(57)【要約】【課題】  環境負荷の少ない水を溶媒とし、有機溶剤等の揮発性有機化合物を殆どもしくは全く含有せず、造膜性及び可とう性に優れ、電子部品の絶縁に適した実装回路板用水性防湿絶縁塗料および絶縁処理された信頼性の高い電子部品を提供する。【解決手段】  ガラス転移点温度が０〜５０℃のアクリル樹脂のコアとガラス転移点温度が−５０〜１０℃のアクリル樹脂のシェルよりなる異相構造水性分散組成物よりなる実装回路板用水性防湿絶縁塗料、及び前記水性防湿絶縁塗料を用いた電子部品の製造法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（A）（ａ）アクリル酸／メタクリル酸ブチル５０〜９９．９重量部、（ｂ）アルキル基の炭素数が８〜１５のアクリル酸／メタクリル酸アルキルエステル０．１〜５０重量部、（ｃ）共重合可能なその他のモノマー０〜４９．９重量部を総量１００重量部として重合して得られるガラス転移点温度が０〜５０℃の共重合体のコアと、
（B）（ａ）アクリル酸／メタクリル酸ブチル０．１〜５０重量部、（ｂ）アルキル基の炭素数が８〜１５のアクリル酸／メタクリル酸アルキルエステル５０〜９９．９重量部、（ｃ）共重合可能なその他のモノマー０〜４９．９重量部を総量１００重量部として重合して得られるガラス転移点温度が−５０〜１０℃の共重合体のシェルよりなる異相構造水性分散組成物。
【請求項２】
請求項１記載の異相構造水性分散組成物を含有する実装回路板用水性防湿絶縁塗料。
【請求項３】
請求項２記載の実装回路板用水性防湿絶縁塗料を用いて絶縁処理された電子部品。
【請求項４】
請求項２に記載の実装回路板用水性防湿絶縁塗料を、電子部品に塗布し、乾燥する請求項３記載の絶縁処理された電子部品の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境負荷の少ない水を溶媒とし、有機溶剤等の揮発性有機化合物を殆どもしくは全く含有せず、造膜性及び可とう性に優れ、電子部品の絶縁に適した実装回路板用水性防湿絶縁塗料及び絶縁処理された電子部品及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器は年々小型軽量化及び多機能化の傾向にあり、これを制御する各種電気機器に搭載した実装回路板は、湿気、塵埃、ガス等から保護する目的で絶縁処理が行われている。この絶縁処理法には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の塗料による保護コーティング処理が広く採用されている。このような防湿絶縁塗料は、有機溶剤に溶解した状態で塗布、乾燥することにより目的とする塗膜を形成する方法が一般的に行われている。しかし、これらの防湿絶縁塗料は、塗装の際に大気中に有機溶剤が排出されるため、大気汚染の原因となっており、また、これらの有機溶剤が火災を引き起こす危険性も高く、環境への負荷が高いものとなっている。
【０００３】
近年、有機溶剤量を低減する努力が種々なされ、ハイソリッド塗料、粉体塗料、電子線・紫外線硬化塗料、水性塗料等がその目的のために開発されている。特に、危険性がなく、また、経済性の高い水を利用し、さらに、従来の塗装設備からの転用が容易であることから、水性塗料が注目を集めている。既に、木材、紙、繊維、プラスチック、セラミック、鉄、非鉄金属等の塗装用塗料の分野では、種々の水性塗料が実用化され、使用に供されている。
【０００４】
さらに、実装回路板用には、例えば洗濯機、自動車、フラットパネルディスプレイ等の機器に搭載され、過酷な環境下、特に温度差の大きい環境で使用されているため、寒暖の変化による塗膜の割れを防止し、信頼性の高い電子部品を得るため、可とう性を向上させた実装回路板用水性防湿絶縁塗料も開発されている。
【０００５】
しかし、これらの水性塗料はガラス転移点温度が高く、造膜のためには高温で焼付けるか成膜助剤として有機溶剤等を配合する必要があった。従って、水性塗料とはいえども相当量の有機溶剤等を含有しており、さらに塗膜の乾燥が不十分な場合、残存する有機溶剤等により得られる塗膜の耐水性が劣る等の問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、環境負荷の少ない水を溶媒とし、有機溶剤等の揮発性有機化合物を殆どもしくは全く含有しないにもかかわらず、造膜性及び可とう性に優れ、電子部品の絶縁に適した実装回路板用水性防湿絶縁塗料および絶縁処理された信頼性の高い電子部品及びその製造法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、（A）（ａ）アクリル酸／メタクリル酸ブチル５０〜９９．９重量部、（ｂ）アルキル基の炭素数が８〜１５のアクリル酸／メタクリル酸アルキルエステル０．１〜５０重量部、（ｃ）共重合可能なその他のモノマー０〜４９．９重量部を総量１００重量部として重合して得られるガラス転移点温度が０〜５０℃の共重合体のコアと、
（B）（ａ）アクリル酸／メタクリル酸ブチル０．１〜５０重量部、（ｂ）アルキル基の炭素数が８〜１５のアクリル酸／メタクリル酸アルキルエステル５０〜９９．９重量部、（ｃ）共重合可能なその他のモノマー０〜４９．９重量部を総量１００重量部として重合して得られるガラス転移点温度が−５０〜１０℃の共重合体のシェルよりなる異相構造水性分散組成物、及びこの異相構造水性分散組成物を含有する実装回路板用水性防湿絶縁塗料、この塗料にて絶縁処理された電子部品及びこの塗料を電子部品に塗布し、乾燥する絶縁処理された電子部品の製造法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実装回路板用水性防湿絶縁塗料の塗膜は、環境負荷の少ない水を溶媒とし、有機溶剤等の揮発性有機化合物を殆どもしくは全く含有しないにもかかわらず、造膜性及び可とう性に優れ、割れ難く、これによって高い信頼性の絶縁処理された電子部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における（A）コア成分は、ガラス転移点温度が０〜５０℃の上記モノマーより得られる共重合体であるが、ガラス転移点温度が０℃未満であると塗膜の硬度が低すぎて乾燥後塗膜にべたつきが残り、また５０℃を超えると塗膜が硬くなり、塗膜に割れを生じ易くなる。
【００１０】
本発明における（B）シェル成分は、ガラス転移点温度が−５０〜１０℃の上記モノマーより得られる共重合体であるが、ガラス転移点温度が−５０℃未満であると塗膜の硬度が低すぎて乾燥後塗膜にべたつきが残り、また１０℃を超えると十分な造膜性が得られない。
【００１１】
また本発明における（A）コア成分と（B）シェル成分の配合比率は、コア成分１００重量部に対して、シェル成分２５〜１５０重量部が好ましく、より好ましくは４０〜１００重量部の範囲である。シェル成分の配合量が２５重量部未満であると十分な造膜性が得られない傾向があり、１５０重量部を超えると乾燥後塗膜にべたつきが残る傾向がある。
【００１２】
本発明に用いられる（ｂ）アクリル酸／メタクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が８〜１５の化合物が用いられ、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等が挙げられ、これらは単独で、または２種以上を併用しても良い。
【００１３】
（A）コア成分の（ｂ）アクリル酸／メタクリル酸アルキルエステルの配合量は、０．１〜５０重量部、好ましくは１０〜４０重量部の範囲である。アクリル酸／メタクリル酸アルキルエステルの配合量が５０重量部を越えると乾燥後塗膜にべたつきが残る。
【００１４】
（B）シェル成分の（ｂ）アクリル酸／メタクリル酸アルキルエステルの配合量は、５０〜９９．９重量部、好ましくは６０〜８０重量部の範囲である。アクリル酸／メタクリル酸アルキルエステルの配合量が５０重量部未満では十分な造膜性が得られない。
【００１５】
本発明に用いられる（ｃ）共重合可能なその他のモノマーは、ガラス転移点温度の調整、共重合体間に架橋を行わせる等の目的で用いることができ、これらは単独で、または２種以上を併用しても良い。
【００１６】
ガラス転移点温度の調整に用いられる（ｃ）共重合可能なその他のモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン等が挙げられ、４９．９重量部以下の量で用いられる。ガラス転移点温度の調整に用いられる（ｃ）共重合可能なその他のモノマーの配合量が５０重量部以上では乾燥後塗膜に割れが生じ易くなる、十分な造膜性が得られない等の問題が生じる。
【００１７】
共重合体間に架橋を行わせる（ｃ）共重合可能なその他のモノマーとしては、一般式（１）または一般式（２）で表されるシリル基含有ビニル系モノマー等が挙げられる。
【数１】
2005171090.tif 000002
式中、Ｒはエチレン性不飽和結合を有し、酸素原子を有していてもよい炭素原子および水素原子からなる有機基、Ｘは加水分解性を有する有機基、Yは加水分解性を有しない有機基を示す。
【００１８】
具体例としては、たとえば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ｐ−スチリルメチルジメトキシシラン、ｐ−スチリルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどがあげられる。
【００１９】
これらのシリル基含有ビニル系モノマーは、単独で、または２種以上併用してもよく、０．１〜４９．９重量部共重合されるのが好ましく、更に好ましくは１〜１０重量部共重合されるのがよい。共重合する量が、０．１重量部未満であると、耐水性、耐候性に劣り、５０重量部を超えると得られる異相構造水性分散組成物の安定性が低下し、貯蔵安定性も低下する。
【００２０】
本発明の異相構造水性分散組成物の合成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、多段乳化重合法が好適に用いられる。すなわち、水に対して、乳化剤の存在下、（A）コア成分のモノマーを乳化重合させ、しかる後に（B）シェル成分のモノマーを乳化重合させることにより得られる。
【００２１】
その際使用する水は、酸および塩、もしくは塩基および塩の組合せよりなる緩衝液としてもよい。
【００２２】
乳化剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系などのアルキル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等を用いることができる。さらに、これらの乳化剤としてはエチレン性不飽和結合を有する反応性の乳化剤を使用することもできる。これらの乳化剤は単独で、または２種以上を併用しても良く、５重量部以下、好ましくは１重量部以下で用いられる。
【００２３】
（A）コア成分及び（B）シェル成分のモノマーを重合して得られる重合体の粒子径としては、得られる異相構造水性分散組成物の沈降安定性および粘度の点から平均粒子径が１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１００〜２００ｎｍの範囲にあるのが望ましい。
【００２４】
本発明において得られる異相構造水性分散組成物を使用して実装回路板用水性防湿絶縁塗料を得るためには必要に応じ充填剤、改質剤、消泡剤および着色剤などを任意に添加することができる。また、得られる水性防湿絶縁塗料は、作業性等を調整するため、適宜、水で希釈することができるが、異相構造水性分散組成物の固形分濃度としては２０〜６０重量％程度とするのが通常である。
【００２５】
充填剤としては、微粉末酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等が挙げられ、通常水性防湿絶縁塗料１００重量部に対し０．０１〜１００重量部添加することができる。
【００２６】
改質剤としては例えば、シリコン系スリップレベリング剤等の表面処理剤、凍結防止、塗布性向上などの目的で用いられる水に可溶な有機溶剤などが使用でき、通常水性防湿絶縁塗料１００重量部に対し０．０１〜１０重量部添加することができる。
【００２７】
水に可溶な有機溶剤としては、、例えば２−エトキシエタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２、２’−ジメチル−２−エトキシエタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、エタノール、ブタノール、酢酸２−エトキシエタン、酢酸２−ブトキシエタン等が挙げられる。通常水性防湿絶縁塗料１００重量部に対し０．０１〜２０重量部添加することができる。
【００２８】
消泡剤としては例えば、シリコン系オイル、フッ素系オイル、ポリカルボン酸系ポリマーなど公知の消泡剤が挙げられ、水性防湿絶縁塗料１００重量部に対し０．００１〜５重量部添加することができる。
【００２９】
着色剤としては、公知の無機顔料、有機系顔料、及び有機系染料等が挙げられ、所望する色調に応じてそれぞれを配合する。これらは、２種以上組み合わせて使用しても良い。通常、これら顔料及び染料の添加量は水性防湿絶縁塗料１００重量部に対し、０．０１〜５０重量部添加することができる。
【００３０】
本発明になる水性防湿絶縁塗料を用いて絶縁される電子部品としてはマイコン、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、リレー、トランス等、及びこれらを搭載した実装回路板などが挙げられ、さらにこれら電子部品に接合されるリード線、ハーネス、フィルム基板等も含むことができる。
【００３１】
本発明になる水性防湿絶縁塗料を用いて絶縁される電子部品の製造法としては、一般に知られている浸漬法、ハケ塗り法、スプレー法、線引き塗布法等の方法によってこの塗料を上記電子部品に塗布し、自然乾燥又は乾燥機による強制乾燥により塗膜を乾燥させ、硬化させればよい。
【実施例】
【００３２】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。本発明で、「部」として表わしたものは特に限定しない限り重量部を示す。
実施例１
【００３３】
撹拌機、冷却管、温度計を備えた内容量１リットルの四つ口フラスコに、イオン交換水１５０ｇを仕込み、これにアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩水溶液（三洋化成工業（株）製、商品名エレミノールＪＳ２、固形分３８％）３．９ｇを添加した。
窒素雰囲気下に水浴中で加温、攪拌し、槽温が８０℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの２％水溶液１ミリリットルを添加し、引き続きメタクリル酸ブチル９２ｇ、アクリル酸２−エチルヘキシル４５ｇ、アクリル酸３ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液７０ｇで乳化した乳化液を２時間かけて滴下した。
さらにメタクリル酸ブチル１８ｇ、アクリル酸２−エチルヘキシル４０ｇ、アクリル酸２ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液３０ｇで乳化した乳化液を１時間かけて滴下した。
２時間後に、槽内温度を８５℃に上げ、１時間保持したのちに冷却、アンモニア水でｐＨを７に、固形分濃度を３０％に調製し、３００メッシュの金網で濾過して青白色のアクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−１）を得た。
実施例２
【００３４】
実施例１で得たアクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−１）１００部にカーボンブラック（三菱カーボン（株）製、商品名MA−１００）２部及びガラスビーズ（粒子径：２mm）５０部を添加し、サンドグラインダを用いて分散させ、アクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−２）を得た。
比較例１
【００３５】
実施例１と同様の四つ口フラスコに、イオン交換水１５０ｇを仕込み、これにアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩水溶液（三洋化成工業（株）製、商品名エレミノールＪＳ２、固形分３８％）３．９ｇを添加した。
窒素雰囲気下に水浴中で加温、攪拌し、槽温が８０℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの２％水溶液１ミリリットルを添加し、引き続きメタクリル酸ブチル１３２ｇ、アクリル酸２−エチルヘキシル６４ｇ、アクリル酸４ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液１００ｇで乳化した乳化液を２時間かけて滴下した。
２時間後に、槽内温度を８５℃に上げ、１時間保持したのちに冷却、アンモニア水でｐＨを７に、固形分濃度を３０％に調製し、３００メッシュの金網で濾過して青白色のアクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−３）を得た。
比較例２
【００３６】
実施例１と同様の四つ口フラスコに、イオン交換水１５０ｇを仕込み、これにアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩水溶液（三洋化成工業（株）製、商品名エレミノールＪＳ２、固形分３８％）３．９ｇを添加した。
窒素雰囲気下に水浴中で加温、攪拌し、槽温が８０℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの２％水溶液１ミリリットルを添加し、引き続きメタクリル酸ブチル６０ｇ、アクリル酸２−エチルヘキシル１３３ｇ、アクリル酸７ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液１００ｇで乳化した乳化液を２時間かけて滴下した。
２時間後に、槽内温度を８５℃に上げ、１時間保持したのちに冷却、アンモニア水でｐＨを７に、固形分濃度を３０％に調製し、３００メッシュの金網で濾過して青白色のアクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−４）を得た。
比較例３
【００３７】
撹拌機、冷却管、温度計を備えた内容量１リットルの四つ口フラスコに、イオン交換水１５０ｇを仕込み、これにアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩水溶液（三洋化成工業（株）製、商品名エレミノールＪＳ２、固形分３８％）３．９ｇを添加した。
窒素雰囲気下に水浴中で加温、攪拌し、槽温が８０℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの２％水溶液１ミリリットルを添加し、引き続きメタクリル酸ブチル１００ｇ、アクリル酸４０ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液７０ｇで乳化した乳化液を２時間かけて滴下した。
さらにメタクリル酸ブチル１８ｇ、アクリル酸２−エチルヘキシル４０ｇ、アクリル酸２ｇの混合液をアルキルアリルスルホサクシネートアルカリ塩の１％水溶液３０ｇで乳化した乳化液を１時間かけて滴下した。
２時間後に、槽内温度を８５℃に上げ、１時間保持したのちに冷却、アンモニア水でｐＨを７に、固形分濃度を３０％に調製し、３００メッシュの金網で濾過して青白色のアクリル系水性防湿絶縁塗料（Ｒ−５）を得た。
【００３８】
評価
以上で得た水性防湿絶縁塗料（Ｒ−１〜Ｒ−５）を動的弾性率試験用としてポリ四フッ化エチレン板（５０×１００×１．６ｍｍ）に各々塗布、９０℃で２時間乾燥し作成した１００μｍの塗膜を、６×４０ｍｍに切断し、動的弾性率測定用試験片とした。動的弾性率測定はＲＳＡ−II粘弾性アナライザー（レオメトリック社製）を用い、試験温度：−５０℃〜１００℃、試験周波数：１Ｈｚ、チャック間距離：３０ｍｍにて行い、−４０℃の値を比較した。また、動的弾性率変化より各々ガラス転移点温度を求めた。結果を表１に示す。
【００３９】
また造膜性を評価するために吸水率を測定した。水性防湿絶縁塗料（Ｒ−１〜Ｒ−５）を吸水率試験用としてポリ四フッ化エチレン板（５０×１００×１．６ｍｍ）に各々塗布、９０℃で２時間乾燥し作成した１００μｍの塗膜を、４０×４０ｍｍに切断し、吸水率測定用試験片とした。吸水率は各々の試験片をイオン交換水に２５℃で２４時間浸漬し、浸漬前後の重量より算出した。結果を表１に示す。
【００４０】
また水性防湿絶縁塗料（Ｒ−１〜Ｒ−５）を耐ヒートサイクル性試験用、べたつき評価用としてブリキ板（５０×１８０×０．２５mm）に各々塗布し、９０℃で２時間乾燥し２０μｍの塗膜を作成した。耐ヒートサイクル性は−４０℃〜１５０℃／１０００サイクル後に目視により測定した。べたつきは指触にて評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2005171090.tif 000003