。前記ワイドフォーマット画像形成装置36は、プリントジョブを受信するための手段、及び任意にプリントジョブを処理するための手段をさらに含む。これらの手段には、ユーザインターフェースユニット24及び/又は制御ユニット34が、例えば、コンピュータなどが含まれてもよい。
画像を、例えば、ロール28、30により供給される紙などの画像受信部材にプリントする。前記ロール28は、前記ロール支持部R1上に支持され、一方で、前記ロール30は、前記ロール支持部R2上に支持される。代替的に、切断シート画像受信部材(cut sheet image receiving member)を、画像受信部材のロール28、30の代わりに使用してもよい。前記ロール28、30から切り離された前記画像受信部材のプリントされたシートは、前記搬送トレイ32に置かれる。
前記プリントアセンブリに使用するためのマーキング材料の各1個は、プリントヘッドにマーキング材料を供給するために、それぞれの該プリントヘッドと流体接続して配置された4つの容器20に格納される。
前記ローカルユーザインターフェースユニット24は、前記プリントエンジンに統合され、ディスプレイユニット及び制御パネルを含んでもよい。代替的に、前記制御パネルを、前記ディスプレイユニットに、例えば、タッチスクリーン制御パネルなどの形態で統合してもよい。前記ローカルユーザインターフェースユニット24は、前記プリント装置36の内部に置かれた制御ユニット34に接続される。前記制御ユニット34は、例えば、コンピュータなどは、コマンドを前記プリントエンジンに送るために適合されたプロセッサを、例えば、前記プリントプロセスを制御するために含む。前記画像形成装置36は、任意にネットワークNに接続されていてもよい。前記ネットワークNへの前記接続を、ケーブル22の形態で図示するものの、前記接続は、ワイヤレスであり得る。前記画像形成装置36は、前記ネットワークを介してプリントジョブを受信してもよい。さらに、任意に、プリントジョブがUSBポートを介して前記プリンタに送信され得るために、前記プリンタの制御装置にこのUSBポートを提供してもよい。
図1Bは、インクジェットプリントアセンブリ3を示す。前記インクジェットプリントアセンブリ3は、画像受信部材2を支持するための支持手段を含む。前記支持手段を、図1Bにプラテンとして示すが、代替的に、前記支持手段は、平坦な表面であってもよい。前記プラテン1は、図1Bに描かれるとおり、回転可能なドラムであり、これは、矢印Aにより示すとおり、その軸の周りを回転できる。前記支持手段に、任意に、前記支持手段について固定された位置に前記画像受信部材を保持するための吸引ホールを提供してもよい。前記インクジェットプリントアセンブリ3は、スキャンプリントキャリッジ5に取り付けられたプリントヘッド4a〜4dを含む。前記スキャンプリントキャリッジ5は、好適なガイド手段6、7によりガイドされて、主要スキャン方向Bに往復移動する。各プリントヘッド4a〜4dは、オリフィス表面9を含み、オリフィス表面9は、少なくとも1つのオリフィス8に提供されている。前記プリントヘッド4a〜4dは、前記画像受信部材2上にマーキング材料の液滴を吐出するように配置されている。前記プラテン1、前記キャリッジ5及び前記プリントヘッド4a〜4dは、好適な制御手段10a、10b及び10cそれぞれにより制御される。
前記画像受信部材2は、織布又はシート形態の媒体であり得、例えば、紙、ボール紙、ラベル用紙(label stock)、コート紙、プラスチック、布地又は例えば、銅などの導電性物質を含む最上部層を含む基板などから構成される。代替的に、前記画像受信部材2はまた、エンドレス又はエンドレスでない、中間部材であってもよい。循環して移動するエンドレス部材の例は、ベルト又はドラムである。前記画像受信部材2は、前記プラテン1により、4つのプリントヘッド4a〜4dに沿って、流体マーキング材料を提供されてサブスキャン方向Aに移動する。
スキャンプリントキャリッジ5は、前記主要スキャン方向Bに前記画像受信部材2をスキャンすることが可能となるように、前記4つのプリントヘッド4a〜4dを担持し、前記プラテン1に平行な前記主要スキャン方向Bに往復移動してもよい。
4つのプリントヘッド4a〜4dのみが、本発明を論証するために描かれている。実際には、用いるプリントヘッドの数は自由でよい。あらゆる場合において、マーキング材料の色毎に、少なくとも1つのプリントヘッド4a〜4dが、前記スキャンプリントキャリッジ5の上に置かれる。例えば、白黒プリンタについては、通常黒色マーキング材料を含む、少なくとも1つのプリントヘッド4a〜4dが存在する。代替的に、白黒プリンタは、黒色画像受信部材2上に塗布される、白色マーキング材料を含んでもよい。多色を含むフルカラープリンタについては、各色について、通常ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローについて、少なくとも1つのプリントヘッド4a〜4dが存在する。しばしば、フルカラープリンタにおいて、黒色マーキング材料は、異なる色のマーキング材料と比較して、より頻繁に使用される。したがって、黒色マーキング材料を含む、より多くのプリントヘッド4a〜4dが、それ以外のあらゆる色のマーキング材料を含むプリントヘッド4a〜4dと比較して、前記スキャンプリントキャリッジ5上に提供されてもよい。代替的に、黒色マーキング材料を含む前記プリントヘッド4a〜4dは、異なる色のマーキング材料を含む前記プリントヘッド4a〜4dのいずれかより大きくてもよい。
前記キャリッジ5は、ガイド手段6、7によりガイドされる。これらのガイド手段6、7は、図1Bに描かれるとおり、ロッドであってもよい。前記ロッドは、好適な動作手段(図示せず)により動作されてもよい。代替的に、前記キャリッジ5を、例えば、前記キャリッジ5を移動させることができるアームなどの他のガイド手段によりガイドしてもよい。別の代替例は、主要スキャン方向Bに前記画像受信材料2を移動することである。
各プリントヘッド4a〜4dは、前記プリントヘッド4a〜4dに提供される液体マーキング材料を含む前記圧力チャンバと流体接続された、少なくとも1つのオリフィス8を有するオリフィス表面9を含む。前記オリフィス表面上で、オリフィス8の数は、サブスキャン方向Aに平行に、単一の直線状アレイに配置される。プリントヘッド4a〜4d毎の8個のオリフィスプレートが、図1Bに描かれているが、実際の態様においては、数百個のオリフィス8が、任意に複数のアレイに配置されて、プリントヘッド4a〜4d毎に提供されてもよい。図1Bに描かれるように、前記それぞれのプリントヘッド4a〜4dを、前記主要スキャン方向Bに一列に位置する。これは、前記主要スキャン方向Bに、画像ドットの列が4個のオリフィス8までを選択的に稼働させることにより形成されてもよいことを意味し、それらの各々は、異なるプリントヘッド4a〜4dの一部である。前記オリフィス8を一列に位置することに対応して、前記プリントヘッド4a〜4dが平行にこのように位置することは、生産性を高めることに及び/又はプリント品質を向上させることに有利である。代替的に、前記それぞれのプリントヘッド4a〜4dが、一列の代わりに交互の配置で位置するように、複数のプリントヘッド4a〜4dを、互いに隣接する前記プリントキャリッジ上に位置してもよい。例えば、これは、プリント解像度を改善するために又は有効プリント領域を拡大するためになされてもよく、これにより、前記主要スキャン方向Bに単一スキャンして対処され得る。前記画像ドットを、前記オリフィス8からマーキング材料の液滴を吐出することにより形成する。
前記マーキング材料の吐出に際し、マーキング材料のいくらかが漏えいして前記プリントヘッド4a〜4dの前記オリフィス表面9上に留まり得る。前記オリフィス表面9上に存在する前記インクは、液滴の前記吐出に及び前記画像受信部材2上でのこれらの液滴の配置に、悪影響をもたらし得る。したがって、前記オリフィス表面9上から余剰のインクを除去することが有利であり得る。前記余剰のインクを、例えば、ワイパーで拭き取ることにより及び/又は例えば、被覆により提供される、前記表面の好適な耐ぬれ特性の適用などにより、除去してもよい。
図2Aは、支持層41及び前記支持層上に提供された最上部層42を含む基板40を示す。前記最上部層42は、導電性物質を含む。例えば、前記最上部層42は、例えば、銅などの金属の被覆であってもよい。前記支持層41は、あらゆる好適な物質製であってよい。前記支持層は、前記エッチングプロセスに使用される前記エッチング溶液に耐性を有する。
図2Bは、局所的にホットメルトインクジェットインク組成物の液滴が、前記基板40の前記最上部層42上に塗布された、前記基板40を示す。前記ホットメルトインクジェットインク組成物43は、エッチングレジストホットメルト組成物である。前記ホットメルトインクジェットインク組成物43の液滴を、例えば、図1A〜1Bを参照して説明したインクジェットプリンタを使用して、インクジェットプリントにより前記基板40の前記最上部層42上に塗布してもよい。その後前記最上部層42の所定の部分を除去してもよいように、前記液滴を、前記基板40の所定の位置上に塗布してもよい。
図2Cは、貯蔵器44中に位置する、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43の液滴を提供された前記基板40を示す。前記貯蔵器44は、エッチャントを含むエッチング溶液で充填され、前記エッチャントは、構成成分45として図示される。前記貯蔵器は、前記エッチャント45で完全に充填されていてもよく、又は前記エッチャント45を含む溶液で部分的に充填されていてもよい。前記ホットメルトインクジェットインク組成物43を部分的に提供された、少なくとも前記基板の前記最上部層42がエッチング溶液と接触するように、前記基板は位置されなければならない。前記エッチャント45を含む前記溶液は、液体であってもよい。代替的に、エッチャントは、気相中で提供されてもよい。
図2Dは、図2Cのように、エッチャント45を含むエッチング溶液で充填された貯蔵器44に位置する、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43の前記液滴が提供された前記基板40を示す。図2Cにおいては、前記基板40が前記エッチング溶液と比較的短時間接触し、前記最上部層がなお存在する一方で、図2Dにおいては、前記基板40は、より長時間貯蔵器44の中にあり、これにより、前記最上部層42は、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43により覆われていない前記基板40の部分から除去される。
いったん前記最上部層42が、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43により覆われていない位置上の基板から除去された場合には、前記基板40を、前記エッチャント45の前記溶液を含む前記貯蔵器44から除去してもよい。いったん前記貯蔵器44から除去された場合には、任意に、前記基板を好適なすすぎ溶液(rinsing solution)ですすいでもよい。図2Eは、前記貯蔵器44から除去された前記基板40を示す。
図2Fは、前記基板40を示し、前記基板は、前記最上部層42を局所的に含み、前記最上部層は、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43で覆われている。前記基板は、図2Fに描かれるように、第二貯蔵器47の中に位置され、前記第二貯蔵器47は、剥離溶液を含む。図2Fに描かれるように、前記剥離溶液は、剥離構成成分46を含む溶液である。前記剥離構成成分46は、例えば、NaOH又はKOHなどのアルカリ塩であってもよい。しかしながら、前記剥離溶液は、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43を除去するのに好適な、あらゆる溶液であってもよい。好ましくは、前記剥離溶液は、前記基板40の前記最上部層42及び前記支持層41の物質に対して不活性である。前記貯蔵器47を、前記剥離構成成分46を含む前記溶液で、完全に充填してもよく、又は前記剥離構成成分46を含む前記溶液で、部分的に充填してもよい。前記基板を、部分的に前記ホットメルトインクジェットインク組成物43を提供された、前記基板の前記最上部層42が、前記剥離溶液と接触するように位置しなければならない。前記剥離溶液は、液体であってもよい。代替的に、剥離構成成分46を、気相中で提供してもよい。
図2Gは、図2Fのように、剥離構成成分46を含む剥離溶液で充填された貯蔵器47に位置する、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43の前記液滴が提供された前記基板40を示す。図2Fにおいて、前記基板40が前記剥離溶液と比較的短時間接触し、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43が前記最上部層42上になお存在する一方で、図2Dにおいては、前記ホットメルトインクジェットインク組成物43は除去されるように、前記基板40は、より長時間貯蔵器47の中にある。
前記ホットメルトインクジェットインク組成物43が、前記基板40から除去された後、前記基板40を、前記貯蔵器47から取り出してもよい。任意に、前記基板を、好適なすすぎ溶液(図示せず)ですすいでもよい。
図2Hは、前記支持層41を含み、最上部層42を局所的に含む、前記基板を示し、前記最上部層42は、導電性物質を含む。前記基板40上に塗布された導電性物質の領域は、導電回路を形成してもよい。前記基板は、図2Hに示すように、PCBとしての役割を担い得る。
実験及び例
材料
特に明記しない限り、全ての化学品を受領したとおり使用した。プリントは、Oce Colorwave 600プリンタを使用してなされた。受け取り媒体として、基板を使用し、前記基板は支持層を含むものであり、ここで、前記支持層の両面には、0.2mmの厚みを有する銅層が塗布されたものであった。
方法
エッチング
上に画像がプリントされた画像を提供した基板を、エッチング溶液を含む貯蔵器内に置いた。前記基板を、前記エッチング溶液中に完全に浸した。エッチング溶液として、塩化銅の水溶液を使用した。前記エッチング溶液は、50℃の温度であった。前記基板を、前記エッチング溶液中に6分間浸した。前記基板を、前記エッチング溶液中に6分間浸した後、前記基板を前記貯蔵器から取り出して水ですすいだ。前記プリントされた基板を水ですすいだ後に前記基板上に存在する前記画像を、前記プリントされた基板をエッチングする前のプリントと比較した。80%より少ない、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、エッチングプロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の前記エッチング耐性が乏しいと見なされた。80〜95%の、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、前記エッチングプロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の前記エッチング耐性が中等度であると見なされた。95%より多い、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、前記エッチングプロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の前記エッチング耐性が良好であると見なされた。
剥離
ホットメルト組成物の画像を、Oce Colorwave 600プリンタを使用したプリントにより前記基板上に塗布した。ホットメルト組成物の画像を提供した前記基板を、剥離溶液を含む貯蔵器内に置いた。剥離溶液として、KOHの水溶液(0.5M)を使用した。前記剥離溶液は、52℃の温度であった。前記基板を、前記剥離溶液中に3分間浸した。前記基板を、前記剥離溶液中に3分間浸した後、前記基板を前記貯蔵器から取り出して水ですすいだ。前記プリントされた基板を水ですすいだ後に前記基板上に存在する前記画像を、前記プリントされた基板を剥離する前のプリントされた画像と比較した。
20%より多い、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、剥離プロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の剥離能(stripping ability)が乏しいと見なされた。20〜5%の、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、前記剥離プロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の前記剥離能が中等度であると見なされた。5%より少ない、プリントにより前記基板上に塗布された前記ホットメルト組成物が、前記剥離プロセス後に前記基板上になお存在した場合には、前記ホットメルト組成物の前記剥離能が良好であると見なされた。
製造例1
エッチングレジストホットメルトインクジェットインク組成物の調製
ホットメルトインク組成物を、50グラムの化合物4(Foral AX−E、Eastman)、45グラムの化合物22(ここで、Rは、(CHであり、R=R’=OCであり、前記OC置換基は、前記芳香環のパラ位に存在する(EP1221467も参照))、1グラムのN,N’−ビス(3−メトキシプロピル)ドデカンジアミン(US6,685,953 B1から化合物M)、3グラムのステアロン(Pfalz&Bauer)及び1グラムのスーダンブルー(SB35、Sigma Aldrich)を、容器中で混ぜ合わせて、150℃まで前記混合物を加熱し、混合することにより調製した。前記混合物を、全ての物質が溶融するまで撹拌した。得られた流体を、0.1〜0.4μmの範囲の孔を有するフィルタによりろ過した。全ての成分を溶融混合した後、前記得られたホットメルトインクジェットインク組成物を、10cmの直径を有する円筒形に形成し、前記組成物を冷却して、その後、前記インク組成物を固化させて、インク組成物40を得た。
比較製造例
比較製造例1
比較例として、Oceからの黒色トナーパールを使用した。この比較例を、CE 1という。
エッチング例及び比較エッチング例
第一比較実験において、Oce Colorwave 600を使用して画像を基板に提供することにより、プリントした。前記基板をエッチングした。前記基板上にプリントした前記ホットメルト組成物40の画像を、エッチング耐性の観点で、ホットメルト組成物CE 1でプリントされたものと比較した。結果を表3に示す。

Figure 2015509996

本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(40)は、良好なエッチング耐性を示した。前記比較例の前記ホットメルトインク組成物(CE 1)は、中等度のエッチング耐性を示した。これは、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(40)が、試験条件下で、前記エッチング溶液により前記基板から除去されないか、又はほとんど除去されないことを意味する。前記比較例の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(CE 1)は、前記ホットメルト組成物(40)より少ない程度で前記最上部層の領域を保護し得る。よって、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、前記エッチング溶液から保護すべき前記基板の前記最上部層の所望の領域を保護し得る。
剥離例及び比較剥離例
支持層上の導電回路を調製するためのプロセスにおいてエッチングレジストとして好適なホットメルト組成物について、前記ホットメルト組成物は、エッチング耐性及び剥離能を有しなければならない。第二比較実験において、前記Oce Colorwave 600を使用してプリントしたものを、剥離した。前記基板上にプリントされた前記ホットメルト組成物40の画像を、剥離能の観点で、ホットメルト組成物CE 1でプリントされたものと比較した。結果を表4に示す。

Figure 2015509996

本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(40)は、良好な剥離能を示すが、一方で、前記比較例の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(CE 1)は、乏しい剥離能を示す。これは、本発明の前記ホットメルトインクジェットインク組成物(40)が、剥離浴中で前記基板から容易に除去され得るのに対して、比較例では剥離浴中で前記基板から除去することが困難であることを意味する。
前記導電性最上部層の所望の部分をエッチング浴中で除去した後、前記エッチングレジスト組成物を、前記基板から除去しなければならない。
このように、本発明の前記ホットメルト組成物(40)は、前記比較例の前記ホットメルトインク組成物(CE 1)より、エッチングレジストとして使用するのに適している。
本発明の詳細な態様を、本明細書において開示する;しかしながら、前記開示した態様は、種々の形態で具現化されることができる、本発明の単なる典型例であることが理解される。したがって、本明細書において開示される特定の構造的及び機能的詳細を、限定するものとして解釈されてはならず、単なる、特許請求の範囲の根拠として、及び事実上あらゆる適切で詳細な構造において、本発明を種々に用いることを当業者に教示するための代表的な根拠として、解釈されなければならない。特に、別の従属請求項に提示され、記載される特徴を、組み合わせて適用してもよく、かかる請求項のあらゆる有利な組み合わせを、本明細書により開示する。
さらに、本明細書で使用される用語及び句は、限定することを意図するものではなく;むしろ本発明の理解を助ける説明を提供することを意図する。本明細書で使用される用語「1つ」又は「1つ」(“a” or “an”)は、1つ又は1つより多いものとして定義される。本明細書で使用される用語、複数とは、2つ又は2つより多いものとして定義される。本明細書で使用される用語、他のとは、少なくとも第二又は第三以上を意味する。本明細書で使用される用語、含む及び/又は有するとは、含む(すなわち、開放用語)として定義される。本明細書で使用される用語、連結されるとは、必ずしも直接ではないが、接続されるものとして定義される。
本発明をこのように説明することにより、同様のことを多くの方法で変形させてもよいことは明らかであろう。かかる変形は、本発明の主旨及び範囲から離れるものとしてみなされてはならず、当業者には明らかであろう全てのかかる変更は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図する。

Claims (12)

  1. ホットメルトインクジェットインク組成物であって、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、室温で固体であり、上昇された温度で液体であり、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、酸性樹脂及び結晶性物質を含む、ホットメルトインクジェットインク組成物。
  2. 前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、インクジェットプリンタにより噴出されるのに適し、前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、酸性エッチング溶液に耐性を有し、前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、受け取り媒体上に塗布された後に、少なくとも部分的に結晶化する、請求項1に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  3. 前記酸性樹脂が、酸性ロジン系樹脂である、請求項1に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  4. 前記結晶性物質が、単量体化合物を含む、請求項1又は2に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  5. 前記結晶性物質が、芳香族性末端基を含むエステル化合物を含む、請求項4に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  6. 前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、ゲル化剤をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  7. 前記ホットメルトインクジェットインク組成物が、着色剤をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のホットメルトインクジェットインク組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のホットメルトインクジェットインク組成物を調製するための方法であって、前記方法は、以下のステップ:
    ○ 酸性樹脂を提供するステップ;
    ○ 結晶性物質を提供するステップ;
    ○ 前記酸性樹脂及び前記結晶性物質を溶融混合するステップ、
    を含む、方法。
  9. ホットメルトインクジェットインク組成物のエッチングレジストとしての使用であって、前記ホットメルトインクジェットインク組成物は、室温で固体であり、上昇された温度で液体である、使用。
  10. 支持層上の導電回路を調製するための方法であって、前記方法は、以下:
    i.請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記ホットメルトインクジェットインク組成物の画像を、受け取り媒体上にインクジェットプリントすることであって、前記受け取り媒体は、支持層上に導電性物質の最上部層を含むこと;
    ii.酸性エッチング溶液で前記基板を処理し、これにより前記ホットメルトインク組成物により覆われていない前記最上部層の部分を除去すること;
    iii.前記ホットメルトインク組成物を、剥離溶液を使用して除去すること、
    を含む、方法。
  11. 請求項10に記載の方法であって、前記方法は、以下のステップ:
    i’.前記ホットメルトインク組成物の画像をスキャンするステップであって、ここで、ステップi’を、ステップi及びiiの間に行うステップ、
    をさらに含む、方法。
  12. 支持層及び該支持層上に提供される最上部層を含む基板であって、前記最上部層は、導電性物質を含み、ここで、請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記ホットメルトインクジェットインク組成物を、前記支持層から離れた前記最上部層側に提供する、前記基板。
JP2014550687A 2012-01-06 2012-12-28 ホットメルトインク組成物、ホットメルトインク組成物を調製するための方法及びその使用 Pending JP2015509996A (ja)

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