特開 2022-156107 防湿コート剤、防湿コート層、及び電子基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022156107

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】防湿コート剤、防湿コート層、及び電子基板

(51)【国際特許分類】

   C09D 175/04 20060101AFI20221006BHJP

   H05K 3/28 20060101ALI20221006BHJP

   C08G 18/65 20060101ALI20221006BHJP

   C08G 18/75 20060101ALI20221006BHJP

   C08G 18/10 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

C09D175/04

H05K3/28 C

C08G18/65 011

C08G18/75

C08G18/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021059638

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000105947

【氏名又は名称】サカタインクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 徹

【テーマコード（参考）】

4J034

4J038

5E314

【Ｆターム（参考）】

4J034BA08

4J034CA03

4J034CA04

4J034CB03

4J034CB07

4J034CC03

4J034CC26

4J034CC45

4J034CC53

4J034DA01

4J034DB07

4J034HA01

4J034HA07

4J034HC17

4J034HC22

4J034HC46

4J034HC52

4J034HC61

4J034HC64

4J034HC67

4J034HC71

4J034HC73

4J034HD05

4J034HD08

4J034JA02

4J034JA14

4J034JA41

4J034JA44

4J034RA05

4J034RA07

4J038DG051

4J038DG052

4J038DG271

4J038DG272

4J038KA06

4J038MA09

4J038NA03

4J038NA08

4J038PA19

4J038PB09

4J038PC02

4J038PC08

5E314AA24

5E314AA38

5E314AA41

5E314BB01

5E314BB05

5E314BB11

5E314BB12

5E314CC01

5E314EE01

5E314FF01

5E314GG01

(57)【要約】

【課題】防湿性を有する層を形成できる防湿コート剤を提供すること。
【解決手段】電子基板に用いられる防湿コート剤であって、水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリウレタン樹脂（Ａ）、低分子ポリオール（Ｂ）、脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）を含む防湿コート剤。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子基板に用いられる防湿コート剤であって、
水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリウレタン樹脂（Ａ）、低分子ポリオール（Ｂ）、脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）を含むことを特徴とする防湿コート剤。

【請求項2】

前記脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）の割合が、前記（Ａ）～（Ｃ）成分の合計において、４０質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の防湿コート剤。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の防湿コート剤から形成されることを特徴とする防湿コート層。

【請求項4】

請求項３に記載の防湿コート層を備えることを特徴とする電子基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防湿コート剤、防湿コート層、及び電子基板に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品は、通常、電子回路と、該電子回路を支える電子基板とを有する。このような電子基板には、水分による回路ショートを防ぐ目的で、防湿コート組成物（防湿コート剤）が塗布される（特許文献１）。また、電子基板の配線保護用の樹脂組成物として、ポリウレタン樹脂等の水酸基価を有する樹脂、ブロックイソシアネート等のポリイソシアネートを含む組成物が知られている（特許文献２，３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６９３０２号公報

【特許文献2】特開２０１７－１８３４６５号公報

【特許文献3】特開２０１８－９２９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記のような従来技術とは異なる配合設計にて、防湿性を有する層を形成できる防湿コート剤を提供することを目的とする。

【0005】

また、本発明は、前記防湿コート剤から形成される防湿コート層、及び防湿コート層を備える電子基板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】

【0006】

すなわち、本発明は、電子基板に用いられる防湿コート剤であって、水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリウレタン樹脂（Ａ）、低分子ポリオール（Ｂ）、脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）を含む防湿コート剤に関する。

【0007】

また、本発明は、前記防湿コート剤から形成される防湿コート層に関する。

【0008】

また、本発明は、前記防湿コート層を備える電子基板に関する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の防湿コート剤における効果の作用メカニズムの詳細は不明な部分があるが、以下のように推定される。ただし、本発明は、この作用メカニズムに限定されない。

【0010】

本発明の防湿コート剤は、電子基板に用いられ、水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリウレタン樹脂（Ａ）、低分子ポリオール（Ｂ）、脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）を含む。ポリウレタン樹脂（Ａ）は、水酸基価が一定以上であるため、ポリイソシアネート（Ｃ）と架橋反応できる。また、低分子ポリオール（Ｂ）は、硬化反応において塗膜凝集力が大きいため、本発明の防湿コート剤から得られる防湿コート層は、防湿性に加え基板を保護することができる。さらに、ポリイソシアネート（Ｃ）は、脂環骨格を有するため、防湿コート層の水蒸気透過率を低下させることができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の防湿コート剤は、電子基板に用いられ、水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリウレタン樹脂（Ａ）、低分子ポリオール（Ｂ）、脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）を含む。

【0012】

＜ポリウレタン樹脂（Ａ）＞
前記ポリウレタン樹脂（Ａ）は、水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であれば、特に制限なく使用できるが、例えば、ジイソシアネート化合物とジオール化合物を反応させて得られたウレタンプレポリマーが挙げられる。前記ポリウレタン樹脂（Ａ）は、硬化時の架橋点を一定濃度確保する観点から、水酸基価が１２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましく、そして、塗膜の物性を柔軟にする観点から、水酸基価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましい。前記ポリウレタン樹脂（Ａ）は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。

【0013】

前記ジイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレ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等の脂肪族ジイソシアネート化合物；イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物；キシリレンジイソシアネート、α，α，α’，α’－テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物等が挙げられる。前記ジイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。

【0014】

前記ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の低分子ジオール類；ポリエステルジオール化合物、ポリエーテルジオール化合物、ポリカーボネートジオール化合物、ポリブタジエングリコール化合物等の高分子ジオール類が挙げられる。前記ジオール化合物は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。

【0015】

前記高分子ジオール化合物の数平均分子量は、良好な皮膜特性を有する防湿コート層が得られる観点から、３００以上が好ましく、５００以上がより好ましく、そして、ジイソシアネート化合物との反応性を高める観点から、１０，０００以下が好ましく、５，０００以下がより好ましい。

【0016】

前記ジイソシアネート化合物とジオール化合物を反応させて得られるウレタンプレポリマーの製造において、ジイソシアネート化合物のＮＣＯとジオール化合物のＯＨのモル当量比（ジイソシアネート化合物のＮＣＯのモル当量／ジオール化合物のＯＨのモル当量）は、０．５～１程度で反応させることが好ましく、０．６～０．９程度で反応させることがより好ましい。

【0017】

前記ポリウレタン樹脂（Ａ）の含有量は、塗膜の柔軟性の観点から、防湿コート剤中、５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、そして、防湿性を確保する観点から、防湿コート剤中、３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。

【0018】

＜低分子ポリオール（Ｂ）＞
本発明の低分子ポリオール（Ｂ）は、１分子中に少なくとも２つ以上の水酸基を有する化合物である。上記の「低分子」は、所謂、高分子を含まないことを意味するものであり、特に分子量が限定されるものではないが、例えば、前記低分子ポリオール（Ｂ）の分子量は、６０以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましく、そして、防湿性の観点から、５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。前記低分子ポリオール（Ｂ）は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。

【0019】

前記低分子ポリオール（Ｂ）としては、例えば、エタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、メチルプロパンジオール、トリシクロデカンジメタノール、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルプロパンジオール等のジオール；グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ポリカプロラクトントリオール、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリカプロラクトンテトラオール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール等の３官能以上のポリオール等が挙げられる。これらの中でも、貯蔵時の増粘を防止する観点から、ジオールが好ましい。

【0020】

前記低分子ポリオール（Ｂ）の含有量は、防湿性付与の観点から、防湿コート剤中、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、そして、塗膜の割れを防止する観点から、防湿コート剤中、１２質量％以下であることが好ましく、９質量％以下であることがより好ましい。

【0021】

＜ポリイソシアネート（Ｃ）＞
本発明のポリイソシアネート（Ｃ）は、１分子中に少なくとも２つ以上のイソシアネート基を有する化合物であり、脂環骨格を有すれば、特に制限なく使用できるが、脂環骨格を有するジイソシアネート及び／又はこの誘導体が好ましい。前記脂環骨格を有するポリイソシアネート（Ｃ）は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。なお、イソシアネート基はブロック剤等で保護されていてもよい。イソシアネート基のブロック剤としては、公知のイソシアネート基ブロック剤を用いることができ、例えば、オキシム系、ピラゾール系、アルコール系、フェノール系、メルカプタン系、酸アミド系、活性メチレン系、イミド系、尿素系、カルバミン酸、アミン系、イミン系化合物などが挙げられ、これらの中でも解離温度が比較的低いピラゾール系、活性メチレン系化合物が好ましい。

【0022】

前記脂環骨格を有するジイソシアネートとしては、例えば、ジシクロヘキシルメタン４，４‘－ジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。また、前記誘導体としては、例えば、上記の脂環骨格を有するジイソシアネートを出発原料として合成されたもので、ビウレット体、トリメチロールプロパンとのアダクト体、イソシアヌレート体、アロファネート体等が挙げられる。これらの中でも、防湿性付与の観点から、イソシアヌレート体が好ましい。

【0023】

前記ポリイソシアネート（Ｃ）の含有量は、防湿性付与の観点から、防湿コート剤中、２５質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることがより好ましく、そして、塗膜の割れ防止の観点から、防湿コート剤中、５５質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましい。

【0024】

前記ポリウレタン樹脂（Ａ）の割合は、前記（Ａ）～（Ｃ）成分の合計において、塗膜の柔軟性の観点から、１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましく、そして、防湿性を確保する観点から、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましい。

【0025】

前記低分子ポリオール（Ｂ）の割合は、前記（Ａ）～（Ｃ）成分の合計において、防湿性付与の観点から、５質量％以上であることが好ましく、６質量％以上であることがより好ましく、そして、塗膜の割れを防止するする観点から、１５質量％以下であることが好ましく、１３質量％以下であることがより好ましい。

【0026】

前記ポリイソシアネート（Ｃ）の割合は、前記（Ａ）～（Ｃ）成分の合計において、防湿性付与の観点から、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、そして、塗膜の割れ防止の観点から、８０質量％以下であることが好ましく、７５質量％以下であることがより好ましい。

【0027】

前記ポリイソシアネート（Ｃ）のＮＣＯと、前記ポリウレタン樹脂（Ａ）及び前記低分子ポリオール（Ｂ）の合計のＯＨのモル当量比（（Ｃ）成分のＮＣＯのモル当量／（Ａ）＋（Ｂ）のＯＨのモル当量）は、防湿性付与の観点から、０．７以上１．２以下であることが好ましく、０．９以上１．１以下であることがより好ましい。

【0028】

＜有機溶剤＞
本発明の防湿コート剤は、上記の各成分（材料）を溶解あるいは分散させる観点から、有機溶剤を含むことが好ましい。前記有機溶剤としては、例えば、ケトン系有機溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル系有機溶剤（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソブチル等）、脂肪族炭化水素系有機溶剤（ｎ－ヘキサン、ｎ－ヘプタン、ｎ－オクタン等）、芳香族炭化水素系有機溶剤（トルエン、キシレン等）、脂環族炭化水素系有機溶剤（シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン等）、アルコール系有機溶剤（メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等）、ジオール化合物とその誘導体（エチレングリコール、プロピレングリコール等）等が挙げられる。有機溶剤は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。

【0029】

＜添加剤＞
本発明の防湿コート剤には、上記の各成分のほか、目的に応じて公知の界面活性剤、消泡剤、難燃剤、蛍光増白剤等の添加剤を用いてもよい。

【0030】

＜防湿コート剤の製造＞
前記防湿コート剤の製造方法は、特に限定されず、例えば、上記の成分を、ディスパー等で撹拌混合することにより製造できる。

【0031】

＜防湿コート層＞
本発明の防湿コート層は、前記防湿コート剤から形成される。前記防湿コート層は、通常、電子基板等の支持体に塗布した後、加熱硬化することで形成できる。塗布方法は、公知の方法が適用でき、例えば、ディップコート法、スプレーコート法等が挙げられる。加熱条件としては、例えば、８０～１２０℃で、３０～６０分が例示できる。

【0032】

＜電子基板＞
本発明の電子基板は、前記防湿コート層を備える。前記電子基板としては、例えば、プリント配線基板等が挙げられる。

【実施例0033】

以下に本発明を実施例等によって説明するが、本発明はこれらのみに限定されない。

【0034】

＜ポリウレタン（Ａ）の製造＞
＜製造例１＞
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、ジオール化合物として、ポリカーボネートジオール（東ソー製、商品名：「ニッポラン９６５」、分子量：１，０００）９７．０質量部、１，３－プロパンジオール３．０質量部、有機溶媒として酢酸ブチル１７．６質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら６０℃に昇温した。次いで、内部を６０℃に保ちながら、ジイソシアネート化合物として、水添キシリレンジイソシアネート１８．２質量部を１５分かけて滴下した。滴下終了後、８５℃まで昇温させＦＴ－ＩＲスペクトル測定でイソシアネート基の消失するまで４時間攪拌した。次いで、酢酸ブチルを２１．８質量部加え、ポリウレタン樹脂（Ａ）を７５質量％含有する溶液を製造した。なお、上記のジイソシアネート化合物のＮＣＯとジオール化合物のＯＨのモル当量比（ジイソシアネート化合物のＮＣＯのモル当量／ジオール化合物のＯＨのモル当量）は、０．７であり、得られたポリウレタン樹脂（Ａ）の理論水酸基価は４０．５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【0035】

＜製造例２＞
水添キシリレンジイソシアネート１８．２質量部の替わりに、キシリレンジイソシアネート１７．９質量部を用いたこと以外は、製造例１と同様の操作にて、ポリウレタン樹脂（Ａ）を７５質量％含有する溶液を製造した。なお、上記のジイソシアネート化合物のＮＣＯとジオール化合物のＯＨのモル当量比（ジイソシアネート化合物のＮＣＯのモル当量／ジオール化合物のＯＨのモル当量）は、０．７であり、得られたポリウレタン樹脂（Ａ）の理論水酸基価は４０．７ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【0036】

＜実施例１－７、比較例１－２＞
＜防湿コート剤の製造＞
表１の組成になるように、各成分を混合、攪拌して、各実施例及び比較例の防湿コート剤を製造した。

【0037】

得られた各実施例及び比較例の防湿コート剤を用い、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

【0038】

＜防湿性の評価＞
防湿性の評価は、防湿コート剤をメアバーにて、乾燥塗膜厚みが３０μｍとなるように、フタムラ製プレーンセロファン（２０μｍ）に印刷後、２５℃で１５分予備乾燥させた後、１２０℃２時間加熱硬化させ、カップ法にて４０℃９０％Ｒ．Ｈ．２４時間の条件で測定した。値はセロファンのバリア値（ＷＶＴＲ）を７５０ｇ／２５μｍとして実測値から１００μｍ当たりの換算値で評価した。５０（ｇ／ｍ^２・ｄａｙ）以下を合格基準とした。

【0039】

＜塗装性の評価＞
塗膜の状態を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
〇：はじきがない。
△：若干はじきがみられる。
×：はじきが多く見られる。

【0040】

【表1】

【0041】

表１中、タケネート Ｂ－８２０ＮＰは、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンのトリメチロールプロパンアダクト体のブロックイソシアネート（三井化学製、商品名：「タケネート Ｂ－８２０ＮＰ」、ブロック剤：ジメチルピラゾール、固形分：６０質量％）；
デュラネート ＳＢＮ－７０Ｄは、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体ブロックイソシアネート（旭化成ケミカルズ製、商品名：「デュラネート ＳＢＮ－７０Ｄ」、ブロック剤：ジメチルピラゾール、固形分：７０質量％）；
ＤＯＷＳＩＬ５７は、シリコーン系界面活性剤（東レ・ダウコーニング製、商品名：「ＤＯＷＳＩＬ５７」）；を示す。
なお、比較例２は硬化が不十分であったため、評価出来なかった。