JPS59115886A - 多色パタ−ンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基板上の多色パターンの製造方法に関するもの
である。一般に多色パターンを得る方法としては、該基
板が例えはガラスであるとすれは。

金属イオンの表面拡散による着色法や、低融点ガラスフ
リントなどを利用した印刷焼成による着色法、あるいは
有機高分子結合剤を含むインキを２クリーン印刷等の方
法で印刷パターンを形成する着色法等が知られている。

しかし、これらの方法はそれぞれ一長一短があり１例え
ば金属イオンの拡散による着色法では、ガラスの表面状
態は平坦性を保つが、工程が複雑でおり、任意の色相で
着色できないという欠点を有する。

ｔｆｃ、印刷による方法も、ガラス土への印刷自体が困
難であり、Ｎ色層それ自身も均一性に欠け。

透明性等に欠ける。

またこれらの方法はパターンが微細化し、多色化が進む
ほど困難になるという共通の欠点を有し。

所望のパターン位置からのずれを生じる。

前記基板がガラヌ以外の材料でおる場合も多色パターン
金得る方法としては印刷等の方法があるが、幸はりパタ
ーンが微細化、多色化すると極端に困難になることに変
わりがない。

級細パターンを得る手段としてはフォトリソグラフィー
を利用する方法があるが、この場合も多色パターンの場
合はその都度フォトソグラフィ一工程を通す必要があり
、工程が非常に複雑になるという欠点を有する。

そこで本発明は微乳１でかつ多色であるような任意のパ
ターンを簡便に得るために１表面が絶縁性である基板上
に導電性薄膜をバターニングし、次に該導電性薄膜を電
極とし高分子を電着層とする多色パターンの製造方法を
提案するものである・。

この方法にＪ：ｆ′Ｌば導電性薄膜を、マスクを利用し
た蒸着、スパッタリング、もしくはエツチング等により
所望のバターニングをほどこすことにより、高分子が導
電部分に選択的に電着し、パターン位置のずれのない着
色Ｎを形成することが可能である。この方法に用いられ
る基板は表面が絶縁性であれば、基板との密着性の良い
導電性薄膜層を選ぶことによシ、その材質、形状につい
ては制限ない。

以下５本発明の重要点である高分子の電着による着色層
の形成方法について述べる。高分子を電極上に電着させ
る手段の１つとして単量体を電極上で電気化学的に重合
させる方法がある。この方法の一例として鉄板上で種々
のビニル化合物を電気化学的に重合させ、高分子皮膜を
得たという報告がある（　％　、’ｉＡ　８面技術　Ｖ
ｏｔ、　　１９．　Ａ１２゜１９６８）。なた最近では
ビロール、チオフェン等を電気化学的に重合させ、ポリ
ピロール、ポリチェニレン等のｓ電性冒分子皮嗅を電極
上に作製した研究も盛んに行われている。（〜かし、こ
のような、直接単量体を電気化学的に重合させる手段は
、効率がまだ良くない、得らｆ′した模がすでに着色し
てお！ｌ１着色の任意性に欠ける等１本発明に用いるに
は間頂点を有している。電極上に高分子を電着させるも
う一つの方法として高分子溶液より電極上に高分子を不
溶化、析出でせる方法がある。

この−例としては高分子水溶液に顔料を分散させ。

金属を浸漬し電極として用い、該金属上に着色層を電着
させる電着塗装と呼ばれる方法が工業的に知られており
、自動車ボディーのプレコーティング等に用いられてい
る。、この方法の原理は高分子に親水性基１例えばカル
ボキシル基を導入し、そのカルボキシル基を無機アルカ
リ、有機アミン等で中和、水溶化したものを用いる。そ
して水溶化した高分子の水溶液に電極を浸漬し、電圧を
印加すると水溶液中で解離１〜でいるカルボキシルアニ
オンが電気泳動し、電極上で水の電気分解にょ）生じた
プロトンと反応することによって高分子が不溶化、析出
してくる。すなわちアノード上では次式に示す反応が起
こり、尚分子の析出が見られることになる。

２Ｈ２０→４Ｈ＋０２↑＋４ｅ− また親水性基に塩基性基（例えばポリアミン）を用い、
酸により中和、水溶化すれば逆にカソード土で高分子の
析出が見られることになる。

直着された高分子が電気絶縁性の場合、電極が高分子で
被覆されるとともに電流が減少し、それ以上の被僚を防
げるためｌＩＱ厚の増大は期待できないと考えられるが
、実際は水の一気分解による発生酸素の気泡のため、完
全被覆は避けられ、ある程度の膜厚が得られる。また得
られる高分子膜は電気浸透の効果により水分含縫の少な
い均一な膜となる。

このような電着用の高分子としては、天然乾性油とマレ
イン酸の付加物、カルボキシル基を導入したアルキド樹
脂、エポキシ樹脂とマレイン酸の性力■物、カルボキシ
ル基を導入したポリブタジェン樹月旨、アクリル酸′！
１′たば２メタクリル醗とそのニスデルとの共重合体等
が用いられ、電着皮膜の特性により他の高分子膜たは官
能基を持つ有機化合物を骨格中に導入する場合もある。

これらの高分子は所望の着色層特性比より任意に選けれ
１例えば着色層を透明にしたい場合にはアクリル系の高
分子が適している。電着用の高分子の製造法は高分子の
種類によりそれぞれ異なるが、−例としてアクリル系の
高分子の製造法を述べる。アクリル系の高分子はカルボ
キシル基を持つアクリル酸もしくはメタクリル酸と中性
基をもつアクリノに酸エヌテルもしくはメタクリル酸エ
ステルとのラジカル共重合によって製造される。この場
合カルボキシル基と中性基との割合は重要であり、カル
ボキシル基が多すぎると電着した高分子が充分に不溶化
せず、カルボキシル基が少なすぎると中和時の水溶性が
不充分となる。贅た水溶性を増すためＯＨ基を導入する
場合もある。単緻体粗成が決定したら通常１重合はイソ
プロパツール、ｎ−ブチルアルコール、ｔ−７”ｆルア
ルコーＪＬ／、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレ
ングリコールメチルエーテル、ジエチレンクリコールエ
チルエーテル、ジアセンンアルコール等の親水性溶媒中
で一般のラジカル重合開始剤を用いて溶液重合として行
う。

電着によシ得られた高分子膜はその寸１では着色層とし
ては利用できないので１着色する手段が必要となる。一
般的な方法は電着用の高分子水溶液に顔料を分散させる
方法であるＣ便用する顔料は酸化チタン、沈降性硫酸バ
リウム、タルク、アヌベヌチン、チャイナクレー、ベン
ガラ、黄色酸化鉄、ヌトロンチウムクロメート、塩基性
けいクロム酸鉛、フタロシアニンブルー、フタロシアニ
ングリーン、ハンザエロー、カーボンブランク等であり
、これらの顔料は高分子水溶液中で帯重しでおりその表
面Ｖ（は高分子が吸着し、高分子と共に電気泳動して電
着膜中に取シ込唸れる。

しかし、このような顔料による着色は一般に透明性に欠
はガラスのような透明な基板主に多色パターンを形成し
、透過させて色を表示さ、せる場合には不適当となるこ
とが多い。そこで以下、基板がガラスで元透過註のある
多色）くターンの製造法について述べる。ガラス基板に
乍化ヌズまたは酸化インジウム等よりなるゐ明導直膜が
スプレーコートもしくはスパッタリング等の方法により
作製さ；４１１次にケミカルまたに１ドライエツチング
法等によりバターニングされる。この透明導ｔＴｌのノ
くターンの中で所望する色が同一の部分をアノードとし
て、アクリル酬寸たはメタクリル酸とそのエヌテルとの
共重合体を中和した水溶液中で高分子を電着させる。水
洗、焼付後、アクＩＪ　）し樹脂用カチオ７染料１例え
ばＡｉ　Ｚ　ａｎ　　０ａｔｈｉｌｏｎ。

Ｄ　ｉ　ａ　Ｃｒ　７１　、　Ｓ　ｕ、　ｍ　１　ａ　
Ｃｒ　７１．　Ａ　８　ｔｒ　ａ　Ｚ　Ｏｎ　。

Ｂａ５ａｃｒｙｌ、Ｄｅｏｒｌｅｎｅ、Ｍａｘｉｌｏｎ
。

Ｓθｖｒｏｎ等（染料便覧）にて染色をほどこす。

この操作をくり返すことによりガラス上に透明度の良い
多色パターンを得ることができる。他の透明高分子を用
いた場合も、その高分子に適合する染料のＪ４択により
同様の効果を得ることができる。例えばポリエステルに
は分散染料が有効である。

以下１本発明の具体的な実施例について述べる。

〈実施例１〉 セラミンク基板上にアルミニラミを蒸着によりバターニ
ングし、ポリエステル−メラミン樹脂塗料（エヌビア　
ＦＤ−５０００神東塗料製）を樹脂固形分１０重１透チ
の水溶液とし、顔料を分散させ、前炉アルミ＝ウム蒸着
膜を′アノードとして１００〜１５０ｖの車圧にて電着
をほどこした。

水洗、焼付後は倣細なパターンでもパターンからのはみ
出しのない均一な着色パターンが得られ。

印刷ではできない精密な装飾が可能ＩＣなった。

〈実施例２〉 ガラス基板上に幣化スズをスプレーコートにより形成し
、所望パターンを残し他はエツチングにより除去する。

アクリル酸の電歇含有率が１０〜４０％になるように合
成したアクリル酊−アクリル師メチル共重合体をトリエ
チルアミンにて中和し　ｐ　Ｈ７，５〜８．５．高分子
含有率１０重量係の水溶液を作成する。この水溶液中で
Ａｉｌ記ガツガラス基板上化ヌズ透明導亀暎をアノード
とし１０〜５０Ｖの重圧にて電着をほどこす。水洗、焼
付後のパターンは透明度の良い、高分子皮膜の生成が認
められた。この商分子皮膜をカチオン染料にて染色する
ことにより透明度が良く、パターンのずれのない均一な
着色パターンが得られた。酸化スズ透明導電＠は水溶液
中でカソードにするとスズの還元が起こるため、ポリア
ミン等のカソード土で析出する高分子への利用は好まし
くないことが明らかになった。このような透明性の高い
微細な多色パターンは表示装置、撮像管等のカラーフィ
ルターへの応用が期待できるものである。

〈実施例６〉 ガラ２基板土にマスク法によるヌバンタリングによυ酸
化インジウムの透明導電膜をバターニングし、以下実施
例２ど同様に着色パターンを形成さすた。中止インジウ
ムの場合、電着中に電流が匂激に減少するという現象が
見られたが、実施例１と同様に均一な着色パターンが得
られた。酸化インジウムも師化ヌズと同様にカソード側
では還元反応が起こり刀ソード上で信用する高分子への
利用は好ブしくないことＡ、明らか頃な２７？、。

以上、実施例で具体的に述べたように本発明による多色
パターンの製造方法は導電体Ｔ警膜層ちえ所望のバター
ニングができれば、電着条件、着色方法を適切に１択で
き、極めて汎用性が高く、簡便で、かつ精密な多色パタ
ーンを作成することができるものである。

以　　上 出願人　株式会社　第二精工合

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面が絶縁性である基板上に任意のパターンを有
   するＳｈ体体膜膜層形成し１次に該導電体得ｌｌ〆層上
   に屯糸ｒにより高分子を付着せしめた着色層を形成する
   ことを特徴とする多色パターンの製造方法。
2. （２）　　前記着色層を、高分子溶液に色素を混合もし
   くは溶解された溶液より電着せしめた高分子で形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多色バタ
   〜ンの製造方法。
3. （３）前記着色層を、高分子を電着させ１次に核高分子
   を染料で染色することによって形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の多色パターンの製造方法
   。
4. （４）＠記表面が絶縁性である基板が透明であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多色パターンの
   製造方法。
5. （５）　　前記導電体薄膜層が透明であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の多色パターンの製造方
   法。