説明

インクジェット用インクおよびその硬化膜

【課題】インク吐出性および光硬化性に優れるとともに、基板への密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性を兼ね備えた硬化膜を形成することができるインクジェット用インクの提供。
【解決手段】式(1)で表される化合物(A)および光重合開始剤(E)を含むインクジェット用インク。


(式(1)中、R1は水素又は炭素数1〜6のアルキルであり、R2は単結合又は炭素数1〜100の2価の基であり、R3は式(2)で表される基。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット用インクに関する。さらに詳しくは、該インクから得られる硬化膜がエッチングレジストまたはめっきレジストとして用いられるインクジェット用インクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、プリント配線板、フレキシブル配線板および半導体パッケージ基板などの電子回路基板の製造には、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法が行われてきた。このフォトリソグラフィー法による電子回路基板の製造方法では、例えば、プリント配線板の場合、銅張積層板の銅箔上にフォトレジスト層を形成し、その表面をフォトマスクなどを介して露光し、その後、未硬化部分を除去してレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンに覆われていない部分の銅箔をエッチングにより除去し、その後レジストパターンを除去することで、プリント配線板が得られる。
【0003】
しかしながら、上記のようなプリント配線板の製造方法は、フォトマスクの作製に長い時間と多くの費用がかかることから、設備投資金額が大きい。またフォトマスクを用いたパターン露光が必要なことから、工程が複雑で、操作も煩雑となる。
近年、これらの問題を解決するため、インクジェット方式を用いてレジスト材料をパターン設計に従って基板上に直接塗布し、レジストパターンを形成する方法が開発されている(たとえば、特許文献1〜4参照)。この方法は、従来必要であったパターン露光を不要にできることから設備投資金額が少なく、また、材料の歩留りが高いなどの点から期待が持たれている。
【0004】
このようなインクジェット法に用いられるレジスト材料には、エッチングレジスト、めっきレジストなどが挙げられ、一般に、エッチングレジストには耐エッチング性、めっきレジストには耐めっき性特性が求められる。
【0005】
これまでに、インクジェット法に使用可能なレジスト材料として、様々なインク組成物が提案されている(たとえば、特許文献5〜7参照)が、これらのインクにより形成されたレジスト膜は、十分な耐エッチング性または耐めっき性およびアルカリ剥離性を有してはいなかった。
【0006】
一方、構造単位中にラクトン環を有するポリマーを用いたレジスト(たとえば、特許文献8および9参照)は、耐エッチング性、耐めっき性、アルカリ剥離性に優れる。しかし、インクジェット用インクとして使用する際には、分子量が高すぎて吐出性が低下してしまう。
【0007】
また、低分子量のラクトン環およびアクリルを有する化合物を用いたレジストは、耐めっき性、耐エッチング性は良好である(たとえば特許文献11および12参照)。しかし、十分なアルカリ剥離性を有しておらず、エッチングレジスト、めっきレジストとして使用する事は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開昭56−66089号公報
【特許文献2】特開昭62−181490号公報
【特許文献3】特開平6−237063号公報
【特許文献4】特開平7−131135号公報
【特許文献5】特開平7−170053号公報
【特許文献6】特開2004−353027号公報
【特許文献7】特開2005−057018号公報
【特許文献8】特許第4040536号公報
【特許文献9】特開2002−311587号公報
【特許文献10】国際公開第2005/058854号公報
【特許文献11】特許第4143227号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、インク吐出性および光硬化性に優れるとともに、基板への密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性を兼ね備えた硬化膜を形成することができるインクジェット用インクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者等は、ラクトン構造を有する特定の重合性化合物および光重合開始剤を含むインクジェット用インクが、インクの吐出性および光硬化性に優れるとともに、その硬化膜が基板との密着性、耐エッチング性または耐めっき性およびアルカリ剥離性に優れた特性を有することを見出した。
【0011】
すなわち本発明は、以下の項を含む。
[1]式(1)で表される化合物(A)および光重合開始剤(E)を含むインクジェット用インク。
【0012】
【化1】

(式(1)中、R1は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R2は単結合または炭素数1〜100の2価の基であり、R3は式(2)で表される基である。)
【0013】
【化2】

(式(2)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R5およびR6は、一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜5のアルキレンであるか、または、独立して共に置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルキレンである。)
【0014】
[2]カルボキシルを1以上有するモノマーおよびカルボキシルを1以上有するオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(B)をさらに含む[1]に記載のインクジェット用インク。
【0015】
[3]希釈剤(C)をさらに含む[1]または[2]に記載のインクジェット用インク。
【0016】
[4]式(2)において、R5およびR6は、一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜3のアルキレンであるか、または、独立して共に置換基を有してもよい炭素数1〜3のアルキレンである[1]〜[3]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0017】
[5]式(1)において、R3が式(3)で表される基である[1]〜[4]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0018】
【化3】

(式(3)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R7〜R10はそれぞれ独立して水素または1価の基である。)
【0019】
[6]式(1)において、R2が単結合または炭素数1〜50の2価の基である[1]〜[5]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0020】
[7]成分(A)が式(5)で表わされる化合物および式(6)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[6]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0021】
【化4】

【0022】
[8]成分(B)が、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、およびそれらのオリゴマーの中から選ばれる少なくとも1種である[2]〜[7]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0023】
[9]酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが、重量平均分子量300〜5,000の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートである、[8]に記載のインクジェット用インク。
【0024】
[10]酸変性エポキシ(メタ)アクリレートがビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートである[8]または[9]に記載のインクジェット用インク。
【0025】
[11]希釈剤(C)が式(4)で表される成分(A)以外の(メタ)アクリロイルモノマーを少なくとも1つ含む[3]〜[10]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0026】
【化5】

(式(4)中、R11は水素またはメチルであり、R12はOまたはNHであり、R13は、カルボキシル以外の置換基を有してもよい有機基であり、nCは1〜6の整数である。)
【0027】
[12] 希釈剤(C)が、式(4)において、nCが1であり、かつR13は環状構造を有してもよい炭素数が1〜30の炭化水素基である[11]に記載のインクジェット用インク。
【0028】
[13]光重合開始剤(E)が、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、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、2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステル及び2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン=2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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]−エタノン=1−(O−アセチルオキシム)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−オキソ−2−フェニル酢酸メチルエステル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ベンゾイルギ酸メチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である[1]〜[12]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0029】
[14]式(5)で表わされる化合物および式(6)で表わされる化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(A)と、
【0030】
【化6】

重量平均分子量300〜5,000のビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、およびそれらのオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(B)と、
ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドおよびN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、式(15)で表わされる化合物であるエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である成分(C)と、
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および2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オンからなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(E)とを含む、[3]〜[13]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0031】
【化7】

(ここでR14は水素またはメチルであり、nは1以上の整数であり、m、lは独立して0以上の整数である。)
【0032】
[15]アルカリで剥離可能な硬化膜を得ることのできる、[1]〜[14]のいずれか一に記載のインクジェット用インク。
【0033】
[16][1]〜[15]のいずれか一に記載のインクジェット用インクを硬化させて得られる硬化膜。
【0034】
[17][16]に記載の硬化膜をエッチングレジスト膜またはめっきレジスト膜として用いることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
【0035】
[18](工程1)インクジェット塗布方法により[1]〜[15]のいずれか一に記載のインクジェット用インクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、
(工程2)工程1で得られた塗膜に光を照射して塗膜を硬化し、基板上に硬化膜を形成する工程と、
(工程3)工程2で得られた硬化膜を有する基板を、エッチング処理またはめっき処理を行う工程と、
(工程4)アルカリ性水溶液を用いて硬化膜を基板から剥離する工程と
を含む電子回路基板の製造方法。
【0036】
[19][18]に記載の製造方法で製造された電子回路基板。
【発明の効果】
【0037】
本発明のインクジェット用インクは、インク吐出性および光硬化性に優れる。また、該インクから得られる硬化膜は、基板への密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性のいずれをも兼ね備え、エッチングレジストおよびめっきレジストとして好適に用いることができる。したがって、本発明のインクジェット用インクを用いれば、複雑な工程や多額の費用を要することなく、電子回路基板を製造することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、本発明について詳細に説明する。
本明細書において、重量平均分子量は、カラムとしてPolymer Laboratories(株)製THF系カラムを使用してGPC法(カラム温度:35℃、流速:1ml/min)により求めたポリスチレン換算での値である。なお、本明細書中の市販品の重量平均分子量はカタログ掲載値である。
【0039】
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両者または一方を示すために、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両者または一方を示すために用いられる。
<インクジェット用インク>
本発明のインクジェット用インクは、下記式(1)で表される化合物(A)(以下「化合物(A)」または「成分(A)」ともいう。)および光重合開始剤(E)を含む。
【0040】
【化8】

(式(1)中、R1は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R2は単結合または炭素数1〜100の2価の基であり、R3は式(2)で表される基である。)
【0041】
【化9】

(式(2)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R5およびR6は一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜5のアルキレンであるか、または、共に置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルキレンである。)
【0042】
さらに、必要に応じてカルボキシルを1以上有するモノマーおよびカルボキシルを1以上有するオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(B)ならびに希釈剤(C)の中からいずれか1種以上を含有してもよい。
【0043】
本発明のインクジェット用インクは、上記に加えて、さらに必要に応じて、溶媒(D)、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ化合物、オキセタン化合物、硬化剤、界面活性剤、着色剤および重合禁止剤などを含んでもよい。本発明のインクジェット用インクは、無色であっても有色であってもよい。
【0044】
1.成分(A)
本発明のインクジェット用インクは、式(1)で表される化合物(A)を含むことにより、インクの吐出性および光硬化性に優れ、また基板密着性に優れ、耐エッチング性または耐めっき性とアルカリ剥離性のバランスに優れた硬化膜を形成することができる。
本発明のインクの光硬化性の観点から、式(1)において、R1が水素またはメチルであると好ましい。
【0045】
式(1)において、R2が炭素数1〜100の2価の基である場合の例としては、炭素数1〜100のアルキレン、シクロアルキレン、およびアリーレンなどが挙げられる。上記アルキレンおよびシクロアルキレン中の−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−などで置き換えられてもよく、上記アルキレンおよびシクロアルキレン中の−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−CH=N−などで置き換えられてもよい。
2は、単結合、炭素数1〜50のアルキレン、炭素数3〜50のシクロアルキレン、または炭素数6〜50のアリーレンであることが好ましく、単結合、炭素数1〜10のアルキレン、炭素数5〜20のシクロアルキレン、または炭素数6〜14のアリーレンであることがより好ましく、単結合、炭素数1〜3のアルキレン、炭素数5〜6のシクロアルキレン、またはフェニレンであることがさらに好ましく、単結合、または炭素数1〜3のアルキレンであることが特に好ましい。
【0046】
式(1)において、R3が式(2)で表わされる環状構造(ラクトン環構造)を有することにより、良好な基板密着性が得られて耐めっき性または耐エッチング性が良好となるとともに、アルカリ性下、該環状構造が開環することにより、良好なアルカリ剥離性が得られるものと考えられる。
【0047】
中でも式(2)においてR4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R5およびR6は一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜3のアルキレンであるか、または、共に置換基を有してもよい炭素数1〜3のアルキレンであることが好ましく、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R5およびR6は一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜3のアルキレンであるか、または、共に置換基を有してもよい炭素数1〜2のアルキレンであることがより好ましい。
5およびR6において、置換基の例としては、炭素数1〜5のアルキル、および水酸基などが挙げられる。
【0048】
式(1)におけるR3は、式(3)で表される基であることがさらに好ましい。
【0049】
【化10】

式(3)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R7〜R10はそれぞれ独立して水素または1価の基である。1価の基としては、炭素数1〜6のアルキル、水酸基などが挙げられる。
成分(A)として、例えば式(5)〜(12)で表される化合物が挙げられる。
【0050】
【化11】

【0051】
これらの中でも、光硬化性、密着性、耐エッチング性または耐めっき性とアルカリ剥離性のバランスを考慮すると、以下の化合物がより好ましい。
【0052】
【化12】

【0053】
成分(A)は上述した化合物等から選ばれる1種の化合物であってもよく、またこれらの2種以上の混合物であってもよい。
【0054】
成分(A)は公知の方法で製造することができる。また、例えば、γ-ブチロラクトンアクリレート(GBLA:商品名;大阪有機化学工業(株))、γ-ブチロラクトンメタクリレート(GBLMA:商品名;大阪有機化学工業(株))として市販されている。
【0055】
成分(A)の含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜30重量%であると、光硬化性に優れるだけでなく、本発明のインクより形成される硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性、アルカリ剥離性のバランスが良いので好ましく、より好ましくは、0.75〜25重量%であり、さらに好ましくは1〜20重量%である。
【0056】
2.カルボキシルを1以上有するモノマーおよびカルボキシルを1以上有するオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(B)
本発明のインクジェット用インクは、硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性、アルカリ剥離性の性能バランスを図るために、カルボキシルを1以上有するモノマーおよびカルボキシルを1以上有するオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(B)(以下「成分(B)」ともいう。)を含有してもよい。ここで、「オリゴマー」とは、重量平均分子量が1,000〜12,000である重合体をいい、単一のモノマーから得られるホモオリゴマーであっても、2種以上のモノマーから得られるコオリゴマーであってもよい。「カルボキシルを有するオリゴマー」は、オリゴマー全体において1以上のカルボキシルを有していればよい。本発明のインクジェット用インクは、成分(B)を含むことで、成分(B)のカルボキシルの存在が本発明の硬化膜のアルカリ剥離性に寄与するものと考えられる。
【0057】
成分(B)としては、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(例えば、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、または無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(例えば、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸)およびそれらのオリゴマーなどが挙げられる。
【0058】
これらのカルボキシルを有するモノマーは市販されており、市販品の例としては、(メタ)アクリル酸(東京化成工業(株)製)、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート(商品名;β−CEA、ダイセルサイテック(株)製)、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル](商品名;HOA−MS、共栄社化学(株)製)、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート(商品名;M−5400、東亞合成(株)製)、フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレート(商品名;CB−1、新中村化学工業(株)製)、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸(商品名;HO−HH、共栄社化学(株)製)などが挙げられる。
【0059】
これらの中でも、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど)、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物が好ましい。
【0060】
基板に対する密着性、耐エッチング性または耐めっき性に優れ、合わせてアルカリ剥離性をさらに向上させる観点からは、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが好ましく、重量平均分子量300〜5,000のビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートがより好ましい。
アルカリ剥離性をさらに向上させる観点からは、(メタ)アクリル酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど)、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物が好ましく、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物がより好ましい。
【0061】
ここで、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートとは、エポキシ化合物に、(メタ)アクリル酸またはカルボキシルを有する(メタ)アクリレートを反応させ、さらに多塩基酸または多塩基酸無水物を反応させて得られる化合物である。
【0062】
前記エポキシ化合物としては、ノボラック型(フェノールノボラック型およびクレゾールノボラック型)、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、水添ビスフェノールA型、水添ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、トリスフェノールメタン型、テトラフェノールエタン型、ビキシレノール型およびビフェノール型のエポキシ化合物ならびに脂環式エポキシ化合物、複素環式エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物およびナフタレン骨格を有するエポキシ化合物のエポキシ化合物などが挙げられる。本発明のインクの硬化膜の基板などに対する密着性の観点から、エポキシ化合物として好ましくはノボラック型、ビスフェノールA型およびビスフェノールF型のエポキシ化合物であり、その中でもさらに好ましくはビスフェノールA型およびビスフェノールF型のエポキシ化合物であり、最も好ましくはビスフェノールF型のエポキシ化合物である。ここで、これらエポキシ化合物は、重量平均分子量300〜12,000であることが好ましい。これらの化合物は、その剛直な構造から、硬化膜の基板への密着を良好にすると考えられる。
【0063】
前記カルボキシルを有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(例えば、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)および無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(例えば、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)が挙げられる。
【0064】
前記多塩基酸とは、カルボキシルを2つ以上有する酸のことである。多塩基酸または多塩基酸無水物としては、例えば、フタル酸、ピロメリット酸、コハク酸、トリメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロトリメリット酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸およびスチレン−マレイン酸共重合体、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロトリメリット酸無水物、トリメリット酸無水物、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸またはスチレン−無水マレイン酸共重合体が挙げられる。
【0065】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの製造例として、前記エポキシ化合物としてビスフェノールA型エポキシ化合物、メタクリル酸、ならびに多塩基酸無水物として無水フタル酸を用いる場合を説明する。
下記反応式に示されるように、ビスフェノールA型エポキシ化合物1分子に対して、メタクリル酸2分子が反応し、エポキシ環が開環する。
【0066】
【化13】

上記式において、BisAは下記式で表わされる構造を示す。
【0067】
【化14】

mは、通常0〜50である。
【0068】
上記反応によって得られたエポキシ(メタ)アクリレート1分子に対して、2分子の無水フタル酸が反応し、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが得られる(下記反応式参照)。
【0069】
【化15】

【0070】
以上の反応式から明らかなように、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの重量平均分子量は、用いるエポキシ化合物の分子量を主に適宜選択することによって、上記の範囲内にすることができる。
【0071】
(メタ)アクリル当量は、カルボキシルを有する(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリル酸の使用量を調整することによって上記範囲内に調整することができる。
カルボキシルの数は、多塩基酸または多塩基酸無水物の使用量を調整することによって上記範囲内に調整することができる。
【0072】
上記のようにして製造される酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの市販品の例としては、日本化薬(株)製のKAYARAD CCR−1159H(商品名;重量平均分子量:7,500、酸価:101mgKOH/g)、同ZFR−1401H(商品名;重量平均分子量:12,000、酸価:99mgKOH/g)、同TCR−1310H(商品名;重量平均分子量:4,500、酸価:104mgKOH/g)、日本ユピカ(株)製のネオポール8430(商品名;重量平均分子量:10,000、酸価:88mgKOH/g)、同8432(商品名;重量平均分子量:8,000、酸価:92mgKOH/g)、同8470(商品名;重量平均分子量:10,000、酸価:100mgKOH/g)、同8472(商品名;重量平均分子量:7,000、酸価:105mgKOH/g)、同8475(商品名;重量平均分子量:10,000、酸価:101mgKOH/g)、同8476(商品名;重量平均分子量:5,000、酸価:101mgKOH/g)、同8477(商品名;重量平均分子量:10,000、酸価:94mgKOH/g)、同8310(商品名;重量平均分子量:1,000、酸価:104mgKOH/g)が挙げられる。
【0073】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートのポリスチレン換算での重量平均分子量は300〜12,000が好ましく、300〜11,500がより好ましく、300〜11,000がさらに好ましく、300〜8,000が特に好ましく、300〜5,000が最も好ましい。
重量平均分子量がこの範囲にあると、硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性、アルカリ剥離性などの膜特性に優れるとともに、十分なインクの吐出性が得られる。
【0074】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートは、1分子中に2以上の(メタ)アクリロイルおよび1以上のカルボキシルを有することが好ましい。
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの好ましい(メタ)アクリロイルの数は、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの分子量とも関係するため、その数だけを明確に規定することは難しいが、例えば、2〜40個が好ましく、2〜35個がより好ましく、2〜30個がさらに好ましく、2〜20個が特に好ましく、2〜15個がとりわけ好ましい。(メタ)アクリロイルの数が2個以上であれば、本発明のインクを硬化させて得られる硬化膜が3次元的な網目構造をとることができ、耐エッチング性や耐めっき性に優れる。一方、(メタ)アクリロイルの数が40個以下であれば、前記インクを硬化させる際の硬化収縮を低減できるため、硬化膜の基板に対する密着性が良好となる。
【0075】
また、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートに含まれる(メタ)アクリロイルの数を「(メタ)アクリル当量」で説明すると、200〜600(g/当量)が好ましく、250〜500(g/当量)がより好ましく、300〜450(g/当量)が特に好ましい。(メタ)アクリル当量とは、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの分子量を酸変性エポキシ(メタ)アクリレート1分子中に含まれる(メタ)アクリロイルの数で割った値である。
【0076】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの好ましいカルボキシルの数は、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの分子量とも関係するため、その数だけを明確に規定することは難しいが、例えば、1〜40個が好ましく、2〜35個がより好ましく、2〜30個がさらに好ましく、2〜20個が特に好ましく、2〜15個が最も好ましい。カルボキシルを少なくとも1個有すると、本発明の硬化膜のアルカリ剥離性に優れるとともに、硬化膜の、基板に対する密着性を付与することができる。
【0077】
一方、カルボキシルの数が40個以下であれば、硬化膜の耐エッチング性や耐めっき性を維持することができる。したがって、これらの範囲であれば、本発明のインクから得られる硬化膜の、基板への密着性が良好で、耐エッチング性や耐めっき性などの膜特性も良好となる。
【0078】
また、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートに含まれるカルボキシルの数を「カルボキシル当量」で説明すると、通常350〜2,000(g/当量)(酸価:30〜140mgKOH/gに相当)であり、400〜900(g/当量)(酸価:60〜130mgKOH/gに相当)が好ましく、450〜800(g/当量)(酸価:70〜120mgKOH/gに相当)がより好ましく、500〜800(g/当量)(酸価:80〜120mgKOH/gに相当)がさらに好ましく、530〜700(g/当量)(酸価:85〜110mgKOH/gに相当)が特に好ましい。カルボキシル当量とは、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートの分子量を酸変性エポキシ(メタ)アクリレート1分子中に含まれるカルボキシルの数で割った値である。
【0079】
成分(B)は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。2種以上の化合物の混合物である場合は、特に(メタ)アクリル酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物(フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど)および無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物から選ばれる1種以上の化合物とビスフェノールA型およびビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上の化合物とを組み合わせて用いると、本発明の硬化膜の基板への密着性とアルカリ剥離性をバランスよく向上させることができる。
成分(B)の含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、1〜60重量%であると、本発明のインクから得られる硬化膜が、基板への密着性や耐エッチング性、あるいは耐めっき性などの膜特性に特に優れるので好ましく、より好ましくは0.5〜40重量%であり、さらに好ましくは0.8〜38重量%であり、特に好ましくは1〜35重量%である。
【0080】
3.希釈剤(C)
本発明のインクジェット用インクは、インクの粘度を下げるために希釈剤(C)(以下「成分(C)」ともいう。)を含有していてもよい。希釈剤(C)は、本発明のインクの吐出性および光硬化性、ならびに、該インクから得られる硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性に悪影響を与えず、かつ本発明のインクの粘度を下げることのできる化合物であれば、特に限定されないが、25℃の粘度が0.1〜1,000mPa・sであり、かつラジカル重合性を有するモノマーが好ましい。ラジカル重合性を有するモノマーとしては、カルボキシルを含まない単官能モノマーまたは多官能モノマーが好ましい。
【0081】
モノマー種としては、(メタ)アクリロイル、アリル、ビニル等含有モノマーが挙げられるが、式(4)で表される(メタ)アクリロイルモノマー(成分(A)を除く。)を少なくとも1つ含むとより好ましい。
【0082】
【化16】

【0083】
(式(4)中、R11は水素またはメチルであり、R12はOまたはNHであり、R13は、カルボキシル以外の置換基を有してもよい有機基であり、nCは1〜6の整数である。)
式(4)において、R13は、カルボキシル以外の置換基を有してもよい炭素数1〜50の有機基が好ましく、nCが1であり、かつR13が環状構造を有してもよい炭素数が1〜30の炭化水素基であると特に好ましい。
【0084】
単官能(メタ)アクリロイルモノマーの具体例としては、4−ヒドロキシルブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、エチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン、メタクリロイルオキシノルボルナンメタクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、環状トリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、環状イミドアクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メチルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、式(15)で表わされる化合物であるエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルジメタノールモノ(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、へプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(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、1、4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エチルジグリコール(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−(メタ)アクリロキシエチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロキシエチルオキセタン、p−ビニルフェニル−3−エチルオキセタン−3−イルメチルエーテル、2−フェニル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、2−トリフロロメチル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、4−トリフロロメチル−2−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、(3−エチル−3−オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、N-ビニルホルムアミド、N−シクロヘキシルマレイミド、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、およびN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、イソボルニル(メタ)アクリレートおよび2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートが挙げられる。
【0085】
【化17】

(式(15)中、R14は水素またはメチルであり、nは1以上の整数であり、m、lは0以上の整数である。)
式(15)において、nは1〜10の整数であり、m、lは0〜10の整数であることが好ましい。
【0086】
単官能(メタ)アクリロイルモノマーは、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
単官能(メタ)アクリロイルモノマーの含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、5〜80重量%であると、該インクを、使用する用途に合わせた粘度に調整できるので好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは10〜75重量%であり、さらに好ましくは10〜70重量%であり、特に好ましくは15〜65重量%である。
【0087】
また、希釈剤(C)として、多官能(メタ)アクリロイルモノマーを添加してもよい。
多官能(メタ)アクリロイルモノマーの具体例としては、ビスフェノールFエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートモノステアレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(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トリ(メタ)アクリレート、ジ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ペンタ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレートを挙げることができる。
これらの多官能(メタ)アクリロイルモノマーは1種の化合物であっても、2種以上の異なる化合物の混合物であってもよい。
【0088】
多官能(メタ)アクリロイルモノマーの含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.1〜50重量%であると、使用する用途に合わせた粘度の調整と他の特性とのバランスがよいため好ましく、より好ましくは0.5〜40重量%であり、さらに好ましくは0.8〜30重量%であり、特に好ましくは1〜20重量%である。
希釈剤(C)は1種の化合物であっても、2種以上の異なる化合物の混合物であってもよい。たとえば単官能(メタ)アクリロイルモノマーと多官能(メタ)アクリロイルモノマーを組み合わせて用いてもよい。
これら単官能(メタ)アクリロイルモノマーおよび多官能(メタ)アクリロイルモノマーの中でも、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドおよびN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、式(15)で表わされる化合物であるエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートおよびビスフェノールFエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を用いると、インクの吐出性および光硬化性、ならびに、該インクから得られる硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性に影響を与えず、かつ本発明のインクの粘度を下げることができる。
【0089】
4.溶媒(D)
本発明のインクジェット用インクは、溶媒を含まなくとも十分なジェッティング特性を有しているが、ジェッティング特性をさらに向上させるために、前記成分(C)の他に、インクの粘度を下げる成分として、溶媒(D)(以下「成分(D)」ともいう。)を含んでいてもよい。溶媒(D)は、本発明のインクの吐出性および光硬化性、ならびに、該インクから得られる硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性に悪影響を与えず、かつ本発明のインクの粘度を下げることのできる化合物であれば、特に限定されないが、25℃の粘度が0.1〜100mPa・sである溶媒が好ましい。
【0090】
インクジェットヘッドを加温する場合、溶媒の揮発による粘度上昇を抑えるため、高沸点溶媒を使用することが好ましい。特に沸点が100〜300℃の溶媒が好ましい。
【0091】
沸点が100〜300℃である溶媒の具体例としては、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエ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アセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トルエン、キシレン、アニソール、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、またはジメチルイミダゾリジノンが挙げられる。
これらの溶媒は1種の化合物であっても、2種以上の異なる化合物の混合物であってもよい。
【0092】
溶媒(D)の含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.1〜10重量%であると、ジェッティング性と他の特性のバランスが良いため好ましく、より好ましくは0.2〜8重量%であり、さらに好ましくは0.5〜6重量%であり、特に好ましくは1〜5重量%である。
本発明のインクジェット用インクの粘度の調整には、希釈剤(C)に溶媒(D)を組み合わせて用いてもよい。たとえば単官能(メタ)アクリロイルモノマーと溶媒とを組み合わせて用いてもよい。
【0093】
5.光重合開始剤(E)
本発明のインクジェット用インクは、光により硬化するために、光重合開始剤(E)(以下「成分(E)」ともいう。)を含有する。
光重合開始剤(E)は、紫外線または可視光線の照射によりラジカルを発生する化合物であれば特に限定されない。
【0094】
光重合開始剤(E)の具体例としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(CAS登録番号:947−19−3、商品名:IRGACURE 184、BASFジャパン(株)製)、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、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(CAS登録番号:71868−10−5、商品名:IRGACURE 907、BASFジャパン(株)製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン(CAS登録番号:119313−12−1、商品名:IRGACURE 369、BASFジャパン(株)製)、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム(CAS登録番号:125051−32−3、商品名:IRGACURE 784、BASFジャパン(株)製)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(CAS登録番号:162881−26−7、商品名:IRGACURE 819、BASFジャパン(株)製)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(CAS登録番号:75980−60−8、商品名:LUCIRIN TPO、BASFジャパン(株)製)、
2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステル及び2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物(商品名:IRGACURE 754、BASFジャパン(株)製)、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(CAS登録番号:119344−86−4、商品名:IRGACURE 379、BASFジャパン(株)製)、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン=2−(O−ベンゾイルオキシム)](CAS登録番号:253585−83−0、商品名:IRGACURE OXE 01、BASFジャパン(株)製)、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]−エタノン=1−(O−アセチルオキシム)(CAS登録番号:478556−66−0、商品名:IRGACURE OXE 02、BASFジャパン(株)製)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(CAS登録番号:474510−57−1、商品名:IRGACURE 127、BASFジャパン(株)製)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(CAS登録番号:24650−42−8、商品名:IRGACURE 651、BASFジャパン(株)製)、2−オキソ−2−フェニル酢酸メチルエステル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(CAS登録番号:7473−98−5、商品名:DAROCUR 1173、BASFジャパン(株)製)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(CAS登録番号:106797−53−9、商品名:IRGACURE 2959、BASFジャパン(株)製)、ベンゾイルギ酸メチル(商品名:DAROCUR MBF、BASFジャパン(株))などが挙げられ、これらの中でも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、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、2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステル及び2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン=2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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]−エタノン=1−(O−アセチルオキシム)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−オキソ−2−フェニル酢酸メチルエステル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ベンゾイルギ酸メチルが好ましく、
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、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、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オンがより好ましく、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、および2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、ベンゾイルギ酸メチルが特に好ましく、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が最も好ましい。
光重合開始剤(E)は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
【0095】
光重合開始剤(E)の含有量は、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、インクジェット用インクとしたとき、紫外線に対して高感度となるので好ましく、より好ましくは1〜20重量%であり、さらに好ましくは2〜20重量%である。
【0096】
6.その他
本発明のインクジェット用インクは、各種特性を向上させるためにフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ化合物、硬化剤、界面活性剤、着色剤および重合禁止剤などのその他の成分を含んでもよい。
【0097】
6.1.フェノール樹脂 本発明のインクジェット用インクには、耐エッチング性、耐めっき性を向上させるために、フェノール樹脂を含有させてもよい。
【0098】
フェノール樹脂としては、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物とアルデヒド類との縮合反応により得られるノボラック樹脂、ビニルフェノールの単独重合体(水素添加物を含む)、および、ビニルフェノールとこれと共重合可能な化合物とのビニルフェノール系共重合体(水素添加物を含む)などが好ましく用いられる。
【0099】
フェノール性水酸基を有する芳香族化合物の具体例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、3,4−キシレノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、p−フェニルフェノール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、テルペン骨格含有ジフェノール、没食子酸、没食子酸エステル、α−ナフトールおよびβ−ナフトールが挙げられる。
【0100】
アルデヒド類の具体例としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられる。
【0101】
ビニルフェノールと共重合可能な化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸またはその誘導体、スチレンまたはその誘導体、無水マレイン酸、酢酸ビニルおよびアクリロニトリルが挙げられる。
【0102】
フェノール樹脂の具体例としては、レヂトップPSM−6200(商品名;群栄化学(株)製)、ショウノールBRG−555(商品名;昭和電工(株)製)、マルカリンカーMS−2P、マルカリンカーCST70およびマルカリンカーPHM−C(商品名;丸善石油化学(株)製)が挙げられる。
【0103】
本発明のインクに用いられるフェノール樹脂は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
【0104】
フェノール樹脂の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、該インクから得られる硬化膜の強度が向上するので好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.5〜10重量%であり、さらに好ましくは0.5〜7重量%である。
【0105】
6.2.メラミン樹脂
本発明のインクジェット用インクには、耐エッチング性、耐めっき性を向上させるために、メラミン樹脂を含有させてもよい。
【0106】
メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドとの重縮合により製造された樹脂であれば特に限定されないが、その具体例として、メチロールメラミン、エーテル化メチロールメラミン、ベンゾグアナミン、メチロールベンゾグアナミン、エーテル化メチロールベンゾグアナミンおよびそれらの縮合物を挙げることができ、中でも、メチロールメラミンが好ましい。
【0107】
なお、メラミン樹脂の市販品の具体例としては、ニカラックMW−30、MW−30HM、MW−390、MW−100LM、MX−750LM(商品名;(株)三和ケミカル製)が挙げられる。
本発明のインクに用いられるメラミン樹脂は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
【0108】
メラミン樹脂の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、該インクから得られる硬化膜の強度が向上するので好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.5〜10重量%であり、さらに好ましくは0.5〜7重量%である。
【0109】
6.3.エポキシ化合物
本発明のインクジェット用インクには、耐エッチング性、耐めっき性を向上させるために、エポキシ化合物を含有させてもよい。
【0110】
前記エポキシ化合物は、1分子中に少なくとも1つの式(2−1)で表わされるエポキシドから誘導される構造(以下単に「エポキシ構造」ともいう。)を有する化合物であれば、特に限定されない。
【0111】
【化18】

【0112】
エポキシ化合物の具体例としては、例えば、ノボラック型(フェノールノボラック型およびクレゾールノボラック型)、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、水添ビスフェノールA型、水添ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、トリスフェノールメタン型、トリヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型、ビキシレノール型、ビフェノール型、脂環式および複素環式エポキシ化合物、また、ジシクロペンタジエン骨格やナフタレン骨格を有するエポキシ化合物が挙げられ、好ましくはノボラック型、ビスフェノールA型およびビスフェノールF型エポキシ化合物、その中でもさらに好ましくはビスフェノールA型およびビスフェノールF型のエポキシ化合物である。
【0113】
エポキシ化合物は公知の方法で製造することができ、また市販もされている。市販品の例としては、エピコート828、同834、同1001、同1004(商品名;三菱化学(株)製)、エピクロン840、同850、同1050、同2055、(商品名;DIC(株)製)、エポトートYD−011、同YD−013、同YD−127、同YD−128(商品名;東都化成(株)製)、D.E.R.317、同331、同661、同664(商品名;ダウ・ケミカル日本(株)製)、アラルダイト6071、同6084、同GY250、同GY260(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)、スミ−エポキシESA−011、同ESA−014、同ELA−115、同ELA−128(商品名;住友化学工業(株)製)、A.E.R.330、同331、同661、同664(商品名;旭化成イーマテリアルズ(株)製)等のビスフェノールA型エポキシ化合物;エピコート152、154(商品名;三菱化学(株)製)、D.E.R.431、同438(商品名;ダウ・ケミカル日本(株)製)、エピクロンN−730、同N−770、同N−865(商品名;DIC(株)製)、エポトートYDCN−701、同YDCN−704(商品名;東都化成(株)製)、アラルダイトECN1235、同ECN1273、同ECN1299(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)、XPY307、EPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306(商品名;日本化薬(株)製)、スミ−エポキシESCN−195X、同ESCN−220(商品名;住友化学工業(株)製)、A.E.R.ECN−235、同ECN−299(商品名;旭化成イーマテリアルズ(株)製)等のノボラック型エポキシ化合物;エピクロン830(商品名;DIC(株)製)、JER807(商品名;三菱化学(株)製)、エポトートYDF−170(商品名;東都化成(株)製)、YDF−175、YDF−2001、YDF−2004、アラルダイトXPY306(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)等のビスフェノールF型エポキシ化合物;エポトートST−2004、同ST−2007、同ST−3000(商品名;東都化成(株)製)等の水添ビスフェノールA型エポキシ化合物;セロキサイド2021P(商品名;ダイセル化学工業(株)製)、アラルダイトCY175、同CY179(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)等の脂環式エポキシ化合物;YL−933(商品名;三菱化学(株)製)、EPPN−501、EPPN−502(商品名;ダウ・ケミカル日本(株)製)等のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ化合物;YL−6056、YX−4000、YL−6121(商品名;三菱化学(株)製)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ化合物またはそれらの混合物;EBPS−200(商品名;日本化薬(株)製)、EPX−30(商品名;(株)ADEKA製)、EXA−1514(商品名;DIC(株)製)等のビスフェノールS型エポキシ化合物;
JER157S(商品名;三菱化学(株)製)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物;YL−931(商品名;三菱化学(株)製)、アラルダイト163(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)等のテトラフェニロールエタン型エポキシ化合物;
アラルダイトPT810(商品名;ハンツマン・ジャパン(株)製)、TEPIC(商品名;日産化学工業(株)製)等の複素環式エポキシ化合物;HP−4032、EXA−4750、EXA−4700(商品名;DIC(株)製)等のナフタレン基含有エポキシ化合物;HP−7200、HP−7200H、HP−7200HH(DIC(株)製)等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物;下記式で表されるテクモアVG3101L(商品名;三井化学(株)製)等のトリスフェノールメタン型エポキシ化合物が挙げられる。
【0114】
【化19】

【0115】
本発明のインクに用いられるエポキシ化合物は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
エポキシ化合物の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、本発明のインクから得られる硬化膜の強度が向上するので好ましく、より好ましくは0.5〜10重量%であり、さらに好ましくは0.5〜7重量%である。
【0116】
6.4.オキセタン化合物
本発明のインクジェット用インクには、耐エッチング性、耐めっき性を向上させるために、オキセタン化合物を含有させてもよい。
【0117】
前記オキセタン化合物は、1分子中に少なくとも1つの式(2−2)で表わされる構造を有する化合物であれば、特に限定されない。
【0118】
【化20】

前記オキセタン化合物としては、例えば、単官能型オキセタン化合物、多官能型オキセタン化合物が挙げられる。具体例としては、キシリレンビスオキセタンが挙げられる。
オキセタン化合物は公知の方法で製造することができ、また市販もされている。市販品の例としては、OXT−101、OXT−211、OXT−212(商品名;東亞合成(株)製)等の単官能型オキセタン化合物,OXT−121、OXT−221(商品名;東亞合成(株)製)等の多官能型オキセタン化合物が挙げられる。
オキセタン化合物の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、本発明のインクから得られる硬化膜の強度が向上するので好ましく、より好ましくは0.5〜10重量%であり、さらに好ましくは0.5〜7重量%である。
6.5.硬化剤
本発明のインクジェット用インクがエポキシ化合物またはオキセタン化合物を含んでいる場合、耐エッチング性、耐めっき性を向上させるために、さらに硬化剤を添加してもよい。エポキシ化合物に好ましい硬化剤としては、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤等が挙げられ、オキセタン化合物に好ましい硬化剤としては触媒型硬化剤等が好ましい。
【0119】
酸無水物系硬化剤の具体例としては、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロトリメリット酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサクロルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチル−3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸およびスチレン−無水マレイン酸共重合体が挙げられる。
【0120】
アミン系硬化剤の具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジシアンジアミド、ポリアミドアミン(ポリアミド樹脂)、ケチミン化合物、イソホロンジアミン、m−キシレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、N−アミノエチルピペラジン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4−ジアミノ−3,3−ジエチルジフェニルメタンおよびジアミノジフェニルスルフォンが挙げられる。
【0121】
触媒型硬化剤の具体例としては、3級アミン化合物、イミダゾール化合物、オニウム塩、およびクラウンエーテル錯体などが挙げられる。
本発明のインクに用いられる硬化剤は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
【0122】
硬化剤の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.5〜20重量%であると、本発明のインクから得られる硬化膜の強度が向上するので好ましく、より好ましくは0.5〜10重量%であり、さらに好ましくは0.5〜7重量%である。
【0123】
6.5.界面活性剤
本発明のインクジェット用インクは、例えば、下地基板への濡れ性や、該インクから得られる硬化膜の膜面均一性を向上させるために界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、アクリル系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤などが用いられる。
【0124】
界面活性剤の具体例としては、BYK−300、同306、同335、同310、同341、同344および同370(商品名;ビックケミー・ジャパン(株)製)などのシリコン系界面活性剤、BYK−354、同358Nおよび同361N(商品名;ビックケミー・ジャパン(株)製)などのアクリル系界面活性剤、DFX−18、フタージェント250、または同251(商品名;(株)ネオス製)およびメガファックF−475、F−477、F−553、F−554(商品名;DIC(株)製)などのフッ素系界面活性剤を挙げることができる。
【0125】
光硬化性官能基として(メタ)アクリロイルを有する界面活性剤の具体例としては、RS−72K(商品名;DIC(株)製)、BYK UV 3500、BYK UV 3570(商品名;ビックケミー・ジャパン(株)製)、TEGO Rad 2100、TEGO Rad 2220N、TEGO Rad 2250、TEGO Rad 2500、TEGO Rad 2600、TEGO Rad 2700(商品名;エボニック・デグサ・ジャパン(株)製)を挙げることができる。また、光硬化性官能基としてエポキシを有する界面活性剤としては、RS−211K(商品名;DIC(株)製)等を挙げることができる。
【0126】
本発明のインクに用いられる界面活性剤は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
界面活性剤の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.001〜1重量%であると、該インクから得られる硬化膜の膜面均一性が向上するので好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.001〜0.1重量%であり、さらに好ましくは0.001〜0.05重量%である。
【0127】
6.6.着色剤
本発明のインクジェット用インクは、該インクを基板に塗布等して硬化させることにより得られる硬化膜の状態を検査する際に、硬化膜と基板との識別を容易にするために、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、染料および顔料が好ましい。
【0128】
インクジェット用インクに用いられる着色剤は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
【0129】
着色剤の含有量が、本発明のインクジェット用インク固形分総重量に対し、0.1〜5重量%であると硬化膜の検査が容易であるので好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.1〜1重量%であり、さらに好ましくは0.1〜0.5重量%である。
【0130】
6.7.重合禁止剤
本発明のインクジェット用インクは、保存安定性を向上させるために重合禁止剤を含んでもよい。重合禁止剤の具体例としては、4−メトキシフェノール、ヒドロキノンおよびフェノチアジンを挙げることができる。これらの中でもフェノチアジンが長期の保存においてもインクの粘度の変化(増加)が小さいために好ましい。
【0131】
本発明のインクに用いられる重合禁止剤は、1種の化合物であっても、2種以上の化合物の混合物であってもよい。
重合禁止剤の含有量が、本発明のインクジェット用インク総重量に対し、0.01〜1重量%であると、長期の保存においても粘度の変化が小さいために好ましく、他特性とのバランスを考慮すると、より好ましくは0.01〜0.5重量%であり、さらに好ましくは0.01〜0.1重量%である。
【0132】
7.本発明の光硬化性インクジェット用インクの調製方法
本発明のインクジェット用インクは、原料となる各成分を公知の方法により混合することで調製することができる。
【0133】
特に、本発明のインクは、前記成分(A)および成分(E)からなる組成物に必要に応じて成分(B)および(C)の中から選ばれる1種以上ならびに必要に応じて成分(D)、その他の成分を混合し、得られた溶液をろ過して脱気することにより調製されることが好ましい。そのようにして調製された本発明のインクは、インクジェット装置による吐出性に優れる。ろ過には、例えばフッ素樹脂製のメンブレンフィルターが用いられる。
このようにして得られた本発明のインクジェット用インクの、E型粘度計で測定した25℃における粘度は200mPa・s以下であることが好ましく、1〜200mPa・sであることがより好ましい。25℃における本発明のインクの粘度は、さらに好ましくは2〜150mPa・sであり、特に好ましくは3〜100mPa・sである。上記範囲内であると、インクジェット装置によるジェッティング特性が良好となる。
このようにして得られるインクジェット用インクの中でも、式(5)で表わされる化合物および式(6)で表わされる化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(A)と、
【0134】
【化21】

重量平均分子量300〜5,000のビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、およびそれらのオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(B)と、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドならびに式(15)で表わされる化合物であるエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートおよびビスフェノールFエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレートのからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である成分(C)と、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および2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である成分(E)とを含むインクジェット用インクが、インクの吐出性、光硬化性ならびにインクから得られる硬化膜の基板への密着性、耐レジスト性または耐めっき性およびアルカリ剥離性がバランスよく優れており好ましい。
【0135】
【化22】

(ここでR14は水素またはメチルであり、nは1以上の整数であり、m、lは0以上の整数である。)
【0136】
8.本発明のインクジェット用インクの保存
本発明のインクジェット用インクは、−20〜25℃で保存すると保存中の粘度変化(増加)が小さく、保存安定性が良好である。
【0137】
<硬化膜>
本発明の硬化膜は、以下の工程により製造することができる。
(工程1)インクジェット塗布方法により上記インクジェット用インクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程および
(工程2)工程1で得られた塗膜に光を照射して塗膜を硬化し、基板上に硬化膜を形成する工程。
1.(工程1)インクジェット塗布方法により上記インクジェット用インクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程
【0138】
本発明のインクジェット用インクは、公知のインクジェット塗布方法を用いて基板に塗布し、塗膜を形成することができる。
上記基板は、本発明のインクが塗布される対象となり得るものであれば特に限定されず、その形状は平板状に限られず、曲面状であってもよい。
【0139】
また、基板の材質は特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル系樹脂、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリイミドなどのプラスチックフィルム、セロハン、金属箔、およびポリイミドと金属箔との積層フィルム、目止め効果があるグラシン紙、パーチメント紙、ならびに、ポリエチレン、クレーバインダー、ポリビニルアルコール、でんぷんまたはカルボキシメチルセルロース(CMC)などで目止め処理した紙およびガラスを挙げることができる。
【0140】
これらの基板を構成する物質には、本発明の効果に悪影響を及ぼさない範囲において、さらに、酸化防止剤、劣化防止剤、充填剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤および電磁波防止剤からなる群から選択された1種または複数の添加剤を含有させてもよい。また、基板の表面の一部には、必要により撥水処理、コロナ処理、プラズマ処理またはブラスト処理などの表面処理を施したり、表面に易接着層やカラーフィルター用保護膜、ハードコート膜を設けたりしてもよい。
【0141】
基板の厚さは特に限定されないが、通常、10μm〜2mm程度であり、使用する目的により適宜調整されるが、15μm〜1.5mmが好ましく、20μm〜1mmがさらに好ましい。
【0142】
インクジェット塗布方法としては、例えば、インクに力学的エネルギーを作用させてインクをインクジェットヘッドから吐出(塗布)させる方法(いわゆるピエゾ方式)、およびインクに熱エネルギーを作用させてインクを塗布させる塗布方法(いわゆるバブルジェット(登録商標)方式)等がある。
【0143】
インクジェット塗布方法を用いることにより、インクジェット用インクを予め定められたパターン状に塗布することができる。
インクジェットヘッドとしては、例えば、金属および金属酸化物からなる群から選択される1種または複数の材料からなる発熱部を有するものが挙げられる。金属および金属酸化物の具体例としては、例えば、Ta、Zr、Ti、Ni、Al等の金属、およびこれらの金属の酸化物等が挙げられる。
【0144】
本発明のインクを用いて塗布を行うのに好ましい塗布装置としては、例えば、インクが収容されるインク収容部を有するインクジェットヘッドの室内のインクに、塗布信号に対応したエネルギーを与え、前記エネルギーによりインク液滴を発生させながら、前記塗布信号に対応した塗布(描画)を行う装置が挙げられる。
【0145】
インクジェット塗布装置は、インクジェットヘッドとインク収容部とが分離されているものに限らず、それらが分離不能に一体になったものを用いてもよい。また、インク収容部はインクジェットヘッドに対し分離可能または分離不能に一体化されてキャリッジに搭載されるもののほか、装置の固定部位に設けられて、インク供給部材、例えばチューブを介してインクジェットヘッドにインクを供給する形態のものでもよい。
【0146】
インクジェット塗布装置で吐出する際の温度は、好ましくは10〜120℃である。該温度における本発明のインクの粘度は1〜30mPa・sであることが好ましく、2〜25mPa・sであることがさらに好ましく、3〜20mPa・sであることが特に好ましい。
インクジェットヘッドを加熱する場合は、溶媒(D)を含まないインクを用いることが好ましい。
【0147】
2.(工程2)工程1で得られた塗膜に光を照射して塗膜を硬化し、基板上に硬化膜を形成する工程
工程1で得られた塗膜を、紫外線や可視光線等の光で硬化させ、本発明の硬化膜を製造する。
【0148】
紫外線や可視光線等を照射する場合、照射する露光量は、前記インクの組成に依存するが、ウシオ電機(株)製の受光器UVD−365PDを取り付けた積算光量計UIT−201で測定した場合、100〜5,000mJ/cm2程度が好ましく、150〜2,000mJ/cm2程度がより好ましく、180〜1,000mJ/cm2程度がさらに好ましく、200〜500mJ/cm2程度が特に好ましい。また、照射する紫外線や可視光線等の波長は、200〜500nmが好ましく、300〜450nmがより好ましい。
なお、露光機としては、高圧水銀灯ランプ、超高圧水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等を搭載し、200〜500nmの範囲で、紫外線や可視光線等を照射する装置であれば特に限定されない。
【0149】
また、必要に応じて、光の照射により硬化した上記硬化膜をさらに加熱・焼成してもよい。通常80〜250℃で10〜60分間加熱・焼成をすることによって、硬化膜をより強固に硬化させることができる。
【0150】
<電子回路基板>
本発明の電子回路基板の製造方法は、以下の工程を含む。
(工程1)インクジェット塗布方法により上記インクジェット用インクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、
(工程2)工程1で得られた塗膜に光を照射して塗膜を硬化し、基板上に硬化膜を形成する工程と、
(工程3)工程2で得られた硬化膜を有する基板を、エッチング処理またはめっき処理を行う工程と、
(工程4)アルカリ性水溶液を用いて硬化膜を基板から剥離する工程。
【0151】
工程1および工程2については、硬化膜の製造方法と同様である。
工程3において行うエッチング処理またはめっき処理は、公知の方法を用いることができる。工程3において、前記硬化膜は、エッチングレジスト膜またはめっきレジスト膜として機能し、基板の硬化膜に覆われていない部分がエッチングまたはめっきされる。
工程4に用いられるアルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液などが挙げられる。剥離方法としては、工程3を経た基板をアルカリ性水溶液中に浸漬する方法が挙げられる。アルカリ性水溶液の温度は30〜60℃が好ましい。浸漬時間は1分以内が好ましい。
本発明の硬化膜は、ポリイミド上に銅箔を積層した銅張積層板(厚さ35μm)の銅表面上に、上記インクジェット用インクを用いてインクジェット塗布方法により一片が3cmの正方形パターンを描画した後、光硬化させて得た硬化膜(厚さ5〜15μm)を13%FeCl3水溶液に50℃で2分間浸漬後、またはNi濃度4.5g/Lの無電解ニッケルめっき液に60℃で15分間浸漬してからAu濃度1g/Lの無電解金めっき液に90℃で20分間浸漬した後、5%NaOH水溶液(液温50℃)に浸漬すると、銅表面から1分間以内に完全剥離可能である。また、ポリイミド上に銅箔を積層した銅張積層板(厚さ35μm)の銅表面上に、上記インクジェット用インクを用いてインクジェット塗布方法により一片が3cmの正方形パターンを描画した後、光硬化させて得た厚さ10μmの硬化膜は、5%NaOH水溶液(液温50℃)に浸漬すると、銅表面から1分間以内に完全剥離可能である。このようなアルカリ剥離性は、成分(A)が式(2)で表わされる構造を有することの影響により得られると考えられ、および任意に含まれる成分(B)がカルボキシルを有することの影響によりさらに効果が増大するものと考えられる。
硬化膜の膜厚は、硬化膜が形成されたガラス基板において、硬化膜の一部をカッターナイフで削り取り、その段差を触針式膜厚計P−15(商品名、KLA−Tencor Japan(株)製)で測定して求めた。
【0152】
<用途>
本発明のインクジェット用インクを、上記製造方法により硬化させて得た硬化膜は、上記電子回路基板等の製造における耐エッチング性を有するエッチングレジストまたは耐めっき性を有するめっきレジストとして使用することができる。使用後は、アルカリ性水溶液により基板から剥離することができる。
【実施例】
【0153】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0154】
[実施例1]
<インクジェット用インクの調整>
成分(A)として、下記式(6)で示されるγ―ブチロラクトンメタクリレートであるGBLMA(商品名;大阪有機化学工業(株) 製)1.0gと、成分(B)として、フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレートであるCB−1(商品名;新中村化学工業(株)製)1.5gと、希釈剤(C)として、n−ブチルメタクリレート(東京化成工業(株)製)1.5g、N,N−ジエチルアクリルアミドであるDEAA(商品名;(株)興人 製)2.0g、イソボルニルメタクリレートであるSR―423(商品名;サートマー・ジャパン(株)製)1.0g、光重合開始剤(E)として、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であるDAROCUR TPO(現名称LUCIRIN TPO)(商品名;BASFジャパン(株)製)0.95gと、重合禁止剤としてフェノチアジン(東京化成工業(株)製)0.0043gとを下記組成割合にて混合・溶解した後、1μmのPTFE(アドバンテック東洋(株)製)のメンブレンフィルターでロ過し、インクジェット用インク1を調製した。
E型粘度計(東機産業(株)製 TV−22、以下同じ)を用い、25℃におけるインクジェット用インク1の粘度を測定した結果、12.2mPa・sであった。
【0155】
【化23】

【0156】
<硬化膜の形成>
インクジェット用インク1をインクジェットカートリッジDMC−11610に注入し、これをインクジェット装置(FUJIFILM Dimatix社 製のDMP−2831)に装着し、吐出電圧(ピエゾ電圧)18V、ヘッド温度30℃、駆動周波数5kHz、塗布回数1回の吐出条件で、ポリイミド上に銅箔を積層した厚さ35μmの銅張積層板であるバイロフレックス(商品名;東洋紡績(株)製)の銅表面上の中心部に、一片が3cmの正方形のパターンを描画した。
【0157】
インクジェット用インク1をパターン形成した基板に、UV照射装置((株)ジャテック製のJ−CURE1500)を用いて、波長365nmの紫外線を250mJ/cm2のUV露光量で照射することでインクジェット用インク1を硬化させ、厚さ10μmの硬化膜パターンを形成した基板1を得た。
【0158】
[実施例2]
成分(B)として、フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレートであるCB−1(商品名;新中村化学工業(株)製)の代わりに、重量平均分子量が1,000、ビスフェノールF型の酸変性エポキシアクリレートであるネオポール8310(商品名;日本ユピカ(株)製)2.0gを添加して表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク2を調製した。E型粘度計を用い、25℃のインクジェット用インク2の粘度を測定した結果、22.2mPa・sであった。インクジェット用インク2を用い、ヘッド温度を40℃にした以外は実施例1と同様の方法で、厚さ11μmの硬化膜パターンを形成した基板2を得た。
【0159】
[実施例3]
成分(B)として、フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレートであるCB−1(商品名;新中村化学工業(株)製)1.5gと重量平均分子量が1,000、ビスフェノールF型の酸変性エポキシアクリレートであるネオポール8310(商品名;日本ユピカ(株)製)1.0gとを添加して表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク3を調製した。E型粘度計を用い、25℃のインクジェット用インク3の粘度を測定した結果、20mPa・sであった。インクジェット用インク3を用い、実施例2と同様の方法で、厚さ11μmの硬化膜パターンを形成した基板3を得た。
【0160】
[実施例4]
成分(B)として、フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレートであるCB−1(商品名;新中村化学工業(株)製)1.5gと重量平均分子量が5,000、ビスフェノールF型の酸変性エポキシアクリレートであるネオポール8476(商品名;日本ユピカ(株)製)1.0gとを添加して表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク4を調製した。E型粘度計を用い、25℃のインクジェット用インク4の粘度を測定した結果、24.7mPa・sであった。インクジェット用インク4を用い、実施例2と同様の方法で、厚さ12μmの硬化膜パターンを形成した基板4を得た。
【0161】
[比較例化合物の合成例1]
ノルボルナンラクトン構造を有する化合物の合成(以下、化合物(13)ともいう)
メチルシクロペンタジエン8.01g(100ミリモル)を10mLのメチルエチルケトンに溶解し、ここへアクリル酸7.93g(110ミリモル)を0℃で1時間かけて滴下し、室温で3時間攪拌した。次に、反応液から溶媒および未反応のアクリル酸等の軽質成分を減圧留去し、メチル−5−ノルボルネン−2−カルボン酸14.9g(98ミリモル)を得た。
【0162】
得られたメチル−5−ノルボルネン−2−カルボン酸を、100mLの塩化メチレンに溶解し、ここへ酢酸ナトリウム2gを添加して懸濁し、これに37%過酢酸20.1g(98ミリモル)を0℃で1時間かけて滴下した。その後、同温度で2時間、更に室温で2時間攪拌した。この溶液を5%炭酸水素ナトリウム水溶液、水、次いで飽和食塩水で洗浄し、水層を除去した後、油層に無水硫酸マグネシウム粉末を加えて乾燥した。得られた溶液から溶媒を留去してメチル−5,6−ジヒドロキシ−2−ノルボルナンカルボン酸−γ−ラクトン5.0g(30ミリモル)を得た。
【0163】
得られたメチル−5,6−ジヒドロキシ−2−ノルボルナンカルボン酸−γ−ラクトンを30mLの塩化メチレンに溶解し、ここへトリエチルアミン3.9g(39ミリモル)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン0.18g(1.5ミリモル)を加えた後、メタクリル酸クロライド3.8g(36ミリモル)を0℃で1時間かけて滴下し、更に室温で12時間攪拌した。反応液を5%炭酸水素ナトリウム水溶液、水、次いで飽和食塩水で洗浄し、水層を除去した後、油層に無水硫酸マグネシウム粉末を加えて乾燥した。溶媒を留去した後、残渣を減圧蒸留して、式(13)で表される化合物5.7g(24ミリモル)を得た。
【0164】
【化24】

【0165】
[比較例化合物の合成例2]
γ―ブチロラクトンメタクリレートとイソボルニルメタクリレート共重合体の合成(以下、化合物(14)ともいう)
100mlのナスフラスコにγ―ブチロラクトンメタクリレートであるGBLMA 5.0g(29.4mmol)、イソボルニルメタクリレートであるSR―423を6.54g(29.4mol)、テフロンコーティングされたスターラーバー,19.6mlのジオキサン,1.44g(8.8mmol)のアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を入れ、窒素雰囲気下70℃で8時間攪拌した。その後、反応溶液をTHFで薄め、少量のヒドロキノンを含んだメタノールに滴下して沈澱させ、ガラスフィルターで濾別し、0.1mmHg,45℃で16時間乾燥させた。得られた白色の粉末を再びTHFに溶解させ、上記の沈澱〜乾燥作業を2度繰り返し、白色の樹脂粉末(化合物14)を得た(重量平均分子量 15400)。1H―NMR(溶媒:ジメチルスルホキシド(関東化学(株)製))から、共重合比はラクトン:イソボルニル=49:51であった。
【0166】
[比較例1]
実施例1においてγ―ブチロラクトンメタクリレートを添加せず、表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク5を調製した。E型粘度計用い、25℃のインクジェット用インク5の粘度を測定した結果、12.1mPa・sであった。インクジェット用インク5を用い、実施例1と同様の方法で、厚さ10μmの硬化膜パターンを形成した基板5を得た。
【0167】
[比較例2]
γ―ブチロラクトンメタクリレートの代わりに、上記の方法で合成したノルボルナンラクトン構造を有する化合物(13)を添加し、表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク6を調製した。E型粘度計を用い、25℃のインクジェット用インク6の粘度を測定した結果、16.1mPa・sであった。インクジェット用インク6を用い、実施例1と同様の方法で、厚さ10μmの硬化膜パターンを形成した基板6を得た。
【0168】
[比較例3]
γ―ブチロラクトンメタクリレートの代わりに、上記の方法で合成したγ−ブチロラクトンメタクリレートとイソボルニルメタクリレート共重合体である化合物(14)を添加し、イソボルニルメタクリレートを除いて、表1に記載の組成とした以外は、実施例1と同様にして、インクジェット用インク7を調製した。E型粘度計を用い、25℃のインクジェット用インク7の粘度を測定した結果、35.5mPa・sであった。インクジェット用インク7を用い、ヘッド温度を50℃にした以外は実施例1と同様の方法で、ジェッティングを試みたが、インクの吐出性が悪くパターンの乱れおよび印刷のかすれが多い結果となり、硬化膜が形成されていない基板7を得た。
【0169】
<インクジェット用インクおよびパターン状硬化膜の評価>
続いて、上記で得られたインクジェット用インクの吐出性および光硬化性、ならびに硬化膜の基板に対する密着性、耐エッチング性、耐めっき性およびアルカリ剥離性を評価した。各試験方法および評価基準は以下のとおりで、評価結果を表1に示す。
【0170】
(インクの吐出性試験)
各実施例および比較例で得られた基板(1〜7)上の3cm角の正方形パターンの乱れ、印刷のかすれを目視で観察して、インクの吐出性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎:パターンの乱れ、印刷のかすれが全くない
○:パターンの乱れ、印刷のかすれが殆どない
△:パターンの乱れ、印刷のかすれが多い
×:インクを吐出できない(つまり、パターンの形成ができない)。
【0171】
(光硬化性試験)
各実施例および比較例で得られた基板(1〜6)表面を指触し、硬化膜の表面状態を顕微鏡観察した。評価基準は以下のとおりである。
◎:硬化膜表面に指触跡が全く残らない
○:硬化膜表面に指触跡が殆ど残らない
△:硬化膜表面に指触跡が残る
×:硬化膜が得られない。
【0172】
(硬化膜の基板に対する密着性試験)
各実施例および比較例で得られた基板(1〜6)にて碁盤目剥離試験(JIS K 5400(1990))を行った。具体的には粘着テープ(住友スリーエム(株)製「ポリエステルテープNo.56:粘着力;5.5N/cm」)を基板の硬化膜面側に貼り付け、その後、剥離した際に基板上に残った硬化膜状態を顕微鏡で観察することで、硬化膜の基板への密着性を評価した。なお、評価基準は以下の通りである。
◎:硬化膜は全く剥れなかった
○:硬化膜の0%超10%以下剥がれた
△:硬化膜の10%超50%以下剥がれた
×:硬化膜の50%超100%以下剥がれた。
【0173】
(耐エッチング性試験)
各実施例および比較例で得られた基板(1〜6)を13%FeCl3水溶液に50℃で2分間漬した後、硬化膜の表面状態を顕微鏡観察した。評価基準は以下のとおりである。
◎:硬化膜には全く変化なし
○:硬化膜には僅かに変色が見られるが、剥がれは全く見られない
△:硬化膜は完全に変色し、僅かに剥がれも見られる
×:硬化膜は完全に剥がれた。
【0174】
(耐めっき性試験)
耐ニッケルめっき性試験
各実施例および比較例で得られた基板(1〜6)を無電解ニッケルめっき液(商品名:ニムデンNPR−4、Ni濃度4.5g/L、上村工業(株)製)に60℃で15分間浸漬させて水洗を行った後に、硬化膜の表面状態を顕微鏡観察した。
耐金めっき性試験
また、上記耐ニッケルめっき性試験後の基板を無電解金めっき液(商品名:ゴブライトTAM−55、Au濃度1g/L、上村工業(株)製)に90℃で20分間浸し、耐ニッケルめっき性試験と同様の観察を行った。耐ニッケルめっき性試験および耐金めっき性試験の評価基準は以下のとおりである。
◎:硬化膜には全く変化なし
○:硬化膜には僅かに変色が見られるが、剥がれは全く見られない
△:硬化膜は完全に変色し、僅かに剥がれも見られる
×:硬化膜は完全に剥がれた。
【0175】
(アルカリ剥離性試験)
まず、上記耐エッチング性を評価した後の基板、および上記耐ニッケルめっき性試験後に耐金めっき性試験を行った基板のそれぞれを濃度5%のNaOH水溶液に50℃で0.5〜1分間漬し、硬化膜の剥離性を顕微鏡観察した。評価基準は以下のとおりである。
◎:0.5分間以内に完全に剥離した
○:1分間以内に完全に剥離した
△:一部剥離した
×:全く剥離しなかった。
【0176】
【表1】

表中の略号は、以下の通りである。
GBLMA:γ―ブチロラクトンメタクリレート,
CB−1:フタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレート,
n8310:重量平均分子量が1,000、ビスフェノールF型の酸変性エポキシアクリレート,
n8476:重量平均分子量が5,000、ビスフェノールF型の酸変性エポキシアクリレート,
BMA:n−ブチルメタクリレート,
DEAA:N,N−ジエチルアクリルアミド,
SR−423:イソボルニルメタクリレート,
DAROCUR TPO(現名称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。
【0177】
表1に示す結果から明らかなように、本発明にかかる基板1〜6にはパターンの乱れ、印刷のかすれが殆ど見られず、インクの吐出性が良好であった。
一方、基板7には、パターンの乱れ、印刷のかすれが多く、インクの吐出性が良くなかった。
【0178】
また、基板1〜6上の指触による膜の硬化性を評価したところ、硬化膜表面に指触跡が殆ど残らず、膜の硬化性が良好であった。
一方、基板7上では、吐出性が悪く硬化膜が得られなかった。そのため、基板7においては、その他の評価を中断した。
【0179】
密着性については、基板1〜4および6は、評価後も硬化膜には殆ど変化がなく、基板に対する密着性が良好であったが、基板5はいずれも粘着テープによって膜の半分近くが剥離してしまった。
【0180】
耐ニッケルめっき性、耐金めっき性および耐エッチング性については、基板1〜4および6が良好であり、その中でも基板2〜4は特に優れていた。
一方、基板5は耐ニッケルめっき性、耐金めっき性および耐エッチング性が不良であり、膜は完全に変色し、一部剥離も見られた。
【0181】
アルカリ剥離性に関しては基板1〜4が良好であり、特に基板1と3が特に優れていた。
一方、基板5および6は不良で、一部のみの剥離にとどまり完全に剥離することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【0182】
以上説明したように、本発明によれば、インクの吐出性および硬化性に優れるとともに、基板との密着性、耐エッチング性および耐めっき性の優れたアルカリ剥離可能な硬化膜を形成可能なインクジェット用インクを得ることができる。該インクを光硬化させて得た硬化膜は、プリント配線板などの電子回路基板製造におけるエッチングレジストや、めっきレジストとして好適に用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)で表される化合物(A)および光重合開始剤(E)を含むインクジェット用インク。
【化1】

(式(1)中、R1は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R2は単結合または炭素数1〜100の2価の基であり、R3は式(2)で表される基である。)
【化2】

(式(2)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R5およびR6は、一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜5のアルキレンであるか、または、独立して共に置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルキレンである。)
【請求項2】
カルボキシルを1以上有するモノマーおよびカルボキシルを1以上有するオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種(B)をさらに含む請求項1に記載のインクジェット用インク。
【請求項3】
希釈剤(C)をさらに含む請求項1または2に記載のインクジェット用インク。
【請求項4】
式(2)において、R5およびR6は、一方が単結合であり、他方が置換基を有してもよい炭素数2〜3のアルキレンであるか、または、独立して共に置換基を有してもよい炭素数1〜3のアルキレンである請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【請求項5】
式(1)において、R3が式(3)で表される基である請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【化3】

(式(3)中、R4は水素または炭素数1〜6のアルキルであり、R7〜R10はそれぞれ独立して水素または1価の基である。)
【請求項6】
式(1)において、R2が単結合または炭素数1〜50の2価の基である請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【請求項7】
成分(A)が式(5)で表わされる化合物および式(6)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【化4】

【請求項8】
成分(B)が、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、およびそれらのオリゴマーの中から選ばれる少なくとも1種である請求項2〜7のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【請求項9】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが重量平均分子量300〜5,000の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートである、請求項8に記載のインクジェット用インク。
【請求項10】
酸変性エポキシ(メタ)アクリレートがビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレートである請求項8または9に記載のインクジェット用インク。
【請求項11】
希釈剤(C)が式(4)で表される成分(A)以外の(メタ)アクリロイルモノマーを少なくとも1つ含む請求項3〜10のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【化5】

(式(4)中、R11は水素またはメチルであり、R12はOまたはNHであり、R13は、カルボキシル以外の置換基を有してもよい有機基であり、nCは1〜6の整数である。)
【請求項12】
希釈剤(C)が、式(4)において、nCが1であり、かつR13は環状構造を有してもよい炭素数が1〜30の炭化水素基である請求項11に記載のインクジェット用インク。
【請求項13】
光重合開始剤(E)が、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、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、2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステル及び2−オキソ−2−フェニル酢酸=2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン=2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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]−エタノン=1−(O−アセチルオキシム)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−オキソ−2−フェニル酢酸メチルエステル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ベンゾイルギ酸メチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜12のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【請求項14】
式(5)で表わされる化合物および式(6)で表わされる化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(A)と、
【化6】

重量平均分子量300〜5,000のビスフェノールF型の酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β-カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、およびそれらのオリゴマーからなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(B)と、
ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドおよびN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、式(15)で表わされる化合物であるエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートおよびビスフェノールFエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である成分(C)と、
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および2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オンからなる群から選ばれる少なくとも1種である成分(E)とを含む、請求項3〜13のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【化7】

(ここでR14は水素またはメチルであり、nは1以上の整数であり、m、lは独立して0以上の整数である。)
【請求項15】
アルカリで剥離可能な硬化膜を得ることのできる、請求項1〜14のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
【請求項16】
請求項1〜15のいずれか一項に記載のインクジェット用インクを硬化させて得られる硬化膜。
【請求項17】
請求項16に記載の硬化膜をエッチングレジスト膜またはめっきレジスト膜として用いることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
【請求項18】
(工程1)インクジェット塗布方法により請求項1〜15のいずれか一項に記載のインクジェット用インクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、
(工程2)工程1で得られた塗膜に光を照射して塗膜を硬化し、基板上に硬化膜を形成する工程と、
(工程3)工程2で得られた硬化膜を有する基板を、エッチング処理またはめっき処理を行う工程と、
(工程4)アルカリ性水溶液を用いて硬化膜を基板から剥離する工程と
を含む電子回路基板の製造方法。
【請求項19】
請求項18に記載の製造方法で製造された電子回路基板。

【公開番号】特開2013−23563(P2013−23563A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−159018(P2011−159018)
【出願日】平成23年7月20日(2011.7.20)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(311002067)JNC株式会社 (208)
【Fターム(参考)】