CN101622919A - 透光性电磁波屏蔽材料及其制造方法以及具有贵金属的极薄的膜的微粒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可迅速地制造透光性、电磁波屏蔽性、外观性及识别性优异,具有高精度网状图案的透光性电磁波屏蔽材料的方法。该透光性电磁波屏蔽材料的制造方法包含以下工序:通过将含有表面具有贵金属的极薄的膜的微粒的化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上,在透明基板上形成网状的前处理层的工序;以及利用化学镀处理在前处理层上形成网状的金属导电层的工序。
Description
技术领域
本发明涉及作为在等离子体显示器面板(PDP)的前滤波器、医院等需要电磁波屏蔽的建筑物窗中可使用的粘贴用片材等有用的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法、利用该制造方法有利地制造的透光性电磁波屏蔽材料以及在该透光性电磁波屏蔽材料的制造中有利地使用的具有贵金属的极薄的膜的微粒。
背景技术
近年来,随着办公自动化机器或通信机器等的普及,由这些机器所产生的电磁波所带来的对人体的影响受到人们的担忧。另外,还有手机等的电磁波导致精密机器的错误操作等的情况,电磁波成为一个问题。
因此,作为办公自动化机器的PDP的前滤波器,开发了具有电磁波屏蔽性和透光性的透光性电磁波屏蔽材料并供于实用。这种透光性电磁波屏蔽材料为了保护精密机器不受电磁波影响,也作为医院或研究室等精密机器放置场所的窗户材料被利用。
这种透光性电磁波屏蔽材料中,有必要的是兼顾透光性和电磁波屏蔽性。因此,透光性电磁波屏蔽材料中例如使用(1)在透明基材的一个面上设置由将金属线或导电性纤维制成网状的导电网所构成的电磁波屏蔽层。通过该导电性网部分将电磁波屏蔽,通过开口部确保光的透过。
除此之外,在透光性电磁波屏蔽材料中作为电子显示器用滤波器提出了各种物质。例如一般已知(2)设有含有金属银的透明导电薄膜的透明基板;(3)将透明基板上的铜箔等的层刻蚀加工成网状并设有开口部者;(4)在透明基板上将含有导电性粉末的导电性油墨印刷成网状者;等。
如此,在电磁波屏蔽层中,为了兼顾优异的透光性和电磁波屏蔽性,有必要的是使用网状的透明导电层、使线宽极细、制成非常微细的图案。但是,上述以往的透光性电磁波屏蔽材料中,难以充分地兼顾透光性和电磁波屏蔽性。即,在(1)的透光性电磁波屏蔽材料中,细线化有限,难以获得微细的网状图案,另外,具有网眼偏离或网眼弯曲等纤维排列混乱的问题。为(2)的透光性电磁波屏蔽材料时,电磁波屏蔽性不足,具有金属特有的反射光泽强等的问题。在(3)的透光性电磁波屏蔽材料中,制造需要长时间、成本增高,而且由于在透明基板和铜箔等的层之间夹设粘合剂层,因此具有透光性低等的问题。另外,在(4)的透光性电磁波屏蔽材料中,难以获得充分的电磁波屏蔽性,为了提高电磁波屏蔽性而增厚图案、增多导电性粉末的量时,具有透光性降低等的问题。
另一方面,上述(4)的透光性电磁波屏蔽材料的制造例如利用下述方法,即,使用含有金属粉末或碳粉末等导电性粉末和树脂的导电性油墨,利用凹版胶印印刷法在透明基板上形成印刷图案的方法进行,因此上述(4)的透光性电磁波屏蔽材料中,没有必要进行刻蚀加工等,是简单的方法、且具有能够以低成本制造的优点。
因此,作为改良上述(4)的技术的方法,专利文献1~6公开了利用凹版胶印印刷法将导电性油墨在透明基板上形成印刷图案后,为了进一步提高电磁波屏蔽性,利用化学镀或电镀等,在印刷图案上选择地形成金属层的方法。
另外,专利文献7公开了在透明基体上利用含有负载体的糊剂进行图案印刷,在经该图案印刷了的贵金属超微粒催化剂上实施化学镀处理,仅在图案印刷部形成导电性金属层的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,所述负载体是通过在具有与贵金属超微粒催化剂相反的表面电荷的颗粒上负载贵金属超微粒催化剂而制成。
专利文献1:日本专利第3017987号说明书
专利文献2:日本专利第3017988号说明书
专利文献3:日本专利第3241348号说明书
专利文献4:日本专利第3425400号说明书
专利文献5:日本专利第3544498号说明书
专利文献6:日本专利第3532146号说明书
专利文献7:日本专利第3363083号说明书
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献7所记载的、在贵金属超微粒催化剂上实施化学镀处理而仅在图案印刷部形成导电性金属层的方法,由于利用贵金属催化剂,因此是有利于迅速地形成金属层的方法。这里所使用的贵金属超微粒催化剂使用在二氧化硅等微粒表面附着有贵金属超微粒催化剂的物质。根据本发明人的研究可知,这种附着有贵金属超微粒催化剂的微粒由于贵金属成为微粒状,因此不能说是可充分高效地利用该催化作用。
因此,本发明的目的在于,提供高效地制造透光性、电磁波屏蔽性、外观及识别性优异的、具有高精度的网状图案的透光性电磁波屏蔽材料的方法。
另外,本发明的目的在于,提供透光性、电磁波屏蔽性、外观及识别性优异的、具有高精度的网状图案、生产性优异的透光性电磁波屏蔽材料。
进而,本发明的目的在于,提供可有利地用于上述透光性电磁波屏蔽材料的制造的具有贵金属的极薄的膜的微粒的制造方法。
本发明的目的还在于,提供可有利地用于上述透光性电磁波屏蔽材料的制造的具有贵金属的极薄的膜的微粒。
用于解决问题的方案
因此,本发明为透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其包含以下工序:通过将含有微粒的化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上,在透明基板上形成网状的前处理层的工序,所述微粒在表面具有贵金属的极薄的膜;以及利用化学镀处理在前处理层上形成网状的金属导电层的工序。
以下列出本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法的优选方式。
(1)贵金属的极薄的膜的膜厚为10~100nm的范围。由此,可以使用少量的贵金属最大限度地增大化学镀的形成速度。贵金属的极薄的膜中并非仅是贵金属,还可含有一部分贵金属化合物(例如氯化物)。
(2)贵金属的极薄的膜含有贵金属的单分子膜。由此,可以使用极少量的贵金属最大限度地增大化学镀的形成速度。
(3)微粒为有机树脂微粒。例如,使用专利文献7所记载的无机微粒时,由于颗粒很硬,因此印刷机的轧辊等各种机材有必要使用硬度高的材料,加工范围狭窄,而且由于该硬的颗粒,上述各种机材易于损伤,由此会引起印刷物的外观不良。因此,通过使用有机树脂微粒,具有加工范围提高、操作性和生产性也进一步提高的优点。进而,由于有机树脂微粒的比重小于无机微粒的比重,因此还具有难以发生处理剂在保管中、印刷中的沉淀或凝聚的优点。
(4)上述有机树脂微粒为酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、蜜胺树脂、环氧树脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯/二乙烯基苯共聚物、丙烯酸类树脂或苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物的微粒。优选丙烯酸类树脂(例如(甲基)丙烯酸烷基酯等(甲基)丙烯酸酯的聚合物或共聚物)、苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。
(5)有机树脂微粒的有机树脂被交联。
(6)微粒的平均粒径为0.01~10μm的范围、更优选为0.05~3μm的范围、特别优选为0.1~1μm的范围。可以减小网的线宽。
(7)预处理剂进一步含有合成树脂。微粒的分散性提高。
(8)贵金属为选自钯、银、铂和金所组成的组中的至少1种金属。
(9)表面具有贵金属的极薄的膜的微粒是通过用含有贵金属氯化物和氯化锡的溶液对微粒进行处理,接着进行酸处理而获得的。
(10)表面具有贵金属的极薄的膜的微粒是通过用含有硅烷偶联剂与唑系化合物的混合物或反应产物及贵金属化合物的溶液对微粒进行处理而获得的。
上述硅烷偶联剂优选为含环氧基的硅烷化合物。可获得高的催化活性和密合性。上述唑系化合物优选咪唑。与硅烷偶联剂所具有的环氧基等官能团及贵金属化合物的反应性优异。
(11)将化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上后,在80~160℃下干燥。由此易于获得具有微细图案的前处理层。
(12)化学镀的镀敷金属为银、铜或铝。由此,可以提高金属导电层的电磁波屏蔽性。
(13)进行化学镀后,进一步进行电镀。由此可获得具有所需厚度的金属导电层。
(14)进一步具有下述工序:将金属导电层黑化处理,在金属导电层表面的至少一部分上形成黑化处理层。
(15)黑化处理通过对金属导电层进行氧化处理或硫化处理而进行。由此,可以赋予上述金属导电层防眩性、提高识别性。
另外,本发明还为透光性电磁波屏蔽材料,其特征在于,具有透明基板、设于上述透明基板上的网状的前处理层、设于前处理层上的网状的金属导电层,前处理层含有表面具有贵金属的极薄的膜的微粒。
上述本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法的优选方式还可适用于上述本发明的透光性电磁波屏蔽材料。
本发明还为表面具有贵金属的极薄的膜的微粒(优选有机树脂微粒)。
上述本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法的优选方式中,与上述本发明的有机树脂微粒有关的方式也可适用于本发明的有机树脂微粒。
上述本发明的表面具有贵金属的极薄的膜的微粒可通过以下方法有利地获得:包括利用含有贵金属氯化物和氯化锡的溶液进行处理、接着进行还原处理(例如酸处理)的工序的表面具有贵金属的极薄的膜的微粒制造方法;或者,包括利用含有硅烷偶联剂与唑系化合物的混合物或反应产物及贵金属化合物的溶液对微粒进行处理的工序的、表面具有贵金属的极薄的膜的微粒制造方法。
以下列出上述制造方法的优选方式。
(1)硅烷偶联剂为含有环氧基的硅烷化合物。可获得高的催化活性和密合性。
(2)唑系化合物为咪唑。与硅烷偶联剂所具有的环氧基等官能团和贵金属化合物的反应性优异。
(3)微粒为有机树脂微粒。
上述本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法的优选方式中,与微粒的制造方法有关的方式在上述微粒的制造方法中也优选。
发明的效果
本发明中,为了在透明基板上形成网状的金属导电层,使用含有贵金属催化剂的化学镀预处理剂,因此可获得具有微细图案、厚度均匀且精度良好地形成的金属导电层。进而,本发明中,作为贵金属催化剂由于使用贵金属吸附于微粒表面而成为极薄的膜的微粒,因此使用其获得的前处理层能够以极少量的贵金属获得最大的催化效果,因此能够极迅速且均匀地进行化学镀。
特别是,作为微粒使用有机树脂微粒时,由于颗粒不会如无机微粒那样变硬,因此具有下述优点:印刷机的轧辊等各种机材没有必要使用硬度高的材料,加工范围宽;而且这种柔软的颗粒不会损伤上述各种机材,由此基本不会导致印刷物的外观不良。因此,通过使用有机树脂微粒,可以提高加工范围、还可提高操作性、生产性。进而,由于有机树脂微粒的比重小于无机微粒,因此还具有难以引起处理剂在保管中、印刷中的沉淀或凝聚的优点。
另外,作为预处理剂与贵金属催化剂一起并用硅烷偶联剂、唑系化合物时,贵金属更易于以原子水平分散,还可省略还原处理等,因此可以更迅速且均匀地进行化学镀。另外,还易于获得不会发生条纹或灰雾的优点。
因此,通过本发明的方法可提供透光性、电磁波屏蔽性、外观性及识别性优异的透光性电磁波屏蔽材料。
附图说明
图1为说明本发明的透光性电磁波屏蔽材料制造方法各工序的概略截面图。
图2为本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法中使用的具有贵金属的极薄的膜的微粒的概略截面图。
图3为本发明中设于透明基板上的前处理层的放大概略截面图。
图4为显示前处理层图案之一例的模式图。
附图标记说明
11透明基板
12、22网状的前处理层
13网状的金属导电层
14黑化处理层
16微粒
17贵金属的极薄的膜
25开口部
具体实施方式
以下,详细地说明本发明的透光性电磁波屏蔽材料及其制造方法。
将用于说明本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法各工序的概略截面图之一例示于图1。
本发明的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法中,首先将含有表面具有贵金属的极薄的膜的微粒的化学镀预处理剂印刷在透明基材11上成网状,在透明基板11上形成网状的前处理层12(图1的箭头(A1))。接着,对具有网状的前处理层12的透明基板实施化学镀处理,从而在网状的前处理层12上形成金属导电层13(图1的箭头(A2))。由此,可以在使用表面具有贵金属的极薄的膜的微粒形成的前处理层12上,获得金属导电层13由微细金属颗粒作为浓密、实质连续覆膜而沉积形成且具有微细图案的金属导电层。接着,对上述金属导电层13进行黑化处理,在上述金属导电层13的表面的至少一部分上形成黑化处理层14(图1的箭头(A3))。该黑化处理工序根据用途并非必需时也可不实施。如上所述,可获得本发明的透光性电磁波屏蔽材料。
上述本发明的制造方法中,作为化学镀预处理剂使用含有表面具有贵金属的极薄的膜的微粒的预处理剂。将表面具有贵金属的极薄的膜的微粒的概略截面图示于图2。在微粒16的表面上形成贵金属原子的极薄的膜17。一般认为其为吸附贵金属原子、该贵金属原子没有间隙地连接的单分子膜。通常,该极薄的膜为含有单分子膜的非常薄的膜。即,该极薄的膜的膜厚(平均)一般为10~100nm。如此,由于这些贵金属原子未形成颗粒状,因此认为高效地显示贵金属原子的催化作用。成为颗粒状时,由于颗粒内部的贵金属原子不显示催化作用,因此认为催化效果降低。有时在贵金属原子17中,未转变为贵金属的络合物(例如Pd-Sn)等残留。
另外,本发明的上述前处理层12详细地如图3所示那样进行设置。即,在透明基板11上形成有由具有贵金属原子极薄的膜17的微粒16构成的前处理层12。微粒连续地无间隙地排列,因此形成于其上的金属导电层也成为均匀的膜。作为粘合剂使用合成树脂时,主要有助于微粒和透明基板的粘结性的提高、微粒间的连接。
用于上述前处理层的表面具有贵金属的极薄的膜的微粒例如如下获得:利用含有贵金属氯化物和氯化锡的溶液处理微粒,接着进行还原处理(例如酸处理),或者利用含有硅烷偶联剂与唑系化合物的混合物或反应产物及贵金属化合物的溶液处理微粒,从而获得。特别是使用通过后者获得的微粒时,由于贵金属易于均匀地排列于微粒表面上,因此在化学镀中使金属析出的催化效果可达到最大。进而,使用化学镀预处理剂形成的前处理层通过硅烷偶联剂与唑系化合物,使得透明基板和金属导电层的密合性提高。
图1的箭头(A2)如上所述,通过化学镀处理,在网状的前处理层上,通过化学镀处理在前处理层的贵金属表面形成金属导电层13。由此,在含有具有贵金属的微粒的前处理层上,微细的金属颗粒作为浓密、实质的连续覆膜沉积形成,可获得选择性地密合于前处理层上并具有微细图案的金属导电层。
如此,通过本发明的制造方法可以迅速地形成具有微细图案的金属导电层,可获得透光性和电磁波屏蔽性两者均优异的透光性电磁波屏蔽材料。
以下详细地说明本发明的电磁波屏蔽材料所使用的材料等。
作为表面具有贵金属的极薄的膜的微粒的微粒,可以是无机微粒,还可以是有机微粒,有机微粒特别优选有机树脂微粒。无机微粒可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化铝气溶胶、粘土、高岭土、滑石、硫酸钙、碳酸钙、玻璃片等无机颜料。有机树脂微粒的有机树脂可以举出酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、蜜胺树脂、环氧树脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯/二乙烯基苯共聚物、丙烯酸类树脂或苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。丙烯酸类树脂(例如(甲基)丙烯酸烷基酯等(甲基)丙烯酸酯的聚合物及共聚物)、苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物是优选的。有机树脂微粒的有机树脂优选被固化。例如,为丙烯酸类树脂时,通过使用多官能(甲基)丙烯酸酯、聚异氰酸酯等进行交联。另外,有机树脂微粒还可在表面具有OH基等官能团。贵金属原子的吸附变得容易、易于获得极薄的膜。
上述微粒的平均粒径为0.01~10μm的范围、更优选为0.05~3μm的范围、特别优选为0.1~1μm的范围。由此可减小网的线宽。
另外,上述贵金属优选钯、银、铂及金,特别优选上述的钯(Pd)。
表面具有贵金属的极薄的膜的微粒可以使用上述微粒如下获得。
首先对微粒的表面实施碱脱脂处理,接着利用酸进行中和。对如此处理的微粒进行如下处理。
1)利用氯化锡溶液处理上述微粒,使表面敏化(光敏处理),接着利用氯化钯进行处理、活化(激活),产生金属钯的方法;
2)利用氯化锡/氯化钯溶液处理上述微粒,形成Pd-Sn络合物(催化剂),利用盐酸等进行还原处理,将锡盐溶解,利用其氧化还原反应产生金属钯(催化剂)的方法;或者
3)利用含有硅烷偶联剂与唑系化合物的混合物或反应产物以及氯化钯(贵金属化合物)的溶液处理微粒的方法。
优选上述2)及3)的方法,特别优选上述3)的方法。
作为上述2)方法的贵金属离子的还原处理所使用的还原剂,可以举出硼氢化钠等无机盐或其化合物、盐酸等无机酸、甲酸、乙酸、柠檬酸等碳原子数1~6的有机酸类,甲醛、乙醛等碳原子数1~2的醛类,甲醇、乙醇、丙醇等碳原子数1~3的醇类,氢气、乙烯、一氧化碳等还原性气体。为了制成贵金属的极薄的膜,还原剂特别优选盐酸等无机酸。
上述3)的方法中,带贵金属极薄的膜的微粒形成用处理溶液所使用的上述硅烷偶联剂优选使用一分子中具有有金属捕捉能力的官能团的物质。由此,能够达成有效表现作为化学镀催化剂的贵金属活性的电子状态、取向。另外,还获得与透明基板的高密合性。
作为硅烷偶联剂可以举出含环氧基的硅烷化合物。含环氧基的硅烷化合物例如可以举出γ-缩水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。这些物质可单独使用,还可并用2种以上。特别是,由于所得前处理层呈现与透明基板和金属导电层的高密合性,因此优选举出γ-缩水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷。
接着,作为带贵金属极薄的膜的微粒形成用处理溶液所使用的唑系化合物可以举出咪唑、噁唑、噻唑、硒唑、吡唑、异噁唑、异噻唑、三唑、噁二唑、噻二唑、四唑、噁三唑、噻三唑、地巴唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、吲唑等。并非限定于这些物质,但由于与硅烷偶联剂所具有的环氧基等官能团及贵金属化合物的反应性优异,因此特别优选咪唑。
上述3)的方法的带贵金属极薄的膜的微粒形成用处理溶液中,硅烷偶联剂与唑系化合物可以仅仅混合,还可使它们预先反应形成反应产物。由此,能够以原子水平将贵金属化合物高分散于前处理层中,并且可提高所得前处理层的透光性。
在使硅烷偶联剂与唑系化合物反应时,例如优选在80~200℃下相对于1摩尔唑系化合物混合0.1~10摩尔硅烷偶联剂使其反应5分钟~2小时。此时,不需要溶剂,除了水之外,也可使用氯仿、二噁烷、甲醇、乙醇等有机溶剂。通过在如此获得的上述硅烷偶联剂和上述唑系化合物的反应产物中混合贵金属化合物,可获得化学镀预处理剂。
本发明的带贵金属极薄的膜的微粒形成用处理溶液所使用的贵金属化合物在化学镀中显示可使铜、铝等金属选择性地析出、生长的催化效果。具体地说,从获得高的催化活性出发,如上所述优选使用含有钯、银、铂及金等金属原子的化合物。这种化合物使用金属原子的氯化物、氢氧化物、氧化物、硫酸盐、铵盐等氨络合物等,特别优选钯化合物,其中优选氯化钯。
3)方法中使用的贵金属吸附微粒形成用的处理溶液相对于唑系化合物和硅烷偶联剂可优选含有0.001~50mol%、更优选0.1~20mol%的贵金属化合物。贵金属化合物的浓度小于0.001mol%时,无法获得充分的催化活性,无法形成具有所需厚度的金属导电层;而超过50mol%时,无法获得与添加量增加相符的贵金属化合物所带来的催化效果。
另外,本发明的带贵金属极薄的膜的微粒形成用处理溶液还可含有适当的溶剂。上述溶剂可以举出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲苯、乙二醇、聚乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二噁烷等。这些物质可单独使用1种,还可混合使用2种以上。
本发明中使用的化学镀预处理剂含有上述本发明的带贵金属极薄的膜的微粒、根据需要的合成树脂、溶剂、进而根据需要的体质颜料、表面活性剂、着色剂等各种添加剂。
本发明的化学镀预处理剂所使用的合成树脂只要能够确保透明基板和金属导电层的密合性则无特别限定。优选的合成树脂可以举出丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂等。通过使用这些物质,可获得与透明基板和金属导电层的高密合性,可精度良好地在前处理层上形成金属导电层。另外,这些合成树脂可单独使用1种,还可混合使用2种以上。
上述丙烯酸类树脂可以使用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯等丙烯酸烷基酯类,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯等甲基丙烯酸烷基酯类的聚合物或共聚物。例如可以举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸丁酯等。
另外,上述聚酯树脂具体地可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯、2,6-聚萘二甲酸乙二醇酯等。
合成树脂由于可获得高密合性,因此优选在分子末端具有含活性氢的官能团。作为含活性氢的官能团,只要具有活性氢则无特别限定,可以举出伯氨基、仲氨基、亚胺基、酰胺基、肼基、嗪基、羟基、氢过氧基、羧基、甲酰基、氨基甲酰基、磺酸基、亚磺酸基、次磺酸基、硫醇基、硫代甲酰基、吡咯基、咪唑基、哌啶基、吲唑基、咔唑基等。其中优选伯氨基、仲氨基、亚胺基、酰胺基、酰亚胺基、羟基、甲酰基、羧基、磺酸基或硫醇基。特别优选伯氨基、仲氨基、酰胺基或羟基。予以说明,这些基团还可被卤原子或碳原子数1~20的烃基取代。其中优选羟基、羰基和氨基。
化学镀预处理剂中的合成树脂的含量相对于化学镀预处理剂的总量为1~50质量%、特别优选为5~20质量%。由此,能够形成具有高密合性的前处理层。
另外,化学镀预处理剂的带贵金属极薄的膜的微粒的含量相对于化学镀预处理剂的总量为10~60质量%、特别优选为20~50质量%。由此,可迅速地进行化学镀。
另外,化学镀预处理剂还可含有无机微粒。通过含有无机微粒,可提高印刷精度,可形成精度更高的金属导电层。作为无机微粒,可以举出二氧化硅、碳酸钙、碳、氧化铝、滑石、云母、玻璃片、金属晶须、陶瓷晶须、硫酸钙晶须、蒙脱石等。这些物质可单独使用1种,还可混合使用2种以上。
无机微粒的平均粒径优选为0.01~5μm、特别优选为0.1~3μm。无机微粒的平均粒径小于0.01μm时,通过无机微粒的添加无法获得所需程度的印刷精度的提高;超过5μm时,易于产生条纹或灰雾。
化学镀预处理剂的无机微粒的含量相对于100质量份合成树脂优选为0.01~10质量份、特别优选为1~5质量份。由此,可获得具有高印刷适合性的预处理剂。
另外,化学镀预处理剂还可进一步含有触变剂。通过使用触变剂,通过调整预处理剂的流动性,可以提高印刷精度,能够形成精度更高的金属导电层。作为触变剂只要是以往公知的物质即可使用。优选使用酰胺蜡、氢化蓖麻油、蜂蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酰胺、乙撑双羟基硬脂酰胺等。
化学镀预处理剂的触变剂的含量相对于100质量份合成树脂优选为0.1~10质量份、特别优选为1~5质量份。由此,可制成具有高印刷适合性的预处理剂。
本发明的化学镀预处理剂还可进一步含有黑色着色剂。由此,在印刷精度提高的同时,还可在所得透光性电磁波屏蔽材料中赋予从透明基板侧观察时的防眩效果。
作为黑色着色剂,例如可以举出炭黑、钛黑、黑色氧化铁、黑铅和活性炭等。它们可单独使用1种,还可混合使用2种以上。其中优选炭黑。炭黑可以举出乙炔黑、槽法炭黑、炉黑等。炭黑的平均粒径优选为0.1~1000nm的范围、特别优选为5~500nm。
化学镀预处理剂的黑色着色剂的含量相对于100质量份合成树脂为0.1~10质量份、特别优选为1~5质量份。由此,可精度良好地形成具有防眩效果的前处理层。
使用黑色着色剂时,优选使用市售的黑色油墨调制化学镀预处理剂。这种黑色油墨可以举出东洋油墨制造株式会社制的SS8911、十条化学株式会社制的EXG-3590、大日精化工业株式会社制的NT-HILAMIC 795R墨等。例如,为东洋油墨制造株式会社制的SS8911时,在溶剂中除了炭黑之外,还可含有氯乙烯和丙烯酸类树脂等。因此,为上述市售品时,可容易地调制含有合成树脂和黑色着色剂的化学镀预处理剂。
另外,化学镀预处理剂还可含有适当的溶剂。溶剂例如可举出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲苯、乙二醇、聚乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二噁烷等。这些物质可单独使用1种,还可混合使用2种以上。
化学镀预处理剂还可根据需要含有体质颜料、表面活性剂、着色剂等各种添加剂。
本发明的方法中,作为涂布预处理剂的透明基板,只要是具备透明性和挠性、承受得住之后处理的基板则无特别限定。透明基板的材料例如可以举出玻璃、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、丙烯酸类树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯、三醋酸纤维素、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、金属离子交联乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯、玻璃纸等,其中优选加工处理(加热、溶剂、弯曲)所导致的劣化少、透明性高的材料即PET、PC、PMMA。
透明基板的厚度并无特别限定,从维持透光性电磁波屏蔽材料的透光性的观点出发,越薄越优选,通常根据使用时的形态和必要的机械强度在0.05~5mm的范围内适当地设定厚度。
本发明的方法中,通过将上述化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上,在透明基板上形成网状的前处理层。
为了获得通过印刷具有微细线宽和间隙(间距)的前处理层,上述化学镀预处理剂的粘度优选在25℃下为500~5000cps、更优选为1000~3000cps。
为了将化学镀预处理剂印刷于透明基材,可以使用凹版印刷、丝网印刷、胶印印刷、喷墨印刷、静电印刷、挠性印刷等印刷方法。为了细线化特别优选凹版印刷。使用凹版印刷时,印刷速度可以为5~50m/分钟。
另外,上述前处理层还可通过转印方式进行印刷。为转印方式时,例如可以使用在与透明基板不同的任意转印用基板上利用与上述相同的印刷方法等印刷化学镀预处理剂,通过热层叠法、干式层叠法或湿式层叠法、挤出层叠法等与透明基板贴合后,仅剥离转印用基材片材,将化学镀预处理剂转印于前处理层的方法等。
如此,在印刷化学镀预处理剂后,优选在80~160℃下、更优选在90~130℃下进行加热使其干燥(特别是3的方法)。干燥温度小于80℃时,溶剂的蒸发速度慢、无法获得充分的成膜性;超过160℃时,会发生化合物的热分解。涂布后进行热干燥时的干燥时间优选为5秒钟~5分钟。
网状的前处理层的图案形状并无特别限定,例如可以举出形成有四边形的孔的格状,形成有圆形、六边形、三角形或椭圆形的孔的冲压金属状等。另外,孔并非限定于规则地排列,还可是随机图案。
从赋予金属导电层高的透光性和电磁波屏蔽性的观点出发,前处理层的开口部优选以等间隔规则地排列。另外,形成具有高的透光性的金属导电层时,优选在上述金属导电层中,开口部的形状为角形状、特别是正方形或长方形,提高开口率。因此,上述前处理层的开口部的大小优选微小。例如,将开口部15的形状为正方形时的前处理层12的图案之一例示于图4中。
本发明的前处理层中线宽(W1)可以为1~50μm、开口率可以为50~95%,优选线宽(W1)为5~40μm、开口率为60~95%。予以说明,前处理层的开口率是指开口部分占该前处理层(有外框时除其之外的区域)的投影面积的面积比例。另外,前处理层中,线间隔(W2)可以为50~1000μm、优选为100~400μm。如此,通过本发明可精度良好地形成具有微细图案的前处理层。
前处理层还可以是在透明基板上的中央部处具有上述网状图案,在透明基板上除了中央部以外的边缘部具有画框状的图案。在具有这种构成的前处理层上形成金属导电层时,在金属导电层中,具有画框状图案的部位可以保护具有网状图案的部位。
前处理层的厚度可以为0.01~20μm、优选为0.05~0.5μm。由此,可以确保与透明基板和金属导电层的高密合性。
接着,本发明的方法中,实施下述工序:通过化学镀处理,在如上形成的前处理层上形成网状的金属导电层。通过进行化学镀处理,微细的金属离子作为浓密且实质的连续覆膜沉积形成,可仅在前处理层上选择地获得金属导电层。
镀敷金属只要是具有导电性、可镀敷的金属即可使用,可以是金属单质、合金、导电性金属氧化物等,还可是由均匀的金属薄膜或同样涂布的微细微粒等构成。
化学镀的镀敷金属可以使用铝、镍、铟、铬、金、钯、锡、镓、银、铂、铜、钛、钴、铅等。特别是由于获得可获得高电磁波屏蔽性的金属导电层,因此优选使用银、铜或铝。使用这些镀敷金属形成的金属导电层除了与前处理层和镀敷保护层的密合性优异之外,还有助于兼顾透光性和电磁波屏蔽性。
化学镀可以使用化学镀浴根据常规方法在常温或加热下进行。即,可以适当选择在含有镀敷金属盐、螯合剂、pH调整剂、还原剂等作为基本组成的镀敷液浴中浸渍镀敷基材;或者将构成镀敷液分为2液以上,以添加方式实施镀敷处理等。
作为化学镀举出一例,在形成由Cu构成的金属导电层时,可以采用在含有硫酸铜等水溶性铜盐为1~100g/L、特别是5~50g/L,甲醛等还原剂为0.5~10g/L、特别是1~5g/L,EDTA等络合剂为20~100g/L、特别是30~70g/L,并且调整至pH为12~13.5、特别是12.5~13的溶液中,在50~90℃下将形成有前处理层和多个镀敫保护层的透明基板浸渍30秒钟~60分钟的方法。
进行化学镀时,还可摇动、旋转经镀敷的基板,搅拌其附近的空气。
本发明的方法中,还可按照上述金属导电层具有所需厚度、线宽的方式,在形成有前处理层的透明基板上进行化学镀后进一步进行电镀。
作为电镀的镀敫金属,使用与化学镀中所述相同的金属。
电镀并无特别限定,可根据常规方法进行。例如,可以将形成有网状的前处理层和金属导电层的透明基材浸渍于镀敷液,使上述透明基板为阴极、单质的镀敷金属为阳极,在镀敷液上施加电流来进行。镀敷液的组成并无特别限定。例如在形成由Cu构成的金属导电层时,使用硫酸铜水溶液等。
网状的金属导电层的图案形状并无特别限定,与前处理层中所述相同。
所得金属导电层中,与上述图4同样,优选线宽(W1)为1~50μm、开口率为50~95%,优选线宽(W1)为5~40μm、开口率为60~95%。予以说明,金属导电层的开口率是指开口部分占该金属导电层(有外框时除其之外的区域)的投影面积的面积比例。另外,金属导电层中,线间隔(W2)可以为50~1000μm、优选为100~400μm。如此,通过本发明可精度良好地在具有微细图案的前处理层上形成金属导电层。
另外,如前处理层的说明中所记载的那样,金属导电层还可在透明基板上的中央部具有上述网状的图案,且在上述透明基板上除了中央部的周边部上具有画框状的图案。
金属导电层的厚度一般为1~200μm、优选为5~100μm。金属导电层的厚度过薄时,则无法获得充分的电磁波屏蔽性,过厚时,则从透光性电磁波屏蔽材料的薄型化的观点出发不优选。
接着,本发明的方法中,如图1所示,进一步实施下述工序:对上述金属导电层的13实施黑化处理,在上述金属导电层13的表面的至少一部分形成黑化处理层14(图1的箭头(A3))。
黑化处理优选通过上述金属导电层的金属氧化处理或硫化处理来进行。特别是氧化处理可获得更为优异的防眩效果,从废液处理的简易性和环境安全性的观点出发也优选。
作为上述黑化处理进行酸化处理时,作为黑化处理液,一般可使用次氯酸盐和氢氧化钠的混合水溶液、亚氯酸盐和氢氧化钠的混合水溶液、过氧双硫酸和氢氧化钠的混合水溶液等,尤其从经济性的观点出发,优选使用次氯酸盐和氢氧化钠的混合水溶液、或亚氯酸盐和氢氧化钠的混合水溶液。
作为上述黑化处理进行硫化处理时,作为黑化处理液,一般可使用硫化钾、硫化钡及硫化铵等的水溶液,优选硫化钾及硫化铵,从低温下可使用的观点出发,特别优选使用硫化铵。
黑化处理层的厚度并无特别限定,可以为0.01~1μm、优选为0.01~0.5μm。上述厚度小于0.01μm时,光的防眩效果不充分,超过1μm时,斜向观察时的表观开口率会降低。
根据上述本发明的方法,通过使用含有贵金属吸附微粒的化学镀预处理剂,可以精度良好、迅速地制作具有微细图案的金属导电层,可获得透光性、电磁波屏蔽性、外观及识别性优异的透光性电磁波屏蔽材料。
本发明的透光性电磁波屏蔽材料通过使用上述特定的化学镀预处理剂,前处理层具有高的透光性。因此通过形成前处理层,透光性电磁波屏蔽材料的透光性不会降低,透光性电磁波屏蔽材料具有75%以上、特别是80~90%的高的总光线透过率。
予以说明,上述透光性电磁波屏蔽材料的总光线透过率的测定通过使用全自动直读浊度计算机HGM-2DP(Suga TestInstrument Co.,Ltd.制)等测定透光性电磁波屏蔽材料的厚度方向的总光线透过率而进行。
本发明的透光性电磁波屏蔽材料优选用于要求透光性的用途,例如产生电磁波的各种电器的LCD、PDP、CRT等显示器装置的显示器面或设施或房屋的透明玻璃面或透明面板面。上述透光性电磁波屏蔽材料由于具有高的透光性和电磁波屏蔽性,因此优选用于上述显示器装置的显示器用滤波器。
本发明的显示器用滤波器可通过直接使用本发明的透光性电磁波屏蔽材料而获得,例如还可通过借助粘合剂层粘贴于玻璃板等透明基板上等而获得。这种显示器用滤波器中,网状的前处理层和金属导电层的开口部被粘结剂层包覆。
另外,上述电子显示器用滤波器除了透明基板、电磁波屏蔽层和粘结剂层之外,还可具有防反射层、色调校正滤波器层、近红外线截断层等。这些各层的层叠顺序根据目的决定。另外,在显示器用滤波器中,为了提高电磁波屏蔽功能,还可设置用于与PDP本体的接地电极相连的电极。
实施例
以下通过实施例说明本发明。本发明并不受以下实施例限制。
[实施例1]
(1)带贵金属极薄的膜的微粒的制作
利用5%氢氧化钠水溶液洗涤丙烯酸类树脂微粒(平均粒径0.5μm、Chemisnow MP、综研化学(株)制)后,浸渍于盐酸(1N)进行中和。接着,将丙烯酸类树脂微粒在30℃下浸渍于氯化钯(200mL/L)/氯化锡(200mL/L)水溶液中2分钟,之后将丙烯酸类树脂微粒在30℃下浸渍于盐酸(100mL/L)水溶液中2分钟。由此,获得表面设有Pd的极薄的膜的丙烯酸类树脂微粒。极薄的膜的膜厚为50nm(极薄的膜的膜厚利用电子显微镜测定)。
(2)预处理剂的调制
混合30质量份具有Pd的极薄的膜的丙烯酸类树脂微粒和100质量份(固态成分)的二液固化型聚酯树脂溶液(AD-335/CAT-10L(混合物的固态成分10质量%)Toyo-Morton,Ltd.制),获得前处理液。
(3)网状的前处理层的制作
接着,利用凹版印刷将上述预处理剂图案形成于PET薄膜(厚度100μm)上后,在120℃下干燥5分钟,从而在PET薄膜上形成网状的前处理层。所得前处理层的线宽为20μm、线间隔为254μm、开口率为85%、厚度为0.15μm。
(4)金属导电层的制作
将如此获得的形成有前处理层的PET薄膜在60℃下在次磷酸钠溶液(30g/L)中浸渍处理3分钟。接着,浸渍于无电解镀铜液(Meltex Co.,Ltd制Melpate CU-5100),在50℃下无电解镀铜处理20分钟,获得网状的金属导电层。所得金属导电层的线宽为28μm、线间隔为254μm、开口率为79%、厚度为4μm。
(5)金属导电层的黑化处理
进而,对上述获得的形成有金属导电层的PET薄膜进行下述组成的黑化处理。
黑化处理液组成(水溶液)
亚氯酸钠:10质量%
氢氧化钠:4质量%
黑化处理条件
浴温:约60℃
时间:5分钟
通过该黑化处理,获得金属导电层的表面经黑化处理的透光性电磁波屏蔽材料。所得透光性电磁波屏蔽材料表面的黑化处理层的厚度平均为0.5μm。
[实施例2]
在实施例1中,除了如下进行(1)带贵金属极薄的膜的微粒的制作、并且在(4)金属导电层的制作中不进行利用次磷酸钠溶液(30g/L)的浸渍处理之外,同样地操作,获得透光性电磁波屏蔽材料。
(1)带贵金属极薄的膜的微粒的制作
利用5%氢氧化钠水溶液洗涤丙烯酸类树脂微粒(平均粒径0.5μm、Chemisnow MP、综研化学(株)制)后,浸渍于盐酸(1N)进行中和。接着,将丙烯酸类树脂微粒在25℃下浸渍于固定有钯的偶联剂(PM-12、Pd浓度12mg/L;日矿金属(株)制)的处理液中10分钟。由此,获得表面设有Pd的极薄的膜的丙烯酸类树脂微粒。极薄的膜的膜厚为10nm,认为基本是单分子膜。
[参考例1]
在实施例1中,除了如下进行(1)带贵金属极薄的膜的微粒的制作之外,同样地操作,获得透光性电磁波屏蔽材料。
(1)带贵金属的微粒(钯溶胶)的制作
在精制水89质量份中溶解1质量份氯化钯,进而溶解10质量份柠檬酸三钠均匀地搅拌后,添加硼氢化钠0.01质量份,将氯化钯还原,获得利用柠檬酸稳定、保护溶胶化的钯溶胶。之后,通过抽滤进行浓缩脱盐,获得含0.5质量份钯的钯溶胶。
利用5%氢氧化钠水溶液洗涤丙烯酸类树脂微粒(平均粒径0.5μm、Chemisnow MP、综研化学(株)制)后,浸渍于盐酸(1N)进行中和。接着,将丙烯酸类树脂微粒在25℃下浸渍于上述钯溶胶中10分钟。由此,获得表面附有Pd颗粒的丙烯酸类树脂微粒。
参考例1中,获得了与实施例1相同厚度的金属导电层,但与实施例1相比,使用了非常大量的Pd。
产业上的可利用性
通过本发明的方法可以获得透光性、电磁波屏蔽性、外观性和识别性优异的透光性电磁波屏蔽材料。所得本发明的透光性电磁波屏蔽材料可以有利地作为可用于等离子体显示器面板(PDP)的前滤波器、医院等需要电磁波屏蔽的建筑物的窗的粘贴用片材等使用。
Claims (20)
1.一种透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其包含以下工序:
通过将含有微粒的化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上,在透明基板上形成网状的前处理层的工序,所述微粒的表面具有贵金属的极薄的膜;以及
利用化学镀处理在前处理层上形成网状的金属导电层的工序。
2.根据权利要求1所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,贵金属的极薄的膜的膜厚为10~100nm的范围。
3.根据权利要求1或2所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,贵金属的极薄的膜含有贵金属的单分子膜。
4.根据权利要求1~3任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,微粒为有机树脂微粒。
5.根据权利要求4所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,有机树脂微粒为酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、蜜胺树脂、环氧树脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯/二乙烯基苯共聚物、丙烯酸类树脂或苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物的微粒。
6.根据权利要求4或5所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,有机树脂微粒的有机树脂被交联。
7.根据权利要求1~6任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,微粒的平均粒径为0.05~3μm的范围。
8.根据权利要求1~7任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,预处理剂进一步含有合成树脂。
9.根据权利要求1~8任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,贵金属为选自钯、银、铂和金所组成的组中的至少1种金属。
10.根据权利要求1~9任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,表面具有贵金属的极薄的膜的微粒是通过用含有贵金属氯化物和氯化锡的溶液对微粒进行处理,接着进行还原处理而获得的。
11.根据权利要求1~9任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,表面具有贵金属的极薄的膜的微粒是通过用含有硅烷偶联剂与唑系化合物的混合物或反应产物及贵金属化合物的溶液对微粒进行处理而获得的。
12.根据权利要求11所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,硅烷偶联剂为含环氧基的硅烷化合物。
13.根据权利要求11或12所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,唑系化合物为咪唑。
14.根据权利要求1~13任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,将化学镀预处理剂以网状印刷于透明基板上之后,在80~160℃下干燥。
15.根据权利要求1~14任一项所述的透光性电磁波屏蔽材料的制造方法,其中,化学镀的镀敷金属为银、铜或铝。
16.一种透光性电磁波屏蔽材料,其特征在于,
其具有透明基板、设置于该透明基板上的网状的前处理层、设置于前处理层上的网状的金属导电层,
前处理层含有表面具有贵金属的极薄的膜的微粒。
17.根据权利要求16所述的透光性电磁波屏蔽材料,其中,贵金属的极薄的膜的膜厚为10~100nm的范围。
18.根据权利要求16或17所述的透光性电磁波屏蔽材料,其中,微粒为有机树脂微粒。
19.一种微粒,其表面具有贵金属的极薄的膜。
20.根据权利要求19所述的微粒,其中,微粒为有机树脂微粒。
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