TWI748695B - 噴墨用硬化性組成物、硬化物及柔性印刷電路板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種噴墨用硬化性組成物、硬化物及柔性印刷電路板。所述噴墨用硬化性組成物包括可溶性聚醯亞胺樹脂、光硬化丙烯酸酯化合物、光聚合起始劑以及熱硬化樹脂。所述噴墨用硬化性組成物的柔軟性優異,且在厚度小於20 μm時仍具有大於2kV的耐電壓性。
Description
本發明是有關於一種柔性印刷配線板用硬化組成物,且特別是有關於一種藉由噴墨方式所使用的紫外線固化型組成物、使用其的抗蝕劑、標記及蝕刻的柔性印刷配線板用硬化塗膜以及使用其所得到之具有圖型的柔性印刷配線板。
柔性印刷配線板在製作過程中,為了保護金屬線路的氧化與耐腐蝕,一般會在線路板表面貼附一層覆蓋薄膜保護線路,或是以光硬化/熱硬化型樹脂組成物進行塗佈、曝光、顯像於線路上硬化成具有可撓性的皮膜,其中以硬化型的組成物較適合使用。
如上述的硬化型組成物中,對於將聚醯亞胺等作為主要成份的塑膠基板、與設置於其上的導體電路金屬雙方的密著性,以及一面維持密著一面確保焊接耐熱性,與薄化保護層的耐電壓等各特性的必要。然而,一般光硬化型組成物所形成的塗膜,由於缺乏柔軟性,難以達到對電路金屬及塑膠基板雙方的優異密著性,且薄化後因材料特性無法得到較佳的耐電壓特性。
本發明為了解決上述先前技術的問題,其主要目的係提供一種噴墨用硬化性組合物,柔軟性優異,且薄化後具有優良的耐電壓特性,並可維持焊接耐熱性以及塑膠基板與導體層等特性。
本發明之另一目的為以噴墨方式形成圖形化塗膜,以減少材料的使用,進而降低因微影製程所產生的廢液。
本發明的噴墨用硬化性組成物包括可溶性聚醯亞胺樹脂、光硬化丙烯酸酯化合物、光聚合起始劑以及熱硬化樹脂。光硬化丙烯酸酯化合物包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物、雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物及具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物。可溶性聚醯亞胺樹脂溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。
在本發明的一實施例中,可溶性聚醯亞胺樹脂的固有黏度為0.1至0.8。
在本發明的一實施例中,可溶性聚醯亞胺樹脂是由莫耳數比為1:0.9至1:0.98的二酐單體與二胺單體聚合而成。
在本發明的一實施例中,噴墨用硬化性組合物於溫度50℃時的黏度為50mPa‧s以下。
在本發明的一實施例中,可溶性聚醯亞胺樹脂溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的固形份佔含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的1重量%至40重量%。
在本發明的一實施例中,含氟單體包括4,4'-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐(4,4′-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 6FDA)、雙(三氟甲基)聯苯(Bis(trifluoromethyl)benzidine, TFMB)、2,2'-雙(3-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(3-aminophenyl)hexafluoropropane, 33-6F)、2,2'-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 44-6F)、2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(2,2-Bis(3-amino-4-hydroxy-phenyl)-hexafluoropropane, bis-APAF)或2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基二苯基醚(2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminodiphenyl ether, 6FODA)。
在本發明的一實施例中,由式1的化學結構表示的單體與所述含氟單體佔二酐單體與二胺單體的總莫耳數50%以上。
本發明提供一種硬化物,將上述噴墨用硬化性組合物進行硬化而獲得。
本發明提供一種柔性印刷電路板,包括上述硬化物。
在本發明的一實施例中,位於柔性印刷電路板的表面的硬化物的厚度為15 μm,硬化物經過彎折角度R=3mm且彎折測試10000次後無裂痕。
基於上述,本發明的噴墨用硬化性組成物包括可溶性聚醯亞胺樹脂、光硬化丙烯酸酯化合物、光聚合起始劑以及熱硬化樹脂。光硬化丙烯酸酯化合物包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物。可溶性聚醯亞胺樹脂溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。因此,本發明的噴墨用硬化性組合物,柔軟性優異,且薄化後具有優良的耐電壓特性,並可維持焊接耐熱性以及塑膠基板與導體層等特性。
本發明的噴墨用硬化性組成物,包括:(A)可溶性聚醯亞胺樹脂、(B)光硬化丙烯酸酯化合物、(C)光聚合起始劑以及(D)熱硬化樹脂。光硬化丙烯酸酯化合物包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物、雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物及具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
(A) 可溶性聚醯亞胺樹脂
上述可溶性聚醯亞胺為通過二胺和四羧酸二酐反應,經化學閉環或一步法閉環的可溶型聚醯亞胺,其可溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中,含有伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物可為乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚烷基二醇(80)二(甲基)丙烯酸酯、聚烷基二醇(100)二(甲基)丙烯酸酯、聚烷基二醇(150)二(甲基)丙烯酸酯等之二醇之二(甲基)丙烯酸酯等。含有烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物可為二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(2)、聚乙二醇(200)二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(2) 、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(4) 、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(10) 、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(30)等。可溶性聚醯亞胺樹脂可溶於所述含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物任一種或兩種以上(甲基)丙烯酸的組合,固形份通常佔所述伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的1重量%至40重量%,更優選為5重量%至20重量%。
式1的化學結構表示的單體可為4,4'-(4,4'-異丙基二烯二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)(4,4'-(4,4'-Isopropylidenediphenoxy)bis(phthalic anhydride), BPADA)、4,4'-(4,4'-六氟異丙基二烯二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (4,4'-(4,4'-HexafluoroIsopropylidenediphenoxy)bis(phthalic anhydride, HFBPADA)、4,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐(4,4-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenyl sulfide dianhydride, BDSDA)、2,2'-雙[4(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(2,2'-bis[4(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4BDAF)、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]propane, BAPP)、4,4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯基碸(4,4'-Bis(3-amino phenoxy)diphenyl sulfone, BAPS);含氟單體可為4,4'-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐(4,4′-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 6FDA)、雙(三氟甲基)聯苯胺(Bis(trifluoromethyl)benzidine, TFMB)、2,2'-雙(3-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(3-aminophenyl)hexafluoropropane, 33-6F)、2,2'-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 44-6F)、2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(2,2-Bis(3-amino-4-hydroxy-phenyl)-hexafluoropropane, bis-APAF)、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基二苯基醚(2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminodiphenyl ether, 6FODA(。
在本實施例中,四羧酸二酐可選自聯苯四羧酸二酐(BPDA)、4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫化萘-1,2-二羧酸酐(TDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(3,3,4,4-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride,BTDA)、4,4’-氧二鄰苯二甲酸二酐(4,4-Oxydiphthalic dianhydride,ODPA)、雙-二羧基苯基二甲基矽烷二酐(Bis(3,4dicarboxyphenyl)dimethyl-silane dianhydride,SiDA)、磺醯基二鄰苯二甲酸酐(Sulfonyldiphthalic anhydride,SO
2DPA)、、環丁烷四甲酸二酐(Cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride,CBDA)、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(Bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride , B1317)、1,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐(HQDEA)、4,4'-雙(3,4-二羧基苯氧基)聯苯二酐、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、4,4-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐 (BPADA)、乙二醇雙脫水偏苯三酸酯 (TMEG)、丙二醇雙(偏苯三酸酐) (TMPG)、1,2-丙二醇雙(偏苯三酸酐)、丁二醇雙(偏苯三酸酐)、2-甲基-1,3-丙二醇雙(偏苯三酸酐)、二丙二醇雙(偏苯三酸酐)、2-甲基-2,4-戊二醇雙(偏苯三酸酐)、二甘醇雙(偏苯三酸酐)、四甘醇雙(偏苯三酸酐)、六甘醇雙(偏苯三酸酐)、新戊二醇雙(偏苯三酸酐)、對苯二酚雙(偏苯三酸酐) (TAHQ)、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚雙(偏苯三酸酐)、2-苯基-5-(2,4-茬基)-1,4-氫化醌雙(偏苯三酸酐)、2,3-二氰基氫醌環丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐 (CPDA)、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐 (CHDA)、雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸二酐 (BHDA)、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BOTDA)、雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐 (BODA)、2,3,5-三羧基-環戊基乙酸二酐、雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5-三羧基-6-乙酸二酐、十氫-1,4,5,8-二甲醇萘-2,3,6,7-四羧酸二酐、丁-1,2,3,4-四羧酸二酐、3,3',4,4'-二環己基四羧酸二酐及1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐(1,2,4,5-Cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, HPMDA),但不僅限於此;二胺可選自二氨基二苯醚(4,4'-Oxydianiline,ODA)、對亞甲基二苯胺(para-Methylene Dianiline,pMDA)、間亞甲基二苯胺(meta-Methylene Dianiline,mMDA)、雙氨基苯氧基苯 (1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene,133APB)、雙氨基苯氧基苯(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene,134APB)、雙(4-氨基苯基)碸(bis(4-aminophenyl)sulfone,4DDS)、雙(3-氨基苯基)碸(bis(3-aminophenyl)sulfone,3DDS)、1,3-環己烷二胺(1,3-Cyclohexanediamine,13CHD)、1,4-環己烷二胺(1,4-Cyclohexanediamine,14CHD)、9,9-雙(4-氨基苯基)芴(9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene,FDA)、9,9-雙(3-氟-4-氨基苯基)芴(9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene,FFDA)、2,2-二(3-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(BAPP)、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷 (APHF)、2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺 (TFMB)、2,2'-二甲基聯苯胺(m-tolidine)、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯 (TPE-M)、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、1,4-雙(3-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯(TPE-Q)、5-氨基-2-(對氨基苯基)苯並噁唑 (5-ABO) 及6-氨基-2-(對氨基苯基)苯並噁唑 (6-ABO),但不僅限於此。
較佳地,由式1的化學結構表示的單體與所述含氟單體佔聚醯亞胺二酸酐與二胺的總莫耳數50%以上。可溶性聚醯亞胺樹脂的固有黏度例如介於0.1至0.8。可溶性聚醯亞胺樹脂是由莫耳數比為1:0.9至1:0.98的二酐單體與二胺單體聚合而成。
(B) 光硬化丙烯酸酯化合物
在本發明的噴墨用硬化性組合物中,光硬化丙烯酸酯化合物可包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物、雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物及具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物較佳係不具有羥基者。藉由含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物,任一種或兩種以上(甲基)丙烯酸的組合,而可得到適於噴墨印刷之低黏度的組成物。含有伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的具體例可列舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚烷基二醇(80)二(甲基)丙烯酸酯、聚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯等之二醇之二(甲基)丙烯酸酯等。含有烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的具體例可列舉:二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(2)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(2)、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(4)、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(10)、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯(30)等。含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品可列舉:NK ESTER A-NOD-N(新中村化學工業公司製之商品名)、LIGHT ACRYLATE 3EG-A 4EG-A 9EG-A 14EG-A PTMGA-250 NP-A MPD-A、1,6HX-A、1,9ND-A、BP-4PA (共榮社化學公司製之商品名)、HDDA、1,9-NDA(DAICEL-ALLNEX公司製之商品名)、EGDMA、DEGDMA、3EGDMA、NPGDMA、EP80DMA、E2BADMA、E2BADMA (白川化成公司製之商品名) DM BPA(2EO)DMA、DM BPA(2EO)DMA、DM NPG(2PO)DA、DM PEG(200)DA、DM PEG(200)DMA、DM PEG(400)DA、DM PEG(600)DA (雙鍵化工公司製之商品名)等。
在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合量較佳為20至90質量份,更佳為40至80質量份。當含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合量為20質量份以上時,油墨的相溶性良好。另一方面,當含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合量為90質量份以下的情況,油墨的密著性良好。
含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物於溫度25℃時的黏度為5mPa‧s至50mPa‧s,尤其是以5mPa‧s至30mPa‧s為佳。在此黏度範圍中,作為稀釋劑的含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物操作性良好,而可將各成分均勻地混合,因此,塗膜對於基板的密著性也良好。
雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物為增加塗膜後的韌性、對基板的附著性及墨水的協同作用、穩定、相容、流平、消泡等特性。雙酚型環氧化合物部分地加成(甲基)丙烯酸的化合物,可增加塗膜的耐熱性、耐化性、硬度、附著性、耐磨損性等,具體而言可列舉 EA-1010N(新中村化學)DM127-100、DM127-TP20、DM1283C、DM129、DM1700、DM1701、DM1703、DM1730、DM176-TF、DM186、DM188、DM193A-TF、DM193-TP50 (雙鍵)、MIRAMER PE210、PE250、PE110H、PE230、PE310、EA2235、EA2259、EA2280、ME2110 (Miwon)、Genomer 2235、2252、2253、2255、2259、2263、2280、2281、2312 (RAHN)、PHOTOMER 3005、3016、3052、3072、3316、3318、3319 (IGM)及以上相似結構的對應品。其中,就以上丙烯酸黏度調整的容易度而言,較佳使用單官能(甲基)丙烯酸酯化合物為其稀釋劑。雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物可一種或複數種組合使用。
在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合比例較佳為5至30質量份。藉由包含雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物,而可得到適於噴墨塗佈的低黏度且各種特性良好的組成物。
具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物可使用單體或寡聚物等的低分子量材料。具體而言,可使用分子量為100至1000、較佳為分子量為110至700的材料。
具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物的具體例可列舉:丙內酯(甲基)丙烯酸酯、丁內酯(甲基)丙烯酸酯、己內酯(甲基)丙烯酸酯、戊內酯(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-丙烯醯氧丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、1,4-環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯等,或經由縮水甘油醚類(甲基)丙烯酸酯開環得到之羥基類(甲基)丙烯酸酯,縮水甘油醚具體例可列舉:甲基丙烯酸縮水甘油酯、4-羥基丁基丙烯酸酯縮水甘油醚等,羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物可使用一種或兩種以上(甲基)丙烯酸酯的組合。
具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品可列舉:MIRAER M100、M1051 (MIWON)、ARONIX M-5700 (東亞合成)、4HBA、2HEA、CHDMMA (日本化成)、BHEA、HPA、HEMA、HPMA (日本觸媒)、Light ester HO、Light ester HOP、Light ester HOA (共榮社化學)等。
具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物可一種或複數種組合使用。其中,尤其較佳使用2-羥基-3-丙烯醯氧丙基丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧乙基丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯、2-羥丙基丙烯酸酯、4-羥丁基丙烯酸酯、1,4-環己烷二甲醇單丙烯酸酯。又,就黏度調整的容易度而言,較佳使用單官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合量較佳為1至20質量份,更佳為2至10質量份。在具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物的摻合量為1質量份以上時,組成物的密著性更良好。另一方面,在摻合量為20質量份以下時,可抑制油墨相溶性降低。
在調整墨水組成物黏度之目的方面,除了上述(甲基)丙烯酸酯化合物以外,本發明的噴墨用硬化性組合物可適當摻合稀釋劑。稀釋劑係可列舉:稀釋溶劑、光反應性稀釋劑、熱反應性稀釋劑等,較佳例如是光反應性稀釋劑。光反應性稀釋劑可列舉:(甲基)丙烯酸酯類、乙烯基醚類、乙烯衍生物、苯乙烯、氯甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、馬來酸酐、二環戊二烯、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基甲醯胺、伸二甲苯二氧雜環丁烷、氧雜環丁烷醇、3-乙基-3-(苯氧甲基)氧雜環丁烷、間苯二酚二環氧丙基醚等之不飽和雙鍵或具有氧雜環丁烷基、環氧基之化合物,較佳例如是(甲基)丙烯酸酯類,更佳例如是單官能(甲基)丙烯酸酯類及二官能(甲基)丙烯酸酯類。單官能(甲基)丙烯酸酯類可列舉:甲基(甲基)丙烯酸、甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、金剛烷基單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸芐酯、苯氧基(甲基)丙烯酸酯、聚氧化烯改性的(甲基)丙烯酸酯、聚內酯結構的內酯改性的(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯、羥丁基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等之(甲基)丙烯酸酯類或丙烯醯嗎啉等;二官能(甲基)丙烯酸酯類可列舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、降冰片烷二(甲基)丙烯酸酯,降冰片烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、二環戊基二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二乙醇二(甲基)丙烯酸酯、二縮丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三縮丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯鏈二(甲基)丙烯酸酯、聚氧丙烯鏈二(甲基)丙烯酸酯、聚內酯結構的內酯改性的二(甲基)丙烯酸酯。
提昇墨水組成物之UV硬化後硬度及交聯度之目的,噴墨用硬化性組合物摻合三官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物(具有羥基者除外)。三官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物可列舉:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷變性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷變性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、表氯醇變性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙(甲基)烯酸酯、環氧乙烷變性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷變性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、表氯醇變性甘油三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯,或者此等之倍半矽氧烷變性物等所代表的多官能(甲基)丙烯酸酯,或者與此等相對應之(甲基)丙烯酸酯單體、ε己內酯變性參丙烯醯氧乙基異氰脲酸酯。
為提昇墨水組成物之UV硬化後附著、色料潤濕、增加韌性之特性,噴墨用硬化性組合物可與聚酯類(甲基)丙烯酸酯化合物摻合,實例可列舉SETAL 91715 SS-55 (湛新)、CN2203NS、CN2254NS、CN2261、CN2262、CN2302、CN2303、CN7001NS、CN704、CN750、CN790、CN8200NS、CN8201NS、PRO31090NS、PRO31070NS、PRO31156NS (Sartomer)、DM270、DM272、DM2732、DM285、DM286、DM287、DM623(雙鍵)、Miramer SIU900、SC6610、SC6631、PS2500 (Miwon)、Genomer 03-849、3485、3611、6043/M22、6050/TM (RAHN)、UV-R5002、UV-R5003 (安鋒)、UN-1255、UN-6200、UN-6301(根上)及以上相似結構的對應品。
為提昇墨水組成物之UV硬化後之柔韌性、色料潤濕、附著力及耐化性等之特性,噴墨用硬化性組合物可與聚胺酯類(甲基)丙烯酸酯化合物摻合。聚胺酯類(甲基)丙烯酸酯化合物含有不同長度的脂肪族鏈段或芳香族鏈段,或其混合搭配,且自身具有氫鍵能力的胺基甲酸酯基團,已達成上述特性,實例可列舉CN8000NS、CN8003NS、CN8004NS、CN8007NS、CN8009NS、CN8010NS、CN8881NS、CN9001NS、CN9006NS、CN9007、CN9010NS、CN9013NS、CN9014NS、CN9021NS、CN910A70、CN91110NS、CN9178NS、CN959 (Sartomer)、DM5212、DM5220、DM541、DM553、DM554、DM570、DM5700、DM583-1、DM584、DM588、DM5900、DM7200、DM7210、DM6135、DM624、DM653 (雙鍵)、MIRAMER PU210、PU256、PU2100、PU2510、PU2560、PU320、PU340、PU3200、PU3210、PU3450、UA5210、UA5216、SC2404、SC2565 (Miwon)、Genomer 42054188/EHA、4212、4215、4217、4230、4247、4256、4267、4269/M22、4277、4297 (RAHN)、BR-571MB、BR-704P、BR-7432GB (Dymax)、PHOTOMER 6008、6009、6010、6019、6024、6215、6230、6578、6620、6621、6622、6644、6892 (IGM)及以上相似結構的對應品。
為提昇墨水組成物之UV硬化後之耐熱性、耐化性、硬度、耐磨損性等之特性,噴墨用硬化性組合物可與酚醛類(甲基)丙烯酸酯化合物摻合,具體而言可列舉EA7140(新中村化學)、DM1636 (雙鍵)、MIRAMER SC6300、SC6400 (Miwon) 及以上相似結構的對應品。
以上(甲基)丙烯酸酯化合物及稀釋用單體或樹脂,可一種或複數種組合使用,可使墨水組成物有良好的協同作用,在UV硬化前之黏度、表面張力、潤濕能力、流變性、流平性、消泡性、相容性、操作性及儲存穩定性達到平衡。使墨水組成物之UV硬化後之柔韌性、對基板的附著性、耐磨性、耐擦傷性、收縮性、金屬腐蝕性、耐黃變性、耐老化性等達到平衡。
(C)
光聚合起始劑
本發明的光聚合起始劑可包括但不限於酮化合物 (包含苯乙酮類、二苯甲酮類及噻噸酮類化合物)、三嗪類化合物、苯偶姻類化合物、茂金屬化合物、三嗪類化合物、肟衍生物等肟化合物、及醯基膦化合物以及它們的組合。就曝光感度的觀點而言,光自由基起始劑優選為α-胺基烷基苯酮、醯基膦化合物、肟化合物。,藉由調整成適當的吸光度,而可得到良好的表面硬化性與塗膜特性。α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑可列舉:2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉丙酮-1、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉苯基)-丁烷-1-酮、2-(二甲基胺基)-2-〔(4-甲基苯基)甲基〕-1-〔4-(4-嗎啉基)苯基〕-1-丁酮、N,N-二甲基胺基苯乙酮等之α-胺基苯乙酮系光聚合起始劑,市售品係可列舉:BASF 日本公司製之Irgacure 369、Irgacure379、Irgacure907等。在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑的摻合比例較佳為1至10質量份。
醯基膦系光聚合起始劑可列舉:2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦等。市售品可列舉: BASF日本公司製之IrgacureTPO、Irgacure819等。在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,醯基膦系光聚合起始劑的摻合比例較佳為1至10質量份。
α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑的摻合比例較佳例如是比醯基膦系光聚合起始劑的摻合比例高。如此一來,可抑制因氧影響等導致的表面硬化性降低,進而獲得鉛筆硬度優異的硬化膜。
此外,針對吸光強的單體、樹脂、色料及染料等吸光墨水組成物,可額外添加含肟衍生物等肟化合物,其實例可包括但不限於基於O-酰基肟的化合物,2-(鄰苯甲酰基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基] -1,2-辛二酮,1-(鄰-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,O-乙氧基羰基-α-氧基氨基-1-苯基丙-1-酮等,及其組合。基於O-酰基肟的化合物的實例可包括但不限於1,2-辛二酮,2-二甲基氨基-2-(4-甲基芐基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁-1-酮,1-(4-苯基硫烷基苯基)-丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯,1-(4-苯基硫烷基苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯,1-(4-苯基硫烷基苯基)-辛-1-肟-O-乙酸酯,1-(4-苯基硫烷基苯基)-丁-1-肟-O-乙酸酯等,及其組合。
針對光聚合起始劑,可進一步添加N,N-二甲基胺基苯甲酸乙酯、N,N-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、戊基-4-二甲基胺基苯甲酸酯、三乙基胺、三乙醇胺等之三級胺類等光起始助劑。
本發明的噴墨用硬化性組成物藉由含有上述伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物,而可得到適於噴墨印刷之低黏度組成物。此外,藉由α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑與醯基氧化膦系光聚合起始劑組合使用,而在膜厚10 μm時調整適當吸光度,波長365nm的吸光為0.08至0.8,波長385nm的吸光度為0.05至0.3,而可得到良好的表面硬化性與塗膜特性。在膜厚10 μm時,波長365nm的吸光度較佳為0.11至0.7,波長385nm的吸光度較佳為0.06至0.3。在膜厚10 μm時,波長365nm的吸光度為0.08以上可得到良好的表面硬化性,365nm的吸光度為0.8以下可得到良好的噴墨印刷性、焊錫耐熱性及鍍金耐性。在波長385nm的吸光度為0.05以上時,可得到良好的表面硬化性;在波長385nm的吸光度為0.3以下時,可得到良好的噴墨印刷性、焊錫耐熱性及鍍金耐性。
本發明的噴墨用硬化性組合物,除了上述成分以外,亦可包含各種成分。於此情況中,對於本發明的噴墨用硬化性組合物而言,以使吸光度成為上述數值範圍的方式來調整材料及摻合量的技術手段亦為重要。
(D) 熱硬化樹脂
於本發明的噴墨用硬化性組合物中可添加熱硬化樹脂,藉由添加熱硬化樹脂以提升密著性或耐熱性。本發明的熱硬化樹脂可包括三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物等之胺基樹脂、封端異氰酸酯化合物、環碳酸酯化合物、具有環狀(硫)醚基之熱硬化成分、雙馬來醯亞胺、碳二醯亞胺樹脂等周知的熱硬化樹脂。其他,亦可使用具有苯環之芳香族胺,或胺化合物與環氧化合物之反應物等。就保存安定性優異而言,較佳為封端異氰酸酯化合物。
上述於分子中具有複數個環狀(硫)醚基的熱硬化成分係於分子中具有複數個3、4或5員環之環狀(硫)醚基任一者或2種之基的化合物,可列舉例如:於分子內具有複數個環氧基的化合物,亦即多官能環氧化合物、於分子內具有複數個氧雜環丁烷基的化合物,亦即多官能氧雜環丁烷化合物、於分子內具有複數個硫醚基的化合物,亦即環硫化物樹脂等。
上述多官能環氧化合物可列舉:ADK CIZER O-130P、ADK CIZER O- 180A、ADK CIZER D-32、ADK CIZER D-55(ADEKA)等之環氧化植物油;jER828、jER834、jER1001、jER1004 (三菱化學)、EHPE3150 (DAICEL)、EPICLON 840、EPICLON 850、EPICLON 1050、EPICLON 2055 (DIC)、EPO TOHTO YD-011、YD-013、YD-127、YD-128 (東都化成)、D.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664 (Dow Chemical)、SUMI-EPOXY ESA-011、ESA-014、ELA-115、ELA-128 (住友化學)、A.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664 (旭化成)等之雙酚A型環氧樹脂;YDC-1312 (東都化成) 等之對苯二酚型環氧樹脂;YSLV-80XY(東都化成) 等之雙酚型環氧樹脂;YSLV-120TE (東都化成) 等之硫醚型環氧樹脂(東都化成);jERYL903 (三菱化學)、EPICLON 152、EPICLON 165 (DIC)、EPO TOHTO YDB-400、YDB-500 (東都化成)、D.E.R.542 (Dow Chemical)、SUMI-EPOXY ESB-400、ESB-700 (住友化學)、A.E.R.711、A.E.R.714 (旭化成)等之溴化環氧樹脂;jER152、jER154 (三菱化學)、D.E.N.431、D.E.N.438 (Dow Chemical)、EPICLON N-730、EPICLON N-770、EPICLON N-865 (DIC)、EPO TOHTO YDCN-701、YDCN-704 (東都化成)、EPPN-201、EOCN-1025、EOCN-1020、EOCN-104S、RE-306 (日本化藥)、SUMI-EPOXY ESCN-195X、ESCN-220 (住友化學)、A.E.R.ECN-235、ECN-299 (旭化成)之酚醛清漆型環氧樹脂;NC-3000、NC-3100 (日本化藥)等之聯苯酚醛清漆型環氧樹脂;EPICLON 830 (DIC)、jER807 (三菱化學)、EPO TOHTO YDF-170、YDF-175、YDF-2004 (東都化成)等之雙酚F型環氧樹脂;EPO TOHTO ST-2004、ST-2007、ST-3000 (東都化成)等之氫化雙酚A型環氧樹脂;jER604 (三菱化學)、EPO TOHTO YH-434 (東都化成);住友化學工業公司製之SUMI-EPOXY ELM-120 (住友化學)等之縮水甘油胺型環氧樹脂;乙內醯脲型環氧樹脂; CELLOXIDE 2021 (Daicel)等之脂環式環氧樹脂; YL-933 (三菱化學)、T.E.N.、EPPN-501、EPPN-502 (Dow Chemical)等之三羥苯基甲烷型環氧樹脂;YL-6056、YX-4000、YL-6121 (三菱化學)等之聯二甲苯酚型或聯苯型環氧樹脂或該等之混合物;EBPS-200 (日本化藥)、EPX-30 (ADEKA)、EXA-1514 (DIC)等之雙酚S型環氧樹脂; jER157S (三菱化學)等之雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂;jERYL-931 (三菱化學)等之四苯酚基乙烷型環氧樹脂;TEPIC (日產化學工業)等之雜環式環氧樹脂;BLEMMER DGT (日本油脂)等之二縮水甘油鄰苯二甲酸酯樹脂;ZX-1063 (東都化成)等之四縮水甘油基二甲苯酚乙烷樹脂;ESN-190、ESN-360 (新日鐵化學)、HP-4032、EXA-4750、EXA-4700 (DIC)等之含萘基之環氧樹脂;HP-7200、HP-7200H (DIC)等之具有二環戊二烯骨架之環氧樹脂;CP-50S、CP-50M (日本油脂) 等之甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合系環氧樹脂;進而環己基馬來醯亞胺與甲基丙烯酸縮水甘油酯之共聚合環氧樹脂;PB-360 (Daicel)等之環氧變性之聚丁二烯橡膠衍生物; YR-102、YR-450 (東都化成)等之CTBN變性環氧樹脂,但並不限定於此等。此等環氧樹脂可單獨或將2種以上組合使用,尤其是以酚醛清漆型環氧樹脂、聯二甲苯酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、聯苯酚醛清漆型環氧樹脂、萘型環氧樹脂或其混合物為佳。
作為多官能氧雜環丁烷化合物係可列舉例如:雙〔(3-甲基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基〕醚、雙〔(3-乙基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基〕醚、1,4-雙〔(3-甲基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基〕苯、1,4-雙〔(3-乙基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基〕苯、(3-甲基-3-氧雜環丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-甲基-3-氧雜環丁烷基)甲基丙烯酸甲酯、(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲基丙烯酸甲酯或該等寡聚物或者共聚物等之多官能氧雜環丁烷類,其中,氧雜環丁烷醇可與酚醛清漆樹脂、聚(p-羥基苯乙烯)、Cardo型雙酚類、杯芳烴類、間苯二酚杯芳烴類、或倍半矽氧烷等之具有羥基的化合物形成含醚鍵的寡聚物或共聚物樹脂等。其他,亦可列舉具有氧雜環丁烷環之不飽和單體與烷基(甲基)丙烯酸酯之共聚物等。
作為於分子中具有複數個環狀硫醚基之化合物可列舉例如:三菱化學公司製之雙酚A型環硫化物樹脂YL7000等。又,亦可使用:使用相同的合成方法,將酚醛清漆型環氧樹脂之環氧基的氧原子取代成硫原子的環硫化物樹脂等。
環狀(硫)醚基之熱硬化成分可另外添加固化劑,增加熱硬化後的結構強度,例如酸酐、酚醛樹脂或胺化合物。
酸酐類固化劑沒有特別限制,具體例可列舉:鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、烷基六氫鄰苯二甲酸酐(例如,甲基六氫鄰苯二甲酸酐)、四氫鄰苯二甲酸酐、烷基四氫鄰苯二甲酸酐(例如3-甲基四氫鄰苯二甲酸酐)、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、順丁烯酸酐、丁酸酐、琥珀酸酐,甲基納迪克酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、甲基降冰片烯-2,3-二羧酸等。以上可單一使用或兩種以上結合使用。
酚醛樹脂沒有特別限制,優選為酚醛清漆樹脂。酚醛清漆樹脂是苯酚、甲酚、萘酚、烷基酚、雙酚或萜烯酚和甲醛的縮合聚合物。酚醛樹脂具體例可列舉:酚醛清漆樹脂、苯酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、烷基苯酚酚醛清漆樹脂、二甲酚酚醛清漆樹脂、丁基苯酚酚醛清漆樹脂、聯苯酚酚醛清漆樹脂、萜烯酚酚醛清漆樹脂、α-萘酚酚醛清漆樹脂、β-萘酚酚醛清漆樹脂、二環戊二烯甲酚樹脂、聚對乙烯基苯酚樹脂,雙酚A酚醛清漆、二甲苯改性酚醛清漆樹脂、十氫化萘改性酚醛清漆樹脂、聚(二鄰羥基苯基)甲烷、聚(二間羥基苯基)甲烷及聚(二對羥基苯基)甲烷。其中,就墨水組成物搭配性而言,優選甲酚酚醛清漆樹脂。
胺化合物沒有特別限制,具體例可列舉:二甲基二氨基甲苯、二氨基二丁基甲苯、二氨基二丙基甲苯、四甲基二氨基二苯基甲烷、四乙基二氨基二苯基甲烷、二乙基二甲基二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、二氨基二甲苯基砜、二乙基二氨基甲苯、雙(4-氨基-3-乙基苯基)甲烷和聚四亞甲基-二-對氨基苯甲酸酯。以上可單一使用或兩種以上結合使用。
固化劑的使用量優選為,相對於1當量的環狀(硫)醚基,固化劑的官能團的當量數為0.05〜1.5當量,更優選為0.1〜1.2當量。由此,可以提高環環狀(硫)醚基熱硬化組合物的固化性,並且可以提高固化物的剛性、耐化性及耐焊性。
環狀(硫)醚基之熱硬化成分可另外添加固化促進劑。固化促進劑沒有特別限制,具體例可列舉:咪唑基固化促進劑、磷基固化促進劑、胺基固化促進劑、有機金屬化合物、含磷鹽基固化促進劑、雙環及其衍生物、有機金屬化合物或有機金屬配合物以及脲改性的多胺。固化促進劑優選為潛在固化促進劑。潛在的固化促進劑的實例包括咪唑基固化促進劑、磷基固化促進劑、胺基固化促進劑和微膠囊型固化促進劑。在使用固化促進劑的情況下,優選以0.1〜40質量份,更優選1〜30質量份的量配合固化劑。
咪唑基固化促進劑,具體例可列舉:咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-芐基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-偏苯三酸-1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓、1-偏苯三酸-1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓、2,4-二氨基-6-[2'甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6- [2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6- [2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2-甲基咪唑異氰尿酸加合物、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2-苯基咪唑異氰尿酸加合物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-二羥基甲基咪唑等。磷基固化促進劑,具體例可列舉:三烷基膦化合物,例如三丁基膦;和三芳基膦化合物,例如三苯基膦。胺基的固化促進劑,具體例可列舉:2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、二乙胺、三乙胺、二亞乙基四胺、三亞乙基四胺和4,4-二甲基氨基吡啶。作為三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物等之胺基樹脂例如:羥甲基三聚氰胺化合物、羥甲基苯并胍胺化合物、羥甲基甘脲化合物及羥甲基脲化合物等。進而,烷氧基甲基化三聚氰胺化合物、烷氧基甲基化苯并胍胺化合物、烷氧基甲基化甘脲化合物及烷氧基甲基化脲化合物,係藉由分別將羥甲基三聚氰胺化合物、羥甲基苯并胍胺化合物、羥甲基甘脲化合物及羥甲基脲化合物的羥甲基轉換成烷氧基甲基而得。針對此烷氧基甲基之種類並無特別限定,可設為例如:甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基等,尤其是以對人體或環境而言較無害的甲醛濃度為0.2%以下之三聚氰胺衍生物為佳。
作為此等之市售品可列舉例如:Cymel 300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR65、300(Mitsui Cyanamid)、NIKALAC Mx-750、Mx-032、Mx-270、Mx-280、Mx-290、Mx-706、Mx-708、Mx-40、Mx-31、Ms-11、Mw-30、Mw-30HM、Mw-390、Mw-100LM、Mw-750LM(SANWA CHEMICAL)等。此熱硬化成分可一種單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
異氰酸酯化合物、封端異氰酸酯化合物係於一分子內具有複數個異氰酸酯基或封端化異氰酸酯基的化合物。作為如此之於一分子內具有複數個異氰酸酯基或封端化異氰酸酯基的化合物可列舉:聚異氰酸酯化合物、或封端異氰酸酯化合物等。另外,封端化異氰酸酯基,係指異氰酸酯基藉由與封端劑之反應而被保護且暫時被惰性化的官能基,當加熱至特定溫度時,該封端劑進行解離而生成異氰酸酯基。可確認藉由添加上述聚異氰酸酯化合物或封端異氰酸酯化合物,而提昇硬化性及所得之硬化物的強韌性。聚異氰酸酯化合物例如可使用芳香族聚異氰酸酯、脂肪族聚異氰酸酯或脂環式聚異氰酸酯。
芳香族聚異氰酸酯之具體例可列舉例如:4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲伸苯基二異氰酸酯、2,6-甲伸苯基二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、o-伸二甲苯二 異氰酸酯、m-伸二甲苯二異氰酸酯及2,4-甲伸苯基二聚物等。脂肪族聚異氰酸酯之具體例可列舉:四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、4,4-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)及異佛酮二異氰酸酯等。脂環式聚異氰酸酯之具體例可列舉環庚烷三異氰酸酯,以及可列舉先前所列舉之異氰酸酯化合物的加合體、滴定體及異氰脲酸酯體等。
封端異氰酸酯化合物方面,可使用異氰酸酯化合物與異氰酸酯封端劑的加成反應生成物。可與封端劑反應的異氰酸酯化合物可列舉例如上述的聚異氰酸酯化合物等。
作為異氰酸酯封端劑可列舉例如:酚、甲酚、二甲酚、氯酚及乙基酚等之酚系封端劑;ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺及β-丙內醯胺等之內醯胺系封端劑;乙醯乙酸乙酯及乙醯丙酮等之活性亞甲基系封端劑;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、苄基醚、甘醇酸甲酯、甘醇酸丁酯、二丙酮醇、乳酸甲酯及乳酸乙酯等之醇系封端劑;甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、二乙醯單肟、環己烷肟等之肟系封端劑;丁硫醇、己硫醇、t-丁硫醇、硫酚、甲基硫酚、乙基硫酚等之硫醇系封端劑;乙醯胺、苯甲醯胺 等之醯胺系封端劑;琥珀醯亞胺及馬來醯亞胺等之醯亞胺系封端劑;茬胺(xylidine)、苯胺、丁基胺、二丁基胺等之胺系封端劑;咪唑、2-乙基咪唑等之咪唑系封端劑;亞甲基亞胺及丙烯亞胺等之亞胺系封端劑等。
封端異氰酸酯化合物亦可為市售品,可列舉例如:Sumidur BL-3175、BL-4165、BL-1100、BL-1265、Desmodur TPLS-2957、TPLS-2062、TPLS-2078、TPLS-2117、Desmotherm 2170、Desmotherm 2265(Sumitomo Bayer Urethane)、CORONATE 2512、CORONATE 2513、CORONATE 2520(Nippon Polyurethane工業)、B-830、B-815、B-846、B-870、B-874、B-882(MITSUI TAKEDA CHEMICALS)、TPA-B80E、17B-60PX、E402-B80T(Asahi Kasei Chemicals)等。另外,Sumidur BL-3175、BL-4265係使用甲基乙基肟作為封端劑所得者。如此之於一分子內具有複數個異氰酸酯基,或封端化異氰酸酯基的化合物係可一種單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,熱硬化樹脂的摻合量較佳為1至30質量份。若摻合量為1質量份以上,則可得到充分的塗膜強韌性、耐熱性。另一方面,若為30質量份以下,則可抑制保存安定性降低。
另外,可藉由添加著色劑、濕潤分散劑於噴墨用硬化性組合物中,以調整顏色與分散性,並調整墨水的表面張力,使墨水有比較好的流平性。
著色劑
本發明的噴墨用硬化性組合物可包含酞花青‧藍、酞花青‧綠、碘‧綠、雙偶氮黃、結晶紫、氧化鈦、碳黑、萘黑等習知著色劑。著色劑可單獨或將兩種以上混合使用。相對於100質量份的噴墨用硬化性組成物之不揮發性成分,著色劑的摻合量為0.1至30質量份,較佳為0.5至20質量份。在著色料的摻合量為未達0.1質量份時,辨識性差;在超過30質量份時,會引起塗膜下部之光硬化性降低。由於著色劑之種類、摻合量會對噴墨用硬化性組合物的吸光度產生影響,因此,以達成上述吸光度適宜範圍之目的進行調整。
在包含白色顏料作為著色劑的情況,可使用氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氧化鋯、氧化鋁、硫酸鋇、二氧化矽、滑石、雲母、氫氧化鋁、矽酸鈣、矽酸鋁、中空樹脂粒子、硫化鋅等習知白色顏料。其中,就高著色性及反射率而言,較佳為氧化鈦。白色顏料可一種單獨使用,亦可併用兩種以上。氧化鈦雖可為金紅石型氧化鈦亦可為銳鈦礦型氧化鈦,但就著色性、隱蔽性及安定性而言,較佳例如是使用金紅石型鈦。相較於金紅石型氧化鈦,同為氧化鈦的銳鈦礦型氧化鈦白色度較高,而常被使用作為白色顏料,但銳鈦礦型氧化鈦具有光觸媒活性,因此,尤其會因從LED所照射的光,而引起絕緣性樹脂組成物中的樹脂變色。相對於此,金紅石型氧化鈦的白色度雖稍微差,但幾乎不具有光活性,因此,起因於氧化鈦的光活性的因光導致之樹脂劣化(黃變)明顯被抑制,熱安定性也較高。因此,於安裝有LED之印刷電路板的絕緣層中作為白色顏料使用的情況,可長期間維持高反射率。
可使用習知的金紅石型氧化鈦。金紅石型氧化鈦的製造法中包括硫酸法與氯法兩種,於本發明中藉由任一製造法所製造者皆可使用。在此,硫酸法係指將鈦鐵礦礦石或鈦渣作為原料,將其溶解於濃硫酸中,將鐵成分作為硫酸鐵而分離,並將溶液進行水解,藉此而得到氫氧化物之沉澱物,將其以高溫進行燒成而取出金紅石型氧化鈦的製法。另一方面,氯法係指將合成金紅石或天然金紅石作為原料,使其以約1000℃之高溫與氯氣與碳進行反應而合成四氯化鈦,使其氧化而取出金紅石型氧化鈦的製法。其中,藉由氯法所製造之金紅石型氧化鈦,因熱導致之樹脂劣化(黃變)的抑制效果特別顯著,於本發明中更適合使用。
金紅石型氧化鈦的市售品可使用例如:TIPAQUE R-820、TIPAQUE R-830、TIPAQUE R-930、TIPAQUE R-550、TIPAQUE R-630、TIPAQUE R-680、TIPAQUE R-670、TIPAQUE R-780、TIPAQUE R-850、TIPAQUE CR-50、TIPAQUE CR-57、TIPAQUE CR-Super70、TIPAQUE CR-80、TIPAQUE CR-90、TIPAQUE CR-93、TIPAQUE CR-95、TIPAQUE CR-97、TIPAQUE CR-60、TIPAQUE CR-63、TIPAQUE CR-67、TIPAQUE CR-58、TIPAQUE CR-85、TIPAQUE UT771(石原產業)、Ti-Pure R-100、Ti-Pure R-101、Ti-Pure R-102、Ti-Pure R-103、Ti-Pure R-104、Ti-Pure R-105、Ti-Pure R-108、Ti-Pure R-900、Ti-Pure R-902、Ti-Pure R-960、Ti-Pure R-706、Ti-Pure R-931(Dupont)、R-25、R-21、R-32、R-7E、R-5N、R-61N、R-62N、R-42、R-45M、R-44、R-49S、GTR-100、GTR-300、D-918、TCR-29、TCR-52、FTR-700(堺化學工業)等。
其中,藉由氯法所製造之TIPAQUE CR-50、TIPAQUE CR-57、TIPAQUE CR-80、TIPAQUE CR-90、TIPAQUE CR-93、TIPAQUE CR-95、TIPAQUE CR-97、TIPAQUE CR-60、TIPAQUE CR-63、TIPAQUE CR-67、TIPAQUE CR-58、TIPAQUE CR-85、TIPAQUE UT771(石原產業)、Ti-Pure R-100、Ti-Pure R-101、Ti-Pure R-102、Ti-Pure R-103、Ti-Pure R-104、Ti-Pure R-105、Ti-Pure R-108、Ti-Pure R-900、Ti-Pure R-902、Ti-Pure R-960、Ti-Pure R-706、Ti-Pure R-931(Dupont)更適合使用。
銳鈦礦型氧化鈦的市售品可使用:TITON A-110、TITON TCA-123E、TITON A-190、TITON A-197、TITON SA-1、TITON SA-1L (堺化學工業)、TA-100、TA-200、TA-300、TA-400、TA-500、TP-2 (Fuji Titanium工業)、TITANIX JA-1、TITANIX JA-3、TITANIX JA-4、TITANIX JA-5、TITANIX JA-C (TAYCA)、KA-10、KA-15、KA-20、KA-30 (Titan工業)、TIPAQUE A-100、TIPAQUE A-220、TIPAQUE W-10 (石原產業)等。
白色顏料的摻合量對於吸光度的影響為大,於100質量份的噴墨用硬化性組合物中,白色顏料的摻合量較佳為3至50質量份,更佳為5至30質量份,特佳為5至25質量份。若白色顏料的摻合量為3質量份以上,則組成物之反射率充分。若白色顏料的摻合量為50質量份以下,則可抑制組成物之黏度過度上昇及印刷性降低。
在包含黑色顏料作為著色劑的情況,可使用碳、苯胺黑、氧化鐵等。黑色顏料的摻合量對於吸光度的影響為大,在100質量份的噴墨用硬化性組合物中,黑色顏料的摻合量較佳為3至50質量份,更佳為5至30質量份,特佳為5至25質量份。
另外,著色劑亦可包括習知顏料,可列舉例如:可溶性偶氮顏料、不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料、金屬酞菁顏料、不含金屬的酞菁顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二噁嗪顏料、硫代靛藍顏料、蒽醌顏料、喹酞酮顏料、金屬絡合物顏料、二酮吡咯並吡咯顏料和其他多環顏料。
濕潤分散劑
本發明的噴墨用硬化性組合物可包括濕潤分散劑。濕潤分散劑可包括一般具有輔助顏料之分散效果者,例如可使用:羧基、羥基、酸酯等之具有極性基的化合物或高分子化合物,例如磷酸酯類等之含酸化合物,或包含酸基之共聚物、含羥基之聚羧酸酯、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺與酸酯之鹽等。又,於此等濕潤分散劑中具有酸價者對於氧化鈦等無機顏料的分散更有效。
濕潤分散劑的具體例可列舉:SOLSPERSE32000、39000、71000、J-100、J-180、J-200、X300 (路博潤)、Anti-Terra-U、Anti-Terra-U100、Anti-Terra-204、Anti-Terra-205、Disperbyk-101、Disperbyk-102、Disperbyk-106、Disperbyk-110、Disperbyk-111、Disperbyk-130、Disperbyk-140、Disperbyk-142、Disperbyk-145、Disperbyk-170、Disperbyk-171、Disperbyk-174、Disperbyk-180、Disperbyk-2001、Disperbyk-2025、Disperbyk-2070、Disperbyk-2096、Disperbyk-310、BYK-P104、BYK-P104S、BYK-P105、BYK-9076、BYK-220S(BYKChemie)、EFKA®4300、4330、4340、4400、PX 4701、4585、5207、6230、7701、7731 (巴斯夫)等。具有酸價的濕潤分散劑之酸價較佳為10 mgKOH/g至300 mgKOH/g。
相對於100質量份的著色劑,濕潤分散劑的摻合量較佳為5至75質量份。
本發明的噴墨用硬化性組合物可包含表面張力調整劑。相對於100質量份的噴墨用硬化性組合物,表面張力調整劑的摻合量較佳為0.01至5質量份。
除了上述成分以外,本發明的噴墨用硬化性組合物亦可因應需要而摻合習知的添加劑,如界面活性劑、消光劑、用以調整膜物性之聚酯系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、乙烯基系樹脂、丙烯酸系樹脂、橡膠系樹脂、蠟類、聚矽氧系、氟系、高分子系等之消泡劑及流平劑之至少一種,粘度調節劑、靜電劑、阻聚劑、邊角覆蓋力改性劑、光穩定劑、耐熱穩定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、應力降低劑、離子捕捉劑、矽烷偶聯劑、密著促進劑等。
進而,除了上述成分以外,在不損及特性的範圍內,本發明的噴墨用硬化性組合物亦可摻合樹脂。雖可使用習知樹脂,但較佳係具有多烯骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物。前述多烯骨架若為例如聚丁二烯或異戊二烯,或者藉由使用此等之雙方的聚合所形成則為佳。起因於如此之重複單位的烯烴性雙鍵,可對印刷電路板用的噴墨用硬化性組合物賦予柔軟性,對於基板之追隨性增加,而可得到良好的密著性。作為具體例,較佳使用以下之材料。亦即,藉由使2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯經由2,4-甲伸苯基二異氰酸酯來與液狀聚丁二烯之羥基進行胺基甲酸酯加成反應所得到的液狀聚丁二烯胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、使加成馬來酸酐之馬來化聚丁二烯與2-羥基丙烯酸酯進行酯化反應所得到的液狀聚丁二烯丙烯酸酯、藉由馬來化聚丁二烯之羧基與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的環氧酯化反應所得到的液狀聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、藉由使液狀聚丁二烯和環氧化劑進行作用所得到的環氧化聚丁二烯與(甲基)丙烯酸的酯化反應所得到的液狀聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、藉由具有羥基之液狀聚丁二烯與(甲基)丙烯酸氯化物的脫氯反應所得到的液狀聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、將於分子兩末端具有羥基之液狀聚丁二烯的不飽和雙鍵氫化而成的液狀氫化1,2聚丁二烯二醇進行胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯變質而成的液狀氫化1,2聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯等。
市售品可列舉:NISSO PB TE-2000、NISSOPB TEA-1000、NISSO PB TE-3000、NISSOPB TEAI-1000(=日本曹達=)、CN301、CN303、CN307(SARTOMER=)、BAC-15 (大阪有機化學=)、BAC-45 (大阪有機化學=)、EY RESIN BR-45UAS (chemical light=)等。具有上述各成分的噴墨用硬化性組合物適用於噴墨法,因此,噴墨用硬化性組合物於溫度50℃時的黏度為50mPa‧s以下,較佳為5 mPa‧s至50 mPa‧s,更佳為5 mPa‧s至20 mPa‧s。藉此,可避免對噴墨印表機賦予不必要的負荷,而可順利地印刷。噴墨用硬化性組合物的黏度係指依據JIS K2283,以常溫(25℃)或50℃進行測定的黏度。只要常溫時為150mPa‧s以下,或者50℃時的黏度為5至50mPa‧s,則可以噴墨印刷法順利印刷。
又,噴墨用硬化性組合物中所包含的粒子之最大粒徑較佳為0.1 μm至5 μm,更佳為0.1 μm至1 μm。若最大粒徑為0.1 μm以上,則粒子之凝聚力不會過高;若為最大粒徑為5 μm以下,則噴墨印刷時發生噴嘴堵塞等問題之可能性減低。噴墨用硬化性組合物中所包含之粒子的最大粒徑可藉由粒度分布計進行測定,將其D100值作為最大粒徑。
本發明的噴墨用硬化性組合物可藉由上述組成而作為噴墨方式用之油墨來使用,例如,對於可撓性電路板即以輥對輥方式亦可進行印刷。於此情況中,可在藉由噴墨方式塗佈於基板後,藉由光照射光源進行照射,而形成作為硬化物之硬化塗膜。 光照射雖藉由紫外線或活性能量線之照射而進行,但較佳為紫外線。光照射之光源例如是低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙氣燈、金屬鹵素燈、LED燈等較適當。其他,亦可利用電子束、α射線、β射線、γ射線、X射線、中子輻射等。
進而,因應需要而在光照射後藉由加熱而硬化。在此,加熱溫度係例如是70℃至200℃。藉由設為該加熱溫度範圍而可充分地硬化。加熱時間例如是10分鐘至100分鐘。
硬化物
本發明的噴墨用硬化性組合物可形成圖型硬化物,所述圖型硬化物對於包含以聚醯亞胺等作為主成分之塑膠基板與設置於其上之導體電路的印刷電路板密著性優異,且焊錫耐熱性、耐藥品性、耐溶劑性、鉛筆硬度、無電解鍍金耐性、折彎性等各特性也優異。
印刷電路板
本發明的印刷電路板中,於具有電路圖型之基材上具有由上述噴墨用硬化性組合物所構成的硬化物。本發明的印刷電路板可藉由以下方法製造。
首先,將噴墨用硬化性組合物藉由噴墨方式塗佈於電路形成後的基材上,而形成具有圖型之硬化物。在此,在噴墨用硬化性組合物包含光鹼產生劑的情況下,較佳例如是在用以硬化之光照射後將硬化物進行加熱,加熱溫度例如是70℃至200℃。
本發明的噴墨用硬化性組合物雖適宜作為印刷電路板之硬化物形成用材料,但特別適宜作為印刷電路板之永久被膜形成用材料,其中,適宜作為防焊阻劑等永久絕緣膜形成用材料。又,本發明的噴墨用硬化性組合物亦可作為形成於基材或硬膜上之符號標記材料、覆蓋形成用材料、層間絕緣層形成用材料。
以下,藉由實驗例來詳細說明上述本發明所提出的噴墨用硬化性組合物。然而,下述實驗例並非用以限制本發明。
實驗例合成例1
反應器設備為500 mL的反應瓶,皆有氮氣注入,攪拌裝置。將46 mmol 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(BAPP),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例2
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(BAPP),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例3
反應器設備與合成例1相同,將49 mmol 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(BAPP),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例4
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),以及50 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例5
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol 2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基苯基醚(6FODA),以及50 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例6
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),以及50 mmol 2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟異丙烷二酐(HFBPADA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例7
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol雙氨基苯氧基苯六氟丙烷(6FBAPP),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例8
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol 4,4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯基碸(BAPS),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例9
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),以及25 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA)與25 mmol 1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐(HPMDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例10
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol二氨基二苯醚(ODA),以及25 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA) 與25 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成例11
反應器設備與合成例1相同,將24 mmol二氨基二苯醚(ODA)與24mmol雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),以及25 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA)與25 mmol 4,4’-氧二鄰苯二甲酸二酐(ODPA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成比較例1
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol二氨基二苯醚(ODA),以及50 mmol (異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐) (BPADA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成比較例2
反應器設備與合成例1相同,將50 mmol 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(BAPP),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成比較例3
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基)]丙烷(BAPP),以及50 mmol雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(B1317),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成比較例4
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),以及50 mmol雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(B1317),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190 ℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
合成比較例5
反應器設備與合成例1相同,將48 mmol二氨基二苯醚(ODA),以及50 mmol 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA),於氮氣環境、常溫下溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)與5mmol的三乙胺溶液中,此時固型份為20wt%。反應溫度190℃,聚合反應4小時後,待膠體降溫後以甲醇與水混合液(比例為2:1)析出聚醯亞胺粉體,並以80℃烘箱乾燥。
表1為合成例及合成比較例之聚醯亞胺的組成與相關特性
表1
本質黏度測量方式
二酸酐 | 二胺 | 二酸酐與二胺莫耳比 | 本質黏度 | 溶解度 | ||||
DMAc | NMP | GBL | HDDA | |||||
合成例1 | 6FDA | BAPP | 1:0.92 | 0.31 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例2 | 6FDA | BAPP | 1:0.96 | 0.56 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例3 | 6FDA | BAPP | 1:0.98 | 0.72 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例4 | BPADA | TFMB | 1:0.96 | 0.51 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例5 | BPADA | 6FODA | 1:0.96 | 0.55 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例6 | 6FBPADA | TFMB | 1:0.96 | 0.51 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例7 | 6FDA | 6FBAPP | 1:0.96 | 0.57 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例8 | 6FDA | BAPS | 1:0.96 | 0.56 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例9 | BPADA+HPMDA(1:1) | TFMB | 1:0.96 | 0.52 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例10 | BPADA+6FDA(1:1) | ODA | 1:0.96 | 0.59 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成例11 | BPADA+ODPA(1:1) | TFMB+ODA(1:1) | 1:0.96 | 0.58 | ○ | ○ | ○ | ○ |
合成比較例1 | BPADA | ODA | 1:0.96 | 0.56 | ○ | ○ | ○ | ╳ |
合成比較例2 | 6FDA | BAPP | 1:1 | 0.98 | ○ | ○ | ○ | ╳ |
合成比較例3 | B1317 | BAPP | 1:0.96 | 0.53 | ○ | ○ | ○ | ╳ |
合成比較例4 | B1317 | TFMB | 1:0.96 | 0.52 | ○ | ○ | ○ | ╳ |
合成比較例5 | 6FDA | ODA | 1:0.96 | 0.59 | ○ | ○ | ○ | ╳ |
使用尤柏落得(Ubbelohde)No. 100 黏度計,先將二甲基乙醯胺(DMAc) (空白實驗)放入Ubbelohde 黏度計中,再將其置入30℃的恆溫水槽中,並以計時機計算溶液流經在黏度計上之兩條標示線之時間(to)。之後再以二甲基乙醯胺(DMAc)為溶劑,將聚醯胺酸溶液配成濃度0.5g/dL,以相同方式測得溶液在流經黏度計上之兩條標示線之時間(t),將測得時間帶入下列公式計算,可得固有黏度ηinh。
ηinh=ln(t/to)/C
to:純溶劑通過毛細管所需時間(sec)
t: 溶液通過毛細管所需時間(sec),C:溶液之濃度(g/dL)
溶解度測量方式
取合成例1至合成例11與合成比較例1至合成比較例5產出的粉體分別溶於二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)與γ-丁內酯(γ-GBL)溶劑以及伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物(HDDA),以配製溶液濃度為20wt%以及溫度為60度環境下攪拌24小時,確認粉體能否完全溶解。
合成例1至合成例11與合成比較例1至合成比較例5所使用的單體皆為習知二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)與γ-丁內酯(γ-GBL)溶劑可溶聚醯亞胺樹脂所使用之單體,然從合成例與合成比較例結果顯示,並非可溶於溶劑之聚醯亞胺也可溶於伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。從結果顯示在有結構式一和含氟單體的搭配組合才能溶解於伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。另外,從合成例1至合成例3與合成比較例2結果,在相同單體下當本質黏度大於0.8時,因分子量太大導致無法溶解於伸烷基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。
取合成例1至合成例3之可溶於HDDA之聚醯亞胺以表2所示之成分以同表所示之比例(單位:份)進行摻合,並以攪拌機進行預備混合,而調製噴墨用硬化性組成物。表2為噴墨式硬化型組成物之組成,表3為硬化膜之特性。
表2
IBOA:脂環族鏈的單官能丙烯酸酯化合物
HDDA:伸烷基鏈的二官能丙烯酸酯化合物
EA-1010N:雙酚型環氧丙烯酸酯化合物
ITX:α-胺基烷基苯酮系光聚合起始劑
I-819:醯基氧化膦系光聚合起始劑
MY721+ Me-HHPA:熱硬化成分
G36:著色劑
AMM-0B4、KBM-403:其他添加劑
表3
黏度測試方法
PI | 光硬化劑 | 光起始劑 | 熱硬化劑 | 著色劑 | 添加劑 | 聚醯亞胺於伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能丙烯酸酯化合物重量比 | ||||||
聚醯亞胺樹脂 | IBOA | HDDA | EA-1010N | ITX | I-819 | MY721 | MeHHPA | G36 | AMM-0B4 | KBM-403 | ||
實施例1 | 合成例1 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例2 | 合成例1 15% | 10% | 40% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 37.5% |
實施例3 | 合成例2 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例4 | 合成例3 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例5 | 合成例4 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例6 | 合成例5 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例7 | 合成例6 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例8 | 合成例7 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例9 | 合成例8 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例10 | 合成例9 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例11 | 合成例10 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
實施例12 | 合成例11 8% | 10% | 42% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 19% |
比較例1 | 0% | 10% | 55% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 0% |
比較例2 | 合成例1 0.3% | 10% | 49,7% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 0.6% |
比較例3 | 合成例1 20% | 5% | 35% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 57% |
比較例4 | 合成例9 20% | 10% | 35% | 5% | 0.5% | 4% | 5% | 5% | 14.5% | 0.5% | 0.5% | 57% |
黏度@45度 (cps) | 流暢性 | 厚度 (μm) | 銅箔軟板外折r=3mm | 附著性@粗化銅 | 防焊耐熱性 | 耐電壓測試(厚度=15) | |
實施例1 | 12.5 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.8 |
實施例2 | 18.3 | ○ | 30 | ○ | 4B | ○ | 3.5 |
實施例3 | 14.1 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.6 |
實施例4 | 15.3 | ○ | 30 | ○ | 4B | ○ | 2.7 |
實施例5 | 13.9 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.5 |
實施例6 | 14.2 | ○ | 30 | ○ | 4B | ○ | 2.6 |
實施例7 | 13.5 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.6 |
實施例8 | 14.2 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.5 |
實施例9 | 14.5 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.3 |
實施例10 | 13.9 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.4 |
實施例11 | 14.7 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.7 |
實施例12 | 15.1 | ○ | 30 | ○ | 5B | ○ | 2.5 |
比較例1 | 10.3 | ○ | 30 | × | 4B | ○ | 2.0 |
比較例2 | 12.8 | ○ | 30 | × | 5B | ○ | 2.2 |
比較例3 | 20.5 | △ | 30 | ○ | 2B | ○ | 3.4 |
比較例4 | 40 | × | 30 | ○ | 1B | ○ | 3.6 |
於表3中的黏度,係以錐板型黏度計(Brookfield DV-2T) 於45℃、100rpm條件下所測得噴墨用硬化性組成物之黏度。
流暢性評價方式
於表3中,IJ印刷性係確認在進行噴墨印刷時之以噴墨噴頭所致之射出的狀態,而依以下之基準作評估。
○:射出良好
△:雖非射出良好,但可射出
×:無法射出
以噴墨印表機進行之描繪條件
膜厚:20 μm
裝置:壓電式噴墨印表機(使用KC-100 12PASS╳600dpi(帝璞)製 (噴頭溫度45℃))
曝光量:1000mJ/cm
2波長:395nm (10W)
銅密著性評價方式
密著性係藉由噴墨塗佈裝置將硬化性組成物以厚度30 μm塗佈於銅箔上,並使用高壓水銀燈,以曝光量1000mJ/cm
2進行硬化。然後,以150℃之熱風循環式乾燥爐進行60分鐘熱處理。對於如此方式所得之樣品,實施百格膠帶剝離試驗。
焊錫耐熱性評價方式
使用與上述密著性試驗所得者相同的樣品,對於硬化塗膜,根據JIS C 5012的方法,於288℃之焊料槽浸漬10秒鐘後*3次,目視觀察進行了以玻璃紙黏著膠帶所致之剝離試驗後的塗膜狀態,以下述基準進行評估。
評估基準
○:於塗膜無剝離或鼓起
×:於塗膜有剝離或鼓起
耐彎折測試
使用與上述密著性試驗所得者相同的樣品,以彎折角度R=3mm對硬化塗膜進行彎折,彎折時硬化塗膜於彎折曲率最外層,以下述基準進行評估。
評估基準
○:10000次以內,塗層無裂痕及斷裂。
△:5001~10000次,塗層有裂痕或斷裂。
×:5000次以內,塗層有裂痕或斷裂。
。
耐電壓測試
使用與上述密著性試驗所得者相同的樣品,以IPC-TM-650 2.5.7方式進行量測
如由表3得知,當添加可溶性聚醯亞胺溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物小於1重量%於硬化塗層,無法提高硬化塗層的彎折性,在半徑R=3mm彎折後會產生裂痕。當添加可溶性聚醯亞胺溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物大於40重量%於硬化塗層,則會影響到油墨與基材的附著力,另外若使用的可溶聚醯亞胺的固有黏度較高時,也會以影響到噴墨出墨狀況。
綜上所述,本發明的噴墨用硬化性組成物包括可溶性聚醯亞胺樹脂、光硬化丙烯酸酯化合物、光聚合起始劑以及熱硬化樹脂。光硬化丙烯酸酯化合物包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物。可溶性聚醯亞胺樹脂溶於含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。因此,本發明的噴墨用硬化性組合物,柔軟性優異,且薄化後具有優良的耐電壓特性,並可維持焊接耐熱性以及塑膠基板與導體層等特性,可有效地解決先前技術中所存在的問題。
無。
無。
Claims (11)
- 一種噴墨用硬化性組合物,包括: 可溶性聚醯亞胺樹脂; 光硬化丙烯酸酯化合物,包括含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物、雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯化合物及具有羥基的(甲基)丙烯酸酯化合物; 光聚合起始劑;以及 熱硬化樹脂, 其中所述可溶性聚醯亞胺樹脂溶於所述含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物中。
- 如請求項1所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述可溶性聚醯亞胺樹脂的固有黏度為0.1至0.8。
- 如請求項1所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述可溶性聚醯亞胺樹脂是由莫耳數比為1:0.9至1:0.98的二酐單體與二胺單體聚合而成。
- 如請求項1所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述噴墨用硬化性組合物於溫度50℃時的黏度為50mPa‧s以下。
- 如請求項1所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述可溶性聚醯亞胺樹脂溶於所述含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的固形份佔所述含有伸烷基鏈或烷氧基鏈的二官能(甲基)丙烯酸酯化合物的1重量%至40重量%。
- 如請求項6所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述含氟單體包括4,4'-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸(4,4′-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 6FDA)、雙(三氟甲基)聯苯胺(Bis(trifluoromethyl)benzidine, TFMB)、2,2'-雙(3-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(3-aminophenyl)hexafluoropropane, 33-6F)、2,2'-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷(2,2'-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 44-6F)、2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(2,2-Bis(3-amino-4-hydroxy-phenyl)-hexafluoropropane, bis-APAF)或2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基二苯基醚(2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminodiphenyl ether, 6FODA)。
- 如請求項6所述的噴墨用硬化性組合物,其中所述由式1的化學結構表示的單體與所述含氟單體佔二酐單體與二胺單體的總莫耳數50%以上。
- 一種硬化物,將如請求項1至請求項8中任一項所述的噴墨用硬化性組合物進行硬化而獲得。
- 一種柔性印刷電路板,包括如請求項9所述的硬化物。
- 如請求項10所述的柔性印刷電路板,其中位於所述柔性印刷電路板的表面的所述硬化物的厚度為15 μm,所述硬化物經過彎折角度R=3mm且彎折測試10000次後無裂痕。
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