CN103717403B - 包含薄底漆膜的结构体和包含薄底漆膜的镂空版印刷版 - Google Patents
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Abstract
[课题]本发明提供一种结构体,其包括已经通过干法形成的并且牢固地与氟化硅烷偶联剂结合的薄底漆膜。[解决手段]根据本发明的一个实施方案的这种结构体包含基材和在基材表面上通过干法形成的薄底漆膜,该薄底漆膜包含选自由硅、钛、铝、氧化铝和锆组成的组中的至少一种物质。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请涉及在2011年8月10日提交的日本专利申请序列号2011-174908,该日本专利申请的内容通过引用将其全部结合在此。本申请还涉及在2012年2月14日提交的日本专利申请序列号2012-29090,该日本专利申请的内容通过引用将其全部结合在此。本公开涉及包含薄底漆膜的结构体,且特别涉及包含用于含氟硅烷偶联剂的薄底漆膜的结构体。本公开也涉及用于制备所述结构体的方法。
背景技术
将涂料与含有氟的硅烷偶联剂涂敷至基材表面以向该基材表面提供防油性的这种表面改性处理是已知的。例如,在一些研究中,在丝网印刷筛网的表面上形成由含氟硅烷偶联剂构成的氟涂层,以向筛网提供防油性并提高印刷浆的脱模性能。在许多情况下,不是直接将含氟硅烷偶联剂涂敷在筛网体上,而是将其涂敷在作为中间物的薄底漆膜上,以确保试剂在筛网上的固定性。例如,已知有用液体底漆涂布筛网体并随后将含氟硅烷偶联剂涂敷到该液体底漆上的方法(见日本专利申请公开号2006-347062和2009-45867)。此外,已知一些这样的用于电子部件传送装置的技术:用含氟硅烷偶联剂涂布设置在吸附筒夹(collet)的吸附口上的多孔片,以防止被传送的电子部件附着在多孔片上。这种多孔片是经由液体底漆用含氟硅烷偶联剂涂布的。
相关参考
相关专利文献清单
专利文献1:日本专利申请公布号2006-347062
专利文献2:日本专利申请公布号2009-45867
发明概述
不幸地,液体底漆倾向于铺展到如筛网和多孔片等工件中的开口中,并堵塞开口。特别地,用于丝网印刷筛网的液体底漆可以堵塞印刷图案开口,并阻碍按照印刷图案精确涂敷印刷浆。
为了克服此问题,可以通过干法如化学气相沉积(CVD)方法,在基材上代替液体底漆形成薄底漆膜。薄底漆膜可以是例如通过CVD方法形成的由非晶形碳材料如类金刚石碳(DLC)构成的非晶形碳膜。然而,含氟硅烷偶联剂在非晶形碳膜上不具有足够的固定性。
为了克服此问题,本公开的各种实施方案提供了包含通过干法形成并且与含氟偶联剂牢固结合的薄底漆膜的结构体。此外,本公开的各种实施方案提供了制备所述结构体的方法。
发明人发现,含有硅(Si)、钛(Ti)、铝(Al)、氧化铝(Al2Ox(x可以是任何数))、或锆(Zr)的底漆组合物层与含氟硅烷偶联剂牢固结合。在此底漆层中,来源于硅(Si)、钛(Ti)、铝(Al)、氧化铝(Al2Ox)、锆(Zr)或这些物质的氧化物的羟基与含氟硅烷偶联剂的官能团形成由脱水缩合反应导致的共价键、氢键、和/或其他键;因此,据推测底漆层和含氟硅烷偶联剂牢固结合。在本文中,术语“底漆层”可以与术语“薄底漆膜”交换使用。
根据本公开的一个实施方案的底漆组合物含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种,并且通过干法形成在基材的表面上。
根据本公开的一个实施方案的结构体包含:基材;和薄底漆膜,所述薄底漆膜含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种,并且通过干法形成在所述基材的表面上。
在本公开的一个实施方案中,所述含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的底漆组合物直接地形成在所述基材上或经由中间层间接地形成在所述基材上。
根据本公开的一个实施方案的制备所述结构体的方法包括以下步骤:制备基材;并通过干法在所述基材上直接或间接地形成含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄膜。
本公开的各种实施方案提供了包含通过干法形成并与含氟硅烷偶联剂牢固结合的薄底漆膜的结构体。此外,本公开的各种实施方案提供了制备所述结构体的方法。
附图简述
图1是说明根据本公开的一个实施方案的包括筛网的丝网印刷版的一般构造的示意性平面图。
图2是说明根据本公开的一个实施方案的包括筛网的丝网印刷版的示意性截面图。
图3是说明根据本公开的一个实施方案的具有多孔片的电子部件传送装置的一部分的示意图。
图4是显示了在进行了五分钟超声清洁的实施例1至9中与水的接触角的测量结果的图。
图5是显示了在进行了120分钟超声清洁的实施例1至3和8至9中与水的接触角的测量结果的图。
图6是显示了在进行了240分钟超声清洁的实施例1至7中与水的接触角的测量结果的图。
图7是在实施例10的样品表面中的印刷图案开口的照片。
图8是在实施例11的样品表面中的印刷图案开口的照片。
图9是在比较例2的样品表面中的印刷图案开口的照片。
图10是实施例10的样品表面上的乳剂部分的照片。
图11是实施例11的样品表面上的乳剂部分的照片。
图12是比较例2的样品表面上的乳剂部分的照片。
具体实施方案描述
现在将参照附图描述本公开的各种实施方案。在图中,相同或相似构件由相同或相似的附图标记指示,并且适当地省略对相同或相似构件的详细描述。
根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种并且通过干法形成在基材的表面上。薄底漆膜可以作为用于在各种结构体上固定含氟硅烷偶联剂的底漆层使用。例如,当将含氟硅烷偶联剂涂敷在丝网印刷筛网上时,可以以底漆层的形式使用根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜。图1是说明丝网印刷版的一般构造的示意性平面图,而图2是说明根据本公开的一个实施方案的丝网印刷版的示意性截面图。在该丝网印刷版上,形成了根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜。图1和2各自示意性地说明了根据本公开的一个实施方案的丝网印刷版的构造,并且应当注意,尺寸关系没有被精确地反映在图中。在本公开中的底漆层也可以在不具有丝网(screen mesh)的镂空版印刷版或多孔片中的开口中形成。
如图所示,丝网印刷版10可以包括框架12和附着到框架12上的筛网16。框架12可以由铸铁、不锈钢或铝合金构成。筛网16可以由树脂如聚酯或不锈钢(SUS304)构成。筛网16可以完全地或部分地被乳剂14涂布。
根据本公开的一个实施方案的筛网16可以通过各种材质和直径的编织线制成。可以根据用途适当地改变构成筛网16的线的表面粗糙度、截面形状和编织方法。截面形状可以包括,例如,圆形的、椭圆形的、矩形的、多边形的、不规则的和星形的形状。编织方法的实例可以包括平纹编织、斜纹编织和三维编织。构成筛网16的线的材质可以是,例如,金属如不锈钢、钢、铜、钛或钨或它们的合金。金属还可以是非晶形金属等。而且,构成筛网16的线的材质也可以是化学纤维如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、尼龙或乙烯系纤维(vinyl),混合纤维如人造丝,碳纤维,无机材料如玻璃纤维,或天然纤维如羊毛、蚕丝、棉或纤维素。例如,筛网16可以是筛网#500-19。在筛网#500-19中,构成筛网的线材(纤维线)可以具有19μm的直径,筛网开口(即相邻的线材之间的间隔)可以具有约30μm的宽度,且筛网目数可以为500。500的筛网目数可以表示在一英寸的宽度中存在500根筛网线材。可以在纤维彼此交叉的部分(交点)处用电镀析出物、粘合剂、气相沉积膜或溅射膜固定筛网16。可以通过例如电解Ni电镀、电解Ni-Co合金电镀或电解Cr电镀形成电镀析出物。在一个实施方案中,可以压扁筛网的线之间的交点,以将筛网16的厚度降低至筛网的一根线的厚度。筛网16的规格不限于本文描述的那些,如物质、线直径、筛网目数、筛网开口尺寸的均匀性、筛网开口的位置、筛网开口的圆锥角和开口的形状;这些规格可以根据印刷方法、印刷图案、印刷介质和所需的耐久性而改变。在一个实施方案中,筛网16通常可以通过编织线状材料制造,但也可以通过其他方法制造。例如,可以通过电铸、印刷和光刻法制造筛网16。此外,可以通过在采用各种方法如激光处理、蚀刻、钻孔、冲孔和放电在基材上形成通孔来制造筛网16。在这些方法中形成的通孔可以对应于筛网16的开口。可以适当地组合以上材质和制造方法。此外,筛网16的开口的边可以适当是斜切的。筛网16可以是多个筛网的组合。例如,可以将相同类型或不同类型的筛网组合在一起。
在一个实施方案中,可以使用重氮系光敏乳剂作为乳剂14。可以通过例如光刻法在乳剂14中形成印刷图案开口18,以对应于印刷图案。印刷图案开口18可以被形成为在厚度方向上穿透乳剂14。在光刻法中,可以使涂敷到筛网16上的乳剂14在光掩模图案中进行暴光,以固化乳剂14的一部分,并且随后可以移除除了通过暴光而固化的部分之外的乳剂14的其他区域,而仅仅在筛网16上留下固化的部分,从而形成印刷图案开口18。印刷图案开口18可以通过乳剂14的内壁22限定。此外,代替直接将具有印刷图案的筛网16附着到框架12上,可以将与筛网16分开的支撑网(support screen)(未示出)附着到框架12上,并随后可以将筛网16附着到该支撑网上。在一个实施方案中,可以用美工刀除去与筛网16重叠的支撑网的一部分。可以通过除光刻法之外的其他方法形成印刷图案开口18。例如,在不严格要求印刷图案的再现性的情况下,可以使用任何能够在丝网上形成印刷图案开口的材料,如粘土和灰泥。筛网16也可以用于实心印刷。当筛网16用于实心印刷时,可以不需要乳剂14。
在其他实施方案中,可以用成形为板或箔并设置有印刷图案开口18的印刷图案保持器代替乳剂14。印刷图案保持器可以由各种材料,如金属、合金、树脂或陶瓷形成。可以用作印刷图案保持器的材料的金属的实例包括钢、铜、镍、金、银、锌、铝和钛。可以用作印刷图案保持器的材料的合金的实例包括铝合金、钛合金、不锈钢合金、二元合金如铬钼钢合金、Ni-Co合金或Ni-W合金和多元合金。可以用作印刷图案保持器的材料的树脂的实例包括聚丙烯、聚酯、聚乙烯、尼龙、丙烯酸类树脂、PET、PEN、聚酰亚胺、聚酰亚胺-酰胺、玻璃纤维环氧树脂和FRP。此外,可用于印刷图案保持器的材料包括纤维素、玻璃、陶瓷、合成橡胶如腈、以及天然橡胶。如果需要,可以将这些材料与其他材料组合。可以将由这些材料形成的并且成形为板或箔的印刷图案保持器固定在筛网16上。可以在固定在筛网16上之前或之后,形成印刷图案保持器中的印刷图案。
在一个实施方案中,具有印刷图案开口的印刷图案保持器可以由例如通过电铸法析出的镀膜形成。在另一个实施方案中,印刷图案保持器可以由具有通孔的板状或箔状基材制成,所述通孔是通过激光加工、蚀刻、钻孔、冲孔、放电加工和/或其他各种方法形成的。
根据本公开的一个实施方案的镂空版印刷版可以不包括筛网16,并且可以在框架12上直接设置有印刷图案保持器。根据本公开的另一个实施方案的镂空版印刷版可以不包括框架12,并且可以设置有直接或经由适宜的夹具安装在印刷机上的印刷图案保持器。根据本公开的一个实施方案的底漆层含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种,并且形成在筛网16的各根线的表面上。薄底漆膜如此之薄,因而从附图中省略。在用在印刷图案开口中不具有筛网的镂空版印刷版代替丝网印刷版10的情况下,含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种或这些物质的化合物的薄底漆膜可以在镂空版印刷版中的开口的附近或在其内壁上形成。在一个实施方案中,由通过基于等离子体的干法形成的非晶形碳膜或聚合碳膜所构成的底漆层可以含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种。这种底漆层可以与含氟硅烷偶联剂牢固结合,并且可以具有提高的滑动性、气体阻挡性和延展性。
根据本公开的一个实施方案的底漆组合物可以通过各种已知干法形成在筛网16的表面上,所述干法包括:各种等离子体溅射方法如二极溅射、三极溅射、磁控溅射和面向(facing)靶溅射,各种离子束溅射方法如离子束溅射和ECR溅射,各种等离子体CVD方法如直流(DC)等离子体CVD方法、低频等离子体CVD方法、射频(RF)等离子体CVD方法、脉冲等离子体CVD方法、微波等离子体CVD方法、大气压等离子体方法(例如,电介质阻挡放电***)和低于大气压的等离子体方法,各种使用等离子体的离子镀方法如直流(DC)离子镀方法、空心阴极放电(HCD)法和射频(RF)激励法,各种使用离子束的离子镀方法如离子束沉积(IBD)法、离子束辅助沉积(IBAD)法和离子气相沉积膜(IVD)法,和这些方法的组合。例如,在使用固体Si钯、Ti钯、Al钯、Al2O3钯、Zr靶等的物理气相沉积(PVD)中,可以将筛网16的基材设置在沉积装置上,其中,可以将溅射气体(例如,惰性气体如氩气)以特别的气压和流量导入真空环境中;并可以溅射所述Si钯、Ti钯、Al钯、Al2O3钯或Zr靶以在基材上形成根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜。通过将溅射气体与氧(O)、氮(N)或其混合物混合,可以通过反应溅射法形成包含硅、钛、铝、氧化铝或锆与O或N相结合的产物(例如,SiO2、SiN2、TiO2、TiN2、ZrO2等)的薄底漆膜。在使用气体物质的化学气相沉积法(等离子体CVD方法)中,在其中放置有工件并抽空为真空的等离子CVD装置可以通过使用用于Si底漆层的主要材料气体如硅烷(SiH4)和四乙氧基硅烷(TEOS)或用于Ti底漆层的主要材料气体如氯化钛(TiCl4)、碘化钛(TiI4)、异丙醇钛Ti(i-OC3H7)4形成含有Si或Ti的底漆层。在一个实施方案中,必要时可以将主要材料气体如三甲基铝(Al(CH3))3)或氯化铝(AlCl3)与氧气或氮气混合,以形成含有铝和氧或氮的底漆层。而且,可以将含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中至少一种并形成在基材上的薄底漆膜暴露在氧等离子或氮等离子中,使得所述薄底漆膜可以含有氧和氮中的一种或种。在如上所述的实施方案中,薄底漆膜可以含有氧和氮中的一种或两种,所述氧和氮向薄底漆膜提供极性。因此,可以提高在薄底漆膜和含氟硅烷偶联剂之间的化学附着力和物理附着力(固定性)。
当底漆层含有锆时,可以将底漆层的表面层暴露在氧等离子体、氮等离子体、或通过等离子过程处于高能的氧和氮两者中,从而将在含锆底漆层的表面层上产生的氧化物层(钝化层)活化。因此,当底漆层含有锆时,可以不用水热处理便将底漆层的表面层上的钝化层活化。此方法可以容易地运用于不适于通过水热处理进行表面活化的镂空版印刷版和多孔片。
而且,在一个其中薄底漆层含有氧和氮中的一种或两种的实施方案中,薄膜可以具有提高的对水的可润湿性,并且涂敷在印刷丝网上的水溶性乳剂(液体乳剂)可以具有提高的可润湿性。这可以防止由于涂敷乳剂时产生的气泡所引起的针孔,并且提高了镂空版印刷版的耐磨性,因为在丝网上的乳剂固定性得到了提高。在根据本公开的含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄底漆膜形成之后,以及另一个包含基本上由碳或碳和氢构成的非晶形碳膜的层形成之后,可以通过氧等离子体施加氧,与此同时通过用氧气进行灰化而除去所述包含非晶形碳膜的层的一部分或全部。而且,必要时,可以将主要材料气体与载体气体如氩、氢、氮等混合。当在其上将通过这些干法形成底漆层的工件容易因热变形或热损伤而受损时(例如,向其涂敷了乳剂的镂空版印刷版),可以通过使用冷却装置或显著缩短干法中的成膜时间来避免工件的加热。必要时,包含硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的根据本公开的一个实施方案的底漆层可以以无定形状态形成。
包含硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的根据本公开的一个实施方案的底漆层可以通过高直线度等离子体(处理)而形成,并且因此与液体底漆相比具有更小的向无关部分如基材底表面上铺展的倾向。因此,在本公开的一个实施方案中,底漆层可以选择性地形成在基材的期望表面上(例如,被赋予了防水防油性的镂空版的印刷表面),并且可以通过掩模遮盖选择性地形成在基材上的特定部分上。例如,对于具有直径为约20μm的细线材的丝网印刷筛网#500,高直线度的等离子体方法可以选择性地在等离子体所能达到的筛网的线材的一侧上形成底漆层。这种方法可以防止底漆层铺展到筛网的线材的背面,以选择性地在想要的一侧形成底漆层。对于镂空版印刷版,当用于填充印刷浆的表面(刮墨表面)被赋予了防水性和防油性时,可能妨害印刷浆的填充性和浆料通过刮墨板的辊涂性(rollability)(对浆料粘弹性的控制),从而导致缺陷如模糊的印刷;相反,当底漆层通过高直线度等离子体方法形成时,底漆层可以选择性地在与刮墨表面相反的表面上形成,以避免这种缺陷。
在一个实施方案中,在刮墨表面上可以形成基本上仅包含碳的非晶形碳膜和/或基本上仅包含氢和碳的传统的非晶形碳膜。这种传统的非晶形碳膜因为它的惰性表面可能具有较小的与含氟硅烷偶联剂键合的倾向。因此,可以容易地去除附着到刮墨表面的偶联剂如含氟硅烷偶联剂。可以在应当优选不形成防水层或防水防油层的期望区域上,以及在刮墨表面上,形成具有惰性表面的传统的非晶形碳膜。
而且,印刷丝网可以包括在筛网丝线相互交叠处的凸起部分和凹下部分,以及在筛网的表面中的细小的不规则性;当通过使用电场的等离子体干法形成底漆层时,底漆层可以首先在电场集中的凸起部分上形成,并随后在凹下部分上形成。因此,通过控制形成时间和/或优化遮蔽板、工件和/或电极在电场中的位置,可以精细地控制底漆层在筛网上的覆盖率(形成底漆层的区域在筛网的表面积中的比例)。
此外,在本公开的一个实施方案中,当含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种并且具有附着性和延展性的薄底漆膜形成在印刷丝网上时,构成网屏(screen)的丝线之间的交点可以通过附着力而被固定,以提高丝网的耐久性并防止变形。
根据本公开的薄底漆膜层可以在将乳剂14涂敷到筛网16上之前形成在筛网16上,或在涂敷乳剂14之后形成在筛网16暴露在印刷图案开口中的暴露部分上。在另一个实施方案中,根据本公开的薄底漆膜层可以与乳剂14一起或取代乳剂14,在将筛网16置于框架12上之后,在板状或箔状印刷图案保持器暴露在其印刷图案开口18中的暴露部分上形成。在还另一个实施方案中,根据本公开的底漆组合物、和/或防水层和/或防水防油层可以取代乳剂14,在具有在其中形成有印刷图案开口18的板状或箔状印刷图案保持器上形成。此外,可以在筛网16和根据本公开的薄底漆膜层之间形成各种必要的中间层,除非脱离本公开的主旨。
在形成在筛网16上的围绕印刷图案开口18的乳剂边缘处,筛网16中的部分开口可以被乳剂填充;因此,印刷浆转移不良。为了克服此问题,可以在乳剂14上,以及在筛网16暴露在印刷图案开口18中的暴露部分上,形成本公开的薄底漆膜层;并可以在薄底漆膜层上形成防水层和/或防水防油层。因此,可以进一步提高印刷浆的转移能力。
可以将用于乳剂曝光的高能光束如UV光施加到涂敷在筛网16上的光敏乳剂14中围绕印刷图案开口18的部分。在这种情况下,曝光的光可以氧化形成在筛网16的表面上的本公开的薄底漆膜(表面活化)。因此,硅烷偶联剂可以牢固地固定在筛网16的表面上。
在如上所述在筛网16的表面上形成的薄底漆膜的至少一部分上,可以形成包括例如含氟硅烷偶联剂的薄涂膜20。这种含氟硅烷偶联剂可以是由Fluoro Technology Corporation生产的“FG-5010Z130-0.2”。在一个实施方案中,薄涂膜20可以形成得如此之薄,以至于对通过印刷图案开口18的印刷浆的体积基本上没有影响;例如,厚度可以为大约20nm。薄涂膜20的厚度不限于此,并可以取决于所用的含氟硅烷偶联剂的类型适当地改变;例如,厚度可以在1nm至1μm的范围内。
可以通过各种方法,在薄底漆膜上形成由含氟硅烷偶联剂形成的薄涂膜20。例如,可以使用织物如无纺织物、海绵、海绵状滚筒、刷子、和/或其他各种应用工具,将薄涂膜20涂敷到在其上形成了薄底漆膜的筛网16上。而且,薄涂膜20可以通过喷雾含氟硅烷偶联剂形成。薄涂膜20可以通过其他各种方法形成,包括浸渍、电阻加热、蒸发、和/或其他各种方法。
如果在将丝网筛网固定在镂空版印刷版上之前在印刷丝网筛网上形成了包含含氟硅烷偶联剂的薄涂膜,则在镂空版的组件如乳剂和丝网筛网之间的附着力可能下降。备选地,可以在形成薄涂膜之前将其上仅仅形成了底漆层的丝网筛网附着到镂空版的组件上,并随后可以在附着到镂空版上的丝网筛网的需要防水性和防油性的部分上形成包含含氟硅烷偶联剂的涂膜。
硅烷偶联剂化学键合到硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种上,或源自这些元素的氧化物的羟基上(例如,通过由于脱水缩合反应导致的键,或氢键)。因此,可以在底漆层的表面上形成包括牢固键合的桥层的连续平面氟树脂膜。
此外,通过上述反应溅射方法或应用氧等离子体或氮等离子体,薄底漆膜可以含有产生电极性的氧或氮。此电极性可以在薄底漆膜和含氟硅烷偶联剂之间产生基于极性的结合,并且此结合也可以将含氟硅烷偶联剂牢固地固定在薄底漆膜上。
如上形成的薄底漆膜和涂膜可以薄至数十纳米,并且因此可以适用于具有精细结构的筛网和镂空版印刷版。即,即使根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜和涂膜被附着至筛网或镂空版印刷版的精细印刷图案开口,印刷图案开口的形状也可以几乎没有改变,并因此印刷中的精确度可以不被降低。
本公开的一个实施方案可以包括可以通过脱水缩合反应键合到由底漆层中的硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种产生的羟基上的想要的含氟偶联剂或氟涂层剂。例如,在一个实施方案中的含氟偶联剂可以包括可以与基材形成-O-M键的元素M(M是Ti、Al或Zr)。而且,当将氟-硅化合物如液体偶联剂引入真空装置中时,可以通过例如电阻加热,一种真空蒸发法,在本公开的底漆层上形成包含该氟-硅化合物并具有防水防油性的含氟层。
含氟偶联剂可以指显示防水性和防油性并在其分子结构中包含氟的取代基的偶联剂。可以用于薄膜20的含氟偶联剂可以包括以下各项。
(i)CF3(CF2)7 CH2 CH2 Si(OCH3)3
(ii)CF3(CF2)7 CH2 CH2 SiCH3 Cl2
(iii)CF3(CF2)7 CH2 CH2 SiCH3(OCH3)2
(iv)(CH3)3 SiOSO2 CF3
(v)CF3 CON(CH3)SiCH3
(vi)CF3 CH2 CH2 Si(OCH3)3
(vii)CF3 CH2 SiCl3
(viii)CF3(CF2)5 CH2 CH2 SiCl3
(ix)CF3(CF2)5 CH2 CH2 Si(OCH3)3
(x)CF3(CF2)7 CH2 CH2 SiCl3
这些含氟偶联剂是可适用于本公开的含氟偶联剂的非限制性实例。可适用的含氟偶联剂可以包括,例如得自Fluoro Technology Corporation的FG-5010Z130-0.2(含有0.02-0.2%氟树脂和99.8-99.98%氟系溶剂)。
薄涂膜20可以具有双层结构,包括主要由偶联剂构成的第一层和主要由防水材料或防水防油材料构成的第二层。第一层可以是位于筛网16的表面上的本公开的底漆层上的薄膜,该薄膜由例如可以与底漆层形成氢键和/或通过缩合反应形成-O-M键(M是选自由Si、Ti、Al和Zr组成的组中的任一种元素)的偶联剂构成。这种偶联剂可以包括例如硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝酸酯系偶联剂和锆酸酯系偶联剂。这些偶联剂可以与其他偶联剂组合使用。第二层可以是由防水材料所构成的薄膜,所述防水材料例如烷基氯硅烷如甲基三氯硅烷、辛基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷;烷基甲氧基硅烷如二甲基二甲氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷;六甲基二硅氮烷;甲硅烷基化剂;和硅氧烷。而且,由上述含氟硅烷偶联剂构成的薄膜可以用作第二层。可以用作第二层的防水材料或防水防油材料不限于本文明确描述的那些。考虑到各种印刷条件,如所用的筛网的开口宽度和丝线直径和/或在镂空版印刷版中的印刷图案开口的尺寸、印刷浆和墨水的组成(水基或油基、内容物如颜料的粒径)、粘度、触变性、和印刷时的温度与湿度,可以适当地选择薄膜20的材料。
硅烷偶联剂应用广泛,并且对其无需举例。可以使用各种可商购的硅烷偶联剂作为薄膜20的第一层。适用于本公开的硅烷偶联剂的一个实例是癸基三甲氧基硅烷(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的“KBM-3103”)。
在薄涂膜20中所含的钛酸酯系偶联剂可以包括例如钛酸四甲氧酯、钛酸四乙氧酯、钛酸四丙氧酯和钛酸四异丙氧酯。例如,“Plenact 38S”(得自Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.)是可商购的。
在薄涂膜20中所含的铝酸酯系偶联剂可以包括乙酰乙酸烷基酯二异丙醇铝(aluminum alkyl acetoacetate diisopropylate)、乙酰乙酸乙酯二异丙醇铝(aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate)、三(乙酰乙酸乙酯)铝、和异丙醇铝。例如,“Plenact AL-M”(得自Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.的乙酸烷基酯二异丙醇铝)是可商购的。
在薄涂膜20中所含的氧化锆系偶联剂可以包括三甲基丙烯酰基锆酸新戊基(二芳基)氧基酯(neopentyl(diaryl)oxy,trimethacryl zirconate);二(二十三烷基)磷酸锆酸四(2,2二芳氧基甲基)丁基酯(tetra(2,2diaryloxymethyl)butyl,di(ditridecyl)phosphate zirconate);和环[二新戊基(二芳基)]焦磷酸酯二新戊基(二芳基)锆酸酯。例如,“Ken-React NZ01”(得自KenrichPetrochemicals,Inc.)是可商购的。
而且,与例如包含碳的非晶形碳膜底漆层相比,根据本公开的一个实施方案的含有Si或Ti的薄底漆膜可以具有较小的从包含Ni、Co、Fe等的基材的表面层向基材中扩散的倾向,并因此可以以出色的固定性形成在包含这些元素的基材上。在许多情况下,元素Ni、Co、Fe等存在于下列各项中:由作为Fe、Ni和Cr的合金的不锈钢制成的筛网16;在由不锈钢制成的筛网16的表面层上形成的用于固定交点并因此防止筛网16的变形的Ni镀膜或Ni-Co合金镀膜;或用于形成通过在电铸中的Ni电镀或Ni-Co合金镀敷沉积的膜的筛网16本身的基材。
在如上所述的本公开的实施方案中,可以将含氟硅烷偶联剂涂敷到通过干法形成并含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄底漆膜上;因此,与其中将液体底漆涂敷到筛网16上的传统技术相比,可以抑制在筛网16中的细小开口的堵塞。此外,当涂敷液体底漆时,由于液体底漆向无关部分的铺展、重力、在基材表面上不均匀的表面张力分布,底漆层的厚度可能是不均匀的。相反,在本公开的一个实施方案中,底漆层可以通过干法形成;因此,底漆层的厚度可以相对均匀。这样形成的薄底漆层可以与例如含氟硅烷偶联剂牢固地结合;因此,可以以出色的固定性将含氟硅烷偶联剂涂敷在筛网16的暴露自印刷图案开口18的部分。
而且,当用含氟硅烷偶联剂涂布本公开的底漆层时,含氟硅烷偶联剂可以通过毛细管现象进入底漆层中的缺陷如针孔中,且针孔的壁表面可以被含氟硅烷偶联剂涂布。因此,可以提高基材的耐候性,例如,可以通过逆毛细管现象防止攻击基材并且和用作粘合剂或印刷浆的溶剂的溶剂进入针孔,从而保护基材如对溶剂敏感并容易膨胀变形的用于镂空版印刷版的乳剂。
当具有防水性和/或防水防油性的涂层形成在镂空版印刷版或筛网上,且它们之间有本公开的底漆层时,浆料在印刷后可以容易地从印刷图案开口和筛网开口除去。这可以防止由于未除去而留下的浆料的固化所导致的对镂空版的损伤。
在使用情况下,具有这样的构造的丝网印刷版10设置为使得乳剂14的下表面26面向记录介质。在将丝网印刷版10设置在预定位置后,印刷浆,如焊浆或用于形成电子部件的内电极的金属浆,可以被涂敷到上表面24上,并且随后可以在上表面24被刮墨板(未示出)以一定程度的压力按压的同时,使刮墨板沿上表面24滑动,以使得被涂敷的印刷浆经过印刷图案开口18,并随后转移到印刷介质上。除了这些印刷浆,丝网印刷版10可以用于转移印刷墨、染料、涂料、防锈剂、粘合剂、反应性物质、用于印刷电路基板(green sheet)的浆液、用于光刻法的抗蚀剂、压敏材料、热敏材料和吸附剂。
筛网16也可以被应用于可以在除丝网印刷(转录)之外的印刷中使用的镂空版印刷版。筛网16可以应用于,例如,其中通过压力机构如喷墨机构加压的墨水被转移至印刷介质的压力印刷用镂空版印刷版;以及其中墨水被转移至设置有低压的印刷介质的真空印刷用镂空版印刷版。可以使用包含在其上形成有本公开的非晶形碳膜的筛网16的镂空版印刷版的印刷方法不限于本文陈述的那些。
现在将描述用于制备丝网印刷版10的方法的一个实例。第一个步骤可以是制备包含铁铸件、不锈钢或铝合金的框架12和在其上具有通过溅射等形成的含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄底漆膜的筛网16。筛网16可以附于框架12上。筛网16可以直接地附着到框架12上,或经由支撑网间接地附着。随后,可以将敏感性乳剂14涂敷到筛网16上,并可以通过光刻法在乳剂14中形成对应于印刷图案的印刷图案开口18。随后,可以在暴露在印刷图案开口18中并且朝向下表面26的筛网16的表面上形成含氟硅烷偶联剂的薄涂膜20,以完成丝网印刷版10。
图3是说明安装在具有根据本公开的一个实施方案的多孔片的电子部件传送装置30上的吸附筒夹的一部分的示意图。吸附筒夹32可以被安装在适宜的电子部件传送装置上,以能够竖直地和水平低移动。如图所示,吸附筒夹32可以是管形的,并且其一端与未示出的负压源相连接。在吸附筒夹32的吸附口附近,可以设置根据本公开的一个实施方案的多孔片34。电子部件36可以静置于晶片薄板(wafer sheet)38上。当将此电子部件36从晶片薄板传送到另一个工作空间时,可以将吸附筒夹32定位在电子部件36上,并可以由负压源提供负压;这样,电子部件36可以被吸附到吸附筒夹32的吸附口附近。接着,其上已经吸附有电子部件36的吸附筒夹32可以被移动至工作空间,在那里可以停止提供负压;这样,电子部件36可以被传送至工作空间。这种吸附筒夹32公开于例如日本专利申请公布2011-014582,并且关于其详细构造和操作对于本领域技术人员是显而易见的。本文将省略对以上筒夹32的详细描述。此外,吸附筒夹32可以用于传送除电子部件外的各种部件,如印刷电路基板。
多孔片34可以由例如以下材料构成:合成树脂如聚丙烯;金属如不锈钢;陶瓷如氧化锆;透气织物如绷带;无纺织物;或它们的组合;且多孔片34可以如上述的丝网印刷筛网16一样包括开口。在多孔片34的表面上,可以通过干法如溅射形成根据本公开的一个实施方案的含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄底漆层;并且在此薄底漆层上,可以形成含氟硅烷偶联剂层。可以以与上述在筛网16上形成的薄底漆膜相同的方法形成薄底漆层。因此,可以形成根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜,以使得不堵塞多孔片34的开口。根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜可以选择性地形成在多孔片34的吸附电子部件36的那部分上。这样,在多孔片34和吸附筒夹32之间的接触部分上,可以不形成薄底漆膜(或含氟硅烷偶联剂);并且因此可以保证多孔片34和吸附筒夹32之间的附着力。
当薄底漆膜包含根据本公开的一个实施方案的底漆组合物时,多孔片34可以安全地保持含氟硅烷偶联剂;因此,多孔片34可以具有光滑表面和耐磨性。因此,当传送电子部件36时,可以阻止电子部件36附着到多孔片34上,并且可以防止多孔片中的孔被所吸附的灰尘和异物体堵塞;因此,可以有效地传送电子部件36。多孔片34可以在其表面上具有不平性。涂敷到空腔中的含氟硅烷偶联剂可以受到具有硬的硅膜、钛膜、氧化铝膜或氧化锆膜的凸起的保护而不受外界施加的应力影响;且因此在多孔片34上的固定性非常高。
上述丝网印刷筛网和用于电子部件传送装置的多孔片仅仅是应用了本公开的薄底漆膜的对象的实例。本公开的薄底漆膜可以用于任何形式的可能遭受液体底漆堵塞的工件中。例如,本公开的薄底漆膜可以应用于筛分筛网、液体清洁筛网(清洁筛、清洁网等)、用于滚筒电镀装置的筛网、过滤器如滤网、和/或在其中液体底漆可能堵塞开口的任何其他部件。
实施例
通过以下方法证实了,可以以出色的固定性将含氟硅烷偶联剂涂敷在根据本公开的一个实施方案的含有硅、钛、铝、氧化铝和锆中的至少一种的薄底漆层上。首先,制备样品(实施例1至9),各个样品均包含含有Si、Ti、Al、Al2O3和Zr中的至少一种并且形成在不锈钢片(SUS304)的表面上的薄底漆膜,所述薄底漆膜被提供有氟涂层(含氟硅烷偶联剂)。对每种样品进行与水(纯水)的接触角的测量,以研究氟涂层的固定性。如果含氟硅烷偶联剂被保持在薄底漆膜上,则与水的接触角可能由于防水性而是高的;因此,可以通过测量接触角来证实含氟硅烷偶联剂是否保持在薄底漆膜上。
1.样品的制备
首先,制备用于各样品的由不锈钢(SUS304)构成的基材。这些不锈钢(SUS304)基材具有边长为30mm、厚度为1mm的矩形形状,以及约为0.05μm的表面粗糙度Ra,并在超声清洁装置中使用异丙醇(IPA)进行15分钟的清洁。
(1)用于实施例1的样品的制备
第一步是将上述不锈钢(SUS304)基材和纯度为99.999%且尺寸为的Si靶(得自Kojundo Chemical Laboratory Co.,Ltd.)互相相对并且分开约12cm的距离地放置在高压DC脉冲等离子体CVD装置中,并且将CVD装置抽真空至3×10-3 Pa。接着,以40SCCM的流量并在1.5Pa的内部气体压力下,向CVD装置中导入Ar气;并在施加的-4.5kVp的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,溅射样品共30分钟,从而在基材的支承样品的表面上沉积Si薄膜层。将含氟硅烷偶联剂FG-5010Z130-0.2(得自Fluoro Technology Corporation)的溶液(含有0.02至0.2%氟树脂和99.8至99.98%氟系溶剂)通过浸涂法涂敷到在其上形成有Si薄膜层的基材上。在室温将产物干燥两天,以获得用于实施例1的样品。
(2)用于实施例2的样品的制备
和实施例1一样,将不锈钢(SUS304)基材和Si靶置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中;并且将CVD装置抽真空至3×10-3 Pa。接着,分别以20SCCM和20SCCM的流量并在1.5Pa的内部气体压力下,向CVD装置中导入Ar气和氧的混合物;并在施加的-4.5kVp的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,使用混合物气体作为溅射气体,溅射样品30分钟,从而在氧气氛中在基材的支承样品的表面上沉积Si薄膜层。和实施例1一样,FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到在其上形成有Si薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例2的样品。
(3)用于实施例3的样品的制备
将上述不锈钢(SUS304)基材放置在SRDS-7000T通用小型沉积装置(得自Sanyu Electron Co.,Ltd.)的反应容器中的转盘上;将反应容器抽真空至1×10-4 Pa;随后,在RF输出为100W、样品台以10rpm顺时针旋转、以及样品台温度等于室温(没有加热或水冷)的情况下,通过使用流量为100SCCM且气压为10Pa的Ar气,将基材反溅射一分钟。随后,在输出DC为400W、T-S距离为100mm、偏置为40mm、样品台以10rpm顺时针旋转、5rpm的逆时针磁涨落(magnetic fluctuation)、样品台温度等于室温(没有加热或水冷)的情况下,通过使用流量为100SCCM且气压为2Pa的Ar气,对基材溅射三分钟。当基材暴露在大气中时,在N2气泄露三分钟的条件下,在基材的支承样品的表面上沉积Ti薄膜层。所用的Ti靶是2N8的靶(得自Sony Chemical Information Device Corporation)。和实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到在其上形成有Ti薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例3的样品。
(4)用于实施例4的样品的制备
通过与用于实施例1的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Si薄膜层的样品。接着,将此样品置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中,随后将所述CVD装置抽真空至1×10-3 Pa;并以30SCCM的流量并在2Pa的气体压力下,向CVD装置中导入氧气;并在施加的-2.5kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,将样品表面暴露在氧等离子体中2分钟,使得Si薄膜层含有氧。和实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上形成有含氧的Si薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例4的样品。
(5)用于实施例5的样品的制备
通过与用于实施例3的相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Ti薄膜层的样品。接着,将此样品置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中,随后将所述CVD装置抽真空至1×10-3 Pa;并以30SCCM的流量并在2Pa的气体压力下,向CVD装置中导入氧气;并在施加的-2.5kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,将样品表面暴露在氧等离子体中2分钟,使得Ti薄膜层含有氧。和实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到在其上形成有含氧的Ti薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例5的样品。
(6)用于实施例6的样品的制备
通过与用于实施例2的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Si氧化物薄膜层的样品。接着,将此样品置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中,随后将所述CVD装置抽真空至1×10-3 Pa;并以30SCCM的流量并在2Pa的气体压力下,向CVD装置中导入氮气;并在施加的-2.5kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,将样品表面暴露在氮等离子体中2分钟,使得Si氧化物层含有氮。与实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上形成有含氮的Si氧化物层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例6的样品。
(7)用于实施例7的样品的制备
通过与用于实施例3的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Ti薄膜层的样品。接着,将此样品置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中,随后将所述CVD装置抽真空至1×10-3 Pa;并以30SCCM的流量并在2Pa的气体压力下,向CVD装置中导入氮气;并在施加的-2.5kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,将样品表面暴露在氮等离子体中2分钟,使得Ti薄膜层含有氮。与实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上形成有含氮的Ti薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例7的样品。
(8)用于实施例8的样品的制备
将不锈钢(SUS304)基材和Al靶放置在SRDS-7000通用小型沉积装置(得自Sanyu Electron Co.,Ltd.)的反应容器中的转盘上,以使得它们互相相对;将反应容器抽真空至1×10-4 Pa。随后,在与实施例3相同的条件下将基材反溅射,并随后在输出DC为400W、T-S距离为100mm、OFS为55mm、样品台以10rpm旋转的情况下,通过使用流量为100SCCM且气压为3Pa的Ar气作为溅射气体,对其溅射五分钟。这样,在基材上形成了Al薄膜层。与实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上形成有Al薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例8的样品。所用的Al靶是得自Kojundo Chemical Laboratory Co.,Ltd.的纯度为99.99%的
(9)用于实施例9的样品的制备
将不锈钢(SUS304)基材和Al2O3靶放置在SRDS-7000通用小型沉积装置(得自Sanyu Electron Co.,Ltd.)的反应容器中的转盘上,以使它们互相相对;并且将反应容器抽真空至1×10-4 Pa。随后,在与实施例3相同的条件下将基材反溅射,并随后在输出RF为400W、T-S距离为100mm、OFS为55mm、样品台以10rpm旋转的情况下,通过使用流量均为100SCCM的Ar气和O2气的混合溅射气体,该混合溅射气体气压为10Pa,对其溅射70分钟。这样,在基材上形成了Al2O3薄膜层。与实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上形成有Al2O3薄膜层的基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例9的样品。所用的Al2O3靶是得自Kojundo Chemical Laboratory Co.,Ltd.的纯度为99.99%的Al2O3
(8)用于比较例1的样品的制备
与实施例1一样,将FG-5010Z130-0.2的溶液通过浸涂法涂敷到其上未形成有膜的不锈钢(SUS304)基材上。将产物在室温干燥两天,以获得用于比较例1的样品。
通过超声疲劳加速试验的对与水的接触角的测量
接着,将各样品置于异丙醇(IPA)中,并且经由通过超声清洁的疲劳加速试验,测量样品与水的接触角的随时间劣化,由此研究含氟硅烷偶联剂在薄底漆膜上的固定性。通过使用得自SND Co.,Ltd.的US-20KS,在38kHz的振荡(BLT自激振荡)和480W的高频输出下,进行试验。在超声清洁中,通过压电振子局部地产生强振动,以在IPA中产生空洞。当空洞在基材表面粉碎时,粉碎的空洞在基材表面上产生巨大的物理冲击力;因此,它适合于测定基材和在其上形成的薄膜之间的附着力。松散结合到薄底漆膜的含氟硅烷偶联剂可以通过来自空洞的冲击从基材表面被除去;可以通过研究在基材表面的接触角,测定含氟硅烷偶联剂和在其下面的薄底漆膜之间的附着力。
图4是显示了在进行了五分钟超声清洁的实施例1至9中与水的接触角的测量结果。图4的纵坐标表示在样品上十个测试点测得的接触角的平均值。用得自FIBRO System AB的便携式接触角分析仪“PG-X”(移动式接触角测试仪),在25℃的室温和30%的湿度下,进行接触角的测量。正如所示,对于实施例1至9的各样品保持了不小于100°的接触角。测量的各结果说明,在样品表面上保留了足量的含氟硅烷偶联剂,从而显示防水性。
相反,对于进行了五分钟超声清洁的比较例1,样品和水之间的接触角为约95°。当证实了在再经30分钟的超声清洁之后与水的平均接触角降低至约91°时,停止对比较例的试验。91°的接触角接近“防水性”的边界,并且接近不锈钢基材本身在涂敷含氟硅烷偶联剂之前与水的接触角(约80°)。因此证实了,对于比较例1,通过缩短到约30分钟的超声清洁,便除去了含氟硅烷偶联剂。
图5是显示了在进行了120分钟的超声清洁的实施例1至3和8至9中与水的接触角的测量结果。该图5的纵坐标表示在样品上十个测试点测得的接触角的平均值。正如所示,用于实施例1至3和8至9的各样品保持了不小于100°的接触角。因此证实了,对于实施例1至3,甚至在120分钟超声清洁之后,包含足量含氟硅烷偶联剂的层仍保持在样品的表面上,从而显示防水性。对于实施例4至7,由于应用了氧等离子体或氮等离子体,薄底漆层含有氧或氮,且因此想必更牢固地结合到含氟硅烷偶联剂;因此,在120分钟的超声清洁之后未测量接触角。正如将在下文描述的,甚至在240分钟的超声清洁之后,样品4至7仍保持高接触角;因此,这些样品应当在120分钟的超声清洁之后也保持了高接触角。
图6是显示进行了240分钟的超声清洁的实施例1至7中与水的接触角的测量结果。该图6的纵坐标表示在样品上十个测试点测得的接触角的平均值。正如所示,用于实施例1至7的各样品保持了不小于95°的接触角。特别是,实施例3至7显示了不小于100°的高接触角。对实施例1至7的测量结果说明,包含足量含氟硅烷偶联剂的层保持在样品的表面上,从而显示防水性。由以上实验结果证实了,在实施例1至9中,含氟硅烷偶联剂被牢固地结合在基材上。
在Si、Ti和Al
2
O
3
薄膜中的官能团的分析
接着,以以下方法分析在含有Si、Ti或Al2O3的薄底漆层中的官能团。首先,制备具有边长为30mm、厚度为1mm、且表面粗糙度Ra为0.034μm的矩形形状的不锈钢(SUS304)基材,并且在超声清洁装置中使用异丙醇(IPA)进行15分钟的超声清洁。
含Si的薄膜
通过与用于实施例1的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Si薄膜层的样品。接着,使用得自ULVAC-PHI的PHITRIFT 2TOF-SIMS(Ga离子,25kV),进行存在于样品表面的羟基的定量分析。作为在负离子模式中测量的结果,在m/z 17.003±0.010的范围内检测到了尖锐峰,证明了OH(羟基)的存在。
含Ti的薄膜
通过与用于实施例3的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Ti薄膜层的样品。接着,使用得自ULVAC-PHI的PHITRIFT 2 TOF-SIMS(Ga离子,25kV),进行存在于表面的羟基的定量分析。作为在负离子模式中测量的结果,在m/z 17.003±0.010的范围内检测到了尖锐峰,证明了OH(羟基)的存在。
含Al
2
O
3
的薄膜
通过与用于实施例9的方法相同的方法,制备包含形成在不锈钢(SUS304)基材上的Al2O3薄膜层的样品。随后,由通过傅里叶变换红外光谱法(FT-IR分析)获得的吸收光谱评价官能团。测量使用了来自BrukerCorporation的HYPERION 3000。作为通过使用在反射吸收光谱法中八个波的显微ATR法的32次测量的结果,证实了在接近3,600至3,300(cm-1)形成OH(羟基)。对于作为本公开的一个实施方案的Al薄膜(通过与实施例8相同的方法形成的Al薄膜层),与大气接触的铝的表面层上自然形成氧化铝钝化层,因此,据推测正如对于上述的Al2O3一样形成羟基。
因此证实了,根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜层具有在其中形成的羟基。而且,在薄底漆膜层中的羟基通过与含氟硅烷偶联剂缩合反应形成-O-M键,(M是选自由Si、Ti、Al和Zr组成的组中的任一种元素);因此证实了,在本公开中的薄底漆膜层与含氟硅烷偶联剂牢固地结合。
使用网屏掩模的印刷实验
接着通过以下方法证实了,在根据本公开的一个实施方案的用于丝网印刷版的筛网中的开口基本上不被印刷浆堵塞。首先,切割不锈钢片以制备三个尺寸为300mm×300mm的筛网(SS325-16)。筛网每一英寸包括325根不锈钢线材,不锈钢线材直径为16μm。接着,制备三个预先在其上附着有Tetoron筛网的镂空版印刷版框架;并且在这些Tetoron筛网上,依次贴上先前制得的上述筛网(SS325-16)。接着,用主要由13%乙酸乙烯酯系乳剂、8%聚乙烯醇、14%光聚合树脂和65%水组成的乳剂膜覆盖每个筛网(SS325-16)。乳剂膜被形成为约20μm的膜厚,包括不锈钢筛网在内的乳剂网屏的总厚度为约48μm,且不锈钢筛网的偏角为30°。
接着,通过光刻在乳剂膜上形成印刷图案。更具体地,所述印刷图案具有梳子状的形状,其包括:在筛网中部形成的直的、线宽为1,500μm且长度为约10cm的总线电极;和与所述总线电极正交地延伸的多根长度为约5cm且线宽为约70μm的细线(指状电极线)。
接着,将在其上形成有印刷图案的筛网中的一个置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中;随后,与实施例1一样,通过使用纯度为99.999%且尺寸为的Si靶(得自Kojundo Chemical Laboratory Co.,Ltd.),在筛网上(更具体地,包围乳剂丝网印刷版中的印刷图案开口的整个区域,包括暴露在印刷图案开口中的筛网部分)形成Si薄膜层。更具体地,将CVD装置抽真空至3×10-3 Pa;且随后通过使用流量为30SCCM且气压为1.5Pa的Ar气,在施加的-4kVp的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,通过氩气等离子体溅射筛网90秒。接着,停止等离子体处理,以冷却乳剂膜和筛网,并在15分钟之后恢复通过氩气等离子体溅射,且在相同条件下持续90秒,使得在包括筛网表面在内的丝网印刷板的印刷表面上的整个有效印刷图案区域上沉积Si薄膜层。用无纺织物将含氟硅烷偶联剂FG-5010Z130-0.2的溶液(得自Fluoro Technology Corporation)(含有0.02至0.2%氟树脂和99.8至99.98%氟系溶剂)涂敷到其上形成有Si薄膜层的筛网和乳剂膜上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例10的样品。
接着,将其上形成有印刷图案的另一个筛网置于高压DC脉冲等离子体CVD装置中;随后,与实施例10一样,通过使用纯度为99.999%且尺寸为的Si靶(得自Kojundo Chemical Laboratory Co.,Ltd.),在筛网上(乳剂丝网印刷版上的整个有效印刷图案开口,包括暴露在印刷图案开口中的筛网部分)形成Si薄膜层。更具体地,将CVD装置抽真空至3×10-3 Pa;且随后通过使用流量为30SCCM的Ar气和流量为10SCCM的氧气的混合物,所述混合物气的气压为1.5Pa,在施加的-4kVp的电压、10kHz的频率和10μs的脉冲宽度下,通过氩气等离子体溅射筛网90秒。接着,停止等离子体处理,以冷却乳剂膜和筛网,并在15分钟之后恢复通过氩气等离子体溅射,且在相同条件下持续90秒,使得在氧气氛中在筛网表面上沉积Si薄膜层。用无纺织物将含氟硅烷偶联剂FG-5010Z130-0.2的溶液(得自Fluoro Technology Corporation)(含有0.02至0.2%氟树脂和99.8至99.98%氟系溶剂)涂敷到其上形成有Si氧化物薄膜层的筛网上。将产物在室温干燥两天,以获得用于实施例11的样品。
将其上形成有印刷图案的剩余筛网(未进行表面处理的乳剂丝网印刷版)作为比较例2对待。
接着,将实施例10和11和比较例2的乳剂丝网印刷版安装到印刷机上,以在以下条件下进行印刷。高浓度印刷浆:(等价于)得自NAMICSCORPORATION的X7348S-17,Ag浆粒径刮墨板:氨基甲酸乙酯刮墨板,刮墨板攻角:70°,刮墨板速度:110mm/s,偏置:1mm,刮墨板下陷:2mm,和印刷介质:得自Toray Industries,Inc.的PET膜“Lumirror”。
在印刷后,在不使用清洁液如稀释剂对乳剂图案开口进行表面清洁的情况下,对各实施例10和11和比较例2,观察乳剂丝网印刷版中的印刷图案开口。观察结果示于图7至9中。图7是实施例10的样品表面的照片;图8是实施例11的样品表面的照片;且图9是比较例2的样品表面的照片。图7和8清楚地显示了在照片的上部和下部中作为黑色水平线的印刷图案开口,表明了没有被印刷浆堵塞;并且在筛网开口中没有观察到堵塞。而且,证实了印刷浆按照印刷图案转移到印刷介质(PET膜)。相反,图9显示了在照片的上部和下部中作为灰色水平线的印刷图案开口,表明了印刷图案开口被印刷浆堵塞。因此,在实施例10和11中,由含氟硅烷偶联剂形成的氟树脂层经由根据本公开的一个实施方案的薄底漆层牢固地固定在筛网表面;且由含氟硅烷偶联剂形成的氟树脂层提高了印刷浆的脱模性。相反,在比较例2中,据推测印刷浆粘着到基材被暴露且未形成含氟硅烷偶联剂氟树脂薄膜的筛网部分。因此,在根据本公开的一个实施方案的丝网印刷筛网中(实施例10和11)使用薄底漆膜的情况下,没有筛网开口被堵塞。
用CCD照相机,在印刷图案开口附近的乳剂膜表面和暴露在印刷图案开口中的筛网纤维处,观察实施例10和11和比较例2。观察结果示于图10至12中。如在图10和11中所示,没有印刷浆附着到实施例10和11的样品表面上的乳剂和暴露在印刷图案开口中的筛网纤维上。相反,图12显示了印刷浆附着到比较例2的样品表面上的乳剂和暴露在印刷图案开口中的筛网纤维上(此印刷浆在图12的照片中显示白色)。因此证实了,在实施例10和11中,含氟硅烷偶联剂经由根据本公开的一个实施方案的薄底漆膜牢固地固定在乳剂上以及筛网上。
图10至12在下部中显示了暴露在印刷图案开口中的筛网纤维。在图12中所示的比较例中,印刷浆附着至筛网纤维的几乎整个表面和附着至部分筛网开口,从而将其完全堵塞。即,比较例2表明了差的浆料脱模性。相反,在图10和11中分别示出的实施例10和11表明了,残留在筛网纤维上的印刷浆是稀少的,并且没有筛网开口被印刷浆堵塞。即,实施例10和11表明了出色的浆料脱模性。
接着通过在以下段落中描述的方法测定在丝网印刷版中的筛网上的含氟硅烷偶联剂的固定性。将其上具有根据本公开的一个实施方案的通过干法形成的薄底漆层的筛网附着到框架上,并用乳剂涂布,并且再次暴露在通过曝光显影形成的乳剂膜中的印刷图案开口中。
首先制备尺寸为300mm×300mm的不锈钢矩形筛网(#500-19)。在筛网(#500-19)上,通过以下方法形成根据本公开的一个实施方案的由含Si非晶形碳膜构成的底漆层。首先,将制得的筛网(#500-19)置于高压脉冲等离子体CVD装置,并将CVD装置的反应容器抽真空至1×10-3 Pa。接着,向已抽真空的CVD装置中,以30SCCM的流量和2Pa的气压,导入氩气,并且在施加-4kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,用氩气等离子体清洁筛网(#500-19)。接着,在排出氩气之后,以30SCCM的流量和2Pa的气压,将三甲基硅烷导入CVD装置,在施加的-4kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,进行六分钟的成膜。通过此方法,在筛网(#500-19)的表面上形成含Si非晶形碳膜。
接着,排出乙炔气体,随后以30SCCM的流量和2Pa的气压,向CVD装置中导入氧气,并且在施加的-3kV的电压、10kHz的脉冲频率和10μs的脉冲宽度下,用氧等离子体对其上形成有非晶形碳膜的筛网(#500-19)照射3min。这样,获得了含有硅和氧的非晶形碳膜(一种通过干法形成的薄膜底漆层)。
接着,将其上具有这样形成的非晶形碳膜的筛网经由聚酯筛网附着到尺寸为450mm×450mm的铸铁框架上。接着,将乳剂涂敷到其上具有非晶形碳膜并被附着到框架上的筛网上。在筛网中部的150mm×150mm尺寸的矩形区域中,涂敷乳剂至5μm的厚度。大致地,所用的乳剂主要由13%乙酸乙烯酯系乳剂、8%聚乙烯醇、14%光聚合树脂和65%水构成。接着,通过已知的光刻方法,对形成在筛网上的乳剂膜进行曝光显影,以在用乳剂涂布的矩形区域(150mm×150mm)的大致中部形成尺寸为30mm×30mm的矩形印刷图案开口。
接着,用无纺织物(得自Asahi Kasei Corporation的BEMCOT CLEANWIPE-P)将含氟硅烷偶联剂手工涂敷到暴露在印刷图案开口中的筛网部分。所用的含氟硅烷偶联剂是得自Fluoro Technology Corporation的FG-5010Z130-0.2的溶液(氟树脂:0.02至0.2%,氟系溶剂:99.8%至99.98%)。随后,将涂布有含氟硅烷偶联剂的筛网在室温和约50%的湿度下干燥180分钟。随后,以相同的方式,再次用相同的含氟硅烷偶联剂涂布暴露在印刷图案开口中的筛网部分,并在相同的条件下将筛网干燥180分钟。这样,完成了乳剂丝网印刷版。
接着,用美工刀将涂布有含氟硅烷偶联剂的筛网从完成的乳剂丝网印刷版切下。随后,将切下的筛网置于充有异丙醇(IPA)的超声清洁装置中,并进行超声清洁五分钟。超声清洁除去了没有固定在筛网上的多余的含氟偶联剂。用得自SND Co.,Ltd.的超声清洁机“US-20KS”(振荡:38kHz(螺栓夹持Langevin型换能器(BLT)自激振荡),高频输出:480W),进行超声清洁。
对这样制得的涂布有含氟硅烷偶联剂的筛网,在保持在空间中的该筛网上不同的十个点测量它与油(矿油精)的接触角。用得自FIBRO SystemAB的便携式接触角分析仪“PG-X”(移动式接触角测试仪),在25℃的室温和30%的湿度进行测量。测得的接触角平均为78°,证实了筛网的被测的(subject)表面具有防水性和防油性。附带地,在与上述相同的条件下测得的未处理的不锈钢筛网(#500-19)与油(矿油精)的接触角为约27°。因此证实了,即使在超声清洁之后,含氟硅烷偶联剂仍然固定在筛网表面上。
如上所述,可以以出色的固定性将含氟偶联剂涂敷在其上形成有按照本公开的一个实施方案的含有硅和氧的非晶形碳膜的底漆层的筛网上。
附图标记清单
10:丝网印刷版
12:框架
14:乳剂
16:筛网
18:印刷图案开口
20:薄涂膜
30:电子部件传送装置
32:吸附筒夹
34:多孔片
Claims (19)
1.一种结构体,所述结构体包含:基材;和薄底漆膜,所述薄底漆膜含有选自由硅、钛、铝、氧化铝和锆组成的组中的至少一种物质,并且通过干法形成在所述基材的部分或整个表面上,
其中,在所述基材的所述表面的未形成所述薄底漆膜的区域上形成仅包含碳的非晶形碳膜或仅包含碳和氢的非晶形碳膜。
2.权利要求1所述的结构体,其中,所述薄底漆膜还含有氧或氮。
3.权利要求1所述的结构体,其中,所述薄底漆膜含有Si氧化物、Ti氧化物、或Zr氧化物。
4.权利要求1所述的结构体,其中,所述干法是选自由以下各项组成的组中的方法:溅射法、CVD法、真空蒸发法、MBE法、簇离子束法、高频离子镀法和这些方法的组合。
5.权利要求1所述的结构体,其中,所述干法是等离子体CVD法。
6.权利要求1所述的结构体,其中,所述基材是在其中形成有对应于印刷图案的开口的镂空版印刷版。
7.权利要求1所述的结构体,其中,所述基材是筛网体。
8.权利要求1所述的结构体,其中,所述基材是在镂空版印刷版中使用的筛网体。
9.权利要求1所述的结构体,其中,所述基材是镂空版印刷版的印刷图案保持器,所述印刷图案保持器在其中形成有印刷图案开口。
10.权利要求1所述的结构体,其中,所述基材是多孔片体。
11.一种镂空版印刷版,所述镂空版印刷版包括:印刷筛网体;薄底漆膜,所述薄底漆膜通过干法直接或间接地形成在所述印刷筛网体上并且含有选自由硅、钛、铝、氧化铝和锆组成的组中的至少一种物质;和涂层,所述涂层形成在所述薄底漆膜上并且具有防水性和/或防水防油性。
12.权利要求11所述的镂空版印刷版,其中,所述薄底漆膜还含有氧或氮。
13.权利要求11所述的镂空版印刷版,其中,所述薄底漆膜含有Si氧化物、Ti氧化物或Zr氧化物。
14.权利要求11所述的镂空版印刷版,其中,所述涂层包含含氟偶联剂。
15.权利要求11所述的镂空版印刷版,其中,所述涂层包含含氟硅烷偶联剂。
16.权利要求11所述的镂空版印刷版,其中,所述涂层包含:第一层,所述第一层形成在所述薄底漆膜上并主要由偶联剂构成,所述偶联剂能够与所述薄底漆膜形成氢键和/或能够通过缩合反应与所述薄底漆膜形成-O-M键,其中M是选自由Si、Ti、Al和Zr组成的组中的任一种元素;和第二层,所述第二层形成在所述第一层上并主要由防水材料或防水防油材料构成。
17.权利要求16所述的镂空版印刷版,其中,所述偶联剂选自由以下各项组成的组:硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝酸酯系偶联剂和锆酸酯系偶联剂。
18.权利要求11所述的镂空版印刷版,所述镂空版印刷版还包括形成在所述印刷筛网体上的乳剂层,其中,所述薄底漆膜形成在所述乳剂层上。
19.一种镂空版印刷版,所述镂空版印刷版包括:形成有对应于印刷图案的开口的基材;薄底漆膜,所述薄底漆膜通过于法直接或间接地形成在所述基材上,并且含有选自由硅、钛、铝、氧化铝和锆组成的组中的至少一种物质;和涂层,所述涂层形成在所述薄底漆膜上并且具有防水性和/或防水防油性。
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