JP6593512B2 - 絶縁膜 - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン蓄電池などの二次電池の絶縁部分や電子部品の絶縁部分に好適に用いられる光硬化性インクジェットインク(本発明において、単に「インク組成物」ともいう。)に関する。更に詳しくは、本発明は、正極活物質を塗着した集電体、負極活物質を塗着した集電体、およびセパレータを有する二次電池の製造や電磁波シールドケースや電磁波シールド材の製造に適したインク組成物に関する。
近年、ノートパソコンやダブレット端末およびスマートフォンなど、多くの携帯電子機器が普及しており、小型化、薄型化、軽量化に伴い、更なる高機能化が要求されている。そのため、小さく薄く軽量で高機能の二次電池や、電子部品から発生する電磁波を遮蔽できるような電磁波シールド材が求められている。
例えば、二次電池では、渦巻状の巻回体電極群を角型や円筒型の電池ケースなどに収めた構造をとるものがあるが、薄型化には限界がある。そこで、巻回体ではなく、折り畳み構造や積層構造を用いた電池も製造されている。
特に、積層体電極群をアルミラミネートで封じた構造である電池は軽量化の点で非常に有効である。しかし、ラミネート時の圧力で積層体電極群にずれやしわが発生すると、短絡や機能低下を引き起こす可能性がある。アルミラミネート以外の外装であっても、長期使用により積層体電極群に、ずれや厚みの不均一が生じないようにする必要がある。
この問題を解決するために、高分子フィルムを接着剤で集電体の一部に貼り付けて位置ずれを防止する方法が提案されている(例えば特許文献1を参照)。しかしながら、この方法では、高分子フィルムを切断して一部だけ利用するので、無駄が生じてしまう上、フィルムの貼り付けは生産性が低い。
また、セパレータの端部に絶縁性樹脂を塗布、硬化させる方法も提案されている(例えば特許文献2を参照)。しかしながら、この方法では、セパレータ上に正極および負極活物質を縁取るように樹脂を塗布する必要があり、塗布が難しい。
また、基材との密着性を確保するために、リン酸基などの極性基を含むインク組成が提案されている(例えば特許文献3及び4を参照)。しかしながら、この技術を二次電池の製造用の光硬化性組成物に用いる場合、電解液耐性を低下させることが分かっている。
また、例えば、電子部品から発生する電磁波を遮蔽するために、フレキシブルプリント配線板(以下FPCと呼ぶ)などの複雑な回路を電磁波シールドケースで覆ったり、電磁波シールド材上に回路を作製する方法が行われている。
しかし、一般的な電磁波シールドケースや電磁波シールド材では電磁波遮蔽部のFPCとの間の電気絶縁性が確保できないため、電磁波シールド性と電気絶縁性を両立させることが困難である。
これまで、この問題を解決するために、銅などの金属基板に樹脂を熱融着させたり、金属基板に樹脂テープを貼り合わせることで対応されてきた(例えば特許文献5及び6を参照)。しかし、熱融着は高熱で樹脂を溶解させながら形成する必要があるため、操作が煩雑となる。また、樹脂テープの貼り合わせは手作業で行われるため、多くの手間がかかるのが問題であった。そのため、これらの工程を削減できるような金属基板上に印刷法で形成できる絶縁膜が必要とされている。
特表2004−509443号公報 特開2009−266467号公報 特開2008−189850号公報 特開2012−162615号公報 特開2014−156100号公報 特開2014−112576号公報
インクジェット印刷法を用いることにより、金属集電体をはじめとする金属基材上にインク組成物を塗布、硬化させることで効率的に絶縁樹脂膜を作製することが出来る。しかしながら、インクジェット印刷法で塗布することができる従来の光硬化性組成物では、電解液耐性と金属集電体に対する密着性を両立させることが出来なかった。また、プレス成形加工時に用いられる潤滑油を洗浄する際に使用される洗浄剤に対する耐性と金属基材に対する密着性を両立させることが出来なかった。
上記の状況の下、本発明の目的は、二次電池の金属集電体上にインクジェット印刷し、光硬化させることで、電解液に対する耐性および金属集電体に対する密着性を持つ絶縁性樹脂膜を形成することができるインク組成物、また、電磁波シールド材の金属基材上にインクジェット印刷し、光硬化させることで、洗浄剤に対する耐性および金属基材に対する密着性を有する絶縁性樹脂膜を形成することができるインク組成物を提供することにある。
本発明者等は、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)、1分子中に1〜3個のアクリロイル基を有しかつ−(CH−CH−O)−(n3)構造を有さない(A)以外の反応性化合物(B)、光重合開始剤(C)としてベンジルケタール系化合物およびα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1つを含む
インク組成物であって、反応性化合物(B)の総量100重量部に対し、リン酸エステル基を有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の添加量が0.01〜5.5重量部である光硬化性組成物が、二次電池に用いられる電解液に対する耐性が高く、アルミニウム等の金属集電体に対する密着性が高く、二次電池に用いる絶縁性樹脂として有用であり、更に、電磁波シールド材のプレス成形加工時に用いられる潤滑油を洗浄する際に使用される洗浄剤に対する耐性と金属基板に対する密着性が高く、電磁波シールド材の金属基材上に印刷で形成できるような絶縁性樹脂として有用であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
すなわち本発明は、以下の項を含む。
[1]一般式(1−1)および(1−2)で表されるリン酸エステルを有する化合物から選ばれる少なくとも1つである(メタ)アクリレートモノマー(A)、1分子中に1〜3個のアクリロイル基を有しかつ−(CH−CH−O)−(n3)構造を有さない(A)以外の反応性化合物(B)、光重合開始剤(C)としてベンジルケタール系化合物およびα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1つを含むインク組成物であって、反応性化合物(B)の総量100重量部に対し、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の添加量が0.01〜5.5重量部である光硬化性インクジェットインク。

Figure 0006593512

Figure 0006593512

(一般式(1-1)および(1−2)中、Rはそれぞれ独立して水素またはメチルである。)。
[2]反応性化合物(B)が、反応性化合物(B)の総量を100重量%としたとき、3官能(メタ)アクリレート化合物0〜80重量%、2官能(メタ)アクリレート化合物10〜100重量%、および単官能(メタ)アクリレート化合物0〜60重量%含有する、[1]に記載の光硬化インクジェットインク。
[3]前記反応性化合物(B)が、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビスフェノールF EO変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートおよびベンジルメタクリレートから選ばれる少なくとも1つである、[1]または[2]に記載の光硬化性インクジェットインク。
[4]前記光重合開始剤(C)が、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、および2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−1−プロパノンから選ばれる少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光硬化性インクジェットインク。
[5]反応性化合物(B)が、反応性化合物(B)の総量を100重量%としたとき、3官能(メタ)アクリレート化合物0〜80重量%、2官能(メタ)アクリレート化合物10〜100重量%、および単官能(メタ)アクリレート化合物0〜40重量%含有する、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光硬化インクジェットインク。
[6][1]〜[5]のいずれか1項に記載の光硬化性インクジェットインクを硬化させて得られる硬化膜。
[7][6]に記載の硬化膜を用いた電子部品用の絶縁膜。
[8][6]に記載の硬化膜を用いた金属基材上に形成される電子部品用の絶縁膜。
[9][6]に記載の絶縁膜を用いた電磁波シールド材用の絶縁膜。
[10][9]に記載の絶縁膜を用いた電磁波シールド材。
[11][6]に記載の硬化膜を用いた電池用の絶縁膜。
[12][11]に記載の絶縁膜を用いた電池用部材。
[13][12]に記載の電池用部材を有する二次電池。
本発明の光硬化性インクジェットインクを用いることで、金属に対する密着性の高い絶縁膜を印刷法にて形成でき、特に、2次電池を製造する場合は、金属集電体上に電解液耐性の高い絶縁膜を形成することができる。また、電磁波シールド材の金属基材上においても、洗浄剤に対して高い耐性を有する絶縁膜を形成することができる。
[1.本発明の光硬化性インクジェットインク]
本発明の光硬化性インクジェットインクは、一般式(1−1)および(1−2)で表されるリン酸エステルを有する化合物から選ばれる少なくとも1つである(メタ)アクリレートモノマー(A)、1分子中に1〜3個のアクリロイル基を有しかつ−(CH−CH−O)−(n3)構造を有さない(A)以外の反応性化合物(B)、光重合開始剤(C)としてベンジルケタール系化合物およびα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1つを含む光硬化性インクジェットインク(以降、インク組成物ということがある)であって、反応性化合物(B)の総量100重量部に対し、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の添加量が0.01〜5.5重量部であるインク組成物である。

Figure 0006593512

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(一般式(1-1)および(1−2)中、Rはそれぞれ独立して水素またはメチルである。)
また、本発明のインク組成物は無色であっても有色であってもよい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両者又は一方を示すために用いられる。また、「(メタ)アクリロイル基」はアクリロイル基とメタクリロイル基の両方又は一方を示すために用いられる。
また、本発明のインク組成物は、重合禁止剤、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)以外の光重合性化合物、熱硬化性化合物などを含むことができる。
以下、上記各成分について説明する。
[1.1.リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)]
本発明のリン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)は、一般式(1−1)または(1−2)で表されるリン酸エステルを有する化合物から選ばれる少なくとも1つである。一般式(1−1)および(1−2)で示されるリン酸エステルを有する化合物を併用してもよい。

Figure 0006593512

Figure 0006593512
一般式(1-1)および(1−2)中、Rはそれぞれ独立して水素またはメチルである。
リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)は合成品でも市販品でもよく、市販品としてはライトエステルP−1M、ライトエステルP−2M、ライトアクリレートP−1A(いずれも商品名;共栄社化学(株))、EBECRYL168(商品名;ダイセル・オルネクス(株))が挙げられる。
本発明のインク組成物におけるリン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の含有量が反応性化合物(B)の総量100重量部に対し0.01〜5.5重量部であると、本発明のインク組成物より形成される硬化膜の電解液耐性及び金属集電体に対する密着性が高く、また、洗浄剤耐性及び金属基材に対する密着性が高いので好ましく、より好ましくは、0.01〜3.5重量部であり、さらに好ましくは0.01〜2.5重量部である。
[1.2.1分子中に1〜3個のアクリロイル基を有しかつ−(CH−CH−O)−(n3)構造を有さないリン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)以外の反応性化合物(B)]
本発明のリン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)以外の反応性化合物(B)は、1分子中のアクリロイル基の数が1〜3個であると金属集電体をはじめとする金属基板に対する密着性が高く、−(CH−CH−O)−(n3)構造を有さないとアルキレンカーボネートなどの電池用電解液やハイドロクロロフルオロカーボンなどの洗浄剤に対する耐性が高いため好ましい。
本発明の反応性化合物(B)は、(B)の総量100重量%において、3官能(メタ)アクリレート化合物0〜80重量%、2官能(メタ)アクリレート化合物10〜100重量%、単官能(メタ)アクリレート化合物0〜60重量%含有の場合は、硬化膜の洗浄剤耐性及び金属基材に対する密着性が高いため、電磁波シールド材向け絶縁膜として好ましい。また、(B)の総量100重量%において、3官能(メタ)アクリレート化合物0〜80重量%、2官能(メタ)アクリレート化合物10〜100重量%、単官能(メタ)アクリレート化合物0〜40重量%含有の場合は、硬化膜の電解液耐性及び金属集電体に対する密着性が高いため、電池向け絶縁膜として好ましい。
本発明の反応性化合物(B)の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビスフェノールF EO変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、およびベンジルメタクリレートが挙げられる。
[1.3.光重合開始剤(C)]
本発明のインク組成物は、光重合開始剤(C)を含む。光重合開始剤(C)は、紫外線あるいは可視光線の照射によりラジカルを発生することのできる化合物である事が好ましい、さらにベンジルケタール系化合物またはα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物が光硬化性、得られる硬化膜の金属集電体をはじめとする金属基材に対する密着性および電解液耐性、洗浄剤耐性が両立できる観点から好ましい。
ベンジルケタール系化合物の具体例としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノンを挙げることができ、α−ヒドロキシアセトフェノン系化合物の具体例としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−1−プロパノンを挙げることができる。
光重合開始剤(C)は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
光重合開始剤(C)の含有量が、インク組成物の全重量に対して3〜20重量%であると、紫外線に対する光硬化性が優れ、かつ、得られる硬化膜の金属箔をはじめとする金属基材に対する密着性が高いため好ましく、より好ましくは5〜15重量%であり、さらに好ましくは7〜15重量%である。
[1.4.重合禁止剤]
本発明のインク組成物は、保存安定性を向上させるために重合禁止剤を含有してもよい。重合禁止剤の具体例としては、4−メトキシフェノール、ヒドロキノン、ヒンダートアミンおよびフェノチアジンを挙げることができる。
本発明のインク組成物に用いられる重合禁止剤は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
重合禁止剤の含有量が、インク組成物の全重量に対して0.01〜1重量%であると、長期の保存においても粘度の増加が小さいために好ましく、光硬化性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.01〜0.5重量%であり、さらに好ましくは0.01〜0.2重量%である。
[1.5.熱硬化性化合物]
本発明のインク組成物は、熱硬化性化合物を含んでもよい。本発明において、熱硬化性化合物とは熱硬化させることが可能な官能基を有する化合物であれば特に限定されず、ビスマレイミド、フェノール樹脂、またはフェノール性水酸基を含有する樹脂、メラミン樹脂、エポキシ化合物などが挙げられる。
本発明のインク組成物に用いられる熱硬化性化合物は、1種でも、2種以上の混合物でもよい。
熱硬化性化合物の含有量が、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)以外の反応性化合物(B)の総量100重量部に対して2〜50重量部であると、得られる硬化膜の耐熱性が向上するので好ましく、より好ましくは5〜30重量部であり、さらに好ましくは10〜20重量部である。
[1.5.1 ビスマレイミド]
ビスマレイミドとしては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。下記一般式(1)で表されるビスマレイミドは、例えばジアミンとマレイン酸無水物とを反応させて得られる化合物である。

Figure 0006593512
式(1)中、R10およびR12はそれぞれ独立に水素またはメチルであり、R11は下記一般式(2)で表される二価の基である。

Figure 0006593512
式(2)中、R13およびR14はそれぞれ独立に、連続しない任意のメチレンが酸素で置き換えられてもよい炭素数1〜18のアルキレン、置換基を有してもよい芳香環を有する二価の基、または置換基を有してもよいシクロアルキレンである。前記芳香環およびシクロアルキレンにおける置換基としては、例えば、カルボキシル、ヒドロキシル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシが挙げられる。得られる硬化膜の耐熱性が高い点で、R13およびR14はそれぞれ独立に下記何れかの式で表される二価の基であることが好ましい。

Figure 0006593512
式(2)中、Xは下記何れかの式で表される二価の基である。

Figure 0006593512
ビスマレイミドは1種でも、2種以上の混合物でもよい。
[1.5.2 フェノール樹脂、またはフェノール性水酸基を含有する樹脂]
フェノール樹脂としては、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物とアルデヒド類との縮合反応により得られるノボラック樹脂が好ましく用いられ、フェノール性水酸基を含有する樹脂としては、ビニルフェノールの単独重合体(水素添加物を含む)、および、ビニルフェノールとこれと共重合可能な化合物とのビニルフェノール系共重合体(水素添加物を含む)などが好ましく用いられる。
フェノール性水酸基を有する芳香族化合物の具体例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、o−キシレノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、p−フェニルフェノール、レゾルシノール、ホドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、テルペン骨格含有ジフェノール、没食子酸、没食子酸エステル、α−ナフトールおよびβ−ナフトールが挙げられる。
アルデヒド類の具体例としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フラフラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられる。
ビニルフェノールと共重合可能な化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸又はその誘導体、スチレン又はその誘導体、無水マレイン酸、酢酸ビニルおよびアクリロニトリルが挙げられる。
フェノール樹脂の具体例としては、レヂトップPSM−6200(商品名;群栄化学(株))、ショウノールBRG−555(商品名;昭和電工(株))、フェノール性水酸基を含有する樹脂の具体的な例としては、マルカリンカーM S−2G、マルカリンカーCST70およびマルカリンカーPHM−C(いずれも商品名;丸善石油化学(株))が挙げられる。
本発明のインク組成物に用いられるフェノール樹脂、またはフェノール性水酸基を含有する樹脂は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
[1.5.3 メラミン樹脂]
メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドとの重縮合により製造された樹脂であれば特に限定されず、メチロールメラミン、エーテル化メチロールメラミン、ベンゾグアナミン、メチロールベンゾグアナミン、エーテル化メチロールベンゾグアナミン、およびそれらの縮合物などが挙げられる。これらの中でも、得られる硬化膜の耐薬品性が良好である点で、エーテル化メチロールメラミンが好ましい。
メラミン樹脂の具体例としては、ニカラックMW−30、MW−30HM、MW−390、MW−100LM、MX−750LM(いずれも商品名;三和ケミカル(株))が挙げられる。メラミン樹脂は1種でも、2種以上の混合物でもよい。
[1.5.4 エポキシ化合物]
本発明のインク組成物は、得られる硬化膜等の強度を向上させるために、エポキシ化合物を含有してもよい。
前記エポキシ化合物は、1分子中に少なくとも1つの下記式(3−1)または式(3−2)で表される構造を有する化合物であれば、特に限定されない。

Figure 0006593512
エポキシ化合物の具体例は、ノボラック型(フェノールノボラック型およびクレゾールノボラック型)、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、トリスフェノールメタン型、水添ビスフェノールA型、水添ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、テトラフェニロールエタン型、ビキシレノール型、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式および複素環式エポキシ樹脂、ならびに、ジシクロペンタジエン骨格やナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂であり、好ましくはノボラック型、ビスフェノールA型またはビスフェノールF型またはトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂である。
エポキシ化合物としては公知の方法で製造したエポキシ樹脂を用いてもよいし、また市販品を用いてもよい。
市販品の例としては、jER828、同834、同1001、同1004(いずれも商品名:三菱化学(株)製)、エピクロン840、同850、同1050、同2055、(いずれも商品名:DIC(株))、エポトートYD−011、同YD−013、同YD−127、同YD−128(いずれも商品名:新日鐵化学(株))、D.E.R.317、同331、同661、同664(いずれも商品名:ダウ・ケミカル日本(株))、アラルダイト6071、同6084、同GY250、同GY260(いずれも商品名:ハンツマン・ジャパン(株))、スミ−エポキシESA−011、同ESA−014、同ELA−115、同ELA−128(いずれも商品名:住友化学工業(株))、A.E.R.330、同331、同661、同664(いずれも商品名:旭化成イーマテリアルズ(株))等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;
jER152、154(いずれも商品名:三菱化学(株))、D.E.R.431、同438(いずれも商品名:ダウ・ケミカル日本(株))、エピクロンN−730、同N−770、同N−865(いずれも商品名:DIC(株))、エポトートYDCN−701、同YDCN−704(いずれも商品名:新日鐵化学(株))、アラルダイトECN1235、同ECN1273、同ECN1299(いずれも商品名:ハンツマン・ジャパン(株))、XPY307、EPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306(いずれも商品名:日本化薬(株))、スミ−エポキシESCN−195X、同ESCN−220(いずれも商品名:住友化学工業(株))、A.E.R.ECN−235、同ECN−299(いずれも商品名:旭化成イーマテリアルズ(株))等のノボラック型エポキシ樹脂;
エピクロン830(商品名:DIC(株))、jER807(商品名:三菱化学(株))、エポトートYDF−170(商品名:新日鐵化学(株))、YDF−175、YDF−2001、YDF−2004、アラルダイトXPY306(いずれも商品名:ハンツマン・ジャパン(株))等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;
エポトートST−2004、同ST−2007、同ST−3000(いずれも商品名:新日鐵化学(株))等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;
セロキサイド2021P(商品名:(株)ダイセル)、アラルダイトCY175、同CY179(いずれも商品名:ハンツマン・ジャパン(株))等の脂環式エポキシ樹脂;
YL−6056、YX−4000、YL−6121(いずれも商品名:三菱化学(株)製)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂またはそれらの混合物;
EBPS−200(商品名:日本化薬(株))、EPX−30(商品名:(株)ADEKA)、EXA−1514(商品名:DIC(株))等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;
jER157S(商品名:三菱化学(株))等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;
YL−931(商品名:三菱化学(株))、アラルダイト163(商品名:ハンツマン・ジャパン(株))等のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;
アラルダイトPT810(商品名:ハンツマン・ジャパン(株))、TEPIC(商品名:日産化学工業(株))等の複素環式エポキシ樹脂;
HP−4032、EXA−4750、EXA−4700(いずれも商品名:DIC(株))等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;
HP−7200、HP−7200H、HP−7200HH(いずれも商品名:DIC(株))等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;
テクモアVG3101L(商品名:三井化学(株))、YL−933(商品名:三菱化学(株))、EPPN−501、EPPN−502(いずれも商品名:日本化薬(株))等のトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂が挙げられる。
これらの中でも、jER828、同834、同1001、同1004(いずれも商品名:三菱化学(株))、TECHMORE VG3101L(商品名:(株)プリンテック)、EPPN−501、EPPN−502(いずれも商品名:日本化薬(株))を用いると、密着性が高い硬化膜等が得られるため好ましい。
本発明のインク組成物に用いられうるエポキシ樹脂は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
[2.1.本発明のインク組成物の粘度]
本発明のインク組成物の、E型粘度計で測定した25℃における粘度は1〜50mPa・sであると、本発明のインク組成物をインクジェット法で塗布する場合に、吐出性が良好となる。25℃における本発明のインクの粘度は、より好ましくは2〜40mPa・sであり、さらに好ましくは4〜30mPa・sである。
[2.2.本発明のインク組成物の調製方法]
本発明のインク組成物は、原料となる各成分を公知の方法により混合することで調製することができる。
特に、本発明のインク組成物は、前記(A)〜(C)成分ならびに必要に応じて界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、重合禁止剤、熱反応性化合物および熱重合開始剤等を混合し、得られた溶液を例えば超高分子量ポリエチレン(UPE)製のメンブレンフィルターを用いてろ過して脱気することにより調製されることが好ましい。このようにして調製されたインク組成物は、インクジェット法による塗布時の吐出性に優れる。
[2.3.本発明のインク組成物の保存]
本発明のインク組成物は、5〜30℃で保存すると保存中の粘度増加が小さく、保存安定性が良好となる。
[2.4.インクジェット法によるインク組成物の塗布]
本発明のインク組成物は、公知のインクジェット法を用いて塗布することができる。インクジェット法としては、例えば、インクに力学的エネルギーを作用させてインクをインクジェットヘッドから吐出させるピエゾ方式、およびインクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出させるサーマル方式が挙げられる。
本発明のインク組成物を用いて塗布を行う際に用いる好ましい塗布装置としては、例えば、インク組成物が収容されるインク収容部を有するインクジェットヘッド内のインク組成物に、塗布信号に対応したエネルギーを与え、前記エネルギーによりインク液滴を発生させながら、前記塗布信号に対応した塗布(描画)を行う装置が挙げられる。
前記インクジェット塗布装置は、インクジェットヘッドとインク収容部とが分離されているものに限らず、それらが分離不能に一体になったものを用いてもよい。また、インク収容部はインクジェットヘッドに対し分離可能または分離不能に一体化されて、キャリッジに搭載されるものでもよく、装置の固定部位に設けられてもよい。後者の場合、インク供給部材、例えばチューブを介してインクジェットヘッドにインク組成物を供給する形態のものでもよい。
インクジェットヘッドは加熱してもよく、加熱温度としては80℃以下が好ましく、50℃以下であることがより好ましい。その加熱温度における本発明のインク組成物の粘度は、1.0〜30mPa・sであることが好ましい。
[3.硬化膜の形成]
本発明のインク組成物より得られる膜(本発明において、単に「硬化膜」ともいう。)は、上述した本発明のインク組成物をインクジェット法により基板表面に塗布した後に、紫外線や可視光線等の光を照射して硬化させることで得られる。
紫外線や可視光線等を照射する場合の照射する光の量(露光量)は、インク組成物に依存するが、ウシオ電機(株)製の受光器UVD−365PDを取り付けた積算光量計UIT−201で測定して、100〜5,000mJ/cm2が好ましく、300〜4,000mJ/cm2がより好ましく、500〜3,000mJ/cm2がさらに好ましい。また、照射する紫外線や可視光線等の波長は、200〜500nmが好ましく、250〜450nmがより好ましい。
なお、以下に記載する露光量はウシオ電機(株)製の受光器UVD−365PDを取り付けた積算光量計UIT−201で測定した値である。
なお、露光機としては、無電極ランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等を搭載し、200〜500nmの範囲で、紫外線や可視光線等を照射する装置であれば特に限定されない。
本発明のインク組成物が塗布される金属集電体をはじめとする金属基材は、インク組成物が塗布される対象となり得るものであれば特に限定されず、その形状は平板状に限られず、曲面状であってもよい。
また、金属集電体をはじめとする金属基材の材質は特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等を挙げることができる。
金属集電体をはじめとする金属基材の厚さは特に限定されないが、50μm以下であればロールで巻き取りながらの印刷が出来るため効率が良く好ましい。
金属集電体をはじめとする金属基材にロールで巻き取りながら印刷する場合、印刷後に露光工程を経て巻き取り、未反応のインク組成物を完全に硬化させる目的で、巻き取り後のロールを加熱してもよい。
上記のようにして本発明の硬化膜を用いて二次電池内部で用いられる集電体および電磁波シールド材上に絶縁膜を作製することができる。
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
実施例および比較例で用いる、反応原料の名称を略号で示す。以下の記述にはこの略号を使用する。
EB168(EBECRYL168、商品名:ダイセル・オルネクス(株)製):2−メタクロイロキシエチルアシッドホスフェートの混合物
DPGDA:ジプロピレングリコールジアクリレート
NPDA:ネオペンチルグリコールジアクリレート
HPNDA:ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート
SR9003(商品名:サートマー社 製):プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート
TPGDA:トリプロピレングリコールジアクリレート
701A(NKエステル701A、商品名:新中村化学工業(株)製):2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタアクリレート
1,3−BGDA:1,3−ブチレングリコールジアクリレート
FA-513AS(ファンクリルFA-513AS、商品名:日立化成(株)製):ジシクロペンタニルアクリレート
IBXA:イソボルニルアクリレート
BzMA:ベンジルメタクリレート
M−208(アロニックスM−208、商品名:東亞合成(株)製):ビスフェノールF EO変性ジアクリレート
IRR214−K(IRR214−K、商品名:ダイセル・オルネクス(株)製):トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
DOGDA:ジオキサングリコールジアクリレート
TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
M−305(アロニックスM−305、商品名:東亞合成(株)製):ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物
3EG(ライトエステル3EG、商品名:共栄社化学(株)製):トリエチレングリコールジアクリレート
4EG(ライトエステル4EG、商品名:共栄社化学(株)製):ポリエチレングリコール#200ジアクリレート
A−BPE−10(NKエステルA−BPE−10、商品名:新中村化学工業(株)製):エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート
A−GLY−9E(NKエステルA−GLY−9E、商品名:新中村化学工業(株)製):エトキシ化グリセリントリアクリレート
A−9550(NKエステルA−9550、商品名:新中村化学工業(株)製):ジペンタエリスリトールポリアクリレート
DPCA−20(KAYARAD DPCA−20、商品名:日本化薬(株)製):カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
CN2302(商品名:サートマー社 製):ハイパーブランチオリゴマー
Irg1173(Irgacure1173、商品名:BASF製):2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン
Irg651(Irgacure651、商品名:BASF製):2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン
Irg127(Irgacure127、商品名:BASF製):2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−1−プロパノン
Irg184(Irgacure184、商品名:BASF製):1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
IrgMBF(IrgacureMBF、商品名:BASF製):フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル
Irg754(Irgacure754、商品名:BASF製):オキシ−フェニル−酢酸2−[2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステルとオキシ−フェニル−酢酸2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステルとの混合物
IrgTPO(IrgacureTPO、商品名:BASF製):2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド
PF656(PolyFox PF−656、商品名:OMNOVA(株)製):フッ素基含有界面活性剤
(実施例1)
アクリレートモノマー(A)として、EB168と、化合物(B)として、DPGDAと、光重合開始剤(C)として、Irg1173、界面活性剤(D)として、PF656を下記組成割合にて混合し、UPE製のメンブレンフィルター(0.2μm)でろ過し、ろ液(インク組成物1)を得た。
(A)EB168 0.25g
(B)DPGDA 4.75g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
E型粘度計(東機産業(株)製 商品名:TV−22、以下同じ)を用い、25℃におけるインク組成物1の粘度を測定した結果、11.0mPa・sであった。
(硬化膜の形成)
硬化膜を形成する基材として、6cm角に裁断したアルミ集電体(宝泉(株)製の20μm厚のアルミ箔)を用意した。コニカミノルタIJ(株)製のKM512MH(14pL)をインクジェットヘッドとして搭載したインクジェット装置(アルバック製ID-225)にインク組成物1を注入し、吐出電圧13V、ヘッド温度30℃、駆動周波数5kHz、塗布回数1回の吐出条件で、印刷解像度を841dpiに設定して、用意した基板上に5cm角の範囲で塗布した。このインク組成物1が塗布されたアルミ箔に、UV照射装置((株)ジャテック製のJ−CURE1500)を用いて紫外線を2,000mJ/cm2のUV露光量で照射することで、インク組成物1の硬化膜が形成されたアルミ箔を得た。この硬化膜が形成されたアルミ箔を用いて、以下の測定および評価を行った。
(膜厚の測定)
デジマチックマイクロメーター((株)ミツトヨ製)を使用して測定した。インク組成物1の硬化膜が形成されたアルミ箔の厚さから、同様に測定した硬化膜を形成していないアルミ箔の厚さを差し引いたところ、13μmであった。膜厚の値には、3箇所の測定の平均値を用いた。
(基材密着性の評価)
JIS D0202−1988に準拠して、碁盤目剥離試験を行った。セロハンテープ(商品名:CT24、ニチバン(株)製)を用い、指の腹でインク組成物1の硬化膜に付着させた後、2分後にテープ端を塗膜面に直角に保ち瞬間的に引き剥がした。評価は100マスの内、剥離しないマス目の数で表し、剥離がない場合を100/100、完全に剥離する場合を0/100とした。
(電解液耐性の評価)
インク組成物1の硬化膜が形成されたアルミ箔を、温水を張った恒温槽で60℃に加熱した電解液(重量比でエチレンカーボネート:ジエチレンカーボネート=1:1)の入ったガラス容器に7日間浸漬した後に取り出し、硬化膜の剥離や膜自体に変化がないかを硬化膜の膜厚変化および膜外観を光学顕微鏡で確認した。評価は、硬化膜に剥離および膜自体に変化がない場合を「○」、部分的な剥離や膜自体に変化が見られる場合を「△」、硬化膜が完全に剥離する場合を「×」とした。
これらの結果を表1に示す。
(実施例2)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物2を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物2の粘度は、10.0mPa・sであった。このインク組成物2を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例3)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物3を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.05g
(B)DPGDA 4.95g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物3の粘度は、9.7mPa・sであった。このインク組成物3を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例4)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物4を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.0005g
(B)DPGDA 4.9995g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物4の粘度は、9.4mPa・sであった。このインク組成物4を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例5)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物5を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
(C)Irg651 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物5の粘度は、12.2mPa・sであった。このインク組成物5を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例6)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物6を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
(C)Irg127 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物6の粘度は、15.5mPa・sであった。このインク組成物6を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例7)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物7を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
(C)Irg184 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物7の粘度は、12.0mPa・sであった。このインク組成物7を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例8)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物8を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)NPDA 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物8の粘度は、6.7mPa・sであった。このインク組成物8を用いて、吐出電圧を11Vに設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例9)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物9を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)HPNDA 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物9の粘度は、21.6mPa・sであった。このインク組成物9を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例10)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物10を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)SR9003 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物10の粘度は、16.6mPa・sであった。このインク組成物10を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例11)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物11を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)TPGDA 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物11の粘度は、14.8mPa・sであった。このインク組成物11を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例12)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物12を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)701A 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物12の粘度は、42.1mPa・sであった。このインク組成物12を用いて、ヘッド温度を50℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例13)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物13を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)1,3−BGDA 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物13の粘度は、6.7mPa・sであった。このインク組成物13を用いて、吐出電圧を11Vに設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例14)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物14を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)FA−513AS 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物14の粘度は、9.8mPa・sであった。このインク組成物14を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例15)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物15を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)IBXA 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物15の粘度は、9.0mPa・sであった。このインク組成物15を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例16)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物16を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)BzMA 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物16の粘度は、6.8mPa・sであった。このインク組成物16を用いて、吐出電圧を11Vに設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例17)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物17を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)M−208 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物17の粘度は、21.9mPa・sであった。このインク組成物17を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例18)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物18を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)IRR214−K 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物18の粘度は、15.8mPa・sであった。このインク組成物18を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例19)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物19を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)DOGDA 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物19の粘度は、16.4mPa・sであった。このインク組成物19を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例20)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物20を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)TMPTA 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物20の粘度は、14.7mPa・sであった。このインク組成物20を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例21)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物21を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 1.47g
(B)TMPTA 3.92g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物21の粘度は、34.8mPa・sであった。このインク組成物21を用いて、ヘッド温度を50℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例22)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物22を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 3.92g
(B)M−305 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物22の粘度は、19.7mPa・sであった。このインク組成物22を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚16μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例23)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物23を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 2.94g
(B)FA−513AS 1.96g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物23の粘度は、9.9mPa・sであった。このインク組成物23を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例24)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物24を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 2.94g
(B)IBXA 1.96g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物24の粘度は、8.5mPa・sであった。このインク組成物24を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(実施例25)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物25を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)FA-513AS 2.95g
(B)M-208 2.00g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物25の粘度は、37.2mPa・sであった。
(硬化膜の形成)
硬化膜を形成する基材として、6cm角に裁断したSUS304(日本テストパネル(株)製、150μm厚)を用意した。コニカミノルタIJ(株)製のKM512MH(14pL)をインクジェットヘッドとして搭載したインクジェット装置(アルバック製ID-225)にインク組成物25を注入し、吐出電圧13V、ヘッド温度50℃、駆動周波数5kHz、塗布回数1回の吐出条件で、印刷解像度を841dpiに設定して、用意した基板上に5cm角の範囲で塗布した。このインク組成物25が塗布されたSUS基板に、UV照射装置((株)ジャテック製のJ−CURE1500)を用いて紫外線を2,000mJ/cm2のUV露光量で照射することで、インク組成物25の硬化膜が形成されたSUS基板を得た。この硬化膜が形成されたSUS基板を用いて、以下の測定および評価を行った。
(膜厚の測定)
デジマチックマイクロメーター((株)ミツトヨ製)を使用して測定した。インク組成物25の硬化膜が形成されたSUS基板の厚さから、同様に測定した硬化膜を形成していないSUS基板の厚さを差し引いたところ、15μmであった。膜厚の値には、3箇所の測定の平均値を用いた。
(基材密着性の評価)
JIS D0202−1988に準拠して、碁盤目剥離試験を行った。セロハンテープ(商品名:CT24、ニチバン(株)製)を用い、指の腹でインク組成物25の硬化膜に付着させた後、2分後にテープ端を塗膜面に直角に保ち瞬間的に引き剥がした。評価は100マスの内、剥離しないマス目の数で表し、剥離がない場合を100/100、完全に剥離する場合を0/100とした。
(洗浄剤耐性の評価)
インク組成物25の硬化膜が形成されたSUS基板を、温水を張った恒温槽で40℃に調整した洗浄剤であるジクロロペンタンフルオロカーボン(HCFC-225)の入ったガラス容器に30分浸漬した後に取り出し、硬化膜の剥離や膜自体に変化がないかを硬化膜の膜厚変化および膜外観を光学顕微鏡で確認した。評価は、硬化膜に剥離および膜自体に変化がない場合を「○」、部分的な剥離や膜自体に変化が見られる場合を「△」、硬化膜が完全に剥離する場合を「×」とした。
これらの結果を表2に示す。
(実施例26)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物26を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)IB-XA 2.95g
(B)M-208 2.00g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物26の粘度は、28.1mPa・sであった。
このインク組成物26を用いて、ヘッド温度を45℃に設定した以外は実施例25と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例25と同様の条件にて基材密着性の評価および洗浄剤耐性の評価を行なった。結果を表2に示す。
(実施例27)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物27を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)IBXA 3.45g
(B)M-208 1.50g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物27の粘度は、19.9mPa・sであった。
このインク組成物27を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例25と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚16μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例25と同様の条件にて基材密着性の評価および洗浄剤耐性の評価を行なった。結果を表2に示す。
(比較例1)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物28を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(B)DPGDA 5g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物28の粘度は、9.4mPa・sであった。このインク組成物28を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例2)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物29を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.5g
(B)DPGDA 4.5g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物29の粘度は、13.2mPa・sであった。このインク組成物29を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例3)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物30を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 1g
(B)DPGDA 4g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物30の粘度は、18.0mPa・sであった。このインク組成物30を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例4)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物31を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
IrgMBF 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物31の粘度は、8.7mPa・sであった。このインク組成物31を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例5)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物32を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
Irg754 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物32の粘度は、12.4mPa・sであった。このインク組成物32を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例6)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物33を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
(B)DPGDA 4.9g
IrgTPO 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物33の粘度は、14.3mPa・sであった。このインク組成物33を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例7)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物34を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 5.39g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物34の粘度は、9.9mPa・sであった。このインク組成物34を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例8)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物35を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
4EG 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物35の粘度は、11.5mPa・sであった。このインク組成物35を用いて実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚12μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例9)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物36を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
A−BPE−10 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物36の粘度は、25.8mPa・sであった。このインク組成物36を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例10)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物37を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
A−GLY−9E 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物37の粘度は、17.7mPa・sであった。このインク組成物37を用いて、ヘッド温度を35℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚14μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例11)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物38を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
A−9550 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物38の粘度は、24.7mPa・sであった。このインク組成物38を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例12)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物39を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
DPCA−20 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物39の粘度は、24.8mPa・sであった。このインク組成物39を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例13)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物40を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 3.92g
CN2302 1.47g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物40の粘度は、20.2mPa・sであった。このインク組成物40を用いて、ヘッド温度を40℃に設定した以外は実施例1と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚16μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例1と同様の条件にて基材密着性の評価および電解液耐性の評価を行なった。結果を表1に示す。
(比較例14)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物41を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(B)IB-XA 2.95g
(B)M-208 2.00g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物41の粘度は、28.0mPa・sであった。このインク組成物41を用いて、ヘッド温度を45℃に設定した以外は実施例25と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚15μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例25と同様の条件にて基材密着性の評価および洗浄剤耐性の評価を行なった。結果を表2に示す。
(比較例15)
以下に示すようにそれぞれの化合物をそれぞれの割合とした以外は実施例1と同様にしてインク組成物42を調製した。実施例1と同様に測定した粘度を以下に示す。
(A)EB168 0.1g
3EG 4.9g
(C)Irg1173 0.7g
(D)PF656 0.001g
インク組成物42の粘度は、9.6mPa・sであった。このインク組成物42を用いて、ヘッド温度を30℃に設定した以外は実施例25と同様の条件で硬化膜の形成したところ、膜厚13μmの硬化膜が得られた。その硬化膜について実施例25と同様の条件にて基材密着性の評価および洗浄剤耐性の評価を行なった。結果を表2に示す。
表1
Figure 0006593512


表2
Figure 0006593512

以上説明したように、本発明の光硬化性インクジェットインクは、二次電池内部および電磁波シールド材上の絶縁性硬化膜を製造するのに有用である。

Claims (7)

  1. 一般式(1−1)および(1−2)で表されるリン酸エステルを有する化合物から選ばれる少なくとも1つである(メタ)アクリレートモノマー(A)、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタアクリレート、プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートおよびベンジルメタクリレートから選ばれる少なくとも1つの反応性化合物(B)、光重合開始剤(C)としてベンジルケタール系化合物およびα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1つを含むインク組成物であって、反応性化合物(B)の総量100重量部に対し、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の添加量が0.01〜5.5重量部である光硬化性インクジェットインクを硬化させて得られる硬化膜を用いた電磁波シールド材用の絶縁膜。

    Figure 0006593512

    Figure 0006593512

    (一般式(1-1)および(1−2)中、R はそれぞれ独立して水素またはメチルである。)
  2. 一般式(1−1)および(1−2)で表されるリン酸エステルを有する化合物から選ばれる少なくとも1つである(メタ)アクリレートモノマー(A)、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタアクリレート、プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートおよびベンジルメタクリレートから選ばれる少なくとも1つの反応性化合物(B)、光重合開始剤(C)としてベンジルケタール系化合物およびα−ヒドロキシアセトフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1つを含むインク組成物であって、反応性化合物(B)の総量100重量部に対し、リン酸エステルを有する(メタ)アクリレートモノマー(A)の添加量が0.01〜5.5重量部である光硬化性インクジェットインクを硬化させて得られる硬化膜を用いた電池用の絶縁膜。

    Figure 0006593512

    Figure 0006593512

    (一般式(1-1)および(1−2)中、R はそれぞれ独立して水素またはメチルである。)
  3. 光重合開始剤(C)が、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、および2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−1−プロパノンから選ばれる少なくとも1つである、請求項1または2に記載の絶縁膜。
  4. 金属基材上に形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁膜。
  5. 請求項1に記載の絶縁膜、または電磁波シールド材用の絶縁膜である請求項3に記載の絶縁膜を用いた電磁波シールド材。
  6. 請求項2に記載の絶縁膜、または電池用の絶縁膜である請求項3に記載の絶縁膜を用いた電池用部材。
  7. 請求項6に記載の電池用部材を有する二次電池。
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