JPH1180596A - マスキング剤及びパターン膜の形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長時間の作業においてもマスキング剤が乾燥し
印刷性を損ねる事がなく、基体上にスクリーン印刷等の
簡便な方法で、精密で複雑なパターンでも境界輪郭部の
鮮明な所望のパターン膜を形成することが可能である。 【解決手段】無機質微粉、増粘用のセルロース系樹脂及
び有機溶剤からなり、（無機質微粉）／（セルロース系
樹脂）の重量比が０．１５から２．３０で、且つ無機質
微粉及びセルロース系樹脂を合わせた溶質濃度が５から
５０重量％であるマスキング剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスあるいはセ
ラミックスなどの基体上に紫外線遮蔽膜、赤外線遮断
膜、可視光反射膜、可視光低反射膜などの波長選択膜、
電磁波遮蔽膜、装飾膜、あるいはそれらの複合膜などの
機能性薄膜を形成する際に用いるマスキング剤及びその
パターン膜形成法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、予め基体上に水溶性マスキング剤を
塗布してマスキング層を形成し、次いで該マスキング層
を含む基体表面全体を非水溶性の塗料により被覆し、そ
の後水洗してマスキング層およびマスキング層上の塗膜
を除去するパターン膜の形成法が、例えば特開平７−３
３１１８０号及び特開平３−５６１７０号等で知られて
いる。また、非水溶性のものとしては、例えばポリウレ
タン樹脂を必須成分とする有機溶剤溶液をマスキング剤
として用いるものが特開昭６２−２１３８７９号等で知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の水溶性マス
キング剤を塗布する方法は、マスキング剤の溶媒として
水を使用しているため、比較的簡易なパターニングには
非常に好適に用いることが出来るものの、精密で複雑な
パターンをマスキング剤を長時間直接外気に触れさせな
がら連続して形成するような場合には、マスキング剤が
乾燥し易く、印刷作業性が損なわれ、またマスキング剤
のスクリーン流動性が低いため、印刷性にも欠けるとい
う欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のかかる
課題に鑑みてなしたものであって、長時間の作業におい
てもマスキング剤が乾燥し印刷性を損ねることがないよ
うに、マスキング剤に被膜の主形成材である無機質微粉
を、この無機質微粉と相溶性のない高沸点の有機溶剤中
に分散し、さらにマスキング剤に印刷時に好適な粘性を
与えて印刷性を高めるために、前記有機溶剤と反応せず
かつ焼成時に燃焼して飛散し易いニトロセルロースなど
のセルロース系樹脂を混合することによって前述の問題
を解決することが出来ることを見出した。

【０００５】本発明は、基体上に所定形状のパターン膜
を形成するために用いるマスキング剤であって、無機質
微粉、増粘用のセルロース系樹脂および有機溶剤からな
り、（無機質微粉）／（セルロース系樹脂）の重量比率
が０．１５〜２．３０で、かつを無機質微粉及びセルロ
ース系樹脂を合わせた溶質濃度が５〜５０重量％である
マスキング剤であって、マスキング層を例えば、スクリ
ーン印刷などの孔版印刷、フレキソ印刷あるいはスタン
ピング法などで形成する際に、長時間の作業においても
マスキング剤が乾燥して印刷性を阻ねることがなく、か
つ印刷性に好適な流動性をも兼ね備えるものである。

【０００６】なお、無機質微粉は、微粉シリカ、硫酸バ
リウム、酸化セリウムのいずれか１種類以上を用いるこ
とが好ましい。さらに、セルロース系樹脂は、ニトロセ
ルロースであって重合度がＪＩＳ Ｋ６７０３に指定す
るＨ７、Ｈ ２０、Ｈ６０、Ｈ８０、Ｈ１２０のうちの
いずれか１種類以上のものを用いることが適する。

【０００７】さらに、有機溶剤は、エチルカルビトー
ル、ブチルカルビトール、酢酸３−メトキシブチルのう
ちのいずれか１種類以上のものを用いることが好まし
い。なお、スクリーン印刷するマスキング剤の粘度は、
７〜３００Ｐであることが好ましい。

【０００８】また、本発明は、基体上に所定形状のパタ
ーン膜を形成する方法において、該所定形状のパターン
以外の部分に請求項１よりなるマスキング剤を用いて成
膜し、マスキング層を形成し、５０〜２５０℃で乾燥し
た後、該基体全面に金属有機化合物、金属無機化合物ま
たはこれらの混合物に溶媒を加えた溶液を用いて機能性
膜を成膜し、２００℃以上の温度で焼成後、該マスキン
グ層の部分をその上部の機能性膜ごと除去するパターン
膜の形成法に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いる基体は、ガラス、
セラミックス、金属等であり、その組成、形状、大き
さ、色調等を限定するものではない。、無機質微粉は、
有機溶媒に溶解せず、かつマスキング膜を除去する際に
分解した残さが機能性膜に触れて傷などがつかないよう
に微細な柔らかい粒子を用いるのが望ましく、このよう
な条件を有するものであれば何でも良いが、例えば微粉
シリカ、、硫酸バリウム、酸化セリウムなどが好適なも
のとして挙げられる。好ましい平均粒径は、０．１〜
１．５μmである。

【００１０】増粘剤は、セルロース系樹脂が用いられ、
特にニトロセルロースが好ましい。ニトロセルロースを
用いた場合、、金属有機化合物、金属無機化合物または
これらの混合物を含む溶液を用いて機能性膜を成膜する
際に、希釈溶媒として、エタノール、イソプロピルアル
コール、ブタノールその他比較的低級のアルコールもし
くはメトキシプロパノール、エトキシエタノールあるい
はエチルセロソルブなどのアルコール誘導体が一般に用
いられるが、これらのアルコール系有機溶剤を主成分と
する塗布液中にマスキング層を形成した基体を浸漬した
場合にも、マスキング膜が容易に溶けださないためであ
る。

【００１１】なお、ニトロセルロースを用いる場合に
は、特に重合度Ｈ７，Ｈ２０，Ｈ６０，Ｈ８０，Ｈ１２
０のいずれか１種類以上のものを用いることが好まし
い。これらの種類のニトロセルロースを用いた場合に
は、印刷時にスキージなどがマスキング剤（印刷用イン
キ）に与えるせん断応力に対応してインキの粘度が低下
し、いわゆるせん断減粘性が大きくなり、該ニトロセル
ロースを１０重量部以上と多く添加して調製したマスキ
ング剤の粘度が２００Ｐ以上のインキであっても、印刷
時にはせん断減粘性によってみかけ粘度が１〜１０Ｐ程
度まで下がるようになり、このためマスキング剤の粘度
が３００Ｐまでは印刷性が損なわれることなく好適に用
いられるためである。この場合、ニトロセルロースの重
合度が、Ｈ７未満であるＨ２，Ｈ１，Ｈ１／２，Ｈ１／
４，Ｈ１／８，Ｈ１／１６などを用いるとこのせん断減
粘性が小さく、また粘度を高くするためには添加量を多
くする必要があり、そうすることによって印刷性が大き
く損なわれることになる。

【００１２】さらに、マスキング剤用有機溶剤は、ニト
ロセルロースを容易に溶解し、かつ高沸点で室温で乾燥
し難い、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、酢
酸３−メトキシブチルのうちのいずれか１種類以上のも
のが好ましい。

【００１３】マスキング剤においては、（無機質微粉）
／(セルロース系樹脂)の重量比率が０．１５〜２．３０
であることが望ましい。０.１５以下では機能性膜を形
成した後に２００℃以上の温度で乾燥すると、マスキン
グ剤が基板に強固に焼き付いて水洗払拭を行ってもマス
キング膜が剥離しにくく作業性が悪くなる傾向にあり、
特に３００〜５００℃の高温ではこの傾向が顕著にな
る。一方２．３０以上では、セルロース系樹脂と無機質
微粉とが均一に混合し難くなり、マスキング膜が形成で
きても、塗布液中に浸漬した際に液中に粉状に離脱して
しまう傾向にある。

【００１４】さらに、マスキング剤中の無機質微粉とセ
ルロース系樹脂を合わせた溶質濃度は５〜５０重量部で
あることが望ましい。５重量部以下では調製したマスキ
ング剤の粘度が低くなり過ぎて成膜性、印刷性が悪くな
り、またマスキング剤の厚さが薄くなり過ぎてマスキン
グ機能が低下することになる。一方、５０重量部以上で
は逆に粘度が高過ぎて、マスキング剤調製時に混合のた
めの撹拌などの作業性が悪くなるばかりでなく、調製し
たマスキング剤の成膜性、印刷性も著しく劣るものであ
る。

【００１５】また、機能性膜を形成する溶液としては、
金属有機化合物、金属無機化合物もしくはこれらの混合
物を含む溶液を用いることができるが、金属有機化合物
の金属としては、格別特定するものではないが、Ｔｉ、
Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒまたはこれらの複合金属等を選択する
のが好ましく、具体的なものとしては、たとえばチタン
テトライソプロポキシド、テトラエトキシシラン、アル
ミニウムイソブトキシド、ジルコニウムテトラノルマル
ブトキシドである。金属無機化合物としては、硝酸コバ
ルト、硝酸マンガン、硝酸鉄、硝酸銅、硝酸クロム、四
塩化チタン、オキシ塩化アルミニウム等を用いることが
出来る。また、これら溶液中にヒュームドシリカ、マン
ガンー鉄ー銅系複合酸化物、銅ークロムーマンガン系複
合酸化物、コロイダルシリカ等の酸化物微粉を添加し分
散することも出来る。該微粉粒子の粒度としては、粒径
０．０１〜０．２μm程度が好ましい。これらの金属酸
化物の微粒子のうちヒュームドシリカ、コロイダルシリ
カを除く他の金属酸化物は、着色剤として主に用いられ
る。また、溶媒としては、エタノール、イソプロパノー
ル、ｎ−ブタノール等を用いることが出来る。

【００１６】さらに、マスキング膜を除去する場合に
は、流水によりマスキング剤を除去することが好まし
い。基体上にマスキング層あるいは機能性膜を形成する
方法は、公知の塗布手段、例えば刷毛塗り法、ロールコ
ート法、スクリーン印刷法、スピンコート法、浸漬法、
等で行うことが出来る。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００１８】

【実施例】まず、マスキング剤の原料として以下のもの
を使用した。 １）無機質微粉 ： 堺 化 学 (株)製 沈降性硫酸バリウム 日本アエロジル(株)製 微粉シリカ「アエロジル」 三井金属鉱業 (株)製 酸化セリウム「ミレークＡ」 ２） 増 粘 剤 ： ダイセル化学 (株)製 ニトロセルロース「ＦＱＲＳー ７」 ３） 溶 媒 ： キシダ化学 (株)製 エチルカルビトール 東京化成工業 (株)製 酢酸３ーメトキシブチル これらを表１に示すように混合・撹拌して、マスキング
剤を調合した。

【００１９】次に、マスキング剤を＃１８０メッシュの
テトロンスクリ−ンでショア−硬度ＨＳ７０のスキ−ジ
を用い、グリーン色板ガラス基板上に所定形状にスクリ
−ン印刷しマスキング層を形成し、引き続いてパネルヒ
ーターで、約１分間加熱しマスキング剤を乾燥させた。
なお、比較的小面積のパターン形成のため、低コストの
局部加熱を採用したので熱割れ等が起こらないように約
１００℃で乾燥させた。

【００２０】次に、チタニウムイソプロポキシドにイソ
プロパノールとｎーブタノールを加えて十分撹拌し、ア
ルコキシド溶液を調整した。この溶液中に、前記マスキ
ング層を形成した板ガラス基板を浸漬した後、６ｍｍ／
ｓｅｃの一定速度で静かに引き上げ、４５０℃に保持し
た電気炉で６分間焼成し、板ガラス基板上にＴｉＯ２層
よりなる機能性膜を形成させた。

【００２１】マスキング層及びＴｉＯ２膜が成膜された
ガラス基板を、ネル布で水洗・払拭して、以下の項目に
ついて評価した。 〔乾燥、硬化性〕○＝強固結着している。×＝結着が弱
い。 〔マスキング剤の遮蔽性〕○＝良好に遮蔽している。×
＝成膜溶液が浸入し遮蔽性に劣る。
〔マスキング剤の除去性〕○＝軽い払拭で除去可能。×
＝かなりの強い払拭が必要で必要な膜に傷が付く。 〔パターンの鮮明性〕○＝輪郭部のパターンが鮮明。×
＝周辺部が滲む。

【００２２】表１から明らかなように、本発明にかかる
実施例の範囲において良好な結果が得られた。一方、比
較例においては複数の項目において性能が劣り、マスキ
ング剤としては使用しにくい傾向を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、長時間の作業においてもマス
キング剤が乾燥し印刷性を損ねることがなく、基体上に
スクリーン印刷などの簡便な方法で、マスキング剤を塗
布した場合に、境界輪郭部の鮮明な所望のパターン膜を
形成することが可能であり、紫外線遮蔽膜、赤外線遮断
膜などの波長選択膜、電磁遮蔽膜、彩色装飾膜、それら
の多岐にわたる複合機能性膜を得るためのマスキング剤
として好適である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体上に所定形状のパターン膜を形成する
   ために用いるマスキング剤であって、無機質微粉、増粘
   用のセルロース系樹脂および有機溶剤からなり、（無機
   質微粉）／（セルロース系樹脂）の重量比率が０．１５
   〜２．３０で、かつ無機質微粉及びセルロース系樹脂を
   合わせた溶質濃度が５〜５０重量％であることを特徴と
   するマスキング剤。
2. 【請求項２】無機質微粉が、微粉シリカ、硫酸バリウ
   ム、酸化セリウムのいずれか１種類以上である請求項１
   記載のマスキング剤。
3. 【請求項３】セルロース系樹脂が、ニトロセルロースで
   あって、重合度がＪＩＳ Ｋ６７０３に指定するＨ７、
   Ｈ ２０、Ｈ６０、Ｈ８０、Ｈ１２０のうちのいずれか
   １種類以上である請求項１記載のマスキング剤。
4. 【請求項４】有機溶剤が、エチルカルビトール、ブチル
   カルビトール、酢酸３−メトキシブチルのうちのいずれ
   か１種類以上である請求項１記載のマスキング剤。
5. 【請求項５】マスキング剤の粘度が、７〜３００Ｐ（ポ
   アズ）である請求項１記載のマスキング剤。
6. 【請求項６】基体上に所定形状のパターン膜を形成する
   方法において、該所定形状のパターン以外の部分に請求
   項１よりなるマスキング剤を用いて成膜し、マスキング
   層を形成し、５０〜２５０℃で乾燥した後、該基体全面
   に金属有機化合物、金属無機化合物またはこれらの混合
   物に溶媒を加えた溶液を用いて機能性膜を成膜し、２０
   ０℃以上の温度で焼成後、該マスキング層の部分をその
   上部の機能性膜ごと除去することを特徴とするパターン
   膜の形成法。