JP5463498B1 - 感光性導電性インキ及びその硬化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光性樹脂(A)、導電性粒子(B)および光重合開始剤(C)を含む感光性導電性インキであって、前記感光性樹脂(A)が、エポキシ化合物(a)とフェノール化合物(b)とを反応させてなる側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)に、多塩基酸無水物(d)、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)および多塩基酸無水物(g)を順次反応させてなる、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−1)もしくは(A−2)である、ことを特徴とする感光性導電性インキ。
【選択図】 なし
Description
また、特許文献10〜12に記載されるような方法では、フォトリソ工程(活性エネルギー線感光性とアルカリ現像性)適応性と密着性、導電性を両立する事が難しい。
前記感光性樹脂(A)が、
ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを併用してなる1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させて側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)を生成し、
前記側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と多塩基酸無水物(d)とを反応させて側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)を生成し、
前記側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)中のカルボキシル基の一部と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを反応させてなる、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−1)である、
ことを特徴とする感光性導電性インキに関する。
前記感光性樹脂(A)が、
ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを併用してなる1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させて側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)を生成し、
前記に側鎖ヒドロキシル基を有する樹脂(c)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と多塩基酸無水物(d)とを反応させて側鎖にカルボキシル基含有樹脂(e)を生成し、
前記カルボキシル基を有する樹脂(e)中のカルボキシル基の少なくとも一部と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを反応させて側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する樹脂(AA−1)を生成し、
さらに、前記側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する樹脂(AA−1)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と、多塩基酸無水物(g)中の酸無水物基とを反応させてなる、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−2)である、ことを特徴とする感光性導電性インキに関する。
また、第4の発明は、感光性樹脂(A)のエチレン性不飽和基当量が、200〜5000g/eqである第1〜3いずれかの発明の感光性導電性インキに関する。
また、第5の発明は、感光性樹脂(A)の重量平均分子量が、1000〜100000である第1〜4いずれかの発明の感光性導電性インキに関する。
また、第8の発明は、前記導電パターンを被覆するように積層された絶縁層をさらに具備する、第7の発明の導電パターン付き積層体に関する。
また、第9の発明は、前記導電パターンの下層側で、前記導電パターンと電気的に接続された所定のパターンを有する他の導電膜が、前記基材上にさらに形成されている、第7〜8いずれかの発明の導電パターン付き積層体に関する。
また、第10の発明は、前記他の導電膜が、錫がドープされた酸化インジウムを主成分とする透明導電膜である、第9の発明に記載の導電パターン付き積層体に関する。
また、第11発明は、タッチスクリーンパネル用途に用いられる、第7〜10いずれかの発明の導電パターン付き積層体に関する。
側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)を側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)と、
側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)を側鎖カルボキシル基含有樹脂(e)と、
側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−1)を、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)もしくは感光性樹脂(A−1)と、
側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する樹脂(AA−1)を、側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(AA−1)もしくは感光性樹脂(AA−1)と、
側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−2)を、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2)もしくは感光性樹脂(A−2)と略すことがある。
あるいは「側鎖」を省略することもある。
また詳細なメカニズムは明確ではないが、主鎖にエステル結合やウレタン結合を有さないことにより、感光性樹脂(A)の導電性粒子(B)への吸着が制限され、感光性樹脂(A)による導電性粒子(B)表面の被覆が抑制されることで、加熱乾燥時に導電性粒子同士の凝集が促進され、導電性が向上すると考えられる。
更には、本発に用いられる感光性樹脂(A)は、側鎖に感光性基及びカルボキシル基を有しているので、感光性基およびカルボキシル基の量が少ない場合でも、非常に優れた感光性、解像性、及び現像性を示す。これらの官能基は、主鎖に直結した場合に比べ、側鎖に導入された場合の方が反応性に富む。また、主鎖末端のみに導入されている場合に比べ、側鎖にこれらの官能基を導入する場合は、導入量を任意に調整できるため、優れた感光性、解像性、現像性、及び塗膜耐性を発揮することができる。以下、本発明の感光性樹脂(A)、及び感光性樹脂組成物について説明する。
前記側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)は、第一の工程として、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させて側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)を作製する。
前記エポキシ化合物(a)中のエポキシ基に前記フェノール化合物(b)中のフェノール性水酸基が付加反応し、エポキシ基が開環し、エーテル結合と二級のヒドロキシル基が生ずる。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)における主鎖は、前記エポキシ化合物(a)に由来する構造と前記フェノール化合物(b)に由来する構造とがエーテル結合により連結されたものである。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)におけるヒドロキシル基は、エーテル結合により連結された主鎖に対し、側鎖に位置する。
あるいは、前記側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)中のヒドロキシル基の全部を多塩基酸無水物(d)と反応させてカルボキシル基含有樹脂(e)を作製こともできる。
また、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)は、カルボキシル基とエポキシ基もしくはオキセタン基との反応により新たに生じたヒドロキシル基を側鎖に有する。なお、カルボキシル基含有樹脂(e)として、側鎖に未反応のヒドロキシル基をも有するものを用いた場合、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)は、側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)由来のヒドロキシル基をも有する。よって、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)は、側鎖にカルボキシル基とヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−1)ということができる。
第一、第二の工程は、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)を得る場合と同様である。
側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2)を得る場合の第三の工程は、前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の全部を、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基と反応させても良いという点において、前記側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1)を得る場合の第三の工程と若干相違する。即ち、前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の全部を前記化合物(f)と反応させた場合、生成する感光性樹脂(AA−1)は、側鎖にヒドロキシル基を有し、側鎖にカルボキシル基を有しない。
一方、前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の一部を前記化合物(f)と反応させた場合、生成する感光性樹脂(AA−1)は、側鎖にヒドロキシル基とカルボキシル基とを有するので、前記の側鎖にヒドロキシル基とカルボキシル基とを有する感光性樹脂(A−1)と同義になる。
そこで、以下、前記感光性樹脂(A−1)と前記感光性樹脂(AA−1)とをひとまとめにして「側鎖ヒドロキシル基含有感光性樹脂(A−1)」と略基することがある。
側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2)は、多塩基酸無水物(g)由来のカルボキシル基を有する。さらに、側鎖カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2)は、カルボキシル基含有樹脂(e)を構成していた多塩基酸無水物(d)由来のカルボキシル基を有することもできる。
以下、感光性樹脂(A)の製造方法について詳細に説明する。
側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させることで得ることができる。エポキシ基とフェノール性水酸基は、エポキシ基:フェノール性水酸基=1:1〜1:2.5のモル比で反応させることが好ましい。前記エポキシ化合物(a)中のエポキシ基1モルに対し、前記フェノール化合物(b)中のフェノール性水酸基を1モル以上にすることで、適切な分子量にしやすくなり、耐熱性がより向上する。一方、前記フェノール化合物(b)中のフェノール性水酸基を2.5モル以下にすることで、末端エポキシ基の量をより適切にできるため、次工程で多塩基酸無水物(d)を反応させる際に反応制御がしやすくなる。
具体的に、エポキシ基を分子内に2個含有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、グリセリン・エピクロロヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、ジヒドロキシアントラセン型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジフェニルスルホンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノンジグリシジルエーテル、ビフェノールジグリシジルエーテル、ジフェニルメタンジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスクレゾールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトルイジン等のエポキシ化合物等が挙げられる。
また、ビスフェノール型エポキシ樹脂は、最終的に得られる感光性樹脂(A)を含有する感光性導電性インキから形成されるインキ層の耐熱性を向上できる点で好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂がより好ましい。
特にビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを併用することがより好ましい。併用する場合、ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルは、任意の重量比で調整することができ、仕込み重量比に応じて最終的に得られる導電層の物性を調節することができる。例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルの仕込み重量比が20/80〜80/20であることが好ましい。前記範囲あることによって、トレードオフになりがちな、導電性と密着性、導電性と現像性とをバランスよく向上することができる。
し、複数を併用することも好ましい。
例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:ビスフェノールA)が代表例であり、その他にも、
ビス(4−ヒドロキシフェノル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−ペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−ヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−オクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−ノナン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−n−デカン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)トルイルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−エチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−n−プロピルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−イソプロピルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−n−ブチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−ペンチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−ヘキシルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−フルオロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−クロロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(2−フルオロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(2−クロロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)テトラフルオロフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)テトラクロロフェニルメタン、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン等の中心炭素に水素原子が結合しているビスフェノール類;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等の−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン誘導体であるビスフェノール類;
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン等のフルオレン誘導体であるビスフェノール類;
4,4’−ビフェノール等の芳香族環が直接結合したビフェノール類;
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン等のスルホン誘導体であるビスフェノール類;
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3−イソブチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド等のスルホキシド誘導体であるビスフェノール類;
ビス(2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)ジフルオロメタン、1,1−ビス(2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロエタン、2,2−ビス(2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等の炭素−フッ素結合を有するビスフェノール類等を挙げることができる。
さらに、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチルヒドロキノン等のジヒドロキシベンゼン類;
1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類等を挙げることができる。
中でも、工業品の入手の容易さ、種々の塗膜耐性、及び耐熱性、耐湿熱性を上げやすいという点から、ビスフェノールA、ビスフェノールFが好ましい。
前記エポキシ化合物(a)と前記フェノール化合物(b)との反応の際、前記エポキシ化合物(a)中のエポキシ基が残らないように、前記フェノール化合物(b)のフェノール性水酸基に対して前記エポキシ化合物(a)中のエポキシ基をやや少なく用いることが好ましい。例えば、前記フェノール化合物(b)のフェノール性水酸基1モルに対して、前記エポキシ化合物(a)中のエポキシ基を0.8〜0.99モルの範囲で反応させることが好ましい。
側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)の水酸基価は、50〜200mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは、70〜170mgKOH/gである。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)の水酸基価が50〜200mgKOH/gであることにより、続く第二、第三、第四の工程における側鎖変性の反応率を調整する自由度が高くなるため、優れた感光性、解像性、及び現像性を付与しやすくなる。
カルボキシル基含有樹脂(e)は、前記側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と多塩基酸無水物(d)とを反応させて得る。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)中のヒドロキシル基と多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基とを、ヒドロキシル基/酸無水物基=1/0.1〜1/1のモル比で反応させて作製することが好ましい。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)中のヒドロキシル基1モルに対し、多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基を0.1モル以上にすることで、適度な架橋になりやすく耐熱性やアルカリ現像液に対する溶解性を得やすい。一方、1モル以下にすることによって、次工程においてエポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)と反応させるときの反応制御が容易になる。
メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル無水ナジック酸、無水ナジック酸、水素化メチル無水ナジック酸、スチルエンドスチレンテトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の脂環式二塩基酸無水物;
水添トリメリット酸無水物、水添ピロメリット酸無水物等の三塩基酸以上の脂環式多塩基酸無水物;
無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸等の芳香族二塩基酸無水物;
無水トリメリット酸、無水ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の三塩基酸以上の芳香族多塩基酸無水物;
無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、ブチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ブチルマレイン酸無水物、ペンチルマレイン酸無水物、ヘキシルマレイン酸無水物、オクチルマレイン酸無水物、デシルマレイン酸無水物、ドデシルマレイン酸無水物、ブチルグルタミン酸無水物、ヘキシルグルタミン酸無水物、ヘプチルグルタミン酸無水物、オクチルグルタミン酸無水物、デシルグルタミン酸無水物、ドデシルグルタミン酸無水物等の脂肪族二塩基酸無水物等を挙げることができる。本発明において、多塩基酸無水物(d)は、一種のみを単独で用いても良いし、複数を併用しても良い。
前記カルボキシル基含有樹脂(A−1)は、前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の一部と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)とを反応させて得る。前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基と、前記化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを、カルボキシル基:エポキシ基もしくはオキセタン基=1:0.1〜1:0.95のモル比で反応させることが好ましい。カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基1モルに対し、化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基を0.1モル以上にすることで、光架橋点として機能する二重結合量が適切になるため、耐熱性や塗膜耐性がより向上する。一方、エポキシ基もしくはオキセタン基を0.95モル以下にすることで、側鎖に未反応のカルボン酸を残すことができるため、最終塗膜の解像性、及び現像性が増す。また、錫がドープされた酸化インジウム(ITO)を主成分とする透明導電膜等密着性確保が困難な基材への密着性をより向上させることができる。
化合物(f)としては、例えば、
グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル桂皮酸、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルアリルエーテル、2,3−エポキシ−2−メチルプロピル(メタ)アクリレート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4−ビニル−1−シクロヘキセン−1,2−エポキシド、1,3−ブタジエンモノエポキシド、オキセタニル(メタ)アクリレート、オキセタニル桂皮酸、
又、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの水酸基含有多官能アクリルモノマーの水酸基に、エピクロルヒドリンを反応させた多官能アクリレート基含有モノエポキシドや、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の大半をアクリル酸などでアクリレート基に変性することで得られる、平均で1分子中に1つのエポキシ基を残した多官能アクリレート基含有モノエポキシド、
カルボキシル基含有多官能アクリルモノマーのカルボキシル基に、分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部を反応させることで得られる多官能アクリレート基含有モノエポキシド等が挙げられる。
本発明において化合物(f)として、前記化合物一種のみを単独で用いても良いし、複数を併用しても良い。
中でも、工業品の入手の容易さ、カルボキシル基と反応性、感光性が非常に優れるという点から、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルなどは、本発明において、特に好ましい。
エチレン性不飽和基を有さず、エポキシ基もしくはオキセタン基を有する化合物としては、例えば、
スチレンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、o−フェニルフェノールグリシジルエーテル、p−フェニルフェノールグリシジルエーテル、グリシジルシンナメート、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシドール、N−グリシジルフタルイミド、1,3−ジブロモフェニルグリシジルエーテル、セロキサイド2000(ダイセル化学工業株式会社製)、オキセタンアルコール等が挙げられる。
前述の通り、側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する樹脂(AA−1)は、カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の少なくとも一部と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを反応させて得る。即ち、カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基の全部を化合物(f)と反応させても良いという点を除き、側鎖にヒドロキシル基とカルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する樹脂(A−1)の場合と同様である。前記カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基と、前記化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを、カルボキシル基:エポキシ基もしくはオキセタン基=1/0.1〜1/1のモル比で反応させることが好ましい。
前記カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2)は、前記ヒドロキシル基含有樹脂(AA−1)中のヒドロキシル基の少なくとも一部を、多塩基酸無水物(g)と反応させて得る。前記ヒドロキシル基含有樹脂(AA−1)中のヒドロキシル基と、多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基とを、ヒドロキシル基:酸無水物基=1:0.01〜1:1のモル比で反応させることが好ましい。ヒドロキシル基1モルに対し酸無水物基を0.01モル以上にすることで、パターン形成の際の希アルカリ水溶液による現像性をより向上させることができ、さらに、熱架橋点として機能するカルボキシル基が適切になるため、耐熱性や塗膜耐性をより向上させることができる。一方、ヒドロキシル基1モルに対し酸無水物基を1モル以下にすることで、余剰の酸無水物を無くし、余剰の酸無水物に起因する解像性や成膜性の悪化を抑制することができる。
なお、本発明でいう「エチレン性不飽和基当量」とは、樹脂の合成時に使用した原材料の重量から算出される理論値であって、樹脂の重量を、樹脂中に存在するエチレン性不飽和基の数で除したものであり、エチレン性不飽和基1モルあたりの樹脂の重量、すなわち、エチレン性不飽和基濃度の逆数に相当するものである。
なお、感光性樹脂(A)の重量平均分子量における側鎖部分の寄与は小さい。つまり、感光性樹脂(A)の重量平均分子量は、主鎖の重量平均分子量、即ち側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)の重量平均分子量とほぼ近しい値を示す。
例えば、スクリーン印刷により租パターンを形成してからフォトリソ法により微細回路を形成する工程で使用する場合、スクリーン印刷工程において、溶剤乾燥によるスクリーンメッシュでのインキ固化を抑制する必要があるため、高沸点の溶剤を用いることが好ましい。この場合の高沸点溶剤としては、例えばエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルなどのジアルキレングリコールモノアルキレンエーテル化合物、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのトリアルキレングリコールモノアルキレンエーテル化合物が挙げられる。
本発明の導電性インキに用いる導電性粒子としては、例えば金、銀、銅、銀メッキ銅粉、銀−銅複合粉、銀−銅合金、アモルファス銅、ニッケル、クロム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ケイ素、アルミニウム、タングステン、モルブテン、白金等の金属粉、これらの金属で被覆した無機物粉体、酸化銀、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ルテニウム等の金属酸化物の粉末、これらの金属酸化物で被覆した無機物粉末、おとびカーボンブラック、グラファイト等を用いることができる。これらの導電性粒子は、1種または2種以上組み合わせて用いても良い。これらの導電性粒子のなかでも、コスト、高導電性で酸化による抵抗率の上昇が少ないことから銀が好ましい。
本発明に係る導電性インキに用いられる導電性粒子のD50粒子径は0.5〜8μmであり、1〜5μmの範囲であることが好ましく、2〜4μmの範囲であることがさらに好ましい。
また、BET比表面積は0.3〜5m2/gであり、0.8〜2.3m2/gの範囲であることが好ましく、0.8〜2m2/gの範囲であることがさらに好ましい。
一方、D50粒子径が8μmを越えると、高精細パターンの印刷性が劣る可能性がある。
なお、導電性粒子のD50粒子径は、島津製作所社製レーザー回折粒度分布測定装置「SALAD−3000」を用いて、体積粒度分布の累積粒度(D50)を測定した。
また、BET比表面積が5m2/gを超えると導電性粒子の表面を被覆するのに多くの樹脂を必要とするため、バインダー樹脂であるエポキシ樹脂に対する濡れが劣り、導電性インキにした場合の流動性が悪くなり印刷塗膜の表面のレベリング性が低下するので好ましくない。また、導電性粒子の表面を被覆するのに多くの樹脂を必要とするため、基材に対する導電パターンの密着性も低下する。
BET比表面積とは、粉体粒子表面に吸着占有面積の分かった分子を液体窒素の温度で吸着させ、その量から試料の比表面積を求める方法であり、不活性気体の低温低湿物理吸着を利用したものがBET法である。BET比表面積は、島津製作所製流動式比表面積測定装置「フローソーブII」を用いて測定した表面積を、以下の式(11)を用いて算出した値と定義する。
式(11) 比表面積(m2/g)=表面積(m2)/粉末質量(g)
光重合開始剤(C)は、活性エネルギー線により感光性化合物を硬化させる場合に添加される。光重合開始剤としては、光励起によってビニル重合を開始できる機能を有するものであれば特に限定はなく、例えばモノカルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、アシルフォスフィンオキシド化合物、アミノカルボニル化合物等が使用できる。
ル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。
中でも、本発明において、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オンとチオキサントン類とを組み合わせて使用する場合は、安価でありながら感光性が非常に優れるため、特に好ましい。
これらは前記化合物に限定されず、紫外線により重合を開始させる能力があればどのようなものでも構わない。これらは単独使用または併用することができ、使用量に制限はないが、感光性樹脂(A)の乾燥重量の合計100重量部に対して1〜20重量部の範囲で添加されるのが好ましい。又、増感剤として公知の有機アミンを加えることもできる。
本発明の感光性導電性インキに含有されるエチレン性不飽和化合物(E)は、エチレン性不飽和二重結合を1個又は2個以上有する化合物であり、モノマー、オリゴマーを用いることができる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロプレングリコールポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロプレングリコールポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、又はネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート類;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能(メタ)アクリレート類;あるいは、
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、グリセロールジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールF型エポキシの(メタ)アクリル酸付加物、又はノボラック型エポキシの(メタ)アクリル酸付加物等のエポキシ(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸、スチレン、又は酢酸ビニル等の単価能モノマー類;あるいは、
(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、又はアクリロニトリル等の窒素元素を有する単官能モノマー等も使用できる。
本発明の感光性導電性インキは、耐熱性や耐湿熱性等を更に向上させる目的で、更に熱架橋性化合物(F)を用いることが出来る。熱架橋性化合物(F)としては、一般的に用いられる各種熱架橋性化合物を用いることが出来るが、特に好ましくは、エポキシ基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、ブロック化イソシアネート基含有化合物、およびβ−ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物をからなる群より選ばれる少なくとも一種を用いることが出来る。
また、1,6−ジイソシアナトヘキサン、ジイソシアン酸イソホロン、ジイソシアン酸4,4’−ジフェニルメタン、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアン酸トリレン、ジイソシアン酸トルエン、2,4−ジイソシアン酸トルエン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸4−メチル−m−フェニレン、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等のジイソシアン酸エステル化合物と水酸基、カルボキシル基、アミド基含有ビニルモノマーとを等モルで反応せしめた化合物もイソシアン酸エステル化合物として使用することができる。
一般式(4)中、Xは炭素、水素、酸素、窒素、硫黄、又はハロゲンからなるn価の基であり、nは2〜6の整数である。Xとして、具体的には、炭素数2以上のn価の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、及びヘテロ原子を有する基が挙げられる。
単環芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ベンジル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,4−キシリル基、p−クメニル基、メシチル基等の単環芳香族炭化水素基が挙げられる。
縮合環芳香族炭化水素基としては、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスリル基、2−アンスリル基、5−アンスリル基、1−フェナンスリル基、9−フェナンスリル基、1−アセナフチル基、2−アズレニル基、1−ピレニル基、2−トリフェニレル基等の縮合環芳香族炭化水素基が挙げられる。
環集合芳香族炭化水素基としては、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基等の環集合芳香族炭化水素基が挙げられる。
一般式(7)
ここで、
R16は単結合、(m1+1)価の炭化水素基、または、ウレタン結合、ウレア結合、アロファネート結合、ビウレット結合、イソシアヌレート環のうち少なくとも1つと、炭素原子、水素原子からなる(m1+1)価の基を表し、
A1は単結合、ウレタン結合またはウレア結合を表し、
R17は2価の炭化水素基を表し、
A2はエーテル結合またはエステル結合を表し、
R18は1価の炭化水素基を表し、
m1は1〜5の整数を表し、
p1は0〜100の整数を表す。
A3は単結合、エステル結合、アミド結合を表し、
R20は2価の炭化水素基を表し、
A4はエーテル結合またはエステル結合を表し、
R21は1価の炭化水素基を表し、
m2は1〜5の整数を表し、
p2は0〜100の整数を表す。
アミノ樹脂、フェノール樹脂としては、尿素、メラミン、ベンゾグアナミン、フェノール、クレゾール類、ビスフェノール類等の化合物とホルムアルデヒドとの付加化合物または、その部分縮合物が挙げられる。
多官能ポリカルボン酸無水物は、カルボン酸無水物基を2つ以上有する化合物であり特に限定されるものではないが、テトラカルボン酸二無水物、ヘキサカルボン酸三無水物、ヘキサカルボン酸二無水物、無水マレイン酸共重合樹脂などの多価カルボン酸無水物類等が挙げられる。又、反応中に脱水反応を経由して無水物と成りうるポリカルボン酸、ポリカルボン酸エステル、ポリカルボン酸ハーフエステルなどが挙げられる。
アジリジン化合物としては、例えば、2,2’−ビスヒドロキシメチルブタノールトリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、4,4’−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。
その他の熱硬化時に硬化反応に直接的に寄与する化合物としては、ベンゾオキサジン化合物、ベンゾシクロブテン化合物、マレイミド化合物、ナジイミド化合物、アリルナジイミド化合物、メラミン化合物、グアナミン化合物等、加熱によって硬化する化合物であればいずれも有効に用いることができる。これら光重合性基や、カルボキシル基と反応し得る官能基、水酸基と反応し得る官能基を有する化合物は、特に硬化後の塗膜の耐熱性を向上することができるため、より有効に使用することができる。
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジシアノ−6−[2−メチルイミダゾリル−1]−エチル−S−トリアジン、2−エチル−4−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、等のイミダゾール類、およびその塩類;
1,5−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデカン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン、1,4−ジアビシクロ[2,2,2,]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7−テトラフェニルボレート等のジアザビシクロ化合物類;
トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホスフィン等のホスフィン類;
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノエチルホスホニウムテトラフェニルボレート等のホスホニウム塩類;
その他、触媒的かつ自らも直接硬化反応に寄与する化合物として、ジシアンジアミド、カルボン酸ヒドラジド等が挙げられる。カルボン酸ヒドラジドとしては、コハク酸ヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド等が挙げられる。
この他、本発明の感光性導電性インキには目的を損なわない範囲で任意成分として、更に溶剤、染料、顔料、難燃剤、酸化防止剤、重合禁止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、保湿剤、粘度調整剤、防腐剤、抗菌剤、アンチブロッキング剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、フィラー等を添加することができる。
スクリーン版の種類としては、ポリエステルスクリーン、コンビネーションスクリーン、メタルスクリーン、ナイロンスクリーン等が挙げられる。また、高粘度なペースト状態のものを印刷する場合は、高張力ステンレススクリーンを使用することができる。
スクリーン印刷のスキージは丸形、長方形、正方形いずれの形状であっても良く、またアタック角度(印刷時の版とスキージの角度)を小さくするために研磨スキージも使用することができる。その他の印刷条件等は従来公知の条件を適宜設計すればよい。
ここで、本発明の導電性インキを抵抗膜方式のタッチスクリーンパネルに適用した場合の一例を図1及び図2を用いつつ説明する。なお、本図1、2は抵抗膜式タッチスクリーンパネルの簡易的な概念図であり、配線の本数、配線幅、配線と配線の間隔は概念図として表している。なお、図2では、三層の中間、粘着材5の位置に視点を置き、下部基板1側は見下ろす状態で、上部基板2側は見上げる状態で各基板側の積層状態を模式的に示した。
そして、下部基板1上の透明電極6の両端部には、導電性インキパターン層3からなる下側駆動電極13,14がそれぞれ形成されている。導電性インキ層3は、絶縁層4によって被覆されている。導電性インキパターン層3は、図1に示すように、基材1、ITO等の透明電極6、そして絶縁層4に接する。
同様に上部基板2上の透明導電7の両端部にも、導電性インキ層3からなる上部駆動電極9,10がそれぞれ形成されている。
そして、本来の目的である入力の時以外に透明電極6、7とが接触しないように、一定の間隔(例えば、10〜150μmの間隔)を開け(図1参照)、下部基板1側の絶縁層4と上部基板2、下部基板1と上部基板2、下部基板1と上部基板2側の絶縁層4が、それぞれ粘着材5により貼り合わされ、積層される。粘着材5は、額縁状に配置することができる。また、図2に示されるように、下部基板1側の駆動電極13,14と、前記上部基板2側の上側駆動電極9,10とは、平面視上において直交するように形成され得る。 更に、前記上部基板2側の駆動電極9,10には、接続電極11,12がそれぞれ導電性接着剤で接続されている。同様に、前記下部基板1側の駆動電極13,14には、接続電極15,16に導電性接着剤でそれぞれ接続されている。
<重量平均分子量(Mw)の測定>
Mwの測定は東ソー株式会社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)「HPC−8020」を用いた。GPCは溶媒(THF;テトラヒドロフラン)に溶解した物質をその分子サイズの差によって分離定量する液体クロマトグラフィーである。本発明における測定は、カラムに「LF−604」(昭和電工株式会社製:迅速分析用GPCカラム:6mmID×150mmサイズ)を直列に2本接続して用い、流量0.6ml/min.、カラム温度40℃の条件で行い、重量平均分子量(Mw)の決定はポリスチレン換算で行った。
<分子量分布(Mw/Mn)>
分子量の分散度をあらわし、本発明においては、前記分子量の測定結果より、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)により求めた。
<酸価の測定>
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。酸価は次式により求めた(単位:mgKOH/g)。
酸価(mgKOH/g)=(5.611×a×F)/S
ただし、
S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。更にアセチル化剤(無水酢酸25gをピリジンで溶解し、容量100mlとした溶液)を正確に5ml加え、約1時間攪拌した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間持続する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。
水酸基価は次式により求めた(単位:mgKOH/g)。
水酸基価(mgKOH/g)=[{(b−a)×F×28.05}/S]+D
ただし、
S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
D:酸価(mgKOH/g)
一方、感光性樹脂(A)のようにカルボキシル基とヒドロキシル基を両方有する樹脂の水酸基価は、アセチル化前の感光性樹脂(A)の中和に要した水酸化カリウムの量を引いて計算をしたものである。
本発明において、感光性樹脂(A)のエチレン性不飽和基当量は、次式により求めた。(単位:g/mol)
エチレン性不飽和基当量(g/mol)=原料のトータル固形分(g)/化合物(f)の仕込みモル数(mol)
[製造例1]
工程1
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物(a)として、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物、エポキシ当量173g/eq)57.1部、およびEX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量575g/eq)128.1部、フェノール性OH基を2個以上有するフェノール化合物(b)としてビスフェノールA64.8部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、N,N−ジメチルベンジルアミン1.25部、溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、水酸基価124mgKOH/gのヒドロキシル基含有樹脂を得た。
次に、多塩基酸無水物(d)としてSA(無水コハク酸)54.6部(前記ヒドロキシル基の98モル%に相当する量)を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT−IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。酸価は103mgKOH/gであった。
次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながら、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)としてGMA(グリシジルメタクリレート)55.2部(前記無水コハク酸由来のカルボキシル基の70モル%に相当する量)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.18部を投入し、80℃で8時間反応させた。反応終了後、この溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて固形分が50.0%になるように調整した。
カルボキシル基含有感光性樹脂(A−1−1)のエチレン性不飽和基当量は925g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は25100、樹脂固形分の酸価は26mgKOH/gである。
表1に示す原料を用い、製造例1と同様な操作を行うことにより、製造例2〜10のカルボキシル基含有感光性樹脂(A−1−2)〜(A−1−10)を得た。
[製造例11]
工程1
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物(a)として、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物、エポキシ当量173g/eq)19.4部、およびEX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量575g/eq)177.2部、フェノール性OH基を2個以上有するフェノール化合物(b)としてビスフェノールA53.4部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、N,N−ジメチルベンジルアミン1.47部、溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、水酸基価95.7mgKOH/gのヒドロキシル基含有樹脂を得た。
次に、多塩基酸無水物(d)としてSA(無水コハク酸)20.1部(前記ヒドロキシル基の98モル%に相当する量)を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT−IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。酸価は102mgKOH/gであった。
次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながら、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)としてGMA(グリシジルメタクリレート)41.1部(前記無水コハク酸由来のカルボキシル基の50モル%に相当する量)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.17部を投入し、80℃で8時間反応させた。生成物の水酸基価は38mgKOH/g、酸価は40mgKOH/gであった。水酸基価は前記工程2で残したヒドロキシル基及び前記工程3により新たに生成したヒドロキシル基による。
反応終了後、乾燥空気を導入した状態のフラスコに、多塩基酸無水物(g)としてSA(無水コハク酸)26.0部(前記ヒドロキシル基の90モル%に相当する量)を投入し、80℃のまま4時間反応させた。FT−IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。
この溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて固形分が50.0%になるように調整した。
カルボキシル基含有感光性樹脂(A−2−1)のエチレン性不飽和基当量は1547g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は23005、酸価は68.9mgKOH/gである。
表1−1〜表1−4に示す原料を用い、製造例11と同様な操作を行うことにより、製造例12〜35のカルボキシル基含有感光性樹脂(A−2−2)〜(A−2−36)を得た。
製造例1〜36で得られた感光性樹脂の重量平均分子量、エチレン性不飽和基当量、水酸基価、酸価等を表1−1〜表1−6に示す。
・YD8125:新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物、エポキシ当量171g/eq)
・EX861:ナガセケムテックス株式会社製、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量575g/eq)
・EX830:ナガセケムテックス株式会社製、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量267g/eq)
・EX931:ナガセケムテックス株式会社製、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量493g/eq)
・SR−PTMG:阪本薬品株式会社製、ポリテトラエチレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量413g/eq)
・SR−16HL:阪本薬品株式会社製、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量125g/eq)
・PG100:大阪ガス化学株式会社製、フルオレン系ジグリシジルエーテル(エポキシ当量214g/eq)
・EG250:大阪ガス化学株式会社製、フルオレン系ジグリシジルエーテル(エポキシ当量417g/eq)
・YX4000:三菱化学株式会社製、ビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ当量177g/eq)
・YL7410:三菱化学株式会社製、ゴム変性エポキシ樹脂(エポキシ当量219g/eq)
・BisA:ビスフェノールA:4、4’−(ジメチルメチレン)ジフェノール
・BisF:ビスフェノールF:4、4’−メチレンジフェノール
・ビフェノール:2、2’−ビフェノール
・BS−PN:小西化学工業株式会社製、ビスフェノールS:4、4’−スルホニルジフェノール
・TDP:住友精化株式会社製、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド
・HMPS:住友精化株式会社製、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド
・CP001:大阪ガス化学株式会社製、フルオレン系ビスフェノール化合物
・SA:新日本理化株式会社製、無水コハク酸
・TH:新日本理化株式会社製、テトラヒドロ無水フタル酸
<エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)>
・GMA:グリシジルメタクリレート
・4HBAGE:4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル
・OXMA:オキセタニルメタクリレート
<その他>
・TPP:トリフェニルホスフィン
・DMBA:N,N−ジメチルベンジルアミン
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、滴下漏斗を設置し、フラスコにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート400部を仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃に昇温した。
別容器にメタクリル酸15部、メタクリル酸メチル30部、メタクリル酸ブチル30部、ベンジルメタクリレート25部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル20部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート100部を仕込み、攪拌して均一に溶解した。このモノマー溶液を、フラスコに設置した滴下漏斗に仕込み、フラスコを窒素雰囲気下、90℃で攪拌しながら、滴下漏斗のモノマー溶液を2時間かけてフラスコに滴下した。滴下終了後も90℃のまま攪拌を続け、滴下終了から2時間後、アゾビスイソブチロニトリル0.5部をフラスコに投入した。1時間後、再びアゾビスイソブチロニトリル0.5部をフラスコに投入し、更に2時間攪拌を継続した。その後、フラスコを冷却して反応を停止した。少量サンプリングを行い、ポリスチレン換算の重量平均分子量が18700、分子量分布2.58、樹脂固形分の酸価98mgKOH/gのカルボキシル基含有アクリルプレポリマーを得た。
次いでこの溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて、固形分が50.0%になるように調整した。本設計による樹脂固形分のエチレン性不飽和基当量は863g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は22000、分子量分布2.81、樹脂固形分の酸価は70mgKOH/g、であった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ当量650、軟化点81.1℃、溶融粘度(150℃)12.5ポイズのビスフェノールA型エポキシ樹脂371部、エピクロルヒドリン925部、ジメチルスルホキシド463部を投入し、均一に溶解させた後、攪拌下70℃で98.5%水酸化ナトリウム水溶液52.8部を100分かけて添加した。添加後、更に70℃で3時間反応を行った。
次いで、過剰の未反応エピクロルヒドリン及びジメチルスルホキシドの大半を減圧下に留去し、副生塩とジメチルスルホキシドを含む反応生成物をジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート750部に溶解させ、更に30%水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、70℃で1時間反応させた。反応終了後、水200部で2回水洗を行った。
油水分離後、油層よりジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを蒸留回収して、エポキシ当量287、加水分解性塩素含有量0.07%、軟化点64.2℃、溶融粘度(150℃)7.1ポイズのエポキシ樹脂340部を得た。
次いで、原料溶液を60℃に冷却し、トリフェニルホスフィン1.7部を仕込み、酸素存在下、100℃で約32時間反応し、酸価1mgKOH/gの反応物を得た。
次に、これに無水コハク酸78部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート42部を仕込み、95℃で約6時間反応し、主骨格がビスフェノールAであり、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する感光性樹脂を得た。
次いでこの溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて、固形分が50.0%になるように調整した。樹脂固形分のエチレン性不飽和基当量は450eq/gであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は7400、分子量分布2.23、実測による樹脂固形分の酸価は100mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ当量が218g/eqのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製:YDCN−702、エポキシ当量203g/eq)330部を入れ、90〜100℃で加熱溶融し、攪拌した。次にアクリル酸120部、ハイドロキノン0.6部、ジメチルベンジルアミン5部を加え、酸素存在下、攪拌しながら115℃に昇温して12時間反応させた。
次に、このフラスコにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート400部を投入し、70℃に加温して溶解させた。次に、無水コハク酸を81部投入し、95℃に昇温し、8時間攪拌・反応させた。FT−IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却し、主骨格がクレゾールノボラック骨格であり、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する感光性樹脂を得た。
次いでこの溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて、固形分が50.0%になるように調整した。樹脂固形分のエチレン性不飽和基当量は319g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は11000、分子量分布2.90、実測による樹脂固形分の酸価は85mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、PTG850(保土ヶ谷化学株式会社製:ポリテトラメチレングリコール、水酸基価=129mgKOH/g)212部、エチレングリコール75部、無水ピロメリット酸(ダイセル化学工業株式会社製)159部、ジメチルベンジルアミン2部、溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート375部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら100℃で10時間攪拌し、ハーフエステル化の反応を行った。続いてこのフラスコに、イソホロンジイソシアネート54部を投入し、90℃で8時間攪拌し、ウレタン化の反応を行った。反応終了後、少量サンプリングを行い、ポリスチレン換算の重量平均分子量が15200、分子量分布2.87、樹脂固形分の酸価170mgKOH/gのカルボキシル基を側鎖に有するポリエステルポリウレタンプレポリマーを得た。
次いでこの溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて、固形分が50.0%になるように調整した。樹脂固形分のエチレン性不飽和基当量は896g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量が18800、分子量分布3.12、実測による樹脂固形分の酸価72mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、PTG850(保土ヶ谷化学株式会社製:ポリテトラメチレングリコール、水酸基価=129mgKOH/g)218部、エチレングリコール47部、無水ピロメリット酸(ダイセル化学工業株式会社製)125部、ジメチルベンジルアミン2部、溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート375部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら100℃で10時間攪拌し、ハーフエステル化の反応を行った。続いてこのフラスコに、イソホロンジイソシアネート111部を投入し、90℃で8時間攪拌し、ウレタン化の反応を行った。反応終了後、少量サンプリングを行い、ポリスチレン換算の重量平均分子量が17000、分子量分布2.60、実測による樹脂固形分の酸価110mgKOH/gのカルボキシル基を側鎖に有するポリエステルポリウレタンプレポリマーを得た。
次いでこの溶液にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加えて、固形分が50.0%になるように調整した。樹脂固形分のエチレン性不飽和基当量は765g/eqであり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は21400、分子量分布3.20、実測による樹脂固形分の酸価は67mgKOH/gであった。
製造例1〜36、製造例37〜41によりそれぞれ得られた感光性樹脂:8.5重量部を含む樹脂溶液17重量部と、導電性粒子として後述する銀粉A:87重量部、光重合開始剤として「TPO」(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)1.5重量部を溶解させた光重合開始剤のγブチロラクトン溶液5重量部と、モノマーAとして東亞合成株式会社製の「アロニックスM400」とをディスパーにて混合後、3本ロールにより分散し、感光性導電性インキを調製した。
得られた感光性導電性インキの特性を下記の方法で測定した。結果を表3−1〜表3−5に示す。
実施例9で用いた銀粉A:87重量部の代わりに、実施例33〜38では後述する銀粉B〜Gをそれぞれ87重量部用い、実施例39では銀粉A:82.6重量部と銀粉H:4.4重量部とを用い、実施例40では銀粉A:82.6重量部と銀粉I:4.4重量部とを用いた以外は実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−6に示す。
実施例9で用いた光重合開始剤「TPO」1.5重量部の代わりに、実施例41〜45では後述する光重合開始剤B〜Fをそれぞれ1.5重量部用い、実施例46では開始剤B:1.2重量部と開始剤G:0.3重量部とを用い、実施例47では開始剤B:1.2重量部と開始剤H:0.3重量部とを用いた以外は実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−7に示す。
実施例9で用いたモノマーA:3重量部の代わりに、実施例48〜51では後述するモノマーB〜Eをそれぞれ3重量部用いた以外は実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−8に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、後述するエポキシ樹脂A、Bをそれぞれ1重量部、およびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを1重量部加えた以外は、実施例9と同様にして同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−9に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、後述するブロックイソシアネートネートA、Bをそれぞれ1重量部、およびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを1重量部加えた以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−9に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、後述するプリミドA〜Dをそれぞれ1重量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを1重量部、およびメチルエチルケトンを1重量部加えた以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−9に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、γ-ブチロラクトンを用いずにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを6重量部、光重合開始剤を1.5重量部とした以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−10に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを1重量部、γ-ブチロラクトンを5重量部、光重合開始剤を1.5重量部とした以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−10に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を7.5重量部(樹脂溶液としては15重量部)とし、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを6重量部、光重合開始剤を1.5重量部とした以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−10に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を8重量部(樹脂溶液としては16重量部)とし、後述するAlキレート、Tiキレート、Zrキレートをそれぞれ0.5重量部およびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを0.5重量部加えた以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−11に示す。
実施例9で用いた感光性樹脂(A−2−1)を8重量部(樹脂溶液としては16重量部)とし、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを0.5重量部、および後述する紫外線吸収剤(I)として無機系、染料系の紫外線吸収剤をそれぞれ0.5重量部
加えた以外は、実施例9と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−11に示す。
製造例9で得た感光性樹脂(A−2−1)、製造例39で得た主骨格がクレゾールノボラック骨格であり、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する感光性樹脂、銀粉A、開始剤A、モノマーAを用い、表3−12〜表3−13に示す処方に従って、実施例1と同様にして感光性導電性インキを得、同様に評価した。結果を表3−12〜表3−13に示す。
表3−14に示すように感光性樹脂を全く用いなかったり(比較例6、8)、光重合開始剤を全く用いなかったり(比較例7)して感光性導電性インキを得、各実施例と同様に評価した。結果を表3−14に示す。
・銀粉A:球状銀粉(D50粒子径2.8μm、比表面積0.36m2/g)
・銀粉B:D球状銀粉(D50粒子径0.9μm、比表面積0.93m2/g)
・銀粉C:フレーク銀粉(D50粒子径0.4μm、比表面積1.90m2/g)
・銀粉D:フレーク銀粉(D50粒子径2.5μm、比表面積1.76m2/g)
・銀粉E:フレーク銀粉(D50粒子径4.2μm、比表面積0.41m2/g)
・銀粉F:フレーク銀粉(D50粒子径6.3μm、比表面積0.31m2/g)
・銀粉G:凝集銀粉(D50粒子径1.2μm、比表面積1.50m2/g)
・銀粉H:銀微粒子(日本ペイント株式会社製ファインスフェアSVE102、D50粒子径0.01μm)
セパラブル4口フラスコに冷却管、温度計、窒素ガス導入管、攪拌装置を取り付け、窒素雰囲気下、室温で攪拌しながらトルエン200部およびヘキサン酸銀22.3部を仕込み、0.5Mの溶液とした後に、分散剤としてジエチルアミノエタノール2.3部(金属1molに対し0.2mol倍)、オレイン酸2.8部(金属1molに対し0.1mol倍)を添加し溶解させた。その後、20%SUDH水溶液73.1部(金属1molに対しヒドラジド基2mol倍)を滴下すると液色が淡黄色から濃茶色に変化した。さらに反応を促進させるために40℃に昇温し、反応を進行させた。静置、分離した後、水相を取り出すことで過剰の還元剤や不純物を除去し、さらにトルエン層に数回蒸留水を加え、洗浄、分離を繰り返した後、乾燥させて銀微粒子を得た。銀微粒子の平均粒子径は0.005μmであった。
・開始剤A:BASF社製 LUCIRIN TPO(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)
・開始剤B:BASF社製 IRGACURE 907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)
・開始剤C:BASF社製 IRGACURE 379(2−(4−メチルベンジル)−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)
・開始剤D:BASF社製 IRGACURE 754(オキシフェニル酢酸エステル)
・開始剤E:BASF社製 IRGACURE OXE01(1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)])
・開始剤F:BASF社製 IRGACURE OXE02(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール-3-イル]−,1−(O−アセチルオキシム))
・開始剤G:カヤキュアーDETX−S(2,4−ジエチルチオキサンソン)
・開始剤H:保土ヶ谷工業社製EAB−F(4,4'−ビスジエチルアミノベンゾフェノン)
・モノマーA:東亞合成社製アロニックスM400(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物)
・モノマーB:日本化薬社製DPCA60(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物のカプロラクトン変性物)
・モノマーC:東亞合成社製アロニックスM313(イソシアヌル酸EO変性ジアクリレートとトリアクリレートとの混合物)
・モノマーD:東亞合成社製アロニックスM211B(ビスフェノールA EO変性ジアクリレート)
・モノマーE:東亞合成社製アロニックスM408(ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート)
・エポキシA:三菱化学株式会社製1031s(多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物)
・エポキシB:三菱化学株式会社製828(ビスフェノールA型エポキシ化合物)
・ブロックイソシアA:住化バイエルウレタン株式会社製BL3175(HDIイソシアヌレート型ブロックイソシアネート)
・ブロックイソシアB:住化バイエルウレタン株式会社製BL4265SN(IPDIイソシアヌレート型ブロックイソシアネート)
攪拌機、温度計、滴下装置、ディーンスターク管、還流冷却器、ガス導入管を備えた反応容器に、ジエタノールアミン210部、水酸化カリウム10部、を入れ、窒素を吹き込みながら100℃に加熱した。この中にジメチルアジペート174部を滴下装置から4時間かけて滴下した。滴下終了後、反応容器内を205mmHgに減圧しながら加熱し、生成するメタノールを取り除いた。容器中に生成したスラリー状の生成物を取り出して真空乾燥した。この生成物320部を再度反応容器に入れ、150℃に加熱攪拌して融解させた。この中に2−エチルヘキサン酸144部を滴下装置から1時間かけて滴下した。滴下後150℃で1時間攪拌したのち、トルエン100部を加え、ディーンスターク管にはトルエンを満たし、トルエンと共沸させることで生成する水を取り除いた。還流したトルエンは反応容器に戻るようにした。十分に水を取り除いた後、トルエンをすべて留去した。この液状の生成物447部に2−アクリルロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズAOI)141部、メトキノン0.3部の混合物を滴下装置から1時間かけて滴下した。滴下後100℃で1時間攪拌した。1H−NMR測定、IR測定を行って目的物が生成していることを確認した。50℃に冷却したのち、メチルエチルケトンを加え、NV=50%に調整し、光重合性官能基を含有するβ−ヒドロキシアルキルアミド溶液(プリミドA)を取り出した。
攪拌機、温度計、滴下装置、ディーンスターク管、還流冷却器、ガス導入管を備えた反応容器に、N,N,N’,N’−テトラキス(ヒドロキシエチル)アジパミド(エムスケミー社製Primid XL−552)320部を入れ、150℃に加熱攪拌して融解させた。この中に2−エチルヘキサン酸144部を滴下装置から1時間かけて滴下した。滴下後150℃で1時間攪拌したのち、トルエン100部を加え、ディーンスターク管にはトルエンを満たし、トルエンと共沸させることで生成する水を取り除いた。還流したトルエンは反応容器に戻るようにした。十分に水を取り除いた後、トルエンをすべて除去し、1H−NMR測定、IR測定を行って目的物が生成していることを確認した。50℃に冷却したのち、メチルエチルケトンを加え、NV=50%に調整し、光重合性官能基を含有しないβ−ヒドロキシアルキルアミド溶液(プリミドB)を取り出した。
攪拌機、温度計、滴下装置、ディーンスターク管、還流冷却器、ガス導入管を備えた反応容器に、セバシン酸ジメチル256部、ジエタノールアミン234部、水酸化カリウム10部、トルエン300部を入れ、ディーンスターク管にはトルエンを満たし、窒素を吹き込みながら加熱還流させ、共沸によって生成する水を除去した。4時間後、トルエンをすべて除去し、1H−NMR測定、IR測定を行って目的物が生成していることを確認した。50℃に冷却したのち、メチルエチルケトンを加え、NV=50%に調整し、光重合性官能基を含有しないβ−ヒドロキシアルキルアミド溶液(プリミドC)を取り出した。
攪拌機、温度計、滴下装置、ディーンスターク管、還流冷却器、ガス導入管を備えた反応容器に、ジエタノールアミン210部、ナトリウムメトキシド10部、を入れ、窒素を吹き込みながら100℃に加熱した。この中にセバシン酸ジメチル230部を滴下装置から4時間かけて滴下した。滴下終了後、反応容器内を205mmHgに減圧しながら加熱し、生成するメタノールを取り除いた。容器中に生成したスラリー状の生成物を取り出して真空乾燥した。この生成物320部を再度反応容器に入れ、150℃に加熱攪拌して融解させた。この中に2−エチルヘキサン酸144部を滴下装置から1時間かけて滴下した。滴下後150℃で1時間攪拌したのち、トルエン100部を加え、ディーンスターク管にはトルエンを満たし、窒素を吹き込みながら加熱還流させ、共沸によって生成する水を除去した。4時間後、トルエンをすべて除去し、1H−NMR測定、IR測定を行って目的物が生成していることを確認した。50℃に冷却したのち、メチルエチルケトンを加え、NV=50%に調整し、光重合性官能基を含有しないβ−ヒドロキシアルキルアミド溶液(プリミドD)を取り出した。
EGDAc:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
BuCBAc:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
γ―BL:ガンマブチルラクトン
MEK:メチルエチルケトン
・Alキレート:川研ファインケミカル株式会社製ALCH
・Tiキレート:マツモトファインケミカル株式会社製オルガチックスTC−100
・Zrキレート:マツモトファインケミカル株式会社製オルガチックスZC−540
・無機系:石原産業株式会社製タイペークFT−2000
・染料系:住化ケムテックス社製Sumisorb200
厚さ75μmのコロナ処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETという)に実施例1〜88、比較例1〜8の導電性インキを、15mm×30mmのパターン形状にスクリーン印刷を行った。その後、70℃で15分予備乾燥し、超高圧水銀ランプを用い、200(mJ/cm2)の紫外線を露光し、0.5%炭酸ナトリウム水溶液を用いスピン現像機にて、スピン現像機にて、スプレー圧0.2MPa、現像時間30秒にて現像した後、イオン交換水を圧力0.05MPa、15秒間スプレー洗浄した。最後に135℃オーブンにて30分乾燥させ、乾燥後の膜厚が8〜10μmになるようにテストピース(1)を作成した。
上記テストピース(1)印刷物の表面抵抗値は、25℃、湿度50%環境下にて三菱化学社製ロレスタAPMCP−T400測定器を用い、測定した。
上記方法で測定された表面抵抗値、および膜厚より、体積抵抗率を算出した。
体積抵抗率(Ω・cm)=(表面抵抗率:Ω/□)×(膜厚:cm)
上記テストピース(1)印刷物の膜厚は、仙台ニコン社製MH−15M型測定器を用いて測定した。
ITO積層フィルム(日東電工社製、V270L−TEMP、75μm厚、エッチングによりITOが除去された部分と、ITOが残っている部分とを有する)に、実施例1〜88、比較例1〜8の感光性導電性インキを、テストピース(1)の作成工程と同様の印刷、予備乾燥、露光、現像、乾燥工程を行い、乾燥後の膜厚が8〜10μmになるようにテストピース(2)を作成した。評価方法および評価基準は下記の通りである。
ITO残存部分、ITOエッチング部分それぞれの領域上の導電インキ層に、幅1mm間隔に10マスX10マスの計100マス目をカッターで入れ、ニチバン製セロハンテープ(25mm幅)を印刷面に貼り付け、急激に剥離し、残ったマス目の状態にて評価を行った。
○:剥離無し(密着性良好レベル)
△:マスの端がわずかに欠ける(密着性やや不良だが、実用上使用可能レベル)
×:1マス以上の剥離が観察される(密着性不良レベル)
感光性導電性インキをスクリーン印刷によりガラス基板に塗工した後、70℃で15分の乾燥により乾燥膜厚8〜10μmの塗膜を作成し、膜厚を測定した。その後、超高圧水銀ランプを用い、L/S(ライン/スペース)=40μm/40μmのマスクパターンのフォトマスクを介して露光量(mJ/cm2)を変えて紫外線を照射した。0.5%炭酸ナトリウム水溶液を用い、スピン現像機にて、スプレー圧0.2MPa、現像時間30秒にて現像した後、イオン交換水を圧力0.05MPa、15秒間スプレーし、未露光部分を取り除いた。現像・水洗後の露光部分の膜厚を測定し、現像前の膜厚に対し95%以上の膜厚が得られる最小露光量(mJ/cm2)を感度とした。
感光性導電性インキをスクリーン印刷によりガラス基板上に塗工した後、70℃で15分の乾燥により乾燥膜厚8〜10μmの塗膜を作成し、膜厚を測定した。0.5%炭酸ナトリウム水溶液を、前記乾燥塗膜にスプレーし、感光性導電性インキの乾燥塗膜が消失する時間を測定した。測定時間を測定膜厚で除し、単位膜厚当たりの時間(秒/μm)を現像速度とした。現像速度が50秒/μm以下であれば実用上問題のないレベルである。
感光性導電性インキをスクリーン印刷によりガラス基板上に塗工した後、70℃で15分の乾燥により乾燥膜厚8〜10μmの塗膜を作成し、膜厚を測定した。その後、超高圧水銀ランプを用い、L/S=20μm/20μm、30μm/30μm、40μm/40μmのマスクパターンのフォトマスクを介して露光量(mJ/cm2)を変えて紫外線を照射した。0.5%炭酸ナトリウム水溶液を用いスピン現像機にて、スプレー圧0.2MPa、現像時間30秒にて現像した後、イオン交換水を圧力0.05MPa、15秒間スプレー洗浄し、未露光部分を取り除いた。現像・水洗後の露光部分のそれぞれの幅のストライプパターンを目視で確認し、解像性を評価した。
◎:L/S=20/20μmのストライプパターンが形成できる。
○:L/S=30/30μmのストライプパターンが形成できる。
△:L/S=40/40μmのストライプパターンが形成できる。
×:L/S=40/40μmのストライプパターンが形成できない。
透明導電性フィルムからなる可動電極基板とガラス電極基板からなる固定電極基板を両面テープによる両面粘着層で貼り合わせて、前述の図1及び図2に示す構成の抵抗膜式タッチスクリーンパネルを作製した。
図2の駆動電極、取り回し回路、接続電極を、実施例1〜88、比較例1〜8の導電性インキを用い、ITO透明電極膜部およびITOをエッチングにより除去した基材上にスクリーン印刷、予備乾燥、露光、現像、乾燥工程を順番に行い形成した。
次いで、上記駆動電極、取り回し回路上に、絶縁レジスト(トーヨーケム(株)社製、リオレジストNSP−11)をスクリーン印刷にて印刷し、120℃で30分乾燥させた。完成した上下の電極基板を両面テープにて貼り合わせ、抵抗膜式タッチスクリーンパネルを作製した。なお、取り出し回路末端部は端子A、Bとするために、絶縁レジスト層を設けなかった(図示省略)。
○:環境保存試験後の端子間抵抗値の上昇率が10%未満
△:環境保存試験後の端子間抵抗値の上昇率が10以上20%未満
×:環境保存試験後の端子間抵抗値の上昇率が20%以上
環境保存試験後の端子間抵抗値の上昇率が20%以下は、標準仕様のタッチスクリーンパネルでは実用上問題のないレベルである。
実施例1〜88及び比較例1〜8の評価結果を表3−1〜表3−14に示す。
なお、製造例9、10、18、19によりそれぞれ得られた感光性樹脂を用いた実施例83、84、85、86は参考例の意である。
2:上部基板
3:導電性インキパターン層
4:絶縁層
5:粘着材(貼り合わせ)
6:下部基板の透明電極
7:上部基板の透明電極
8:ドットスペーサー
9,10:上部側駆動電極
11,12:上部側接続電極
13,14:下部側駆動電極
15,16:下部側接続電極
17:取り回し回路
Claims (11)
- 感光性樹脂(A)、導電性粒子(B)および光重合開始剤(C)を含む感光性導電性インキであって、
前記感光性樹脂(A)が、
ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを併用してなる1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させて側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)を生成し、
前記側鎖にヒドロキシルを有する樹脂(c)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と多塩基酸無水物(d)とを反応させて側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)を生成し、
前記側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)中のカルボキシル基の一部と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを反応させてなる、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−1)である、
ことを特徴とする感光性導電性インキ。 - 感光性樹脂(A)、導電性粒子(B)および光重合開始剤(C)を含む感光性導電性インキであって、
前記感光性樹脂(A)が、
ビスフェノール型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを併用してなる1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)とを反応させて側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)を生成し、
前記側鎖にヒドロキシル基を有する樹脂(c)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と多塩基酸無水物(d)とを反応させて側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)を生成し、
前記側鎖にカルボキシル基を有する樹脂(e)中のカルボキシル基の少なくとも一部と、と、エポキシ基もしくはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)中のエポキシ基もしくはオキセタン基とを反応させて側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する樹脂(AA−1)を生成し、
さらに、前記側鎖にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有する樹脂(AA−1)中のヒドロキシル基の少なくとも一部と、多塩基酸無水物(g)中の酸無水物基とを反応
させてなる側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する感光性樹脂(A−2)である、
ことを特徴とする感光性導電性インキ。 - 感光性樹脂(A)の酸価が、10〜200mgKOH/gである請求項1または2記載の感光性導電性インキ。
- 感光性樹脂(A)のエチレン性不飽和基当量が、200〜5000g/eqである請求項1〜3いずれか記載の感光性導電性インキ。
- 感光性樹脂(A)の重量平均分子量が、1000〜100000である請求項1〜4いずれか記載の感光性導電性インキ。
- 請求項1〜5いずれか記載の感光性導電性インキを硬化してなる硬化物。
- 基材と、前記基材上に形成された導電パターンと、を具備し、前記導電パターンが、請求項1〜5いずれか1項に記載の導電性インキにより形成されている導電パターン付き積層体。
- 前記導電パターンを被覆するように積層された絶縁層をさらに具備する、請求項7記載の導電パターン付き積層体。
- 前記導電パターンの下層側で、前記導電パターンと電気的に接続された所定のパターンを有する他の導電膜が、前記基材上にさらに形成されている、請求項7又は8に記載の導電パターン付き積層体。
- 前記他の導電膜が、錫がドープされた酸化インジウムを主成分とする透明導電膜である、請求項9記載の導電パターン付き積層体。
- タッチスクリーンパネル用途に用いられる、請求項7〜10のいずれか1項に記載の導電パターン付き積層体。
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