JPH11224977A

JPH11224977A - 紫外光を用いてマーキング・インクの化学的接着性を促進する方法

Info

Publication number: JPH11224977A
Application number: JP10317024A
Authority: JP
Inventors: Timothy A Holder; ティモシィー・エイ・ホールダー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 1999-08-17
Also published as: EP0917413A2; SG79242A1; EP0917413A3; KR19990045157A

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント回路基板に用いられる積層板のよう
な熱可塑性材料にインクを付着させる改良された方法を
提供する。【解決手段】積層板を強い紫外線源に短時間曝露す
る。通常ならば、紫外光による前処理を行わない状態で
はこのような積層板の表面に結合することのできないマ
ーキング・インクが、このような紫外光処理の後には、
寧ろ際立った結合強度を示すようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マーキング・インクと
プリント回路基板との間の結合を改善する方法に関し、
これを開示する。より具体的には、本発明は、紫外（Ｕ
Ｖ）光の使用を介してマーキング・インクのプリント回
路基板に対する化学的接着性を促進する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、世界で製造されているプリント回
路基板には、２つの種類がある。両面被覆（両面銅張
り）及び片面被覆（片面銅張り）である。通常、片面型
積層板は、積層板の不被覆面にパターンがスクリーン印
刷されている。このパターンは、回路基板が後に不良に
なり交換を必要とする場合のパーツの表示として用いら
れる。

【０００３】片面型プリント回路基板は通常、不被覆面
をむき出しのステンレス鋼パンに当接させた状態で、こ
のプレート上に剥離被膜を設けるか又は樹脂（レジン）
と鋼パンとの間に剥離シートを用いるかのいずれかによ
って製造されている。これにより、圧着された積層板
は、ステンレス鋼プレートから確実に分離される。積層
板剥離のためのこれら２つの方法から形成される表面に
は通常２種類があり、一方の表面は、低光沢及び粗い仕
上げを有し、他方の表面は、研磨された鋼パンによって
形成される光沢のある表面となる。粗い形状を有してい
るパネルは、紫外硬化性インクの結合に関する限りは、
優れた機械的結合強度を有する。対照的に、光沢のある
表面を有しているパネルは、極く僅かの機械的結合部位
しか有さない。この状態では、紫外硬化性インクの適正
な結合が阻害される。

【０００４】片面型材料の積層機の殆どは、剥離シート
を用いてプリント性能の問題を回避する（製品に対して
経費が非常に高くつく）か、又は回転式ブラシ及び通常
は研磨グリットのスラリーを用いて不被覆面を機械的に
こするかのいずれかを行う。これにより、マーキング・
インクが接着するのに良好な機械的結合部位が確実に提
供される。通常、ブラッシングは、軽石、ブラシ、水、
蒸気及び電気の使用並びに使用済み軽石の廃棄で経費が
非常に高くつく可能性がある。他の経費要因は、ブラッ
シング作業自体による製造の速度低下である。品質面で
は、不被覆面をブラッシングすると、組織のガラス束が
露出し、これにより、湿分が積層板内により侵入し易く
なると共に、はんだが不被覆面に付着可能になり、利用
者にとっては望ましくない。

【０００５】プリント回路は典型的には、電気的な相互
接続パターンを形成している導電路を適当な基材に接着
させることにより作成される。広く用いられている基材
材料には、エポキシ−ガラス積層板、紙−フェノール積
層板、ポリアミド−ガラス積層板、フレキシブル・ポリ
アミド・フィルム、及び射出成形された液晶ポリマーの
ようなプラスチックがある。これらの基材に導電路を形
成するためには、銅箔を用いると最大の成果が得られて
おり、その理由は、特に、銅は導電性が高く、又、銅箔
が基材に積層されるときに強い結合が形成されるからで
ある。

【０００６】基材上で、未硬化組成物を所望のプリント
回路のパターンを成すようにして印刷した後に、熱を加
えることにより組成物を硬化させる。静止式オーブンを
用いてもよいが、多数の加熱段を備えたオーブンが好ま
しい。オーブンの加熱方法は、赤外ランプ、パネル・ヒ
ータ、対流式、強制熱風式、誘導式、マイクロ波又は他
の公知の加熱方法のいずれであってもよい。これらのよ
うなオーブンは、当業者に周知である。次いで、多数の
加熱段を用いて、制御された方式で、組成物を加熱、乾
燥、硬化した後に冷却することができ、このとき、ガス
発生に起因するピンホールを最少に抑え、激しい温度変
化による損傷を排除すると共に完全な硬化を達成する。
このようにして得られたプリント回路に、従来の回路基
板と同様に、孔をドリル加工又は打抜加工することがで
きる。このプリント回路に、はんだウェーブ、はんだご
て、熱風ガン又ははんだペースト・リフロー等、当業界
で周知の通常の手法すべてによって部品をはんだ付けす
ることができる。代替的には、上述の組成物自体を用い
て、プリント回路に部品を接着してもよい。これは、例
えば、硬化前に組成物に部品を配置することにより達成
される。この方法は、はんだ付け作業及び後続のはんだ
フラックス洗浄作業を完全に省略することができるとい
う利点を有している。部品を接着する更にもう１つの方
法は、先ず、プリント回路を硬化させ、次いで、追加量
の未硬化組成物を、部品を結合するための導電性接着剤
として塗工するものである。

【０００７】以上のようにして作製された回路基板から
出発することにより、多層プリント回路を作製すること
もできる。硬化した組成物の上に、又、回路部品をはん
だ付けする前に、スクリーン・プリンタ又はステンシル
・プリンタを用いて不導性の絶縁熱硬化性樹脂の薄い層
を塗工する。塗工される層は、バイア又は通路が絶縁物
質で被覆されないで残ることを可能にするようなパター
ンを有していなければならない。この層の硬化の後に、
所望のプリント回路パターンを成すようにして、導電性
組成物の第２の層を絶縁層の上に印刷することができ
る。すると、バイア又は通路によって、上の層と下の層
との間の電気的な相互接続が可能になる。この方式で、
２層のプリント回路が作製される。そして、この過程を
多数回繰り返して、複数の層を含んでいるプリント回路
を形成することができる。次いで、前述のようにして、
又、フェノール及び酸無水物硬化樹脂系によって、電子
部品を取り付けることができる。しかしながら、このよ
うな系は通常、積層板の表面と共に用いる際には化学的
結合能力に劣っている。加えて、銅の剥離強度及びマー
キングの結合は一般的には、ＤｉＣｙ硬化系よりも低
い。

【０００８】更に、プリント回路基板への電気部品のは
んだ付けは、多段工程であり時間の掛かる作業である。
より正確に述べると、電気部品を基板にはんだ付けする
ことができるようになる前に、以下の工程を典型的には
実行する。即ち、エポキシ−ガラス繊維基板のような絶
縁基板から出発するが、この基板は銅張りであってもな
くてもよい。次いで、ランド・ホールを位置付けたい所
定の部位においてこの基板をドリル加工する。次いで、
基板をばり取り及び洗浄し、被覆付きの場合は、被覆を
過硫酸アンモニウム溶液で洗浄し、その後、水（５％〜
１０％のＨ₂ ＳＯ₄ 溶液）又は他の溶剤内で洗浄して、
過剰の過硫酸アンモニウムを除去する。次いで、銅の無
電解めっきを行うために基板に触媒を塗布して、ドリル
孔の内部ばかりでなく基板全体を被覆する。銅の無電解
めっきに続いて、電気めっきによって、基板及び孔に更
なる銅を付着させてもよい。次いで、基板をフォト・レ
ジストで覆って、プリント回路透明画を介して画像に従
って紫外光に曝露し、こうしてフォト・レジストのうち
露光された部分を硬化する。フォト・レジストのうち露
光されていない部分を洗い流し、その下にある銅、即
ち、「めっき」基板の場合ならばランド、配線導体及び
接続パッドが形成されている箇所の銅を露出させる。こ
の工程では、所望があれば陽画用レジストを用いること
もできる。代替的には、基板をスクリーン印刷手法によ
ってスクリーン印刷可能なレジストで画像に従って被覆
することができ、レジストは、「従来の」レジストの場
合には熱によって、又は光ポリマー・レジストの場合に
は紫外線によって、硬化される。

【０００９】次いで、このようにして露出した銅回路
を、スズ−鉛めっき浴内で電気めっきし、これにより、
基板及び孔の露出した銅の上にはんだを被覆することが
できる。次いで、溶剤内で及び／又は機械的手段によっ
て、硬化したフォト・レジストを除去し、硬化したフォ
ト・レジストの下の銅を従来の銅エッチング浴内でエッ
チ除去する。

【００１０】代替的には、基板を、ニッケル、金、ロジ
ウム等を含めた他の金属と組み合わせてめっきしてもよ
い。めっき基板の代替として、基板の「プリント・アン
ド・エッチ」品種がエンターテイメント回路にしばしば
用いられている。これらの基板は、上述と同じ方式でフ
ォト・レジストによって画像形成を行うが、「めっき」
基板の陰画で画像形成を行う。露出した銅は、ランド領
域、配線導体及び接点パッド以外の不要の銅に相当して
おり、この時点でエッチ除去することができる。その
後、レジストを除去する。

【００１１】多層プリント回路を作製する更にもう１つ
の方法は、バイア又は通路をドリル加工又は打抜加工し
た一連の薄い基材から出発するものである。次いで、一
般的には各々の層について異なっている所望のプリント
回路パターンを成すようにして、これらの基材の各々に
導電性組成物をスクリーン印刷又はステンシル印刷す
る。次いで、組成物を硬化させてもよいし、又は単に乾
燥させて、この薄い基材が整列させられて加圧下で互い
に積層される間は未硬化の状態にしておいてもよい。積
層圧力によって、導電層は、薄い基材のバイア及び通路
を介して強制的に相互接続され、この相互接続は、導電
性組成物がバイア又は通路の直下に存在しているあらゆ
る箇所で形成される。組成物の硬化は、この積層工程の
前に行われてもよいし、最中又は後に行われてもよい。
その結果、多層プリント回路が得られる。

【００１２】プリント回路基板は又、銅箔がめっきされ
ている積層板の上に銅めっきを施し、その上に感光性フ
ィルムを積層し、感光性フィルムを陰画写真を介して光
に曝露して、曝露されなかった部分を除去した後に、回
路パターンの下に位置していなかった不要のすべての銅
箔部分をエッチ除去し、感光性フィルムを除去して絶縁
積層板の上にプリント回路を形成する工程を含んでいる
方法によって作製されている。しかしながら、この方法
に用いられる感光性フィルムは、露光し現像することに
より形成される回路パターンが鮮鋭でないという問題を
生ずる。なぜなら、フィルムは通常、５０ミクロン前後
と非常に厚いため、銅箔の表面に感光性フィルムを一様
に積層するのが困難であるからである。感光性フィルム
は、高価であるにも拘わらず、殆どが無益に除去され
る。

【００１３】これらの方法のすべてによって、プリント
配線基板は、はんだマスキング及びマーキング・インク
によるマーキングを行うばかりとなっている。この時点
で、プリント配線基板の特定の製造者が行う作業の特定
の流れに応じて、はんだマスクを先ず施した後にマーキ
ング・インクを塗布することもできるし、又はその逆で
もよいし、又はマーキング・インクのみを塗布すること
もできる。

【００１４】マーキング・インク（legend ink またはm
arking ink）は、部品がはんだ付けされる又は別の方法
で付着される適正な配置を示すために回路基板に塗布さ
れるものである。従来のマーキング・インクには、実際
にはインクの一部のみが回路基板上で硬化されて溶剤が
除去されるような溶剤型マーキング・インクと、物質の
１００％が基板上で硬化されるようなマーキング・イン
クとの両者がある。これらの種類のインクは、両者共に
深刻な短所がある。例えば、溶剤型マーキング・インク
では、物質は、基板に印刷されているときにスクリーン
上で乾燥する（溶剤の蒸発）傾向を有しており、これに
より、後続の塗布の際にスクリーンの目づまりを生じ、
結果として非一様な塗布状態を生ずる。更に、溶剤の蒸
発は、公害問題を生ずる。溶剤の蒸発による更なる問題
は、粘度の変化であり、これにより、インクはより濃厚
になり、この場合にも非一様となる。明白なこととし
て、更なる短所は、溶剤蒸発によって、印刷した厚みと
得られる厚みとが異なることである。溶剤型マーキング
・インクは又、熱によって硬化する。これは通常、ライ
ンから基板を取り出し、基板をラックに設置し、オーブ
ンへ通過させて、オーブンでは基板が硬化を得るために
数時間留まっていることを要求する。このように、エネ
ルギをより多く消費するばかりでなく、延長された時間
にわたってラックへの設置及びオーブンでの硬化を行う
必要性によって、ライン速度が低下する。

【００１５】更に、製造日、ロット番号、バッチ番号及
びシリアル番号等のような様々な情報は現状では、やは
りマーキング・インクを用いて、個々の回路基板に手で
書き入れられている。インク・ジェット印刷、及びイン
ク・ジェット・プリンタからインクがジェットされるこ
とを可能にするインク組成物は、高密度化した回路基板
を作製して回路基板上に様々な情報を印刷するための手
段を提供するものである。インク・ジェット印刷は、基
材上にインクの液滴を投射する非インパクト手法であ
る。インク・ジェット印刷には２つの大きな範疇があ
る。「ドロップ−オン−デマンド」方式インク・ジェッ
トと、「連続」方式インク・ジェットである。ドロップ
−オン−デマンド方式インク・ジェット・技術を用いる
場合には、インクは通常、リザーバ（溜め）に貯蔵され
ており、プリンタの印刷ヘッドに設けられているノズル
に給送される。プリントされる媒体（例えば、紙）に単
一の点を印刷する必要が生じるたびにインクの単一の液
滴をノズルから強制放出する手段が存在している。連続
方式インク・ジェットでは、加圧下で導電性インクがイ
ンク・ノズルに供給され、典型的には直径が３５ミクロ
ン〜８０ミクロンである小さなオリフィスを介して強制
的に放出される。ノズルから放出される前に、加圧され
たインクの流れは、セラミック結晶を通って進むが、こ
のセラミック結晶は、電流にさらされている。この電流
によって、ＡＣ電流の周波数に等しい圧電振動が生ず
る。次いで、この振動は、途切れのないインクの流れか
らインクの液滴を形成する。インクの流れは、等間隔及
び等寸法を有している連続した一連の液滴に分割され
る。ジェットの周囲では、液滴が液体の流れから分離す
る帯電電極内での位置において、帯電電極と液滴の流れ
との間に電圧が印加されている。液滴が流れから分離し
たときに、各々の液滴は、分離した瞬間の印加電圧に比
例した電荷を帯びる。液滴が形成されるのと同じ速度で
帯電電極の電圧を変化させることにより、各々の液滴を
所定の水準に帯電させることが可能になる。液滴の流れ
は、その飛程を続行し、一定の電位、典型的には＋／−
２．５ｋＶに維持されている２つの偏向用電極の間を通
過する。この電場の存在下で、液滴は、帯電している電
荷に比例した量だけ一方の電極に向かって偏向する。帯
電していない液滴は、偏向せず、溝に収集されて、イン
ク・ノズルへ再循環される。帯電しており、従って偏向
した液滴は、液滴偏向の方向に対して直角を成して高速
で走行する基材に衝突する。個々の液滴の電荷を変化さ
せることにより、所望のパターンを印刷することができ
る。

【００１６】インク・ジェット法は、連続して変化し得
るデータの高速印刷のためのコンピュータ制御に適合可
能である。インク・ジェット印刷法は、３つの大きな範
疇に分類することができる。即ち、高圧法、低圧法及び
吸引法である。これらはすべて、従来のインク・ジェッ
ト印刷として記載され採用されており、本発明に用いる
ことができる。

【００１７】従来のインク・ジェット印刷の様々な側面
についての概論は、以下の刊行物で見ることができる。
即ち、Kuhn等による「Scientific American 」誌、１９
７９年４月号、第１６２頁〜第１６８頁、及びKeeling
による「Phys. Technol.」誌、第１２巻、第５号、第１
９６頁〜第３０３頁（１９８２年）である。様々なイン
ク・ジェット装置が、米国特許第３，０６０，４２９
号、同第３，２９８，０３０号、同第３，３７３，４３
７号、同第３，４１６，１５３号及び同第３，６７３，
６０１号に記載されている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント回路
基板の製造に用いられるような積層板にマーキングイン
クを付着させるための改良された方法（及びこのような
方法によって作製される物品）に関して記載されてい
る。現在、積層板は、マーキング・インクのための結合
部位に必要とされる粗面を形成するために、研磨グリッ
トのスラリーを用いて機械的にこすられている。今回、
粗化面は、インクと積層板との間の良好な化学的及び機
械的結合が実現され得る唯一の方式ではないことが発見
された。プリント回路基板の不被覆面を強い（即ち、１
００ワット／インチ〜４００ワット／インチ）紫外光源
に短時間曝露することにより、驚くべきことに、通常な
らば積層板の表面に結合することのできないマーキング
・インクが、紫外光処理後には寧ろ際立った強度で結合
する。

【００１９】

【好適な実施の態様の詳細な説明】表１は、代表的なサ
ンプルについての試験結果を詳細に示している。表１ロット番号物質パン番号等級ＵＶ使用７５５０１６１１６３５Ｒ１０２６３．５５７５５０２０１１６３５Ｒ１０２０Ｗ３．５５７５５１０３ＰＣ７５ＡＭ１０２４５７５５１１４ＰＣ７５ＡＭ１０７４５７５５１３７ＰＣ７５ＡＭ１０１５４５７６０１１５ＰＣ７５ＡＭ１０１３．５５７６０１２９ＰＣ７５ＡＭ１０７４５７６０８３３１１６３５Ｒ１０１４５７６０８５８ＰＣ７５ＡＭ２０２０３．５５７６１０１９ＰＣ７５ＡＭ１０ＴＲＡＮＳ１２５７６１１４５ＰＣ７５ＡＭ１０１１２５７６２０４３ＰＣ７５ＡＭ２０１３５７６２０６２１１６３５Ｒ１０１０２５７６２１０６１１６３５Ｒ１０１５２５７６２２２６ＰＣ７５ＡＭ２０９Ｗ３．５５７６２２４８ＰＣ７５ＡＭ１０１３５７６２３１１ＰＣ７５ＡＭ２０７３．５５７６２３２１１１６３５Ｒ１０１３２．５５７６２３２９ＰＣ７５ＡＭ１０１７３．５５７６２３５８１１６３５Ｒ１０１Ｗ２５７６２４１８ＰＣ７５ＡＭ１０１９Ｗ３５本発明は、以下の記載を参照すると最もよく理解できよ
う。

【００２０】マーキング印刷の前に積層板の不被覆面を
紫外光に曝露する効果を評価するための初期試験が行わ
れた。表１の「等級」の列は、紫外光曝露を行わないそ
れ以前の接着性を示しており、「ＵＶ使用」の列は、露
光後の接着性を反映している。この等級システムは、テ
ープによる接着性試験（ＡＳＴＭＤ３３５９）から生
成されたものであり、尺度は０〜５にわたる。５の成績
は、剥離してテープに移行したインクが全くなかったこ
とを示しており、０の成績は、６５％を上回るインクが
テープに移行したことを示している。

【００２１】「等級」の列は、材料が印刷の前にブラッ
シングされない場合に許容不能な度合いのインク剥離が
生じたことを示している。「ＵＶ使用」の列（即ち、約
３００ｍＪ／ｃｍ² で紫外光に曝露された積層板）で
は、インク剥離は全くなく、紫外光への曝露によって何
らかの表面の化学変化が生じたことを示唆している。積
層板は又、高紫外光（可視光に近い周波数）及び赤外光
にも曝露された。両方の試験から、いずれの種類の光も
所望の印刷等級を達成しないことが立証された。表面の
変化が永続的なものか又は時間について一時的なものか
を判断するために時間に関する研究を行い、検査を行っ
た。８０日後に試験された積層板は依然として、インク
剥離をすることなく印刷されていた。

【００２２】このようにして、圧着された積層板の不被
覆面を機械的にこする代わりの方法として紫外光を用い
ることは、実行可能性があり、又、極めて費用効率がよ
いことがわかった。この系の独特の化学的挙動は、圧着
作業の停止時に良好なレリース特性を許容し、この化学
的挙動自体が紫外線への最少の曝露によるだけで官能基
（マーキング結合に適した）を形成することを可能にす
る。

【００２３】片面型積層板への照射中に生じる光化学に
ついての化学機構は、オルト光フリース反応であるもの
と考えられる。この機構は、ＢＰＡ−エピクロロヒドリ
ン光分解のモデル研究から導き出された。紫外光への曝
露の際の解重合は、エステル、ホルメート（アルデヒ
ド）及びジカルボン酸基を形成する。次いで、これらの
官能基は、紫外硬化性エポキシ・インクが結合する部位
として作用する。

【００２４】積層板は、紫外光オーブン上でのコンベヤ
の速度を変化させることにより様々なレベルの紫外光に
曝露された。次いで、ＦＴＩＲ分析（Ｇ．Ｅ．ＥＭＤ）
及びＸ線光電子分光分析（ＸＰＳと略。Ｇ．Ｅ．ＣＲ
Ｄ）を用いてサンプルを表面試験した。表面は、Nicole
t Magna 550 をゲルマニウムＡＴＲ結晶を用いたInspec
t IRと共に用いて走査試験された。走査試験は、１７４
０ｃｍ^-1の所のピーク高が次第に増大していることを示
しており、他方、対照基板は、殆ど全くピークを有して
いなかった。この領域は通常、エステル基（Ｃ＝Ｏ）と
関係付けられており、カルボニル領域とも呼ばれる。

【００２５】次いで、３つの不被覆積層板をＸＰＳを用
いてＧ．Ｅ．ＣＲＤによって分析した。これらの積層板
のうち２つは、紫外光（９フィート／分及び２４フィー
ト／分）に曝露され、１つは対照とした（紫外光な
し）。表面の元素組成及びこれらの対応する結合エネル
ギは、表にまとめてある。他の走査試験は、紫外光の量
が増大するのに伴うＣ―Ｏ基の増加及びＣ―Ｃの減少を
立証している。表面での酸素種の量は、９．６％（対
照）から、９フィート／分で紫外光に曝露された積層板
についての１９．０％までにわたって増大している。

【００２６】紫外硬化性の耐エッチ性インク組成物は、
２つ又はそれ以上の樹脂成分から成る樹脂組成で構成さ
れている。第１の樹脂成分は、アクリル化されたエポキ
シ・モノマー又はダイマー（二量体）である。第２の樹
脂成分は、カルボキシル懸垂基を有しているアクリレー
トである。これらの樹脂に加えて、インク組成物は又、
光開始剤及び有機担体を含んでいる。

【００２７】アクリル化されたエポキシ・モノマー又は
ダイマーは、薄膜形成剤として用いられており、金属基
材に対する優れた接着性を付与するものでなければなら
ない。このような成分が存在していなければ、インク組
成物は、エッチング中の耐薬品性が著しく劣ったものに
なる。アクリル化されたモノマー及びダイマーは、イン
ク組成物の全重量を基準として約５％〜約２０％、好ま
しくは約１０％〜約１５％にわたる量でインク組成物内
に存在することができる。

【００２８】好ましいのは、Henkelから商標Photomer 3
05の下に販売されているビスフェノールＡエポキシジア
クリレートのような低分子量エポキシ樹脂からの低粘度
で且つ不揮発性の二官能性エステルである。カルボキシ
ル懸垂基を有しているアクリレートは、硬化したインク
に、エッチング工程が完了した後にプリント回路基板か
ら除去される能力を付与する。この樹脂が存在していな
ければ、エッチングされたメッセージは、塩基溶液の使
用によるなどして容易に基材から除去することができな
くなる。カルボキシル懸垂基を有しているアクリレート
は、インク組成物の全重量を基準として約８％〜約４３
％、好ましくは約１４％〜約２０％にわたる量でインク
中に存在することができる。

【００２９】本発明の組成物内に用いることのできる好
ましいアクリレートには、HenkelのPhotomer 6158 及び
HenkelのPhotomer 6173 のような芳香族二官能性アクリ
レートがある。樹脂組成は、更なる樹脂成分を含有して
いてもよい。樹脂組成は、特に金属基材への接着性を促
進するための樹脂成分（１つ又は複数）を含有していて
もよい。このような接着促進剤の量は、インク組成物の
全重量を基準として約３％〜約１０％にわたり得るが、
好ましくは約３％〜約５％である。Henkelから商標Phot
omer 4003 の下に販売されているノニルフェノールエト
キシレートモノアクリレート及びHenkelから商標Photom
er 4028 の下に販売されているビスフェノールＡエトキ
シレートジアクリレートが好ましい樹脂である。

【００３０】樹脂組成は又、向上した耐薬品性に寄与す
る樹脂成分を含有していてもよい。本発明の組成物中で
のこのような樹脂の量は、インク組成物の全重量を基準
として約２％〜約１０％、好ましくは約４％〜約６％の
範囲にある。好ましい樹脂は、Henkelから商標Photomer
4028 の下に販売されているビスフェノールＡエトキシ
レートジアクリレート及びHenkelから商標Photomer 407
2 の下に販売されているトリメチロールプロパンプロポ
キシレートトリアクリレートである。

【００３１】他の有用な樹脂には、本発明の組成物の粘
度を降下させるものがある。このような樹脂には、１，
６−ヘキサンジオールジアクリレート（Radcure から販
売）がある。粘度を降下させるのに好ましい樹脂には、
Henkelから商標Photomer 4160 の下に販売されているエ
トキシル化されたネオペンチルグリコールジアクリレー
ト及びRadcure から販売されているトリメチロールプロ
パントリアクリレートがある。

【００３２】これらの粘度降下用樹脂は、インク組成物
中での全量がインク組成物の全重量を基準として約１０
％〜約２５％、好ましくは約１１％〜約１５％であると
きに有効となる。この樹脂組成は又、本発明のインク組
成物に対してより迅速な硬化速度を付与する高速硬化特
性を有している樹脂を含有していてもよい。好ましい樹
脂には、Henkelから商標Photomer 4160 の下に販売され
ているエトキシル化されたネオペンチルグリコールジア
クリレート及びHenkelから商標Photomer 4028 の下に販
売されているビスフェノールＡエトキシレートジアクリ
レートがある。

【００３３】これらの樹脂の有効量は、インク組成物の
全重量を基準として約５％〜約１５％、好ましくは約１
％〜約１０％にわたる。樹脂組成に用いることのできる
他の有用な樹脂は、増強された架橋を提供するものであ
る。このような樹脂には、１，４−ブタンジオールジア
クリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレー
ト、１，６−ヘキサメチレングリコールジアクリレー
ト、１，６−ヘキサメチレングリコールジメタクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペン
チルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレー
ト、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタ
エリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリト
ールテトラメタクリレート、ジペンタエリトリトールヘ
キサアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサメタ
クリレート、トリエチレングリコールトリアクリレー
ト、トリエチレングリコールトリメタクリレート、ウレ
タンアクリレート、ウレタンメタクリレートがある。

【００３４】増強された架橋を提供する好ましい樹脂
は、Radcure から販売されているトリメチロールプロパ
ントリアクリレート、Henkelから商標Photomer 4160 の
下に販売されているエトキシル化されたネオペンチルグ
リコールジアクリレート及びHenkelから商標Photomer 4
072 の下に販売されているトリメチロールプロパンプロ
ポキシレートトリアクリレートである。

【００３５】これらの架橋増強用樹脂は、インク組成物
の全重量を基準として約１０％〜約２０％、好ましくは
約１２％〜約１６％にわたる量にあると有効である。耐
摩耗性を向上させるためには、Henkelから商標Photomer
4072 の下に販売されているトリメチロールプロパンプ
ロポキシレートトリアクリレートが好ましい。

【００３６】耐摩耗性を付与する樹脂は、約１％〜約５
％、好ましくは約１％〜約２％にわたる量で本発明の組
成物中に存在することができる。本発明の組成物は又、
光開始剤を含有していてもよい。このような多くの物質
が従来技術で周知である。光開始剤は、紫外線又は可視
光線のような放射線に曝露されたときに遊離基を生成
し、これにより重合反応を開始させる化合物であればい
かなる化合物であってもよい。いくつかの適切な光開始
剤の実例には、以下のものがある。即ち、アントラキノ
ン、並びに２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、１−
クロロアントラキノン、ｐ−クロロアントラキノン、２
−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、
オクタメチルアントラキノン及び２−アミルアントラキ
ノンを含めたアルキル置換された又はハロ置換されたア
ントラキノンのような置換されたアントラキノン；１，
４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、
１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアント
ラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３
−ジクロロナフトキノン、１，４−ジメチルアントラキ
ノン、２，３−ジメチルアントラキノン、２−フェニル
アントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、
３−クロロ−２−メチルアントラキノン、レテンキノ
ン、７，８，９，１０−テトラヒドロナフタセンキノ
ン、１，２，３，４−テトラヒドロベンズアントラセン
−７，２−ジオンを含めた他の置換された又は無置換の
多核キノン；アセトフォン、２，２−ジメトキシ−２−
フェニルアセトフォン、２，２−ジエトキシ−２−フェ
ニルアセトフォン、１，１−ジクロロアセトフォン、１
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び２−メ
チル−１−（４−メチルチオ）フェニル−２−モルフォ
リン−プロパン−１−オンのようなアセトフォン；２−
メチルチオキサントン、２−デシルチオキサントン、２
−ドデシルチオキサントン（ＤＴＸ）、２−イソプロピ
ルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、
２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサ
ントン及び２，４−ジイソプロピルチオキサントンのよ
うなチオキサントン；アセトフォンジメチルケタール及
びベンジルジメチルケタールのようなケタール；ベンゾ
イン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエー
テル（vicure 10 としても知られている）のようなベン
ゾイン及びベンゾインアルキルエーテル；アゾビスイソ
バレロニトリルのようなアゾ化合物；ベンゾフェノン、
メチルベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェ
ノン、４，４′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、
ミヒラ−・ケトン及びキサントンのようなベンゾフェノ
ンである。所望がある場合には複数の光開始剤の混合物
を用いることもできる。好ましい光開始剤は、Ciba-Gei
gyから商標Irgacure 369の下に販売されており、化学的
には２−ベンジル−２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−１−
（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノンである。

【００３７】光開始剤は、約２％〜約１０％、好ましく
は約２％〜約３％にわたる量でインク組成物中に存在し
ている。本発明の組成物は又、１つ又はそれ以上の有機
担体を利用している。一つの典型的な担体は、低級アル
コールと低級ケトンとの混合物であり、各々、好ましく
は、１０を超えない炭素原子を有しているものである。
有用である典型的なアルコールは、メタノール及びエタ
ノールである。本発明において有用なケトンには、直鎖
構造若しくは分岐鎖構造で１０を超えない炭素原子を有
しているアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンのような脂肪族ケトン、又はシクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン若しくは１０までの炭素原子を有
している他の脂環式ケトンのような脂環式ケトンがあ
る。好ましい有機担体は、メタノールとメチルエチルケ
トンとの混合物である。

【００３８】通常用いられる担体は、インク組成物の重
量の約４０％〜約９０％の範囲にあり、好ましい実施例
では、インク組成物の重量の約３０％〜約６０％の範囲
にある。本発明の組成物は又、導電性試剤を含有してい
てもよい。存在しているならば、導電性試剤は、約０．
２％〜約２．０％の量で存在する。適切な導電性試剤の
実例には、塩酸ジメチルアミン、塩酸ジエチルアミン、
硝酸リチウム及び塩酸ヒドロキシルアミンがある。好ま
しい導電性試剤は、硝酸リチウムである。

【００３９】本発明のインク組成物には、組成物の表面
張力を修正するために界面活性剤が用いられていてもよ
い。存在しているならば、界面活性剤は、約０．０１％
〜約０．２％の量でインク組成物中に存在することがで
きる。好ましい界面活性剤は、３Ｍからの界面活性剤で
あるFC-430のようなフッ素化されたアルキルエステル等
の非イオン界面活性剤である。

【００４０】本発明の組成物は又、光増感剤を含んでい
てもよい。光増感剤は、該剤が最もよく応答する波長の
光を吸収することにより感度を増大させるものである。
このような多くの物質が従来技術で周知である。存在し
ているならば、光増感剤は、約０．２５％〜約５％にわ
たる量で存在する。いくつかの適切な光増感剤の実例に
は、前述した光開始剤のすべて；四塩化炭素、ブロモホ
ルム及び三臭化炭素のようなハロゲン型増感剤；４−ジ
メチルアミノ安息香酸エチル及び安息香酸２−（ジメチ
ルアミノ）エチルのような安息香酸エステル；トリエチ
ルアミン及びトリエタノールアミンのような第三アミ
ン；ベンゾトリアゾール、ベンゾイン、クロルアニル、
ベンジル、ジアセチル、５−ニトロサリチルアルデヒ
ド、２，４−ジニトロトルエンがある。好ましい光増感
剤は、Biddle Sawyer から商標Quantacure ITXの下に販
売されている２−イソプロピルチオキサントンである。

【００４１】本発明の組成物には、自然光に曝露された
ときに組成物が重合するのを防ぐために光安定剤が用い
られていてもよい。光安定剤は、約０．０１％〜約０．
１％にわたる量でインク組成物中に存在することができ
る。好ましい光安定剤は、ｐ−メトキシフェノールであ
る。本発明のインク組成物は、インクの印刷特性に悪影
響を与えずに、インクに接触して置かれた金属の腐蝕を
抑制するのに十分な量で腐蝕抑制剤を含有していてもよ
い。

【００４２】適切な腐蝕抑制剤は、本質的に塩基性で且
つ熱安定な金属−有機スルフォネート化合物を０．５％
〜５％含んでいる。スルフォネート化合物は、ジノニル
ナフタレンスルフォン酸アンモニウム、塩基性のジノニ
ルナフタレンスルフォン酸バリウム、中性のジノニルナ
フタレンスルフォン酸バリウム、ジノニルナフタレンス
ルフォン酸エチレンジアミン、塩基性のナフタレンスル
フォン酸バリウム、スルフォン酸ナフタレン、過塩基性
の硫化カルシウムアルキルフェナート、塩基性のスルフ
ォン酸カルシウム、過塩基性のスルフォン酸カルシウム
及び高度に過塩基性のスルフォン酸カルシウムから成る
群から選択され得る。加えて、適切な腐蝕防止剤は、
０．１％〜５％のアルキルアミンであってもよい。アル
キルアミンの典型例は、ジプロピルアミン、ジエチルア
ミン及びジブチルアミンである。

【００４３】本発明に用いられ得るインクは又、他の添
加物を含んでいてもよい。この添加物は、（ｉ）他の成
分の溶解性を向上させること、（ii）印刷品質を向上さ
せること、（iii ）インクの媒体への接着性を向上させ
ること、及び（iv）他の特性の中でも特に表面張力及び
粘度のような特性に関連し得る湿潤性を制御することに
関してインクを増強させ得る任意の物質であり得る。

【００４４】加えて、分散試剤のような他の選択随意的
な添加物が存在していてもよい。存在しているならば、
分散試剤は、重量で約０．０１％〜約２０％の量でイン
ク中に存在することができる。更に、Benzoflex S552
（Velsicol Chemical Corporation, Chicago, Ill.）と
して市販されている四安息香酸ペンタエリトリトール、
Citroflex 1 （Monflex Chemical Company, Greensbor
o, N.C.）として市販されているクエン酸トリメチル、H
alcomid M-18-OL（C. P. Hall Company, Chicago,Ill.
）として市販されているＮ，Ｎ−ジメチルオレアミド
等のような可塑剤が存在していてもよい。本発明に用い
られているインクは、着色剤を添加せずに透明インクと
して用いることができる。インクを目に見えるようにし
たいならば（例えば、硬化及びエッチングの後にこのイ
ンクが完全に除去されたことを確認するために）、着色
剤を添加することができる。典型的には、インク中に着
色剤が存在しているならば、着色剤は、約０．５％〜４
％、好ましくは約１％〜約３％にわたる量で用いられ
る。本発明に用いることのできる着色剤には、Morfast
black A 、Morfast black 101 、Morfast red 102 及び
Morfast yellow 102がある。以上の染料は、Morton Int
ernationalから入手可能である。又、Hektoblack X-2
（ＢＡＳＦより）を用いてもよい。加えて、Milliken C
hemicalsは、Milliken blue A45-1 、Milliken red A45
-2及びMilliken yellow A45-3 を販売している。本発明
に好ましい着色剤は、Milliken red A45-2である。

【００４５】本発明の実施にとって本質的なものではな
いが、本発明のインク組成物は又、保湿剤としても知ら
れている蒸発遅延剤を含むように組成されていてもよ
い。これらの化合物は、インク・ジェット・オリフィス
が乾燥したり皮殻化したりするのを防止する。保湿剤の
典型的な種別には、グリコールエーテル及びグリコール
エステル又はこれらの組み合わせがある。特定的な実例
は、エチレングリコール及びプロピレングリコールメチ
ルエーテルのような化合物である。

【００４６】本発明の組成を有するジェット・インク
は、以下の特性を示す。即ち、（１）２５℃において約
１センチポアズ（ｃｐｓ）〜約１０センチポアズの粘
度、（２）約５０Ω・ｃｍ^-1〜約２，０００Ω・ｃｍ^-1
の電気固有抵抗、（３）約１，２００ｍ／秒〜約１，７
００ｍ／秒の音速、及び（４）２８ダイン／ｃｍを下回
る表面張力である。インクの比抵抗を調節するために、
電解質を添加することもできる。有用な電解質には、塩
酸ジメチルアミン及び塩酸ヒドロキシルアミンがある。
これら所望の操作特性を達成するための上に開示したイ
ンク組成物の主要成分の修正は、当業者の技術の範疇に
十分に納まっている。

【００４７】ジェット・インク組成物の粘度は、一般的
には約１センチポアズ〜約１０センチポアズ、好ましく
は約２センチポアズ〜約５センチポアズである。任意の
所与のインク組成の粘度を調節する必要に応じて、粘度
を降下させることの可能な任意のアクリレート樹脂に加
えて、様々な公知の粘度調整剤を添加してもよい。加え
て、このジェット・インク組成物は、十分な可撓性を備
えたプリント画像の割れ又はシワを防止することを可能
にするようなものでなければならない。

【００４８】開示された方法は、プリント回路基板への
マーキング・インクの付着という用途のみに留まらず遥
かに広範な用途を有していることが当業者には理解され
よう。従って、本発明の紫外光による前処理は、他の熱
可塑性材料及び他のインク又はコーティングの場合にも
有用であることを理解すべきである。例えば、本発明の
方法は、エポキシ塗料の塗工前にエポキシ成形部品を作
成する際にも有用である。更なる多くの用途が当業者に
は直ちに明らかとなろう。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）積層板の不被覆面を紫外光で処
理する工程と、（ｂ）その後、前記処理された積層板にマーキング・
インクを印刷する工程とを備えたマーキング・インクを
積層板に付着させる改良された方法。
【請求項２】前記紫外光は、約１００ワット／インチ
〜４００ワット／インチにわたる広域スペクトル高強度
紫外光である請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記積層板を処理する工程は、約１０ｍ
Ｊ／ｃｍ² を上回る前記紫外光への曝露を結果的に生ず
る請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記積層板を処理する工程は、約３００
ｍＪ／ｃｍ² の前記紫外光への曝露を結果的に生ずる請
求項１に記載の方法。
【請求項５】（ａ）プリント回路基板の不被覆面
を、約１００ワット／インチ〜約４００ワット／インチ
にわたる広域スペクトル高強度紫外光に曝露して、約１
００ｍＪ／ｃｍ² 〜約１５０ｍＪ／ｃｍ² にわたる水準
の曝露を得る工程と、（ｂ）その後、前記曝露された基板にマーキング・イ
ンクを印刷する工程とを備えたマーキング・インクをプ
リント回路基板に付着させる改良された方法。
【請求項６】前記曝露水準は、約３００ｍＪ／ｃｍ²
である請求項５に記載の方法。
【請求項７】プリント回路基板がマーキング・インク
と結合する能力を、当該基板の紫外光による前処理を介
して増強して改良されたプリント回路基板。
【請求項８】積層板がマーキング・インクと結合する
能力を、当該積層板の紫外光による前処理を介して増強
して改良された、プリント回路基板に用いられる積層
板。
【請求項９】熱可塑性部品を紫外光で処理する工程
と、（ｂ）その後、前記処理された部品にインクを印刷す
る工程とを備えたインクを熱可塑性部品に付着させる改
良された方法。
【請求項１０】前記紫外光は、約１００ワット／イン
チ〜約４００ワット／インチにわたる広域スペクトル高
強度紫外光である請求項９に記載の方法。